RU2215783C2 - Mutant n-acetylglutamate synthase (variants), dna fragment, strain of microorganism escherichia coli as producer of arginine and method for preparing l-arginine - Google Patents
Mutant n-acetylglutamate synthase (variants), dna fragment, strain of microorganism escherichia coli as producer of arginine and method for preparing l-arginine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2215783C2 RU2215783C2 RU2001112869/13A RU2001112869A RU2215783C2 RU 2215783 C2 RU2215783 C2 RU 2215783C2 RU 2001112869/13 A RU2001112869/13 A RU 2001112869/13A RU 2001112869 A RU2001112869 A RU 2001112869A RU 2215783 C2 RU2215783 C2 RU 2215783C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mutant
- arginine
- acetylglutamate synthase
- amino acid
- synthase
- Prior art date
Links
- 108010032178 Amino-acid N-acetyltransferase Proteins 0.000 title claims abstract description 84
- 102000007610 Amino-acid N-acetyltransferase Human genes 0.000 title claims abstract description 83
- ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-N L-arginine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCCN=C(N)N ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 title claims abstract description 27
- 239000012634 fragment Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 title abstract description 12
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 12
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 18
- 229930064664 L-arginine Natural products 0.000 claims abstract description 37
- 235000014852 L-arginine Nutrition 0.000 claims abstract description 37
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 241000588722 Escherichia Species 0.000 claims abstract description 15
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000012217 deletion Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000037430 deletion Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims abstract description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 9
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 claims description 4
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 33
- 235000009697 arginine Nutrition 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000012258 culturing Methods 0.000 abstract 1
- 101150072344 argA gene Proteins 0.000 description 58
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 21
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 19
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 19
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 16
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 16
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 15
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 14
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 13
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 12
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 12
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 description 9
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 9
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 9
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical class N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 6
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 6
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 6
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 5
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 101100217185 Pseudomonas aeruginosa (strain ATCC 15692 / DSM 22644 / CIP 104116 / JCM 14847 / LMG 12228 / 1C / PRS 101 / PAO1) aruC gene Proteins 0.000 description 4
- 108091022908 Serine O-acetyltransferase Proteins 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 101100022072 Sulfolobus acidocaldarius (strain ATCC 33909 / DSM 639 / JCM 8929 / NBRC 15157 / NCIMB 11770) lysJ gene Proteins 0.000 description 4
- ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N acetyl-CoA Chemical compound O[C@@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(=O)NCCSC(=O)C)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N 0.000 description 4
- 101150050866 argD gene Proteins 0.000 description 4
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 4
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 4
- -1 glucose and sucrose Chemical class 0.000 description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 3
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 3
- 229930195712 glutamate Natural products 0.000 description 3
- 229940049906 glutamate Drugs 0.000 description 3
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-Proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 2
- 229930182821 L-proline Natural products 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 108010021466 Mutant Proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000008300 Mutant Proteins Human genes 0.000 description 2
- RFMMMVDNIPUKGG-YFKPBYRVSA-N N-acetyl-L-glutamic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H](C(O)=O)CCC(O)=O RFMMMVDNIPUKGG-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 2
- 108010033276 Peptide Fragments Proteins 0.000 description 2
- 102000007079 Peptide Fragments Human genes 0.000 description 2
- 229940100228 acetyl coenzyme a Drugs 0.000 description 2
- 238000006640 acetylation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Chemical class 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 2
- 239000013600 plasmid vector Substances 0.000 description 2
- 239000008057 potassium phosphate buffer Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229960002429 proline Drugs 0.000 description 2
- 238000002741 site-directed mutagenesis Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KIUMMUBSPKGMOY-UHFFFAOYSA-N 3,3'-Dithiobis(6-nitrobenzoic acid) Chemical compound C1=C([N+]([O-])=O)C(C(=O)O)=CC(SSC=2C=C(C(=CC=2)[N+]([O-])=O)C(O)=O)=C1 KIUMMUBSPKGMOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108030006759 Acetylornithine deacetylases Proteins 0.000 description 1
- 101100290837 Bacillus subtilis (strain 168) metAA gene Proteins 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 1
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 1
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 206010053759 Growth retardation Diseases 0.000 description 1
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195714 L-glutamate Natural products 0.000 description 1
- KABXUUFDPUOJMW-BYPYZUCNSA-N L-glutamic 5-semialdehyde Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC=O KABXUUFDPUOJMW-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 239000006142 Luria-Bertani Agar Substances 0.000 description 1
- VZUNGTLZRAYYDE-UHFFFAOYSA-N N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine Chemical compound O=NN(C)C(=N)N[N+]([O-])=O VZUNGTLZRAYYDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 241000607715 Serratia marcescens Species 0.000 description 1
- 238000002105 Southern blotting Methods 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- JZRWCGZRTZMZEH-UHFFFAOYSA-N Thiamine Natural products CC1=C(CCO)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N JZRWCGZRTZMZEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 230000021736 acetylation Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000000246 agarose gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 1
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 1
- 230000000692 anti-sense effect Effects 0.000 description 1
- 101150105638 argE gene Proteins 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000037429 base substitution Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000006696 biosynthetic metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000013611 chromosomal DNA Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 101150111114 cysE gene Proteins 0.000 description 1
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000005546 dideoxynucleotide Substances 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000001640 fractional crystallisation Methods 0.000 description 1
- 239000012737 fresh medium Substances 0.000 description 1
- 102000054767 gene variant Human genes 0.000 description 1
- 229960002989 glutamic acid Drugs 0.000 description 1
- 231100000001 growth retardation Toxicity 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 101150109249 lacI gene Proteins 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 1
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 101150003180 metB gene Proteins 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000754 repressing effect Effects 0.000 description 1
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 1
- 102220093670 rs371299772 Human genes 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- KYMBYSLLVAOCFI-UHFFFAOYSA-N thiamine Chemical compound CC1=C(CCO)SCN1CC1=CN=C(C)N=C1N KYMBYSLLVAOCFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019157 thiamine Nutrition 0.000 description 1
- 229960003495 thiamine Drugs 0.000 description 1
- 239000011721 thiamine Substances 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001493 tyrosinyl group Chemical group [H]OC1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к микробиологической промышленности, к способу продуцирования L-аргинина и касается использования нового мутантного, устойчивого к ингибированию по типу обратной связи фермента в пути биосинтеза аргинина в штаммах Е.coli - продуцентах L-аргинина. The invention relates to the microbiological industry, to a method for producing L-arginine, and for the use of a new mutant feedback resistance enzyme in the arginine biosynthesis pathway in E. coli strains producing L-arginine.
Описание существующих методов
Биосинтез аргинина из глутамата в клетках Е.coli происходит посредством серии реакций, начинающейся ацетилированием глутамата N-ацетилглутамат синтазой (NAGS), кодируемой геном argA. Этот процесс регулируется путем репрессии транскрипции arg-регулона и ингибированием NAGS аргинином по типу обратной связи (Cunin R. et al, Microbiol. Rev., v. 50, p.314-352, 1986). L-Аргинин подавляет экспрессию гена argA в соотношении более чем 250 раз и ингибирует активность NAGS (Кi=0,02 mM) (Leisinger Т., Haas D., J.Biol.Chem. , v. 250, р. 1690-1693, 1975). Для усиленного биосинтеза аргинина в клетках Е. coli требуются ферменты NAGS, устойчивые к ингибированию по типу обратной связи (также обозначаемые как "fbr").Description of existing methods
The biosynthesis of arginine from glutamate in E. coli cells occurs through a series of reactions starting with acetylation of glutamate with N-acetylglutamate synthase (NAGS), encoded by the argA gene. This process is regulated by repressing the transcription of arg-regulon and inhibition of NAGS with arginine in the feedback manner (Cunin R. et al, Microbiol. Rev., v. 50, p. 314-352, 1986). L-Arginine inhibits the expression of the argA gene in a ratio of more than 250 times and inhibits the activity of NAGS (K i = 0.02 mM) (Leisinger T., Haas D., J. Biol. Chem., V. 250, p. 1690- 1693, 1975). Enhanced arginine biosynthesis in E. coli cells requires NAGS enzymes that are resistant to feedback inhibition (also referred to as “fbr”).
Мутанты ферментов, устойчивых к ингибированию по типу обратной связи, могут быть получены при спонтанном, химическом или сайт-направленном мутагенезе. Feedback inhibition resistant enzyme mutants can be obtained by spontaneous, chemical, or site-directed mutagenesis.
Некоторые из мутантов fbr argA были выделены и изучены. Клетки Serratia marcescens, содержащие fbr argA мутации в хромосоме, были нестабильными и дали начало argA мутантам с пониженной активностью или измененной аффинностью к глутамату (Takagi Т. et al, J. Biochem., v.99, p.357-364, 1986). Some of the fbr argA mutants have been isolated and studied. Serratia marcescens cells containing fbr argA mutations on the chromosome were unstable and gave rise to argA mutants with reduced activity or altered glutamate affinity (Takagi T. et al, J. Biochem., V.99, p. 357-364, 1986) .
Гены fbr argA из пяти штаммов Е.coli, содержащих fbr NAGS, были клонированы, и в каждом из этих штаммов были найдены различные единичные замены оснований в генах argA. Было выявлено, что данные замены вызывают замещение His-15 на Туr, Туr-19 на Cys, Ser-54 на Asn, Arg-58 на His, Gly-287 на Ser, Gln-432 на Arg (Rajagopal B.S. et al, Appl. Environ. Microbiol., 1998, v.64, No. 5, p.1805-1811). The fbr argA genes from five E. coli strains containing fbr NAGS were cloned, and in each of these strains various single base substitutions were found in the argA genes. It was found that these substitutions cause the substitution of His-15 for Tur, Tur-19 for Cys, Ser-54 for Asn, Arg-58 for His, Gly-287 for Ser, Gln-432 for Arg (Rajagopal BS et al, Appl . Environ. Microbiol., 1998, v. 64, No. 5, p. 1805-1811).
Как правило, fbr фенотип фермента возникает в результате замены одного аминокислотного остатка другим в одном или нескольких местах последовательности белка, и эти замены приводят к уменьшению активности фермента. Например, замена природного Met-256 остальными 19-тью аминокислотными остатками в сериновой ацетилтрансферазе (SAT) (ген cysE) из E.coli в большинстве случаев приводит к появлению fbr фенотипа, но уровень активности мутантных белков SAT не достигает уровня активности природного SAT (Nakamori S. et al, AEM, 64(5): 1607-11, 1998). Typically, an fbr phenotype of an enzyme results from the replacement of one amino acid residue with another at one or more places in a protein sequence, and these substitutions result in a decrease in enzyme activity. For example, replacing natural Met-256 with the remaining 19 amino acid residues in serine acetyltransferase (SAT) (cysE gene) from E. coli in most cases leads to the appearance of fbr phenotype, but the level of activity of mutant SAT proteins does not reach the level of activity of natural SAT (Nakamori S. et al, AEM, 64 (5): 1607-11, 1998).
Таким образом, недостатком мутантных ферментов, полученных этими методами, является снижение активности мутантных ферментов в сравнении с природными ферментами. Thus, a drawback of mutant enzymes obtained by these methods is a decrease in the activity of mutant enzymes in comparison with natural enzymes.
Краткое изложение сути изобретения
Целью настоящего изобретения является получение мутантного, устойчивого к ингибированию по типу обратной связи и высокоактивного фермента, играющего ключевую роль в биосинтезе аргинина бактериями Е.coli.Summary of the invention
An object of the present invention is to provide a mutant feedback inhibition resistant mutant and a highly active enzyme that plays a key role in the biosynthesis of arginine by E. coli bacteria.
В настоящем изобретении предложен новый метод синтеза большого набора мутантных генов argA с использованием полной рандомизации фрагмента гена argA. Одновременная замена нескольких аминокислотных остатков в фрагменте последовательности белка, в котором могут быть локализованы мутации fbr, способна привести к образованию мутантных белков с восстановленной активностью, уровень которой близок к природному в виду того, что трехмерная структура фермента становится более правильной. Таким образом описанное ниже настоящее изобретение было осуществлено. The present invention provides a new method for the synthesis of a large set of mutant argA genes using complete randomization of a fragment of the argA gene. The simultaneous replacement of several amino acid residues in a fragment of a protein sequence in which fbr mutations can be localized can lead to the formation of mutant proteins with restored activity, the level of which is close to natural, since the three-dimensional structure of the enzyme becomes more regular. Thus, the invention described below has been completed.
Вот то, что предоставляет настоящее изобретение:
(1) Мутантная N-ацетилглутамат синтаза, в которой последовательность аминокислот, соответствующая положениям с 15 по 19 в природной N-ацетилглутамат синтазе, заменена любой из последовательностей аминокислот под номерами 1-4 (SEQ ID NOS: 1-4) и ингибирование L-аргинином по типу обратной связи утрачено;
(2) Мутантная N-ацетилглутамат синтаза по пункту 1, которая является природной мутантной N-ацетилглутамат синтазой из Escherichia coli;
(3) Мутантная N-ацетилглутамат синтаза по пункту 1, которая содержит делеции, замены, вставки или добавления одной или нескольких аминокислот в одном или множестве положений, кроме положений с 15 по 19, и в которой ингибирование L-аргинином по типу обратной связи утрачено;
(4) ДНК, кодирующая мутантную N-ацетилглутамат синтазу по любому из пунктов 1-3;
(5) Бактерия, принадлежащая к роду Escherichia, трансформированная ДНК по пункту 4 и обладающая активностью по продукции L-аргинина; и
(6) Способ продуцирования L-аргинина, включающий стадии выращивания бактерии по пункту 5 в питательной среде для продукции и накопления L-аргинина в питательной среде и сбора L-аргинина из культуральной жидкости.Here is what the present invention provides:
(1) A mutant N-acetylglutamate synthase in which the amino acid sequence corresponding to
(2) The mutant N-acetylglutamate synthase according to
(3) The mutant N-acetylglutamate synthase according to
(4) DNA encoding the mutant N-acetylglutamate synthase according to any one of claims 1-3;
(5) A bacterium belonging to the genus Escherichia, transformed with DNA according to
(6) A method for producing L-arginine, comprising the steps of growing the bacterium according to
Белок NAGS, содержащий любую из fbr мутаций, описанных выше, может упоминаться как "мутантный NAGS", ДНК, кодирующая мутантный NAGS, может упоминаться как "мутантный ген argA", белок NAGS, не содержащий мутаций, может упоминаться как "природный NAGS". A NAGS protein containing any of the fbr mutations described above may be referred to as a "mutant NAGS", DNA encoding a mutant NAGS may be referred to as a "mutant argA gene", a NAGS protein without mutations may be referred to as "natural NAGS".
Далее настоящее изобретение будет разъяснено подробнее. Further, the present invention will be explained in more detail.
<1> Мутантные белки NAGS и мутантные гены argA. <1> Mutant NAGS proteins and mutant argA genes.
Мутантные белки NAGS и мутантные гены argA, кодирующие эти белки, были получены с помощью мутагенеза путем рандомизации фрагмента нуклеотидной последовательности гена. Для получения множественных мутаций в гене argA была произведена полная рандомизация фрагмента из 15 нуклеотидов, кодирующих район в последовательности белка с 15-го по 19-й аминокислотный остаток включительно. Полная рандомизация фрагмента из 15 нуклеотидов дает 415 или около 109 различных последовательностей ДНК, кодирующих 205 различных аминокислотных остатков в 5-мерном пептиде. Вероятность невозникновения стоп-кодонов в рамке считывания в этой последовательности равняется 0,955 или около 78%. Таким образом, полная рандомизация фрагмента гена argA, кодирующего пептид с 15-го по 19-й аминокислотный остаток, должна давать приблизительно 2,5 миллиона различных последовательностей белков, отличающихся этим пептидным фрагментом в структуре NAGS. Последовательная селекция и отбор рекомбинантных клонов, несущих мутантные гены argA, клонированные в экспрессирующие векторы, позволяет отобрать fbr варианты мутантных NAGS с различным уровнем их биологической активности вплоть до уровня активности природной NAGS. При селекции авторы изобретения решили, что штаммы, несущие мутантный ген argA, могут быть получены с использованием штаммов argD- и рrоВ- или рrоА-, потому что такие штаммы не могут продуцировать L-пролин вследствие ингибирования NAGS и в связи с этим не могут расти, если в культуральной среде присутствует избыток L-аргинина, но при этом штаммы, несущие fbr NAGS, могут расти на минимальной среде потому, что глутамат полуальдегид, предшественник L-пролина, может получаться с помощью ацетилорнитин деацетилазы (продукт гена argE) из N-ацетилглутамат полуальдегида, предшественника L-аргинина (Eckhardt Т., Leisinger Т., Mol. Gen. Genet., v.138, p. 225-232, 1975). Однако авторы изобретения обнаружили, что описанным выше методом, как это описано в последующих примерах, трудно получить fbr NAGS, обладающую высокой активностью, и что такая fbr NAGS, обладающая высокой активностью, может быть получена путем введения мутантного гена argA в природный штамм и селекцией штаммов, показывающих замедление роста.Mutant NAGS proteins and mutant argA genes encoding these proteins were obtained by mutagenesis by randomizing a fragment of a nucleotide sequence of a gene. To obtain multiple mutations in the argA gene, a fragment of 15 nucleotides was completely randomized, encoding the region in the protein sequence from the 15th to the 19th amino acid residue, inclusive. Complete randomization of a fragment of 15 nucleotides gives 4 15 or about 10 9 different DNA sequences encoding 20 5 different amino acid residues in a 5-dimensional peptide. The probability of non-occurrence of stop codons in the reading frame in this sequence is 0.95 5 or about 78%. Thus, complete randomization of the fragment of the argA gene encoding a peptide from the 15th to the 19th amino acid residue should produce approximately 2.5 million different protein sequences that differ in this peptide fragment in the NAGS structure. Sequential selection and selection of recombinant clones carrying mutant argA genes cloned into expression vectors allows the selection of fbr variants of mutant NAGS with different levels of their biological activity up to the level of activity of natural NAGS. In breeding, the inventors decided that strains carrying the mutant argA gene can be obtained using strains argD - and proB - or proA - because such strains cannot produce L-proline due to inhibition of NAGS and therefore cannot grow if there is an excess of L-arginine in the culture medium, but the strains carrying fbr NAGS can grow on minimal medium because glutamate semi-aldehyde, a precursor of L-proline, can be obtained using acetylornithine deacetylase (argE gene product) from N- acetylglutamate semial dehydrate, the precursor of L-arginine (Eckhardt, T., Leisinger, T., Mol. Gen. Genet., v. 138, p. 225-232, 1975). However, the inventors have found that using the method described above, as described in the following examples, it is difficult to obtain a high activity fbr NAGS, and that such a high activity fbr NAGS can be obtained by introducing a mutant argA gene into a natural strain and selection of strains showing growth retardation.
В рамках настоящего изобретения были определены последовательности аминокислот мутантных NAGS, соответствующих fbr фенотипу NAGS. Вследствие этого мутантная NAGS может быть получена на основе этих последовательностей введением мутаций в природный ген argA с использованием обычных методов. В качестве примера природного гена argA может быть упомянут ген argA Е.coli (номер Y00492 в GenBank). In the framework of the present invention, amino acid sequences of mutant NAGS corresponding to the fbr phenotype of NAGS were determined. As a result, mutant NAGS can be obtained from these sequences by introducing mutations into the natural argA gene using conventional methods. As an example of the natural argA gene, E. coli argA gene (GenBank number Y00492) may be mentioned.
Последовательность аминокислот в положении с 15 по 19 в мутантной NAGS согласно настоящему изобретению соответствует любой из последовательностей 1-4 (SEQ ID NOS: 1-4). Соответствующая последовательность известной мутантной NAGS, в которой тирозин в положении 19 заменен на цистеин, а также природная NAGS из Е.coli приведены под номерами 5 и 6 (SEQ ID NOS: 5 и 6). Примеры последовательностей нуклеотидов, кодирующих эти последовательности аминокислот, приведены под номерами 7-12 (SEQ ID NOS: 7-12). Указанные последовательности представлены в таблице 1 (см. в конце описания). The amino acid sequence at position 15-19 in the mutant NAGS according to the present invention corresponds to any of the sequences 1-4 (SEQ ID NOS: 1-4). The corresponding sequence of the known mutant NAGS, in which tyrosine at position 19 is replaced by cysteine, as well as the natural NAGS from E. coli are shown under
Мутантная NAGS может содержать делеции, замены, вставки или добавки одной или нескольких аминокислот в одном или множестве положений, кроме положений с 15 по 19, при условии, что активность NAGS, которая является активностью по катализу реакции ацетилирования L-глутаминовой кислоты с получением N-ацетилглутамата, не ухудшена. Mutant NAGS may contain deletions, substitutions, insertions or additions of one or more amino acids in one or many positions, except
Значение "несколько" в отношении количества аминокислот различается в зависимости от положения или типа аминокислотных остатков в трехмерной структуре белка по следующей причине. Некоторые аминокислоты обладают высокой гомологией по отношению к другим аминокислотам, и разница при их замене не влияет значительным образом на трехмерную структуру белка. По этой причине мутантной NAGS согласно настоящему изобретению может быть такая NAGS, гомология у которой составляет не менее чем 30-50%, предпочтительно 50-70%, в сравнении с полной последовательностью аминокислот, установленной для NAGS, и которая обладает активностью fbr NAGS. The value of "several" in relation to the number of amino acids differs depending on the position or type of amino acid residues in the three-dimensional structure of the protein for the following reason. Some amino acids have a high homology with respect to other amino acids, and the difference in their replacement does not significantly affect the three-dimensional structure of the protein. For this reason, the mutant NAGS according to the present invention may be such NAGS, the homology of which is not less than 30-50%, preferably 50-70%, in comparison with the full amino acid sequence established for NAGS, and which has fbr NAGS activity.
В настоящем изобретении "последовательность аминокислот, соответствующая последовательности в положении с 15 по 19", означает последовательность аминокислот, соответствующую последовательности аминокислот в положении с 15 по 19 в последовательности природной NAGS из E.coli. Положение аминокислотных остатков может меняться. Например, если остаток какой-либо аминокислоты введен в N-концевой участок, то остаток аминокислоты, расположенный от природы в положении 15, перемещается в положение 16. В таком случае остаток аминокислоты, соответствующий первоначальному положению 15, обозначается в настоящем изобретении как остаток аминокислоты в положении 15. In the present invention, “amino acid sequence corresponding to the sequence at
ДНК, кодирующая по существу такой же белок, как мутантная NAGS, описанная выше, может быть получена, например, путем модификации последовательности нуклеотидов, к примеру, методом сайт-направленного мутагенеза, таким образом, что вместо одного или нескольких аминокислотных остатков в указанном месте появятся делеции, замены, вставки или добавки. Описанная выше модифицированная ДНК может быть создана с использованием традиционных методов обработки для получения мутаций. Обработка для получения мутаций включает в себя метод обработки ДНК, содержащей ген argA, in vitro, например с помощью гидроксиламина, и метод обработки микроорганизма, например бактерии, принадлежащей к роду Escherichia, несущей ген argA, ультрафиолетовым облучением или агентом, вызывающим мутации, таким как N-метил-N'-нитро-N-нитрозогуанидин (NTG) и азотистой кислотой, обычно используемым при обработке для получения мутаций. DNA encoding essentially the same protein as the mutant NAGS described above can be obtained, for example, by modifying the nucleotide sequence, for example, by site-directed mutagenesis, so that instead of one or more amino acid residues at the indicated location deletions, substitutions, insertions or additives. The modified DNA described above can be created using traditional processing methods to obtain mutations. Processing for mutations includes a method for processing DNA containing the argA gene in vitro, for example using hydroxylamine, and a method for treating a microorganism, for example a bacterium belonging to the genus Escherichia, carrying the argA gene, ultraviolet radiation, or an agent that causes mutations, such as N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) and nitrous acid, commonly used in processing to produce mutations.
Замена, делеция, вставка или добавка нуклеотида, как это описано выше, включает также мутации, которые случаются естественным образом (мутант или вариант), например, на основе индивидуальных различий или различий на уровне вида или рода бактерии, содержащей NAGS. Substitution, deletion, insertion or addition of a nucleotide, as described above, also includes mutations that occur naturally (mutant or variant), for example, based on individual differences or differences in the level of species or genus of the bacterium containing NAGS.
ДНК, кодирующая по существу такой же белок, как и ген argA, выявляется экспрессией ДНК, содержащей описанную выше мутацию, в подходящей клетке и исследованием активности продукта экспрессии. DNA encoding essentially the same protein as the argA gene is detected by expression of the DNA containing the mutation described above in a suitable cell and by examining the activity of the expression product.
Также ДНК, кодирующая по существу такой же белок, как и мутантный NAGS, может быть получена выделением ДНК, которая гибридизуется с ДНК, имеющей известную последовательность гена argA, или зонда, получаемого из нее, в жестких условиях, и которая кодирует белок, обладающий активностью NAGS, из клетки, несущей мутантную NAGS, подвергшейся обработке для получения мутации. Also, DNA encoding essentially the same protein as mutant NAGS can be obtained by isolating DNA that hybridizes with DNA having a known argA gene sequence or probe derived from it under stringent conditions and which encodes a protein having activity NAGS, from a cell carrying a mutant NAGS subjected to mutation treatment.
Упомянутый здесь термин "жесткие условия" обозначает условия, при которых образуется так называемый специфический гибрид (дуплекс), а неспецифический - не образуется. Четко описать эти условия с помощью численных значений довольно трудно. Однако, например, жесткими условиями являются такие условия, при которых молекулы ДНК, обладающие высокой гомологией, например ДНК, обладающие гомологией друг с другом не менее 50%, гибридизуются, а ДНК с меньшей гомологией - не гибридизуются. В качестве альтернативы примером жестких условий являются условия, при которых ДНК гибридизуются друг с другом при концентрации солей, соответствующей обычной концентрации при отмывке в ходе гибридизации по Саузерну, т.е. 60oС, 1xSSC, 0,1% SDS, предпочтительно 0,1xSSC, 0,1%SDS.The term “stringent conditions” referred to here means the conditions under which a so-called specific hybrid (duplex) is formed, but a non-specific hybrid is not formed. It is rather difficult to clearly describe these conditions using numerical values. However, for example, stringent conditions are those under which DNA molecules with high homology, for example DNA with homology with each other at least 50%, hybridize, and DNA with less homology does not hybridize. As an alternative, stringent conditions are exemplified by the conditions under which DNA hybridizes to each other at a salt concentration corresponding to the usual concentration during washing during Southern hybridization, i.e. 60 ° C, 1xSSC, 0.1% SDS, preferably 0.1xSSC, 0.1% SDS.
В число генов, которые гибридизуются в описанных выше условиях, включаются гены, содержащие стоп-кодон внутри кодирующего участка гена, а также те, которые кодируют неактивный белок вследствие мутаций в активном центре. Однако подобные затруднения могут быть легко разрешены путем лигирования гена в коммерчески доступный вектор для экспрессии и изучения активности NAGS. Genes that hybridize under the conditions described above include genes that contain a stop codon inside the coding region of the gene, as well as those that encode an inactive protein due to mutations in the active center. However, such difficulties can be easily resolved by ligating the gene into a commercially available vector for expression and study of NAGS activity.
<2> Бактерия, принадлежащая к роду Escherichia, согласно настоящему изобретению. <2> A bacterium belonging to the genus Escherichia according to the present invention.
Бактерией, принадлежащей к роду Escherichia, согласно настоящему изобретению является бактерия, принадлежащая к роду Escherichia, в которую введен мутантный ген argA, описанный выше. Примером бактерии, принадлежащей к роду Escherichia. является Е.coli. Мутантный ген argA может быть введен, например, путем трансформации бактерии, принадлежащей к роду Escherichia, рекомбинантной плазмидой, содержащей вектор, функционирующий в бактерии, принадлежащей к роду Escherichia, и мутантный ген argA. Мутантный ген argA также может быть введен заменой гена argA на мутантный ген argA в хромосоме. A bacterium belonging to the genus Escherichia according to the present invention is a bacterium belonging to the genus Escherichia, into which the mutant argA gene described above has been introduced. An example of a bacterium belonging to the genus Escherichia. is E. coli. A mutant argA gene can be introduced, for example, by transforming a bacterium belonging to the genus Escherichia, a recombinant plasmid containing a vector functioning in a bacterium belonging to the genus Escherichia, and a mutant gene argA. The mutant argA gene can also be introduced by replacing the argA gene with the mutant argA gene on the chromosome.
Примерами векторов, которые можно использовать для введения мутантного гена argA, являются плазмидные векторы, такие как pBR322, pMW118, pUC19 или подобные, фаговые векторы, такие как 11059, 1BF101, M13mp9 или подобные, и транспозоны, такие как Mu, Tn10, Тn5 или подобные. Examples of vectors that can be used to introduce the mutant argA gene are plasmid vectors such as pBR322, pMW118, pUC19 or the like, phage vectors such as 11059, 1BF101, M13mp9 or the like, and transposons such as Mu, Tn10, Tn5 or like that.
Введение ДНК в бактерию, принадлежащую к роду Escherichia, может быть осуществлено, например, по методу D.A. Morrison (Methods in Enzymology, 68, 326 (1979)) или методом, в котором бактериальная клетка - реципиент обрабатывается хлоридом кальция для увеличения проницаемости для ДНК (Mandel, M. and Higa, A., J.Mol.Biol. 53, 159 (1970)) или подобньм им методом. The introduction of DNA into a bacterium belonging to the genus Escherichia can be carried out, for example, by the method of D.A. Morrison (Methods in Enzymology, 68, 326 (1979)) or a method in which a recipient bacterial cell is treated with calcium chloride to increase DNA permeability (Mandel, M. and Higa, A., J. Mol. Biol. 53, 159 (1970)) or a similar method.
Если мутантный ген argA введен в бактерию, принадлежащую к роду Escherichia, - продуцент L-аргинина, количество продуцируемого L-аргинина может быть увеличено. Кроме того, способность к продукции L-аргинина может быть придана бактерии, в которую мутантный ген argA уже введен. If the mutant argA gene is introduced into a bacterium belonging to the genus Escherichia, the producer of L-arginine, the amount of L-arginine produced can be increased. In addition, the ability to produce L-arginine can be given to bacteria into which the mutant argA gene has already been introduced.
Примером бактерии, принадлежащей к роду Escherichia, обладающей активностью в продукции L-аргинина, является штамм Е.coli 237 (ВКПМ В-7925). Штамм 237 был депонирован во Всероссийскую коллекцию промышленных микроорганизмов (ВКПМ). An example of a bacterium belonging to the genus Escherichia with activity in the production of L-arginine is
<3> Способ получения L-аргинина. <3> A method for producing L-arginine.
L-аргинин может быть получен с высокой эффективностью при выращивании бактерии, в которую введен мутантный ген argA, и которая обладает способностью к продукции L-аргинина, в питательной среде, продукции и накоплении L-аргинина в питательной среде и сбора L-аргинина из культуральной жидкости. L-arginine can be obtained with high efficiency when growing bacteria, into which the mutant argA gene is introduced, and which is capable of producing L-arginine, in the culture medium, production and accumulation of L-arginine in the culture medium and collecting L-arginine from the culture liquids.
В способе согласно настоящему изобретению выращивание бактерии, принадлежащей к роду Escherichia, накопление и сбор L-аргинина из культуральной жидкости может быть осуществлено способом, подобным способу, традиционно используемому для продукции L-аргинина методом ферментации с использованием бактерий. Питательная среда для выращивания может быть как синтетической, так и натуральной, при условии, что она содержит источники углерода и азота, минеральные соединения и, если необходимо, питательные добавки в количестве, необходимом для роста бактерии. Источники углерода включают в себя различные углеводы, такие как глюкоза и сахароза, и различные органические кислоты, в зависимости от способности к их усвоению используемыми бактериями. Могут быть использованы спирты, такие как этанол и глицерин. В качестве источников азота используются аммиак, различные соли аммония, такие как сульфат аммония, другие соединения азота, такие как амины, природные источники азота, такие как пептон, гидролизат соевых бобов и микробный ферментализат. В качестве минеральных соединений используются однозамещенный фосфат калия, сульфат магния, хлорид натрия, сульфат железа, сульфат марганца, карбонат кальция. Выращивание проводят предпочтительно в аэробных условиях, таких как взбалтывание и аэрация с перемешиванием. Температура культуры обычно поддерживается от 20oС до 40oС, предпочтительно от 30oС до 38oС. Значение рН находится в пределах от 5 до 9, предпочтительно в пределах от 6,5 до 7,2. рН среды может быть скорректировано аммиаком, карбонатом кальция, различными кислотами, основаниями и буферами. Обычно выращивание в течение от 1 до 3 дней приводит к накоплению L-аргинина в культуральной жидкости.In the method according to the present invention, the cultivation of bacteria belonging to the genus Escherichia, the accumulation and collection of L-arginine from the culture fluid can be carried out in a manner similar to the method traditionally used for the production of L-arginine by fermentation using bacteria. The growth medium can be either synthetic or natural, provided that it contains sources of carbon and nitrogen, mineral compounds and, if necessary, nutritional supplements in the amount necessary for the growth of bacteria. Carbon sources include various carbohydrates, such as glucose and sucrose, and various organic acids, depending on the ability of the bacteria to absorb them. Alcohols such as ethanol and glycerin may be used. Ammonia, various ammonium salts such as ammonium sulfate, other nitrogen compounds such as amines, natural nitrogen sources such as peptone, soybean hydrolyzate and microbial fermentation are used as nitrogen sources. As mineral compounds, monosubstituted potassium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, iron sulfate, manganese sulfate, calcium carbonate are used. Cultivation is preferably carried out under aerobic conditions such as agitation and agitation with stirring. The temperature of the culture is usually maintained from 20 ° C. to 40 ° C. , preferably from 30 ° C. to 38 ° C. The pH is in the range of 5 to 9, preferably in the range of 6.5 to 7.2. The pH of the medium can be adjusted by ammonia, calcium carbonate, various acids, bases and buffers. Typically, growing for 1 to 3 days leads to the accumulation of L-arginine in the culture fluid.
Сбор L-аргинина может быть осуществлен путем удаления из питательной среды после выращивания нерастворимых компонент, таких как клетки, методом центрифугирования или фильтрации на мембране, с последующим сбором и очисткой L-аргинина методами ионного обмена, концентрации и фракционной кристаллизации или подобными. The collection of L-arginine can be carried out by removing insoluble components such as cells from the culture medium after cultivation by centrifugation or filtration on a membrane, followed by collection and purification of L-arginine by ion exchange methods, concentration and fractional crystallization or the like.
Краткое описание чертежей. A brief description of the drawings.
На чертеже показана схема конструирования пула мутантных генов argA. The drawing shows a diagram of the construction of a pool of mutant argA genes.
Наилучший способ осуществления изобретения. The best way of carrying out the invention.
Настоящее изобретение будет детальнее разъяснено со ссылкой на следующие примеры. The present invention will be explained in more detail with reference to the following examples.
Пример 1. Example 1
<1> Мутагенез путем рандомизации фрагмента нуклеотидной последовательности гена. <1> Mutagenesis by randomizing a fragment of a nucleotide sequence of a gene.
BamHI-SalI фрагмент хромосомной ДНК (2.02 т.п.н.), содержащий ген argA, был клонирован в плазмиду pUC19 (плазмида pUC19-argA). Для амплификации с помощью ПЦР была использована ДНК полимераза PyrobestTM от Takara Shuzo Co. (Япония), она использовалась в условиях, рекомендованных производителем.The BamHI-SalI fragment of chromosomal DNA (2.02 kb) containing the argA gene was cloned into plasmid pUC19 (plasmid pUC19-argA). For amplification by PCR was used DNA polymerase Pyrobest TM of Takara Shuzo Co. (Japan), it was used in the conditions recommended by the manufacturer.
Для конструирования пула мутантных генов argA на первой стадии был амплифицирован фрагмент гена argA, кодирующий последовательность с 20-го остатка аминокислоты до конца NAGS (чертеж). В качестве матрицы использовалась плазмида pUC19-argA, смысловая затравка Р1: 5'-CGAGGGATTCCGCNNNNNNNNNNNNNNNATCAATACCCACCGGG-3' (SEQ ID NO:13), была сконструирована на основе последовательности нуклеотидов гена argA, в качестве антисмысловой затравки Р2 использовалась стандартная затравка М13 с обратной последовательностью. Фиксированная последовательность из 16-ти нуклеотидов на 3'-конце затравки Р1 гомологична последовательности гена argA после кодона Туr-19, а фиксированная последовательность из 13-ти нуклеотидов на 5'-конце затравки - перед кодоном His-15. Гомология к последовательности гена argA на 3'-конце затравки Р1 была использована для синтезирования фрагмента ДНК (1,75 т.п.н.) в ходе двадцати циклов ПЦР. To construct a pool of mutant argA genes in the first stage, a fragment of the argA gene was amplified, coding the sequence from the 20th amino acid residue to the end of NAGS (drawing). The pUC19-argA plasmid was used as a matrix, P1: 5'-CGAGGGATTCCGCNNNNNNNNNNNNNNNATCAATACCCACCGGG-3 '(SEQ ID NO: 13) seed primer was constructed based on the argA nucleotide sequence, and the reverse seed sequence M was used as P2 antisense13. A fixed sequence of 16 nucleotides at the 3'-end of the P1 seed is homologous to the argA gene sequence after the Tur-19 codon, and a fixed sequence of 13 nucleotides at the 5'-end of the seed is before the His-15 codon. The homology to the argA gene sequence at the 3'-end of the P1 seed was used to synthesize a DNA fragment (1.75 kb) during twenty PCR cycles.
В качестве матрицы 100 нг плазмиды pUC19-argA было добавлено в раствор ПЦР (50 мкл), содержащий обе затравки (40 пмоль каждой). Были выполнены двадцать циклов ПЦР (94oС в течение 0,6 мин, 55oС в течение 0,5 мин, 72oС в течение 2 мин) в термоциклере модели 2400 DNA (Perkin-Elmer Co., Foster City, CA).As a matrix, 100 ng of the plasmid pUC19-argA was added to a PCR solution (50 μl) containing both seeds (40 pmol each). Twenty PCR cycles were performed (94 ° C for 0.6 min, 55 ° C for 0.5 min, 72 ° C for 2 min) in a 2400 DNA thermal cycler (Perkin-Elmer Co., Foster City, CA )
На второй стадии проводилось восемь циклов амплификации (94oС в течение 1 мин, 37oС в течение 1 мин, 72oС в течение 0,5 мин), в ходе которых (-) цепь этого фрагмента выступала в качестве затравки для его удлинения для получения полной последовательности гена.In the second stage, eight amplification cycles (94 ° C for 1 min, 37 ° C for 1 min, 72 ° C for 0.5 min) were carried out, during which the (-) chain of this fragment acted as a seed for it extensions to obtain the complete gene sequence.
На третьей стадии аликвота 10 мкл реакционной смеси добавлялась в свежую реакционную смесь (40 мкл), содержащую 100 пмоль смысловой затравки Р3: 5'-TGCCATGGTAAAGGAACGTAAAACC-3' (SEQ ID NO:14), гомологичной 5'-концу последовательности гена argA, и антисмысловой затравки Р2, затем проводилось десять циклов амплификации (94oС в течение 0,5 мин, 52oС в течение 0,5 мин, 72oС в течение 2 мин),
ДНК фрагмент (1.78 т.п.н.), кодирующий пул мутантных вариантов полноразмерного гена argA, очищался в ходе электрофореза в агарозном геле, расщеплялся ферментами NcoI (место узнавания включает начальный ATG-кодон гена argA) и HmdIII, затем лигировался в вектор рКК233-2 (Pharmacia, Sweden), расщепленный ферментами NcoI и HindIII.In a third step, an aliquot of 10 μl of the reaction mixture was added to a fresh reaction mixture (40 μl) containing 100 pmol of seed P3: 5′-TGCCATGGTAAAGGAACGTAAAACC-3 ′ (SEQ ID NO: 14) homologous to the 5 ′ end of the argA gene sequence, and antisense seed P2, then ten cycles of amplification were carried out (94 o C for 0.5 min, 52 o C for 0.5 min, 72 o C for 2 min),
The DNA fragment (1.78 kb), encoding a pool of mutant variants of the full-sized argA gene, was purified by agarose gel electrophoresis, digested with NcoI enzymes (the recognition site includes the initial ATG codon of the argA gene) and HmdIII, and then ligated into the pKK233 vector -2 (Pharmacia, Sweden) digested with NcoI and HindIII enzymes.
Около 150 нг дотированной ДНК использовалось в последующих экспериментах для трансформации клеток Е.coli - реципиентов с тем, чтобы получить около 2000 рекомбинантных клонов в каждом случае. About 150 ng of donated DNA was used in subsequent experiments to transform E. coli recipient cells in order to produce about 2000 recombinant clones in each case.
<2> Выделение новых мутантов argA и влияние замен аминокислот на каталитические свойства NAGS. <2> Isolation of new argA mutants and the effect of amino acid substitutions on the catalytic properties of NAGS.
Плазмидный вектор рКК233-2 (Pharmacia, Sweden) использовался для клонирования и экспрессии вариантов гена argA. В качестве штамма Е.coli - реципиента использовался TG1 (supE hsdΔ5 thi Δ(lас-рrоАВ) F'[traD36 proAB+ lacIq lacZΔM15] ) (Sambrook, J. et al. Molecular Cloning. 1989). Отбор клеток TG1, содержащих набор рекомбинантных плазмид pKK-argA-random (с мутантными генами argA)? проводился на чашках с LB агаром. Наблюдалось замедление клеточного роста некоторых мутантных клонов и предполагалось, что этот эффект коррелирует с продукцией активного мутантного fbr фермента NAGS. Из некоторых клонов были выделены плазмиды и методом секвенирования (метод терминации цепи с использованием дидезоксинуклеотидов) была определена последовательность ДНК 5'-концевого фрагмента гена argA (таблица 2).The plasmid vector pKK233-2 (Pharmacia, Sweden) was used to clone and express argA gene variants. TG1 (supE hsdΔ5 thi Δ (lacropooV) F '[traD36 proAB + lacI q lacZΔM15]) was used as the E. coli recipient strain (Sambrook, J. et al. Molecular Cloning. 1989). The selection of TG1 cells containing a set of recombinant plasmids pKK-argA-random (with mutant argA genes)? was carried out on plates with LB agar. A slowdown in the cell growth of certain mutant clones was observed and it was suggested that this effect correlates with the production of the active mutant fbr enzyme NAGS. Plasmids were isolated from some clones and the DNA sequence of the 5'-terminal fragment of the argA gene was determined by sequencing (a chain termination method using dideoxynucleotides) (table 2).
Для определения активности NAGS штамм Е.coli B3083 (argA-. MetB-) - ауксотроф по аргинину трансформировался полученными плазмидами. Ферменты в растворимых фракциях, полученных из рекомбинантных клеток, разрушенных ультразвуком, были частично очищены осаждением сульфатом аммония и проанализированы, как описано ниже. Активность NAGS из штаммов, содержащих плазмиды pKK-argA-r11 (3390 нмоль/мин х мг), pKK-argA-r12 (1220 нмоль/мин х мг) pKK-argA-r13 (3120 нмоль/мин х мг), значительно выше активности NAGS из штамма, содержащего плазмиду pKK-argA-r4 (300 нмоль/мин х мг). Последняя плазмида содержит мутантный ген argA с такой же заменой (Y19C), как и наиболее активный вариант гена argA с единичной заменой, описанный Rajagopal B. S. et al (Rajagopal B.S. et al. Appl. Environ. Microbiol., 1998, v.64, No.5, p.1805-1811).To determine the activity of NAGS, the E. coli strain B3083 (argA - . MetB - ) - auxotroph was transformed by arginine with the obtained plasmids. Enzymes in soluble fractions obtained from recombinant cells destroyed by ultrasound were partially purified by precipitation with ammonium sulfate and analyzed as described below. NAGS activity from strains containing plasmids pKK-argA-r11 (3390 nmol / min x mg), pKK-argA-r12 (1220 nmol / min x mg) pKK-argA-r13 (3120 nmol / min x mg), significantly higher NAGS activity from a strain containing plasmid pKK-argA-r4 (300 nmol / min x mg). The latter plasmid contains a mutant argA gene with the same substitution (Y19C) as the most active single-substitution argA gene described by Rajagopal BS et al (Rajagopal BS et al. Appl. Environ. Microbiol., 1998, v. 64, No. .5, p. 1805-1811).
Также активность NAGS в штамме, содержащем плазмиду pKK-argA(wt) (природный argA), ниже, чем в случае с pKK-argA-r11, -r12 и -r13. Уровень активности мутантных ферментов в присутствии 10 mM аргинина приблизительно одинаковый, притом что природный фермент в значительной степени ингибировался аргинином (менее одной десятой исходной активности). Эти результаты показывают, что пептидный фрагмент с 15 по 19 аминокислотный остаток отвечает за ингибирование NAGS аргинином по типу обратной связи и за уровень каталитической активности. Also, the activity of NAGS in the strain containing the plasmid pKK-argA (wt) (natural argA) is lower than in the case of pKK-argA-r11, -r12 and -r13. The level of activity of mutant enzymes in the presence of 10 mM arginine is approximately the same, although the natural enzyme was significantly inhibited by arginine (less than one tenth of the initial activity). These results show that the peptide fragment from 15 to 19 amino acid residues is responsible for the feedback inhibition of NAGS with arginine and for the level of catalytic activity.
(Проверка активности фермента)
Ацетил коэнзим А и все химические реактивы куплены у Sigma Chemical Co., St. Louis, Mo. Для определения активности NAGS клетки Е. coli B3083 (argA-, metB-), содержащие рекомбинантые плазмиды, выращивались в среде М9 (5 мл) до поздней экспоненциальной фазы, отмывались 0,14 М раствором NaCl и ресуспендировались в 2 мл 40 mM калий-фосфатного буфера (рН 7,0) с 100 mM KCl. Клетки разрушались под действием ультразвука и центрифугировались. Фракции, содержащие NAGS, осаждались 5 объемами насыщенного (NH4)2SO4 и осадки растворялись в 2 мл 40 mM калий-фосфатного буфера (рН 7,0) с 100 mM KC1 и 30%(v/v) глицерином. Раствор с NAGS добавлялся к 0,1 мл реакционной смеси (100 mM Tris-HCl (pH 8,5), 35 mM KCl, 20 mM L-глутамата, 1,2 mM ацетил коэнзима А) и реакционная смесь инкубировалась при 37oС в течение 10 мин. Реакция останавливалась добавлением 0,3 мл этанола с последующим центрифугированием реакционной смеси. 0,95 мл 0,24 mM раствора DTNB (5,5-дитио-bis-2-нитробензоата) добавлялись к супернатанту и смесь инкубировалась в течение 15 мин. Активность NAGS определялась измерением поглощения при 412 нм.(Verification of enzyme activity)
Acetyl coenzyme A and all chemicals are purchased from Sigma Chemical Co., St. Louis, Mo. To determine the activity of NAGS, E. coli B3083 cells (argA - , metB - ) containing recombinant plasmids were grown in M9 medium (5 ml) until the late exponential phase, washed with 0.14 M NaCl solution and resuspended in 2 ml of 40 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0) with 100 mM KCl. Cells were destroyed by ultrasound and centrifuged. Fractions containing NAGS were precipitated with 5 volumes of saturated (NH 4 ) 2 SO 4 and the precipitates were dissolved in 2 ml of 40 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0) with 100 mM KC1 and 30% (v / v) glycerol. A solution with NAGS was added to 0.1 ml of the reaction mixture (100 mM Tris-HCl (pH 8.5), 35 mM KCl, 20 mM L-glutamate, 1.2 mM acetyl coenzyme A) and the reaction mixture was incubated at 37 ° C within 10 minutes The reaction was stopped by adding 0.3 ml of ethanol, followed by centrifugation of the reaction mixture. 0.95 ml of a 0.24 mM DTNB solution (5.5-dithio-bis-2-nitrobenzoate) was added to the supernatant and the mixture was incubated for 15 minutes. NAGS activity was determined by measuring absorbance at 412 nm.
<3> Выделение новых мутантов гена argA путем отбора среди клеток В 16-4 (pro- argD-).<3> Isolation of new mutants of the argA gene by selection among B 16-4 cells (pro - argD - ).
Отбор мутантных генов argA из штамма Е.соli В 16-4 (pro- argD-), несущего плазмиды pKK-argA-random, осуществлялся способом, описанным выше. Рекомбинантные клоны с чашек с агаром были суспендированы в среде М9 с L-аргинином и выращивались до стационарной фазы. Аликвота культуры была суспендирована в свежей среде и процедура выращивания повторена четыре раза. После этого аликвота культуры переносилась на агаризованную среду М9, содержащую 5 мг/мл L-аргинина и 100 мкг ампицилина. Из некоторых клонов были выделены плазмиды, определены последовательности 5'-концевых фрагментов мутантных генов argA и проверен, как описано выше, уровень активности мутантных NAGS. 60% мутантов содержали последовательность -Gly-Trp-Pro-Cys-Val- (SEQ ID NO: 4) в подвергавшемся мутагенезу фрагменте фермента и обладали слабой, но fbr активностью NAGS. Очевидно, что такой мутантный белок обладает оптимальным уровнем активности NAGS для роста клеток В16-4 (pro- argD-) в использованных для отбора условиях. Таким образом, условия отбора определяют активность полученной мутантной NAGS.The selection of mutant argA genes from E. coli strain B 16-4 (pro - argD - ) carrying the pKK-argA-random plasmid was carried out by the method described above. Recombinant clones from agar plates were suspended in M9 medium with L-arginine and grown to the stationary phase. An aliquot of the culture was suspended in fresh medium and the growing procedure was repeated four times. After this, an aliquot of the culture was transferred to agar medium M9 containing 5 mg / ml L-arginine and 100 μg of ampicillin. Plasmids were isolated from some clones, sequences of 5'-terminal fragments of mutant argA genes were determined, and the level of activity of mutant NAGS was verified as described above. 60% of the mutants contained the sequence -Gly-Trp-Pro-Cys-Val- (SEQ ID NO: 4) in the mutagenized fragment of the enzyme and had weak but fbr NAGS activity. Obviously, such a mutant protein has an optimal level of NAGS activity for the growth of B16-4 (pro - argD - ) cells under the conditions used for selection. Thus, the selection conditions determine the activity of the obtained mutant NAGS.
<4> Продукция L-аргинина с использованием мутантных генов argA. <4> L-arginine production using mutant argA genes.
Рекомбинантные плазмиды pKKArgA-r4, 11, 12, 13 и 32 были расщеплены рестриктазами BamHI и SalI, и фрагменты, содержащие мутантные гены argA, находящиеся под контролем промотора trc, были заново клонированы в низкокопийную плазмиду pMW119 (Nippon Gene Co., Tokyo). Полученные плазмиды были названы pMADS4, pMADS11, pMADS12, pMADS13 и pMADS32 соответственно. Эти плазмиды были введены в штамм Е.coli 237 - продуцент L-аргинина (ВКПМ В-7925). Продукция L-аргинина (Arg) и цитрулина (Cit) трансформантами показана в таблице 3. Большинство штаммов - продуцентов с новыми мутантными генами NAGS обладали более высокой продуктивностью Arg и Cit, чем штамм - реципиент или штамм с известной мутантной Tyrl9Cys NAGS (pMADS4). Recombinant plasmids pKKArgA-r4, 11, 12, 13 and 32 were digested with restriction enzymes BamHI and SalI, and fragments containing mutant argA genes under the control of the trc promoter were re-cloned into the low copy plasmid pMW119 (Nippon Gene Co., Tokyo). The resulting plasmids were named pMADS4, pMADS11, pMADS12, pMADS13 and pMADS32, respectively. These plasmids were introduced into the strain E. coli 237 - producer of L-arginine (VKPM B-7925). The production of L-arginine (Arg) and citruline (Cit) transformants is shown in Table 3. Most producer strains with the new mutant NAGS genes had higher Arg and Cit productivity than the recipient strain or the strain with the known mutant Tyrl9Cys NAGS (pMADS4).
(Условия выращивания при ферментации в пробирках)
Питательная среда для ферментации содержала 60 г/л глюкозы, 25 г/л сульфата аммония, 2 г/л КН2РO4, 1 г/л MgSO4, 0,1 мг тиамина, 5 г/л дрожжевого экстракта Difco, 25 г/л мела на 1 л воды (рН 7,2). Глюкоза и мел были стерилизованы по отдельности. 2 мл питательной среды помещали в пробирку, высевали одну петлю испытываемого микроорганизма, выращивание продолжали при 32oС в течение 3 дней со встряхиванием.(Test conditions for fermentation in vitro)
The fermentation medium contained 60 g / L glucose, 25 g / L ammonium sulfate, 2 g / L KH 2 PO 4 , 1 g / L MgSO 4 , 0.1 mg thiamine, 5 g / L Difco yeast extract, 25 g / l chalk per 1 liter of water (pH 7.2). Glucose and chalk were sterilized separately. 2 ml of culture medium was placed in a test tube, one loop of the test microorganism was seeded, cultivation was continued at 32 ° C. for 3 days with shaking.
Перечень последовательностей приведен в конце описания. A sequence listing is provided at the end of the description.
Claims (9)
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001112869/13A RU2215783C2 (en) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Mutant n-acetylglutamate synthase (variants), dna fragment, strain of microorganism escherichia coli as producer of arginine and method for preparing l-arginine |
JP2001180219A JP4682454B2 (en) | 2000-06-28 | 2001-06-14 | Process for producing novel mutant N-acetylglutamate synthase and L-arginine |
EP01114572A EP1170361B1 (en) | 2000-06-28 | 2001-06-18 | New mutant N-Acetylglutamate synthase and method for L-Arginine production |
DE60106526T DE60106526T2 (en) | 2000-06-28 | 2001-06-18 | New N-acetylglutamate synthase mutant and a process for the production of L-arginine |
ES01114572T ES2228699T3 (en) | 2000-06-28 | 2001-06-18 | NEW MUTANT OF N-ACETIGLTAMATE SYNTHEASE AND PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF ARGININE. |
US09/886,135 US6790647B2 (en) | 2000-06-28 | 2001-06-22 | Mutant N-acetylglutamate synthase and method for L-arginine production |
CNB011259191A CN1180082C (en) | 2000-06-28 | 2001-06-28 | Production method of novel mutant N-acetylglutamate synthetase and L-arginine |
US10/891,122 US7169586B2 (en) | 2000-06-28 | 2004-07-15 | Mutant N-acetylglutamate synthase and method for L-arginine production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001112869/13A RU2215783C2 (en) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Mutant n-acetylglutamate synthase (variants), dna fragment, strain of microorganism escherichia coli as producer of arginine and method for preparing l-arginine |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000116481/13A Substitution RU2000116481A (en) | 2000-06-28 | 2000-06-28 | MUTANT N-ACETYL GLUTAMATE SYNTHESIS, A BACTERIA BELONGING TO THE GENUS ESCHERICHIA, METHOD FOR PRODUCING L-ARGININE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001112869A RU2001112869A (en) | 2003-03-20 |
RU2215783C2 true RU2215783C2 (en) | 2003-11-10 |
Family
ID=32026594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001112869/13A RU2215783C2 (en) | 2000-06-28 | 2001-05-15 | Mutant n-acetylglutamate synthase (variants), dna fragment, strain of microorganism escherichia coli as producer of arginine and method for preparing l-arginine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2215783C2 (en) |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007100009A1 (en) | 2006-03-03 | 2007-09-07 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for production of l-amino acid |
WO2011152568A1 (en) | 2010-06-03 | 2011-12-08 | Ajinomoto Co.,Inc. | A method for producing an l-amino acid using a bacterium of the enterobacteriaceae family, having attenuated expression of genes encoding a lysine/arginine/ornithine transporter |
WO2012011595A1 (en) | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Ajinomoto Co.,Inc. | A METHOD FOR PRODUCING AN L-AMINO ACID USING A BACTERIUM OF THE ENTEROBACTERIACEAE FAMILY HAVING ATTENUATED EXPRESSION OF THE astCADBE OPERON |
WO2012011596A1 (en) | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Ajinomoto Co.,Inc. | A method for producing an l- amino acid using a bacterium of the enterobacteriaceae family with enhanced expression of the bssr gene |
RU2468083C1 (en) * | 2011-04-25 | 2012-11-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО "АГРИ") | Method of obtaining l-amino acid with application of bacterium of enterobacteriaceae family, with weakened expression of genes, coding lysine/arginine/ornithine transporter |
RU2471870C2 (en) * | 2010-06-03 | 2013-01-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ) | METHOD FOR PRODUCING L-ARGININE AND L-CITRULLINE WITH USE OF BACTERIA OF ENTEROBACTERIACEAE FAMILY WITH ATTENUATED pepA GENE EXPRESSION |
US8372606B2 (en) | 2006-12-25 | 2013-02-12 | Ajinomoto Co., Inc. | Methods for obtaining crystals of a basic amino acid hydrochloride |
EP2796560A1 (en) | 2013-04-23 | 2014-10-29 | Ajinomoto Co., Inc. | A method for producing an L-amino acid using a bacterium of the family Enterobacteriaceae having attenuated expression of the yjjK gene |
WO2015030019A1 (en) | 2013-08-30 | 2015-03-05 | Ajinomoto Co.,Inc. | A METHOD FOR PRODUCING AN L-AMINO ACID USING A BACTERIUM OF THE FAMILY ENTEROBACTERIACEAE HAVING ATTENUATED EXPRESSION OF THE znuACB GENE CLUSTER |
WO2015050276A1 (en) | 2013-10-02 | 2015-04-09 | Ajinomoto Co.,Inc. | A method for producing an l-amino acid using a bacterium of the family enterobacteriaceae having attenuated expression of a phosphate transporter-encoding gene |
WO2015050234A1 (en) | 2013-10-02 | 2015-04-09 | 味の素株式会社 | Ammonia control apparatus and ammonia control method |
WO2015122544A1 (en) | 2014-02-14 | 2015-08-20 | Ajinomoto Co.,Inc. | A METHOD FOR PRODUCING AN L-AMINO ACID USING A BACTERIUM OF THE FAMILY ENTEROBACTERIACEAE HAVING OVEREXPRESSED THE yajL GENE |
EP3098319A1 (en) | 2015-05-28 | 2016-11-30 | Ajinomoto Co., Inc. | A method for producing an l-amino acid using a bacterium of the family enterobacteriaceae having an attenuated expression of a gsha gene |
WO2017146195A1 (en) | 2016-02-25 | 2017-08-31 | Ajinomoto Co., Inc. | A method for producing l-amino acids using a bacterium of the family enterobacteriaceae overexpressing a gene encoding an iron exporter |
EP3385389A1 (en) | 2017-04-03 | 2018-10-10 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for producing l-amino acid from fructose |
WO2020071538A1 (en) | 2018-10-05 | 2020-04-09 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for producing target substance by bacterial fermentation |
WO2020138178A1 (en) | 2018-12-27 | 2020-07-02 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for producing basic l-amino acids or salts thereof by fermentation of an enterobacteriaceae bacterium |
WO2020171227A1 (en) | 2019-02-22 | 2020-08-27 | Ajinomoto Co., Inc. | METHOD FOR PRODUCING L-AMINO ACIDS USING A BACTERIUM BELONGING TO THE FAMILY Enterobacteriaceae HAVING OVEREXPRESSED ydiJ GENE |
WO2020204179A1 (en) | 2019-04-05 | 2020-10-08 | Ajinomoto Co., Inc. | Method of producing l-amino acids |
WO2021060438A1 (en) | 2019-09-25 | 2021-04-01 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for producing l-amino acids by bacterial fermentation |
EP4345166A2 (en) | 2022-09-30 | 2024-04-03 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for producing l-amino acid |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009165355A (en) | 2006-04-28 | 2009-07-30 | Ajinomoto Co Inc | L-amino acid-producing microorganism and method for producing l-amino acid |
RU2006143864A (en) | 2006-12-12 | 2008-06-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ) (RU) | METHOD FOR PRODUCING L-AMINO ACIDS USING THE BACTERIA OF THE ENTEROBACTERIACEAE FAMILY IN WHICH THE EXPRESSION OF GENES cynT, cynS, cynX, OR cynR, OR THEIR COMBINATION IS DECREASED |
CN101627110B (en) | 2007-01-22 | 2014-08-13 | 味之素株式会社 | Microorganism capable of producing l-amino acid, and method for production of l-amino acid |
JP2010110217A (en) | 2007-02-22 | 2010-05-20 | Ajinomoto Co Inc | L-amino acid-producing microorganism and method for producing l-amino acid |
RU2396336C2 (en) | 2007-09-27 | 2010-08-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ) | METHOD OF PRODUCING AMINO ACIDS USING Escherichia GENUS BACTERIA |
JP2011067095A (en) | 2008-01-10 | 2011-04-07 | Ajinomoto Co Inc | Method for producing target substance by fermentation process |
KR20100120663A (en) | 2008-01-23 | 2010-11-16 | 아지노모토 가부시키가이샤 | Method of producing l-amino acid |
RU2008105793A (en) | 2008-02-19 | 2009-08-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ) (RU) | METHOD FOR DESIGNING OPERONS CONTAINING TRANSLATION-CONJUGATED GENES, BACTERIA CONTAINING SUCH OPERON, METHOD FOR PRODUCING USEFUL METABOLITIS AND METHOD FOR EXPRESS MONITORING |
WO2010027022A1 (en) | 2008-09-05 | 2010-03-11 | 味の素株式会社 | Bacterium capable of producing l-amino acid, and method for producing l-amino acid |
EP2336347B1 (en) | 2008-09-08 | 2017-03-15 | Ajinomoto Co., Inc. | An l-amino acid-producing microorganism and a method for producing an l-amino acid |
WO2010084995A2 (en) | 2009-01-23 | 2010-07-29 | Ajinomoto Co.,Inc. | A method for producing an l-amino acid |
CN102471790B (en) | 2009-07-29 | 2014-10-29 | 味之素株式会社 | Method for producing l-amino acid |
RU2460793C2 (en) | 2010-01-15 | 2012-09-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ) | Method for producing l-amino acids with use of bacteria of enterobacteriaceae family |
RU2010101135A (en) | 2010-01-15 | 2011-07-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ) (RU) | BACTERIA OF THE ENTEROBACTERIACEAE FAMILY - PRODUCER OF L-ASAPPARATE OR METABOLITES, L-ASPARATE DERIVATIVES, AND METHOD OF PRODUCING L-ASAPPARATE OR METABOLITES, PRODUCED L-ASAPPARATE |
JP2013074795A (en) | 2010-02-08 | 2013-04-25 | Ajinomoto Co Inc | MUTANT rpsA GENE AND METHOD FOR PRODUCING L-AMINO ACID |
RU2471868C2 (en) | 2010-02-18 | 2013-01-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ) | Mutant adenylate cyclase, dna coding it, bacteria of enterobacteriaceae family containing said dan and method for preparing l-amino acids |
JP2014036576A (en) | 2010-12-10 | 2014-02-27 | Ajinomoto Co Inc | Method for producing l-amino acids |
RU2011134436A (en) | 2011-08-18 | 2013-10-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО "АГРИ") | METHOD FOR PRODUCING L-AMINO ACID USING THE ENTEROBACTERIACEAE FAMILY POSSESSING AN INCREASED EXPRESSION OF GENES OF THE CASCADE OF THE FORMATION OF FLAGELLS AND CELL MOBILITY |
PL2886651T3 (en) | 2013-10-21 | 2018-11-30 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for producing l-amino acid |
JP2020162549A (en) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 味の素株式会社 | Control device, control method and program, and method for producing organic compound |
-
2001
- 2001-05-15 RU RU2001112869/13A patent/RU2215783C2/en active
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007100009A1 (en) | 2006-03-03 | 2007-09-07 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for production of l-amino acid |
US8372606B2 (en) | 2006-12-25 | 2013-02-12 | Ajinomoto Co., Inc. | Methods for obtaining crystals of a basic amino acid hydrochloride |
WO2011152568A1 (en) | 2010-06-03 | 2011-12-08 | Ajinomoto Co.,Inc. | A method for producing an l-amino acid using a bacterium of the enterobacteriaceae family, having attenuated expression of genes encoding a lysine/arginine/ornithine transporter |
RU2471870C2 (en) * | 2010-06-03 | 2013-01-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ) | METHOD FOR PRODUCING L-ARGININE AND L-CITRULLINE WITH USE OF BACTERIA OF ENTEROBACTERIACEAE FAMILY WITH ATTENUATED pepA GENE EXPRESSION |
WO2012011595A1 (en) | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Ajinomoto Co.,Inc. | A METHOD FOR PRODUCING AN L-AMINO ACID USING A BACTERIUM OF THE ENTEROBACTERIACEAE FAMILY HAVING ATTENUATED EXPRESSION OF THE astCADBE OPERON |
WO2012011596A1 (en) | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Ajinomoto Co.,Inc. | A method for producing an l- amino acid using a bacterium of the enterobacteriaceae family with enhanced expression of the bssr gene |
RU2468083C1 (en) * | 2011-04-25 | 2012-11-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО "АГРИ") | Method of obtaining l-amino acid with application of bacterium of enterobacteriaceae family, with weakened expression of genes, coding lysine/arginine/ornithine transporter |
EP2796560A1 (en) | 2013-04-23 | 2014-10-29 | Ajinomoto Co., Inc. | A method for producing an L-amino acid using a bacterium of the family Enterobacteriaceae having attenuated expression of the yjjK gene |
WO2015030019A1 (en) | 2013-08-30 | 2015-03-05 | Ajinomoto Co.,Inc. | A METHOD FOR PRODUCING AN L-AMINO ACID USING A BACTERIUM OF THE FAMILY ENTEROBACTERIACEAE HAVING ATTENUATED EXPRESSION OF THE znuACB GENE CLUSTER |
WO2015050234A1 (en) | 2013-10-02 | 2015-04-09 | 味の素株式会社 | Ammonia control apparatus and ammonia control method |
WO2015050276A1 (en) | 2013-10-02 | 2015-04-09 | Ajinomoto Co.,Inc. | A method for producing an l-amino acid using a bacterium of the family enterobacteriaceae having attenuated expression of a phosphate transporter-encoding gene |
WO2015122544A1 (en) | 2014-02-14 | 2015-08-20 | Ajinomoto Co.,Inc. | A METHOD FOR PRODUCING AN L-AMINO ACID USING A BACTERIUM OF THE FAMILY ENTEROBACTERIACEAE HAVING OVEREXPRESSED THE yajL GENE |
EP3098319A1 (en) | 2015-05-28 | 2016-11-30 | Ajinomoto Co., Inc. | A method for producing an l-amino acid using a bacterium of the family enterobacteriaceae having an attenuated expression of a gsha gene |
WO2017146195A1 (en) | 2016-02-25 | 2017-08-31 | Ajinomoto Co., Inc. | A method for producing l-amino acids using a bacterium of the family enterobacteriaceae overexpressing a gene encoding an iron exporter |
EP3385389A1 (en) | 2017-04-03 | 2018-10-10 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for producing l-amino acid from fructose |
WO2020071538A1 (en) | 2018-10-05 | 2020-04-09 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for producing target substance by bacterial fermentation |
WO2020138178A1 (en) | 2018-12-27 | 2020-07-02 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for producing basic l-amino acids or salts thereof by fermentation of an enterobacteriaceae bacterium |
WO2020171227A1 (en) | 2019-02-22 | 2020-08-27 | Ajinomoto Co., Inc. | METHOD FOR PRODUCING L-AMINO ACIDS USING A BACTERIUM BELONGING TO THE FAMILY Enterobacteriaceae HAVING OVEREXPRESSED ydiJ GENE |
WO2020204179A1 (en) | 2019-04-05 | 2020-10-08 | Ajinomoto Co., Inc. | Method of producing l-amino acids |
WO2021060438A1 (en) | 2019-09-25 | 2021-04-01 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for producing l-amino acids by bacterial fermentation |
EP4345166A2 (en) | 2022-09-30 | 2024-04-03 | Ajinomoto Co., Inc. | Method for producing l-amino acid |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2215783C2 (en) | Mutant n-acetylglutamate synthase (variants), dna fragment, strain of microorganism escherichia coli as producer of arginine and method for preparing l-arginine | |
JP4682454B2 (en) | Process for producing novel mutant N-acetylglutamate synthase and L-arginine | |
RU2355763C2 (en) | Mutant acetolactase synthase and method of producing branched l-amino acids | |
KR100420743B1 (en) | Methods for the preparation of novel lysine decarboxylase genes and L-lysine | |
JP4561010B2 (en) | DNA encoding D-hydantoin hydrolase, DNA encoding N-carbamyl-D-amino acid hydrolase, recombinant DNA containing the gene, cells transformed with the recombinant DNA, and production of proteins using the transformed cells Method and method for producing D-amino acid | |
EP1650296B1 (en) | Mutant serine acetyltransferase and process for producing l-cysteine | |
RU2275424C2 (en) | Method for preparing l-threonine by using bacterium belonging to genus escherichia | |
JP4626220B2 (en) | Process for producing L-histidine using bacteria of the family Enterobacteriaceae | |
RU2264459C2 (en) | New mutant carbamoyl-phosphate synthase and method for production of carbamoyl-phosphate derivatives | |
JP4821321B2 (en) | Process for producing L-histidine using bacteria of the family Enterobacteriaceae | |
JP5214633B2 (en) | L-arginine producing Corynebacterium glutamicum mutant and method for producing the same | |
RU2215782C2 (en) | Method for preparing l-amino acids, strain escherichia coli as producer of l-amino acid (variants) | |
RU2550269C2 (en) | METHOD OF PRODUCING L-ARGININE USING Enterobacteriaceae BACTERIA, CONTAINING DISRUPTED-ACTIVITY N-ACETYLORNITHINE DEACETYLASE | |
RU2279477C2 (en) | Mutant serineacetyl transferase, dna fragment encoding mutant serineacetyl transferase (variants), bacteria belonging to genus escherichia as l-cysteine producer and method for production of l-cysteine | |
JP4561009B2 (en) | DNA encoding D-hydantoin hydrolase, DNA encoding N-carbamyl-D-amino acid hydrolase, recombinant DNA containing the gene, cells transformed with the recombinant DNA, and production of proteins using the transformed cells Method and method for producing D-amino acid | |
US20230332116A1 (en) | Polypeptide with aspartate kinase activity and use thereof in production of amino acid | |
JP2007513601A (en) | L-threonine producing bacteria belonging to the genus Escherichia and method for producing L-threonine | |
JP4852839B2 (en) | Method for producing mutant phosphoribosyl pyrophosphate synthetase and L-histidine | |
JP2003189863A (en) | Method for producing aspartic acid amide and derivative thereof | |
RU2215785C2 (en) | Method for preparing l-amino acids, strain escherichia coli as producer of l-amino acid (variants) | |
JP2000287688A (en) | Gene coding for enzyme constituting the pyrimidine- biosynthesizing system in coryneform bacterium | |
JPH05207886A (en) | Production of l-threonine by fermentation method | |
JP2004242564A (en) | Vector of bacterium of genus methylophilus |