RU2359029C2 - METHOD FOR OBTAINING L-THREONINE USING BACTERIUM RELATING TO Escherichia, IN WHICH rcsA GENE IS INACTIVATED - Google Patents

METHOD FOR OBTAINING L-THREONINE USING BACTERIUM RELATING TO Escherichia, IN WHICH rcsA GENE IS INACTIVATED Download PDF

Info

Publication number
RU2359029C2
RU2359029C2 RU2006118967/13A RU2006118967A RU2359029C2 RU 2359029 C2 RU2359029 C2 RU 2359029C2 RU 2006118967/13 A RU2006118967/13 A RU 2006118967/13A RU 2006118967 A RU2006118967 A RU 2006118967A RU 2359029 C2 RU2359029 C2 RU 2359029C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gene
strain
coli
bacterium
rcsa
Prior art date
Application number
RU2006118967/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006118967A (en
Inventor
Дмитрий Владимирович Филиппов (RU)
Дмитрий Владимирович Филиппов
Эльвира Борисовна Ворошилова (RU)
Эльвира Борисовна Ворошилова
Михаил Маркович ГУСЯТИНЕР (RU)
Михаил Маркович Гусятинер
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ) filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ)
Priority to RU2006118967/13A priority Critical patent/RU2359029C2/en
Priority to EP07744623A priority patent/EP2035569A1/en
Priority to PCT/JP2007/061237 priority patent/WO2007139219A1/en
Publication of RU2006118967A publication Critical patent/RU2006118967A/en
Priority to US12/323,893 priority patent/US8691537B2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2359029C2 publication Critical patent/RU2359029C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnologies.
SUBSTANCE: invention refers to biotechnology and represents the method for obtaining L-threonine using the bacterium relating to Escherichia, which is modified so that rcsA gene is inactivated in the above bacterium.
EFFECT: invention allows obtaining L-threonine with high efficiency degree.
3 cl, 2 dwg, 2 tbl, 11 ex

Description

Область техники     Technical field

Настоящее изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к способу получения L-аминокислоты с использованием бактерии семейства Enterobacteriaceae, модифицированной таким образом, что экспрессия гена rcsA в указанной бактерии ослаблена.The present invention relates to the microbiological industry, in particular to a method for producing an L-amino acid using a bacterium of the Enterobacteriaceae family, modified so that the expression of the rcsA gene in said bacterium is weakened.

Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Related Art

Традиционно L-аминокислоты в промышленном масштабе могут быть получены методом ферментации с использованием штаммов микроорганизмов, полученных из природных источников, или их мутантов, специально модифицированных для того, чтобы увеличить продукцию L-аминокислот.Traditionally, L-amino acids on an industrial scale can be obtained by fermentation using strains of microorganisms obtained from natural sources, or their mutants, specially modified in order to increase the production of L-amino acids.

Описано множество методов увеличения продукции L-аминокислот, например, путем трансформации микроорганизма рекомбинантной ДНК (см., например, патент США 4278765). Другие методы основаны на повышении активности ферментов, вовлеченных в биосинтез аминокислот, и/или уменьшении чувствительности целевого фермента к обратному ингибированию продуцируемой L-аминокислотой (см., например, патенты США 4346170; 5661012 и 6040160).Many methods have been described to increase the production of L-amino acids, for example, by transforming a microorganism of recombinant DNA (see, for example, US patent 4,278,765). Other methods are based on increasing the activity of enzymes involved in the biosynthesis of amino acids, and / or reducing the sensitivity of the target enzyme to reverse inhibition produced by the L-amino acid (see, for example, US patents 4346170; 5661012 and 6040160).

Другим методом увеличения продукции L-аминокислот является ослабление экспрессии одного или нескольких генов, вовлеченных в деградацию целевой L-аминокислоты; генов, экспрессия которых ведет к отвлечению предшественников целевой аминокислоты от пути биосинтеза L-аминокислоты; генов, вовлеченных в перераспределение потоков углерода, азота и фосфора; генов, кодирующих токсины и т.д.Another method of increasing the production of L-amino acids is to weaken the expression of one or more genes involved in the degradation of the target L-amino acid; genes whose expression leads to the distraction of the precursors of the target amino acid from the pathway of biosynthesis of L-amino acids; genes involved in the redistribution of carbon, nitrogen and phosphorus streams; genes encoding toxins, etc.

Ген rcsA кодирует белок RcsA, нестабильный позитивный регулятор, требуемый для синтеза колановой кислоты полисахарида капсулы в Escherichia coli. Деградация белка RcsA in vivo зависит от АТФ-зависимой Lon протеазы. Последовательности ДНК и белка в высокой степени гомологичны гену rcsA и белку Klebsiella pneumoniae и других организмов. Область С-конца RcsA содержит вероятный элемент связывания с ДНК в области «спираль-поворот-спираль», который напоминает последовательность, найденную в области С-конца RcsB, другого позитивного регулятора синтеза капсулы, и в нескольких других транскрипционных регуляторах, включая члены семейства LuxR. Стабильность RcsA дикого типа in vivo увеличивается при наличии множества копий RcsB, в то время как деградирует RcsA быстрее в мутантном по rcsB хозяине, чем в хозяине дикого типа. Эти результаты позволяют предположить, что RcsA и RcsB взаимодействуют in vivo, и согласуются с генетическими экспериментами, которые указывают на взаимодействие между RcsA и RcsB (Stout, V. et.al., J Bacteriol. 1991 March; 173(5): 1738-1747)).The rcsA gene encodes the RcsA protein, an unstable positive regulator required for the synthesis of colanic acid polysaccharide capsules in Escherichia coli. In vivo degradation of RcsA protein depends on the ATP-dependent Lon protease. The DNA and protein sequences are highly homologous to the rcsA gene and the protein Klebsiella pneumoniae and other organisms. The C-region of RcsA contains a probable DNA binding element in the helix-rotate-helix region, which resembles the sequence found in the C-terminus of RcsB, another positive capsule synthesis regulator, and several other transcriptional regulators, including members of the LuxR family . The in vivo stability of wild-type RcsA increases with the presence of multiple copies of RcsB, while RcsA degrades faster in the rcsB mutant host than in the wild-type host. These results suggest that RcsA and RcsB interact in vivo, and are consistent with genetic experiments that indicate an interaction between RcsA and RcsB (Stout, V. et.al., J Bacteriol. 1991 March; 173 (5): 1738- 1747)).

Показано, что RcsA функционирует как активатор собственной экспрессии, поскольку выявлено 100-кратное увеличение экспрессии rcsA::lacZ транскрипционного гибрида в штаммах с высоким уровнем белка RcsA, либо благодаря мутации в Ion, либо благодаря сверхэкспрессии RcsA с мультикопийной плазмиды. Экспрессия rcsA::lacZ гибрида увеличивается в отсутствие RcsB. Кроме того, воздействие H-NS, гистоноподобного белка, и RcsB на экспрессию rcsA не зависят друг от друга. Последовательность, консервативная для cps промотора Е.coli cps и ams промотора Erwinia amylovora и, как показано ранее, являющаяся сайтом связывания RcsA-RcsB, была идентифицирована в области промотора rcsA и, как показано, требуется для высокого уровня экспрессии rcsA. (Ebel, W. and Trempy, J.E., J Bacteriol., 181(2): 577-84 (1999)).It was shown that RcsA functions as an activator of its own expression, since a 100-fold increase in the expression of rcsA :: lacZ transcriptional hybrid was revealed in strains with a high level of RcsA protein, either due to a mutation in Ion or due to overexpression of RcsA from a multicopy plasmid. Expression of the rcsA :: lacZ hybrid increases in the absence of RcsB. In addition, the effects of H-NS, histone-like protein, and RcsB on rcsA expression are independent of each other. The sequence conserved for the cps promoter of E. coli cps and the ams promoter of Erwinia amylovora and, as shown earlier, being the RcsA-RcsB binding site, has been identified in the rcsA promoter region and, as shown, is required for high level of rcsA expression. (Ebel, W. and Trempy, J.E., J Bacteriol., 181 (2): 577-84 (1999)).

Была исследована роль DnaJ, белка теплового шока, в деградации RcsA. В то время как функциональный цикл RcsA в мутантном по dnaJ хозяине увеличен, накапливающийся белок RcsA в значительной степени агрегирован. Одновременная стабилизация и агрегация RcsA согласуются с моделью, в которой DnaJ (а также, возможно, DnaK и GrpE) действует как косвенный стимулятор протеолиза, способствуя поддержанию RcsA в растворимом виде. Влияние DnaJ на растворимость RcsA не ограничивается белком, сверхпродуцируемым при экспрессии гена, находящегося в составе плазмиды. Было обнаружено, что кодируемый геном на хромосоме белок RcsA в клетках lon- в основном находится в растворимом виде, но в клетках lon- dnaJ- - в нерастворимом; более того, нерастворимость связана с неспособностью RcsA функционировать в мутантах по dnaJ (Jubete, Y., et.al., J. Biol. Chem., 271(48), 30798-803 (1996)).The role of DnaJ, heat shock protein, in the degradation of RcsA was investigated. While the functional cycle of RcsA in the dnaJ mutant host is increased, the accumulating RcsA protein is largely aggregated. The simultaneous stabilization and aggregation of RcsA is consistent with a model in which DnaJ (and possibly also DnaK and GrpE) acts as an indirect stimulator of proteolysis, helping to maintain RcsA in soluble form. The effect of DnaJ on the solubility of RcsA is not limited to a protein overproduced by expression of a gene contained in the plasmid. It was found that the encoded protein gene on chromosome RcsA in lon cells - generally in the soluble form, but in cells lon - dnaJ - - in the insoluble; moreover, insolubility is associated with the inability of RcsA to function in dnaJ mutants (Jubete, Y., et.al., J. Biol. Chem., 271 (48), 30798-803 (1996)).

Но в настоящее время нет сообщений, описывающих использование инактивации гена rcsA с целью получения L-аминокислот.But there are currently no reports describing the use of rcsA gene inactivation to produce L-amino acids.

Описание изобретенияDescription of the invention

Целями настоящего изобретения являются повышение продуктивности штаммов-продуцентов L-аминокислоты и предоставление способа получения L-аминокислоты с использованием этих штаммов.The objectives of the present invention are to increase the productivity of strains producing L-amino acids and provide a method for producing L-amino acids using these strains.

Вышеупомянутые цели были достигнуты путем установления того факта, что ослабление экспрессии гена rcsA может привести к повышению продукции L-аминокислот, таких как L-треонин, L-лизин, L-цистеин, L-метионин, L-лейцин, L-изолейцин, L-валин, L-гистидин, L-глицин, L-серин, L-аланин, L-аспарагин, L-аспарагиновая кислота, L-глутамин, L-глутаминовая кислота, L-пролин, L-аргинин, L-фенилаланин, L-тирозин и L-триптофан.The above objectives were achieved by establishing the fact that the weakening of the expression of the rcsA gene can lead to increased production of L-amino acids, such as L-threonine, L-lysine, L-cysteine, L-methionine, L-leucine, L-isoleucine, L -valine, L-histidine, L-glycine, L-serine, L-alanine, L-asparagine, L-aspartic acid, L-glutamine, L-glutamic acid, L-proline, L-arginine, L-phenylalanine, L tyrosine and L-tryptophan.

Настоящее изобретение предоставляет бактерию семейства Enterobacteriaceae, обладающую способностью к повышенной продукции аминокислот, таких как L-треонин, L-лизин, L-цистеин, L-метионин, L-лейцин, L-изолейцин, L-валин, L-гистидин, L-глицин, L-серин, L-аланин, L-аспарагин, L-аспарагиновая кислота, L-глутамин, L-глутаминовая кислота, L-пролин, L-аргинин, L-фенилаланин, L-тирозин и L-триптофан.The present invention provides a bacterium of the Enterobacteriaceae family that is capable of increased production of amino acids such as L-threonine, L-lysine, L-cysteine, L-methionine, L-leucine, L-isoleucine, L-valine, L-histidine, L- glycine, L-serine, L-alanine, L-asparagine, L-aspartic acid, L-glutamine, L-glutamic acid, L-proline, L-arginine, L-phenylalanine, L-tyrosine and L-tryptophan.

Целью настоящего изобретения является предоставление бактерии-продуцента L-аминокислоты семейства Enterobacteriaceae, модифицированной таким образом, что экспрессия гена rcsA в указанной бактерии ослаблена.The aim of the present invention is the provision of bacteria producing L-amino acids of the Enterobacteriaceae family, modified so that the expression of the rcsA gene in the specified bacteria is weakened.

Также целью настоящего изобретения является предоставление описанной выше бактерии, в которой ослабление экспрессии указанного гена rcsA осуществлено путем инактивации указанного гена rcsA.It is also an object of the present invention to provide a bacterium as described above, wherein expression of said rcsA gene is attenuated by inactivation of said rcsA gene.

Также целью настоящего изобретения является предоставление описанной выше бактерии, при этом указанная бактерия принадлежит к роду Escherichia.It is also an object of the present invention to provide the bacteria described above, wherein said bacterium belongs to the genus Escherichia.

Также целью настоящего изобретения является предоставление описанной выше бактерии, при этом указанная бактерия принадлежит к роду Pantoea.It is also an object of the present invention to provide the bacteria described above, wherein said bacterium belongs to the genus Pantoea.

Также целью настоящего изобретения является предоставление описанной выше бактерии, при этом указанная L-аминокислота выбрана из группы, состоящей из ароматической L-аминокислоты и неароматической L-аминокислоты.It is also an object of the present invention to provide the bacteria described above, wherein said L-amino acid is selected from the group consisting of an aromatic L-amino acid and a non-aromatic L-amino acid.

Также целью настоящего изобретения является предоставление описанной выше бактерии, при этом ароматическая L-аминокислота выбрана из группы, состоящей из L-фенилаланина, L-тирозина и L-триптофана.It is also an object of the present invention to provide the bacteria described above, wherein the aromatic L-amino acid is selected from the group consisting of L-phenylalanine, L-tyrosine and L-tryptophan.

Также целью настоящего изобретения является предоставление описанной выше бактерии, при этом неароматическая L-аминокислота выбрана из группы, состоящей из L-треонина, L-лизина, L-цистеина, L-метионина, L-лейцина, L-изолейцина, L-валина, L-гистидина, L-глицина, L-серина, L-аланина, L-аспарагина, L-аспартата, L-глутамина, L-глутаминовой кислоты, L-пролина и L-аргинина.Another objective of the present invention is the provision of the bacteria described above, while the non-aromatic L-amino acid is selected from the group consisting of L-threonine, L-lysine, L-cysteine, L-methionine, L-leucine, L-isoleucine, L-valine, L-histidine, L-glycine, L-serine, L-alanine, L-asparagine, L-aspartate, L-glutamine, L-glutamic acid, L-proline and L-arginine.

Также целью настоящего изобретения является предоставление способа получения L-аминокислоты, который включает в себя:Another objective of the present invention is the provision of a method for producing L-amino acids, which includes:

- выращивание описанной выше бактерии в питательной среде с целью продукции и накопления L-аминокислоты в питательной среде, и- growing the above bacteria in a nutrient medium for the purpose of production and accumulation of L-amino acids in a nutrient medium, and

- выделение указанной L-аминокислоты из культуральной жидкости.- the allocation of the specified L-amino acids from the culture fluid.

Также целью настоящего изобретения является предоставление описанного выше способа, при этом указанная L-аминокислота выбрана из группы, состоящей из ароматической L-аминокислоты и неароматической L-аминокислоты.It is also an object of the present invention to provide the method described above, wherein said L-amino acid is selected from the group consisting of an aromatic L-amino acid and a non-aromatic L-amino acid.

Также целью настоящего изобретения является предоставление описанного выше способа, при этом указанная ароматическая L-аминокислота выбрана из группы, состоящей из L-фенилаланина, L-тирозина и L-триптофана.It is also an object of the present invention to provide the method described above, wherein said aromatic L-amino acid is selected from the group consisting of L-phenylalanine, L-tyrosine and L-tryptophan.

Также целью настоящего изобретения является предоставление описанного выше способа, при этом указанная неароматическая L-аминокислота выбрана из группы, состоящей из L-треонина, L-лизина, L-цистеина, L-метионина, L-лейцина, L-изолейцина, L-валина, L-гистидина, L-глицина, L-серина, L-аланина, L-аспарагина, L-аспартата, L-глутамина, L- глутаминовой кислоты, L-пролина и L-аргинина.It is also an object of the present invention to provide the method described above, wherein said non-aromatic L-amino acid is selected from the group consisting of L-threonine, L-lysine, L-cysteine, L-methionine, L-leucine, L-isoleucine, L-valine , L-histidine, L-glycine, L-serine, L-alanine, L-asparagine, L-aspartate, L-glutamine, L-glutamic acid, L-proline and L-arginine.

Более детально настоящее изобретение описано ниже.In more detail, the present invention is described below.

Подробное описание наилучшего способа осуществления изобретенияDetailed Description of the Best Mode for Carrying Out the Invention

1. Бактерия согласно настоящему изобретению1. The bacterium according to the present invention

Бактерия согласно настоящему изобретению - это бактерия-продуцент L-аминокислоты семейства Enterobacteriaceae, модифицированная таким образом, что экспрессия гена rcsA в указанной бактерии ослаблена.A bacterium according to the present invention is an L-amino acid producing bacterium of the Enterobacteriaceae family, modified so that the expression of the rcsA gene in said bacterium is weakened.

Согласно настоящему изобретению «бактерия-продуцент L-аминокислоты» означает бактерию, обладающую способностью к продукции и выделению L-аминокислоты в питательную среду, когда бактерия согласно настоящему изобретению выращивается в указанной питательной среде.According to the present invention, “L-amino acid producing bacterium” means a bacterium capable of producing and secreting an L-amino acid into a culture medium when the bacterium of the present invention is grown in said culture medium.

Используемый здесь термин «бактерия-продуцент L-аминокислоты» также означает бактерию, которая способна к продукции L-аминокислоты и вызывает накопление L-аминокислоты в ферментационной среде в больших количествах по сравнению с природным или родительским штаммом Е.coli, таким как штамм Е.coli К-12, и предпочтительно означает, что указанный микроорганизм способен накапливать в среде целевую L-аминокислоту в количестве не менее чем 0.5 г/л, более предпочтительно не менее чем 1.0 г/л. Термин «L-аминокислота» включает в себя L-аланин, L-аргинин, L-аспарагин, L-аспарагиновую кислоту, L-цистеин, L-глутаминовую кислоту, L-глутамин, L-глицин, L-гистидин, L-изолейцин, L-лейцин, L-лизин, L-метионин, L-фенилаланин, L-пролин, L-серин, L-треонин, L-триптофан, L-тирозин и L-валин.As used herein, the term “L-amino acid producing bacterium” also means a bacterium that is capable of producing the L-amino acid and causes the accumulation of the L-amino acid in the fermentation medium in large quantities compared to the natural or parent E. coli strain, such as strain E. coli K-12, and preferably means that the microorganism is able to accumulate in the medium the target L-amino acid in an amount of not less than 0.5 g / l, more preferably not less than 1.0 g / l. The term “L-amino acid” includes L-alanine, L-arginine, L-asparagine, L-aspartic acid, L-cysteine, L-glutamic acid, L-glutamine, L-glycine, L-histidine, L-isoleucine , L-leucine, L-lysine, L-methionine, L-phenylalanine, L-proline, L-serine, L-threonine, L-tryptophan, L-tyrosine and L-valine.

Термин «ароматическая L-аминокислота» включает в себя L-фенилаланин, L-тирозин и L-триптофан. Термин «неароматическая L-аминокислота» включает в себя L-треонин, L-лизин, L-цистеин, L-метионин, L-лейцин, L-изолейцин, L-валин, L-гистидин, L-глицин, L-серин, L-аланин, L-аспарагин, L-аспартат, L-глутамин, L-глутаминовую кислоту, L-пролин и L-аргинин. Наиболее предпочтительны L-треонин, L-лизин, L-цистеин, L-лейцин, L-гистидин, L-глутаминовая кислота, L-фенилаланин, L-триптофан, L-пролин и L-аргинин.The term “aromatic L-amino acid” includes L-phenylalanine, L-tyrosine and L-tryptophan. The term “non-aromatic L-amino acid” includes L-threonine, L-lysine, L-cysteine, L-methionine, L-leucine, L-isoleucine, L-valine, L-histidine, L-glycine, L-serine, L-alanine, L-asparagine, L-aspartate, L-glutamine, L-glutamic acid, L-proline and L-arginine. Most preferred are L-threonine, L-lysine, L-cysteine, L-leucine, L-histidine, L-glutamic acid, L-phenylalanine, L-tryptophan, L-proline and L-arginine.

Семейство Enterobacteriaceae включает в себя бактерии, принадлежащие к родам Escherichia, Enterobacter, Erwinia, Klebsiella, Pantoea, Photorhabdus, Providencia, Salmonella, Serratia, Shigella, Morganella, Yersinia и т.д. Более конкретно, могут быть использованы бактерии, классифицируемые как принадлежащие к семейству Enterobacteriaceae в соответствии с таксономией, используемой в базе данных NCBI (National Center for Biotechnology Information) (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/htbinpost/Taxonomy/wgetorg?mode=Tree&id=1236&lvl=3&keep=1&srchmode=1&unlock). Бактерия, принадлежащая к родам Escherichia или Pantoea, предпочтительна.The Enterobacteriaceae family includes bacteria belonging to the genera Escherichia, Enterobacter, Erwinia, Klebsiella, Pantoea, Photorhabdus, Providencia, Salmonella, Serratia, Shigella, Morganella, Yersinia, etc. More specifically, bacteria classified as belonging to the Enterobacteriaceae family according to the taxonomy used in the NCBI database (National Center for Biotechnology Information) (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/htbinpost/Taxonomy/ can be used. wgetorg? mode = Tree & id = 1236 & lvl = 3 & keep = 1 & srchmode = 1 & unlock). A bacterium belonging to the genera Escherichia or Pantoea is preferred.

Термин “бактерия, принадлежащая к роду Escherichia” означает, что бактерия относится к роду Escherichia в соответствии с классификацией, известной специалисту в области микробиологии. В качестве примера микроорганизма, принадлежащего к роду Escherichia, использованного в настоящем изобретении, может быть упомянута бактерия Escherichia coli (E. coli).The term “bacterium belonging to the genus Escherichia” means that the bacterium belongs to the genus Escherichia in accordance with the classification known to the person skilled in the field of microbiology. As an example of a microorganism belonging to the genus Escherichia used in the present invention, the bacterium Escherichia coli (E. coli) may be mentioned.

Круг бактерий, принадлежащих к роду Escherichia, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, не ограничен каким-либо образом, однако, например, бактерии, описанные в книге Neidhardt, F.C. et al. (Escherichia coli and Salmonella typhimurium, American Society for Microbiology, Washington D.C., 1208, Таблица 1), могут быть включены в число бактерий согласно настоящему изобретению.The range of bacteria belonging to the genus Escherichia that can be used in the present invention is not limited in any way, however, for example, the bacteria described in Neidhardt, F.C. et al. (Escherichia coli and Salmonella typhimurium, American Society for Microbiology, Washington D.C., 1208, Table 1), can be included in the number of bacteria according to the present invention.

Термин «бактерия, принадлежащая к роду Pantoea» означает, что бактерия относится к роду Pantoea в соответствии с классификацией, известной специалисту в области микробиологии. Недавно несколько видов Enterobacter agglomerans были классифицированы как Pantoea agglomerans, Pantoea ananatis, Pantoea stewartii или подобные им, на основе анализа нуклеотидной последовательности 16S рРНК и т.д. (Int. J. Syst. Bacteriol, 43, 162-173 (1993)).The term "bacterium belonging to the genus Pantoea" means that the bacterium belongs to the genus Pantoea in accordance with the classification known to the specialist in the field of microbiology. Recently, several Enterobacter agglomerans species have been classified as Pantoea agglomerans, Pantoea ananatis, Pantoea stewartii or the like based on analysis of the 16S rRNA nucleotide sequence, etc. (Int. J. Syst. Bacteriol, 43, 162-173 (1993)).

Термин «бактерия модифицирована таким образом, что экспрессия гена rcsA ослаблена» означает, что указанная бактерия была модифицирована таким образом, что в результате модификации такая бактерия содержит пониженное количество белка RcsA по сравнению с немодифицированной бактерией, или модифицированная бактерия не способна синтезировать белок RcsA.The term “bacterium is modified in such a way that the expression of the rcsA gene is attenuated” means that the bacterium has been modified in such a way that, as a result of the modification, the bacterium contains a reduced amount of RcsA protein compared to an unmodified bacterium, or the modified bacterium is not able to synthesize RcsA protein.

Термин «инактивация гена rcsA» означает, что указанный ген модифицирован таким образом, что такой модифицированный ген кодирует полностью неактивный белок. Также возможно, что естественная экспрессия модифицированного участка ДНК невозможна из-за делеции целевого гена или его части, сдвига рамки считывания данного гена, введения missense/nonsense мутации (мутаций) или модификации прилегающих к гену областей, которые включают последовательности, контролирующие экспрессию гена, такие как промотор(ы), энхансер(ы), аттенуатор(ы), сайт(ы) связывания рибосомы и т.д.The term "inactivation of the rcsA gene" means that the specified gene is modified in such a way that such a modified gene encodes a completely inactive protein. It is also possible that natural expression of the modified DNA region is not possible due to deletion of the target gene or part of it, shift of the reading frame of this gene, introduction of missense / nonsense mutations (mutations), or modification of regions adjacent to the gene that include sequences that control gene expression, such as promoter (s), enhancer (s), attenuator (s), ribosome binding site (s), etc.

Уровень экспрессии гена можно оценить путем измерения количества мРНК, транскрибируемой с целевого гена, с использованием различных известных методик, включая гибридизацию по Нозерну (Northern blotting), количественный метод ОТ-ПЦР (RT-PCR) и подобные им. Количество белка, кодируемого данным геном, может быть измерено с помощью известных методов, включающих метод SDS-PAGE с последующим иммуноблотингом (Western blotting) и подобные им.Gene expression can be estimated by measuring the amount of mRNA transcribed from the target gene using various known techniques, including Northern blotting, quantitative RT-PCR and the like. The amount of protein encoded by this gene can be measured using known methods, including the SDS-PAGE method followed by Western blotting and the like.

Ген rcsA (синонимы - ЕСК1949, cpsR, b1951) кодирует белок RcsA (синонимы - CpsR, В 1951). Ген rcsA (номера нуклеотидов с 2,021,992 по 2,022,615 в нуклеотидной последовательности с инвентарным номером NC_000913.2 в базе данных GenBank; gi: 49175990; SEQ ID NO:1) расположен на хромосоме штамма Е. coli K-12 между геном fliR и геном dsrB. Нуклеотидная последовательность гена rcsA и соответствующая ей аминокислотная последовательность белка RcsA, кодируемого геном rcsA, приведены в Перечне последовательностей под номерами 1 (SEQ ID NO:1) и 2 (SEQ ID NO:2) соответственно.The rcsA gene (synonyms - ESK1949, cpsR, b1951) encodes the RcsA protein (synonyms - CpsR, B 1951). The rcsA gene (nucleotide numbers from 2,021,992 to 2,022,615 in the nucleotide sequence with inventory number NC_000913.2 in the GenBank database; gi: 49175990; SEQ ID NO: 1) is located on the chromosome of strain E. coli K-12 between the fliR gene and the dsrB gene. The nucleotide sequence of the rcsA gene and its corresponding amino acid sequence of the RcsA protein encoded by the rcsA gene are shown in the Sequence Listing Numbers 1 (SEQ ID NO: 1) and 2 (SEQ ID NO: 2), respectively.

Поскольку у представителей различных родов и штаммов семейства Enterobacteriaceae возможны некоторые вариации в нуклеотидных последовательностях, понятие инактивируемого гена rcsA не ограничивается геном, последовательность которого приведена в Перечне последовательностей под номером 1 (SEQ ID No:1), но также может включать и гомологичные ему гены, кодирующие варианты белка RcsA. Термин «вариант белка», как он используется в настоящем изобретении, означает белок с изменениями в последовательности, будь то делеции, вставки, добавления или замены аминокислот, при этом сохраняющий активность белка RcsA. Количество изменений в варианте белка зависит от положения или типа аминокислотного остатка в третичной структуре белка. Возможно от 1 до 30, предпочтительно от 1 до 15, более предпочтительно от 1 до 5, изменений в последовательности, приведеннной в Перечне последовательностей под номером 2 (SEQ ID No:2). Эти изменения в вариантах белка могут иметь место в областях белка, которые некритичны для функционирования белка. Такие изменения допускаются благодаря тому, что некоторые аминокислоты имеют высокую гомологию друг к другу, поэтому такие изменения не влияют на третичную структуру или активность. Таким образом, вариант белка, кодируемого геном rcsA, может быть представлен белком с гомологией не менее 80%, предпочтительно не менее 90% и наиболее предпочтительно не менее 95%, по отношению к полной аминокислотной последовательности, приведенной в Перечне последовательностей под номером 2 (SEQ ID NO.2).Since representatives of various genera and strains of the Enterobacteriaceae family may experience some variations in the nucleotide sequences, the concept of the inactivated rcsA gene is not limited to the gene shown in the Sequence Listing No. 1 (SEQ ID No: 1), but may also include genes homologous to it, coding variants of the RcsA protein. The term "protein variant", as used in the present invention, means a protein with changes in the sequence, be it deletion, insertion, addition or replacement of amino acids, while maintaining the activity of the RcsA protein. The number of changes in a protein variant depends on the position or type of amino acid residue in the tertiary structure of the protein. Perhaps from 1 to 30, preferably from 1 to 15, more preferably from 1 to 5, changes in the sequence shown in the List of sequences under number 2 (SEQ ID No: 2). These changes in protein variants can occur in areas of the protein that are not critical to the functioning of the protein. Such changes are allowed due to the fact that some amino acids have a high homology to each other, therefore, such changes do not affect the tertiary structure or activity. Thus, a variant of the protein encoded by the rcsA gene can be represented by a protein with a homology of at least 80%, preferably at least 90% and most preferably at least 95%, with respect to the complete amino acid sequence shown in Sequence Listing No. 2 (SEQ ID NO.2).

Гомология между двумя аминокислотными последовательностями может быть определена с использованием известных методов, например, компьютерной программы BLAST 2.0, которая считает три параметра: число аминокислот, идентичность и сходство.Homology between two amino acid sequences can be determined using known methods, for example, the BLAST 2.0 computer program, which counts three parameters: amino acid number, identity, and similarity.

Кроме того, ген rcsA может быть представлен вариантом, который гибридизуется в жестких условиях с нуклеотидной последовательностью, приведенной в Перечне последовательностей под номером 1 (SEQ ID NO:1), или с зондом, который может быть синтезирован на основе указанной нуклеотидной последовательности, при условии, что указанный вариант кодирует функциональный белок RcsA. «Жесткие условия» включают такие условия, при которых специфические гибриды, например гибриды со степенью гомологии не менее 60%, предпочтительно не менее 70%, более предпочтительно не менее 80%, еще более предпочтительно не менее 90%, наиболее предпочтительно не менее 95%, образуются, а неспецифические гибриды, например гибриды со степенью гомологии ниже вышеуказанной, не образуются. Практическим примером жестких условий является однократная отмывка, предпочтительно двух- или трехкратная, при концентрации солей, соответствующей стандартным условиям отмывки при гибридизации по Саузерну, например, 1×SSC, 0.1% SDS, предпочтительно 0.1×SSC, 0.1% SDS, при 60°С. Продолжительность отмывки зависит от типа используемой для блоттинга мембраны и, как правило, такова, как рекомендовано производителем. Например, рекомендуемая продолжительность отмывки для нейлоновой мембраны Hybond™ N+ (Amersham) при строгих условиях 15 минут. Предпочтительна двух-трехкратная отмывка. Длина зонда может быть выбрана в зависимости от условий гибридизации, обычно она составляет от 100 п.н. до 1 т.п.н.In addition, the rcsA gene can be represented by a variant that hybridizes under stringent conditions with the nucleotide sequence shown in the Sequence Listing under number 1 (SEQ ID NO: 1), or with a probe that can be synthesized based on the indicated nucleotide sequence, provided that this option encodes a functional protein RcsA. "Stringent conditions" include those conditions under which specific hybrids, for example hybrids with a degree of homology of at least 60%, preferably at least 70%, more preferably at least 80%, even more preferably at least 90%, most preferably at least 95% are formed, and non-specific hybrids, for example hybrids with a degree of homology lower than the above, are not formed. A practical example of harsh conditions is a one-time washing, preferably two or three times, at a salt concentration corresponding to standard washing conditions for Southern hybridization, for example, 1 × SSC, 0.1% SDS, preferably 0.1 × SSC, 0.1% SDS, at 60 ° C . The duration of washing depends on the type of membrane used for blotting and, as a rule, is as recommended by the manufacturer. For example, the recommended wash time for Hybond ™ N + nylon membrane (Amersham) under stringent conditions is 15 minutes. Two to three times washing is preferred. The length of the probe can be selected depending on the hybridization conditions, usually it is from 100 bp up to 1 kb

Экспрессия гена rcsA может быть ослаблена введением такой мутации в ген на хромосоме, что активность кодируемого геном белка снижена по сравнению с немодифицированным штаммом. Такой мутацией может быть перестановка одного или более основания с целью получения аминокислотной замены в кодируемом геном белке («миссенс»-мутация), введение стоп-кодона («нонсенс»-мутация), делеция одного или нескольких оснований для сдвига рамки считывания, вставка гена устойчивости к антибиотику или делеция части гена или делеция гена полностью (Qiu, Z. and Goodman, M.F., J. Biol. Chem., 272, 8611-8617 (1997); Kwon, D.H. et al., J. Antimicrob. Chemother., 46, 793-796 (2000)). Экспрессия гена rcsA также может быть ослаблена модификацией регулирующей экспрессию последовательности, такой как промотор, последовательность Шайн-Дальгарно (SD) и т.д. (заявка РСТ WO 95/34672, Carrier, T.A. and Keasling, J.D., Biotechnol Prog 15, 58-64 (1999)).Expression of the rcsA gene can be attenuated by the introduction of such a mutation into the gene on the chromosome that the activity of the protein encoded by the gene is reduced compared to the unmodified strain. Such a mutation may be a rearrangement of one or more bases in order to obtain an amino acid substitution in a protein encoded by the gene (“missense” mutation), insertion of a stop codon (“nonsense” mutation), deletion of one or more bases for reading frame shift, gene insertion antibiotic resistance or deletion of a part of a gene or deletion of a gene completely (Qiu, Z. and Goodman, MF, J. Biol. Chem., 272, 8611-8617 (1997); Kwon, DH et al., J. Antimicrob. Chemother. 46, 793-796 (2000)). The expression of the rcsA gene can also be attenuated by modifying the expression control sequence, such as a promoter, a Shine-Dalgarno (SD) sequence, etc. (PCT Application WO 95/34672, Carrier, T.A. and Keasling, J.D., Biotechnol Prog 15, 58-64 (1999)).

Например, для введения мутации генной рекомбинацией могут применяться следующие методы. Конструируется мутантный ген, кодирующий мутантный белок со сниженной активностью, бактерия для модификации трансформируется фрагментом ДНК, содержащим мутантный ген. Затем нативный ген на хромосоме заменяется с использованием гомологичной рекомбинации мутантным геном, отбирается полученный штамм. Такое замещение гена с использованием гомологичной рекомбинации может быть проведено методом с использованием линейной ДНК, известным как "Red-зависимая интеграция" (Datsenko, K.A. and Wanner, B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 12. p 6640-6645 (2000), заявка РСТ WO 2005/010175), или методами с использованием плазмиды, репликация которой чувствительна к температуре (Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 97, 12, р.6640-6645 (2000), патенты США 6303383 и 5616480). Далее, введение сайт-специфической мутации генной заменой с использованием гомологичной рекомбинации, такой, как описано выше, также может быть проведено с использованием плазмиды, неспособной реплицироваться в клетке хозяина.For example, the following methods can be used to introduce mutations by gene recombination. A mutant gene is constructed that encodes a mutant protein with reduced activity, the bacterium is transformed for modification by a DNA fragment containing the mutant gene. Then the native gene on the chromosome is replaced using homologous recombination with the mutant gene, and the resulting strain is selected. Such gene substitution using homologous recombination can be carried out using a linear DNA method known as “Red-dependent integration” (Datsenko, KA and Wanner, BL, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 12. p 6640- 6645 (2000), PCT application WO 2005/010175), or methods using a plasmid whose replication is temperature sensitive (Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 97, 12, p. 6640-6645 (2000), patents U.S. 6303383 and 5616480). Further, the introduction of a site-specific mutation by gene replacement using homologous recombination, such as described above, can also be carried out using a plasmid that is unable to replicate in the host cell.

Экспрессия гена также может быть ослаблена вставкой в кодирующую область гена транспозона или IS-фактора (патент США 5175107) или такими традициоными методами, как мутагенез с использованием УФ-излучения или обработка нитрозогуанидином (N-метил-N'-нитро-N-нитрозогуанидин).Gene expression can also be attenuated by inserting a transposon or IS factor gene into the coding region (US Pat. No. 5,175,107) or by conventional methods such as mutagenesis using UV radiation or treatment with nitrosoguanidine (N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine) .

Инактивация гена также может быть осуществлена традиционными методами, такими как мутагенез с использованием УФ-излучения или обработка нитрозогуанидином (N-метил-N'-нитро-N-нитрозогуанидин), сайт-направленный мутагенез, разрушение гена с использованием гомологичной рекомбинации и/или мутагенеза вставкой-делецией (Yu, D. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97:12: 5978-83 и Datsenko, K.A. and Wanner, B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97:12: 6640-45), также называемого "Red-зависимая интеграция".Gene inactivation can also be carried out by traditional methods, such as mutagenesis using UV radiation or treatment with nitrosoguanidine (N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine), site-directed mutagenesis, gene disruption using homologous recombination and / or mutagenesis deletion insert (Yu, D. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97:12: 5978-83; and Datsenko, KA and Wanner, BL, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97:12: 6640-45), also called "Red-Dependent Integration".

Присутствие белка RcsA может быть определено с использованием поликлональных антител методом, описанным в (Ebel, W. and Trempy, J.E., J Bacteriol., 181(2): 577-84 (1999)).The presence of the RcsA protein can be determined using polyclonal antibodies by the method described in (Ebel, W. and Trempy, J.E., J Bacteriol., 181 (2): 577-84 (1999)).

Присутствие или отсутствие гена rcsA на хромосоме бактерии может быть определено известными методами, включая ПЦР, блоттинг по Саузерну, и т.п. Кроме того, уровень экспрессии гена можно оценить измерением количества транскрибируемой с гена РНК с использованием известных методов, включая блоттинг по Нозерну, количественнуй ОТ-ПЦР и т.п. Количество или молекулярная масса белка, кодируемого геном, может быть измерено известными методами, включая SDS-ПААГ-электрофорез с последующим иммуноблоттингом (Western blotting analysis) и т.п.The presence or absence of the rcsA gene on the bacterial chromosome can be determined by known methods, including PCR, Southern blotting, and the like. In addition, the level of gene expression can be estimated by measuring the amount of RNA transcribed from the gene using known methods, including Northern blotting, quantitative RT-PCR, etc. The amount or molecular weight of the protein encoded by the gene can be measured by known methods, including SDS-PAGE electrophoresis followed by Western blotting analysis, etc.

Методами получения плазмидной ДНК, разрезания и дотирования ДНК, трансформации, выбора олигонуклеотидов в качестве праймеров и подобными им могут являться обычные методы, хорошо известные специалисту в данной области. Эти методы описаны, например, в книге Sambrook, J., Fritsch, E.F., and Maniatis, Т., "Molecular Cloning A Laboratory Manual, Second Edition", Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989).Methods for obtaining plasmid DNA, cutting and donating DNA, transformation, selection of oligonucleotides as primers and the like can be conventional methods well known to those skilled in the art. These methods are described, for example, in Sambrook, J., Fritsch, E.F., and Maniatis, T., "Molecular Cloning A Laboratory Manual, Second Edition", Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989).

Бактерия-продуцент L-аминокислотыL-amino acid producing bacterium

В качестве бактерии согласно настоящему изобретению, модифицированной таким образом, что экспрессия гена rcsA ослаблена, может быть использована бактерия, способная к продукции ароматической или неароматической L-аминокислоты.As a bacterium according to the present invention, modified so that the expression of the rcsA gene is impaired, a bacterium capable of producing an aromatic or non-aromatic L-amino acid can be used.

Бактерия согласно настоящему изобретению может быть получена путем ослабления экспрессии гена rcsA в бактерии, уже обладающей способностью к продукции L-аминокислот. С другой стороны, бактерия согласно настоящему изобретению может быть получена путем придания бактерии, в которой экспрессия гена rcsA уже ослаблена, способности к продукции L-аминокислот.The bacterium of the present invention can be obtained by attenuating the expression of the rcsA gene in a bacterium already possessing the ability to produce L-amino acids. Alternatively, the bacterium of the present invention can be obtained by imparting a bacterium in which the expression of the rcsA gene is already impaired to the ability to produce L-amino acids.

Бактерия-продуцент L-треонинаL-threonine producing bacterium

Примеры родительского штамма для получения бактерии-продуцента L-треонина согласно настоящему изобретению включают, но не ограничиваются штаммами, принадлежащими к роду Escherichia, такими как штамм Е. coli TDH-6/pVIC40 (ВКПМ В-3996) (патенты США 5175107 и 5705371), штамм Е. coli NRRL-21593 (патент США 5939307), штамм Е. coli FERM ВР-3756 (патент США 5474918), штаммы Е. coli FERM ВР-3519 и FERM BP-3520 (патент США 5376538), штамм Е. coli MG442 (Гусятинер и др., Генетика, 14, 947-956 (1978)), штаммы Е.coli VL643 и VL2055 (Европейская патентная заявка ЕР 1149911 А) и подобные им.Examples of the parent strain for producing the L-threonine producing bacterium of the present invention include, but are not limited to, strains belonging to the genus Escherichia, such as E. coli strain TDH-6 / pVIC40 (VKPM B-3996) (US Pat. Nos. 5,175,107 and 5,705,737) , E. coli strain NRRL-21593 (US patent 5939307), E. coli strain FERM BP-3756 (US patent 5474918), E. coli strains FERM BP-3519 and FERM BP-3520 (US patent 5376538), strain E. coli MG442 (Gusyatiner et al., Genetics, 14, 947-956 (1978)), strains of E. coli VL643 and VL2055 (European patent application EP 1149911 A) and the like.

Штамм TDH-6 является дефектным по гену thrC, способен ассимилировать сахарозу и содержит ген ilvA с мутацией типа "leaky". Указанный штамм содержит мутацию в гене rhtA, которая обуславливает устойчивость к высоким концентрациям треонина и гомосерина. Штамм В-3996 содержит плазмиду pVIC40, которая была получена путем введения в вектор, производный от вектора RSF1010, оперона thrA*BC, включающего мутантный ген thrA, кодирующий аспартокиназа-гомосериндегидрогеназу I, у которой существенно снижена чувствительность к ингибированию треонином по типу обратной связи. Штамм В-3996 был депонирован 19 ноября 1987 года во Всесоюзном научном центре антибиотиков (РФ, 117105 Москва, Нагатинская ул., 3-А) с инвентарным номером РИА 1867. Указанный штамм также был депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) (РФ, 117545 Москва, 1-й Дорожный проезд, 1) с инвентарным номером В-3996.The TDH-6 strain is defective in the thrC gene, is capable of assimilating sucrose, and contains the ilvA gene with a leaky mutation. The specified strain contains a mutation in the rhtA gene, which causes resistance to high concentrations of threonine and homoserine. Strain B-3996 contains the plasmid pVIC40, which was obtained by introducing into the vector derived from the RSF1010 vector the thrA * BC operon including the thrA mutant gene encoding aspartokinase-homoserine dehydrogenase I, which has a significantly reduced feedback sensitivity to threonine inhibition. Strain B-3996 was deposited on November 19, 1987 at the All-Union Scientific Center for Antibiotics (RF, 117105 Moscow, Nagatinskaya St., 3-A) with inventory number RIA 1867. The strain was also deposited in the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (VKPM) (RF , 117545 Moscow, 1st Road passage, 1) with inventory number B-3996.

В качестве родительского штамма для получения бактерии-продуцента L-треонина согласно настоящему изобретению также может быть использован штамм E. coli ВКПМ В-5318 (Европейская заявка 0593792 В). Штамм В-5318 является прототрофным относительно изолейцина, регуляторная область треонинового оперона на плазмиде pVIC40 заменена чувствительным к температуре С1 репрессором фага λ и промотором PR. Штамм ВКПМ В-5318 депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) 3 мая 1990 г. с инвентарным номером ВКПМ В-5318.The E. coli strain VKPM B-5318 (European application 0593792 B) can also be used as the parent strain for producing the L-threonine producing bacterium according to the present invention. Strain B-5318 is prototrophic relative to isoleucine, the regulatory region of the threonine operon on plasmid pVIC40 is replaced by a temperature-sensitive C1 phage λ repressor and PR promoter. VKPM strain V-5318 was deposited in the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (VKPM) on May 3, 1990 with accession number VKPM B-5318.

Предпочтительно, чтобы бактерия согласно настоящему изобретению была далее модифицирована таким образом, чтобы иметь повышенную экспрессию одного или нескольких следующих генов:Preferably, the bacterium of the present invention is further modified so as to have increased expression of one or more of the following genes:

- мутантного гена thrA, кодирующего аспартокиназа-гомосериндегидрогеназу I, устойчивую к ингибированию треонином по типу обратной связи;- mutant thrA gene encoding aspartokinase-homoserine dehydrogenase I, resistant to threonine inhibition by feedback type;

- гена thrB, кодирующего гомосеринкиназу;- thrB gene encoding homoserine kinase;

- гена thrC, кодирующего треонинсинтазу;- thrC gene encoding threonine synthase;

- гена rhtA, предположительно кодирующего трансмембранный белок;- rhtA gene, presumably encoding a transmembrane protein;

- гена asd, кодирующего аспартат-β-семиальдегиддегидрогеназу, иthe asd gene encoding aspartate β-semialdehyde dehydrogenase, and

- гена aspC, кодирующего аспартатаминотрансферазу (аспартаттрансаминазу).- aspC gene encoding aspartate aminotransferase (aspartate transaminase).

Нуклеотидная последовательность гена thrA, кодирующего аспартокиназа-гомосериндегидрогеназу I из Escherichia coli, известна (номера нуклеотидов с 337 по 2799 в последовательности с инвентарным номером NC_000913.2 в базе данных GenBank, gi: 49175990). Ген thrA расположен на хромосоме штамма Е.coli К-12 между генами thrL и thrB. Нуклеотидная последовательность гена thrB, кодирующего гомосеринкиназу из Escherichia coli, известна (номера нуклеотидов с 2801 по 3733 в последовательности с инвентарным номером NC_000913.2 в базе данных GenBank, gi: 49175990). Ген thrB расположен на хромосоме штамма Е.coli К-12 между генами thrA и thrC. Нуклеотидная последовательность гена thrC, кодирующего треонинсинтазу из Escherichia coli, известна (номера нуклеотидов с 3734 по 5020 в последовательности с инвентарным номером NC_000913.2 в базе данных GenBank, gi: 49175990). Ген thrC расположен на хромосоме штамма Е. coli К-12 между геном thrB и открытой рамкой считывания уааХ. Все три указанных гена функционируют как один треониновый оперон. Для усиления эксперссии треонинового оперона область аттенюатора, влияющего на транскрипцию, удаляется из оперона (заявки РСТ WO 2005/049808, WO 2003/097839).The nucleotide sequence of the thrA gene encoding aspartokinase-homoserine dehydrogenase I from Escherichia coli is known (nucleotide numbers 337 to 2799 in sequence with accession number NC_000913.2 in the GenBank database, gi: 49175990). The thrA gene is located on the chromosome of E. coli K-12 strain between the thrL and thrB genes. The nucleotide sequence of the thrB gene encoding homoserine kinase from Escherichia coli is known (nucleotide numbers 2801 to 3733 in sequence with accession number NC_000913.2 in the GenBank database, gi: 49175990). The thrB gene is located on the chromosome of E. coli K-12 strain between the thrA and thrC genes. The nucleotide sequence of the thrC gene encoding a threonine synthase from Escherichia coli is known (nucleotide numbers 3734 to 5020 in the sequence with accession number NC_000913.2 in the GenBank database, gi: 49175990). The thrC gene is located on the chromosome of E. coli K-12 strain between the thrB gene and the open uaaX reading frame. All three of these genes function as one threonine operon. To enhance the expression of the threonine operon, the region of the attenuator that affects transcription is removed from the operon (PCT application WO 2005/049808, WO 2003/097839).

Мутантный ген thrA, кодирующий аспартокиназу-гомосериндегидрогеназу I, устойчивую к ингибированию треонином по типу обратной связи, так же как и гены thrB и thrC, могут быть получены в виде единого оперона из хорошо известной плазмиды pVIC40, которая представлена в штамме-продуценте Е.coli ВКПМ В-3996. Плазмида pVIC40 подробно описана в патенте США 5705371.The mutant thrA gene encoding aspartokinase homoserine dehydrogenase I, which is resistant to threonine inhibition by feedback, as well as the thrB and thrC genes, can be obtained as a single operon from the well-known plasmid pVIC40, which is represented in the E. coli producer strain VKPM B-3996. Plasmid pVIC40 is described in detail in US Pat. No. 5,705,371.

Ген rhtA расположен на 18 минуте хромосомы Е.coli около оперона glnHPQ, который кодирует компоненты транспортной системы глутамина, ген rhtA идентичен ORF1 (ген ybiF, номера нуклеотидов с 764 по 1651 в последовательности с инвентарным номером ААА218541 в базе данных GenBank, gi:440181), расположен между генами рехВ и ompX. Участок ДНК, экспрессирующийся с образованием белка, кодируемого рамкой считывания ORF1, был назван геном rhtA (rht: resistance to homoserine and threonine). Также было показано, что мутация rhtA23 представляет собой замену А-на-G в положении -1 по отношению к старт кодону ATG (ABSTRACTS of 17th International Congress of Biochemistry and Molecular Biology in conjugation with 1997 Annual Meeting of the American Society for Biochemistry and Molecular Biology, San Francisco, California August 24-29, 1997, abstract No.457, EP 1013765 A).The rhtA gene is located at the 18th minute of the E. coli chromosome near the glnHPQ operon, which encodes the components of the glutamine transport system, the rhtA gene is identical to ORF1 (ybiF gene, nucleotide numbers 764 to 1651 in sequence with accession number AAA218541 in the GenBank database, gi: 440181) , located between the genes pXB and ompX. A region of DNA expressed to form the protein encoded by the ORF1 reading frame was named the rhtA gene (rht: resistance to homoserine and threonine). The rhtA23 mutation has also been shown to represent an A-to-G substitution at position -1 with respect to the start of the ATG codon (ABSTRACTS of 17 th International Congress of Biochemistry and Molecular Biology in conjugation with 1997 Annual Meeting of the American Society for Biochemistry and Molecular Biology, San Francisco, California August 24-29, 1997, abstract No.457, EP 1013765 A).

Нуклеотидная последовательность гена asd из E.coli известна (номера нуклеотидов с 3572511 по 3571408 в последовательности с инвентарным номером NC_000913.1 в базе данных GenBank, gi:16131307) и может быть получена с помощью ПЦР (полимеразная цепная реакция; ссылка на White, T.J. et al., Trends Genet., 5, 185 (1989)) с использованием праймеров, синтезированных на основе нуклеотидной последовательности указанного гена. Гены asd из других микроорганизмов могут быть получены сходным образом.The nucleotide sequence of the asd gene from E. coli is known (nucleotide numbers 3572511 to 3571408 in sequence with accession number NC_000913.1 in the GenBank database, gi: 16131307) and can be obtained using PCR (polymerase chain reaction; link to White, TJ et al., Trends Genet., 5, 185 (1989)) using primers synthesized based on the nucleotide sequence of the gene. Asd genes from other microorganisms can be obtained in a similar way.

Также нуклеотидная последовательность гена aspC из E. coli известна (номера нуклеотидов с 983742 по 984932 в последовательности с инвентарным номером NC_000913.1 в базе данных GenBank, gi:16128895) и может быть получена с помощью ПЦР. Гены aspC из других микроорганизмов могут быть получены сходным образом.Also, the nucleotide sequence of the aspC gene from E. coli is known (nucleotide numbers 983742 to 984932 in the sequence with accession number NC_000913.1 in the GenBank database, gi: 16128895) and can be obtained by PCR. AspC genes from other microorganisms can be obtained in a similar way.

Бактерия-продуцент L-лизинаL-lysine producing bacterium

Примеры бактерий-продуцентов L-лизина, принадлежащих к роду Escherichia, включают мутанты, обладающие устойчивостью к аналогу L-лизина. Аналог L-лизина ингибирует рост бактерий, принадлежащих к роду Escherichia, но это ингибирование полностью или частично снимается, когда в среде также присутствует L-лизин. Примеры аналога L-лизина включают, но не ограничиваются оксализином, лизингидроксаматом, S-(2-аминоэтил)-L-цистеином (AEC), γ-метиллизном, α-хлорокапролактамом и так далее. Мутанты, обладающие устойчивостью к указанным аналогам лизина, могут быть получены путем обработки бактерий, принадлежащих к роду Escherichia, традиционными мутагенами. Конкретные примеры бактериальных штаммов, используемых для получения L-лизина, включают штамм Escherichia coli AJ11442 (FERM BP-1543, NRRL В-12185; смотри патент США 4346170) и штамм Escherichia coli VL611. В этих микроорганизмах аспартокиназа устойчива к ингибированию L-лизином по принципу обратной связи.Examples of bacteria producing L-lysine belonging to the genus Escherichia include mutants that are resistant to the L-lysine analogue. The L-lysine analogue inhibits the growth of bacteria belonging to the genus Escherichia, but this inhibition is completely or partially removed when L-lysine is also present in the medium. Examples of the L-lysine analogue include, but are not limited to oxalysine, lysine hydroxamate, S- (2-aminoethyl) -L-cysteine (AEC), γ-methyllyzine, α-chlorocaprolactam, and so on. Mutants that are resistant to these lysine analogues can be obtained by treating bacteria belonging to the genus Escherichia with traditional mutagens. Specific examples of bacterial strains used to produce L-lysine include Escherichia coli strain AJ11442 (FERM BP-1543, NRRL B-12185; see US Pat. No. 4,346,170) and Escherichia coli strain VL611. In these microorganisms, aspartokinase is resistant to feedback inhibition by L-lysine.

Штамм WC196 может быть использован в качестве бактерии-продуцента L-лизина Escherichia coli. Данный бактериальный штамм был получен путем селекции фенотипа устойчивости к АЕС у штамма W3110, производного от штамма Escherichia coli К-12. Полученный штамм был назван Escherichia coli AJ13069 и был депонирован в Национальном Институте Биологических Наук и Человеческих Технологий, Агенство Промышленной Науки и Технологии (National Institute of Bioscience and Human-Technology, Agency of Industrial Science and Technology), в настоящее время называющийся Национальный Институт Прогрессивной Промышленной Науки и Технологии, Международный Депозитарий Организмов для Целей Патентования, Централ 6, 1-1, Хигаши 1-Чоме, Тсукуба-ши, Ибараки-кен, 305-8566, Япония (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, International Patent Organism Depositary, Central 6, 1-1, Higashi 1-Chome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, 305-8566, Japan), 6 декабря 1994 года и получил инвентарный номер FERM P-14690. Затем было произведено международное депонирование этого штамма согласно условиям Будапештского Договора 29 сентября 1995 года, и штамм получил инвентарный номер FERM BP-5252 (смотри патент США 5827698).Strain WC196 can be used as a bacterium producer of L-lysine Escherichia coli. This bacterial strain was obtained by selection of the phenotype of resistance to AEC in strain W3110, derived from the strain Escherichia coli K-12. The resulting strain was named Escherichia coli AJ13069 and was deposited at the National Institute of Bioscience and Human-Technology, Agency of Industrial Science and Technology, currently called the National Institute of Progressive Industrial Science and Technology, International Organizational Depository for Patenting, Central 6, 1-1, Higashi 1-Chome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, 305-8566, Japan (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, International Patent Organism Depositary , Central 6, 1-1, Higashi 1-Chome, Tsukuba-shi, Ibara ki-ken, 305-8566, Japan), December 6, 1994 and received FERM P-14690. Then, the strain was internationally deposited in accordance with the terms of the Budapest Treaty on September 29, 1995, and the strain received accession number FERM BP-5252 (see US Pat. No. 5,827,698).

Примеры родительских штаммов для получения бактерий, продуцирующих L-лизин согласно настоящему изобретению, также включают штаммы, в которых усилена экспрессия одного или нескольких генов, кодирующих ферменты биосинтеза L-лизина. Примеры ферментов, вовлеченных в биосинтез L-лизина, включают, но не ограничиваются ими, дигидродипиколинатсинтазу (dapA), аспартокиназу (lysC), дигидродипиколинатредуктазу (dapB), диаминопимелатдекарбоксилазу (lysA), диаминопимелатдегидрогеназу (ddh) (патент США. 6040160), фосфоенолпируваткарбоксилазу (ррс), аспартатсемиальдегиддегидрогеназу (asd, никотинамидадениндинуклеотидтрансгидрогеназу (pntAB) и аспартазу (aspA) (европейская заявка ЕР 1253195 А). Кроме того, родительские штаммы могут иметь повышенный уровень экспрессии гена, вовлеченного в процесс дыхания (суо) (европейская заявка ЕР 1170376 А), гена, кодирующего никотинамиднуклеотидтрансгидрогеназу (pntAB) (патент США 5830716), гена ybjE (заявка РСТ WO 2005/073390) или комбинации этих генов.Examples of parental strains for producing L-lysine producing bacteria of the present invention also include strains in which the expression of one or more genes encoding L-lysine biosynthesis enzymes is enhanced. Examples of enzymes involved in the biosynthesis of L-lysine include, but are not limited to, dihydrodipicolinate synthase (dapA), aspartokinase (lysC), dihydrodipicolinate reductase (dapB), diaminopimelate carboxylase (lysA), diaminopromenodel 60 ppc), asparticemialdehyde dehydrogenase (asd, nicotinamide adenine dinucleotide transhydrogenase (pntAB) and aspartase (aspA) (European application EP 1253195 A). In addition, parent strains may have an increased level of expression of the gene involved in respiration i (suo) (European application EP 1170376 A), a gene encoding nicotinamide nucleotide transhydrogenase (pntAB) (US patent 5830716), the ybjE gene (PCT application WO 2005/073390) or a combination of these genes.

Примеры родительских штаммов для получения бактерий, продуцирующих L-лизин согласно настоящему изобретению, также включают штаммы, в которых снижена или отсутствует активность ферментов, которые катализируют реакции образования отличных от L-лизина соединений, ответвляющихся от основного пути биосинтеза L-лизина. Примеры ферментов, которые катализируют реакции образования отличных от L-лизина соединений, ответвляющихся от основного пути биосинтеза L-лизина, включают гомосериндегидрогеназу, лизиндекарбоксилазу (патент США 5827698) и малатдегидрогеназу (заявка РСТ WO 2005/010175).Examples of parent strains for producing bacteria producing L-lysine according to the present invention also include strains in which enzyme activity is reduced or absent which catalyze the formation of compounds other than L-lysine branching from the main pathway of L-lysine biosynthesis. Examples of enzymes that catalyze the formation of non-L-lysine compounds branching off from the main L-lysine biosynthesis pathway include homoserine dehydrogenase, lysine decarboxylase (US Pat. No. 5,827,698) and malate dehydrogenase (PCT application WO 2005/010175).

Бактерия-продуцент L-цистеинаL-cysteine producing bacterium

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-цистеина согласно настоящему изобретению, включают в себя, но не ограничиваются штаммами, принадлежащими к роду Escherichia, такими как штамм Е. coli JM15, трансформированный различными аллелями гена cysE, кодирующими устойчивые к ингибированию по типу обратной связи серинацетилтрансферазы (патент США 6218168, патентная заявка РФ 2003121601); штамм Е. coli W3110, содержащий гены с повышенной экспрессией, кодирующие белок, способный к секреции соединений, токсичных для клетки (патент США 5972663); штаммы Е. coli, содержащие цистеиндесульфогидразу со сниженной активностью (патент Японии JP 11155571 A2); штамм Е. coli W3110 с повышенной активностью позитивного транскрипционного регулятора цистеинового регулона, кодируемого геном cysB (международная заявка РСТ WO 0127307 A1) и подобные им.Examples of parent strains used to produce the L-cysteine producing bacterium of the present invention include, but are not limited to, strains belonging to the genus Escherichia, such as E. coli strain JM15 transformed with various cysE alleles encoding inhibition resistant cysE feedback type serine acetyltransferase (US patent 6218168, patent application of the Russian Federation 2003121601); E. coli strain W3110 containing genes with increased expression encoding a protein capable of secretion of compounds toxic to the cell (US patent 5972663); E. coli strains containing cysteine desulfohydrase with reduced activity (Japanese patent JP 11155571 A2); E. coli strain W3110 with increased activity of the positive transcriptional regulator of the cysteine regulon encoded by the cysB gene (international application PCT WO 0127307 A1) and the like.

Бактерия-продуцент L-лейцинаL-Leucine Producer Bacteria

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-лейцина согласно настоящему изобретению, включают в себя, но не ограничиваются штаммами, принадлежащими к роду Escherichia, такими как штаммы Е. coli, устойчивые к аналогам лейцина, включающие, например, β-2-тиенилаланин, 3-гидроксилейцин, 4-азалейцин и 5,5,5-трифлуоролейцин (выложенные патентные заявки Японии 62-34397 и 8-70879), штаммы Е. coli, полученные с помощью генно-инженерных методов, описанных в заявке РСТ 96/06926; Е. coli штамм Н-9068 (JP 08-70879А), и подобные им.Examples of parent strains used to produce the L-leucine producing bacterium of the present invention include, but are not limited to, strains belonging to the genus Escherichia, such as E. coli strains resistant to leucine analogs, including, for example, β-2 -thienylalanine, 3-hydroxyleucine, 4-azaleucine and 5,5,5-trifluoroleucine (Japanese Patent Laid-open 62-34397 and 8-70879), E. coli strains obtained using the genetic engineering methods described in PCT 96 / 06926; E. coli strain H-9068 (JP 08-70879A), and the like.

Бактерия согласно настоящему изобретению может быть улучшена путем усиления экспрессии одного или нескольких генов, вовлеченных в биосинтез L-лейцина. Примеры таких генов включают в себя гены оперона leuABCD и предпочтительно представлены мутантным геном leuA, кодирующим изопропилмалатсинтазу со снятым ингибированием L-лейцином по типу обратной связи (патент США 6403342). Кроме того, бактерия согласно настоящему изобретению может быть улучшена путем усиления экспрессии одного или нескольких генов, кодирующих белки, которые экспортируют L-аминокислоту из бактериальной клетки. Примеры таких генов включают в себя гены b2682 и b2683 (гены ygaZH) (Европейская заявка 1239041 А2).The bacterium of the present invention can be improved by enhancing the expression of one or more genes involved in the biosynthesis of L-leucine. Examples of such genes include the leuABCD operon genes and are preferably represented by the mutant leuA gene encoding feedback feedback depleted L-leucine isopropyl malate synthase (US Pat. No. 6,333,342). In addition, the bacterium of the present invention can be improved by enhancing the expression of one or more genes encoding proteins that export the L-amino acid from a bacterial cell. Examples of such genes include the b2682 and b2683 genes (ygaZH genes) (European Application 1239041 A2).

Бактерия-продуцент L-гистидинаL-histidine producing bacterium

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-гистидина согласно настоящему изобретению, включают в себя, но не ограничиваются бактериями-продуцентами L-гистидина, принадлежащими к роду Escherichia, такими как штамм Е. coli 24 (ВКПМ В-5945, патент РФ 2003677); штамм Е. coli 80 (ВКПМ В-7270, патент РФ 2119536); штаммы Е. coli NRRL B-12116-B12121 (патент США 4388405); штаммы Е. coli H-9342 (FERM ВР-6675) и Н-9343 (FERM ВР-6676) (патент США 6344347); штамм Е. coli H-9341 (FERM BP-6674) (Европейский патент 1085087); штамм Е. coli AI80/pFM201 (патент США 6258554) и подобные им. Примеры родительских штаммов для получения бактерий, продуцирующих L-гистидин согласно настоящему изобретению, также включают штаммы, в которых усилена экспрессия одного или нескольких генов, кодирующих ферменты биосинтеза L-гистидина. Примеры таких генов включают гены, кодирующие АТФ-фосфорибозилтрансферазу (hisG), фосфорибозил-АМФ-циклогидролазу (hisI), фосфорибозил-АТФ-фосфогидролазу (hisIE), фосфорибозилформимино-5-аминоимидазолкарбоксамидриботидизомеразу (hisA), амидотрансферазу (hisH), гистидинолфосфатаминотрансферазу (hisC), гистидинолфосфатазу (hisB), гистидинолдегидрогеназу (hisD) и т.д.Examples of parent strains used to produce L-histidine producing bacteria of the present invention include, but are not limited to, L-histidine producing bacteria belonging to the genus Escherichia, such as E. coli 24 strain (VKPM B-5945, patent RF 2003677); E. coli strain 80 (VKPM B-7270, RF patent 2119536); E. coli strains NRRL B-12116-B12121 (US Pat. No. 4,388,405); E. coli strains H-9342 (FERM BP-6675) and H-9343 (FERM BP-6676) (US patent 6344347); E. coli strain H-9341 (FERM BP-6674) (European patent 1085087); E. coli strain AI80 / pFM201 (US Pat. No. 6,258,554) and the like. Examples of parent strains for producing bacteria producing L-histidine according to the present invention also include strains in which the expression of one or more genes encoding L-histidine biosynthesis enzymes is enhanced. Examples of such genes include genes encoding ATP-phosphoribosyltransferase (hisG), phosphoribosyl-AMP-cyclohydrolase (hisI), phosphoribosyl-ATP-phosphohydrolase (hisIE), phosphoribosylformimino-hisimonosulfonamide (isomerizide aminoside) isomerase histidinolphosphatase (hisB), histidinol dehydrogenase (hisD), etc.

Известно, что гены, кодирующие ферменты биосинтеза L-гистидина (hisG, hisBHAFI), ингибируются L-гистидином, поэтому способность к продукции L-гистидина также может быть значительно усилена введением мутации, придающей устойчивость к ингибированию по типу обратной связи, в ген АТФ-фосфорибозидтрансферазы (hisG) (патенты РФ. 2003677 и 2119536).It is known that genes encoding L-histidine biosynthesis enzymes (hisG, hisBHAFI) are inhibited by L-histidine, therefore, the ability to produce L-histidine can also be significantly enhanced by introducing a feedback inhibition mutation into the ATP-gene phosphoriboside transferase (hisG) (RF patents. 2003677 and 2119536).

Специфические примеры штаммов, обладающих способностью к продукции L-гистидина, включают Е. coli FERM-P 5038 и 5048, в которые был введен вектор, содержащий ДНК, кодирующую фермент биосинтеза L-гистидина (заявка Японии 56-005099 А), штаммы E. coli, в которые введен ген rht, для экспорта аминокислоты (европейская заявка ЕР 1016710А), штамм Е. coli 80, которому придана устойчивость к сульфагуанидину, DL-1,2,4-триазол-3-аланину и стрептомицину (ВКПМ В-7270, патент РФ. 2119536), и т.д.Specific examples of strains with the ability to produce L-histidine include E. coli FERM-P 5038 and 5048, into which a vector containing DNA encoding the L-histidine biosynthesis enzyme (Japanese application 56-005099 A), strains E. coli into which the rht gene has been introduced for the export of amino acids (European application EP 1016710A), strain E. coli 80, which is given resistance to sulfaguanidine, DL-1,2,4-triazole-3-alanine and streptomycin (VKPM B-7270 RF patent. 2119536), etc.

Бактерия-продуцент L-глутаминовой кислотыL-glutamic acid producing bacterium

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-глутаминовой кислоты согласно настоящему изобретению, включают в себя, но не ограничиваются штаммами, принадлежащими к роду Escherichia, такими как штамм Е. coli VL334thrC+ (Европейский патент ЕР 1172433). Штамм Е. coli VL334 (ВКПМ В-1641) является ауксотрофом по L-изолейцину и L-треонину с мутациями в генах thrC и ilvA (патент США 4278765). В этот штамм была перенесена природная аллель гена thrC методом общей трансдукции с использованием бактериофага Р1, выращенного на клетках природного штамма Е. coli К12 (ВКПМ В-7). В результате был получен штамм, ауксотроф по L-изолейцину, VL334thrC+ (ВКПМ В-8961). Этот штамм обладает способностью к продукции L-глутаминовой кислоты.Examples of parental strains used to produce the L-glutamic acid producing bacterium of the present invention include, but are not limited to, strains belonging to the genus Escherichia, such as E. coli strain VL334thrC + (European patent EP 1172433). Strain E. coli VL334 (VKPM B-1641) is an auxotroph of L-isoleucine and L-threonine with mutations in the thrC and ilvA genes (US patent 4278765). The natural allele of the thrC gene was transferred to this strain by the general transduction method using bacteriophage P1 grown on cells of the natural E. coli K12 strain (VKPM B-7). The result was a strain, auxotroph for L-isoleucine, VL334thrC + (VKPM B-8961). This strain has the ability to produce L-glutamic acid.

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-глутаминовой кислоты согласно настоящему изобретению, включают в себя, но не ограничиваются ими, штаммы, в которых усилена экспрессия одного или нескольких генов, кодирующих ферменты биосинтеза L-глутаминовой кислоты. Примеры таких ферментов включают глутаматдегидрогеназу (gdh), глутаминсинтетазу (glnA), глутаматсинтетазу (gltAB), изоцитратдегидрогеназу (icdA), аконитатгидратазу (acnA, acnB), цитратсинтазу (gltA), фосфоенолпируваткарбоксилазу (ррс), пируватдегидрогеназу (aceEF, lpdA), пируваткиназу (pykA, pykF), фосфоенолпируватсинтазу (ppsA), енолазу (eno), фосфоглицеромутазу (pgmA, pgmI), фосфоглицераткиназу (pgk), глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу (gapA), триозофосфатизомеразу (tpiA), фруктозобифосфатальдолазу (fbp), фосфофруктокиназу (pfkA, pfkB) и глюкозофосфатизомеразу (pgi).Examples of parent strains used to produce the L-glutamic acid producing bacterium of the present invention include, but are not limited to, strains in which the expression of one or more genes encoding L-glutamic acid biosynthesis enzymes is enhanced. Examples of such enzymes include glutamate dehydrogenase (gdh), glutamine synthetase (glnA), glutamate synthetase (gltAB), isocitrate dehydrogenase (icdA), aconitate hydrate, acnA, acnu zarzudenosefruzidazufarzudenosephase (glutamine), phosphate synthase pykA, pykF), phosphoenolpyruvate synthase (ppsA), enolase (eno), phosphoglycerometase (pgmA, pgmI), phosphoglycerate kinase (pgk), glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogen phosphate dehydrogenase (gapA) isofluosophosphate pfkB) and glucose phosphatisomerase (pgi).

Примеры штаммов, модифицированных таким образом, что усилена экспрессия гена цитратсинтетазы, гена фосфоенолпируваткарбоксилазы и/или гена глутаматдегидрогеназы, включают описанные в Европейских заявках ЕР 1078989 А, ЕР 955368 А и ЕР 952221 А.Examples of strains modified in such a way that the expression of the citrate synthetase gene, phosphoenolpyruvate carboxylase gene and / or glutamate dehydrogenase gene is enhanced include those described in European applications EP 1078989 A, EP 955368 A and EP 952221 A.

Примеры штаммов, модифицированных таким образом, что экспрессия гена цитратсинтетазы и/или гена фосфоенолпируваткарбоксилазы снижена, и/или лишенные по активности α-котоглутаратдегидрогеназы, включают описанные в Европейских заявках ЕР 1078989 А, ЕР 955368 А и ЕР 952221 А.Examples of strains modified in such a way that the expression of the citrate synthetase gene and / or phosphoenolpyruvate carboxylase gene is reduced and / or lacking in activity of α-cotoglutarate dehydrogenase include those described in European applications EP 1078989 A, EP 955368 A and EP 952221 A.

Примеры родительских штаммов для получения продуцирующих L-глутаминовую кислоту бактерий согласно настоящему исследованию, также включают штаммы, в которых снижена или отсутствует активность ферментов, которые катализируют синтез отличных от L-глутаминовой кислоты соединений, ответвляющихся от основного пути биосинтеза L-глутаминовой кислоты. Примеры таких ферментов включают изоцитратлиазу (асеА), α-кетоглутаратдегидрогеназу (sucA), фосфотрансацетилазу (pta), ацетаткиназу (ack), синтазу ацетогидроксикислот (ilvG), ацетолактатсинтазу (ilvI), форматацетилтрансферазу (pfl), лактатдегидрогеназу (ldh) и глутаматдекарбоксилазу (gadAB). Бактерии, принадлежащие к роду Escherichia, лишенные активности α-кетоглутаратдегидрогеназы или обладающие сниженной активностью α-кетоглутаратдегидрогеназы, и способы их получения описаны в патентах США 5378616 и 5573945. Конкретно, примеры таких штаммов включают в себя следующие штаммы:Examples of parental strains for producing L-glutamic acid producing bacteria according to the present study also include strains in which enzyme activity is reduced or absent that catalyzes the synthesis of compounds other than L-glutamic acid branching from the main pathway of L-glutamic acid biosynthesis. Examples of such enzymes include isocitrate lyase (ACEA), α-ketoglutarate dehydrogenase (sucA), phosphotransacetylase (pta), acetate kinase (ack), acetohydroxy acid synthase (ilvG), acetolactate transfluenzoase (ILV), ) Bacteria belonging to the genus Escherichia, lacking the activity of α-ketoglutarate dehydrogenase or having reduced activity of α-ketoglutarate dehydrogenase, and methods for their preparation are described in US patents 5378616 and 5573945. Specifically, examples of such strains include the following strains:

E. coli W3110 sucA::KmR E. coli W3110 sucA :: Km R

Е. coli AJ12624 (FERM ВР-3853)E. coli AJ12624 (FERM BP-3853)

Е. coli AJ12628 (FERM BP-3854)E. coli AJ12628 (FERM BP-3854)

Е. coli AJ12949 (FERM BP-4881)E. coli AJ12949 (FERM BP-4881)

Штамм Е. coli W3110 sucA::KmR был получен в результате разрушения гена α-кетоглутаратдегидрогеназы (далее называемого "ген sucA") в штамме Е. coli W3110. У этого штамма активность α-кетоглутаратдегидрогеназы отсутствует полностью.The E. coli strain W3110 sucA :: Km R was obtained by disrupting the α-ketoglutarate dehydrogenase gene (hereinafter referred to as the “sucA gene") in E. coli strain W3110. In this strain, the activity of α-ketoglutarate dehydrogenase is completely absent.

Другие примеры бактерии-продуцента L-глутаминовой кислоты включают в себя бактерии, принадлежащие к роду Escherichia и обладающие устойчивостью к антиметаболитам аспарагиновой кислоты и дефицитные по активности α-кетоглутаратдегидрогеназы, например, штамм AJ13199 (FERM BP-5807) (патент США 5908768), или штамм FERM P-12379, дополнительно обладающий низкой активностью по расщеплению L-глутаминовой кислоты (патент США 5393671); штамм Е. coli AJ13138 (FERM BP-5565) (патент США 6110714) и подобные им.Other examples of bacteria producing L-glutamic acid include bacteria belonging to the genus Escherichia and resistant to aspartic acid antimetabolites and deficient in the activity of α-ketoglutarate dehydrogenase, for example, strain AJ13199 (FERM BP-5807) (US patent 5908768), or strain FERM P-12379, additionally having low activity for the cleavage of L-glutamic acid (US patent 5393671); E. coli strain AJ13138 (FERM BP-5565) (US Pat. No. 6,110,714) and the like.

Примеры бактерии-продуцента L-глутаминовой кислоты включают в себя мутантные штаммы, принадлежащие к роду Pantoea, которые лишены активности α-кетоглутаратдегидрогеназы или имеют сниженную активность α-кетоглутаратдегидрогеназы и могут быть получены описанным выше способом. Примерами таких штаммов являются штамм Pantoea ananatis AJ13356 (патент США 6,331,419), штамм Pantoea ananatis AJ13356, депонированный в Национальном Институте Биологических Наук и Человеческих Технологий, Агенство Промышленной Науки и Технологии, Министерство Международной Торговли и Промышленности (National Institute of Bioscience and Human-Technology, Agency of Industrial Science and Technology, Ministry of International Trade and Industry) (в настоящее время называющийся Национальный Институт Прогрессивной Промышленной Науки и Технологии, Международный Депозитарий Организмов для Целей Патентования, Централ 6, 1-1, Хигаши 1-Чоме, Тсукуба-ши, Ибараки-кен, 305-8566, Япония - National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, International Patent Organism Depositary, Central 6,1-1, Higashi 1-Chome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, 305-8566, Japan) 19 февраля, 1998 и получивший инвентарный номер FERM Р-16645. Затем было произведено международное депонирование этого штамма согласно условиям Будапештского Договора от 11 января 1999 г., и штамм получил инвентарный номер FERM BP-6615. Штамм Pantoea ananatis AJ13356 не имеет α-KGDH активности в результате разрушения гена αKGDH-E1 субъединицы (sucA). Вышеупомянутый штамм при выделении был идентифицирован как Enterobacter agglomerans и депонирован как штамм Enterobacter agglomerans AJ13356. Тем не менее позднее он был классифицирован как Pantoea ananatis на основе нуклеотидной последовательности 16S рРНК и других доказательств. Несмотря на то что штамм AJ13356 был депонирован в указанный выше депозитарий как Enterobacter agglomerans, для целей данного описания он будет упоминаться как Pantoea ananatis.Examples of bacteria producing L-glutamic acid include mutant strains belonging to the genus Pantoea that are devoid of α-ketoglutarate dehydrogenase activity or have reduced α-ketoglutarate dehydrogenase activity and can be obtained as described above. Examples of such strains are Pantoea ananatis AJ13356 strain (US patent 6,331,419), Pantoea ananatis AJ13356 strain deposited at the National Institute of Biological Sciences and Human Technologies, Agency for Industrial Science and Technology, Department of International Trade and Industry, National Institute of Bioscience and Human-Technology, Agency of Industrial Science and Technology, Ministry of International Trade and Industry) (currently called the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, International Organizational Depository for Patenting Purposes, Central 6, 1-1, Higashi 1-Ch Ome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, 305-8566, Japan - National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, International Patent Organism Depositary, Central 6.1-1, Higashi 1-Chome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, 305-8566, Japan) February 19, 1998 and received accession number FERM P-16645. Then, the international deposit of this strain was made according to the conditions of the Budapest Treaty of January 11, 1999, and the strain received accession number FERM BP-6615. The Pantoea ananatis strain AJ13356 does not have α-KGDH activity as a result of the destruction of the αKGDH-E1 gene subunit (sucA). The above strain, when isolated, was identified as Enterobacter agglomerans and deposited as Enterobacter agglomerans AJ13356 strain. However, it was later classified as Pantoea ananatis based on the 16S rRNA nucleotide sequence and other evidence. Although strain AJ13356 has been deposited as Enterobacter agglomerans at the above depository, for the purposes of this description it will be referred to as Pantoea ananatis.

Бактерия-продуцент L-фенилаланинаL-phenylalanine producing bacterium

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-фенилаланина согласно настоящему изобретению, включают в себя, но не ограничиваются штаммами, принадлежащими к роду Escherichia, такими как штамм E. coli AJ12739 (tyrA::Tn10, tyrR) (ВКМП В-8197); штамм E.coli HW1089 (АТСС-55371), содержащий ген pheA34 (патент США 5354672); мутантный штамм E. coli MWEC101-b (KR8903681); штаммы E. coli NRRL В-12141, NRRL В-12145, NRRL В-12146 и NRRL B-12147 (патент США 4407952) и подобные им. Также в качестве родительских штаммов могут быть использованы бактерии, принадлежащие к роду Escherichia, - продуценты L-фенилаланина, такие как штамм E. coli K-12 [W3110(tyrA)/pPHAB] (FERM ВР-3566), штамм E. coli K-12 [W3110(tyrA)/pPHAD] (FERM BP-12659), штамм E. coli K-12 [W3110(tyrA)/pPHATerm] (FERM BP-12662) и штамм E. coli K-12 [W3110(tyrA)/pBR-aroG4, рАСМАВ], названный как AJ12604 (FERM ВР-3579) (Европейский патент ЕР 488424 В1). Кроме того, также могут быть использованы бактерии-продуценты L-фенилаланина, принадлежащие к роду Escherichia с повышенной активностью белков, кодируемых геном yedA или геном yddG (патентные заявки США 2003/0148473 А1 и 2003/0157667 A1).Examples of parent strains used to produce the L-phenylalanine producing bacterium of the present invention include, but are not limited to, strains belonging to the genus Escherichia, such as E. coli strain AJ12739 (tyrA :: Tn10, tyrR) (VKMP B- 8197); E. coli strain HW1089 (ATCC-55371) containing the pheA34 gene (US patent 5354672); mutant E. coli strain MWEC101-b (KR8903681); E. coli strains NRRL B-12141, NRRL B-12145, NRRL B-12146 and NRRL B-12147 (US 4407952) and the like. Also, bacteria belonging to the genus Escherichia, producers of L-phenylalanine, such as E. coli K-12 strain [W3110 (tyrA) / pPHAB] (FERM BP-3566), E. coli K strain, can be used as parent strains. -12 [W3110 (tyrA) / pPHAD] (FERM BP-12659), strain E. coli K-12 [W3110 (tyrA) / pPHATerm] (FERM BP-12662) and strain E. coli K-12 [W3110 (tyrA ) / pBR-aroG4, pACMAB], named as AJ12604 (FERM BP-3579) (European patent EP 488424 B1). In addition, L-phenylalanine producing bacteria belonging to the genus Escherichia with increased activity of the proteins encoded by the yedA gene or yddG gene can also be used (US patent applications 2003/0148473 A1 and 2003/0157667 A1).

Бактерия-продуцент L-триптофанаL-tryptophan producing bacterium

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-триптофана согласно настоящему изобретению, включают в себя, но не ограничиваются бактериями-продуцентами L-триптофана, принадлежащими к роду Escherichia, такими как штаммы Е. coli JP4735/pMU3028 (DSM10122) и JP6015/pMU91 (DSM10123), лишенные активности триптофанил-тРНК синтетазы, кодируемой мутантным геном trpS (патент США 5756345); штамм Е. coli SV164 (pGH5), содержащий аллель serA, кодирующий фосфоглицератдегидрогеназу, не ингибируемую серином по типу обратной связи, и аллель trpE, кодирующий антранилатсинтазу, не ингибируемую триптофаном по типу обратной связи (патент США 6180373); штаммы Е. coli AGX17 (pGX44) (NRRL В-12263) и AGX6(pGX50)aroP (NRRL В-12264), в которых отсутствует активность триптофаназы (патент США 4371614); штамм Е. coli AGX17/pGX50, pACKG4-pps, в котором усилена способность к синтезу фосфоенолпирувата (заявка РСТ WO 9708333, патент США 6319696), и подобные им. Также могут быть использованы бактерии-продуценты L-триптофана, принадлежащие к роду Escherichia, в которых увеличена активность белка, кодируемого геном yedA или геном yddG (заявки на патент США 2003/0148473 A1 и 2003/0157667 A1).Examples of parental strains used to produce L-tryptophan-producing bacteria of the present invention include, but are not limited to, L-tryptophan-producing bacteria belonging to the genus Escherichia, such as E. coli strains JP4735 / pMU3028 (DSM10122) and JP6015 / pMU91 (DSM10123) lacking the activity of tryptophanyl tRNA synthetase encoded by the mutant trpS gene (US patent 5756345); E. coli strain SV164 (pGH5) containing a serA allele encoding a phosphoglycerate dehydrogenase non-feedback inhibitable serine and a trpE allele encoding anthranilate synthase non feedback inhibitory tryptophan (US Pat. No. 6,180,373); E. coli strains AGX17 (pGX44) (NRRL B-12263) and AGX6 (pGX50) aroP (NRRL B-12264) in which tryptophanase activity is absent (US patent 4371614); E. coli strain AGX17 / pGX50, pACKG4-pps, which enhances the ability to synthesize phosphoenolpyruvate (PCT application WO 9708333, US patent 6319696), and the like. Can also be used bacteria-producers of L-tryptophan belonging to the genus Escherichia, in which the activity of the protein encoded by the yedA gene or yddG gene is increased (US patent applications 2003/0148473 A1 and 2003/0157667 A1).

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-триптофана согласно настоящему изобретению, также включают в себя штаммы, в которых увеличена активность одного или нескольких ферментов, выбранных из группы, состоящей из антранилатсинтазы, фосфоглицератдегидрогеназы и триптофансинтазы. И антранилатсинтаза, и фосфоглицератдегидрогеназа подвержены ингибированию L-триптофаном и L-серином по типу обратной связи, так что в эти ферменты могут быть введены мутации, снижающие чувствительность к ингибированию по типу обратной связи. Специфические примеры штаммов с такой мутацией включают Е. coli SV164, антранилатсинтаза которой не чувствительна к ингибированию по типу обратной связи, и штамм-трансформант, полученный введением в Е. coli SV164 плазмиды pGH5 (заявка РСТ WO 94/08031), которая содержит мутантный ген serA, кодирующий фосфоглицератдегидрогеназу, которая не чувствительна к ингибированию по типу обратной связи.Examples of parent strains used to produce the L-tryptophan producing bacterium of the present invention also include strains in which the activity of one or more enzymes selected from the group consisting of anthranilate synthase, phosphoglycerate dehydrogenase and tryptophan synthase is increased. Both anthranilate synthase and phosphoglycerate dehydrogenase are feedback inhibited by L-tryptophan and L-serine, so mutations can be introduced into these enzymes that reduce the sensitivity to feedback inhibition. Specific examples of strains with such a mutation include E. coli SV164, whose anthranilate synthase is not sensitive to feedback inhibition, and a transformant strain obtained by introducing the plasmid pGH5 into E. coli SV164 (PCT application WO 94/08031), which contains the mutant gene serA encoding phosphoglycerate dehydrogenase, which is not sensitive to feedback inhibition.

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-триптофана согласно настоящему изобретению, также включают в себя штаммы, в которые введен триптофановый оперон, содержащий ген, кодирующий антранилатсинтазу, которая не чувствительна к ингибированию по типу обратной связи (заявка Японии 57-71397 А, заявка Японии 62-244382 А, патент США 4371614). Кроме того, способность к продукции L-триптофана может быть придана путем усиления экспрессии гена (из триптофанового оперона), кодирующего триптофансинтазу. Триптофансинтаза состоит из двух субъединиц α и β, которые кодируются trpA и trpB соответственно. Кроме того, способность к продукции L-триптофана может быть увеличена усилением экспрессии оперона изоцитратлиазы-малатсинтазы (заявка РСТ WO 2005/103275).Examples of parental strains used to produce the L-tryptophan producing bacterium of the present invention also include strains that have introduced a tryptophan operon containing a gene encoding anthranilate synthase that is not sensitive to feedback inhibition (Japanese application 57-71397 A, Japanese Patent Application 62-244382 A, U.S. Patent 4,371,614). In addition, the ability to produce L-tryptophan can be imparted by enhancing the expression of a gene (from the tryptophan operon) encoding tryptophan synthase. Tryptophan synthase consists of two subunits α and β, which are encoded by trpA and trpB, respectively. In addition, the ability to produce L-tryptophan can be increased by enhancing the expression of the isocytratliase-malatesynthase operon (PCT application WO 2005/103275).

Бактерия-продуцент L-пролинаL-proline producing bacterium

Примеры бактерий-продуцентов L-пролина, используемых в качестве родительского штамма согласно настоящему изобретению, включают в себя, но не ограничиваются штаммами, принадлежащими к роду Escherichia, такими как штамм Е. coli 702ilvA (ВКПМ В-8012), дефицитного по гену ilvA и способного к продукции L-пролина (Европейский патент ЕР 1172433). Бактерия согласно настоящему изобретению может быть улучшена путем усиления экспрессии одного или нескольких генов, вовлеченных в биосинтез L-пролина. Предпочтительно примеры таких генов для бактерий-продуцентов L-пролина включают ген proB, кодирующий глутаматкиназу с десенсибилизированной регуляцией L-пролином по типу обратной связи (патент Германии 3127361). Кроме того, бактерия согласно настоящему изобретению может быть улучшена путем усиления экспрессии одного или нескольких генов, кодирующих белки, экскретирующие L-аминокислоту из бактериальной клетки. Примерами таких генов являются гены b2682 и b2683 (ygaZH гены) (Европейская патентная заявка ЕР 1239041 А2).Examples of L-proline producing bacteria used as the parent strain of the present invention include, but are not limited to, strains belonging to the genus Escherichia, such as E. coli strain 702ilvA (VKPM B-8012) deficient in the ilvA gene and capable of producing L-proline (European patent EP 1172433). The bacterium of the present invention can be improved by enhancing the expression of one or more genes involved in the biosynthesis of L-proline. Preferably, examples of such genes for L-proline producing bacteria include the proB gene encoding glutamate kinase with desensitized feedback regulation of L-proline (German patent 3127361). In addition, the bacterium of the present invention can be improved by enhancing the expression of one or more genes encoding proteins that secrete the L-amino acid from a bacterial cell. Examples of such genes are the b2682 and b2683 genes (ygaZH genes) (European Patent Application EP 1239041 A2).

Примеры бактерий, принадлежащих к роду Escherichia и обладающих способностью к продукции L-пролина, включают следующие штаммы Е. coli: NRRL В-12403 и NRRL В-12404 (патент Великобритании GB 2075056), ВКПМ В-8012 (патентная заявка РФ 2000124295), плазмидные мутанты, описанные в патенте Германии DE 3127361, плазмидные мутанты, описанные у Bloom F.R. et al. (The 15th Miami winter symposium, 1983, p.34), и подобные им.Examples of bacteria belonging to the genus Escherichia and possessing the ability to produce L-proline include the following E. coli strains: NRRL B-12403 and NRRL B-12404 (UK patent GB 2075056), VKPM B-8012 (RF patent application 2000124295), plasmid mutants described in German patent DE 3127361, plasmid mutants described in Bloom FR et al. (The 15 th Miami winter symposium, 1983, p. 34), and the like.

Бактерия-продуцент L-аргининаL-arginine producing bacterium

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-аргинина согласно настоящему изобретению, включают в себя, но не ограничиваются штаммами, принадлежащими к роду Escherichia, такими как штамм Е. coli 237 (ВКПМ В-7925) и его производные, содержащие мутантную N-ацетилглутаматсинтазу (патентная заявка РФ 2001112869), штамм Е. coli 382 (ВКПМ В-7926) (Европейская патентная заявка ЕР 1170358 А1), штамм-продуцент аргинина, в который введен ген argA, кодирующий N-ацетилглутаматсинтетазу (Европейская патентная заявка ЕР 1170361 А1), и подобные им.Examples of parental strains used to produce the L-arginine producing bacterium of the present invention include, but are not limited to, strains belonging to the genus Escherichia, such as E. coli strain 237 (VKPM B-7925) and mutant derivatives thereof N-acetylglutamate synthase (RF patent application 2001112869), E. coli strain 382 (VKPM B-7926) (European patent application EP 1170358 A1), arginine producing strain into which the argA gene encoding N-acetylglutamate synthetase (European patent application E) was introduced 1170361 A1), and the like.

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-аргинина согласно настоящему изобретению, также включают в себя штаммы, в которых усилена экспрессия одного или нескольких генов, кодирующих ферменты биосинтеза L-аргинина. Примеры ферментов биосинтеза L-аргинина включают N-ацетилглутамилфосфатредуктазу (argC), орнитинацетилтрансферазу (argJ), N-ацетилглутаматкиназу (argB), ацетилорнитинтрансаминазу (argD), орнитинкарбамоилтрансферазу (argF), синтетазу аргининсукциниловой кислоты (argG), лиазу аргининсукциниловой кислоты (argH) и карбамоилфосфатсинтетазу (carAB).Examples of parental strains used to produce the L-arginine producing bacterium of the present invention also include strains in which the expression of one or more genes encoding L-arginine biosynthesis enzymes is enhanced. Examples of L-arginine biosynthesis enzymes include N-acetylglutamylphosphate reductase (argC), ornithine acetyltransferase (argJ), N-acetyl glutamate kinase (argB), acetylornithine transaminase (argD), ornithinecarbamoyltransurase arginic acid, argN, argin, argin, argin, argin, carbamoylphosphate synthetase (carAB).

Бактерия-продуцент L-валинаL-valine producing bacterium

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-валина согласно настоящему изобретению, включают в себя, но не ограничиваются ими, штаммы, модифицированные с целью сверхэкспрессии оперона ilvGMEDA (патент США 5998178). Желательно удалить область оперона ilvGMEDA, которая необходима для ослабления экспрессии, с тем чтобы экспрессия оперона не ослаблялась образующимся L-валином. Далее, желательно разрушить в опероне ген ilvA, с тем чтобы снизить активность треониндеаминазы.Examples of parental strains used to produce the L-valine producing bacterium of the present invention include, but are not limited to, strains modified to overexpress ilvGMEDA operon (US Pat. No. 5,998,178). It is desirable to remove the region of the ilvGMEDA operon that is necessary to attenuate expression so that the expression of the operon is not attenuated by the resulting L-valine. Further, it is desirable to destroy the ilvA gene in the operon in order to reduce the activity of threonine deaminase.

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-валина согласно настоящему изобретению, также включают в себя мутантные штаммы, имеющие мутацию аминоацил-тРНК-синтетазы (патент США 5658766). Например, может использоваться штамм E. coli VL1970, который имеет мутацию в гене ileS, кодирующем изолейцин-тРНК-синтетазу. Штамм E. coli VL1970 депонирован в Российской Национальной Коллекции Промышленных Микроорганизмов (ВКПМ) (Россия, 113545 Москва, 1-й Дорожный проезд) 24 июня 1988 г. с инвентарным номером ВКПМ В-4411.Examples of parental strains used to produce the L-valine producing bacterium of the present invention also include mutant strains having a mutation of the aminoacyl tRNA synthetase (US Pat. No. 5,658,766). For example, a strain of E. coli VL1970, which has a mutation in the ileS gene encoding isoleucine-tRNA synthetase, can be used. The strain E. coli VL1970 was deposited in the Russian National Collection of Industrial Microorganisms (VKPM) (Russia, 113545 Moscow, 1st Road passage) on June 24, 1988 with accession number VKPM B-4411.

Далее, в качестве родительских штаммов также могут использоваться мутантные штаммы, для роста которых требуется липоевая кислота, и/или с недостаточным количеством Н+-АТФазы (заявка РСТ WO 96/06926).Further, mutant strains that require lipoic acid and / or with an insufficient amount of H + -ATPase (PCT application WO 96/06926) can also be used as parent strains.

Бактерия-продуцент L-изолейцинаL-isoleucine producing bacterium

Примеры родительских штаммов, используемых для получения бактерии-продуцента L-изолейцина согласно настоящему изобретению, включают в себя, но не ограничиваются ими, мутантные штаммы с устойчивостью к 6-диметиламинопурину (заявка Японии 5-304969 А), мутантные штаммы с устойчивость к аналогу изолейцина, такому как тиаизолейцин и гидроксамат изолейцина, и мутантные штаммы, дополнительно имеющие устойчивость к DL-этионину и/или гидроксамату аргинина (заявка Японии 5-130882 А). Кроме того, в качестве родительских штаммов также могут использоваться рекомбинантные штаммы, трансформированные генами, кодирующими белки, вовлеченные в биосинтез L-изолейцина, такие как треониндеаминаза и ацетогидроксатсинтаза (заявка Японии 2-458 А, патент Франции 0356739 и патент США 5998178).Examples of parent strains used to produce the L-isoleucine producing bacterium of the present invention include, but are not limited to, mutant strains resistant to 6-dimethylaminopurine (Japanese application 5-304969 A), mutant strains resistant to isoleucine analogue such as thiaisoleucine and isoleucine hydroxamate, and mutant strains additionally resistant to DL-ethionine and / or arginine hydroxamate (Japanese application 5-130882 A). In addition, recombinant strains transformed with genes encoding proteins involved in the biosynthesis of L-isoleucine, such as threonine deaminase and acetohydroxate synthase (Japanese application 2-458 A, French patent 0356739 and US patent 5998178) can also be used as parent strains.

2. Способ согласно настоящему изобретению.2. The method according to the present invention.

Способом согласно настоящему изобретению является способ получения L-аминокислоты, включающий стадии выращивания бактерии согласно настоящему изобретению в питательной среде с целью продукции и накопления L-аминокислоты в питательной среде, и выделения L-аминокислоты из культуральной жидкости.The method according to the present invention is a method for producing an L-amino acid, comprising the steps of growing a bacterium according to the present invention in a nutrient medium for the purpose of producing and accumulating an L-amino acid in a nutrient medium and isolating the L-amino acid from the culture fluid.

Согласно настоящему изобретению выращивание, выделение и очистка L-аминокислоты из культуральной или подобной ей жидкости может быть осуществлена способом, подобным традиционным способам ферментации, в которых аминокислота продуцируется с использованием бактерии.According to the present invention, the cultivation, isolation and purification of an L-amino acid from a culture or similar liquid may be carried out in a manner similar to traditional fermentation methods in which the amino acid is produced using a bacterium.

Питательная среда, используемая для выращивания, может быть как синтетической, так и натуральной, при условии, что указанная среда содержит источники углерода, азота, минеральные добавки и, если необходимо, соответствующее количество питательных добавок, необходимых для роста микроорганизмов. К источникам углерода относятся различные углеводы, такие как глюкоза и сахароза, а также различные органические кислоты. В зависимости от характера ассимиляции используемого микроорганизма могут использоваться спирты, такие как этанол и глицерин. В качестве источника азота могут использоваться различные неорганические соли аммония, такие как аммиак и сульфат аммония, другие соединения азота, такие как амины, природные источники азота, такие как пептон, гидролизат соевых бобов, ферментолизат микроорганизмов. В качестве минеральных добавок могут использоваться фосфат калия, сульфат магния, хлорид натрия, сульфат железа, сульфат марганца, хлорид кальция и подобные им соединения. В качестве витаминов могут использоваться тиамин и дрожжевой экстракт.The nutrient medium used for growing can be either synthetic or natural, provided that the medium contains sources of carbon, nitrogen, mineral additives and, if necessary, the appropriate amount of nutrient additives necessary for the growth of microorganisms. Carbon sources include various carbohydrates such as glucose and sucrose, as well as various organic acids. Depending on the nature of the assimilation of the microorganism used, alcohols such as ethanol and glycerin may be used. Various inorganic ammonium salts, such as ammonia and ammonium sulfate, other nitrogen compounds, such as amines, natural nitrogen sources, such as peptone, soybean hydrolyzate, microorganism fermentolizate, can be used as a nitrogen source. As mineral additives, potassium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, iron sulfate, manganese sulfate, calcium chloride and the like can be used. Thiamine and yeast extract can be used as vitamins.

Выращивание осуществляется предпочтительно в аэробных условиях, таких как перемешивание культуральной жидкости на качалке, взбалтывание с аэрацией, при температуре в пределах от 20 до 40°С, предпочтительно в пределах от 30 до 38°С. рН среды поддерживают в пределах от 5 до 9, предпочтительно от 6.5 до 7.2. рН среды может регулироваться аммиаком, карбонатом кальция, различными кислотами, основаниями и буферными растворами. Обычно, выращивание в течение от 1 до 5 дней приводит к накоплению целевой L-аминокислоты в культуральной жидкости.The cultivation is preferably carried out under aerobic conditions, such as mixing the culture fluid on a rocking chair, shaking with aeration, at a temperature in the range from 20 to 40 ° C, preferably in the range from 30 to 38 ° C. The pH of the medium is maintained in the range from 5 to 9, preferably from 6.5 to 7.2. The pH of the medium can be adjusted by ammonia, calcium carbonate, various acids, bases and buffer solutions. Typically, growing for 1 to 5 days leads to the accumulation of the target L-amino acid in the culture fluid.

После выращивания твердые остатки, такие как клетки, могут быть удалены из культуральной жидкости методом центрифугирования или фильтрацией через мембрану, а затем L-аминокислота может быть выделена и очищена методами ионообменной хроматографии, концентрирования и/или кристаллизации.After growth, solid residues, such as cells, can be removed from the culture fluid by centrifugation or filtration through a membrane, and then the L-amino acid can be isolated and purified by ion exchange chromatography, concentration and / or crystallization.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 изображены относительные положения праймеров Р1 и Р2 на плазмиде pACYC184, используемой для амплификации гена cat.Figure 1 shows the relative positions of primers P1 and P2 on plasmid pACYC184 used to amplify the cat gene.

На фиг.2 изображено конструирование фрагмента хромосомной ДНК, содержащего инактивированный ген rcsA.Figure 2 shows the construction of a chromosomal DNA fragment containing the inactivated rcsA gene.

ПримерыExamples

Настоящее изобретение будет более подробно описано ниже со ссылкой на следующие не ограничивающие настоящее изобретение Примеры.The present invention will be described in more detail below with reference to the following non-limiting Examples.

Пример 1. Конструирование штамма с инактивированным геном rcsAExample 1. Construction of a strain with an inactivated rcsA gene

1. Деления гена rcsA1. Division of the rcsA gene

Штамм, содержащий делецию гена rcsA, был сконструирован с использованием методики, разработанной Datsenko, K.A. и Wanner, B.L. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97(12), 6640-6645), известной как "Red-зависимая интеграция". В соответствии с этой методикой были синтезированы ПЦР-праймеры P1 (SEQ ID NO:3) и Р2 (SEQ ID NO:4), гомологичные участку, прилегающему к гену rcsA, и гену, сообщающему устойчивость к антибиотику, на плазмиде, используемой в качестве матрицы для ПЦР. В качестве матрицы для ПЦР была использована плазмида pACYC184 (NBL Gene Sciences Ltd., UK) (инвентарный номер Х06403 в базе данных GenBank/EMBL). Использовался следующий температурный профиль для ПЦР: денатурация при 95°С в течение 3 мин; два первых цикла: 1 мин при 95°С, 30 сек при 50°С, 40 сек при 72°С; и последующие 25 циклов: 30 сек при 95°С, 30 сек при 54°С, 40 сек при 72°С; и заключительная полимеризация: 5 мин при 72°С.The strain containing the deletion of the rcsA gene was constructed using the technique developed by Datsenko, K.A. and Wanner, B.L. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97 (12), 6640-6645), known as "Red-dependent Integration". In accordance with this technique, PCR primers P1 (SEQ ID NO: 3) and P2 (SEQ ID NO: 4) homologous to the region adjacent to the rcsA gene and to the gene reporting antibiotic resistance on the plasmid used as matrices for PCR. The plasmid pACYC184 (NBL Gene Sciences Ltd., UK) (accession number X06403 in the GenBank / EMBL database) was used as a template for PCR. The following temperature profile for PCR was used: denaturation at 95 ° C for 3 min; the first two cycles: 1 min at 95 ° C, 30 sec at 50 ° C, 40 sec at 72 ° C; and the following 25 cycles: 30 sec at 95 ° C, 30 sec at 54 ° C, 40 sec at 72 ° C; and final polymerization: 5 min at 72 ° C.

Полученный продукт ПЦР длиной 1152 п.н. (фиг.1), очищенный в агарозном геле, может быть использован для электропорации в Е.coli MG1655 (АТСС 700926), содержащий плазмиду pKD46 с термочувствительным репликоном. Плазмида pKD46 (Datsenko, K.A. and Wanner, B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97:12:6640-45) содержит фрагмент ДНК фага λ длиной 2154 нуклеотида (позиции с 31088 по 33241 нуклеотидной последовательности с инвентарным номером J02459 в базе данных GenBank), а также содержит гены λ Red-гомологичной системы рекомбинации (гены γ, β, ехо) под контролем промотора РaraB, индуцируемого арабинозой. Плазмида pKD46 необходима для интеграции продукта ПЦР в хромосому штамма MG1655.The resulting PCR product with a length of 1152 bp (Fig. 1), purified on an agarose gel, can be used for electroporation in E. coli MG1655 (ATCC 700926) containing the plasmid pKD46 with a heat-sensitive replicon. Plasmid pKD46 (Datsenko, KA and Wanner, BL, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97: 12: 6640-45) contains a 2154 nucleotide phage λ fragment (positions 31088 through 33241 of the nucleotide sequence with accession number J02459 in the GenBank database), and also contains the λ genes of the Red homologous recombination system (γ, β, exo genes) under the control of the araB inducer P induced by arabinose. Plasmid pKD46 is required for integration of the PCR product into the chromosome of strain MG1655.

Электрокомпетентные клетки были получены следующим образом: ночную культуру Е. coli MG1655 выращивали при 30°С в среде LB с добавкой ампициллина (100 мг/л), разводили в 100 раз, добавив 5 мл среды SOB (Sambrook et al., "Molecular Cloning A Laboratory Manual, Second Edition", Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)), содержащей ампициллин и L-арабинозу (1 мМ). Полученную культуру растили с перемешиванием при 30°С до достижения OD600≈0.6, после чего делали клетки электрокомпетентными путем концентрирования в 100 раз и трехкратного отмывания ледяной деионизированной Н2O. Электропорацию проводили с использованием 70 мкл клеток и ≈100 нг продукта ПЦР. После электропорации клетки инкубировали в 1 мл среды SOC (Sambrook et al., "Molecular Cloning A Laboratory Manual, Second Edition", Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)) при 37°С в течение 2.5 часов, после чего высевали на чашки с L-агаром, содержащим хлорамфеникол (30 мкг/мл) и выращивали при 37°С для отбора CmR-рекомбинантов. Затем для удаления плазмиды pKD46 проводили 2 пассажа на L-агаре с Cm при 42°С и полученные колонии проверяли на чувствительность к ампициллину.Electrocompetent cells were obtained as follows: E. coli MG1655 night culture was grown at 30 ° C in LB medium supplemented with ampicillin (100 mg / L), diluted 100 times by adding 5 ml of SOB medium (Sambrook et al., Molecular Cloning A Laboratory Manual, Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)) containing ampicillin and L-arabinose (1 mM). The resulting culture was grown with stirring at 30 ° С until OD 600 ≈0.6 was reached, after which the cells were made electrocompetent by 100-fold concentration and three times washing with ice-cold deionized Н 2 O. Electroporation was performed using 70 μl of cells and ≈100 ng of PCR product. After electroporation, cells were incubated in 1 ml of SOC medium (Sambrook et al., "Molecular Cloning A Laboratory Manual, Second Edition", Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)) at 37 ° C for 2.5 hours, after which they were plated on plates with L-agar containing chloramphenicol (30 μg / ml) and grown at 37 ° C for selection of Cm R recombinants. Then, to remove plasmid pKD46, 2 passages were performed on L-agar with Cm at 42 ° C and the obtained colonies were tested for sensitivity to ampicillin.

2. Подтверждение делении гена rcsA с помощью ПЦР.2. Confirmation of the division of the rcsA gene using PCR.

Мутанты с делегированным геном rcsA, содержащие ген устойчивости к Cm, были проверены с помощью ПЦР. Локус-специфичные праймеры Р3 (SEQ ID NO:5) и Р4 (SEQ ID NO:6) были использованы для проверки делеции с помощью ПЦР. Использовался следующий температурный профиль для ПЦР-проверки: денатурация при 94°С в течение 3 мин; профиль для 30 циклов: 30 сек при 94°С, 30 сек при 54°С, 1 мин при 72°С; заключительный шаг: 7 мин при 72°С. Длина продукта ПЦР, полученного в результате реакции с использованием в качестве матрицы клеток родительского штамма rcsA+ MG1655, составляет 722 п.н. Длина продукта ПЦР, полученного в результате реакции с использованием в качестве матрицы клеток мутантного штамма MG1655 ΔrcsA::cat, составляет 1214 п.н. (фиг.2). Мутантный штамм назвали MG1655 ΔrcsA::cat.Mutants with a delegated rcsA gene containing the Cm resistance gene were verified by PCR. Locus-specific primers P3 (SEQ ID NO: 5) and P4 (SEQ ID NO: 6) were used to verify deletion by PCR. The following temperature profile was used for PCR testing: denaturation at 94 ° C for 3 min; profile for 30 cycles: 30 sec at 94 ° C, 30 sec at 54 ° C, 1 min at 72 ° C; final step: 7 min at 72 ° C. The length of the PCR product obtained by the reaction using the parent strain rcsA + MG1655 as a matrix of cells is 722 bp The length of the PCR product obtained by the reaction using the mutant strain MG1655 ΔrcsA :: cat as a matrix of cells is 1214 bp (figure 2). The mutant strain was named MG1655 ΔrcsA :: cat.

Пример 2. Продукция L-треонина штаммом Е.coli B-3996-ΔrcsA.Example 2. Production of L-threonine by E. coli strain B-3996-ΔrcsA.

Для оценки влияния инактивации гена rcsA на продукцию треонина ДНК-фрагменты хромосомы описанного выше штамма Е. coli MG1655 ΔrcsA::cat перенесли в штамм-продуцент L-треонина Е. coli В-3996 (ВКПМ В-3996) с помощью Р1-трансдукции (Miller, J.H. (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) для получения штамма В-3996-ΔrcsA. Штамм В-3996 был депонирован 19 ноября 1987 года во Всесоюзном научном центре антибиотиков (РФ, 117105 Москва, Нагатинская ул., 3-А) с инвентарным номером РИА 1867. Указанный штамм также был депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) (РФ, 117545 Москва, 1-й Дорожный проезд, 1) 7 апреля 1987 г. с инвентарным номером В-3996.To assess the effect of inactivation of the rcsA gene on the production of threonine, DNA fragments of the chromosome of the E. coli strain MG1655 ΔrcsA :: cat described above were transferred to the E. coli B-3996 L-threonine producer strain (VKPM B-3996) using P1 transduction ( Miller, JH (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) to obtain strain B-3996-ΔrcsA. Strain B-3996 was deposited on November 19, 1987 at the All-Union Scientific Center for Antibiotics (RF, 117105 Moscow, Nagatinskaya St., 3-A) with accession number RIA 1867. The strain was also deposited in the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (VKPM) (RF , 117545 Moscow, 1st Dorozhniy proezd, 1) April 7, 1987 with inventory number B-3996.

Оба штамма Е. coli, B-3996 и B-3996-ΔrcsA, выращивали в течение 18-24 часов при температуре 37°С на чашках с L-агаром. Для получения посевной культуры указанные штаммы выращивали при 32°С в течение 18 часов на роторной качалке (250 об/мин) в пробирках размером 20×200 мм, содержащих 2 мл L-бульона с 4% глюкозой. Затем в ферментационную среду вносили по 0.21 мл (10%) посевной культуры. Ферментацию проводили в 2 мл минимальной ферментационной среды в пробирках размером 20×200 мм. Клетки выращивали в течение 72 часов при 32°C с перемешиванием (250 об/мин).Both strains of E. coli, B-3996 and B-3996-ΔrcsA, were grown for 18-24 hours at 37 ° C on plates with L-agar. To obtain a seed culture, these strains were grown at 32 ° C for 18 hours on a rotary shaker (250 rpm) in 20 × 200 mm test tubes containing 2 ml of L-broth with 4% glucose. Then, 0.21 ml (10%) of the seed culture was introduced into the fermentation medium. Fermentation was carried out in 2 ml of minimal fermentation medium in test tubes measuring 20 × 200 mm. Cells were grown for 72 hours at 32 ° C with stirring (250 rpm).

После выращивания количество накопленного в среде L-треонина определяли с помощью бумажной хроматографии, с использованием подвижной фазы следующего состава: бутанол: уксусная кислота: вода = 4:1:1 (v/v). Для визуализации использовали раствор (2%) нингидрина в ацетоне. Пятно, содержащее L-треонин, вырезали; L-треонин элюировали 0.5% водным раствором CdCl2, после чего количество L-треонина оценивали спектрофотометрическим методом при длине волны 540 нм. Результаты восьми независимых пробирочных ферментаций приведены в табл. 1. Как видно из табл. 1, штамм B-3996-ΔrcsA накапливал большее количество L-треонина по сравнению со штаммом B-3996. Использовали ферментационную среду следующего состава (г/л):After growing, the amount of L-threonine accumulated in the medium was determined by paper chromatography using the mobile phase of the following composition: butanol: acetic acid: water = 4: 1: 1 (v / v). For visualization, a solution (2%) of ninhydrin in acetone was used. A spot containing L-threonine was excised; L-threonine was suirable 0.5% aqueous solution of CdCl 2 , after which the amount of L-threonine was estimated spectrophotometrically at a wavelength of 540 nm. The results of eight independent in vitro fermentations are shown in table. 1. As can be seen from the table. 1, strain B-3996-ΔrcsA accumulated a greater amount of L-threonine compared to strain B-3996. Used fermentation medium of the following composition (g / l):

ГлюкозаGlucose 80.080.0 (NH4)2SO4 (NH 4 ) 2 SO 4 22.022.0 NaClNaCl 0.80.8 KH2PO4 KH 2 PO 4 2.02.0 MgSO4 7H2OMgSO 4 7H 2 O 0.80.8 FeSO4 7H2OFeSO 4 7H 2 O 0.020.02 MnSO4 5H2OMnSO 4 5H 2 O 0.020.02 Тиамин гидрохлоридThiamine hydrochloride 0.00020.0002 Дрожжевой экстрактYeast extract 1.01.0 СаСО3 CaCO 3 30.030.0

Глюкозу и сульфат магния стерилизовали отдельно. СаСО3 стерилизовали сухим жаром при 180°С в течение 2 часов. рН доводили до 7.0. Антибиотик добавляли в среду после стерилизации.Glucose and magnesium sulfate were sterilized separately. CaCO 3 was dry heat sterilized at 180 ° C for 2 hours. The pH was adjusted to 7.0. The antibiotic was added to the medium after sterilization.

Пример 3. Продукция L-лизина штаммом Е. coli WC196-ΔrcsA.Example 3. Production of L-lysine by E. coli strain WC196-ΔrcsA.

Для оценки влияния инактивации гена rscA на продукцию лизина ДНК-фрагменты хромосомы описанного выше штамма Е. coli MG1655 ΔrscA::cat могут быть перенесены в штамм-продуцент L-лизина Е. coli AJ11442) с помощью P1-трансдукции (Miller, J.H. (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) с целью получения штамма AJ11442-ΔrscA. Плазмида pCABD2 содержит ген dapA, кодирующий дигидродипиколинатсинтазу с мутацией, вызывающей устойчивость к ингибированию по типу обратной связи L-лизином, ген lysC, кодирующий аспартокиназу III с мутацией, вызывающей устойчивость к ингибированию по типу обратной связи L-лизином, ген dapB, кодирующий дигидродипиколинатредуктазу, и ген ddh, кодирующий диаминопимелатдегидрогеназу (патент США 6040160).To assess the effect of rscA gene inactivation on lysine production, DNA fragments of the chromosome of the E. coli strain MG1655 ΔrscA :: cat described above can be transferred to the E. coli L-lysine producer strain AJ11442) using P1 transduction (Miller, JH (1972 ) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) to obtain strain AJ11442-ΔrscA. The plasmid pCABD2 contains the dapA gene encoding a dihydrodipicolinate synthase with a mutation that induces resistance to inhibition by feedback type L-lysine, the lysC gene encoding aspartokinase III with a mutation that causes resistance to inhibition by feedback type L-lysine, the dapB gene encoding dihydrodicol and the ddh gene encoding diaminopimelate dehydrogenase (US patent 6040160).

Оба штамма Е. coli, AJ11442 и AJH442-ΔrscA, могут быть выращены в L-среде, содержащей 20 мг/л стрептомицина, при 37°С; и 0.3 мл полученных культур может быть внесено в 20 мл ферментационной среды, содержащей необходимые антибиотики, в колбы объемом 500 мл. Культивирование может проводиться при 37°С в течение 16 часов с использованием возвратно-поступательной качалки со скоростью перемешивания 115 об/мин. После выращивания количество L-лизина и остаточной глюкозы в среде может быть измерено известным способом (Biotech-analyzer AS210, производитель - Sakura Seiki Co.). Затем для каждого из штаммов может быть рассчитан выход L-лизина в пересчете на потребленную глюкозу. Может быть использована ферментационная среда следующего состава (г/л):Both strains of E. coli, AJ11442 and AJH442-ΔrscA, can be grown in L-medium containing 20 mg / l streptomycin at 37 ° C; and 0.3 ml of the obtained cultures can be introduced into 20 ml of a fermentation medium containing the necessary antibiotics into 500 ml flasks. Cultivation can be carried out at 37 ° C for 16 hours using a reciprocating rocking chair with a stirring speed of 115 rpm. After growing, the amount of L-lysine and residual glucose in the medium can be measured in a known manner (Biotech-analyzer AS210, manufacturer - Sakura Seiki Co.). Then, for each of the strains, the yield of L-lysine in terms of glucose consumed can be calculated. A fermentation medium of the following composition (g / l) can be used:

ГлюкозаGlucose 4040 (NH4)2SO4 (NH 4 ) 2 SO 4 2424 К2HPO4 K 2 HPO 4 1.01.0 MgSO4 7H2OMgSO 4 7H 2 O 1.01.0 FeSO42ОFeSO 4 7H 2 O 0.010.01 MnSO4 5H2OMnSO 4 5H 2 O 0.010.01 Дрожжевой экстрактYeast extract 2.02.0

рН доводят до 7.0 с помощью КОН и среду автоклавируют при 115°С в течение 10 мин. Глюкозу и MgSO4×7H2O стерилизуют отдельно. Также добавляют СаСО3 до концентрации 30 г/л, предварительно простерилизованный сухим жаром при 180°С в течение 2 часов.The pH was adjusted to 7.0 with KOH and the medium was autoclaved at 115 ° C for 10 minutes. Glucose and MgSO 4 × 7H 2 O are sterilized separately. CaCO 3 is also added to a concentration of 30 g / l, previously sterilized by dry heat at 180 ° C for 2 hours.

Пример 4. Продукция L-цистеина штаммом Е. coli JM15(vdeD)-ΔrcsA.Example 4. Production of L-cysteine by E. coli strain JM15 (vdeD) -ΔrcsA.

Для оценки влияния инактивации гена rcsA на продукцию L-цистеина ДНК-фрагменты хромосомы описанного выше штамма Е. coli MG1655 ΔrcsA::cat могут быть перенесены в штамм-продуцент L-цистеина Е.coli JM15(ydeD) с помощью Р1-трансдукции (Miller, J.H. (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY), в результате чего может быть получен штамм JM15(ydeD)-ΔrcsA.To assess the effect of rcsA gene inactivation on L-cysteine production, DNA fragments of the chromosome of the E. coli strain MG1655 ΔrcsA :: cat described above can be transferred to the E. coli JM15 L-cysteine producer strain (ydeD) using P1 transduction (Miller , JH (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY), whereby the JM15 (ydeD) -ΔrcsA strain can be obtained.

Штамм Е. coli JM15(ydeD) является производным штамма Е. coli JM15 (патент США 6218168), который может быть трансформирован ДНК, содержащей ген ydeD, кодирующий мембранный белок, не вовлеченный в пути биосинтеза ни одной из L-аминокислот (патент США 5972663). Штамм JM15 (CGSC# 5042) может быть получен в Генетической коллекции Coli при E.coli Genetic Resource Center, MCD Biology Department, Yale University (https://cgsc.biology.yale.edu/).The strain E. coli JM15 (ydeD) is a derivative of the strain E. coli JM15 (US patent 6218168), which can be transformed with DNA containing the ydeD gene encoding a membrane protein not involved in the biosynthesis of any of the L-amino acids (US patent 5972663 ) Strain JM15 (CGSC # 5042) can be obtained from the Coli Genetic Collection at the E. coli Genetic Resource Center, MCD Biology Department, Yale University (https://cgsc.biology.yale.edu/).

Условия ферментации для оценки продукции L-цистеина детально описаны в Примере 6 патента США 6218168.Fermentation conditions for evaluating L-cysteine production are described in detail in Example 6 of US Pat. No. 6,218,168.

Пример 5. Продукция L-лейцина штаммом Е. coli 57-ΔrcsA.Example 5. Production of L-leucine by E. coli strain 57-ΔrcsA.

Для оценки влияния инактивации гена rcsA на продукцию L-лейцина ДНК-фрагменты хромосомы описанного выше штамма Е. coli MG1655 ΔrcsA::cat могут быть перенесены в штамм-продуцент L-лейцина Е. coli 57 (ВКПМ В-7386, патент США 6124121) с помощью P1-трансдукции (Miller, J.H. (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY), в результате чего может быть получен штамм 57-pMW-ΔrcsA. Штамм 57 депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) (Россия, 117545 Москва, 1-й Дорожный проезд, 1) 19 мая 1997 г. с инвентарным номером ВКПМ В-7386.To assess the effect of rcsA gene inactivation on L-leucine production, DNA fragments of the chromosome of the E. coli strain MG1655 ΔrcsA :: cat described above can be transferred to the E. coli 57 L-leucine producer strain (VKPM B-7386, US patent 6124121) by P1 transduction (Miller, JH (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY), whereby 57-pMW-ΔrcsA strain can be obtained. Strain 57 was deposited in the All-Russian collection of industrial microorganisms (VKPM) (Russia, 117545 Moscow, 1st Dorozhniy proezd, 1) on May 19, 1997 with accession number VKPM B-7386.

Оба штамма Е. coli, 57 и 57-ΔrcsA, могут быть выращены в течение 18-24 часов при температуре 37°С на чашках с L-агаром. Для получения посевной культуры указанные штаммы могут быть выращены на роторной качалке (250 об/мин) при 32°С в течение 18 часов в пробирках размером 20×200 мм, содержащих 2 мл L-бульона с 4% глюкозы. Затем в ферментационную среду может быть внесено по 0.21 мл (10%) посевной культуры. Ферментацию можно проводить в 2 мл минимальной ферментационной среды в пробирках размером 20×200 мм. Клетки могут быть выращены в течение 48-72 часов при 32°C с перемешиванием (250 об/мин). Количество L-лейцина может быть измерено с помощью бумажной хроматографии (состав подвижной фазы: бутанол - уксусная кислота - вода = 4:1:1).Both strains of E. coli, 57 and 57-ΔrcsA, can be grown for 18-24 hours at 37 ° C on plates with L-agar. To obtain a seed culture, these strains can be grown on a rotary shaker (250 rpm) at 32 ° C for 18 hours in 20 × 200 mm test tubes containing 2 ml of L-broth with 4% glucose. Then, 0.21 ml (10%) of the seed culture can be added to the fermentation medium. Fermentation can be carried out in 2 ml of minimal fermentation medium in test tubes measuring 20 × 200 mm. Cells can be grown for 48-72 hours at 32 ° C with stirring (250 rpm). The amount of L-leucine can be measured using paper chromatography (mobile phase composition: butanol - acetic acid - water = 4: 1: 1).

Может быть использована ферментационная среда следующего состава (г/л) (рН 7.2):Can be used in a fermentation medium of the following composition (g / l) (pH 7.2):

ГлюкозаGlucose 60.060.0 (NH4)2SO4 (NH 4 ) 2 SO 4 25.025.0 К2HPO4 K 2 HPO 4 2.02.0 MgSO4 7H2OMgSO 4 7H 2 O 1.01.0 ТиаминThiamine 0.010.01 СаСО3 CaCO 3 25.025.0

Глюкозу и СаСО3 следует стерилизовать отдельно.Glucose and CaCO 3 should be sterilized separately.

Пример 6. Продукция L-гистидина штаммом Е. coli 80-ΔrcsA.Example 6. Production of L-histidine by E. coli strain 80-ΔrcsA.

Для оценки влияния инактивации гена rcsA на продукцию L-гистидина ДНК-фрагменты хромосомы описанного выше штамма Е. coli MG1655 ΔrcsA::cat могут быть перенесены в штамм-продуцент L-гистидина Е. coli 80 с помощью P1-трансдукции (Miller, J.H. (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) для получения штамма 80-ΔrcsA. Штамм 80 описан в патенте РФ 2119536 и депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (Россия, 117545 Москва, 1-й Дорожный проезд, 1) 15 октября 1999 г. с инвентарным номером ВКПМ В-7270, затем 12 июля 2004 г. было произведено международное депонирование этого штамма согласно условиям Будапештского Договора. Оба штамма Е. coli, 80 и 80-ΔrcsA, могут быть выращены в L-бульоне при 29°С в течение 6 часов. Затем 0.1 мл каждой из полученных культур может быть внесено в 2 мл ферментационной среды в пробирки размером 20×200 мм, и культуры могут быть выращены при 29°С в течение 65 часов на роторной качалке (350 об/мин). После выращивания количество накопленного в среде гистидина может быть определено с помощью бумажной хроматографии. Может быть использована подвижная фаза следующего состава: n-бутанол - уксусная кислота - вода = 4:1:1 (v/v). Раствор нингидрина (0.5%) в ацетоне может быть использован для визуализации.To assess the effect of rcsA gene inactivation on L-histidine production, DNA fragments of the chromosome of the E. coli strain MG1655 ΔrcsA :: cat described above can be transferred to the E. coli 80 L-histidine producer strain using P1 transduction (Miller, JH ( 1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) to obtain the strain 80-ΔrcsA. Strain 80 is described in RF patent 2119536 and deposited in the All-Russian collection of industrial microorganisms (Russia, 117545 Moscow, 1st Dorozhniy proezd, 1) October 15, 1999 with accession number VKPM B-7270, then July 12, 2004 the international deposit of this strain in accordance with the terms of the Budapest Treaty. Both strains of E. coli, 80 and 80-ΔrcsA, can be grown in L-broth at 29 ° C for 6 hours. Then 0.1 ml of each of the obtained cultures can be introduced into 2 ml of fermentation medium in 20 × 200 mm test tubes, and the cultures can be grown at 29 ° C for 65 hours on a rotary shaker (350 rpm). After growing, the amount of histidine accumulated in the medium can be determined by paper chromatography. The mobile phase of the following composition can be used: n-butanol - acetic acid - water = 4: 1: 1 (v / v). A solution of ninhydrin (0.5%) in acetone can be used for visualization.

Состав ферментационной среды (рН 6.0) (г/л):The composition of the fermentation medium (pH 6.0) (g / l):

ГлюкозаGlucose 100.0100.0 Мамено(гидролизат сои)Mameno (soy hydrolyzate) 0.2 общего азота0.2 total nitrogen L-пролинL-proline 1.01.0 (NH4)2SO4 (NH 4 ) 2 SO 4 25.025.0 KH2PO4 KH 2 PO 4 2.02.0 MgSO4 7H2OMgSO 4 7H 2 O 1.01.0 FeSO4 7H2OFeSO 4 7H 2 O 0.010.01 MnSO4 MnSO 4 0.010.01 ТиаминThiamine 0.0010.001 БетаинBetaine 2.02.0 СаСО3 CaCO 3 60.060.0

Глюкозу, пролин, бетаин и СаСО3 стерилизуют отдельно. рН доводят до 6.0 перед стерилизацией.Glucose, proline, betaine and CaCO 3 are sterilized separately. The pH is adjusted to 6.0 before sterilization.

Пример 7. Продукция L-глутаминовой кислоты штаммом Е.coli VL334thrC+-ΔrcsA.Example 7. The production of L-glutamic acid strain E. coli VL334thrC + -ΔrcsA.

Для оценки влияния инактивации гена rcsA на продукцию L-глутаминовой кислоты ДНК-фрагменты хромосомы описанного выше штамма Е. coli MG1655 ΔrcsA::cat могут быть перенесены в штамм-продуцент L-глутаминовой кислоты Е. VL334thrC+ (ЕР 1172433) с помощью P1-трансдукции (Miller, J.H. (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY), в результате чего может быть получен штамм VL334thrC+-ΔrcsA. Штамм VL334thrC+ депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (Россия, 117545 Москва, 1-й Дорожный проезд, 1) 6 декабря 2004 г. с инвентарным номером В-8961, затем 8 декабря 2004 г. было произведено международное депонирование этого штамма согласно условиям Будапештского Договора.To assess the effect of inactivation of the rcsA gene on the production of L-glutamic acid, DNA fragments of the chromosome of the E. coli strain MG1655 ΔrcsA :: cat described above can be transferred to the L-glutamic acid producing strain E. VL334thrC + (EP 1172433) using P1- transduction (Miller, JH (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY), whereby strain VL334thrC + -ΔrcsA can be obtained. The strain VL334thrC + was deposited in the All-Russian collection of industrial microorganisms (Russia, 117545 Moscow, 1st Dorozhniy proezd, 1) on December 6, 2004 with accession number B-8961, then on December 8, 2004 this strain was internationally deposited in accordance with the conditions of the Budapest Of the contract.

Оба штамма, VL334thrC+ и VL334thrC+-ΔrcsA, могут быть выращены на чашках с L-агаром при 37°С в течение 18-24 часов. Далее, одна петля клеток может быть перенесена в пробирки, содержащие 2 мл ферментационной среды. Ферментационная среда должна содержать глюкозу 60 г/л, сульфат аммония 25 г/л, КН2PO4 2 г/л, MgSO4 1 г/л, тиамин 0.1 мг/мл, L-изолейцин 70 мкг/мл и СаСО3 25 г/л (рН 7.2). Глюкозу и СаСО3 следует стерилизовать отдельно. Выращивание может производиться при 30°С в течение 3 дней с перемешиванием. После выращивания количество полученной L-глутаминовой кислоты может быть определено с помощью бумажной хроматографии (состав подвижной фазы: бутанол - уксусная кислота - вода = 4:1:1) с последующим окрашиванием нингидрином (1% раствор в ацетоне) и дальнейшим элюированием полученных соединений в 50% этаноле с 0.5% CdCl2.Both strains, VL334thrC + and VL334thrC + -ΔrcsA, can be grown on L-agar plates at 37 ° C for 18-24 hours. Further, one loop of cells can be transferred to tubes containing 2 ml of fermentation medium. The fermentation medium should contain glucose 60 g / l, ammonium sulfate 25 g / l, KH 2 PO 4 2 g / l, MgSO 4 1 g / l, thiamine 0.1 mg / ml, L-isoleucine 70 μg / ml and CaCO 3 25 g / l (pH 7.2). Glucose and CaCO 3 should be sterilized separately. Cultivation can be carried out at 30 ° C for 3 days with stirring. After growing, the amount of L-glutamic acid obtained can be determined using paper chromatography (composition of the mobile phase: butanol - acetic acid - water = 4: 1: 1), followed by staining with ninhydrin (1% solution in acetone) and further eluting the obtained compounds in 50% ethanol with 0.5% CdCl 2 .

Пример 8. Продукция L-фенилаланина штаммом Е. coli AJ12739-ΔrcsA.Example 8. Production of L-phenylalanine by E. coli strain AJ12739-ΔrcsA.

Для оценки влияния инактивации гена rcsA на продукцию L-фенилаланина ДНК-фрагменты хромосомы описанного выше штамма Е. coli MG1655 ΔrcsA::cat могут быть перенесены в штамм-продуцент L-фенилаланина Е. coli AJ12739 с помощью Р1-трансдукции (Miller, J.H. (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) для получения штамма AJ12739-ΔrcsA. Штамм AJ12739 депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) (Россия, 117545 Москва, 1-й Дорожный проезд, 1) 6 ноября 2001 года с инвентарным номером ВКПМ В-8197, затем 23 августа 2002 г. было произведено международное депонирование этого штамма согласно условиям Будапештского Договора.To assess the effect of inactivation of the rcsA gene on L-phenylalanine production, DNA fragments of the chromosome of the E. coli strain MG1655 ΔrcsA :: cat described above can be transferred to the E. coli L-phenylalanine producing strain AJ12739 using P1 transduction (Miller, JH ( 1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) to obtain strain AJ12739-ΔrcsA. Strain AJ12739 was deposited in the All-Russian collection of industrial microorganisms (VKPM) (Russia, 117545 Moscow, 1st Dorozhniy proezd, 1) November 6, 2001 with accession number VKPM B-8197, then on August 23, 2002, this strain was internationally deposited according to terms of the Budapest Treaty.

Оба штамма, AJ12739-ΔrcsA и AJ12739, могут быть выращены при 37°С в течение 18 часов в питательном бульоне; 0.3 мл каждой из полученных культур может быть внесено в 3 мл ферментационной среды в пробирки размером 20×200 мм, и культуры могут быть выращены при 37°С в течение 48 часов на роторной качалке. По окончании ферментации количество накопленного в среде фенилаланина может быть определено с помощью тонкослойной хроматографии (TLC). Для этой цели могут быть использованы TLC-пластинки размером 10×15 см, покрытые 0.11 мм-слоем силикагеля Сорбфил без флуоресцентного индикатора (Акционерное Общество Сорбполимер, Краснодар, Россия). Пластинки Сорбфил могут быть экспонированы в подвижной фазе следующего состава: пропан-2-ол: этилацетат: 25% водного аммиака: вода = 40:40:7:16 (v/v). Раствор (2%) нингидрина в ацетоне может быть использован для визуализации.Both strains, AJ12739-ΔrcsA and AJ12739, can be grown at 37 ° C for 18 hours in nutrient broth; 0.3 ml of each of the obtained cultures can be introduced into 3 ml of fermentation medium in 20 × 200 mm tubes, and cultures can be grown at 37 ° C for 48 hours on a rotary shaker. At the end of the fermentation, the amount of phenylalanine accumulated in the medium can be determined by thin layer chromatography (TLC). For this purpose, 10 × 15 cm TLC plates coated with a 0.11 mm layer of Sorbfil silica gel without a fluorescent indicator can be used (Sorbpolymer Joint-Stock Company, Krasnodar, Russia). Sorbfil plates can be exposed in the mobile phase of the following composition: propan-2-ol: ethyl acetate: 25% aqueous ammonia: water = 40: 40: 7: 16 (v / v). A solution (2%) of ninhydrin in acetone can be used for visualization.

Состав ферментационной среды (г/л):The composition of the fermentation medium (g / l):

ГлюкозаGlucose 40.040.0 (NH4)2SO4 (NH 4 ) 2 SO 4 16.016.0 К2HPO4 K 2 HPO 4 0.10.1 MgSO4 7H2OMgSO 4 7H 2 O 1.01.0 FeSO4 7H2OFeSO 4 7H 2 O 0.010.01 MnSO4 5H2OMnSO 4 5H 2 O 0.010.01 Тиамин HClThiamine HCl 0.00020.0002 Дрожжевой экстрактYeast extract 2.02.0 ТирозинTyrosine 0.1250.125 СаСО3 CaCO 3 20.020.0

Глюкозу и сульфат магния стерилизуют отдельно. СаСО3 стерилизуют сухим жаром при 180°С в течение 2 часов. рН доводят до 7.0.Glucose and magnesium sulfate are sterilized separately. CaCO 3 is sterilized by dry heat at 180 ° C for 2 hours. The pH was adjusted to 7.0.

Пример 9. Продукция L-триптофана штаммом Е. coli SV164 (pGH5)-ΔrcsA.Example 9. Production of L-tryptophan by E. coli strain SV164 (pGH5) -ΔrcsA.

Для оценки влияния инактивации гена rcsA на продукцию L-триптофана ДНК-фрагменты хромосомы описанного выше штамма Е. coli MG1655 ΔrcsA::cat могут быть перенесены в штамм-продуцент L-триптофана Е. coli SV164 (pGH5) с помощью Р1-трансдукции (Miller, J.H. (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) для получения штамма SV164(pGH5)-ΔrcsA. Штамм SV164 содержит аллель trpE, кодирующий антранилатсинтазу, которая не подвержена ингибированию триптофаном по типу обратной связи. Плазмида pGH5 содержит мутантный ген serA, кодирующий фосфоглицератдегидрогеназу, которая не подвержена ингибированию серином по типу обратной связи. Штамм SV164 (pGH5) детально описан в патенте США 6180373 и в Европейском патенте 0662143.To assess the effect of rcsA gene inactivation on L-tryptophan production, DNA fragments of the chromosome of the E. coli strain MG1655 ΔrcsA :: cat described above can be transferred to the E. coli SV164 L-tryptophan producer strain (pGH5) using P1 transduction (Miller) , JH (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) to obtain strain SV164 (pGH5) -ΔrcsA. Strain SV164 contains the trpE allele encoding anthranilate synthase, which is not susceptible to tryptophan inhibition by feedback. Plasmid pGH5 contains the mutant gene serA, encoding phosphoglycerate dehydrogenase, which is not susceptible to serine inhibition by feedback. Strain SV164 (pGH5) is described in detail in US Pat. No. 6,180,373 and in European Patent No. 0,662,143.

Оба штамма, SV164(pGH5)-ΔrcsA4 и SV164(pGH5), могут быть выращены с перемешиванием при 37°С в течение 18 часов в 3 мл питательного бульона с добавлением тетрациклина (маркера плазмиды pGH5, 20 мг/мл). По 0.3 мл полученных культур может быть внесено в 3 мл ферментационной среды, содержащей тетрациклин (20 мг/мл), в пробирках размером 20×200 мм; и культуры могут быть выращены при 37°С в течение 48 часов на роторной качалке при 250 об/мин. После выращивания количество накопленного в среде триптофана может быть определено с помощью TLC, как описано в Примере 8. Компоненты ферментационной среды представлены в табл. 1, но группы компонентов А, В, С, D, Е, F и Н следует стерилизовать отдельно, как и показано в табл. 1, чтобы избежать нежелательных взаимодействий во время стерилизации.Both strains, SV164 (pGH5) -ΔrcsA4 and SV164 (pGH5), can be grown with stirring at 37 ° C for 18 hours in 3 ml of nutrient broth with tetracycline (plasmid marker pGH5, 20 mg / ml). 0.3 ml of the obtained cultures can be introduced into 3 ml of a fermentation medium containing tetracycline (20 mg / ml) in 20 × 200 mm test tubes; and cultures can be grown at 37 ° C. for 48 hours on a rotary shaker at 250 rpm. After growing, the amount of tryptophan accumulated in the medium can be determined using TLC, as described in Example 8. The components of the fermentation medium are presented in table. 1, but the groups of components A, B, C, D, E, F and H should be sterilized separately, as shown in table. 1, to avoid unwanted interactions during sterilization.

Пример 10. Продукция L-пролина штаммом Е. coli 702ilvA-ΔrcsA.Example 10. Production of L-Proline by E. coli strain 702ilvA-ΔrcsA.

Для оценки влияния инактивации гена rcsA на продукцию L-пролина ДНК-фрагменты из хромосомы описанного выше штамма Е. coli MG1655 ΔrcsA::cat могут быть перенесены в штамм-продуцент L-пролина Е. coli 702ilvA с помощью Р1-трансдукции (Miller, J.H. (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) для получения штамма 702ilvA-ΔrcsA. Штамм 702ilvA депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) (Россия, 117545 Москва, 1-й Дорожный проезд, 1) 18 июля 2000 г. с инвентарным номером ВКПМ В-8012, затем 18 мая 2001 г. было произведено международное депонирование этого штамма согласно условиям Будапештского Договора.To assess the effect of inactivation of the rcsA gene on L-proline production, DNA fragments from the chromosome of the E. coli strain MG1655 ΔrcsA :: cat described above can be transferred to the E. coli 702ilvA L-proline producer strain using P1 transduction (Miller, JH (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) to obtain strain 702ilvA-ΔrcsA. Strain 702ilvA was deposited in the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (VKPM) (Russia, 117545 Moscow, 1st Dorozhniy proezd, 1) July 18, 2000 with accession number VKPM B-8012, then on May 18, 2001 this strain was internationally deposited according to the terms of the Budapest Treaty.

Оба штамма Е. Coli, 702ilvA и 702ilvA-ΔrcsA, могут быть выращены в течение 18-24 часов при температуре 37°С на чашках с L-агаром. Затем ферментация с использованием этих штаммов может производиться в тех же условиях, как описано в Примере 7.Both strains of E. Coli, 702ilvA and 702ilvA-ΔrcsA, can be grown for 18-24 hours at 37 ° C on plates with L-agar. Then fermentation using these strains can be carried out under the same conditions as described in Example 7.

Пример 11. Продукция L-аргинина штаммом Е. coli 382-ΔrcsA.Example 11. The production of L-arginine strain E. coli 382-ΔrcsA.

Для оценки влияния инактивации гена rcsA на продукцию L-аргинина ДНК-фрагменты хромосомы описанного выше штамма Е.coli MG1655 ΔrcsA::cat могут быть перенесены в штамм-продуцент L-аргинина Е. coli 382 с помощью Р1-трансдукции (Miller, J.H. (1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) для получения штамма 382-ΔrcsA. Штамм 382 депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) (Россия, 117545 Москва, 1-й Дорожный проезд, 1) 10 апреля 2000 года с инвентарным номером ВКПМ В-7926, затем 18 мая 2001 г. было произведено международное депонирование этого штамма согласно условиям Будапештского Договора. Оба штамма, 382-ΔrcsA и 382, могут быть выращены с перемешиванием при 37°С в течение 18 часов в 3 мл питательного бульона; по 0.3 мл полученных культур может быть внесено в 3 мл ферментационной среды в пробирки размером 20×200 мм, и культуры могут быть выращены при 32°С в течение 48 часов на роторной качалке. После выращивания количество накопленного в среде L-аргинина может быть определено с помощью бумажной хроматографии, при этом может быть использован следующий состав подвижной фазы: бутанол: уксусная кислота: вода = 4:1:1 (v/v). Раствор нингидрина (2%) в ацетоне может быть использован для визуализации. Пятно, содержащее L-аргинин, может быть вырезано; L-аргинин может быть элюирован 0.5% водным раствором CdCl2, после чего количество L-аргинина может быть определено спектрофотометрическим методом при длине волны 540 нм. Состав ферментационной среды (г/л):To assess the effect of rcsA gene inactivation on L-arginine production, DNA fragments of the chromosome of the E. coli MG1655 ΔrcsA :: cat strain described above can be transferred to the E. coli 382 L-arginine producing strain using P1 transduction (Miller, JH ( 1972) Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY) to obtain strain 382-ΔrcsA. Strain 382 was deposited in the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (VKPM) (Russia, 117545 Moscow, 1st Dorozhny proezd, 1) on April 10, 2000 with accession number VKPM B-7926, then on May 18, 2001, this strain was internationally deposited according to terms of the Budapest Treaty. Both strains, 382-ΔrcsA and 382, can be grown with stirring at 37 ° C for 18 hours in 3 ml of nutrient broth; 0.3 ml of the obtained cultures can be introduced into 3 ml of fermentation medium in 20 × 200 mm tubes, and cultures can be grown at 32 ° C for 48 hours on a rotary shaker. After growing, the amount of L-arginine accumulated in the medium can be determined using paper chromatography, and the following composition of the mobile phase can be used: butanol: acetic acid: water = 4: 1: 1 (v / v). A solution of ninhydrin (2%) in acetone can be used for visualization. A stain containing L-arginine can be excised; L-arginine can be eluted with a 0.5% aqueous solution of CdCl 2 , after which the amount of L-arginine can be determined spectrophotometrically at a wavelength of 540 nm. The composition of the fermentation medium (g / l):

ГлюкозаGlucose 48.048.0 (NH4)2SO4 (NH 4 ) 2 SO 4 35.035.0 KH2PO4 KH 2 PO 4 2.02.0 MgSO4 7H2OMgSO 4 7H 2 O 1.01.0 Тиамин HClThiamine HCl 0.00020.0002 Дрожжевой экстрактYeast extract 1.01.0 L-изолейцинL-isoleucine 0.10.1 СаСО3 CaCO 3 5.05.0

Глюкозу и сульфат магния стерилизуют отдельно. СаСО3 стерилизуют сухим жаром при 180°С в течение 2 часов. рН доводят до 7.0.Glucose and magnesium sulfate are sterilized separately. CaCO 3 is sterilized by dry heat at 180 ° C for 2 hours. The pH was adjusted to 7.0.

Хотя указанное изобретение описано в деталях со ссылкой на наилучший способ осуществления изобретения, для специалиста в указанной области техники очевидно, что могут быть совершены различные изменения и произведены эквивалентные замены, и такие изменения и замены не выходят за рамки настоящего изобретения. Каждому из упомянутых выше документов соответствует ссылка, и все цитируемые документы являются частью описания настоящего изобретения.Although the invention has been described in detail with reference to the best mode of carrying out the invention, it will be apparent to those skilled in the art that various changes can be made and equivalent replacements made, and such changes and replacements are not outside the scope of the present invention. Each of the above documents has a link, and all cited documents are part of the description of the present invention.

Таблица 1Table 1 ШтаммStrain OD540 OD 540 L-треонин, г/лL-threonine, g / l В-3996B-3996 29.4±0.729.4 ± 0.7 25.9±0.725.9 ± 0.7 B-3996-ΔrcsAB-3996-ΔrcsA 29.8±0.529.8 ± 0.5 27.7±0.827.7 ± 0.8

Таблица 2table 2 РастворыSolutions КомпонентComponent Конечная концентрация, г/лFinal concentration, g / l АBUT КН2PO4 KN 2 PO 4 1.51.5 NaClNaCl 0.50.5 (NN4)2SO4 (NN 4 ) 2 SO 4 1.51.5 L-метионинL-methionine 0.050.05 L-фенилаланинL-phenylalanine 0.10.1 L-тирозинL-tyrosine 0.10.1 Mameno (общий N)Mameno (total N) 0.070.07 ВAT ГлюкозаGlucose 40.040.0 MgSO4 7H2OMgSO 4 7H 2 O 0.30.3 СFROM CaCl2 CaCl 2 0.0110.011 DD FeSO4 7H2OFeSO 4 7H 2 O 0.0750.075 Цитрат натрияSodium citrate 1.01.0 ЕE Na2MoO4 2H2ONa 2 MoO 4 2H 2 O 0.000150.00015 Н3ВО3 H 3 IN 3 0.00250.0025 CoCl22OCoCl 2 6H 2 O 0.000070.00007 CuSO4 5H2OCuSO 4 5H 2 O 0.000250.00025 MnCl2 4H2OMnCl 2 4H 2 O 0.00160.0016 ZnSO42OZnSO 4 7H 2 O 0.00030.0003 FF Тиамин HClThiamine HCl 0.0050.005 GG СаСО3 CaCO 3 30.030.0 HH ПиридоксинPyridoxine 0.030.03

pH раствора А доводили до значения 7.1 при помощи NH4OH. Каждый раствор стерилизовали отдельно, перемешивали и затем растворы смешивали.The pH of solution A was adjusted to 7.1 with NH 4 OH. Each solution was sterilized separately, mixed and then the solutions were mixed.

Claims (3)

1. Бактерия, принадлежащая к роду Escherichia, - продуцент L-треонина, модифицированная таким образом, что в указанной бактерии инактивирован ген rcsA.1. A bacterium belonging to the genus Escherichia is a producer of L-threonine, modified in such a way that the rcsA gene is inactivated in this bacterium. 2. Бактерия по п.1, отличающаяся тем, что указанный ген rcsA инактивирован за счет делеции гена rcsA в хромосоме бактерии.2. The bacterium according to claim 1, characterized in that said rcsA gene is inactivated due to deletion of the rcsA gene in the bacterial chromosome. 3. Способ получения L-треонина, включающий:
выращивание бактерии по любому из пп.1 и 2 в питательной среде, вызывающее продукцию и накопление L-треонина в культуральной жидкости, и выделение L-треонина из культуральной жидкости.
3. A method of obtaining L-threonine, including:
growing bacteria according to any one of claims 1 and 2 in a nutrient medium, causing production and accumulation of L-threonine in the culture fluid, and the isolation of L-threonine from the culture fluid.
RU2006118967/13A 2006-06-01 2006-06-01 METHOD FOR OBTAINING L-THREONINE USING BACTERIUM RELATING TO Escherichia, IN WHICH rcsA GENE IS INACTIVATED RU2359029C2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006118967/13A RU2359029C2 (en) 2006-06-01 2006-06-01 METHOD FOR OBTAINING L-THREONINE USING BACTERIUM RELATING TO Escherichia, IN WHICH rcsA GENE IS INACTIVATED
EP07744623A EP2035569A1 (en) 2006-06-01 2007-05-28 A method for producing an l-amino acid using a bacterium of the enterobacteriaceae family with attenuated expression of the rcsa gene
PCT/JP2007/061237 WO2007139219A1 (en) 2006-06-01 2007-05-28 A method for producing an l-amino acid using a bacterium of the enterobacteriaceae family with attenuated expression of the rcsa gene
US12/323,893 US8691537B2 (en) 2006-06-01 2008-11-26 Method for producing an L-amino acid using a bacterium of the Enterobacteriaceae family with attenuated expression of the rcsA gene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006118967/13A RU2359029C2 (en) 2006-06-01 2006-06-01 METHOD FOR OBTAINING L-THREONINE USING BACTERIUM RELATING TO Escherichia, IN WHICH rcsA GENE IS INACTIVATED

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006118967A RU2006118967A (en) 2007-12-10
RU2359029C2 true RU2359029C2 (en) 2009-06-20

Family

ID=38903618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006118967/13A RU2359029C2 (en) 2006-06-01 2006-06-01 METHOD FOR OBTAINING L-THREONINE USING BACTERIUM RELATING TO Escherichia, IN WHICH rcsA GENE IS INACTIVATED

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2359029C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549689C2 (en) * 2011-01-18 2015-04-27 СиДжей ЧеилДжеданг Корпорейшн Microorganism with increased production of l-amino acids and method for obtaining l-amino acids with its application

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
STOUT V et al. RcsA, an unstable positive regulator of capsular polysaccharide synthesis. J Bacteriol. 1991 Mar; 173(5): 1738-47. EBEL W. et al. Escherichia coli RcsA, a positive activator of colanic acid capsular polysaccharide synthesis, functions To activate its own expression. J Bacteriol. 1999 Jan; 181(2): 577-84. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549689C2 (en) * 2011-01-18 2015-04-27 СиДжей ЧеилДжеданг Корпорейшн Microorganism with increased production of l-amino acids and method for obtaining l-amino acids with its application

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006118967A (en) 2007-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1848811B1 (en) A method for producing an l-amino acid using a bacterium of the enterobacteriaceae family
EP1899452B1 (en) A method for producing an l-amino acid using a bacterium of the enterobacteriaceae family with enhanced expression of the fucpikur operon
US7919283B2 (en) Method for producing an L-amino acid using a bacterium of the enterobacteriaceae family with attenuated expression of any of the cynT, cynS, cynX or cynR gene or combination thereof
US7888077B2 (en) Method for producing an L-amino acid using a bacterium of the Enterobacteriaceae family with attenuated expression of the kefB gene
RU2501858C2 (en) METHOD FOR OBTAINING L-AMINOACID USING BACTERIUM OF Enterobacteriaceae FAMILY
WO2007119890A1 (en) A METHOD FOR PRODUCING AN L-AMINO ACID USING A BACTERIUM OF THE ENTEROBACTERIACEAE FAMILY WITH ATTENUATED EXPRESSION OF THE sfmACDFH-fimZ CLUSTER OR THE fimZ GENE
US8691537B2 (en) Method for producing an L-amino acid using a bacterium of the Enterobacteriaceae family with attenuated expression of the rcsA gene
US7794988B2 (en) Method for producing an L-amino acid using a bacterium of the Enterobacteriaceae family with attenuated expression of the rspAB operon
EP1929027B1 (en) A METHOD FOR PRODUCING AN L-AMINO ACID USING A BACTERIUM OF THE ENTEROBACTERIACEAE FAMILY WITH ATTENUATED EXPRESSION OF THE ybiV GENE
EP1856243B1 (en) Process for producing an l-amino acid employing a bacterium of the enterobacteriaceae family with attenuated leuo expression
RU2366703C2 (en) METHOD FOR PREPARING L-THREONINE WITH USING Escherichia BACTERIUM WITH INACTIVATED tolC GENE
RU2337959C2 (en) METHOD OF OBTAINING L-THREONINE USING BACTERIUM, BELONGING TO GENUS Escherichia, IN WHICH GENE yfeH IS INACTIVATED
RU2359029C2 (en) METHOD FOR OBTAINING L-THREONINE USING BACTERIUM RELATING TO Escherichia, IN WHICH rcsA GENE IS INACTIVATED
RU2497943C2 (en) METHOD OF PRODUCTION OF L-AMINO ACIDS USING BACTERIA OF FAMILY Enterobacteriaceae
RU2337956C2 (en) METHOD OF L-THREONINE RECEIVING WITH USAGE OF BACTERIA BELONGING TO GENUS Escherichia, IN WHICH INACTIVATED GENE lrhA
EP1856242B1 (en) Process for producing a l-amino acid employing a bacterium of the enterobacteriaceae family with attenuated nac expression
WO2006123763A1 (en) A method for producing an l-amino acid using a bacterium of the enterobacteriaceae family with attenuated expression of the dicb and/or dicf gene
WO2007086546A1 (en) A method for producing an l-amino acid using a bacterium of enterobacteriaceae family with attenuated expression of the aldh gene
RU2333954C2 (en) METHOD FOR OBTAINING L-THREONINE AND L-ARGININE USING BACTERIUM BELONGING TO GENUS Escherichia, IN WHICH GENE ybdA IS INACTIVATED
RU2333951C2 (en) METHOD FOR OBTAINING NON-AROMATIC L-AMINO ACID USING BACTERIUM BELONGING TO GENUS Escherichia, IN WHICH GENE kefB IS INACTIVATED
RU2337957C2 (en) METHOD OF OBTAINING L-THREONINE OR L-ARGININE USING BACTERIUM, BELONGING TO GENUS Escherichia, IN WHICH GENE fdrA IS INACTIVATED
RU2482188C2 (en) METHOD FOR PREPARING L-ARGININE WITH USE OF BACTERIA OF GENUS Escherichia WHEREIN astCADBE OPERON IS INACTIVATED
RU2330882C2 (en) L-THREONINE OR L-ARGININE TECHNIQUE USING BACTERIUM OF Eschrichia GENUS WITH INACTIVATED aldH GENE
RU2330881C2 (en) L-THREONINE TECHNIQUE USING BACTERIUM OF Escherichia GENUS WITH INACTIVATED yrbG GENE
RU2337958C2 (en) METHOD OF OBTAINING L-THREONINE OR L-ARGININE USING BACTERIUM, BELONGING TO GENUS Escherichia, IN WHICH GENE bisC IS INACTIVATED