FI109605B - Method for the biochemical oxidation of steroids and the genetically modified cells used in the method - Google Patents
Method for the biochemical oxidation of steroids and the genetically modified cells used in the method Download PDFInfo
- Publication number
- FI109605B FI109605B FI905464A FI905464A FI109605B FI 109605 B FI109605 B FI 109605B FI 905464 A FI905464 A FI 905464A FI 905464 A FI905464 A FI 905464A FI 109605 B FI109605 B FI 109605B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- cassette
- conversion
- pgbscc
- steroid
- progesterone
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y106/00—Oxidoreductases acting on NADH or NADPH (1.6)
- C12Y106/02—Oxidoreductases acting on NADH or NADPH (1.6) with a heme protein as acceptor (1.6.2)
- C12Y106/02004—NADPH-hemoprotein reductase (1.6.2.4), i.e. NADP-cytochrome P450-reductase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P5/00—Drugs for disorders of the endocrine system
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07J—STEROIDS
- C07J13/00—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen having a carbon-to-carbon double bond from or to position 17
- C07J13/005—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen having a carbon-to-carbon double bond from or to position 17 with double bond in position 16 (17)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07J—STEROIDS
- C07J13/00—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen having a carbon-to-carbon double bond from or to position 17
- C07J13/007—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen having a carbon-to-carbon double bond from or to position 17 with double bond in position 17 (20)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07J—STEROIDS
- C07J21/00—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen having an oxygen-containing hetero ring spiro-condensed with the cyclopenta(a)hydrophenanthrene skeleton
- C07J21/005—Ketals
- C07J21/006—Ketals at position 3
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07J—STEROIDS
- C07J41/00—Normal steroids containing one or more nitrogen atoms not belonging to a hetero ring
- C07J41/0033—Normal steroids containing one or more nitrogen atoms not belonging to a hetero ring not covered by C07J41/0005
- C07J41/005—Normal steroids containing one or more nitrogen atoms not belonging to a hetero ring not covered by C07J41/0005 the 17-beta position being substituted by an uninterrupted chain of only two carbon atoms, e.g. pregnane derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07J—STEROIDS
- C07J5/00—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond
- C07J5/0007—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond not substituted in position 17 alfa
- C07J5/0015—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond not substituted in position 17 alfa not substituted in position 16
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07J—STEROIDS
- C07J5/00—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond
- C07J5/0007—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond not substituted in position 17 alfa
- C07J5/0023—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond not substituted in position 17 alfa substituted in position 16
- C07J5/003—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond not substituted in position 17 alfa substituted in position 16 by a saturated or unsaturated hydrocarbon group including 16-alkylidene substitutes
- C07J5/0038—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond not substituted in position 17 alfa substituted in position 16 by a saturated or unsaturated hydrocarbon group including 16-alkylidene substitutes by an alkyl group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07J—STEROIDS
- C07J7/00—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms
- C07J7/0005—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21
- C07J7/001—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21 substituted in position 20 by a keto group
- C07J7/0015—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21 substituted in position 20 by a keto group not substituted in position 17 alfa
- C07J7/002—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21 substituted in position 20 by a keto group not substituted in position 17 alfa not substituted in position 16
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07J—STEROIDS
- C07J7/00—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms
- C07J7/0005—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21
- C07J7/001—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21 substituted in position 20 by a keto group
- C07J7/004—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21 substituted in position 20 by a keto group substituted in position 17 alfa
- C07J7/0045—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21 substituted in position 20 by a keto group substituted in position 17 alfa not substituted in position 16
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07J—STEROIDS
- C07J7/00—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms
- C07J7/008—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms substituted in position 21
- C07J7/009—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms substituted in position 21 by only one oxygen atom doubly bound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/0004—Oxidoreductases (1.)
- C12N9/0006—Oxidoreductases (1.) acting on CH-OH groups as donors (1.1)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/0004—Oxidoreductases (1.)
- C12N9/0012—Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7)
- C12N9/0036—Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on NADH or NADPH (1.6)
- C12N9/0038—Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on NADH or NADPH (1.6) with a heme protein as acceptor (1.6.2)
- C12N9/0042—NADPH-cytochrome P450 reductase (1.6.2.4)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/0004—Oxidoreductases (1.)
- C12N9/0071—Oxidoreductases (1.) acting on paired donors with incorporation of molecular oxygen (1.14)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/0004—Oxidoreductases (1.)
- C12N9/0095—Oxidoreductases (1.) acting on iron-sulfur proteins as donor (1.18)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P33/00—Preparation of steroids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y101/00—Oxidoreductases acting on the CH-OH group of donors (1.1)
- C12Y101/01—Oxidoreductases acting on the CH-OH group of donors (1.1) with NAD+ or NADP+ as acceptor (1.1.1)
- C12Y101/01053—3-Alpha (or 20-beta)-hydroxysteroid dehydrogenase (1.1.1.53)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y114/00—Oxidoreductases acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen (1.14)
- C12Y114/15—Oxidoreductases acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen (1.14) with reduced iron-sulfur protein as one donor, and incorporation of one atom of oxygen (1.14.15)
- C12Y114/15004—Steroid 11-beta-monooxygenase (1.14.15.4)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y114/00—Oxidoreductases acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen (1.14)
- C12Y114/15—Oxidoreductases acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen (1.14) with reduced iron-sulfur protein as one donor, and incorporation of one atom of oxygen (1.14.15)
- C12Y114/15006—Cholesterol monooxygenase (side-chain-cleaving) (1.14.15.6), i.e. cytochrome P450scc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y114/00—Oxidoreductases acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen (1.14)
- C12Y114/99—Miscellaneous (1.14.99)
- C12Y114/99009—Steroid 17-alpha-monooxygenase (1.14.99.9), i.e. cytochrome-P450-steroid-17-alpha-hydroxylase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y118/00—Oxidoreductases acting on iron-sulfur proteins as donors (1.18)
- C12Y118/01—Oxidoreductases acting on iron-sulfur proteins as donors (1.18) with NAD+ or NADP+ as acceptor (1.18.1)
- C12Y118/01002—Ferredoxin-NADP+ reductase (1.18.1.2)
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Diabetes (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Endocrinology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Steroid Compounds (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Abstract
Description
109605109605
Menetelmä steroidien biokemialliseksi hapettamiseksi ja menetelmässä käytettävät geeniteknisesti muunnetut solut -Förfarande för biokemisk oxidering av steroider och i för-farandet användbara gentekniskt modifierade celler Tämä keksintö koskee biokemiallista hapetusmenetelmää farmaseuttisesti käyttökelpoisten steroidien valmistamiseksi.The present invention relates to a biochemical oxidation process for the preparation of a pharmaceutically acceptable steroid, and to the use of a genetically modified cell for the preparation of steroids.
ΐΐβ,17α,21-trihydroksi-4-pregneeni-3,20-dioni (hydrokortisoni) on tärkeä, farmaseuttinen steroidi, jota käytetään sen farmakologisten ominaisuuksien takia kortikosteroidina ja lähtöaineena useiden, hyödyllisten steroidien, erityisesti muiden kortikosteroidien, valmistamiseksi. Hydrokortisoni muodostuu selkärankaisten lisämunuaisen kuorikerroksessa ja sitä saatiin alunperin, ainoastaan pieniä määriä, uuttamalla laboratoriossa lisämunuaisen kuorikerroksen kudosta. Vasta kun sen rakenne oli selvitetty, kehitettiin uusia tuotantomenetelmiä, joille on tunnusomaista kemiallisten synteesivaiheiden ja mikrobiologisten muutos-reaktioiden yhdistäminen. Ainoastaan siitä syystä, että lähtöaineita, joina käytetään steroleja, sappihappoja ja sapogeniineja, on runsain mitoin saatavilla ja ne ovat ···; halpoja, nykyisillä menetelmillä saadaan edullinen tuote, '···' mutta nämä menetelmät ovat melko monimutkaisia. Useita mahdollisuuksia on tarkasteltu nykyisten menetelmien pa-·.: · rantamiseksi ja myös biokemiallisia mahdollisuuksia on : t yritetty.ßβ, 17α, 21-trihydroxy-4-pregenene-3,20-dione (hydrocortisone) is an important pharmaceutical steroid which, due to its pharmacological properties, is used as a corticosteroid and a starting material for the preparation of several useful steroids, especially other corticosteroids. Hydrocortisone is formed in the adrenal cortex of vertebrates and was originally obtained, in small amounts, by laboratory extraction of adrenal cortex tissue. It was only after its structure was discovered that new production methods were developed, characterized by the combination of chemical synthesis steps and microbiological change reactions. Only because of the abundance of starting materials that use sterols, bile acids, and sapogens are available; ···; cheap, current methods provide a low cost product, '···' but these methods are quite complex. Several possibilities have been explored to improve current methods and biochemical possibilities have also been tried.
Yksi yritys oli, että valitaan lähtöaineeksi sopiva steroidi, joka muutetaan biokemiallisessa systeemissä in vitro käyttäen eristettyjä lisämunuaisen kuorikerroksen pro-... teiineja, joiden tiedetään in vivo olevan vastuussa ste- roidien entsymaattisesta muuttumisesta hydrokortisoniksi.One attempt was to select a suitable steroid as starting material that is converted in the biochemical system in vitro using isolated adrenal cortex proteins known to be responsible in vivo for the enzymatic conversion of steroids to hydrocortisone.
·* . Kuitenkin proteiinien vaikea eristäminen ja tarvittavien ..... kofaktoreiden korkea hinta nousivat esteeksi taloudelli- *:*·: sesti mielenkiintoiselle, suuren mittakaavan menetelmälle.· *. However, the difficult isolation of proteins and the high cost of the necessary cofactors became an obstacle to an economically *: * · interesting, large-scale method.
. Y Toinen yritys oli pitää katalysoivat proteiinit luonnolli- 109605 2 sessa ympäristössään ja saada soluviljelmässä lisämunuaisen kuorikerroksen solut tuottamaan haluttua hydrokortisonia. Mutta, koska käytännössä solujen tuotantokyky oli alhainen, kävi ilmi, että oli mahdotonta tehdä tällaisesta biokemiallisesta menetelmästä taloudellisesti kannattavaa.. Y Another attempt was to keep the catalyzing proteins in their natural environment and to cause the cells of the adrenal cortex to produce the desired hydrocortisone in cell culture. But, in practice, due to the low production capacity of cells, it became impossible to make such a biochemical process economically viable.
Imettäväisten ja muiden selkärankaisten lisämunuaisen kuorikerroksessa in vivo menetelmä muodostuu biokemiallisesta reaktiotiestä, joka alkaa kolesterolista ja erilaisten, välituotteena saatavien yhdisteiden kautta lopulta tuottaa hydrokortisonin (katso kuvio l). Tähän reaktiotiehen osallistuu suoraan kahdeksan proteiinia, joista viisi on entsyymiä, niiden joukossa on neljä sytokromi P450-entsyymiä, ja kolme muuta proteiinia ovat elektroninsiirtoproteiineja. Ensimmäinen vaihe on kolesterolin muuttaminen 3p-hydroksi- 5-pregnen-20-oniksi (pregnenoloni). Tähän muutosreaktioon, mono-oksygenaasireaktioon, osallistuu kolme proteiinia: sivuketjun poislohkaiseva entsyymi (P450SCC, hemi-Fe:n sisältävä proteiini), adrenodoksiini (ADX, Pe2S2:n sisältävä proteiini) ja adrenodoksiinireduktaasi (ADR, FAD:n sisältävä proteiini). Kolesterolin, joka on substraatti, lisäksi reaktio vaatii myös molekulaarista happea ja NADPH:ta.In the adrenal cortex of mammals and other vertebrates, the in vivo method consists of a biochemical pathway that begins with cholesterol and eventually produces hydrocortisone via various intermediates (see Figure 1). Eight proteins, five of which are enzymes, including four cytochrome P450 enzymes, and three other proteins are electron transfer proteins, are directly involved in this pathway. The first step is the conversion of cholesterol to 3β-hydroxy-5-pregnen-20-one (pregnenolone). Three proteins are involved in this conversion reaction, the monooxygenase reaction: a side-chain cleavage enzyme (P450SCC, a protein containing hemi-Fe), adrenodoxin (ADX, a protein containing Pe2S2), and adrenodoxin reductase (ADR, FAD). In addition to cholesterol, which is a substrate, the reaction also requires molecular oxygen and NADPH.
Sen jälkeen pregnenoloni muutetaan dehydraamalla/isomeroi-\ maila 4-pregneeni-3,20-dioniksi (progesteroni). Tämä reak- tio, jota katalysoi proteiini, 3β-hydroksisteroidi-dehyd-raasi/isomeraasi (3p-HSD), vaatii pregnenolonin ja NAD+:n.The pregnenolone is then converted by dehydration / isomerization to 4-pregen-3,20-dione (progesterone). This reaction, catalyzed by protein, 3β-hydroxysteroid dehydrase / isomerase (3β-HSD), requires pregnenolone and NAD +.
Hydrokortisonin saamiseksi progesteroni sen jälkeen hyd-roksyloidaan kolmessa asemassa, näitä muutoksia katalysoivat mono-oksygenaasit. Progesteronin muuttumiseen 17a-hyd-roksiprogesteroniksi osallistuu kaksi proteiinia: steroi-_ di-17a-hydroksylaasi (P45Q17a, hemi-Fe:n sisältävä prote iini) ja NADPH-sytokromi P450-reduktaasi (RED, FAD:n ja • ;··; FMN:n sisältävä proteiini). Reaktio käyttää progesteronia, . ·.* molekulaarista happea ja NADPH:ta.To obtain the hydrocortisone, progesterone is then hydroxylated in three positions, these changes being catalyzed by monooxygenases. Two proteins are involved in the conversion of progesterone to 17α-hydroxyprogesterone: steroid-17α-hydroxylase (P45Q17a, a hemi-Fe-containing protein) and NADPH cytochrome P450 reductase (RED, FAD's and •; ··; Protein containing FMN). The reaction uses progesterone,. ·. * Molecular oxygen and NADPH.
3 109605 !3 109605!
Kun l7a-hydroksiprogesteroni muutetaan 17a,21-dihydroksi- 4-pregneeni-3,20-dioniksi (korteksoloni), tarvitaan myös kaksi proteiinia: steroidi-2l-hydroksylaasi (P45qC21, hemi-Fe:n sisältävä proteiini) ja edellä mainittu proteiini RED. Reaktio käyttää 17a-hydroksiprogesteronia, mole-kulaarista happea ja NADPH:ta.When converting 17α-hydroxyprogesterone to 17α, 21-dihydroxy-4-pregenene-3,20-dione (cortexolone), two proteins are also required: steroid-211-hydroxylase (P45qC21, a hemi-Fe containing protein) and the aforementioned RED protein . The reaction uses 17α-hydroxyprogesterone, Molecular Oxygen and NADPH.
Korteksolonin muuttuessa hydrokortisoniksi, reaktioon osallistuu kolme proteiinia: steroidi-lip-hydroksylaasi (Ρ45θ11β), hemi-Fe:n sisältävä proteiini ja edellä mainitut proteiinit ADX ja ADR.When cortexolone is converted to hydrocortisone, three proteins are involved in the reaction: steroid lip hydroxylase (Ρ45θ11β), hemi-Fe-containing protein and the above-mentioned proteins ADX and ADR.
Kuten edellä mainittiin, sytokromi P45Q-proteiinit ovat entsyymejä, jotka ovat olennaisia kolesterolin biokemiallisessa muutosreaktiossa hydrokortisoniksi. Nämä entsyymit kuuluvat sytokromi P45Q-proteiinien (tai lyhyesti P450-proteiinien) suurempaan ryhmään. Niitä on tavattu prokaryooteista (erilaiset bakteerit) ja eukaryooteista (hiivat, homeet, kasvit ja eläimet). Imettäväisillä P45Q-proteiinien suuria pitoisuuksia löytyy lisämunuaisen kuorikerroksesta, munasarjasta, kiveksistä ja maksasta.As mentioned above, cytochrome P45Q proteins are enzymes essential for the biochemical conversion of cholesterol to hydrocortisone. These enzymes belong to a larger group of cytochrome P45Q proteins (or, in short, P450 proteins). They have been found in prokaryotes (various bacteria) and eukaryotes (yeasts, molds, plants and animals). In mammals, high levels of P45Q are found in the adrenal cortex, ovary, testis and liver.
Monet näistä proteiineista on puhdistettu ja nykyään ne ovat hyvin karakterisoituja. Niiden spesifinen aktiivisuus • t* · on määritetty. Viime aikoina lukuisia katsausartikkeleita :** : on julkaistu tästä aiheesta, kuten K.Ruckpaul ja H.Rein (toimittajat), "Cytochrome Ρ450", I)a P»R.Ortiz de Montel-lano (toim.), "Cytochrome P45q, structure, mechanism and biochemistry". Sytokromi P450-proteiinit on karakterisoitu niiden spesifisellä absorbanssimaksimilla aallonpituudella 450 nm hiilimonoksidipelkistyksen jälkeen. Prokaryootti-silla organismeilla P45 Q-proteiinit ovat joko membraanisi-_ donnaisia tai sytoplasmaattisia. Mikäli bakteereiden P45q- proteiineja on tutkittu yksityiskohtaisesti (esim. P45Qmeg ····; ja P45Qcam), on käynyt ilmi, että ferredoksiini ja ferre- . doksiinireduktaasi ovat osallisina hydroksylointiaktiivi- 4 109605 suudessa. Eukaryoottisilla organismeilla on kuvattu P45Q-proteiinien kaksi tyyppiä, I ja II. Niiden kaksi eroavaisuutta ovat: 1. Sijanti solussa, tyyppi I on mikrosomaalisessa fraktiossa ja tyyppi II sijaitsee mitokondrion sisemmässä membraanissa.Many of these proteins have been purified and are now well characterized. Their specific activity • t * · has been determined. Recently, numerous review articles: **: have been published on this subject, such as K.Ruckpaul and H.Rein (editors), "Cytochrome Ρ450", I) a P »R.Ortiz de Montel-lano (ed.)," Cytochrome P45q , structure, mechanism and biochemistry ". Cytochrome P450 proteins are characterized by their specific absorbance maxima at 450 nm after carbon monoxide reduction. In prokaryotic organisms, P45 Q proteins are either membrane-bound or cytoplasmic. If the bacterial P45q proteins have been studied in detail (eg P45Qmeg ····; and P45Qcam), it appears that ferredoxin and ferre-. doxin reductase are involved in the hydroxylation activity. Two types of P45Q proteins, I and II, have been described in eukaryotic organisms. Their two differences are: 1. Cell location, type I is in the microsomal fraction, and type II is located in the inner membrane of the mitochondria.
2. Tapa, jolla elektronit siirtyvät P45Q-proteiiniin. NADPH pelkistää tyyppiä I olevan P45Q-reduktaasin kautta kun taas NADPH pelkistää tyyppiä II olevan ferredoksiini-reduktaasin (esim. adrenodoksiinireduktaasin) ja ferredok-siinin (esim. adrenodoksiinin) kautta.2. The way electrons are transferred to the P45Q protein. NADPH reduces via type I P45Q reductase, while NADPH reduces via type II ferredoxin reductase (e.g. adrenodoxin reductase) and ferredoxin (e.g. adrenodoxin).
Julkaisun EP-A-0281245 mukaan sytokromi P45Q-entsyymit voidaan valmistaa Streptomyces-lajeista ja niitä voidaan käyttää kemiallisten yhdisteiden hydroksyloimiseksi.According to EP-A-0281245, cytochrome P45Q enzymes can be prepared from Streptomyces species and used for the hydroxylation of chemical compounds.
Entsyymejä käytetään eristetyssä muodossa, mikä on melko aikaavievä ja kallis menetelmä.Enzymes are used in isolated form, which is quite time consuming and expensive.
Julkaisu JP-A-62236485 (Derwent 87-331234) esittää, että Saccharomyces cerevisiae1hen on mahdollista liittää maksan ···; sytokromi P45Q-entsyymien geenejä ja ilmentää ne, jolloin J·' saadaan entsyymejä, joista voidaan hyödyntää niiden hape- ...1 tusaktiivisuus.JP-A-62236485 (Derwent 87-331234) discloses that it is possible to attach a liver to Saccharomyces cerevisiae ···; genes for cytochrome P45Q enzymes and expresses them, yielding J · 'enzymes that can be utilized for their oxidative activity.
t · · ’.^y Kuitenkin edellä mainituissa viitejulkaisuissa ei ole mi- :Y. tään osoitusta sytokromi P450-entsyymien käytöstä steroi- diyhdisteiden valmistamiseksi.t · · '. ^ y However, the above references do not include mi-: Y. demonstration of the use of cytochrome P450 enzymes for the preparation of steroid compounds.
Tämä keksintö koskee lukuisia ilmentymiskasetteja proteiinien tuottamiseksi, jotka ovat tarpeellisia monigeenisen systeemin rakentamiseksi halpojen steroidilähtöaineiden ·* . yksivaiheiseksi muuttamiseksi harvinaisemmiksi ja kalliim- ·“* miksi lopputuotteiksi, jolloin tällainen muutos suorite- *;··. taan natiiveissa systeemeissä moninaisilla entsyymikataly- . V soiduilla ja kofaktoreiden välittäminä muutosreaktioilla, » 1This invention relates to a number of expression cassettes for the production of proteins necessary for the construction of a multigenic system of inexpensive steroid starting materials. · in one step to become rarer and more expensive end products, and such a change is *; ··. in native systems with a wide variety of enzyme catalysts. V with ring and cofactor-mediated change reactions, »1
• M• M
109605 5 kuten tuottamalla hydrokortisonia kolesterolista. Keksinnön mukaiset ilmentymiskasetit ovat käyttökelpoisia moni-geenisten systeemien lopullisessa valmistuksessa näiden monivaiheisten muutosreaktioiden suorittamiseksi.109605 5 such as producing hydrocortisone from cholesterol. The expression cassettes of the invention are useful in the final preparation of multi-gene systems for performing these multi-step transformation reactions.
Näin ollen keksinnön yhtenä kohteena on ilmentymiskasetti, joka on tehokas yhdistelmäisäntäsolussa, jossa se ilmentää heterologisen, koodittavan DNA-sekvenssin, mainitun koo-dittavan sekvenssin koodittaessa entsyymiä, joka pystyy yksin tai yhdessä lisäproteiinin kanssa katalysoimaan ha-petusvaiheen biologisessa, kolesterolin hydrokortisoniksi muuttavassa reaktiotiessä. Tästä johtuen keksinnön mukaiset ilmentymiskasetit sisältävät ne sekvenssit, jotka pystyvät tuottamaan yhdistelmäisännässä seuraavat proteiinit: sivuketjun poislohkaiseva entsyymi (P450SCC); adrenodok-siini (ADX); adrenodoksiinireduktaasi(ADR); 3p-hydroksi-steroididehydraasi/isomeraasi (33-HSD); steroidi-17a-hyd-roksylaasi (P450l7a); NADPH-sytokromi P^Q-reduktaasi (RED); steroidi-21-hydroksylaasi (P45qC21) ja steroidi-ΐΐβ-hydroksylaasi (Ρ45011β).Thus, one object of the invention is an expression cassette which is effective in a recombinant host cell, wherein it expresses a heterologous coding DNA sequence, said coding sequence encoding an enzyme capable of catalyzing the acidification step in the biological, cholesterol hydration of the acidification step alone or in combination with an additional protein. Therefore, the expression cassettes of the invention include those sequences which are capable of producing the following proteins in a recombinant host: a side-chain cleavage enzyme (P450SCC); adrenodoxin (ADX); adrenodoxin reductase (ADR); 3β-hydroxy-steroid dehydrase / isomerase (33-HSD); steroid 17α-hydroxylase (P45017α); NADPH cytochrome P 4 -Q reductase (RED); steroid 21-hydroxylase (P45qC21) and steroid ΐΐβ-hydroxylase (Ρ45011β).
Keksintö koskee myös yhdistelmäisäntäsoluja, jotka on transformoitu näillä vektoreilla tai keksinnön mukaisilla ilmentymiskaseteilla, menetelmiä edellä mainittujen ent-· syymien tuottamiseksi ja näiden entsyymien käyttöä hape- tuksessa, menetelmiä mainittujen isäntäsolujen käyttämi-:*,·*. seksi spesifisissä hapetuksissa kasvatusliemessä ja farma seuttisia koostumuksia, jotka sisältävät mainituilla menetelmillä valmistettuja yhdisteitä.The invention also relates to recombinant host cells transformed with these vectors or expression cassettes according to the invention, methods for producing the above-mentioned enzymes and the use of these enzymes in oxidation, methods for use of said host cells -: *, · *. sex in specific oxidations in culture broth; and pharmaceutical compositions containing compounds prepared by said methods.
... Kuvioiden lyhyt selitys:... Brief explanation of the figures:
t t It t I
’·* t Kaikissa kuvioissa on käytetty lyhenteitä: R^, EcoRI; H, *·* HindiII; Sc, Seal; P, PstI; K, Kpnl, St, Stul; Sp, Sphl; ·:·· X, Xbal; N, Ndel; S, Smal; Ss, SstI; , Ry, EcoRV; Sj, Sacl; , V B, BamHI; Sjj, SacII; Sai, Sali; Xh, XhoI; Pv, PvuII; Bg, ·;*. Bqlll ja M, MluI.'· * T Abbreviations used throughout the figures: R 1, Eco R 1; H, * · * HindiII; Sc, Seal; P, PstI; K, Kpnl, St, Stul; Sp, Sphl; ·: ·· X, Xbal; N, Ndel; S, Smal; Ss, SstI; , Ry, EcoRV; Sj, Sacl; , V B, BamHI; Sjj, SacII; Sai, Sali; Xh, XhoI; Pv, PvuII; Bg, ·; *. Bqlll and M, MluI.
6 1096056 109605
Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti proteiinit, jotka peräkkäisissä vaiheissa osallistuvat kolesterolin muutos-reaktioihin hydrokortisoniksi, kuten tapahtuu imettäväisen lisämunuaisen kuorikerroksessa.Figure 1 schematically shows the proteins involved in the sequential steps in the cholesterol conversion reactions to hydrocortisone, as occurs in the mammary adrenal cortex.
Kuviossa 2 on esitetty plasmidin pGBSCC-1 rakentaminen. P45oSCC-sekvenssit on esitetty laatikossa ( V///7ZÄ ) .Figure 2 shows construction of plasmid pGBSCC-1. The p45oSCC sequences are shown in box (V / 7).
Kuviossa 3 on esitetty synteettisesti saadun, 5'-P45qSCC-sekvenssit sisältävän Pstl/HindlII-fragmentin insertio plas-midiin pTZ18R plasmidin PTZ-"synlead" saamiseksi.Figure 3 shows the insertion of a synthesized Pst I / Hind III fragment containing the 5'-P45qSCC sequences into the plasmid pTZ18R to obtain the plasmid PTZ "synlead".
Kuvio 4 esittää täyspituisen P45QSCCcDNA:n rakentamisen liittämällä pTZ18R:ään synteettinen (0ΞΞΗ3 ) Da cDNA:sta kloonaamalla ( V//////ZA ) saatu P450SCC-sekvenssi, jotta saadaan pGBSCC-2.Figure 4 shows construction of a full-length P45QSCCcDNA by inserting into the pTZ18R a synthetic (0-3) Da cDNA derived P450SCC sequence obtained by cloning (V / V / ZA) to obtain pGBSCC-2.
Kuviossa 5 on esitetty plasmidin pBHA-l:n täydellinen nuk-leotidisekvenssi.Figure 5 shows the complete nucleotide sequence of plasmid pBHA-1.
Kuviossa 6 on esitetty kaavamaisesti pGBSCC-3:n rakentami- t ►« • ··| nen. P45QSCCcDNA-sekvenssit plasmidista pGBSCC-2 liitet- tiin Bacillus/E.coli:n sukkulaplasmidiin pBHA-1. Merkinnät laatikoissa tarkoittavat samaa kuin kuviossa 4.Figure 6 shows schematically the construction of pGBSCC-3 ► «• ·· | of. The p45QSCCcDNA sequences from plasmid pGBSCC-2 were inserted into the pBHA-1 shuttle plasmid of Bacillus / E.coli. The markings in the boxes have the same meaning as in Figure 4.
I I <I I <
Kuviossa 7 on esitetty Ndel-restriktiokohdan liittäminen yhdessä ATG-aloituskodonin kanssa pGBSCC-3 : een kypsän PlgQSCC-alkukohdan eteen pGBSCC-4:n saamiseksi.Figure 7 shows the insertion of the NdeI restriction site together with the ATG initiation codon into pGBSCC-3 in front of the mature PlgQSCC start site to obtain pGBSCC-4.
Kuvio 8 esittää pGBSCC-5:n fysikaalista karttaa, joka saa-daan poistamalla E.coli-sekvenssit plasmidista pGBSCC-4.Figure 8 shows a physical map of pGBSCC-5 obtained by deleting E.coli sequences from pGBSCC-4.
» »·»» ·
Kuviossa 9 esitetään Western-blot-määritys, testattuna ···· P450SCC:n vastaisilla vasta-aineilla, osoittaen B.subti- ·;· lis1 iin (kaista c) ja B.licheniformis1 iin (kaista f) lii- , Y tetyn plasmidin pGBSCC-5:n P450SCC-ilmentymisen. Kontrol- > · > > » « 7 109605 liuutteet B.subtilis1ista ja B.licheniformi1ista on esitetty kaistoissa a ja vastaavasti d. Vertailun vuoksi myös puhdistettua lisämunuaiskuorikerroksen P45QSCC:tS (30 ng) lisättiin näihin kontrolliuutteisiin (kaistat b ja vastaavasti e) .Figure 9 shows a Western blot assay, tested against ···· P450SCC antibodies, showing the presence of B.subti- (lane c) and B. licheniformis1 (lane f). P450SCC expression of pGBSCC-5. The control solutions for B.subtilis1 and B.licheniformi1 are shown in lanes a and d, respectively. For comparison, purified adrenal cortex P45QSCC: s (30 ng) was also added to these control extracts (lanes b and e, respectively).
Kuvio 10 esittää kaavamaisesti pGBSCC-17:n rakentamisen. Koodittavat P450SCC-DNA-sekvenssit plasmidista pGBSCC-4 liitettiin E.coli'n ilmentymisvektoriin pTZISRN. p450scc-sekvenssit on esitetty laatikolla ( V////////A ) .Figure 10 schematically shows the construction of pGBSCC-17. The P450SCC DNA sequences to be encoded from plasmid pGBSCC-4 were inserted into the E. coli expression vector pTZISRN. The p450scc sequences are shown in box (V ////////A).
Kuviossa 11 esitetään pGBSCC-17:n P450SCC-ilmentyminen E.coli JM101:ssä.Figure 11 shows the P450SCC expression of pGBSCC-17 in E.coli JM101.
(a) Soluproteiinifraktioiden (20 /ui) SDS/PAGE ja Coomas-sie brilliant blue-värjäys valmistettiin E.coli-kontrolli-kannasta (kaista 3) ja E.coli-transformanteista SCC-301 ja 302 (kaistat 1 ja vastaavasti 2). 400 ng puhdistettua naudan P45QSCC:tä (kaista 4) on esitetty vertailuna.(a) SDS / PAGE and Coomas sie brilliant blue staining of cellular protein fractions (20 µl) were prepared from E.coli control strain (lane 3) and E.coli transformants SCC-301 and 302 (lanes 1 and 2, respectively). . 400 ng of purified bovine P45QSCC (lane 4) is shown for comparison.
(b) Western-blot-analyysi suoritettiin kontrollikannasta E.coli JM101 (kaista 2) ja E.coli-transformanteista SCC- t I i 301 (kaista 3) ja SCC-302 (kaista 4) valmistettujen solu- t proteiinifraktioiden (5 μΐ) P45QSCC:n vastaisilla vasta-,/,·* aineilla. Vertailuna käytettiin 100 ng puhdistettua naudan ; P450SCC:tä (kaista 1).(b) Western blot analysis was performed on the cellular protein fractions (5 μΐ) prepared from the control strain E.coli JM101 (lane 2) and the E.coli transformants SCCt I 301 (lane 3) and SCC-302 (lane 4). ) With antibodies against P45QSCC, /, · *. For comparison, 100 ng of purified bovine animal was used; P450SCC (lane 1).
II» t > • » * .V Kuvio 12 esittää plasmidin pUCG418 rakentamisen.Figure 12 shows construction of plasmid pUCG418.
Kuviossa 13 esitetään hiivailmentymisvektorin pGB950 rakentaminen insertoimalla laktaasin promoottori ja termi-(1, naattori, jossa monikloonauskohdat (§), plasmidiin pUCG418 . pGBSCC-6:n saamiseksi synteettinen Sall/XhoI-frag- t » mentti joka sisältää ATG-aloituskodonin ja kodonit >··· P450SCC:n ensimmäiselle 8 aminohapolle, insertoidaan ... pGB950:een.Figure 13 shows construction of the yeast expression vector pGB950 by inserting the lactase promoter and the term (1) with a multiclonal site (§) into plasmid pUCG418. To obtain pGBSCC-6, a synthetic SalI / XhoI fragment containing the ATG start codon ··· for the first 8 amino acids of P450SCC, inserted into ... pGB950.
I II I
) » I ‘ · β 109605) »I '· β 109605
Kuvio 14 on kaavamainen esitys hiivan P450SCC-ilmentymis-kasetin pGBSCC-7 rakentamisesta.Figure 14 is a schematic representation of the construction of the pGBSCC-7 yeast P450SCC expression cassette.
Kuviossa 15 on esitetty Western-blot-analyysi, testattuna proteiinille P450SCC spesifisillä vasta-aineilla.Figure 15 shows a Western blot assay for antibodies specific for P450SCC.
Kohdassa A on uutteet, jotka on saatu Saccharomyces cere-visiae 273-10B:stä, joka on transformoitu pGBSCC-10:llä (kaista 1); S.cerevisiae 273-10:stä, joka on kontrolli (kaista 2); Kluyveromyces lactis CBS 2360:stä, joka on transformoitu pGBSCC-7:llä (kaista 3) ja K.lactis CBS 2360:stä, joka on kontrolli (kaista 4).Section A contains extracts from Saccharomyces Cere-visiae 273-10B transformed with pGBSCC-10 (lane 1); S.cerevisiae 273-10, which is a control (lane 2); Kluyveromyces lactis from CBS 2360 transformed with pGBSCC-7 (lane 3) and K.lactis CBS 2360 from control (lane 4).
Kohdassa B on esitetty uutteet, jotka on saatu K.lactis CBS 2360:stä, joka on kontrolli (kaista 1), ja K.lactis CBS 2360:stä, joka on transformoitu pGBSCC-15:sta (kaista 2), pGBSCC-12:sta (kaista 3) tai pGBSCC-7:llä (kaista 4).Section B shows extracts from K.lactis CBS 2360, control (lane 1) and K.lactis CBS 2360, transformed from pGBSCC-15 (lane 2), pGBSCC-12 (lane 3) or pGBSCC-7 (lane 4).
Kohdassa C on uutteet, jotka on saatu S.cerevisiae 273-10B:stä, joka on kontrolli (kaista 1), pGBSCC-16:sta transformoitu (kaista 2) tai pGBSCC-13:sta transformoitu ·:· (kaista 3 ) .In section C are extracts from S.cerevisiae 273-10B which is control (lane 1), transformed from pGBSCC-16 (lane 2) or pGBSCC-13 transformed: (lane 3).
Kuviossa 16 on esitetty kaavamaisesti hiivailmentymisvek-: ,·. torin pGBSCC-9 rakentaminen, joka sisältää isosytokromi CIFigure 16 is a schematic representation of the yeast expression vector. construction of a pGBSCC-9 market containing isocytochrome CI
”.!/ (cyc-1) promoottorin S.cerevisiae1 sta.S.! / (Cyc-1) promoter from S.cerevisiae1.
'·' ’ Kuvio 17 esittää P450SCCcDNA:n rakentamisen, joka sisältää ilmentymisvektorin pGBSCC-10 S.cerevisiae1 lie.Figure 17 shows construction of P450SCCcDNA containing the expression vector pGBSCC-10 in S.cerevisiae.
Kuviossa 18 on esitetty P450SCC-ilmentymisvektorin pGBSCC-: , : 12 rakentaminen, jossa synteettisesti saatu DNA-fragment- :Y ti, joka koodittaa pre-P450SCC-sekvenssiä ( Ψ/////////Λ ) , on in- Y sertoitu asemaan 5' kypsän P450SCC-sekvenssin koodittami- , seksi.Figure 18 shows the construction of the p450SCC expression vector pGBSCC-: 12, wherein the synthesized DNA fragment encoding the pre-P450SCC sequence (Ψ ///////// Λ) is in- Y is inserted at position 5 'to encode the mature P450SCC sequence.
• · 109605 9• · 109605 9
Kuviossa 19 on esitetty pGBSCC-13:sta rakentaminen. Tämä P45oSCCcDNA-ilmentymiskasetti S.cerevisiae1 lie sisältää pre-P450SCCcDNA-sekvenssin S.cerevisiae 'n cyc-l-promoot-torin asemassa 3'.Figure 19 shows construction from pGBSCC-13. This P45oSCCcDNA expression cassette in S.cerevisiae contains the pre-P450SCCcDNA sequence at position 3 'of the S.cerevisiae cyc-1 promoter.
Kuvio 20 esittää kaavamaisesti plasmidien pGBSCC-14 ja pGBSCC-15 rakentamisen. Viimeksi mainittu sisältää P45oSCC:tä koodittavan sekvenssin mallissa yhdessä sytok-romioksidaasi VI pre-sekvenssin kanssa ( Υ////////Λ ) .Figure 20 schematically shows construction of plasmids pGBSCC-14 and pGBSCC-15. The latter contains the P45oSCC coding sequence in the template, together with the cytochromo oxidase VI pre-sequence (Υ //////// Λ).
Kuviossa 21 esitetään plasmidin pGBSCC-16 rakentamisen.Figure 21 shows construction of plasmid pGBSCC-16.
Tässä plasmidissa S.cerevisiae1 n sytokromioksidaasi VI pre-sekvenssi ( Y/////////X ), joka on fuusioitunut P450SCC:tä koodittavan sekvenssin kanssa, sijaitsee cyc-l-promoottorin 3'-asemassa.In this plasmid, the S. cerevisiae cytochrome oxidase VI pre-sequence (Y ///////// X) fused to the P450SCC coding sequence is located at the 3 'position of the cyc-1 promoter.
Kuvio 22 esittää plasmidien pGB17a-l (A) ja pGB17a-2 (B) fysikaalisia karttoja, jotka sisältävät 3'-päässä v////////) p45017acDNA:n 1,4 kiloemäksen ja 5'-päässä vastaavasti 345 kiloemäksen fragmentin. Plasmidi pGB17a-3 (c) sisältää täyspituisen P45017 cDNA-sekvenssin, ATG-aloituskodonin ·· asema on merkitty.Figure 22 shows the physical maps of plasmids pGB17a-1 (A) and pGB17a-2 (B), containing the 1.4 kb base at the 3 'end of the v ////////) p45017acDNA and 345 at the 5' end respectively. kilobase fragment. Plasmid pGB17a-3 (c) contains the full length P45017 cDNA sequence, ··· position of the ATG start codon.
Kuvio 23 esittää pGBl7a-3:n mutaation, käytettäessä in • vitro-mutagenointia. Saatu plasmidi pGB17a-4 sisältää Sall-restriktiokohdan, jota seuraa optimaaliset hiiva-transkaatiosignaalit juuri ATG-aloituskodonin yläpuolella.Figure 23 shows a mutation of pGB17a-3 using in vitro mutagenesis. The resulting plasmid pGB17a-4 contains a SalI restriction site, followed by optimal yeast transcription signals just above the ATG start codon.
• · *• · *
Kuvio 24 on kaavamainen esitys hiiva-P45Ql7a-ilmentymiska-setin pGB17a-5 rakentamisesta.Figure 24 is a schematic representation of the construction of the pGB17a-5 yeast P45Q17a expression cassette.
: : Kuvio 25 esittää pGB17a-3:n mutaatioita, käytettäessä in :V vitro-mutagenointia. Saatu plasmidi pGB17a-6 sisältää ’ ' Ndel-restriktiokohdan ATG-aloituskodonissa.Figure 25 shows mutations in pGB17a-3 using in: V vitro mutagenesis. The resulting plasmid pGB17a-6 contains the '' NdeI restriction site in the ATG initiation codon.
[ Kuvio 26 on kaavamainen esitys pGB17a-7:n rakentamisesta.[Figure 26 is a schematic representation of the construction of pGB17a-7.
P45017acDNA-sekvenssit plasmidista pGB17a-6 liitettiinThe p45017acDNA sequences from plasmid pGB17a-6 were ligated
Bacillus/E.coli-sukkulaplasmidiin pBHA-1.Bacillus / E.coli shuttle plasmid pBHA-1.
109605 10109605 10
Kuvio 27 esittää pGB17a-8:n, joka saadaan poistamalla E.coli-sekvenssit plasmidista pGB17a-7:stä, fysikaalista karttaa.Figure 27 shows a physical map of pGB17a-8 obtained by deleting E.coli sequences from plasmid pGB17a-7.
Kuviossa 28 on esitetty pGB21-l:n ja -2:n fysikaaliset kartat, jotka sisältävät 1,53 kiloemäksen 3'-P45qC21cDNA-fragmentin ja vastaavasti 540 bp:n 51-P450C21cDNA EcoRI-fragmentin kloonaavan vektorin pTZ18R EcoRl-kohdassa.Figure 28 shows physical maps of pGB21-1 and -2 containing a 1.53 kb 3'-P45qC21cDNA fragment and a 540 bp 51-P450C21cDNA Eco RI cloning vector at the Eco RI site of pTZ18R.
Kuvio 29 esittää in vitro-mutagenointia, jossa käytetään pGBC21-2:n polymeraasiketjureaktiota (PCR) EcoRV- ja Ndel-restriktiokohtien liittämiseksi P450C21-ATG-aloituskodonin yläpuolelle, jonka jälkeen tapahtuu molekyylikloonaus kloonausvektoriin pSP73 pGBC21-3:n saamiseksi.Figure 29 shows in vitro mutagenesis using the pGBC21-2 polymerase chain reaction (PCR) to insert EcoRV and NdeI restriction sites above the P450C21 ATG start codon, followed by molecular cloning into pSP73 to obtain pGBC21-3.
Kuvio 30 on kaavamainen esitys pGBC21-4:n rakenteesta, joka sisältää täyspituisen P450C2lcDNA-sekvenssin.Figure 30 is a schematic representation of the structure of pGBC21-4 containing the full-length P450C2lcDNA sequence.
Kuvio 31 on kaavamainen esitys pGBC21-5:n rakenteesta. P450C21cDNA-sekvenssi plasmidista pGBC21-4 liitettiin Bacillus/E.coli-sukkulaplasmidiin pBHA-1.Figure 31 is a schematic representation of the structure of pGBC21-5. The p450C21cDNA sequence from pGBC21-4 was ligated into the Bacillus / E.coli shuttle plasmid pBHA-1.
• » · . Kuvio 32 esittää pGBC21-6:n, joka saadaan poistamalla E.coli-sekvenssit plasmidista pGBC21-5:stä, fysikaalista karttaa.• »·. Figure 32 shows a physical map of pGBC21-6 obtained by deleting E.coli sequences from plasmid pGBC21-5.
< * ·<* ·
Kuvio 33 esittää pGBC21-2:n mutaatiota, käytettäessä in ’·* ' vitro-mutagenointia. Saatu plasmidi pGBC2l-7 sisältääFigure 33 shows a mutation of pGBC21-2 using in '· *' in vitro mutagenesis. The resulting plasmid pGBC2-1-7 contains
Sall-restriktiokohdan, jota seuraa optimaaliset hiiva-translaatiosignaalit juuri ATG-aloituskodonin yläpuolella.A Sal I restriction site followed by optimal yeast translation signals just above the ATG start codon.
:’”· Kuvio 34 esittää pGBC21-8:n rakenteen, joka sisältää täys- ·/;* pituisen P450C21cDNA:n, jossa modifioidut oheisrestriktio- ' * kohdat ovat sopivat hiivailmentymisvektoriin kloonausta varten.Figure 34 shows the construction of pGBC21-8 containing a full length P450C21cDNA with modified restriction sites which are suitable for cloning into a yeast expression vector.
109605 11109605 11
Kuvio 35 on kaavamainen esitys, jossa kuvataan hiiva-P45oC21-ilmentymiskasetin pGBC21-9 rakentaminen.Figure 35 is a schematic representation illustrating the construction of the pGBC21-9 yeast P45C21 expression cassette.
Kuviossa 36 esitetään in vitro-mutagenointi, jossa käytetään pGBlla-l:n polymeraasiketjureaktiota sopivien oheis-restriktiokohtien ja ATG-aloituskodonin liittämiseksi täyspituiseen P45Qll3cDNA-sekvenssiin, jonka jälkeen suoritetaan molekyylikloonaus Bacillus/E.coli-sukkulavekto-riin pBHA-i plasmidin pGBlip-2 saamiseksi.Figure 36 shows in vitro mutagenesis using the polymerase chain reaction of pGBIIa-1 to insert appropriate restriction sites and the ATG initiation codon into the full-length P45Q113cDNA sequence followed by molecular cloning into the Bacillus / E.coli plasmid pBH1 plasmid vector to obtain.
Kuvio 37 kuvaa in vitro-mutagenointia, jossa käytetään pGB113-l:n polymeraasiketjureaktiota sopivien oheisres-triktiokohtien ja ATG-aloituskodonin liittämiseksi täyspituiseen P450lipcDNA-sekvenssiin, jonka jälkeen suoritetaan molekyylikloonaus hiivailmentymisvektoriin pGB950 plasmidin pGBlip-4 saamiseksi.Figure 37 illustrates in vitro mutagenesis using the polymerase chain reaction of pGB113-1 to insert the appropriate restriction sites and the ATG initiation codon into the full-length P450lipcDNA sequence followed by molecular cloning to the yeast expression vector pGB950 plasmid pGB950.
Kuviossa 38 on esitetty kaavamaisesti ADXcDNA-sekvenssin, joka saadaan naudan lisämunuaiskuorikerroksen polyA+RNA/ cDNA-seoksesta, molekyylikloonaus käyttäen polymeraasiket-jureaktiomenetelmää. cDNA-sekvenssi, joka koodittaa kypsää ·;· ADX-proteiinia, insertoitiin hiivailmentymisvektorin : pGB950 sopiviin kohtiin plasmidin pGBADX-1 saamiseksi.Figure 38 is a schematic representation of molecular cloning of an ADXcDNA sequence obtained from a bovine adrenal layer polyA + RNA / cDNA mixture using the polymerase chain reaction method. The cDNA sequence encoding the mature ADX protein was inserted into appropriate sites of the yeast expression vector: pGB950 to obtain plasmid pGBADX-1.
» * · ♦ · : .·, Kuviossa 39 on esitetty Western-blot-analyysi, jossa testi *!!.1 suoritettiin ADX:n vastaisilla vasta-aineilla, kuvaten plasmidin pGBADX-l:n ADX-ilmentymistä K.lactis CBS 2360 transformanteissa ADX-101 ja -102 (kaistat 4 ja vastaavasti 5). Kontrollikannan K.lactis CBS 2360 uute on esitetty kaistalle 3. Vertailun vuoksi myös puhdistettua lisämunuaiskuorikerroksen ADX:ää (100 ng) levitettiin geelille kaistalla 1.Fig. 39 shows a Western blot analysis of * !! 1 with anti-ADX antibodies depicting the ADX expression of pGBADX-1 in K.lactis CBS 2360 transformants ADX-101 and -102 (lanes 4 and 5, respectively). The extract of the control strain K.lactis CBS 2360 is shown in lane 3. For comparison, purified adrenal cortex ADX (100 ng) was also applied to the gel in lane 1.
‘ Kuviossa 40 on esitetty in vitro-mutagenointi, käyttäen plasmidin pGBADR-l polymeraasiketjureaktiota sopivien , . oheisrestriktiokohtien ja ATG-aloituskodonin liittämiseksi 109605 12 täyspituiseen ADRcDNA-sekvenssiin, jonka jälkeen suoritettiin molekyylikloonaus hiivailmentymisvektoriin pGB950 pGBADR-2:n saamiseksi.Figure 40 shows in vitro mutagenesis using the polymerase chain reaction of plasmid pGBADR-1 with suitable. to insert the restriction sites and the ATG initiation codon 109605 into the 12 full-length ADRcDNA sequences, followed by molecular cloning into the yeast expression vector pGB950 to obtain pGBADR-2.
Keksintö koskee sellaisten solujen valmistamista ja viljelyä, jotka ovat sopivia käytettäväksi suuressa mittakaavassa, biokemiallisissa tuotantoreaktoreissa, ja näiden solujen käyttöä yhdisteiden hapettamiseksi ja erityisesti steroidien tuottamiseksi, jotka on esitetty kuviossa 1. Jokainen kuvattu reaktio voidaan suorittaa erikseen. Vaiheiden vaihto monivaihereaktiossa kuuluu keksinnön piiriin. Mikro-organismit ovat edullisia isäntiä mutta myös muita soluja voidaan käyttää yhtä hyvin, kuten kasvien tai eläinten soluja, joita mahdollisesti käytetään soluviljelmässä tai elävien transgeenisten kasvien tai eläinten kudoksissa .The invention relates to the preparation and cultivation of cells suitable for large-scale use in biochemical production reactors and to the use of these cells for the oxidation of compounds and in particular for the production of steroids shown in Figure 1. Each of the reactions described can be performed separately. The step change in the multiphase reaction is within the scope of the invention. Microorganisms are preferred hosts, but other cells may be used as well, such as plant or animal cells that may be used in cell culture or tissues of living transgenic plants or animals.
Keksinnön mukaiset solut saadaan transformoimalla geneettisesti sopivat reseptorisolut, mieluimmin sopivien mikro-organismien solut, vektoreilla, jotka sisältävät DNA-sek-venssit, jotka koodittavat proteiineja, jotka osallistuvat ··· kolesterolin hydrokortisoniksi muuttavaan reaktiotiehen ja ; joita ovat sivuketjun poislohkaiseva entsyymi (P45gSCC), adrenodoksiini (ADX) , adrenodoksiinireduktaasi (ADR), 3β- • tv· : hydroksisteroidi-dehydraasi/isomeraasi (3p-HSD), steroidi- 17a-hydroksylaasi (P45017a), NADPH-sytokromi P45Q-reduk-taasi (RED), steroidi-21-hydroksylaasi (P45qC21) ja ste-’·’ ’ roidi-HB-hydroksylaasi (Ρ45011β). Jotkut isäntäsolut voi vat jo itsestään tuottaa yhtä tai useampaa tarvittavista proteiineista riittävässä määrin ja siitä syystä ne täytyy transformoida ainoastaan täydentävillä DNA-sekvensseillä.The cells of the invention are obtained by transforming genetically acceptable receptor cells, preferably cells of suitable microorganisms, with vectors containing DNA sequences encoding proteins involved in the ··· cholesterol-converting hydrocortisone pathway and; which include side chain depleting enzyme (P45gSCC), adrenodoxin (ADX), adrenodoxin reductase (ADR), 3β-β ·: hydroxy steroid dehydrase / isomerase (3β-HSD), steroid 17α-hydroxylase (P45017a) P, N reductase (RED), steroid 21-hydroxylase (P45qC21) and steroid HB-hydroxylase (asi45011β). Some host cells may already self-produce one or more of the required proteins in sufficient quantities and therefore need only be transformed with complementary DNA sequences.
« · · *.i(> Tällaisia mahdollisesti omia proteiineja ovat ferredoksii- :Y ni, ferrodoksiinireduktaasi, P450-reduktaasi ja 3β-1^^το^ ' ' sisteroidi-dehydraasi/isomeraasi.Such optional proteins include ferredoxin: Yn, ferrodoxin reductase, P450 reductase, and 3β-1β, 2D, 3-sister sister dehydrase / isomerase.
• » ·• »·
Kolesterolin hydrokortisoniksi muuttavaan reaktiotiehen ; : osallistuvia proteiineja koodittavien sekvenssien saarni- 13 109605 seksi on valittu sopivia DNA-lähteitä. DNA:n, joka koodit-taa kaikkia kolesterolin hydrokortisoniksi muuttavaan reak-tiotiehen osallistuvia proteiineja, saamiseksi sopiva lähde on selkärankaisten lisämunuaisen kuorikerroksen kudos, esim. naudan lisämunuaisen kuorikerroksen kudos. Myös erilaisista mikro-organismeista voidaan saada asiaankuuluva DNA, esim. Pseudomonas testosteroni1sta, Streptomyces gri-seocarneus1sta tai Brevibacterium sterolicum1sta voidaan saada 3p-hydroksisteroidi-dehydraasi/isomeraasia kooditta-va DNA ja Culvularia lunata1sta tai Cunninghamella blakes-leeana1sta voidaan saada DNA, joka koodittaa korteksolonin Ιΐβ-hydroksylaatioon osallistuvia proteiineja. DNA-sek-venssit, jotka koodittavat proteiineja naudan P45qSCC, naudan Ρ450ΐ1β tai mikrobeista saatua, ekvivalenttista proteiinia, naudan adrenodoksiinia, naudan adrenodoksiini-reduktaasia, naudasta tai mikrobeista peräisin olevaa 3β-hydroksisteroidi-dehydraasi/isomeraasia, naudan P4ggl7a, naudan P45qC21 ja naudasta tai mikrobeista peräisin olevaa NADPH-sytokromi P450-reduktaasia, eristettiin seuraavien vaiheiden mukaisesti: ;· 1. Eukaryoottiset sekvenssit (cDNA:t) : a. Kokonais-RNA valmistettiin sopivasta kudoksesta.The cholesterol to hydrocortisone pathway; : appropriate DNA sources have been selected for the sequence of the coding sequences of the participating proteins. A suitable source of DNA encoding all proteins involved in the pathway for the conversion of cholesterol to hydrocortisone is adrenal cortex tissue of vertebrates, e.g., bovine adrenal cortex tissue. Also, various microorganisms can obtain relevant DNA, e.g. Proteins involved in Ιΐβ-hydroxylation. DNA sequences encoding bovine P45qSCC, bovine Ρ450ΐ1β or microbial equivalent protein, bovine adrenodoxin, bovine adrenodoxin reductase, bovine or microbial derived 3β-hydroxysteroid dehydrase / isomerase, bovine P20, microbial NADPH cytochrome P450 reductase was isolated according to the following steps: · 1. Eukaryotic sequences (cDNAs): a. Total RNA was prepared from appropriate tissue.
iti b. PolyA+:n sisältävä RNA kopioitiin kaksisäikeiseksi • · i · : ,·. cDNA:ksi ja ligoitiin bakteriofaagivektoreihin.iti b. RNA containing PolyA + was double-stranded · · i ·: ·. cDNA and ligated into bacteriophage vectors.
c. Saatu cDNA-kirj asto testattiin -’^P-leimatuilla oli-gomeereilla, jotka olivat spesifiset halutun cDNA:n « · suhteen, tai testattiin isopropyyli^-D-tiogalakto-pyranosidin (IPTG)-indusoimalla lambda-gtll-cDNA-kirjastolla, käyttäen spesifistä (125I-leimattua) vasta-ainetta.c. The resulting cDNA library was tested with -? -? -Labeled oligomers specific for the desired cDNA or tested with isopropyl -? - D-thiogalactopyranoside (IPTG) -induced with a lambda-gtll-cDNA library, using a specific (125 I-labeled) antibody.
• I » d. Positiivisen pesäkkeen muodostavien yksiköiden (pfu:t) cDNA-insertit insertoitiin sopiviin vekto-reihin, cDNA:n kokonaispituuden varmistamiseksi nuk-leotidisekvensoinnilla.• I »d. The cDNA inserts of the positive colony forming units (pfu's) were inserted into appropriate vectors to confirm the overall length of the cDNA by nucleotide sequencing.
I I * f » 109605 14 2. Prokaryoottiset geenit a. Perimän DNA valmistettiin sopivasta mikro-organismista .I I * f »109605 14 2. Prokaryotic genes a. Genomic DNA was prepared from a suitable microorganism.
b. DNA-kirjaston saamiseksi DNA-fragmentit kloonattiin sopiviin vektoreihin ja transformoitiin sopivaan E.coli-isäntään.b. To obtain a DNA library, the DNA fragments were cloned into suitable vectors and transformed into a suitable E. coli host.
c. DNA-kirjasto testattiin ^2P-leimatuilla oligomee-reilla, jotka olivat spesifiset kiinnostavan geenin suhteen, tai testattiin IPTG-indusoidulla lambda-gtll-DNA-kirjastolla, käyttäen spesifistä (125I-lei-mattua) vasta-ainetta.c. The DNA library was tested on λ2P-labeled oligomers specific for the gene of interest, or tested on an IPTG-induced lambda-gt11 DNA library using a specific (125I-Lei-tagged) antibody.
d. Positiivisten pesäkkeiden plasmidit eristettiin ja insertoidut DNA-fragmentit subkloonattiin sopiviin vektoreihin geenin kokonaispituuden varmistamiseksi.d. Positive colony plasmids were isolated and inserted DNA fragments were subcloned into appropriate vectors to confirm the overall length of the gene.
Huomautus: Parannetun menetelmän mukaan tietty cDNA (euka-ryoottiset sekvenssit) tai geeni (prokaryoottiset sekvenssit) monistettiin, käyttäen kahta spesifistä oligomeeria menetelmällä, joka tunnetaan polymeraasiketjureaktiona (the polymerase chain reaction = PCR) (Saiki et ai., Science, 239, 487-491, 1988). Sen jälkeen monistettu cDNANote: According to the improved method, a particular cDNA (eukaryotic sequences) or gene (prokaryotic sequences) was amplified using two specific oligomers by a method known as the polymerase chain reaction (PCR) (Saiki et al., Science, 239, 489). 491, 1988). Subsequently, amplified cDNA
·:· tai DNA insertoitiin sopiviin vektoreihin.Or DNA was inserted into appropriate vectors.
* » · * $ * « t .j Keksinnön yhtenä kohteena on valmistaa sopivat ilmentymis- « i · • ,·. kasetit, joissa heterologinen, edellä esitetyn menetelmän i t · ’’·> mukaisesti eristetty DNA on sijoitettu sopivien säätely- f sekvenssien väliin kopiointia ja luentaa varten, mikä te-' kee mahdolliseksi DNA:n ilmentämisen sopivan isännän solu- ympäristössä, jolloin saadaan haluttu proteiini tai proteiinit. On mahdollista, että aloitusta sääteleviä sekvenssejä seuraa erityssignaalisekvenssi.It is an object of the invention to provide suitable expression systems. cassettes in which heterologous DNA isolated according to the above method it is inserted between appropriate regulatory f sequences for copy and reading, allowing expression of the DNA in the cellular environment of the appropriate host to provide the desired protein or proteins. It is possible that the sequences regulating initiation are followed by a secretion signal sequence.
> s > t t tl» :V Sopivat säätelysekvenssit täytyy liittää soluun yhdessä rakenteellisen DNA:n kanssa mainituilla ilmentymiskase-teilla. Ilmentymisen tekee mahdolliseksi sopivan isäntäso- * * · *, , lun transformaatio vektorilla, joka sisältää säätelysek- * t t » 109605 15 venssit, jotka ovat yhteensopivat vastaavan isännän kanssa ja ovat toimivasti liittyneenä koodittaviin sekvensseihin, joiden ilmentyminen halutaan aikaansaada.Suitable regulatory sequences must be inserted into the cell together with the structural DNA by said expression cassettes. Expression is made possible by the transformation of a suitable host cell with a vector containing regulatory sequences which are compatible with the corresponding host and operably linked to the coding sequences whose expression is desired.
Vaihtoehtoisesti käytetään sopivia säätelysekvenssejä, jotka ovat isännän perimässä. Ilmentymisen tekee mahdolliseksi sopivan isäntäsolun transformaatio vektorilla, joka sisältää haluttua proteiinia koodittavat sekvenssit, joita isäntäsekvenssit reunustavat, tehden mahdolliseksi homologisen yhdistämisen isännän perimän kanssa siten, että isännän säätelysekvenssit sopivasti ohjaavat liitetyn DNA:n ilmentymistä.Alternatively, suitable control sequences which are inherited by the host are used. Expression is made possible by transformation of a suitable host cell with a vector containing sequences encoding the desired protein flanked by the host sequences, allowing homologous fusion with the host genome such that the host regulatory sequences suitably direct the expression of the inserted DNA.
Kuten on yleisesti ymmärrettyä, käsite säätelysekvenssit sisältää kaikki DNA-segmentit, kuten operaattorit, enhan-serit ja erityisesti promoottorit ja luentaa ohjaavat sekvenssit, jotka ovat tarpeelliset koodittavan sekvenssin, johon ne ovat toimivasti sitoutuneet, ilmentymisen oikeaan säätelyyn.As is commonly understood, the term regulatory sequences encompasses all DNA segments such as operators, enhancers, and in particular promoters, and reads directing sequences necessary for the correct regulation of the expression of the coding sequence to which they are operatively linked.
Promoottori voi olla tai olla olematta sen ympäristön sää-telyn alainen. Sopivia promoottoreita prokaryooteille ovat esimerkiksi trp-promoottori (tryptofaanipuutteen indusoi-: ma), lac-promoottori (galaktoosilla indusoituva, lPTG:n analogi), β-laktamaasipromoottori ja faagi-johdettu PL-·:·. promoottori (lämpötilavaihtelulla indusoituva). Lisäksi erityisesti Bacillus1ssa tapahtuvaan ilmentymiseen käyttökelpoisina promoottoreina voidaan mainita alfa-amylaasi, proteaasi, Spo2, spac ja 0/105 ja synteettiset promootto-risekvenssit. Edullinen promoottori on kuviossa 5 esitetty ja "HpaII":na merkitty. Sopivia promoottoreita ilmentymiseen hiivassa ovat 3-fosfoglyseraattikinaasipromoottori ja ····’ muut glykolyyttiset entsyymit sekä alkoholidehydrogenaasin ja hiivafosfataasin promoottorit. Sopivia promoottoreita ovat myös kopiointia pidentävä tekijä (transcription elon-· gation factor = TEF) ja laktaasi. Imettäväisen ilmentymis- systeemit käyttävät tavallisesti viruksista johdettuja 16 109605 promoottoreita, kuten adenoviruspromoottoreita ja SV40-promoottoria, mutta niihin kuuluvat myös säädeltävät promoottorit, kuten metallotioniinipromoottori, jota säätelevät raskasmetallit tai glukokortikoidikonsentraatio. Tällä hetkellä virusperäiset hyönteissoluilmentymissysteemit ovat myös soveltuvia kuten myös ilmentymissysteemit, joiden perustana on kasvisolupromoottorit, kuten nopaliini-syntetaasipromoottorit.The promoter may or may not be regulated by its environment. Suitable promoters for prokaryotes include, for example, the trp promoter (inducible by tryptophan deficiency), the Lac promoter (galactose-inducible, an analog of PPTG), the β-lactamase promoter, and the phage-derived PL- ·: ·. promoter (temperature inducible). In addition, alpha-amylase, protease, Spo2, spac and 0/105, and synthetic promoter sequences may be mentioned as promoters particularly useful for expression in Bacillus. The preferred promoter is shown in Figure 5 and designated "HpaII". Suitable promoters for expression in yeast include the 3-phosphoglycerate kinase promoter and ···· 'other glycolytic enzymes as well as the alcohol dehydrogenase and yeast phosphatase promoters. Suitable promoters include transcription elongation factor (TEF) and lactase. Mammalian expression systems typically utilize viral-derived 16,109,605 promoters, such as the adenovirus promoters and the SV40 promoter, but also include regulatory promoters, such as the metallothionine promoter, which are regulated by heavy metals or glucocorticoid concentration. Currently, viral insect cell expression systems are also applicable as well as expression systems based on plant cell promoters such as nopaline synthetase promoters.
Luennan säätelysekvenssiin sisältyy ribosomin sitoutumiskohta (a ribosome binding site = RBS) prokaryoottisissa systeemeissä, kun taas eukaryoottisissa systeemeissä luentaa voidaan ohjata nukleotidisekvenssillä, joka sisältää aloituskodonin, kuten AUG:n.The lane regulatory sequence includes a ribosome binding site (RBS) in prokaryotic systems, whereas in eukaryotic systems, the translation can be controlled by a nucleotide sequence containing a start codon such as AUG.
Tarvittavien promoottori- ja luennan säätelysekvenssien lisäksi ohjatussa ilmentymisessä voidaan käyttää suurta määrää muita säätelysekvenssejä, mukaan lukien sellaiset, jotka säätelevät lopetusta (esimerkiksi johtaen polyadeny-laatiosekvensseihin eukaryoottisissa systeemeissä). Eräät ···' systeemit sisältävät enhanserielementtejä, jotka ovat toi- vottavia mutta useimmiten eivät välttämättömiä ilmentymi-sen aikaansaamiseksi.In addition to the required promoter and translation regulatory sequences, a large number of other regulatory sequences, including those that regulate termination (e.g., leading to polyadenylation sequences in eukaryotic systems), can be used in directed expression. Some ··· 'systems contain enhancer elements, which are desirable but, in most cases, not necessary for expression.
Keksintö koskee myös ilmentymiskasetteja, jotka sisältävät vielä jonkin toisen, heterologisen koodittavan sekvenssin, joka koodittaa entsyymiä, joka katalysoi yksin tai yhdessä yhden tai useamman lisäproteiinin kanssa, kuviossa 1 esitetyn reaktiotien jonkin toiseen vaiheen.The invention also relates to expression cassettes which further contain another step of the reaction pathway shown in Figure 1, which further encodes an enzyme that catalyzes, alone or in combination with one or more additional proteins, a heterologous coding sequence.
;·; Vektoriryhmä, joka on merkitty pGBSCC-n, jossa "n" on mikä ’·' _ tahansa kokonaisluku 1-17, on erityisesti kehitetty DNA: ····' lie, joka koodittaa P450SCC-ensyymiä.; ·; The vector group designated pGBSCC, where "n" is any integer from 1 to 17, is a specifically engineered DNA encoding the P450SCC enzyme.
, '.· Toinen vektoriryhmä, joka on merkitty pGB17a-n, jossa "n" on mikä tahansa kokonaisluku 1-5, on erityisesti kehitetty DNA:lie, joka koodittaa P45Ql7a-entsyymiä.The second group of vectors, designated pGB17a-n, where "n" is any integer from 1 to 5, has been specifically developed for DNA encoding P45Q17a.
17 10960517 109605
Edelleen vektoriryhmä, joka on merkitty pGBC21-n, jossa "n" on mikä tahansa kokonaisluku 1-9, on erityisesti kehitetty DNA:lie, joka koodittaa P450C21-entsyymiä.Further, the vector group designated pGBC21, wherein "n" is any integer from 1 to 9, has been specifically developed for DNA encoding P450C21.
Vielä vektoriryhmä, joka on merkitty pGBlip-n, jossa "n" on mikä tahansa kokonaisluku 1-4, on erityisesti kehitetty DNA:lie, joka koodittaa P450lip-entsyymiä.Yet another vector group designated pGBlip-n, where "n" is any integer from 1 to 4 - has been specifically developed for DNA encoding P450lip.
Edelleen keksinnön kohteena on valita sopivat isäntäsolut, jotka hyväksyvät keksinnön mukaiset vektorit ja sallivat liitetyn DNA:n ilmentymisen. Kun viljellään transformoituja isäntäsoluja, proteiinit, jotka osallistuvat kolesterolin muuttamiseen hydrokortisoniksi, muodostuvat soluihin. Halutun DNA:n esiintyminen voidaan todistaa DNA-hybridi-saatiomenetelmillä, niiden kopioituminen RNA-hybridisaati-olla, niiden ilmentyminen immunologisilla kokeilla ja niiden aktiivisuus testaamalla hapettuneiden tuotteiden läsnäolo lähtöaineena käytetyn yhdisteen kanssa suoritetun inkuboinnin jälkeen in vitro tai in vivo.It is a further object of the invention to select suitable host cells that accept the vectors of the invention and allow expression of the inserted DNA. When transformed host cells are cultured, the proteins involved in the conversion of cholesterol to hydrocortisone are formed in the cells. The presence of the desired DNA can be demonstrated by DNA hybridization methods, their copy by RNA hybridization, their expression by immunoassays and their activity by testing for the presence of oxidized products after incubation with the starting compound in vitro or in vivo.
Transformoidut mikro-organismit ovat edullisia isäntiä, erityisesti bakteerit (vielä mieluummin Escherichia coli ja Bacillus- ja Streptomyces-laj it) ja hiivat (kuten Sacc-; haromyces ja Kluyveromyces). Muita sopivia isäntäorganis- meja löytyy kasveista ja eläimistä, mukaan lukien hyöntei-set, joiden eristettyjä soluja käytetään soluviljelmässä, kuten COS-soluja, C127_s°lulia' CHO-soluja ja Spodop-tera frugiperda (Sfg)-soluja. vaihtoehtoisesti käytetään transgeenistä kasvia tai eläintä.Transformed microorganisms are preferred hosts, especially bacteria (more preferably Escherichia coli and Bacillus and Streptomyces species) and yeasts (such as Sacc; haromyces and Kluyveromyces). Other suitable host organisms are found in plants and animals, including insects whose isolated cells are used in cell culture, such as COS cells, C127-8 ° Lulia 'CHO cells and Spodop-tera frugiperda (Sfg) cells. alternatively, a transgenic plant or animal is used.
;·; Erityinen tyyppi yhdistelmäisäntäsoluja ovat sellaiset, '·[ joihin on liitetty joko kaksi tai useampi keksinnön mukai nen ilmentymiskasetti tai jotka on transformoitu ilmenty-·;··; miskasetilla, joka koodittaa ainakin kahta heterologista , Y proteiinia, saaden solun tuottamaan ainakin kahta proteii- nia, jotka osallistuvat kuvion 1 reaktiotiehen.; ·; A particular type of recombinant host cells are those that are either associated with two or more expression cassettes according to the invention or that have been transformed with expression cassettes; a cassette encoding at least two heterologous Y proteins, causing the cell to produce at least two proteins involved in the pathway of Figure 1.
10 10960510 109605
Keksinnön pääpiirteenä on, että valmistetut, uudet solut eivät pysty ainoastaan tuottamaan proteiineja, jotka osallistuvat steroidien hapettaen tapahtuvaan muutokseen, joka johtaa lopuksi hydrokortisonin muodostumiseen, vaan ne myös pystyvät käyttämään näitä proteiineja paikallaan vastaavan, viljelynesteeseen lisättävän substraattiyhdisteen halutussa, hapettaen tapahtuvassa muutoksessa. Steroidit ovat edullisia substraatteja. Solut, jotka on transformoitu heterologisella DNA:11a, ovat erityisen sopivia viljeltäviksi kuviossa 1 mainittujen steroidien kanssa, mukaan lukien muut sterolit, kuten β-sitosteroli. Tuloksena saadaan hapettuneita steroideja.The main feature of the invention is that the prepared new cells are not only capable of producing proteins involved in the oxidative change of steroids, which ultimately results in the formation of hydrocortisone, but they can also utilize these proteins locally in the desired substrate compound to be added to the medium. Steroids are preferred substrates. Cells transformed with heterologous DNA are particularly suitable for culturing with the steroids mentioned in Figure 1, including other sterols such as β-sitosterol. The result is oxidized steroids.
Riippuen isäntäsolussa olevan heterologisen DNA:n, joka koodittaa proteiineja, jotka osallistuvat kuvion 1 reak-tiotiehen, moninaisuudesta useat biokemialliset muutosre-aktiot ovat mahdollisia, mukaan lukien sterolin sivuketjun poislohkaisu ja/tai hapettaen tapahtuvat muutokset asemissa Cll, Cl7, C3 ja C21. Tästä johtuen keksinnön mukaiset ilmentymiskasetit ovat käyttökelpoisia rakennettaessa mo-nigeenistä systeemiä, joka voi samanaikaisesti vaikuttaa ’···' peräkkäin monivaiheisiin, solun sisäisiin transformaatioi- ...: hin reaktiosarjassa, kuten on kuvattu kuviossa 1. Voi olla j.i 1 tarpeellista liittää haluttuihin isäntiin ilmentymiskase- : tit, jotka koodittavat kokonaan vaadittuja proteiineja.Depending on the diversity of the heterologous DNA in the host cell encoding the proteins involved in the reaction pathway of Figure 1, several biochemical alteration reactions are possible, including sterol side-chain cleavage and / or oxidative changes at positions C11, C17, C3 and C21. Therefore, the expression cassettes of the invention are useful in constructing a monigenic system that can simultaneously effect '···' sequentially multicellular, intracellular transformations in a series of reactions as depicted in Figure 1. It may be necessary to attach to the desired hosts expression cassettes which completely encode the required proteins.
Eräissä tapauksissa yksi tai useampi proteiineista, jotka osallistuvat reaktiotiehen, voi jo esiintyä isännässä luonnollisena proteiinina, vaikuttaen samalla aktiivisuudella. Esimerkiksi ferredoksiini, ferredoksiinireduktaasi ja P450-reduktaasi voivat jo esiintyä isännässä. Näissä olosuhteissa ainoastaan jäljelle jäävät entsyymit täytyy ’·’ aikaansaada yhdistelmätransformaatiolla.In some cases, one or more of the proteins involved in the pathway may already be present in the host as a natural protein, affecting the same activity. For example, ferredoxin, ferredoxin reductase and P450 reductase may already be present in the host. Under these conditions, only the remaining enzymes have to be generated by a · · · · · · · ·
·:··.' Vaihtoehtona biokemiallisille muuttoksille in vivo prote- . iinit, jotka osallistuvat kolesterolin hydrokortisoniksi muuttavaan reaktioon, kerätään, puhdistetaan mikäli se on 19 109605 tarpeen ja käytetään steroidien in vitro-muutosreaktioihin soluvapaassa systeemissä, esim. immobilisoimalla kolonniin. Vaihtoehtoisesti enemmän tai vähemmän puhdistettu seos, joka sisältää reaktiotien yhden tai useamman entsyymin, käytetään sellaisenaan steroidin muuttamiseen. Yksi esimerkki-isäntä sisältää DNA:n, joka koodittaa kaksi he-terologista proteiinia, esim. entsyymiä P45qSCC ja proteiinia ADX, jotka ovat tarpeen pregnenolonin tuottamiseksi. Verrattaessa isäntään, jossa on ainoastaan P450SCC-DNA, pregnenolonin saanto soluvapaassa uutteessa ADR-, NADPH-ja kolesterolilisäyksen jälkeen on huomattavasti parantunut .·: ·· '. As an alternative to biochemical changes in vivo, the protein. The inputs involved in the cholesterol-converting hydrocortisone reaction are harvested, purified if necessary, and used for in vitro steroid conversion reactions in the cell-free system, e.g., by immobilization on a column. Alternatively, a more or less purified mixture containing one or more enzymes in the pathway is used as such to modify the steroid. One exemplary host contains DNA encoding two heterologous proteins, e.g., the enzyme P45qSCC and the protein ADX, which are necessary for the production of pregnenolone. Compared to a host containing only P450SCC DNA, the yield of pregnenolone in the cell-free extract after the addition of ADR, NADPH and cholesterol is significantly improved.
Tämä keksintö koskee ilmentymiskasetteja, jotka ovat välttämättömiä yksivaiheisen valmistusmenetelmän rakentamiseksi useille, käyttökelpoisille steroideille. Koska lähdetään halvoista ja helposti saatavilla olevista lähtö-tuotteista, menetelmä on erityisen sopiva hydrokortisonin ja välituotteena saatavien yhdisteiden valmistamiseksi. Keksintö korvaa vanhentuneet, traditionaaliset, kalliit kemialliset reaktiot. Välituotteita ei tarvitse eristää. Lukuun ottamatta uusia isäntäsoluja itse menetelmät, joita käytetään näiden solujen viljelemiseksi steroidimuutosre- » · · aktioiden nimissä, ovat analogiset alalla hyvin tunnettu- jen bioteknologisten menetelmien kanssa.The present invention relates to expression cassettes, which are necessary for the construction of a single step production process on a number of useful steroids. Since starting from cheap and readily available starting materials, the process is particularly suitable for the preparation of hydrocortisone and intermediates. The invention replaces outdated, traditional, expensive chemical reactions. Intermediates do not need to be isolated. Except for the new host cells, the methods used to cultivate these cells in the name of steroid change reactions are analogous to well known biotechnological methods.
Seuraavat esimerkit kuvaavat edelleen keksintöä, niitä ei kuitenkaan pidä pitää keksintöä rajoittavina.The following examples further illustrate the invention but are not to be construed as limiting it.
» » 1 » » 20 109605»» 1 »» 20 109605
Esimerkki 1Example 1
Naudan sytokromi P450-sivuketjun poislohkaisevaa entsyymiä (P450SCC) koodittavan, täyspituisen cDNA:n molekyylikloo-naus Käytetään yleisiä kloonausmenetelmiä sekä DNA- että RNA-analyysejä, joita kuvataan käsikirjassa T.Maniatis et ai., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory, 1982.Molecular Cloning of Full-length cDNA Encoding Bovine Cytochrome P450 Side-Chain Cleavage Enzyme (P450SCC) General cloning methods are used, both DNA and RNA assays described in T.Maniatis et al., Molecular Spring 1982, Molecular Spring.
Ellei toisin mainita, kaikki DNA:ta modifioivat entsyymit, molekyylikloonauskantoaineet ja E.coli-kannat saatiin kaupallisilta toimittajilta ja niitä käytettiin valmistajan ohjeiden mukaisesti. Aineita ja laitteita DNA:n ja RNA:n erottamiseksi ja puhdistamiseksi käytettiin toimittajien ohjeiden mukaisesti.Unless otherwise noted, all DNA-modifying enzymes, molecular cloning carriers, and E.coli strains were obtained from commercial suppliers and used according to the manufacturer's instructions. Substances and devices for DNA and RNA separation and purification were used according to the suppliers' instructions.
Naudan lisämunuaiskuorikerroksen kudos valmistettiin tuoreista naudan munuaisista, jotka nopeasti jäädytettiin nestemäisessä typessä ja varastoitiin -80 °C:ssa.Bovine adrenal cortex tissue was prepared from fresh bovine kidneys, which were rapidly frozen in liquid nitrogen and stored at -80 ° C.
···· Jäädytetystä naudan lisämunuaiskuorikerroksesta kokonais- I t solu-RNA valmistettiin kuten Auffrey ja Rougeon kuvaavat (Eur. J.Biochem. , 107 , 303-314, 1980). Lisämunuais-polyA+- • « : : . RNA saatiin kuumentamalla kokonais-RNA-näytettä 65 °C:ssa ennen kuin suoritettiin polyA-selektio oligo(dT)kromato- * » · grafisesti.···· From frozen bovine adrenal cortex total cellular RNA was prepared as described by Auffrey and Rougeon (Eur. J. Biochem., 107, 303-314, 1980). Adrenal-polyA + - • «::. RNA was obtained by heating the total RNA sample at 65 ° C before polyA selection by oligo (dT) chromatography.
Naudan lisämunuaiskuorikerroksesta saadulle polyA+-RNA:lie komplementaariset DNA:t syntetisoitiin seuraavalla taval-,,, la: 10 /ug polyA+ RNA:ta, joka oli käsitelty metyylieloho- pea( 2 )hydroksidilla, neutraloitiin beta-merkaptoetanolil-la. Tämä seos säädettiin siten, että se sisälsi 50 mM Tris/HCl:ää, (pH 8,3 42 °C:ssa), 40 mM KCl:ää, 6 mM MgCl2: ta, 10 mM DTT:tä, 3000 U RNaasia/ml, 4 mM Na4P207:ää, 50 , v yg aktinomysiiniä D/ml, 0,1 mg oligo(dT12-i8 ) : sta/ml, 0,5 :·; mM dGTP:tä, 0,5 mM dATP:tä, 0,5 mM dTTP:tä, 0,25 mM dCTP: 109605 21 tä ja 400 yCi alfa 32P-dCTP:tä/ml, kaikkiaan lopullinen tilavuus oli 100 μΐ. Seos laitettiin jään päälle 10 minuutin ajaksi, kuumennettiin 2 minuuttia 42 °C:ssa ja synteesi aloitettiin lisäämällä 150 U AMV-käänteistranskrip-taasia (Anglian Buotechnology Ltd.), inkuboitiin 1 tunti 42 °C:ssa.DNA complementary to polyA + RNA from bovine adrenal cortex was synthesized by the following procedure: - 1,1: 10 µg of polyA + RNA treated with methylmercury (2) hydroxide was neutralized with beta-mercaptoethanol. This mixture was adjusted to contain 50 mM Tris / HCl, (pH 8.3 at 42 ° C), 40 mM KCl, 6 mM MgCl 2, 10 mM DTT, 3000 U RNase / ml, 4 mM Na4P2O7, 50, ug of actinomycin D / ml, 0.1 mg of oligo (dT12-18) / ml, 0.5: ·; mM dGTP, 0.5 mM dATP, 0.5 mM dTTP, 0.25 mM dCTP: 109605 21, and 400 µCi of 32 P-dCTP / ml, resulting in a final volume of 100 μΐ. The mixture was placed on ice for 10 minutes, heated for 2 minutes at 42 ° C and synthesis was initiated by the addition of 150 U of AMV reverse transcriptase (Anglian Buotechnology Ltd.), incubated for 1 hour at 42 ° C.
Toisen säikeen synteesi suoritettiin lisäämällä DNA-poly-meraasia ja RNaasi H:ta Gublerin ja Hoffmannin mukaisesti (Gene, 25, 263-269, 1983). Käsiteltiin dsDNA T4-DNA-poly-meraasilla (BRL) tasaisten päiden saamiseksi, jonka jälkeen dekameeriset EcoRI-kytkijät (Biolabs Inc.) ligoitiin dsDNA-fragmentteihin. Katkaistiin EcoRl:llä (Boehringer), jonka jälkeen kaksisäikeiset cDNA-fragmentit erotettiin ylimääräisistä EcoRI-kytkij öistä käyttämällä kromatogra-fointiin Biogel A15 m:ää (Bio-Rad). Noin 200 ng EcoRI-kytkijää, joka sisälsi kaksoissäikeisen cDNA:n, ligoitiin 10 yg:n kanssa EcoRl:llä katkaistua ja vasikan suolifosfa-taasilla (Boehringer) käsiteltyä lambda-gtll-vektori DNA:ta (Promega) käyttäen T4-DNA-ligaasia (Boehringer), ! t · •••j kuten ovat kuvanneet Huynh et ai. (julkaisussa "DNA clo- ning techniques: A practical approach", s. 49-78, Oxford t IRL-press, 1985). Ligaatioseos pakattiin in vitro, jonka ·,· * jälkeen saatuja faageja käytettiin infektoimaan E.coli Y1090 isäntää (Promega).Synthesis of the second strand was accomplished by addition of DNA polymerase and RNase H according to Gubler and Hoffmann (Gene, 25, 263-269, 1983). The dsDNA was treated with T4 DNA polymerase (BRL) to obtain smooth ends, followed by ligation of the decameric EcoRI linkers (Biolabs Inc.) to the dsDNA fragments. After digestion with EcoRI (Boehringer), the double-stranded cDNA fragments were separated from the excess EcoRI linkers using Biogel A15 m (Bio-Rad) for chromatography. Approximately 200 ng of EcoRI linker containing double-stranded cDNA was ligated with 10 µg of EcoR1-cleaved lambda-gtll vector DNA (Promega) digested with calf intestinal phosphate (Boehringer) using T4 DNA ligase. (Boehringer) ,! t · ••• j as described by Huynh et al. (in "DNA Cloning Techniques: A Practical Approach", pp. 49-78, Oxford t IRL Press, 1985). The ligation mixture was packaged in vitro, after which the phages obtained were used to infect the host E.coli Y1090 (Promega).
• · Tästä cDNA-kirjastosta noin 10 plakkia muodostavaa yksikköä (plaque forming units = pfu:t) testattiin päästään 32P-leimatulla synteettisellä oligomeerilla SCC-1 (5'-GGC TGA CGA AGT CCT GAG ACA CTG GAT TCA GCA CTGG-3'), joka on spe-sifinen naudan P45QSCC-DNA-sekvensseille, kuten ovat esit-'·[ täneet Morohashi et ai. (Proc.Natl.Acad.Sci. USA, £1, 4647- 4651, 1984). Saatiin kuusi hybridisoivaa pfu:ta, jotka ;· edelleen puhdistettiin kahdella infektiolisäkierroksella, , ’.· maljaamalla ja hybridisoimalla. P^QSCCcDNA-EcoRI-insertit *;;t subkloonattiin pTZ18R:n (Pharmacia) EcoRI-kohtaan. Klooni 22 109605 pGBSCC-1 (kuvio 2), joka sisältää suurimman EcoRI-insertin (1,4 kiloemästä) ja joka johdettiin kloonista lambda-gtll-SCC-54, analysoitiin edelleen restriktioentsyymikartoituk-sella ja sekventoimalla.From this cDNA library, about 10 plaque forming units (pfu's) were tested with 32P-labeled synthetic oligomer SCC-1 (5'-GGC TGA CGA AGT CCT GAG ACA CTG GAT TCA GCA CTGG-3 ') which is specific for bovine P45QSCC DNA sequences as reported by Morohashi et al. (Proc.Natl.Acad.Sci. USA, £ 1, 4647-4651, 1984). Six hybridizing pfu were obtained which were · further purified by two rounds of infection, · plating and hybridization. The PcSCSCcDNA-EcoRI inserts * were subcloned into the EcoRI site of pTZ18R (Pharmacia). Clone 22109605 pGBSCC-1 (Figure 2), containing the largest EcoRI insert (1.4 kb) and derived from the clone lambda-gtll-SCC-54, was further analyzed by restriction enzyme mapping and sequencing.
Sekvenssitulokset paljastivat, että pGBSCC-1:n EcoRI-in-sertti oli identtinen SCCcDNArn nukleotidisekvenssin kanssa asemien 251 ja 1824 välillä P450SCCcDNa-kartalla kuten Morohashi et ai. ovat kuvanneet.Sequence results revealed that the EcoRI insert of pGBSCC-1 was identical to the nucleotide sequence of SCCcDNA between positions 251 and 1824 on the P450SCCcDNa map as reported by Morohashi et al. have photographed.
Jäljelle jäävät 5'-P450SCCcDNA-nukleotidit saatiin synteettisesti kloonaamalla 177 bp:n Pst/HindIII-fragmentti pTZ18R:n sopiviin kohtiin, jolloin tuloksena oli pTZ/"syn-lead", kuten kuvio 3 osoittaa, joka sisältää asemasta 118 asemaan 273 kypsää P450SCC-proteiinia koodittavien nukleotidien, kuten Morohashi et ai. ovat julkaisseet, lisäksi lisärestriktiokohdat Seal:lie, AvrII:lle ja Stul:lie vaikuttamatta P450SCC-proteiinin ennustettuun aminohapposekvenssiin.The remaining 5'-P450SCCcDNA nucleotides were synthesized by cloning the 177 bp Pst / HindIII fragment into appropriate sites in pTZ18R, resulting in pTZ / "syn-lead" as shown in Figure 3 containing the mature P450SCC from position 118 to position 273. nucleotides encoding a protein such as Morohashi et al. have published, in addition, additional restriction sites on Seal, AvrII and Stul without affecting the predicted amino acid sequence of P450SCC.
t 1 ··1! Täyspituinen P45qSCCcDNA rakennettiin molekyylikloonaamal- la E.coli JM101:teen (ATCC 33876 ) liqointiseos, joka si- t sälsi 1372 emäsparia olevan HindiII/Kpnl pGBSCC-1-fragmen- • · ·,; tin, 177 emäsparia käsittävän Pst/HindIII pTZ/"synlead"- fragmentin ja pTZ19R DNA:n, joka oli katkaistu Pstlrllä ja Kpn:llä.t 1 ·· 1! The full-length P45qSCCccDNA was constructed by molecular cloning into a E. coli JM101 (ATCC 33876) lysis mixture containing 1372 bp of the HindIII / Kpnl pGBSCC-1 fragment; tin, a 177 bp Pst / HindIII pTZ / "synlead" fragment and pTZ19R DNA digested with PstI and Kpn.
»»
Muodostunut plasmidi pGBSCC-2, joka sisälsi kaikki nukleo-tidisekvenssit, jotka koodittavat kypsää naudan P45Q sivu-ketjun poislohkaisevaa proteiinia, on esitetty kuviossa 4.The resulting plasmid pGBSCC-2, containing all the nucleotide sequences encoding the mature bovine P45Q side-chain cleavage protein, is shown in Figure 4.
< ! : » » » «tl > • · » · » t I t 23 109605<! : »» »« Tl> • · »·» t I t 23 109605
Esimerkki 2 p450sc<~:n rakentaminen, transformaatio ja ilmentäminen bakteeri-isännässä Bacillus subtilisExample 2 Construction, Transformation and Expression of p450sc <~ in Bacillus Subtilis Bacterial Host
Sytokromi P450SCC:n ilmentämisen aikaansaamiseksi Bacillus- isännässä, P450SCCcDNA-sekvenssit siirrettiin E.coli/ Bacillus-sukkulavektoriin pBHA-1.To induce cytochrome P450SCC expression in the Bacillus host, the P450SCCcDNA sequences were transferred into the E.coli / Bacillus shuttle vector pBHA-1.
Kuviossa 5 on esitetty sukkulaplasmidin pBHA-1 nukleotidi-sekvenssi. Plasmidi sisältää jaksot 11-105 ja 121-215: bakteriofaagi FD:n terminaattori (kaksois); jakson 221-307: osa plasmidia pBR322 (nim. jakso 2069-2153); jakson 313-768: bakteriofaagi F1, replikaation alku (nim. jakso 5482-5943); jakson 772-2571: osa plasmidia pBR322, nim. replikaation alku ja β-laktamaasigeeniä; jakson 2572-2685: transposoni TN903, täydellinen perimä; jakson 2719-2772: tryptofaani-terminaattori (kaksois); jakson 2773-3729: transposoni Tn9, kloramfenikoliasetyylitransferaasigeeni. Nukleotidit asemissa 3005 (A), 3038 (C), 3302 (A) ja 3409 (A) eroavat villityyppisestä CAT:tä koodittavasta sekvens-. * sistä. Nämä mutaatiot aikaansaatiin siten, että eliminoi- ‘Ί tiin Ncol-, Ball-, EcoRI- ja PvuII-kohdat: jakso 3730-3804: ;··; monikloonauskohta; jakso 3807-7264: osa plasmidia pUBHO, : joka sisälsi Bacillus "HpaII"-promoottorin, replikaatio- '·.· toiminnon ja kanamysiiniresistessigeenin (EcoRI-PvuII- ·.· ·’ fragmentti) (McKenzie et ai., Plasmid 15, 93-103, 1986 jaFigure 5 shows the nucleotide sequence of the shuttle plasmid pBHA-1. The plasmid contains sequences 11-105 and 121-215: bacteriophage FD terminator (double); section 221-307: part of plasmid pBR322 (designated section 2069-2153); sequence 313-768: bacteriophage F1, origin of replication (denominated sequence 5482-5943); sequence 772-2571: part of plasmid pBR322, named. onset of replication and β-lactamase gene; 2572-2685: transposon TN903, complete genome; 2719-2772: tryptophan terminator (double); 2773-3729: transposon Tn9, chloramphenicol acetyltransferase gene. The nucleotides at positions 3005 (A), 3038 (C), 3302 (A) and 3409 (A) differ from the wild-type CAT coding sequence. * of it. These mutations were obtained by eliminating NcoI, Ball, EcoRI and PvuII sites: 3730-3804:; ··; multiple cloning site; 3807-7264: part of plasmid pUBHO containing the Bacillus "HpaII" promoter, the replication function and the kanamycin resistance gene (EcoRI-PvuII-. · · 'fragment) (McKenzie et al., Plasmid 15, 93 -103, 1986 and
McKenzie et ai., Plasmid 1T_, 83-85, 1987); jakso 7267-7331: monikloonauskohta. Fragmentit laitettiin yhteen tunnetuilla kloonausmenetelmillä, esim. täyttämällä ulostyöntyvät päät Klenow'lla, adapterikloonauksella, jne. Kaikki tiedot saatiin Genbank'istaR, National Nucleic Acid Sequence Bank, NIH, USA.McKenzie et al., Plasmid 1T, 83-85 (1987); Section 7267-7331: Multi-cloning site. The fragments were assembled by known cloning methods, e.g., filling the protruding ends with Klenow, adapter cloning, etc. All information was obtained from Genbank, R, National Nucleic Acid Sequence Bank, NIH, USA.
*·’ ·* pGBSCC-3 saatiin molekyylikloonaamalla E.coli JM101:teen :pGBSCC-2:n Kpnl/Sphl P450SCCcDNA-insertti (kuvattu esimer- 24 109605 kissä 1) sopiviin kohtiin pBHA-1:tä, kuten kuviossa 6 on esitetty.* · '· * PGBSCC-3 was obtained by molecular cloning into E.coli JM101: Kpn1 / Sphl P450SCCcDNA insert of pGBSCC-2 (described in Example 24109605 in cat 1) at appropriate sites in pBHA-1 as shown in Figure 6. .
Molekyylikloonaamalla E.coli JMlOlissä metioniini-aloitus-kodoni liitettiin vaihtamalla Stul/Sphl-fragmentti pGBSCC-3:ssa synteettisesti saatuun SphI/StuI-fraqmenttiin.By molecularly cloning in E.coli JM101, the methionine start codon was linked by exchanging the StuI / SphI fragment in pGBSCC-3 with a synthetically obtained SphI / StuI fragment.
SPH 1 STU 1 CATATGATCAGTACTAAGACCCCTAGG GTACGTATACTAGTCATGATTCTGGGGATCC NDE 1 sisältää Ndel-kohdan ATG-aloituskodonissa. Saatu plasmidi pGBSCC-4 on esitetty kuviossa 7. "Hpall" Bacillus-promoot-tori liitettiin P450SCCcDNA-sekvenssien yläpuolelle katkaisemalla pGBSCC-4 restriktioentsyymillä Ndel, erottamalla sukkulaplasmidin E.coliosa agaroosigeelielektroforee-silla ja suorittamalla sen jälkeen uudelleenligointi ja transformaatio Bacillus subtilis lA40:n (BGSC 1A40) trans-formointikelpoisiin soluihin. Neomysiiniresistentit pesäk-keet analysoitiin ja saatiin plasmidi pGBSCC-5 (kuvio 8).SPH 1 STU 1 CATATGATCAGTACTAAGACCCCTAGG GTACGTATACTAGTCATGATTCTGGGGATCC NDE 1 contains the NdeI site in the ATG start codon. The resulting plasmid pGBSCC-4 is shown in Figure 7. The "Hpall" Bacillus promoter was ligated above the P450SCCcDNA sequences by digestion of pGBSCC-4 with the restriction enzyme NdeI, separation of the shuttle plasmid E. coliosa by agarose gel electrophoresis, and lysis by B1. (BGSC 1A40) into transformable cells. Neomycin-resistant colonies were analyzed and plasmid pGBSCC-5 was obtained (Figure 8).
*· Naudan P450SCC:n ilmentyminen tutkittiin valmistamalla soluproteiinifraktio viljelmästä, jota oli kasvatettu yön ;·; yli 37 °C:ssa TBS-kasvatusalustassa (Gibco), joka sisälsi 10 yg/ml neomysiiniä. 100 ylistä viljelmää, joka sisälsi '·.·* noin 5.10^ solua, otettiin solut talteen sentrifugoimalla ·.· · ja suspendoitiin uudestaan 10 mM Tris/HCl:ää, pH 7,5. Lyy- si suoritettiin lisäämällä lysotsyymiä (1 mg/ml) ja inku-bointi tehtiin 37 °C:ssa 15 minuutin ajan. Käsiteltiin 0,2 mg:11a DNaasia/ml 5 minuutin ajan 37 °C:ssa, jonka jälkeen seos säädettiin 1 x SB-puskurilla kuten Laemmli kuvaa jul-.·.· kaisussa Nature 227, 680-685, 1970, lopullinen tilavuus ’· · oli 200 yl. Kuumennettiin 5 minuuttia 100 °C:ssa, jonka jälkeen 15 piille seosta suoritettiin 7,5%:isella SDS/po-’·“· lyakryyliamidilla geelielektroforeesi. Kuten kuviossa 9 : .· (kaista c) on esitetty, voidaan havaita 53 kDain juova sen 25 109605 jälkeen kun geeli on immunoblot-testattu P45QSCC-spesifi-sillä vasta-aineilla.* · Expression of bovine P450SCC was studied by preparing a cellular protein fraction from a culture grown overnight; above 37 ° C in TBS medium (Gibco) containing 10 µg / ml neomycin. 100 µl of culture containing approximately 5.10 cells was harvested by centrifugation and resuspended in 10 mM Tris / HCl, pH 7.5. Lysis was performed by adding lysozyme (1 mg / ml) and incubation was carried out at 37 ° C for 15 minutes. After treatment with 0.2 mg DNase / ml for 5 minutes at 37 ° C, the mixture was adjusted with 1x SB buffer as described by Laemmli in Nature 227, 680-685, 1970, final volume. · · Was 200 gen. After heating for 5 minutes at 100 ° C, then 15 Si of the mixture were subjected to gel electrophoresis with 7.5% SDS / poly · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · As shown in Fig. 9: · (lane c), a 53 kDa band can be observed after it has been immunoblot-tested with P45QSCC specific antibodies.
Spesifiset naudan P450SCC-vasta-aineet saatiin immunoimal-la kaniinit puhdistetulla P450SCC-proteiinilla, joka eristettiin naudan lisämunuaiskuorikerroksen kudoksesta.Specific bovine P450SCC antibodies were obtained by immunizing rabbits with purified P450SCC protein isolated from bovine adrenal cortex tissue.
Esimerkki 3 P450SCC:n ilmentäminen bakteeri-isännässä Bacillus liche-niformisExample 3 Expression of P450SCC in Bacillus liche-niformis bacterial host
Naudan P450SCC:n ilmentyminen B.licheniformis1ssa suoritettiin transformoimalla plasmidi pGBSCC-5 sopivaan isän-täkantaan B.licheniformis T5 (CBS 470.83). Soluproteiini-fraktio, joka valmistettiin esimerkissä 2 kuvatulla tavalla viljelmästä, jota oli kasvatettu yön yli 37 °C:ssa tryptoni-soijaliemikasvatusalustassa (Trypton Soy Broth = TBS) (Oxoid), joka sisälsi 10 pg/ml neomysiiniä, analysoitiin SDS/PAGE:lla ja Western-blot-menetelmällä. Kuten on esitetty kuviossa 9 (kaista f) 53 kDa:n kokoinen proteii-. .·. nijuova voidaan nähdä sen jälkeen kun nitroselluloosasuo- datinta on inkuboitu naudan P45QSCC:lle spesifisten vasta-aineiden kanssa.Expression of bovine P450SCC in B. licheniformis was performed by transforming plasmid pGBSCC-5 into a suitable host strain B. licheniformis T5 (CBS 470.83). The cellular protein fraction prepared as described in Example 2 from a culture grown overnight at 37 ° C in Tryptone Soy Broth medium (Trypton Soy Broth = TBS) (Oxoid) containing 10 pg / ml neomycin was analyzed by SDS / PAGE. and by Western blotting. As shown in Figure 9 (lane f), a 53 kDa protein. . ·. the band can be seen after the nitrocellulose filter is incubated with antibodies specific for bovine P45QSCC.
';··* yhdestä transformantista SCC-201 analysoitiin edelleen ‘ P450SCC:n in vivo-aktiivisuus (katso esimerkki 11).'; ·· * one transformant SCC-201 was further analyzed for the in vivo activity of' P450SCC (see Example 11).
Esimerkki 4 p450SCC:n ilmentäminen bakteeri-isännässä Escherichia coli (a) Ilmentymiskasetin rakentaminen ’ · Sopivan ilmentymisvektorin aikaansaamiseksi E.coli-isän- • nässä naudan P450SCC:lle, pTZl8R mutatoitiin paikkaan koh- 109605 26 distetulla mutagenoinnilla, kuten kuvaavat Zoller ja Smith (Methods in Enzymology 100, 468-500, 1983); Zoller ja Smith (Methods in Enzymology 154,329-350, 1987) ja Kramer ja Fritz (Methods in Enzymology 154,350-367, 1987). Plas-midit ja kannat in vitro mutagenointikokeisiin saatiin Pharmacia Inc.:lta.Example 4 Expression of p450SCC in Bacterial Host Escherichia coli (a) Construction of an Expression Cassette To provide a suitable expression vector for E. coli in bovine P450SCC, pTZ188R was mutated to position 109605 by 26 mutagenesis and Methods in Enzymology 100, 468-500 (1983); Zoller and Smith (Methods in Enzymology 154,329-350, 1987) and Kramer and Fritz (Methods in Enzymology 154,350-367, 1987). Plasmids and strains for in vitro mutagenesis experiments were obtained from Pharmacia Inc.
Synteettistä, johdettua oligomeeria, jolla oli sekvenssi 5'- CAG GAA ACA CAT ATG ACC ATG ATT-3'Synthetic derived oligomer having the sequence 5'- CAG GAA ACA CAT ATG ACC ATG ATT-3 '
Ndel käytettiin Ndel-restriktiokohdan luomiseksi lac Z geenin ATG-aloituskodoniin pTZ18R:ssä.NdeI was used to create an NdeI restriction site on the ATG start codon of the Lac Z gene in pTZ18R.
Muodostunut plasmidi pTZ18RN katkaistiin Ndel:llä ja Kpnl; llä ja pGBSCC-4:n Ndel/Kpnl-fragmentti, joka sisälsi täys-pitiosen SCCcDNA:n, insertoitiin molekyylikloonauksella kuten kuviossa 10 esitetään.The resulting plasmid pTZ18RN was digested with Nde I and Kpn I; and the NdeI / KpnI fragment of pGBSCC-4 containing the full-length SCCcDNA was inserted by molecular cloning as shown in Figure 10.
P45oSCCcDNA-sekvenssien transkription saadussa plasmidissa pGBSCC-17 aikaansaa E.coli-lac-promoottori.The transcription of p45oSCCcDNA sequences in the resulting plasmid pGBSCC-17 is effected by the E. coli-Lac promoter.
"! (b) P450SCC:n ilmentäminen isännässä E.coli JM101 · pGBSCC-17 liitettiin E.coli JM101:n transformointikelpo- *···* siin soluihin valikoimalla ampisilliiniresistentit pesäk- · keet. Sytokromi P450SCC:n ilmentyminen tutkittiin valmistamalla transformanttien SCC-301 ja -302 soluproteiini-fraktio (kuvattu esimerkissä 2) viljelmästä, jota oli kasvatettu yön yli 37 °C:ssa 2xTY-kasvualustassa (joka sisäl- .”· si yhtä de-ionisoitua vesilitraa kohti: Bacto-tryptonia ,·,· (Difco) 16 g; hiivauutetta (Difco) 10 g ja NaCltää 5 g), jossa oli 50 /ul/ml ampisilliiniä."! (b) Expression of P450SCC in host E.coli JM101 · pGBSCC-17 was ligated into E.coli JM101 transformable cells by selection of ampicillin resistant colonies. Expression of cytochrome P450SCC was investigated by preparation of transformants -301 and -302 cellular protein fraction (described in Example 2) from a culture grown overnight at 37 ° C in 2xTY medium (containing "per liter deionized water: Bacto-trypton, ·, · (Difco) 16 g; yeast extract (Difco) 10 g and NaCl (5 g) containing 50 µl / ml ampicillin.
Proteiinifraktiot analysoitiin SDS/PAGE:lla, jossa käyte-; tiin Coomassie brilliant blue-värjäystä (kuvio 11A), tai 27 1 0 9 6 0 5Protein fractions were analyzed by SDS / PAGE, where appropriate; Coomassie brilliant blue staining (Figure 11A), or 27 1 0 9 6 0 5
Western-blot-menetelmällä ja koettimena oli naudan P45oSCC:lle spesifisiä vasta-aineita (kuvio 11B). Molemmilla analyyseillä havaitaan transformanteilla SCC-301 ja vastaavasti SCC-302 odotetun pituinen proteiini (kuvio 11A, kaistat l ja 2 ja kuvio 11B, kaistat 3 ja 4), joka puuttuu E.coli JMlOl-kontrollikannasta (kuvio 11A, kaista 2 ja kuvio 11B, kaista 2).Western blot and probe contained bovine P45oSCC specific antibodies (Fig. 11B). In both assays, transformants SCC-301 and SCC-302, respectively, detect an expected length of protein (Fig. 11A, lanes 1 and 2 and Fig. 11B, lanes 3 and 4) that is missing from the E.coli JM101 control strain (Fig. 11A, lane 2 and Fig. 11B). , lane 2).
Esimerkki 5 P450SCC:n rakentaminen, transformointi ja ilmentäminen hiivassa Kluyveromyces lactis (a) Genetisiiniresistenssimerkin liittäminen pUC19:ään DNA-fragmentti, joka sisälsi Tn5-geenin (Reiss et ai., EMBO J., 3, 3317-3322, 1984) antaen resistenssin geneti-siinille alkoholidehydrogenaasi I (ADHI)-promoottorin, joka on S.cerevisiae1sta, ohjauksessa ja joka on samanlainen kuin Bennetzenin ja Hallin kuvaama (J.Biol.Chem., 257, 3018-3025, 1982), insertoitiin pU19:sta Smal-kohtaan . .·. (Yanisch-Perron et ai., Gene, 33, 103-119, 1985). Saatu • · ♦ " plasmidi pUCG418 on esitetty kuviossa 12.Example 5 Construction, Transformation and Expression of P450SCC in Yeast Kluyveromyces lactis (a) Placing a Geneticin Resistance Mark in pUC19 with a DNA Fragment Containing the Tn5 Gene (Reiss et al., EMBO J., 3, 3317-3322, 1984) conferring resistance for geneticin under the control of the alcohol dehydrogenase I (ADHI) promoter from S.cerevisiae and similar to that described by Bennetzen and Hall (J.Biol.Chem., 257, 3018-3025, 1982) was inserted from pU19 in Smal- . . ·. (Yanisch-Perron et al., Gene, 33, 103-119, 1985). The resulting? · ♦ "plasmid pUCG418 is shown in Figure 12.
·;;/ pUCG4l8:n sisältävä E♦ coli talletettiin Centraal Bureau· ;; / UC coli containing pUCG418 was deposited with the Centraal Bureau
*··· voor Schimmelcultures-laitokseen talletusnumerolla CBS* ··· voor to the Schimmelcultures with the deposit number CBS
• · V * 872.87.• · V * 872.87.
(b) Ilmentymiskasetin rakentaminen(b) Construction of an expression cassette
Rakennettiin vektori, joka sisälsi pUCG418:n (katso ku- .·.· vausta esimerkistä 5(a)), katkaistiin Xbai : llä ja Hindin : • · 11a, Xbai-Sali-fragmentin pGB901:stä, joka sisälsi laktaa- » · « * si-promoottorin (katso J.A.van den Berg et ai., Continua-tion in part of US patent application serial no. 572.414: J ;· Kluyveromyves as a host strain) ja synteettisen DNA:n, jo- 2β 109605 ka sisältää osan K.lactis1 in laktaasigeenin 3' ei-koodit-tavasta alueesta. Tämä plasmidi pGB950 on esitetty kuviossa 13.A vector containing pUCG418 (see Figure ·. · From Example 5 (a)) was constructed, digested with Xbai and Hindin, · Xa, an XbaI-SalI fragment from pGB901 containing lactase. The * si promoter (see JAvan den Berg et al., Continuation in Part of U.S. Patent Application Serial No. 572.414: J; · Kluyveromyves as a host strain) and synthetic DNA of 2β 109605 also includes part of the 3 'non-coding region of the lactase gene of K.lactis1. This plasmid pGB950 is shown in Figure 13.
pGB950 katkaistiin Sällillä ja XhoI:llä ja synteettinen DNA insertoitiin SAL 1 STU 1 XHO 1pGB950 was cleaved with SalI and XhoI and synthetic DNA was inserted into SAL 1 STU 1 XHO 1
TCGACAAAAATGATCAGTACTAAGACTCCTAGGCCTATCGATTCTCGACAAAAATGATCAGTACTAAGACTCCTAGGCCTATCGATTC
GTTTTTACTAGTCATGATTCTGAGGATCCGGATAGCTAAGAGCTGTTTTTACTAGTCATGATTCTGAGGATCCGGATAGCTAAGAGCT
saatiin plasmidi pGBSCC-6, joka on esitetty kuviossa 13.plasmid pGBSCC-6 was obtained, shown in Figure 13.
StuI-EcoRI-fragmentti pGBSCC-2:sta (katso esimerkki 1), joka sisälsi P450SCC:tä koodittavan alueen, eristettiin ja ulostyöntyvä pää täytettiin käyttäen Klenow-DNA-polymeraa-sia. Tämä fragmentti insertoitiin pGBSCC-6:teen, joka oli katkaistu Stul:llä. Plasmidia, joka sisälsi fragmentin oikeassa suunnassa, kutsuttiin pGBSCC-7:ksi (katso kuvio 14).The StuI-EcoRI fragment from pGBSCC-2 (see Example 1) containing the P450SCC coding region was isolated and the protruding end was filled in using Klenow DNA polymerase. This fragment was inserted into pGBSCC-6, which had been cleaved with StuI. The plasmid containing the fragment in the right direction was called pGBSCC-7 (see Figure 14).
(c) K.lactis 1 in transformaatio » · * · K.laetis-kantaa CBS 2360 kasvatettiin 100 ml:ssa YEPD- kasvatusalustaa (1 % hiivauutetta, 2 % peptonia, 2 % glu- koosimonohydraattia) , joka sisälsi 2,5 ml 6,7%:ista (paino/paino) hiiva-typpiperusliuosta (Difco laboratories), *.* siten että OD61q oli noin 7. 10 millilitrasta viljelmää kerättiin solut sentrifugoimalla, pestiin TE-puskurilla (10 ml Tris-HCl:ää, pH 7,5; 0,1 mM EDTAtta) ja suspendoi- tiin uudestaan 1 ml:aan TE-puskuria. Yhtä suuri tilavuus ;*’* 0,2 M litiumasetaattia lisättiin ja seosta inkuboitiin 1 .V tunti 30 °C:ssa ravistelevassa vesihauteessa. 15 /ug » · pGBSCC-7:ää katkaistiin laktaasipromoottorin ainoasta I · t ·(c) K.lactis 1 transformation »· * · K.laetis strain CBS 2360 was grown in 100ml YEPD medium (1% yeast extract, 2% peptone, 2% glucose monohydrate) containing 2.5 ml 6.7% (w / w) yeast nitrogen stock solution (Difco Laboratories) *, * with an OD61q of about 7. 10 ml of culture was harvested by centrifugation, washed with TE buffer (10 ml Tris-HCl, pH 7.5; 0.1 mM EDTA) and resuspended in 1 ml TE buffer. Equal volume; * '* 0.2 M lithium acetate was added and the mixture was incubated for 1 hour at 30 ° C in a shaking water bath. 15 µg »· pGBSCC-7 was cleaved from the only I · t ·
SacII-kohdasta, saostettiin etanolilla ja suspendoitiin uudestaan 15 yltään TE-puskuria. Tämä DNA-valmiste lisät-f tiin 100 yltään esi-inkuboituja soluja ja inkubointia 29 109605 jatkettiin 30 minuutin ajan. Sen jälkeen lisättiin yhtä suuri tilavuus 7%:ista PEG4000:a ja seosta inkuboitiin 1 tunti samassa lämpötilassa, jonka jälkeen annettiin 5 minuutin lämpöshokki 42 °C:ssa. Sen jälkeen lisättiin 1 ml YEPD-kasvatusalustaa ja soluja inkuboitiin 1,5 tuntia ravistelevassa vesihauteessa 30 °C:ssa. Lopuksi solut kerättiin sentrifugoimalla, suspendoitiin uudestaan 300 yltään YEPDttä ja levitettiin agarlevyille, jotka sisälsivät 15 ml YEPD-agaria ja 300 yg/ml genetisiiniä ja jotka oli päällystetty 1 tunti ennen käyttöä 15 ml:11a YEPD-agaria, jossa ei ollut G418:aa. Pesäkkeitä kasvatettiin 3 päivää 30 °C:ssa.SacII site, ethanol precipitated and resuspended in 15 volumes of TE buffer. This DNA preparation was added to 100 pre-incubated cells and incubation at 29,109,605 was continued for 30 minutes. An equal volume of 7% PEG4000 was then added and the mixture was incubated for 1 hour at the same temperature followed by a 5 minute heat shock at 42 ° C. 1 ml of YEPD medium was then added and the cells incubated for 1.5 hours in a shaking water bath at 30 ° C. Finally, the cells were harvested by centrifugation, resuspended in 300 of YEPD and plated on agar plates containing 15 ml of YEPD agar and 300 µg / ml of geneticin and coated with 15 ml of YEPD agar without G418 for 1 hour before use. The colonies were grown for 3 days at 30 ° C.
(d) Transformanttien analyysi(d) Analysis of transformants
Transformantteja ja kontrollikantaa CBS 2360 kasvatettiin YEPD-kasvatusalustassa noin 64 tuntia 30 °C:ssa. Solut kerättiin sentrifugoimalla, suspendoitiin uudestaan fysiologiseen suolaliuokseen, niin että OD610 oli 300, ja rikottiin ravistelemalla lasihelmien kanssa 3 minuutin ajan vortex-sekoittimella maksiminopeutta käyttäen. Solujätteet poistet-tiin sentrifugoimalla 10 minuuttia 4500 kierr./min Hearaeus « »Transformants and control strain CBS 2360 were grown in YEPD medium for approximately 64 hours at 30 ° C. Cells were harvested by centrifugation, resuspended in physiological saline at OD610 of 300, and disrupted by vortexing with glass beads for 3 minutes at maximum speed. Cell debris was removed by centrifugation for 10 minutes at 4500 rpm Hearaeus «»
Christ minisentrifugi GLtssä. Supernatanteista otettiin 40 ylt n näytteet analyysiä varten immunoblot-testeihin (katso » i * •;j : kuvio 15A, kaista 3 ja kuvio 15B, kaista 4).Christ mini centrifuge at GL. Supernatants were sampled at 40 for analysis in immunoblot assays (see »i * •; j: Fig. 15A, lane 3 and Fig. 15B, lane 4).
* I i « » '.· Tulokset osoittavat, että odotetun pituinen proteiini ilmen tyy K.laetis-soluissa, jotka on transformoitu pGBSCC-7:llä. Transformantti nimettiin K.lactis SCC-101:ksi.* The results indicate that the expected length of protein is expressed in K. laetis cells transformed with pGBSCC-7. The transformant was named K.lactis SCC-101.
* I t I l · » ** I t I l · »*
t It I
< t » f «Ml<t »f« Ml
< t I I<t I I
» » 30»» 30
Esimerkki 6 P450SCC:n rakentaminen, transformointi ja ilmentäminen hiivassa Saccharomyces cerevisiae (a) Ilmentymiskasetin rakentaminenExample 6 Construction, Transformation and Expression of P450SCC in Yeast Saccharomyces cerevisiae (a) Construction of an Expression Cassette
Laktaasi-promoottorin poistamiseksi pGB950 (katso esimerkki 4(b)) katkaistiin Xbal:llä ja Sällillä, ulostyöntyvät päät täytettiin käyttäen Klenow-DNA-polymeraasia ja sen jälkeen ligoitiin. Muodostuneessa plasmidissa pGBSCC-8 Xbal-kohta on tuhoutunut mutta Sali-kohta on säilynyt.To remove the lactase promoter, pGB950 (see Example 4 (b)) was cleaved with XbaI and SalI, the protruding ends were filled using Klenow DNA polymerase and then ligated. In the resulting plasmid pGBSCC-8 the XbaI site is deleted but the SalI site is preserved.
Sali-fragmentti pGB161:stä (katso J.A. van den Berg et ai., EP 96430), joka sisälsi isosytokromi CI (cyc l)-pro-moottorin S.cerevisiae'sta, eristettiin ja osittain katkaistiin XhoI:llä. 670 emäsparia oleva XhoI-Sali-fragmentti eristettiin ja kloonattiin pGBSCC-8:n Sali-kohtaan. Valitussa plasmidissa pGBSCC-9 Sali-kohta cyc 1-promoottorin ja laktaasigeenin 3' ei-koodittavan alueen välillä on säi-lynyt (kuvio 16) (Hindlll osittain katkaistu).A sal fragment from pGB161 (see J.A. van den Berg et al., EP 96430) containing the isocytochrome CI (cycl) promoter from S.cerevisiae was isolated and partially cleaved with XhoI. The 670 bp XhoI-SalI fragment was isolated and cloned into the SalI site of pGBSCC-8. In the selected plasmid pGBSCC-9, the SalI site between the cγc promoter and the 3 'non-coding region of the lactase gene is retained (Fig. 16) (HindIII partially truncated).
• · · ·• · · ·
Sall-Hindlll-fraqmentti pGBSCC-7:stä, joka sisälsi ;··; P45gSCC:tä koodittavan alueen, insertoitiin pGBSCC-9 :ään, :·: joka oli katkaistu Sällillä ja Hindlll 111a. Muodostuneessa *...· plasmidissa PGBSCC-10 P450SCCitä koodittava alue on cyc ·' 1-promoottorin alapuolella (kuvio 17).SalI HindIII fragment of pGBSCC-7 containing; ··; The coding region for p45gSCC, inserted into pGBSCC-9: ·: which had been cleaved with SalI and HindIIIa. In the resulting * ... · plasmid PGBSCC-10, the P450SCC coding region is below the cγc1 promoter (Figure 17).
(b) S.cerevisiae1 n transformointi .···. S.cerevisiae-kantaa D273-10B (ATCC 25657) kasvatettiin 100 mlissa YEPDitä yön yli 30 °Cissa, sen jälkeen laimennet-’·. tiin (1:10000) uuteen kasvatusalustaan ja kasvatettiin si ten, että lukema OD610 oli 6. Solut 10 mlista viljelmää kerättiin sentrifugoimalla ja suspendoitiin 5 ml:aan TE-: .· puskuria. Solut kerättiin taas sentrifugoimalla, suspen- 109605 31 doitiin 1 ml:aan TE-puskuria ja lisättiin 1 ml 0,2 M li-tiumasetaattia. Soluja inkuboitiin 1 tunti ravistelevassa vesihauteessa 30 °C:ssa. 15 yg pGBSCC 10:tä katkaistiin cyc l-promoottorin ainoasta Mlul-kohdasta, saostettiin etanolilla ja suspendoitiin uudestaan 15 yl:aan TE:tä.(b) Transformation of S.cerevisiae1 ···. S.cerevisiae strain D273-10B (ATCC 25657) was grown in 100 ml of YEPD overnight at 30 ° C, then diluted. (1: 10,000) in new medium and grown to an OD610 of 6. Cells in 10 ml of culture were harvested by centrifugation and suspended in 5 ml of TE- / buffer. The cells were again collected by centrifugation, the suspension was added to 1 ml of TE buffer and 1 ml of 0.2 M lithium acetate was added. The cells were incubated for 1 hour in a shaking water bath at 30 ° C. 15 µg of pGBSCC 10 were cleaved from the single MluI site of the cyc1 promoter, ethanol precipitated and resuspended in 15 µl TE.
Tämä DNA-valmiste lisättiin 100 yl:aan esi-inkuboituja hiivasoluja ja inkuboitiin (ravistellen) 30 minuuttia 30 °C:ssa. Lisättiin 115 yl 70%:ista PEG4000-liuosta, jonka jälkeen inkubointia jatkettiin 60 minuuttia ilman ravistelua. Sen jälkeen soluille annettiin 5 minuutin lämpöshokki 42 °C:ssa, lisättiin 1 ml YEPD-kasvatusalustaa, inkuboitiin 1,5 tuntia 30 °C:ssa ravistelevassa vesihauteessa. Lopuksi solut kerättiin sentrifugoimalla, suspendoitiin uudestaan 300 yl:aan YEPD:tä ja levitettiin YEPD-agarle-vyille, jotka sisälsivät genetisiiniä (300 yg/ml). Pesäkkeitä kasvatettiin 3 päivää 30 °C:ssa.This DNA preparation was added to 100 µl of pre-incubated yeast cells and incubated (shaking) for 30 minutes at 30 ° C. 115 µl of a 70% PEG4000 solution was added, followed by incubation for 60 minutes without shaking. The cells were then subjected to a 5 minute heat shock at 42 ° C, added 1 ml of YEPD medium, incubated for 1.5 hours at 30 ° C in a shaking water bath. Finally, cells were harvested by centrifugation, resuspended in 300 µl YEPD and plated on YEPD agar plates containing 300 µg / ml geneticin. The colonies were grown for 3 days at 30 ° C.
(c) Transformanttien analyysi(c) Analysis of transformants
Transformantteja ja kontrollikantaa kasvatettiin YEPL-kas-vatusalustassa (1 % hiivauutetta, 2 % baktopeptonia, 3,48 % K2HP04:ää ja 2,2 % 90%:ista L-(+)maitohappoliuosta, en-nen sterilointia pH säädetiin arvoon 6,0 käyttäen 25%:ista ;··; ammoniakkiliuosta. ) 64 tuntia 30 °C:ssa. Edelleen analyysi : suoritettiin kuten esimerkissä 5(d) kuvataan.Transformants and control strain were grown in YEPL medium (1% yeast extract, 2% bactopeptone, 3.48% K2HPO4 and 2.2% 90% L - (+) lactic acid solution, pH adjusted to 6 before sterilization, 0 using 25%; ··; ammonia solution.) For 64 hours at 30 ° C. Further analysis: performed as described in Example 5 (d).
·',· ·' immunoblot-analyysi osoittaa P450SCC:n ilmentymisen S.ce- revisiae1ssa (kuvio 15A, kaista 1).· ', · ·' Immunoblot analysis indicates the expression of P450SCC in S.cevievisiae (Fig. 15A, lane 1).
32 10960532 109605
Esimerkki 7 DNA:ta koodittavan esi-P^pSCCtn rakentaminen, transfor-mointi ja ilmentäminen hiivassa Kluyveromyces lactis (a) Ilmentymiskasetin rakentaminenExample 7 Construction, Transformation, and Expression of Protein-pSCC-1 Encoding DNA in Yeast Kluyveromyces lactis (a) Construction of an Expression Cassette
Plasmidi pGB950 (katso esimerkki 5(b)) katkaistiin Sali: llä ja xhol:llä ja synteettinen DNA insertoitiin:Plasmid pGB950 (see Example 5 (b)) was digested with SalI and XhoI and synthetic DNA was inserted:
SAL ISAL I
TCGACAAAAATGTTGGCTCGAGGTTTGCCATTGAGATCCGCTTTGGTTAAGGCTTGTCCTCGACAAAAATGTTGGCTCGAGGTTTGCCATTGAGATCCGCTTTGGTTAAGGCTTGTCC
GTTTTTACAACCGAGCTCCAAACGGTAACTCTAGGCGAAACCAATTCCGAACAGGGTTTTTACAACCGAGCTCCAAACGGTAACTCTAGGCGAAACCAATTCCGAACAGG
ACCAATCTTGTCCACTGTTGGTGAAGGTTGGGGTCACCACAGAGTTGGTACTGGTGAAGGACCAATCTTGTCCACTGTTGGTGAAGGTTGGGGTCACCACAGAGTTGGTACTGGTGAAGG
TGGTTAGAACAGGTGACAACCACTTCCAACCCCAGTGGTGTCTCAACCATGACCACTTCCTGGTTAGAACAGGTGACAACCACTTCCAACCCCAGTGGTGTCTCAACCATGACCACTTCC
STU 1 XHO 1STU 1 XHO 1
TGCTGGTATCAGTACTAAGACTCCTAGGCCTATCGATTCTGCTGGTATCAGTACTAAGACTCCTAGGCCTATCGATTC
ACGACCATAGTCATGATTCTGAGGATCCGGATAGCTAAGAGCTACGACCATAGTCATGATTCTGAGGATCCGGATAGCTAAGAGCT
*“* muodostui plasmidi pGBSCC-11 (kuvio 18). Samalla tavalla kuin on kuvattu esimerkissä 5(b), pGBSCC-2:n P450SCC:tä ;··· koodittava alue insertoitiin pGBSCC-11 :een, joka oli kat- ···’ ·' kaistu Stul:llä. Plasmidia, joka sisälsi fragmentin oike- assa suunnassa, kutsuttiin pGBSCC-12 :ksi (kuvio 18).The plasmid pGBSCC-11 was generated (Figure 18). In a similar manner to that described in Example 5 (b), the P450SCC of pGBSCC-2; ··· the coding region was inserted into pGBSCC-11, which was cut by Stul. The plasmid containing the fragment in the right direction was called pGBSCC-12 (Figure 18).
(b) K♦lactis1 in transformointi ja transformanttien analyysi K.lactis'in transformointi pGBSCC-12:11a suoritettiin esi-.···. merkissä 5(c) kuvatulla tavalla. Transformantit analysoi- .·’’’ tiin esimerkissä 5(d) esitetyllä tavalla. Analyysi osoit- *.. taa, että K.lactis tuottaa P45QSCC:tä (kuvio 15B, kaista 3).(b) Transformation of K ♦ lactis1 and analysis of transformants Transformation of K.lactis with pGBSCC-12 was performed pre-···. 5 (c). Transformants were analyzed as described in Example 5 (d). Analysis indicates that K.lactis produces P45QSCC (Figure 15B, lane 3).
33 10960533 109605
Esimerkki 8 DNA:ta koodittavan esi-P450SCC:n rakentaminen, transformer inti ja ilmentäminen hiivassa Saccharomyces cerevisiae (a) Ilmentymiskasetin rakentaminenEXAMPLE 8 Construction, Transformation and Expression of Protein P450SCC Encoding DNA in Yeast Saccharomyces cerevisiae (a) Construction of Expression Cassette
Sall-Hindlll-fraqmentti (Hindlll osittain katkaistu) pGBSCC-12:sta, joka sisälsi esi-P450SCC:tä koodittavan alueen, insertoitiin pGBSCC-9:ään, joka oli katkaistu Sällillä ja Hindlll:11a. Muodostunutta plasmidia kutsuttiin pGBSCC-13:ksi (kuvio 19).The SalI HindIII fragment (HindIII partially truncated) of pGBSCC-12 containing the coding region for pre-P450SCC was inserted into pGBSCC-9 which had been digested with SalI and HindIII. The resulting plasmid was called pGBSCC-13 (Figure 19).
(b) S.cerevisiae1 n transformaatio ja transformanttien analyysi S.cerevisiae-kanta D273-10B transformoitiin pGBSCC-13:11a kuten esimerkissä 6(b) kuvataan. Transformantit analysoitiin esimerkissä 5(c) esitetyllä tavalla. Tulos, joka on esitetty kuviossa 15C (kaista 3), osoittaa että S.cerevi-siae ilmentää P450SCC:tä. Yhdestä transformantista SCC-15 , ,· analysoitiin edelleen sen P450SCC in vitro-aktiivisuus "! (katso esimerkki 12).(b) Transformation of S.cerevisiae and analysis of transformants S.cerevisiae strain D273-10B was transformed with pGBSCC-13 as described in Example 6 (b). Transformants were analyzed as described in Example 5 (c). The result, shown in Figure 15C (lane 3), shows that S.cerevisiae expresses P450SCC. One transformant, SCC-15,, was further analyzed for its P450SCC in vitro activity (see Example 12).
• · : Esimerkki 9 ♦ « a ·.· * P45QSCC-sekvenssien, jotka ovat fuusioituneet Saccharomy ces cerevisiae1 sta peräisin olevan sytokromioksidaasi VI:n esi-alueeseen, rakentaminen, transformaatio ja ilmentäminen * I » (a) Ilmentymiskasetin rakentaminenExample 9 Construction, Transformation and Expression of P45QSCC Sequences Fused to Saccharomy ces cerevisiae1 Pre-Region * I »(a) Construction of an Expression Cassette
• M I• M I
Plasmidi pGB950 [katso esimerkki 6 (b)] katkaistiin Sali: HS ja XhoI:llä ja synteettinen DNA insertoitiin: 34 109605Plasmid pGB950 [see Example 6 (b)] was digested with SalI: HS and XhoI and synthetic DNA was inserted: 34,109,605
SAL ISAL I
TCGACAAAAATGTTGTCTCGAGCTATCTTCAGAAACCCAGTTATCAACAGAACTTTGTTTCGACAAAAATGTTGTCTCGAGCTATCTTCAGAAACCCAGTTATCAACAGAACTTTGTT
GTTTTTACAACAGAGCTCGATAGAAGTCTTTGGGTCAATAGTTGTCTTGAAACAAGTTTTTACAACAGAGCTCGATAGAAGTCTTTGGGTCAATAGTTGTCTTGAAACAA
GAGAGCTAGACCAGGTGCTTACCACGCTACTAGATTGACTAAGAACACTTTCATCCAATCGAGAGCTAGACCAGGTGCTTACCACGCTACTAGATTGACTAAGAACACTTTCATCCAATC
CTCTCGATCTCGTCCACGAATGGTGCGATGATCTAACTGATTCTTGTGAAAGTAGGTTAGCTCTCGATCTCGTCCACGAATGGTGCGATGATCTAACTGATTCTTGTGAAAGTAGGTTAG
STU 1 XHO 1STU 1 XHO 1
CAGAAAGTACATCAGTACTAAGACTCCTAGGCCTATCGATTCCAGAAAGTACATCAGTACTAAGACTCCTAGGCCTATCGATTC
GTCTTTCATGTAGTCATGATTCTGAGGATCCGGATAGCTAAGAGCTGTCTTTCATGTAGTCATGATTCTGAGGATCCGGATAGCTAAGAGCT
saatiin plasmidi pGBSCC-14.plasmid pGBSCC-14 was obtained.
Aminohapposekvenssi sytokromioksidaasi Vl:n (COX VI) esi-sekvenssistä otettiin artikkelista, jonka ovat esittäneet Wright et ai. (J.Biol.Chem., 259, 15401-15407, 1984). Synteettinen DNA suunniteltiin käyttäen edullisia hiivakodo-neja. pGBSCC-2:n P450SCC:tä koodittava alue insertoitiin pGBSCC-14:sta, joka oli katkaistu Stul:llä, samalla tavalla kuin on kuvattu esimerkissä 5(b). Plasmidia, joka si-si mallissa samassa lukuvaiheistuksessa COX VI esi-sek- « venssin kanssa P450SCC:tä koodittavan sekvenssin, kutsut-tiin pGBSCC-15 :ksi (kuvio 20).The amino acid sequence from the cytochrome oxidase V1 (COX VI) precursor was taken from Wright et al. (J. Biol. Chem. 259, 15401-15407, 1984). Synthetic DNA was designed using preferred yeast codons. The P450SCC coding region of pGBSCC-2 was inserted from pGBSCC-14, which had been cleaved with Stu I, as described in Example 5 (b). The plasmid, which contained the coding sequence for P450SCC in the same reading frame as the COX VI precursor, was called pGBSCC-15 (Figure 20).
* * ·* * ·
* I* I
(b) K.lactis1 in transformaatio ja transformanttien analyysi K. lactis 1 in transformaatio pGBSCC-15 : sta suoritettiin esimerkissä 5(c) kuvatulla tavalla. Transformantit analysoitiin esimerkissä 5(d) esitetyllä tavalla. Tulos (kuvio 15B, kaista 2) osoittaa, että P450SCC ilmentyy.(b) K.lactis 1 transformation and analysis of transformants K. lactis 1 transformation from pGBSCC-15 was performed as described in Example 5 (c). Transformants were analyzed as described in Example 5 (d). The result (Figure 15B, lane 2) indicates that P450SCC is expressed.
MMMM
Esimerkki 10 35 109605 P45QSCC-sekvenssien, jotka ovat fuusioituneet Saccharomyces cerevisiae1sta peräisin olevan sytokromioksidaasi VI:n esi-alueen kanssa, rakentaminen, transformaatio ja ilmentäminen (a) Ilmentymiskasetin rakentaminenExample 10 35 109605 Construction, Transformation and Expression of P45QSCC Sequences Fused to Saccharomyces cerevisiae Cytochrome Oxidase VI Precursor (a) Construction of an Expression Cassette
Sall-Hindlll-fragmentti (Hindlll osoittain katkaistu) pGBSCC-15:sta, joka sisälsi P450SCC:tä koodittavan alueen, joka oli liitetty COX VI:n esi-sekvenssiin, insertoitiin pGBSCC-9:ään, joka oli katkaistu Sällillä ja Hindlll:11a. Muodostunutta plasmidia kutsuttiin pGBSCC-16:ksi (kuvio 21).The SalI-HindIII fragment (HindIII cut-off) of pGBSCC-15 containing the P450SCC coding region flanked by the COX VI precursor was inserted into pGBSCC-9 which had been digested with SalI and HindIII. . The resulting plasmid was called pGBSCC-16 (Figure 21).
(b) S.cerevisiae1 n transformaatio ja transformanttien analyysi S.cerevisiae-kanta D27 3-10B transformoitiin pGBSCC-16:11a esimerkissä 6(b) esitetyllä tavalla. Transformantit analy- soitiin esimerkissä 6(c) esitetyllä tavalla. Tulos, joka ' on esitetty kuviossa 15C (kaista 2), osoittaa, että “! P450SCC ilmentyy S.cerevisiae1ssa.(b) Transformation of S.cerevisiae and analysis of transformants S.cerevisiae strain D27 3-10B was transformed with pGBSCC-16 as described in Example 6 (b). The transformants were analyzed as in Example 6 (c). The result 'shown in Figure 15C (lane 2) shows that'! P450SCC is expressed in S.cerevisiae.
« ·’··’ ' Esimerkki 11 * »«· '··' 'Example 11 *»
♦ 1 · t I♦ 1 · t I
•V P450SCC:n in vivo-aktiivisuus Bacillus licheniformis SCC- 201:ssä.• In vivo activity of V P450SCC in Bacillus licheniformis SCC-201.
B.licheniformis SCC-201 saatiin esimerkissä 3 esitetyllä tavalla. Organismi ympättiin 100 ml:aan kasvatusalustaa A.B. licheniformis SCC-201 was obtained as described in Example 3. The organism was inoculated in 100 ml of culture medium A.
· Kasvatusalustan A koostumus on seuraava: kalsiumkloridiheksahydraatti 1 g ammoniumsulfaatti 5 g t · : .· magnesiumkloridiheksahydraatti 2,25 g 36 109605 mangaanisulfaattitetrahydraatti 20 mg kobolttikloridiheksahydraatti 1 mg sitruunahappomonohydraatti 1,65 g tislattu vesi 600 ml hivenaineiden varastoliuos 1 ml vaahdonestoaine (SAG 5693) 0,5 mg· The composition of culture medium A is as follows: calcium chloride hexahydrate 1 g ammonium sulfate 5 g · · · magnesium chloride hexahydrate 2.25 g 36 109605 manganese sulfate tetrahydrate 20 mg cobalt chloride hexahydrate 1 mg citric acid monohydrate 5 mg
Hivenaineiden varastoliuos sisälsi tislattua vesilitraa kohti:The micronutrient stock solution contained per liter of distilled water:
CuS04.5H2o 0,75 g H2HO2 0,60 g KI 0,30 gCuS04.5H2o 0.75 g H2HO2 0.60 g KI 0.30 g
FeS04(NH4)2S04.2H20 27 gFeSO 4 (NH 4) 2 SO 4 .2H 2 O 27 g
ZnS04.7H20 5 g sitruunahappo.H20 15 gZnS04.7H2O 5 g of citric acid.H2O 15 g
MnS04.H20 0,45 gMnSO4 .H2O 0.45 g
Na2Mo04.H20 0,60 g H2S04 (96%:inen) 3 mlNa 2 Mo 04.H 2 O 0.60 g H 2 SO 4 (96%) in 3 mL
Steriloitiin ja jäähdytettiin 30 °C:seen, jonka jälkeen kasvatusalustan täydentämiseksi siihen lisättiin 60 g mal-toosimonohydraattia liuotettuna 200 ml:aan tislattua vettä (steriloitu 20 min, 120 °C), 200 ml 1 M kaliumfosfaatti- » ? * ·**: puskuria (pH 6,8, steriloitu 20 min, 120 °C) , 1,7 g hiiva- * · typpiemästä (Difco) liuotettuna 100 ml:aan tislattua vettäAfter sterilization and cooling to 30 ° C, 60 g of maltose monohydrate dissolved in 200 ml of distilled water (sterilized for 20 min, 120 ° C), 200 ml of 1 M potassium phosphate were added to supplement the culture medium. * · **: buffer (pH 6.8, sterilized for 20 min, 120 ° C), 1.7 g of yeast * · nitric base (Difco) dissolved in 100 ml of distilled water
Mi (steriloitu membraanisuodatuksella) .Mi (sterilized by membrane filtration).
• | • »• | • »
Viljelmää kasvatettiin 64 tuntia 37 °C:ssa ja sen jälkeen 2 ml tätä viljelmää lisättiin ymppinä 100 ml:aan kasvatus-alustaa A, joka sisälsi 10 mg kolesterolia. Kolesteroli ,·· lisättiin liuoksena, jossa oli 10 mg kolesterolia, 0,75 mlThe culture was grown for 64 hours at 37 ° C and then 2 ml of this culture was inoculated into 100 ml of culture medium A containing 10 mg of cholesterol. Cholesterol ··· was added as a solution of 10 mg cholesterol, 0.75 mL
Tergitol™/etanoli-seosta (1:1, til./til.) ja 20 /Ui Tween \ , 80™. Viljelmää kasvatettiin 48 tuntia 37 eC:ssa, jonka jälkeen viljelmä uutettiin 100 ml:11a dikloorimetaania.Tergitol ™ / ethanol (1: 1, v / v) and 20 µL of Tween 80 ™. The culture was grown for 48 hours at 37 ° C, after which the culture was extracted with 100 ml of dichloromethane.
‘Seos erotettiin sentrifugoimalla ja orgaaninen liuotinker-: V ros otettiin talteen. Uuttoprosessi toistettiin kaksi ker- » » i 109605 37 taa ja 3 x 100 ml:n dikloorimetaanifraktiot yhdistettiin. Dikloorimetaani haihdutettiin tyhjötislaamalla ja kuivatusta uutteesta (noin 450 mg) analysoitiin pregnenoloni käyttäen kaasukromatografia-massaspektrometriyhdistelmää.The mixture was separated by centrifugation and the organic solvent was collected. The extraction process was repeated twice x 109605 and the 3 x 100 mL dichloromethane fractions were combined. The dichloromethane was evaporated by vacuum distillation and the dried extract (about 450 mg) was analyzed for pregnenolone using a gas chromatography-mass spectrometer combination.
GC-MS-analyysiGC-MS analysis of
Kuivatusta uutteesta otettiin määrätty määrä ja silyloi-tiin lisäämällä pyridiini-bis(trimetyylisilyyli)trifluori-asetamidin ja trimetyylikloorisilaanin seosta. Silyloitu näyte analysoitiin GL-MS-DS-yhdistelmällä (Carlo Erba MEGA 5160-Finnigan MAT 311A-Kratos DS 90) valitussa ionimallis-sa. Kaasukromatografointi suoritettiin seuraavissa oloissa: injektio liikkuvalla neulalla 300 °C:ssa; kolonni M.cpsil29, sisähalkaisija 0,25, pinnoite df 0,2 ym, operointi 300 °C:ssa, isoterminen; suora siirto MS-laittee-seen.A predetermined amount of the dried extract was taken and silylated by adding a mixture of pyridine-bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide and trimethylchlorosilane. The silylated sample was analyzed by the GL-MS-DS combination (Carlo Erba MEGA 5160-Finnigan MAT 311A-Kratos DS 90) in the selected ion model. Gas chromatography was performed under the following conditions: injection using a moving needle at 300 ° C; M.cpsil29 column, 0.25 internal diameter, coating df 0.2 µm, operating at 300 ° C, isothermal; direct transfer to MS.
Näytteet analysoitiin havaitsemalla ionit m/z 298 pregne-nolonista resoluutiolla 800. Mittauksista käy selville, että kun isäntäkantana on B.licheniformis T5, mitään preg-:· nenolonia ei havaita (havaitsemisraja 1 pikogramma), kun : taas B.licheniformis SCC-201:n ollessa kyseessä pregne- nolonin tuotanto on helposti havaittavissa.Samples were analyzed by detecting ions at m / z 298 from the pregneolone at resolution 800. Measurements show that when the host strain is B.licheniformis T5, no preg-: nenolone is detected (detection limit 1 picogram) while: B.licheniformis SCC-201 in the case of Pregnonone production is readily detectable.
Esimerkki 12Example 12
Saccharomyces cerevisiae SCC-105:stä saadun P45gSCC:n in vi_tro-aktiivisuus S-cerevisiae SCC-105, joka saatiin esimerkissä 8 esite-tyllä tavalla, ympättiin 100 mitään kasvatusalustaa B.The vi-tro activity of P45gSCC from Saccharomyces cerevisiae SCC-105, obtained as shown in Example 8, was inoculated with 100 media B each.
Kasvatusalusta B sisälsi tislattua vesilitraa kohti: hiivauute 10 g , . Bacto Peptone (Oxoid) 20 g 38 109605 maitohappo (90%:inen) 20 g dikaliumfosfaatti 35 g pH = 5,5 (säädettiin ammoniakilla 25%:inen, paino/paino) Tätä viljelmää kasvatettiin 48 tuntia 30 °C:ssa ja sen jälkeen tätä viljemää käytettiin ymppinä fermentoriin, joka sisälsi kasvatusalustan C.Culture medium B contained per liter of distilled water: yeast extract 10 g. Bacto Peptone (Oxoid) 20 g 38 109605 Lactic acid (90%) 20 g Dipotassium phosphate 35 g pH = 5.5 (25% w / w ammonia adjusted) This culture was grown for 48 hours at 30 ° C and afterwards, this culture was used as inoculum for fermentor containing medium C.
Kasvatusalustan C muodosti: hiivauute 100 gCulture medium C consisted of: yeast extract 100 g
Bacto Peptone (Oxoid) 200 g maitohappo (90%:inen) 220 ml dikaliumvetyfosfaatti 35 g tislattu vesi 7800 ml pH säädettiin arvoon 6,0 ammoniakilla (25%) ja fermentori, jossa oli kasvatusalusta, steriloitiin (1 tunti, 120 °C).Bacto Peptone (Oxoid) 200 g Lactic Acid (90%) 220 ml Dipotassium hydrogen phosphate 35 g Distilled water 7800 ml pH was adjusted to 6.0 with ammonia (25%) and the fermentor containing the medium was sterilized (1 hour at 120 ° C). .
Jäähdytettiin, jonka jälkeen 2,4 g genetisiiniä liuotettuna 25 ml:aan tislattua vettä steriloitiin membraanisuodat-tamalla ja lisättiin kasvatusalustaan. Ympättyä seosta kasvatettiin pyörivässä reaktorissa (800 kierr/min) 30 °C: _ ssa, samalla kun steriiliä ilmaa puhallettiin kasvatuslie- : men lävitse nopeudella 300 1/h ja pH pidettiin automaatti- ··· sesti arvossa 6,0 4 N H2S04:llä ja 5%:isella NH4OH:lla : .·. (5%:inen NH4OH tislatussa vedessä, steriloitiin membraani- .··. suodattamalla). 48 tunnin kuluttua aloitettiin mainothapon !” (90%:inen, steriloitu membraanisuodatuksella) syöttö no- ' peudella 20 g/h. Sen jälkeen fermentaatio jatkui 40 tunnin ajan, jonka jälkeen solut kerättiin sentrifugoimalla (4000 x g, 15 minuuttia).After cooling, 2.4 g of geneticin dissolved in 25 ml of distilled water were sterilized by membrane filtration and added to the culture medium. The inoculated mixture was grown in a rotary reactor (800 rpm) at 30 ° C while sterile air was bubbled through the culture broth at 300 L / h and the pH was automatically maintained at 6.0 4 N H2SO4: and 5% NH4OH:. (5% NH4OH in distilled water, sterilized by membrane filtration). After 48 hours, the supply of advertising acid! ”(90% sterilized by membrane filtration) was started at a rate of 20 g / h. The fermentation was then continued for 40 hours, after which the cells were harvested by centrifugation (4000 x g, 15 minutes).
Pelletti pestiin 0,9%:isella (paino/paino) NaCl:llä, jonka : : jälkeen sentrifugoitiin (4000 x g, 15 minuuttia), pelletti pestiin fosfaattipuskurilla (50 mM, pH 7,0) ja solut ke- . rättiin sentrifugoimalla (4000 x g, 15 minuuttia). Pellet- . . ti otettiin talteen fosfaattipuskuriin (50 mM, pH 7,0), • > 39 109605 muodostuneessa suspensiossa märkäpaino oli 0,5 g/ml. Tämä suspensio käsiteltiin DynoR-myllyssä (Willy A.Bachofen Ma-schinenfabrik, Basel, Sveitsi). Rikkoutumattomat solut poistettiin sentrifugoimalla (4000 x g, 15 minuuttia). So-luvapaa uute (2250 ml, 15-20 mg proteiinia/ml) varastoitiin -20 °C:ssa.The pellet was washed with 0.9% (w / w) NaCl followed by centrifugation (4000 x g, 15 minutes), the pellet washed with phosphate buffer (50 mM, pH 7.0) and the cells boiled. was shaken by centrifugation (4000 x g, 15 minutes). Pellets. . t1 was recovered in phosphate buffer (50 mM, pH 7.0),> 39 109605 in suspension formed had a wet weight of 0.5 g / ml. This suspension was treated in a DynoR mill (Willy A.Bachofen Maschinenfabrik, Basel, Switzerland). Unbroken cells were removed by centrifugation (4000 x g, 15 minutes). The cell-free extract (2250 ml, 15-20 mg protein / ml) was stored at -20 ° C.
P450SCC puhdistettiin karkeasti seuraavalla menetelmällä. 50 ml:sta sulatettua soluvapaata uutetta, pelletoitiin raakamembraanifraktio ultrasentrifugoimalla (125000 x g, 30 minuuttia) ja suspendoitiin uudestaan 50 ml:aan 75 mM kaliumfosfaattiliuosta (pH 7,0), joka sisälsi 1 % natrium-kolaattia. Tätä dispersiota sekoitettiin varovasti 1 tunti 0 °C:ssa, jonka jälkeen sentrifugoitiin (125000 x g, 60 minuuttia). Näin saatuun supernatanttiin, joka sisälsi liukenevat membraaniproteiinit, lisättiin (NH4)2S04:ää (30%:inen, paino/til.) samalla kun pH pidettiin arvossa 7 lisäämällä pieniä määriä NH4OH-liuosta (6 N). Suspensiota sekoitettiin 20 minuuttia 0 °C:ssa, jonka jälkeen seostettujen proteiinien fraktio kerättiin sentrifugoimalla (15000 x g, 10 minuuttia). Pelletti suspendoitiin uudes-’· taan 2,5 ml:aan 100 mM kaliumfosfaattipuskuria (pH 7,0), ; joka sisälsi 0,1 mM ditiotreitolia ja 0,1 mM EDTA:ta. Tämä suspensio eluoitiin geelisuodatuspylväässä (PD10, Pharma-; ·. cia), saatiin 3,5 ml proteiinifraktiota (6 mg/ml), josta ’11.' suola oli poistettu ja josta testattiin P450SCC-aktiivi- suus.The P450SCC was roughly purified by the following procedure. From 50 ml of thawed cell-free extract, the crude membrane fraction was pelleted by ultracentrifugation (125,000 x g, 30 minutes) and resuspended in 50 ml of 75 mM potassium phosphate solution (pH 7.0) containing 1% sodium cholate. This dispersion was gently stirred for 1 hour at 0 ° C, followed by centrifugation (125,000 x g, 60 minutes). To the supernatant thus obtained containing soluble membrane proteins was added (NH 4) 2 SO 4 (30% w / v) while maintaining the pH at 7 by adding small amounts of NH 4 OH (6 N). The suspension was stirred for 20 minutes at 0 ° C, after which the fraction of the blended proteins was collected by centrifugation (15000 x g, 10 minutes). The pellet was resuspended in 2.5 ml of 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0); containing 0.1 mM dithiothreitol and 0.1 mM EDTA. This suspension was eluted on a gel filtration column (PD10, Pharma; · cia) to give 3.5 ml of a protein fraction (6 mg / ml) of which '11. desalted and tested for P450SCC activity.
P45oSCC-aktiivisuus määritettiin testillä, joka olennaisesti perustuu menetelmään, jonka Doering on esittänyt (Methods Enzymology, ljj, 591-596, 16969). Testiseos muo-: * dostui seuraavista liuoksista:P45oSCC activity was determined by a test substantially based on the method reported by Doering (Methods Enzymology, ljj, 591-596, 16969). The test mixture form: * consisted of the following solutions:
Liuos A (luonnollinen P450SCC-elektronidonorisysteemi): 10 mM kaliumfosfaattipuskuria (pH 7,0), joka sisältää ‘ 3 mM EDTA:ta, 3 mM fenyylimetyylisulfonyylifluoridia 40 109605 (PMSF), 20 μΜ adrenodoksiinia ja 1 μΜ adrenodoksiinireduk-taasia (elektronin kantajia, molemmat puhdistettu naudan lisämunuaiskuorikerroksesta); l mM NADPH:ta (elektronidonori) ja 15 mM glukoosi-6-fosfaattia ja 8 yksikköä/ml glukoosi-6-fosfaattidehydraasia (NADPH:ta uudelleenmuodostava systeemi).Solution A (natural P450SCC electron donor system): 10 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0) containing '3 mM EDTA, 3 mM phenylmethylsulfonyl fluoride 40 109605 (PMSF), 20 μΜ adrenodoxin and 1 μΜ adrenodoxin reductase, both purified from bovine adrenal cortex); 1 mM NADPH (electron donor) and 15 mM glucose-6-phosphate and 8 units / ml glucose-6-phosphate dehydrase (NADPH reconstituting system).
Liuos B (substraatti): misellaarinen liuos, jossa on 37,5 μΜ kolesterolia (kak-soisradioleimattu [26,27-14C]kolesterolilla (40 Ci/mooli) ja [7 alfa-3H]kolesterolilla (400 Ci/mooli) 10%:isessa (til./til.) Tergitol™NP40/etanoli-seoksessa (1:1, til./til. ) .Solution B (substrate): micellar solution containing 37.5 μΜ cholesterol (double radiolabelled with [26.27-14C] cholesterol (40 Ci / mole) and [7 alpha-3H] cholesterol (400 Ci / mole) 10% (v / v) in Tergitol ™ NP40 / ethanol (1: 1 v / v).
Testi aloitettiin sekoittamalla 75 μΐ liuosta A 50 μ1:η kanssa liuosta B ja 125 μ1:η kanssa karkeasti puhdistettua P45oSCC-fraktiota (tai vertailuna puskuria). Seosta sekoitettiin varovasti 30 °C:ssa. Näytteet (50 μΐ) otettiin 0, 30 ja 180 minuutin kuluttua ja laimennettiin 100 μ1:1ΐ8 vettä.The assay was started by mixing 75 μΐ of solution A with 50 μ1 of solution B and 125 μ1 of η roughly purified P45oSCC fraction (or control buffer). The mixture was gently stirred at 30 ° C. Samples (50 μΐ) were taken after 0, 30 and 180 minutes and diluted with 100 μ1: 1ΐ8 water.
» · » : Laimennettuun näytteeseen lisättiin metanolia (100 μΐ) ja kloroformia (150 μΐ). Uutettiin ja sentrifugoitiin (5000 x : ,·. g, 2 minuuttia), jonka jälkeen kloroformikerros otettiin ’!!.* talteen ja kuivattiin. Kuiva jäännös liuotettiin 50 μ1:θθη • · !" asetonia, joka sisälsi 0,5 mg steroidiseosta (kolesteroli, • · · '·’ pregnenoloni ja progesteroni, 1:1:1, paino/paino/paino) ja sen jälkeen lisättiin 110 μΐ konsentroitua muurahaishappoa. Suspensiota kuumennettiin 15 minuuttia 120 °C:ssa. Sen jälkeen määritettiin 14C/3H-suhde kaksoisleimatusta nes-teestä tuikelaskentamenetelmällä. Tämä suhde on suoraan :Y verrannollinen sivuketjun poislohkaisureaktioon, koska ’ ’ 14C-leimattu sivuketju haihtuu seoksesta isokapryylihappo- na kuumennusprosessin aikana.»·»: Methanol (100 μΐ) and chloroform (150 μΐ) were added to the diluted sample. After extraction and centrifugation (5000 x g for 2 minutes), the chloroform layer was collected and dried. The dry residue was dissolved in 50 μ1: θθη · ·! "Acetone containing 0.5 mg of a steroid mixture (cholesterol, · · · '·' pregnenolone and progesterone, 1: 1: 1, w / w / w) and μΐ concentrated formic acid The suspension was heated for 15 minutes at 120 ° C and then the 14C / 3H ratio from the double-labeled liquid was determined by the scintillation count method, which is directly: Y is during the heating process.
( I » ., 109605 41 Käyttäen tätä menetelmää, todettiin että P45QSCC-fraktio, joka oli S.cerevisiae SCC105-stä karkeasti puhdistettu, omasi sivuketjun poislohkaisaktiivisuuden. Kolmen tunnin inkuboinnin kuluessa 45 % kolesterolista oli muuttunut. Ohutkerroskromatografisesti reaktiotuote identifioitiin pregnenoloniksi.(I, 109605 41 Using this method, it was found that the P45QSCC fraction roughly purified from S.cerevisiae SCC105 had side chain cleavage activity. Within 3 hours of incubation, 45% of the cholesterol was altered by thin layer chromatography.
Esimerkki 13Example 13
Naudan sytokromi P45g-steroidi-17a-hydroksylaasia (Ρ45θ17α) koodittavan täyspituisen cDNA:n molekyylikloo-nausMolecular cloning of full-length cDNA encoding bovine cytochrome P45g steroid 17α-hydroxylase (Ρ45θ17α)
Noin 106 pfu:n määrä naudan lisämunuaiskuorikerroksen cDNA- kirjastosta, joka on kuvattu esimerkissä 1, selektoitiin P45ol7a-cDNA-sekvenssien suhteen testaamalla kahdella päästään 32P:llä leimatulla synteettisellä oligomeerilla, jotka ovat spesifisiä P45017acDNA:n suhteen. Oligomeeri 170-1 (5'-AGT GGC CAC TTT GGG ACG CCC AGA GAA TTC-3') jaAbout 106 pfu of the bovine adrenal cortex cDNA library described in Example 1 were selected for P45ol7a cDNA sequences by testing with two ends of 32P-labeled synthetic oligomers specific for P45017acDNA. Oligomer 170-1 (5'-AGT GGC CAC TTT GGG ACG CCC AGA GAA TTC-3 ') and
oligomeeri 17a-2 (5'-GAG GCT CCT GGG GTA CTT GGC ACC AGAoligomer 17a-2 (5'-GAG GCT CCT GGG GTA CTT GGC ACC AGA
GTG CTT GGT-3') ovat komplementaariset naudan P45q17ocDNA:- sekvenssille, jonka on kuvannut Zuber et ai. (J.Biol.GTG CTT GGT-3 ') are complementary to the bovine P45q17ocDNA: sequence described by Zuber et al. (J. Biol.
: ;*· Chem., 261, 2475-2482, 1986) asemasta 349 asemaan 320 ja • « · vastaavasti 139: stä 104:ään.Chem., 261, 2475-2482, 1986) from position 349 to position 320, and from "139 to 104, respectively.
t * · « «t * · ««
Valinta oligomeerilla 17a-l paljasti ±1500 hybridisoivaa !*! pfu:ta. Valittiin useita hybridisoivia pfu:ita, puhdistet tiin ja koottiin preparatiivista faagi-DNA-eristämistä varten. Yhdistelmä lambda-gtll DNArden EcoRI-insertit sub-kloonattiin pTZl8R:n EcoRI-kohtaan. Yksi klooni pGBl7a-l karakterisoitiin edelleen restriktioendonukleaasikartoi- « > · '·,,, tuksella ja DNA-sekventoitiin. Plasmidi pGB17a-l sisältää : 1,4 kiloemäksen EcoRI-insertin, joka on komplementaarinen P45017a:n 3'-osalle alkaen EcoRI-kohdan asemasta 320 poly-adenolaatiokohdan asemaan 1721, kuten Zuber et ai. ovat kuvanneet.Selection with oligomer 17a-l revealed ± 1500 hybridizing! *! pfu. Several hybridizing pfu were selected, purified and assembled for preparative phage DNA isolation. The EcoRI inserts of the combination lambda-gtll DNArde were subcloned into the EcoRI site of pTZ18R. One clone pGB17a-1 was further characterized by restriction endonuclease mapping and DNA sequenced. Plasmid pGB17a-1 contains: a 1.4 kb EcoRI insert complementary to the 3 'portion of P45017a starting from EcoRI site 320 to position 1721 of the polyadenolation site, such as Zuber et al. have photographed.
pGBl7a-l:n kartta on esitetty kuviossa 22A.A map of pGB17a-1 is shown in Figure 22A.
t 109605 42t 109605 42
Kahdeksan hybridisoivaa pfu:ta saatiin selektoimalla cDNA-kirjasto oligomeerilla 17a-2. Yhdistelmäfaagien puhdistamisen ja kokoamisen ja rec lambda-gtll-DNA:den eristämisen jälkeen, EcoRI-insertit subkloonattiin pTZ18R:n EcoRI-koh-taan. EcoRI-inserttien pituus vaihteli 270 emäsparista 1,5 kiloemäspariin. Ainoastaan yksi klooni pGB17a-2, joka sisälsi 345 emäsparia käsittävän EcoRI-fragmentin, tutkittiin edelleen nukleotidisekventoinnilla ja verrattiin Zuber et al.:n julkaisemiin P45017acDNA-sekvenssitietoihin. Kuten kuviossa 22B on esitetty, P45gl7acDNA-sekvenssi pGBl7a-2: ssa alkaa 72 emäsparia ylöspäin esitetyn AUG-aloituskodo-nin asemasta 47 ja on täysin homologinen P45017acDNA:n 51-osan kanssa EcoRI-kohdan asemaan 320 asti, kuten Zuber et ai. ovat esittäneet.Eight hybridizing pfu were obtained by selection of a cDNA library with oligomer 17a-2. After purification and assembly of the recombinant phages and isolation of rec lambda-gtll DNA, the EcoRI inserts were subcloned into the EcoRI site of pTZ18R. EcoRI inserts ranged in length from 270 base pairs to 1.5 kilobase pairs. Only one clone, pGB17a-2, containing the 345 bp EcoRI fragment was further examined by nucleotide sequencing and compared to the P45017acDNA sequence information published by Zuber et al. As shown in Figure 22B, the P45gl7acDNA sequence in pGB17a-2 starts at 72 base pairs upstream of AUG start codon 47 and is completely homologous to the 51 part of P45017acDNA up to EcoRI site 320, as reported by Zuber et al. have presented.
Täyspituinen naudan P45017acDNA rakennettiin molekyylikloo-naamalla E.coli JM101:teen ligointiseos, joka sisälsi pGB17a-l:n osittaisen EcoRl-palan ja pGB17a-2:n 345 emäs-parin pituisen EcoRI-fragmentin. Saatu klooni pGB17a-3 sisältää täyspituisen naudan P45017acDNA:n ja se on esitetty kuviossa 22C.The full-length bovine P45017acDNA was constructed by molecular cloning into an E.coli JM101 ligation mixture containing a partial Eco RI fragment of pGB17a-1 and a 345 base pair Eco RI fragment of pGB17a-2. The resulting clone pGB17a-3 contains the full-length bovine P45017acDNA and is shown in Figure 22C.
: Esimerkki 14 # · 1 • < ·: Example 14 # · 1 • <·
• < I I• <I I
: .· Täyspituisen P450i7acDNA-kloonin rakentaminen ja transfor- ,···. maatio hiivaan Kluyveromyces lactis * » · * · * (a) Ilmentymisvektorin rakentaminen:. · Construction of a full-length P450i7acDNA clone and transform, ···. yeast Kluyveromyces lactis * (a) Construction of an expression vector
Sopivan ilmentymisvektorin aikaansaamiseksi hiivaisäntiin naudan P45017a ilmentämiseksi, pGB17a-3 mutatoitiin paik- • I » !,,, kaan kohdistetulla mutagenoinnilla, kuten Zoller ja Smith kuvaavat (Methods in Enzymol., 100, 468-500, 1983); Zoller ja Smith (Methods in Enzymol., 154, 329-350, 1987) ja Kramer ja Fritz (Methods in Enzymol., 154, 350-367, 1987). Plasmidit ja kannat In vitro-mutagenointikokeisiin saatiin : Pharmacia Inc.:Itä.To provide a suitable expression vector for yeast hosts for expression of bovine P45017a, pGB17a-3 was mutated by site-directed mutagenesis as described by Zoller and Smith (Methods in Enzymol., 100, 468-500, 1983); Zoller and Smith (Methods in Enzymol., 154, 329-350, 1987) and Kramer and Fritz (Methods in Enzymol., 154, 350-367, 1987). Plasmids and strains for in vitro mutagenesis experiments were obtained from: Pharmacia Inc.
43 10960543 109605
Kuten kuviosta 23 nähdään, 9 emäsparia juuri ATG-aloitus-kodonista ylöspäin muuttui, jolloin saatiin Sall-restrik-tiokohta ja optimaaliset hiivatranslaatiosignaalit käyttäen synteettistä oligomeeria 17a-3.As shown in Figure 23, 9 base pairs just upstream of the ATG start codon were changed to provide a SalI restriction site and optimal yeast translation signals using synthetic oligomer 17a-3.
SAL 1 5'-TCTTTGTCCTGACTGCTGCCAGTCGACAAAAATGTGGCTGCTC-3'SAL 1 5'-TCTTTGTCCTGACTGCTGCCAGTCGACAAAAATGTGGCTGCTC-3 '
Muodostunut plasmidi pGBl7a-4 katkaistiin Sällillä ja Smal:llä, DNA-fragmentti, joka sisälsi täyspituisen p45017acDNA:n' erotettiin geelielektroforeesilla, eristettiin ja siirrettiin molekyylikloonaamalla E.coli JMlOlissä pGB950-vektoriin (katso esimerkki 5), joka oli ensin katkaistu Xholillä, ulostyöntyvät päät täytettiin Klenow-DNA-polymeraasilla, jonka jälkeen katkaistiin Sällillä, jolloin saatiin plasmidi pGB17a-5, joka on esitetty kuviossa 24.The resulting plasmid pGB17a-4 was digested with SalI and SmaI, the DNA fragment containing the full-length p45017acDNA was separated by gel electrophoresis, isolated and introduced by molecular cloning in E. coli JM101 into the pGB950 vector (see Example 5). the ends were filled with Klenow DNA polymerase followed by cleavage with SalI to give plasmid pGB17a-5, shown in Figure 24.
(b) K.lactis1 in transformaatio 15 pg pGB17a-5ittä, joka oli katkaistu laktaasipromootto-rin ainoasta SacII-kohdasta, käytettiin transformoimaan *ί· K.lactis-kantaa CBS 2350, kuten esimerkissä 5 esitetään.(b) Transformation of K.lactis1 with 15 pg of pGB17a-5 cleaved from the only SacII site of the lactase promoter was used to transform the * ί K.lactis strain in CBS 2350 as shown in Example 5.
Mil — :;1 Transformanteista analysoitiin integroitujen pGB17a-5-sek- * i · venssien läsnäolo isäntäperimässä Southern-analyysillä.Mil -:; 1 Transformants were analyzed for the presence of integrated pGB17a-5 sequences in the host genome by Southern analysis.
• » I · :.· Yhdestä transformantista 17a-101, joka sisälsi ainakin • » kolme pGB17a-5in kopiota perimäisäntä-DNA:ssa, analysoi- * tiin edelleen in vivo P45017a-aktiivisuus (katso esimerkki 16 ) .One transformant 17a-101 containing at least three copies of pGB17a-5 in the host DNA was further analyzed for in vivo P45017a activity (see Example 16).
I » i » * iI »i» * i
* I* I
MMMM
» 44 109605»44 109605
Esimerkki 15 ρ45017α:η rakentaminen ja transformaatio bakteeri-isännissä Bacillus subtilis ja Bacillus licheniformis (a) Ilmentymisvektorin rakentaminenExample 15 Construction and transformation of ρ45017α: η in bacterial hosts Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis (a) Construction of an expression vector
Sopivan ilmentymisvektorin saamiseksi Bacillus-isäntiin naudan P450l7a:n ilmentämiseksi, pGB17a-3 mutatoitiin paikkaan kohdistetulla mutagenoinnilla, kuten esimerkissä 14 kuvataan.To obtain a suitable expression vector for Bacillus hosts for expression of bovine P450177a, pGB17a-3 was mutated by site-directed mutagenesis as described in Example 14.
Kuten kuvio 25 osoittaa, Ndel-restriktiokohta liitettiin ATG-aloituskodoniin käyttäen synteettistä oligomeeria 17a-4: 51-GCT GCC ACC CAG ACC ATA TGT GGC TGC TCC T-3'As shown in Figure 25, the NdeI restriction site was inserted into the ATG start codon using the 17a-4: 51-GCT GCC ACC CAG ACC AAG TGT GGC TGC TCC T-3 'synthetic oligomer.
NdelNde
Muodostunut plasmidi pGB17a-6 katkaistiin osittain EcoRI: llä; DNA-fragmentti, joka sisälsi täyspituisen P45q17ci-cDNA:n, erotettiin geelielektroforeesilla, eristettiin ja : : : ligoitiin EcoRI:llä katkaistuun pBHA-1 DNA:han, kuten ku- ··· viossa 26 on esitetty. Ligaatti molekyylikloonattiin siir- : tämällä ligointiseos E.coli JM101:teen, saatiin pGB17a-7.The resulting plasmid pGB17a-6 was partially cleaved with EcoRI; The DNA fragment containing the full-length P45q17ci cDNA was separated by gel electrophoresis, isolated and:: ligated into EcoRI-digested pBHA-1 DNA as shown in Figure 26. The ligate was molecularly cloned by transferring the ligation mixture into E.coli JM101 to give pGB17a-7.
(b) B.subtilis 1 in ja B.licheniformis 1 in transformaatio "HpaII"Bacillus-promoottori liitettiin P45017acDNA-sekvens-sien yläpuolelle katkaisemalla pGB17a-6 restriktioentsyy-millä Ndel, erottamalla sukkulaplasmidin E.coli-osa aga-roosigeelikromatografisesti ja sen jälkeen ligoitiin uudes-taan ja B.subtilis lA40:n (BGSC 1A40) transformointikel-poiset solut transformoitiin. Neomysiiniresistentit pesäk-, keet analysoitiin ja saatiin plasmidi pGB17a-8 (kuvio 27).(b) Transformation of B.subtilis 1 and B.licheniformis 1 into the "HpaII" Bacillus promoter was inserted above the P45017acDNA sequences by digestion of pGB17a-6 with NdeI, separation of the E. coli part of the shuttle plasmid and the oleogel gel chromat. was re-ligated and transformable cells of B.subtilis lA40 (BGSC1A40) were transformed. Neomycin-resistant colonies were analyzed and plasmid pGB17a-8 was obtained (Figure 27).
109605 45109605 45
Isännän B.licheniformis T5 (CBS 470.83) transformaatio suoritettiin myös pGB17a-8:11a. Plasmidi jää pysyväksi sopiviin Bacillus-isäntiin, kuten osoittaa pGB17a-8 restrio-analyysi usean sukupolven jälkeen.Transformation of host B.licheniformis T5 (CBS 470.83) was also performed with pGB17a-8. The plasmid remains stable in suitable Bacillus hosts, as demonstrated by pGB17a-8 restrio analysis after several generations.
Esimerkki 16 p45017a:n — XiX°_aktiivisuus Kluyveromyces lactis 17a-101:ssä K.lactis 17a-101 saatiin esimerkissä 14 esitetyllä tavalla. Organismi ympättiin 100 ml:aan kasvatusalustaa D. Kasvatusalusta D sisältää tislattua vesilitraa kohti: hiivauutetta (Difco) 10 gExample 16 Activity of p45017a-XiX ° in Kluyveromyces lactis 17a-101 K.lactis 17a-101 was obtained as described in Example 14. The organism was inoculated in 100 ml of culture medium D. Culture medium D contains distilled water per liter: yeast extract (Difco) 10 g
Bacto Peptonia (Oxoid) 20 g dekstroosia 20 gBacto Peptonia (Oxoid) 20 g Dextrose 20 g
Steriloitiin ja jäähdytettiin 30 °C:seen, jonka jälkeen kasvatusalustaan lisättiin 2,68 g hiiva-typpiemästä (Difco) liuotettuna 40 ml:aan tislattua vettä (steriloitu membraa-nisuodatuksella) ja 50 mg neomysiiniä liuotettuna 1 ml:aan vettä (steriloitu membraanisuodatuksella) . Sen jälkeen 100 ml: aan kasvatusalustaa lisättiin 50 mg progesteronia liuo-··· tettuna 1,5 ml:aan dimetyyliformamidia. Viljelmää kasva- : tettiin 120 tuntia 30 °C:ssa ja sen jälkeen 50 ml viljely- lientä uutettiin 50 ml :11a dikloorimetaania. Seos sentri-’/· fugoitiin ja orgaaninen liuotinkerros erotettiin. Dikloo- rimetaani haihdutettiin tyhjötislaamalla ja kuivattu uute (noin 200 mg) otettiin talteen 0,5 ml:aan kloroformia. Tämä uute sisälsi 17a-hydroksiprogesteronin, kuten ohutker-roskromarografia osoitti. Yhdisteen rakenne varmistettiin ·...’ H-NMR:llä ja 13C-NMR:llä. Myös NMR-analyysit osoittivat, :,· että uutteessa suhde 17a-hydroksiprogesteroni/progesteroni oli noin 0,3.After sterilization and cooling to 30 ° C, 2.68 g of yeast nitrogen base (Difco) dissolved in 40 ml of distilled water (sterilized by membrane filtration) and 50 mg of neomycin dissolved in 1 ml of water (sterilized by membrane filtration) were added to the culture medium. . Subsequently, 50 mg of progesterone dissolved in 1.5 ml of dimethylformamide was added to 100 ml of culture medium. The culture was grown for 120 hours at 30 ° C and then 50 ml of culture broth was extracted with 50 ml of dichloromethane. The mixture was centrifuged and the organic solvent layer was separated. The dichloromethane was evaporated by vacuum distillation and the dried extract (about 200 mg) was taken up in 0.5 ml of chloroform. This extract contained 17α-hydroxyprogesterone as indicated by thin layer chromatography. The structure of the compound was confirmed by 1 H-NMR and 13 C-NMR. NMR analysis also showed that, in the extract, the 17α-hydroxyprogesterone / progesterone ratio was about 0.3.
Esimerkki 17 46 1 0 9 6 0 5Example 17 46 1 0 9 6 0 5
Naudan sytokromi P450-steroidi-21-hydroksylaasia (P45qC21) koodittavan, täyspituisen cDNA:n molekyylikloonausMolecular cloning of full-length cDNA encoding bovine cytochrome P450 steroid-21-hydroxylase (P45qC21)
Noin 106 pfu:ta naudan lisämunuaiskuorikerroksen cDNA-kir-jastosta, joka valmistettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla, hybridisoitiin 32P-pääteleimatulla oligo-C21-l:llä. Tämä oligo, joka sisälsi sekvenssin 5'-GAT GAT GOT GCA GGT AAG CAG AGA GAA TTC-3', on spesifinen koetin naudan P45oC21-geenille, joka sijaitsee EcoRI-kohdan alapuolella P45C21cDNA-sekvenssissä, kuten kuvaavat Yoshioka et ai. (J.Biol.Chem., 261, 4106-4109, 1986). Testauksesta saatiin yksi hybridisoiva pfu. Tämän yhdistelmä-lambda-gtll-DNA:n EcoRI-insertti subkloonattiin pTZ18R:n EcoRI-kohtaan, jolloin muodostui rakennelma, jota kutsuttiin pGBC21-l:ksi. Kuten kuviossa 28 on esitetty, tämä plasmidi sisältää 1,53 kiloemäksisen EcoRI-insertin, joka on komplementaarinen P45Qc21cDNA-sekvensseille EcoRI-kohdan asemasta 489 poly-adenylaatiiokohtaan, kuten kuvaavat Yoshioka et ai., minkä nukleotidisekvenssi paljastaa.About 106 pfu of the bovine adrenal cortex cDNA library prepared as described in Example 1 was hybridized with 32P-terminated oligo-C21-1. This oligo, which contained the sequence 5'-GAT GAT GOT GCA GGT AAG CAG AGA GAA TTC-3 ', is a specific probe for the bovine P45oC21 gene located below the EcoRI site in the P45C21cDNA sequence as described by Yoshioka et al. (J. Biol. Chem. 261, 4106-4109, 1986). One hybridizing pfu was obtained from the test. The EcoRI insert of this recombinant lambda-gtll DNA was subcloned into the EcoRI site of pTZ18R to form a construct called pGBC21-1. As shown in Figure 28, this plasmid contains a 1.53 kb EcoRI insert complementary to the P45Qc21cDNA sequences instead of the EcoRI site at 489 polyadenylation sites as described by Yoshioka et al., Which is revealed by the nucleotide sequence.
: : : P450C21cDNA:n jäljelle jäävän 5'-osan (490 emäsparia) ·;· eristämiseksi valmistettiin uusi naudan lisämunuaiskuori- « · · * : kerroksen cDNA-kirjasto esimerkissä 1 kuvatun menetelmän • » » » .···. mukaisesti, ainoastaan yhdellä modifikaatiolla. Alukkeeksi ensimmäiselle cDNA-säiesynteesille lisättiin lisäoligomee-ri C21-2. Oligomeeri C21-2, jossa on nukleotidisekvenssi 5'-AAG CAG AGA GAA TTC-3', sijaitsee P450C21cDNA:n EcoRI-kohdan alapuolella asemasta 504 asemaan 490.::: To isolate the remaining 5 '(490 base pairs) of P450C21cDNA ·; ·, a new bovine adrenal gland cassette «· · *: layer cDNA library was prepared by the method described in Example 1. , with only one modification. An additional oligomer C21-2 was added as a primer for the first cDNA fiber synthesis. Oligomer C21-2 having the 5'-AAG CAG AGA GAA TTC-3 'nucleotide sequence is located below position 504 to position 490 below the Eco RI site of P450C21cDNA.
·... Tämän cDNA-kirjaston testaaminen 32P-pääteleimatulla oli- gomeerilla C21-3, joka sisältää P45QC21:n spesifisen sekvenssin 5'-CTT CCA CCG GCC CGA TAG CAG GTG AGC GCC ACT GAG-31 (asemat 72-37), paljasti noin 100 hybridisoivaa . . pfu:ta. Ainoastaan yhden yhdistelmä-lambda-gtll DNA:n 109605 47· ... testing of this cDNA library with the 32P-terminated labeled oligomer C21-3 containing the 5'-CTT CCA CCG GCC CGA TAG CAG GTG AGC GCC ACT GAG-31 specific for P45QC21 (positions 72-37), revealed about 100 hybridizers. . pfu. Only one recombinant lambda-gtll DNA 109605 47
EcoRI-insertti subkloonattiin pTZ18R:n EcoRI-kohtaan, jolloin tuloksena oli rakenne nimeltä pGBC21-2.The EcoRI insert was subcloned into the EcoRI site of pTZ18R, resulting in a construct called pGBC21-2.
Tämä plasmidi (kuvio 28) sisältää 540 emäsparin insertin, joka on komplementaarinen P450C21cDNA-sekvensseille asemasta -50 EcoRI-kohdan asemaan 489, kuten nukleotidisek-ventointi osoittaa.This plasmid (Figure 28) contains a 540 bp insert that is complementary to the P450C21cDNA sequences from position -50 to EcoRI site 489 as shown by nucleotide sequencing.
Esimerkki 18 p450C21cDNA Bacillus-ilmentymisvektorin rakentaminen ja transformaatio bakteeri-isäntiin Bacillus subtilis ja Bacillus licheniformis (a) Ilmentymisvektorin rakentaminen Täyspituisen P450C21cDNA:n rakentamiseksi, jota reunustavat Bacillus-ilmentymisvektori pBHA-l:lle spesifiset sekvenssit, P450C21-geenin 5'-osa modifioitiin ensin polyme-raasiketjureaktiomenetelmällä (Polymerase Chain Reaction = PCR) käyttäen pGB21-2:ta templaattina ja kahta spesifistä P450C21-oligomeeria alukkeina. Oligomeeri C21-4 (5 '-CTG ACT GAT ATC CAT ATG GTC CTC GCA GGG CTG CTG-3') sisältää ·[ 21 nukleotidia, jotka ovat komplementaariset C21-sekvens- : .'· seille asemasta l asemaan 21, ja 18 lisäemästä, jotka luo- .···. vat EcoRV-restriktiokohdan ja Ndel-restriktiokohdan ATG- i" aloituskodonissa.Example 18 Construction of Bacillus Expression Vector of p450C21cDNA and Transformation into Bacterial Hosts Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis Polymerase Chain Reaction (PCR) using pGB21-2 as a template and two specific P450C21 oligomers as primers. Oligomer C21-4 (5 '-CTG ACT GAT ATC CAT ATG GTC CTC GCA GGG CTG CTG-3') contains · [21 nucleotides complementary to the C21 sequence. that create ···. ln the EcoRV restriction site and the NdeI restriction site in the ATG1 'start codon.
• «• «
Oligomeeri C21-5 (5'-AGC TCA GAA TTC CTT CTG GAT GGT CAC-3') käsittää 21 emästä, jotka ovat komplementaariset asemassa 489 olevan EcoRI-kohdan yläpuoliselle negatiivi-selle säikeelle.Oligomer C21-5 (5'-AGC TCA GAA TTC CTT CTG GAT GGT CAC-3 ') comprises 21 bases complementary to the negative strand above position 489 at EcoRI.
PCR-menetelmä suoritettiin kuten Saiki et ai. (Science 239, 487-491, 1988) kuvaavat vähäisiä modifikaatioita teh-. . den. PCR suoritettiin 100 yl:n tilavuudessa, jossa oli: 109605 48 50 mM KCl:ää, 10 mM Tris-HCl:ää, pH 8,3, 1,5 mM MgCl2:ta, 0,01 % (paino/til.) liivatetta, 200 μΜ jokaista dNTPrtä, 1 μΜ kumpaakin C21-alukketta ja 10 ng pGBC21-2 templaattia. Denaturoinnin (7 minuuttia 100 °C:ssa) ja 2 yksikön Taq-polymeraasia (Cetus) lisäyksen jälkeen reaktioseokselle suoritettiin 25 monistuskierrosta (jokainen oli 2 minuuttia 55 °C:ssa, 3 minuuttia 72 °C:ssa, 1 minuutti 94 °C:ssa) DNA-monistuslaitteessa (Perkin-Elmer).The PCR method was performed as described by Saiki et al. (Science 239, 487-491, 1988) describe minor modifications of the tech. . den. PCR was performed in a 100 µl volume of: 109605 48 50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl, pH 8.3, 1.5 mM MgCl 2, 0.01% (w / v) gel, 200 μΜ of each dNTP, 1 μΜ of each C21 primer and 10 ng of pGBC21-2 template. After denaturation (7 minutes at 100 ° C) and addition of 2 units Taq polymerase (Cetus), the reaction mixture was subjected to 25 rounds of amplification (2 minutes at 55 ° C, 3 minutes at 72 ° C, 1 minute at 94 ° C). in a DNA amplifier (Perkin-Elmer).
Viimeisessä kierroksessa denaturointivaihe jätettiin pois. Kaavaiminen kuva tästä P450C21cDNA:n monistamisesta on esitetty kuviossa 29.In the final round, the denaturation step was omitted. A schematic view of this P450C21cDNA amplification is shown in Figure 29.
Monistettu fragmentti katkaistiin EcoRV:llä ja EcoRI:llä ja insertoitiin molekyylikloonauksella pSP73:n (Promega) sopiviin kohtiin. Saatua plasmidia kutsutaan pGBC21-3:ksi. Kuten kuviosta 30 näkyy pGB21-l:n 3' P45qC21-EcoRI-fragmentti insertoitiin oikeassa suunnassa pGBC21-3:n EcoRI-kohtaan. Saatu vektori pGBC21-4 katkaistiin EcoRV:llä ja Kpnl:llä (Kpnl sijaitsee pSP73:n monikloonauskohdassa) ja fragmentti, joka sisälsi täyspituisen P450C21cDNA:n, eris- > tettiin geelielektroforeesilla ja insertoitiin pBHA-l:n : : * sopiviin kohtiin molekyylikloonauksella. Saatu plasmidi ··· pGBC21-5 on kuvattu kuviossa 31.The amplified fragment was digested with EcoRV and EcoRI and inserted by molecular cloning into appropriate sites in pSP73 (Promega). The resulting plasmid is called pGBC21-3. As shown in Figure 30, the 3 'P45qC21-EcoRI fragment of pGB21-1 was inserted in the correct direction into the EcoRI site of pGBC21-3. The resulting vector pGBC21-4 was digested with EcoRV and Kpn1 (Kpn1 located at the pSP73 multi-cloning site) and the fragment containing the full-length P450C21cDNA was isolated by gel electrophoresis and inserted into pBHA-1: * appropriate sites. The resulting plasmid ··· pGBC21-5 is depicted in Figure 31.
«IM » · .···. (b) Bacillus ' sen transformaatio • I ' • · · • · "Hpall" Bacillus-promoottori liitettiin P45QC21cDNA-geenin yläpuolelle katkaisemalla pGBC21-5 restriktioensyymillä Ndel, erottamalla sukkulaplasmidin E.coli-osa agaroosigee-lielektroforeesilla, jonka jälkeen ligoitiin uudestaan ja ·,,, B.subtilis 1 A40:n (BGSC 1 A 40) transformointikelpoiset :,· solut transformoitiin. Neomysiiniresistentit pesäkkeet ,,,, analysoitiin pGBC21-6:n saamiseksi (kuvio 32).«IM» ·. ···. (b) Transformation of Bacillus • I · · · · · · “Hpall” The Bacillus promoter was ligated above the P45QC21cDNA gene by digestion of pGBC21-5 with the restriction enzyme NdeI, separated by E. coli digestion and subsequent ligation by agarose gel electrophoresis. ,,, B.subtilis 1A40 (BGSC1A40) transformable: cells were transformed. Neomycin-resistant colonies were analyzed to obtain pGBC21-6 (Figure 32).
i » Ii »I
. . Isännän B.licheniformis T5 (CBS 470.83) transformaatio : ; suoritettiin myös pGBC21-6:11a. Plasmidi säilyi pysyvänä 109605 49 molemmissa Bacillus-isännissä, kuten restriktioanalyysit osoittavat.. . Transformation of host B.licheniformis T5 (CBS 470.83):; was also performed on pGBC21-6. The plasmid remained stable at 109605 49 in both Bacillus hosts, as indicated by restriction analysis.
Esimerkki 19 p450C21cDNa hiiva-ilmentymisvektorin rakentaminen ja transformaatio hiivaisäntään Kluyveromyces lactis (a) Ilmentymisvektorin rakentaminenExample 19 Construction of p450C21cDNa Yeast Expression Vector and Transformation into Yeast Host Kluyveromyces lactis (a) Construction of Expression Vector
Sopivan ilmentymisvektorin saamiseksi hiivaisäntiin, naudan P45QC21:lle, pGBC21-2 mutatoitiin paikkaan kohdistetulla mutagenoinnilla, kuten esimerkissä 14 kuvataan. Mutaatioon käytettiin oligomeeria C21-6 (5'-CCT CTG CCT GGG TCG ACA AAA ATG GTC CTC GCA GGG-3') Sali-restriktiokohdan ja optimaalisten hiivatranslaatiosignaalien luomiseksi ATG-aloituskodonin yläpuolelle, kuten kuviossa 33 esitetään.To obtain a suitable expression vector for yeast hosts, bovine P45QC21, pGBC21-2 was mutated by site-directed mutagenesis as described in Example 14. The oligomer C21-6 (5'-CCT CTG CCT GGG TCG ACA AAA ATG GTC CTC GCA GGG-3 ') was used for the mutation to generate the SalI restriction site and optimal yeast translation signals above the ATG start codon, as shown in Figure 33.
Saadun plasmidin pGBC21-7 Sall/EcoRl DNA-fragmentti ligoi-tiin pGBC21-l:n 3' P45qC21-EcoRI-fragmenttiin ja insertoi- * tiin molekyylikloonauksella pSP73:n sopiviin kohtiin, ku-: ten kuviossa 34 esitetään. Saatu pGBC21-8 katkaistiinThe Sal I / Eco RI DNA fragment of the resulting plasmid pGBC21-7 was ligated to the 3 'P45qC21-EcoRI fragment of pGBC21-1 and inserted by molecular cloning into the appropriate sites of pSP73, as shown in Figure 34. The resulting pGBC21-8 was cleaved
Sali:llä ja EcoRV:llä (EcoRV-kohta sijaitsee pSP73:n moni-: kloonauskohdassa) ja DNA-fragmentti , joka sisälsi täyspi- .···. tuisen P450C21cDNA:n, insertoitiin hiivailmetymisvektoriin pGB950. Saatu pGBC21-9 on kuvattu kuviossa 35.SalI and EcoRV (the EcoRV site is located at the multi-cloning site of pSP73) and the DNA fragment containing the full length ···. p450C21cDNA was inserted into the yeast expression vector pGB950. The resulting pGBC21-9 is depicted in Figure 35.
(b) K.lactis1 in transformaatio(b) K.lactis1 in transformation
15 yg pGBC21-9:ää katkaistiin SacIIrllä ja K.lactis CBS15 µg of pGBC21-9 were cleaved with SacII and K.lactis in CBS
• < » 2360 transformoitiin esimerkissä 5(c) esitetyllä tavalla.? 2360 was transformed as described in Example 5 (c).
» · t I»· T I
Esimerkki 20 50 109605Example 20 50 109605
Naudan sytokromi P45Q-steroidi-llO-hydroksylaasia (Ρ45011β) koodittavan, täyspituisen cDNA:n molekyylikloonausMolecular cloning of full-length cDNA encoding bovine cytochrome P45Q steroid-10-hydroxylase (Ρ45011β)
Naudan lisämunuaiskuorikerroksen cDNA-kirjasto valmistettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla yhdellä modifikaatiolla. P450l]^-spesifinen lisäaluke (oligomeeri 11β-1), jossa oli nukleotidisekvenssi 5'-GGC AGT GTG CTG ACA CGA-3', lisättiin ensimmäisen säikeen cDNA-synteesin reak-tioseokseen. Oligomeeri Ιΐβ-l sijaitsee aivan luennan lo-petuskodonin alapuolella asemasta 1530 asemaan 1513. Mainittujen P450110-oligomeerien nukleotidisekvenssit ja kartta-asemat on kaikki saatu p450110cDNA-sekvenssitulok-sista, jotka Morohashi et ai. ovat esittäneet (J.Biochem.The bovine adrenal cortex cDNA library was prepared as described in Example 1 with one modification. A P450I] ^ -specific additional primer (oligomer 11β-1) having the nucleotide sequence 5'-GGC AGT GTG CTG ACA CGA-3 'was added to the reaction strand of the first strand cDNA synthesis. Oligomer Ιΐβ-1 is located just below the transcription termination codon from position 1530 to position 1513. Nucleotide sequences and map positions of said P450110 oligomers are all derived from p450110cDNA sequence results, as reported by Morohashi et al. (J. Biochem.
102 (3), 559-568, 1987). cDNA-kirjasto testattiin 32P-lei-matulla oligomeeri 11β-2:11θ (5'-CCG CAC CCT GGC CTT TGC CCA CAG TGC CAT-3') ja se sijaitsee Ρ45011βοϋΝΑ:η 5'-pääs-sä alkaen asemasta 36 asemaan 1.102 (3), 559-568, 1987). The cDNA library was tested on the 32P-Lei matrix oligomer 11β-2: 11θ (5'-CCG CAC CCT GGC CTT TGC CCA CAG TGC CAT-3 ') and is located at Ρ45011βοϋΝΑ from position 36 to position 1 .
Testaus oligomeerilla 11β-2 paljasti 6 hybridisoivaa pfu:ta. ,, j’ Nämä puhdistettiin edelleen ja analysoitiin oligomeerillaTesting with oligomer 11β-2 revealed 6 hybridizing pfu. ,, j 'These were further purified and analyzed by oligomer
: ] 11β-3 (5'-CAG CTC AAA GAG AGT CAT CAG CAA GGG GAA GGC:] 11β-3 (5'-CAG CTC AAA GAG AGT CAT CAG CAA GGG GAA GGC
;· TGT-3', asemat 990 - 955). Kaksi kuudesta osoitti positii- *' * q o ; .* visen hybridisoivan signaalin -^P-leimatulla oligomeerilla 11β-3.; · TGT-3 ', positions 990-955). Two of the six showed a posi- * '* q o; . * carrying the hybridizing signal with -? - labeled oligomer 11β-3.
i » · t i I Ii »· t i I I
Molempien ΐΐβ-lambda-gtll-yhdistelmien EcoRI-kohdat sub-kloonattiin pTZ18R:n EcoRI-kohtaan. Yksi klooni, jossa oli 2,2 kiloemäksen EcoRl-insertti (pGB118-l) analysoitiin edelleen restriktioensyymikartoituksella ja on esitetty < > kuviossa 36. pGB118-l sisältää kaikki koodittavat Ρ450ΐ1β- s » v cDNA-sekvenssit, kuten Morohashi et ai. ovat määrittäneet.The EcoRI sites of both ΐΐβ-lambda-gtll combinations were subcloned into the EcoRI site of pTZ18R. One clone with a 2.2 kb EcoR1 insert (pGB118-1) was further analyzed by restriction enzyme mapping and is shown in > Figure 36. pGB118-1 contains all coding Ρ450ΐ1β-s cDNA sequences, such as Morohashi et al. have determined.
• · iti I »• · iti I »
1 I1 I
; i; i
: » I: »I
Esimerkki 21 5i 109605 p450C21cDNA BscjJJ-us-ilmentymisvektorin rakentaminen ja transformaatio bakteeri-isäntiin Bacillus subtilis ja Bacillis licheniformis (a) Ilmentymisvektorin rakentaminen Täyspituinen P4gQll3cDNA, jossa oli modifioidut oheissek-venssit Bacillus-ilmentymisvektorille pBHA-1, saatiin PCR-menetelmällä (kuvattu esimerkissä 18) käyttäen templaatti-na pGB113-l:tä ja alukkeina kahta spesifistä Ρ45011β-ο1ΐ-gomeeria.Example 21 Construction of the 5i 109605 p450C21cDNA BsciJJ-us Expression Vector and Transformation into Bacterial Hosts Bacillus subtilis and Bacillis licheniformis (a) Construction of an Expression Vector for Full-length P4gQ113cDNA with Amplified I ) using pGB113-1 as a template and two specific Ρ45011β-ο1 g -gomers as primers.
Oligomeeri 11β-4 (5'-TTT GAT ATC GAA TTC CAT ATG GGC ACA AGA GGT GCT GCA GCC-3') sisältää 21 emästä, jotka ovat komplementaariset kypsälle P450l^cDNA-sekvenssille asemasta 72 asemaan 93, ja 21 emästä EcoRV-, EcoRl- ja Ndel-restriktiokohtien ja ATG-aloituskodonin luomiseksi.Oligomer 11β-4 (5'-TTT GAT ATC GAA TTC CAT ATG GGC ACA AGA GGT GCT GCA GCC-3 ') contains 21 bases complementary to the mature P4501cDNA sequence from position 72 to position 93 and 21 bases of EcoRV-, To create EcoR1 and NdeI restriction sites and an ATG start codon.
Oligomeeri 11β-5 (5'-TAA CGA TAT CCT CGA GGG TAC CTA CTG ';· GAT GGC GAA GGT-3' ) sisältää 21 emästä, jotka ovat komple- . mentaariset asemassa 1511 olevan translaation lopetuskodo- nin yläpuoliselle negatiiviselle P450ll3cDNA-säikeelle, ja 21 emästä restriktiokohtien luomiseksi EcoRV;lie,Oligomer 11β-5 (5'-TAA CGA TAT CCT CGA GGG TAC CTA CTG '; GAT GGC GAA GGT-3') contains 21 bases which are complementary. mentary to the negative P450113cDNA strand above position 1511 of the translational termination codon, and 21 bases to create restriction sites in EcoRV;
Xhol;lie ja Kpnl:lie.Xhol; lie and Kpnl: lie.
’·' ' PCR-monistuksen jälkeen, joka suoritettiin edellä maini tulla templaatilla ja P450l^-alukkeilla, monistettu fragmentti (1,45 kiloemästä) katkaistiin EcoRl:llä ja Kpnl:llä ja insertoitiin molekyylikloonauksella Bacillus-ilmenty-misvektoriin pBHA-l, joka oli leikattu EcoRl:llä ja Kpnl: llä, vektorin ρσΒ1ΐβ-2 saamiseksi (katso kuvio 36).After PCR amplification performed with the above template and P450I1 primers, the amplified fragment (1.45 kb) was digested with EcoRI and KpnI and inserted by molecular cloning into the Bacillus expression vector pBHA-1, had been cut with EcoRI and Kpn1 to obtain the vector ρσΒ1ΐβ-2 (see Figure 36).
52 109605 (b) Bacillus'en transformaatio "Hpall" Bacillus-promoottori liitettiin P4gQlipcDNA-sek-venssien yläpuolelle katkaisemalla pGBlip-2 Ndelillä, suk-kulaplasmidin E.coli-osa erotettiin agaroosigeelielektro-foreesilla, jonka jälkeen ligoitiin uudestaan (kuten esimerkissä 18 kuvataan) ja B.subtilis lA40:n (BGSC 1A40) transformointikelpoiset solut transformoitiin. Neomysiini-resistentit pesäkkeet analysoitiin ja saatiin plasmidi pGBlip-3. Saatu plasmidi pGBlip-3 siirrettiin myös isäntä-kantaan B.licheniformis T5 (CBS 470.83).52 109605 (b) Transformation of Bacillus The "Hpall" Bacillus promoter was ligated above the P4gQlipcDNA sequences by cleavage of pGBlip-2 with NdeI, the E.coli portion of the succulent plasmid was separated by agarose gel electrophoresis as described in Example 18 ( ) and B.subtilis 1A40 (BGSC 1A40) transformable cells were transformed. Neomycin-resistant colonies were analyzed and plasmid pGBlip-3 was obtained. The resulting plasmid pGBlip-3 was also transferred to the host strain B.licheniformis T5 (CBS 470.83).
Esimerkki 22 p45011^cDNA hiivailmentymisvektorin rakentaminen ja transformaatio hiivaisäntään Kluyveromyces lactis (a) Ilmentymisvektorin rakentaminen Täyspituinen P450lipcDNA, jossa oli modifioidut oheissek-venssit hiivailmentymisvektorille pGB950, saatiin PCR-me-·*· netelmällä (kuvattu esimerkissä 18) käyttäen templaattina . pGBH3-l:tä ja alukkeina kahta spesifistä P450113-oligo- meeria.Example 22 Construction of p45011c cDNA Yeast Expression Vector and Transformation into Yeast Host Kluyveromyces lactis (a) Construction of Expression Vector A full-length P450lipcDNA containing the modified auxiliary sequences for the yeast expression vector pGB950 was obtained as described by PCR. pGBH3-1 and two specific P450113 oligomers as primers.
Oligomeeri 11β-6 (5'-CTT CAG TCG ACA AAA ATG GGC ACA AGA */; GGT GCT GCA GCC-3') sisältää 21 emästä, jotka ovat komple- '·* ' mentaariset kypsälle P^QlipcDNA-sekvenssille asemasta 72 asemaan 93, ja 18 lisäemästä Sall-restriktiokohdan, optimaalisen hiivatranslaatiosignaalin ja ATG-aloituskodonin luomiseksi.Oligomer 11β-6 (5'-CTT CAG TCG ACA AAA ATG GGC ACA AGA * /; GGT GCT GCA GCC-3 ') contains 21 bases that are complementary to the mature' P 'QlipcDNA sequence from position 72 to position 72. 93, and 18 additional inserts to generate a SalI restriction site, an optimal yeast translation signal, and an ATG start codon.
Oligomeeri 11β-5 on kuvattu esimerkissä 21(a).Oligomer 11β-5 is described in Example 21 (a).
PCR-monistuksen jälkeen, joka suoritettiin edellä maini-’ tulla templaatilla ja monistettu frag- „ 109605After PCR amplification performed with the above template and amplified fragment 109605
D JD J
mentti (1,45 kiloemästä) katkaistiin Sällillä ja Xhol:llä ja insertoitiin molekyylikloonauksella hiivailmentymisvek-toriin pGB950, joka oli katkaistu Sällillä, vektorin pGBllp-4 saamiseksi (kuvio 37).the ment (1.45 kilobases) was cleaved with SalI and XhoI and inserted by molecular cloning into the yeast expression vector pGB950, which had been cleaved with SalI, to obtain the vector pGB11p-4 (Figure 37).
(b) K.lactis'n transformaatio 15 yg pGBl^-4iää katkaistiin laktaasipromoottorin ainoassa SacII-kohdassa ja K.lactis CBS 2360 in transformaatio suoritettiin esimerkissä 5(c) kuvatulla tavalla.(b) K.lactis transformation 15 µg of pGBl4-4 was cleaved at the single SacII site of the lactase promoter and K.lactis CBS 2360 transformation was performed as described in Example 5 (c).
Esimerkki 23Example 23
Naudan adrenodoksiinia (ADX) koodittavan, täyspituisen cDNAin molekyylikloonaus ja rakentaminen ja sitä seuraava ADXcDNAin transformaatio ja ilmentäminen hiivassa Kluyve-romyces lactis (a) ADXin molekyylikloonaus Täyspituinen ADXcDNA, jossa oli 5'- ja 3'-oheissekvenssit, ··· jotka oli modifioitu hiivailmentymisvektorille pGB950, ; saatiin suoraan naudan lisämunuaiskuorikerroksen mRNA/cDNA- yhdistelmästä (katso yksityiskohtaisempaa kuvausta esimer-: kistä 1) monistamalla, jossa käytettiin PCR-menetelmää ’!).* (katso esimerkki 18).Molecular cloning and construction of full-length cDNA encoding bovine adrenodoxin (ADX) followed by transformation and expression of ADXcDNA in yeast Kluyve-romyces lactis (a) Molecular cloning of ADX cDNA with 5 'and 3' residues pGB950 ,; was obtained directly from the bovine adrenal cortex mRNA / cDNA combination (see detailed description in Example 1) by amplification using the PCR method '!). * (see Example 18).
’·' ' ADXcDNA-monistusta varten syntetisoitiin kaksi synteettis tä oligomeerialukettai'·' 'Two synthetic oligomer primers were synthesized for ADXcDNA amplification.
Oligomeeri ADX-1 (5'-CTT CAG TCG ACA AAA ATG AGC AGC TCAOligomer ADX-1 (5'-CTT CAG TCG ACA AAA ATG AGC AGC TCA
: / GAA GAT AAA ATA-3'), joka sisälsi 21 emästä, jotka ovat :Y komplementaariset kypsälle ADXcDNA-sekvenssille 5'-päässä, kuten Okamura et ai. esittävät (Proc.Natl.Acad.Sci. USA, 82, 5705-5709. 1985) asemasta 173 asemaan 194. Oligomeeri Ύ ADX-1 sisältää 5'-päässä 18 lisänukleotidia Sall-restrik- • * 109605 54 tiokohdan, optimaalisen hiivatrnaslaatiosignaalin ja ATG-aloituskodonin luomiseksi.: / GAA GAT AAA ATA-3 ') containing 21 bases that are: Y complementary to the mature ADXcDNA sequence at the 5' end as in Okamura et al. (Proc.Natl.Acad.Sci. USA, 82, 5705-5709. 1985) from position 173 to position 194. The oligonucleotide-ADX-1 contains 18 additional nucleotides at the 5 'end of the SalI restriction site, an optimal yeast transcription signal, and To create an ATG start codon.
Oligomeeri ADX-2 (5'-TGT AAG GTA CCC GGG ATC CTT ATT CTA TCT TTG AGG AGT-3') on komplementaarinen ADXcDNA:n negatiiviselle säikeelle 3'-päässä asemasta 561 asemaan 540 ja sisältää lisänukleotideja restriktikohtien luomiseksi BamHI:lle, Smal:lie ja Kpnl:lie.Oligomer ADX-2 (5'-TGT AAG GTA CCC GGG ATC CTT ATT CTA TCT TTG AGG AGT-3 ') is complementary to the negative strand of ADXcDNA from position 561 to position 540 and contains additional nucleotides to create restriction sites on BamHI, : lie and Kpnl: lie.
PCR suoritettiin kuten esimerkissä 18 kuvataan käyttäen 1 μΜ kumpaakin ADX-aluketta ja templaattina 10 μΐ mRNA/cDNA-seosta (kuten esimerkissä 1 kuvataan).PCR was performed as described in Example 18 using 1 μΜ of each ADX primer and 10 μΐ of mRNA / cDNA mixture as template (as described in Example 1).
Kaavamainen kuvaus tästä ADXcDNA-monistuksesta on esitetty kuviossa 38.A schematic description of this ADXcDNA amplification is shown in Figure 38.
Monistettu fragmentti sisältää täyspituisen, modifioidut oheisalueet käsittävän ADXcDNA-sekvenssin, joka karakterisoitiin restriktiokohta-analyysillä ja nukleotidisekvens-soinnilla.The amplified fragment contains the full-length, modified ADXcDNA sequence, which was characterized by restriction site analysis and nucleotide sequencing.
;· (b) Ilmentymisvektorin rakentaminen· (B) Construction of an expression vector
Monistettu ADXcDNA-fragmentti katkaistiin Sali:llä ja : ,·. Sami:llä ja insertoitiin molekyylikloonauksella hiivail- mentymisvektoriin pGB950, joka oli katkaistu Sali:llä ja !'! EcoRVzllä. Saatu plasmidi pGBADX-1 on esitetty kuviossa 38.The amplified ADXcDNA fragment was digested with SalI and:,. Sami and inserted by molecular cloning into the yeast expression vector pGB950, which had been cleaved with SalI and! EcoRVzllä. The resulting plasmid pGBADX-1 is shown in Figure 38.
(c) K.lactis'n transformaatio 15 μg pGBADX-l:tä katkaistiin laktaasipromoottorin ainoas-sa SacII-kohdassa ja K.lactis CBS 2360 transformoitiin esimerkissä 5(c) esitetyllä tavalla.(c) K.lactis transformation 15 μg of pGBADX-1 was cleaved at the sole SacII site of the lactase promoter and K.lactis CBS 2360 was transformed as described in Example 5 (c).
55 1 0 9 6 0 5 (d) Transformanttien analyysi55 1 0 9 6 0 5 (d) Analysis of transformants
Kaksi transformanttia ADX-101 ja ADX-102 ja kontrollikanta CBS 2360 valittiin jatkoanalyysiä varten. Kantoja kasvatettiin YEPD-kasvatusalustassa noin 64 tuntia 30 °C:ssa. Kokonaissoluproteiini eristettiin esimerkissä 5(d) kuvatulla tavalla. Supernatanteista otettiin 8 yl:n näytteet immunoblot-analyysiä varten (katso kuva 39, kaista 3, 4 ja 5).Two transformants ADX-101 and ADX-102 and a control strain CBS 2360 were selected for further analysis. The strains were grown in YEPD medium for approximately 64 hours at 30 ° C. The total cellular protein was isolated as described in Example 5 (d). Supernatants were sampled at 8 µl for immunoblot analysis (see Figure 39, lanes 3, 4 and 5).
Tulokset osoittavat, että odotetun pituinen proteiini (14 kDa) ilmentyy pGBADX-l:llä transformoiduissa K.lactis-so-luissa.The results show that the expected length of protein (14 kDa) is expressed in K.lactis cells transformed with pGBADX-1.
Transformantin ADX-102 ADX-aktiivisuus in vitro on kuvattu esimerkissä 24.The in vitro ADX activity of the transformant ADX-102 is described in Example 24.
Esimerkki 24Example 24
Kluyveromyces lactis ADX-102:sta saadun adrenodoksiinin in v_itro-aktiivisuus . ·'. K.lactis ADX-102:ta, joka saatiin esimerkissä 23 kuvatulla tavalla, ja kontrollikantaa K.lactis CBS 2360 kasvatettiin | ! 100 mlrssa YEPD-kasvatusalustaa (1 % hiivauutetta, 2 % peptonia, 2 % glukoosimonohydraattia) , joka sisälsi 2,5 ml 6,7%:ista (paino/paino) hiivatyppiemäsliuosta (Difco laboratories) ja 100 mg/1 genetisiiniä (G418 sulfaatti; Gibco Ltd.), 56 tuntia 30 °C:ssa. Solut kerättiin sentrifugoi-malla (4000 x g, 15 minuuttia), suspendoitiin uudestaan fysiologiseen suolaliuokseen ja pestiin fosfaattipuskuril-la (pH 7,0, 50 mM). Sentrifugoitiin (4000 x g, 15 minuut-:Y tia), jonka jälkeen pelletti suspendoitiin uudestaan fos- ' * faattipuskuriin (pH 7,0, 50 mM), jolloin muodostui suspen sio, jossa solun märkäpaino oli 0,5 g/ml. Solut rikottiin käyttäen Braun MSK Homogenizer-laitetta (6 x 15 s, lasi- I » 56 109605 helmet 0,45-0,50 mm). Rikkoutumattomat solut poistettiin sentrifugoimalla (4000 x g, 15 minuuttia). Soluvapaat uutteet (40 mg proteiini/ml) varastoitiin -20 °C:ssa.In vitro activity of adrenodoxin from Kluyveromyces lactis ADX-102. · '. K.lactis ADX-102 obtained as described in Example 23 and a control strain K.lactis CBS 2360 was grown | ! 100 ml of YEPD medium (1% yeast extract, 2% peptone, 2% glucose monohydrate) containing 2.5 ml 6.7% (w / w) yeast nitrogen base solution (Difco Laboratories) and 100 mg / l geneticin (G418 sulfate) ; Gibco Ltd.), 56 hours at 30 ° C. Cells were harvested by centrifugation (4000 x g, 15 minutes), resuspended in physiological saline and washed with phosphate buffer (pH 7.0, 50 mM). After centrifugation (4000 x g, 15 min: Y), the pellet was resuspended in phosphate buffer (pH 7.0, 50 mM) to form a suspension with a wet cell weight of 0.5 g / ml. Cells were disrupted using a Braun MSK Homogenizer (6 x 15 sec, glass I> 56 109605 beads 0.45-0.50 mm). Unbroken cells were removed by centrifugation (4000 x g, 15 minutes). Cell free extracts (40 mg protein / ml) were stored at -20 ° C.
ADX-aktiivisuus, t.s. elektroninsiirtokapasiteetti adreno-doksiinireduktaasista sytokromi P450SCC:lle, määritettiin soluvapaissa uutteissa P450SCC-aktiivisuustestillä. Testi-seos sisälsi seuraavat liuokset:ADX activity, i.e. electron transfer capacity from adreno-doxin reductase to cytochrome P450SCC was determined in cell-free extracts by the P450SCC activity assay. The test mixture contained the following solutions:
Liuos A (luonnollinen P450SCC-elektronidonorisysteemi, poikkeuksena ADX): 50 mM kaliumfosfaattipuskuria (pH 7,0), joka sisälsi 3 mM EDTA:ta, 2 μΜ adrenodoksiinireduktaasia (puhdistettu naudan lisämunuaiskuorikerroksesta), l mM NADPH:ta (elektronidonori), 15 mM glukoosi-6-fosfaattia ja 16 yksikköä/ml glukoosi-6-fosfaattidehydraasia (NADPH:n uudelleensynnyttävä systeemi).Solution A (natural P450SCC electron donor system with the exception of ADX): 50 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0) containing 3 mM EDTA, 2 μΜ adrenodoxin reductase (purified from bovine adrenal cortex), 1 mM NADPH (electron) glucose-6-phosphate and 16 units / ml glucose-6-phosphate dehydrase (NADPH rebirth system).
Liuos B (substraatti ja entsyymi): misellinen liuos, jossa oli 75 μΜ kolesterolia (kaksinkertaisesti radioleimattu [26,27-14C]-kolesterolilla (40 Ci/mooli) ja [7a-3H]-koles-terolilla (400 Ci/mooli)) ja 1,5 μΜ P450SCC:tä (puhdistet-> tu naudan lisämunuaiskuorikerroksesta) 10%:isessa (til./- . \ til.) Tergitol™ NP40/etanolissa (1:1, til./til.).Solution B (substrate and enzyme): micellar solution containing 75 μΜ cholesterol (twice radiolabelled with [26,27-14C] cholesterol (40 Ci / mole) and [7a-3H] cholesterol (400 Ci / mole) ) and 1.5 μΜ P450SCC (purified from bovine adrenal cortex) in 10% (v / v) Tergitol ™ NP40 / ethanol (1: 1, v / v).
* , » j Koe aloitettiin sekoittamalla 75 μΐ liuosta A 50 μ1:η kans- '!!. sa liuosta B ja 125 μ1:η kanssa soluvapaata uutetta tai ;·; 125 μ1:η kanssa kaliumfosfaattipuskuria (50 mM, pH 7,0), t · · joka sisälsi 10 μΜ ADX:ää (puhdistettu naudan lisämunuaiskuorikerroksesta). Seosta sekoitettiin varovasti 30 °C:ssa. Otettiin näytteet 15 minuutin inkuboinnin jälkeen ja laimennettiin 100 μ1:11θ vettä. Näytteestä substraatti ja tuote (tuotteet) uutettiin 100 pl:lla metanolia ja 150 ;Y pl:lla kloroformia.*, »J The experiment was started by mixing 75 μΐ of solution A with 50 μ1: η !!. solution B and 125 μ1: η cell-free extract or; With 125 μ1: η potassium phosphate buffer (50 mM, pH 7.0), t · · containing 10 μΜ of ADX (purified from bovine adrenal cortex). The mixture was gently stirred at 30 ° C. Samples were taken after 15 minutes of incubation and diluted with 100 μl: 11θ water. From the sample, the substrate and product (s) were extracted with 100 µL of methanol and 150 µL of chloroform.
t · Mt · M
Sentrifugoitiin (5000 x g, 2 minuuttia), jonka jälkeen kloroformikerros kerättiin ja kuivattiin. Kuiva jäännös * t 57 109605 liuotettiin 50 yl:aan asetonia, joka sisälsi 0,5 mg ste-roidiseosta (kolesteroli, pregnenoloni ja progesteroni, 1:1:1, paino/paino/paino), ja sen jälkeen lisättiin 110 μΐ konsentroitua muurahaishappoa. Suspensiota kuumennettiin 15 minuuttia 120 °C:ssa. Sen jälkeen 14C/3H-suhde määritettiin kaksinkertaisesti leimatusta nesteestä tuikelas-kentamenetelmällä. Suhde kuvaa suoraan sivuketjun poisloh-kaisureaktiota, koska 14C-leimattu sivuketju haihtuu seoksesta isokapryylihappona kuumennusprosessin aikana.After centrifugation (5000 x g, 2 minutes), the chloroform layer was collected and dried. The dry residue * t 57 109605 was dissolved in 50 µl of acetone containing 0.5 mg of a steroid mixture (cholesterol, pregnenolone and progesterone, 1: 1: 1, w / w), followed by the addition of 110 μΐ of concentrated formic acid . The suspension was heated for 15 minutes at 120 ° C. The 14C / 3H ratio was then determined twice from the labeled liquid by the scintillation field method. The ratio directly depicts the side chain deprotection reaction because the 14C-labeled side chain evaporates from the mixture as isocaprylic acid during the heating process.
Käyttäen tätä koetta, ADX-elektronikantoaineaktiivisuus voitiin helposti todeta K.lactis ADX 102:n soluvapaassa uutteessa. Kokeissa K.lactis ADX-102:n soluvapaan uutteen tai puhdistetun ADX:n ollessa kyseessä kolesterolin sivuketju lohkesi 15 minuutissa 50 %:n saannolla, kun taas kont-rollikannan K.lactis CBS 2360 soluvapaalla uutteella ei minkäänlaista sivuketjun lohkeamista havaittu.Using this assay, ADX electron carrier activity could easily be detected in K.lactis ADX 102 cell-free extract. In the experiments, in the case of the K.lactis ADX-102 cell-free extract or purified ADX, the cholesterol side chain was cleaved in 50 minutes in a 50% yield, while the cell-free extract of the control strain K.lactis CBS 2360 showed no side chain cleavage.
Esimerkki 25Example 25
Naudan adrenodoksiini-oksidoreduktaasia (ADR) koodittavan, ·* täyspituisen cDNA:n molekyylikloonaus ja rakentaminen ja I f i t . .* sen jälkeen ADRcDNA:n transformaatio hiivaan KluyveromycesMolecular Cloning and Construction of Full-length cDNA Encoding Bovine Adrenodoxin Oxidoreductase (ADR) and I f i t. followed by transformation of ADRcDNA into Kluyveromyces yeast
< I I<I I
lactis «ia» t » I · 'il. (a) Adrenodoksiini-oksidoreduktaasin molekyylikloonaus « • « · • ·lactis «ia» t »I · 'il. (a) Molecular Cloning of Adrenodoxin Oxidoreductase «•« · • ·
Naudan lisämunuaiskuorikerroksen cDNA-kirjasto valmistettiin esimerkissä 1 esitetyllä tavalla, yhdellä modifikaatiolla. Ensimmäisen säikeen cDNA-synteesin reaktioseokseen lisättiin ADR-spesifinen lisäaluke (oligomeeri ADR-1), jonka nukleotidisekvenssi oli 5'-GGC TGG GAT CTA GGC-3'.The bovine adrenal cortex cDNA library was prepared as described in Example 1, with one modification. To the reaction strand of the first strand cDNA synthesis, an additional ADR-specific primer (oligomer ADR-1) having the nucleotide sequence of 5'-GGC TGG GAT CTA GGC-3 'was added.
:Y Oligomeeri ADR-1 sijaitsee aivan luennan lopetuskodonin ’ * alapuolella asemasta 1494 asemaan 1480. Mainittujen ADR- oligomeerien nukleotidisekvenssit ja kartta-asemat on * t » kaikki johdettu ADRcDNA-sekvenssitiedoista, jotka Nonaka * t f »: Y Oligomer ADR-1 is located just below the stop codon '* from position 1494 to position 1480. The nucleotide sequences and map positions of said ADR oligomers are * t »all derived from ADRcDNA sequence information which Nonaka * t f»
I I II I I
109605 58 et ai. ovat kuvanneet julkaisussa Biochem.Biophys.Res. Comm. _145(3), 1239-1247, 1987.109605 58 et al. in Biochem.Biophys.Res. Comm. _145 (3), 1239-1247, 1987.
Saatu cDNA-kirjasto testattiin ^P-leimatulla oligomeeril-la ADR-2 (5'-CAC CAC ACA GAT CTG GGG GGT CTG CTC CTG TGG GGA-3').The resulting cDNA library was tested with a? P-labeled oligomer-1a ADR-2 (5'-CAC CAC ACA GAT CTG GGG GGT CTG CTC CTG TGG GGA-3 ').
4 hybridisoivaa pfurta identifioitiin, jonka jälkeen ne puhdistettiin. Kuitenkin ainoastaan yhdellä pfu:lla todettiin positiivinen signaali oligomeerilla ADR-3 (5'-TTC CAT CAG CCG CTT CCT CGG GCG AGC GGC CTC CCT-3'), joka sijaitsee keskellä ADRcDNA:ta (asemat 840 - 805). ADRcDNA-in-sertti (noin 2 kiloemästä) molekyylikloonattiin pTZ18R:n EcoRl-kohtaanFour hybridizing pfurts were identified, followed by purification. However, only one pfu detected a positive signal with the oligomer ADR-3 (5'-TTC CAT CAG CCG CTT CCT CGG GCG AGC GGC CTC CCT-3 ') located in the middle of the ADRcDNA (positions 840-805). The ADRcDNA-in insert (about 2kb base) was molecularly cloned into the EcoR1 site of pTZ18R
Saatu plasmidi pGBADR-1 sisältää täyspituisen ADRcDNA:n, kuten restriktioentsyymikartoitus ja nukleotidisekventoin-ti paljastavat. pGBADR-1:n fysikaalinen kartta on kuvattu kuviossa 40.The resulting plasmid pGBADR-1 contains full-length ADRcDNA, as revealed by restriction enzyme mapping and nucleotide sequencing. The physical map of pGBADR-1 is depicted in Figure 40.
(b) Ilmentymiskasetin rakentaminen . .·. Täyspituinen ADRcDNA, jossa modifioidut oheissekvenssit hiivailmentymisvektorille pGB950, saatiin PCR-menetelmällä (katso esimerkki 18) käyttäen templaattina pGBADR-1 :tä ja alukkeina kahta spesifistä ADR-oligomeeria.(b) Construction of an expression cassette. . ·. Full-length ADRcDNA with modified flanking sequences for the yeast expression vector pGB950 was obtained by PCR (see Example 18) using pGBADR-1 as a template and two specific ADR oligomers as primers.
’ Oligomeeri ADR-4 ( 5 ' -CGA GTG TCG ACA AAA ATG TCC ACA CAG'Oligomer ADR-4 (5' -CGA GTG TCG ACA AAA ATG TCC ACA CAG
GAG CAG ACC-3') sisältää 18 emästä, jotka ovat komplementaariset kypsille ADRcDNA-sekvensseille asemassa 96 asemaan 114, ja 18 emästä Sali-restriktiokohdan, optimaali-sen hiivatrnalaatiosignaalin ja ATG-aloituskodonin aikaan-saamiseksi.GAG CAG ACC-3 ') contains 18 bases complementary to mature ADRcDNA sequences at position 96 at position 114 and 18 bases to provide a SalI restriction site, an optimal yeast repair signal and an ATG initiation codon.
Oligomeeri ADR-5 (5'-CGT GCT CGA GGT ACC TCA GTG CCC CAG ’ ’ CAG CCG CAG-3') sisältää 18 emästä, jotka ovat komplemen- 59 109605 taariset asemassa 1479 olevan translaation lopetuskodonin yläpuoliselle negatiiviselle DRcDNA-säikeelle, ja 15 emästä Kpnl- ja Xhol-restriktiokohtien luomiseksi molekyylik-loonausta varten erilaisiin ilmentymisvektoreihin.The oligonucleotide ADR-5 (5'-CGT GCT CGA GGT ACC TCA GTG CCC CAG '' CAG CCG CAG-3 ') contains 18 bases complementary to the negative DRcDNA strand above position 10979 at position 1479, and base to generate Kpn I and Xho I restriction sites for molecular cloning in various expression vectors.
Sen jälkeen, kun monistaminen on suoritettu edellä mainitulla templaatilla ja ADR-alukkeilla, monistettu fragmentti (1,4 kiloemästä) katkaistiin Sällillä ja XhoI:llä ja insertoitiin molekyylikloonauksella hiivailmentymisvekto-riin pGB950, joka oli katkaistu Sällillä ja XhoIillä.After amplification with the above template and ADR primers, the amplified fragment (1.4 kb) was cleaved with SalI and XhoI and inserted by molecular cloning into the yeast expression vector pGB950, which was digested with SalI and XhoI.
Saatu plasmidi pGBADR-2 on kuvattu kuviossa 40.The resulting plasmid pGBADR-2 is depicted in Figure 40.
(c) K.lactis'n transformaatio 15 yg pGBADR-2itä katkaistiin laktoosipromoottorin ainoasta SacII-kohdasta ja K.lactis CBS 2360 transformoitiin esimerkissä 5(c) kuvatulla tavalla.(c) K.lactis transformation 15 µg of pGBADR-2 was cleaved from the sole SacII site of the lactose promoter and K.lactis CBS 2360 was transformed as described in Example 5 (c).
Esimerkki 26 · Naudan NADPH-sytokromi P45g-reduktaasia (RED) koodittavan, . täyspituisen cDNAin molekyylikloonausExample 26 · Bovine NADPH Cytochrome P45g Reductase (RED) Encoding,. molecular cloning of full length cDNA
Naudan lisämunuaiskuorikerroksen cDNA-kirjasto, joka on kuvattu esimerkissä 1, testattiin ^2P-leimatulla, synteet-tisellä oligomeerilla 5' -TGC CAG TTC GTA GAG CAC ATT GGT *·' ‘ GCG TGG CGG CTT AGT GAT GTC CAGGT-3', joka on spesifinen säilyneelle aminohappoalueelle rotan, sian ja kaniinin REDissä, kuten kuvaavat Katagari et ai. (J.Biochem., 100, 945-954, 1986) ja Murakami et ai. (DNA, 5, 1-10, 1986).The bovine adrenal cortex cDNA library described in Example 1 was tested with a? 2P-labeled synthetic oligomer 5 '-TGC CAG TTC GTA GAG CAC ATT GGT *' 'GCG TGG CGG CTT AGT GAT GTC CAGGT-3' is specific for the conserved amino acid region in rat, porcine and rabbit RED as described by Katagari et al. (J. Biochem., 100, 945-954, 1986) and Murakami et al. (DNA, 5, 1-10, 1986).
Saatiin viisi hybridisoivaa pfuita, jotka edelleen karakterisoitiin restriktioentsyymikartoittamalla ja nukleoti-disekventoimalla. Täyspituinen REDcDNA insertoitiin ilmen-‘ tymisvektoreihin ja transformoitiin sopiviin isäntiin, ku- ten esimerkeissä 2, 3 ja 6 on mainittu.Five hybridizing pfu were obtained, which were further characterized by restriction enzyme mapping and nucleotide sequencing. The full-length REDcDNA was inserted into expression vectors and transformed into suitable hosts as mentioned in Examples 2, 3 and 6.
60 10960560, 109605
Esimerkki 27Example 27
Proteiineja P450SCC ja ADX koodittavan ilmentymiskasetin rakentaminen, transformaatio ja ilmentäminen hiivassa Kluyveromyces lactis (a) Ilmentymiskasetin rakentaminenConstruction, Transformation and Expression of the Expression Cassette Encoding P450SCC and ADX in Yeast Kluyveromyces lactis (a) Construction of an Expression Cassette
Ilmentymiskasetti pGBADX-1 (katso esimerkki 23) katkaistiin Sacll:llä ja Hindin:11a (osittain) ja ulostyöntyvät päät täytettiin käyttäen Klenow-DNA-polymeraasia. DNA-fragmentti, joka sisälsi osan laktaasipromoottoria (kuitenkin toimiva) koodittavan ADX-sekvenssin ja laktaasiter-minaattorin, erotettiin ja eristettiin agaroosigeelielekt-roforeesilla, jonka jälkeen insertoitiin pGBSCC-7:ään, joka oli ensin linearisoitu Xbal-katkaisulla [katso esimerkki 5(b)] ja ulostyöntyvät päät oli täytetty käyttäen Klenow-DNA-polymeraasia. Rakenne valmistettiin siten, että saatiin vain yksi ainoa restriktiokohta (Sacll), joka on tarpeen plasmidin siirtämiseksi K.lactis1 iin.The expression cassette pGBADX-1 (see Example 23) was cleaved with Sac11 and Hindin (partially) and the protruding ends filled in using Klenow DNA polymerase. The DNA fragment containing a portion of the lactase promoter (but functional) encoding ADX and a lactase terminator was isolated and isolated by agarose gel electrophoresis followed by insertion into pGBSCC-7, which had been first linearized with XbaI cleavage [see Example 5 (b). )] and the protruding ends were filled using Klenow DNA polymerase. The construct was constructed in such a way as to provide only one restriction site (Sac11) necessary for plasmid transfer to K.lactis1.
·· Tämä ainoa Sacll-restriktiokohta sijaitsee laktaasipro- . . moottorisekvenssissä, joka reunustaa SCC-sekvenssiä, koska·· This single Sacll restriction site is located on the lactase pro. . in the motor sequence flanking the SCC sequence because
Sacll-restriktiokohta laktaasipromoottorissa, joka reunus-taa ADX-sekvenssiä, tuhoutuu täyttöreaktiossa.The SacII restriction site in the lactase promoter flanking the ADX sequence is destroyed in the filling reaction.
Saatu ilmentymiskasetti pGBSCC/ADX-1 sisältää SCCrtä sekä '·' " ADX:ää koodittavan sekvenssin, jota kumpaakin ohjaa lak- taasipromoottori.The resulting expression cassette pGBSCC / ADX-1 contains a sequence encoding SCC and '·' 'ADX, each of which is driven by a lactase promoter.
(b) K.lactis’n transformaatio :Y K.lactis CBS 2360:n transformaatio suoritetaan esimerkissä 5(c) kuvatulla tavalla 15 /ug:lla pGBSCC/ADX-1:tä, joka on linearisoitu ainoassa SacII-restriktiokohdassa. Yksi trans-| formantti (SCC/ADX-101) valittiin SCC- ja ADX-ilmentymis- • tutkimuksiin.(b) K.lactis transformation: Y K.lactis CBS 2360 transformation is performed as described in Example 5 (c) with 15 µg of pGBSCC / ADX-1 linearized at the single SacII restriction site. One trans- | formant (SCC / ADX-101) was selected for SCC and ADX expression studies.
ei 109605 (c) Transformantin K.lactis SCC/ADX-101 analyysino 109605 (c) SCC / ADX-101 analysis of K.lactis transformant
Soluproteiinifraktiot valmistettiin SCC/ADX-101:n ja kont-rollikannan CBS 2360 viljelmistä, kuten esimerkissä 5(d) kuvataan ja analysoitiin SDS/PAGE:lla ja Western-blot-mää-rityksellä. Blot-määritys testiin vasta-aineilla, jotka olivat spesifiset SCC:lle ja vastaavasti ADXrlle. Vertailu kontrollikantaan osoittaa, että transformantin SCC/ADX-101 soluproteiinifraktiossa havaitaan kaksi odotetun pituista lisäjuovaa (53 ja vastaavasti 14 kDA), mikä osoittaa molempien proteiinien SCC:n ja ADX:n ilmentymisen. Molempien proteiinien ilmentymispitoisuudet transformantissa SCC/ ADX-101 ovat verrattavissa pitoisuuksiin, jotka havaitaan transformanteissa, jotka ilmentävät ainaostaan yhden proteiinin (SCC katso kuvio 15A, kaista 3 ja ADX kuvio 39, kaista 5).Cellular protein fractions were prepared from cultures of SCC / ADX-101 and control strain CBS 2360 as described in Example 5 (d) and analyzed by SDS / PAGE and Western blotting. Blot assay for antibodies specific for SCC and ADX, respectively. Comparison with the control strain indicates that two additional lines of expected length (53 and 14 kDA, respectively) are detected in the cellular protein fraction of the transformant SCC / ADX-101, indicating the expression of SCC and ADX for both proteins. The expression levels of both proteins in the transformant SCC / ADX-101 are comparable to those observed in transformants which always express one protein only (SCC see Fig. 15A, lane 3 and ADX in Fig. 39, lane 5).
Transformantin SCC/ADX-101 SCC- ja ADX-aktiivisuus in vitro on kuvattu esimerkissä 28.The SCC and ADX activity of the SCC / ADX-101 transformant in vitro is described in Example 28.
Esimerkki 28 • » · . .·. P450SCC:n ja adrenodoksiinin, jotka saadaan Kluyveromyces lactis SCC/ADX-101:stä, aktiivisuus in vitro t K.lactis SCC/ADX-101:tä, joka saatiin esimerkissä 27 kuva-tulla tavalla, ja kontrollikantaa K.lactis SCC-101, joka • » ' kuvataan esimerkissä 5(d), kasvatettiin 1 litrassa YEPD- kasvatusalustaa (1 % hiivauutetta, 2 % peptonisa, 2 % glu- koosimonohydrattia), joka sisälsi 100 mg/1 genetisiiniä (G418 sulfaatti; Gibco Ltd.), 72 tunnin ajan 30 °C:ssa.Example 28 • »·. . ·. In Vitro Activity of P450SCC and Adrenodoxin from Kluyveromyces lactis SCC / ADX-101 t K.lactis SCC / ADX-101 obtained as described in Example 27 and control strain K.lactis SCC-101 , described in Example 5 (d), was grown in 1 L of YEPD medium (1% yeast extract, 2% peptonic, 2% glucose monohydrate) containing 100 mg / L geneticin (G418 sulfate; Gibco Ltd.), For 72 hours at 30 ° C.
Solut kerättiin sentrifugoimalla (4000 x g, 15 minuuttia), suspendoitiin uudestaan fysiologiseen suolaliuokseen ja pestiin fosfaattipuskurilla (pH 7,5, 75 mM). Sentrifugoi- tiin (4000 x g, 15 minuuttia), jonka jälkeen pelletti sus- ’ ‘ pendoitiin uudestaan fosfaattipuskuriin (pH 7,5, 75 mM), > » 109605 62 saatiin suspensio, jossa solun märkäpaino oli 0,5 g/ml. Solut rikottiin käyttäen Braun MSK Homogenizer-laitetta (6 x 15 s, 0,45-0,50 mm lasihelmet). Rikkoutumattomat solut poistettiin sentrifugoimalla (4000 x g, 15 minuuttia).The cells were harvested by centrifugation (4000 x g, 15 minutes), resuspended in physiological saline and washed with phosphate buffer (pH 7.5, 75 mM). After centrifugation (4000 x g, 15 minutes), the pellet was resuspended in phosphate buffer (pH 7.5, 75 mM) to give a suspension of 0.5 g / ml wet cell weight. Cells were disrupted using a Braun MSK Homogenizer (6 x 15 s, 0.45-0.50 mm glass beads). Unbroken cells were removed by centrifugation (4000 x g, 15 minutes).
Soluvapaista uutteista proteiinikompleksin P^qSCC/ADX aktiivisuus testattiin määrittelemällä kolesterolisivuketjun lohkaisreaktio NADPH:n ja ADR:n läsnäollessa. Testiseos sisälsi seuraavat liuokset:From the cell-free extracts, the activity of the protein complex PcqSCC / ADX was tested by determining the cholesterol side chain cleavage reaction in the presence of NADPH and ADR. The test mixture contained the following solutions:
Liuos A (luonnollinen P45gSCC-elektronidonorisysteemi, poikkeuksena ADX): 50 mM kaliumfosfaattipuskuria (pH 7,0), joka sisälsi 3 mM EDTA:ta, 2 μΜ adrenodoksiinireduktaasia (puhdistettu naudan lisämunuaiskuorikerroksesta), 1 mM NADPH:ta (elektronidonori), 15 mM glukoosi-6-fosfaattia ja 16 yksikköä/ml glukoosi-6-fosfaattidehydraasia (NADPH:n uudelleensynnyttävä systeemi).Solution A (natural P45gSCC electron donor system with the exception of ADX): 50 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0) containing 3 mM EDTA, 2 μΜ adrenodoxin reductase (purified from bovine adrenal cortex), 1 mM NADPH (electron) glucose-6-phosphate and 16 units / ml glucose-6-phosphate dehydrase (NADPH rebirth system).
Liuos B (substraatti): misellinen liuos, jossa 37,5 μΜ kolesterolia (kaksinkertaisesti radioleimattu [26,27-14C]-kolesterolilla (40 Ci/mooli) ja [7a-3H]-kolesterolilla >· (400 Ci/mooli)) 10%:isessa (til./til.) Tergitol™ NP40/ , ’ etanolissa (1:1, til./til.).Solution B (substrate): micellar solution containing 37.5 μΜ cholesterol (twice radiolabelled with [26.27-14C] cholesterol (40 Ci / mole) and [7a-3H] cholesterol> · (400 Ci / mole) In 10% (v / v) Tergitol ™ NP40 / 1 'ethanol (1: 1, v / v).
' Koe aloitettiin sekoittamalla 75 μΐ liuosta A 50 μ1:η kans- sa liuosta B ja 125 μ1:η kanssa soluvapaata uutetta. Seos-*; ta sekoitettiin varovasti 30 °C:ssa. Näytteet otettiin 60 minuutin inkuboinnin jälkeen ja laimennettiin 100 pl:lla vettä. Näytteestä substraatti ja tuote (tuotteet) uutettiin 100 μ1:1ΐ3 metanolia ja 150 pl:lla kloroformia.The experiment was started by mixing 75 μΐ of solution A with 50 μ1 of solution B and 125 μ1 of η cell free extract. Mixture-*; the mixture was gently stirred at 30 ° C. Samples were taken after 60 minutes of incubation and diluted with 100 µl of water. From the sample, the substrate and product (s) were extracted with 100 μl: 1ΐ3 methanol and 150 μl chloroform.
Sentrifugoitiin (5000 x g, 2 minuuttia), jonka jälkeen ;;* kloroformikerros kerättiin ja kuivattiin. Kuiva jäännös ' * liuotettiin 50 μΐ-.aan asetonia, joka sisälsi 0,5 mg ste- IM» roidiseosta (kolesteroli, pregnenoloni ja progesteroni, 1:1:1, paino/paino/paino), ja sen jälkeen lisättiin 110 ; μΐ konsentroitua muurahaishappoa.After centrifugation (5000 x g, 2 minutes), the chloroform layer was collected and dried. The dry residue '* was dissolved in 50 μΐ of acetone containing 0.5 mg of a steroid mixture (cholesterol, pregnenolone and progesterone, 1: 1: 1, w / w / w) and then 110 were added; μΐ concentrated formic acid.
’ I · o · » 63 1 0 9 6 0 5'I · o · »63 1 0 9 6 0 5
Suspensiota kuumennettiin 15 minuuttia 120 °C:ssa. Sen jälkeen 14C/3H-suhde määritettiin kaksinkertaisesti leimatusta nesteestä tuikelaskentamenetelmällä. Suhde kuvaa suoraan sivuketjun poislohkaisureaktiota, koska 14C-lei-mattu sivuketju haihtuu seoksesta isokapryylihappona kuu-mennusprosessin aikana.The suspension was heated for 15 minutes at 120 ° C. The 14C / 3H ratio was then determined twice from the labeled liquid by the scintillation count method. The ratio directly depicts the side chain deprotection reaction since the 14C-Lei matt side chain evaporates from the mixture as isocaprylic acid during the heating process.
Käyttäen tätä koetta, kolesterolin sivuketjun poislohkea-misaktiivisuus todettiin K.lactis SCC/ADX-101:n soluva-paassa uutteessa, kun taas K.lactis SCC-101:n soluvapaalla uutteella ei minkänlaista sivuketjun lohkeamista havaittu.Using this assay, the cholesterol side chain cleavage activity was detected in the K.lactis SCC / ADX-101 cell-free extract, while no cell side cleavage was detected with the K.lactis SCC-101 cell-free extract.
HPLC-analyysin avulla reaktiotuote, joka saatiin K.lactis SCC/ADX-101:n soluvapaasta uutteesta, identifioitiin preg-nenoloniksi.By HPLC analysis, the reaction product obtained from the cell-free extract of K.lactis SCC / ADX-101 was identified as pregenolone.
i ' »i '»
> ‘ I> 'I
• I P » » I i #• I P »» I i #
> I> I
» » a»» A
l Il I
> I I> I I
I I · I » · I · * < >I I · I »· I · * <>
* I I* I I
I » I » » · lit* » · f t > » ‘ I tI »I» »· lit *» · f t> »'I t
Claims (16)
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP88200904 | 1988-05-06 | ||
EP88200904 | 1988-05-06 | ||
EP88202080 | 1988-09-23 | ||
EP88202080 | 1988-09-23 | ||
PCT/NL1989/000032 WO1989010963A1 (en) | 1988-05-06 | 1989-05-08 | Process for the biochemical oxidation of steroids and genetically engineered cells to be used therefor |
NL8900032 | 1989-05-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI905464A0 FI905464A0 (en) | 1990-11-05 |
FI109605B true FI109605B (en) | 2002-09-13 |
Family
ID=26115083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI905464A FI109605B (en) | 1988-05-06 | 1990-11-05 | Method for the biochemical oxidation of steroids and the genetically modified cells used in the method |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP2963711B2 (en) |
KR (1) | KR100256025B1 (en) |
CN (1) | CN1038667A (en) |
AT (1) | ATE201235T1 (en) |
AU (1) | AU635494B2 (en) |
CA (1) | CA1340616C (en) |
DE (1) | DE68929296T2 (en) |
DK (1) | DK175573B1 (en) |
ES (1) | ES2157883T3 (en) |
FI (1) | FI109605B (en) |
HU (1) | HU217411B (en) |
IL (1) | IL90207A (en) |
NO (1) | NO314267B1 (en) |
NZ (1) | NZ229032A (en) |
PT (1) | PT90484B (en) |
WO (1) | WO1989010963A1 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1042567A (en) * | 1988-09-23 | 1990-05-30 | 吉斯特-布罗卡迪斯公司 | Steroid multistep method for oxidation and used genetically engineered cell |
EP0477961B1 (en) * | 1990-09-26 | 1996-09-11 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Mitochondrial P450 |
US5420027A (en) * | 1991-01-10 | 1995-05-30 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Methods and compositions for the expression of biologically active fusion proteins comprising a eukaryotic cytochrome P450 fused to a reductase in bacteria |
US5240831A (en) * | 1991-01-10 | 1993-08-31 | Board Of Regents, The University Of Texas | Methods and compositions for the expression of biologically active eukaryotic cytochrome p45os in bacteria |
US9255256B2 (en) | 1996-07-17 | 2016-02-09 | Btg International Limited | Expression of functional cytochorome P450 monooxygenase system in enterobacteria |
GB9615032D0 (en) | 1996-07-17 | 1996-09-04 | Univ Dundee | Enzyme system |
FR2820145B1 (en) * | 2001-01-31 | 2004-01-23 | Aventis Pharma Sa | YEAST STRAIN PRODUCING INDEPENDENT STEROIDS |
JPWO2010079594A1 (en) * | 2009-01-07 | 2012-06-21 | 三菱化学株式会社 | Sterol side chain cleaving enzyme protein and use thereof |
CN118109544A (en) | 2013-06-17 | 2024-05-31 | 赛诺菲 | Whole-cell system for biocatalysis of cytochrome P450 monooxygenase |
JP6608372B2 (en) * | 2014-01-20 | 2019-11-20 | サノフイ | Novel cytochrome P450 polypeptide with increased enzyme activity |
JP5800040B2 (en) * | 2014-01-29 | 2015-10-28 | 三菱化学株式会社 | Sterol side chain cleaving enzyme protein and use thereof |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4720454A (en) * | 1984-04-18 | 1988-01-19 | White Perrin C | Genetic probe used in the detection of adrenal hyperplasia |
-
1989
- 1989-05-05 PT PT90484A patent/PT90484B/en not_active IP Right Cessation
- 1989-05-05 IL IL9020789A patent/IL90207A/en unknown
- 1989-05-06 CN CN89104208A patent/CN1038667A/en active Pending
- 1989-05-08 DE DE68929296T patent/DE68929296T2/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-05-08 HU HU289/89A patent/HU217411B/en unknown
- 1989-05-08 ES ES89201173T patent/ES2157883T3/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-05-08 NZ NZ229032A patent/NZ229032A/en unknown
- 1989-05-08 KR KR1019900700022A patent/KR100256025B1/en not_active IP Right Cessation
- 1989-05-08 CA CA000599041A patent/CA1340616C/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-05-08 JP JP1505707A patent/JP2963711B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-05-08 WO PCT/NL1989/000032 patent/WO1989010963A1/en active IP Right Grant
- 1989-05-08 AU AU35759/89A patent/AU635494B2/en not_active Expired
- 1989-05-08 AT AT89201173T patent/ATE201235T1/en not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-11-05 FI FI905464A patent/FI109605B/en not_active IP Right Cessation
- 1990-11-05 NO NO19904791A patent/NO314267B1/en not_active IP Right Cessation
- 1990-11-05 DK DK199002648A patent/DK175573B1/en not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-03-23 JP JP11078556A patent/JPH11308991A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HU893289D0 (en) | 1990-12-28 |
AU635494B2 (en) | 1993-03-25 |
ES2157883T3 (en) | 2001-09-01 |
PT90484A (en) | 1989-11-30 |
IL90207A0 (en) | 1989-12-15 |
NZ229032A (en) | 1992-06-25 |
HU217411B (en) | 2000-01-28 |
DK175573B1 (en) | 2004-12-13 |
AU3575989A (en) | 1989-11-29 |
JPH11308991A (en) | 1999-11-09 |
DK264890A (en) | 1990-11-05 |
ATE201235T1 (en) | 2001-06-15 |
JPH04500303A (en) | 1992-01-23 |
NO314267B1 (en) | 2003-02-24 |
PT90484B (en) | 1994-08-31 |
HUT54413A (en) | 1991-02-28 |
KR900702022A (en) | 1990-12-05 |
IL90207A (en) | 1994-07-31 |
DE68929296T2 (en) | 2001-12-06 |
CN1038667A (en) | 1990-01-10 |
FI905464A0 (en) | 1990-11-05 |
DE68929296D1 (en) | 2001-06-21 |
KR100256025B1 (en) | 2000-05-01 |
WO1989010963A1 (en) | 1989-11-16 |
NO904791D0 (en) | 1990-11-05 |
NO904791L (en) | 1991-01-04 |
CA1340616C (en) | 1999-06-29 |
JP2963711B2 (en) | 1999-10-18 |
DK264890D0 (en) | 1990-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Szczebara et al. | Total biosynthesis of hydrocortisone from a simple carbon source in yeast | |
FI109605B (en) | Method for the biochemical oxidation of steroids and the genetically modified cells used in the method | |
NZ526381A (en) | Genetically modified yeast producing steroids or steroid derivatives autonomously from a simple carbon source such as ethanol | |
HU220587B1 (en) | Dna sequence of a. thaliana, delta-7-red protein, process for producing thereof, yeats strains transformed by this dna and use thereof | |
CA1340563C (en) | Process for the multiple oxidation of steroids and genetically engineered cells to be used therefor | |
EP0340878B1 (en) | Process for the biochemical oxidation of steroids and genetically engineered cells to be used therefor | |
US5869283A (en) | Expression cassette operable in a recombinant host | |
Urban et al. | Engineered yeasts simulating P450-dependent metabolisms: tricks, myths and reality | |
CN115029368A (en) | Gene engineering bacterium for producing dideoxy alcohol and application thereof | |
KR100860702B1 (en) | Modified yeasts and uses thereof, in particular for producing steroid derivatives | |
IE83307B1 (en) | Process for the biochemical oxidation of steroids and genetically engineered cells to be used therefor | |
JP3577722B2 (en) | Artificial fusion enzyme | |
US20040067579A1 (en) | Process for oxidation of steroids and genetically engineered cells used therein | |
JPH0361490A (en) | P450 reductase-fused oxidase | |
JPH0430793A (en) | Bovine adrenal adrenodoxin-producing microbial strain | |
Eldarov et al. | Targeted Expression of Mammalian Cytochromes P450SCC and P4502B4 in Yeast Saccharomyces cerevisiae |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GB | Transfer or assigment of application |
Owner name: HOECHST MARION ROUSSEL |
|
GB | Transfer or assigment of application |
Owner name: HOECHST MARION ROUSSEL |
|
FG | Patent granted |
Owner name: AVENTIS PHARMA S.A. |
|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: AVENTIS PHARMA S.A. |
|
MA | Patent expired |