RU2787585C1 - Escherichia coli strain with inactive yhje gene producing l-threonine - Google Patents

Escherichia coli strain with inactive yhje gene producing l-threonine Download PDF

Info

Publication number
RU2787585C1
RU2787585C1 RU2022127020A RU2022127020A RU2787585C1 RU 2787585 C1 RU2787585 C1 RU 2787585C1 RU 2022127020 A RU2022127020 A RU 2022127020A RU 2022127020 A RU2022127020 A RU 2022127020A RU 2787585 C1 RU2787585 C1 RU 2787585C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
threonine
gene
yhje
escherichia coli
strain
Prior art date
Application number
RU2022127020A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович Хозов
Татьяна Владимировна Выборная
Сергей Павлович Синеокий
Дмитрий Михайлович Бубнов
Агнесса Альбертовна Степанова
Максим Дмитриевич Кудина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"
Application granted granted Critical
Publication of RU2787585C1 publication Critical patent/RU2787585C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: microbiology industry, microbiological synthesis of L-threonine with the use of Escherichia coli bacteria.
SUBSTANCE: the strain of Escherichia coli bacteria RNCIM B-14270 with the inactivated yhjE gene producing L-threonine is proposed.
EFFECT: expansion of the Escherichia coli strain arsenal producing L-threonine.
1 cl, 1 dwg, 1 tbl, 2 ex

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности, к микробиологическому синтезу L-треонина с использованием бактерии вида Escherichia coli.The present invention relates to the microbiological industry, in particular to the microbiological synthesis of L-threonine using Escherichia coli.

Уровень техникиState of the art

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

Описано множество методов увеличения продукции L-аминокислот, например, путем трансформации микроорганизма рекомбинантной ДНК (US 4278765). Указанные методы основаны на повышении активности ферментов, вовлеченных в биосинтез аминокислот и/или уменьшении чувствительности целевого фермента к обратному ингибированию продуцируемой L-аминокислотой (WO 9516042, US 5661012, US 6040160).Many methods have been described for increasing the production of L-amino acids, for example, by transforming a microorganism with recombinant DNA (US 4278765). These methods are based on increasing the activity of enzymes involved in the biosynthesis of amino acids and/or reducing the sensitivity of the target enzyme to reverse inhibition produced by L-amino acid (WO 9516042, US 5661012, US 6040160).

Известны различные штаммы, использующиеся для производства L-треонина методом ферментации. Это штаммы с увеличенными активностями ферментов, вовлеченных в биосинтез L-треонина (US 5175107; US 5661012; US 5705371; US 5939307; ЕР 219027), штаммы, устойчивые к некоторым химических реагентам, таким как L-треонин и его аналоги (WO 0114525, ЕР 301572, US 5376538), штаммы с инактивированными ферментами системы деградации треонина (US 5939307 и US 6297031), штаммы, в которых устранена чувствительность целевого фермента к ингибированию продуцируемой аминокислотой или ее побочными продуктами по типу обратной связи (US 5175107 и US 5661012).Various strains are known that are used to produce L-threonine by fermentation. These are strains with increased activities of enzymes involved in the biosynthesis of L-threonine (US 5175107; US 5661012; US 5705371; US 5939307; EP 219027), strains resistant to certain chemicals, such as L-threonine and its analogues (WO 0114525, EP 301572, US 5376538), strains with inactivated enzymes of the threonine degradation system (US 5939307 and US 6297031), strains in which the sensitivity of the target enzyme to inhibition of the produced amino acid or its by-products by the feedback type is eliminated (US 5175107 and US 5661012).

Известен штамм-продуцент L-треонина Е. coli ВКПМ В-3996 (SU 1694643, US 5175107 и US 5705371), полученный путем введения в штамм Е. coli ВКПМ В-7 следующих мутаций и плазмиды:Known strain-producer of L-threonine E. coli VKPM B-3996 (SU 1694643, US 5175107 and US 5705371), obtained by introducing into the strain E. coli VKPM B-7 the following mutations and plasmids:

- мутантный ген thrA (мутация thrA442) кодирует белок аспартокиназа-гомосериндегидрогеназу I, который устойчив к ингибированию треонином по типу обратной связи;- mutant thrA gene (mutation thrA 442 ) encodes a protein aspartokinase-homoserine dehydrogenase I, which is resistant to feedback inhibition by threonine;

- мутантный ген ilvA (мутация ilvA442) кодирует белок треониндеаминазу, обладающую пониженной активностью, которая выражается в пониженном уровне биосинтеза изолейцина и в фенотипе с недостатком по изолейцину типа "leaky". В бактерии с мутацией ilvA442 транскрипция оперона thrABC не репрессируется изолейцином, что дает положительный эффект на продукцию L-треонина;- the mutant ilvA gene (mutation ilvA 442 ) encodes a threonine deaminase protein with reduced activity, which is expressed in a reduced level of isoleucine biosynthesis and in a "leaky" isoleucine-deficient phenotype. In bacteria with the ilvA 442 mutation, the transcription of the thrABC operon is not repressed by isoleucine, which has a positive effect on the production of L-threonine;

- инактивация гена tdh приводит к предотвращению деградации L-треонина, в указанный штамм была введена генетическая детерминанта ассимиляции сахарозы (гены scrKYABR);- inactivation of the tdh gene leads to the prevention of the degradation of L-threonine, the genetic determinant of sucrose assimilation (scrKYABR genes) was introduced into this strain;

- увеличение экспрессии генов, контролирующих биосинтез L-треонина, достигнута путем введения в штамм плазмиды pVIC40, содержащей мутантный треониновый оперон thrA442BC.- an increase in the expression of genes that control the biosynthesis of L-threonine was achieved by introducing the pVIC40 plasmid containing the mutant thrA 442B C threonine operon into the strain.

Штамм Е. coli ВКПМ В-3996 в ходе ферментации пробирках продуцирует 13 г/л L-треонина (RU 2182173), при культивировании в ферментере - 85 г/л L-треонина (US 5175107).E. coli strain VKPM B-3996 during fermentation in test tubes produces 13 g/l L-threonine (RU 2182173), when cultivated in a fermenter - 85 g/l L-threonine (US 5175107).

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение является поиск новых генов-мишеней, модификация которых приводит к увеличению продукции L-треонина.The technical problem to be solved by the claimed invention is the search for new target genes, the modification of which leads to an increase in the production of L-threonine.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение арсенала штаммов Escherichia coli, способных к продукции L-треонина.The technical result of the claimed invention is the expansion of the arsenal of Escherichia coli strains capable of producing L-threonine.

Он достигается тем, что получен штамм бактерии Escherichia coli ВКПМ В-14270 с инактивированным геном yhjE, обладающий способностью продуцировать L-треонин.It is achieved by obtaining a strain of the bacterium Escherichia coli VKPM B-14270 with an inactivated yhjE gene, which has the ability to produce L-threonine.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фигуре показана схема плазмиды pITA.The figure shows a diagram of the pITA plasmid.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

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

Инактивация гена может быть осуществлена любым возможным методом, например, такими как мутагенез с использованием УФ излучения или обработка нитрозогуанидином (N-метил-N'-нитро-N-нитрозогуанидин), сайт-направленный мутагенез, инактивации гена с помощью гомологичной рекомбинации, или/и инсерционно-делеционного мутагенеза (Yu, D. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97: 12: 5978-83); (Datsenko K.A. and Wanner B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97: 12: 6640-45), также называемого "Red-зависимая интеграция".Gene inactivation can be carried out by any possible method, such as mutagenesis using UV radiation or treatment with nitrosoguanidine (N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine), site-directed mutagenesis, gene inactivation by homologous recombination, or/ and insertion-deletion mutagenesis (Yu, D. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97:12:5978-83); (Datsenko K.A. and Wanner B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97: 12: 6640-45), also called "Red-dependent integration".

В данной работе инактивацию гена yhjE проводят путем замены открытой рамки считывания гена на селективный маркер cat, ген устойчивости к хлорамфениколу. Полученный таким образом штамм не способен синтезировать белок YhjE, кодируемый геном yhjE.In this work, the inactivation of the yhjE gene is carried out by replacing the open reading frame of the gene with the cat selective marker, the chloramphenicol resistance gene. The thus obtained strain is unable to synthesize the YhjE protein encoded by the yhjE gene.

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

Инактивацию гена осуществляют в штамме ВКПМ В-13207, который получен на основе дикого штамма Escherichia coli K-12 MG1655 (АТСС 47076) в результате проведения нескольких раундов мутагеза различными мутирующими агентами с целью отбора мутантов наиболее устойчивых к L-треонину, и последующего введения направленных генетических модификаций: замена промотора генов треонинового оперона, введение десенсибилизирующей мутации в ген thrA, оверэспрессия rhtA, инактивация гена sstT, инактивация гена рохВ, кодирующего пируватоксидазу.Gene inactivation is carried out in the strain VKPM B-13207, which was obtained on the basis of the wild strain Escherichia coli K-12 MG1655 (ATCC 47076) as a result of several rounds of mutagesis with various mutating agents in order to select the mutants most resistant to L-threonine, and then introduce targeted genetic modifications: replacement of the promoter of the threonine operon genes, introduction of a desensitizing mutation in the thrA gene, overexpression of rhtA, inactivation of the sstT gene, inactivation of the roxB gene encoding pyruvate oxidase.

Делецию гена yhjE осуществляют путем замены его ORF (номер последовательности по базе данных GenBank NC_000913.3 U00096.3: 3,674,786 -> 3,676,108), на селективный маркер устойчивости к хлорамфениколу, методом ПЦР с использованием следующих олигонуклеотидов:The deletion of the yhjE gene is carried out by replacing its ORF (sequence number according to the GenBank database NC_000913.3 U00096.3: 3,674,786 -> 3,676,108), with a selective marker of resistance to chloramphenicol, by PCR using the following oligonucleotides:

yhjECinsF 5'-atgcaagcaacagccacaacactcgaccacgagcaagaatacacgccgatgccaagcttgcatgcctgcyhjECinsF 5'-atgcaagcaacagccacaacactcgaccacgagcaagaatacacgccgatgccaagcttgcatgcctgc

yhjEinsR 5'-ttacaacgactgatgtcgcgtctcatgggtcagcagcagggcgattaacggggatcctctagagtcgagyhjEinsR 5'-ttacaacgactgatgtcgcgtctcatgggtcagcagcagggcgattaacggggatcctctagagtcgag

В качестве матрицы для синтеза используют плазмиду pITA (Биотехнология 2019 Т. 35 №4 с. 42-54). В своем составе эта плазмида (фиг. 1) несет следующие генетические элементы: ген cat обуславливающий устойчивость клеток к хлорамфениколу для прямого отбора трансформантов; последовательности фага λ attL и attR - сайты узнавания системы рекомбинации Int/Xis; repA - репликон; ген bla, кодирующий бета-лактамазу, обуславливающий устойчивость к ампициллину, и ген sacB обеспечивающий превращение сахарозы в леван, токсичный для E. coli.The pITA plasmid is used as a template for synthesis (Biotechnology 2019 T. 35 No. 4 p. 42-54). In its composition, this plasmid (Fig. 1) carries the following genetic elements: the cat gene causing cell resistance to chloramphenicol for direct selection of transformants; phage sequences λ attL and attR - recognition sites of the Int/Xis recombination system; repA - replicon; the bla gene encoding beta-lactamase, which confers resistance to ampicillin; and the sacB gene, which ensures the conversion of sucrose to levan, which is toxic to E. coli.

Амплификацию фрагмента проводят с использованием полимеразы KAPA (KAPAbiosystems) для того, чтобы избежать ошибок в последовательности. Используют следующий температурный профиль для ПЦР: денатурация при 95°С в течение 3 мин; 25 циклов: 20 сек при 98°С, 20 сек при 60°С, 4 мин при 72°С; и заключительная полимеризация: 4 мин при 72°С. ПЦР продукт размером 3800 п.о. очищают методом экстракции из агарозного геля и далее используют для трансформации штамма ВКПМ В-13207, который предварительно трансформируют плазмидой pKD46, которая необходима для интеграции продукта ПЦР в хромосому штамма. Плазмида pKD46 (Datsenko, K.А. and Wanner, B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97: 12: 6640-45) содержит фрагмент ДНК фага λ, (инвентарный номер последовательности J02459 в базе данных GenBank) длиной 2,154 нуклеотида (31088-33241), а также содержит гены Red гомологичной системы рекомбинации (β, γ, ехо гены) под контролем промотора ParaB; индуцируемого арабинозой.Fragment amplification was performed using KAPA polymerase (KAPAbiosystems) in order to avoid sequence errors. Use the following temperature profile for PCR: denaturation at 95°C for 3 min; 25 cycles: 20 sec at 98°C, 20 sec at 60°C, 4 min at 72°C; and final polymerization: 4 min at 72°C. PCR product 3800 bp in size. purified by extraction from agarose gel and then used to transform the VKPM B-13207 strain, which is preliminarily transformed with the pKD46 plasmid, which is necessary for the integration of the PCR product into the strain chromosome. Plasmid pKD46 (Datsenko, K.A. and Wanner, B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97: 12: 6640-45) contains a DNA fragment of phage λ, (sequence accession number J02459 in the GenBank database) 2.154 nucleotides long (31088-33241), and also contains the Red genes of the homologous recombination system (β, γ, exo genes) under the control of the ParaB promoter; induced by arabinose.

Электрокомпетентные клетки получают следующим образом: ночную культуру штамма Е. coli ВКПМ В-13207 выращивают при 30°С в жидкой среде LB (мас. %): триптон - 1, NaCl - 1, дрожжевой экстракт - 0,5, вода - остальное, рН 7,0 с добавкой ампициллина (125 мг/л), разводят в 100 раз при помощи 5 мл среды SOB (мас. %): триптон 2, дрожжевой экстракт - 0,5, MgCl2 - 0,0956, MgSO4 - 7H2O - 0,252, NaCl - 0,0058, KCl - 0,0185, вода остальное с добавлением ампициллина (100 мг/л) и L-арабинозы (1 мМ). Полученную культуру растят с перемешиванием при 30°С до достижения оптической плотности ОП660нм 0,6 ед., после чего делают клетки электрокомпетентными путем концентрации в 100 раз и трехкратного отмывания ледяной деионизированной Н2О. Электропорацию проводят с использованием 40 мкл клеток и 1 мкг продукта ПЦР. После электропорации клетки инкубируют в 1 мл среды SOC (мас. %): триптон 2, дрожжевой экстракт - 0,5, глюкоза - 0,36, MgCl2 - 0,0956, MgSO4⋅7H2O - 0,252, NaCl - 0,0058, KCl - 0,0185, вода - остальное при 37°С в течение 2,5 часов, после чего высевают на чашки со средой LA (мас. %): агар-агар - 2, триптон - 1, NaCl - 1, дрожжевой экстракт - 0,5, вода - остальное, рН 7,0 с добавлением спектиномицина (75 мкг/мл).Electrocompetent cells are obtained as follows: an overnight culture of E. coli strain VKPM B-13207 is grown at 30°C in a liquid LB medium (wt.%): tryptone - 1, NaCl - 1, yeast extract - 0.5, water - the rest, pH 7.0 with the addition of ampicillin (125 mg / l), diluted 100 times with 5 ml of SOB medium (wt.%): tryptone 2, yeast extract - 0.5, MgCl 2 - 0.0956, MgSO 4 - 7H 2 O - 0.252, NaCl - 0.0058, KCl - 0.0185, the rest is water with the addition of ampicillin (100 mg/l) and L-arabinose (1 mm). The resulting culture is grown with stirring at 30°C until an optical density of OD 660 nm of 0.6 units is reached, after which the cells are made electrocompetent by concentrating 100 times and washing three times with ice-cold deionized H 2 O. Electroporation is carried out using 40 μl of cells and 1 μg PCR product. After electroporation, the cells are incubated in 1 ml of SOC medium (wt.%): tryptone 2, yeast extract - 0.5, glucose - 0.36, MgCl 2 - 0.0956, MgSO 4 ⋅7H 2 O - 0.252, NaCl - 0 ,0058, KCl - 0.0185, water - the rest at 37°C for 2.5 hours, after which they are sown on plates with LA medium (wt.%): agar-agar - 2, tryptone - 1, NaCl - 1 , yeast extract - 0.5, water - the rest, pH 7.0 with the addition of spectinomycin (75 µg/ml).

Отбор трансформантов, несущих делецию в гене yhjE, проводят на чашках со средой LA с добавлением хлорамфеникола. Наличие инсерции в локусе yhjE у отобранных клонов подтверждают методом ПЦР. Для амплификации фрагмента используют полимеразу Taq (Thermo Fisher Scientific) и следующие олигонуклеотиды:The selection of transformants carrying a deletion in the yhjE gene is carried out on LA plates with the addition of chloramphenicol. The presence of an insertion at the yhjE locus in selected clones was confirmed by PCR. To amplify the fragment, Taq polymerase (Thermo Fisher Scientific) and the following oligonucleotides were used:

yhjEoutF 5'-accatttccgcgatttgttacyhjEoutF 5'-accatttccgcgatttgttac

yhjEoutR 5'-tagattgttggcaaagtgtgcyhjEoutR 5'-tagattgttggcaaagtgtgc

Для проведения ПЦР используют следующий температурный профиль: денатурация при 94°С в течение 4 мин; 25 циклов: 20 сек при 94°С, 20 сек при 55°С, 4 мин 0 сек при 72°С; и заключительная полимеризация: 5 мин при 72°С.For PCR use the following temperature profile: denaturation at 94°C for 4 min; 25 cycles: 20 sec at 94°C, 20 sec at 55°C, 4 min 0 sec at 72°C; and final polymerization: 5 min at 72°C.

Наличие продукта размером 4045 п.о. интерпретируют как интеграцию кассеты в целевой локус. Для удаления вспомогательной плазмиды pKD46, проводят 2 пассажа на среде LA со спектиномицином при 42°С и полученные колонии тестируют на чувствительность к ампициллину.Availability of a product with a size of 4045 b.p. interpreted as integration of the cassette into the target locus. To remove the helper plasmid pKD46, spend 2 passages on LA medium with spectinomycin at 42°C and the resulting colonies are tested for sensitivity to ampicillin.

В результате отобрано 5 клонов, несущих делецию в гене yhjE.As a result, 5 clones carrying a deletion in the yhjE gene were selected.

Пример 2. Отбор наиболее продуктивного клонаExample 2. Selection of the most productive clone

Для проверки влияния делеции гена yhjE на продукцию L-треонина проводят пробирочную ферментацию пяти отобранных клонов, в качестве контрольного штамма используют родительский штамм ВКПМ В-13207.To test the effect of deletion of the yhjE gene on the production of L-threonine, test-tube fermentation of five selected clones is carried out, the parent strain VKPM B-13207 is used as a control strain.

Штаммы выращивают на чашках со средой LA в течение 24 часов при 37°С. Для приготовления инокулята используют посевную среду следующего состава (мас. %)The strains are grown on cups with medium LA for 24 hours at 37°C. To prepare the inoculum, use the seed medium of the following composition (wt.%)

Дрожжевой экстрактYeast extract 3,53.5 ГлюкозаGlucose 0,250.25 NaClNaCl 0,250.25 KH2PO4 KH2PO4 _ 0,250.25 ВодаWater остальноеrest

В пробирки объемом 50 мл с рабочим объемом 5 мл посевной среды вносят биомассу клеток до стартового значения оптической плотности равной ОП660нм 0,1 ед. Пробирки инкубируют на роторной качалке в течение 5 часов при 37°С и скорости перемешивания 220 об/мин. Для основного процесса ферментации используют среду следующего состава (мас. %):In test tubes with a volume of 50 ml with a working volume of 5 ml of seed medium, cell biomass is added to the starting value of the optical density equal to OP 660nm 0.1 units. The tubes are incubated on a rotary shaker for 5 hours at 37°C and agitation speed of 220 rpm. For the main fermentation process, a medium of the following composition is used (wt.%):

ГлюкозаGlucose 4,04.0 (NH4)2SO4 (NH 4 ) 2 SO 4 3,03.0 Кукурузный экстрактCorn extract 1,01.0 KH2PO4 KH2PO4 _ 0,250.25 MgSO4⋅7H2OMgSO 4 ⋅7H 2 O 0,20.2 Лимонная кислотаLemon acid 0,01920.0192 FeSO4⋅7H2OFeSO 4 ⋅7H 2 O 0,0030.003 MnSO4⋅H2OMnSO 4 ⋅H 2 O 0,00210.0021 СаСО3 CaCO 3 2,02.0 ВодаWater остальноеrest

Растворы глюкозы, сульфата марганца и сульфата магния стерилизуют отдельно автоклавированием при 121°С в течение 40 мин. Навески СаСО3 по 40 мг стерилизуют в стеклянных пробирках автоклавированием при 121°С в течение 20 мин. рН доводят до значения 7,0. Раствор сульфата железа стерилизуют фильтрованием через мембрану диаметром пор 22 мкм.Solutions of glucose, manganese sulfate and magnesium sulfate are sterilized separately by autoclaving at 121° C. for 40 minutes. 40 mg portions of CaCO 3 are sterilized in glass test tubes by autoclaving at 121°C for 20 minutes. The pH is adjusted to a value of 7.0. The ferrous sulfate solution is sterilized by filtration through a membrane with a pore diameter of 22 μm.

Полученный инокулят вносят в пробирки объемом 50 мл с рабочим объемом 2 мл ферментационной среды до стартовой оптической плотности ОП660 нм 0,1 ед. Клетки культивируют в течение 24 часов при 37°С на роторной качалке - 220 об/мин.The resulting inoculum is introduced into test tubes with a volume of 50 ml with a working volume of 2 ml of the fermentation medium to a starting optical density of OD 660 nm of 0.1 units. Cells are cultured for 24 hours at 37°C on a rotary shaker - 220 rpm.

После выращивания количество накопленного в среде L-треонина определяют с методом ВЭЖХ (Waters 2695, Alliance). Результаты ферментации пяти клонов приведены в табл. 1.After cultivation, the amount of L-threonine accumulated in the medium is determined with the HPLC method (Waters 2695, Alliance). The results of the fermentation of the five clones are shown in table. 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Как видно из табл. 1, клон 3, содержащий делецию гена yhjE, накапливает большее количество L-треонина по сравнению с контрольным штаммом ВКПМ В-13207. Отобранный клон 1 депонирован в Биоресурсном Центре Всероссийская Коллекция Промышленных Микроорганизмов (БРЦ ВКПМ) НИЦ «Курчатовский институт» (117545 Москва, 1-ый Дорожный пр-д, д. 1) как штамм Escherichia coli ВКПМ В-14270.As can be seen from Table. 1, clone 3 containing the deletion of the yhjE gene accumulates more L-threonine than the control strain VKPM B-13207. Selected clone 1 was deposited at the Bioresource Center All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (BRC VKPM) National Research Center "Kurchatov Institute" (117545 Moscow, 1st Dorozhny pr-d, 1) as a strain of Escherichia coli VKPM V-14270.

Заявляемый штамм Escherichia coli ВКПМ В-14270 характеризуется следующими признаками:The claimed strain of Escherichia coli VKPM B-14270 is characterized by the following features:

Культурально-морфологические характеристикиCultural and morphological characteristics

Грамм-отрицательная бактерия. Суточная культура в жидкой LB представлена слабо подвижными клетками округлой формы 1 мкм в диаметре. При культивировании на L-агаре в течение 18-24 часов при 37°С образует круглые, беловатый, полупрозрачные на свет колонии колонии 1-2 мм, поверхность колонии гладкая, края ровные или слегка волнистые, центр колоний приподнят, структура однородная, консистенция пастообразная, легко эмульгируется. При культивировании на агаризованной среде Эндо (мас. %: пептон - 1, лактоза - 1, Na2SO3 - 0,33, K2HPO4 - 0,25, фуксин основной - 0,03, агар-агар - 2%, вода - остальное) при 37°С образуются колонии, круглой формы с ровным четко очерченным краем малиново-красного цвета с металлическим блеском. Диаметр колоний 0,5 - 1,5 мм.Gram-negative bacterium. The daily culture in liquid LB is represented by weakly motile cells of a rounded shape 1 µm in diameter. When cultivated on L-agar for 18-24 hours at 37°C, it forms round, whitish, translucent to light colonies of 1-2 mm colonies, the surface of the colony is smooth, the edges are even or slightly wavy, the center of the colonies is raised, the structure is homogeneous, the consistency is pasty , easy to emulsify. When cultivating on Endo agar medium (wt.%: peptone - 1, lactose - 1, Na 2 SO 3 - 0.33, K 2 HPO 4 - 0.25, basic fuchsin - 0.03, agar-agar - 2% , water - the rest) at 37 ° C, colonies are formed, round in shape with a smooth, clearly defined edge of crimson-red color with a metallic sheen. The diameter of the colonies is 0.5 - 1.5 mm.

Физиолого-биохимические характеристики.Physiological and biochemical characteristics.

Факультативный анаэроб. Сахара не сбраживает. Ассимилирует: D-глюкозу, L-арабинозу, D-маннитол, D-ксилозу, в меньшей мере: D-галактозу, D-лактозу. Отсутствует способность к гидролизу крахмала. Отсутствует потребность в факторах роста. Штамм устойчив к хлорамфениколу. Оптимальное значение рН для роста 7,2-7,4. Не растет при температурах свыше 45°С. Оптимальная температура роста 37°С. Штамм не патогенен.Facultative anaerobe. Sugar does not ferment. Assimilates: D-glucose, L-arabinose, D-mannitol, D-xylose, to a lesser extent: D-galactose, D-lactose. There is no ability to hydrolyze starch. There is no need for growth factors. The strain is resistant to chloramphenicol. The optimal pH value for growth is 7.2-7.4. Does not grow at temperatures above 45°C. The optimum growth temperature is 37°C. The strain is not pathogenic.

Таким образом, получен штамм Escherichia coli ВКПМ В-14270 с инактивированным геном yhjE, способный синтезировать до 17,3 г/л L-треонина при культивировании в пробирках.Thus, a strain of Escherichia coli VKPM B-14270 with an inactivated yhjE gene was obtained, capable of synthesizing up to 17.3 g/l of L-threonine when cultivated in test tubes.

Claims (1)

Штамм Escherichia coli ВКПМ В-14270 с инактивированным геном yhjE - продуцент L-треонина.Escherichia coli strain VKPM B-14270 with an inactivated yhjE gene is a producer of L-threonine.
RU2022127020A 2022-10-18 Escherichia coli strain with inactive yhje gene producing l-threonine RU2787585C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2787585C1 true RU2787585C1 (en) 2023-01-11

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8623619B2 (en) * 2009-02-09 2014-01-07 Kyowa Hakko Bio Co., Ltd. Process for producing L-amino acid
RU2697499C1 (en) * 2018-09-28 2019-08-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ГосНИИгенетика) Bacterium of the form escherichia coli - an l-threonine producer, a method for microbiological synthesis of l-threonine using it
RU2728251C1 (en) * 2019-11-22 2020-07-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ГосНИИгенетика) Escherichia coli strain with inactivated yche gene - l-threonine producer
RU2758269C1 (en) * 2020-10-05 2021-10-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ГосНИИгенетика) Escherichia coli strain with the inactivated lysp gene - l-threonine producer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8623619B2 (en) * 2009-02-09 2014-01-07 Kyowa Hakko Bio Co., Ltd. Process for producing L-amino acid
RU2697499C1 (en) * 2018-09-28 2019-08-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ГосНИИгенетика) Bacterium of the form escherichia coli - an l-threonine producer, a method for microbiological synthesis of l-threonine using it
RU2728251C1 (en) * 2019-11-22 2020-07-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ГосНИИгенетика) Escherichia coli strain with inactivated yche gene - l-threonine producer
RU2758269C1 (en) * 2020-10-05 2021-10-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ГосНИИгенетика) Escherichia coli strain with the inactivated lysp gene - l-threonine producer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВЫБОРНАЯ Т.В. И ДР. Использование альтернативного пути синтеза изолейцина в штаммах Escherichia coli - продуцентах треонина. Биотехнология, 2019. Т. 35, N4, C. 42-54. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2144564C1 (en) Dna fragment rhtb encoding synthesis of protein rhtb that determines resistance of bacterium escherichia coli to l-homoserine and method of l-amino acid producing
KR100792095B1 (en) - - genetically engineered l-tryptophan producing recombinant escherichia coli which has originally l-phenylalanine production character and the method for producing l-tryptophan using the microorganism
ES2382473T3 (en) L-threonine production procedure using a microorganism that has the inactivated galR gene
US20090093030A1 (en) fadR KNOCK-OUT MICROORGANISM AND METHODS FOR PRODUCING L-THREONINE
CN100582220C (en) E.coli mutant containing mutant genes related with tryptophan biosynthesis and production method of tryptophan by using the same
CN1351660A (en) directed evolution of microorganisms
KR20000029691A (en) Novel strains of escherichia coli, methods of preparing the same and use thereof in fermentation processes for l-threonine production
RU2697499C1 (en) Bacterium of the form escherichia coli - an l-threonine producer, a method for microbiological synthesis of l-threonine using it
RU2728251C1 (en) Escherichia coli strain with inactivated yche gene - l-threonine producer
RU2787585C1 (en) Escherichia coli strain with inactive yhje gene producing l-threonine
RU2787583C1 (en) Escherichia coli strain with inactive yqeg gene producing l-threonine
RU2774071C1 (en) ESCHERICHIA COLI STRAIN WITH INACTIVATED sdaC GENE - L-THREONINE PRODUCER
RU2775206C1 (en) Escherichia coli strain with inactivated yjem gene - l-threonine producer
RU2731282C1 (en) Escherichia coli strain with inactivated ttdt gene - l-threonine producer
RU2748676C1 (en) Escherichia coli strain with inactivated ydgi gene - producer of l-threonine
RU2758269C1 (en) Escherichia coli strain with the inactivated lysp gene - l-threonine producer
RU2728242C1 (en) Escherichia coli strain - l-threonine producer
RU2697219C1 (en) Recombinant escherichia coli bacterium strain - l-threonine producer
ZA200507688B (en) TDCBC/PCKA gene-inactivated microorganism and met hod of producing I-threonine using the same
CN100342006C (en) Method for producing L-threonine
WO2005075626A1 (en) MICROORGANISM PRODUCING L-THREONINE HAVING INACTIVATED tyrR GENE, METHOD OF PRODUCING THE SAME AND METHOD OF PRODUCING L-THREONINE USING THE MICROORGANISM
KR20230005137A (en) Method for producing heparoic acid and bacteria of the genus Escherichia having the ability to produce heparoic acid
RU2817252C1 (en) Strain escherichia coli - producer of l-threonine
US20090298138A1 (en) Microorganism producing l-threonine having an inactivated lysr gene, method for producing the same and method for producing l-threonine using the microorganism
JP4582573B2 (en) Method for producing pyruvic acid and method for producing L-valine