DE102012201360A1 - New cell capable of forming rhamnolipid compound, which is useful for the production of cosmetic, dermatological or pharmaceutical formulations, of plant protection formulations and of care and cleaning agents and surfactant concentrates - Google Patents
New cell capable of forming rhamnolipid compound, which is useful for the production of cosmetic, dermatological or pharmaceutical formulations, of plant protection formulations and of care and cleaning agents and surfactant concentrates Download PDFInfo
- Publication number
- DE102012201360A1 DE102012201360A1 DE201210201360 DE102012201360A DE102012201360A1 DE 102012201360 A1 DE102012201360 A1 DE 102012201360A1 DE 201210201360 DE201210201360 DE 201210201360 DE 102012201360 A DE102012201360 A DE 102012201360A DE 102012201360 A1 DE102012201360 A1 DE 102012201360A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- seq
- enzyme
- enzymatic activity
- polypeptide sequence
- coenzyme
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/195—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
-
- 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)
-
- 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
- C12N9/10—Transferases (2.)
- C12N9/1025—Acyltransferases (2.3)
- C12N9/1029—Acyltransferases (2.3) transferring groups other than amino-acyl groups (2.3.1)
-
- 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
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/44—Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides
Abstract
Description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Gegenstand der Erfindung sind Zellen und Nukleinsäuren sowie deren Verwendung zur Herstellung von Rhamnolipiden als auch Verfahren zur Herstellung von Rhamnolipiden. The invention relates to cells and nucleic acids and their use for the production of rhamnolipids as well as processes for the preparation of rhamnolipids.
Stand der Technik State of the art
Surfactants werden heutzutage im Wesentlichen basierend auf Basis petrochemischer Rohstoffe hergestellt. Die Nutzung von Surfactants auf Basis nachwachsender Rohstoffe ist aufgrund der absehbaren Verknappung petrochemischer Rohstoffe und zunehmender Nachfrage nach Produkten, die auf nachwachsenden Rohstoffen basieren bzw. biologisch abbaubar sind, eine entsprechende Alternative. Surfactants are nowadays produced essentially based on petrochemical raw materials. The use of surfactants based on renewable raw materials is a suitable alternative due to the foreseeable shortage of petrochemical raw materials and increasing demand for products based on renewable raw materials or biodegradable.
Rhamnolipide bestehen aus ein (Monorhamnosyllipide) oder zwei Rhamnoseresten (Dirhamnosyllipide) und ein oder zwei 3-Hydroxyfettsäureresten (siehe
Diese Lipide werden heutzutage mit Wildtyp-Isolaten verschiedener human- und tierpathogener Bakterien, insbesondere Vertreter der Gattungen Pseudomonas und Burkholderia, hergestellt (siehe
Obwohl mit Hilfe dieser Produktionsorganismen z.T. hohe Produkttiter, sowie Raum-Zeit- bzw. Kohlenstoffausbeuten erzielt werden können, setzt dies den Einsatz von pflanzlichen Ölen als alleiniges oder Co-Substrat voraus (siehe
Schließlich sind die Eigenschaften der von den Wildtyp-Isolaten produzierten Rhamnolipide nur eingeschränkt beeinflussbar. Dies findet bisher ausschließlich über die Optimierung der Prozessführung (pH-Wert, Sauerstoffversorgung, Medienzusammensetzung, feeding-Strategien, Stickstoffversorgung, Temperatur, Substratwahl, etc.) statt. Jedoch wäre eine sehr gezielte Beeinflussung bestimmter Produkteigenschaften, wie etwa das Verhältnis der verschiedenen Rhamnolipidspezies (Anzahl von Rhamnose- und 3-Hydroxyfettsäure-Resten) oder Kettenlänge und Sättigungsgrad der 3-Hydroxyfettsäureresten wünschenswert, um die für die Anwendung relevanten Produkteigenschaften modulieren zu können. Finally, the properties of the produced by the wild-type isolates rhamnolipids are only partially influenced. So far, this has been done exclusively by optimizing process control (pH, oxygen supply, media composition, feeding strategies, nitrogen supply, temperature, substrate selection, etc.). However, a very targeted influencing of certain product properties, such as the ratio of the different rhamnolipid species (number of rhamnose and 3-hydroxy fatty acid residues) or chain length and degree of saturation of the 3-hydroxy fatty acid residues, would be desirable in order to be able to modulate the product properties relevant to the application.
Rhamnolipide werden, sollen sie im großen Maße als Surfactants in Haushalt-, Reinigungs-, Kosmetik-, Nahrungsmittelprozessierungs-, Pharma-, Pflanzenschutz- und anderen Anwendungen eingesetzt werden, in den Wettbewerb mit den heutzutage eingesetzten Surfactants treten müssen. Diese sind großvolumige Chemikalien, die zu sehr niedrigen Kosten, ohne offensichtliche gesundheitliche Risiken für den Kunden und mit klar definierten und modulierbaren Produktspezifikationen hergestellt werden können. Daher müssen auch Rhamnolipide zu möglichst niedrigen Kosten, ohne gesundheitliche Risiken für den Kunden und mit möglichst definierten Eigenschaften hergestellt werden können. If ramnolipids are to be used extensively as surfactants in household, cleaning, cosmetic, food processing, pharmaceutical, crop protection and other applications, they will have to compete with the surfactants used today. These are large volume chemicals that can be manufactured at very low cost, with no apparent health risks for the customer and with clearly defined and modulable product specifications. Therefore, rhamnolipids must be able to be produced at the lowest possible cost, without health risks for the customer and with as defined properties as possible.
Zwar sind Rhamnolipide bereits in GRAS-Organismen (generally regarded as save) basierend auf günstigen Kohlenstoff-Quellen, wie etwa Glukose oder Glyzerin hergestellt worden, jedoch handelt es sich dabei ausschließlich um Monorhamnosyllipide (
Es besteht daher ein steigender Bedarf an der kostengünstigen und aus gesundheitlicher Sicht sicheren Herstellung von Mono- und Dirhamnosyllipiden mit definierten sowie modulierbaren Eigenschaften. There is therefore an increasing demand for the cost-effective and health-safe production of mono- and dirhamnosyl lipids with defined and modulatable properties.
Diese Modulation kann beispielsweise durch eine ausgewogene Bereitstellung der einzelnen Enzymaktivitäten erfolgen, welche die Anreicherung von Monorhamnosyllipiden reduziert. Diese Modulation kann aber auch beispielsweise erfolgen durch die Verwendung von Enzymen mit bestimmten Eigenschaften z.B. bzgl. Substratspezifität und somit etwa der Kettenlänge der in Rhamnolipide eingebauten Hydroxyfettsäuren. This modulation can be carried out, for example, by a balanced provision of the individual enzyme activities, which reduces the accumulation of monorhamnosyl lipids. However, this modulation may also be accomplished, for example, by the use of enzymes having certain properties, e.g. regarding substrate specificity and thus about the chain length of the hydroxyfatty acids incorporated in rhamnolipids.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit bereitzustellen, Rhamnolipide mit sicheren Produktionswirten aus gut zugänglichen Kohlenstoffquellen herzustellen. The present invention therefore an object of the invention to provide a way to produce rhamnolipids with safe production hosts from readily available carbon sources.
Beschreibung der Erfindung Description of the invention
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die im Folgenden beschriebenen Zellen sowie Verfahren, in denen diese Zellen eingesetzt werden, einen Beitrag leisten, die der Erfindung gestellte Aufgabe zu lösen. Surprisingly, it has been found that the cells described below and methods in which these cells are used contribute to solving the problem addressed by the invention.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Zellen, welche Rhamnolipide zu bilden vermögen, verglichen zu ihrem Wildtyp eine gesteigerte Aktivität eines Enzyms aufweisen, welches den Export der Rhamnolipide aus der Zelle in das umgebende Medium katalysiert und eine gesteigerte Aktivität mindestens eines der Enzyme ausgewählt aus 3-Ketoacyl-ACP-Reduktase, Acyl-ACP:Coenzym A-Transacylase und NADP+-Reduktase aufweisen. The present invention therefore relates to cells which are capable of forming rhamnolipids, having an increased activity of an enzyme compared to their wild type, which catalyzes the export of the rhamnolipids from the cell into the surrounding medium and an increased activity of at least one of the enzymes selected from 3 Ketoacyl-ACP reductase, acyl-ACP: coenzyme A transacylase and NADP + reductase.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Rhamnolipiden unter Einsatz der vorgenannten Zellen als Biokatalysator. Another object of the invention is a process for the preparation of rhamnolipids using the aforementioned cells as a biocatalyst.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass Organismen eingesetzt werden können, die nicht pathogen und einfach zu kultivieren sind. An advantage of the present invention is that organisms can be used which are non-pathogenic and easy to cultivate.
Noch ein Vorteil vorliegenden Erfindung ist es, dass auf einer großen Auswahl von Kohlenstoffquellen zurückgegriffen werden kann. Yet another advantage of the present invention is that a wide variety of carbon sources can be used.
Ein weiterer Vorteil ist es, dass ein Einsatz von Ölen als alleiniges oder Co-Substrat nicht unter allen Umständen notwendig ist. Another advantage is that using oils as the sole or co-substrate is not necessary in all circumstances.
Noch ein Vorteil ist es, dass sich mit Hilfe der Erfindung Rhamnolipide mit definierten sowie modulierbaren Eigenschaften herstellen lassen. Another advantage is that it is possible with the aid of the invention to produce rhamnolipids with defined and modulatable properties.
Noch ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass sich Dirhamnosyllipide darstellen lassen. Yet another advantage of the present invention is that dirhamnosyllipids can be prepared.
Ein weiterer Vorteil ist, dass sich Rhamnolipide mit höheren Raum-Zeit- und Kohlenstoffausbeuten als mit Zellen ohne Verstärkung dieser Aktivitäten herstellen lassen. Another advantage is that rhamnolipids can be produced with higher space-time and carbon yields than with cells without enhancing these activities.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Zelle, bevorzugt eine isolierte, welche mindestens ein Rhamnolipid der allgemeinen Formel (I) zu bilden vermag, allgemeine Formel (I) wobei
m = 2, 1 oder 0, insbesondere 1 oder 0,
n = 1 oder 0, insbesondere 1,
R1 und R2 = unabhängig voneinander gleicher oder verschiedener organischer Rest mit 2 bis 24, insbesondere gegebenenfalls verzweigter, gegebenenfalls substituierter, insbesondere hydroxy-substituierter, gegebenenfalls ungesättigter, insbesondere gegebenenfalls einfach, zweifach oder dreifach ungesättigter, Alkylrest,
dadurch gekennzeichnet, dass sie derart gentechnisch verändert wurde, dass sie verglichen zu ihrem Wildtyp eine gesteigerte Aktivität mindestens eines Enzyms E1, welches den Export eines Rhamnolipids der allgemeinen Formel (I) aus der Zelle in das umgebende Medium katalysiert aufweist,
und eine verglichen zu ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität mindestens eines der Enzyme ausgewählt aus E2, E3 und E4 aufweist, wobei
E2 die Umsetzung von 3-Hydroxyacyl-[Acyl-Carrier-Protein] zu 3-Ketoacyl-[Acyl-Carrier-Protein] oder 3-Hydroxyacyl-Coenzym A zu 3-Ketoacyl-Coenzym A, bevorzugt von 3-Hydroxyacyl-Coenzym A zu 3-Ketoacyl-Coenzym A zu katalysieren vermag,
E3 die Umsetzung von Acyl-[Acyl-Carrier-Protein] zu Acyl-Coenzym A zu katalysieren vermag und
E4 die Umsetzung von NADP+ zu NADPH zu katalysieren vermag. The present invention therefore relates to a cell, preferably an isolated, which is capable of forming at least one rhamnolipid of the general formula (I), general formula (I) wherein
m = 2, 1 or 0, in particular 1 or 0,
n = 1 or 0, in particular 1,
R 1 and R 2 = independently of one another the same or different organic radical with 2 to 24, in particular optionally branched, optionally substituted, in particular hydroxy-substituted, optionally unsaturated, in particular optionally mono-, di- or triunsaturated, alkyl radical,
characterized in that it has been genetically engineered such that, compared to its wild type, it has an increased activity of at least one enzyme E 1 which catalyzes the export of a rhamnolipid of the general formula (I) from the cell into the surrounding medium,
and an increased activity compared to its wild-type activity of at least one of the enzymes selected from E 2 , E 3 and E 4 , wherein
E 2 the conversion of 3-hydroxyacyl [acyl carrier protein] to 3-ketoacyl [acyl carrier protein] or 3-hydroxyacyl-coenzyme A to 3-ketoacyl-coenzyme A, preferably 3-hydroxyacyl-coenzyme A catalyzes A to 3-ketoacyl coenzyme A,
E 3 is able to catalyze the conversion of acyl- [acyl carrier protein] to acyl-coenzyme A and
E 4 catalyzes the conversion of NADP + to NADPH.
Mit „Wildtyp" einer Zelle wird hierin eine Zelle bezeichnet, deren Genom in einem Zustand vorliegt, wie er natürlicherweise durch die Evolution entstanden ist. Der Begriff wird sowohl für die gesamte Zelle als auch für einzelne Gene verwendet. Unter den Begriff „Wildtyp" fallen daher insbesondere nicht solche Zellen bzw. solche Gene, deren Gensequenzen zumindest teilweise durch den Menschen mittels rekombinanter Verfahren verändert worden sind. By "wild-type" of a cell is meant herein a cell whose genome is in a state as naturally evolved by evolution.The term is used for both the entire cell and for individual genes therefore in particular not such cells or genes whose gene sequences have been at least partially modified by humans by means of recombinant methods.
Unter dem Begriff „Rhamnolipid“ wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) oder dessen Salz verstanden. The term "rhamnolipid" in connection with the present invention is understood to mean a compound of the general formula (I) or its salt.
Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung angeführten Accession-Nummern entsprechen den ProteinBank Datenbank-Einträgen des NCBI mit Datum vom 26.01.2012; in der Regel wird vorliegend die Versionsnummer des Eintrages durch „.Ziffer“ wie beispielsweise „.1“, kenntlich gemacht. The accession numbers cited in connection with the present invention correspond to the ProteinBank database entries of the NCBI dated 26.01.2012; As a rule, the version number of the entry is identified by ".Ziffer" such as ".1".
Die erfindungsgemäßen Zellen können Prokaryonten oder Eukaryonten sein. Dabei kann es sich um Säugetierzellen (wie etwa Zellen aus dem Menschen), um pflanzliche Zellen oder um Mikroorganismen wie Hefen, Pilze oder Bakterien handeln, wobei Mikroorganismen besonders bevorzugt und Bakterien und Hefen am meisten bevorzugt sind. The cells of the invention may be prokaryotes or eukaryotes. These may be mammalian cells (such as human cells), plant cells or microorganisms such as Yeasts, fungi or bacteria, with microorganisms being particularly preferred and bacteria and yeasts being most preferred.
Als Bakterien, Hefen oder Pilze sind insbesondere diejenigen Bakterien, Hefen oder Pilze geeignet, die bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ), Braunschweig, Deutschland, als Bakterien-, Hefe- oder Pilz-Stämme hinterlegt sind. Erfindungsgemäß geeignete Bakterien gehören zu den Gattungen, die unter
aufgeführt sind, erfindungsgemäß geeignete Hefen gehören zu denjenigen Gattungen, die unter
aufgeführt sind und erfindungsgemäß geeignete Pilze sind diejenigen, die unter
aufgeführt sind. Particularly suitable bacteria, yeasts or fungi are those bacteria, yeasts or fungi which are deposited in the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH (DSMZ), Braunschweig, Germany, as bacterial, yeast or fungal strains. Bacteria suitable according to the invention belong to the genera under
Yeasts which are suitable according to the invention belong to those genera which are listed under
are listed and suitable fungi according to the invention are those under
are listed.
Erfindungsgemäß bevorzugte Zellen sind diejenigen der Gattungen Aspergillus, Corynebacterium, Brevibacterium, Bacillus, Acinetobacter, Alcaligenes, Lactobacillus, Paracoccus, Lactococcus, Candida, Pichia, Hansenula, Issatchenkia, Kluyveromyces, Saccharomyces, Escherichia, Zymomonas, Yarrowia, Methylobacterium, Ralstonia, Pseudomonas, Rhodospirillum, Rhodobacter, Burkholderia, Clostridium und Cupriavidus, wobei Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Alcaligenes latus, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Brevibacterium flavum, Brevibacterium lactofermentum, Burkholderia andropogonis, B. brasilensis, B. caledonica, B. caribensis, B. caryophylli, B. fungorum, B. gladioli, B. glathei, B. glumae, B. graminis, B. hospita, B. kururiensis, B. phenazinium, B. phymatum, B. phytofirmans, B. plantarii, B. sacchari, B. singaporensis, B. sordidicola, B. terricola, B. tropica, B. tuberum, B. ubonensis, B. unamae, B. xenovorans, B. anthina, B. pyrrocinia, B. thailandensis, Candida blankii, Candida rugosa, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium efficiens, Escherichia coli, Hansenula polymorpha, Issatchenkia orientalis, Kluveromyces lactis, Methylobacterium extorquens, Paracoccus versutus, Pseudomonas argentinensis, P. borbori, P. citronellolis, P. flavescens, P. mendocina, P. nitroreducens, P. oleovorans, P. pseudoalcaligenes, P. resinovorans, P. straminea, P. aurantiaca, P. aureofaciens, P. chlororaphis, P. fragi, P. lundensis, P. taetrolens, P. antarctica, P. azotoformans, 'P. blatchfordae', P. brassicacearum, P. brenneri, P. cedrina, P. corrugata, P. fluorescens, P. gessardii, P. libanensis, P. mandelii, P. marginalis, P. mediterranea, P. meridiana, P. migulae, P. mucidolens, P. orientalis, P. panacis, P. proteolytica, P. rhodesiae, P. synxantha, P. thivervalensis, P. tolaasii, P. veronii, P. denitrificans, P. pertucinogena, P. cremoricolorata, P. fulva, P. monteilii, P. mosselii, P. parafulva, P. putida, P. balearica, P. stutzeri, P. amygdali, P. avellanae, P. caricapapayae, P. cichorii, P. coronafaciens, P. ficuserectae, 'P. helianthi', P. meliae, P. savastanoi, P. syringae, P. tomato, P. viridiflava, P. abietaniphila, P. acidophila, P. agarici, P. alcaliphila, P. alkanolytica, P. amyloderamosa, P. asplenii, P. azotifigens, P. cannabina, P. coenobios, P. congelans, P. costantinii, P. cruciviae, P. delhiensis, P. excibis, P. extremorientalis, P. frederiksbergensis, P. fuscovaginae, P. gelidicola, P. grimontii, P. indica, P. jessenii, P. jinjuensis, P. kilonensis, P. knackmussii, P. koreensis, P. lini, P. lutea, P. moraviensis, P. otitidis, P. pachastrellae, P. palleroniana, P. papaveris, P. peli, P. perolens, P. poae, P. pohangensis, P. psychrophila, P. psychrotolerans, P. rathonis, P. reptilivora, P. resiniphila, P. rhizosphaerae, P. rubescens, P. salomonii, P. segitis, P. septica, P. simiae, P. suis, P. thermotolerans, P. aeruginosa, P. tremae, P. trivialis, P. turbinellae, P. tuticorinensis, P. umsongensis, P. vancouverensis, P. vranovensis, P. xanthomarina, Ralstonia eutropha, Rhodospirillum rubrum, Rhodobacter sphaeroides, Saccharomyces cerevisiae, Yarrowia lipolytica und Zymomonas mobilis, insbesondere Pseudomonas putida, Escherichia coli und Burkholderia thailandensis besonders bevorzugt sind. Cells preferred according to the invention are those of the genera Aspergillus, Corynebacterium, Brevibacterium, Bacillus, Acinetobacter, Alcaligenes, Lactobacillus, Paracoccus, Lactococcus, Candida, Pichia, Hansenula, Issatchenkia, Kluyveromyces, Saccharomyces, Escherichia, Zymomonas, Yarrowia, Methylobacterium, Ralstonia, Pseudomonas, Rhodospirillum , Rhodobacter, Burkholderia, Clostridium and Cupriavidus, wherein Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Alcaligenes latus, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Brevibacterium flavum, Brevibacterium lactofermentum, Burkholderia andropogonis, B. brasilensis, B. caledonica, B.caribensis, B.caryophylli, B. fungorum, B. gladioli, B. glathei, B. glumae, B. graminis, B. hospita, B. kururiensis, B. phenazinium, B. phymatum, B. phytofirmans, B. plantarii, B. saccharomyces, B. singaporensis, B. sordidicola, B. terricola, B. tropica, B. tuberum, B. ubonensis, B. unamae, B. xenovorans, B. anthina, B. pyrrocinia, B. thailandensis, Candida blankii, Cand Ida rugosa, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium efficiens, Escherichia coli, Hansenula polymorpha, Issatchenkia orientalis, Kluveromyces lactis, Methylobacterium extorquens, Paracoccus versutus, Pseudomonas argentinensis, P. borbori, P. citronellolis, P. flavescens, P. mendocina, P. nitroreducens, P. oleovorans, P. pseudoalcaligenes, P. resinovorans, P. straminea, P. aurantiaca, P. aureofaciens, P. chlororaphis, P. fragi, P. lundensis, P. taetrolens, P. antarctica, P. azotoformans, 'P , blakefordae ', P. brassicacearum, P. brenneri, P. cedrina, P. corrugata, P. fluorescens, P. gessardii, P. libanensis, P. mandelii, P. marginalis, P. mediterranea, P. meridiana, P. migulae , P. Mucidolens, P. orientalis, P. panacis, P. proteolytica, P. rhodesiae, P. synxantha, P. thivervalensis, P. tolaasii, P. veronii, P. denitrificans, P. pertucinogena, P. cremoricolorata, P fulva, P. monteilii, P. mosselii, P. parafulva, P. putida, P. balearica, P. stutzeri, P. amygdali, P. avellanae, P. caricapapayae, P. cichorii, P. coronafaciens, P. ficuserectae , 'P. helianthi ', P. meliae, P. savastanoi, P. syringae, P. tomato, P. viridiflava, P. abietaniphila, P. acidophila, P. agarici, P. alcaliphila, P. alkanolytica, P. amyloderamosa, P. asplenii , P. azotifigens, P. cannabina, P. coenobios, P. congelans, P. costantinii, P. cruciviae, P. delhiensis, P. excibis, P. extremorientalis, P. frederiksbergensis, P. fuscovaginae, P. gelidicola, P grimontii, P. indica, P. jessenii, P. jinjuensis, P. kilonensis, P. knackmussii, P. koreensis, P. lini, P. lutea, P. moraviensis, P. otitidis, P. pachastrellae, P. palleroniana , P. papaveris, P. peli, P. perolens, P. poae, P. pohangensis, P. psychrophila, P. psychrotolerans, P. rathonis, P. reptilivora, P. resiniphila, P. rhizosphaerae, P. rubescens, P salomonii, P. segitis, P. septica, P. simiae, P. suis, P. thermotolerans, P. aeruginosa, P. tremae, P. trivialis, P. turbinellae, P. tuticorinensis, P. umsongensis, P. vancouverensis , P. vranovensis, P. xanthomarina, Ralstonia eutropha, Rhodospirillum rubrum, Rho dobacter sphaeroides, Saccharomyces cerevisiae, Yarrowia lipolytica and Zymomonas mobilis, in particular Pseudomonas putida, Escherichia coli and Burkholderia thailandensis are particularly preferred.
Bei erfindungsgemäß bevorzugten Zellen ist E1 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Enzymen E1 mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 2, Seq ID Nr. 4, Seq ID Nr. 6, Seq ID Nr. 8, ZP_05590661.1, YP_439278.1, YP_440069.1, ZP_04969301.1, ZP_04520234.1, YP_335528.1, YP_001075859.1, YP_001061817.1, ZP_02487499.1, YP_337251.1, ZP_04897712.1, ZP_04810190.1, YP_990322.1, ZP_02476924.1, ZP_04899735.1, ZP_04893873.1, ZP_02365982.1, YP_001062909.1, YP_105611.1, ZP_03794061.1, ZP_03457011.1, ZP_02385401.1, ZP_02370552.1, YP_105236.1, ZP_04905097.1, YP_776387.1, YP_001811690.1, YP_004348730.1, YP_004348708.1, YP_371320.1, YP_623145.1, YP_001778810.1, YP_002234933.1, CCE52909.1, YP_002908248.1, ZP_04954557.1, ZP_04956038.1, ZP_02408950.1, ZP_02375897.1, ZP_02389908.1, YP_439274.1, YP_001074762.1, YP_337247.1, YP_110559.1, ZP_02495927.1, YP_111360.1, YP_105608.1, ZP_02487826.1, ZP_02358947.1, YP_001078605.1, ZP_00438000.1, ZP_00440993.1, ZP_02477260.1, YP_371317.1, YP_001778807.1, ZP_02382843.1, YP_002234936.1, YP_623142.1, ZP_02907618.1, ZP_02891478.1, YP_776390.1, ZP_04943308.1, YP_001811693.1, ZP_02503985.1, YP_004362740.1, YP_002908245.1, YP_004348705.1, ZP_02408798.1, ZP_02417250.1, EGD05166.1, ZP_02458677.1, ZP_02465793.1, YP_001578240.1, ZP_04944344.1, YP_771932.1, ZP_02889166.1, YP_002232614.1, ZP_03574808.1, ZP_02906105.1, YP_001806764.1, YP_619912.1, YP_001117913.1, YP_106647.1, YP_001763368.1, ZP_02479535.1, ZP_02461743.1, YP_560998.1, YP_331651.1, ZP_04893070.1, YP_003606714.1, ZP_02503995.1, ZP_06840428.1, YP_104288.1, ZP_02487849.1, ZP_02353848.1, YP_367475.1, ZP_02377399.1, ZP_02372143.1, YP_001897562.1, ZP_02361066.1, YP_440582.1, ZP_03268453.1, AET90544.1, YP_003908738.1, YP_004230049.1, ZP_02885418.1 oder ZP_02511831.1 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der jeweiligen Seq ID Nr. 2, Seq ID Nr. 4, Seq ID Nr. 6, Seq ID Nr. 8 oder vorgenannter Accession Nummer durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der jeweiligen Bezugssequenz Seq ID Nr. 2, Seq ID Nr. 4, Seq ID Nr. 6, Seq ID Nr. 8 oder vorgenannter Accession Nummer besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E1 die Fähigkeit verstanden wird, ein Rhamnolipid der allgemeinen Formel (I) aus der Zelle in das umgebende Medium zu exportieren. In preferred cells according to the invention, E 1 is selected from the group consisting of enzymes E 1 having polypeptide sequence Seq ID No. 2, Seq ID No. 4, Seq ID No. 6, Seq ID No. 8, ZP_05590661.1, YP_439278.1, YP_440069.1, ZP_04969301.1, ZP_04520234.1, YP_335528.1, YP_001075859.1, YP_001061817.1, ZP_02487499.1, YP_337251.1, ZP_04897712.1, ZP_04810190.1, YP_990322.1, ZP_02476924.1, ZP_04899735. 1, ZP_04893873.1, ZP_02365982.1, YP_001062909.1, YP_105611.1, ZP_03794061.1, ZP_03457011.1, ZP_02385401.1, ZP_02370552.1, YP_105236.1, ZP_04905097.1, YP_776387.1, YP_001811690.1, YP_004348730.1, YP_004348708.1, YP_371320.1, YP_623145.1, YP_001778810.1, YP_002234933.1, CCE52909.1, YP_002908248.1, ZP_04954557.1, ZP_04956038.1, ZP_02408950.1, ZP_02375897.1, ZP_02389908. 1, YP_439274.1, YP_001074762.1, YP_337247.1, YP_110559.1, ZP_02495927.1, YP_111360.1, YP_105608.1, ZP_02487826.1, ZP_02358947.1, YP_001078605.1, ZP_00438000.1, ZP_00440993.1, ZP_02477260.1, YP_371317.1, YP_001778807.1, ZP_02382843.1, YP_ 002234936.1, YP_623142.1, ZP_02907618.1, ZP_02891478.1, YP_776390.1, ZP_04943308.1, YP_001811693.1, ZP_02503985.1, YP_004362740.1, YP_002908245.1, YP_004348705.1, ZP_02408798.1, ZP_02417250.1, ZP_0494404.1, ZP_04944344.1, YP_771932.1, ZP_02889166.1, YP_002232614.1, ZP_03574808.1, ZP_02906105.1, YP_001806764.1, YP_ YP_001117913.1, YP_106647.1, YP_001763368.1, ZP_02479535.1, ZP_02461743.1, YP_560998.1, YP_331651.1, ZP_04893070.1, YP_003606714.1, ZP_02503995.1, ZP_06840428.1, YP_104288.1, ZP_02487849.1, ZP_02353848.1, YP_367475.1, ZP_02377399.1, ZP_02372143.1, YP_001897562.1, ZP_02361066.1, YP_440582.1, ZP_03268453.1, AET90544.1, YP_003908738.1, YP_004230049.1, ZP_02885418. 1 or ZP_02511831.1 or with a polypeptide sequence of up to 25%, preferably up to 20%, particularly preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 % of the amino acid residues are changed from the respective Seq ID No. 2, Seq ID No. 4, Seq ID No. 6, Seq ID No. 8 or the aforementioned Accession Number by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which are still at least 10 %, preferably 50%, more preferably 80%, in particular more than 90% of the enzymatic activity of the enzyme having the respective reference sequence Seq ID No. 2, Seq ID No. 4, Seq ID No. 6, Seq ID No. 8 or has enzymatic activity for an enzyme E 1 is the ability to export a rhamnolipid of the general formula (I) from the cell into the surrounding medium.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass E2 eine 3-Ketoacyl-ACP-Reduktase der EC 1.1.1.100 oder eine 3-Ketoacyl-Coenzym A-Reduktase der EC 1.1.1.35 oder der EC 1.1.1.36 ist. Besonders bevorzugte E2 sind ausgewählt aus
Enzymen E2a mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 10 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der Seq ID Nr. 10 durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der Bezugssequenz Seq ID Nr. 10 besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E2a die Fähigkeit verstanden wird, 3-Hydroxydecanoyl-Coenzym A zu 3-Ketodecanoyl-Coenzym A umzusetzen und
Enzymen E2b mit Polypeptidsequenz EGM23089.1, YP_346919.1, YP_258374.1, YP_001187200.1 oder YP_004380924.1 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber vorgenannter Accession Nummer durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der Bezugssequenz vorgenannter Accession Nummer besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E2b die Fähigkeit verstanden wird, 3-Hydroxytetradecanoyl-Coenzym A zu 3-Ketotetradecanoyl-Coenzym A umzusetzen. It is preferred according to the invention that E 2 is a 3-ketoacyl-ACP reductase of EC 1.1.1.100 or a 3-ketoacyl-coenzyme A reductase of EC 1.1.1.35 or of EC 1.1.1.36. Particularly preferred E 2 are selected from
Enzyme E 2a with polypeptide sequence Seq ID No. 10 or with a polypeptide sequence in which up to 25%, preferably up to 20%, particularly preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues compared to Seq ID No. 10 are modified by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which is at least 10%, preferably 50%, particularly preferably 80%, in particular more than 90% of the enzymatic Activity of the enzyme having the reference sequence Seq ID No. 10, wherein Under enzymatic activity for an enzyme E 2a is the ability to convert 3-hydroxydecanoyl-coenzyme A into 3-ketodecanoyl-coenzyme A and
Enzyme E 2b having polypeptide sequence EGM23089.1, YP_346919.1, YP_258374.1, YP_001187200.1 or YP_004380924.1 or having a polypeptide sequence in which up to 25%, preferably up to 20%, particularly preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues are different from the aforementioned accession number by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which is at least 10%, preferably 50%, especially preferably 80%, in particular more than 90%, of the enzymatic activity of the enzyme having the reference sequence of the aforementioned accession number, wherein enzymatic activity for an enzyme E 2b is the ability to convert 3-hydroxytetradecanoyl-coenzyme A to 3-ketotetradecanoyl-coenzyme A. ,
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass E3 eine Acyl-ACP:Coenzym A-Transacylase ist. Besonders bevorzugte E3 sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Enzymen E3a mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 12, Seq ID Nr. 14, NP_249421.1, AAT51199.1, ZP_01364106.1, AEO76792.1, YP_792557.1, ZP_04932415.1, YP_001350135.1, ZP_08139631.1, YP_004703658.1, YP_004379169.1, YP_609790.1, ACA03779.1, YP_001670627.1, NP_743567.1, YP_001269622.1, YP_001186851.1, Q9KJH8.1, AAK71349.1, ADR61731.1, AAU44816.1, YP_001747923.1, ACH70299.1, ZP_07774051.1, YP_002871082.1, AAK81868.1, AAQ16175.1, YP_004352505.1, YP_258557.1, ACA60824.1, AEV61413.1, YP_004475334.1, AAA25978.1, YP_347066.1, EGH58099.1, BAB32432.1, EGH64812.1, ZP_05640568.1, EFW81598.1, EGH11618.1, YP_276116.1, ZP_07264431.1, EGH73565.1, EGH95622.1, YP_237050.1, EGH29888.1, ZP_06498781.1, ZP_06456665.1, EGH79586.1, NP_794008.1, ZP_03399268.1, ZP_05639386.1, EGH50352.1, EGH22129.1, ZP_07005523.1, ZP_06458504.1, EFW79804.1, YP_275219.1, EGH85976.1, EGH22392.1, EGH66549.1, ZP_03398232.1, ZP_07229875.1, EGH10011.1, EGH43364.1, YP_236199.1, ZP_07261632.1, ZP_04589662.1, EGH54896.1, EGH29417.1, ZP_06499968.1, EGH97259.1, NP_793082.1 oder EGH90852.1 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der jeweiligen Seq ID Nr. 12, Seq ID Nr. 14 oder vorgenannter Accession Nummer durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der jeweiligen Bezugssequenz Seq ID Nr. 12, Seq ID Nr. 14 oder vorgenannter Accession Nummer besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E3a die Fähigkeit verstanden wird, 3-Hydroxydecanoyl-[Acyl-Carrier-Protein] und Coenzym A zu 3-Hydroxydecanoyl-Coenzym A und Acyl-Carrier-Protein umzusetzen und
Enzymen E3b mit Polypeptidsequenz AAK71350.1 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der AAK71350.1 durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der Bezugssequenz AAK71350.1 besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E3b die Fähigkeit verstanden wird, 3-Hydroxytetradecanoyl-[Acyl-Carrier-Protein] und Coenzym A zu 3-Hydroxytetradecanoyl-Coenzym A und Acyl-Carrier-Protein umzusetzen. It is preferred according to the invention that E 3 is an acyl-ACP: coenzyme A transacylase. Particularly preferred E 3 are selected from the group consisting of enzymes E 3a with polypeptide sequence Seq ID No. 12, Seq ID No. 14, NP_249421.1, AAT51199.1, ZP_01364106.1, AEO76792.1, YP_792557.1, ZP_04932415. 1, YP_001350135.1, ZP_08139631.1, YP_004703658.1, YP_004379169.1, YP_609790.1, ACA03779.1, YP_001670627.1, NP_743567.1, YP_001269622.1, YP_001186851.1, Q9KJH8.1, AAK71349.1, ADR61731.1, AAU44816.1, YP_001747923.1, ACH70299.1, ZP_07774051.1, YP_002871082.1, AAK81868.1, AAQ16175.1, YP_004352505.1, YP_258557.1, ACA60824.1, AEV61413.1, YP_004475334. 1, AAA25978.1, YP_347066.1, EGH58099.1, BAB32432.1, EGH64812.1, ZP_05640568.1, EFW81598.1, EGH11618.1, YP_276116.1, ZP_07264431.1, EGH73565.1, EGH95622.1, YP_237050.1, EGH29888.1, ZP_06498781.1, ZP_06456665.1, EGH79586.1, NP_794008.1, ZP_03399268.1, ZP_05639386.1, EGH50352.1, EGH22129.1, ZP_07005523.1, ZP_06458504.1, EFW79804. 1, YP_275219.1, EGH85976.1, EGH22392.1, EGH66549.1, ZP_03398232.1, ZP_07229875.1, EGH10011.1, EGH43364.1, YP_236 199.1, ZP_07261632.1, ZP_04589662.1, EGH54896.1, EGH29417.1, ZP_06499968.1, EGH97259.1, NP_793082.1 or EGH90852.1 or with a polypeptide sequence in which up to 25%, preferably up to 20%, particularly preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues relative to the respective Seq ID No. 12, SEQ ID No. 14 or the aforementioned Accession Number Deletion, insertion, substitution or a combination thereof, and which are at least 10%, preferably 50%, more preferably 80%, in particular more than 90%, of the enzymatic activity of the enzyme having the respective reference sequence Seq ID No. 12, SEQ ID NO 14, or enzymatic activity for an enzyme E 3a is the ability to react 3-hydroxydecanoyl [acyl carrier protein] and coenzyme A to 3-hydroxydecanoyl coenzyme A and acyl carrier protein and
Enzyme E 3b with polypeptide sequence AAK71350.1 or with a polypeptide sequence in which up to 25%, preferably up to 20%, particularly preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues compared to the AAK71350.1 by deletion, insertion, substitution or a combination thereof are modified and the at least 10%, preferably 50%, more preferably 80%, in particular more than 90% of the enzymatic activity of the enzyme the reference sequence has AAK71350.1, wherein enzymatic activity for an enzyme E 3b is understood as the ability to react 3-hydroxytetradecanoyl [acyl carrier protein] and coenzyme A to 3-hydroxytetradecanoyl coenzyme A and acyl carrier protein.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass E4 ausgewählt ist aus
Enzymen E4a Transhydrogenasen der EC 1.6.1.1 und EC 1.6.1.2, wobei Enzym E4a eine energieunabhängige (EC 1.6.1.1) oder eine energieabhängige (EC 1.6.1.2) Transhydrogenase sein kann,
Enzymen E4b NADP+-abhängige Glycerinaldehyd-3-Phosphat-Dehydrogenasen der EC 1.2.1.9, EC 1.2.1.13 und EC 1.2.1.59 und
Enzymen E4c NADP+-abhängige Pyruvat-Dehydrogenasen der EC 1.2.1.51. It is inventively preferred that E 4 is selected from
Enzymes E 4a transhydrogenases of EC 1.6.1.1 and EC 1.6.1.2, wherein enzyme E 4a can be a energy-independent (EC 1.6.1.1) or an energy-dependent (EC 1.6.1.2) transhydrogenase,
Enzyme E 4b NADP + -dependent glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenases of EC 1.2.1.9, EC 1.2.1.13 and EC 1.2.1.59 and
Enzyme E 4c NADP + -dependent pyruvate dehydrogenases of EC 1.2.1.51.
Besonders bevorzugte E4 sind ausgewählt aus
Enzymen E4a mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 16, Seq ID Nr. 18 oder Seq ID Nr. 20 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der jeweiligen Seq ID Nr. 16, Seq ID Nr. 18 oder Seq ID Nr. 20 durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der jeweiligen Bezugssequenz Seq ID Nr. 16, Seq ID Nr. 18 oder Seq ID Nr. 20 besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E4a die Fähigkeit verstanden wird, NADP+ zu NADPH umzusetzen,
Enzymen E4b mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 22 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der Seq ID Nr. 22 durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der Bezugssequenz Seq ID Nr. 22 besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E4a die Fähigkeit verstanden wird, D-Glycerinaldehyd-3-Phosphat zu 1,3-Bisphospho-D-glycerat umzusetzen, und
Enzymen E4c mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 24 oder Seq ID Nr. 26 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der jeweiligen Seq ID Nr. 24 oder Seq ID Nr. 26 durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der jeweiligen Bezugssequenz Seq ID Nr. 24 oder Seq ID Nr. 26 besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E4c die Fähigkeit verstanden wird, Pyruvat und Coenzym A (CoA) zu Acetyl-Coenzym A und CO2 umzusetzen. Particularly preferred E 4 are selected from
Enzyme E 4a with polypeptide sequence Seq ID No. 16, Seq ID No. 18 or Seq ID No. 20 or with a polypeptide sequence in which up to 25%, preferably up to 20%, particularly preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues over the respective SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 18 or SEQ ID NO: 20 by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which still has at least 10%, preferably 50%, particularly preferably 80%, in particular more than 90%, of the enzymatic activity of the enzyme with the respective reference sequence Seq ID No. 16, SEQ ID No. 18 or SEQ ID No. 20 in which enzymatic activity for an enzyme E 4a is understood as the ability to convert NADP + to NADPH,
Enzyme E 4b having polypeptide sequence Seq ID No. 22 or having a polypeptide sequence of up to 25%, preferably up to 20%, more preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues compared to Seq ID No. 22 are altered by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which is at least 10%, preferably 50%, more preferably 80%, in particular more than 90% of the enzymatic Activity of the enzyme having the reference sequence Seq ID No. 22, wherein enzymatic activity for an enzyme E 4a is the ability to convert D-glyceraldehyde-3-phosphate to 1,3-bisphospho-D-glycerate, and
Enzyme E 4c with polypeptide sequence Seq ID No. 24 or Seq ID No. 26 or with a polypeptide sequence in which up to 25%, preferably up to 20%, particularly preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues are different from the respective Seq ID No. 24 or SEQ ID No. 26 by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which is still at least 10%, preferably 50% , more preferably 80%, in particular more than 90% of the enzymatic activity of the enzyme having the respective reference sequence SEQ ID NO: 24 or SEQ ID NO: 26, whereby enzymatic activity for an enzyme E 4c is understood to mean the ability to produce pyruvate and coenzyme A (CoA) to convert acetyl coenzyme A and CO 2 .
Es werden erfindungsgemäß Zellen bevorzugt, die gesteigerte Aktivitäten folgender Enzymkombinationen aufweisen:
E2, E3, E4, E2E3, E2E4, E3E4 und E2E3E4,
wovon die Kombinationen
E2, E3, E2E3, E2E4, E3E4 und E2E3E4
besonders bevorzugt sind. According to the invention, cells are preferred which have increased activities of the following enzyme combinations:
E 2 , E 3 , E 4 , E 2 E 3 , E 2 E 4 , E 3 E 4 and E 2 E 3 E 4 ,
of which the combinations
E 2 , E 3 , E 2 E 3 , E 2 E 4 , E 3 E 4 and E 2 E 3 E 4
are particularly preferred.
Die Ausgangsstämme der erfindungsgemäßen Zellen können natürliche Rhamnolipidproduzenten, solche Zellen, die bereits als Wildtyp Rhamnolipide produzieren, sein oder Zellen, denen erst mit gentechnischen Mitteln eine Rhamnolipidproduktion ermöglicht wurde. The parent strains of the cells according to the invention may be natural rhamnolipid producers, cells which already produce wild-type rhamnolipids, or cells which were only allowed to produce rhamnolipid by genetic engineering.
In beiden Fällen profitieren erfindungsgemäß bevorzugte Zellen davon, dass sie verglichen zu ihrem Wildtyp eine gesteigerte Aktivität mindestens eines der Enzyme E5, E6 und E7 aufweist, wobei das Enzym E5 die Umsetzung von 3-Hydroxyalkanoyl-ACP über 3-Hydroxyalkanoyl-3-Hydroxyalkansäure-ACP zu Hydroxyalkanoyl-3-Hydroxyalkansäure zu katalysieren vermag, das Enzym E6 eine Rhamnosyltransferase I ist und die Umsetzung von dTDP-Rhamnose und 3-Hydroxyalkanoyl-3-Hydroxyalkanoat zu α-L-Rhamnopyranosyl-3-Hydroxyalkanoyl-3-Hydroxyalkanoat zu katalysieren vermag und das Enzym E7 eine Rhamnosyltransferase II ist und die Umsetzung von dTDP-Rhamnose und α-L-Rhamnopyranosyl-3-Hydroxyalkanoyl-3-Hydroxyalkanoat zu α-L-rhamnopyranosyl-(1-2)-α-L-rhamnopyranosyl-3-Hydroxyalkanoyl-3-Hydroxyalkanoat zu katalysieren vermag, wobei für die Enzyme E5, E6 und E7 bevorzugt gilt:
Enzym E5 ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus,
mindestens ein Enzym E5a mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 28, oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der Bezugssequenz Seq ID Nr. 28 durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der Bezugssequenz Seq ID Nr. 28 besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E5a die Fähigkeit verstanden wird, 3-Hydroxydekanoyl-ACP über 3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxydekansäure-ACP zu Hydroxydekanoyl-3-Hydroxydekansäure umzusetzen, mindestens ein Enzym E5b mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 30, Seq ID Nr. 32, Seq ID Nr. 34, Seq ID Nr. 36, YP_439272.1, YP_111362.1, YP_110557.1, YP_105231.1, ZP_02461688.1, ZP_02358949.1, ZP_01769192.1, ZP_04893165.1, ZP_02265387.2, ZP_02511781.1, ZP_03456835.1, ZP_03794633.1, YP_990329.1, ZP_02408727.1, YP_002908243.1, ZP_04884056.1, YP_004348703.1, ZP_04905334.1, ZP_02376540.1, EGC99875.1, ZP_02907621.1, YP_001811696.1, ZP_02466678.1, ZP_02891475.1, YP_776393.1, YP_002234939.1, YP_001778804.1, YP_371314.1, ZP_04943305.1, YP_623139.1, ZP_02417235.1 oder ZP_04892059.1 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der jeweiligen Bezugssequenz Seq ID Nr. 30, Seq ID Nr. 32, Seq ID Nr. 34, Seq ID Nr. 36 oder vorgenannter Accession Nummer durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der jeweiligen Bezugssequenz Seq ID Nr. 30, Seq ID Nr. 32, Seq ID Nr. 34, Seq ID Nr. 36 oder vorgenannter Accession Nummer besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E5b die Fähigkeit verstanden wird, 3-Hydroxytetradekanoyl-ACP über 3-Hydroxytetradekanoyl-3-Hydroxytetradekansäure-ACP zu Hydroxytetradekanoyl-3-Hydroxytetradekansäure umzusetzen,
Enzym E6 ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus,
mindestens ein Enzym E6a mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 38, YP_001347032.1, CBI71029.1, YP_002439138.1, CBI71031.1, NP_252168.1, CBI71034.1, CBI71028.1, AAA62129.1 oder ZP_04929750.1 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der jeweiligen Bezugssequenz Seq ID Nr. 38 oder vorgenannter Accession Nummer durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der jeweiligen Bezugssequenz Seq ID Nr. 38 oder vorgenannter Accession Nummer besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E6a die Fähigkeit verstanden wird, dTDP-Rhamnose und 3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxydekansäure zu α-L-Rhamnopyranosyl-3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxydekansäure umzusetzen,
mindestens ein Enzym E6b mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 40, Seq ID Nr. 42, Seq ID Nr. 44, Seq ID Nr. 46, YP_440074.1, ZP_05590657.1, ZP_04520374.1, ZP_00438360.2, ZP_00438209.2, YP_001074761.1, ZP_04811084.1, YP_110558.1, YP_111361.1, ZP_02492857.1, YP_337246.1, YP_001061811.1, YP_105607.1, ZP_02371503.1, ZP_02503962.1, ZP_03456839.1, ZP_02461690.1, ZP_03794634.1, ZP_01769736.1, ZP_01769308.1, ZP_02358948.1, ZP_02487736.1, ZP_02408758.1, YP_002234937.1, ZP_02891477.1, YP_001778806.1, YP_623141.1, YP_838721.1, ZP_04943307.1, YP_776391.1, YP_004348704.1, ZP_02907619.1, YP_371316.1, ZP_02389948.1, YP_001811694.1, YP_002908244.1, ZP_02511808.1, ZP_02376542.1, EGC99877.1, ZP_02451760.1 oder ZP_02414414.1 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der jeweiligen Bezugssequenz Seq ID Nr. 40, Seq ID Nr. 42, Seq ID Nr. 44, Seq ID Nr. 46 oder vorgenannter Accession Nummer durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der jeweiligen Bezugssequenz Seq ID Nr. 40, Seq ID Nr. 42, Seq ID Nr. 44, Seq ID Nr. 46 oder vorgenannter Accession Nummer besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E6b die Fähigkeit verstanden wird, dTDP-Rhamnose und 3-Hydroxytetradekanoyl-3-Hydroxytetradekansäure zu α-L-Rhamnopyranosyl-3-Hydroxytetradekanoyl-3-Hydroxytetradekansäure umzusetzen, und
Enzym E7 ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus,
mindestens ein Enzym E7a mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 48 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der Bezugssequenz Seq ID Nr. 48 durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der Bezugssequenz Seq ID Nr. 48 besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E7a die Fähigkeit verstanden wird, dTDP-Rhamnose und α-L-Rhamnopyranosyl-3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxydekansäure zu α-L-Rhamnopyranosyl-(1-2)-α-L-Rhamnopyranosyl-3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxydekansäure umzusetzen,
mindestens ein Enzym E7b mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 50, Seq ID Nr. 52, Seq ID Nr. 54 YP_440071.1, ZP_02375899.1, ZP_02466676.1, YP_001075863.1, ZP_02408796.1, YP_335530.1, ZP_01769176.1, YP_105609.1, ZP_01770867.1, ZP_04520873.1, YP_110560.1, YP_001024014.1, ZP_03450125.1, YP_001061813.1, YP_111359.1, ZP_00440994.2, ZP_03456926.1, ZP_02358946.1, ZP_00438001.2, ZP_02461478.1, ZP_02503929.1, ZP_02511832.1, YP_004348706.1, ZP_04898742.1, YP_002908246.1, ZP_02382844.1, EGD05167.1, YP_001778808.1, YP_001811692.1, YP_002234935.1, YP_371318.1, YP_623143.1, YP_776389.1, ZP_02891479.1, ZP_02907617.1, ZP_02417424.1 oder ZP_04898743.1 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der jeweiligen Bezugssequenz Seq ID Nr. 50, Seq ID Nr. 52, Seq ID Nr. 54 oder vorgenannter Accession Nummer durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der Bezugssequenz Seq ID Nr. 50, Seq ID Nr. 52, Seq ID Nr. 54 oder vorgenannter Accession Nummer besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E7b die Fähigkeit verstanden wird, dTDP-Rhamnose und α-L-Rhamnopyranosyl-3-Hydroxytetradekanoyl-3-Hydroxytetradekansäure zu α-L-Rhamnopyranosyl-(1-2)-α-L-Rhamnopyranosyl-3-Hydroxytetradekanoyl-3-Hydroxytetradekansäure umzusetzen. In both cases, preferred cells according to the invention benefit from the fact that they have an increased activity of at least one of the enzymes E 5 , E 6 and E 7 compared to their wild type, wherein the enzyme E 5 is the reaction of 3-hydroxyalkanoyl-ACP via 3-hydroxyalkanoyl- 3-hydroxyalkanoic acid ACP to catalyze hydroxyalkanoyl-3-hydroxyalkanoic acid, the enzyme E 6 is a rhamnosyltransferase I and the reaction of dTDP-rhamnose and 3-hydroxyalkanoyl-3-hydroxyalkanoate to α-L-rhamnopyranosyl-3-hydroxyalkanoyl-3 -Hydroxyalkanoate and the enzyme E 7 is a rhamnosyltransferase II and the conversion of dTDP-rhamnose and α-L-rhamnopyranosyl-3-hydroxyalkanoyl-3-hydroxyalkanoate into α-L-rhamnopyranosyl- (1-2) -α- L-rhamnopyranosyl-3-hydroxyalkanoyl-3-hydroxyalkanoate can catalyze, wherein for the enzymes E 5 , E 6 and E 7 is preferably:
Enzyme E 5 is selected from the group consisting of
at least one enzyme E 5a having polypeptide sequence Seq ID No. 28, or having a polypeptide sequence of up to 25%, preferably up to 20%, particularly preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5 , 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues with respect to the reference sequence Seq ID No. 28 have been altered by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which are still at least 10%, preferably 50%, particularly preferably 80%, in particular more than 90%, of the enzymatic activity of the enzyme having the reference sequence Seq ID No. 28, whereby enzymatic activity for an enzyme E 5a is the ability to convert 3-hydroxydecanoyl-ACP via 3 Hydroxydecanoyl-3-hydroxydecanoic acid ACP to hydroxydecanoyl-3-hydroxydecanoic acid, at least one enzyme E 5b having polypeptide sequence SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 36, YP_439272.1 , YP_111362.1, YP_110557.1, YP_105231.1, ZP_02461688.1, ZP_02358949.1, ZP_01769192.1, ZP_04893165.1, ZP_02265387.2, ZP_02511781.1, ZP_03456835.1, ZP_03794633.1, YP_990329.1, ZP_02408727 .1, YP_002908243.1, ZP_04884056.1, YP_004348703.1, ZP_04905334.1, ZP_02376540.1, EGC99875.1, ZP_02907621.1, YP_001811696.1, ZP_02466678.1, ZP_02891475.1, YP_776393.1, YP_002234939.1 , YP_001778804.1, YP_371314.1, ZP_04943305.1, YP_623139.1, ZP_02417235.1 or ZP_04892059.1 or with a polypeptide sequence of up to 25%, preferably up to 20%, more preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues relative to the respective reference sequence Seq ID No. 30, SEQ ID NO 32, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 36 or the aforementioned accession number are altered by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which is at least 10%, preferably 50%, more preferably 80%, in particular more than 90 % of the enzymatic activity of the enzyme having the respective reference sequence Seq ID No. 30, Seq ID No. 32, Seq ID No. 34, Seq ID No. 36 or the aforementioned accession number, wherein, under enzymatic activity, for an enzyme E 5b, the ability reacting 3-hydroxytetradecanoyl-ACP via 3-hydroxytetradecanoyl-3-hydroxytetradecanoic acid ACP to give hydroxytetradecanoyl-3-hydroxytetradecanoic acid,
Enzyme E 6 is selected from the group consisting of
at least one enzyme E 6a having polypeptide sequence Seq ID No. 38, YP_001347032.1, CBI71029.1, YP_002439138.1, CBI71031.1, NP_252168.1, CBI71034.1, CBI71028.1, AAA62129.1 or ZP_04929750.1 or with a polypeptide sequence of up to 25%, preferably up to 20%, more preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues relative to the respective reference sequence Seq ID No. 38 or the aforementioned accession number are modified by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which is at least 10%, preferably 50%, particularly preferably 80%, in particular more than 90% of the enzymatic activity of the enzyme with the respective SEQ ID NO: 38 or the aforementioned accession number, wherein enzymatic activity for an enzyme E 6a is the ability to convert dTDP-rhamnose and 3-hydroxydecanoyl-3-hydroxydecanoic acid to α-L-rhamnopyranosyl-3-hydroxydecanoyl-3 To convert hydroxydecanoic acid,
at least one enzyme E 6b having polypeptide sequence Seq ID No. 40, Seq ID No. 42, Seq ID No. 44, Seq ID No. 46, YP_440074.1, ZP_05590657.1, ZP_04520374.1, ZP_00438360.2, ZP_00438209.2 , YP_001074761.1, ZP_04811084.1, YP_110558.1, YP_111361.1, ZP_02492857.1, YP_337246.1, YP_001061811.1, YP_105607.1, ZP_02371503.1, ZP_02503962.1, ZP_03456839.1, ZP_02461690.1, ZP_03794634 .1, ZP_01769736.1, ZP_01769308.1, ZP_02358948.1, ZP_02487736.1, ZP_02408758.1, YP_002234937.1, ZP_02891477.1, YP_001778806.1, YP_623141.1, YP_838721.1, ZP_04943307.1, YP_776391.1 , YP_004348704.1, ZP_02907619.1, YP_371316.1, ZP_02389948.1, YP_001811694.1, YP_002908244.1, ZP_02511808.1, ZP_02376542.1, EGC99877.1, ZP_02451760.1 or ZP_02414414.1 or with a polypeptide sequence in the up to 25%, preferably up to 20%, more preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues relative to the respective reference sequence Seq ID No. 40, Seq ID No. 42, Seq ID No. 44, Seq ID No. 46 or above Once the accession number have been changed by deletion, insertion, substitution or a combination thereof, the at least 10%, preferably 50%, particularly preferably 80%, in particular more than 90%, of the enzymatic activity of the enzyme having the respective reference sequence Seq ID No. 40 SEQ ID NO: 42, SEQ ID NO: 44, SEQ ID NO: 46 or the aforementioned accession number, wherein enzymatic activity for an enzyme E 6b is understood as meaning the ability to add dTDP-rhamnose and 3-hydroxytetradecanoyl-3-hydroxytetradecanoic acid reacting α-L-rhamnopyranosyl-3-hydroxytetradecanoyl-3-hydroxytetradecanoic acid, and
Enzyme E 7 is selected from the group consisting of
at least one enzyme E 7a with polypeptide sequence Seq ID No. 48 or with a polypeptide sequence in which up to 25%, preferably up to 20%, particularly preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues relative to the reference sequence Seq ID No. 48 are modified by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which is at least 10%, preferably 50%, particularly preferably 80%, in particular more than 90 % of the enzymatic activity of the enzyme having the reference sequence Seq ID No. 48, whereby enzymatic activity for an enzyme E 7a is understood to mean the ability to form α-L-rhamnopyranosyl-3-hydroxydecanoyl-3-hydroxydecanoic acid dTDP-rhamnose and Reacting L-rhamnopyranosyl- (1-2) -α-L-rhamnopyranosyl-3-hydroxydecanoyl-3-hydroxydecanoic acid,
at least one enzyme E 7b with polypeptide sequence Seq ID No. 50, Seq ID No. 52, Seq ID No. 54 YP_440071.1, ZP_02375899.1, ZP_02466676.1, YP_001075863.1, ZP_02408796.1, YP_335530.1, ZP_01769176. 1, YP_105609.1, ZP_01770867.1, ZP_04520873.1, YP_110560.1, YP_001024014.1, ZP_03450125.1, YP_001061813.1, YP_111359.1, ZP_00440994.2, ZP_03456926.1, ZP_02358946.1, ZP_ ZP_02461478.1, ZP_02503929.1, ZP_02511832.1, YP_004348706.1, ZP_04898742.1, YP_002908246.1, ZP_02382844.1, EGD05167.1, YP_001778808.1, YP_001811692.1, YP_002234935.1, YP_371318.1, YP_623143.1, YP_776389.1, ZP_02891479.1, ZP_02907617.1, ZP_02417424.1 or ZP_04898743.1 or with a polypeptide sequence in which up to 25%, preferably up to 20%, particularly preferably up to 15%, in particular up to 10 , 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues over the respective reference sequence SEQ ID NO: 50, SEQ ID NO: 52, SEQ ID NO: 54 or the aforementioned accession number by deletion, insertion , Substitution or a combination thereof, and which is at least 10%, preferably 50%, more preferably 80%, in particular more than 90%, of the enzymatic activity of the enzyme having the reference sequence Seq ID No. 50, SEQ ID NO. 52, Seq ID No. 54 or the aforementioned accession number, whereby enzymatic activity for an enzyme E 7b is understood to mean the ability dTDP -Rhamnose and α-L-rhamnopyranosyl-3-hydroxytetradecanoyl-3-hydroxytetradecanoic acid to give α-L-rhamnopyranosyl- (1-2) -α-L-rhamnopyranosyl-3-hydroxytetradecanoyl-3-hydroxytetradecanoic acid.
Es ist offenbar, dass die oben konkret angegebenen Aktivitäten für die Enzyme E5a bis E7b nur eine spezielle beispielhafte Auswahl eines breiteren Aktivitätsspektrum der vorgenannten Enzyme darstellt; die jeweilig genannte Aktivität ist diejenige, für die ein verlässliches Messverfahren bei gegebenem Enzym vorhanden ist. So ist es offensichtlich, dass ein Enzym, welches ein Substrat mit einem unverzweigten, gesättigten C10-Alkylrest ebenfalls – wenn auch gegebenenfalls mit verringerter Aktivität – solche Substrate umsetzen wird, die einen C6- oder C16-Alkylrest aufweisen, der gegebenenfalls auch verzweigt oder ungesättigt sein kann. It is apparent that the above specific activities for the enzymes E 5a to E 7b represent only a specific exemplary selection of a broader spectrum of activity of the aforementioned enzymes; the activity referred to is the one for which a reliable measurement method for a given enzyme is present. Thus, it is apparent that an enzyme which is a substrate having an unbranched, saturated C 10 alkyl radical also - albeit optionally with reduced activity - will react those substrates which have a C 6 - or C 16 alkyl radical, which may also be may be branched or unsaturated.
Erfindungsgemäß bevorzugte Zellen vermögen als Wildtyp keine oder keine nachweisbaren Mengen an Rhamnolipiden zu bilden und weisen darüber hinaus als Wildtyp bevorzugt keine oder keine nachweisbare Aktivität der Enzyme E5, E6 und E7 auf. Cells preferred according to the invention are able to form no or no detectable amounts of rhamnolipids as wild-type and moreover preferably have no or no detectable activity of the enzymes E 5 , E 6 and E 7 as wild-type.
Es werden erfindungsgemäß Zellen bevorzugt, die gesteigerte Aktivitäten folgender Enzymkombinationen aufweisen:
E5, E6, E7, E5E6, E5E7, E6E7 und E5E6E7,
wovon die Kombination
E6, E6E7 und E5E6E7, insbesondere E5E6E7
besonders bevorzugt ist. According to the invention, cells are preferred which have increased activities of the following enzyme combinations:
E 5 , E 6 , E 7 , E 5 E 6 , E 5 E 7 , E 6 E 7 and E 5 E 6 E 7 ,
of which the combination
E 6 , E 6 E 7 and E 5 E 6 E 7 , in particular E 5 E 6 E 7
is particularly preferred.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Zelle, die eine gesteigerte Aktivität der Enzymkombination E5E6E7 aufweist, ist n bevorzugt = 1. In a preferred embodiment of the cell according to the invention, which has an increased activity of the enzyme combination E 5 E 6 E 7 , n is preferably = 1.
Es ist weiterhin für die Rhamnolipidausbeute vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Zelle zusätzlich oder alternativ zu den geänderten Aktivitäten der Enzyme E5, E6 und/oder E7 derart gentechnisch verändert wurde, dass sie verglichen zu ihrem Wildtyp eine gesteigerte, wie jeweils im Folgenden spezifizierte Aktivität mindestens eines der Enzyme ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
mindestens ein Enzym E8, eine dTTP:α-D-Glukose-1-Phosphat Thymidylyltransferase, EC 2.7.7.24, insbesondere eine mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 56 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der Bezugssequenz Seq ID Nr. 56 durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der Bezugssequenz Seq ID Nr. 56 besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E8 die Fähigkeit verstanden wird, α-D-Glukose-1-Phosphat und dTTP zu dTDP-Glukose umzusetzen, mindestens ein Enzym E9, eine dTTP-Glukose-4,6-Hydrolyase, EC 4.2.1.46, insbesondere eine mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 58 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der Bezugssequenz Seq ID Nr. 58 durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der Bezugssequenz Seq ID Nr. 58 besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E9 die Fähigkeit verstanden wird, dTDP-Glukose zu dTDP-4-Dehydro-6-Deoxy-D-Glukose umzusetzen,
mindestens ein Enzym E10, eine dTDP-4-Dehydrorhamnose-3,5-Epimerase, EC 5.1.3.13, insbesondere eine mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 60 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der Bezugssequenz Seq ID Nr. 60 durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der Bezugssequenz Seq ID Nr. 60 besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E10 die Fähigkeit verstanden wird, dTDP-4-Dehydro-6-Deoxy-D-Glukose zu dTDP-4-Dehydro-6-Deoxy-L-Mannose umzusetzen und mindestens ein Enzym E11, eine dTDP-4-Dehydrorhamnose-Reduktase, EC 1.1.1.133, insbesondere eine mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 62 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der Bezugssequenz Seq ID Nr. 62 durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der Bezugssequenz Seq ID Nr. 62 besitzt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E11 die Fähigkeit verstanden wird, dTDP-4-Dehydro-6-Deoxy-L-Mannose zu dTDP-6-Deoxy-L-Mannose umzusetzen, aufweist. It is furthermore advantageous for the rhamnolipid yield if the cell according to the invention, in addition to or as an alternative to the modified activities of the enzymes E 5 , E 6 and / or E 7, has been genetically engineered in such a way that it is enhanced compared to its wild type, as specified below in each case Activity of at least one of the enzymes selected from the group consisting of
at least one enzyme E 8 , a dTTP: α-D-glucose-1-phosphate thymidylyltransferase, EC 2.7.7.24, in particular one with polypeptide sequence Seq ID No. 56 or with a polypeptide sequence in which up to 25%, preferably up to 20% , more preferably up to 15%, especially up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues over the reference sequence SEQ ID NO: 56 by deletion, insertion, substitution or a combination thereof are modified and still at least 10%, preferably 50%, more preferably 80%, in particular more than 90% of the enzymatic activity of the enzyme having the reference sequence Seq ID No. 56, wherein understood by enzymatic activity for an enzyme E 8 the ability is to convert α-D-glucose-1-phosphate and dTTP to dTDP-glucose, at least one enzyme E 9 , a dTTP-glucose-4,6-hydrolyase, EC 4.2.1.46, in particular one with polypeptide sequence Seq ID No. 58 or with a polypeptide sequence of up to 25%, preferably up to 20%, especially be preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues relative to the reference sequence SEQ ID NO: 58 are altered by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which still has at least 10%, preferably 50%, particularly preferably 80%, in particular more than 90%, of the enzymatic activity of the enzyme having the reference sequence Seq ID No. 58, whereby enzymatic activity for an enzyme E 9 is understood as the ability convert dTDP-glucose to dTDP-4-dehydro-6-deoxy-D-glucose,
at least one enzyme E 10 , a dTDP-4-dehydrorhamnose-3,5-epimerase, EC 5.1.3.13, in particular one with polypeptide sequence Seq ID No. 60 or with a polypeptide sequence in which up to 25%, preferably up to 20%, more preferably, up to 15%, especially up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues over the reference sequence SEQ ID NO: 60 altered by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which still has at least 10%, preferably 50%, particularly preferably 80%, in particular more than 90%, of the enzymatic activity of the enzyme having the reference sequence Seq ID No. 60, whereby enzymatic activity for an enzyme E 10 is understood as the ability , dTDP-4-dehydro-6-deoxy-D- Reacting glucose to dTDP-4-dehydro-6-deoxy-L-mannose and at least one enzyme E 11 , a dTDP-4-dehydrorhamnose reductase, EC 1.1.1.133, in particular one with polypeptide sequence Seq ID No. 62 or with a polypeptide sequence in which up to 25%, preferably up to 20%, more preferably up to 15%, in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues compared to the reference sequence Seq ID no 62 is modified by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which still has at least 10%, preferably 50%, particularly preferably 80%, in particular more than 90% of the enzymatic activity of the enzyme having the reference sequence Seq ID No. 62, wherein enzymatic activity for an enzyme E 11 is understood to include the ability to react dTDP-4-dehydro-6-deoxy-L-mannose to form dTDP-6-deoxy-L-mannose.
Es werden erfindungsgemäß Zellen bevorzugt, die hinsichtlich der Enzyme E8 bis E11 gesteigerte Aktivitäten folgender Enzymkombinationen aufweisen:
E8E9, E8E10, E8E11, E9E10, E9E11, E10E11, E8E9E10, E8E9E11, E9E10E11, E8E10E11, E8E9E10E11,
wovon die Kombination
E8E9E10E11
besonders bevorzugt ist. According to the invention, cells are preferred which have increased activities of the following enzyme combinations with regard to the enzymes E 8 to E 11 :
E 8 E 9 , E 8 E 10 , E 8 E 11 , E 9 E 10 , E 9 E 11 , E 10 E 11 , E 8 E 9 E 10 , E 8 E 9 E 11 , E 9 E 10 E 11 , E 8 E 10 E 11 , E 8 E 9 E 10 E 11 ,
of which the combination
E 8 E 9 E 10 E 11
is particularly preferred.
Es werden erfindungsgemäß Zellen bevorzugt, die hinsichtlich der Enzyme E2 bis E11 gesteigerte Aktivitäten folgender Enzymkombinationen aufweisen:
E2E5E6, E3E5E6, E4E5E6, E2E5E6E7, E3E5E6 E7, E4E5E6E7, E2E5E6E8E9E10E11, E3E5E6 E8E9E10E11, E4E5E6 E8E9E10E11, E2E5E6E7 E8E9E10E11, E3E5E6 E7 E8E9E10E11, E4E5E6E7 E8E9E10E11, E3E4E5E6E8E9E10E11, E2E4E5E6E8E9E10E11, E2E3E4E5E6E8E9E10E11, E3E4E5E6E7E8E9E10E11, E2E4E5E6E7 E8E9E10E11 und E2E3E4E5E6E7 E8E9E10E11,
wovon die Kombinationen
E2E5E6E8E9E10E11, E3E5E6 E8E9E10E11, E4E5E6 E8E9E10E11, E2E5E6E7 E8E9E10E11, E3E5E6 E7 E8E9E10E11, E4E5E6E7 E8E9E10E11, E3E4E5E6E8E9E10E11, E2E4E5E6E8E9E10E11, E2E3E4E5E6E8E9E10E11, E3E4E5E6E7E8E9E10E11, E2E4E5E6E7 E8E9E10E11 und E2E3E4E5E6E7 E8E9E10E11
besonders bevorzugt sind. According to the invention, cells are preferred which have increased activities of the following enzyme combinations with regard to the enzymes E 2 to E 11 :
E 2 E 5 E 6 , E 3 E 5 E 6 , E 4 E 5 E 6 , E 2 E 5 E 6 E 7 , E 3 E 5 E 6 E 7 , E 4 E 5 E 6 E 7 , E 2 E 5 E 6 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 3 E 5 E 6 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 4 E 5 E 6 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 2 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 3 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 3 E 4 E 5 E 6 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 2 E 4 E 5 E 6 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 2 E 3 E 4 E 5 E 6 E 8 E 9 E 10 E 11, E 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 2 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 10 E 11 and E 2 E 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 10 E 11 ,
of which the combinations
E 2 E 5 E 6 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 3 E 5 E 6 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 4 E 5 E 6 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 2 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 3 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 3 E 4 E 5 E 6 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 2 E 4 E 5 E 6 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 2 E 3 E 4 E 5 E 6 E 8 E 9 E 10 E 11, E 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 10 E 11 , E 2 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 10 E 11 and E 2 E 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 10 E 11
are particularly preferred.
Es ist weiterhin erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Zelle eine Zelle ist, welche als Wildtyp Polyhydroxyalkanoate mit Kettenlängen des Mono-Alkanoates von C6 bis C16 zu bilden vermag. Solche Zellen sind beispielsweise Burkholderia sp., Burkholderia thailandensis, Pseudomonas sp., Pseudomonas putida, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas oleovorans, Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas citronellolis, Pseudomonas resinovorans, Comamonas testosteroni, Aeromonas hydrophila, Cupriavidus necator, Alcaligenes latus und Ralstonia eutropha. In diesem Zusammenhang sind bevorzugte erfindungsgemäße Zellen derart gentechnisch verändert, dass sie verglichen zu ihrem Wildtyp weniger Polyhydroxyalkanoate zu bilden vermögen. It is furthermore advantageous according to the invention if the cell according to the invention is a cell which is able to form wild-type polyhydroxyalkanoates with chain lengths of the monoalkanoate of C 6 to C 16 . Such cells include Burkholderia sp., Burkholderia thailandensis, Pseudomonas sp., Pseudomonas putida, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas oleovorans, Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas citronellolis, Pseudomonas resinovorans, Comamonas testosteroni, Aeromonas hydrophila, Cupriavidus necator, Alcaligenes latus and Ralstonia eutropha , In this context, preferred cells of the invention are engineered such that they are capable of forming less polyhydroxyalkanoates compared to their wild-type.
Solche Zellen werden beispielsweise in
Solch eine, verglichen zu ihrem Wildtyp weniger Polyhydroxyalkanoate zu bilden vermögende Zelle ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass sie verglichen zu ihrem Wildtyp eine verminderte Aktivität mindestens eines Enzyms E12 aufweist,
wobei E12 eine Polyhydroxyalkanoat-Synthase, EC:2.3.1.-, insbesondere mit Polypeptidsequenz Seq ID Nr. 64 oder Seq ID Nr. 66 oder mit einer Polypeptidsequenz bei der bis zu 25%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt bis zu 15% insbesondere bis zu 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% der Aminosäurereste gegenüber der jeweiligen Bezugssequenz Seq ID Nr. 64 oder Seq ID Nr. 66 durch Deletion, Insertion, Substitution oder eine Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 10%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90% der enzymatischen Aktivität des Enzyms mit der jeweiligen Seq ID Nr. 64 oder Seq ID Nr. 66 besitzt, darstellt, wobei unter enzymatischer Aktivität für ein Enzym E12 die Fähigkeit verstanden wird, 3-Hydroxyalkanoyl-Coenzym A zu Poly-3-Hydroxyalkansäure, insbesondere 3-Hydroxydekanoyl-Coenzym A zu Poly-3-Hydroxydekansäure, umzusetzen. Such a high-net-worth cell to form such a polyhydroxyalkanoate compared to its wild type is characterized in particular by having a reduced activity of at least one enzyme E 12 compared to its wild-type,
where E 12 is a polyhydroxyalkanoate synthase, EC: 2.3.1.-, in particular with polypeptide sequence Seq ID No. 64 or SEQ ID No. 66 or with a polypeptide sequence in which up to 25%, preferably up to 20%, particularly preferably up to in particular up to 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% of the amino acid residues relative to the respective reference sequence SEQ ID NO: 64 or SEQ ID NO: 66 by deletion, insertion, substitution or a combination thereof is altered and which still has at least 10%, preferably 50%, more preferably 80%, in particular more than 90% of the enzymatic activity of the enzyme having the respective Seq ID No. 64 or SEQ ID No. 66, wherein enzymatic activity for an enzyme E 12 is understood to be the ability to convert 3-hydroxyalkanoyl coenzyme A to poly-3-hydroxyalkanoic acid, in particular 3-hydroxydecanoyl coenzyme A to poly-3-hydroxydecanoic acid.
Des Weiteren kann, in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zellen, die rekombinante Zelle zusätzlich derart gentechnisch verändert sein, dass sie im Vergleich zu ihrem Wildtyp einen verminderten Kohlenstofffluss von der ihr zum Wachstum und als Energiequelle zur Verfügung stehenden Kohlenstoffquelle hin zu Produkten, die keine Rhamnolipide der allgemeinen Formel (I) sind, aufweist. Furthermore, in a further preferred embodiment of the cells according to the invention, the recombinant cell may additionally be genetically engineered in such a way that it has a reduced carbon flux from the carbon source available for its growth and as an energy source compared to its wild type Rhamnolipids of the general formula (I) are having.
Diese Ausführungsform umfasst erfindungsgemäße rekombinante Zellen, die zusätzlich gegenüber ihrem Wildtyp dadurch gekennzeichnet sind, dass sie aus der ihr zum Wachstum und als Energiequelle zur Verfügung stehenden Kohlenstoffquelle weniger C1-, C2-, C3- und/oder C4-Nebenprodukte erzeugen. This embodiment comprises recombinant cells according to the invention, which are additionally characterized compared to their wild type in that they produce less C 1 , C 2 , C 3 and / or C 4 by- products from the carbon source available for their growth and as an energy source ,
Die dazu erforderliche gentechnische Veränderung kann durch eine Manipulation der rekombinanten Zelle geschehen, wodurch der Metabolismus, der C1-, C2-, und/oder C3-Nebenprodukte, wie CO2, Formiat, Acetat, Butyrat, Propionat, D- oder L-Lactat, Ethanol, Butanol, Propanol, Isopropanol, 2,3-Butanediol, Acetoin, Methylglyoxal oder Aceton erzeugt, reduziert oder unterbrochen wird. The required genetic modification can be done by manipulation of the recombinant cell, whereby the metabolism of the C 1 , C 2 and / or C 3 by- products, such as CO 2 , formate, acetate, butyrate, propionate, D or L-lactate, ethanol, butanol, propanol, isopropanol, 2,3-butanediol, acetoin, methylglyoxal or acetone is produced, reduced or interrupted.
Hierfür werden in den erfindungsgemäß bevorzugten Zellen dieser Ausführungsform beispielweise mindestens eine Aktivität im Vergleich zu dem Wildtyp der Zelle von mindestens einem der folgenden Enzyme verringert:
E13, das die Umsetzung von Aceton und NAD(P)H+ zu Isopropanol und NAD(P)+ katalysiert;
E14, das die Umsetzung von Pyruvat und CoA zu Formiat und Acetyl-CoA katalysieren
E15, das ein Enzym E14, aktiviert;
E16, das die Umsetzung von Pyruvat, H2O und Ferricytochrom b1 zu Acetat, CO2 und Ferrocytochrom b1 katalysiert;
E17, das die Umsetzung von S-Methylmalonyl-CoA zu Propanoyl-CoA und CO2 katalysiert;
E19 das die Umsetzung von Acetyl-Phosphat und ADP/Pi zu Acetat und ATP/PPi katalysiert;
E20, das die Umsetzung von Acetyl-CoA und Pi (Orthophosphat) zu Acetyl-Phosphat und CoA katalysiert;
E21, das die Umsetzung von Pyruvat und NAD(P)H+ zu D-Lactat und NAD(P)+ katalysiert;
E22, das die Umsetzung von Acetyl-CoA zu Acetaldehyd katalysiert;
E23, das die Umsetzung von Acetaldehyd zu Ethanol katalysiert;
E24, das die Umsetzung von Glyceronphosphat zu Methylglyoxal und Orthophosphat katalysiert;
E25, ein Enzym oder Enzymkomplex, das/der die Umsetzung von Formiat zu CO2 katalysiert;
E36, das die Umsetzung von Propionyl-Phosphat und ADP zu Propionat und ATP katalysiert;
E37, welches die Umsetzung von Propionyl-CoA und Pi zu Propionyl-Phosphat und CoA katalysiert;
E38, welches die Umsetzung von Pyruvat zu Acetaldehyd und CO2 katalysiert;
E39, welches die Umsetzung von D-Xylulose-5-Phosphat und Phosphat zu Acetylphosphat und D-Glyceraldehyd-3-Phosphate und H2O katalysiert;
E40, welches die Umsetzung von (S)-Methylmalonyl-CoA und Pyruvat zu Propionyl-CoA und Oxalacetat katalysiert;
E41, welches die Umsetzung von (S)-Methylmalonyl-CoA zu Succinyl-CoA katalysiert;
E42, welches die Umsetzung von 2 Pyruvat zu 2-Acetolactat und CO2 katalysiert;
E43, welches die Umsetzung von 2-Acetolactat zu Acetoin und CO2 katalysiert;
E44, welches die Umsetzung von Acetoin und NAD(P)H+ zu Butan-2,3-diol und NAD(P)+ katalysiert;
E45, welches die Umsetzung von Butyraldehyd und NAD(P)H+ zu Butanol und NAD(P)+ katalysiert;
E46, welches die Umsetzung von Butyryl-CoA und NAD(P)H+ zu Butyraldehyd und NAD(P)+ katalysiert;
E47, welches die Umsetzung von Acetoacetat und H+ zu Aceton und CO2 katalysiert;
E48, welches die Umsetzung von Aceton und NAD(P)H+ zu Propanol und NAD(P)+ katalysiert;
E49, das die Umsetzung von Pyruvat und NAD(P)H+ zu L-Lactat und NAD(P)+ katalysiert. For this purpose, in the cells of this embodiment preferred according to the invention, for example, at least one activity is reduced by at least one of the following enzymes as compared to the wild type of the cell:
E 13 , which catalyzes the reaction of acetone and NAD (P) H + to isopropanol and NAD (P) + ;
E 14 , which catalyzes the conversion of pyruvate and CoA to formate and acetyl-CoA
E 15 , which activates an enzyme E 14 ;
E 16 , which catalyzes the reaction of pyruvate, H 2 O and ferricytochrome b 1 to acetate, CO 2 and ferrocytochrome b 1 ;
E which catalyzes the conversion of S-methylmalonyl-CoA to propanoyl-CoA and CO 2 17;
E 19 which catalyzes the conversion of acetyl phosphate and ADP / P i to acetate and ATP / PP i ;
E 20 , which catalyzes the conversion of acetyl CoA and P i (orthophosphate) to acetyl phosphate and CoA;
E 21 , which catalyzes the reaction of pyruvate and NAD (P) H + to D-lactate and NAD (P) + ;
E 22 , which catalyzes the conversion of acetyl-CoA to acetaldehyde;
E 23 , which catalyzes the conversion of acetaldehyde to ethanol;
Which catalyzes the conversion of methylglyoxal to Glyceronphosphat and orthophosphate E 24;
E 25 , an enzyme or enzyme complex that catalyzes the conversion of formate to CO 2 ;
E 36 , which catalyzes the reaction of propionyl phosphate and ADP to propionate and ATP;
E 37 , which catalyzes the reaction of propionyl CoA and P i to propionyl phosphate and CoA;
E 38, which catalyzes the conversion of pyruvate to acetaldehyde and CO 2;
E 39 , which catalyzes the reaction of D-xylulose-5-phosphate and phosphate to acetyl phosphate and D-glyceraldehyde-3-phosphates and H 2 O;
E 40 , which catalyzes the reaction of (S) -methylmalonyl-CoA and pyruvate to propionyl-CoA and oxaloacetate;
E 41 , which catalyzes the conversion of (S) -methylmalonyl-CoA to succinyl-CoA;
E 42 , which catalyzes the conversion of 2 pyruvate to 2-acetolactate and CO 2 ;
E 43 , which catalyzes the conversion of 2-acetolactate to acetoin and CO 2 ;
E 44 , which catalyzes the reaction of acetoin and NAD (P) H + to butane-2,3-diol and NAD (P) + ;
E 45 , which catalyzes the reaction of butyraldehyde and NAD (P) H + to butanol and NAD (P) + ;
Which catalyzes the conversion of butyryl-CoA and NAD (P) H + to butyraldehyde and NAD (P) + E 46;
E 47 , which catalyzes the reaction of acetoacetate and H + to acetone and CO 2 ;
E 48 , which catalyzes the reaction of acetone and NAD (P) H + to propanol and NAD (P) + ;
E 49 , which catalyzes the conversion of pyruvate and NAD (P) H + to L-lactate and NAD (P) + .
In bevorzugten Ausführungsformen der erfindungemäßen Zellen ist/sind:
E13, eine Isopropanol-Dehydrogenase (EC 1.1.1.80);
E14, eine Formiat-C-Acetyltransferase (EC 2.3.1.54);
E15, ein Formiat-C-Acetyltransferase-aktivierendes Enzym;
E16 eine Pyruvat:Ferricytochrom b1-Oxidoreduktase (EC 1.2.2.2);
E17 eine Methylmalonyl-CoA-Decarboxylase (EC 4.1.1.41);
E19 eine ATP/PPi:Acetat-Phosphotransferase (EC 2.7.2.1 oder EC 2.7.2.1) oder eine Propionat- /Acetat-Kinase (EC 2.7.2.15);
E20 eine Acetyl-CoA:Phosphat-Acetyltransferase (EC 2.3.1.8);
E21 eine D-Lactatdehydrogenase (EC 1.1.1.28);
E22 eine Acetaldehyd-Dehydrogenase (CoA-acetylierend) (EC 1.2.1.10);
E23 eine NAD-abhängige Alkohol-Dehydrogenase (EC 1.1.1.1);
E24 eine Glyceronphosphat-Phospholyase (EC 4.2.3.3);
E25, eine Formiatdehydrogenase (EC 1.2.1.2);
E26 eine Propionatkinase (EC 2.7.2.15);
E27 eine Phosphat-Propionyltransferase (EC 2.3.1.8);
E28 eine Pyruvatdecarboxylase (EC 4.1.1.1);
E29 eine Phosphoketolase (EC 4.1.2.9);
E30 eine Methylmalonyl-CoA-Carboxytransferase (EC 2.1.3.1);
E31 eine Methylmalonyl-CoA-Mutase (EC 5.4.99.2);
E32 eine Acetolactat-Synthase (EC 2.2.1.6);
E33 eine Acetolactat-Decarboxylase (EC 4.1.1.5);
E34 eine Butandiol-Dehydrogenase (EC 1.1.1.4 oder EC 1.1.1.76);
E35 eine Butanol-Dehydrogenase (EC 1.1.1.1 oder EC 1.1.1.2);
E36 eine Butyraldehyd-Dehydrogenase (EC 1.2.1.3, EC 1.2.1.4 oder EC 1.2.1.5);
E37 eine Acetoacetat-Decarboxylase (EC 4.1.1.4);
E38 eine Propanol-Dehydrogenase (EC 1.1.1.1 oder EC 1.1.1.2);
E39 eine L-Lactatdehydrogenase (EC 1.1.1.27). In preferred embodiments of the cells according to the invention,
E 13 , an isopropanol dehydrogenase (EC 1.1.1.80);
E 14, a formate C-acetyltransferase (EC 2.3.1.54);
E 15, a formate C-acetyltransferase activating enzyme;
E 16 a pyruvate: ferricytochrome b 1 oxidoreductase (EC 1.2.2.2);
E 17 is a methylmalonyl-CoA decarboxylase (EC 4.1.1.41);
E 19 an ATP / PP i : acetate phosphotransferase (EC 2.7.2.1 or EC 2.7.2.1) or a propionate / acetate kinase (EC 2.7.2.15);
E 20 an acetyl-CoA: phosphate acetyltransferase (EC 2.3.1.8);
E 21 is a D-lactate dehydrogenase (EC 1.1.1.28);
E 22 is an acetaldehyde dehydrogenase (CoA acetylierend) (EC 1.2.1.10);
E 23 an NAD-dependent alcohol dehydrogenase (EC 1.1.1.1);
E 24 is a glycerone phosphate phospholyase (EC 4.2.3.3);
E 25 , a formate dehydrogenase (EC 1.2.1.2);
E 26 is a propionate kinase (EC 2.7.2.15);
E 27 is a phosphate propionyltransferase (EC 2.3.1.8);
E 28 is a pyruvate decarboxylase (EC 4.1.1.1);
E 29 is a phosphoketolase (EC 4.1.2.9);
E 30 is a methylmalonyl-CoA-carboxytransferase (EC 2.1.3.1);
E 31 is a methylmalonyl-CoA mutase (EC 5.4.99.2);
E 32 an acetolactate synthase (EC 2.2.1.6);
E 33 an acetolactate decarboxylase (EC 4.1.1.5);
E 34 is a butanediol dehydrogenase (EC 1.1.1.4 or EC 1.1.1.76);
E 35 is a butanol dehydrogenase (EC 1.1.1.1 or EC 1.1.1.2);
E 36 is a butyraldehyde dehydrogenase (EC 1.2.1.3, EC 1.2.1.4 or EC 1.2.1.5);
E 37 an acetoacetate decarboxylase (EC 4.1.1.4);
E 38 is a propanol dehydrogenase (EC 1.1.1.1 or EC 1.1.1.2);
E 39 an L-lactate dehydrogenase (EC 1.1.1.27).
Die erfindungsgemäßen Zellen weisen in einer bevorzugten Ausführungsform eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp verringerte Aktivität von mindestens 2, bevorzugter mindestens 3, noch bevorzugter mindestens 5 der genannten Enzyme auf. In a preferred embodiment, the cells according to the invention have a reduced activity of at least 2, more preferably at least 3, even more preferably at least 5, of the said enzymes compared with their wild-type.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Aktivität von mindestens einem der Enzyme E19–E22 reduziert. Eine solche Verringerung der Enzymaktivität kann vorteilhaft sein, da damit der energieaufwendige Import und die Aktivierung von Glukose unterbunden werden, wodurch der Zelle mehr Energie für den Import und die Aktivierung von Saccharose und für die Fixierung von Kohlendioxid zur Verfügung steht. In a particularly preferred embodiment of the invention, the activity of at least one of the enzymes E 19 -E 22 is reduced. Such a reduction in enzyme activity may be beneficial as it eliminates the energy-consuming import and activation of glucose, thereby providing the cell with more energy to import and activate sucrose and to fix carbon dioxide.
Gemäß besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist die Zelle eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp verminderte Aktivität von mindestens einem Enzym E13–E39 auf, wobei:
E13 durch ein sadH Gen kodiert wird;
E14 durch ein tdcE Gen kodiert wird;
E15 durch ein pflA oder pflB Gen kodiert wird;
E16 durch ein poxB Gen kodiert wird;
E17 durch ein ygfG Gen kodiert wird;
E19 durch ein ackA oder tdcD Gen kodiert wird;
E20 durch ein pta Gen kodiert wird;
E21 durch ein ldhA Gen kodiert wird;
E22 durch ein adhE Gen kodiert wird;
E23 durch ein adhE Gen kodiert wird;
E24 durch ein mgsA Gen kodiert wird;
E25 durch ein fdnG, fdnH, fdnI, fdnF, fdnG, fdoI oder fdnH Gen kodiert wird;
E26 durch ein tdcD Gen kodiert wird
E27 durch ein pta Gen kodiert wird;
E28 durch ein pdc Gen kodiert wird;
E29 durch ein xpk1 oder xpk2 Gen kodiert wird
E30 durch ein Methylmalonyl-CoA-Carboxytransferase Gen kodiert wird;
E31 durch ein sbm oder ein mcmA und ein mcmB Gen kodiert wird;
E32 durch ein alsS, ilvB, ilvM, ilvN, ilvG, ilvI oder ilvH Gen kodiert wird;
E33 durch ein alsD Gen kodiert wird;
E34 durch ein butBGen kodiert wird;
E35 durch ein adhE Gen kodiert wird;
E36 durch ein adhE, bdhA oder bdhB Gen kodiert wird;
E37 durch ein adc Gen kodiert wird;
E38 durch ein adh Gen kodiert wird;
E39 durch ein ldhL Gen kodiert wird. According to particularly preferred embodiments of the invention, the cell has a reduced activity of at least one enzyme E 13 -E 39 in comparison to its wild type, wherein:
E 13 is encoded by a sadH gene;
E 14 is encoded by a tdcE gene;
E 15 is encoded by a pflA or pflB gene;
E 16 is encoded by a poxB gene;
E 17 is encoded by a ygfG gene;
E 19 is encoded by an ackA or tdcD gene;
E 20 is encoded by a pta gene;
E 21 is encoded by an ldhA gene;
E 22 is encoded by an adhE gene;
E 23 is encoded by an adhE gene;
E 24 is encoded by a mgsA gene;
E 25 is encoded by a fdnG, fdnH, fdnI, fdnF, fdnG, fdoI or fdnH gene;
E 26 is encoded by a tdcD gene
E 27 is encoded by a pta gene;
E 28 is encoded by a pdc gene;
E 29 is encoded by an xpk1 or xpk2 gene
E 30 is encoded by a methylmalonyl-CoA carboxytransferase gene;
E 31 is encoded by a sbm or a mcmA and a mcmB gene;
E 32 is encoded by a gene as S, ilvB, ilvM, ilvN, ilvG, ilvI or ilvH;
E 33 is encoded by a alsD gene;
E 34 is encoded by a butB gene;
E 35 is encoded by an adhE gene;
E 36 is encoded by an adhE, bdhA or bdhB gene;
E 37 is encoded by an adc gene;
E 38 is encoded by an adh gene;
E 39 is encoded by an ldhL gene.
Die Nukleotidsequenzen der vorstehend genannten Gene, deren korrespondierende Proteinsequenz sowie weiterer Gene für die Enzyme E13–E80 können unter anderem auch der KEGG-, der NCBI-, der UniProt- oder EMBL-Datenbank entnommen werden. The nucleotide sequences of the abovementioned genes, their corresponding protein sequence and other genes for the enzymes E 13 -E 80 can also be taken from the KEGG, NCBI, UniProt or EMBL database.
Des Weiteren kann, in einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zelle diese zusätzlich derart gentechnisch verändert sein, dass sie im Vergleich zu ihrem Wildtyp einen verstärkten Kohlenstofffluss von der ihr zum Wachstum und als Energiequelle zur Verfügung stehenden Kohlenstoffquelle hin zu Acetyl-Coenzym A, aufweist. Furthermore, in a further, preferred embodiment of the cell according to the invention, it may additionally be genetically engineered in such a way that it has an increased carbon flux from the carbon source available for its growth and as an energy source to acetyl coenzyme A in comparison to its wild type ,
Die dazu erforderliche gentechnische Veränderung kann durch eine Manipulation der rekombinanten Zelle geschehen, wodurch der Metabolismus, der die Umsetzung von einfachen Kohlenstoffquellen zu Acetyl-Coenzym A katalysiert, verstärkt wird. The requisite genetic modification can be done by manipulation of the recombinant cell, which enhances the metabolism that catalyzes the conversion of simple carbon sources to acetyl coenzyme A.
In dieser Ausführungsform der Erfindung ist bevorzugt die Aktivität von mindestens einem der folgenden Enzyme im Vergleich zum Wildtyp verstärkt:
E40, die die Umsetzung von Glukose und ATP zu Glukose-6-phosphat und ADP katalysiert;
E41, das die Umsetzung von Glukose-6-phosphat zu Fruktose-6-phosphat katalysiert;
E42, das die Umsetzung von Fruktose-6-phosphat und ATP zu Fruktose-1,6-bisphosphat und ADP katalysiert;
E43, das die Umsetzung von Fruktose-1,6-bisphosphat zu Dihydroxyacetonphosphat und Glycerinaldehyd-3-phosphat katalysiert;
E44, das die Umsetzung von Dihydroxyacetonphosphat zu Glycerinaldehyd-3-phosphat katalysiert;
E45, das die Umsetzung von Glycerinaldehyd-3-phosphat, Pi und NAD+ zu 1,3-Bisphosphoglycerat und NADH katalysiert;
E46, das die Umsetzung von 1,3-Bisphosphoglycerat und ADP zu 3-Phosphoglycerat und ATP katalysiert;
E47, das die Umsetzung von 3-Phosphoglycerat zu 2-Phosphoglycerat katalysiert;
E48, das die Umsetzung von 2-Phosphoglycerat zu Phosphoenolpyruvat und H2O katalysiert;
E49, das die Umsetzung von Phosphoenolpyruvat und ADP zu Pyruvat und und ATP katalysiert;
E50, das die Umsetzung von Pyruvat, Coenzym A und NAD+ zu Acetyl-Coenzym A und NADH katalysiert;
E51, das die Umsetzung von Glukose-6-phosphat und NAD(P)+ zu 6-Phosphoglucono-δ-Lacton und NAD(P)H katalysiert;
E52, das die Umsetzung von 6-Phosphoglucono-δ-Lacton und H2O zu 6-Phosphogluconat katalysiert;
E53, das die Umsetzung von 6-Phosphogluconat und NAD(P)+ zu Ribulose-5-Phosphat und NAD(P)H katalysiert;
E54, das die Umsetzung von Ribulose-5-phosphat zu Ribose-5-phosphat katalysiert;
E55, das die Umsetzung von Ribulose-5-phosphat zu Xylulose-5-phosphat katalysiert;
E56, welches die Umsetzung von Xylulose-5-phosphat und Ribose-5-phosphat zu Glycerinaldehyd-3-phosphat und Sedoheptulose-7-phosphat katalysiert;
E57, welches die Umsetzung von Erythrose-4-phosphat und Fructose-6-phosphat zu Glycerinaldehyd-3-phosphat und Sedoheptulose-7-phosphat katalysiert;
E58, welches die Aufnahme von Glycerin katalysiert;
E59, welches die Umsetzung von Glycerin und ATP zu Glycerin-3-Phosphat und ADP katalysiert;
E60, welches die Umsetzung von Glycerin-3-Phosphat und NAD(P)+ zu Dihydroxyacetonphosphat und NAD(P)H katalysiert;
E61, welches die Umsetzung von Glycerin-3-Phosphat und NAD(P)+ zu Glycerinaldehyd-3phosphat und NAD(P)H katalysiert;
E62, welches die Umsetzung von Glycerin und NAD(P)+ zu Dihydroxyaceton und NAD(P)H katalysiert;
E63, welches die Umsetzung von Dihydroxyaceton und ATP zu Dihydroxyacetonphosphat und ADP katalysiert;
E64, E65, E66 und E67, die Komponenten eines glukosespezifischen Phosphoenolpyruvat-Phosphotransferasesystems darstellen und als solche den Import von Glukose und in Summe die Umsetzung von Phosphoenolpyruvat und Glukose zu Pyruvat und Glukose-6-Phosphat katalysieren;
E68, welches die Umsetzung von Pyruvat NAD(P)H+ und CO2 zu Malat und NAD(P)+ katalysiert;
E69 welches cAMP bindet;
E70, welches die Umsetzung von Glucose und und einem oxidierten Elektronenakzeptor zu Gluconat und einem reduziertem Elektronenakzeptor katalysiert;
E71, welches die Umsetzung von Gluconat und einem oxidierten Elektronenakzeptor zu 2-Ketogluconat und einem reduziertem Elektronenakzeptor katalysiert;
E72, welches die Umsetzung von Gluconat und ATP zu 6-Phosphogluconat und ADP katalysiert;
E73, welches die Umsetzung von 2-Ketogluconat-6-Phosphat und NAD(P)H zu 6-Phosphogluconat und NAD(P)+ katalysiert;
E74, welches die Umsetzung von 2-Ketogluconat und ATP zu 2-Ketogluconat-6-Phosphat und ADP katalysiert;
E75, welches die Umsetzung von 6-Phosphogluconat zu 2-Keto-3-deoxy-6-Phosphogluconat und H2O katalysiert;
E76, welches die Umsetzung von 2-Keto-3-deoxy-6-Phosphogluconat zu Glycerinaldehyd-3-phosphat und Pyruvat katalysiert;
E77, welches den Transport von Glucose durch die Cytoplasmamembran in die Zelle katalysiert;
E78, welches den Transport von Gluconat durch die Cytoplasmamembran in die Zelle katalysiert;
E79, welches den Transport von 2-Ketogluconat durch die Cytoplasmamembran in die Zelle katalysiert;
E80, welches den Transport von Glucose durch die äußere Membran in die Zelle katalysiert;
In bevorzugten Ausführungsformen der erfindungemäßen Zellen ist/sind:
E40 eine Hexokinase (EC 2.7.1.1);
E41 eine Glukosephosphat-Isomerase (EC 5.3.1.9);
E42 eine Phosphofruktokinase (EC 2.7.1.11);
E43 eine Fruktose-1,6-bisphosphat-Aldolase (EC 4.2.1.13);
E44 eine Triosephosphat-Isomerase (EC 5.3.1.1);
E45 eine Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase (EC 1.2.1.9, EC 1.2.1.12, EC 1.2.1.13 oder EC 1.2.1.59);
E46 eine Phosphoglycerat-Kinase (EC 2.7.2.3 oder EC 2.7.2.10);
E47 eine Phosphoglycerat-Mutase (EC 5.4.2.1);
E48 eine Enolase (EC 4.2.1.11);
E49 eine Pyruvat-Kinase (EC 2.7.1.40);
E50 eine Pyruvat-Dehydrogenase (EC 1.2.1.51 oder EC 1.2.4.1);
E51 eine Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase (EC 1.1.1.49);
E52 eine 6-Phosphogluconolactonase (EC 3.1.1.31);
E53 eine 6-Phosphogluconat-Dehydrogenase (EC 1.1.1.44);
E54 eine Ribose-5-phosphat-Isomerase (EC 5.3.1.6);
E55 eine Ribulose-5-phosphat-4-Epimerase (EC 5.1.3.4);
E56 eine Transketolase (EC 2.2.1.1);
E57 eine Transaldolase (EC 2.2.1.2);
E58 ein Glycerin-Facilitator;
E59 eine Glycerin-Kinase (EC 2.7.1.30);
E60 eine Glycerin-3-Phosphat-Dehydrogenase (EC 1.1.1.8 oder EC 1.1.1.94);
E61 eine Glycerin-3-Phosphat-1-Dehydrogenase (EC 1.1.1.177);
E62 eine Glycerin-2-Dehydrogenase (EC 1.1.1.156);
E63 eine Dihydroxyaceton-Kinase (EC 2.7.1.29);
E64 und E65 ein PEP-abhängiges Phosphotransferase-System Enzym II (EC 2.7.1.69);
E66 ein PEP-abhängiges Phosphotransferase-System Enzym I (EC 2.7.3.9);
E67 eine Phosphohistidin-Protein (HPr)-Hexose-Phosphotransferase-Komponenente des PEP-abhängigen Phosphotransferase-Systems;
E68 eine Malatdehydrogenase ((S)-Malat:NAD(P)+ Oxidoreduktase) (EC 1.1.1.38, EC 1.1.1.39 oder EC 1.1.1.40);
E69 ein cAMP-Rezeptorprotein
E70 eine Glucose-Dehydrogenase;
E71 eine Gluconat-Oxidase (EC 1.1.99.3);
E72 eine Gluconat-Kinase (EC 2.7.1.12);
E73 eine 2-Ketogluconat-6-Phosphat-Dehydrogenase (EC 1.1.1.25);
E74 eine Ketogluconat-Kinase (EC 2.7.1.13);
E75 eine 6-Phosphogluconat-Dehydratase (EC 4.2.1.12);
E76 2-Keto-3-deoxy-6-Phosphogluconat-Aldolase (EC 4.2.1.14);
E77 ein glucosespezifischer ABC-Transporter;
E78 ein Gluconat-Importer;
E79 ein 2-Ketogluconat-Importer;
E80 ein glucosespezifisches Porin; In this embodiment of the invention, the activity of at least one of the following enzymes is preferably enhanced in comparison to the wild-type:
E 40 , which catalyzes the conversion of glucose and ATP to glucose 6-phosphate and ADP;
E 41 , which catalyzes the conversion of glucose-6-phosphate to fructose-6-phosphate;
E 42 , which catalyzes the conversion of fructose 6-phosphate and ATP into fructose 1,6-bisphosphate and ADP;
E 43 , which catalyzes the reaction of fructose-1,6-bisphosphate to dihydroxyacetone phosphate and glyceraldehyde-3-phosphate;
E 44 , which catalyzes the reaction of dihydroxyacetone phosphate to glyceraldehyde-3-phosphate;
E 45 , which catalyzes the reaction of glyceraldehyde 3-phosphate, P i and NAD + to 1,3-bisphosphoglycerate and NADH;
E46 , which catalyzes the conversion of 1,3-bisphosphoglycerate and ADP to 3-phosphoglycerate and ATP;
E 47 , which catalyzes the conversion of 3-phosphoglycerate to 2-phosphoglycerate;
E 48 which catalyzes the conversion of 2-phosphoglycerate to phosphoenolpyruvate and H 2 O;
E 49 , which catalyzes the conversion of phosphoenolpyruvate and ADP to pyruvate and ATP;
E 50 , which catalyzes the conversion of pyruvate, coenzyme A and NAD + to acetyl coenzyme A and NADH;
E 51 , which catalyzes the conversion of glucose-6-phosphate and NAD (P) + to 6-phosphoglucono-δ-lactone and NAD (P) H;
E 52 , which catalyzes the conversion of 6-phosphoglucono-δ-lactone and H 2 O to 6-phosphogluconate;
E 53 , which catalyzes the reaction of 6-phosphogluconate and NAD (P) + to ribulose-5-phosphate and NAD (P) H;
E 54 , which catalyzes the conversion of ribulose-5-phosphate to ribose-5-phosphate;
E 55 , which catalyzes the conversion of ribulose-5-phosphate to xylulose-5-phosphate;
E 56 , which catalyzes the reaction of xylulose-5-phosphate and ribose-5-phosphate to glyceraldehyde-3-phosphate and sedoheptulose-7-phosphate;
E 57 , which catalyzes the reaction of erythrose 4-phosphate and fructose 6-phosphate to glyceraldehyde 3-phosphate and sedoheptulose 7-phosphate;
E 58 , which catalyzes the uptake of glycerol;
E 59 , which catalyzes the conversion of glycerol and ATP to glycerol-3-phosphate and ADP;
E 60 , which catalyzes the reaction of glycerol-3-phosphate and NAD (P) + to dihydroxyacetone phosphate and NAD (P) H;
E 61 , which catalyzes the reaction of glycerol-3-phosphate and NAD (P) + to glyceraldehyde-3-phosphate and NAD (P) H;
E 62 , which catalyzes the reaction of glycerol and NAD (P) + to dihydroxyacetone and NAD (P) H;
E 63 , which catalyzes the reaction of dihydroxyacetone and ATP to dihydroxyacetone phosphate and ADP;
E 64 , E 65 , E 66 and E 67 , which are components of a glucose-specific phosphoenolpyruvate phosphotransferase system and, as such, catalyze the import of glucose and in sum the conversion of phosphoenolpyruvate and glucose to pyruvate and glucose-6-phosphate;
E68 , which catalyzes the reaction of pyruvate NAD (P) H + and CO 2 to malate and NAD (P) + ;
E 69 which binds cAMP;
E70 , which catalyzes the conversion of glucose and an oxidized electron acceptor to gluconate and a reduced electron acceptor;
E 71 , which catalyzes the reaction of gluconate and an oxidized electron acceptor into 2-ketogluconate and a reduced electron acceptor;
E 72 , which catalyzes the conversion of gluconate and ATP to 6-phosphogluconate and ADP;
E 73 , which catalyzes the conversion of 2-ketogluconate-6-phosphate and NAD (P) H to 6-phosphogluconate and NAD (P) + ;
E 74 , which catalyzes the conversion of 2-ketogluconate and ATP to 2-ketogluconate-6-phosphate and ADP;
E 75 , which catalyzes the conversion of 6-phosphogluconate to 2-keto-3-deoxy-6-phosphogluconate and H 2 O;
E 76 , which catalyzes the reaction of 2-keto-3-deoxy-6-phosphogluconate to glyceraldehyde-3-phosphate and pyruvate;
E 77 , which catalyzes the transport of glucose through the cytoplasmic membrane into the cell;
E 78 , which catalyzes the transport of gluconate through the cytoplasmic membrane into the cell;
E 79 , which catalyzes the transport of 2-ketogluconate through the cytoplasmic membrane into the cell;
E 80 , which catalyzes the transport of glucose through the outer membrane into the cell;
In preferred embodiments of the cells according to the invention,
E 40 is a hexokinase (EC 2.7.1.1);
E 41 is a glucose phosphate isomerase (EC 5.3.1.9);
E 42 a phosphofructokinase (EC 2.7.1.11);
E 43 is a fructose-1,6-bisphosphate aldolase (EC 4.2.1.13);
E 44 is a triose phosphate isomerase (EC 5.3.1.1);
E 45 is a glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (EC 1.2.1.9, EC 1.2.1.12, EC 1.2.1.13 or EC 1.2.1.59);
E 46 is a phosphoglycerate kinase (EC 2.7.2.3 or EC 2.7.2.10);
E 47 a phosphoglycerate mutase (EC 5.4.2.1);
E 48 is an enolase (EC 4.2.1.11);
E 49 a pyruvate kinase (EC 2.7.1.40);
E 50 a pyruvate dehydrogenase (EC 1.2.1.51 or EC 1.2.4.1);
E 51 is a glucose-6-phosphate dehydrogenase (EC 1.1.1.49);
E 52 is a 6-phosphogluconolactonase (EC 3.1.1.31);
E 53 is a 6-phosphogluconate dehydrogenase (EC 1.1.1.44);
E 54 a ribose 5-phosphate isomerase (EC 5.3.1.6);
E 55 is a ribulose-5-phosphate-4-epimerase (EC 5.1.3.4);
E 56 a transketolase (EC 2.2.1.1);
E 57 is a transaldolase (EC 2.2.1.2);
E 58 is a glycerol facilitator;
E 59 a glycerol kinase (EC 2.7.1.30);
E 60 is a glycerol-3-phosphate dehydrogenase (EC 1.1.1.8 or EC 1.1.1.94);
E 61 is a glycerol-3-phosphate-1-dehydrogenase (EC 1.1.1.177);
E 62 is a glycerol-2-dehydrogenase (EC 1.1.1.156);
E 63 is a dihydroxyacetone kinase (EC 2.7.1.29);
E 64 and E 65 a PEP-dependent phosphotransferase system Enzyme II (EC 2.7.1.69);
E 66 is a PEP-dependent phosphotransferase system Enzyme I (EC 2.7.3.9);
E 67 a phosphohistidine protein (HPr) -hexose phosphotransferase component of the PEP-dependent phosphotransferase system;
E68 a malate dehydrogenase ((S) -malate: NAD (P) + oxidoreductase) (EC 1.1.1.38, EC 1.1.1.39 or EC 1.1.1.40);
E 69 is a cAMP receptor protein
E 70 is a glucose dehydrogenase;
E 71 a gluconate oxidase (EC 1.1.99.3);
E 72 a gluconate kinase (EC 2.7.1.12);
E 73 is a 2-ketogluconate-6-phosphate dehydrogenase (EC 1.1.1.25);
E 74 a ketogluconate kinase (EC 2.7.1.13);
E 75 a 6-phosphogluconate dehydratase (EC 4.2.1.12);
E 76 2-keto-3-deoxy-6-phosphogluconate aldolase (EC 4.2.1.14);
E 77 a glucose-specific ABC transporter;
E 78 a gluconate importer;
E 79 a 2-ketogluconate importer;
E 80 is a glucose-specific porin;
Die erfindungsgemäßen Zellen weisen in einer Ausführungsform eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp verstärkte Aktivität von mindestens einem, vorzugsweise mindestens 2, noch bevorzugter mindestens 3, am bevorzugtesten mindestens 5 der genannten Enzyme auf. In one embodiment, the cells according to the invention have an increased activity compared to their wild type of at least one, preferably at least 2, more preferably at least 3, most preferably at least 5 of said enzymes.
Es kann unter der Bedingung des Einsatzes von Saccharose als Kohlenstoffquelle vorteilhaft sein, wenn die erfindungsgemäße Zelle eine gentechnisch veränderte Enzymaktivitätsaustattung von Enzymen E81 bis E90 aufweist, wie sie für die Enzyme beschrieben wird, wie sie in der
Unter der verwendeten Formulierung „verminderte Aktivität eines Enzyms Ex“ wird dementsprechend vorzugsweise eine um einen Faktor von mindestens 0,5, besonders bevorzugt von mindestens 0,1, darüber hinaus bevorzugt von mindestens 0,01, darüber hinaus noch mehr bevorzugt von mindestens 0,001 und am meisten bevorzugt von mindestens 0,0001 verminderte Aktivität verstanden. Die Formulierung „verminderte Aktivität“ beinhaltet auch keine detektierbare Aktivität („Aktivität von null“). Die Verminderung der Aktivität eines bestimmten Enzyms kann beispielsweise durch gezielte Mutation oder durch andere, dem Fachmann bekannte Maßnahmen zur Verminderung der Aktivität eines bestimmten Enzyms erfolgen. Verfahren zur Verminderung von enzymatischen Aktivitäten in Mikroorganismen sind dem Fachmann bekannt. Accordingly, by the term "decreased activity of an enzyme E x " as used herein, it is preferred to have a factor of at least 0.5, more preferably at least 0.1, above more preferably of at least 0.01, more preferably still more preferably at least 0.001, and most preferably at least 0.0001 decreased activity. The phrase "decreased activity" also does not include any detectable activity ("zero activity"). The reduction of the activity of a specific enzyme can be carried out, for example, by targeted mutation or by other measures known to those skilled in the art for reducing the activity of a particular enzyme. Methods for reducing enzymatic activities in microorganisms are known to those skilled in the art.
Insbesondere molekularbiologische Techniken bieten sich hier an. Anleitung zur Modifikation und Verminderung von Proteinexpressionen und damit einhergehender Enzymaktivitätsverringerung speziell für Pseudomonas und Burkholderia, insbesondere zum Unterbrechen spezieller Gene findet der Fachmann beispielsweise in
Erfindungsgemäß bevorzugte Zellen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Verminderung der enzymatischen Aktivität erreicht wird durch Modifikation eines Genes umfassend eine der Nukleinsäuresequenzen, die für die Polypeptidsequenzen rund um Seq ID Nr. 64 oder Seq ID Nr. 66 kodieren, insbesondere Seq ID Nr. 63 oder Seq ID Nr. 65, wobei die Modifikation ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend, bevorzugt bestehend aus, Insertion von Fremd-DNA in das Gen, Deletion mindestens von Teilen des Gens, Punktmutationen in der Gensequenz, RNA-Interferenz (siRNA), antisense-RNA oder Modifikation (Insertion, Deletion oder Punktmutationen) von regulatorischen Sequenzen, wie etwa Promotoren und Terminatoren oder von Ribosomenbindestellen, welche das Gen flankieren. Preferred cells according to the invention are characterized in that the reduction of the enzymatic activity is achieved by modification of a gene comprising one of the nucleic acid sequences coding for the polypeptide sequences around Seq ID No. 64 or SEQ ID No. 66, in particular Seq ID No. 63 or SEQ ID NO: 65, wherein the modification is selected from the group comprising, preferably consisting of, insertion of foreign DNA into the gene, deletion of at least parts of the gene, point mutations in the gene sequence, RNA interference (siRNA), antisense RNA or modification (insertion, deletion or point mutations) of regulatory sequences such as promoters and terminators or ribosome binding sites flanking the gene.
Unter Fremd-DNA ist in diesem Zusammenhang jegliche DNA-Sequenz zu verstehen, die dem Gen (und nicht dem Organismus) „fremd“ ist, d.h. auch endogene DNA-Sequenzen können in diesem Zusammenhang als „Fremd-DNA“ fungieren. By foreign DNA in this context is meant any DNA sequence that is "foreign" to the gene (and not to the organism), i. Endogenous DNA sequences can also function as "foreign DNA" in this context.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere bevorzugt, dass das Gen durch Insertion eines Selektionsmarkergens unterbrochen wird, somit die Fremd-DNA ein Selektionsmarkergen ist, wobei bevorzugt die Insertion durch homologe Rekombination in den Genlocus erfolgte. In this connection, it is particularly preferred that the gene is disrupted by insertion of a selection marker gene, thus the foreign DNA is a selection marker gene, preferably insertion being by homologous recombination into the gene locus.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zelle handelt es sich bei der Zelle um Pseudomonas putida Zellen, welche eine verminderte Polyhydroxyalkanoat-Synthese verglichen zu ihrem Wildtyp aufweisen. Solche Zellen werden beispielsweise in
Es kann erfindungsgemäß vorteilhaft sein, wenn die erfindungsgemäße Zelle in der Fettsäure-Biosynthese derart gentechnisch verändert wurde, dass die enzymatischen Reaktionen, die zur Umsetzung von,
- i) Acetyl-Coenzym A und Carboxybiotin-Carboxyl-Carrier-Protein zu Malonyl-Coenzym A und Biotin-Carboxyl-Carrier-Protein (katalysiert durch Acetyl-Coenzym A-Carboxyltransferasen der EC 6.4.1.2),
- ii) Coenzym A-[4'-Phosphopantethein] und Apo-[Acyl-Carrier-Protein] zu Adenosin-3',5'-Bisphosphat und Holo-[Acyl-Carrier-Protein] (katalysiert durch Holo-[Acyl-Carrier-Protein]-Synthasen der EC 2.7.8.7),
- iii) Malonyl-Coenzym A und Holo-[Acyl-Carrier-Protein] zu Malonyl-[Acyl-Carrier-Protein] (katalysiert durch Malonyl-Coenzym A:[Acyl-Carrier-Protein]-Transacylasen der EC 2.3.1.39),
- iv) Acyl-[Acyl-Carrier-Protein] und Malonyl-[Acyl-Carrier-Protein] zu 3-Ketoacyl-[Acyl-Carrier-Protein], CO2 und Acyl-Carrier-Protein, (katalysiert durch 3-Ketoacyl-[Acyl-Carrier-Protein]-Synthetasen der EC 2.3.1.31),
- v) 3-Ketoacyl-[Acyl-Carrier-Protein], NADPH+ und H+ zu 3-Hydroxyacyl-[Acyl-Carrier-Protein] und NADP+ (katalysiert durch 3-Ketoacyl-[Acyl-Carrier-Protein]-Reduktasen der EC 1.1.1.100),
- vi) 3-Hydroxyacyl-[Acyl-Carrier-Protein] zu 2-Enoyl-[Acyl-Carrier-Protein] (katalysiert durch 3- Hydroxyacyl-[Acyl-Carrier-Protein]-Dehydratasen der EC 4.2.1.60),
- vii) Biotin-Carboxyl-Carrier-Protein, ATP und CO2 zu Carboxybiotin-Carboxyl-Carrier-Protein, ADP und Pi (katalysiert durch Biotin-Carboxylasen der EC 6.3.4.14),
- viii) Biotin, ATP und Apo-[Acetyl-Coenzym A:CO2-Ligase (ADP-bildend)] zu [Acetyl-Coenzym A:CO2-Ligase (ADP-bildend)], AMP und PPi (katalysiert durch Biotin-[Acetyl-Coenzym A-Carboxylase]-Ligasen der EC 6.3.4.15)
- i) Acetyl Coenzyme A and Carboxybiotin Carboxyl Carrier Protein to Malonyl Coenzyme A and Biotin Carboxyl Carrier Protein (Catalysed by Acetyl Coenzyme A Carboxyl Transferases of EC 6.4.1.2),
- ii) coenzyme A- [4'-phosphopantetheine] and apo [acyl carrier protein] to adenosine 3 ', 5'-bisphosphate and holo [acyl carrier protein] (catalyzed by holo- [acyl carrier Protein] synthases of EC 2.7.8.7),
- iii) malonyl coenzyme A and holo [acyl carrier protein] to malonyl [acyl carrier protein] (catalyzed by malonyl coenzyme A: [acyl carrier protein] transacylases of EC 2.3.1.39),
- iv) acyl [acyl carrier protein] and malonyl [acyl carrier protein] to 3-ketoacyl [acyl carrier protein], CO 2 and acyl carrier protein (catalyzed by 3-ketoacyl) [Acyl carrier protein] synthetases of EC 2.3.1.31),
- v) 3-ketoacyl [acyl carrier protein], NADPH + and H + to 3-hydroxyacyl [acyl carrier protein] and NADP + (catalyzed by 3-ketoacyl [acyl carrier protein] reductases EC 1.1.1.100),
- vi) 3-hydroxyacyl [acyl carrier protein] to 2-enoyl [acyl carrier protein] (catalyzed by 3-hydroxyacyl [acyl carrier protein] dehydratases of EC 4.2.1.60),
- vii) biotin-carboxyl carrier protein, ATP and CO 2 to carboxybiotin-carboxyl carrier protein, ADP and P i (catalyzed by biotin-carboxylases of EC 6.3.4.14),
- viii) biotin, ATP and apo [acetyl coenzyme A: CO 2 ligase (ADP-forming)] to [acetyl-coenzyme A: CO 2 ligase (ADP-forming)], AMP and PP i (catalyzed by biotin - [acetyl-coenzyme A carboxylase] ligases of EC 6.3.4.15)
Genauso vorteilhaft kann es sein, wenn die erfindungsgemäße Zelle in der Fettsäure-Biosynthese derart gentechnisch verändert wurde, dass
- i) ein Acyl-Carrier-Protein und/oder
- ii) ein Biotin-Carboxyl-Carrier-Protein
- i) an acyl carrier protein and / or
- ii) a biotin-carboxyl carrier protein
Genauso vorteilhaft kann es sein, wenn die erfindungsgemäße Zelle in der Fettsäure-Biosynthese derart gentechnisch verändert wurde, dass ein die Expression der Gene, die die Enzyme Acetyl-Coenzym A-Carboxylasen der EC 6.4.1.2, Holo-[Acyl-Carrier-Protein]-Synthasen der EC 2.7.8.7, Malonyl-Coenzym A:[Acyl-Carrier-Protein]-Transacylasen der EC 2.3.1.39, 3-Ketoacyl-[Acyl-Carrier-Protein]-Synthetasen der EC 2.3.1.31, 3-Ketoacyl-[Acyl-Carrier-Protein]-Reduktasen der EC 1.1.1.100, 3-Hydroxyacyl-[Acyl-Carrier-Protein]-Dehydratasen der EC 4.2.1.60, Biotin-Carboxylasen der EC 6.3.4.14 und/oder Biotin-[Acetyl-Coenzym A-Carboxylase]-Ligasen der EC 6.3.4.15 kodieren, reprimierender Transkriptionsregulator im Vergleich zum Wildtyp der Zelle abgeschwächt wird. It may also be advantageous if the cell according to the invention has been genetically engineered in fatty acid biosynthesis such that expression of the genes encoding the enzymes acetyl-coenzyme A carboxylases of EC 6.4.1.2, holo [acyl carrier protein ] Synthases of EC 2.7.8.7, malonyl coenzyme A: [acyl carrier protein] transacylases of EC 2.3.1.39, 3-ketoacyl [acyl carrier protein] synthetases of EC 2.3.1.31, 3- Ketoacyl [acyl carrier protein] reductases of EC 1.1.1.100, 3-hydroxyacyl [acyl carrier protein] dehydratases of EC 4.2.1.60, biotin carboxylases of EC 6.3.4.14 and / or biotin [ Acetyl-coenzyme A carboxylase] ligases of EC 6.3.4.15 encode repressing transcriptional regulator compared to the wild type of the cell is attenuated.
Genauso vorteilhaft kann es sein, wenn die erfindungsgemäße Zelle in der β-Oxidation von Fettsäuren derart gentechnisch verändert wurde, dass die enzymatischen Reaktionen, die zur Umsetzung von,
- i) Acyl-Coenzym A und NADP+ zu 2-Enoyl-Coenzym A, NADPH+ und H+ (katalysiert durch Acetyl-Coenzym A:C-Acetyltransferasen der EC 2.3.1.16),
- ii) 2-Enoyl-Coenzym A zu 3-Hydroxyalkanoyl-Coenzym A (katalysiert durch 2-Enoyl-Coenzym A-Hydratasen der EC 4.2.1.17),
- iii) 3-Hydroxyacyl-Coenzym A zu 3-Ketoacyl-Coenzym A (katalysiert durch 3-Hydroxyacyl-Coenzym A-Dehydrogenasen der EC 1.1.1.35) und/oder
- iv) 3-Ketoacyl-Coenzym A zu Acyl-Coenzym A und Acetyl-Coenzym A (katalysiert durch Acetyl-Coenzym A:C-Acetyltransferasen der EC 2.3.1.16)
- i) acyl coenzyme A and NADP + to 2-enoyl coenzyme A, NADPH + and H + (catalyzed by acetyl coenzyme A: C-acetyltransferases of EC 2.3.1.16),
- ii) 2-enoyl coenzyme A to 3-hydroxyalkanoyl coenzyme A (catalyzed by 2-enoyl-coenzyme A hydratases of EC 4.2.1.17),
- iii) 3-hydroxyacyl-coenzyme A to 3-ketoacyl-coenzyme A (catalyzed by 3-hydroxyacyl-coenzyme A dehydrogenases of EC 1.1.1.35) and / or
- iv) 3-ketoacyl coenzyme A to acyl coenzyme A and acetyl coenzyme A (catalyzed by acetyl coenzyme A: C-acetyltransferases of EC 2.3.1.16)
Der Begriff „gesteigerte Aktivität eines Enzyms“ im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise als gesteigerte intrazelluläre Aktivität zu verstehen. The term "enhanced activity of an enzyme" in the context of the present invention is preferably to be understood as increased intracellular activity.
Grundsätzlich lässt sich eine Steigerung der enzymatischen Aktivität dadurch erzielen, dass man die Kopiezahl der Gensequenz bzw. der Gensequenzen erhöht, welche für das Enzym kodieren, einen starken Promotor oder eine verbesserte Ribosomenbindungsstelle verwendet, eine negative Regulation der Genexpression, beispielsweise durch Transkriptionsregulatoren, abschwächt, oder eine positive Regulation der Genexpression, beispielsweise durch Transkriptionsregulatoren, verstärkt, die Kodonnutzung des Gens verändert, auf verschiedene Art und Weise die Halbwertszeit der mRNA oder des Enzyms erhöht, die Regulation der Expression des Gens modifiziert oder ein Gen oder Allel nutzt, das für ein entsprechendes Enzym mit einer gesteigerten Aktivität kodiert und gegebenenfalls diese Maßnahmen kombiniert. Erfindungsgemäß gentechnisch veränderte Zellen werden beispielsweise durch Transformation, Transduktion, Konjugation oder eine Kombination dieser Methoden mit einem Vektor erzeugt, der das gewünschte Gen, ein Allel dieses Gens oder Teile davon und gegebenenfalls einen die Expression des Gens ermöglichenden Promotor enthält. Die heterologe Expression wird insbesondere durch Integration des Gens oder der Allele in das Chromosom der Zelle oder einen extrachromosomal replizierenden Vektor erzielt. In principle, an increase in enzymatic activity can be achieved by increasing the copy number of the gene sequence or of the gene sequences which code for the enzyme, using a strong promoter or an improved ribosome binding site, attenuating a negative regulation of gene expression, for example by transcriptional regulators, or enhances positive regulation of gene expression by, for example, transcriptional regulators, modifies the codon usage of the gene, variously increases the half-life of the mRNA or enzyme, modifies regulation of expression of the gene, or utilizes a gene or allele that is of interest corresponding enzyme encoded with an increased activity and optionally combines these measures. Genetically modified cells according to the invention are produced for example by transformation, transduction, conjugation or a combination of these methods with a vector which contains the desired gene, an allele of this gene or parts thereof and optionally a promoter which enables the expression of the gene. In particular, heterologous expression is achieved by integration of the gene or alleles into the chromosome of the cell or an extrachromosomally replicating vector.
Einen Überblick über die Möglichkeiten zur Erhöhung der Enzym-Aktivität in Zellen am Beispiel der Pyruvat-Carboxylase gibt
Die Expression der vorstehend und aller nachfolgend genannten Enzyme bzw. Gene ist mit Hilfe von 1- und 2-dimensionaler Proteingelauftrennung und anschließender optischer Identifizierung der Proteinkonzentration mit entsprechender Auswertesoftware im Gel nachweisbar. Wenn die Erhöhung einer Enzymaktivität ausschließlich auf einer Erhöhung der Expression des entsprechenden Gens basiert, so kann die Quantifizierung der Erhöhung der Enzymaktivität in einfacher Weise durch einen Vergleich der 1- oder 2-dimensionalen Proteinauftrennungen zwischen Wildtyp und gentechnisch veränderter Zelle bestimmt werden. Eine gebräuchliche Methode zur Präparation der Proteingele bei coryneformen Bakterien und zur Identifizierung der Proteine ist die von
Die Wirkung von DNA-bindenden Proteinen auf die Expression anderer Gene kann durch verschiedene gut beschriebene Methoden des Reportergen-Assays nachgewiesen werden (
Wird die Erhöhung der Enzymaktivität durch Erhöhung der Synthese eines Enzyms bewerkstelligt, so erhöht man beispielsweise die Kopiezahl der entsprechenden Gene oder mutiert die Promotor- und Regulationsregion oder die Ribosomenbindungsstelle, die sich stromaufwärts des Strukturgens befindet. In gleicher Weise wirken Expressionskassetten, die stromaufwärts des Strukturgens eingebaut werden. Durch induzierbare Promotoren ist es zusätzlich möglich, die Expression zu jedem beliebigen Zeitpunkt zu steigern. Des Weiteren können dem Enzym-Gen als regulatorische Sequenzen aber auch sogenannte "Enhancer" zugeordnet sein, die über eine verbesserte Wechselwirkung zwischen RNA-Polymerase und DNA ebenfalls eine erhöhte Genexpression bewirken. Durch Maßnahmen zur Verlängerung der Lebensdauer der mRNA wird ebenfalls die Expression verbessert. Weiterhin wird durch Verhinderung des Abbaus des Enzymproteins ebenfalls die Enzymaktivität verstärkt. Die Gene oder Genkonstrukte liegen dabei entweder in Plasmiden mit unterschiedlicher Kopiezahl vor oder sind im Chromosom integriert und amplifiziert. Alternativ kann weiterhin eine Überexpression der betreffenden Gene durch Veränderung der Medienzusammensetzung und Kulturführung erreicht werden. Anleitungen hierzu findet der Fachmann unter anderem bei
Zur Erhöhung der Expression der jeweiligen Gene werden zum Beispiel episomale Plasmide eingesetzt. Als Plasmide bzw. Vektoren kommen im Prinzip alle dem Fachmann für diesen Zweck zur Verfügung stehenden Ausführungsformen in Frage. Derartige Plasmide und Vektoren können z. B. den Broschüren der Firmen Novagen, Promega, New England Biolabs, Clontech oder Gibco BRL entnommen werden. Weitere bevorzugte Plasmide und Vektoren können gefunden werden in:
Der Plasmidvektor, der das zu amplifizierende Gen enthält, wird anschließend durch Konjugation oder Transformation in den gewünschten Stamm überführt. Die Methode der Konjugation ist beispielsweise bei
Unter der vorstehend und in den nachfolgenden Ausführungen verwendeten Formulierung „eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität eines Enzyms Ex“ ist vorzugsweise stets eine um einen Faktor von mindestens 2, besonders bevorzugt von mindestens 10, darüber hinaus bevorzugt von mindestens 100, darüber hinaus noch mehr bevorzugt von mindestens 1.000 und am meisten bevorzugt von mindestens 10.000 gesteigerte Aktivität des jeweiligen Enzyms Ex zu verstehen. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Zelle, welche „eine gegenüber ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität eines Enzyms Ex“ aufweist, insbesondere auch eine Zelle, deren Wildtyp keine oder zumindest keine nachweisbare Aktivität dieses Enzyms Ex aufweist und die erst nach Erhöhung der Enzymaktivität, beispielsweise durch Überexpression, eine nachweisbare Aktivität dieses Enzyms Ex zeigt. In diesem Zusammenhang umfasst der Begriff „Überexpression“ oder die in den nachfolgenden Ausführungen verwendete Formulierung „Erhöhung der Expression“ auch den Fall, dass eine Ausgangszelle, beispielsweise eine Wildtyp-Zelle, keine oder zumindest keine nachweisbare Expression aufweist und erst durch rekombinante Verfahren eine nachweisbare Synthese des Enzyms Ex induziert wird. The expression "an increased activity of an enzyme E x, which is increased in comparison with its wild type, is preferably always a factor greater than or equal to at least 2, particularly preferably at least 10, more preferably at least 100, moreover even more preferably at least 1,000 and most preferably at least 10,000 increased activity of the respective enzyme E x . Furthermore, the cell according to the invention comprises "an activity of an enzyme E x increased compared to its wild type, in particular also a cell whose wild type has no or at least no detectable activity of this enzyme E x and which only after increasing the enzyme activity, for example by overexpression , a detectable activity of this enzyme E x shows. In this context, the term "overexpression" or the expression "increase in expression" used in the following also encompasses the case that a starting cell, for example a wild-type cell, has no or at least no detectable expression and only by recombinant methods a detectable Synthesis of the enzyme E x is induced.
Änderungen von Aminosäureresten einer gegebenen Polypeptidsequenz, die zu keinen wesentlichen Änderungen der Eigenschaften und Funktion des gegebenen Polypeptides führen, sind dem Fachmann bekannt. So können beispielsweise sogenannte konservierte Aminosäuren gegeneinander ausgetauscht werden; Beispiele für solche geeigneten Aminosäuresubstitutionen sind: Ala gegen Ser; Arg gegen Lys; Asn gegen Gln oder His; Asp gegen Glu; Cys gegen Ser; Gln gegen Asn; Glu gegen Asp; Gly gegen Pro; His gegen Asn oder Gln; Ile gegen Leu oder Val; Leu gegen Met oder Val; Lys gegen Arg oder Gln oder Glu; Met gegen Leu oder Ile; Phe gegen Met oder Leu oder Tyr; Ser gegen Thr; Thr gegen Ser; Trp gegen Tyr; Tyr gegen Trp oder Phe; Val gegen Ile oder Leu. Ebenso ist bekannt, dass Änderungen besonders am N- oder C-Terminus eines Polypeptides in Form von beispielsweise Aminosäureinsertionen oder -deletionen oft keinen wesentlichen Einfluss auf die Funktion des Polypeptides ausüben. Alterations of amino acid residues of a given polypeptide sequence which do not result in significant changes in the properties and function of the given polypeptide are known to those skilled in the art. Thus, for example, so-called conserved amino acids can be exchanged for each other; Examples of such suitable amino acid substitutions are: Ala versus Ser; Arg against Lys; Asn versus Gln or His; Asp against Glu; Cys versus Ser; Gln against Asn; Glu vs Asp; Gly vs Pro; His against Asn or Gln; Ile vs Leu or Val; Leu vs Met or Val; Lys versus Arg or Gln or Glu; Mead against Leu or Ile; Phe versus Met or Leu or Tyr; Ser against Thr; Thr against Ser; Trp against Tyr; Tyr against Trp or Phe; Val against Ile or Leu. It is also known that changes, especially at the N- or C-terminus of a polypeptide in the form of, for example, amino acid insertions or deletions, often have no significant effect on the function of the polypeptide.
Die „Aminosäure-Identität“ im Zusammenhang mit den im Rahmen der Erfionudng genutzten Enzyme wird mit Hilfe bekannter Verfahren bestimmt. Generell werden besondere Computerprogramme mit Algorithmen unter Berücksichtigung spezieller Erfordernisse verwendet. The "amino acid identity" in connection with the enzymes used in the context of the invention is determined by means of known methods. In general, special computer programs are used with algorithms taking into account special requirements.
Bevorzugte Verfahren zur Bestimmung der Identität erzeugen zunächst die größte Übereinstimmung zwischen den zu vergleichenden Sequenzen. Computer-Programme zur Bestimmung der Identität umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, das GCG-Programmpaket, einschließlich
GAP (
CAP (
Der bekannte Smith-Waterman Algorithmus kann ebenso zur Bestimmung der von Identitätenm verwendet werden. The well known Smith-Waterman algorithm can also be used to determine identities.
Bevorzugte Parameter für die Bestimmung der „Aminosäure-Identität“ sind bei Verwendung des BLASTP-Programms (
Die vorstehenden Parameter sind die default-Parameter im Aminosäuresequenzvergleich. Das GAP-Programm ist ebenso zur Verwendung mit den vorstehenden Parametern geeignet. Eine Identität von 60% gemäß dem vorstehenden Algorithmus bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung 60% Identität. Das gleiche gilt für höhere Identitäten. The above parameters are the default parameters in the amino acid sequence comparison. The GAP program is also suitable for use with the above parameters. An identity of 60% according to the above algorithm means 60% identity in the context of the present invention. The same applies to higher identities.
Die Aktivität eines Enzyms kann bestimmt werden, indem Zellen, welche diese Aktivität enthalten, auf dem Fachmann bekannte Art und Weise aufgeschlossen werden, beispielsweise mit Hilfe einer Kugelmühle, einer French Press oder eines Ultraschall-Desintegrators und anschließend intakte Zellen, Zellbruchstücke und Aufschluss-Hilfsmittel, wie etwa Glaskugeln durch 10 Minuten Zentrifugation bei 11.000 × g und 4°C abgetrennt werden. Mit dem resultierenden zellfreien Rohextrakt können dann Enzymassays mit anschließender LC-ESI-MS Detektion der Produkte durchgeführt werden. Alternativ kann das Enzym in dem Fachmann bekannter Art und Weise durch chromatographische Methoden (wie Nickel-Nitrilotriessigsäure-Affinitäts-Chromatographie, Streptavidin-Affinitäts-Chromatographie, Gelfiltrations-Chromatographie oder Ionenaustausch-Chromatographie) angereichert oder auch bis zu Homogenität gereinigt werden. The activity of an enzyme can be determined by digesting cells containing this activity in a manner known to those skilled in the art, for example by means of a ball mill, a French press or an ultrasonic disintegrator and then intact cells, cell debris and digestion aids How to separate glass beads by centrifugation at 11,000 x g and 4 ° C for 10 minutes. Enzyme assays with subsequent LC-ESI-MS detection of the products can then be carried out with the resulting cell-free crude extract. Alternatively, the enzyme may be enriched or purified to homogeneity in a manner known to those skilled in the art by chromatographic techniques (such as nickel nitrilotriacetic acid affinity chromatography, streptavidin affinity chromatography, gel filtration chromatography or ion exchange chromatography).
Es ist trivial und nur der Vollständigkeit halber erwähnt, dass um eine verglichen zum Wildtyp einer Zelle gesteigerte oder erniedrigte Aktivität zu bestimmen, eine Wildtyp-Referenz-Kultur eingesetzt wird, die denselben Bedingungen ausgesetzt wurde, wie die der zu bestimmende Probe. It is trivial, and for the sake of completeness, that in order to determine an increased or decreased activity compared to the wild type of a cell, a wild-type reference culture is used which has been exposed to the same conditions as that of the sample to be determined.
Die Aktivität des Enzyms E1 kann dann mit den wie oben beschrieben gewonnenen zellfreien Rohextrakten bestimmt werden, indem die Menge des gebildeten Enzyms E1 bestimmt wird. Dabei wird davon ausgegangen, dass mehr Enzyms E1 pro Biomasseeinheit in der Lage ist, mehr Rhamnolipid der allgemeinen Formel (I) aus der Zelle in das umgebende Medium zu exportieren. Eine solche Quantifizierung kann erfolgen durch immunologischen Nachweis mittels für Enzyms E1 spezifische Antikörper (siehe
Alternativ kann die Aktivität des Enzyms E1 auch bestimmt werden, indem Aufnahme-Assays mit radioaktiv markierten Rhamnolipiden und aus den erfindungsgemäßen Zellen hergestellten inside-out-Vesikeln durchgehführt werden. Die generelle Vorgehensweise ist beispielsweise in Nies DH. The cobalt, zinc, and cadmium efflux system CzcABC from Alcaligenes eutrophus functions as a cation-proton antiporter in Escherichia coli.
Die Aktivität des Enzyms E2 wird dann mit den wie oben beschrieben gewonnenen gewonnenen zellfreien Rohextrakten oder gereinigtem Enzym E2 in Reaktionsansätzen, bestehend aus 30 µM Acetoacetyl-Coenzym A, 0,125 mM NADP+, bis zu 10 mg Rohextrakt oder 10 µg gereinigtes Enzym E2 in 400 µl 50 mM Tris-HCl (pH 8,0), bestimmt. Die Reaktionen werden durch Zugabe des Substrats Acetoacetyl-Coenzym A gestartet und anschließend bei Raumtemperatur für 2 min inkubiert. Der Reaktionsverlauf wird verfolgt durch Verfolgen der Abnahme der Absorption bei 340 nm, welche auf dem NADPH-Verbrauch aufgrund der Reduktion von Acetoacetyl-Coenzym A beruht. Die Abnahme der Absorption bei 340 nm pro Minute im anfänglichen, linearen Bereich der Kurve wird genutzt, um die spezifische Aktivität der 3-Ketoacyl-Coenzym A-Reduktase im Rohextrakt nach folgender Gleichung zu bestimmen: The activity of the enzyme E 2 is then carried out with the cell-free crude extracts or purified enzyme E 2 obtained as described above in reaction mixtures consisting of 30 μM acetoacetyl-coenzyme A, 0.125 mM NADP + , up to 10 mg crude extract or 10 μg purified enzyme E 2 in 400 μl of 50 mM Tris-HCl (pH 8.0). The reactions are started by adding the substrate acetoacetyl-coenzyme A and then incubated at room temperature for 2 min. The course of the reaction is monitored by following the decrease in absorbance at 340 nm, which is based on NADPH consumption due to the reduction of acetoacetyl-coenzyme A. The decrease in absorbance at 340 nm per minute in the initial linear region of the curve is used to determine the specific activity of 3-ketoacyl-coenzyme A reductase in the crude extract according to the following equation:
Die Aktivität des Enzyms E3 wird dann mit den wie oben beschrieben gewonnenen zellfreien Rohextrakten oder gereinigtem Enzym E3 in 50 µl Tris/HCl, pH 7,5, bestimmt. Der Standard-Assay enthält 3 mM MgCl2, 40 µM Hydroxydekanoyl-Coenzym A und 20 µM E. coli ACP in 50 mM Tris-HCl, pH 7,5, in einem Gesamtvolumen von 200 µl. Die Reaktion wird gestartet durch Zugabe von 5 µg gereinigtem Enzym E3 in 50 µl Tris/HCl, pH 7,5 und für 1 h bei 30°C inkubiert. Die Reaktion wird abgestoppt durch Zugabe von 50% (w/v) Trichloressigsäure und 10 mg/ml BSA (30 µl). Freigesetztes Coenzym A wird spektrophotometrisch bestimmt, indem die Zunahme der Extinktion bei 412 nm, verursacht durch Anlagerung von 5,5'-Dithiobis(2-Nitrobenzoat) (DTNB) an freie SH-Gruppen, über die Zeit aufgenommen wird. The activity of the enzyme E 3 is then determined using the cell-free crude extracts or purified enzyme E 3 obtained in the above-described manner in 50 μl Tris / HCl, pH 7.5. The standard assay contains 3 mM MgCl 2 , 40 μM hydroxydecanoyl coenzyme A and 20 μM E. coli ACP in 50 mM Tris-HCl, pH 7.5, in a total volume of 200 μl. The reaction is started by adding 5 μg of purified enzyme E 3 in 50 μl Tris / HCl, pH 7.5 and incubated for 1 h at 30 ° C. The reaction is stopped by addition of 50% (w / v) trichloroacetic acid and 10 mg / ml BSA (30 μl). Released coenzyme A is determined spectrophotometrically by recording the increase in absorbance at 412 nm caused by addition of 5,5'-dithiobis (2-nitrobenzoate) (DTNB) to free SH groups over time.
Die Aktivität des Enzyms E4a wird im Falle der energieunabhängigen Transhydrogenase dann mit den wie oben beschrieben gewonnenen zellfreien Rohextrakten oder gereinigtem Enzym E4a in 50 mM Tris-HCl (pH 7,0) bestimmt. The activity of the enzyme E 4a is then determined in the case of the energy-independent transhydrogenase using the cell-free crude extracts obtained as described above or purified enzyme E 4a in 50 mM Tris-HCl (pH 7.0).
Die Aktivität der energieunabhängigen Transhydrogenase wird durch Verfolgen der Abnahme der Konzentration von Thionikotinamid-Adenin-Dinukleotidphosphat (tNADP+) bei 400 nm bestimmt. Der Assay wurde durchgeführt in einem Reaktionsansatz enthaltend 0,1 mM NADH und 0,1 mM tNADP+ (Sigma Chemical Co.) in 50 mM Tris-HCl (pH 7,0) bei 30°C. Der molare Extinktionskoeffizient von tNADPH bei 400 nm wurde mit 11.300 L·mol–1·cm–1 angenommen. Eine Einheit der energieunabhängigen Transhydrogenase wurde definiert als die Aktivität, die zur Reduktion von 1 µMol tNADP+ pro Minute unter diesen Bedingungen führt. The activity of the energy-independent transhydrogenase is determined by monitoring the decrease in the concentration of thionicotinamide adenine dinucleotide phosphate (tNADP + ) at 400 nm. The assay was carried out in a reaction mixture containing 0.1 mM NADH and 0.1 mM tNADP + (Sigma Chemical Co.) in 50 mM Tris-HCl (pH 7.0) at 30 ° C. The molar extinction coefficient of tNADPH at 400 nm was assumed to be 11,300 L · mol -1 · cm -1 . One unit of energy-independent transhydrogenase was defined as the activity that leads to the reduction of 1 μM tNADP + per minute under these conditions.
Die Aktivität der energieabhängigen Transhydrogenase wird in der Membranprotein-Fraktion bestimmt. Dazu werden die Zellen in der mittleren bis späten logarithmischen Phase des Wachstums geerntet, einmal mit 50mM Tris-Sulfat-Puffer, pH 7,8, mit 10 mM MgCl2 (TM-Puffer) gewaschen, in TM-Puffer resuspendiert (1 g Zellfeuchtmasse pro 10 ml Puffer) und in einer French-Presse (Aminco) bei 20.000 psi aufgeschlossen. Die Suspension wird dann bei 17.000 × g für 10 min zentrifugiert, um ganze Zellen und größere Zellbruchstücke zu entfernen. Die Membranfraktion wird gewonnen, indem der Überstand bei 120.000 × g für 2 h zentrifugiert wird. Das Pellet wird in TM-Puffer mit 1% Rinderserumalbumin resuspendiert, so dass eine Konzentration von 10–15 mg Membranprotein pro ml erreicht wird. The activity of the energy-dependent transhydrogenase is determined in the membrane protein fraction. For this, the cells are harvested in the mid to late logarithmic phase of growth, washed once with 50 mM Tris-sulfate buffer, pH 7.8, with 10 mM MgCl 2 (TM buffer), resuspended in TM buffer (1 g wet cell mass) per 10 ml of buffer) and digested in a French press (Aminco) at 20,000 psi. The suspension is then centrifuged at 17,000 xg for 10 min to remove whole cells and larger cell debris. The membrane fraction is recovered by centrifuging the supernatant at 120,000 x g for 2 hours. The pellet is resuspended in TM buffer with 1% bovine serum albumin so that a concentration of 10-15 mg membrane protein per ml is achieved.
Die Aktivität der energieabhängigen Transhydrogenase wird dann folgendermaßen bestimmt: 1 ml TM-Puffer (0,1% Rinderserumalbumin, 0,1 mM Dithiothreitol, 0,7 M Saccharose) wird mit 50 µl der Membranproteinfraktion gemischt und in einer Küvette bei 37°C für 5 min vorinkubiert. Die Küvette wird dann in ein Spektrophotometer überführt und die Zunahme der Absorption bei 340 nm nach Zugabe von 5 µl Ethanol, 50 µl Alkoholdehydrogenase aus Hefe (4 mg/ml; Calbiochem) und 25 µl 3 mM NAD bestimmt. Nach 1 min werden 50 µl 16,3 mM NADP zugegeben und die Reduktion von NADP gemessen ("O2-abhängige Transhydrogenase"). Sobald der Sauerstoff in der Küvette aufgebraucht ist, reduziert sich die Rate der NADP-Reduktion abrupt auf ein niedrigeres Niveau ("energieunabhängige Transhydrogenase"). Sobald sich diese Reduktionsrate stabilisiert hat, werden 10 µl 60 mM ATP zugegeben und die neue Reduktionsrate von NADP bestimmt.("ATP-abhängige Transhydrogenase”). Die Aktivität der beiden energieabhängigen Transhydrogenasen wird dann korrigiert um den Beitrag der energieunabhängigen Transhydrogenase. The activity of the energy-dependent transhydrogenase is then determined as follows: 1 ml of TM buffer (0.1% bovine serum albumin, 0.1 mM dithiothreitol, 0.7 M sucrose) is mixed with 50 μl of the membrane protein fraction and placed in a cuvette at 37 ° C Preincubated for 5 min. The cuvette is then transferred to a spectrophotometer and the absorbance increase at 340 nm is determined after addition of 5 μl of ethanol, 50 μl of yeast alcohol dehydrogenase (4 mg / ml, Calbiochem) and 25 μl of 3 mM NAD. After 1 min, 50 μl of 16.3 mM NADP are added and the reduction of NADP is measured ("O 2 -dependent transhydrogenase"). Once the oxygen in the cuvette is used up, the rate of NADP reduction abruptly decreases to a lower level ("energy independent transhydrogenase"). Once this reduction rate has stabilized, 10 μl of 60 mM ATP are added and the new reduction rate of NADP determined ("ATP-dependent transhydrogenase"). The activity of the two energy-dependent transhydrogenases is then corrected for the contribution of the energy-independent transhydrogenase.
Die Aktivität des Enzyms E4b wird dann mit den wie oben beschrieben gewonnenen zellfreien Rohextrakten oder gereinigtem Enzym E4c in Pyrophosphat/Arsenat-Puffer (0,015 M Natriumpyrophosphat-Puffer, pH 8,5 mit 0,03 M Natriumarsenat) bestimmt. Dazu werden folgende Lösungen in einer Küvette miteinander kombiniert:
2,6 ml 0,015 M Natriumpyrophosphat-Puffer, pH 8,5 mit 0,03 M Natriumarsenat
0,1 ml 7,5 mM NADP (analytical grade)
0,1 ml 0,1 M Dithiothreitol (DTT)
0,1 ml zellfreier Rohextrakt (unmittelbar vor Verwendung auf eine Konzentration von 10–30 µg Rohextrakt/ml Pyrophosphat/Arsenat-Puffer gebracht) The activity of the enzyme E 4b is then determined with those obtained as described above cell-free crude extracts or purified enzyme E 4c pyrophosphate / arsenate buffer (0.015 M sodium pyrophosphate buffer, pH 8.5 with 0.03 M sodium arsenate). For this purpose, the following solutions are combined in a cuvette:
2.6 ml of 0.015 M sodium pyrophosphate buffer, pH 8.5 with 0.03 M sodium arsenate
0.1 ml of 7.5 mM NADP (analytical grade)
0.1 ml of 0.1 M dithiothreitol (DTT)
0.1 ml cell-free crude extract (brought to a concentration of 10-30 μg crude extract / ml pyrophosphate / arsenate buffer immediately before use)
Anschließend wird die Küvette in einem Spektrophotometer bei 25°C für 3–5 Minuten equilibriert und der Leerwert notiert. Anschließend werden 0,1 ml einer 0,015 M DL-Glycerinaldehyd-3-Phosphat-Lösung zugegeben und die Zunahme der Absorption bei 340 nm für 3–5 Minuten aufgezeichnet. Die Zunahme der Absorption bei 340 nm pro Minute im anfänglichen, linearen Bereich der Kurve wird genutzt, um die spezifische Aktivität der Glycerinaldehyd-3-Phosphat-Dehydrogenase im Rohextrakt nach folgender Gleichung zu bestimmen: Then the cuvette is equilibrated in a spectrophotometer at 25 ° C for 3-5 minutes and the blank noted. Then, 0.1 ml of a 0.015 M DL-glyceraldehyde-3-phosphate solution is added, and the increase in absorbance at 340 nm is recorded for 3-5 minutes. The increase in absorbance at 340 nm per minute in the initial linear region of the curve is used to determine the specific activity of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase in the crude extract according to the following equation:
Die Aktivität des Enzyms E4c wird dann mit den wie oben beschrieben gewonnenen zellfreien Rohextrakten oder gereinigtem Enzym E4c in Kaliumphosphat-Puffer 0,05 M Kaliumphosphat-Puffer, pH 7,8) bestimmt. Die Reaktionsansätze enthalten 2,5 mM NADP, 0,2 mM Thiaminpyrophosphat, 0,1 mM Coenzym A, 0,3 mM Dithiothreitol, 5 mM Pyruvat, 1 mM Magnesiumchlorid und 1 mg Rinderserumalbumin/ml in 0,05 M Kaliumphosphat-Puffer, pH 7,8. Die Reaktion wird gestartet durch Zugabe von Pyruvat und die Reaktion durch spektrophotometrische Messung der Bildung von NADH bei 25°C für mehrere Minuten verfolgt. Die Zunahme der Absorption bei 340 nm pro Minute im anfänglichen, linearen Bereich der Kurve wird genutzt, um die spezifische Aktivität der Pyruvat-Dehydrogenase im Rohextrakt nach folgender Gleichung zu bestimmen: The activity of the enzyme E 4c is then determined using the cell-free crude extracts or purified enzyme E 4c obtained in potassium phosphate buffer 0.05 M potassium phosphate buffer, pH 7.8, as described above. The reactions included 2.5 mM NADP, 0.2 mM thiamine pyrophosphate, 0.1 mM coenzyme A, 0.3 mM dithiothreitol, 5 mM pyruvate, 1 mM magnesium chloride and 1 mg bovine serum albumin / ml in 0.05 M potassium phosphate buffer, pH 7.8. The reaction is started by addition of pyruvate and the reaction followed by spectrophotometric measurement of the formation of NADH at 25 ° C for several minutes. The increase in absorbance at 340 nm per minute in the initial linear region of the curve is used to determine the specific activity of pyruvate dehydrogenase in the crude extract according to the following equation:
Die Aktivität des Enzyms E5 wird dann mit den wie oben beschrieben gewonnenen Proben folgendermaßen bestimmt: Ein Standardassay enthält 100 µM E. coli ACP, 1 mM β-Mercaptoethanol, 200 µM Malonyl-Coenzym A, 40 µM Octanoyl-Coenzym A (für E5a) oder Dodekanoyl-Coenzym A (für E5b), 100 µM NADPH, 2 µg E. coli FabD, 2 µg Mycobacterium tuberculosis FabH, 1 µg E. coli FabG, 0,1 M Natriumphosphat-Puffer, pH 7,0, and 5 µg Enzym E5 in einem finalen Volumen von 120 µL. ACP, β-Mercaptoethanol und Natriumphosphat-Puffer werden 30 min bei 37°C vorinkubiert, um das ACP vollständig zu reduzieren. Die Reaktion wird gestartet durch Zugabe von Enzym E5. Die Reaktionen werden abgestoppt mit 2 ml Wasser, welches mit HCl auf pH 2,0, angesäuert worden ist und anschließend zweimal mit 2 ml Chloroform/Methanol (2:1 (v:v)) extrahiert. Es erfolgt Phasentrennung durch Zentrifugation (16.100 g, 5 min, RT). Die untere organische Phase wird abgenommen, in der Vakuumzentrifuge vollständig verdampft und das Sediment in 50 µl Methanol aufgenommen. Ungelöste Bestandteile werden durch Zentrifugation (16.100 g, 5 min, RT) sedimentiert und die Probe mittels LC-ESI-MS analysiert. Die Identifizierung der Produkte erfolgt durch Analyse der entsprechenden Massenspuren und der MS2-Spektren. The activity of the enzyme E 5 is then determined using the samples obtained as follows: A standard assay contains 100 μM E. coli ACP, 1 mM β-mercaptoethanol, 200 μM malonyl coenzyme A, 40 μM octanoyl coenzyme A (for E 5a ) or dodecanoyl coenzyme A (for E 5b ), 100 μM NADPH, 2 μg E. coli FabD, 2 μg Mycobacterium tuberculosis FabH, 1 μg E. coli FabG, 0.1 M sodium phosphate buffer, pH 7.0, and 5 μg of enzyme E 5 in a final volume of 120 μL. ACP, β-mercaptoethanol and sodium phosphate buffer are preincubated at 37 ° C for 30 min to completely reduce ACP. The reaction is started by addition of enzyme E 5 . The reactions are stopped with 2 ml of water, which has been acidified to pH 2.0 with HCl and then extracted twice with 2 ml of chloroform / methanol (2: 1 (v: v)). It is phase separated by centrifugation (16,100 g, 5 min, RT). The lower organic phase is removed, completely evaporated in the vacuum centrifuge and the sediment taken up in 50 .mu.l of methanol. Undissolved constituents are sedimented by centrifugation (16,100 g, 5 min, RT) and the sample is analyzed by means of LC-ESI-MS. The identification of the products is done by analyzing the corresponding mass traces and the MS 2 spectra.
Die Aktivität des Enzyms E6 wird dann mit den wie oben beschrieben gewonnenen Proben folgendermaßen bestimmt: ein Standardassay kann aus 185 µl 10 mM Tris-HCl (pH 7,5), 10 µl 125 mM dTDP-Rhamnose und 50 µl Proteinrohextrakt (ca. 1 mg Gesamtprotein) oder gereinigtem Protein in Lösung (5 µg gereinigtes Protein) bestehen. Die Reaktion wird durch die Zugabe von 10 µl 10 mM ethanolischer Lösung von 3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxydekansäure (für E6a) oder 3-Hydroxytetradekanoyl-3-Hydroxytetradekansäure (für E6b) gestartet und 1 h bei 30°C unter Schütteln (600 rpm) inkubiert. Anschließend wird die Reaktion mit 1 ml Aceton versetzt. Ungelöste Bestandteile werden durch Zentrifugation (16.100 g, 5 min, RT) sedimentiert und die Probe mittels LC-ESI-MS analysiert. Die Identifizierung der Produkte erfolgt durch Analyse der entsprechenden Massenspuren und der MS2-Spektren. The activity of the enzyme E 6 is then determined using the samples obtained as follows: a standard assay can be prepared from 185 μl 10 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 μl 125 mM dTDP rhamnose and 50 μl crude protein extract (ca. 1 mg total protein) or purified protein in solution (5 μg purified protein). The reaction is started by adding 10 μl of 10 mM ethanolic solution of 3-hydroxydecanoyl-3-hydroxydecanoic acid (for E 6a ) or 3-hydroxytetradecanoyl-3-hydroxytetradecanoic acid (for E 6b ) and shaking at 30 ° C. for 1 h ( 600 rpm). Subsequently, the reaction is mixed with 1 ml of acetone. Undissolved constituents are sedimented by centrifugation (16,100 g, 5 min, RT) and the sample is analyzed by means of LC-ESI-MS. The identification of the products is done by analyzing the corresponding mass traces and the MS 2 spectra.
Die Aktivität des Enzyms E7 wird dann mit den wie oben beschrieben gewonnenen Proben folgendermaßen bestimmt: ein Standardassay kann aus 185 µl 10 mM Tris-HCl (pH 7,5), 10 µl 125 mM dTDP-Rhamnose und 50 µl Proteinrohextrakt (ca. 1 mg Gesamtprotein) oder gereinigtem Protein in Lösung (5 µg gereinigtes Protein) bestehen. Die Reaktion wird durch die Zugabe von 10 µl 10 mM ethanolischer Lösung von α-L-Rhamnopyranosyl-3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxydekansäure (für E7a) oder α-L-Rhamnopyranosyl-3-Hydroxytetradekanoyl-3-Hydroxytetradekansäure (für E7b) gestartet und 1 h bei 30°C unter Schütteln (600 rpm) inkubiert. Anschließend wird die Reaktion mit 1 ml Aceton versetzt. Ungelöste Bestandteile werden durch Zentrifugation (16.100 g, 5 min, RT) sedimentiert und die Probe mittels LC-ESI-MS analysiert. Die Identifizierung der Produkte erfolgt durch Analyse der entsprechenden Massenspuren und der MS2-Spektren. The activity of the enzyme E 7 is then determined using the samples obtained as follows: a standard assay can be prepared from 185 μl 10 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 μl 125 mM dTDP rhamnose and 50 μl crude protein extract (ca. 1 mg total protein) or purified protein in solution (5 μg purified protein). The reaction is carried out by the addition of 10 μl of 10 mM ethanolic solution of α-L-rhamnopyranosyl-3-hydroxydecanoyl-3-hydroxydecanoic acid (for E 7a ) or α-L-rhamnopyranosyl-3-hydroxytetradecanoyl-3-hydroxytetradecanoic acid (for E 7b ) and incubated for 1 h at 30 ° C with shaking (600 rpm). Subsequently, the reaction is mixed with 1 ml of acetone. Undissolved constituents are sedimented by centrifugation (16,100 g, 5 min, RT) and the sample is analyzed by means of LC-ESI-MS. The identification of the products is done by analyzing the corresponding mass traces and the MS 2 spectra.
Die Aktivität des Enzyms E8 wird mit den wie oben beschrieben gewonnenen Proben bestimmt, indem α-D-Glukose-1-Phosphat (1,3 mM) mit dTTP (5 mM) und 5 µg gereinigtem Enzym E8 in 50 µl Natriumphosphat-Puffer, pH 8,5, inkubiert und nach 5, 10 und 20 min Inkubation bei 30°C die Reaktion durch Zugabe von 20 µl Chloroform abgestoppt wird. Die Mixtur wird dann gevortexed und 5 min bei 16.000 g und Raumtemperatur zentrifugiert. Die wässrige Phase wird in ein neues Reaktionsgefäß überführt und die organische Phase erneut mit 80 µl Wasser extrahiert. Beide wässrige Phasen werden vereinigt und mittels HPLC analysiert. Dabei kommt eine Phenosphere-ODS2-Säule (250 × 4,6 mm; Phenomenex, Torrance, USA) oder eine Spheresorb-ODS2-Säule (250 × 4,6 mm; Waters, Milford, USA) zum Einsatz. Die Elution der Analyten erfolgt mit einer Flussrate von 1 ml min–1 mit 0,5 M KH2PO4 (Eluent A) für 15 min, gefolgt von einem linearen Gradienten bis zu 80% Eluent A und 20% Methanol über einen Zeitraum von 14 min bei einer Flußrate von 0,7 ml min–1. Analyten, welche von den ODS2-Säulen eluieren, werden dann in eine Phenosphere-SAX Ionenaustauscher-Säule (250 × 4,6 mm; Phenomenex, Torrance, USA) injiziert und die Analyten mit einer Flußrate von 1 ml min–1 und einem linearen Ammoniumformiat-Gradienten (2 bis 600 mM über 25 min) eluiert. Die Quantifizierung von dTDP-Glukose erfolgt dann über ihre UV-Absorption mit einem Photodiodenarray-Detektor (DAD). Das Absorptionsmaximum von Thymidin liegt bei 267 nm. Die Kalibration erfolgt mittels authentischer Nukleotidzucker (Sigma-Aldrich, München, USA). The activity of the enzyme E 8 is determined with the samples obtained as described above by reacting α-D-glucose-1-phosphate (1.3 mM) with dTTP (5 mM) and 5 μg of purified enzyme E 8 in 50 μl of sodium phosphate. Buffer, pH 8.5, incubated and after 5, 10 and 20 min incubation at 30 ° C, the reaction is stopped by adding 20 ul chloroform. The mixture is then vortexed and centrifuged for 5 min at 16,000 g and room temperature. The aqueous phase is transferred to a new reaction vessel and the organic phase extracted again with 80 .mu.l of water. Both aqueous phases are combined and analyzed by HPLC. A Phenosphere ODS2 column (250 x 4.6 mm, Phenomenex, Torrance, USA) or a Spheresorb ODS2 column (250 x 4.6 mm, Waters, Milford, USA) is used. The elution of the analytes is carried out at a flow rate of 1 ml min -1 with 0.5 M KH 2 PO 4 (eluent A) for 15 min, followed by a linear gradient up to 80% Eluent A and 20% methanol over a period of 14 min at a flow rate of 0.7 ml min -1 . Analytes eluting from the ODS2 columns are then injected into a Phenosphere-SAX ion exchange column (250 x 4.6 mm, Phenomenex, Torrance, USA) and the analytes at a flow rate of 1 ml min -1 and a linear Ammonium formate gradient (2 to 600 mM over 25 min) eluted. The quantification of dTDP-glucose then takes place via its UV absorption with a photodiode array detector (DAD). The absorption maximum of thymidine is 267 nm. The calibration is carried out by means of authentic nucleotide sugar (Sigma-Aldrich, Munich, USA).
Die Aktivität des Enzyms E9 wird dann mit den wie oben beschrieben gewonnenen Proben bestimmt, indem dTDP-α-D-Glukose (1,3 mM) mit 5 µg gereinigtem Enzym E9 in 50 µl Natriumphosphat-Puffer, pH 8,5, inkubiert und nach 5, 10 und 20 min Inkubation bei 30°C die Reaktion durch Zugabe von 20 µl Chloroform abgestoppt wird. Die Mixtur wird dann gevortexed und 5 min bei 16.000 g und Raumtemperatur zentrifugiert. Die wässrige Phase wird in ein neues Reaktionsgefäß überführt und die organische Phase erneut mit 80 µl Wasser extrahiert. Beide wässrige Phasen werden vereinigt und mittels HPLC analysiert. Dabei kommt eine Phenosphere-ODS2-Säule (250 × 4,6 mm; Phenomenex, Torrance, USA) oder eine Spheresorb-ODS2-Säule (250 × 4,6 mm; Waters, Milford, USA) zum Einsatz. Die Elution der Analyten erfolgt mit einer Flußrate von 1 ml min–1 mit 0,5 M KH2PO4 (Eluent A) für 15 min, gefolgt von einem linearen Gradienten bis zu 80% Eluent A und 20% Methanol über einen Zeitraum von 14 min bei einer Flußrate von 0,7 ml min–1. Analyten, welche von den ODS2-Säulen eluieren, werden dann in eine Phenosphere-SAX Ionenaustauscher-Säule (250 × 4,6 mm; Phenomenex, Torrance, USA) injiziert und die Analyten mit einer Flußrate von 1 ml min–1 und einem linearen Ammoniumformiat-Gradienten (2 bis 600 mM über 25 min) eluiert. Die Quantifizierung von dTDP-Glukose und dTDP-4-Dehydro-6-Deoxy-D-Glukose erfolgt dann über ihre UV-Absorption mit einem Photodiodenarray-Detektor (DAD). Das Absorptionsmaximum von Thymidin liegt bei 267 nm. Die Kalibration erfolgt mittels authentischer Nukleotidzucker (Sigma-Aldrich, München, USA). The activity of the enzyme E 9 is then determined with the samples obtained as described above, by reacting dTDP-α-D-glucose (1.3 mM) with 5 μg of purified enzyme E 9 in 50 μl of sodium phosphate buffer, pH 8.5, incubated and after 5, 10 and 20 min incubation at 30 ° C, the reaction is stopped by adding 20 ul chloroform. The mixture is then vortexed and centrifuged for 5 min at 16,000 g and room temperature. The aqueous phase is transferred to a new reaction vessel and the organic phase extracted again with 80 .mu.l of water. Both aqueous phases are combined and analyzed by HPLC. A Phenosphere ODS2 column (250 x 4.6 mm, Phenomenex, Torrance, USA) or a Spheresorb ODS2 column (250 x 4.6 mm, Waters, Milford, USA) is used. The elution of the analytes is carried out at a flow rate of 1 ml min -1 with 0.5 M KH 2 PO 4 (eluent A) for 15 min, followed by a linear gradient up to 80% Eluent A and 20% methanol over a period of 14 min at a flow rate of 0.7 ml min -1 . Analytes eluting from the ODS2 columns are then injected into a Phenosphere-SAX ion exchange column (250 x 4.6 mm, Phenomenex, Torrance, USA) and the analytes at a flow rate of 1 ml min -1 and a linear Ammonium formate gradient (2 to 600 mM over 25 min) eluted. The quantification of dTDP-glucose and dTDP-4-dehydro-6-deoxy-D-glucose then takes place via their UV absorption with a photodiode array detector (DAD). The absorption maximum of thymidine is 267 nm. The calibration is carried out by means of authentic nucleotide sugar (Sigma-Aldrich, Munich, USA).
Die Aktivität des Enzyms E10 wird dann mit den wie oben beschrieben gewonnenen Proben bestimmt, indem zunächst dTDP-α-D-Glukose (1,3 mM) mit 5 µg gereinigtem Enzym E9 in 50 µl Natriumphosphat-Puffer, pH 8,5, für 10 min bei 30°C inkubiert werden. Anschließend werden 0,5 µg gereinigtes Enzym E10 zugesetzt, und nach 5, 10 und 20 min Inkubation bei 30°C die Reaktion durch Zugabe von 20 µl Chloroform abgestoppt. Die Mixtur wird dann gevortexed und 5 min bei 16.000 g und Raumtemperatur zentrifugiert. Die wässrige Phase wird in ein neues Reaktionsgefäß überführt und die organische Phase erneut mit 80 µl Wasser extrahiert. Beide wässrige Phasen werden vereinigt und mittels HPLC analysiert. Dabei kommt eine Phenosphere-ODS2-Säule (250 × 4,6 mm; Phenomenex, Torrance, USA) oder eine Spheresorb-ODS2-Säule (250 × 4,6 mm; Waters, Milford, USA) zum Einsatz. Die Elution der Analyten erfolgt mit einer Flußrate von 1 ml min–1 mit 0,5 M KH2PO4 (Eluent A) für 15 min, gefolgt von einem linearen Gradienten bis zu 80% Eluent A und 20% Methanol über einen Zeitraum von 14 min bei einer Flußrate von 0,7 ml min–1. Analyten, welche von den ODS2-Säulen eluieren, werden dann in eine Phenosphere-SAX Ionenaustauscher-Säule (250 × 4,6 mm; Phenomenex, Torrance, USA) injiziert und die Analyten mit einer Flußrate von 1 ml min–1 und einem linearen Ammoniumformiat-Gradienten (2 bis 600 mM über 25 min) eluiert. Die Quantifizierung von dTDP-Glukose, dTDP-4-Dehydro-6-Deoxy-D-Glukose und dTDP-6-Deoxy-L-Mannose erfolgt dann über ihre UV-Absorption mit einem Photodiodenarray-Detektor (DAD). Das Absorptionsmaximum von Thymidin liegt bei 267 nm. Die Kalibration erfolgt mittels authentischer Nukleotidzucker (Sigma-Aldrich, München, USA). The activity of the enzyme E 10 is then determined using the samples obtained as described above, by first dTDP-α-D-glucose (1.3 mM) with 5 μg of purified enzyme E 9 in 50 μl of sodium phosphate buffer, pH 8.5 , incubated for 10 min at 30 ° C. Subsequently, 0.5 μg of purified enzyme E 10 are added, and after 5, 10 and 20 min of incubation at 30 ° C, the reaction is stopped by addition of 20 μl of chloroform. The mixture is then vortexed and centrifuged for 5 min at 16,000 g and room temperature. The aqueous phase is transferred to a new reaction vessel and the organic phase extracted again with 80 .mu.l of water. Both aqueous phases are combined and analyzed by HPLC. A Phenosphere ODS2 column (250 x 4.6 mm, Phenomenex, Torrance, USA) or a Spheresorb ODS2 column (250 x 4.6 mm, Waters, Milford, USA) is used. The elution of the analytes is carried out at a flow rate of 1 ml min -1 with 0.5 M KH 2 PO 4 (eluent A) for 15 min, followed by a linear gradient up to 80% Eluent A and 20% methanol over a period of 14 min at a flow rate of 0.7 ml min -1 . Analytes eluting from the ODS2 columns are then injected into a Phenosphere-SAX ion exchange column (250 x 4.6 mm, Phenomenex, Torrance, USA) and the analytes at a flow rate of 1 ml min -1 and a linear Ammonium formate gradient (2 to 600 mM over 25 min) eluted. The quantification of dTDP-glucose, dTDP-4-dehydro-6-deoxy-D-glucose and dTDP-6-deoxy-L-mannose then takes place via their UV absorption with a photodiode array detector (DAD). The absorption maximum of thymidine is 267 nm. The calibration is carried out by means of authentic nucleotide sugar (Sigma-Aldrich, Munich, USA).
Die Aktivität des Enzyms E11 wird dann mit den wie beschrieben gewonnenen Proben bestimmt, indem zunächst dTDP-α-D-Glukose (1,3 mM) mit 5 µg gereinigtem Enzym E9 in 50 µl Natriumphosphat-Puffer, pH 8,5, für 10 min bei 30°C inkubiert werden. Anschließend werden 5 µg gereinigtes Enzym E10 und 0,5 µg gereinigtes Enzym E11 sowie NADPH (10 mM) zugesetzt, und nach 5, 10 und 20 min Inkubation bei 30°C die Reaktion durch Zugabe von 20 µl Chloroform abgestoppt. Die Mixtur wird dann gevortexed und 5 min bei 16.000 g und Raumtemperatur zentrifugiert. Die wässrige Phase wird in ein neues Reaktionsgefäß überführt und die organische Phase erneut mit 80 µl Wasser extrahiert. Beide wässrige Phasen werden vereinigt und mittels HPLC analysiert. Dabei kommt eine Phenosphere-ODS2-Säule (250 × 4,6 mm; Phenomenex, Torrance, USA) oder eine Spheresorb-ODS2-Säule (250 × 4,6 mm; Waters, Milford, USA) zum Einsatz. Die Elution der Analyten erfolgt mit einer Flußrate von 1 ml min–1 mit 0,5 M KH2PO4 (Eluent A) für 15 min, gefolgt von einem linearen Gradienten bis zu 80% Eluent A and 20% Methanol über einen Zeitraum von 14 min bei einer Flußrate von 0,7 ml min–1. Analyten, welche von den ODS2-Säulen eluieren, werden dann in eine Phenosphere-SAX Ionenaustauscher-Säule (250 × 4,6 mm; Phenomenex, Torrance, USA) injiziert und die Analyten mit einer Flußrate von 1 ml min–1 und einem linearen Ammoniumformiat-Gradienten (2 bis 600 mM über 25 min) eluiert. Die Quantifizierung von dTDP-Glukose, dTDP-4-Dehydro-6-Deoxy-D-Glukose, dTDP-6-Deoxy-L-Mannose und dTDP-4-Dehydro-6-Deoxy-L-Mannose erfolgt dann über ihre UV-Absorption mit einem Photodiodenarray-Detektor (DAD). Das Absorptionsmaximum von Thymidin liegt bei 267 nm. Die Kalibration erfolgt mittels authentischer Nukleotidzucker (Sigma-Aldrich, München, USA). The activity of the enzyme E 11 is then determined with the samples obtained as described by first dTDP-α-D-glucose (1.3 mM) with 5 μg of purified enzyme E 9 in 50 μl of sodium phosphate buffer, pH 8.5, be incubated for 10 min at 30 ° C. Subsequently, 5 μg of purified enzyme E 10 and 0.5 μg of purified enzyme E 11 and NADPH (10 mM) are added, and after 5, 10 and 20 min incubation at 30 ° C, the reaction is stopped by addition of 20 μl chloroform. The mixture is then vortexed and centrifuged for 5 min at 16,000 g and room temperature. The aqueous phase is transferred to a new reaction vessel and the organic phase extracted again with 80 .mu.l of water. Both aqueous phases are combined and analyzed by HPLC. A Phenosphere ODS2 column (250 x 4.6 mm, Phenomenex, Torrance, USA) or a Spheresorb ODS2 column (250 x 4.6 mm, Waters, Milford, USA) is used. The elution of the analytes is carried out at a flow rate of 1 ml min -1 with 0.5 M KH 2 PO 4 (eluent A) for 15 min, followed by a linear gradient up to 80% Eluent A and 20% methanol over a period of 14 min at a flow rate of 0.7 ml min -1 . Analytes eluting from the ODS2 columns are then injected into a Phenosphere-SAX ion exchange column (250 x 4.6 mm, Phenomenex, Torrance, USA) and the analytes at a flow rate of 1 ml min -1 and a linear Ammonium formate gradient (2 to 600 mM over 25 min) eluted. The quantification of dTDP-glucose, dTDP-4-dehydro-6-deoxy-D-glucose, dTDP-6-deoxy-L-mannose and dTDP-4-dehydro-6-deoxy-L-mannose then takes place via their UV Absorption with a photodiode array detector (DAD). The absorption maximum of thymidine is 267 nm. The calibration is carried out by means of authentic nucleotide sugar (Sigma-Aldrich, Munich, USA).
Für den Fall, dass die erfindungsgemäße Zelle ein Rhamnolipid mit m = 1 zu bilden vermag, ist es bevorzugt, dass sich der über R1 und R2 bestimmte Rest ableitet von 3-Hydroxyoctanoyl-3-Hydroxyoctansäure, 3-Hydroxyoctanoyl-3-Hydroxydekansäure, 3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxyoctansäure, 3-Hydroxyoctanoyl-3-Hydroxydecensäure, 3-Hydroxydecenoyl-3-Hydroxyoctansäure, 3-Hydroxyoctanoyl-3-Hydroxydodekansäure, 3-Hydroxydodekanoyl-3-Hydroxyoctansäure, 3-Hydroxyoctanoyl-3-Hydroxydodecensäure, 3-Hydroxydodecenoyl-3-Hydroxyoctansäure, 3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxydekansäure, 3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxydecensäure, 3-Hydroxydecenoyl-3-Hydroxydekansäure, 3-Hydroxydecenoyl-3-Hydroxydecensäure, 3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxydodekansäure, 3-Hydroxydodekanoyl-3-Hydroxydekansäure, 3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxydodecensäure, 3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxytetradecensäure, 3-Hydroxytetradekanoyl-3-Hydroxydecensäure, 3-Hydroxydodecenoyl-3-Hydroxydekansäure, 3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxytetradekansäure, 3-Hydroxytetradekanoyl-3-Hydroxydekansäure, 3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxytetradecensäure, 3-Hydroxytetradecenoyl-3-Hydroxydekansäure, 3-Hydroxydodekanoyl-3-Hydroxydodekansäure, 3-Hydroxydodecenoyl-3-Hydroxydodekansäure, 3-Hydroxydodekanoyl-3-Hydroxydodecensäure, 3-Hydroxydodekanoyl-3-Hydroxytetradekansäure, 3-Hydroxytetradekanoyl-3-Hydroxydodekansäure, 3-Hydroxytetradekanoyl-3-Hydroxytetradekansäure, 3-Hydroxyhexadekanoyl-3-Hydroxytetradekansäure, 3-Hydroxytetradekanoyl-3-Hydroxyhexadekansäure oder 3-Hydroxyhexadekanoyl-3-Hydroxyhexadekansäure. In the event that the cell according to the invention is able to form a rhamnolipid with m = 1, it is preferred that the residue determined via R 1 and R 2 Derived from 3-hydroxyoctanoyl-3-hydroxyoctanoic acid, 3-hydroxyoctanoyl-3-hydroxydecanoic acid, 3-hydroxydecanoyl-3-hydroxyoctanoic acid, 3-hydroxyoctanoyl-3-hydroxydecenoic acid, 3-hydroxydecenoyl-3-hydroxyoctanoic acid, 3-hydroxyoctanoyl-3-hydroxydodecanoic acid, 3-hydroxydodecanoyl-3-hydroxyoctanoic acid, 3-hydroxyoctanoyl-3-hydroxydodecenoic acid, 3-hydroxydodecenoyl-3-hydroxyoctanoic acid, 3-hydroxydecanoyl-3-hydroxydecanoic acid, 3-hydroxydecanoyl-3-hydroxydecenoic acid, 3-hydroxydecenoyl-3-hydroxydecanoic acid, 3- Hydroxydecenoyl-3-hydroxydecenoic acid, 3-hydroxydecanoyl-3-hydroxydodecanoic acid, 3-hydroxydodecanoyl-3-hydroxydecanoic acid, 3-hydroxydecanoyl-3-hydroxydodecenoic acid, 3-hydroxydecanoyl-3-hydroxytetradecenoic acid, 3-hydroxytetradecanoyl-3-hydroxydecenoic acid, 3-hydroxydodecenoyl 3-hydroxydecanoic acid, 3-hydroxydecanoyl-3-hydroxytetradecanoic acid, 3-hydroxytetradecanoyl-3-hydroxydecanoic acid, 3-hydroxydecanoyl-3-hydroxytetradecenoic acid, 3-hydroxytetradecenoyl-3-hydroxydecanoic acid, 3-hydroxydodecanoyl-3 Hydroxydodecanoic acid, 3-hydroxydodecenoyl-3-hydroxydodecanoic acid, 3-hydroxydodecanoyl-3-hydroxydodecenoic acid, 3-hydroxydodecanoyl-3-hydroxytetradecanoic acid, 3-hydroxytetradecanoyl-3-hydroxydodecanoic acid, 3-hydroxytetradecanoyl-3-hydroxytetradecanoic acid, 3-hydroxyhexadecananoyl-3-hydroxytetradecanoic acid , 3-hydroxytetradecanoyl-3-hydroxyhexadecanoic acid or 3-hydroxyhexadecananoyl-3-hydroxyhexadecanoic acid.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass eine erfindungsgemäße Zelle auch Mischungen verschiedener Rhamnolipide der allgemeinen Formel (I) zu bilden vermag. It is obvious to the person skilled in the art that a cell according to the invention can also form mixtures of different rhamnolipids of the general formula (I).
In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass die erfindungsgemäßen Zellen Mischungen von Rhamnolipiden der allgemeinen Formel (I) zu bilden vermögen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass in mehr als 80 Gew.-%, bevorzugt mehr als 90 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 95 Gew.-% der gebildeten Rhamnolipide n = 1 ist und sich der über R1 und R2 bestimmte Rest bei weniger als 10 Gew.-%, bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 2 Gew.-% der gebildeten Rhamnolipide von 3-Hydroxydekanoyl-3-Hydroxyoctansäure oder 3-Hydroxyoctanoyl-3-Hydroxydekansäure ableitet,
wobei sich die angegebenen Gew.-% auf die Summe aller gebildeten Rhamnolipide der allgemeinen Formel (I) bezieht. In this context, it is preferred that the cells according to the invention are able to form mixtures of rhamnolipids of the general formula (I), which are characterized in that in more than 80% by weight, preferably more than 90% by weight, particularly preferred more than 95% by weight of the rhamnolipids formed is n = 1 and the radical determined via R 1 and R 2 is less than 10% by weight, preferably less than 5% by weight, particularly preferably less than 2% by weight. deriving% of the formed rhamnolipids from 3-hydroxydecanoyl-3-hydroxyoctanoic acid or 3-hydroxyoctanoyl-3-hydroxydecanoic acid,
wherein the stated wt .-% based on the sum of all formed rhamnolipids of the general formula (I).
Erfindungsgemäße Zellen lassen sich vorteilhaft zur Herstellung von Rhamnolipiden verwenden. Cells according to the invention can be advantageously used for the production of rhamnolipids.
Somit ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung die Verwendung erfindungsgemäßer Zellen zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel (I). Thus, another object of the invention is the use of cells according to the invention for the preparation of compounds of general formula (I).
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Rhamnolipiden der allgemeinen Formel (I),
wobei
m = 2, 1 oder 0, insbesondere 1 oder 0,
n = 1 oder 0, insbesondere 1,
R1 und R2 = unabhängig voneinander gleicher oder verschiedener organischer Rest mit 2 bis 24, bevorzugt 5 bis 13 Kohlenstoffatomen, insbesondere gegebenenfalls verzweigter, gegebenenfalls substituierter, insbesondere hydroxy-substituierter, gegebenenfalls ungesättigter, insbesondere gegebenenfalls einfach, zweifach oder dreifach ungesättigter, Alkylrest, bevorzugt solcher ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pentenyl-, Heptenyl, Nonenyl, Undekenyl und Tridekenyl und (CH2)o-CH3 mit o = 1 bis 23, bevorzugt 4 bis 12, umfassend die Verfahrensschritte
- I) in Kontakt Bringen der erfindungsgemäßen Zelle mit einem Medium beinhaltend eine
- Kohlenstoffquelle
- II) Kultivieren der Zelle unter Bedingungen, die es der Zelle ermöglichen, aus der
- Kohlenstoffquelle Rhamnolipid zu bilden und
- III) gegebenenfalls Isolierung der gebildeten Rhamnolipide.
in which
m = 2, 1 or 0, in particular 1 or 0,
n = 1 or 0, in particular 1,
R 1 and R 2 = independently of one another the same or different organic radical having 2 to 24, preferably 5 to 13 carbon atoms, in particular optionally branched, optionally substituted, in particular hydroxy-substituted, optionally unsaturated, in particular optionally mono-, di- or triunsaturated, alkyl radical, preferably those selected from the group consisting of pentenyl, heptenyl, nonenyl, undecenyl and tridekenyl and (CH 2 ) o -CH 3 with o = 1 to 23, preferably 4 to 12, comprising the process steps
- I) contacting the cell of the invention with a medium containing one
- Carbon source
- II) culturing the cell under conditions that allow the cell to emerge from the
- To form carbon source rhamnolipid and
- III) optionally isolation of the formed rhamnolipids.
Die erfindungsgemäßen, gentechnisch veränderten Zellen können kontinuierlich oder diskontinuierlich im batch-Verfahren (Satzkultivierung) oder im fed-batch-Verfahren (Zulaufverfahren) oder repeated-fed-batch-Verfahren (repetitives Zulaufverfahren) zum Zwecke der Produktion der vorstehend genannten Produkte mit dem Nährmedium in Kontakt gebracht und somit kultiviert werden. Denkbar ist auch ein semi-kontinuierliches Verfahren, wie es in der
Das zu verwendende Kulturmedium muss in geeigneter Weise den Ansprüchen der jeweiligen Stämme genügen. Beschreibungen von Kulturmedien verschiedener Hefestämme sind beispielsweise in „Nonconventional yeast in biotechnology“ (
Als Kohlenstoffquelle können Kohlehydrate wie z. B. Glukose, Saccharose, Arabinose, Xylose, Laktose, Fructose, Maltose, Melasse, Stärke, Cellulose und Hemicellulose, pflanzliche und tierische Öle und Fette wie z. B. Sojaöl, Distelöl, Erdnussöl, Hanföl, Jatrophaöl, Kokosnussfett, Kürbiskernöl, Leinöl, Maisöl, Mohnöl, Nachtkerzenöl, Olivenöl, Palmkernöl, Palmöl, Rapsöl, Sesamöl, Sonnenblumenöl, Traubenkernöl, Walnussöl, Weizenkeimöl und Kokosfett, Fettsäuren, wie z. B. Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmitolensäure, Stearinsäure, Arachidonsäure, Behensäure, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Gamma-Linolensäure und deren Methyl- oder Ethylester sowie Fettsäuregemische, Mono-, Di- und Triglyceride mit den gerade erwähnten Fettsäuren, Alkohole wie z. B. Glyzerin, Ethanol und Methanol, Kohlenwasserstoffe wie Methan, kohlenstoffhaltige Gase und Gasgemische, wie CO, CO2, Synthese- oder Rauchgas, Aminosäuren wie L-Glutamat oder L-Valin oder organische Säuren wie z. B. Essigsäure verwendet werden. Diese Stoffe können einzeln oder als Mischung verwendet werden. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Kohlehydraten, insbesondere von Monosacchariden, Oligosacchariden oder Polysacchariden, als Kohlenstoffquelle wie dies in
Ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass die erfindungsgemäßen Zellen Rhamnolipide von einfachsten Kohlenstoffquellen wie beispielsweise Glukose, Saccharose oder Glyzerin zu bilden vermögen, so dass eine Bereitstellung von längerkettigen C-Quellen im Medium während des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht notwendig ist. Somit ist es bei mangelnder Verfügbarkeit vorteilhaft, dass das Medium in Schritt I) des erfindungsgemäßen Verfahren keine oder keine nachweisbaren Mengen an Carbonsäuren mit einer Kettenlänge von größer sechs Kohlenstoffatomen oder von diesen ableitbare Ester oder Glyceride enthält. A major advantage of the present invention is that the cells of the invention are able to form rhamnolipids from simplest carbon sources such as glucose, sucrose or glycerol, so that it is not necessary to provide longer-chain C sources in the medium during the process according to the invention. Thus, in the absence of availability, it is advantageous that the medium in step I) of the process of the invention contains no or no detectable amounts of carboxylic acids having a chain length greater than six carbon atoms or esters or glycerides derivable therefrom.
Als Stickstoffquelle können organische stickstoffhaltige Verbindungen wie Peptone, Hefeextrakt, Fleischextrakt, Malzextrakt, Maisquellwasser, Sojabohnenmehl und Harnstoff oder anorganische Verbindungen wie Ammoniumsulfat, Ammoniumchlorid, Ammoniumphosphat, Ammoniumcarbonat und Ammoniumnitrat, Ammoniak, Ammoniumhydroxid oder Ammoniakwasser verwendet werden. Die Stickstoffquellen können einzeln oder als Mischung verwendet werden. As the nitrogen source, organic nitrogen-containing compounds such as peptones, yeast extract, meat extract, malt extract, corn steep liquor, soybean meal and urea, or inorganic compounds such as ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium carbonate and ammonium nitrate, ammonia, ammonium hydroxide or ammonia water can be used. The nitrogen sources can be used singly or as a mixture.
Als Phosphorquelle können Phosphorsäure, Kaliumdihydrogenphosphat oder Dikaliumhydrogenphosphat oder die entsprechenden Natrium-haltigen Salze verwendet werden. Das Kulturmedium muss weiterhin Salze von Metallen enthalten wie z. B. Magnesiumsulfat oder Eisensulfat, die für das Wachstum notwendig sind. Schließlich können essentielle Wuchsstoffe wie Aminosäuren und Vitamine zusätzlich zu den oben genannten Stoffen eingesetzt werden. Dem Kulturmedium können überdies geeignete Vorstufen zugesetzt werden. Die genannten Einsatzstoffe können zur Kultur in Form eines einmaligen Ansatzes hinzugegeben oder in geeigneter Weise während der Kultivierung zugefüttert werden. Zur pH-Kontrolle der Kultur werden basische Verbindungen wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniak bzw. Ammoniakwasser oder saure Verbindungen wie Phosphorsäure oder Schwefelsäure in geeigneter Weise eingesetzt. Zur Kontrolle der Schaumentwicklung können Antischaummittel wie z. B. Fettsäurepolyglykolester eingesetzt werden. Zur Aufrechterhaltung der Stabilität von Plasmiden können dem Medium geeignete selektiv wirkende Stoffe wie z. B. Antibiotika hinzugefügt werden. Um aerobe Bedingungen aufrechtzuerhalten, werden Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gasmischungen wie z. B. Luft in die Kultur eingetragen. Phosphoric acid, potassium dihydrogen phosphate or dipotassium hydrogen phosphate or the corresponding sodium-containing salts can be used as the phosphorus source. The culture medium must continue to contain salts of metals such. As magnesium sulfate or iron sulfate, which are necessary for growth. Finally, essential growth factors such as amino acids and vitamins can be used in addition to the above-mentioned substances. In addition, suitable precursors can be added to the culture medium. The said feedstocks may be added to the culture in the form of a one-time batch or fed in a suitable manner during the cultivation. For pH control of the culture, basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia or ammonia water or acidic compounds such as phosphoric acid or sulfuric acid are suitably used. To control the Foaming can anti-foaming agents such. B. fatty acid polyglycol esters are used. To maintain the stability of plasmids, the medium suitable selective substances such. B. antibiotics are added. In order to maintain aerobic conditions, oxygen or oxygen-containing gas mixtures such. For example, air is introduced into the culture.
Die Temperatur der Kultur liegt normalerweise bei mehr als 20°C, vorzugsweise bei mehr als 25°C, sie kann auch mehr als 40°C betragen, wobei vorteilhafterweise eine Kultivierungstemperatur von 95°C, besonders bevorzugt 90°C und am meisten bevorzugt 80°C nicht überschritten wird. The temperature of the culture is usually more than 20 ° C, preferably more than 25 ° C, it may also be more than 40 ° C, advantageously a cultivation temperature of 95 ° C, more preferably 90 ° C and most preferably 80 ° C is not exceeded.
Im Schritt III) des erfindungsgemäßen Verfahrens können die durch die Zellen gebildeten Rhamnolipide gegebenenfalls aus den Zellen und/oder dem Nährmedium isoliert werden, wobei zur Isolierung alle dem Fachmann bekannten Methoden zur Isolierung von niedermolekularen Substanzen aus komplexen Zusammensetzungen in Betracht kommen wie beispielsweise Filtration, Extraktion, Adsorption (Chromatographie) oder Kristallisation. In step III) of the method according to the invention, the rhamnolipids formed by the cells can optionally be isolated from the cells and / or the nutrient medium, all methods known to those skilled in the art for isolating low molecular weight substances from complex compositions being suitable for isolation, for example filtration, extraction , Adsorption (chromatography) or crystallization.
Darüber hinaus enthält die Produktphase Reste an Biomasse und verschiedene Verunreinigungen, wie Öle, Fettsäuren und andere Nährmedienbestandteile. Die Abtrennung der Verunreinigungen erfolgt bevorzugt in einem lösungsmittelfreien Prozess. So kann zum Beispiel die Produktphase mit Wasser verdünnt werden, um die Einstellung des pH-Werts zu erleichtern. Produkt- und wässrige Phase können dann homogenisiert werden, indem die Rhamnolipide durch Senken oder Anheben des pH-Werts durch Säuren oder Laugen in eine wasserlösliche Form überführt werden. Potentiell kann die Solubilisierung der Rhamnolipide in der wässrigen Phase durch Inkubation bei höheren Temperaturen, z.B. bei 60 bis 90 °C, und konstantes Mischen unterstützt werden. Durch anschließendes Anheben oder Senken des pH-Werts durch Laugen oder Säuren können dann die Rhamnolipide wieder in eine wasserunlösliche Form überführt werden, so dass sie leicht von der wässrigen Phase getrennt werden können. Die Produktphase kann dann noch ein- oder mehrmals mit Wasser gewaschen werden, um wasserlösliche Verunreinigungen zu entfernen. In addition, the product phase contains residues of biomass and various impurities, such as oils, fatty acids and other nutrient media components. The separation of the impurities is preferably carried out in a solvent-free process. For example, the product phase may be diluted with water to facilitate adjustment of the pH. The product and aqueous phases can then be homogenized by converting the rhamnolipids into a water-soluble form by lowering or raising the pH by means of acids or alkalis. Potentially, solubilization of the rhamnolipids in the aqueous phase can be achieved by incubation at higher temperatures, e.g. at 60 to 90 ° C, and constant mixing are supported. By subsequently raising or lowering the pH through lyes or acids, the rhamnolipids can then be reconverted to a water-insoluble form so that they can be easily separated from the aqueous phase. The product phase can then be washed one or more times with water to remove water-soluble impurities.
Ölreste können beispielsweise durch Extraktion mittels geeigneter Lösungsmittel vorteilhafterweise mittels organischer Lösungsmittel abgetrennt werden. Bevorzugt wird als Lösungsmittel ein Alkan wie z.B. n-Hexan. Oil residues can be separated, for example by extraction by means of suitable solvents advantageously by means of organic solvents. The preferred solvent is an alkane, e.g. n-hexane.
Die Abtrennung des Produkts von der wässrigen Phase kann alternativ zu dem oben beschriebenen lösungsmittelfreien Prozess mit einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. einem Ester wie beispielsweise Ethylacetat oder Butylacetat erfolgen. Die genannten Extraktionsschritte können in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden. Separation of the product from the aqueous phase may alternatively be carried out with the solvent-free process described above with a suitable solvent, e.g. an ester such as ethyl acetate or butyl acetate. The said extraction steps can be carried out in any order.
Hierbei werden vorzugsweise Lösungsmittel eingesetzt, insbesondere organische Lösungsmittel. Bevorzugt wird als Lösungsmittel n-Pentanol. Zur Entfernung des Lösungsmittels erfolgt beispielsweise eine Destillation. Anschließend kann das lyophilisierte Produkt, beispielsweise mittels chromatographischer Methoden, weiter aufgereinigt werden. Beispielhaft seien an dieser Stelle die Fällung mittels geeigneter Lösungsmittel, die Extraktion mittels geeigneter Lösungsmittel, die Komplexierung, beispielsweise mittels Cyclodextrinen oder Cyclodextrin-Derivaten, die Kristallisation, die Aufreinigung bzw. Isolierung mittels chromatographischer Methoden oder die Überführung der Rhamnolipide in leicht abtrennbare Derivate genannt. In this case, preference is given to using solvents, in particular organic solvents. The solvent used is n-pentanol. To remove the solvent, for example, a distillation. Subsequently, the lyophilized product, for example by means of chromatographic methods, be further purified. By way of example, the precipitation by means of suitable solvents, the extraction by means of suitable solvents, the complexation, for example by means of cyclodextrins or cyclodextrin derivatives, crystallization, purification or isolation by means of chromatographic methods or the conversion of the rhamnolipids into readily separable derivatives may be mentioned at this point.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Rhamnolipide sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung, insbesondere auch die oben beschriebenen, mit erfindungsgemäßem Verfahren herstellbaren Rhamnolipid-Mischungen. The rhamnolipids which can be prepared by the process according to the invention are likewise the subject matter of the present invention, in particular also the rhamnolipid mixtures which can be prepared above and which can be prepared by the process according to the invention.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Rhamnolipide und Mischungen lassen sich vorteilhaft in Reinigungsmitteln, in kosmetischen oder pharmazeutischen Formulierungen sowie in Pflanzenschutz-Formulierungen einsetzen. The rhamnolipids and mixtures which can be prepared by the process according to the invention can advantageously be used in cleaning compositions, in cosmetic or pharmaceutical formulations and in crop protection formulations.
Somit ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Rhamnolipide zur Herstellung von kosmetischen, dermatologischen oder pharmazeutischen Formulierungen, von Pflanzenschutz-Formulierungen sowie von Pflege- und Reinigungsmitteln und Tensidkonzentraten. Thus, a further object of the present invention is the use of the rhamnolipids obtained by the process according to the invention for the production of cosmetic, dermatological or pharmaceutical formulations, crop protection formulations and of care and cleaning agents and surfactant concentrates.
Unter dem Begriff „Pflegemittel“ wird hier eine Formulierung verstanden, die den Zweck erfüllt, einen Gegenstand in seiner ursprünglichen Form zu erhalten, die Auswirkungen äußerer Einflüsse (z.B. Zeit, Licht, Temperatur, Druck, Verschmutzung, chemische Reaktion mit anderen, mit dem Gegenstand in Kontakt tretenden reaktiven Verbindungen) wie beispielsweise Altern, Verschmutzen, Materialermüdung, Ausbleichen, zu mindern oder zu vermeiden oder sogar gewünschte positive Eigenschaften des Gegenstandes zu verbessern. Für letzten Punkt sei etwa ein verbesserter Haarglanz oder eine größere Elastizität des betrachteten Gegenstandes genannt. The term "care products" is understood here to mean a formulation which fulfills the purpose of obtaining an object in its original form, the effects of external influences (eg time, light, temperature, pressure, pollution, chemical reaction with others, with the object in contact passing reactive compounds) such as aging, soiling, material fatigue, fading, reducing or avoiding or even improving desired positive properties of the article. For the last point is about an improved hair shine or greater elasticity of the object considered called.
Unter „Pflanzenschutz-Formulierungen“ sind solche Formulierungen zu verstehen, die von der Art ihrer Herrichtung nach augenfällig zum Pflanzenschutz verwendet werden; dies ist insbesondere dann der Fall, wenn in der Formulierung mindestens eine Verbindung aus den Klassen der Herbizide, Fungizide, Insektizide, Akarizide, Nematizide, Schutzstoffe gegen Vogelfraß, Pflanzennährstoffe und Bodenstrukturverbesserungsmittel enthalten ist. Erfindungsgemäß bevorzugt werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rhamnolipide in Pflege- und Reinigungsmitteln für Haushalt, Industrie, insbesondere für harte Oberflächen, Leder oder Textilien verwendet. By "crop protection formulations" are meant those formulations which are obviously used for plant protection by the nature of their preparation; this is particularly the case if the formulation contains at least one compound from the classes of herbicides, fungicides, insecticides, acaricides, nematicides, bird repellents, plant nutrients and soil conditioners. According to the invention, rhamnolipids prepared by the process according to the invention are preferably used in household and industrial care and cleaning preparations, in particular for hard surfaces, leather or textiles.
In den nachfolgend aufgeführten Beispielen wird die vorliegende Erfindung beispielhaft beschrieben, ohne dass die Erfindung, deren Anwendungsbreite sich aus der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen ergibt, auf die in den Beispielen genannten Ausführungsformen beschränkt sein soll. In the examples given below, the present invention is described by way of example, without the invention, the scope of application of which is apparent from the entire description and the claims, to be limited to the embodiments mentioned in the examples.
Folgende Abbildungen sind Bestandteil der Beispiele:The following figures are part of the examples:
Beispiele: Examples:
Konstruktion eines Vektors pBBR1MCS-2::ABCM-rhlG zur heterologen Expression der Pseudomonas aeruginosa DSM1707 Gene rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 und rhlG in Pseudomonas putida Construction of a vector pBBR1MCS-2 :: ABCM-rhlG for the heterologous expression of Pseudomonas aeruginosa DSM1707 genes rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 and rhlG in Pseudomonas putida
Zur heterologen Expression der Pseudomonas aeruginosa DSM1707 Gene rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 und rhlG wurde das Plasmid pBBR1MCS-2::ABCM-rhlG (Seq ID Nr. 67) konstruiert. Dazu wurde das Gen rhlG (Seq ID 9) ausgehend von genomischer DNA des Stammes Pseudomonas aeruginosa PAO1 (DSM 1707) mit den Oligonukleotiden amplifiziert. Die Amplifikation des PCR-Produktes (1076 Basenpaare) wurde mit der PhusionTM High-Fidelity Master Mix Polymerase von New England Biolabs (Frankfurt) durchgeführt. Das PCR-Produkt wurde mit AgeI und SacI geschnitten und in den ebenfalls mit AgeI und SacI geschnittenen Vektor pBBR1MCS-2::ABCM (Seq ID Nr. 70) mittels Fast Link Ligation Kit (Epicentre Technologies; Madison, WI, USA) ligiert. Der erhaltene Zielvektor pBBR1MCS-2::ABCM-rhlG (Seq ID Nr. 67) hat eine Größe von 10262 Basenpaaren. Das Insert des Vektors wurde sequenziert. Die chromosomale DNA wurde mittels DNeasy Blood and Tissue Kit (Qiagen; Hilden) nach Herstellerangaben isoliert. Die Durchführung der PCR, die Überprüfung der erfolgreichen Amplifikation der PCR mittels Agarosegel-Elektrophorese, Ethidiumbromidfärbung der DNA, Bestimmung der PCR-Fragmentgröße, Reinigung der PCR-Produkte und DNA-Konzentrationsbestimmung erfolgte in dem Fachmann bekannter Art und Weise. Die Transformation von Pseudomonas putida GPp104 und Pseudomonas putida KT2440 mit dem Vektor pBBR1MCS-2::ABCM-rhlG erfolgte wie vorbeschrieben (
Konstruktion eines Vektors pBBR1MCS-2::ABCM-phaG zur heterologen Expression der Pseudomonas aeruginosa DSM1707 Gene rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 und phaG in Pseudomonas putida Construction of a vector pBBR1MCS-2 :: ABCM-phaG for the heterologous expression of Pseudomonas aeruginosa DSM1707 genes rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 and phag in Pseudomonas putida
Zur heterologen Expression der Pseudomonas aeruginosa DSM1707 Gene rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 und phaG wurde das Plasmid pBBR1MCS-2::ABCM-phaG (Seq ID Nr. 71) konstruiert. Dazu wurde das Gen phaG (Seq ID 13) ausgehend von genomischer DNA des Stammes Pseudomonas aeruginosa PAO1 (DSM 1707) mit den Oligonukleotiden amplifiziert. Die Amplifikation des PCR-Produktes (975 Basenpaare) wurde mit der PhusionTM High-Fidelity Master Mix Polymerase von New England Biolabs (Frankfurt) durchgeführt. Das PCR-Produkt wurde mit AgeI und SacI geschnitten und in den ebenfalls mit AgeI und SacI geschnittenen Vektor pBBR1MCS-2::ABCM (Seq ID 70) mittels Fast Link Ligation Kit (Epicentre Technologies; Madison, WI, USA) ligiert. Der erhaltene Zielvektor pBBR1MCS-2::ABCM-phaG (Seq ID Nr. 71) hat eine Größe von 10385 Basenpaaren. Das Insert des Vektors wurde sequenziert. Die chromosomale DNA wurde mittels DNeasy Blood and Tissue Kit (Qiagen; Hilden) nach Herstellerangaben isoliert. Die Durchführung der PCR, die Überprüfung der erfolgreichen Amplifikation der PCR mittels Agarosegel-Elektrophorese, Ethidiumbromidfärbung der DNA, Bestimmung der PCR-Fragmentgröße, Reinigung der PCR-Produkte und DNA-Konzentrationsbestimmung erfolgte in dem Fachmann bekannter Art und Weise. Die Transformation von Pseudomonas putida GPp104 und Pseudomonas putida KT2440 mit dem Vektor pBBR1MCS-2::ABCM-phaG erfolgte wie vorbeschrieben (
Konstruktion eines Vektors pBBR1MCS-2::ABCM-udhA zur heterologen Expression der Pseudomonas aeruginosa DSM1707 Gene rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 und des Escherichia coli Gens udhA in Pseudomonas putida Construction of a vector pBBR1MCS-2 :: ABCM-udhA for the heterologous expression of Pseudomonas aeruginosa DSM1707 genes rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 and the Escherichia coli gene udhA in Pseudomonas putida
Zur heterologen Expression der Pseudomonas aeruginosa DSM1707 Gene rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 und des Escherichia coli Gens udhA wurde das Plasmid pBBR1MCS-2::ABCM-udhA (Seq ID Nr. 74) konstruiert. Dazu wurde das Gen udhA (Seq ID 19) ausgehend von genomischer DNA des Stammes E. coli W3110 mit den Oligonukleotiden amplifiziert. Die Amplifikation des PCR-Produktes (1482 Basenpaare) wurde mit der PhusionTM High-Fidelity Master Mix Polymerase von New England Biolabs (Frankfurt) durchgeführt. Das PCR-Produkt wurde mit SacI geschnitten und in den ebenfalls mit SacI geschnittenen Vektor pBBR1MCS-2::ABCM (Seq ID 70) mittels Fast Link Ligation Kit (Epicentre Technologies; Madison, WI, USA) ligiert. Der erhaltene Zielvektor pBBR1MCS-2::ABCM-udhA (Seq ID Nr. 74) hat eine Größe von 11356 Basenpaaren. Das Insert des Vektors wurde sequenziert. Die chromosomale DNA wurde mittels DNeasy Blood and Tissue Kit (Qiagen; Hilden) nach Herstellerangaben isoliert. Die Durchführung der PCR, die Überprüfung der erfolgreichen Amplifikation der PCR mittels Agarosegel-Elektrophorese, Ethidiumbromidfärbung der DNA, Bestimmung der PCR-Fragmentgröße, Reinigung der PCR-Produkte und DNA-Konzentrationsbestimmung erfolgte in dem Fachmann bekannter Art und Weise. Die Transformation von Pseudomonas putida GPp104 und Pseudomonas putida KT2440 mit dem Vektor pBBR1MCS-2::ABCM-udhA erfolgte wie vorbeschrieben (
Konstruktion eines Vektors pBBR1MCS-2::ABCM-pntAB zur heterologen Expression der Pseudomonas aeruginosa DSM1707 Gene rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 und der Escherichia coli Gene pntAB in Pseudomonas putida Construction of a vector pBBR1MCS-2 :: ABCM-pntAB for the heterologous expression of Pseudomonas aeruginosa DSM1707 genes rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 and the Escherichia coli genes pntAB in Pseudomonas putida
Zur heterologen Expression der Pseudomonas aeruginosa DSM1707 Gene rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 und der Escherichia coli Gene pntAB wurde das Plasmid pBBR1MCS-2::ABCM-pntAB (Seq ID Nr. 77) konstruiert. Dazu wurden die Gene pntA (Seq ID 15) und pntB (Seq ID 17) ausgehend von genomischer DNA des Stammes E. coli W3110 mit den Oligonukleotiden amplifiziert. Die Amplifikation des PCR-Produktes (2993 Basenpaare) wurde mit der PhusionTM High-Fidelity Master Mix Polymerase von New England Biolabs (Frankfurt) durchgeführt. Das PCR-Produkt wurde mit SacI geschnitten und in den ebenfalls mit SacI geschnittenen Vektor pBBR1MCS-2::ABCM (Seq ID 70) mittels Fast Link Ligation Kit (Epicentre Technologies; Madison, WI, USA) ligiert. Der erhaltene Zielvektor pBBR1MCS-2::ABCM-pntAB (Seq ID Nr. 77) hat eine Größe von 12867 Basenpaaren. Das Insert des Vektors wurde sequenziert. Die chromosomale DNA wurde mittels DNeasy Blood and Tissue Kit (Qiagen; Hilden) nach Herstellerangaben isoliert. Die Durchführung der PCR, die Überprüfung der erfolgreichen Amplifikation der PCR mittels Agarosegel-Elektrophorese, Ethidiumbromidfärbung der DNA, Bestimmung der PCR-Fragmentgröße, Reinigung der PCR-Produkte und DNA-Konzentrationsbestimmung erfolgte in dem Fachmann bekannter Art und Weise. Die Transformation von Pseudomonas putida GPp104 und Pseudomonas putida KT2440 mit dem Vektor pBBR1MCS-2::ABCM-pntAB erfolgte wie vorbeschrieben (
Konstruktion eines Vektors pBBR1MCS-2::ABCM-gapC zur heterologen Expression der Pseudomonas aeruginosa DSM1707 Gene rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 und des Clostridium acetobutylicum Gens gapC in Pseudomonas putida Construction of a vector pBBR1MCS-2 :: ABCM-gapC for the heterologous expression of Pseudomonas aeruginosa DSM1707 genes rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 and the Clostridium acetobutylicum gene gapC in Pseudomonas putida
Zur heterologen Expression der Pseudomonas aeruginosa DSM1707 Gene rhlA, rhlB, rhlC, pa1131 und des Clostridium acetobutylicum Gens gapC wurde das Plasmid pBBR1MCS-2::ABCM-gapC (Seq ID Nr. 80) konstruiert. Dazu wurde das Gen gapC (Seq ID 21) ausgehend von genomischer DNA des Stammes Clostridium acetobutylicum mit den Oligonukleotiden amplifiziert. Die Amplifikation des PCR-Produktes (1119 Basenpaare) wurde mit der PhusionTM High-Fidelity Master Mix Polymerase von New England Biolabs (Frankfurt) durchgeführt. Das PCR-Produkt wurde mit SacI und AgeI geschnitten und in den ebenfalls mit SacI und AgeI geschnittenen Vektor pBBR1MCS-2::ABCM (Seq ID 70) mittels Fast Link Ligation Kit (Epicentre Technologies; Madison, WI, USA) ligiert. Der erhaltene Zielvektor pBBR1MCS-2::ABCM-gapC (Seq ID Nr. 80) hat eine Größe von 10528 Basenpaaren. Das Insert des Vektors wurde sequenziert. Die chromosomale DNA wurde mittels DNeasy Blood and Tissue Kit (Qiagen; Hilden) nach Herstellerangaben isoliert. Die Durchführung der PCR, die Überprüfung der erfolgreichen Amplifikation der PCR mittels Agarosegel-Elektrophorese, Ethidiumbromidfärbung der DNA, Bestimmung der PCR-Fragmentgröße, Reinigung der PCR-Produkte und DNA-Konzentrationsbestimmung erfolgte in dem Fachmann bekannter Art und Weise. Die Transformation von Pseudomonas putida GPp104 und Pseudomonas putida KT2440 mit dem Vektor pBBR1MCS-2::ABCM-gapC erfolgte wie vorbeschrieben (
Quantifizierung der Rhamnolipidproduktion durch rekombinante, die Gene rhlA, rhlB und rhlC exprimierende, P. putida-Stämme mit und ohne Überexpression des pa1131-Gens und phaG-Gens bzw. des pa1131-Gens und rhlG-Gens bzw. des pa1131-Gens und udhA-Gens bzw. pa1131-Gens und pntAB-Gens bzw. pa1131-Gens und gapC-Gens Quantification of rhamnolipid production by recombinant, P. rhlA, rhlB and rhlC expressing P. putida strains with and without overexpression of the pa1131 gene and phaG gene and the pa1131 gene and rhlG gene and the pa1131 gene and udhA, respectively Gene or pa1131 gene and pntAB gene or pa1131 gene and gapC gene
Die rekombinanten Stämme P. putida KT2440 pBBR1MCS-2, P. putida KT2440 pBBR1MCS-2::ABC, P. putida KT2440 pBBR1MCS-2::ABCM-rhlG, P. putida KT2440 pBBR1MCS-2::ABCM-phaG, P. putida KT2440 pBBR1MCS-2::ABCM-gapC, P. putida KT2440 pBBR1MCS-2::ABCM-pntAB, P. putida KT2440 pBBR1MCS-2::ABCM-udhA, P. putida GPp104 pBBR1MCS-2, P. putida GPp104 pBBR1MCS-2::ABC, P. putida GPp104 pBBR1MCS-2::ABCM-rhlG, P. putida GPp104 pBBR1MCS-2::ABCM-phaG, P. putida GPp104 pBBR1MCS-2::ABCM-gapC, P. putida GPp104 pBBR1MCS-2::ABCM-pntAB und P. putida GPp104 pBBR1MCS-2::ABCM-udhA wurden auf LB-Agar-Kanamycin (50 µg/ml)-Platten kultiviert. The recombinant strains P.putida KT2440 pBBR1MCS-2, P.putida KT2440 pBBR1MCS-2 :: ABC, P.putida KT2440 pBBR1MCS-2 :: ABCM-rhlG, P.putida KT2440 pBBR1MCS-2 :: ABCM-phaG, P. putida KT2440 pBBR1MCS-2 :: ABCM-gapC, P.putida KT2440 pBBR1MCS-2 :: ABCM-pntAB, P.putida KT2440 pBBR1MCS-2 :: ABCM-udhA, P.putida GPp104 pBBR1MCS-2, P.putida GPp104 pBBR1MCS -2 :: ABC, P.putida GPp104 pBBR1MCS-2 :: ABCM-rhlG, P.putida GPp104 pBBR1MCS-2 :: ABCM-phaG, P.putida GPp104 pBBR1MCS-2 :: ABCM-gapC, P.putida GPp104 pBBR1MCS -2 :: ABCM-pntAB and P. putida GPp104 pBBR1MCS-2 :: ABCM-udhA were cultured on LB agar kanamycin (50 μg / ml) plates.
Zur Produktion der Rhamnolipide wurde das im Folgenden als M9-Medium bezeichnete Medium verwendet. Dieses Medium besteht aus 2 % (w/v) Glukose, 0,3 % (w/v) KH2PO4, 0,679 % Na2HPO4, 0,05 % (w/v) NaCl, 0,2 % (w/v) NH4Cl, 0,049 % (w/v) MgSO4 × 7 H2O und 0,1 % (v/v) einer Spurenelementlösung. Diese besteht aus 1,78 % (w/v) FeSO4 × 7 H2O, 0,191 % (w/v) MnCl2 × 7 H2O, 3,65 % (w/v) HCl, 0,187 % (w/v) ZnSO4 × 7 H2O, 0,084 % (v/v) Na-EDTA × 2 H2O, 0,03 % (v/v) H3BO3, 0,025 % (w/v) Na2MoO4 × 2 H2O und 0,47 % (w/v) CaCl2 × 2 H2O. Der pH-Wert des Mediums wurde mit NH4OH auf 7,4 eingestellt und das Medium folgend mittels Autoklav (121 °C, 20 min) sterilisiert. Ein Einstellen des pH-Wertes während der Kultivierung war nicht nötig. For the production of rhamnolipids, the medium referred to below as M9 medium was used. This medium consists of 2% (w / v) glucose, 0.3% (w / v) KH 2 PO 4 , 0.679% Na 2 HPO 4 , 0.05% (w / v) NaCl, 0.2% ( w / v) NH 4 Cl, 0.049% (w / v) MgSO 4 .7H 2 O and 0.1% (v / v) of a trace element solution. These consists of 1.78% (w / v) FeSO 4 .7H 2 O, 0.191% (w / v) MnCl 2 .7H 2 O, 3.65% (w / v) HCl, 0.187% (w / v). v) ZnSO 4 .7H 2 O, 0.084% (v / v) Na-EDTA x 2H 2 O, 0.03% (v / v) H 3 BO 3 , 0.025% (w / v) Na 2 MoO 4 × 2 H 2 O and 0.47% (w / v) CaCl 2 × 2 H 2 O. The pH of the medium was adjusted to 7.4 with NH 4 OH and following the medium by means of autoclave (121 ° C , 20 min) sterilized. It was not necessary to adjust the pH during the cultivation.
Zur Untersuchung der Rhamnolipidproduktion im Schüttelkolben wurde zunächst eine Vorkultur angesetzt. Hierzu wurde eine Kolonie eines frisch auf LB-Agar-Platte ausgestrichenen Stammes verwendet und 10 ml LB-Medium in einem 100 ml Erlenmeyerkolben beimpft. Alle rekombinanten P. putida-Stämme wurden im LB-Medium, dem 50 µg/ml Kanamycin zugesetzt wurde, kultiviert. Die Kultivierung der P. putida-Stämme erfolgte bei 30 °C und 200 rpm über Nacht. To investigate the production of rhamnolipid in a shake flask, a preculture was first prepared. For this purpose, a colony of a strain freshly streaked out on an LB agar plate was used and 10 ml of LB medium were inoculated in a 100 ml Erlenmeyer flask. All recombinant P. putida strains were cultured in LB medium to which 50 μg / ml kanamycin was added. Cultivation of the P. putida strains was carried out at 30 ° C. and 200 rpm overnight.
Die Vorkulturen wurden verwendet, um 50 ml M9-Medium (+50 µg/ml Kanamycin) im 250 ml Erlenmeyerkolben zu beimpfen (Start-OD600 0,1). Die Kulturen wurden bei 200 rpm und 30 °C kultiviert. Nach 24 h wurde eine Probe von 1 ml Kulturbrühe dem Kulturkolben entnommen. Die Probenvorbereitung für die nachfolgenden chromatographischen Analysen erfolgte folgendermaßen:
Mit einer Verdrängerpipette (Combitip) wurde in einem 2 ml-Reaktionsgefäß 1 ml Aceton vorgelegt und das Reaktionsgefäß zur Minimierung von Verdunstung unmittelbar verschlossen. Es folgte die Zugabe von 1 ml Kulturbrühe. Nach Vortexen des Kulturbrühe/Acetongemisches wurde dieses für 3 min bei 13.000 rpm abzentrifugiert, und 800 µl des Überstands in ein HPLC-Gefäß überführt. The precultures were used to inoculate 50 ml of M9 medium (+50 μg / ml kanamycin) in the 250 ml Erlenmeyer flask (start OD 600 0.1). The cultures were cultured at 200 rpm and 30 ° C. After 24 hours, a sample of 1 ml of culture broth was removed from the culture flask. The sample preparation for the subsequent chromatographic analyzes was carried out as follows:
With a displacement pipette (Combitip) 1 ml of acetone was placed in a 2 ml reaction vessel and the reaction vessel to minimize evaporation immediately closed. This was followed by the addition of 1 ml of culture broth. After vortexing the culture broth / acetone mixture, this was spun down for 3 min at 13,000 rpm and 800 μl of the supernatant were transferred to an HPLC vessel.
Zum Nachweis und zur Quantifizierung von Rhamnolipiden wurde ein Evaporative Light Scattering Detektor (Sedex LT-ELSD Model 85LT) benutzt. Die eigentliche Messung wurde mittels Agilent Technologies 1200 Series (Santa Clara, Kalifornien) und der Zorbax SB-C8 Rapid Resolution Säule (4,6 × 150 mm, 3,5 µm, Agilent) durchgeführt. Das Injektionsvolumen betrug 5 µl und die Laufzeit der Methode betrug 20 min. Als mobile Phase wurde wässrige 0,1 % TFA (Trifluor-Essigsäure, Lösung A) und Methanol (Lösung B) verwendet. Die Säulentemperatur betrug 40 °C. Als Detektoren dienten der ELSD (Detektortemperatur 60 °C) und der DAD (Diodenarray, 210 nm). Der in der Methode verwendete Gradient war:
Die Ergebnisse sind in
Die Ergebnisse zeigen weiterhin, dass die Abschwächung der Polyhydroxybutyrat-Bildung in GPp104 (P. putida KT2440 pBBR1MCS-2::ABCM-rhlG, P. putida KT2440 pBBR1MCS-2::ABCM-phaG, P. putida KT2440 pBBR1MCS-2::ABCM-gapC, P. putida KT2440 pBBR1MCS-2::ABCM-pntAB und P. putida KT2440 pBBR1MCS-2::ABCM-udhA gegenüber P. putida GPp104 pBBR1MCS-2::ABCM-rhlG, P. putida GPp104 pBBR1MCS-2::ABCM-phaG, P. putida GPp104 pBBR1MCS-2::ABCM-gapC, P. putida GPp104 pBBR1MCS-2::ABCM-pntAB und P. putida GPp104 pBBR1MCS-2::ABCM-udhA) zu einer verstärkten Bildung von Rhamnolipiden führte.
Generierung rekombinanter E. coli W3110 pBBR1MCS-2, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABC, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-rhlG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-phaG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-udhA, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-pntAB und E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-gapC The results further show that the attenuation of polyhydroxybutyrate formation in GPp104 (P. putida KT2440 pBBR1MCS-2 :: ABCM-rhlG, P.putida KT2440 pBBR1MCS-2 :: ABCM-phaG, P.putida KT2440 pBBR1MCS-2 :: ABCM-gapC, P. putida KT2440 pBBR1MCS-2 :: ABCM-pntAB and P. putida KT2440 pBBR1MCS-2 :: ABCM-udhA to P. putida GPp104 pBBR1MCS-2 :: ABCM-rhlG, P. putida GPp104 pBBR1MCS-2 :: ABCM-phaG, P.putida GPp104 pBBR1MCS-2 :: ABCM-gapC, P.putida GPp104 pBBR1MCS-2 :: ABCM-pntAB and P.putida GPp104 pBBR1MCS-2 :: ABCM-udhA) for increased formation of Rhamnolipids resulted.
Generation of recombinant E. coli W3110 pBBR1MCS-2, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABC, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-rhlG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-phaG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-udhA, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-pntAB and E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-gapC
Die Transformation von E. coli W3110 erfolgt wie vorbeschrieben (Miller JH. A Short Course in Bacterial Genetics: A Laboratory Manual and Handbook for Escherichia coli and Related Bacteria. Plainview, NY: Cold Spring Harbor Lab. Press; 1992) mittels Elektroporation. Die Plasmid-DNA von je 10 Klonen wird isoliert und analysiert. Die erhaltenen, die Plasmide tragenden Stämme werden E. coli W3110 pBBR1MCS-2, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABC, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-rhlG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-phaG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-udhA, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-pntAB und E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-gapC genannt. Transformation of E. coli W3110 is performed as previously described (Miller JH A Short Course in Bacterial Genetics: A Laboratory Manual and Handbook for Escherichia coli and Related Bacteria, Plainview, NY: Cold Spring Harbor Lab, Press, 1992) by electroporation. The plasmid DNA of 10 clones each is isolated and analyzed. The resulting plasmid-carrying strains are E. coli W3110 pBBR1MCS-2, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABC, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-rhlG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM -phaG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-udhA, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-pntAB and E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-gapC.
Quantifizierung der Rhamnolipidproduktion durch rekombinante E. coli W3110-Stämme Quantification of rhamnolipid production by recombinant E. coli W3110 strains
Die rekombinanten Stämme E. coli W3110 pBBR1MCS-2, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABC, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-rhlG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-phaG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-udhA, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-pntAB und E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-gapC werden auf LB-Agar-Kanamycin (50 µg/ml)-Platten kultiviert. The recombinant strains E. coli W3110 pBBR1MCS-2, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABC, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-rhlG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-phaG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-udhA, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-pntAB and E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-gapC are grown on LB agar kanamycin (50 μg / ml) - Cultivated plates.
Zur Produktion der Rhamnolipide wird das im Folgenden als M9-Medium bezeichnete Medium verwendet. Dieses Medium besteht aus 2 % (w/v) Glukose, 0,3 % (w/v) KH2PO4, 0,679 % Na2HPO4, 0,05 % (w/v) NaCl, 0,2 % (w/v) NH4Cl, 0,049 % (w/v) MgSO4 × 7 H2O und 0,1 % (v/v) einer Spurenelementlösung. Diese besteht aus 1,78 % (w/v) FeSO4 × 7 H2O, 0,191 % (w/v) MnCl2 × 7 H2O, 3,65 % (w/v) HCl, 0,187 % (w/v) ZnSO4 × 7 H2O, 0,084 % (v/v) Na-EDTA × 2 H2O, 0,03 % (v/v) H3BO3, 0,025 % (w/v) Na2MoO4 × 2 H2O und 0,47 % (w/v) CaCl2 × 2 H2O. Der pH-Wert des Mediums wird mit NH4OH auf 7,4 eingestellt und das Medium folgend mittels Autoklav (121 °C, 20 min) sterilisiert. For the production of rhamnolipids, the medium referred to below as M9 medium is used. This medium consists of 2% (w / v) glucose, 0.3% (w / v) KH 2 PO 4 , 0.679% Na 2 HPO 4 , 0.05% (w / v) NaCl, 0.2% ( w / v) NH 4 Cl, 0.049% (w / v) MgSO 4 .7H 2 O and 0.1% (v / v) of a trace element solution. This consists of 1.78% (w / v) FeSO 4 .7H 2 O, 0.191% (w / v) MnCl 2 .7H 2 O, 3.65% (w / v) HCl, 0.187% (w / v) ZnSO 4 .7H 2 O, 0.084% (v / v) Na-EDTA x 2H 2 O, 0.03% (v / v) H 3 BO 3 , 0.025% (w / v) Na 2 MoO 4 × 2 H 2 O and 0.47% (w / v) CaCl 2 × 2 H 2 O. The pH of the medium is adjusted to 7.4 with NH 4 OH and following the medium by means of autoclave (121 ° C, 20 min).
Zur Untersuchung der Rhamnolipidproduktion im Schüttelkolben wird zunächst eine Vorkultur angesetzt. Hierzu wird eine Kolonie eines frisch auf LB-Agar-Platte ausgestrichenen Stammes verwendet und 10 ml LB-Medium in einem 100 ml Erlenmeyerkolben beimpft. Alle rekombinanten E. coli W3110-Stämme werden im LB-Medium, dem 50 µg/ml Kanamycin zugesetzt wird, kultiviert. Die Kultivierung der E. coli W3110-Stämme erfolgt bei 37 °C und 200 rpm über Nacht. To study the production of rhamnolipids in a shake flask, a preculture is first prepared. For this purpose, a colony of a strain freshly streaked out on an LB agar plate is used and 10 ml of LB medium are inoculated in a 100 ml Erlenmeyer flask. All recombinant E. coli W3110 strains are cultured in LB medium to which 50 μg / ml kanamycin is added. The cultivation of the E. coli W3110 strains takes place at 37 ° C. and 200 rpm overnight.
Die Vorkulturen werden verwendet, um 50 ml M9-Medium (+50 µg/ml Kanamycin) im 250 ml Erlenmeyerkolben zu beimpfen (Start-OD600 0,1). Die Kulturen werden bei 200 rpm und 37 °C bis zu einer optischen Dichte (600 nm) von 0,4–0,6 kultiviert. Bei dieser optischen Dichte werden die Kulturen durch die Zugabe von IPTG (Isopropyl-β-D-thiogalactopyranosid; 1 mM Endkonzentration) induziert. Die sich anschließende Expression erfolgt ebenfalls bei 37 °C und 200 rpm für max. 72 h. Im Abstand von 24 h wird eine Probe von 1 ml Kulturbrühe dem Kulturkolben entnommen. Die Probenvorbereitung für die nachfolgenden chromatographischen Analysen erfolgt folgendermaßen:
Mit einer Verdrängerpipette (Combitip) werden in einem 2 ml-Reaktionsgefäß 1 ml Aceton vorgelegt und das Reaktionsgefäß zur Minimierung von Verdunstung unmittelbar verschlossen. Es folgt die Zugabe von 1 ml Kulturbrühe. Nach Vortexen des Kulturbrühe/Acetongemisches wird dieses für 3 min bei 13.000 rpm abzentrifugiert, und 800 µl des Überstands in ein HPLC-Gefäß überführt. The precultures are used to inoculate 50 ml of M9 medium (+50 μg / ml kanamycin) in the 250 ml Erlenmeyer flask (start OD 600 0.1). The cultures are cultured at 200 rpm and 37 ° C to an optical density (600 nm) of 0.4-0.6. At this optical density, cultures are induced by the addition of IPTG (isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside, 1 mM final concentration). The subsequent expression is also carried out at 37 ° C and 200 rpm for max. 72 h. At intervals of 24 h, a sample of 1 ml of culture broth is removed from the culture flask. The sample preparation for the subsequent chromatographic analyzes is carried out as follows:
With a displacement pipette (Combitip) 1 ml of acetone are placed in a 2 ml reaction vessel and the reaction vessel to minimize evaporation immediately closed. This is followed by the addition of 1 ml of culture broth. After vortexing the culture broth / acetone mixture, this is centrifuged off for 3 min at 13,000 rpm and 800 μl of the supernatant are transferred to an HPLC vessel.
Zum Nachweis und zur Quantifizierung von Rhamnolipiden wird ein Evaporative Light Scattering Detektor (Sedex LT-ELSD Model 85LT) benutzt. Die eigentliche Messung wird mittels Agilent Technologies 1200 Series (Santa Clara, Kalifornien) und der Zorbax SB-C8 Rapid Resolution Säule (4,6 × 150 mm, 3,5 µm, Agilent) durchgeführt. Das Injektionsvolumen beträgt 5 µl und die Laufzeit der Methode beträgt 20 min. Als mobile Phase wird wässrige 0,1 % TFA (Trifluor-Essigsäure, Lösung A) und Methanol (Lösung B) verwendet. Die Säulentemperatur beträgt 40 °C. Als Detektoren dienen der ELSD (Detektortemperatur 60 °C) und der DAD (Diodenarray, 210 nm). Der in der Methode verwendete Gradient ist:
Während E. coli W3110 pBBR1MCS-2 keine Rhamnolipide produziert, ist in den rekombinanten Stämmen E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABC, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-rhlG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-phaG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-gapC, E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-pntAB und E. coli W3110 pBBR1MCS-2::ABCM-udhA die Bildung von Rhamnolipiden nachweisbar. Es wird deutlich, dass die zur Expression der P. aeruginosa Gene rhlA, rhlB und rhlC, zusätzliche Expression der P. aeruginosa Gene pa1131 und rhlG, sowie pa1131 und phaG in E. coli W3110 zu einer erhöhten Bildung von Rhamnolipiden führt. Weiterhin wird festgestellt, dass die ebenfalls zusätzliche Expression (zu den P. aeruginosa Genen rhlA, rhlB und rhlC) des Gens pa1131 aus P. aeruginosa zusammen mit dem udhA-Gen aus E. coli, sowie des pa1131-Gens aus P. aeruginosa zusammen mit den pntAB-Genen aus E. coli, sowie des pa1131-Gens aus P. aeruginosa zusammen mit dem gapC-Gen aus Clostridium acetobutylicum in E. coli W3110 zu einer verstärkten Rhamnolipid-Bildung führt. While E. coli W3110 pBBR1MCS-2 does not produce rhamnolipids, in the recombinant strains E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABC, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-rhlG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-phaG, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-gapC, E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-pntAB and E. coli W3110 pBBR1MCS-2 :: ABCM-udhA detectable formation of rhamnolipids. It can be seen that the expression of the P. aeruginosa genes rhlA, rhlB and rhlC, additional expression of the P. aeruginosa genes pa1131 and rhlG, as well as pa1131 and phaG in E. coli W3110 leads to increased formation of rhamnolipids. It is further noted that the additional expression (to the P. aeruginosa genes rhlA, rhlB and rhlC) of the P. aeruginosa pa1131 gene together with the udhA gene from E. coli and the pa1131 gene from P. aeruginosa are also related with the pntAB genes from E. coli, as well as the pa1131 gene from P. aeruginosa together with the gapC gene from Clostridium acetobutylicum in E. coli W3110 leads to an increased rhamnolipid formation.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2011154503 [0060, 0060, 0060, 0060] WO 2011154503 [0060, 0060, 0060, 0060]
- DE 10031999 [0073] DE 10031999 [0073]
- EP 0472869 [0076] EP 0472869 [0076]
- US 4601893 [0076] US 4601893 [0076]
- WO 96/15246 [0076] WO 96/15246 [0076]
- JP 10-229891 [0076] JP 10-229891 [0076]
- GB 1009370 [0112] GB 1009370 [0112]
- US 601494 [0114] US 601494 [0114]
- US 6136576 [0114] US 6136576 [0114]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology, 2010, Seiten 3037–51 [0003] Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology, 2010, pages 3037-51 [0003]
- Leitermann et al., 2009 [0003] Leitermann et al., 2009 [0003]
- Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology, 2010, Seiten 3037–51 [0004] Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology, 2010, pages 3037-51 [0004]
- Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology, 2010, Seiten 3037–51 [0005] Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology, 2010, pages 3037-51 [0005]
- Ochsner et al. Appl. Environ. Microbiol. 1995. 61(9): 3503–3506 [0008] Ochsner et al. Appl. Environ. Microbiol. 1995. 61 (9): 3503-3506 [0008]
- Cha et al. in Bioresour Technol. 2008. 99(7): 2192–9 [0009] Cha et al. in Bioresour Technol. 2008. 99 (7): 2192-9 [0009]
- http://www.dsmz.de/species/bacteria.htm [0027] http://www.dsmz.de/species/bacteria.htm [0027]
- http://www.dsmz.de/species/yeasts.htm [0027] http://www.dsmz.de/species/yeasts.htm [0027]
- http://www.dsmz.de/species/fungi.htm [0027] http://www.dsmz.de/species/fungi.htm [0027]
- Ren et al., Journal Applied Microbiology and Biotechnology 1998 Jun, 49(6): 743–50 [0045] Ren et al., Journal of Applied Microbiology and Biotechnology 1998 Jun, 49 (6): 743-50 [0045]
- Huisman et al., J Biol Chem. 1991 Feb 5;266(4): 2191–8 [0045] Huisman et al., J Biol Chem. 1991 Feb 5; 266 (4): 2191-8 [0045]
- De Eugenio et al., Environ Microbiol. 2010. 12(1): 207–21 [0045] De Eugenio et al., Environ Microbiol. 2010. 12 (1): 207-21 [0045]
- Ouyang et al. Macromol Biosci. 2007. 7(2): 227–33 [0045] Ouyang et al. Macromol Biosci. 2007. 7 (2): 227-33 [0045]
- Dubeau et al. 2009. BMC Microbiology 9: 263 [0062] Dubeau et al. 2009. BMC Microbiology 9: 263 [0062]
- Singh & Röhm. Microbiology. 2008. 154: 797–809 [0062] Singh & Rohm. Microbiology. 2008. 154: 797-809 [0062]
- Lee et al. FEMS Microbiol Lett. 2009. 297(1): 38–48 [0062] Lee et al. FEMS Microbiol Lett. 2009. 297 (1): 38-48 [0062]
- Ren et al., Journal Applied Microbiology and Biotechnology 1998 Jun, 49(6): 743–50 [0066] Ren et al., Journal of Applied Microbiology and Biotechnology 1998 Jun, 49 (6): 743-50 [0066]
- Huisman et al., J Biol Chem. 1991 Feb 5;266(4): 2191–8 [0066] Huisman et al., J Biol Chem. 1991 Feb 5; 266 (4): 2191-8 [0066]
- De Eugenio et al., Environ Microbiol. 2010. 12(1): 207–21 [0066] De Eugenio et al., Environ Microbiol. 2010. 12 (1): 207-21 [0066]
- Ouyang et al. Macromol Biosci. 2007. 7(2): 227–33 [0066] Ouyang et al. Macromol Biosci. 2007. 7 (2): 227-33 [0066]
- Hermann et al. (Electrophoresis, 22: 1712.23 (2001) [0074] Hermann et al. (Electrophoresis, 22: 1712.23 (2001) [0074]
- Sambrook et al., Molecular Cloning: a laboratory manual, 2nd Ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. USA, 1989 [0074] Sambrook et al., Molecular Cloning: a laboratory manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY USA, 1989 [0074]
- Lohaus und Meyer (1989) Biospektrum, 5: 32–39 [0074] Lohaus and Meyer (1989) Biospektrum, 5: 32-39 [0074]
- Lottspeich (1999) Angewandte Chemie 111: 2630–2647 [0074] Lottspeich (1999) Angewandte Chemie 111: 2630-2647 [0074]
- Wilson et al. (2001) Journal of Bacteriology, 183: 2151–2155 [0074] Wilson et al. (2001) Journal of Bacteriology, 183: 2151-2155 [0074]
- Sambrook et al., Molecular Cloning: a laboratory manual, 2nd Ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. USA, 1989 [0075] Sambrook et al., Molecular Cloning: a laboratory manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY USA, 1989 [0075]
- Donahue et al. (2000) Journal of Bacteriology 182 (19): 5624–5627 [0075] Donahue et al. (2000) Journal of Bacteriology 182 (19): 5624-5627 [0075]
- Ray et al. (2000) Journal of Bacteriology 182 (8): 2277–2284 [0075] Ray et al. (2000) Journal of Bacteriology 182 (8): 2277-2284 [0075]
- Freedberg et al. (1973) Journal of Bacteriology 115 (3): 816–823 [0075] Freedberg et al. (1973) Journal of Bacteriology 115 (3): 816-823 [0075]
- Hermann et al., Electophoresis, 22: 1712–23 (2001) [0075] Hermann et al., Electrophoresis, 22: 1712-23 (2001) [0075]
- Lohaus et al., Biospektrum 5 32–39 (1998) [0075] Lohaus et al., Biospektrum 5 32-39 (1998) [0075]
- Lottspeich, Angewandte Chemie 111: 2630–2647 (1999) [0075] Lottspeich, Angewandte Chemie 111: 2630-2647 (1999) [0075]
- Wilson et al., Journal of Bacteriology 183: 2151–2155 (2001) [0075] Wilson et al., Journal of Bacteriology 183: 2151-2155 (2001) [0075]
- Martin et al. (Bio/Technology 5, 137–146 (1987)) [0076] Martin et al. (Bio / Technology 5, 137-146 (1987)) [0076]
- Guerrero et al. (Gene 138, 35–41 (1994)) [0076] Guerrero et al. (Gene 138, 35-41 (1994)) [0076]
- Tsuchiya und Morinaga (Bio/Technology 6, 428–430 (1988)) [0076] Tsuchiya and Morinaga (Bio / Technology 6, 428-430 (1988)) [0076]
- Eikmanns et al. (Gene 102, 93–98 (1991)) [0076] Eikmanns et al. (Gene 102, 93-98 (1991)) [0076]
- Schwarzer und Pühler (Bio/Technology 9, 84–87 (1991) [0076] Schwarzer and Pühler (Bio / Technology 9, 84-87 (1991) [0076]
- Reinscheid et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 126–132 (1994)) [0076] Reinscheid et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 126-132 (1994)) [0076]
- LaBarre et al. (Journal of Bacteriology 175, 1001–1007 (1993)) [0076] LaBarre et al. (Journal of Bacteriology 175, 1001-1007 (1993)) [0076]
- Malumbres et al. (Gene 134, 15–24 (1993)) [0076] Malumbres et al. (Gene 134, 15-24 (1993)) [0076]
- Jensen und Hammer (Biotechnology and Bioengineering 58, 191–195 (1998)) [0076] Jensen and Hammer (Biotechnology and Bioengineering 58, 191-195 (1998)) [0076]
- Glover, D. M. (1985) DNA cloning: a practical approach, Vol. I–III, IRL Press Ltd., Oxford; Rodriguez, R.L. und Denhardt, D. T (eds) (1988) Vectors: a survey of molecular cloning vectors and their uses, 179–204, Butterworth, Stoneham [0077] Glover, DM (1985) DNA cloning: a practical approach, Vol. I-III, IRL Press Ltd., Oxford; Rodriguez, RL and Denhardt, D.T. (eds) (1988) Vectors: a survey of molecular cloning vectors and their uses, 179-204, Butterworth, Stoneham [0077]
- Goeddel, D. V. (1990) Systems for heterologous gene expression, Methods Enzymol. 185, 3–7 [0077] Goeddel, DV (1990) Systems for heterologous gene expression, Methods Enzymol. 185, 3-7 [0077]
- Sambrook, J.; Fritsch, E. F. und Maniatis, T. (1989), Molecular cloning: a laboratory manual, 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York [0077] Sambrook, J .; Fritsch, EF and Maniatis, T. (1989), Molecular cloning: a laboratory manual, 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York [0077]
- Schäfer et al., Applied and Environmental Microbiology 60: 756–759 (1994) [0078] Schäfer et al., Applied and Environmental Microbiology 60: 756-759 (1994) [0078]
- Thierbach et al., Applied Microbiology and Biotechnology 29: 356–362 (1988) [0078] Thierbach et al., Applied Microbiology and Biotechnology 29: 356-362 (1988) [0078]
- Dunican und Shivnan, Bio/Technology 7: 1067–1070 (1989) [0078] Dunican and Shivnan, Bio / Technology 7: 1067-1070 (1989) [0078]
- Tauch et al., FEMS Microbiology Let-ters 123: 343–347 (1994) [0078] Tauch et al., FEMS Microbiology Letters 123: 343-347 (1994) [0078]
- Deveroy, J. et al., Nucleic Acid Research 12 (1984), Seite 387, Genetics Computer Group University of Wisconsin, Medicine (Wi) [0082] Deveroy, J. et al., Nucleic Acid Research 12 (1984), page 387, Genetics Computer Group University of Wisconsin, Medicine (Wi) [0082]
- Altschul, S. et al., Journal of Molecular Biology 215 (1990), Seiten 403–410 [0082] Altschul, S. et al., Journal of Molecular Biology 215 (1990), pages 403-410 [0082]
- BLAST Handbuch, Altschul S. et al., NCBI NLM NIH Bethesda ND 22894 [0082] BLAST Handbook, Altschul S. et al., NCBI NLM NIH Bethesda ND 22894 [0082]
- Altschul S. et al. [0082] Altschul S. et al. [0082]
- Altschul, S. et al., Journal of Molecular Biology 215 (1990), Seiten 403–410 [0084] Altschul, S. et al., Journal of Molecular Biology 215 (1990), pages 403-410 [0084]
- Kurien, T. B., Scofield, R. H (Eds.). Protein Blotting and Detection: Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology, Vol. 536. 1st Ed., Humana Press. N.Y. USA, 2009 [0088] Curien, TB, Scofield, R. H (Eds.). Protein Blotting and Detection: Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology, Vol. 536. 1st ed., Humana Press. NY USA, 2009 [0088]
- Schmidt, A., Kellermann, J. & Lottspeich, F. A novel strategy for quantitative proteornics using isotope-coded protein labels. Proteomics 5, 4–15 (2005) [0088] Schmidt, A., Kellermann, J. & Lottspeich, F. A novel strategy for quantitative proteomics using isotope-coded protein labels. Proteomics 5, 4-15 (2005) [0088]
- J Bacteriol. 1995. 177(10): 2707–12 [0089] J Bacteriol. 1995. 177 (10): 2707-12 [0089]
- Lewinson O, Adler J, Poelarends GJ, Mazurkiewicz P, Driessen AJ, Bibi E. The Escherichia coli multidrug transporter MdfA catalyzes both electrogenic and electroneutral transport reactions.Proc Natl Acad Sci U S A. 2003 Feb 18;100(4): 1667–72 [0089] Lewinson O, Adler J, Poelarend's GJ, Mazurkiewicz P, Driessen AJ, Bibi E. The Escherichia coli multidrug transporter MdfA catalyzes both electrogenic and electroneutral transport reactions. Proc Natl Acad Sci USA 2003 Feb 18; 100 (4): 1667- 72 [0089]
- Chmiel („Bioprozesstechnik 1. Einführung in die Bioverfahrenstechnik“ (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) [0112] Chmiel ("Bioprocessing Technology 1. Introduction to Bioprocess Engineering" (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) [0112]
- Storhas („Bioreaktoren und periphere Einrichtungen“, Vieweg Verlag, Braunschweig/Wiesbaden, 1994) [0112] Storhas ("Bioreactors and Peripheral Facilities", Vieweg Verlag, Braunschweig / Wiesbaden, 1994) [0112]
- Hrsg. Klaus Wolf, Springer-Verlag Berlin, 1996 [0113] Ed. Klaus Wolf, Springer-Verlag Berlin, 1996 [0113]
- Iwasaki et al. Biosci. Biotech. Biochem. 1994. 58(5): 851–854 [0132] Iwasaki et al. Biosci. Biotech. Biochem. 1994. 58 (5): 851-854 [0132]
- Iwasaki et al. Biosci. Biotech. Biochem. 1994. 58(5): 851–854 [0133] Iwasaki et al. Biosci. Biotech. Biochem. 1994. 58 (5): 851-854 [0133]
- Iwasaki et al. Biosci. Biotech. Biochem. 1994. 58(5): 851–854 [0134] Iwasaki et al. Biosci. Biotech. Biochem. 1994. 58 (5): 851-854 [0134]
- Iwasaki et al. Biosci. Biotech. Biochem. 1994. 58(5): 851–854 [0135] Iwasaki et al. Biosci. Biotech. Biochem. 1994. 58 (5): 851-854 [0135]
- Iwasaki et al. Biosci. Biotech. Biochem. 1994. 58(5): 851–854 [0136] Iwasaki et al. Biosci. Biotech. Biochem. 1994. 58 (5): 851-854 [0136]
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210201360 DE102012201360A1 (en) | 2012-01-31 | 2012-01-31 | New cell capable of forming rhamnolipid compound, which is useful for the production of cosmetic, dermatological or pharmaceutical formulations, of plant protection formulations and of care and cleaning agents and surfactant concentrates |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210201360 DE102012201360A1 (en) | 2012-01-31 | 2012-01-31 | New cell capable of forming rhamnolipid compound, which is useful for the production of cosmetic, dermatological or pharmaceutical formulations, of plant protection formulations and of care and cleaning agents and surfactant concentrates |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102012201360A1 true DE102012201360A1 (en) | 2013-08-01 |
Family
ID=48783763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201210201360 Withdrawn DE102012201360A1 (en) | 2012-01-31 | 2012-01-31 | New cell capable of forming rhamnolipid compound, which is useful for the production of cosmetic, dermatological or pharmaceutical formulations, of plant protection formulations and of care and cleaning agents and surfactant concentrates |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102012201360A1 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016131801A1 (en) * | 2015-02-19 | 2016-08-25 | Evonik Degussa Gmbh | Rhamnolipid synthesis |
WO2016207203A1 (en) | 2015-06-25 | 2016-12-29 | Basf Se | Additive for alkaline zinc plating |
WO2017006252A1 (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-12 | Rheinisch-Westfaelische Technische Hochschule Aachen (Rwth) | Extracellular production of designer hydroxyalkanoyloxy alkanoic acids with recombinant bacteria |
WO2018077700A1 (en) | 2016-10-24 | 2018-05-03 | Evonik Degussa Gmbh | Rhamnolipid-producing cell having reduced glucose dehydrogenase activity |
WO2018077701A1 (en) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | Evonik Degussa Gmbh | Cells and method for producing rhamnolipids using alternative glucose transporters |
US10174353B2 (en) | 2014-05-26 | 2019-01-08 | Evonik Degussa Gmbh | Methods of producing rhamnolipids |
WO2019214968A1 (en) | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Basf Se | Detergent composition comprising rhamnolipids and/or mannosylerythritol lipids |
CN110944649A (en) * | 2017-07-28 | 2020-03-31 | 艾思丁公司 | Use of rhamnose and its derivatives as antifungal agents |
US11918670B2 (en) | 2020-03-11 | 2024-03-05 | Evonik Operations Gmbh | Mixture composition comprising glycolipids and triethyl citrate |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US601494A (en) | 1898-03-29 | Spar for vessels | ||
GB1009370A (en) | 1962-12-18 | 1965-11-10 | Ajinomoto I I | A process for the production of 1-glutamic acid by fermentation |
US4601893A (en) | 1984-02-08 | 1986-07-22 | Pfizer Inc. | Laminate device for controlled and prolonged release of substances to an ambient environment and method of use |
EP0472869A2 (en) | 1990-08-30 | 1992-03-04 | Degussa Ag | Plasmids of corynebacterium glutamicum and derived plasmid vectors |
WO1996015246A1 (en) | 1994-11-11 | 1996-05-23 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Dna which regulates gene expression in coryne-form bacteria |
JPH10229891A (en) | 1997-02-20 | 1998-09-02 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Production of malonic acid derivative |
US6136576A (en) | 1996-11-13 | 2000-10-24 | Genencor International, Inc. | Method for the recombinant production of 1,3-propanediol |
DE10031999A1 (en) | 1999-09-09 | 2001-04-19 | Degussa | Process for the fermentative production of D-pantothenic acid using coryneform bacteria |
WO2011154503A1 (en) | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Evonik Degussa Gmbh | Microbiological production of c4 bodies from saccharose and carbon dioxide |
-
2012
- 2012-01-31 DE DE201210201360 patent/DE102012201360A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US601494A (en) | 1898-03-29 | Spar for vessels | ||
GB1009370A (en) | 1962-12-18 | 1965-11-10 | Ajinomoto I I | A process for the production of 1-glutamic acid by fermentation |
US4601893A (en) | 1984-02-08 | 1986-07-22 | Pfizer Inc. | Laminate device for controlled and prolonged release of substances to an ambient environment and method of use |
EP0472869A2 (en) | 1990-08-30 | 1992-03-04 | Degussa Ag | Plasmids of corynebacterium glutamicum and derived plasmid vectors |
WO1996015246A1 (en) | 1994-11-11 | 1996-05-23 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Dna which regulates gene expression in coryne-form bacteria |
US6136576A (en) | 1996-11-13 | 2000-10-24 | Genencor International, Inc. | Method for the recombinant production of 1,3-propanediol |
JPH10229891A (en) | 1997-02-20 | 1998-09-02 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Production of malonic acid derivative |
DE10031999A1 (en) | 1999-09-09 | 2001-04-19 | Degussa | Process for the fermentative production of D-pantothenic acid using coryneform bacteria |
WO2011154503A1 (en) | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Evonik Degussa Gmbh | Microbiological production of c4 bodies from saccharose and carbon dioxide |
Non-Patent Citations (54)
Title |
---|
Altschul S. et al. |
Altschul, S. et al., Journal of Molecular Biology 215 (1990), Seiten 403-410 |
BLAST Handbuch, Altschul S. et al., NCBI NLM NIH Bethesda ND 22894 |
Cha et al. in Bioresour Technol. 2008. 99(7): 2192-9 |
Chmiel ("Bioprozesstechnik 1. Einführung in die Bioverfahrenstechnik" (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) |
De Eugenio et al., Environ Microbiol. 2010. 12(1): 207-21 |
Deveroy, J. et al., Nucleic Acid Research 12 (1984), Seite 387, Genetics Computer Group University of Wisconsin, Medicine (Wi) |
Donahue et al. (2000) Journal of Bacteriology 182 (19): 5624-5627 |
Dubeau et al. 2009. BMC Microbiology 9: 263 |
Dunican und Shivnan, Bio/Technology 7: 1067-1070 (1989) |
Eikmanns et al. (Gene 102, 93-98 (1991)) |
Freedberg et al. (1973) Journal of Bacteriology 115 (3): 816-823 |
Glover, D. M. (1985) DNA cloning: a practical approach, Vol. I-III, IRL Press Ltd., Oxford; Rodriguez, R.L. und Denhardt, D. T (eds) (1988) Vectors: a survey of molecular cloning vectors and their uses, 179-204, Butterworth, Stoneham |
Goeddel, D. V. (1990) Systems for heterologous gene expression, Methods Enzymol. 185, 3-7 |
Guerrero et al. (Gene 138, 35-41 (1994)) |
Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology, 2010, Seiten 3037-51 |
Hermann et al. (Electrophoresis, 22: 1712.23 (2001) |
Hermann et al., Electophoresis, 22: 1712-23 (2001) |
Hrsg. Klaus Wolf, Springer-Verlag Berlin, 1996 |
http://www.dsmz.de/species/bacteria.htm |
http://www.dsmz.de/species/fungi.htm |
http://www.dsmz.de/species/yeasts.htm |
Huisman et al., J Biol Chem. 1991 Feb 5;266(4): 2191-8 |
Iwasaki et al. Biosci. Biotech. Biochem. 1994. 58(5): 851-854 |
J Bacteriol. 1995. 177(10): 2707-12 |
Jensen und Hammer (Biotechnology and Bioengineering 58, 191-195 (1998)) |
Kurien, T. B., Scofield, R. H (Eds.). Protein Blotting and Detection: Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology, Vol. 536. 1st Ed., Humana Press. N.Y. USA, 2009 |
LaBarre et al. (Journal of Bacteriology 175, 1001-1007 (1993)) |
Lee et al. FEMS Microbiol Lett. 2009. 297(1): 38-48 |
Leitermann et al., 2009 |
Lewinson O, Adler J, Poelarends GJ, Mazurkiewicz P, Driessen AJ, Bibi E. The Escherichia coli multidrug transporter MdfA catalyzes both electrogenic and electroneutral transport reactions.Proc Natl Acad Sci U S A. 2003 Feb 18;100(4): 1667-72 |
Lohaus et al., Biospektrum 5 32-39 (1998) |
Lohaus und Meyer (1989) Biospektrum, 5: 32-39 |
Lottspeich (1999) Angewandte Chemie 111: 2630-2647 |
Lottspeich, Angewandte Chemie 111: 2630-2647 (1999) |
Malumbres et al. (Gene 134, 15-24 (1993)) |
Martin et al. (Bio/Technology 5, 137-146 (1987)) |
Ochsner et al. Appl. Environ. Microbiol. 1995. 61(9): 3503-3506 |
Ouyang et al. Macromol Biosci. 2007. 7(2): 227-33 |
Ray et al. (2000) Journal of Bacteriology 182 (8): 2277-2284 |
Reinscheid et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 126-132 (1994)) |
Ren et al., Journal Applied Microbiology and Biotechnology 1998 Jun, 49(6): 743-50 |
Sambrook et al., Molecular Cloning: a laboratory manual, 2nd Ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. USA, 1989 |
Sambrook, J.; Fritsch, E. F. und Maniatis, T. (1989), Molecular cloning: a laboratory manual, 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York |
Schäfer et al., Applied and Environmental Microbiology 60: 756-759 (1994) |
Schmidt, A., Kellermann, J. & Lottspeich, F. A novel strategy for quantitative proteornics using isotope-coded protein labels. Proteomics 5, 4-15 (2005) |
Schwarzer und Pühler (Bio/Technology 9, 84-87 (1991) |
Singh & Röhm. Microbiology. 2008. 154: 797-809 |
Storhas ("Bioreaktoren und periphere Einrichtungen", Vieweg Verlag, Braunschweig/Wiesbaden, 1994) |
Tauch et al., FEMS Microbiology Let-ters 123: 343-347 (1994) |
Thierbach et al., Applied Microbiology and Biotechnology 29: 356-362 (1988) |
Tsuchiya und Morinaga (Bio/Technology 6, 428-430 (1988)) |
Wilson et al. (2001) Journal of Bacteriology, 183: 2151-2155 |
Wilson et al., Journal of Bacteriology 183: 2151-2155 (2001) |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10174353B2 (en) | 2014-05-26 | 2019-01-08 | Evonik Degussa Gmbh | Methods of producing rhamnolipids |
CN107208123A (en) * | 2015-02-19 | 2017-09-26 | 赢创德固赛有限公司 | Rhamnolipid is synthesized |
WO2016131801A1 (en) * | 2015-02-19 | 2016-08-25 | Evonik Degussa Gmbh | Rhamnolipid synthesis |
US10718060B2 (en) | 2015-06-25 | 2020-07-21 | Basf Se | Additive for alkaline zinc plating |
WO2016207203A1 (en) | 2015-06-25 | 2016-12-29 | Basf Se | Additive for alkaline zinc plating |
WO2017006252A1 (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-12 | Rheinisch-Westfaelische Technische Hochschule Aachen (Rwth) | Extracellular production of designer hydroxyalkanoyloxy alkanoic acids with recombinant bacteria |
US10907180B2 (en) | 2015-07-08 | 2021-02-02 | Rheinisch-Westfaelische Technische Hochshule Aachen (RWTH) | Extracellular production of designer hydroxyalkanoyloxy alkanoic acids with recombinant bacteria |
WO2018077700A1 (en) | 2016-10-24 | 2018-05-03 | Evonik Degussa Gmbh | Rhamnolipid-producing cell having reduced glucose dehydrogenase activity |
CN109863166A (en) * | 2016-10-24 | 2019-06-07 | 赢创德固赛有限公司 | The cell of generation rhamnolipid with reduced glucose dehydrogenase activity |
JP2019532088A (en) * | 2016-10-24 | 2019-11-07 | エボニック デグサ ゲーエムベーハーEvonik Degussa GmbH | Cells and methods for producing rhamnolipids using alternative glucose transporters |
CN109843909A (en) * | 2016-10-24 | 2019-06-04 | 赢创德固赛有限公司 | The cell and method of rhamnolipid are generated using the glucose transporter of substitution |
WO2018077701A1 (en) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | Evonik Degussa Gmbh | Cells and method for producing rhamnolipids using alternative glucose transporters |
CN109843909B (en) * | 2016-10-24 | 2022-07-12 | 赢创运营有限公司 | Cells and methods for producing rhamnolipids using alternative glucose transporters |
US11685905B2 (en) | 2016-10-24 | 2023-06-27 | Evonik Operations Gmbh | Rhamnolipid-producing cell having reduced glucose dehydrogenase activity |
CN110944649A (en) * | 2017-07-28 | 2020-03-31 | 艾思丁公司 | Use of rhamnose and its derivatives as antifungal agents |
CN110944649B (en) * | 2017-07-28 | 2024-01-26 | 怡思丁公司 | Use of rhamnose and its derivatives as antifungal agents |
WO2019214968A1 (en) | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Basf Se | Detergent composition comprising rhamnolipids and/or mannosylerythritol lipids |
US11918670B2 (en) | 2020-03-11 | 2024-03-05 | Evonik Operations Gmbh | Mixture composition comprising glycolipids and triethyl citrate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2598646B1 (en) | Cells and method for producing rhamnolipids | |
DE102012201360A1 (en) | New cell capable of forming rhamnolipid compound, which is useful for the production of cosmetic, dermatological or pharmaceutical formulations, of plant protection formulations and of care and cleaning agents and surfactant concentrates | |
US10174353B2 (en) | Methods of producing rhamnolipids | |
WO2011061032A2 (en) | Cells, nucleic acids, enzymes, and use thereof, and methods for the production of sophorolipids | |
DE102010029973A1 (en) | Microbiological production of C4 bodies from sucrose and carbon dioxide | |
DE102007015583A1 (en) | An enzyme for the production of methylmalonyl-coenzyme A or ethylmalonyl-coenzyme A and its use | |
WO2016131801A1 (en) | Rhamnolipid synthesis | |
WO2015110518A1 (en) | Fermentative process involving cell cultivation at a low dissolved-oxygen concentration | |
DE10261579A1 (en) | Process for the preparation of trehalose-free amino acids | |
WO2009053489A1 (en) | Fermentative production of alpha-ketoglutaric acid | |
DE102007051452A1 (en) | Microbial reaction system, useful for the fermentative preparation of alpha-ketoglutaric acid, comprises recombinant microorganism and reaction medium, where an inactivation of the glutamate dehydrogenase is present in the microorganism | |
WO2023111053A2 (en) | Mixtures of glucose and xylose for the fermentative preparation of ortho-aminobenzoic acid | |
US20180016586A1 (en) | L-arabinose assimilation pathway and uses thereof | |
DE102007051451A1 (en) | Microbial reaction system, useful for the fermentative preparation of alpha-ketoglutaric acid, comprises recombinant microorganism and reaction medium, where an inactivation of the glutamate dehydrogenase is present in the microorganism |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: EVONIK DEGUSSA GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: EVONIK INDUSTRIES AG, 45128 ESSEN, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |