Рекомбинантный штамм бактерий escherichia coli n42 (pelmi) - продуцент метилзависимой сайт-специфической эндонуклеазы elmi



Рекомбинантный штамм бактерий escherichia coli n42 (pelmi) - продуцент метилзависимой сайт-специфической эндонуклеазы elmi
Рекомбинантный штамм бактерий escherichia coli n42 (pelmi) - продуцент метилзависимой сайт-специфической эндонуклеазы elmi
Рекомбинантный штамм бактерий escherichia coli n42 (pelmi) - продуцент метилзависимой сайт-специфической эндонуклеазы elmi
Рекомбинантный штамм бактерий escherichia coli n42 (pelmi) - продуцент метилзависимой сайт-специфической эндонуклеазы elmi
Рекомбинантный штамм бактерий escherichia coli n42 (pelmi) - продуцент метилзависимой сайт-специфической эндонуклеазы elmi

 


Владельцы патента RU 2597987:

Общество с ограниченной ответственностью "СибЭнзайм" (RU)

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой рекомбинантный штамм бактерий Escherichia coli N42 (pElmI), являющийся продуцентом метилзависимой сайт-специфической ДНК-эндонуклеазы ElmI, расщепляющей обе цепи последовательности ДНК 5′-GC^NGC-3′/3′-CGN^CG-5′, в которой не менее трех цитозинов метилированы в положении С5 с образованием 5′-выступающих однонуклеотидных концов. Штамм получен путем трансформации клеток Escherichia coli ER2267 плазмидой pElmI. Данная плазмида сконструирована на основе вектора pMTL22 и содержит ген, кодирующий метилзависимую сайт-специфическую ДНК-эндонуклеазу ElmI из природного штамма Escherichia coli N17. Изобретение позволяет получить ДНК-эндонуклеазы ElmI заданной специфичности с более высоким выходом. 4 ил., 4 пр.

 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к генной инженерии и микробиологической промышленности, и касается нового рекомбинантного штамма бактерий Escherichia coli (E.coli), который может быть использован для получения высокоактивного препарата метилзависимой сайт-специфической ДНК-эндонуклеазы ElmI, расщепляющей обе цепи последовательности ДНК 5′-GC^NGC-3′/3′-CGN^CG-5′, в которой не менее трех цитозинов метилированы в положении С5 с образованием 5′-выступающих однонуклеотидных концов.

Главными биотехнологически значимыми параметрами сайт-специфических метилзависимых ДНК-эндонуклеаз (MD-эндонуклеаз) являются узнаваемая последовательность, узнаваемый узор метилирования, позиция гидролиза относительно этой последовательности, необходимость присутствия кофакторов (например, Mg2+ или АТФ) и активность препарата фермента, выделенного из соответствующего штамма-продуцента.

Наиболее близким к заявляемому штамму - прототипом, является штамм Planomicrobium koreense 78K, продуцирующий метилзависимую эндонуклеазу PkrI [1], которая узнает последовательность нуклеотидов 5′-GCN^GC-3′/3′-CG^NCG-5′ со сходным узором метилирования, требует для эффективного расщепления наличия в узнаваемой последовательности не менее трех 5-метитиозинов (5 mC), но расщепляет эту последовательность после центрального нуклеотида N.

Недостатком известного штамма является то, что продуцируемая им сайт-специфическая эндонуклеаза не расщепляет узнаваемую последовательность перед центральным нуклеотидом N с образованием 5′-выступающих концов. Это свойство оказывается существенно важным при проведении генно-инженерных манипуляций, когда необходимо с помощью сайт-специфической ДНК-эндонуклеазы получать одноцепочечные выступающие (липкие) концы ДНК, которые затем могут быть сшиты с фрагментами, образованными в результате гидролиза другими эндонуклеазами и имеющими такую же «липкость».

В настоящее время не описаны штаммы бактерий, являющиеся продуцентами метилзависимых сайт-специфических ДНК-эндонуклеаз, узнающих и расщепляющих последовательность 5′-GC^NGC-3′/3′-CGN^CG-5′ перед центральным нуклеотидом N, в которой вместо цитозина присутствуют три или четыре 5-метилцитозина.

Задачей изобретения является получение рекомбинантного штамма E. coli, продуцирующего MD-эндонуклеазу, которая узнает и расщепляет обе цепи нуклеотидной последовательности ДНК 5′-GC^NGC-3′/3′-CGN^CG-5′, при метилировании в ней не менее трех цитозинов в положении С5 и не расщепляет данную последовательность, если число метилированных цитозинов оказывается меньше трех.

Поставленная задача решается путем получения рекомбинантного штамма бактерий Escherichia coli N42 (pElmI) - продуцента MD-эндонуклеазы, узнающей и расщепляющей последовательности нуклеотидов:

5′-G(5mC)^NG(5mC)-3′/3′-(5mC)GN^G(5mC)-5′ (четыре 5-метилцитозина), G(5mC)^NG(5mC)-3′/3′-(5mC)GN^GC-5′ (три 5-метилцитозина), G(5mC)^NG(5mC)-3′/3′-CGN^G(5mC)-5′ (три 5-метилцитозина), где знаком «^» указаны позиции расщепления ДНК.

Техническим результатом изобретения является получение рекомбинантного штамма бактерий Escherichia coli N42 (pElmI), продуцирующего MD-эндонуклеазу заданной специфичности с более высоким выходом по сравнению с исходным природным штаммом Escherichia coli N17.

Предлагаемый штамм-продуцент получен путем трансформации клеток Escherichia coli штамма ER2267 плазмидной ДНК pElmI. Данная плазмида, полученная на основе вектора pMTL22 [2], включает участок хромосомной ДНК штамма Escherichia coli N17, являющегося продуцентом метилзависимой ДНК-эндонуклеазы ElmI, выделенного из природного материала (воды) в результате целенаправленного систематического поиска, но не являющегося высокопродуктивным (активность препарата фермента, выделенного из Escherichia coli N17, составляла всего 100 е.а./мл). Благодаря активации промотора гена lacZ в pMTL22 путем добавления индуктора (0.5 мМ IPTG) в процессе выращивания предлагаемого штамма Escherichia coli N42 (pElmI) удалось добиться повышения удельной активности целевого фермента в биомассе в 20 раз по сравнению с природным штаммом.

На фигуре 1 представлена физическая карта плазмиды pElmI, где

ORI - точка начала репликации плазмиды pElmI;

Apr - ген bla, обеспечивающий устойчивость к ампициллину;

P(BLA) - промотор гена bla;

P(LAC) - промотор гена lacZ;

elmI - ген, кодирующий метилзависимую эндонуклеазу ElmI;

Сконструированной плазмидой pElmI трансформируют клетки E.coli штамма ER2267 и подращивают при 37°C в течение ночи. Трансформантов отбирают на селективной агаризованной питательной среде, содержащей 100 мкг/мл ампициллина, по устойчивости к антибиотику. Содержание рекомбинантной MD-эндонуклеазы ElmI составляет не менее 4000 е.а./г влажной биомассы.

Преимуществом заявляемого штамма, по сравнению с наиболее близким аналогом, является то, что при расщеплении метилированной ДНК продуцируемой им метилзависимой ДНК-эндонуклеазой образуются однонуклеотидные 5′-выступающие «липкие» концы, сходные с концами, получающимися при расщеплении ДНК такими эндонуклеазами рестрикции, как, например, Fsp4HI (сайт узнавания 5′-GC^NGC-3′), Bst2UI (5′-CC^WGG-3′), AsuC2I (5′-CC^SGG-3′), MspR9I (5′-CC^NGG-3′), AclWI (5′-GGATC-3′ (4/5)) и других [3], а также рядом метилзависимых ДНК-эндонуклеаз, например, MteI (сайт узнавания 5′-G(5mC)G(5mC)^NG(5mC)G(5mC)-3′), что позволяет эффективно применять фермент ElmI в разнообразных генно-инженерных манипуляциях.

Штамм Escherichia coli N42 (pElmI) имеет следующие характеристики.

Культурально-морфологические признаки.

Клетки мелкие палочковидной формы, грамотрицательные, 1×3,5 мкм, подвижные. Штамм хорошо растет на обычных питательных средах (ΜΠΑ, МПБ, LB-бульон, LB-arap, минимальная среда с глюкозой). При росте на агаризованной среде LB колонии круглые, гладкие, полупрозрачные, блестящие, серые. Край ровный, диаметр колоний 1-3 мм, консистенция пастообразная. Рост в жидких средах (LB, минимальная среда с глюкозой) характеризуется ровным помутнением, осадок легко седиментирует.

Физиолого-биохимические признаки.

Клетки растут при 4-42°C, оптимум рН 6,8-7,6. В качестве источника азота используют как минеральные соли аммония, так и органические соединения: аминокислоты, пептон, триптон, дрожжевой экстракт. В качестве источника углерода при росте на минимальной среде используют глицерин, углеводы, аминокислоты.

Генетические признаки, устойчивость к антибиотикам.

Штамм-хозяин Escherichia coli ER2267 (F′ proA+B+lacIqΔ(lacZ)M15 zzf::mini-Tn10 (KanR)/Δ(argF-lacZ)U169 glnV44 e14-(McrA-)Δ(mcrC-mrr)). Проявляет устойчивость к канамицину (до 25 мкг/мл).

Штамм Escherichia coli N42 (pElmI) дополнительно проявляет устойчивость к ампициллину (до 300 мкг/мл), обусловленную наличием гена устойчивости в ДНК рекомбинантной плазмиды pElmI.

Условия хранения штамма.

Штамм Escherichia coli N42 (pElmI) хранят на агаризованной среде LB со 100 мкг/мл ампициллина на чашках Петри или в стеклянных пробирках со скошенным агаром при 4°C. Пересевы на свежие среды делают один раз в месяц. Может храниться не менее года в среде LB, содержащей 30% глицерин, при -50-70°C. Длительное хранение штамма осуществляют в лиофильно высушенном состоянии или в растворе 30% глицерина при температуре -70°C.

Для культивирования штамма применяют среду следующего состава (г/л): триптон - 10, дрожжевой экстракт - 5, NaCl - 5, с добавлением 100 мкг/мл ампициллина. Культивирование проводят при 37°C с аэрацией до достижения стационарной стадии роста. Выход препарата фермента ElmI составляет ~0,5 мл/г сырой биомассы с концентрацией 2000 е.а./мл.

Продуцируемая новым рекомбинантным штаммом метилзависимая ДНК-энднуклеаза ElmI характеризуется следующими свойствами: 1. Узнает и расщепляет последовательность 5′-GC^ΝGC-3′/3′-CGN^CG-5′ на обеих цепях ДНК перед центральным нуклеотидом N при условии метилирования не менее трех из четырех возможных цитозинов в ней в положении С5.

3. Не расщепляет вышеприведенную последовательность, если количество метилированных цитозинов в ней меньше трех, а также неметилированную последовательность 5′-GCNGC-3′/3′-CGNCG-5′.

4. Оптимальная температура реакции 37°C.

5. Фермент проявляет высокую активность в буфере следующего состава: 10 мМ Трис-HCl (рН 8,5 при 25°C), 10 мМ магния ацетат, 10 мМ NaCl, 1 мМ дитиотреитол.

Определяющим отличием предлагаемого штамма от всех известных в настоящее время штаммов-продуцентов сайт-специфических эндонуклеаз является то, что он позволяет получать коммерчески доступный препарат, не имеющий аналогов, метилзависимой сайт-специфической ДНК-эндонуклеазы ElmI, которая узнает и расщепляет обе цепи последовательности 5′-GC^NGC-3′/3′-CGN^CG-5′ перед центральным нуклеотидом N при условии метилирования в этой последовательности не менее трех цитозинов в положении С5.

Новая сайт-специфическая ДНК-эндонуклеаза ElmI является неошизомером метилзависимой ДНК-эндонуклеазы PkrI, то есть узнает ту же последовательность ДНК, но расщепляет ее в другой позиции. В отличие от ElmI MD-эндонуклеаза PkrI расщепляет узнаваемый сайт 5′-GCN^GC-3′ после центрального нуклеотида с образованием 3′-выступающих однонуклеотидных концов.

Поскольку предлагаемый штамм получен впервые и для выделения сайт-специфической эндонуклеазы, узнающей и расщепляющей вышеназванную последовательность нуклеотидов, в указанной позиции никогда не использовался, можно сделать вывод о соответствии предлагаемого штамма критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения.

Пример 1. Конструирование рекомбинантной плазмиды pElmI.

Ген, кодирующий MD-эндонуклеазу ElmI, был амплифицирован с помощью ПЦР с использованием хромосомной ДНК дикого штамма-продуцента Escherichia coli N17, выделенного из природного источника (воды).

Для ПЦР использовались следующие праймеры:

Entero direct: 5′-CCCCCATATGAGTGCACGTGAAGCA-3′

Entero reverse 1: 5′-CGCGGATCCTTAGGGATTACACTGACTGAA-3′

На следующем этапе осуществляли встраивание амплифицированного гена, обработанного эндонуклеазами рестрикции FauNDI+BamHI в плазмиду pMTL22 по сайтам рестрикции FauNDI+BglII. Процедуру лигазной сшивки, а также дальнейшую трансформацию клеток E.coli штамма ER2267 осуществляли известным способом [4].

Из одного из полученных трансформантов выделяли рекомбинантную плазмиду, названную pElmI, и содержащую клонированный FauNDI-BamHI ПЦР-фрагмент ДНК Escherichia coli N17 в векторе pMTL22/FauNDI-BglII. Длина встроенного фрагмента составляла 439 пар нуклеотидов. Фрагмент являлся геном метилзависимой сайт-специфической ДНК-эндонуклеазы ElmI (позиция открытой рамки считывания - 183-625 по комплементарной цепи). Направление рамки считывания гена elmI в рекомбинантной плазмиде совпадало с направлением считывания гена lacZ из pMTL22 (Фиг. 1).

Первичная структура встроенного гена, кодирующего MD-эндонуклеазу ElmI, была определена методом Сэнгера [5] на автоматическом секвенаторе ABI 3130xI Genetic Analyzer ("Applied Biosystems", США).

На фиг. 2. приведена нуклеотидная последовательность гена, кодирующего MD-эндонуклеазу ElmI, и соответствующая аминокислотная последовательность белка.

Пример 2. Выращивание штамма и выделение рекомбинантной MD-эндонуклеазы ElmI.

Получение биомассы клеток штамма-продуцента.

Для получения биомассы клетки штамма-продуцента Escherichia coli N42 (pElmI) переносили в чашку Петри на агаризованную среду LB с ампициллином (100 мкг/мл) и инкубировали в течение ночи при 37°C. Свежевыращенные колонии переносили в две колбы объемом 500 мл, содержащих по 300 мл бульона (1% триптон («Organotechnie», Франция), 0,5% дрожжевой экстракт («Organotechnie», Франция), 0,5% NaCl, 0,05% MgCl2 и 0,001% тиамин, (рН 7,0), и 100 мкг/мл ампициллина) и подращивали при 37°C в течение 12 часов без встряхивания. Затем культура рассевалась по 10 мл по 20 колбам, содержащим по 300 мл бульона того же состава. Колбы встряхивали при 120-140 об/мин в инкубаторе («New Brunswick», США) при +37°С в течение 3 часов, затем добавляли IPTG до 0.5 мМ и растили еще 16 часов.

Для измерения в клетках активности ElmI из культуры отбирались по две пробы по 1 мл в пробирки «Eppendorf», клетки осаждали в настольной центрифуге «5416 Eppendorf» ("Eppendorf GmbH", Германия) при 12000 об/мин 3 минуты, супернатанты убирали, а клетки замораживали при -18°C. Биомассы культур осаждали на центрифуге J2-21 («Beckman», США) в течение 30 минут в роторе JA-10 при 8000 об/мин, замораживали и хранили при -20°C. Получали 12 г замороженных клеток, что составляло 2 г/л бульона. Содержание рекомбинантной рестриктазы ElmI составляло 4000 е.а./г влажной биомассы. Разрушение биомассы клеток, выделение и очистку фермента проводили по модификации известной методики [6]. В результате из 12 г биомассы Escherichia coli N42 (pElmI) получили -5,5 мл препарата рекомбинантной MD-эндонуклеазы ElmI с концентрацией 2000 е.а./мл.

Пример 3. Сайт-специфический гидролиз субстратных ДНК рекомбинантной MD-эндонуклеазой ElmI.

Расщепление субстратных ДНК рекомбинантной MD-эндонуклеазой ElmI проводили в оптимальных условиях при температуре 37°C в реакционном буфере - SE-буфер «W» (10 мМ Трис-HCl (рН 8,5 при 25°C), 10 мМ магния ацетат, 10 мМ NaCl, 1 мМ дитиотреитол) в течение 60 мин.

Продукты расщепления ДНК разделяли путем электрофореза в 1% агарозном геле в буфере ТАЕ.

В качестве субстратов для определения специфичности фермента ElmI использовали ДНК плазмид, содержащих гены различных ДНК-метилтрансфераз. Благодаря активности этих генов в штаммах E.coli, из которых были выделены эти плазмиды, данные ДНК-субстраты оказывались модифицированными соответствующими ДНК-метилтрансферазами и несли определенный узор метилирования.

В качестве таких метилированных ДНК-субстратов были использованы следующие плазмиды:

1) pMHpaII, содержащая ген, кодирующий ДНК-метилтрансферазу HpaII, вследствие чего в данной плазмиде метилирован первый цитозин во всех последовательностях 5′-CCGG-3′ на обеих цепях ДНК [7].

2) pMHaeIII, содержащая ген, кодирующий ДНК-метилтрансферазу HaeIII, вследствие чего в данной плазмиде метилирован первый цитозин во всех последовательностях 5′-GGCC-3′ на обеих цепях ДНК [8].

3) pHspAI2, содержащая ген, кодирующий ДНК-метилтрансферазу HspAI, вследствие чего в данной плазмиде метилирован первый цитозин во всех последовательностях 5′-GCGC-3′ на обеих цепях ДНК [9]. Кроме того, данная плазмида содержит гиперметилированный участок:

5′-G(5mC)G(5mC)G(5mC)GC-3′

3′-CG(5mC)G(5mC)G(5mC)G-5′.

4) pHspAI10, также содержащая ген, кодирующий ДНК-метилтрансферазу HspAI, вследствие чего в данной плазмиде метилирован первый цитозин во всех последовательностях 5′-GCGC-3′ на обеих цепях ДНК [10]. Кроме того, данная плазмида содержит гиперметилированный участок:

5′-G(5mC)G(5mC)G CAG(5mC)G(5mC)G С-3′

3′-С G(5mC)G(5mC)GTC G(5mC)G(5mC)G-5′.

5) Та же pHspAI10, но дополнительно метилированная ДНК-метилтрансферазой Fsp4HI, в результате чего в данной плазмиде дополнительно метилирован первый цитозин во всех последовательностях 5′-GCNGC-3′ [10]. Данная плазмида содержит гиперметилированный участок:

5′-G(5mC)G(5mC)G(5mC)A G(5mC)G(5mC)G С-3′

3′-С G(5mC)G(5mC) G T(5mC)G(5mC)G(5mC)G-5′.

6) pFsp4HI3, содержащая ген, кодирующий ДНК-метилтранс-феразу Fsp4HI, в результате чего в данной плазмиде во всех последовательностях 5′-GCNGC-3′ метилирован первый цитозин [11]. Данная плазмида содержит гиперметилированный участок

5′-G(5mC)C G(5mC)G G(5mC)A G C-3′

3′-С G G(5mC) G C(5mC)G T(5mC)G-5′.

Все плазмиды были предварительно переведены из кольцевой формы в линейную путем гидролиза эндонуклеазой рестрикции DriI по уникальному (для каждой плазмиды) сайту 5′-GACNNNNNGTC-3′.

На фиг. 3 представлена электрофореграмма продуктов расщепления указанных выше ДНК-субстратов рекомбинантной метилзависимой ДНК-эндонуклеазой ElmI, где дорожки:

1 - pMHpaII/DriI;

2 - pMHpaII/DriI+ElmI;

3 - pMHaeIII/DriI;

4 - pMHaeIII/DriI+ElmI;

5 - pHspAI2/DriI;

6 - pHspAI2/DriI+ElmI;

7 - pHspAI10/DriI;

8 - pHspAI10/Dril+ElmI;

9 - pHspAI10/(M.Fsp4HI+DriI);

10 - pHspAI10/(M.Fsp4HI+DriI)+ElmI;

11 - pFsp4HI3/DriI;

12 - pFsp4HI3/DriI+ElmI

M - маркер молекулярного веса ДНК 1 kb (производства ООО «СибЭнзайм»).

Как видно из фиг. 3, эндонуклеаза ElmI не расщепляет последовательности, метилированные ДНК-метилтрансферазами HpaII (дорожка 2), HaeIII (дорожка 4), HspAI (дорожка 6).

ElmI также не расщепляет плазмиду pHspAI10, предварительно линеаризованную Dril (дорожка 8). В данной плазмиде содержится гиперметилированный участок, включающий последовательность 5′-GCAG(5mC)-3′/3′-(5mC)GTCG-5′, в которой метилированы вторые (внешние) цитозины на обеих цепях, и которая не расщепляется ElmI. Однако ElmI расщепляет эту же плазмиду (pHspAI10) после дополнительного ее метилирования ДНК-метилтрансферазой Fsp4HI с образованием пяти фрагментов (дорожка 10).

Поскольку ElmI узнает и расщепляет последовательность 5′-GCNGC-3′ при наличии в ней не менее трех 5-метилцитозинов, можно предположить, что сайты узнавания ElmI на данной плазмиде могут образовываться в двух случаях:

1) При перекрывании сайтов узнавания ДНК-метилтрансфераз HspAI и Fsp4HI (5′-GCGCNGC-3′) с образованием гиперметилированного сайта

5′-G(5mC)G(5mC)NGC-3′/3′-CG(5mC)GN(5mC)G-5′.

2) При перекрывании двух сайтов узнавания ДНК-метилтрансферазы Fsp4HI (5′-GCNGCNGC-3′) с образованием гиперметилированного сайта

5′-G(5mC)NG(5mC)NGC-3′/3′-CGN(5mC)GN(5mC)G-5′

В обоих случаях эти гиперметилированные сайты содержат

последовательности 5′-GCNGC-3′ с тремя 5-метилцитозинами.

Анализ первичной структуры плазмиды pHspAI10, проведенный с помощью программы Vector NTI Suite 7, показал, что при расщеплении по двум указанным выше сайтам эндонуклеазой ElmI (с учетом предварительной линеаризации плазмидной ДНК рестриктазой Dril) образуются ДНК-фрагменты следующей длины: ~1800, ~1200, ~490, ~420, ~60 п. н.

Как видно из фиг. 3, электрофоретическая подвижность ДНК-фрагментов, образованных ElmI после гидролиза pHspAI10/(M.Fsp4HI+DriI) соответствует теоретически предсказанной длине (дорожка 10).

Анализ первичной структуры плазмиды pFsp4HI3, проведенный с помощью программы Vector NTI Suite 7, показал, что при ее расщеплении по двум указанным выше сайтам эндонуклеазой ElmI (с учетом предварительной линеаризации плазмидной ДНК рестриктазой Dril) образуются фрагменты следующей длины: ~3500, ~490 (два фрагмента), -340 п. н. Как видно из фиг 3, электрофоретическая подвижность ДНК-фрагментов, образованных после гидролиза плазмиды pFsp4HI3/DriI эндонуклеазой Elm соответствует теоретически предсказанной длине (дорожка 12). Остальные же последовательности 5′-GCNGC-3′ в данной плазмиде содержат только два 5-метилцитозина и не расщепляются ElmI.

Полученные результаты свидетельствует о том, что MD-эндонуклеаза ElmI узнает и расщепляет только те варианты последовательности 5′-GCNGC-3′, которые содержат только три или четыре 5-метилцитозина.

Пример 4. Определение позиции гидролиза ДНК эндонуклеазой ElmI.

Определение места гидролиза ДНК ElmI осуществляли путем сравнения длин фрагментов, образуемых при расщеплении эндонуклеазами рестрикции ElmI и BisI олигонуклеотидного дуплекса D1/D2, образованного из олигонуклеотидов D1 и D2 (узнаваемая ElmI последовательность выделена рамочкой):

На фиг. 4 приведен радиоавтограф электрофореграммы продуктов расщепления радиоактивно меченного дуплекса D1*/D2 в 20% полиакриламидном геле с 7М мочевиной, где дорожки:

1 - дуплекс D1*/D2;

2 - дуплекс D1*/D2, обработанный эндонуклеазой ElmI;

3 - дуплекс D1*/D2, обработанный эндонуклеазой BisI;

Знаком «*» обозначена меченная цепь.

Как видно из фиг. 4, фрагменты ДНК, образованные в результате гидролиза ферментами ElmI и BisI дуплекса D1*/D2, имеют одинаковую длину, что говорит об идентичности позиций гидролиза узнаваемой последовательности этих метилзависимых эндонуклеаз. Так как BisI расщепляет последовательность 5′-GC^NGC-3′ перед центральным нуклеотидом N, то и ElmI также расщепляет ее перед центральным нуклеотидом.

Таким образом, ElmI узнает последовательность ДНК 5′-GC^NGC-3′ и расщепляет ее перед центральным нуклеотидом N на обеих цепях ДНК, образуя 5′-выступающие однонуклеотидные «липкие» концы.

Использование предлагаемого изобретения позволит расширить ассортимент высокопродуктивных штаммов-продуцентов, позволяющих получать высокоактивный препарат MD-эндонуклеазу ElmI с активностью 2000 е.а./мл.

Данная сайт-специфическая эндонуклеаза может быть использована в молекулярной биологии, эпигенетике и генной инженерии для сайт-специфического расщепления метилированной ДНК и для получения библиотек в совокупности с ферментами, дающими в результате гидролиза ДНК такие же «липкие» концы.

Источники информации

1. Чернухин В.А., Наякшина Т.Н., Болтенгаген А.А., Тарасова Г.В., Дедков B.C., Михненкова Н.А., Дегтярев С.Х. Штамм бактерий Planomicrobium koreense 78Л - продуцент сайт-специфической эндонуклеазы PkrI // Патент RU 2475534, C1, оп. - 2011.

2. Chambers S.P., Prior S.E., Barstow D.A., Minton N.P. The pMTLnic-cloning vectors. I. Improved pUC polylinker regions to facilitate the use of sonicated DNA for nucleotide sequencing // Gene - 1988. - V.68. - P. 139-149.

3. Roberts R.J., Vineze T., Posfai J., Macelis D. REBASE - restriction enzymes and methylases // Nucl. Acids Res. - 2003. - V.31. - P.418-420.

4. Sambrook J., Fritsch E.F. and Maniatis T. / Molecular Cloning: A laboratory manual. - 2-nd ed. - Cold Spring Harbor Laboratory Press. - Cold Spring Harbor, New York. - 1989.

5. Sanger F., Nicklen S., Coulson A. R. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. // Proc Natl Acad Sci USA.- 1977. - V. 74. - P.5463-5467.

6. Bickle, T.A., Pirrotta, V. and Imber, R. A simple, general procedure for purifying restriction endonucleases // Nucleic Acids Res. - 1977. - V.4 - P. 561-2572.

7. Чернухин B.A., Килева E.B., Томилова Ю.Э., Болтенгаген А.А., Дедков B.C., Михненкова Н.А., Гончар Д.А., Голикова Л.Н., Дегтярев С.Х. Новая метил-зависимая сайт-специфическая эндонуклеаза KroI узнает и расщепляет последовательность ДНК 5′-G^C(5mC)GGC-3′ // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии имени Ю. А. Овчинникова. - 2011. - Т. 7. - №1. - С. 14-20.

8. Чернухин В.А., Беличенко О.А., Тарасова Г.В., Гончар Д.А., Акишев А.Г., Дедков B.C., Михненкова Н.А., Дегтярев С.Х. Штамм бактерии Arthrobacter oxydans - продуцент сайт-специфической эндонуклеазы AoxΙ // Патент RU 2399663, C1, оп. - 2009.

9. Чернухин В.А., Наякшина Т.Н., Абдурашитов М.А., Томилова Ю.Э., Мезенцева Н.В., Дедков B.C., Михненкова Н.А., Гончар Д.А., Дегтярев С.Х. Новая эндонуклеаза рестрикции GlaI узнает метилированную последовательность 5′-G(5mC)^GC-3′ // Биотехнология. - 2006. - №4. - С. 31-35.

10. Чернухин В.А., Гончар Д.А., Килева Е.В., Соколова В.А., Голикова Л.Н., Дедков B.C., Михценкова Н.А., Дегтярев С.Х. Новая метилзависимая сайт-специфическая ДНК-эндонуклеаза MteI расщепляет девятинуклеотидную последовательность 5′-G(5mC)G(5mC)NG(5mC)GC-3′/3′-CG(5mC)GN(5mC)G(5mC)G-5′ // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии имени Ю.А. Овчинникова. - 2012.- Т.8. - №1. -С. 16-26.

11. Чернухин В.А., Чмуж Е.В., Томилова Ю.Э., Наякшина Т.Н., Гончар Д.А., Дедков B.C., Дегтярев С.Х. Новая сайт-специфическая эндонуклеаза GluI узнает метилированную последовательность ДНК 5′-G(5mC)^NG(5mC)-3′/3′-(5mC)GN^(5mC)G-5′. // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии имени Ю.А. Овчинникова. - 2007. - Т3. - №2. - С. 13-17.

Рекомбинантный штамм бактерий Escherichia coli N42 (pElmI) - продуцент метилзависимой сайт-специфической эндонуклеазы ElmI, узнающей последовательность ДНК 5′-GC^ANGC-3′, в которой не менее трех цитозинов метилированы в положении С5, и расщепляющей обе ее цепи перед центральным нуклеотидом N с образованием 5′-выступающих однонуклеотидных концов, полученный путем трансформации штамма Escherichia coli ER2267 плазмидой pElmI, сконструированной на основе вектора pMTL22 и содержащей ген, имеющий нуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 1, кодирующий метилзависимую сайт-специфическую эндонуклеазу ElmI.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой рекомбинантный микроорганизм из рода Escherichia, обладающий усиленной способностью к продукции L-триптофана, где указанный рекомбинантный микроорганизм был модифицирован путем делеции, части или полностью, лидерного пептида, имеющего нуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 2, в регуляторной области экспрессии, имеющей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 1, на эндогенном триптофановом опероне.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения рекомбинантного штамма бактерий Escherichia coli N106 (pM.AgsI) . Рекомбинантный штамм бактерий Escherichia coli N106 (pM.AgsI) получают трансформацией клеток штамма Escherichia coli RR1 плазмидой pM.AgsI-106, продуцирующий ДНК-метилтрансферазу M.AgsI, узнающую нуклеотидную последовательность ДНК 5′-TTSAA-3′ и метилирующую внешний остаток аденина этой последовательности с образованием 5′-TTSA(m6A)-3′.

Изобретение относится к области генной и белковой инженерии и представляет собой рекомбинантную плазмидную ДНК pER-TA1GyrA-AcSer, предназначенную для одновременного биосинтеза двух белков - гибридного полипептида, содержащего аминокислотную последовательность тимозина α1 человека и интеина, и фермента E.

Изобретение относится к области генной и белковой инженерии и представляет собой рекомбинантную плазмидную ДНК pER-TB4GyrA-AcSer, предназначенную для одновременного биосинтеза двух белков - гибридного полипептида, содержащего аминокислотную последовательность тимозина β4 человека и интеин, и фермента E.
Изобретение относится к биотехнологии, конкретно к улучшенному способу получения человеческого гормона роста, и может быть использовано в медицине. Ферментацией клеток E.coli в культуральной среде, содержащей марганец, цинк, кобальт, молибден, кальций, медь и бор в качестве микроэлементов, с выделением телец включения, получают человеческий гормон роста (hGH).

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой модифицированный полинуклеотид, кодирующий аспартаткиназу (LysC), где инициирующий кодон полинуклеотида заменен на ATG.

Изобретение относится к способу продуцирования L-лизина и рибофлавина или L-треонина и рибофлавина. Способ включает культивирование модифицированного микроорганизма, который модифицирован путем усиления активности семейства ферментов биосинтеза рибофлавина в микроорганизме рода Corynebacterium, обладающего способностью продуцирования L-лизина или L-треонина, чтобы увеличивать продуцирование рибофлавина при сохранении продуцирования L-лизина или L-треонина на высоком уровне; и продуцирование L-лизина и рибофлавина или L-треонина и рибофлавина посредством ферментационного процесса.

Предложены варианты способа получения тетрапиррольного соединения и бактериальная клетка для его получения. Способ предусматривает выращивание бактериальных клеток Escherichia coli в среде культивирования с получением целевого соединения из среды культивирования.

Группа изобретений относится к генетически модифицированной клетке для продуцирования фукозилированных олигосахаридов, способу ее получения и способу получения фукозилированных олигосахаридов.

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой модифицированный Corynebacterium glutamicum, способный продуцировать L-лизин посредством утилизации ксилозы, в который введены активности ксилозоизомеразы (XylA) и ксилулокиназы (XylB), имеющие происхождение из Erwinia carotovora.
Наверх