PROCESO PARA PRODUCIR SUSTANCIAS.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2005/011637.
Solicitante: KYOWA HAKKO BIO CO., LTD.
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: 1-6-1, OHTEMACHI, CHIYODA-KU,TOKYO, 100-8185.
Inventor/es: HASHIMOTO,SHIN-ICHI C/O TECHN.RES. LAB. KYOWA HAKKO KOGYO CO.,LTD, TABATA,KAZUHIKO C/O BIOFRONTIER LAB. KYOWA HAKKO KOGYO CO.,LTD.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 20 de Enero de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C12P13/14 QUIMICA; METALURGIA. › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12P PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN ENZIMAS PARA LA SINTESIS DE UN COMPUESTO QUIMICO DADO O DE UNA COMPOSICION DADA, O PARA LA SEPARACION DE ISOMEROS OPTICOS A PARTIR DE UNA MEZCLA RACEMICA. › C12P 13/00 Preparación de compuestos orgánicos que contienen nitrógeno. › Acido glutámico; Glutamina.
- C12P13/22F
Clasificación PCT:
- C12N1/21 C12 […] › C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN; PROPAGACION, CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › C12N 1/00 Microorganismos, p.ej. protozoos; Composiciones que los contienen (preparaciones de uso médico que contienen material de protozoos, bacterias o virus A61K 35/66, de algas A61K 36/02, de hongos A61K 36/06; preparación de composiciones de uso médico que contienen antígenos o anticuerpos bacterianos, p. ej. vacunas bacterianas, A61K 39/00 ); Procesos de cultivo o conservación de microorganismos, o de composiciones que los contienen; Procesos de preparación o aislamiento de una composición que contiene un microorganismo; Sus medios de cultivo. › modificados por la introducción de material genético extraño.
- C12N15/09 C12N […] › C12N 15/00 Técnicas de mutación o de ingeniería genética; ADN o ARN relacionado con la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos, o su aislamiento, su preparación o su purificación; Utilización de huéspedes para ello (mutantes o microorganismos modificados por ingeniería genética C12N 1/00, C12N 5/00, C12N 7/00; nuevas plantas en sí A01H; reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00; nuevas razas animales en sí A01K 67/00; utilización de preparaciones medicinales que contienen material genético que es introducido en células del cuerpo humano para tratar enfermedades genéticas, terapia génica A61K 48/00; péptidos en general C07K). › Tecnología del ADN recombinante.
- C12P13/04 C12P 13/00 […] › alfa- o beta-Aminoácidos.
- C12P13/10 C12P 13/00 […] › Citrulina; Arginina; Ornitina.
- C12P13/14 C12P 13/00 […] › Acido glutámico; Glutamina.
- C12P13/22 C12P 13/00 […] › Triptófano; Tirosina; Fenilalanina; 3,4-Dihidroxifenilalanina.
- C12P19/34 C12P […] › C12P 19/00 Preparación de compuestos que contienen radicales sacárido (ácido cetoaldónico C12P 7/58). › Polinucleótidos, p. ej. ácidos nucleicos, oligorribonucleótidos.
- C12P21/02 C12P […] › C12P 21/00 Preparación de péptidos o de proteínas (proteína monocelular C12N 1/00). › que tienen una secuencia conocida de varios aminoácidos, p. ej. glutation.
Clasificación antigua:
- C12N1/21 C12N 1/00 […] › modificados por la introducción de material genético extraño.
- C12N15/09 C12N 15/00 […] › Tecnología del ADN recombinante.
- C12P13/04 C12P 13/00 […] › alfa- o beta-Aminoácidos.
- C12P13/10 C12P 13/00 […] › Citrulina; Arginina; Ornitina.
- C12P13/14 C12P 13/00 […] › Acido glutámico; Glutamina.
- C12P13/22 C12P 13/00 […] › Triptófano; Tirosina; Fenilalanina; 3,4-Dihidroxifenilalanina.
- C12P19/34 C12P 19/00 […] › Polinucleótidos, p. ej. ácidos nucleicos, oligorribonucleótidos.
- C12P21/02 C12P 21/00 […] › que tienen una secuencia conocida de varios aminoácidos, p. ej. glutation.
Fragmento de la descripción:
Proceso para producir sustancias.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un microorganismo que pertenece al género Escherichia que tiene la capacidad de formar y acumular L-glutamina o una sustancia biosintetizada utilizando nitrógeno suministrado por L-glutamina y un proceso para producir L-glutamina o la sustancia usando el microorganismo.
Antecedentes de la técnica
En los microorganismos que pertenecen al género Escherichia y similares, la L-glutamina sirve no sólo como un sustrato para la síntesis de proteínas, sino también como un sustrato que suministra nitrógeno en la biosíntesis de los ácidos nucleicos purina y piridimina y de aminoácidos tales como L-arginina, L-histidina, L-triptofano y L-asparagina.
Por otra parte, la biosíntesis de L-glutamina está catalizada por la glutamina sintesasa (GS) codificada por el gen glnA y se conoce que la actividad de GS está sometida a una regulación muy estricta y complicada. Es decir, la GS está controlada negativamente por la adenililación. Tales adenililación y desadenililación están catalizadas por la glutamina-sintetasa adenililtransferasa (denominada en lo sucesivo en este documento proteína GlnE) codificada por el gen glnE y la dirección de la catálisis está determinada por la proteína reguladora PII para la glutamina sintetasa (denominada en lo sucesivo en este documento proteína GlnB) codificada por el gen glnB. Cuando la proteína GlnB se uridilila, la misma promueve la desadenililación de GS mediante la proteína GlnE y, por el contrario, cuando la proteína GlnB no está uridililada, la misma promueve la adenililación de GS por la proteína GlnE. La uridililación y desuridililación de la proteína GlnB están determinadas por una proteína codificada por el gen glnD. Como la L-glutamina promueve la desuridililación, GS se adenilila para provocar una reducción de la actividad de GS, conduciendo a la regulación suprimiendo la síntesis de L-glutamina. Por otra parte, el ácido 2-oxoglutárico promueve la uridililación de la proteína GlnB, por lo que la síntesis de L-glutamina se promueve de acuerdo con el esquema opuesto al anterior (publicaciones no de patente Nº 1 y 2).
Se han realizado intentos para producir L-glutamina por fermentación mediante la desregulación del mecanismo complicado descrito anteriormente. En la publicación de patente Nº 1, se describe que se ha obtenido Escherichia coli que forma y acumula L-glutamina modificando GS de forma que su sitio de adenililación no estará adenililado y mediante potenciación de la expresión del gen glnA, pero la producción de L-glutamina por el microorganismo es sólo de 1,3 g/l.
Además, se conocen los siguientes microorganismos: cepas productoras de glutamina tales como Corynebacterium glutamicum que tiene una supresión del gen glnE (publicación de patente Nº 2) y Corynebacterium glutamicum en el que el gen glnA está modificado y la expresión del gen gdh está potenciada (publicación de patente Nº 2); cepas productoras de L-arginina tales como Escherichia coli en la que se ha introducido el gen argA (publicación de patente Nº 3); cepas productoras de L-triptofano tales como Escherichia coli en la que el operón de triptofano, el gen aroG y el gen serA se han introducido (publicación de patente Nº 4); cepas productoras de L-histidina tales como Escherichia coli con resistencia a aminoquinolina conferida (publicación de patente Nº 5); y cepas productoras de ácido nucleico tales como Escherichia coli productora de ácido 5'-inosínico en la que los genes purA, deoD, purR, add, gsk, edd, xapA, ushA y aph están suprimidos y la expresión de gen purF desensibilizado está potenciada (publicación de patente Nº 6) y Escherichia coli productora de ácido 5'-guanílico en la que los genes purA, dedo, puR, add, gsk, edd, xapA, ushA y aph se suprimen y la expresión del gen purF desensibilizado y el gen guaAB está potenciada (publicación de patente Nº 6). Sin embargo, no ha habido informes sobre un microorganismo que pertenezca al género Escherichia en el que las actividades de la proteína GlnE y la proteína GlnB estén reducidas o se hayan perdido y que tengan la capacidad de formar y acumular L-glutamina o una sustancia biosintetizada utilizando nitrógeno suministrado por L-glutamina y un proceso para producir L-glutamina o la sustancia que usa el microorganismo.
Publicación no de patente Nº: 1
E. coli y Salmonella, Segunda Edición (1996)
Publicación no de patente Nº: 2
FEMS Microb. Lett., 201, 91-98 (2001)
Publicación de patente Nº: 1
Solicitud de Patente No Examinada Publicada Japonesa Nº 164297/03
Publicación de patente Nº: 2
Solicitud de Patente No Examinada Publicada Japonesa Nº 300887/02
Publicación de patente Nº:3
Solicitud de Patente No Examinada Publicada Japonesa Nº 5693/82
Publicación de patente Nº 4:
Patente de los Estados Unidos Nº 5.939.295
Publicación de patente Nº: 5
Solicitud de Patente No Examinada Publicada Japonesa Nº 86998/01
Publicación de patente Nº: 6
Solicitud de Patente No Examinada Publicada Japonesa Nº 355087/02
Descripción de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar un microorganismo que pertenece al género Escherichia que tenga la capacidad de formar y acumular L-glutamina o una sustancia biosintetizada utilizando nitrógeno suministrado por L-glutamina y un proceso para producir L-glutamina o la sustancia usando al microorganismo.
La presente invención se refiere a los siguientes (1) a (11).
Reivindicaciones:
1. Un microorganismo que pertenece al género Escherichia en el que las actividades de adenililtransferasa de glutamina sintetasa (denominada en lo sucesivo en este documento proteína GlnE) y proteína reguladora PII para glutamina sintetasa (denominada en lo sucesivo en este documento proteína GlnB) se reducen mediante mutación y que tiene la capacidad de formar y acumular L-glutamina o una sustancia biosintetizada utilizando nitrógeno suministrado por L-glutamina y en el que las actividades de adenililtransferasa de glutamina sintetasa y proteína reguladora PII para glutamina sintetasa están reducidas en comparación con cepas antes de la mutación.
2. Un microorganismo que pertenece al género Escherichia en el que las actividades de proteína GlnE y proteína GlnB se pierden por mutación.
3. El microorganismo de acuerdo la reivindicación 1 ó 2, en el que el microorganismo que pertenece el género Escherichia es un microorganismo en el que un nucleótido se ha suprimido, sustituido o añadido en la secuencia de nucleótidos del gen que codifica la proteína GlnE de tipo silvestre y en el del gen que codifica la proteína GlnB de tipo silvestre.
4. El microorganismo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el microorganismo que pertenece al género Escherichia es Escherichia coli.
5. El microorganismo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la sustancia biosintetizada utilizando nitrógeno suministrado por L-glutamina es un aminoácido o ácido nucleico.
6. El microorganismo de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el aminoácido es un aminoácido seleccionado entre el grupo que consiste en L-arginina, L-triptofano, L-histidina y ácido L-glutámico.
7. El microorganismo de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el ácido nucleico es un ácido nucleico seleccionado entre el grupo que consiste en adenosina, inosina, guanosina, xantosina, citidina, uridina, timidina, ácido 5'-adenílico, ácido 5'-inosínico, ácido 5'-guanílico, ácido 5'-citidílico, ácido 5'-xantílico, ácido 5'-uridílico y ácido 5'-timidílico.
8. Un proceso para producir L-glutamina o una sustancia biosintetizada utilizando nitrógeno suministrado por L-glutamina, que comprende: cultivar el microorganismo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en un medio; permitir que L-glutamina o la sustancia se formen y acumulen en el medio; y recuperar la L-glutamina o la sustancia a partir del medio.
9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la sustancia biosintetizada utilizando nitrógeno suministrado por L-glutamina es un aminoácido o un ácido nucleico.
10. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el aminoácido es un aminoácido seleccionado entre el grupo que consiste en L-arginina, L-triptofano, L-histidina y ácido L-glutámico.
11. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el ácido nucleico es un ácido nucleico seleccionado entre el grupo que consiste en adenosina, inosina, guanosina, xantosina, citidina, uridina, timidina, ácido 5'-adenílico, ácido 5'-inosínico, ácido 5'-guanílico, ácido 5'-citidílico, ácido 5'-xantílico, ácido 5'-uridílico y ácido 5'-timidílico.
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