MICROORGANISMO QUE PRESENTA UNA MAYOR PRODUCTIVIDAD DE L-VALINA Y PROCESO PARA LA PRODUCCIÓN DE L-VALINA UTILIZANDO EL MISMO.

Microorganismo que presenta una mayor productividad de L-valina y proceso para la producción de L-valina utilizando el mismo.



La presente invención se refiere a un microorganismo que presenta una mayor producción de L-valina y un proceso para la producción de L-valina utilizando el mismo. Más particularmente, la presente invención se refiere a una cepa mutante de Corynebacterium glutamicum que presenta resistencia a L-valina y derivados de la misma para tener una mayor producción de L-valina, y un proceso para producir L-valina utilizando el mismo.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201230028.

Solicitante: CJ CHEILJEDANG CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: República de Corea.

Dirección: 292, Ssangnim-dong, Jung-gu 100-400 SEOUL REPUBLICA DE COREA.

Inventor/es: KIM, JONG, HYUN, HWANG,SOO-YOUN, KIM,Hye-Won, LEE,Ji-Hye.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C12N1/20 QUIMICA; METALURGIA.C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA.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. › Bacterias; Sus medios de cultivo.
  • C12N15/01 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). › Preparación de mutantes sin introducción de material genético extraño; Procedimientos de cribado para ello.
  • C12P13/08 C12 […] › 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. › Lisina; Acido diaminopimélico; Treonina; Valina.
  • C12R1/15 C12 […] › C12R SISTEMA DE INDEXACION ASOCIADO A LAS SUBCLASES C12C - C12Q, RELATIVO A LOS MICROORGANISMOS.C12R 1/00 Microorganismos. › Corynebacterium.

PDF original: ES-2399578_A1.pdf

 


Fragmento de la descripción:

DESCRIPCIÓN Microorganismo que presenta una mayor productividad de L-valina y proceso para la producción de L-valina utilizando el mismo

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la invención La presente invención se refiere a un microorganismo que presenta una mayor producción de L-valina y a un proceso para la producción de L-valina utilizando el mismo.

2. Descripción de la técnica anterior

Se utilizan L-aminoácidos en medicina humana, en particular en la industria farmacéutica, industria de alimentos y nutrición animal o similares. En particular, los aminoácidos de cadena ramificada se refieren a tres aminoácidos entre nueve aminoácidos esenciales: L-valina, L-leucina, y L-isoleucina. A diferencia de otros aminoácidos, que se metabolizan mayoritariamente en el hígado, los aminoácidos de cadena ramificada se metabolizan principalmente en el tejido muscular y sirven como fuente de energía durante el ejercicio. Como se sabe que los aminoácidos de cadena ramificada juegan un papel importante en el mantenimiento y crecimiento muscular durante el ejercicio, su utilización está en expansión. Específicamente, se ha utilizado la L-valina como componente de alimentos, ya que se ha descrito que la L-valina presenta un alto poder reductor y sirve para mejorar el rendimiento de la lactancia en las cerdas. La L-valina también se ha utilizado en soluciones de infusión y complejos de aminoácidos con fines médicos, y en complementos para la salud y aditivos en bebidas.

Un microorganismo utilizado para la producción de L-aminoácidos está representado por las bacterias corineformes, en particular Cor y nebacterium glutamicum. Debido a la alta importancia de las bacterias corineformes en la producción industrial, los procesos para la producción de L-aminoácidos que utilizan los microorganismos están continuamente experimentando mejoras. Por ejemplo, las mejoras se realizan para mejorar el proceso en relación a la agitación y la introducción de oxígeno, o composiciones del medio de cultivo, tales como concentración de azúcar durante la fermentación. Para mejorar la producción de L-aminoácidos de estos organismos, se utilizan ampliamente procesos de selección y procesos de selección de mutantes. Por ejemplo, existe un proceso de selección y utilización de microorganismos que son resistentes a antimetabolitos, tales como un derivado de isoleucina,

hidroxamato de isoleucina (Kisumi M et al., (1972) Journal of Bacteriology 110: 761-763) , un derivado de L-valina, 2tiazol alanina (Tsuchida T et al., (1975) Agricultural and Biological Chemistr y , Japan 39: 1319-1322) o un derivado de leucina, a-aminobutirato (Ambe-Ono Y et al., (1996) Bioscience Biotechnology Biochemistr y 60: 1386-1387) , o auxotróficos para metabolitos que tienen una relevancia reguladora y producen L-aminoácidos (Eva Radmacher et al., (2002) Applied and Environmental Microbiology, Vol. 68 p.2246-2250) .

Mientras tanto, uno de los aminoácidos de cadena ramificada, L-valina, se biosintetiza en un microorganismo partiendo de ácido pirúvico a través de ácido acetoláctico, ácido dihidroxi isovalérico y ácido cetoisovalérico. Estos metabolitos intermedios se producen mediante actividades catalíticas de la acetohidroxiácido sintasa, acetohidroxiácido isomeroreductasa, dihidroxiácido deshidratasa, y transaminasa B. Sin embargo, estas enzimas también están implicadas en la biosíntesis de L-isoleucina partiendo de ácido cetobutírico y ácido pirúvico, y la L-leucina también se biosintetiza a partir del metabolito intermedio, ácido cetoisovalérico a través del ácido 2isopropilmálico, ácido 3-isopropilmálico, y cetoisocaproico. Por lo tanto, dado que las enzimas utilizadas en los mecanismos biosintéticos de los aminoácidos de cadena ramificada, concretamente, L-valina, L-isoleucina, y Lleucine, son idénticas, es difícil producir sólo uno de los aminoácidos de cadena ramificada mediante fermentación industrial. Adicionalmente, tiene lugar la inhibición por retroalimentación por el producto final L-valina o derivados de la misma, lo cual dificulta la producción industrial en masa de L-valina.

Para resolver estos problemas, se han realizado muchos estudios para desarrollar microorganismos productores de L-valina con resistencia a L-valina o derivados de la misma para la producción de L-valina y se ejemplifican por un proceso que utiliza un microorganismo con resistencia a ácido D, L-aminobutírico (Patente Japonesa abierta a inspección No. S63-160592) , un proceso de utilización de un microorganismo que es resistente a tiazol alanina y auxotrófico para leucina, isoleucina, o treonina (Patente Japonesa abierta a inspección No. S52-116) , un proceso de utilización de un microorganismo con resistencia a aminoetilcisteína (Patente Japonesa abierta a inspección No. S58-2678) , un proceso de utilización de un microorganismo con resistencia a L-valina en un medio complementado con ácido acético y con sensibilidad a ácido pirúvico en un medio complementado de glucosa (Patente de Estados Unidos No. 5, 521, 074, Patente Coreana No. 1995-0005133) , un proceso de utilización de un microorganismo con resistencia a policétido (Patente Coreana No. 1996-0016871) o similares.

Sin embargo, los microorganismos productores de L-valina desarrollados actualmente son resistentes a únicamente un material individual o un material limitado de L-valina o derivados de la misma y, de este modo, aún existe la necesidad de desarrollar microorganismos productores de L-valina con una resistencia a varios materiales implicados en el control por retroalimentación de la biosíntesis de L-valina.

Por estas razones, los presentes inventores han empleado muchos esfuerzos por desarrollar microorganismos capaces de producir L-valina en un rendimiento superior que el resto de cepas convencionales. Como resultado, hallaron que una cepa mutante, obtenida de un microorganismo productor de ácido glutámico, produce L-valina con un rendimiento elevado y con resistencia a numerosos derivados de L-isoleucina y derivados de L-valina, específicamente, ácido a-aminobutírico (ABA) , a-hidroxivalina (AHV) , tiazol alanina (TA) , y norvalina (NV) , completando así la presente invención.

DESCRIPCIÓN RESUMIDA DE LA INVENCIÓN

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una cepa mutante KCCM11201P de Cor y nebacterium glutamicum productora de L-valina.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un proceso para producir L-valina utilizando la cepa mutante.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 muestra un mecanismo biosintético de L-valina como producto final de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIÓN PREFERIDAS

En una realización, la presente invención proporciona una cepa mutante KCCM11201P de Cor y nebacterium glutamicum productora de L-valina.

Tal como se utiliza en la presente invención, el término “L-valina” significa un L-aminoácido con una fórmula química (CH3) 2CHCH (NH2) COOH, que es uno de los aminoácidos esenciales y pertenece estructuralmente a los aminoácidos de cadena ramificada, junto con L-leucina y L-isoleucina.

Mientras tanto, la biosíntesis de L-valina en un microorganismo es tal como se muestra en la figura 1, en la que la L-valina se biosintetiza partiendo de ácido pirúvico a través de ácido acetoláctico, ácido dihidroxi isovalérico y ácido cetoisovalérico. Además, el mecanismo biosintético es catalizado por enzimas, tales como acetohidroxi ácido

sintasa, acetohidroxi ácido isomeroreductasa, dihidroxi ácido deshidratasa y transaminasa B. Sin embargo, estas enzimas se utilizan de manera idéntica en los mecanismos biosintéticos de los aminoácidos de cadena ramificada, en particular, L-valina, L-isoleucina y L-leucina, y, de este modo, es difícil producir sólo uno de los aminoácidos de cadena ramificada mediante fermentación industrial. En particular, tiene lugar la inhibición por retroalimentación mediante el producto final L-valina o derivados de la misma, lo cual dificulta la realización de la producción industrial en masa de L-valina. Para la resolución de este problema, la cepa mutante de la presente invención es un microorganismo nuevo que presenta resistencia a L-valina o derivados de la misma para eliminar la inhibición por retroalimentación, mostrando así una mayor producción de L-valina.

Preferiblemente, la cepa mutante de la presente invención puede presentar resistencia a valina o derivados de la misma, isoleucina o derivados de la misma.

Tal como se utiliza en la presente invención, el término “derivado” significa los compuestos conocidos que inducen la inhibición por retroalimentación con... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Cepa mutante KCCM11201P de Cor y nebacterium glutamicum productora de L-valina.

2. Cepa mutante KCCM11201P según la reivindicación 1, en la que la cepa mutante presenta resistencia a L-valina, L-isoleucina, a-aminobutírico (ABA) , a-hidroxivalina (AHV) , tiazol alanina (TA) y norvalina (NV) .

3. Proceso para producir L-valina, que comprende cultivar KCCM11201P según la reivindicación 1 en un medio de cultivo.

4. Proceso, según la reivindicación 3, que comprende además recuperar la L-valina del medio de cultivo de KCCM11201P.

5. Proceso, según la reivindicación 3, en el que el cultivo se realiza a una temperatura de 20 a 45°C bajo 10 condiciones aeróbicas durante 10 a 160 horas.

Figura 1


 

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