[go: up one dir, main page]

RU2266323C2 - Штамм бактерий sphingobacterium mizutae-32 - продуцент эндонуклеазы рестрикции spmi, узнающей и расщепляющей последовательность нуклеотидов 5'-ат'cgat-3' - Google Patents

Штамм бактерий sphingobacterium mizutae-32 - продуцент эндонуклеазы рестрикции spmi, узнающей и расщепляющей последовательность нуклеотидов 5'-ат'cgat-3' Download PDF

Info

Publication number
RU2266323C2
RU2266323C2 RU2003118019/13A RU2003118019A RU2266323C2 RU 2266323 C2 RU2266323 C2 RU 2266323C2 RU 2003118019/13 A RU2003118019/13 A RU 2003118019/13A RU 2003118019 A RU2003118019 A RU 2003118019A RU 2266323 C2 RU2266323 C2 RU 2266323C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strain
restriction endonuclease
enzyme
nucleotide sequence
spml
Prior art date
Application number
RU2003118019/13A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003118019A (ru
Inventor
Л.И. Пучкова (RU)
Л.И. Пучкова
Ю.В. Радионенко (RU)
Ю.В. Радионенко
Т.А. Ушакова (RU)
Т.А. Ушакова
В.Е. Репин (RU)
В.Е. Репин
Original Assignee
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" filed Critical Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор"
Priority to RU2003118019/13A priority Critical patent/RU2266323C2/ru
Publication of RU2003118019A publication Critical patent/RU2003118019A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2266323C2 publication Critical patent/RU2266323C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой штамм бактерий Sphingobacterium Mizutae-32, продуцирующий эндонуклеазу рестрикции, названную SpmI, которая узнает и расщепляет последовательность нуклеотидов 5'-AT'CGAT-3'. Штамм выделен из талой воды в результате поиска штаммов-продуцентов эндонуклеазы, способных проявлять высокую активность при низких температурах. Штамм способен расти при температуре 6°С, сохраняет стабильность в течение двух недель хранения при +20°С, а продуцируемый штаммом фермент гидролизует ДНК фага лямбда и Т7 при температуре 6-10°С. Выход фермента из 10 г клеток 300000 ед. акт. 2 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к поиску новых штаммов - продуцентов биологически активных веществ, перспективных для микробиологической промышленности и генной инженерии, и касается получения нового штамма, обладающего свойством роста при низких температурах и продуцирующего сайт-специфическую эндонуклеазу рестрикции, способную узнавать и расщеплять последовательность нуклеотидов 5'-ATCGAT-3'.
Психрофильные микроорганизмы мало изучены из-за их экстремальных условий обитания и трудности их выделения. Однако в настоящее время они привлекают все больше внимания ученых.
Эндонуклеаза рестрикции данной специфичности используется для исследования первичной структуры ДНК, физического картирования различных геномов и ранее не обнаружена в штаммах рода Sphingobacterium.
В настоящее время в литературе описаны изошизомеры данной эндонуклеазы рестрикции [3]. Однако ни один из них не выделялся из психрофильных микроорганизмов и не проявлял оптимума действия ниже 10°С.
Известны несколько штаммов [2-8], способных продуцировать эндонуклеазу рестрикции (сайт узнавания 5'-ATCGAT-3'). Однако ни один из них не относится к роду Sphingobacterium.
В литературе приводятся данные о выходе ферментов для некоторых изошизомеров [4-7]. Выход фермента ClaI из штамма Caryophanon latum L составляет 400 Е/г [6], BsmI из Bacillus species-12000 Е/г [7], а BspXI из Bacillus sphericus - 42000 Е/г [4]. Однако в последнем штамме содержатся два фермента, а не один, как в нашем штамме. Наличие нескольких эндонуклеаз рестрикции всегда затрудняет процесс выделения чистого препарата фермента.
Наиболее доступным и близким к заявляемому штамму является штамм В. Stearothermophilus 29, продуцирующий рестриктазу Bsa29I [3, 5], прототип.
Штамм культивируется при температуре 50°С. Фермент сохраняет активность от двух до шести месяцев хранения при -20°С. Выход фермента составляет 12000 ед/г препарата.
Недостатком данного штамма является невысокий выход эндонуклеазы рестрикции и отсутствие способности расти при низких температурах.
Технической задачей изобретения является получение штамма, продуцирующего эндонуклеазу рестрикции, узнающую и расщепляющую нуклеотидную последовательность 5'-ATCGAT-3', с высоким выходом фермента, стабильного при хранении и способного проявлять высокую активность при низкотемпературных условиях реакции.
Поставленная техническая задача решается выявлением и использованием штамма-продуцента сайт-специфической эндонуклеазы рестрикции SpmI.
В процессе анализа образцов талой воды был выделен штамм Sphingobacterium mizutae, являющийся продуцентом эндонуклеазы рестрикции, названной SpmI согласно общепринятой номенклатуре [1]. Штамм культивируется при низких температурах и является продуцентом эндонуклеазы рестрикции, обладающей высокой активностью при температуре 6-10°С. Фермент является изошизомером известной эндонуклеазы рестрикции ClaI [2], но отличается от выделенных ранее изошизомеров тем, что он более активен при низких температурах и полностью инактивируется при 50°С.
Согласно классификации Бердже этот род был описан еще в 1983 г. и включает 3 вида, выделенные из рода Flavobacterium [8].
Идентификацию проводят общепринятыми методами [9-10].
Штамм обладает следующими свойствами.
Палочки прямые, спор не образуют, грамотрицательные, неподвижные, каталазоположительные. Ферментируют лактозу и сахарозу. Растет на минимальной среде с лактозой. Колонии первоначально белые, непрозрачные, через несколько суток инкубации при комнатной температуре становятся желтыми. Индол не образует, желатину не гидролизует. Образует кислоту из углеводов в результате их окисления, газ не выделяет. Штамм утилизирует рамнозу и характеризуется отсутствием дезоксирибонулеазы; отсутствие образования кислоты при окислении маннитола, этанола и гликогена. Штамм относится к психрофильным микроорганизмам, не растет при 37°С, хорошо растет при температуре 6-20°С.
Вид идентифицирован по определителю [8] как штамм бактерии Sphingobacterium mizutae 32.
Полученный штамм Sphingobacterium mizutae 32 депонирован в НИИ ККМ Государственного Научного Центра вирусологии и биотехнологии "Вектор" под регистрационным номером В-907, а продуцируемая им рестриктаза названа SpmI согласно общепринятой номенклатуре.
Штамм хранится в лиофильном состоянии и в питательной среде с глицерином.
Для культивирования Sphingobacterium mizutae 32 применяют среду следующего состава (г/л): бактотриптон (Difco) 10.0, дрожжевой экстракт (Difco) 5.0, NaCl 5.0, рН 7.0-7.2.
Для получения препарата фермента штамм выращивают в поллитровых колбах в качалке при 200 об/мин и 12-14°С в течение 48 ч или в холодильнике при температуре 6°С. Клетки осаждают центрифугированием при 5000 об/мин и температуре 4-5°С. Выделение проводят путем хроматографической очистки на фосфоцеллюлозе Р-11 ("Whatman", Англия). Все операции по выделению SpmI проводят при температуре 4-5°С. Клетки суспендируют в буфере А (10 мМ калийфосфатный буфер рН 7.5, 7 мМ β-меркаптоэтанол, 0.1 мМ ЭДТА) из расчета 4 мл на 1 г биомассы и разрушают ультразвуком на дезинтеграторе ("MSE", Англия), затем осветляют центрифугированием на центрифуге J-21B ("Bekman", США) со скоростью 18000 об/мин в течение 30 мин. Экстракт наносят на колонку (1.6×14 см) фосфоцеллюлозы Р-11 ("Whatman", Англия), промывают буфером А и смывают фермент в градиенте концентрации NaCl (0.0-0.8 М). Фракции, содержащие рестриктазу, диализуют против буфера В (10 мМ трис-HCl рН 7,5, 1 мМ β-меркаптоэтанол, 0.1 мМ ЭДТА). Фракции с ферментом диализуют против 50%-ного раствора глицерина в буфере А.
Для электрофореза используют агарозу фирмы "Sigma", США. Рестрикционный анализ проводят в 20 мкл реакционной смеси, содержащей 10 мМ трис рН 7.5, 10 мМ MgCl2, 10 мМ NaCl, 1 мМ дитиотреитол (ДТТ) и 1 мкг ДНК λсI857 при температуре 6-10°С.
Выход фермента из 10 г клеток составляет 300000 ед. акт. За единицу активности (Е) принимают минимальное количество фермента, которое в течение 1 ч при температуре 6-10°С в оптимальных условиях полностью гидролизует 1 мкг ДНК фага λcI857.
Штамм является уникальным не только по наличию данной эндонуклеазы рестрикции, но и имеет дополнительные свойства. Клетки штамма способны расти при низких температурах, а фермент гидролизует ДНК фага лямбда и Т7 при температуре 6-10°С.
Определяющим отличием предлагаемого штамма от штамма-прототипа является:
- штамм относится к роду Sphingobacterium и растет при низких температурах,
- высокая продуктивность штамма, превышающая по данному показателю штамм-прототип,
- высокая стабильность фермента (сохранение активности в течение двух недель хранения при +20°С),
- широкий температурный оптимум работы фермента, в результате чего расширяется температурный спектр его использования в области низких температур.
Для определения узнаваемой последовательности нукпеотидов эндонуклеазой рестрикции SpmI проводят сравнение экспериментально полученных путем электрофореза в 1%-ном агарозном геле фрагментов, образующихся при гидролизе ДНК фага λсI857. Результаты сравнительного анализа позволяют сделать вывод, что данная эндонуклеаза рестрикции узнает последовательность нуклеотидов (5'-CTGCAG-3').
На фиг.1 представлена электрофореграмма продуктов гидролиза ДНК фага λсI857 ферментом Spml (дор.1), SpmI и Bsa29I (дор.2) Bsa29I (дор.3), (сайт узнавания 5'-ATCGAT-3') (дор.3).
Как видно из представленной фиг.1, идентичность полос расщепления при параллельном и совместном гидролизе подтверждает их изошизомерию.
Интерпретация полученных экспериментальных данных позволяет утверждать, что исследуемая эндонуклеаза рестрикции является изошизомером рестриктазы Bsa29I и может заменить его во всех молекулярно-биологических и генно-инженерных работах. Также установлено, что Bsa29I и SpmI и имеют общую точку расщепления и гидролизуют ДНК между нуклеотидами Т и С. Таким образом, впервые выделена эндонуклеаза рестрикции из психрофильного штамма, относящегося к роду Sphingobacterium, имеющая оптимальную температуру рестрикции 6-10°С.
Поскольку предлагаемый штамм получен впервые и никогда не использовался, можно сделать вывод о соответствии предлагаемого штамма критериям изобретения "новизна" и "изобретательский уровень".
Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.
Пример 1. Получение биомассы и выделение фермента. Перед началом работы клетки штамма-продуцента пересевают бактериологической петлей на агаризованную среду. Косяки помещают в холодильник при температуре 10±2°С. После 42 ч инкубации подросшие клетки пересевают в колбы со свежей питательной средой.
Культивирование проводят в холодильном шкафу "MSE, Англия" при 10±2°С с аэрацией, при перемешивании 200 об/мин. Клетки собирают центрифугированием на центрифуге J-21 при 5000 об/мин и температуре 4-5°С. Дезинтеграцию, выделение и очистку проводят при описанной выше методике.
Пример 2. Определение специфичности и активности фермента. Специфичность фермента определяют по картине параллельного и совместного гидролиза ДНК Фага лямбда (фиг.1). Идентичность картин гидролиза на 1-3 дорожках говорит о том, что эти ферменты узнают и расщепляют одинаковую последовательность нуклеотидов 5'-ATCGAT-3'.
Пример 3. Определение влияния температуры на активность фермента. Гидролиз ДНК фага лямбда проводят в стандартных условиях, но при различных температурах от 6 до 50°С в течение 60 мин. Фермент полностью инактивируется при 50°С, сохраняет свою активность при 37°С, максимальная активность наблюдается при температуре 6-10°С (фиг.2, табл.1).
Таблица
Сохранение активности рестриктазы SpmI при разных температурах инкубации
№п/п Температура инкубации, °С Наличие полного гидролиза *
1 6 +
2 10 +
3 20 ±
4 37 ±
5 50 -
* - Гидролиз проводят в стандартных условиях с 1 мкг ДНК λсI857, в течение 1 ч
Поскольку эндонуклеаза рестрикции SpmI имеет сайт узнавания AT^CGAT, идентичный сайту узнавания эндонуклеазы рестрикции Bsa29I, которая также является изошизомером ClaI, она может заменить прототип во всех генно-инженерных работах.
Пример 4. Культивирование штамма. Клетки штамма-продуцента пересевают бактериологической петлей на скошенную агаризованную среду. Культуру на скошенном агаре помещают в термостат на 37±2°С. После 48 ч инкубации роста клеток не наблюдают.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Roberts R.J., Belfort M., Bestor Т., Bhagwat A.S., Bickle T.A., Bitinaite J. // Nucleic Acids Res. - 2003. - V.31. - P.1805-1812.
2. Kessler C., Neumaier P.S., Wolf W., (1985) Gene, vol. 33, pp.1-102.
3. Roberts R.J., Vincze Т., Posfai J., Macelis D. // Nucleic Acids Res. - 2003. - V.31 - P.418-420.
4. Zieger M., Patillon M., Roizes G., Lerouge Т., Dupret D., Jeltsch, J.M.// Nucleic Acids Res - 1987. - V.15 - P.3919.
5. Repin V., Lebedev L., Puchkova L., Serov G., Terechenko Т., Chizikov V., Andreeva I.// Gene. - 1995. - V.157. - №1-2. - P.321-322.
6. Mayer, H., Grosschedl, R., Schutte, H., Hobom, G., Nucleic Acids Res., - 1981. - vol.9, p.4833-4845.
7. Суджювене О.Ф., Тарасов А.П. // Мол. генет. микробиол. вирусология, 1987. №4, с.19-22.
8. Определитель бактерий Берджи. В 2-х т. Т.1; Пер. с англ./ Под ред. Дж.Хоулта, H.Крига, П.Снита, Дж.Стейли, С.Уилльямса. - M.: Мир, 1997. - 432 с.
9. Методы общей бактериологии: Пер. с англ./ Под ред. Ф.Герхардта и др. - M.: Мир, 1984. - 264 с.
10. А.С.Лабинская. Микробиология с техникой микробиологических исследований - M.: Медицина, 1972. - 479 с.

Claims (1)

  1. Штамм бактерий Sphingobacterium mizutae-32, депонированный в НИИ коллекции культур микроорганизмов ГНЦ ВБ "Вектор" под №В-907 - продуцент эндонуклеазы рестрикции Spml, узнающей и расщепляющей последовательность нуклеотидов 5'-AT'CGAT-3'.
RU2003118019/13A 2003-06-16 2003-06-16 Штамм бактерий sphingobacterium mizutae-32 - продуцент эндонуклеазы рестрикции spmi, узнающей и расщепляющей последовательность нуклеотидов 5'-ат'cgat-3' RU2266323C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003118019/13A RU2266323C2 (ru) 2003-06-16 2003-06-16 Штамм бактерий sphingobacterium mizutae-32 - продуцент эндонуклеазы рестрикции spmi, узнающей и расщепляющей последовательность нуклеотидов 5'-ат'cgat-3'

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003118019/13A RU2266323C2 (ru) 2003-06-16 2003-06-16 Штамм бактерий sphingobacterium mizutae-32 - продуцент эндонуклеазы рестрикции spmi, узнающей и расщепляющей последовательность нуклеотидов 5'-ат'cgat-3'

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003118019A RU2003118019A (ru) 2004-12-10
RU2266323C2 true RU2266323C2 (ru) 2005-12-20

Family

ID=35869797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003118019/13A RU2266323C2 (ru) 2003-06-16 2003-06-16 Штамм бактерий sphingobacterium mizutae-32 - продуцент эндонуклеазы рестрикции spmi, узнающей и расщепляющей последовательность нуклеотидов 5'-ат'cgat-3'

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2266323C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593723C1 (ru) * 2015-05-19 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "СибЭнзайм" ШТАММ БАКТЕРИЙ Plantibacter flavus 3Kz - ПРОДУЦЕНТ МЕТИЛЗАВИСИМОЙ САЙТ-СПЕЦИФИЧЕСКОЙ ЭНДОНУКЛЕАЗЫ PfsI

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1544802A1 (ru) * 1988-05-04 1990-02-23 Всесоюзный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Штамм бактерий BacILLUS тнURINGIеNSIS - продуцент рестриктазы изошизомера
SU1648976A1 (ru) * 1989-07-12 1991-05-15 Институт Биологической И Медицинской Химии Амн Ссср Штамм бактерий АснRомовастеR aGILe - продуцент рестриктазы AaG 525 I

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1544802A1 (ru) * 1988-05-04 1990-02-23 Всесоюзный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Штамм бактерий BacILLUS тнURINGIеNSIS - продуцент рестриктазы изошизомера
SU1648976A1 (ru) * 1989-07-12 1991-05-15 Институт Биологической И Медицинской Химии Амн Ссср Штамм бактерий АснRомовастеR aGILe - продуцент рестриктазы AaG 525 I

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ROBERTS R.J. et al. REBASE: restriction enzymes, and methyltrans ferases. Nuelere acids res. 2003, v.31, № 1, p.418-420. REPIN V. et al. New restriction endonucleases from thermophilie soil bacteria. Gene. 1995, v. 157, p.321-322. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593723C1 (ru) * 2015-05-19 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "СибЭнзайм" ШТАММ БАКТЕРИЙ Plantibacter flavus 3Kz - ПРОДУЦЕНТ МЕТИЛЗАВИСИМОЙ САЙТ-СПЕЦИФИЧЕСКОЙ ЭНДОНУКЛЕАЗЫ PfsI

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pant et al. Production, optimization and partial purification of protease from Bacillus subtilis
Rakaz et al. Isolation, Extraction, Purification, and Molecular Characterization for Thermostable α‐Amylase from Locally Isolated Bacillus Species in Sudan
RU2288263C2 (ru) Штамм bacillus coagulans sim-7 dsm 14043 для получения l(+)-лактата и способ получения l(+)-лактата
Sneha et al. Isolation and screening of protease producing bacteria from marine waste
RU2266323C2 (ru) Штамм бактерий sphingobacterium mizutae-32 - продуцент эндонуклеазы рестрикции spmi, узнающей и расщепляющей последовательность нуклеотидов 5'-ат'cgat-3'
RU2073717C1 (ru) Штамм бактерий bacillus schlegelii - продуцент эндонуклеазы рестрикции, узнающей и расщепляющей последовательность нуклеотидов 5' - ccnnnnnnn gg-3'
Odu et al. Protease production capabilities of Micrococcus luteus and Bacillus species isolated from abattoir environment
RU2500811C1 (ru) Рекомбинантный штамм бактерий bacillus subtilis - продуцент фосфолипазы с
RU2115728C1 (ru) Штамм бактерии bacillus stearothermophilus - продуцент эндонуклеазы рестрикции, узнающей и расщепляющей последовательность нуклеотидов 5'-ggtnacc-3'
JPH02255081A (ja) プロテアーゼ生産菌、該菌体から産生したプロテアーゼ、及びその精製方法
RU2302459C2 (ru) ШТАММ БАКТЕРИИ Arthrobacter species Mn372-ПРОДУЦЕНТ ЭНДОНУКЛЕАЗЫ РЕСТРИКЦИИ Asi372I, УЗНАЮЩЕЙ И РАСЩЕПЛЯЮЩЕЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ НУКЛЕОТИДОВ 5`-ATGCAT-3`
Mahesh et al. Optimization for the production of extracellular alkaline phosphatase from Proteus mirabilis
RU2500812C1 (ru) Рекомбинантный штамм бактерий bacillus licheniformis - продуцент термостабильной липазы
RU2046142C1 (ru) Штамм бактерий bacillus pumilus - продуцент эндонуклеазы рестрикции ври 19 1
RU2135581C1 (ru) Штамм бактерий streptomyces sp. st-12 - продуцент эндонуклеазы рестрикции, узнающей и расщепляющей последовательность нуклеотидов 5'- ctgcag -3'
RU2270859C1 (ru) ШТАММ БАКТЕРИЙ BACILLUS SUBTILIS - ПРОДУЦЕНТ ЭНДОНУКЛЕАЗЫ РЕСТРИКЦИИ Bisi
Kannaiyram et al. Production and characterization of alkaline phosphatase produced by Bacillus Species
RU2021373C1 (ru) Штамм бактерий bacillus pumilus, продуцирующий эндонуклеазу рестрикции, узнающую и расщепляющую последовательность нуклеотидов 5` = cctnagc-3`
RU2057806C1 (ru) Штамм бактерий bacillus coagulans - продуцент эндонуклеазы рестрикции, узнающей и расщепляющей последовательность нуклеотидов 5'-gatnnnnatc-3'
RU2040540C1 (ru) Штамм бактерий bacillus coagulans - продуцент сайт - специфическойй эндокуклазы, способной узнать и расщеплять последовательность нуклеотидов 5'- ct (a/g) (t/c)ag - 3'
RU2053299C1 (ru) Штамм бактерий bacillus badius - продуцент эндонуклеазы рестрикции, узнающей и расщепляющей последовательность нуклеотидов 5'-(a/t)ccgg(a/t)-3'
SU1095645A1 (ru) Способ получени эндонуклеазы рестрикции
RU2037522C1 (ru) Штамм бактерий bacillus species - продуцент эндонуклеазы рестрикции, способной узнавать и расщеплять последовательность нуклеотидов 5`-(a/g) ccgg (t/c)-3`
SU1694647A1 (ru) Штамм бактерий BacILLUS вRеVIS - продуцент рестриктазы В @ 12 I
RU2054040C1 (ru) Штамм бактерий bacillus coagulans - продуцент сайт - специфической эндонуклазы, способной узнавать и расщеплять последовательность нуклеотидов 5′-ctcttc-3′

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140617