DE102005010804A1 - Process for the preparation of optically active alcohols - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven Alkanolen der Formel I, DOLLAR F1 worin DOLLAR A n für einen ganzzahligen Wert von 0 bis 5 steht, DOLLAR A Cyc für einen gegebenenfalls substituierten, ein- oder mehrkernigen, gesättigten oder ungesättigten, carbocyclischen oder heterocyclischen Ring steht, und DOLLAR A R·1· für Halogen, SH, OH, NO¶2¶, NR·2·R·3· oder NR·2·R·3·R·4+·X·-· steht, wobei R·2·, R·3· und R·4· unabhängig voneinander für H oder einen Niedrigalkyl- oder Niedrigalkoxy-Rest stehen und X·-· für ein Gegenion steht, DOLLAR A wobei man in einem Alkanon der Formel II, DOLLAR F2 worin n, Cyc und R·1· die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, DOLLAR A enthaltenden Medium, ein Enzym (E), ausgewählt aus den Klassen der Dehydrogenasen, Aldehydreduktasen und Carbonylreduktasen, inkubiert in Gegenwart von Reduktionsäquivalenten, wobei die Verbindung der Formel II zur Verbindung der Formel I enzymatisch reduziert wird, und die im Laufe der Reaktion verbrauchten Rduktionsäquivalente durch Umsetzen eines Opfer-Alkohols zum entsprechenden Opfer-Keton mit Hilfe des Enzyms (E) wieder regeneriert werden und das Opfer-Keton zumindest partiell aus dem Reaktionsmedium entfernt wird, und man das gebildete Produkt (I) isoliert.A process for the preparation of optically active alkanols of the formula I, DOLLAR F1 in which DOLLAR A n is an integer from 0 to 5, DOLLAR A Cyc is an optionally substituted, mono- or polynuclear, saturated or unsaturated, carbocyclic or heterocyclic ring, and DOLLAR AR · 1 · is halogen, SH, OH, NO¶2¶, NR · 2 · R · 3 or NR · 2 · R · 3 · R · 4 + · X · - ·, where R · 2 R, R 3 and R 4 independently of one another are H or a lower alkyl or lower alkoxy radical and X is a counterion, DOLLAR A being embedded in an alkanone of the formula II, DOLLAR F 2 in which n, Cyc and R · 1 · have the meanings given above, DOLLAR A containing medium, an enzyme (E) selected from the classes of dehydrogenases, aldehyde reductases and carbonyl reductases, incubated in the presence of reducing equivalents, wherein the compound of formula II to the compound of formula I is reduced enzymatically, and in the course of Reacti On used Rduktionsäquivalente be regenerated by reacting a sacrificial alcohol to the corresponding sacrificial ketone with the aid of the enzyme (E) and the sacrificial ketone is at least partially removed from the reaction medium, and the product isolated (I).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven Alkanolen durch enzymatische Reduktion der entsprechenden Ketone, insbesondere die Herstellung von (1S)-3-Methylamino-1-(2-thienyl)-propan-1-ol und (1S)-3-Chlor-1-(2-thienyl)-propan-1-ol.The The present invention relates to a process for the preparation of optically active alkanols by enzymatic reduction of the corresponding Ketones, in particular the preparation of (1S) -3-methylamino-1- (2-thienyl) -propan-1-ol and (1S) -3-chloro-1- (2-thienyl) -propan-1-ol.
(1S)-3-Methylamino-1-(2-thienyl)-propan-1-ol ("Duloxetinealkohol") ist Baustein in der Duloxetine-Synthese. Duloxetine® ist ein Pharmawirkstoff, der sich momentan in der Zulassung befindet und im Indikationsgebiet Depression und Inkontinenz eingesetzt werden soll.(1S) -3-Methylamino-1- (2-thienyl) -propan-1-ol ("duloxetine alcohol") is a building block in the duloxetine synthesis. Duloxetine ® is an active pharmaceutical ingredient that is currently being approved and is to be used in the indication area depression and incontinence.
EP-B-0273658 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung der korrespondierenden Base von Duloxetine durch Umsetzung von 2-Acetylthiophen in einer Mannich-Reaktion mit Formaldehyd und Dimethylamin, Reduktion der Ketogruppe der dabei erhaltenen Mannich-Base zum racemischen (S)-3-N,N-Dimethylamino-1-(thien-2-yl)propan-1-ol, Veretherung der Alkoholfunktion mit Naphthylfluorid und schließlich Umwandlung der Dimethylamino-Gruppe in eine Methylamino-Funktion. Das gewünschte Enantiomer des Naphtylethers erhält man durch Einsatz chiraler Ausgangsmaterialien oder durch Racemattrennung auf der Stufe des Endprodukts, beispielsweise über die Salze mit optisch aktiven Säuren oder Chromatographie an einer chiralen stationären Phase.EP-B-0273658 describes a method for producing the corresponding Base of duloxetine by reaction of 2-acetylthiophene in one Mannich reaction with formaldehyde and dimethylamine, reduction of Keto group of the resulting Mannich base to racemic (S) -3-N, N-dimethylamino-1- (thien-2-yl) propan-1-ol, Etherification of alcohol function with naphthyl fluoride and finally conversion of the Dimethylamino group in a methylamino function. The desired enantiomer of the naphthyl ether by using chiral starting materials or by racemate separation at the stage of the final product, for example via the salts with optically active acids or chromatography on a chiral stationary phase.
US-5,362,886 beschreibt ein analoges Verfahren, bei dem das nach Reduktion der Ketogruppe erhaltene racemische Propanol mit S-Mandelsäure versetzt wird. Das hierbei erhaltene S-Enantiomer des Alkohols wird in die nachfolgenden Reaktionsstufen eingesetzt.US 5,362,886 describes an analogous method, in which after reduction of the Keto group obtained racemic propanol with S-mandelic acid becomes. The resulting S-enantiomer of the alcohol is in the used subsequent reaction stages.
EP-A-0457559 beschreibt ebenfalls ein der EP-B-0273658 analoges Verfahren. Hierbei wird die Ketogruppe der Mannich-Base mit dem asymmetrischen Reduktionssystem LAH-Icb (Lithiumaluminiumhydrid-[(2R,2S)-(–)-4-Dimethylamino-1,2-diphenyl-3-methyl-2-butanol]) zum Alkohol in Form des S-Enantiomers reduziert. Nachteilig hierbei ist neben den Kosten die Empfindlichkeit des Reduktionssystems LAH-Icb, das nur wenige Minuten stabil ist.EP-A-0457559 also describes a method analogous to EP-B-0273658. in this connection becomes the keto group of Mannich base with the asymmetric reduction system LAH-Icb (lithium aluminum hydride - [(2R, 2S) - (-) - 4-dimethylamino-1,2-diphenyl-3-methyl-2-butanol]) to the alcohol reduced in the form of the S-enantiomer. The disadvantage here is next the cost the sensitivity of the reduction system LAH-Icb, the only a few minutes is stable.
W. J. Wheeler und F. Kuo beschreiben in Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals, Band XXXVI, Nr. 3, Seite 213 bis 223 ein Verfahren zur Herstellung von Duloxetine. Hierzu wird Thiophen-2-carbonsäurechlorid in einer Stille-Kopplung mit Vinyl-tri-n-butylstannan in Gegenwart katalytischer Mengen Benzylchlor-bis(triphenylphosphin)palladium(II) in DMPU (Dimethylpropylenharnstoff) zu 1-(Thien-2-yl)-propenon der Formel (V) umgesetzt, welches anschließend durch Behandlung mit Chlorwasserstoff in 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-on der Formel (VI) überführt wird. Das so erhaltene Chlorpropanon wird anschließend unter Verwendung eines chiralen Oxazaborylidins und BH3 zu (S)-3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-ol der Formel (VII) reduziert. Der so erhaltene Alkohol wird durch sukzessive Umsetzung mit Natriumiodid und anschließend mit Methylamin in (S)-3-Methylamino-1-(thien-2-yl)-propan-1-ol überführt. Durch nachfolgende sukzessive Umsetzung mit Natriumhydrid, 1-Fluornaphthalin und Chlorwasserstoff erhält man Duloxetine in Form des Hydrochlorids.
- Hal = Halogen
- Hal = halogen
T. Stillger et al. beschreiben in Chemie Ingenieur Technik (74) Seiten 1035-1039, 2002 substratgekoppelte Cofaktorregenerierungsverfahren zur enzymatischen enantioselektiven Reduktion von 5-Oxohexansäureethylester zu (S)-5-Hydroxyhexansäureethylester.T. Stillger et al. describe in chemistry engineer technique (74) pages 1035-1039, 2002, substrate-coupled cofactor regeneration methods for the enzymatic enantioselective reduction of 5-oxohexanoic acid ethyl ester to (S) -5-hydroxyhexanoic acid ethyl ester.
Kurze Beschreibung der Erfindung:Short description of Invention:
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg zur stereospezifischen Reduktion von substituierten Alkanonen, wie dem 3-Methylamino-1-(2-thienyl)-propanon und dem 3-Chlor-1-(2-thienyl)-propanon, zu finden, wobei das Reaktionsverfahren auf kostengünstigem Weg möglichst quantitativ zum Produkt führen sollte.Of the The invention therefore an object of the invention, a way to stereospecific Reduction of substituted alkanones, such as 3-methylamino-1- (2-thienyl) -propanone and 3-chloro-1- (2-thienyl) -propanone, the reaction procedure on inexpensive Way possible quantitatively lead to the product should.
Diese Aufgabe wurde durch den überraschenden Befund gelöst, dass Enzyme mit Dehydrogenase-Aktivität, insbesondere solche, die aus Mikroorganismen der Gattung Azoarcus herstellbar sind, zur stereospezifischen Katalyse der obigen Reaktion unter gleichzeitiger Cofaktorregenerierung befähigt sind.These Task was by the surprising Findings resolved, that enzymes with dehydrogenase activity, especially those that can be produced from microorganisms of the genus Azoarcus, to the stereospecific Catalysis of the above reaction with simultaneous cofactor regeneration capable are.
Ein
erster Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von optisch aktiven-Alkanolen der Formel I worin
n für einen
ganzzahligen Wert von 0 bis 5 steht;
Cyc für einen gegebenenfalls substituierten,
ein- oder mehrkernigen, gesättigten
oder ungesättigten,
carbocyclischen oder heterocyclischen Ring steht, und
R1 für
Halogen, SH, OH, NO2, NR2R3 oder NR2R3R4+X– steht,
wobei R2, R3 und
R4 unabhängig
voneinander für H
oder einen Niedrigalkyl- oder Niedrigalkoxy-Rest stehen und X– für ein Gegenion
steht,
wobei man in einem Alkanon der Formel II worin n, Cyc und R1 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen,
enthaltenden
Medium, ein Enzym (E), ausgewählt
aus den Klassen der Dehydrogenasen, Aldehydreduktasen und Carbonylreduktasen,
inkubiert in Gegenwart von Reduktionsäquivalenten, wobei die Verbindung
der Formel II zur Verbindung der Formel I enzymatisch reduziert
wird, und die im Laufe der Reaktion verbrauchten Reduktionsäquivalente
durch Umsetzen eines Opfer-Alkohols zum entsprechenden Opfer-Keton
mit Hilfe des Enzyms (E) wieder regeneriert werden und das Opfer-Keton
zumindest partiell aus dem Reaktionsmedium entfernt wird, und man
das gebildete Produkt (I) isoliert Erfindungsgemäß geeignete Enzyme (E) sind
insbesondere die Enzyme der Familien der Aldo-Keto-Reduktasen der
Aldo-Keto-Reduktase-Superfamily (K.M.Bohren, B.Bullock, B.Wermuth
und K.H.Gabbay J.Biol. Chem. 1989, 264, 9547-9551) und der kurzkettigen
Alkoholdehydrogenasen/Reduktasen (shortchain alcohol dehydrogenases/reductases
[SDR]) zählen.
Die letztere Enzymgruppe ist ausführlich beschrieben zum Beispiel
bei H.Jörnvall,
B.Persson, M.Krook, S.Atrian, R.Gonzalez-Duarte, J.Jeffery und D.Ghosh,
Biochemistry, 1995, 34, S. 6003-6013 oder U.Oppermann, C.Filling,
M.Hult, N.Shafqat, X.Q.Wu, M.Lindh, J.Shafqat, E.Nordling, Y.Kallberg,
B.Persson und H.Jornvall, Chemico-Biological Interactions, 2003,
143, S. 247-253. Innerhalb dieser genannten Enzymklassen sind die
kurzkettigen Alkoholdehydrogenasen besonders gut geeignet.A first subject of the invention relates to a process for the preparation of optically active alkanols of the formula I. wherein
n is an integer from 0 to 5;
Cyc is an optionally substituted, mono- or polynuclear, saturated or unsaturated, carbocyclic or heterocyclic ring, and
R 1 is halogen, SH, OH, NO 2, NR 2 R 3 or NR 2 R 3 R 4+ X -, where R 2, R 3 and R 4 are independently H or a lower alkyl or lower alkoxy radical and X - stands for a counterion,
wherein in an alkanone of formula II in which n, Cyc and R 1 have the meanings given above,
containing medium, an enzyme (E) selected from the classes of dehydrogenases, aldehyde reductases and carbonyl reductases, incubated in the presence of reducing equivalents, wherein the compound of formula II is enzymatically reduced to the compound of formula I, and the reduction equivalents consumed in the course of the reaction Reacting a sacrificial alcohol to the corresponding sacrificial ketone with the aid of the enzyme (E) be regenerated and the sacrificial ketone is at least partially removed from the reaction medium, and the product (I) formed in accordance with the invention suitable enzymes (E) are in particular the enzymes of the families of aldo-keto-reductases of the aldo-keto-reductase superfamily (KMBohren, B.Bullock, B.Wermuth and KHGabbay J.Biol. Chem. 1989, 264, 9547-9551) and the short-chain alcohol dehydrogenases / reductases (shortchain alcohol dehydrogenases / reductases [SDR]). The latter enzyme group is described in detail, for example, in H.Jörnvall, B.Persson, M.Krook, S.Atrian, R. Gonzalez-Duarte, J.Jeffery and D.Ghosh, Biochemistry, 1995, 34, pp. 6003-6013 or U. Oppermann, C. Filling, M. Hult, N. Shafqat, XQWu, M. Lindh, J. Shafqat, E. Nordling, Y. Kallberg, B.Persson and H.Jornvall, Chemico-Biological Interactions, 2003, 143, pp. 247-253. Within these enzyme classes mentioned, the short-chain alcohol dehydrogenases are particularly well suited.
Eine besonders geeignete Ausführungsform der Erfindung ist die Verwendung von Enzymen (E) im o.g. Verfahren, wobei E eine Polypeptidsequenz
- (i) SEQ ID NO: 2 oder
- (ii) bei der bis zu 25% der Aminosäurereste gegenüber SEQ ID NO:2 durch Deletion, Insertion, Substitution oder einer Kombination davon verändert sind und die noch mindestens 50% der enzymatischen Aktivität von SEQ ID NO:2 besitzt, besitzt.
- (i) SEQ ID NO: 2 or
- (ii) wherein up to 25% of the amino acid residues are altered from SEQ ID NO: 2 by deletion, insertion, substitution or a combination thereof and which still has at least 50% of the enzymatic activity of SEQ ID NO: 2.
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
dient das Verfahren zur Herstellung von Derivaten des 1-(2-thienyl)-(S)-propanol
der Formel III wobei R1 =
Cl oder NHCH3 bedeuten,
wobei man in
einem ein Derivat des 1-(2-thienyl)-propanons der Formel IV enthaltenden Medium diese
Verbindung zur Verbindung der Formel III enzymatisch reduziert wird,
und man das in im Wesentlichen enantiomerenreiner Form gebildete
Produkt isoliert.In a particularly preferred embodiment, the process is used to prepare derivatives of 1- (2-thienyl) - (S) -propanol of the formula III where R 1 = Cl or NHCH 3 ,
wherein one in a derivative of 1- (2-thienyl) -propanone of the formula IV containing medium, this compound is enzymatically reduced to the compound of formula III, and isolated the product formed in substantially enantiomerically pure form.
Vorzugsweise verwendet man bei diesen Verfahren ein Enzym mit Dehydrogenase-Aktivität, das aus Mikroorganismen der Gattungen Azoarcus, Azonexus, Azospira, Azovibrio, Dechloromonas, Ferribacterium, Petrobacter, Propionivibrio, Quadricoccus, Rhodocyclus, Sterolibacterium, Thauera und Zoogloea herstellbar ist.Preferably In these methods, an enzyme having dehydrogenase activity derived from microorganisms is used genera Azoarcus, Azonexus, Azospira, Azovibrio, Dechloromonas, Ferribacterium, Petrobacter, Propionivibrio, Quadricoccus, Rhodocyclus, Sterolibacterium, Thauera and Zoogloea can be produced.
Besonders bevorzugt werden Dehydrogenasen aus Arten der Gattung Azoarcus.Especially Dehydrogenases from species of the genus Azoarcus are preferred.
Aufgrund ihrer Aminosäuresequenz kann man die Phenylethanol-Dehydrogenase aus Azoarcus sp EbN1 zu den kurzkettigen Alkoholdehydrogenasen/Reduktasen (shortchain alcohol dehydrogenases/reductases [SDR]) zählen. Die Enzymgruppe ist ausführlich beschrieben zum Besipiel bei H.Jörnvall, B.Persson, M.Krook, S.Atrian, R.Gonzalez-Duarte, J.Jeffery und D.Ghosh, Biochemistry, 1995, 34, S. 6003-6013 oder U.Oppermann, C.Filling, M.Hult, N.Shafqat, X.Q.Wu, M.Lindh, J.Shafqat, E.Nordling, Y.Kallberg, B.Persson und H.Jornvall, Chemico-Biological Interactions, 2003, 143, S. 247-253. Innerhalb der Gruppe der SDR können sich die Aminosäuresequenzen der einzelnen Vertreter stark voneinander unterscheiden. Dennoch ist bekannt, dass be stimmte Aminosäuren oder Aminosäurenbereiche innerhalb der Gruppe der SDR stark konserviert sind. In C.Filling, K.D.Berndt, J.Benach, S.Knapp, T.Prozorovski, E.Nordling, R.Ladenstein, H.Jornvall und U.Oppermann, Journal of Biological Chemistry, 2002, 277, S. 25677-25684 sind wichtige konservierte Bereiche der SDR beschrieben.by virtue of their amino acid sequence you can use the phenylethanol dehydrogenase from Azoarcus sp EbN1 too the short-chain alcohol dehydrogenases / reductases (shortchain alcohol dehydrogenases / reductases [SDR]). The enzyme group is described in detail for example with H.Jörnvall, B. Persson, M. Krook, S.Atrian, R. Gonzalez-Duarte, J.Jeffery and D.Ghosh, Biochemistry, 1995, 34, pp. 6003-6013 or U. Oppermann, C. Filling, M.Hult, N.Shafqat, X.Q.Wu, M.Lindh, J.Shafqat, E.Nordling, Y.Kallberg, B.Persson and H.Jornvall, Chemico-Biological Interactions, 2003, 143, pp. 247-253. Within the group of SDR, the amino acid sequences may be the individual representative differ greatly. Yet It is known that certain amino acids or amino acid regions within the group of SDR are highly conserved. In C. Filling, K.D.Berndt, J.Benach, S.Knapp, T.Prozorovski, E.Nordling, R.Ladenstein, H.Jornvall and U. Oppermann, Journal of Biological Chemistry, 2002, 277, pp. 25677-25684 are important conserved regions of SDR described.
Beispiele für Azoarcus-Arten sind Azoarcus anaerobius, Azoarcus buckelii, Azoarcus communis, Azoarcus evansii, Azoarcus indigens, Azoarcus toluclasticus, Azoarcus tolulyticus, Azoarcus toluvorans, Azoarcus sp., Azoarcus sp. 22Lin, Azoarcus sp. BH72, Azoarcus sp. CC-11, Azoarcus sp. CIB, Azoarcus sp. CR23, Azoarcus sp. EB1, Azoarcus sp. EbN1, Azoarcus sp. FL05, Azoarcus sp. HA, Azoarcus sp. HxN1, Azoarcus sp. mXyN1, Azoarcus sp. PbN1, Azoarcus sp. PH002, Azoarcus sp. T und Azoarcus sp. ToN1.Examples for Azoarcus species are Azoarcus anaerobius, Azoarcus buckelii, Azoarcus communis, Azoarcus evansii, Azoarcus indigens, Azoarcus toluclasticus, Azoarcus tolulyticus, Azoarcus toluvorans, Azoarcus sp., Azoarcus sp. 22Lin, Azoarcus sp. BH72, Azoarcus sp. CC-11, Azoarcus sp. CIB, Azoarcus sp. CR23, Azoarcus sp. EB1, Azoarcus sp. EbN1, Azoarcus sp. FL05, Azoarcus sp. HA, Azoarcus sp. HxN1, Azoarcus sp. mXyN1, azoarcus sp. PbN1, Azoarcus sp. PH002, Azoarcus sp. T and Azoarcus sp. TON1.
Besonders bevorzugt verwendet man Dehydrogenasen aus Azoarcus sp EbN1.Especially Dehydrogenases from Azoarcus sp EbN1 are preferably used.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist das Enzym mit Dehydrogenase-Aktivität ausgewählt unter Enzymen, welche eine Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID NO:2 umfassen oder eine davon abgeleitete Sequenz, 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 durch eine Deletion, eine Substitution eine Insertion oder eine Kombination aus Deletion, Substitution und Insertion verändert worden sind, wobei die gegenüber SEQ ID NO:2 veränderten Polypeptidsequenzen noch mindestens 50%, bevorzugt 65%, besonders bevorzugt 80%, insbesondere mehr als 90 % der enzymatischen Aktivität von SEQ ID NO:2 besitzten. In diesem Zusammenhang soll unter enzymatische Aktivität von SEQ ID NO:2 die Fähigkeit verstanden werden, die Ketone der Formel (IV) mit R1 = Cl enantioselektiv zu dem (S)-Alkohol mit der allgemeinen Formel (III) zu reduzieren. Die genauen Bedingungen zur Ermittlung der enzymatischen Aktivität sind in Beispiel 3 und 4 wiedergegeben.In a particularly preferred embodiment of the method, the enzyme with dehydrogenase activity is selected from enzymes which comprise an amino acid sequence according to SEQ ID NO: 2 or a sequence derived therefrom 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 by a deletion, a substitution one to 15% Insertion or a combination of deletion, substitution and insertion have been modified, wherein the SEQ ID NO: 2 modified polypeptide sequences nor at least 50%, preferably 65%, more preferably 80%, in particular more than 90% of the enzymatic activity of SEQ ID NO : 2 own. In this context, the enzymatic activity of SEQ ID NO: 2 is to be understood as the ability to reduce the ketones of the formula (IV) with R 1 = Cl enantioselectively to the (S) -alcohol having the general formula (III). The exact conditions for determining the enzymatic activity are given in Examples 3 and 4.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird unter Zugabe von Reduktionsäquivalenten, insbesondere von NADH oder NADPH, durchgeführt. Zur Regenerierung der bei der Reaktion verbrauchten Reduktionsäquivalente wird ein Opfer-Alkohol, bevorzugt 1- sopropanol, 2-Butanol, 2-Pentanol, 2-Hexanol, 3-Hexanol eingesetzt, der unter den Reaktionsbedingungen durch das Enzym (E) zu dem entsprechenden Opfer-Keton oxidiert wird.The inventive method is added with the addition of reduction equivalents, especially from NADH or NADPH. For the regeneration of Reduction equivalents used in the reaction become a sacrificial alcohol, preferably 1-propanol, 2-butanol, 2-pentanol, 2-hexanol, 3-hexanol used under the reaction conditions by the enzyme (E) to the corresponding Sacrificial ketone is oxidized.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der zugesetzte Opfer-Alkohol nicht nur zur Regenerierung der verbrauchten Reduktionsäquivalente eingesetzt, sondern auch als Co-Lösungsmittel. Man arbeitet bevorzugt in einem flüssigen 2-Phasensystem, wobei die eine Phase aus Wasser oder mit Wasser mischbarem Lösungsmittel besteht, und die andere Phase aus dem Opfer-Alkohol besteht. Bevorzugt wird als Opfer-Alkohol 2-Pentanol eingesetzt.In a preferred embodiment In the invention, the added sacrificial alcohol is not only for regeneration the consumed reduction equivalents used, but also as a co-solvent. It works preferentially in a liquid 2-phase system, wherein the one phase of water or water-miscible solvent exists, and the other phase consists of the sacrificial alcohol. Prefers is used as sacrificial alcohol 2-pentanol.
Die Reduktionsäquivalente werden bevorzugt in einer Menge von 0,001 bis 100 mmol, besonders bevorzugt von 0,01 bis 1 mmol Reduktionsäquivalente pro Mol eingesetztem Alkanon (II) eingesetzt.The reducing equivalents are preferably in an amount of 0.001 to 100 mmol, especially preferably from 0.01 to 1 mmol reduction equivalents per mole of used Alkanone (II) used.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das bei der Regenerierung der verbrauchten Reduktionsäquivalente durch Oxidation des Opfer-Alkohols entstandene Opfer-Keton aus dem Reaktionsgemisch zumindest partiell entfernt. Bevorzugt entfernt man das gebildete Opfer-Keton vollständig aus dem Reaktionsmedium. Dies kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden, beispielsweise durch selektive Membranen oder durch Extraktions- oder Destillationsverfahren. Bevorzugt wird die Destillation zur Entfernung des Ketons eingesetzt. Üblicherweise wird bei der destillativen Abtrennung des Ketons auch ein Teil des Opfer-Alkohols und zum Teil auch noch Teile der wässrigen Phase mit entfernt. Diese Destillationsverluste werden in der Regel durch Nachdosieren des Opfer-Alkohols und ggf. des Wassers ausgeglichen. Die Destillationsraten liegen in einem Bereich von 0,02%/min bis 2%/min, bevorzugt von 0,05%/min bis 1%/min bezogen auf das Reaktionsvolumen. Die Manteltemperaturen des Reaktors liegen zwischen 5-70 Kelvin, bevorzugt zwischen 10-40 Kelvin über der Reaktorinnentemperatur.at the method according to the invention This will be done in the regeneration of the used reduction equivalents by sacrificial alcohol oxidation resulting sacrificial ketone from the Reaction mixture at least partially removed. Preferably removed completely remove the resulting sacrificial ketone from the reaction medium. This can be done in various ways, for example through selective membranes or through extraction or distillation processes. Preferably, the distillation is used to remove the ketone. Usually becomes in the distillative separation of the ketone also a part of the Sacrificial alcohol and some parts of the aqueous Phase with removed. These distillation losses are usually through After-dose the sacrificial alcohol and possibly the water balanced. The distillation rates are in the range of 0.02% / min to 2% / min, preferably from 0.05% / min to 1% / min based on the reaction volume. The jacket temperatures of the reactor are between 5-70 Kelvin, preferably between 10-40 Kelvin over the internal reactor temperature.
Die Destillation wird besonders gut in einem Druckbereich von 1-500 mbar, bevorzugt 10-200 mbar durchgeführt.The Distillation is particularly good in a pressure range of 1-500 mbar, preferably 10-200 mbar performed.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist es, die Umsetzung der Verbindung der allgemeinen Formel II, wie z.B. der Formel IV, in Gegenwart eines Mikroorganismus erfolgen zu lassen, der ausgewählt ist unter Bakterien der Familien Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Rhizobiaceae, Lactobacillaceae, Streptomycetaceae, Rhodococcaceae und Nocardiaceae.. Der Mikroorganismus kann insbesondere ein rekombinanter Mikroorganismus sein, der mit einem Nukleinsäurekonstrukt transformiert ist, welches für ein Enzym mit Dehydrogenase-Aktivität gemäß obiger Definition kodiert.A preferred embodiment it is the reaction of the compound of general formula II, such as e.g. of the formula IV, in the presence of a microorganism to let that selected is among bacteria of the families Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Rhizobiaceae, Lactobacillaceae, Streptomycetaceae, Rhodococcaceae and Nocardiaceae. The microorganism may be, in particular, a recombinant Microorganism which transforms with a nucleic acid construct is which for encodes an enzyme with dehydrogenase activity as defined above.
Gegenstand der Erfindung ist insbesondere
- – einen ein Enzym mit Dehydrogenase-Aktivität produzierenden Mikroorganismus aus einer natürlichen Quelle zu isolieren oder rekombinant herzustellen,
- – diesen Mikroorganismus zu vermehren,
- – aus dem Mikroorganismus das Enzym mit Dehydrogenase-Aktivität gegebenenfalls zu isolieren oder eine dieses Enzym enthaltende Proteinfraktion herzustellen, und
- – den Mikroorganismus gemäß Stufe b) oder das Enzym gemäß Stufe c) in ein Medium zu überführen, das eine Verbindung der Formel Ienthält.
- To isolate or recombinantly produce a microorganism producing an enzyme having dehydrogenase activity from a natural source;
- - to multiply this microorganism,
- Optionally isolating from the microorganism the enzyme having dehydrogenase activity or producing a protein fraction containing this enzyme, and
- - To convert the microorganism according to step b) or the enzyme according to step c) in a medium containing a compound of formula I.
Gegenstand der Erfindung sind außerdem kodierende Nukleinsäuresequenzen, umfassend die kodierende Sequenz für ein Polypeptid gemäß obiger Definition.object of the invention are also coding nucleic acid sequences, comprising the coding sequence for a polypeptide according to the above Definition.
Weiterhin betrifft die Erfindung Expressionskassetten, umfassend in operativer Verknüpfung mit wenigstens einer regulativen Nukleinsäuresequenz eine kodierende Nukleinsäuresequenz gemäß obiger Definition.Farther The invention relates to expression cassettes comprising in operative shortcut having at least one regulatory nucleic acid sequence encoding one nucleic acid sequence according to the above Definition.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind rekombinante Vektoren, umfassend wenigstens eine solche Expressionskassette.One Another object of the invention are recombinant vectors comprising at least one such expression cassette.
Die Erfindung betrifft auch prokaryotische oder eukaryotische Wirte, welche mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Vektor transformiert sind.The Invention also relates to prokaryotic or eukaryotic hosts, which are transformed with at least one vector according to the invention.
Ein letzter Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung eines Enzyms mit Dehydrogenase-Aktivität gemäß obiger Definition oder eines dieses Enzym produzierenden Mikroorganismus zur Herstellung von Verbindungen der Formeln I oder III, und deren Weiterverarbeitung beispielsweise zur Herstellung von Duloxetine (Formel VIII) A final object of the invention relates to the use of an enzyme having dehydrogenase activity as defined above or a microorganism producing this enzyme for the preparation of compounds of the formulas I or III, and their further processing, for example for the preparation of duloxetines (formula VIII)
Detaillierte Beschreibung der Erfindung:Detailed description the invention:
A. Allgemeine Begriffe und DefinitionenA. General Terms and definitions
Werden keine andere Angaben gemacht, so gelten folgende allgemeine Bedeutungen:
- „Halogen" steht für Fluor, Chlor, Brom oder Jod, insbesondere Fluor oder Chlor.
- „Niedrigalkyl" steht für geradkettige oder verzweigte Alkylreste 1 bis 6 C-Atomen, wie Methyl, Ethyl, i- oder n-Propyl, n-, i-, sec.- oder tert.-Butyl, n-Pentyl oder 2-Methyl-Butyl, n-Hexyl, 2-Methyl-pentyl, 3-Methyl-pently, 2-Ethyl-butyl.
- „Niedrigalkenyl" steht für die ein- oder mehrfach, vorzugsweise einfach oder zweifach ungesättigten Analoga oben genannter Alkylreste mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei die Doppelbindung in beliebiger Position der Kohlenstoffkette liegen kann.
- „Niedrigalkoxy" steht für die Sauerstoff-terminierten Analoga obiger Alkylreste.
- „Aryl" steht für einen ein- oder mehrkernigen, vorzugsweise ein- oder zweikernigen, gegebenenfalls substituierten aromatischen Rest, insbesondere für Phenyl oder für ein über eine beliebige Ringposition gebundenes Naphthyl, wie 1- oder 2-Naphthyl. Diese Arylreste können gegebenenfalls 1 oder 2 gleiche oder verschiedene Substituenten tragen, ausgewählt unter Halogen, Niedrigalkyl, Niedrigalkoxy gemäß obiger Definition oder Trifluormethyl.
- "Halogen" is fluorine, chlorine, bromine or iodine, in particular fluorine or chlorine.
- "Lower alkyl" represents straight-chain or branched alkyl radicals of 1 to 6 C atoms, such as methyl, ethyl, isopropyl or n-propyl, n-, i-, sec- or tert-butyl, n-pentyl or 2-methyl Butyl, n-hexyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentane, 2-ethyl-butyl.
- "Lower alkenyl" represents the mono- or polysubstituted, preferably mono- or diunsaturated, analogs of the abovementioned alkyl radicals having 2 to 6 carbon atoms, it being possible for the double bond to be in any position of the carbon chain.
- "Lower alkoxy" refers to the oxygen-terminated analogs of the above alkyl groups.
- "Aryl" is a mononuclear or polynuclear, preferably mono- or binuclear, optionally substituted aromatic radical, in particular phenyl or a naphthyl bound via an arbitrary ring position, such as 1- or 2-naphthyl These aryl radicals may optionally be 1 or 2 bear identical or different substituents selected from halogen, lower alkyl, lower alkoxy as defined above or trifluoromethyl.
Substituierte
Alkanone, (S)-Alkanole und Derivate davon Erfindungsgemäß durch
enzymatische Katalyse zugängliche
Alkanole sind solche obiger Formel (I) worin
n für einen
ganzzahligen Wert von 0 bis 5 steht;
Cyc für einen gegebenenfalls substituierten,
ein- oder mehrkernigen, gesättigten
oder ungesättigten,
carbocyclischen oder heterocyclischen Ring steht, und
R1 für
Halogen, SH, OH, NO2, NR2R3 oder NR2R3R4+X– steht,
wobei R2, R3 und
R4 unabhängig
voneinander für H
oder einen Niedrigalkyl- oder Niedrigalkoxy-Rest stehen und X– für ein Gegenion
steht.Substituted alkanones, (S) -alkanols and derivatives thereof Alkanols obtainable by enzymatic catalysis according to the invention are those of the above formula (I) embedded image wherein
n is an integer from 0 to 5;
Cyc is an optionally substituted, mono- or polynuclear, saturated or unsaturated, carbocyclic or heterocyclic ring, and
R 1 is halogen, SH, OH, NO 2, NR 2 R 3 or NR 2 R 3 R 4+ X -, where R 2, R 3 and R 4 are independently H or a lower alkyl or lower alkoxy radical and X - stands for a counterion.
Die zur enzymatischen Synthese verwendeten Alkanone obiger Formel II sind an sich bekannte Verbindungen und unter Anwendung allgemein bekannter organischer Syntheseverfahren zugänglich (vgl. z.B. EP-A- 0 273 658).The used for enzymatic synthesis alkanones the above formula II are compounds known in the art and generally used of known organic synthesis methods (see, for example, EP-A-0 273 658).
Vorzugsweise steht n in obigen Verbindungen für 0, 1 oder 2, insbesondere für 1.Preferably n in the above compounds stands for 0, 1 or 2, in particular for 1.
Als
Beispiele für
carbo- und heterocyclische Gruppen Cyc sind insbesondere ein- oder
zweikernigen, vorzugsweise einkernige, Gruppen mit bis zu 4, vorzugsweise
1 oder 2 gleichen oder verschiedenen Ring-Heteroatomen, ausgewählt unter
O, N und S sind zu nennen:
Diese carbo- oder heterocyclischen
Ringe umfassen insbesondere 3 bis 12, vorzugsweise 4, 5 oder 6 Ring-Kohlenstoffatomen.
Als Beispiele können
genannt werden Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopenty, Cyclohexyl,
Cycloheptyl, die ein- oder mehrfach ungesättigten Analoga davon, wie
Cyclobutenyl, Cyclopentenyl, Cyclohexenyl, Cycloheptenyl, Cyclohexadienyl,
Cycloheptadienyl; sowie 5- bis 7-gliedrige gesättigte oder ein oder mehrfach
ungesättigte
heterocyclische Reste mit 1 bis 4 Heteroatomen, die ausgewählt sind
unter O, N und S, wobei der Heterocyclus gegebenenfalls mit einem
weiteren Heterocyclus oder Carbocyclus kondensiert sein kann. Insbesondere
sind zu nennen heterocyclische Reste, abgeleitet von Pyrrolidin,
Tetrahydrofuran, Piperidin, Morpholin, Pyrrol, Furan, Thiophen,
Pyrazol, Imidazol, Oxazol, Thiazol, Pyridin, Pyran, Pyrimidin, Pyridazin,
Pyrazin, Cumaron, Indol und Chinolin.Examples of carbo- and heterocyclic groups Cyc are, in particular, mono- or binuclear, preferably mononuclear, groups having up to 4, preferably 1 or 2, identical or different ring heteroatoms selected from among O, N and S:
These carbo- or heterocyclic rings comprise in particular 3 to 12, preferably 4, 5 or 6 ring carbon atoms. As examples may be mentioned cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopenty, cyclohe xyl, cycloheptyl, the mono- or polyunsaturated analogs thereof, such as cyclobutenyl, cyclopentenyl, cyclohexenyl, cycloheptenyl, cyclohexadienyl, cycloheptadienyl; and 5- to 7-membered saturated or mono- or polyunsaturated heterocyclic radicals having 1 to 4 heteroatoms, which are selected from O, N and S, wherein the heterocycle may optionally be condensed with another heterocycle or carbocycle. Particular mention may be made of heterocyclic radicals derived from pyrrolidine, tetrahydrofuran, piperidine, morpholine, pyrrole, furan, thiophene, pyrazole, imidazole, oxazole, thiazole, pyridine, pyran, pyrimidine, pyridazine, pyrazine, cumarone, indole and quinoline.
Die Reste Cyc können dabei über eine beliebige Ringposition, vorzugsweise über ein Ring-Kohlenstoffatom, an das Alkanon bzw. das Alkanol gebunden sein.The Radicals Cyc can over it any ring position, preferably via a ring carbon atom, be bound to the alkanone or the alkanol.
Beispiele für geeignet Cyc-Reste sind 2-Thienyl, 3-Thienyl; 2-Furanyl, 3-Furanyl; 2-Pyridyl, 3-Pyridyl oder 4-Pyridyl; 2-Thiazolyl, 4-Thiazolyl oder 5-Thiazolyl; 4-Methyl-2-thienyl, 3-Ethyl-2-thienyl, 2-Methyl-3-thienyl, 4-Propyl-3-thienyl, 5-n-Butyl-2-thienyl, 4-Methyl-3-thienyl, 3-Methyl-2-thienyl; 3-Chlor-2-thienyl, 4-Brom-3-thienyl, 2-Iod-3-thienyl, 5-Iod-3-thienyl, 4-Fluor-2-thienyl, 2-Brom-3-thienyl, und 4-Chlor-2-thienyl.Examples suitable for Cyc radicals are 2-thienyl, 3-thienyl; 2-furanyl, 3-furanyl; 2-pyridyl, 3-pyridyl or 4-pyridyl; 2-thiazolyl, 4-thiazolyl or 5-thiazolyl; 4-methyl-2-thienyl, 3-ethyl-2-thienyl, 2-methyl-3-thienyl, 4-propyl-3-thienyl, 5-n-butyl-2-thienyl, 4-methyl-3-thienyl, 3-methyl-2-thienyl; 3-chloro-2-thienyl, 4-bromo-3-thienyl, 2-iodo-3-thienyl, 5-iodo-3-thienyl, 4-fluoro-2-thienyl, 2-bromo-3-thienyl, and 4-chloro-2-thienyl.
Die Reste Cyc können weiterhin ein- oder mehrfach, wie z.B. ein- oder zweifach, substituiert sein. Vorzugsweise sitzen die Substituenten an einem Ring-Kohlenstoffatom. Beispiele für geeignete Substituenten sind Halogen, Niedrigalkyl, Niedrigalkenyl, Niedrigalkoxy, -OH, -SH, -NO2 oder NR2R3, wobei R2 und R3 obige Bedeutungen besitzen, bevorzugt Halogen oder Niedrigalkyl.The radicals Cyc can furthermore be monosubstituted or polysubstituted, for example monosubstituted or disubstituted. Preferably, the substituents are on a ring carbon atom. Examples of suitable substituents are halogen, lower alkyl, lower alkenyl, lower alkoxy, -OH, -SH, -NO 2 or NR 2 R 3 , wherein R 2 and R 3 have the above meanings, preferably halogen or lower alkyl.
R1 steht insbesondere für Halogen, NR2R3 oder NR2R3R4+X–, wobei R2, R3 bzw. R2, R3 und R4 unabhängig voneinander für H oder einen Niedrigalkyl- oder Niedrigalkoxy-Rest stehen und X– für ein Gegenion steht, wobei vorzugsweise einer der Reste R2, R3 und R4 für H steht. Geeignete Gegenionen sind beispielsweise Säureanionen, wie sie beispielsweise bei Herstellung eines Säureadditionssalzes anfallen. Beispiel hierzu sind z.B. in der EP-A-0 273 658 genannt, worauf hiermit Bezug genommen wird. Bevorzugte Beispiele für Reste R1 sind insbesondere Fluor oder Chlor, sowie NR2R3 worin R2 und R3 gleich oder verschieden sind und für H oder Methyl, Ethyl oder n-Propyl stehen; besonders bevorzugt steht R1 für Chlor oder -NHMethyl.R 1 represents in particular halogen, NR 2 R 3 or NR 2 R 3 R 4+ X -, where R 2, R 3 or R 2, R 3 and R 4 independently represent H or a lower alkyl or lower alkoxy radical and X - is a counterion, wherein preferably one of the radicals R 2 , R 3 and R 4 is H. Suitable counterions are, for example, acid anions, as obtained, for example, in the preparation of an acid addition salt. Examples of this are mentioned, for example, in EP-A-0 273 658, to which reference is hereby made. Preferred examples of radicals R 1 are in particular fluorine or chlorine, and also NR 2 R 3 in which R 2 and R 3 are identical or different and are H or methyl, ethyl or n-propyl; R 1 particularly preferably represents chlorine or -NHMethyl.
C. Geeignete Enzyme mit Dehydrogenase-AktivitätC. Suitable enzymes with Dehydrogenase activity
Bevorzugte Enzyme mit Dehydrogenase-Aktivität umfassen eine Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID NO:2.preferred Enzymes with dehydrogenase activity comprise an amino acid sequence according to SEQ ID NO: 2.
Erfindungsgemäß mit umfasst sind ebenfalls „funktionale Äquivalente" der konkret offenbarten Enzyme mit Dehydrogenase-Aktivität und die Verwendung dieser in den erfindungsgemäßen Verfahren.Includes according to the invention are also "functional equivalents" of the specifically disclosed Enzymes with dehydrogenase activity and the use of these in the methods of the invention.
„Funktionale Äquivalente" oder Analoga der konkret offenbarten Enzyme sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung davon verschiedene Polypeptide, welche weiterhin die gewünschte biologische Aktivität, wie z.B. Substratspezifität, besitzen. So versteht man beispielsweise unter „funktionalen Äquivalenten" Enzyme, die von 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-on zum entsprechenden S-Alkohol reduzieren und die mindestens 50 %, bevorzugt 60 %, besonders bevorzugt 75 %, ganz besonders bevorzugt 90 % der Aktivität eines Enzyms mit der in SEQ ID NO:2 aufgeführten Aminosäuresequenz aufweist. Funktionale Äquivalente sind außerdem vorzugsweise zwischen pH 4 bis 10 stabil und besitzen vorteilhaft ein pH-Optimum zwischen pH 5 und 8 sowie ein Temperaturoptimum im Bereich von 20°C bis 80°C."Functional equivalents" or analogues of Specifically disclosed enzymes are within the scope of the present invention different polypeptides, which furthermore the desired biological Activity, such as. Substrate specificity, have. For example, "functional equivalents" are understood to mean enzymes derived from 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-one reduce to the corresponding S-alcohol and that at least 50%, preferably 60%, more preferably 75%, most preferably 90% of the activity an enzyme having the amino acid sequence listed in SEQ ID NO: 2 having. Functional equivalents are also preferred stable between pH 4 to 10 and advantageously have a pH optimum between pH 5 and 8 and a temperature optimum in the range of 20 ° C to 80 ° C.
Unter „funktionalen Äquivalenten" versteht man erfindungsgemäß insbesondere auch Mutanten, welche in wenigstens einer Sequenzposition der oben genannten Aminosäuresequenzen eine andere als die konkret genannte Aminosäure aufweisen aber trotzdem eine der oben genannten biologischen Aktivitäten besitzen. „Funktionale Äquivalente" umfassen somit die durch eine oder mehrere Aminosäure-Additionen, -Substitutionen, -Deletionen und/oder -Inversionen erhältlichen Mutanten, wobei die genannten Veränderungen in jeglicher Sequenzposition auftreten können, solange sie zu einer Mutante mit dem erfindungsgemäßen Eigenschaftsprofil führen. Funktionale Äquivalenz ist insbesondere auch dann gegeben, wenn die Reaktivitätsmuster zwischen Mutante und unverändertem Polypeptid qualitativ übereinstimmen, d.h. beispielsweise gleiche Substrate mit unterschiedlicher Geschwindigkeit umgesetzt werden."Functional equivalents" are understood according to the invention in particular also mutants which in at least one sequence position of the above mentioned amino acid sequences but have a different than the specified amino acid but still possess one of the above biological activities. "Functional equivalents" thus include the by one or more amino acid additions, Substitutions, deletions and / or inversions available Mutants, said changes in any sequence position may occur, as long as they become a mutant with the property profile according to the invention to lead. Functional equivalence is especially given when the patterns of reactivity between mutant and unchanged Polypeptide match qualitatively, i.e. for example, the same substrates with different speeds be implemented.
Beispiele
für geeignete
Aminosäuresubstitutionen
sind folgender Tabelle zu entnehmen:
Unter „funktionalen Äquivalenten" versteht man erfindungsgemäß insbesondere auch Mutanten, welche in wenigstens einer Sequenzposition der oben genannten Aminosäuresequenzen eine andere als die konkret genannte Aminosäure aufweisen aber trotzdem eine der oben genannten biologischen Aktivitäten besitzen. „Funktionale Äquivalente" umfassen somit die durch eine oder mehrere Aminosäure-Additionen, -Substitutionen, -Deletionen und/oder -Inversionen erhältlichen Mutanten, wobei die genannten Veränderungen in jeglicher Sequenzposition auftreten können, solange sie zu einer Mutante mit dem erfindungsgemäßen Eigenschaftsprofil führen. Funktionale Äquivalenz ist insbesondere auch dann gegeben, wenn die Reaktivitätsmuster zwischen Mutante und unverändertem Polypeptid qualitativ übereinstimmen, d.h. beispielsweise gleiche Substrate mit unterschiedlicher Geschwindigkeit umgesetzt werden."Functional equivalents" are understood according to the invention in particular also mutants which in at least one sequence position of the above mentioned amino acid sequences but have a different than the specified amino acid but still possess one of the above biological activities. "Functional equivalents" thus include the by one or more amino acid additions, Substitutions, deletions and / or inversions available Mutants, said changes in any sequence position may occur, as long as they become a mutant with the property profile according to the invention to lead. Functional equivalence is especially given when the patterns of reactivity between mutant and unchanged Polypeptide match qualitatively, i.e. for example, the same substrates with different speeds be implemented.
„Funktionale Äquivalente" im obigen Sinne sind auch „Präkursoren" der beschriebenen Polypeptide sowie „funktionale Derivate" und „Salze" der Polypeptide."Functional equivalents" in the above sense are also "precursors" of the described Polypeptides and "functional Derivatives "and" salts "of the polypeptides.
„Präkursoren" sind dabei natürliche oder synthetische Vorstufen der Polypeptide mit oder ohne der gewünschten biologischen Aktiviät."Precursors" are natural or synthetic precursors of the polypeptides with or without the desired biological activity.
Unter dem Ausdruck „Salze" versteht man sowohl Salze von Carboxylgruppen als auch Säureadditionssalze von Aminogruppen der erfindungsgemäßen Proteinmoleküle. Salze von Carboxylgruppen können in an sich bekannter Weise hergestellt werden und umfassen anorganische Salze, wie zum Beispiel Natrium-, Calcium-, Ammonium-, Eisen- und Zinksalze, sowie Salze mit organischen Basen, wie zum Beispiel Aminen, wie Triethanolamin, Arginin, Lysin, Piperidin und dergleichen. Säureadditionssalze, wie zum Beispiel Salze mit Mineralsäuren, wie Salzsäure oder Schwefelsäure und Salze mit organischen Säuren, wie Essigsäure und Oxalsäure sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.Under The term "salts" is understood both Salts of carboxyl groups as well as acid addition salts of amino groups the protein molecules of the invention. salts of carboxyl groups are prepared in a conventional manner and include inorganic Salts such as sodium, calcium, ammonium, iron and Zinc salts, and salts with organic bases, such as amines, such as Triethanolamine, arginine, lysine, piperidine and the like. Acid addition salts, such as salts with mineral acids, such as hydrochloric acid or sulfuric acid and salts with organic acids, like acetic acid and oxalic acid are also the subject of the invention.
„Funktionale Derivate" erfindungsgemäßer Polypeptide können an funktionellen Aminosäure-Seitengruppen oder an deren N- oder C-terminalen Ende mit Hilfe bekannter Techniken ebenfalls hergestellt werden. Derartige Derivate umfassen beispielsweise aliphatische Ester von Carbonsäuregruppen, Amide von Carbonsäuregruppen, erhältlich durch Umsetzung mit Ammoniak oder mit einem primären oder sekundären Amin; N-Acylderivate freier Aminogruppen, hergestellt durch Umsetzung mit Acylgruppen; oder O-Acylderivate freier Hydroxygruppen, hergestellt durch Umsetzung mit Acylgruppen."Functional Derivatives of polypeptides according to the invention can on functional amino acid side groups or at their N- or C-terminal end by known techniques also be prepared. Such derivatives include, for example aliphatic esters of carboxylic acid groups, Amides of carboxylic acid groups, available by reaction with ammonia or with a primary or secondary amine; N-acyl derivatives free amino groups, prepared by reaction with acyl groups; or O-acyl derivatives of free hydroxy groups prepared by reaction with acyl groups.
"Funktionale Äquivalente" umfassen natürlich auch Polypeptide welche aus anderen Organismen zugänglich sind, sowie natürlich vorkommende Varianten. Beispielsweise lassen sich durch Sequenzvergleich Bereiche homologer Sequenzregionen festlegen und in Anlehnung an die konkreten Vorgaben der Erfindung äquivalente Enzyme ermitteln.Of course, "functional equivalents" also include Polypeptides which are accessible from other organisms, as well as naturally occurring Variants. For example, areas can be identified by sequence comparison homologous sequence regions and based on the concrete Specifications of the invention equivalent Determine enzymes.
„Funktionale Äquivalente" umfassen ebenfalls Fragmente, vorzugsweise einzelne Domänen oder Sequenzmotive, der erfindungsgemäßen Polypeptide, welche z.B. die gewünschte biologische Funktion aufweisen."Functional equivalents" also include fragments, preferably single domains or sequence motifs, of the polypeptides of the invention which, for example, have the desired biological function sen.
„Funktionale Äquivalente" sind außerdem Fusionsproteine, welche eine der oben genannten Polypeptidsequenzen oder davon abgeleitete funktionale Äquivalente und wenigstens eine weitere, davon funktionell verschiedene, heterologe Sequenz in funktioneller N- oder C-terminaler Verknüpfung (d.h. ohne gegenseitigen wesentliche funk tionelle Beeinträchtigung der Fusionsproteinteile) aufweisen. Nichtlimitierende Beispiele für derartige heterologe Sequenzen sind z.B. Signalpeptide oder Enzyme."Functional equivalents" are also fusion proteins, which is one of the above-mentioned polypeptide sequences or derived therefrom functional equivalents and at least one other, functionally distinct, heterologous Sequence in functional N- or C-terminal linkage (i.e. without mutual essential functional impairment the fusion protein parts). Nonlimiting examples for such heterologous sequences are e.g. Signal peptides or enzymes.
Erfindungsgemäß mit umfasste „funktionale Äquivalente" sind Homologe zu den konkret offenbarten Proteinen. Diese besitzen wenigstens 60 %, vorzugsweise wenigstens 75% ins besondere wenigsten 85 %, wie z.B. 90%, 95% oder 99%, Homologie zu einer der konkret offenbarten Aminosäuresequenzen, berechnet nach dem Algorithmus von Pearson und Lipman, Proc. Natl. Acad, Sci. (USA) 85(8), 1988, 2444-2448. Eine prozentuale Homologie eines erfindungsgemäßen homologen Polypeptids bedeutet insbesondere prozentuale Identität der Aminosäurereste bezogen auf die Gesamtlänge einer der hierin konkret beschriebenen Aminosäuresequenzen.According to the invention, "functional equivalents" encompassed are homologs to the specifically disclosed proteins. These have at least 60 %, preferably at least 75%, in particular at least 85%, such as e.g. 90%, 95% or 99%, homology to one of the specifically disclosed Amino acid sequences, calculated according to the algorithm of Pearson and Lipman, Proc. Natl. Acad, Sci. (USA) 85 (8), 1988, 2444-2448. A percentage homology a homologous invention Polypeptide means in particular percentage identity of the amino acid residues based on the total length one of the amino acid sequences specifically described herein.
Im Falle einer möglichen Proteinglykosylierung umfassen erfindungsgemäße "funktionale Äquivalente" Proteine des oben bezeichneten Typs in deglykosylierter bzw. glykosylierter Form sowie durch Veränderung des Glykosylierungsmusters erhältliche abgewandelte Formen.in the Trap of a possible Protein glycosylation includes "functional equivalents" of the type defined above according to the invention in deglycosylated or glycosylated form and by changing the Glycosylation pattern available modified forms.
Homologe der erfindungsgemäßen Proteine oder Polypeptide können durch Mutagenese erzeugt werden, z.B. durch Punktmutation oder Verkürzung des Proteins.homologous the proteins of the invention or polypeptides produced by mutagenesis, e.g. by point mutation or shortening of the Protein.
Homologe des erfindungsgemäßen Proteine können durch Screening kombinatorischer Banken von Mutanten, wie z.B. Verkürzungsmutanten, identifiziert werden. Beispielsweise kann eine variegierte Bank von Protein-Varianten durch kombinatorische Mutagenese auf Nukleinsäureebene erzeugt werden, wie z.B. durch enzymatisches Ligieren eines Gemisches synthetischer Oligonukleotide. Es gibt eine Vielzahl von Verfahren, die zur Herstellung von Banken potentieller Homologer aus einer degenerierten Oligonukleotidsequenz verwendet werden können. Die chemische Synthese einer degenerierten Gensequenz kann in einem DNA-Syntheseautomaten durchgeführt werden, und das synthetische Gen kann dann in einen geeigneten Expressionsvektor ligiert werden. Die Verwendung eines degenerierten Gensatzes ermöglicht die Bereitstellung sämtlicher Sequenzen in einem Gemisch, die den gewünschten Satz an potentiellen Proteinsequenzen kodieren. Verfahren zur Synthese degenerierter Oligonukleotide sind dem Fachmann bekannt (z.B. Narang, S.A. (1983) Tetrahedron 39:3; Itakura et al. (1984) Annu. Rev. Biochem. 53:323; Itakura et al., (1984) Science 198:1056; Ike et al. (1983) Nucleic Acids Res. 11:477).homologous of the proteins according to the invention can by screening combinatorial libraries of mutants, e.g. Truncation mutants, be identified. For example, a variegated bank of protein variants by combinatorial mutagenesis at the nucleic acid level be generated, such. by enzymatic ligation of a mixture synthetic oligonucleotides. There are a variety of procedures that for making banks of potential homologs from a degenerate Oligonucleotide sequence can be used. The chemical synthesis a degenerate gene sequence can be in a DNA synthesizer carried out and the synthetic gene can then be transformed into a suitable expression vector be ligated. The use of a degenerate set of sentences allows the Provision of all sequences in a mixture that the desired Encoding a set of potential protein sequences. Process for synthesis degenerate oligonucleotides are known to those skilled in the art (e.g., Narang, S.A. (1983) Tetrahedron 39: 3; Itakura et al. (1984) Annu. Rev. Biochem. 53: 323; Itakura et al., (1984) Science 198: 1056; Ike et al. (1983) Nucleic Acids Res. 11: 477).
Im Stand der Technik sind mehrere Techniken zum Screening von Genprodukten kombinatorischer Banken, die durch Punktmutationen oder Verkürzung hergestellt worden sind, und zum Screening von cDNA-Banken auf Genprodukte mit einer ausgewählten Eigenschaft bekannt. Diese Techniken lassen sich an das schnelle Screening der Genbanken anpassen, die durch kombinatorische Mutagenese erfindungsgemäßer Homologer erzeugt worden sind. Die am häufigsten verwendeten Techniken zum Screening großer Genbanken, die einer Analyse mit hohem Durchsatz unterliegen, umfassen das Klonieren der Genbank in replizierbare Expressionsvektoren, Transformieren der geeigneten Zellen mit der resultierenden Vektorenbank und Exprimieren der kombinatorischen Gene unter Bedingungen, unter denen der Nachweis der gewünschten Aktivität die Isolation des Vektors, der das Gen kodiert, dessen Produkt nachgewiesen wurde, erleichtert. Recursive-Ensemble-Mutagenese (REM), eine Technik, die die Häufigkeit funktioneller Mutanten in den Banken vergrößert, kann in Kombination mit den Screeningtests verwendet werden, um Homologe zu identifizieren (Arkin und Yourvan (1992) PNAS 89:7811-7815; Delgrave et al. (1993) Protein Engineering 6(3):327-331).in the The prior art is several techniques for screening gene products combinatorial banks produced by point mutations or truncation and to screen cDNA libraries for gene products a selected one Property known. These techniques can be applied to the fast Screening of gene libraries by combinatorial mutagenesis homologue according to the invention have been generated. The most common used techniques for screening large libraries that an analysis at high throughput include cloning the library into replicable expression vectors, transform the appropriate Cells with the resulting vector library and expressing the combinatorial Genes under conditions under which the detection of the desired activity the isolation of the vector encoding the gene whose product has been detected was relieved. Recursive ensemble mutagenesis (REM), a technique the frequency functional mutants magnified in the banks, can be combined with used in screening tests to identify homologs (Arkin and Yourvan (1992) PNAS 89: 7811-7815; Delgrave et al. (1993) Protein Engineering 6 (3): 327-331).
D. Für die Dehydrogenasen kodierende NukleinsäuresequenzenD. Coding for the dehydrogenases nucleic acid sequences
Gegenstand der Erfindung sind insbesondere Nukleinsäuresequenzen (einzel- und doppelsträngige DNA- und RNA-Sequenzen, wie z.B. cDNA und mRNA), die für ein Enzym mit erfindungsgemäßer Dehydrogenase-Aktivität kodieren. Bevorzugt sind Nukleinsäuresequenzen, welche z.B. für Aminosäuresequenzen gemäß SEQ ID NO:2 oder charakteristische Teilsequenzen davon kodieren, oder Nukleinsäuresequenzen gemäß SEQ ID NO:1 oder charakteristische Teilsequenzen davon umfassen.object In particular, nucleic acid sequences (single and double-stranded DNA and RNA sequences, e.g. cDNA and mRNA) necessary for an enzyme encode with inventive dehydrogenase activity. Preference is given to nucleic acid sequences, which e.g. For amino acid sequences according to SEQ ID NO: 2 or encode characteristic partial sequences thereof, or nucleic acid sequences according to SEQ ID NO: 1 or characteristic partial sequences thereof.
Alle hierin erwähnten Nukleinsäuresequenzen sind in an sich bekannter Weise durch chemische Synthese aus den Nukleotidbausteinen, wie beispielsweise durch Fragmentkondensation einzelner überlappender, komplementärer Nukleinsäurebausteine der Doppelhelix herstellbar. Die chemische Synthese von Oligonukleotiden kann beispielsweise, in bekannter Weise, nach der Phosphoamiditmethode (Voet, Voet, 2. Auflage, Wiley Press New York, Seiten 896-897) erfolgen. Die Anlagerung synthetischer Oligonukleotide und Auffüllen von Lücken mit Hilfe des Klenow-Fragmentes der DNA-Polymerase und Ligationsreaktionen sowie allgemeine Klonierungsverfahren werden in Sambrook et al. (1989), Molecular Cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, beschrieben.All nucleic acid sequences mentioned herein can be prepared in a manner known per se by chemical synthesis from the nucleotide units, for example by fragment condensation of individual overlapping, complementary nucleic acid units of the double helix. The chemical synthesis of oligo nucleotides can be carried out, for example, in a known manner by the phosphoamidite method (Voet, Voet, 2nd edition, Wiley Press New York, pages 896-897). The attachment of synthetic oligonucleotides and filling gaps with the aid of the Klenow fragment of the DNA polymerase and ligation reactions and general cloning methods are described in Sambrook et al. (1989), Molecular Cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press.
Gegenstand der Erfindung sind auch Nukleinsäuresequenzen (einzel- und doppelsträngige DNA- und RNA-Sequenzen, wie z.B. cDNA und mRNA), kodierend für eines der obigen Polypeptide und deren funktionalen Äquivalenten, welche z.B. unter Verwendung künstlicher Nukleotidanaloga zugänglich sind.object The invention also includes nucleic acid sequences (single and double stranded DNA and RNA sequences, e.g. cDNA and mRNA) encoding a the above polypeptides and their functional equivalents, e.g. under Use artificial Nucleotide analogs accessible are.
Die Erfindung betrifft sowohl isolierte Nukleinsäuremoleküle, welche für erfindungsgemäße Polypeptide bzw. Proteine oder biologisch aktive Abschnitte davon kodieren, als auch Nukleinsäurefragmente, die z.B. zur Verwendung als Hybridisierungssonden oder Primer zur Identifizierung oder Amplifizierung von erfindungsgemäßer kodierenden Nukleinsäuren verwendet werden können.The The invention relates both to isolated nucleic acid molecules which are suitable for polypeptides according to the invention or encode proteins or biologically active portions thereof, as well as nucleic acid fragments, the e.g. for use as hybridization probes or primers for Identification or amplification of coding according to the invention nucleic acids can be used.
Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuremoleküle können zudem untranslatierte Sequenzen vom 3'- und/oder 5'-Ende des kodierenden Genbereichs enthaltenThe Nucleic acid molecules according to the invention can additionally untranslated sequences from the 3 'and / or 5 'end of the coding Gene range included
Die Erfindung umfasst weiterhin die zu den konkret beschriebenen Nukleotidsequenzen komplementären Nukleinsäuremoleküle oder einen Abschnitt davon.The The invention further encompasses the nucleotide sequences specifically described complementary Nucleic acid molecules or a section of it.
Die erfindungsgemäßen Nukleotidsequenzen ermöglichen die Erzeugung von Sonden und Primern, die zur Identifizierung und/oder Klonierung von homologer Sequenzen in anderen Zelltypen und Organismen verwendbar sind. Solche Sonden bzw. Primer umfassen gewöhnlich einen Nukleotidsequenzbereich, der unter „stringenten" Bedingungen (siehe unten) an mindestens etwa 12, vorzugsweise mindestens etwa 25, wie z.B. etwa 40, 50 oder 75 aufeinanderfolgende Nukleotide eines Sense-Stranges einer erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenz oder eines entsprechenden Antisense-Stranges hybridisiert.The nucleotide sequences according to the invention enable the generation of probes and primers used for identification and / or Cloning of homologous sequences in other cell types and organisms usable are. Such probes or primers usually comprise a nucleotide sequence region, under "stringent" conditions (see below) at least about 12, preferably at least about 25, such as e.g. about 40, 50 or 75 consecutive nucleotides of a sense strand a nucleic acid sequence according to the invention or a corresponding antisense strand hybridizes.
Ein "isoliertes" Nukleinsäuremolekül wird von anderen Nukleinsäuremolekülen abgetrennt, die in der natürlichen Quelle der Nukleinsäure zugegen sind und kann überdies im wesentlichen frei von anderem zellulären Material oder Kulturmedium sein, wenn es durch rekombinante Techniken hergestellt wird, oder frei von chemischen Vorstufen oder anderen Chemikalien sein, wenn es chemisch synthetisiert wird.An "isolated" nucleic acid molecule is used by separated from other nucleic acid molecules, in the natural Source of nucleic acid are present and can also essentially free of other cellular material or culture medium when produced by recombinant techniques, or be free from chemical precursors or other chemicals, though it is chemically synthesized.
Ein erfindungsgemäßes Nukleinsäuremolekül kann mittels molekularbiologischer Standard-Techniken und der erfindungsgemäß bereitgestellten Sequenzinfonnation isoliert werden. Beispielsweise kann cDNA aus einer geeigneten cDNA-Bank isoliert werden, indem eine der konkret offenbarten vollständigen Sequenzen oder ein Abschnitt davon als Hybridisierungssonde und Standard-Hybridisierungstechniken (wie z.B. beschrieben in Sambrook, J., Fritsch, E.F. und Maniatis, T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2. Aufl., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989) verwendet werden. Überdies lässt sich ein Nukleinsäuremolekül, umfassend eine der offenbarten Sequenzen oder ein Abschnitt davon, durch Polymerasekettenreaktion isolieren, wobei die Oligonukleotidprimer, die auf der Basis dieser Sequenz erstellt wurden, verwendet werden. Die so amplifizierte Nukleinsäure kann in einen geeigneten Vektor kloniert werden und durch DNA-Sequenzanalyse charakterisiert werden. Die erfindungsgemäßen Oligonukleotide können ferner durch Standard-Syntheseverfahren, z.B. mit einem automatischen DNA-Synthesegerät, hergestellt werden.One Nucleic acid molecule according to the invention can by means of Standard molecular biology techniques and the invention provided Sequence information can be isolated. For example, cDNA from a suitable cDNA library can be isolated by one of the specifically disclosed complete Sequences or a portion thereof as a hybridization probe and Standard hybridization techniques (such as described in Sambrook, J., Fritsch, E.F. and Maniatis, T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989). moreover let yourself a nucleic acid molecule comprising one of the disclosed sequences, or a portion thereof, by polymerase chain reaction isolate using the oligonucleotide primers based on this Sequence were created to be used. The so amplified nucleic acid can be cloned into a suitable vector and characterized by DNA sequence analysis become. The oligonucleotides according to the invention can further by standard synthetic methods, e.g. with an automatic DNA synthesizer, manufactured become.
Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenzen lassen sich prinzipiell aus allen Organismen identifizieren und isolieren. Vorteilhaft lassen sich die erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenzen oder die Homologen davon, aus Pilzen, Hefen, Archeen oder Bakterien isolieren. Als Bakterien seien gram-negative und gram-positive Bakterien genannt. Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren aus gramnegativen Bakterien vorteilhaft aus α-Proteobakterien, β-Proteobakterien oder γ-Proteobakterien, besonders bevorzugt aus Bakterien der Ordnungen der Burkholderiales, Hydrogenophilales, Methylophilales, Neisseriales, Nitrosomonadales, Procabacteriales oder Rhodocyclales. Ganz besonders bevorzugt aus Bakterien der Familie der Rhodocyclaceae. Insbesondere bevorzugt aus den Gattung Azoarcus. Insbesondere bevorzugt aus Arten Azoarcus anaerobius, Azoarcus buckelii, Azoarcus communis, Azoarcus evansii, Azoarcus indigens, Azoarcus toluclasticus, Azoarcus tolulyticus, Azoarcus toluvorans, Azoarcus sp., Azoarcus sp. 22Lin, Azoarcus sp. BH72, Azoarcus sp. CC-11, Azoarcus sp. CIB, Azoarcus sp. CR23, Azoarcus sp. EB1, Azoarcus sp. EbN1, Azoarcus sp. FL05, Azoarcus sp. HA, Azoarcus sp. HxN1, Azoarcus sp. mXyN1, Azoarcus sp. PbN1, Azoarcus sp. PH002, Azoarcus sp. T und Azoarcus sp. ToN1.The Nucleic acid sequences of the invention can be identified in principle from all organisms and isolate. Advantageously, the nucleic acid sequences of the invention can be or the homologues thereof, from fungi, yeasts, arkens or bacteria isolate. As bacteria are gram-negative and gram-positive bacteria called. The nucleic acids according to the invention are preferred Gram-negative bacteria advantageous from α-proteobacteria, β-proteobacteria or γ-proteobacteria, most preferably bacteria of the orders of Burkholderiales, Hydrogenophilales, Methylophilales, Neisseriales, Nitrosomonadales, Procabacteriales or Rhodocyclales. Very particularly preferred Bacteria of the Rhodocyclaceae family. Especially preferred from the genus Azoarcus. Especially preferred from species Azoarcus anaerobius, Azoarcus buckelii, Azoarcus communis, Azoarcus evansii, Azoarcus indigens, Azoarcus toluclasticus, Azoarcus tolulyticus, Azoarcus toluvorans, Azoarcus sp., Azoarcus sp. 22Lin, Azoarcus sp. BH72, Azoarcus sp. CC-11, Azoarcus sp. CIB, Azoarcus sp. CR23, Azoarcus sp. EB1, Azoarcus sp. EbN1, Azoarcus sp. FL05, Azoarcus sp. HA, Azoarcus sp. HxN1, Azoarcus sp. mXyN1, Azoarcus sp. PBN1, Azoarcus sp. PH002, Azoarcus sp. T and Azoarcus sp. TON1.
Besonders bevorzugt verwendet man Dehydrogenasen aus Azoarcus sp EbN1.Especially Dehydrogenases from Azoarcus sp EbN1 are preferably used.
Erfindungsgemäße Nukleinsäuresequenzen lassen sich beispielsweise mit üblichen Hybridisierungsverfahren oder der PCR-Technik aus anderen Organismen, z.B. über genomische oder cDNA-Banken, isolieren. Diese DNA-Sequenzen hybridisieren unter Standardbedingungen mit den erfindungsgemäßen Sequenzen. Zur Hybridisierung werden vorteilhaft kurze Oligonukleotide der konservierten Bereiche beispielsweise aus dem aktiven Zentrum, die über Vergleiche mit einer erfindungsgemäßen Dehydrogenase in dem Fachmann bekannter Weise ermittelt werden können, verwendet. Es können aber auch längere Fragmente der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren oder die vollständigen Sequenzen für die Hybridisierung verwendet werden. Je nach der verwendeten Nukleinsäure (Oligonukleotid, längeres Fragment oder vollständige Sequenz) oder je nachdem welche Nukleinsäureart DNA oder RNA für die Hybridisierung verwendet werden, variieren diese Standardbedingungen. So liegen beispielsweise die Schmelztemperaturen für DNA:DNA-Hybride ca 10 °C niedriger als die von DNA:RNA-Hybriden gleicher Länge.Nucleic acid sequences according to the invention can be, for example, with usual Hybridization method or PCR technique from other organisms, e.g. above genomic or cDNA libraries, isolate. These DNA sequences hybridize under standard conditions with the sequences according to the invention. For hybridization become advantageous short oligonucleotides of the conserved areas for example, from the active center, via comparisons with a dehydrogenase according to the invention can be determined in a manner known to those skilled in the art used. It can but also longer Fragments of the nucleic acids or the complete Sequences for the hybridization can be used. Depending on the nucleic acid used (oligonucleotide, longer Fragment or complete Sequence) or whichever nucleic acid type DNA or RNA for hybridization used, these standard conditions vary. So lie for example, the melting temperatures for DNA: DNA hybrids about 10 ° C lower as that of DNA: RNA hybrids of equal length.
Unter Standardbedingungen sind beispielsweise je nach Nukleinsäure Temperaturen zwischen 42 und 58 °C in einer wäßrigen Pufferlösung mit einer Konzentration zwischen 0,1 bis 5 × SSC (1 × SSC = 0,15 M NaCl, 15 mM Natriumcitrat, pH 7,2) oder zusätzlich in Gegenwart von 50% Formamid wie beispielsweise 42 °C in 5 × SSC, 50% Formamid zu verstehen. Vorteilhafterweise liegen die Hybridisierungsbedingungen für DNA:DNA-Hybride bei 0,1 × SSC und Temperaturen zwischen etwa 20 °C bis 45 °C, bevorzugt zwischen etwa 30 °C bis 45 °C. Für DNA:RNA-Hybride liegen die Hybridisierungsbedingungen vorteilhaft bei 0,1 × SSC und Temperaturen zwischen etwa 30 °C bis 55 °C, bevorzugt zwischen etwa 45 °C bis 55 °C. Diese angegebenen Temperaturen für die Hybridisierung sind beispielhaft kalkulierte Schmelztemperaturwerte für eine Nukleinsäure mit einer Länge von ca. 100 Nukleotiden und einem G + C-Gehalt von 50 % in Abwesenheit von Formamid. Die experimentellen Bedingungen für die DNA-Hybridisierung sind in einschlägigen Lehrbüchern der Genetik, wie beispielsweise Sambrook et al., "Molecular Cloning", Cold Spring Harbor Laboratory, 1989, beschrieben und lassen sich nach dem Fachmann bekannten Formeln beispielsweise abhängig von der Länge der Nukleinsäuren, der Art der Hybride oder dem G + C-Gehalt berechnen. Weitere Informationen zur Hybridisierung kann der Fachmann folgenden Lehrbüchern entnehmen: Ausubel et al. (eds), 1985, Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York; Hames and Higgins (eds), 1985, Nucleic Acids Hybridi zation: A Practical Approach, IRL Press at Oxford University Press, Oxford; Brown (ed), 1991, Essential Molecular Biology: A Practical Approach, IRL Press at Oxford University Press, Oxford.Under Standard conditions are, for example, temperatures depending on the nucleic acid between 42 and 58 ° C in an aqueous buffer solution a concentration between 0.1 to 5 x SSC (1 x SSC = 0.15 M NaCl, 15 mM Sodium citrate, pH 7.2) or in addition in the presence of 50% formamide such as 42 ° C in 5x SSC, 50% To understand formamide. Advantageously, the hybridization conditions are for DNA: DNA hybrids at 0.1x SSC and temperatures between about 20 ° C to 45 ° C, preferably between about 30 ° C to 45 ° C. For DNA: RNA hybrids the hybridization conditions are advantageously 0.1 × SSC and temperatures between about 30 ° C up to 55 ° C, preferably between about 45 ° C up to 55 ° C. These indicated temperatures for hybridization are exemplary calculated melting temperature values for one nucleic acid with a length of about 100 nucleotides and a G + C content of 50% in the absence of formamide. The experimental conditions for DNA hybridization are described in relevant textbooks Genetics, such as Sambrook et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory, 1989; described and can be after the expert known formulas for example, dependent of the length the nucleic acids, calculate the type of hybrid or G + C content. additional Information for hybridization, one skilled in the art can refer to the following textbooks: Ausubel et al. (eds), 1985, Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York; Hames and Higgins (eds), 1985, Nucleic Acids Hybridization: A Practical Approach, IRL Press at Oxford University Press, Oxford; Brown (ed), 1991, Essential Molecular Biology: A Practical Approach, IRL Press at Oxford University Press, Oxford.
Gegenstand der Erfindung sind auch Derivate der konkret offenbarten oder ableitbaren Nukleinsäuresequenzen.object The invention also relates to derivatives of the specifically disclosed or derivable Nucleic acid sequences.
So können weitere erfindungsgemäße Nukleinsäuresequenzen von SEQ ID NO:1 abgeleitet sein und sich davon durch Addition, Substitution, Insertion oder Deletion einzelner oder mehrerer Nukleotide unterscheiden, aber weiterhin für Polypeptide mit dem gewünschten Eigenschaftsprofil kodieren.So can further nucleic acid sequences according to the invention derived from SEQ ID NO: 1 and differing therefrom by addition, substitution, Distinguish insertion or deletion of single or multiple nucleotides, but continue for Polypeptides with the desired Encode property profile.
Erfindungsgemäß umfasst sind auch solche Nukleinsäuresequenzen, die sogenannte stumme Mutationen umfassen oder entsprechend der Codon-Nutzung eins speziellen Ursprungs- oder Wirtsorganismus, im Vergleich zu einer konkret genannten Sequenz verändert sind, ebenso wie natürlich vorkommende Varianten, wie z.B. Spleißvarianten oder Allelvarianten, davon.According to the invention are also such nucleic acid sequences, include the so-called silent mutations or according to the Codon usage of a particular source or host organism, in comparison are changed to a specific sequence, as well as naturally occurring Variants, such as splice variants or allelic variants, of which.
Gegenstand sind ebenso durch konservative Nukleotidsubstutionen (d.h. die betreffende Aminosäure wird durch eine Aminosäure gleicher Ladung, Größe, Polarität und/oder Löslichkeit ersetzt) erhältliche Sequenzen.object are also protected by conservative nucleotide substitutions (i.e. Amino acid is by an amino acid same charge, size, polarity and / or solubility replaced) available Sequences.
Gegenstand der Erfindung sind auch die durch Sequenzpolymorphismen von den konkret offenbarten Nukleinsäuren abgeleiteten Moleküle. Diese genetischen Polymorphismen können zwischen Individuen innerhalb einer Population aufgrund der natürlichen Variation existieren. Diese natürlichen Variationen bewirken üblicherweise eine Varianz von 1 bis 5 % in der Nukleotidsequenz eines Gens.object of the invention are also those by sequence polymorphisms of the specifically disclosed nucleic acids derived molecules. These genetic polymorphisms can occur between individuals of a population due to natural variation exist. This natural Variations usually work a variance of 1 to 5% in the nucleotide sequence of a gene.
Unter Derivaten einer erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenz sind beispielsweise Allelvarianten zu verstehen, die mindestens 40 % Homologie auf der abgeleiteten Aminosäureebene, bevorzugt mindestens 60 % Homologie, ganz besonders bevorzugt mindestens 80, 85, 90, 93, 95 oder 98 % Homologie über den gesamten Sequenzbereich aufweisen (bezüglich Homologie auf Aminosäureebene sei auf obige Ausführungen zu den Polypeptiden verwiesen auf). Über Teilbereiche der Sequenzen können die Homologien vorteilhaft höher liegen.Under Derivatives of a nucleic acid sequence according to the invention For example, allelic variants are to be understood that are at least 40% homology at the deduced amino acid level, preferably at least 60% homology, most preferably at least 80, 85, 90, 93, 95 or 98% homology over have the entire sequence region (with respect to homology at the amino acid level be to the above comments refer to the polypeptides). About subregions of the sequences can the homologies are advantageously higher lie.
Weiterhin sind unter Derivaten auch Homologe der erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenzen beispielsweise pilzliche oder bakterielle Homologe, verkürzte Sequenzen, Einzelstrang-DNA oder RNA der kodierenden und nichtkodierenden DNA-Sequenz, zu verstehen. So besitzten z.B. auf DNA-Ebene eine Homologie von mindestens 40 %, bevorzugt von mindestens 60 %, besonders bevorzugt von mindestens 70 %, ganz besonders bevorzugt von mindestens 80 % über den gesamten angegebenen DNA-Bereich.Farther Derivatives are also homologs of the nucleic acid sequences according to the invention for example fungal or bacterial homologs, shortened sequences, Single-stranded DNA or RNA of the coding and non-coding DNA sequence, to understand. For example, at the DNA level a homology of at least 40%, preferably at least 60%, more preferably of at least 70%, more preferably of at least 80 % above the entire specified DNA range.
Außerdem sind unter Derivaten beispielsweise Fusionen mit Promotoren zu verstehen. Die Promotoren, die den angegebenen Nukleotidsequenzen vorgeschalten sind, können durch ein oder mehrere Nukleotidaustausche, Insertionen, Inversionen und/oder Deletionen verändert sein, ohne dass aber die Funktionalität bzw. Wirksamkeit der Promotoren beeinträchtigt sind. Des weiteren können die Promotoren durch Veränderung ihrer Sequenz in ihrer Wirksamkeit erhöht oder komplett durch wirksamere Promotoren auch artfremder Organismen ausgetauscht werden.Besides, they are Derivatives for example, to understand mergers with promoters. The promoters preceding the indicated nucleotide sequences are, can by one or more nucleotide exchanges, insertions, inversions and / or deletions changed be, but without the functionality or effectiveness of the promoters impaired are. Furthermore, you can the promoters by change their effectiveness increased or completely by more effective Promoters of alien organisms are exchanged.
Unter Derivaten sind auch Varianten zu verstehen, deren Nukleotidsequenz im Bereich von –1 bis –1000 Basen stromaufwärts vor dem Startkodon oder 0 bis 1000 Basen stromabwärts nach dem Stopkodon so verändert wurden, dass die Genexpression und/oder die Proteinexpression verändert, bevorzugt erhöht wird.Under Derivatives are also variants to understand their nucleotide sequence in the range of -1 to -1000 Bases upstream before the start codon or 0 to 1000 bases downstream changed the stop codon so have been altered that alter gene expression and / or protein expression is increased.
Weiterhin umfasst die Erfindung auch Nukleinsäuresequenzen, welchen mit oben genannten kodierenden Sequenzen unter „stringenten Bedingungen" hybridisieren. Diese Polynukleotide lassen sich bei der Durchmusterung von genomischen oder cDNA-Banken auffinden und gegebenenfalls daraus mit geeigneten Primern mittels PCR vermehren und anschließend beispielsweise mit geeigneten Sonden isolieren. Darüber hinaus können erfindungsgemäße Polynukleotide auch auf chemischem Wege synthetisiert werden. Unter dieser Eigenschaft versteht man die Fähigkeit eines Poly- oder Oligonukleotids unter stringenten Bedingungen an eine nahezu komplementäre Sequenz zu binden, während unter diesen Bedingungen unspezifische Bindungen zwischen nicht-komplementären Partnern unterbleiben. Dazu sollten die Sequenzen zu 70-100%, vorzugsweise zu 90-100%, komplementär sein. Die Eigenschaft komplementärer Sequenzen, spezifisch aneinander binden zu können, macht man sich beispielsweise in der Northern- oder Southern-Blot-Technik oder bei der Primerbindung in PCR oder RT-PCR zunutze. Üblicherweise werden dazu Oligonukleotide ab einer Länge von 30 Basenpaaren eingesetzt. Unter stringenten Bedingungen versteht man beispielsweise in der Northern-Blot-Technik die Verwendung einer 50 – 70 °C, vorzugsweise 60 – 65 °C warmen Waschlösung, beispielsweise 0,1x SSC-Puffer mit 0,1% SDS (20x SSC: 3M NaCl, 0,3M Na-Citrat, pH 7,0) zur Elution unspezifisch hybridisierter cDNA-Sonden oder Oligonukleotide. Dabei bleiben, wie oben erwähnt, nur in hohem Maße komplementäre Nukleinsäuren aneinander gebunden. Die Einstellung stringenter Bedingungen ist dem Fachmann bekannt und ist z:B. in Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, N.Y. (1989), 6.3.1-6.3.6. beschrieben.Farther The invention also encompasses nucleic acid sequences which have been described above These coding sequences hybridize under "stringent conditions" Polynucleotides can be used in the screening of genomic or cDNA libraries find and, where appropriate, with suitable primers by means of Multiply PCR and then for example, with suitable probes isolate. Furthermore can Polynucleotides according to the invention also be synthesized by chemical means. Under this property one understands the ability a poly or oligonucleotide under stringent conditions to a almost complementary To bind sequence while under these conditions non-specific bonds between non-complementary partners remain under. For this, the sequences should be 70-100%, preferably to 90-100%, complementary be. The property complementary For example, you can make sequences that bind to each other specifically in the Northern or Southern Blot technique or in the primer binding use in PCR or RT-PCR. Usually For this purpose, oligonucleotides from a length of 30 base pairs are used. Under stringent conditions one understands for example in the Northern blotting technique, the use of a 50-70 ° C, preferably 60-65 ° C warm Wash solution, For example 0.1x SSC buffer with 0.1% SDS (20x SSC: 3M NaCl, 0.3M Na citrate, pH 7.0) for the elution of nonspecifically hybridized cDNA probes or oligonucleotides. Remain, as mentioned above, only to a high degree complementary nucleic acids tied together. The setting of stringent conditions is known in the art and is z: B. in Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, N.Y. (1989), 6.3.1-6.3.6. described.
E. Ausgestaltungen erfindungsgemäßer KonstrukteE. Embodiments of inventive constructs
Gegenstand der Erfindung sind außerdem Expressionskonstrukte, enthaltend unter der genetischen Kontrolle regulativer Nukleinsäuresequenzen eine für ein erfindungsgemäßes Polypeptid kodierende Nukleinsäuresequenz; sowie Vektoren, umfassend wenigstens eines dieser Expressionskonstrukte.object of the invention are also Expression constructs containing under genetic control regulatory nucleic acid sequences one for a polypeptide according to the invention coding nucleic acid sequence; and vectors comprising at least one of these expression constructs.
Vorzugsweise umfassen solche erfindungsgemäßen Konstrukte 5'-stromaufwärts von der jeweiligen kodierenden Sequenz einen Promotor und 3'-stromabwärts eine Terminatorsequenz sowie gegebenenfalls weitere übliche regulative Elemente, und zwar jeweils operativ verknüpft mit der kodierenden Sequenz.Preferably include such constructs of the invention 5'-upstream of the respective coding sequence a promoter and 3'-downstream one Terminator sequence and optionally other common regulatory elements, each operatively linked with the coding sequence.
Unter einer „operativen Verknüpfung" versteht man die sequentielle Anordnung von Promotor, kodierender Sequenz, Terminator und gegebenenfalls weiterer regulativer Elemente derart, dass jedes der regulativen Elemente seine Funktion bei der Expression der kodierenden Sequenz bestimmungsgemäß erfüllen kann. Beispiele für operativ verknüpfbare Sequenzen sind Targeting-Sequenzen sowie Enhancer, Polyadenylierungssignale und dergleichen. Weitere regulative Elemente umfassen selektierbare Marker, Amplifikationssignale, Replikationsursprünge und dergleichen. Geeignete regulatorische Sequenzen sind z.B. beschrieben in Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990).Under an "operational Linking "one understands the Sequential arrangement of promoter, coding sequence, terminator and optionally other regulatory elements such that each the regulatory elements have their function in the expression of the coding Sequence can meet as intended. examples for operatively linkable Sequences are targeting sequences as well as enhancers, polyadenylation signals and the same. Other regulative elements include selectable ones Markers, amplification signals, origins of replication, and the like. suitable regulatory sequences are e.g. described in Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990).
Unter einem erfindungsgemäßen Nukleinsäurekonstrukt sind insbesondere solche zu verstehen, bei weichen das Gen für eine erfindungsgemäße Dehydrogenase mit einem oder mehreren Regulationssignalen zur Steuerung, z.B. Erhöhung, der Genexpression operativ oder funktionell verknüpft wurden.Under a nucleic acid construct according to the invention In particular, those are to be understood in which the gene for a dehydrogenase according to the invention with one or more regulatory signals for control, e.g. Increase, gene expression was linked operatively or functionally.
Zusätzlich zu diesen Regulationssequenzen kann die natürliche Regulation dieser Sequenzen vor den eigentlichen Strukturgenen noch vorhanden sein und gegebenenfalls genetisch verändert worden sein, so dass die natürliche Regulation ausgeschaltet und die Expression der Gene erhöht wurde. Das Nukleinsäurekonstrukt kann aber auch einfacher aufgebaut sein, das heißt es wurden keine zusätzlichen Regulationssignale vor die kodierende Sequenz insertiert und der natürliche Promotor mit seiner Regulation wurde nicht entfernt. Stattdessen wird die natürliche Regulationssequenz so mutiert, dass keine Regulation mehr erfolgt und die Genexpression gesteigert wird.In addition to These regulatory sequences may be the natural regulation of these sequences be present before the actual structural genes and optionally genetically modified have been so natural Regulation switched off and the expression of genes was increased. The nucleic acid construct but can also be simpler, that is, there were no additional Regulation signals inserted before the coding sequence and the natural Promoter with its regulation was not removed. Instead becomes the natural one Regulatory sequence mutated so that no regulation takes place and gene expression is increased.
Ein bevorzugtes Nukleinsäurekonstrukt enthält vorteilhafterweise auch eine oder mehrere der schon erwähnten "Enhancer" Sequenzen, funktionell verknüpft mit dem Promotor, die eine erhöhte Expression der Nukleinsäuresequenz ermöglichen. Auch am 3'-Ende der DNA-Sequenzen können zusätzliche vorteilhafte Sequenzen inseriert werden, wie weitere regulatorische Elemente oder Terminatoren. Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren können in einer oder mehreren Kopien im Konstrukt enthalten sein. Im Konstrukt können noch weitere Marker, wie Antibiotikaresistenzen oder Auxotrophien komplementierende Gene, gegebenenfalls zur Selektion auf das Konstrukt enthalten sein.One preferred nucleic acid construct contains advantageously also one or more of the already mentioned "enhancer" sequences, functional connected with the promoter, which increased one Expression of the nucleic acid sequence enable. Also at the 3'-end the DNA sequences can additional advantageous sequences are inserted, such as further regulatory Elements or terminators. The nucleic acids according to the invention can be used in one or more copies in the construct. In the construct can even more markers, such as antibiotic resistance or auxotrophs complementing genes, optionally for selection on the construct be included.
Vorteilhafte Regulationssequenzen für das erfindungsgemäße Verfahren sind beispielsweise in Promotoren wie cos-, tac-, trp-, tet-, trp-tet-, lpp-, lac-, lpp-lac-, laclq–, T7-T5-, T3-, gal-, trc-, ara-, rhaP (rhaPBAD)SP6-, lambda-PR- oder im lambda-PL-Promotor enthalten, die vorteilhafterweise in gram-negativen Bakterien Anwendung finden. Weitere vorteilhafte Regulationssequenzen sind beispielsweise in den gram-positiven Promotoren amy und SPO2, in den Hefe- oder Pilzpromotoren ADC1, MFalpha, AC, P-60, CYC1, GAPDH, TEF, rp28, ADH enthalten. In diesem Zusammenhang sind auch die Promotoren der Pyruvatdecarboxylase und der Methanoloxidase, beispielsweiseaus Hansenula vorteilhaft. Es können auch künstliche Promotoren für die Regulation verwendet werden.Advantageous regulatory sequences for the novel process are for example in promoters such as cos, tac, trp, tet, trp-tet, lpp, lac, lpp-lac, lacI q-, T7 T5, T3 , gal, trc, ara, rhaP (rhaP BAD ) SP6, lambda P R - or contained in the lambda P L promoter, which are advantageously used in gram-negative bacteria application. Further advantageous regulatory sequences are contained, for example, in the gram-positive promoters amy and SPO2, in the yeast or fungal promoters ADC1, MFalpha, AC, P-60, CYC1, GAPDH, TEF, rp28, ADH. In this context, the promoters of pyruvate decarboxylase and methanol oxidase, for example from Hansenula, are also advantageous. It is also possible to use artificial promoters for regulation.
Das Nukleinsäurekonstrukt wird zur Expression in einem Wirtsorganismus vorteilhafterweise in einen Vektor, wie beispielsweise einem Plasmid oder einem Phagen inse riert, der eine optimale Expression der Gene im Wirt ermöglicht. Unter Vektoren sind außer Plasmiden und Phagen auch alle anderen dem Fachmann bekannten Vektoren, also z.B. Viren, wie SV40, CMV, Baculovirus und Adenovirus, Transposons, IS-Elemente, Phasmide, Cosmide, und lineare oder zirkuläre DNA zu verstehen. Diese Vektoren können autonom im Wirtsorganismus repliziert oder chromosomal repliziert werden. Diese Vektoren stellen eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dar. Geeignete Plasmide sind beispielsweise in E. coli pLG338, pACYC184, pBR322, pUC18, pUC19, pKC30, pRep4, pHS1, pKK223-3, pDHE19.2, pHS2, pPLc236, pMBL24, pLG200, pUR290, pIN-III113-B1, Igt11 oder pBdCl, in Streptomyces pIJ101, pIJ364, pIJ702 oder pIJ361, in Bacillus pUB110, pC194 oder pBD214, in Corynebacterium pSA77 oder pAJ667, in Pilzen pALS1, pIL2 oder pBB116, in Hefen 2alphaM, pAG-1, YEp6, YEp13 oder pEMBLYe23 oder in Pflanzen pLGV23, pGHlac+, pBIN19, pAK2004 oder pDH51. Die genannten Plasmide stellen eine kleine Auswahl der möglichen Plasmide dar. Weitere Plasmide sind dem Fachmann wohl bekannt und können beispielsweise aus dem Buch Cloning Vectors (Eds. Pouwels P. H. et al. Elsevier, Amsterdam-New York-Oxford, 1985, ISBN 0 444 904018) entnommen werden.The nucleic acid construct is advantageously inserted into a host organism for expression in a vector, such as a plasmid or a phage, which enables optimal expression of the genes in the host. Vectors other than plasmids and phages are also all other vectors known to those skilled in the art, ie viruses such as SV40, CMV, baculovirus and adenovirus, transposons, IS elements, phasmids, cosmids, and linear or circular DNA. These vectors can be autonomously replicated in the host organism or replicated chromosomally. These vectors represent a further embodiment of the invention. Suitable plasmids are described, for example, in E. coli pLG338, pACYC184, pBR322, pUC18, pUC19, pKC30, pRep4, pHS1, pKK223-3, pDHE19.2, pHS2, pPLc236, pMBL24, pLG200, pUR290, pIN-III 113 -B1, IgT11 or pBdCl, in Streptomyces pIJ101, pIJ364, pIJ702 or pIJ361, in Bacillus pUB110, pC194 or pBD214, in Corynebacterium pSA77 or pAJ667, in fungi pALS1, pIL2 or pBB116, in yeasts 2alphaM, pAG -1, YEp6, YEp13 or pEMBLYe23 or in plants pLGV23, pGHlac + , pBIN19, pAK2004 or pDH51. The plasmids mentioned represent a small selection of the possible plasmids. Further plasmids are well known to the person skilled in the art and can be found, for example, in the book Cloning Vectors (Eds. Pouwels PH et al., Elsevier, Amsterdam-New York-Oxford, 1985, ISBN 0 444 904018 ).
Vorteilhafterweise enthält das Nukleinsäurekonstrukt zur Expression der weiteren enthaltenen Gene zusätzlich noch 3'- und/oder 5'-terminate regulatorische Sequenzen zur Steigerung der Expression, die je nach ausgewähltem Wirtorganismus und Gen oder Gene für eine optimale Expression ausgewählt werden.advantageously, contains the nucleic acid construct For expression of the other genes contained additionally 3'- and / or 5'-terminal regulatory Sequences to increase expression, depending on the selected host organism and gene or genes for optimal expression selected become.
Diese regulatorischen Sequenzen sollen die gezielte Expression der Gene und der Proteinexpression ermöglichen. Dies kann beispielsweise je nach Wirtsorganismus bedeuten, dass das Gen erst nach Induktion exprimiert oder überexprimiert wird, oder dass es sofort exprimiert und/oder überexprimiert wird.These Regulatory sequences are designed to target the expression of genes and enable protein expression. For example, depending on the host organism, this may mean that the gene is expressed or overexpressed after induction, or that it expresses immediately and / or overexpressed becomes.
Die regulatorischen Sequenzen bzw. Faktoren können dabei vorzugsweise die Genexpression der eingeführten Gene positiv beeinflussen und dadurch erhöhen. So kann eine Verstärkung der regulatorischen Elemente vorteilhafterweise auf der Transkriptionsebene erfolgen, indem starke Transkriptionssignale wie Promotoren und/oder "Enhancer" verwendet werden. Daneben ist aber auch eine Verstärkung der Translation möglich, indem beispielsweise die Stabilität der mRNA verbessert wird.The Regulatory sequences or factors can preferably the Gene expression of the introduced Positively influence genes and thereby increase them. So can a reinforcement of the regulatory elements advantageously at the transcriptional level by using strong transcription signals such as promoters and / or enhancers. But there is also a reinforcement Translation possible, for example, by improving the stability of the mRNA.
In einer weiteren Ausgestaltungsform des Vektors kann der das erfindungsgemäße Nukleinsäurekonstrukt oder die erfindungsgemäße Nukleinsäure enthaltende Vektor auch vorteilhafterweise in Form einer linearen DNA in die Mikroorganismen eingeführt werden und über heterologe oder homologe Rekombination in das Genom des Wirtsorganismus integriert werden. Diese lineare DNA kann aus einem linearisierten Vektor wie einem Plasmid oder nur aus dem Nukleinsäurekonstrukt oder der erfindungsgemäßen Nukleinsäure bestehen.In In a further embodiment of the vector, the nucleic acid construct of the invention may be or the nucleic acid containing the invention Vector also advantageously in the form of a linear DNA in the Introduced microorganisms be and over heterologous or homologous recombination into the genome of the host organism to get integrated. This linear DNA can be linearized Vector such as a plasmid or only from the nucleic acid construct or the nucleic acid according to the invention.
Für eine optimale Expression heterologer Gene in Organismen ist es vorteilhaft die Nukleinsäuresequenzen entsprechend des im Organismus verwendeten spezifischen "codon usage" zu verändern. Der "codon usage" läßt sich anhand von Computerauswertungen anderer, bekannter Gene des betreffenden Organismus leicht ermitteln.For an optimal Expression of heterologous genes in organisms, it is advantageous the nucleic acid sequences according to the specific "codon usage" used in the organism. The "codon usage" can be on the basis of computer evaluations of other, known genes of the concerned Easily detect organism.
Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Expressionskassette erfolgt durch Fusion eines geeigneten Promotors mit einer geeigneten kodierenden Nukleotidsequenz sowie einem Terminator- oder Polyadenylierungssignal. Dazu verwendet man gängige Rekombinations- und Klonierungstechniken, wie sie beispielsweise in T. Maniatis, E.F. Fritsch und J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) sowie in T.J. Silhavy, M.L. Berman und L.W. Enquist, Experiments with Gene Fusions, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1984) und in Ausubel, F.M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Assoc. and Wiley Interscience (1987) beschrieben sind.The Production of an Expression Cassette According to the Invention takes place by fusion of a suitable promoter with a suitable one coding nucleotide sequence and a terminator or polyadenylation signal. For this one uses common ones Recombination and cloning techniques, as described for example in T. Maniatis, E.F. Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) and in T.J. Silhavy, M.L. Berman and L.W. Enquist, experiments with Gene Fusions, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1984) and in Ausubel, F.M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Assoc. and Wiley Interscience (1987) are described.
Das rekombinante Nukleinsäurekonstrukt bzw. Genkonstrukt wird zur Expression in einem geeigneten Wirtsorganismus vorteilhafterweise in einen wirtsspezifischen Vektor insertiert, der eine optimale Expression der Gene im Wirt ermöglicht. Vektoren sind dem Fachmann wohl bekannt und können beispielsweise aus "Cloning Vectors" (Pouwels P. H. et al., Hrsg, Elsevier, Amsterdam-New York-Oxford, 1985) entnommen werden.The recombinant nucleic acid construct or gene construct becomes expression in a suitable host organism advantageously inserted into a host-specific vector, which allows optimal expression of the genes in the host. Vectors are well known to those skilled in the art and may be obtained, for example, from "Cloning Vectors" (Pouwels P.H. et al., eds, Elsevier, Amsterdam-New York-Oxford, 1985) become.
F. Erfindungsgemäß brauchbare WirtsorganismenF. Usable according to the invention host organisms
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vektoren oder Konstrukte sind rekombinante Mikroorganismen herstellbar, welche beispielsweise mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Vektor transformiert sind und zur Produktion der erfindungsgemäßen Polypeptide eingesetzt werden können. Vorteilhafterweise werden die oben beschriebenen erfindungsgemäßen rekombinanten Konstrukte in ein geeignetes Wirtssystem eingebracht und exprimiert. Dabei werden vorzugsweise dem Fachmann bekannte geläufige Klonierungs- und Transfektionsmethoden, wie beispielsweise Co-Präzipitation, Protoplastenfusion, Elektroporation, retrovirale Transfektion und dergleichen, verwendet, um die genannten Nukleinsäuren im jeweiligen Expressionssystem zur Expression zu bringen. Geeignete Systeme werden beispielsweise in Current Protocols in Molecular Biology, F. Ausubel et al., Hrsg., Wiley Interscience, New York 1997, oder Sambrook et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2. Aufl., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989 beschrieben.With Help the vectors of the invention or constructs are recombinant microorganisms to produce, which for example with at least one vector according to the invention are transformed and used to produce the polypeptides of the invention can be. Advantageously, the recombinant invention described above Constructs are introduced and expressed in a suitable host system. In this case, preference is given to familiar cloning methods known to the person skilled in the art. and transfection methods, such as co-precipitation, Protoplast fusion, electroporation, retroviral transfection and the like, used to bind said nucleic acids in respective expression system for expression. suitable Systems are used, for example, in Current Protocols in Molecular Biology, F. Ausubel et al., Eds., Wiley Interscience, New York 1997, or Sambrook et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989.
Erfindungsgemäß sind auch homolog rekombinierte Mikroorganismen herstellbar. Dazu wird ein Vektor hergestellt, der zumindest einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Gens oder einer kodierenden Sequenz enthält, worin gegebenenfalls wenigstens eine Aminosäure-Deletion, -Addition oder -Substitution eingebracht worden ist, um die erfindungsgemäße Sequenz zu verändern, z.B. funktionell zu disrumpieren ("Knockout"-Vektor). Die eingebrachte Sequenz kann z.B. auch ein Homologes aus einem verwandten Mikroorganismus sein oder aus einer Säugetier-, Hefe- oder Insektenquelle abgeleitet sein. Der zur homologen Rekombination verwendete Vektor kann alternativ derart ausgestaltet sein, daß das endogene Gen bei homologer Rekombination mutiert oder anderweitig verändert ist, jedoch noch das funktionelle Protein kodiert (z.B. kann der stromaufwärts gelegene regulatorische Bereich derart verändert sein, dass dadurch die Expression des endogenen Proteins verändert wird). Der veränderte Abschnitt des erfindungsgemäßen Gens ist im homologen Rekombinationsvektor. Die Konstruktion geeigneter Vektoren zur homologen Rekombination ist z.B. beschrieben in Thomas, K.R. und Capecchi, M.R. (1987) Cell 51:503.Also according to the invention homologously recombined microorganisms can be produced. This will be a Vector prepared containing at least a portion of a gene of the invention or a coding sequence, wherein optionally at least an amino acid deletion, Addition or substitution has been introduced to the sequence of the invention to change, e.g. Functionally to disrupts ("knockout" vector). The introduced sequence may e.g. also a homologue from one be a related microorganism or from a mammalian, yeast or insect source be derived. The vector used for homologous recombination may alternatively be designed so that the endogenous gene in homologous Recombination mutated or otherwise altered, but still the functional protein (e.g., upstream regulatory area be changed in such a way that thereby the Expression of the endogenous protein is changed). The modified section of the gene according to the invention is in the homologous recombination vector. The construction of suitable Vectors for homologous recombination are e.g. described in Thomas, K. R. and Capecchi, M.R. (1987) Cell 51: 503.
Als rekombinante Wirtsorganismen für die erfindungsgemäße Nukleinsäure oder dem Nukleinsäurekonstrukt kommen prinzipiell alle prokaryontischen oder eukaryontischen Organismen in Frage. Vorteilhafterweise werden als Wirtsorganismen Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder Hefen verwendet. Vorteilhaft werden gram-positive oder gram-negative Bakterien, bevorzugt Bakterien der Familien Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Rhizobiaceae, Streptomycetaceae oder Nocardiaceae, besonders bevorzugt Bakterien der Gattungen Escherichia, Pseudomonas, Streptomyces, Nocardia, Burkholderia, Salmonella, Agrobacterium oder Rhodococcus verwendet.When recombinant host organisms for the nucleic acid according to the invention or the nucleic acid construct In principle, all prokaryotic or eukaryotic organisms come in question. Advantageously, microorganisms are used as host organisms like bacteria, fungi or yeasts used. Beneficial are gram-positive or gram-negative bacteria, preferably bacteria of the families Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Rhizobiaceae, Streptomycetaceae or Nocardiaceae, particularly preferred Bacteria of the genera Escherichia, Pseudomonas, Streptomyces, Nocardia, Burkholderia, Salmonella, Agrobacterium or Rhodococcus used.
Ganz besonders bevorzugt ist die Gattung und Art Escherichia coli. Weitere vorteilhafte Bakterien sind darüber hinaus in der Gruppe der alpha-Proteobacterien, beta-Proteobacterien oder gamma-Proteobacterien zu finden.All particularly preferred is the genus and species Escherichia coli. Further beneficial bacteria are about it addition, in the group of alpha-proteobacteria, beta-proteobacteria or to find gamma proteobacteria.
Der Wirtsorganismus oder die Wirtsorganismen gemäß der Erfindung enthalten dabei vorzugsweise mindestens eine der in dieser Erfindung beschriebenen Nukleinsäuresequenzen, Nukleinsäurekonstrukte oder Vektoren, die für ein Enzym mit erfindungsgemäßer Dehydrogenaseaktivität kodieren.Of the Host organism or the host organisms according to the invention contain it preferably at least one of those described in this invention Nucleic acid sequences, nucleic acid constructs or vectors for encode an enzyme with dehydrogenase activity according to the invention.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Organismen werden je nach Wirtsorganismus in dem Fachmann bekannter Weise angezogen bzw. gezüchtet. Mikroorganismen werden in der Regel in einem flüssigen Medium, das eine Kohlenstoffquelle meist in Form von Zuckern, eine Stickstoffquelle meist in Form von organischen Stickstoffquellen wie Hefeextrakt oder Salzen wie Ammoniumsulfat, Spurenelemente wie Eisen-, Mangan-, Magnesiumsalze und gegebenenfalls Vitamine enthält, bei Temperaturen zwischen 0 °C und 100 °C, bevorzugt zwischen 10 °C bis 60 °C unter Sauerstoffbegasung angezogen. Dabei kann der pH der Nährflüssigkeit auf einen festen Wert gehalten werden, das heißt während der Anzucht reguliert werden oder nicht. Die Anzucht kann „batch"-weise, „semi batch"-weise oder kontinuierlich erfolgen. Nährstoffe können zu beginn der Fermentation vorgelegt oder semikontinuierlich oder kontinuierlich nachgefüttert werden. Das Keton kann direkt zur Anzucht gegeben werden oder vorteilhaft nach Anzucht. Die Enzyme können nach dem in den Beispielen beschriebenen Verfahren aus den Organismen isoliert werden oder als Rohextrakt für die Reaktion verwendet werden.The in the process according to the invention used organisms are depending on the host organism in the expert well-known or cultivated. Become microorganisms usually in a liquid Medium containing a carbon source mostly in the form of sugars, a Nitrogen source mostly in the form of organic nitrogen sources like yeast extract or salts like ammonium sulfate, trace elements like Iron, manganese, magnesium salts and optionally vitamins Temperatures between 0 ° C and 100 ° C, preferably between 10 ° C up to 60 ° C attracted under oxygen fumigation. In this case, the pH of the nutrient fluid be kept at a fixed value, that is regulated during the cultivation be or not. The cultivation can be batchwise, semi-batchwise or continuous respectively. nutrient can submitted at the beginning of the fermentation or semicontinuously or continuously refilled become. The ketone can be added directly to the culture or advantageous after cultivation. The enzymes can according to the method described in the examples from the organisms be isolated or used as crude extract for the reaction.
G. Rekombinante Herstellung der erfindungsgemäßer PolypeptideG. Recombinant production the polypeptides of the invention
Gegenstand der Erfindung sind weiterhin Verfahren zur rekombinanten Herstellung erfindungsgemäße Polypeptide oder funktioneller, biologisch aktiver Fragmente davon, wobei man einen Polypeptide-produzierenden Mikroorganismus kultiviert, gegebenenfalls die Expression der Polypeptide induziert und diese aus der Kultur isoliert. Die Polypeptide können so auch in großtechnischem Maßstab produziert werden, falls dies erwünscht ist.object The invention furthermore relates to processes for recombinant production polypeptides of the invention or functional, biologically active fragments thereof, wherein a polypeptide-producing microorganism is cultured, optionally the expression of the polypeptides induced and these from the culture isolated. The polypeptides can so also in large-scale scale produced if desired.
Der rekombinante Mikroorganismus kann nach bekannten Verfahren kultiviert und fermentiert werden. Bakterien können beispielsweise in TB- oder LB-Medium und bei einer Temperatur von 20 bis 40°C und einem pH-Wert von 6 bis 9 vermehrt werden. Im Einzelnen werden geeignete Kultivierungsbedingungen beispielsweise in T. Maniatis, E.F. Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) beschrieben.Of the Recombinant microorganism can be cultured by known methods and fermented. Bacteria can be found in TB or LB medium and at a temperature of 20 to 40 ° C and a pH be increased from 6 to 9. Specifically, suitable cultivation conditions for example in T. Maniatis, E.F. Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989).
Die Zellen werden dann, falls die Polypeptide nicht in das Kulturmedium sezerniert werden, aufgeschlossen und das Produkt nach bekannten Proteinisolierungsverfahren aus dem Lysat gewonnen. Die Zellen können wahlweise durch hochfrequenten Ultraschall, durch hohen Druck, wie z.B. in einer French-Druckzelle, durch Osmolyse, durch Einwirkung von Detergenzien, lytischen Enzymen oder organischen Lösungsmitteln, durch Homogenisatoren oder durch Kombination mehrerer der aufgeführten Verfahren aufgeschlossen werden.The Cells then become, if the polypeptides are not in the culture medium be secreted, open-minded and the product according to known Protein isolation method recovered from the lysate. The cells can optionally by high frequency ultrasound, by high pressure, e.g. in a French pressure cell, by osmolysis, by the action of detergents, lytic enzymes or organic solvents, by homogenizers or digested by combining several of the listed methods become.
Eine Aufreinigung der Polypeptide kann mit bekannten, chromatographischen Verfahren erzielt werden, wie Molekularsieb-Chromatographie (Gelttltration), wie Q-Sepharose-Chromatographie, Ionenaustausch-Chromatographie und hydrophobe Chromatographie, sowie mit anderen üblichen Verfahren wie Ultrafiltration, Kristallisation, Aussalzen, Dialyse und nativer Gelelektrophorese. Geeignete Verfahren werden beispielsweise in Cooper, F. G., Biochemische Arbeitsmethoden, Verlag Walter de Gruyter, Berlin, New York oder in Scopes, R., Protein Purification, Springer Verlag, New York, Heidelberg, Berlin beschrieben.A Purification of the polypeptides can be carried out by known, chromatographic Be achieved, such as molecular sieve chromatography (gel filtration), like Q-Sepharose chromatography, Ion exchange chromatography and hydrophobic chromatography, as well with other usual ones Methods such as ultrafiltration, crystallization, salting out, dialysis and native gel electrophoresis. Suitable methods are, for example in Cooper, F.G., Biochemical Working Methods, Verlag Walter de Gruyter, Berlin, New York or in Scopes, R., Protein Purification, Springer Verlag, New York, Heidelberg, Berlin.
Vorteilhaft kann es sein, zur Isolierung des rekombinanten Proteins Vektorsysteme oder Oligonukleotide zu verwenden, die die cDNA um bestimmte Nukleotidsequenzen verlängern und damit für veränderte Polypeptide oder Fusionsproteine kodieren, die z.B. einer einfacheren Reinigung dienen. Derartige geeignete Modifikationen sind beispielsweise als Anker fungierende sogenannte "Tags", wie z.B. die als Hexa-Histidin-Anker bekannte Modifikation oder Epitope, die als Antigene von Antikörpern erkannt werden können (beschrieben zum Beispiel in Harlow, E. and Lane, D., 1988, Antibodies: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor (N.Y.) Press). Diese Anker können zur Anheftung der Proteine an einen festen Träger, wie z.B. einer Polymermatrix, dienen, die beispielsweise in einer Chromatographiesäule eingefüllt sein kann, oder an einer Mikrotiterplatte oder an einem sonstigen Träger verwendet werden kann.Advantageous it may be to isolate the recombinant protein vector systems or oligonucleotides that encode the cDNA for particular nucleotide sequences extend and for that changed Encode polypeptides or fusion proteins, e.g. a simpler one Serve cleaning. Such suitable modifications are, for example anchors acting as anchors, such as. as a hexa-histidine anchor known modification or epitopes recognized as antigens of antibodies can be (described, for example, in Harlow, E. and Lane, D., 1988, Antibodies: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor (N.Y.) Press). These anchors can for attaching the proteins to a solid support, e.g. a polymer matrix, serve, for example, be filled in a chromatography column can be used, or on a microtiter plate or on another carrier can be.
Gleichzeitig können diese Anker auch zur Erkennung der Proteine verwendet werden. Zur Erkennung der Proteine können außerdem übliche Marker, wie Fluoreszenzfarbstoffe, Enzymmarker, die nach Reaktion mit einem Substrat ein detektierbares Reaktionsprodukt bilden, oder radioaktive Marker, allein oder in Kombination mit den Ankern zur Derivatisierung der Proteine verwendet werden.simultaneously can these anchors can also be used to recognize the proteins. to Detection of proteins can also usual markers, like fluorescent dyes, enzyme markers after reaction with a Substrate form a detectable reaction product, or radioactive Marker, alone or in combination with the anchors for derivatization the proteins are used.
H. Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von (S)-AlkanolenH. Implementation of the inventive method for the preparation of (S) -alkanols
Die erfindungsgemäss verwendeten Enzyme mit Dehydrogenase-Aktivität können im erfindungsgemäßen Verfahren als freies oder immobilisiertes Enzym verwendet werden.The inventively used enzymes with dehydrogenase activity can in the process according to the invention be used as a free or immobilized enzyme.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft bei einer Temperatur zwischen 0 °C bis 95 °C, bevorzugt zwischen 10 °C bis 85 °C, besonders bevorzugt zwischen 15 °C bis 75 °C durchgeführt.The inventive method is advantageous at a temperature between 0 ° C to 95 ° C, preferably between 10 ° C up to 85 ° C, more preferably between 15 ° C up to 75 ° C carried out.
Der pH-Wert im erfindungsgemäßen Verfahren wird vorteilhaft zwischen pH 4 und 12, bevorzugt zwischen pH 4,5 und 9, besonders bevorzugt zwischen pH 5 und 8 gehalten.Of the pH value in the process according to the invention is advantageously between pH 4 and 12, preferably between pH 4.5 and 9, more preferably between pH 5 and 8.
Unter enantiomerenreinen bzw. chiralen Produkten bzw. optisch aktiven Alkoholen sind im erfindungsgemäßen Verfahren Enantiomere zu verstehen, die eine Enantiomerenanreicherung zeigen. Bevorzugt werden im Verfahren Enantiomerenreinheiten von mindestens 70 %ee, bevorzugt von min. 80 %ee, besonders bevorzugt von min. 90 %ee, ganz besonders bevorzugt min. 98 %ee erreicht.Under enantiomerically pure or chiral products or optically active Alcohols are in the process of the invention To understand enantiomers that show an enantiomeric enrichment. Preferably in the process enantiomeric purities of at least 70% ee, preferably from min. 80% ee, more preferably from min. 90% ee, most preferably min. 98% ee achieved.
Für das erfindungsgemäße Verfahren können wachsende Zellen verwendet werden, die die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren, Nukleinsäurekonstrukte oder Vektoren enthalten. Auch ruhende oder aufgeschlossene Zellen können verwendet werden. Unter aufgeschlossenen Zellen sind beispielsweise Zellen zu verstehen, die über eine Behandlung mit beispielsweise Lösungsmitteln durchlässig gemacht worden sind, oder Zellen die über eine Enzymbehandlung, über eine mechanische Behandlung (z.B. French Press oder Ultraschall) oder über eine sonstige Methode aufgebrochen wurden. Die so erhaltenen Rohextrakte sind für das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft geeignet. Auch gereinigte oder angereinigte Enzyme können für das Verfahren verwendet werden. Ebenfalls geeignet sind immobilisierte Mikroorganismen oder Enzyme, die vorteilhaft in der Reaktion Anwendung finden können.For the inventive method can growing cells are used, the nucleic acids according to the invention, nucleic acid constructs or vectors. Also dormant or open-minded cells can be used. Under-opened cells are for example Understand cells that are over made a treatment with, for example, solvents permeable or cells are over an enzyme treatment, about a mechanical treatment (e.g. French Press or ultrasound) or over another method was broken up. The crude extracts thus obtained are for the inventive method advantageous suitable. Also purified or purified enzymes may be used for the procedure be used. Also suitable are immobilized microorganisms or enzymes that can be used to advantage in the reaction.
Werden für das erfindungsgemäße Verfahren freie Organismen oder Enzyme verwendet, so werden diese vor der Extraktion zweckmäßigerweise abgetrennt beispielsweise über eine Filtration oder Zentrifugation.Become for the inventive method free organisms or enzymes used, these are the ones before Extraction conveniently separated over, for example a filtration or centrifugation.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkt, beispielsweise (1S)-3-Methylamino-1-(2-thienyl)-propan-1-ol, lässt sich vorteilhaft aus der wässrigen Reaktionslösung über Extraktion oder Destillation gewinnen. Die Extraktion kann zur Erhöhung der Ausbeute mehrfach wiederholt werden. Beispiele für geeignete Extraktionsmittel sind Lösungsmittel, wie Toluol, Methylenchlorid, Butylacetat, Diisopropylether, Benzol, MTBE oder Essigester, ohne darauf beschränkt zu sein.The in the process according to the invention prepared product, for example (1S) -3-methylamino-1- (2-thienyl) -propan-1-ol, let yourself advantageous from the aqueous Reaction solution via extraction or win distillation. The extraction can increase the Yield be repeated several times. Examples of suitable extraction agents are solvents, such as toluene, methylene chloride, butyl acetate, diisopropyl ether, benzene, MTBE or ethyl acetate, without being limited thereto.
Alternativ kann das im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkt, beispielsweise (1S)-3-Methylamino-1-(2-thienyl)-propan-1-ol, sich vorteilhaft aus der organischen Phase der Reaktionslösung über Extraktion oder Destillation oder/und Kristallisation gewinnen. Die Extraktion kann zur Erhöhung der Ausbeute mehrfach wiederholt werden. Beispiele für geeignete Extraktionsmittel sind Lösungsmittel, wie Toluol, Methylenchlorid, Butylacetat, Diisopropylether, Benzol, MTBE oder Essigester, ohne darauf beschränkt zu sein.alternative this can be done in the process according to the invention prepared product, for example (1S) -3-methylamino-1- (2-thienyl) -propan-1-ol, advantageous from the organic phase of the reaction solution via extraction or win distillation or / and crystallization. The extraction can increase the yield can be repeated several times. Examples of suitable Extractants are solvents, such as toluene, methylene chloride, butyl acetate, diisopropyl ether, benzene, MTBE or ethyl acetate, without being limited thereto.
Nach Einengen der organischen Phase können die Produkte in der Regel in guten chemischen Reinheiten, das heißt größer 80 % chemische Reinheit, gewonnen werden. Nach Extraktion kann die organische Phase mit dem Produkt aber auch nur zum Teil eingeengt werden und das Produkt auskristallisiert werden. Dazu wird die Lösung vorteilhaft auf eine Temperatur von 0 °C bis 10 °C abgekühlt. Die Kristallisation kann auch direkt aus der organischen Lösung oder aus einer wässrigen Lösung erfolgen. Das auskristallisierte Produkt kann nochmals im gleichen oder in einem anderen Lö sungsmittel zur erneuten Kristallisation aufgenommen werden und nochmals kristallisiert werden. Durch die anschließende vorteilhafte mindestens einmalig durchgeführte Kristallisation kann die Enantiomerenreinheit des Produktes falls erforderlich weiter gesteigert werden.To Concentration of the organic phase can the products usually in good chemical purities, that is greater than 80% chemical purity, be recovered. After extraction, the organic phase with the product but only partially be narrowed and the Product be crystallized. For this, the solution is advantageous to a temperature of 0 ° C up to 10 ° C cooled. The crystallization can also be directly from the organic solution or from an aqueous solution respectively. The crystallized product can again in the same or in another solvent be re-crystallized and recrystallized again become. By the subsequent advantageous at least once performed crystallization, the Enantiomeric purity of the product further increased if necessary.
Bei den genannten Aufarbeitungsarten lässt sich das Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens in Ausbeuten von 60 bis 100 %, bevorzugt von 80 bis 100 %, besonders bevorzugt von 90 bis 100 %, bezogen auf das für die Reaktion eingesetzte Substrat, wie z.B. von 3-Methylamino-1-(2-thienyl)-propan-1-on, isolieren. Das isolierte Produkt zeichnet sich durch eine hohe chemische Reinheit von > 90 %, bevorzugt > 95 % besonders bevorzugt von > 98 % aus. Weiterhin haben die Produkt eine hohe Enantiomerenreinheit, die vorteilhaft falls erforderlich durch die Kristallisation weiter gesteigert werden kann.at The aforementioned work-up methods can be the product of the method according to the invention in yields of 60 to 100%, preferably from 80 to 100%, especially preferably from 90 to 100%, based on the used for the reaction Substrate, e.g. of 3-methylamino-1- (2-thienyl) -propan-1-one, isolate. The isolated product is characterized by a high chemical Purity of> 90 %, preferably> 95 % particularly preferred of> 98 % out. Furthermore, the products have a high enantiomeric purity, the advantageous if necessary by the crystallization on can be increased.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann batchweise, semi-batchweise oder kontinuierlich betrieben werden.The inventive method can be operated batchwise, semi-batchwise or continuously.
Die Durchführung des Verfahrens kann vorteilhafterweise in Bioreaktoren erfolgen, wie z.B. beschrieben in Biotechnology, Band 3, 2. Auflage, Rehm et al Hrsg., (1993) insbesondere Kapitel II.The execution of the method can advantageously take place in bioreactors, such as. described in Biotechnology, Volume 3, 2nd edition, Rehm et al. Eds., (1993) especially Chapter II.
Die obige Beschreibung und die nachstehenden Beispiele dienen nur der Verdeutlichung der Erfindung. Die für den Fachmann offensichtlichen, zahlreich möglichen Abwandlungen sind erfindungsgemäß ebenfalls umfasst.The The above description and the following examples are for the purposes of the Clarification of the invention. The obvious to the expert, numerous possible Modifications are also according to the invention includes.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der besonders hohen Ausbeute des optisch aktiven Alkanols der Formel (I) bzw. der nahezu quantitativen Umwandlung von Alkanon (II).Of the Advantage of the method according to the invention lies in the particularly high yield of the optically active alkanol of the formula (I) or the almost quantitative conversion of alkanone (II).
Experimenteller Teil:Experimental part:
Beispiel 1: Klonierung der Phenylethanol-Dehydrogenase aus Azoarcus sp EbN1 mittels synthetischer Oligonukleotide.Example 1: Cloning the phenylethanol dehydrogenase from Azoarcus sp EbN1 by means of synthetic Oligonucleotides.
Die
Sequenz des Phenylethanol-Dehydrogenasegens aus Azoarcus sp EbN1
ist in Datenbanken hinterlegt (Genbank ID 25956124, Region:25073
bis 25822). Von der Nukleinsäuresequenz
des Phenylethanol-Dehydrogenase-Gens wurden Oligonukleotide abgeleitet,
aus denen nach bekannten Verfahren das Gen des synthetisiert wurde.
Die DNA-Sequenz der Oligonukleotide ist in Tabelle 1 zusammengefasst.
Das
PCR-Produkt wurde mit den Restriktionsendonukleasen Ndel und BamHl
verdaut und in entsprechend verdauten pDHE19.2-Vektor (
Die rekombianten E. coli werden mit E. coli LU 11558 bezeichnet.The Recombinants E. coli are designated E. coli LU 11558.
Tabelle 1 Oligonukleotide zur Herstellung des synthetischen Phenylethanol-Dehydrogenase-Gens aus Azoarcus sp EbN1 Table 1 Oligonucleotides for the preparation of the synthetic phenylethanol dehydrogenase gene from Azoarcus sp EbN1
Beispiel 2: Klonierung der Phenylethanol-Dehydrogenase aus Azoarcus sp EbN1 mittels PCRExample 2: Cloning of phenylethanol dehydrogenase from Azoarcus sp EbN1 by PCR
Die Sequenz des Phenylethanol-Dehydrogenasegens aus Azoarcus sp EbN1 ist in Datenbanken hinterlegt (Genbank ID 25956124, Region 25073 bis 25822). Von der Nukleinsäuresequenz des Phenylethanol-Dehydrogenase-Gens wurden Oligonukleotide abgeleitet (Primer MKe0387 und MKe0388), die wie folgt der Klonierung des Dehydrogenase-Gens durch PCR-Amplifikation dienten.The sequence of the phenylethanol dehydrogenase gene from Azoarcus sp EbN1 is available in databases (Genbank ID 25956124, region 25073 to 25822). From the nucleic acid sequence of the phenylethanol dehydrogenase gene, oligonucleotides were derived (primers MKe0387 and MKe0388) which served to clone the dehydrogenase gene by PCR amplification as follows.
PCR: PCR:
Primer: primer:
Je 130 ng der Primer MKe0387 und MKe0388 wurden equimolar gemischt. Die PCR wurde nach Stratagene-Standardvorschrift mit PfuTurbo-Polymerase (Roche Applied Science) und dem folgenden Temperatur-Gradienten-Programm durchgeführt: 95°C für 5 min; 30 Zyklen mit 95°C für 45 sec, 55°C für 45 sec, und 72°C für 1 min; 72°C für 10 min.; 10°C bis zur Verwendung. Das PCR-Produkt (~0,75 kB) wurde durch Agarosegel-Elektrophorese (1,2%E-Gel, Invitrogen) und Säulen-Chromatographie (GFX-Kit, Amersham Pharmacia) isoliert und anschließend sequenziert (Sequenzierprimer: MKe0387 und MKe0388). Die erhaltene Sequenz ist mit der publizierten Sequenz identisch.ever 130 ng of primers MKe0387 and MKe0388 were mixed equimolarly. The PCR was performed according to Stratagene standard protocol with PfuTurbo polymerase (Roche Applied Science) and the following temperature gradient program carried out: 95 ° C for 5 min; 30 cycles at 95 ° C for 45 sec, 55 ° C for 45 sec, and 72 ° C for 1 min; 72 ° C for 10 min .; 10 ° C to for use. The PCR product (~ 0.75 kb) was purified by agarose gel electrophoresis (1.2% E-gel, Invitrogen) and column chromatography (GFX kit, Amersham Pharmacia) and then sequenced (Sequencing primer: MKe0387 and MKe0388). The sequence obtained is with identical to the published sequence.
Das
PCR-Produkt wurde mit den Restriktionsendonukleasen Ndel und BamHl
verdaut und in entsprechend verdauten pDHE19.2-Vektor (
Das Plasmid pDHEEbN1 wurde in den Stamm E.coli TG10 pAgro4 pHSG575 transformiert (TG10: ein RhaA–-Derivat von E.coli TG1(Stratagene); pAgro4: Takeshita, S; Sato, M; Toba, M; Masahashi, W; Hashimoto-Gotoh, T (1987) Gene 61, 63-74; pHSG575: T. Tomoyasu et al (2001), Mol. Microbiol. 40(2), 397-413).The plasmid was pDHEEbN1 into strain E.coli TG10 transformed pAgro4 pHSG575 (TG10: an RhaA - derivative of E.coli TG1 (Stratagene); pAgro4: Takeshita, S; Sato, M; Toba, M; Masahashi, W; Hashimoto -Gotoh, T (1987) Gene 61, 63-74; pHSG575: T. Tomoyasu et al (2001), Mol. Microbiol. 40 (2), 397-413).
Die rekombianten E. coli werden mit E.coli LU 11558 bezeichnet.The Recombinants E. coli are designated E. coli LU 11558.
Beispiel 3: Bereitstellung rekombinanter Phenylethanol-Dehydrogenase aus E.coli LU 11558Example 3: Provision recombinant phenylethanol dehydrogenase from E. coli LU 11558
E.coli LU 11558 wurden in 20mL LB-Amp/Spec/Cm (100μg/l Ampicillin; 100μg/l Spectinomycin; 20μg/l Chloramphenicol), 0,1mM IPTG, 0,5g/L Rhamnose in 100mL Erlenmeyerkolben (Schikanen) 18 h bei 37°C angezogen, bei 5000·g/10min zentrifugiert, einmal mit 10mM TRIS*HCl, pH7,0 gewaschen und in 2 mL des gleichen Puffers resuspendiert.E.coli LU 11558 were amplified in 20mL LB-Amp / Spec / Cm (100μg / L ampicillin; 100μg / L spectinomycin; 20 μg / l chloramphenicol), 0.1mM IPTG, 0.5g / L rhamnose in 100mL Erlenmeyer flasks (baffles) 18 h at 37 ° C attracted, at 5000 x g / 10 min centrifuged, washed once with 10mM TRIS * HCl, pH 7.0 and in 2 mL of the same buffer resuspended.
Zellfreier Proteinrohextrakt wurde hergestellt indem Zellpaste von E.coli LU 11558 mit 0,7ml Glaskugeln (d=0,5mm) in einer Schwingmühle (3 × 5min mit Zwischenkühlung auf Eis) aufgeschlossen wurde.cell-free Protein crude extract was prepared by cell paste of E. coli LU 11558 with 0.7ml glass balls (d = 0.5mm) in a vibrating mill (3 × 5min with intercooling on ice) was unlocked.
Beispiel 4: Aktivitätsbestimmung der rekombinanten Dehydrogenase aus E.coli LU 11558Example 4: Activity determination recombinant dehydrogenase from E. coli LU 11558
Je 6 Transformanten wurden in 20mL LBAmp/Spec/Cm (100μg/l Amp; 100mg/lSpec; 20μg/lCm) 0,1mM IPTG 0,5g/L Rhamnose in 100mL Erlenmeyerkolben (Schikanen) 18 h bei 37°C angezogen, bei 5000·g/10min zentrifugiert, einmal mit 10mM Tris/HCl pH7,0 gewaschen und in 2 mL des gleichen Puffers resuspendiert. 100 mL Zellsuspension wurden 20 min in 900 μl 50mM MES pH6 mit 50μl/ml Glucose-DH, 100mM Glucose, 100mM NaCl, 1 mM NADH, 1 mM NADPH und mit 10 mM 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-on schüttelnd inkubiert. Die Ansätze wurden analog zu Beispiel 4 analy siert. Im Durchschnitt wurden 0,13 mM 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-ol gebildet, was einer Aktivität von 6,6 U/L Kultursuspension entspricht. In analogen Ansätzen mit Rohextrakt, der durch Zellaufschluß mit 0,7ml Glaskugeln (d=0,5mm) in einer Schwingmühle (3 × 5min mit Zwischenkühlung auf Eis) gewonnen wurde, wurden 0,21 mM 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-ol, entsprechend einer Aktivität von 10,7 U/L, gemessen.Six transformants each were grown in 100mL LBAmp / Spec / Cm (100μg / l amp; 100mg / l Spec; 20μg / lcm) 0.1mM IPTG 0.5g / L rhamnose in 100mL Erlenmeyer flasks (baffles) for 18h at 37 ° C Centrifuged, washed once with 10 mM Tris / HCl pH 7.0 and resuspended in 2 mL of the same buffer. 100 ml of cell suspension were incubated for 20 min in 900 μl of 50 mM MES pH6 with 50 μl / ml glucose-DH, 100 mM glucose, 100 mM NaCl, 1 mM NADH, 1 mM NADPH and with 10 mM 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propane-1-on shaking incubated. The batches were analyzed analogously to Example 4. On average, 0.13 mM of 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-ol was formed, which corresponds to an activity of 6.6 U / L of culture suspension. In ana Logen mixtures with crude extract, which was obtained by cell disruption with 0.7 ml glass beads (d = 0.5 mm) in a vibrating mill (3 × 5 min with intercooling on ice), 0.21 mM 3-chloro-1- (thien-2 -yl) -propan-1-ol, corresponding to an activity of 10.7 U / L.
In Kontrollversuchen ohne Zusatz von Rhamnose bei der Anzucht war kein 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-ol detektierbar.In Control experiments without the addition of rhamnose at the time of cultivation was not 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-ol detectable.
Beispiel 5 Analytik von 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-on und 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-olExample 5 Analysis of 3-Chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-one and 3-chloro-1 (thien-2-yl) -propan-1-ol
Die Konzentration von 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-on und 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-ol lassen sich mittels HPLC bestimmen. Je nach Wahl der stationären und mobilen Phase lassen sich neben der Konzentration auch ee-Wert bestimmen.The Concentration of 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-one and 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-ol let determine by HPLC. Depending on the choice of stationary and Mobile phase can be determined in addition to the concentration and ee value.
a) achirale Analytika) achiral analytics
Die
Quantifizierung der Umsetzung wurde mit folgendem System durchgeführt:
Mit
authentischem Material wird eine Eichreihe erstellt, anhand derer
die Konzentration unbekannter Proben bestimmt werden kann. b)
chirale Analytik
Mit authentischem Material wird eine Eichreihe erstellt, anhand derer die Konzentration unbekannter Proben bestimmt werden kann.With authentic material, a set of standards is prepared on the basis of which the concentration of unknown samples can be determined.
Beispiel 6: Aktivitätsbestimmung der rekombinanten Dehydrogenase aus E.coli LU 11558Example 6: Activity Determination recombinant dehydrogenase from E. coli LU 11558
Je 6 Transformanten von E.coli LU 11558 wurden in 20mL LBAmp/Spec/Cm (100μg/l Amp; 50mg/lSpec; 10μg/lCm) 0,1mM IPTG 0,5g/L Rhamnose in 100mL Erlenmeyerkolben (Schikanen) 18 h bei 37°C angezogen, bei 5000·g/10min zentrifugiert, einmal mit 10mM Tris/HCl pH7,0 gewaschen und in 2 mL des gleichen Puffers resuspendiert. 100 mL Zellsuspension wurden 20 min in 900 μl 50mM MES pH6 mit 50μl/ml Glucose-DH (Beispiel.......), 100mM Glucose, 100mM NaCl, 1 mM NADH, 1 mM NADPH und mit 10 mM 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-on schüttelnd inkubiert. Die Ansätze wurden analog zu Beispiel 4 analysiert. Im Durchschnitt wurden 0,13 mM 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-ol gebildet, was einer Aktivität von 6,6 U/L Kultursuspension entspricht. In analogen Ansätzen mit Rohextrakt, der durch Zellaufschluß mit 0,7ml Glaskugeln (d=0,5mm) in einer Schwingmühle (3 × 5min mit Zwischenkühlung auf Eis) gewonnen wurde, wurden 0,21 mM 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-ol, entsprechend einer Aktivität von 10,7 U/L, gemessen. In Kontrollversuchen ohne Zusatz von Rhamnose bei der Anzucht war kein 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-ol detektierbar.Six transformants each of E.coli LU 11558 were added in 20mL LBAmp / Spec / Cm (100μg / l amp; 50mg / lpec; 10μg / lcm) 0.1mM IPTG 0.5g / L rhamnose in 100mL Erlenmeyer flasks (baffles) for 18h 37 ° C, centrifuged at 5000 x g / 10 min, washed once with 10 mM Tris / HCl pH 7.0 and resuspended in 2 mL of the same buffer. 100 ml of cell suspension were incubated for 20 min in 900 μl of 50 mM MES pH6 with 50 μl / ml glucose-DH (example...), 100 mM glucose, 100 mM NaCl, 1 mM NADH, 1 mM NADPH and 10 mM 3-chloro -1- (thien-2-yl) -propan-1-one shaking incubated. The mixtures were analyzed analogously to Example 4. On average, 0.13 mM of 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-ol was formed, which corresponds to an activity of 6.6 U / L of culture suspension. In analogous runs with crude extract obtained by cell digestion with 0.7 ml glass beads (d = 0.5 mm) in a vibration mill (3 × 5 min with intercooling on ice), 0.21 mM 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-ol, corresponding to an activity of 10.7 U / L. In control experiments without the addition of rhamnose at the time of cultivation, no 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-ol was detectable.
Beispiel 7: Herstellung von (S)-3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-ol) mit der rekombinanten Dehydrogenase aus Azoarcus sp EbN1 mit 2-PentanolExample 7: Preparation of (S) -3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-ol) with the recombinant Dehydrogenase from Azoarcus sp EbN1 with 2-pentanol
Ruhende Zellen von E.coli LU 11558 (1-20 g/L Biomasse) wurden mit 0,2 mM NAD+ und 185 mM 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-on (12,5 ml) in 221 ml 50mM KH2PO4, und 250 ml 2-Pentanol bei 40 °C im 0,75 L-Reaktor gerührt (250 rpm). Die Reaktion wurde durch Titration mit 5 M NaOH bei pH 5,5 gehalten. Durch HPLC-Analytik wurde die Reaktion verfolgt bis zu einer Konzentration von 50-350 mM TACA in der organischen Phase.Resting cells of E. coli LU 11558 (1-20 g / L biomass) were incubated with 0.2 mM NAD + and 185 mM 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-one (FIG. 5 ml) in 221 ml of 50 mM KH 2 PO 4 , and 250 ml of 2-pentanol at 40 ° C in a 0.75 L reactor (250 rpm). The reaction was maintained at pH 5.5 by titration with 5 M NaOH. The reaction was followed by HPLC analysis to a concentration of 50-350 mM TACA in the organic phase.
Beispiel 8: Herstellung von (S)-3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-ol) mit der rekombinanten Dehydrogenase aus Azoarcus sp EbN1 mit 2-PentanolExample 8: Preparation of (S) -3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-ol) with the recombinant Dehydrogenase from Azoarcus sp EbN1 with 2-pentanol
Ruhende Zellen von E.coli LU 11558 (1-20 g/L Biomasse) wurden mit 0,2 mM NAD+ und 370 mM 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-on (200 ml) in 1432 ml 50mM KH2PO4, und 2000 ml 2-Pentanol bei 40 °C im 4 L-Reaktor gerührt (250 rpm). Die Reaktion wurde durch Titration mit 5 M NaOH bei pH 5,5 gehalten. Durch HPLC-Analytik wurde die Reaktion verfolgt bis zu einer Konzentration von 100-650 mM TACA in der organischen Phase.Resting cells of E. coli LU 11558 (1-20 g / L biomass) were incubated with 0.2 mM NAD + and 370 mM 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-one (200 mL ) in 1432 ml 50mM KH 2 PO 4 , and 2000 ml of 2-pentanol at 40 ° C in a 4 L reactor (250 rpm). The reaction was maintained at pH 5.5 by titration with 5 M NaOH. The reaction was followed by HPLC analysis to a concentration of 100-650 mM TACA in the organic phase.
Beispiel 9: Herstellung von (S)-3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-ol) mit der rekombinanten Dehydrogenase aus Azoarcus sp EbN1 mit 2-PentanolExample 9: Production of (S) -3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-ol) with the recombinant Dehydrogenase from Azoarcus sp EbN1 with 2-pentanol
Ruhende Zellen von E.coli LU 11558 (1-20 g/L Biomasse) wurden mit 0,2 mM NAD+ und 370 mM 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-on (200 ml) in 1432 ml 50mM KH2PO4, und 2000 ml 2-Pentanol bei 40 °C im 4 L-Reaktor gerührt (250 rpm). Die Reaktion wurde durch Titration mit 5 M NaOH bei pH 5,5 gehalten. Es wurde ein Vakuum von ca. 85 mbar und eine Manteltemperatur von 50-70 °C angelegt. Die bei Destillationsraten von 2-10 ml/min erhaltenen Destillatmengen an Wasser und 2-Pentanol wurden während der Reaktion fortlaufend wieder zugegeben. Durch HPLC-Analytik wurde die Reaktion verfolgt bis zu einer Konzentration von 300-700 mM TACA in der organischen Phase. Das 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-on wurde bis auf 0-30% Restanteil umgesetzt.Resting cells of E. coli LU 11558 (1-20 g / L biomass) were incubated with 0.2 mM NAD + and 370 mM 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-one (200 mL ) in 1432 ml 50mM KH 2 PO 4 , and 2000 ml of 2-pentanol at 40 ° C in a 4 L reactor (250 rpm). The reaction was maintained at pH 5.5 by titration with 5 M NaOH. A vacuum of about 85 mbar and a jacket temperature of 50-70 ° C was applied. The amounts of distillate of water and 2-pentanol obtained at distillation rates of 2-10 ml / min were added continuously during the reaction. The reaction was followed by HPLC analysis to a concentration of 300-700 mM TACA in the organic phase. The 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-one was reacted to 0-30% residue.
Beispiel 10: Herstellung von (S)-3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-ol) mit der rekombinanten Dehydrogenase aus Azoarcus sp EbN1 mit 2-PentanolExample 10: Production of (S) -3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-ol) with the recombinant Dehydrogenase from Azoarcus sp EbN1 with 2-pentanol
Ruhende Zellen von E.coli LU 11558 (1-20 g/L Biomasse) wurden mit 0,2 mM NAD+ und 200 mM 3-Chlor-1-(thien-2-yl)-propan-1-on (12,5 ml) in 221 ml 50mM KH2PO4, und 250 ml 2-Pentanol bei 40 °C im 0,75 L-Reaktor gerührt (250 rpm). Die Reaktion wurde durch Titration mit 5 M NaOH bei pH 5,5 gehalten. Durch HPLC-Analytik wurde die Reaktion verfolgt bis zu einer Konzentration von 50-320 mM TACA in der organischen Phase.Resting cells of E. coli LU 11558 (1-20 g / L biomass) were incubated with 0.2 mM NAD + and 200 mM 3-chloro-1- (thien-2-yl) -propan-1-one (FIG. 5 ml) in 221 ml of 50 mM KH 2 PO 4 , and 250 ml of 2-pentanol at 40 ° C in a 0.75 L reactor (250 rpm). The reaction was maintained at pH 5.5 by titration with 5 M NaOH. The reaction was followed by HPLC analysis to a concentration of 50-320 mM TACA in the organic phase.
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