DE102008054660A1 - Polyketide biosynthesis genes - Google Patents

Polyketide biosynthesis genes Download PDF

Info

Publication number
DE102008054660A1
DE102008054660A1 DE102008054660A DE102008054660A DE102008054660A1 DE 102008054660 A1 DE102008054660 A1 DE 102008054660A1 DE 102008054660 A DE102008054660 A DE 102008054660A DE 102008054660 A DE102008054660 A DE 102008054660A DE 102008054660 A1 DE102008054660 A1 DE 102008054660A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
seq
polyketide
nucleic acid
gene
primer pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008054660A
Other languages
German (de)
Inventor
Jörn PIEL
Katja Fisch
Christian Gurgui
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinische Friedrich Wilhelms Universitaet Bonn
Original Assignee
Rheinische Friedrich Wilhelms Universitaet Bonn
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rheinische Friedrich Wilhelms Universitaet Bonn filed Critical Rheinische Friedrich Wilhelms Universitaet Bonn
Priority to DE102008054660A priority Critical patent/DE102008054660A1/en
Priority to PCT/EP2009/067033 priority patent/WO2010072600A1/en
Publication of DE102008054660A1 publication Critical patent/DE102008054660A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/6895Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for plants, fungi or algae
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/16Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing two or more hetero rings
    • C12P17/162Heterorings having oxygen atoms as the only ring heteroatoms, e.g. Lasalocid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/18Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing at least two hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system, e.g. rifamycin
    • C12P17/181Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring heteroatoms in the condensed system, e.g. Salinomycin, Septamycin

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein neues Verfahren zur gezielten Isolierung von Polyketidbiosynthesegenen aus Metagenomen bereit. Weiterhin werden erstmalig die Nuklein- und Aminosäuresequenzen des PKS-Clusters von Psymberin, sowie Expressionssysteme zur Herstellung dieser Polyketids offenbart.The present invention provides a novel method for the targeted isolation of polyketide biosynthesis genes from metagenomes. Furthermore, for the first time, the nucleic acid and amino acid sequences of the PKS cluster of psymberin, as well as expression systems for the production of this polyketide are disclosed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Isolierung von Gensequenzen, sowie die mittels dieses Verfahrens isolierte Gensequenz und Fragmente derselben, die für Peptide zur Biosynthese von Polyketiden codiert.The The invention relates to a method for the isolation of gene sequences, and the gene sequence and fragments isolated by this method same for peptides for biosynthesis of polyketides coded.

Schwämme (Porifera) stellen die wichtigste Quelle mariner Produkte mit therapeutischem Potential dar ( Blunt et al., Marine natural products. Nat. Prod. Rep. 25, 35–94; 2008 ). Viele der aus Schwämmen isolierten Wirkstoffkandidaten sind komplexe Polyketide (PK), die auf metabolischer Ebene eine enge Beziehung zu natürlichen Produkten aus Bakterien aufweisen ( Sipkema et al., Marine sponges as pharmacy. Mar. Biotechnol. 7, 142–144; 2005 ). Diese enge Beziehung führte zu der Vermutung, dass die Polyketide nicht von den Schwämmen selbst, sondern von prokaryotischen Symbionten erzeugt werden. Untersuchungen am Schwamm Theonella swinhoei deuten darauf hin, dass diese Vermutung richtig ist ( fiel et al., Antitumor polyketide biosynthesis by an uncultivated bacterial symbiont of the marine sponge Theonella swinhoei. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 16222–16227; 2004 ). Ein Schwamm kann mehrere hundert Arten prokaryotischer Symbionten beherbergen, von denen jede eigene Polyketidsynthase (PKS) Gene für verschiedene Biosynthesewege bereitstellt. Das so entstehende Metagenom eines Schwamms kann daher hunderte von individuellen (prokaryotischen) Genomen enthalten, von denen jedes seine eigenen PKS Gene bereitstellt ( Kim et al., Diversity of polyketide synthase genes from bacteria associated with the marine sponge Pseudoceratina clavata: culture-dependent and culture-independent approaches. Environ. Microbiol. 8, 1460–1470; 2006 ).Sponges (Porifera) are the most important source of marine products with therapeutic potential ( Blunt et al., Marine natural products. Nat. Prod. Rep. 25, 35-94; 2008 ). Many of the drug candidates isolated from sponges are complex polyketides (PK) that are closely related to natural products from bacteria at the metabolic level ( Sipkema et al., Marine sponges as pharmacy. Mar. Biotechnol. 7, 142-144; 2005 ). This close relationship led to the assumption that the polyketides are not produced by the sponges themselves, but by prokaryotic symbionts. Investigations on the sponge Theonella swinhoei indicate that this assumption is correct ( fell et al., Antitumor polyketide biosynthesis by an uncultivated bacterial symbiont of the marine sponge Theonella swinhoei. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101, 16222-16227; 2004 ). A sponge can house several hundred species of prokaryotic symbionts, each of which provides its own polyketide synthase (PKS) genes for various biosynthetic pathways. The resulting sponge metagenome may therefore contain hundreds of individual (prokaryotic) genomes, each providing its own PKS gene ( Kim et al., Diversity of polyketide synthase genes from bacteria associated with the marine sponge Pseudoceratina clavata: culture-dependent and culture-independent approaches. Environ. Microbiol. 8, 1460-1470; 2006 ).

Eine direkte Kultivierung einzelner Symbionten führte in den meisten Fällen nicht zum Erfolg, womit die Isolierung eines bestimmten, interessierenden PKS Genclusters für die Biosynthese von Polyketiden aus einem solchen Metagenom ein großes Problem darstellt. Unter anderem wird nämlich z. B. die Herstellung und Durchmusterung von extrem großen DNA-Bibliotheken erforderlich und die Identifizierung des korrekten PKS Genclusters stellt eine große Herausforderung dar.A direct cultivation of individual symbionts resulted in the Most cases do not succeed, bringing the isolation of a specific, interesting PKS gene cluster for biosynthesis of polyketides from such a metagenome a big one Problem presents. Among other things, namely z. B. the Production and screening of extremely large DNA libraries required and the identification of the correct PKS gene cluster represents a big challenge.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung zu diesem Problem bereit und offenbart einen neuen Ansatz zur spezifischen Amplifikation von PKS-Genregionen, der auf der Substratspezifität von Kethosynthasedomänen beruht.The The present invention provides a solution to this problem ready and reveals a new approach to specific amplification of PKS gene regions based on the substrate specificity of Kethosynthasedomänen based.

In einem ersten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Nukleinsäure umfasssend zumindest ein Biosynthesegen für ein Polyketid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Psymberin oder Mycalamid. In einer spezifischen Ausführungsform umfasst die Nukleinsäure eine Sequenz umfasst die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus SEQ ID NO 1–19, 39, 75, einem Homolog dieser Sequenzen und dem Komplement der Sequenzen oder des Homologs, wobei das Homolog zumindest 75% Sequenzidentität aufweist, oder unter Hochsalzbedingungen mit der Nukleinsäure hybridisiert.In In a first aspect, the present invention relates to a Nucleic acid comprising at least one biosynthetic gene for a polyketide selected from the group consisting of psymberin or mycamide. In a specific embodiment the nucleic acid comprises a sequence selected is selected from the group consisting of SEQ ID NO 1-19, 39, 75, a homolog of these sequences and the complement of the sequences or the homolog, wherein the homolog has at least 75% sequence identity or under high salt conditions with the nucleic acid hybridized.

In einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Peptid für das eine der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren codiert. In einer spezifischen Ausführungsform weist das Peptid eine Aminosäuresequenz auf, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus SEQ ID NO 20–38 oder einem Homolog dieser Sequenzen, wobei das Homolog zumindest eine Sequenzidentität Identität zu SEQ ID NO 20 von 36%, zu SEQ ID NO 21 von 54%, zu SEQ ID NO 22 von 44%, zu SEQ ID NO 23 von 41%, zu SEQ ID NO 24 von 52%, zu SEQ ID NO 25 von 42%, zu SEQ ID NO 28 von 44%, zu SEQ ID NO 29 von 94%, zu SEQ ID NO 30 von 96%, zu SEQ ID NO 31 von 96%, zu SEQ ID NO 32 von 94%, zu SEQ ID NO 33 von 98%, zu SEQ ID NO 34 von 95%, zu SEQ ID NO 35 von 97%, zu SEQ ID NO 36 von 98%, zu SEQ ID NO 37 von 96% oder zu SEQ ID NO 38 von 96% aufweist.In In another aspect, the present invention relates to a peptide for the one of the invention Nucleic acids encoded. In a specific embodiment For example, the peptide has an amino acid sequence selected is selected from the group consisting of SEQ ID NO 20-38 or a Homolog of these sequences, wherein the homolog at least one sequence identity Identity to SEQ ID NO 20 of 36%, to SEQ ID NO 21 of 54%, to SEQ ID NO 22 of 44%, to SEQ ID NO 23 of 41%, to SEQ ID NO 24 from 52%, to SEQ ID NO 25 from 42%, to SEQ ID NO 28 from 44%, to SEQ ID NO 29 of 94%, to SEQ ID NO 30 of 96%, to SEQ ID NO 31 from 96%, to SEQ ID NO 32 from 94%, to SEQ ID NO 33 from 98%, to SEQ ID NO 34 of 95%, to SEQ ID NO 35 of 97%, to SEQ ID NO 36 of 98%, to SEQ ID NO 37 of 96% or to SEQ ID NO 38 of 96%.

In einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren umfassenden Vektor sowie eine rekombinante Wirtszelle, die die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren oder den erfindungsgemäßen Vektor umfasst.In In another aspect, the present invention relates to one the nucleic acids according to the invention comprehensive vector and a recombinant host cell, the inventive Nucleic acids or the invention Vector includes.

In einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Polyketids umfassend den Schritt der Kultivierung einer erfindungsgemäßen rekombinaten Wirtszelle unter Bedingungen, die die Expression der Biosynthesegene und Produktion des Polyketids durch die Wirtszelle erlauben.In In another aspect, the present invention relates to a process for producing a polyketide comprising the step the cultivation of a recombinant according to the invention Host cell under conditions affecting the expression of the biosynthetic genes and allow production of the polyketide by the host cell.

In einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Isolierung zumindest eines Polyketid-Biosynthesegens, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen von zumindest einem Primerpaar, das auf der Substratspezifität einer Kethosynthasedomäne einer trans-AT Polyketidsynthase basiert; und b) Isolierung von zumindest einem Polyketid-Biosynthesegen unter Verwendung des zumindest einen Primerpaars aus Schritt a). In einer spezifischen Ausführungsform umfasst Schritt b) die Amplifikation der vom Primerpaar eingeschlossenen Nukleinsäureregion. In weiteren spezifischen Ausführungsformen ist das zumindest eine Primerpaar spezifisch ist für ein Motiv das bei phylogenetisch benachbarten Kethosynthasedomänen von trans-AT Polyketidsynthasen konserviert ist, oder ist zumindest ein Primer des Primerpaars spezifisch ist für zumindest 4 zusammenhängende Aminosäurereste eines der in 3, 4 oder SEQ ID NO: 40–71 definierten Aminosäuremotive. In einer weiteren spezifischen Ausführungsform der Erfindung ist das isolierte Polyketid-Biosynthesegen in die Biosynthese von Psymberin oder Mycalamid involviert.In a further aspect, the present invention relates to a method of isolating at least one polyketide biosynthetic gene, comprising the steps of: a) providing at least one primer pair based on the substrate specificity of a ketosynthase domain of a trans-AT polyketide synthase; and b) isolating at least one polyketide biosynthetic gene using the at least one pri merpaars from step a). In a specific embodiment, step b) comprises the amplification of the nucleic acid region enclosed by the primer pair. In further specific embodiments, the at least one primer pair is specific for a motif conserved in phylogenetically contiguous kethosynthase domains of trans-AT polyketide synthases, or at least one primer of the primer pair is specific for at least 4 contiguous amino acid residues of any one of in 3 . 4 or SEQ ID NO: 40-71 defined amino acid motifs. In another specific embodiment of the invention, the isolated polyketide biosynthesis gene is involved in the biosynthesis of psymberin or mycalamide.

1 zeigt eine Übersicht über einige beispielhaften und mit Ausnahme von Pederin aus Schwämmen isolierte komplexe Polyketide, die von Symbionten synthetisiert werden oder von denen vermutet wird, dass sie von Symbionten synthetisiert werden. 1 Psymberin (Irciniastatin A), 2 Onnamide A, 3 Pederin, 4 Mycalamid A, 5 Laulimalid (Fijianolid B), 6 Latrunculin A, 7 Mycothiazol, 8 Pateamin A, 9 Spongistatin 1 (Altohyrtin A). Das Sternzeichen (*) gibt die Position der β-Verzweigungen an. 1 Figure 4 shows a summary of some exemplary complex polyketides isolated from sponges, except for pederin, which are synthesized by symbionts or are suspected of being synthesized by symbionts. 1 psymberin (Irciniastatin A), 2 onnamides A, 3 pederin, 4 myclamide A, 5 laulimalide (Fijianolide B), 6 latrunculin A, 7 mycothiazole, 8 pateamine A, 9 spongistatin 1 (altohyrtin A). The zodiac sign (*) indicates the position of the β branches.

2 ist ein bayesisches Kladogramm von Volllängen-KS-Domänen aus trans-AT-PKS. Die KS-Nummerierung bezieht sich auf die Position innerhalb des Genclusters, wobei vom 7tream-Ende her gestartet wird. Beispielsweise ist LkcKS3 die dritte Lankacidin KS Domäne. Die cis-AT KS4 der Erythromycin PKS wurde als Outgroup verwendet. Wahrscheinlichkeitswerte > 0.6 werden an den Knotenpunkten angegeben. Kladentypen werden in römischer Nummerierung zusammen mit dem Haupt-Substrattyp angegeben. Bae, Bacillaene; BT, nicht charakterisierte PKS aus B. thailandensis; Chi, Chivosazol; Dif, Difficidin; Dsz, Disorazol; GU, nicht characterisierte PKS aus Geobacter uraniumreducens; Lkc, Lankacidin; Lnm, Leinamycin; Mln, Macrolactin; Mmp, Mupirocin; Onn, Onnamide; Ped, Pederin; Ta, Myxovirescin. 2 is a Bayesian cladogram of full-length KS domains from trans-AT PKS. The KS numbering refers to the position within the gene cluster, starting from the 7tream end. For example, LkcKS3 is the third lankacidin KS domain. The cis-AT KS4 of erythromycin PKS was used as an outgroup. Probability values> 0.6 are given at the nodes. Clade types are specified in Roman numerals along with the main substratum type. Bae, Bacillaene; BT, uncharacterized PKS from B. thailandensis; Chi, chivosazole; Dif, difficidin; Dz, disorazole; GU, uncharacterized PKS from Geobacter uraniumreducens; Lkc, lankacidin; Lm, Leinamycin; Mnn, macrolactin; Mmp, mupirocin; Onn, Onnamide; Ped, Pederin; Ta, myxovirescin.

3 zeigt das Sequenzalignment von KS Protein Sequenzen einzelner Kladen. Die Nummerierung bezieht sich auf die Aminosäurepositionen von PedI, welche PedKS1 beinhaltet. Die Pfeile zeigen Regionen an, zu denen erfindungsgemäß Primer hergestellt wurden, die zur Amplifikation der PKS Genfragmente genutzt wurden. Kladen-spezifische Aminosäurereste innerhalb dieser Regionen sind in Fettschrift wiedergegeben. Das Sternzeichen markiert das konservierte Cystein der active-site. V, Sequenzen der Klade V; VI, Sequenzen der Klade VIb; S, Sequenzen von SupA; BP17KS1 stammt aus Burkholderia pseudomallei 1710b (BURPS1710b_A2618, erste KS Domäne); KAKS1 stammt aus Kordia algicida (KAOT1_04270, erste KS); SupA.Ts1 stammt aus Theonella swinhoei (GenBank accession ABE03935, erste KS); SupA.Aa1 stammt aus Aplysina aerophoba (ABE03915, erste KS); SupA.Aa2 stammt aus A. aeophoba (ABE03895, erste KS); SupA.Pc1 stammt aus Pseudoceratina clavata (ABB73286, erste KS); SupA.PKSA stammt aus Discodermia dissoluta (SA1_PKSA, zweite KS). 3 shows the sequence alignment of KS protein sequences of individual clades. The numbering refers to the amino acid positions of PedI, which includes PedKS1. The arrows indicate regions to which primers were prepared according to the invention, which were used for the amplification of the PKS gene fragments. Clade-specific amino acid residues within these regions are shown in bold. The zodiac marks the conserved cysteine of the active site. V, sequences of the clade V; VI, sequences of the clade VIb; S, Sequences of SupA; BP17KS1 is from Burkholderia pseudomallei 1710b (BURPS1710b_A2618, first KS domain); KAKS1 is from Kordia algicida (KAOT1_04270, first CS); SupA.Ts1 is from Theonella swinhoei (GenBank accession ABE03935, first CS); SupA.Aa1 is from Aplysina aerophoba (ABE03915, first CS); SupA.Aa2 is from A. aeophoba (ABE03895, first CS); SupA.Pc1 is from Pseudoceratina clavata (ABB73286, first CS); SupA.PKSA is from Discodermia dissoluta (SA1_PKSA, second CS).

4A4I zeigt ein Sequenzalignment der kladenspezifischen Motive, die für ein erfindungsgemäßes gruppenspezifisches Primerdesign geeignet sind. Die gruppenspezifischen Aminosäuren sind als weiße Buchstaben vor schwarzem Hintergrund dargestellt; allgemein konservierte Aminosäuren sind grau unterlegt (80% treshold) und Aminosäuren, die in einigen, jedoch nicht allen Gruppen konserviert sind, sind in Fettdruck dargestellt. Die Aufteilung in die Kladen basiert auf einer phylogenetischen Analyse nach Nguyen, T., Ishida, K., Jenke-Kodama, H., Dittmann, E., Gurgui, C., Hochmuth, T., Taudien, S., Platzer, M., Hertweck, C. and Piel J. Nat. Biotechnol., 2008, 26, 225–233 (siehe 2). supA1: ABK01346.1, supA2: ABK01347.1 und supA4: ABK01355.1 wurden ebenfalls zu dem Sequenzalignment hinzugefügt, um ubiquitäre PKS Sequenzen aus Schwämmen zu vermeiden. 4A - 4I shows a sequence alignment of the clad-specific motifs which are suitable for a group-specific primer design according to the invention. The group-specific amino acids are shown as white letters against a black background; Generally conserved amino acids are grayed out (80% treshold) and amino acids conserved in some but not all groups are shown in bold. The division into the clades is based on a phylogenetic analysis Nguyen, T., Ishida, K., Jenke-Kodama, H., Dittmann, E., Gurgui, C., Hochmuth, T., Taudien, S., Platzer, M., Hertweck, C. and Piel J. Nat. Biotechnol., 2008, 26, 225-233 (please refer 2 ). supA1: ABK01346.1, supA2: ABK01347.1 and supA4: ABK01355.1 were also added to the sequence alignment to avoid ubiquitous PKS sequences from sponges.

5A zeigt die genomische Organisation des isolierten PKS-Genclusters für die Psymberinbiosynthese. 5B stellt schematisch die Struktur der identifizierten PsyA und PsyD Proteine dar, wobei die einzelnen Module sowie die daran ablaufenden biochemischen Umwandlungen verdeutlicht werden. 5C stellt vergleichend die Strukturen der entsprechenden Proteine der PKS für die Pederin- und Onnamidbiosynthese gegenüber. 5A shows the genomic organization of the isolated PKS gene cluster for psymberin biosynthesis. 5B schematically illustrates the structure of the identified PsyA and PsyD proteins, illustrating the individual modules as well as the biochemical transformations occurring thereon. 5C compares the structures of the corresponding PKS proteins for pederin and onnamide biosynthesis.

Die vorliegende Erfindung stellt ein neues Verfahren zur gezielten Isolierung von Polyketidbiosynthesegenen aus Metagenomen bereit, wobei sich die Substratspezifität der Polyketidketten-verlängernden Ketosynthase (KS) Domänen zunutze gemacht wird.The The present invention provides a new method for targeted isolation of polyketide biosynthesis genes from metagenomes, where the substrate specificity of the polyketide chain-extending Ketosynthase (KS) domains is exploited.

Definitionendefinitions

Unter dem Term „Nukleinsäure” im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere – aber nicht darauf beschränkt – natürliche, vorzugsweise lineare, verzweigte oder zirkuläre Nukleinsäuren wie RNA, insbesondere mRNA, einzelsträngige und doppelsträngige virale RNA, siRNA, miRNA, snRNA, tRNA, hnRNA oder Ribozyme, genomische, bakterielle oder virale DNA (einzelsträngig und doppelsträngig), chromosomale und episomale DNA, frei zirkulierende Nukleinsäure und dergleichen, synthetische oder modifizierte Nukleinsäuren, beispielsweise Plasmide oder Oligonukleotide, insbesondere für die PCR verwendete Primer, Sonden oder Standards, mit Digoxigenin, Biotin oder Fluoreszenzfarbstoffen markierte Nukleinsäuren oder sogenannte PNAs („peptide nucleic acids”) verstanden. Eine Nukleinsäure besteht häufig aus zwei komplementären Strängen. Daher soll bei einer durch diese Erfindung beanspruchten Nukleinsäure generell auch immer das reverse Komplement dieser Nukleinsäure als mitbeansprucht gelten.The term "nucleic acid" in the context of the present invention particularly, but not limited to, natural, preferably linear, branched or circular nucleic acids such as RNA, in particular mRNA, single-stranded and double-stranded viral RNA, siRNA, miRNA, snRNA, tRNA, hnRNA or ribozymes, genomic, bacterial or viral DNA (single-stranded and double-stranded), chromosomal and episomal DNA, free-circulating nucleic acid and the like, synthetic or modified nucleic acids, for example plasmids or oligonucleotides, in particular primers, probes or standards used with the PCR, with digoxigenin, Biotin or fluorescent dyes labeled nucleic acids or so-called PNAs ("peptide nucleic acids") understood. A nucleic acid often consists of two complementary strands. Therefore, in the case of a nucleic acid claimed by this invention, the reverse complement of this nucleic acid should generally also be considered as being claimed.

Unter dem Term „Hochsalzpuffer” wird insbesondere – aber nicht darauf beschränkt – ein Puffer aufweisend eine hohe Salzkonzentration (bevorzugt chaotrope Substanzen), bevorzugt ≥ 100 mM, bevorzugter ≥ 500 mM und noch bevorzugter ≥ 1 M, verstanden.Under The term "high-salt buffer" is especially - but not limited to this - having a buffer a high salt concentration (preferably chaotropic substances), preferably ≥ 100 mM, more preferably ≥500 mM, and more preferably ≥1 M, understood.

Unter dem Term „Hochsalzbedingungen” wird im Folgenden ein Milieu verstanden, das einen Hochsalzpuffer verwendet, bevorzugt einen Hochsalzpuffer enthaltend chaotrope Salze. Durch Hochsalz, bevorzugt aufweisend chaotrope Salze, wird die Löslichkeit von Nukleinsäuren in Wasser herabgesetzt. Grund ist das Aufbrechen von Wasserstoffbrücken und damit verbunden eine Verringerung der Stabilisierung von Sekundär- und Tertiär- Strukturen der Nukleinsäuren in Wasser. Wird nun eine polare Oberfläche als Wasserstoffbrückendonor angeboten, binden die Nukleinsäuren an dieser Oberfläche, da sie dort eine bessere Stabilisierung erfahren als in Wasser. Wird die Salzkonzentration verringert, wird Wasser wieder ein besserer Wasserstoffbrückendonor als die polare Oberfläche, und die Nukleinsäuren lassen sich wieder von der Oberfläche ablösen.Under the term "high salt conditions" is hereafter understood a medium that uses a high salt buffer, preferably a high salt buffer containing chaotropic salts. By high salt, preferably having chaotropic salts, the solubility becomes of nucleic acids in water decreased. Reason is the break up of hydrogen bonds and associated reduction the stabilization of secondary and tertiary Structures of nucleic acids in water. Will now be a polar Surface offered as a hydrogen bond donor, bind the nucleic acids to this surface, because they experience better stabilization there than in water. When the salt concentration is reduced, water becomes better again Hydrogen bond donor as the polar surface, and the nucleic acids are released from the surface peel off.

Unter dem Term „chaotrope Substanzen” bzw. „chaotrope Salze” werden insbesondere – aber nicht darauf beschränkt – Substanzen, die die Sekundär-, Tertiär- und/oder Quartärnärstruktur von Proteinen und/oder Nukleinsäuren ändern und zumindest die Primärstruktur intakt lassen, die Löslichkeit polarer Substanzen in Wasser verringern und/oder hydrophobe Wechselwirkungen verstärken, verstanden. Bevorzugte chaotrope Substanzen sind Guanidinhydrochlorid, Guanidinium(iso)thiocyanat, Natriumiodid, Natriumperchlorat, Kaliumiodid, Natrium(iso)thiocyanat und/oder Harnstoff.Under the term "chaotropic substances" or "chaotropic Salts "are in particular - but not on it limited - substances that are the secondary, Tertiary and / or quaternary structure of proteins and / or nucleic acids change and at least leave the primary structure intact, the solubility reduce polar substances in water and / or hydrophobic interactions reinforce, understood. Preferred chaotropic substances are guanidine hydrochloride, guanidinium (iso) thiocyanate, sodium iodide, Sodium perchlorate, potassium iodide, sodium (iso) thiocyanate and / or Urea.

Die Begriffe „Protein”, „Peptid”, „Polypeptid” und „Enzym” werden synonym verwendet, sofern nicht Gegenteiliges beschrieben wird.The Terms "protein", "peptide", "polypeptide" and "enzyme" used synonymously unless the contrary is described.

Unter dem Begriff „Amplifikation” oder „Amplifikationsreaktion” wird ein Verfahren verstanden, das es ermöglicht, die Konzentration eines oder mehrerer Analyte – bevorzugt Nuk leinsäuren – mindestens zu verdoppeln. Man unterscheidet hier zwischen isothermen und thermocyclischen Amplifikationsreaktionen. Bei ersteren bleibt die Temperatur während des gesamten Verfahren stets gleich, während bei letzterer thermische Zyklen durchlaufen werden, mit deren Hilfe die Reaktion und die Amplifikation gesteuert wird.Under the term "amplification" or "amplification reaction" understood a method that allows the concentration one or more analytes - preferably nucleic acids - at least to double. A distinction is made here between isothermal and thermocyclic Amplification reactions. In the former, the temperature remains during the same throughout the procedure, while in the latter case undergo thermal cycles, which help the reaction and the amplification is controlled.

Bevorzugte isotherme Amplifikationsreaktionen sind z. B.

  • • Loop mediated isothermal amplification (LAMP),
  • • Nucleic Acid Sequence Based Amplification (NASBA),
  • • Rolling Circle Chain Reaction (RCCR), oder Rolling Circle Amplification (RCA), und/oder
  • • Transcription mediated amplification (TMA) Bevorzugte thermocyclische Amplifikationsreaktionen sind z. B.
  • • Ligase-Kettenreaktion (LCR), und/oder
  • • Polymerase Ketttenreaktion (PCR)
Preferred isothermal amplification reactions are, for. B.
  • Loop mediated isothermal amplification (LAMP),
  • Nucleic Acid Sequence Based Amplification (NASBA),
  • • Rolling Circle Chain Reaction (RCCR), or Rolling Circle Amplification (RCA), and / or
  • Transcription mediated amplification (TMA) Preferred thermocyclic amplification reactions are e.g. B.
  • Ligase chain reaction (LCR), and / or
  • Polymerase chain reaction (PCR)

Unter dem Term „Polymerase Kettenreaktion” (PCR) wird ein Verfahren zur in vitro-Vervielfältigung von Nukleinsäuren verstanden, wie es z. B. in Bartlett & Stirling (2003) beschrieben ist.Under the term "polymerase chain reaction" (PCR) a method for in vitro amplification of nucleic acids understood how it z. As described in Bartlett & Stirling (2003).

Unter dem Term „Ligase-Kettenreaktion” (LCR) wird ein Nachweisverfahren für geringste Mengen von Nukleinsäuren verstanden, das ähnlich wie die Polymerase-Kettenreaktion funktioniert, nur unter Verwendung eines anderen Enzyms (anstatt der Polymerase eine Ligase). Zwei Proben pro DNA-Strang werden zu einer Probe ligiert. Die entstehenden, oft nur 30–50 bp langen Amplifikate eines Zyklus dienen in den folgenden Zyklen selbst wieder als Ansatzpunkt für die supplementierten Primer.Under the term "ligase chain reaction" (LCR) becomes Detection method for smallest amounts of nucleic acids understood, similar to the polymerase chain reaction works, only using a different enzyme (instead the polymerase a ligase). Two samples per DNA strand become a sample ligated. The resulting, often only 30-50 bp long amplificates of one cycle serve in the following cycles themselves again as a starting point for the supplemented primer.

Unter dem Term „Loop-mediated Isothermal Amplification” (LAMP) wird eine Methode zur isothermalen Nukleinsäureamplifikation verstanden, bei welcher 6 verschiedene Primer eingesetzt werden, die bestimmte Regionen auf der Target-Sequenz erkennen und daran binden. LAMP nutzt eine DNA-Polymerase mit Strand-displacement Aktivität und läuft bei einer konstanten Temperatur von etwa 65°C ab. Amplifikation und Detektion der Target-Sequenz findet in einem einzigen Schritt statt.Under the term "loop-mediated isothermal amplification" (LAMP) becomes a method for isothermal nucleic acid amplification understood in which 6 different primers are used, recognize the specific regions on the target sequence and it tie. LAMP utilizes a DNA polymerase with strand-displacement activity and runs at a constant temperature of about 65 ° C from. Amplification and detection of the target sequence takes place in one single step instead.

Unter dem Term „Nucleic Acid Sequence Based Amplification” (NASBA), wird ein Verfahren zur Amplifikation von RNA verstanden (Compton 1991). Dabei wird eine RNA-Matrix zu einem Reaktionsgemisch gegeben, und ein erster Primer bindet an die komplementäre Sequenz im Bereich des 3'-Endes der Matrix. Anschließend wird mit einer Reversen Transkriptase der zur Matrix komplementäre DNA-Strang polymerisiert. Mit Hilfe von RNase H wird dann die RNA-Matrix verdaut (RNase H verdaut nur RNA in RNA-DNA Hybriden, nicht single-stranded RNA). Anschließend wird ein zweiter Primer an das 5' Ende des DNA-Stranges gebunden. Dieser wird von der T7 RNA Polymerase als Startpunkt für die Synthese eines zum DNA-Strang komplementären RNA-Moleküls verwendet, welches dann wieder als Ausgangsmatrix verwendet werden kann. NASBA wird bei einer konstanten Temperatur von normalerweise 41°C. durchgeführt und liefert unter bestimmten Umständen schnellere und bessere Resultate als PCR.Under the term "nucleic acid sequence based amplification" (NASBA), is a process for the amplification of RNA understood (Compton 1991). An RNA matrix is added to a reaction mixture, and a first primer binds to the complementary sequence in the region of the 3'-end of the matrix. Subsequently, with a reverse transcriptase complementary to the matrix DNA strand polymerized. With the help of RNase H then the RNA matrix Digested (RNase H digested only RNA in RNA-DNA hybrids, not single-stranded RNA). Subsequently, a second primer is attached to the 5 'end bound to the DNA strand. This is from the T7 RNA polymerase as a starting point for the synthesis of a DNA strand complementary to RNA molecule, which is then used again as the starting matrix can be used. NASBA is at a constant temperature of normally 41 ° C. performed and delivered under certain circumstances faster and better results as a PCR.

Unter dem Term „Transcription Mediated Amplification” (TMA) wird ein von der US-Firma Gen-Probe entwickeltes isothermes Amplifikationsverfahren verstanden, das der NASBA ähnlich ist und bei dem ebenfalls RNA Polymerase und Reverse Transkriptase verwendet werden (Hill, 2001)Under the term "Transcription Mediated Amplification" (TMA) becomes an isothermal amplification process developed by the US company Gen-Probe understood, which is similar to the NASBA and in which also RNA Polymerase and reverse transcriptase are used (Hill, 2001)

Der Term „Rolling Circle Chain Reaction” (RCCR) oder ”Rolling circle Amplification” (RCA) betrifft ein Amplifikationsverfahren, das die allgemeine Nukleinsäure-Replikation nach dem rolling-circle-Prinzip imitiert und unter anderem in der US 5854033 beschrieben ist.The term "rolling circle chain reaction" (RCCR) or "rolling circle amplification" (RCA) refers to an amplification process that mimics the general nucleic acid replication according to the rolling-circle principle and inter alia in the US 5854033 is described.

Unter dem Begriff ”Nested PCR” wird ein Verfahren verstanden, bei dem ein bereits vervielfältigtes DNA-Fragment (oder ein Teil davon) ein weiteres Mal amplifziert wird; dieser Vorgang erfolgt mit einem zweiten Primerpaar, das innerhalb des in der ersten Reaktion verwendeten Primerpaars angeordnet ist.Under The term "Nested PCR" is understood to mean a method in which an already duplicated DNA fragment (or part of it) is amplified a second time; this process takes place with a second primer pair, which is within the first Reaction used primer pair is arranged.

Unter dem Begriff „Promotor” wird vorliegend eine Nukleinsäuresequenz verstanden, die die regulierte Expression eines Gens ermöglicht. Sie liegt upstream, d. h. 5' zum RNA-kodierenden Bereich des Gens. Eine wichtige Eigenschaft eines Promotors ist die spezifische Wechselwirkung mit bestimmten DNA-bindenden Proteinen, welche den Start der Transkription des Gens durch die RNA-Polymerase vermitteln und als Transkriptionsfaktoren bezeichnet werden. Die wichtigsten prokaryotischen Transkriptionsfaktoren sind die Sigma-Faktoren. Die mit Abstand meisten Promotoren bei z. B. E. coli werden über den Faktor Sigma-70 er kannt und weisen die folgenden Promotorelemente auf: 1) ein AT-basenpaarreiches UP-Element oberhalb der -35-Region (was auch direkt mit der α-Untereinheit der bakteriellen RNA-Polymerase interagieren kann), 2) die -35-Region, mit der Konsensussequenz: 5'-TTGACA-3',3) die -10-Region (Pribnow-Box), mit der Konsensussequenz: 5'-TATAAT-3'. Weiterhin sind starke Promotoren direkt vor dem Startpunkt der Transkription reich an AT-Basenpaaren. Die Konsensussequenzen geben nur einen ungefähren Anhaltspunkt für den Aufbau eines Promotors. Ein bestimmter Sigma-70-abhängiger Promotor kann an mehreren Stellen von diesen Sequenzen abweichen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Promotor ein induzierbarer Promotor. Ein Beispiel für einen induzierbaren Promotor ist der künstlich erzeugte tac-Promoter, der zur Erhöhung des Genexpressionslevels in Bakterienzellen (z. B. E. coli) und somit zur Überexpression rekombinanter Proteine genutzt werden kann. Dieser synthetische Promotor besteht aus der -35 Region des starken trp-Promotor aus E. coli und der -10 Region des IPTG und Laktose regulierbaren/induzierbaren lac-Promotors. Der induzierbare tac-Promoter ist ca. 3-mal stärker als der trp-Promoter und ca. 10-mal stärker als der lac-Promoter.Under The term "promoter" in the present case is a nucleic acid sequence understood that allows the regulated expression of a gene. It is upstream, d. H. 5 'to the RNA coding region of the gene. An important property of a promoter is the specific interaction with certain DNA-binding proteins that initiate transcription of the gene through the RNA polymerase and as transcription factors be designated. The most important prokaryotic transcription factors are the sigma factors. By far the most promoters at z. B. E. coli are known and know about the factor Sigma-70 the following promoter elements: 1) an AT-base pair-rich UP element above the -35 region (which is also directly with the α subunit the bacterial RNA polymerase), 2) the -35 region, with the consensus sequence: 5'-TTGACA-3 ', 3) the -10 region (Pribnow box), with the consensus sequence: 5'-TATAAT-3 '. Furthermore, strong promoters right before the start point of transcription, rich in AT base pairs. The consensus sequences give only approximate clues for the construction of a promoter. A specific sigma-70 dependent Promoter may differ from these sequences in several places. In In a preferred embodiment, the promoter is a inducible promoter. An example of an inducible Promotor is the artificially generated tac promoter used to Increase gene expression level in bacterial cells (e.g. B. E. coli) and thus for overexpression recombinant Proteins can be used. This synthetic promoter exists from the -35 region of the strong trp promoter from E. coli and the -10 region of the IPTG and lactose regulatable / inducible lac promoter. The inducible tac promoter is about 3 times stronger than the trp promoter and about 10 times stronger than the lac promoter.

Unter dem Begriff „Biosynthese” wird vorliegend die enzymatische Herstellung eines Polyketids verstanden, bevorzugt mittels einer oder mehrerer Polyketidsynthasen, bevorzugt einer trans-AT-Polyketidsynthase. Der Begriff „Biosynthesegen” umfasst damit jedes Gen, welches für ein Protein codiert, das Teil einer solchen Polyketidsynthase ist.Under the term "biosynthesis" is used herein understood enzymatic preparation of a polyketide, preferably by means of one or more polyketide synthases, preferably one trans-AT-polyketide synthase. The term "biosynthesis gene" includes so that any gene coding for a protein, the part such polyketide synthase.

Weiterhin umfasst der Begriff „Biosynthesegen” auch Fragmente eines Biosynthesegens, die für ein trunkiertes Protein einer Polyketidsynthase codieren, das die gleiche Funktion aufweist, wie das Volllängenprotein. Dem Fachmann ist hinlänglich bekannt, dass durch Trunkierung (d. h. Deletion einzelner Bereiche, bevorzugt der Enden) eines Proteins eine gesteigerte oder verringerte Enzymaktivität herbeigeführt werden kann. Unter gleicher Funktion wird hier die prinzipiell gleiche biochemische Funktion verstanden, unabhängig davon, ob diese mit einer erhöhten oder erniedrigten Effektivität oder Geschwindigkeit ausgeführt wird. Als Beispiel für ein Biosynthesegen sei ein Gen für eine KS-Domäne genannt, deren biochemische Funktion es ist, αβ-gesättigte Intermediate zu verlängern (siehe beispielsweise die KS der Klade V), oder ein Gen, dessen Genprodukt in einer PKS die biochemische Funktion ausübt, einen Methylrest zu transferieren (z. B. psyB). Jede trunkierte Version solcher Gene, die zu trunkierten Genprodukten führen, die noch dieselbe biochemische Funktion ausführen fallen somit ebenfalls unter den Begriff „Biosynthesegen”. Weitere Beispiele für Biosynthesegene und spezifische Ausführungsformen der Erfindung sind die in Tabelle 1 aufgelisteten Gene psyA–psyN.Farther The term "biosynthesis gene" also includes fragments a biosynthetic gene coding for a truncated protein encode a polyketide synthase that has the same function like the full-length protein. The skilled person is sufficient known that truncation (i.e., deletion of individual regions, preferably the ends) of a protein increased or decreased Enzyme activity can be brought about. Under same function here is the same principle biochemical Function understood, regardless of whether this with a increased or decreased efficiency or speed is performed. As an example of a biosynthesis gene be a gene for a KS domain called whose it is biochemical function, αβ-saturated Extend intermediates (see, for example, the KS clade V), or a gene whose gene product in a PKS biochemical Function to transfer a methyl radical (z. PsyB). Any truncated version of such genes that were too truncated Gene products that still perform the same biochemical function thus also fall under the term "biosynthesis gene". Further examples of biosynthetic genes and specific embodiments of the invention are the genes psyA-psyN listed in Table 1.

Unter dem Begriff „Metagenom” wird vorliegend eine Menge von zumindest zwei Genomen verschiedener Spezies verstanden. Ein Metagenom umfasst damit die gesamte genomische Information dieser zumindest zweier Spezies. In einer spezifischen Ausführungsform umfasst das Metagenom das Genom eines Schwamms und das von zumindest einem Prokaryoten. In einer weiteren Ausführungsform lebt der Prokaryot in Symbiose mit dem Schwamm.Under The term "metagenome" is used in the present context understood by at least two genomes of different species. One Metagenome thus includes the entire genomic information of this at least two species. In a specific embodiment The metagenome includes the genome of a sponge and that of at least a prokaryote. In another embodiment lives the prokaryote in symbiosis with the sponge.

Ein Primer wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung dann als „spezifisch” für eine gegebene Aminosäuresequenz angesehen, wenn er – bevorzugt unter stringenten Bedingungen – mit dem sense- oder antisense-Strang einer Nukleinsäure hybridisiert oder zu diesem identisch ist, die für die gegebene Aminosäuresequenz oder einen Teil davon kodiert. Da der Aminosäurecode degeneriert ist, können für eine gegebene Aminosäuresequenz mehrere geeignete Primer verwendet werden. Dem Fachmann ist bekannt, welche Basentripletts für welche Aminosäurereste codieren. Der Primer sollte eine minimale Länge aufweisen, die es ihm ermöglicht, mit einer Nukleinsäure zu hybridisieren, die für zumindest 2, zumindest 3, oder zumindest 4 zusammenhängende Aminosäurereste der gegebenen Aminosäuresequenz kodiert. In einer spezifischen Ausführungsform hybridisiert der Primer mit einer Nukleinsäure, die für zumindest 5, 6, 7 oder mehr als 7 zusammenhängende Aminosäurereste der gegebenen Aminosäuresequenz kodiert.One For the purposes of the present application, primer is then termed "specific" for a given amino acid sequence, if he - preferred under stringent conditions - with the sense or antisense strand a nucleic acid hybridized or identical to this is that for the given amino acid sequence or encoded a part of it. Because the amino acid code degenerates can, for a given amino acid sequence several suitable primers are used. The person skilled in the art is aware which base triplets for which amino acid residues encode. The primer should have a minimum length, which allows it to interact with a nucleic acid to hybridize for at least 2, at least 3, or at least 4 contiguous amino acid residues of encoded amino acid sequence. In a specific embodiment the primer hybridizes with a nucleic acid suitable for at least 5, 6, 7 or more than 7 contiguous amino acid residues encoded the given amino acid sequence.

Ein Primer wird im Sinne der Erfindung auch dann als spezifisch für die definierten Aminosäuremotive angesehen, wenn er für eine Aminosäuresequenz spezifisch ist, die zumindest 2, zumindest 3, oder zumindest 4 zusammenhängende Aminosäurereste eines der in 3 und 4 oder SEQ ID NOs: 40–71 definierten Aminosäuremotive umfasst und zusätzlich am 3'- oder 5'-Ende weitere Nukleotide für nicht in den definierten Aminosäuremotiven enthaltene Aminosäurereste aufweist. Hierbei kann die Anzahl der Nukleotide des Primers, die für Aminosäurereste spezifisch sind, die nicht im definierten Aminosäuremotiv enthalten sind, bis zu 30% der Gesamtanzahl der Nukleotide des Primers betragen. Als Beispiel kann ein Primer, der spezifisch ist für das in 3 definierte Aminosäuremotiv „YYQAGML” auch so hergestellt werden, dass er für die Aminosäuresequenz „YYQAGMLA” spezifisch ist, wobei die zusätzlichen Nukleotide für das Alanin, welches nicht im definierten Aminosäuremotiv enthalten ist, 12,5% der gesamten Primersequenz ausmachen.For the purposes of the invention, a primer is also considered to be specific for the defined amino acid motifs if it is specific for an amino acid sequence which contains at least 2, at least 3, or at least 4 contiguous amino acid residues of one of the amino acid sequences 3 and 4 or SEQ ID NOs: 40-71 defined amino acid motifs and additionally at the 3 'or 5' end further nucleotides for not in the defined amino acid motifs contained amino acid residues. Here, the number of nucleotides of the primer that are specific for amino acid residues that are not contained in the defined amino acid motif, up to 30% of the total number of nucleotides of the primer can be. As an example, a primer specific for the in 3 defined amino acid motif "YYQAGML" also be prepared so that it is specific for the amino acid sequence "YYQAGML A ", wherein the additional nucleotides for the alanine, which is not contained in the defined amino acid motif, 12.5% of the total primer sequence.

Polyketidsynthasen lassen sich über ihre Struktur und Funktion in drei Klassen einteilen. Typ I Enzyme sind multifunktionelle, häufig modular aufgebaute Proteine. Bakterielle modulare Typ I PKS erzeugen eine große Menge therapeutisch wichtiger Naturstoffe, wie z. B. Erythromycin, Epothilone und FK506 ( Fischbach & Walsh. Assembly-line enzymology for poliketide and nonribosomal peptide antibiotics: logic, machinery and mechanisms. Chem. Rev. 106, 3468; 2006 ). 1 zeigt einige beispielhafte Polyketide, die, soweit deren Gencluster bekannt sind, von Typ I PKS gebildet werden.Polyketide synthases can be divided into three classes based on their structure and function. Type I enzymes are multifunctional, often modular proteins. Bacterial modular type I PKS produce a large amount of therapeutically important natural products, such. Erythromycin, epothilones and FK506 ( Fischbach & Walsh. Assembly-line enzymology for poliketide and nonribosomal peptide antibiotics: logic, machinery and mechanisms. Chem. Rev. 106, 3468; 2006 ). 1 Figure 4 shows some exemplary polyketides which, as far as their gene clusters are known, are formed by Type I PKS.

Jedes dieser Enzyme umfasst wenigstens eine β-Ketosynthase (KS), eine Acyltransferase (AT) sowie ein Acyl-Carrier-Protein (ACP), die den nächsten Baustein zum Aufbau des Polyketids auswählen, aktivieren und unter Bildung eines β-Ketoacyl-S-ACP Intermediats, eine decarboxylative Claisen-Kondensation zwischen dem nächsten Baustein und der wachsenden Polyketidkette katalysieren. Während des Syntheseprozesses überträgt eine AT Domäne den korrespondierenden Acyl-CoA Baustein auf eine ACP Domäne und eine KS Domäne verlängert die Polyketidkette mit dieser Acyl-Einheit, wobei zusätzliche Domänen das resultierende β-oxo Intermediat weiter modifizieren können. Die Reihenfolge der Module in den PKS gibt hierbei die Reihenfolge der Biosyntheseschritte zwingend vor. Somit kann durch Variation der Domänen/Module eine hohe strukturelle Diversität in den entstehenden Polyketiden erzeugt werden.each these enzymes comprise at least one β-ketosynthase (KS), an acyltransferase (AT) and an acyl carrier protein (ACP), that select the next building block to build the polyketide, activate and form a β-ketoacyl-S-ACP intermediate, a decarboxylative Claisen condensation between the next Block and the growing polyketide chain catalyze. While of the synthesis process transfers an AT domain the corresponding acyl-CoA building block on an ACP domain and a KS domain prolongs the polyketide chain with this acyl moiety, with additional domains further modify the resulting β-oxo intermediate can. The order of the modules in the PKS is given here the order of biosynthesis steps mandatory. Thus, can by variation of the domains / modules a high structural Diversity can be generated in the resulting polyketides.

Eine besondere und evolutionär abgegrenzte Enzymfamile der PKS bilden die trans-AT-PKS, die freistehende AT verwenden, um die zur Herstellung des Polyketids benötigten Bausteine in trans zu selektieren ( Cheng et al., Type I polyketide synthase requiring a discrete acetyltransferase for polyketide biosynthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 3149–3154; 2003 ). Demgegenüber weisen cis-AT PKS integrierte AT Domänen auf. Die bisher veröffentlichten Studien über komplexe Polyketide haben gezeigt, dass alle bisher aus Symbionten geklonten PKS-Cluster zu dieser Familie der trans-AT-PKS gehören.A special and evolutionarily delimited enzyme family of PKSs are the trans-AT-PKSs, which use free-standing AT to select in trans the building blocks required for the production of the polyketide ( Cheng et al., Type I polyketide synthase requiring a discrete acetyltransferase for polyketide biosynthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 3149-3154; 2003 ). In contrast, cis-AT PKS have integrated AT domains. The previously published studies on complex polyketides have shown that all previously cloned from symbionts PKS clusters belong to this family of trans AT-PKS.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der überraschenden Entdeckung, dass die KS von trans-AT-PKS ein einzigartiges phylogenetisches Muster aufweisen, bei dem die nächstverwandten KS-Domänen für dieselben oder ähnliche Substrate spezifisch sind. Demgegenüber werden unterschiedliche Substrate, z. B. β-hydroxylierte und olefinische, von evolutionär klar unterscheidbaren, d. h. nicht engverwandten, KS prozessiert. Die phylogenetische Analyse eines oder mehrerer KS liefert somit nützliche Informationen über die Struktur der involvierten Intermediate.The present invention is based on the surprising discovery that the KS of trans-AT-PKS is a unique phylogenetic Pattern in which the closest related KS domains specific for the same or similar substrates are. In contrast, different substrates, eg. B. β-hydroxylated and olefinic, by evolutionary clearly distinguishable, d. H. not closely related, KS processed. The phylogenetic analysis of one or more KS thus provides useful information about the structure of the involved Intermediate.

Erfindungsgemäß wird der umgekehrte Weg eingeschlagen, bei dem aufgrund der chemischen Struktur des Polyketids Rückschlüsse auf die involvierten KS gezogen werden können. Es zeigte sich überraschender Weise, dass dieser Ansatz die Identifikation von konservierten Sequenzmustern/Motiven innerhalb dieser substratspezifischen KS Domänen ermöglicht. Aufgrund dieser konservierten Motive können dann erfindungsgemäß Primer generiert werden, die spezifisch sind für KS Domänen mit einer bestimmten, gewünschten Substratspezifität. Mithilfe dieser Primer ist dann die Amplifikation solcher KS Domänen möglich, die für ein bestimmtes Substrat spezifisch sind. Diese Amplikons können dann zur Identifizierung und Isolierung eines oder mehrerer Polyketid-Biosynthesegene, z. B. in Genclustern verwendet werden, z. B. durch PCR, Screening von Fosmid-Bibliotheken oder Genome Walking.According to the invention, the reverse path is taken, in which due to the chemical Struk Polyketide conclusions can be drawn on the KS involved. It has surprisingly been found that this approach allows the identification of conserved sequence patterns / motifs within these substrate-specific KS domains. Because of these conserved motifs, it is then possible in accordance with the invention to generate primers which are specific for KS domains having a specific, desired substrate specificity. These primers then allow the amplification of such KS domains that are specific to a particular substrate. These amplicons may then be used to identify and isolate one or more polyketide biosynthetic genes, e.g. B. be used in gene clusters, for. By PCR, screening of Fosmid libraries or genome walking.

Einer der Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, dass ausgehend vom Polyketid gezielt eine in dessen Biosynthese involvierte KS Domäne einer trans-AT-PKS identifiziert werden kann, um in einem nächsten Schritt deren Nukleotidsequenz, sowie die Nukleotidsequenz des sie umfassenden Polyketid-Biosynthese-Genclusters zu identifizieren und zu isolieren. Der vorliegende Erfindung liegt demnach die überraschende Entdeckung zugrunde, dass ausgehend von der chemischen Struktur, d. h. den funktionellen Gruppen eines Polyketids, konservierte Motive innerhalb von KS Domänen identifiziert werden können, die in die Biosynthese dieses Polyketids involviert sind. Basierend auf diesen konservierten Motiven lassen sich dann Primer ableiten die zur Amplifikation und Isolierung der in die Biosynthese dieses Polyketids involvierten Gene genutzt werden können.one The main advantages of the present invention are therefore that that starting from the polyketide targeted one in its biosynthesis involved KS domain of a trans AT PKS identified in a next step their nucleotide sequence, and the nucleotide sequence of the polyketide biosynthetic gene cluster comprising it to identify and isolate. The present invention is Accordingly, based on the surprising discovery that starting from the chemical structure, d. H. the functional groups of a Polyketides, conserved motifs within KS domains can be identified in the biosynthesis of this Polyketides are involved. Based on these conserved motifs then can be derived primers for amplification and isolation used the genes involved in the biosynthesis of this polyketide can be.

Nukleinsäuren und Peptide der vorliegenden ErfindungNucleic acids and Peptides of the present invention

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Nukleinsäure, die zumindest ein Gen umfasst, das für ein Polypeptid codiert welches an der Biosynthese der Polyketide Psymberin (auch bekannt als Irciniastatin A), oder Mycalamid beteiligt ist. In einer Ausführungsform liegt die Nukleinsäure in isolierter Form vor. In einer weiteren Ausführungsform ist die Nukleinsäure das Komplement einer Nukleinsäure, die zumindest ein Gen umfasst, das für ein Polypeptid codiert welches an der Biosynthese der Polyketide Psymberin oder Mycalamid beteiligt ist. In einer weiteren Ausführungsform ist das Gen ein prokaryotisches Gen und/oder Teil eines polycistronischen Genabschnitts oder Gen-Clusters das/der für zumindest ein Protein codiert, das an der Biosynthese eines Polyketids beteiligt ist. In einer Ausführungsform gehört das Gen zu den Typ I PKS; in einer bevorzugten Ausführungsform gehört das Gen zu der evolutionär abgegrenzten Enzymfamilie der trans-ATP PKS. Trans-AT PKS verwenden freistehende Acetyltransferasen (AT), um die zur Herstellung des Polyketids benötigten Bausteine in trans zu selektieren ( Cheng et al., Type I polyketide synthase requiring a discrete acetyltransferase for polyketide biosynthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 3149–3154; 2003 ), während cis-AT PKS integrierte AT Domänen aufweisen.One aspect of the present invention is a nucleic acid comprising at least one gene coding for a polypeptide involved in the biosynthesis of the polyketides psymberin (also known as ircinamin A), or mycamide. In one embodiment, the nucleic acid is in isolated form. In a further embodiment, the nucleic acid is the complement of a nucleic acid comprising at least one gene coding for a polypeptide involved in the biosynthesis of the polyketides psymberin or mycalamide. In another embodiment, the gene is a prokaryotic gene and / or part of a polycistronic gene segment or gene cluster that encodes at least one protein involved in the biosynthesis of a polyketide. In one embodiment, the gene belongs to the type I PKS; In a preferred embodiment, the gene belongs to the evolutionarily delimited enzyme family of trans-ATP PKS. Trans-AT PKSs use free-standing acetyltransferases (AT) to trans select the building blocks needed to make the polyketide ( Cheng et al., Type I polyketide synthase requiring a discrete acetyltransferase for polyketide biosynthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 3149-3154; 2003 ), while cis-AT PKS have integrated AT domains.

In einer bevorzugten Ausführungsform wurde die erfindungsgemäße Nukleinsäure aus dem Metagenom eines Schwamms amplifiziert. Eukaryotische Schwämme (Porifera) gehen mit diversen Prokaryoten Symbiosen ein, wobei diese Prokaryoten vielfach noch nicht isoliert kultiviert werden konnten. Das dadurch aus Schwamm und Prokaryoten entstehende Metagenom umfasst das Genom des eukaryotischen Schwamms sowie die prokaryotischen Genome der einzelnen Symbionten. In einer Ausführungsform gehört der Schwamm zu den Demospongiae, den Dictyoceratida oder den Irciniidae. In einer bevorzugten Ausführungsform gehört der Schwamm zu Psammocinia sp.; noch bevorzugter ist der Schwamm Psammocinia aff. bulbosa. In einer bevorzugten Ausführungsform gehört der Schwamm zu den Demospongiae. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen gehört der Schwamm zu der Familie der Spongiidae, der Thorectidae, der Halichondriidae, der Callyspongiidae, der Chalinidae, der Mycalidae, der Coelosphaeridae, der Tedaniidae, der Plakinidae, oder der Triaenosina. Im Sinne dieser Erfindung bevorzugte Vertreter dieser Familien sind Spongia spp., Cacospongia spp., C. mycofijiensis, Halichondria spp., Callyspongia spp., Haliclona spp., Mycale spp., M. hentscheli, Lyssodendoryx spp., Tedania spp., Plakortis spp., Theonella swinhoei, und Discodermia spp.In In a preferred embodiment, the inventive Nucleic acid amplified from the metagenome of a sponge. Eukaryotic sponges (Porifera) go with various prokaryotes Symbioses, these prokaryotes often not yet isolated could be cultivated. The resulting sponge and prokaryotes The resulting metagenome includes the genome of the eukaryotic sponge as well as the prokaryotic genomes of the individual symbionts. In a Embodiment, the sponge belongs to the Demospongiae, the Dictyoceratida or the Irciniidae. In a preferred embodiment the sponge belongs to Psammocinia sp .; even more preferred is the sponge Psammocinia aff. bulbosa. In a preferred embodiment the sponge belongs to the Demospongiae. In further preferred Embodiments include the sponge to the family Spongiidae, Thorectidae, Halichondriidae, Callyspongiidae, the Chalinidae, the Mycalidae, the Coelosphaeridae, the Tedaniidae, the Plakinidae, or the Triaenosina. For the purposes of this invention preferred representatives of these families are Spongia spp., Cacospongia spp., C. mycofijiensis, Halichondria spp., Callyspongia spp., Haliclona spp., Mycale spp., M. hentscheli, Lyssodendoryx spp., Tedania spp., Plakortis spp., Theonella swinhoei, and Discodermia spp.

Die Amplifikation der Nukleinsäure aus dem Metagenom kann mittels eines beliebigen, dem Fachmann bekannten, Verfahrens zur Nukleinsäureamplifikation durchgeführt werden. In einer Ausführungsform erfolgt die Amplifikation der erfindungsgemäßen Nukleinsäure mittels einer isothermen oder einer thermocyclischen Amplifikationsreaktion. Bevorzugt erfolgt die Amplifikation mittels Ligase-Kettenreaktion (LCR), und/oder Polymerase Ketttenreaktion (PCR); noch bevorzugter ist die PCR eine nested PCR.The Amplification of the nucleic acid from the metagenome can by means of any method of nucleic acid amplification known to those skilled in the art be performed. In one embodiment the amplification of the invention Nucleic acid by means of an isothermal or a thermocyclic Amplification reaction. The amplification preferably takes place by means of Ligase chain reaction (LCR), and / or polymerase chain reaction (PCR); more preferably, the PCR is a nested PCR.

In einer Ausführungsform umfasste die erfindungsgemäße Nukleinsäure zumindest eine Sequenz, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus SEQ ID NO 1–19, 39, einem Homolog dieser Sequenzen und dem Komplement der Sequenzen oder des Homologs. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Nukleinsäure zumindest eine Sequenz, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus SEQ ID NO 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 (psyA, psyB, psyC, psyD, psyE, psyF, psyG, psyH, psyI, psyJ, psyK, psyL, psyM und psyN), einem Homolog dieser Sequenzen und/oder dem Komplement der Sequenzen oder des Homologs. In einer weiteren Ausführungsform weist das Homolog zumindest 75%, 80%, 85%, 87%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, bevorzugt 97%, 98%, 99%, 99,5%, 99,7%, 99,9% Sequenzidentität mit der verglichenen Nukleinsäure auf, und/oder hybridisiert unter Hochsalzbedingungen mit der Nukleinsäure.In one embodiment, the nucleic acid according to the invention comprises at least one sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO 1-19, 39, a homolog of these sequences and the complement of the sequences or the homolog. In a preferred embodiment, the nucleic acid according to the invention comprises at least one sequence which is selected from the group consisting of SEQ ID NO 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 (psyA, psyB, psyC, psyD, psyE, psyF, psyG, psyH, psyI, psyJ, psyK, psyL, psyM and psyN), a homolog of these sequences and / or the complement of the sequences or the homolog. In a further embodiment, the homolog has at least 75%, 80%, 85%, 87%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, preferably 97%, 98%, 99%. , 99.5%, 99.7%, 99.9% sequence identity with the nucleic acid being compared, and / or hybridizes with the nucleic acid under high salt conditions.

In einer weiteren Ausführungsform codiert die erfindungsgemäße Nukleinsäure für ein Protein, das zumindest eine Identität zu SEQ ID NO 23 von 41%, zu SEQ ID NO 24 von 52%, zu SEQ ID NO 25 von 42%, zu SEQ ID NO 28 von 44%, zu SEQ ID NO 29 von 94%, zu SEQ ID NO 30 von 96%, zu SEQ ID NO 31 von 96%, zu SEQ ID NO 32 von 94%, zu SEQ ID NO 33 von 98%, zu SEQ ID NO 34 von 95%, zu SEQ ID NO 35 von 97%, zu SEQ ID NO 36 von 98%, zu SEQ ID NO 37 von 96% oder zu SEQ ID NO 38 von 96% aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform codiert die erfindungsgemäße Nukleinsäure für ein Protein, das zumindest eine Identität zu SEQ ID NO 23 von 50%, zu SEQ ID NO 24 von 55%, zu SEQ ID NO 25 von 50% oder zu SEQ ID NO 28 von 50% aufweist.In Another embodiment encodes the invention Nucleic acid for a protein containing at least one Identity to SEQ ID NO 23 of 41%, to SEQ ID NO 24 of 52%, to SEQ ID NO 25 of 42%, to SEQ ID NO 28 of 44%, to SEQ ID NO 29 from 94%, to SEQ ID NO 30 from 96%, to SEQ ID NO 31 from 96%, too SEQ ID NO 32 of 94%, to SEQ ID NO 33 of 98%, to SEQ ID NO 34 of 95%, to SEQ ID NO 35 of 97%, to SEQ ID NO 36 of 98%, to SEQ ID NO 37 of 96% or to SEQ ID NO 38 of 96%. In a preferred Embodiment encodes the invention Nucleic acid for a protein containing at least one Identity to SEQ ID NO 23 of 50%, to SEQ ID NO 24 of 55% to SEQ ID NO 25 of 50% or to SEQ ID NO 28 of 50%.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Peptid, Polypeptid, Protein oder Enzym, für das eine der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren codiert.One Another aspect of the present invention is a peptide, polypeptide, Protein or enzyme for which one of the inventive Nucleic acids encoded.

In einer Ausführungsform weist das Peptid eine Aminosäuresequenz auf, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus SEQ ID NO 20–38.In In one embodiment, the peptide has an amino acid sequence which is selected from the group consisting of SEQ ID NO 20-38.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Peptid zumindest eine Identität zu SEQ ID NO 20 von 36%, zu SEQ ID NO 21 von 54%, zu SEQ ID NO 22 von 44%, zu SEQ ID NO 23 von 41%, zu SEQ ID NO 24 von 52%, zu SEQ ID NO 25 von 42%, zu SEQ ID NO 28 von 44%, zu SEQ ID NO 29 von 94%, zu SEQ ID NO 30 von 96%, zu SEQ ID NO 31 von 96%, zu SEQ ID NO 32 von 94%, zu SEQ ID NO 33 von 98%, zu SEQ ID NO 34 von 95%, zu SEQ ID NO 35 von 97%, zu SEQ ID NO 36 von 98%, zu SEQ ID NO 37 von 96% oder zu SEQ ID NO 38 von 96% auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Peptid zumindest eine Identität zu SEQ ID NO 23 von 50%, zu SEQ ID NO 24 von 55%, zu SEQ ID NO 25 von 50% oder zu SEQ ID NO 28 von 50% auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Peptid eine Sequenzidentität von mindestens 60%, 70%, 75%, 80%, 90%, 92%, 95%, 97%, 98%, 99% oder 99,5% auf.In In another embodiment, the peptide is at least an identity to SEQ ID NO 20 of 36%, to SEQ ID NO 21 from 54%, to SEQ ID NO 22 of 44%, to SEQ ID NO 23 of 41%, to SEQ ID NO 24 from 52%, to SEQ ID NO 25 from 42%, to SEQ ID NO 28 from 44%, to SEQ ID NO 29 of 94%, to SEQ ID NO 30 of 96%, to SEQ ID NO 31 from 96%, to SEQ ID NO 32 from 94%, to SEQ ID NO 33 from 98%, to SEQ ID NO 34 of 95%, to SEQ ID NO 35 of 97%, to SEQ ID NO 36 of 98%, to SEQ ID NO 37 of 96% or to SEQ ID NO 38 of 96%. In a preferred embodiment, the peptide at least an identity to SEQ ID NO 23 of 50%, to SEQ ID NO 24 of 55%, to SEQ ID NO 25 of 50%, or to SEQ ID NO 28 of 50%. In a further preferred embodiment, the Peptide has a sequence identity of at least 60%, 70%, 75%, 80%, 90%, 92%, 95%, 97%, 98%, 99% or 99.5%.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Vektor, der die erfindungsgemäße Nukleinsäure umfasst. Bevorzugt ist dieser Vektor ein Cosmid, ein YAC, BAC oder ein Virus, noch bevorzugter ist der Vektor ein Plasmid. In einer Ausführungsform umfasst der Vektor weiterhin einen Promotor unter dessen Kontrolle die Expression der erfindungsgemäßen Nukleinsäure steht. Bevorzugt ist dieser Promotor ein induzierbarer Promotor. In einer weiteren Ausführungsform steht die erfindungsgemäße Nukleinsäure unter der Kontrolle eines induzierbaren Expressionssystems. In einer spezifischen Ausführungsform ist das induzierbare Expressionssystem das Tetracyclin Operator/Repressor (TetO2/TetR) System.In In another embodiment, the invention relates to a Vector containing the nucleic acid according to the invention includes. Preferably, this vector is a cosmid, a YAC, BAC or a virus, more preferably the vector is a plasmid. In a Embodiment, the vector further comprises a promoter under whose control the expression of the invention Nucleic acid is. Preferably, this promoter is an inducible Promoter. In a further embodiment, the inventive Nucleic acid under the control of an inducible expression system. In a specific embodiment, the inducible expression system is the tetracycline operator / repressor (TetO2 / TetR) system.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung eine rekombinante Wirtszelle, die eine der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren oder Vektoren umfasst. Damit stellt die vorliegende Erfindung auch ein Expressions-/und Produktionssystem für Polyketide bereit. Vorzugsweise ist diese rekombinante Wirtszelle nach der Transformation/Transfektion in der Lage Polyketide zu synthetisieren. In einer Ausführungsform ist die die rekombinante Wirtszelle eine E. coli Zelle, in weiteren Ausführungsformen ist die rekombinante Wirtszelle eine Wirtszelle aus Pseudomonas spp., Bacillus spp., Streptomyces spp. oder Acinetobacter baylyi.In In another embodiment, the invention relates to a recombinant host cell, which is one of the inventive Nucleic acids or vectors. Thus represents the present Invention also an expression / and production system for Polyketides ready. Preferably, this recombinant host cell after transformation / transfection able to synthesize polyketides. In one embodiment, this is the recombinant host cell an E. coli cell, in other embodiments is the recombinant host cell, a host cell from Pseudomonas spp., Bacillus spp., Streptomyces spp. or Acinetobacter baylyi.

Erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Polyketideninvention Process for the preparation of polyketides

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren, Vektoren oder rekombinanten Wirtszellen in einem Verfahren zur Herstellung eines Polyketids. Hierbei wird ein Expressionssystem verwendet, welches die Expression der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren erlaubt.One Another aspect of the invention relates to the use of the invention Nucleic acids, vectors or recombinant host cells in a process for producing a polyketide. This is used an expression system which expresses the expression of the invention Nucleic acids allowed.

In einer Ausführungsform ist das Expressionssystem eine rekombinante Wirtszelle, die die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren oder Vektoren umfasst und zur Expression der Genprodukte der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren in der Lage ist. Die exprimierten Genprodukte können dann zur Synthese des Polyketids in vivo oder in vitro genutzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das hergestellte Polyketid Psymberin oder Mycalamid. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren oder das Expressionsystem die Verwendung von zumindest einer Nukleinsäure umfassend eine Sequenz ausgewählt aus der Gruppe Bestehend aus SEQ ID NO 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 (psy A, psyB, psyC, psyD, psyE, psyF, psyG, psyH, Asyl, psyJ, psyK, psyL, psyM und psyN) oder einem Homolog dieser Sequenzen.In In one embodiment, the expression system is a recombinant Host cell containing the nucleic acids according to the invention or vectors and for expression of the gene products of the nucleic acids according to the invention be able to. The expressed gene products can then be used for the synthesis of the polyketide in vivo or in vitro. In a preferred embodiment, the produced Polyketide Psymberin or Mycalamide. In a further preferred Embodiment includes the method or the expression system comprising the use of at least one nucleic acid a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 (psy A, psyB, psyC, psyD, psyE, psyF, psyG, psyH, asylum, psyJ, psyK, psyL, psyM and psyN) or a homolog of these sequences.

In einer spezifischen Ausführungsform findet die Kultivierung einer erfindungsgemäßen rekombinanten Wirtszelle unter Bedingungen statt, die die Expression der Biosynthesegene und Produktion des Polyketids durch die Wirtszelle erlauben. Solche Bedingungen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt oder lassen sich im Wege simpler Routineexperimente für ein gegebenes Polyketid erhalten. In einer spezifischen Ausführungsform ist die rekombinante Wirtszelle eine Wirtszelle aus Pseudomonas spp., Bacillus spp., Streptomyces spp., Coryne bacterium spp., Acinetobacter baylyi, Pseudomonas stutzeri, Bacillus subtilis oder Bacillus amyloliquefaciens. Falls das zumindest eine erfindungsgemäße Gen, welches sich in der Wirtszelle befindet unter der Kontrolle eines induzierbare Expressionssystem (z. B. des Tetracyclin Operator/Repressor (TetO2/TetR) Systems) steht, kann durch Zugabe der jeweiligen induzierenden Substanz die Expression des Genprodukts gezielt induziert werden.In a specific embodiment finds the cultivation a recombinant host cell according to the invention under conditions that control the expression of the biosynthetic genes and allow production of the polyketide by the host cell. Such Conditions are well known to those skilled in the art or can be integrated in the course of simple routine experiments given polyketide. In a specific embodiment the recombinant host cell is a Pseudomonas host cell spp., Bacillus spp., Streptomyces spp., Coryne bacterium spp., Acinetobacter baylyi, Pseudomonas stutzeri, Bacillus subtilis or Bacillus amyloliquefaciens. If that is at least one gene of the invention, which is in the host cell under the control of a inducible expression system (eg of the tetracycline operator / repressor (TetO2 / TetR) Systems) can be induced by adding the respective inducing Substance expression of the gene product can be specifically induced.

Zur Herstellung des Polyketids werden die Gene des Genclusters in die Genome der Expressionswirte integriert. Die Integration erfolgt dabei sukzessive durch homologe Rekombination kürzerer (in etwa bis 40 kb) Abschnitte des Genclusters. Um die Gene effizient zu transferieren, können bevorzugt transformierbare Bakterien wie Pseudomonas stutzeri, Acinetobacter baylyi, Bacillus subtilis oder Bacillus amyloliquefaciens verwendet werden, die linearisierte DNA aufnehmen können. Im Bedarfsfall werden die natürlichen Promotoren des Genclusters gegen wirtseigene Promotoren ersetzt (z. B. den baeB-Promotor bei B. amyloliquefaciens). Alternativ zur Integration in das Genom können Gene auf einem oder verteilt auf mehreren kompatiblen Plasmiden durch Konjugation, Protoplastentransformation oder Elektroporation in die Expressionswirte transferiert werden. Die Expression erfolgt dann von frei replizierenden Plasmiden oder wiederum nach Integration in das Genom.to Production of the polyketide are the genes of the gene cluster in the Integrated genomes of expression hosts. The integration takes place successively by homologous recombination shorter (approximately up to 40 kb) sections of the gene cluster. To keep the genes efficient can preferably transform transformable bacteria such as Pseudomonas stutzeri, Acinetobacter baylyi, Bacillus subtilis or Bacillus amyloliquefaciens which are linearized DNA can record. If necessary, the natural Replaced promoters of the gene cluster against host promoters (eg the baeB promoter in B. amyloliquefaciens). Alternative to Integration into the genome can spread or distribute genes on several compatible plasmids by conjugation, protoplast transformation or electroporation into the expression hosts. Expression is then carried out by freely replicating plasmids or again after integration into the genome.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin den Schritt der Isolierung des produzierten Polyketids. In einer Ausführungsform erfolgt diese Isolierung mittels HPLC und/oder präparativer Säulenchromatographie.In In another embodiment, the method further comprises the step of isolating the produced polyketide. In a Embodiment, this isolation is carried out by means of HPLC and / or preparative column chromatography.

Erfindungsgemäße Verfahren zur Isolierung von Polyketid-Biosynthesegeneninvention Process for the isolation of polyketide biosynthesis genes

Die Isolierung des zumindest einen Polyketid-Biosynthesegens unter Verwendung des zumindest einen Primerpaars umfasst in einer Ausführungsform die Amplifikation der vom jeweiligen Primerpaar eingeschlossenen Nukleinsäureregion mittels des Primerpaars. Somit wird eine Nukleinsäureregion der Kethosynthasedomäne amplifiziert. In einer bevorzugten Ausführungsform wird diese Amplifikation mittels PCR durchgeführt, noch bevorzugter mittels einer nested PCR.The Isolation of the at least one polyketide biosynthetic gene using of the at least one primer pair comprises in one embodiment the amplification of the trapped by the respective primer pair Nucleic acid region by means of the primer pair. Thus, will a nucleic acid region of the kethosynthase domain amplified. In a preferred embodiment this amplification is performed by PCR, more preferably by means of a nested PCR.

In einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Isolierung von zumindest einem Polyketid-Biosynthesegen gerichtet und umfasst die Schritte des Bereitstellens von zumindest einem Primerpaar, das aufgrund der Substratspezifität einer Kethosynthasedomäne einer trans-AT Polyketidsynthase erstellt worden ist, und die Isolierung von zumindest einem Polyketid-Biosynthesegen unter Verwendung dieses zumindest einen Primerpaars.In In another aspect, the present invention is a method for isolating at least one polyketide biosynthesis gene and comprises the steps of providing at least one primer pair, due to the substrate specificity of a kethosynthase domain a trans-AT polyketide synthase has been created, and isolation at least one polyketide biosynthesis gene using this at least one primer pair.

Die erfindungsgemäße Bereitstellung, d. h. das „Design” der Primer basiert auf der überraschenden Entdeckung, dass die KS von trans-AT PKS ein einzigartiges phylogenetisches Muster aufweisen, bei dem die nächstverwandten KS Domänen für dieselben oder ähnliche Substrate spezifisch sind. Somit kann, ausgehend von den funktionellen Gruppen eines Polyketids, ein konserviertes Motiv innerhalb von KS Domänen identifiziert werden, auf dessen Basis Primer hergestellt werden können, die für ein solches konserviertes Motiv – und damit für eine KS Domäne, die in die Biosynthese des Polyketids involviert ist – spezifisch sind. Die Amplifikation und Isolierung der KS Domäne und damit der die KS Domäne umfassenden PKS sowie weiteren in die Biosynthese des Polyketids involvierten Genen, die häufig in einem Gencluster vorliegen, wird somit erfindungsgemäß ermöglicht.The inventive provision, d. H. the "design" of Primer is based on the surprising discovery that the KS of trans-AT PKS a unique phylogenetic pattern exhibit, in which the closest related KS domains specific for the same or similar substrates are. Thus, starting from the functional groups of a Polyketide, a conserved motif within KS domains be identified on the basis of which primers are produced can, for such a conserved motive - and thus for a KS domain involved in the biosynthesis of Polyketide is involved - are specific. The amplification and isolation of the KS domain and thus of the KS domain comprehensive PKS and others in the biosynthesis of the polyketide involved genes that are often present in a gene cluster, is thus made possible according to the invention.

Ob eine gegebene KS oder KS Domäne zu einer zweiten KS oder KS Domäne ähnlich oder phylogenetisch benachbart ist, kann zum Beispiel durch Sequenzvergleiche bestimmt werden, bei denen zueinander ähnlichere Sequenzen phylogenetisch enger benachbarten KS oder KS Domänen entsprechen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird hierfür eine phylogenetische Analyse eingesetzt. In einer spezifischen Ausführungsform wird für die phylogenetische Analyse ein Kladogramm erstellt. In einer weiteren spezifischen Ausführungsform wird das Kladogramm mit der Bayesischen Methode und wie in Beispiel 3 beschrieben erstellt.If a given KS or KS domain to a second KS or KS domain similar or phylogenetically adjacent can, for example, be determined by sequence comparisons, in which mutually similar sequences phylogenetic closely adjacent KS or KS domains. In a preferred embodiment of this is a used phylogenetic analysis. In a specific embodiment a cladogram is created for the phylogenetic analysis. In a further specific embodiment, the Kladogram with the Bayesian method and as described in Example 3 created.

In einer weiteren Ausführungsform wird nach der phylogenetischen Analyse für die KS die Domänenarchitektur des N-terminal benachbarten Moduls analysiert und aus der Polyketidstruktur das Substrat der KS-Domäne abgeleitet. Unter der Domänenarchitektur versteht man hierbei die Abfolge von Domänen in einem Modul, wie z. B. KS DH KR ACP.In a further embodiment, according to the phylogenetic analysis for the KS, the domain architecture of the N-terminal adjacent module is analyzed and from the polyketide structure the substrate of the Derived KS domain. Domain architecture refers to the sequence of domains in a module, such as a domain. B. KS DH KR ACP.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren auf die gerichtete Isolation zumindest eines in die Polyketid-Biosynthese involvierten Gens ausgerichtet, d. h. es wird/werden ausgehend von den funktionellen Gruppen eines Polyketids das/die zur Herstellung dieses Polyketids nötige(n) Gen(e) isoliert. In einer beispielhaften, jedoch bevorzugten Ausführungsform ist das Polyketid-Biosynthesegen in die Biosynthese von Psymberin involviert. Psymberin (1, 1) trägt keinen vollständig reduzierten Rest, sondern eine Acetylabgeleitete Startereinheit, die im Regelfall von einer ganz bestimmten Art von KS verlängert wird. In einer phylogenetischen Analyse (2) zeigte sich, dass KS mit einer solchen Substratspezifität zu Klade VI gehören. Klade VI läßt sich weiterhin differenzieren in KS Domänen, die einem Modul mit einer GCN5-related N-Acetyltransferase (GNAT) Domäne folgen (Klade VIa) und solchen, die keine GNAT Domäne aufweisen (Klade VIb). Ein Sequenzalignment der in Klade VIa enthaltenen KS Domänen zusammen mit allen bekannten Sequenzen der Klade VI ergab zwei konservierte Motive: das EDAGY Motiv, sowie das Klade VIa Motiv YYQ/KAGML, welches einem Modul mit einer GCN5-related N-Acetyltransferase (GNAT) Domäne folgte (3). Diese konservierten Motive traten nicht in den Sequenzen der anderen Kladen auf. Weiterhin wurde im EDAGY Motiv ein Tyrosinrest identifiziert, der in 84% der trans-AT KS konserviert ist, jedoch in den ubiquitären sup KS nicht auftritt. Aufgrund der identifizierten konservierten Motive können daher nun zur Isolation eines in die Psymberinbiosynthese involvierten Gens Primer generiert werden, die in der forward-Orientierung spezifisch sind für das EDAGY-Motiv und in der reverse-Orientierung spezifisch sind für das YYQ/KAGML-Motiv.In a preferred embodiment, the method according to the invention is directed to the directional isolation of at least one gene involved in the polyketide biosynthesis, ie, starting from the functional groups of a polyketide, the gene (s) necessary for the production of this polyketide is / are isolated. In an exemplary but preferred embodiment, the polyketide biosynthesis gene is involved in the biosynthesis of psymberin. Psymberin ( 1 , 1) does not carry a completely reduced residue, but an acetyl-derived starter unit, which is usually extended by a very specific type of KS. In a phylogenetic analysis ( 2 ) showed that KS with such a substrate specificity belongs to Klade VI. Klade VI can be further differentiated into KS domains that follow a module with a GCN5-related N-acetyltransferase (GNAT) domain (clade VIa) and those that do not have a GNAT domain (clade VIb). A sequence alignment of the Klade VIa contained KS domains together with all known sequences of Klade VI revealed two conserved motifs: the EDAGY motif, as well as the Klade VIa motif YYQ / KAGML, which is a module with a GCN5-related N-acetyltransferase (GNAT) domain followed ( 3 ). These conserved motifs did not appear in the sequences of the other clades. Furthermore, a tyrosine residue was identified in the EDAGY motif, which is conserved in 84% of trans-AT KS, but does not occur in the ubiquitous sup KS. Therefore, due to the identified conserved motifs, primers that are specific for the EDAGY motif in the forward orientation and specific for the YYQ / KAGML motif in reverse orientation can now be generated to isolate a gene involved in psymberin biosynthesis.

Die unter Verwendung dieser Primer erzeugten Amplifikate können dann zur Isolierung der Nukleinsäuresequenz für die KS Domäne, der Nukleinsäuresequenz für die die KS Domäne umfassende PKS, sowie der Nukleinsäuresequenz des gesamten zur Polyketidsynthese nötigen Genclusters verwendet werden. Verfahren zur Isolierung solcher Nukleinsäuresequenzen sind dem Fachmann wohlbekannt und schließen beispielsweise Genome-Walking oder das Screening von Cosmid- oder Fosmid-Bibliotheken ein. Die isolierten Nukleinsäuren können dann mittels Sequenzierung bestimmt/identifiziert werden.The amplicons generated using these primers can then to isolate the nucleic acid sequence for the KS domain, the nucleic acid sequence for the KS domain comprehensive PKS, as well as the nucleic acid sequence of the entire gene cluster required for polyketide synthesis be used. Method for isolating such nucleic acid sequences are well known to those skilled in the art and include, for example Genome walking or the screening of cosmid or fosmid libraries one. The isolated nucleic acids can then be determined / identified by means of sequencing.

In einer spezifischen Ausführungsform ist zumindest ein Primer spezifisch für 2, 3, 4, 5, 6, oder mehr als 6 zusammenhängende Aminosäurereste eines der in 3 oder 4 definierten kladenspezifischen Aminosäuremotive, die ebenfalls in SEQ ID NO 40–71 wiedergegeben sind. In einer weiteren spezifischen Ausführungsform ist der zumindest eine Primer des Primerpaars am 3' Ende des Primers spezifisch für die besagten Aminosäurereste.In a specific embodiment, at least one primer is specific for 2, 3, 4, 5, 6, or more than 6 contiguous amino acid residues of any of the amino acid residues described in U.S. Pat 3 or 4 defined kladpezifischen amino acid motifs, which are also shown in SEQ ID NO 40-71. In a further specific embodiment, the at least one primer of the primer pair at the 3 'end of the primer is specific for the said amino acid residues.

In einer weiteren spezifischen Ausführungsform sind beide Primer des Primerpaars spezifisch für zumindest 2, 3, 4, 5, 6 oder mehr als 6 zusammenhängende Aminosäurereste der in 3 oder 4 definierten Aminosäuremotive einer Klade, wobei die beiden Primer bezogen auf die Nukleinsäure, mit der sie hybridisieren, einen ausreichenden Abstand zueinander einhalten, um eine Amplifikation zu ermöglichen.In a further specific embodiment, both primers of the primer pair are specific for at least 2, 3, 4, 5, 6 or more than 6 contiguous amino acid residues of in 3 or 4 defined amino acid motifs of a clade, wherein the two primers based on the nucleic acid with which they hybridize, maintain a sufficient distance from each other to allow amplification.

In einer anderen spezifischen Ausführungsform hat das verwendete Primerpaar die Nukleotidsequenz: 5'-GCN HTN GAR GAY GCN GGN TAY GC-3' (EDAGY; SEQ ID NO: 72) und 5'-C NAR CAT NCC NGC YTK RTA RTA-3' (YYQAGMLA; SEQ ID NO: 73).In Another specific embodiment has the one used Primer pair the nucleotide sequence: 5'-GCN HTN GAR GAY GCN GGN TAY GC-3 '(EDAGY; SEQ ID NO: 72) and 5'-C NAR CAT NCC NGC YTK RTA RTA-3' (YYQAGMLA; SEQ ID NO: 73).

In einer weiteren Ausführungsform wird für die Amplifikation der vom zumindest einen Primerpaar eingeschlossenen Nukleinsäureregion der KS Domäne neben dem zumindest einen, erfindungsgemäßen Primerpaar ein zweites Primerpaar verwendet, wobei das erste und das zweite Primerpaar verschachtelt sind, d. h. das eine Primerpaar vollständig innerhalb des vom anderen Primerpaar zu amplifizierenden Nukleinsäurebereichs liegt. Das zweite Primerpaar ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein erfindungsgemäß hergestelltes Primerpaar und basiert damit ebenfalls auf der Substratspezifität einer Kethosynthasedomäne einer trans-AT Polyketidsynthase. In einer anderen Ausführungsform ist das zweite Primerpaar ein degeneriertes Primerpaar. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dieses Primerpaar spezifisch für die Aminosäuresequenz KSDPQQF (forward) bzw. KSHGTGR (reverse). In einer noch bevorzugteren Ausführungsform hat das zweite Primerpaar die Nukleotidsequenz 5'-MGN GAR GCN NWN SMN ATG GAY CCN CAR CAN MG-3' bzw. 5'-GGR TCN CCN ARN SWN GTN CCN GTN CCR TG-3'.In Another embodiment is for the amplification the nucleic acid region enclosed by the at least one primer pair the KS domain in addition to the at least one invention Primer pair used a second primer pair, wherein the first and the second primer pair are nested, d. H. the one primer pair completely within that to be amplified by the other primer pair Nucleic acid range is located. The second primer pair is in a preferred embodiment of a manufactured according to the invention Primer pair and thus also based on the substrate specificity a kethosynthase domain of a trans-AT polyketide synthase. In another embodiment, the second primer pair a degenerate primer pair. In a particularly preferred embodiment this primer pair is specific for the amino acid sequence KSDPQQF (forward) or KSHGTGR (reverse). In an even more preferred Embodiment, the second primer pair has the nucleotide sequence 5'-MGN GAR GCN NWN SMN ATG GAY CCN CAR CAN MG-3 'and 5'-GGR TCN, respectively CCN ARN SWN GTN CCN GTN CCR TG-3 '.

In spezifischen Ausführungsformen wird die Amplifikation mit den zwei Primerpaaren gleichzeitig oder zweistufig durchgeführt.In specific embodiments, the amplification with the two primer pairs carried out simultaneously or in two stages.

Bei der zweistufigen Amplifikation wird in der ersten Amplifikationsrunde das außenliegende Primerpaar verwendet. Danach werden in einer zweiten Amplifikationsrunde die Amplifikate aus der ersten Amplifikationsrunde mit den innenliegenden, verschachtelten Primern amplifiziert. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die mit den zumindest zwei Primerpaaren durchzuführende Amplifikation eine nested PCR.In the two-stage amplification in the first round of amplification is the outer primer few used. Thereafter, in a second round of amplification, the amplificates from the first round of amplification are amplified with the internal, nested primers. In a further preferred embodiment, the amplification to be carried out with the at least two primer pairs is a nested PCR.

In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Isolation des zumindest einen Polyketid-Biosynthesegens aus einem Metagenom. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Metagenom das Genom zumindest eines Eukaryoten und zumindest eines Prokaryoten. Bevorzugt befinden sich Eukaryot und Prokaryot in einer Symbiose. In einer weiteren Ausführungsform ist der Eukaryot ein Schwamm, bevorzugt gehört dieser Schwamm zu den Demospongiae, den Dictyoceratida oder den Irciniidae. In einer bevorzugten Ausführungsform gehört der Schwamm zu Psammicinia sp.; noch bevorzugter ist der Schwamm Psammocinia aff. bulbosa.In In another embodiment, the isolation of the at least one polyketide biosynthetic gene from a metagenome. In a preferred embodiment comprises the metagenome the genome of at least one eukaryote and at least one prokaryote. Preferably, eukaryotic and prokaryotic are in symbiosis. In another embodiment, the eukaryote is a Sponge, preferably this sponge belongs to the Demospongiae, the Dictyoceratida or the Irciniidae. In a preferred embodiment the sponge belongs to Psammicinia sp .; even more preferred is the sponge Psammocinia aff. bulbosa.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das zu isolierende Polyketid-Biosynthesegen in die Biosynthese von Psymberin, den Mycalamiden, den Onnamiden, den Theopederinen, den Icadamiden, Pederin, den Laulimaliden (Fijianoliden), den Latrunculinen, Mycothiazol, Pateamin A, den Spongistatinen (Altohyrtinen), Discodermolid, Dictyostatin, Tedanolid und/oder Calyculin involviert, d. h. Teil einer Polyketidsynthase, die eines dieser Polyketide synthetisiert.In In another preferred embodiment, this is to be isolated Polyketide Biosynthesis Gene in the Biosynthesis of Psymberin, the Mycalamides, Onnamids, Theopederines, Cadadamids, Pederin, Laulimalides (Fijianoliden), the Latrunculinen, Mycothiazol, Pateamin A, the Spongistatins (altohyrtins), discodermolide, dictyostatin, tedanolide and / or calyculin, d. H. Part of a polyketide synthase, which synthesizes one of these polyketides.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin den Schritt der Isolierung des gesamten für die Polyketidsynthese benötigten Genbereichs basierend auf den Sequenzinformationen des isolierten zumindest einen Polyketid-Biosynthesegens. In einer spezifischen Ausführungsform erfolgt diese Isolierung des gesamten Genbereichs unter Verwendung einer Library. In weiteren spezifischen Ausführungsformen ist die Library eine Cosmid-, YAC-, BAC- oder Fosmid-Library. In einer weiteren spezi fischen Ausführungsform wurde die Library aus einem Metagenom erzeugt. In weiteren spezifischen Ausführungsformen der Erfindung ist das Metagenom das Metagenom eines Schwammes.In In another embodiment, the invention comprises Procedure continues the step of isolating the whole for the polyketide synthesis required gene region based on the sequence information of the isolated at least one polyketide biosynthetic gene. In a specific embodiment, this isolation takes place of the entire gene region using a library. In further specific embodiments, the library is a cosmid, YAC, BAC or Fosmid library. In another specific embodiment the library was created from a metagenome. In more specific Embodiments of the invention is the metagenome the metagenome a sponge.

BEISPIELEEXAMPLES

Beispiel 1example 1

Die Aminosäuresequenzen von 138 bekannten trans-AT-PKS-Modulen wurden aus der GenBank Datenbank entnommen und unter manueller Kontrolle mittels ClustalX geordnet und ausgerichtet („Alignment”). Hierbei wurden Deletionen und nicht ausrichtbare Sequenzbereiche ausgeschlossen.The Amino acid sequences of 138 known trans-AT PKS modules were taken from the GenBank database and under manual control ordered and aligned by means of ClustalX ("Alignment"). in this connection Deletions and non-alignable sequence regions were excluded.

Hiernach wurde eine phylogenetische Analyse der Volllängen-KS-Domänen der bearbeiteten Aminosäuresequenzen mittels der MrBayes Software (v3) unter Verwendung des „WAG replacement models” und einer Gammaverteilung mit vier Kategorien durchgeführt. Die Markovketten-Monte Carlo Analyse lief für 2,5 Millionen Zyklen, wobei alle 100 Generationen ein Sample entnommen wurde. Die Konvergenz wurde mittels Plots der Maximum-Likelihood-Werte und einer Standardabweichung von < 0,05 bewertet. Der Consensus-Baum und die späteren Kladenwahrscheinlichkeiten wurden nach Verwerfen derjenigen Bäume berechnet, die vor dem Erreichen der Konvergenz als Sample entnommen worden waren.hereafter was a phylogenetic analysis of full-length KS domains of the processed amino acid sequences by Mr Bayes Software (v3) using the "WAG replacement model" and a Gamma distribution performed with four categories. The Markov chains-Monte Carlo's analysis ran for 2.5 million cycles, with all 100 generations a sample was taken. The convergence was Plots of the maximum likelihood values and a standard deviation of <0.05. The consensus tree and the later cladding probabilities were calculated after discarding those trees before had been taken as a sample of convergence.

Die auf dem Neighborhood-Joining-Verfahren beruhende phylogenetische Analyse wurde mittels der Programme Seqboot, Protdist, Neighbor und Consens der PHYLIP-Software durchgeführt. Die Bootstrap-Analyse wurde mit 1000 Pseudoreplikatsequenzen durchgeführt. Für die Maximum-Parsimony-Analyse wurde die heuristische Suchoption der Software PAUP*4.0b10 verwendet.The phylogenetic based on the Neighborhood Joining method Analysis was carried out by means of the programs Seqboot, Protdist, Neighbor and consens of the PHYLIP software. The bootstrap analysis was performed with 1000 pseudoreplicase sequences. For the maximum parsimony analysis became the heuristic search option the software PAUP * 4.0b10 used.

Das in 2 abgebildete abgeleitete Kladogramm zeigt deutlich, dass einzelne Kladen KS von verschiedenen Bakterien enthalten. Anschließend wurde für alle KS die Domänenarchitektur des N-terminal benachbarten Moduls analysiert und daraus zusammen mit biosynthetischen Überlegungen (vorausgesagt aus der Polyketidstruktur) die Substrate aller KS-Domänen abgeleitet. Es ergaben sich phylogenetisch klar abgegrenzte Gruppen von KS mit gleichen Substraten, also eine Verteilung der Domänen der individuellen Biosynthesewege auf einzelne Kladen.This in 2 The depicted derived cladogram clearly shows that individual clades contain KS of different bacteria. Subsequently, the domain architecture of the N-terminal neighboring module was analyzed for all CSs and, together with biosynthetic considerations (predicted from the polyketide structure), the substrates of all KS domains were derived. Phylogenetically clearly defined groups of KS with the same substrates were found, ie a distribution of the domains of the individual biosynthetic pathways to individual clades.

Alle in diesem Kladogramm gegebenen Kladen wurden weiterhin eingehend getrennt analysiert, um Sequenzmuster aufzuspüren, welche die Bereitstellung von für diese Motive spezifische Primer erlauben.All Clades given in this cladogram have been further detailed analyzed separately to detect sequence patterns which the provision of primers specific to these motifs allow.

3 und 4 zeigen die so detektierten Konsensussequenzen, aus denen sich erfindungsgemäß Primer ableiten lassen, die jeweils nur für diejenige KS-Domäne spezifisch sind, die in den Biosyntheseweg einer bestimmten in einem Polyketid gefundenen Gruppe involviert sind. 3 and 4 show the thus detected consensus sequences from which primers can be derived according to the invention, each of which is specific only for that KS domain involved in the biosynthetic pathway of a particular group found in a polyketide.

Weiterhin wurde ein Tyrosinrest in einem EDAGY-Motiv identifiziert, der in 84% aller trans-AT-KS konserviert ist, jedoch in den ubiquitären sup KS nicht auftritt.Farther a tyrosine residue was identified in an EDAGY motif that was expressed in 84% of all trans-AT-KS is conserved, but in the ubiquitous sup KS does not occur.

Beispiel 2: Isolierung der Metagenom-DNA und Bereitstellung einer LibraryExample 2: Isolation of Metagenomic DNA and providing a library

Isolierunginsulation

Proben der Schwämme P. aff. bulbos und M. hentscheli wurden gesammelt und bei –80°C eingefroren. Das Metagenom aus P. aff. bulbos wurde zur Isolierung des Psymberin-PKS-Genclusters verwendet, während das Metagenom aus M. hentscheli die Quelle für die Mycalamid-Biosynthese-Gencluster bereitstellte.rehearse sponges P. aff. bulbos and M. hentscheli were collected and frozen at -80 ° C. The metagenome of P. aff. bulbos was used to isolate the psymberin PKS gene cluster, while the M. hentscheli metagenome is the source of provided the myclamide biosynthetic gene clusters.

Die Gesamt-DNA aus den Proben wurde mittels eines dem Fachmann bekannten Verfahrens isoliert, um den hohen Gehalt an Polysacchariden zu entfernen ( Murray, M. G. and W. F. Thompson (1980). Rapid isolation of high-molecular-weight plant DNA. Nuc. Acids Res. 8: 4321–4325 ). Hierbei wurde das gefrorene Schwammmaterial aufgetaut und ein kleines Stück von ca. 1 g wurde abgeschnitten, welches sowohl Schwammoberfläche als auch Innenleben des Schwamms enthielt. Das Gewebe wurde unter flüssigem Stickstoff unter Verwendung von vorgekühlten Mörser und Pistill zerrieben. Das resultierende Puder wurde direkt im Anschluß in eine 50 ml Falcon-Tube überführt, die 10 ml Lysepuffer (8 M Harnstoff, 2% Sarkosyl, 1 M NaCl, 50 mM EDTA und 50 mM Tris-HCl pH 7,5) enthielt. Die Lysereaktion wurde für 15 min bei 60°C durchgeführt, wobei der Ansatz alle 5 min vorsichtig durchmischt wurde.The total DNA from the samples was isolated by a method known to those skilled in the art to remove the high polysaccharide content ( Murray, MG and WF Thompson (1980). Rapid isolation of high molecular weight plans DNA. Nuc. Acids Res. 8: 4321-4325 ). Here, the frozen sponge material was thawed and a small piece of about 1 gram was cut off, which contained both the sponge surface and the interior of the sponge. The tissue was ground under liquid nitrogen using pre-chilled mortar and pestle. The resulting powder was transferred immediately thereafter into a 50 ml Falcon tube containing 10 ml lysis buffer (8 M urea, 2% sarcosyl, 1 M NaCl, 50 mM EDTA and 50 mM Tris-HCl pH 7.5). The lysis reaction was carried out for 15 min at 60 ° C, the mixture was carefully mixed every 5 min.

Die isolierte DNA wurde danach zweimal mit 10 ml Phenol/CHCl3/Isoamylalkohol (25:24:1; v:v:v) und einmal mit 10 ml CHCl3 extrahiert. Jeder Extraktion folgte ein Zentrifugationsschritt bei 11.000 rpm für 5 min.The isolated DNA was then extracted twice with 10 ml phenol / CHCl 3 / isoamyl alcohol (25: 24: 1, v: v: v) and once with 10 ml CHCl 3 . Each extraction was followed by a centrifugation step at 11,000 rpm for 5 min.

Um Polysaccharide zu entfernen, wurde die obere wässrige Phase, die die DNA enthielt, mit einer 10%igen (w/v) wässrigen Cetyltrimethylammoniumbromid (CTAB) Lösung mit einer Endkonzentration von 0,5% behandelt. Die Mischung wurde für 15 min bei 60°C inkubiert und das Präzipitat wurde mittels Zentrifugation bei 11.000 rpm für 15 min entfernt.Around To remove polysaccharides, the upper aqueous phase, containing the DNA, with a 10% (w / v) aqueous Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) solution with a final concentration treated by 0.5%. The mixture was at 60 ° C for 15 min incubated and the precipitate was centrifuged at 11,000 rpm for 15 min.

Die Nukleinsäuren wurden mit 2 Volumina vorgekühlten Ethanols (98%) und 1/10 Volumen einer 3 M Natriumacetatlösung (pH 7) gefällt. Das nach einem 30 minütigem Zentrifugationsschritt bei 11.000 rpm bei 4°C erhaltene Präzipitat wurde zweimal mit kaltem 70%igen Ethanol gewaschen. Die krude DNA (ca. 5 μg) wurde für 10–15 min an der Luft getrocknet und in Tris-Puffer (10 mM, pH 8,5) resuspendiert.The Nucleic acids were pre-cooled with 2 volumes Ethanols (98%) and 1/10 volume of a 3 M sodium acetate solution (pH 7) like. This after a 30 minute centrifugation step at 11,000 rpm at 4 ° C resulting precipitate was washed twice with cold 70% ethanol. The crude DNA (approx. 5 μg) was left in the air for 10-15 min and resuspended in Tris buffer (10 mM, pH 8.5).

LibraryLibrary

Zur Herstellung der Library wurde das CopyControl Fosmid Library Production Kit (Epicentre Biotechnologies) verwandt, wobei das Protokoll des Herstellers modifiziert wurde. Die DNA wurde in einem 1% (w/v) low-melting point Agarosegel aufgetrennt und Fragmente mit einer Größe von ca. 35 kb wurden mittels Gelverdaus mit GELase isoliert. Hierbei wurde 1 U der GELase Enzymlösung zu jeweils 300 μl geschmolzener Agarose hinzugegeben, gefolgt von einer Inkubation von 2 h bei 45°C. Nach Inaktivierung des Enzyms (70°C, 10 min) und Entfernung von unverdauter Agarose durch Zentrifugation für 20 min bei 11.000 rpm wurde die DNA bei Raumtemperatur mit 2,5 Volumina von 98%igem Ethanol und 1/10 Volumen von 3 M Natriumacetat (pH 5,2) gefällt. Nach einem Zentrifugationsschritt für 30 min bei 11.000 rpm und zwei Waschschritten mit 70%igem Ethanol bei 4°C wurde die pelletierte DNA in 50 μl Tris-Puffer (10 mM, pH 8,5) aufgenommen. Diese metagenomische DNA wurde mit Isopropanol und 3 M Nariumacetat (pH 5,2) gefällt.to Production of the library was the CopyControl Fosmid Library Production Kit (Epicenter Biotechnologies), the protocol of the Manufacturer was modified. The DNA was low-melting in a 1% (w / v) Pointed agarose gel and fragments of one size of about 35 kb were isolated by gel digestion with GELase. in this connection 1 U of the GELase enzyme solution was added to 300 μl each time molten agarose, followed by incubation from 2 h at 45 ° C. After inactivation of the enzyme (70 ° C, 10 min) and removal of undigested agarose by centrifugation for 20 min at 11,000 rpm, the DNA was at room temperature with 2.5 volumes of 98% ethanol and 1/10 volume of 3M sodium acetate (pH 5.2). After a centrifugation step for 30 min at 11,000 rpm and two washes with 70% ethanol at 4 ° C, the pelleted DNA was in 50 μl Tris buffer (10 mM, pH 8.5). This metagenomic DNA was used with Isopropanol and 3 M Nariumacetat (pH 5.2) like.

Ungefähr 250 ng von blunt-ended DNA (mit Tris-Puffer eluiert; 10 mM, pH 8.5) wurden in einem Ligationsschrit mit dem pCC1FOS Vektor über Nacht und bei 16°C nach Herstellerangaben verwendet, wobei jedoch keine T4 DNA Ligase eingesetzt wurde. Die DNA wurde dann in den Lamdaphagen gepackt und zur Transfektion den EPI300-T1R E. coli Zellen gemäß den Angaben des Herstellers verwendet.Approximately 250 ng of blunt-ended DNA (eluted with Tris buffer, 10 mM, pH 8.5) was used in a ligation step with the pCC1FOS vector overnight at 16 ° C according to the manufacturer's instructions, but using no T4 DNA ligase. The DNA was then packed into the Lamdaphagen and used to transfect the EPI300-T1 R E. coli cells according to the manufacturer's used.

Für die Herstellung von Libraries von großer Größe wurden alle Schritte von der DNA-Präparation bis zum Ausplattieren der Library an einem Tag (und ohne Einfrieren der Proben) durchgeführt.For the production of libraries of large size All steps were taken from DNA preparation to plating the library in one day (and without freezing the samples) performed.

Beispiel 3: Isolierung eines Psymberin KS GenfragmentsExample 3: Isolation of an psymberin KS gene fragments

In einem ersten Schritt wurde zunächst die Komplexität der DNA-Probe mittels einer ersten PCR-Amplifikation erniedrigt. Hierbei wurden degenerierte Primer eingesetzt, die bereits zuvor für die Isolierung der Gene von Pederin und Omnamid genutzt wurden ( fiel et al., Antitumor polyketide biosynthesis by an uncultivated bacterial symbiont od the marine sponge Theonella swinhoei. PNAS 101, 16222–16227; 2004 ; Piel, A polyketide synthase-peptide synthetase gene cluster from an uncultured bacterial symbiont of Paederus beetles. PNAS 99, 14002–14007; 2002 ).In a first step, the complexity of the DNA sample was first reduced by means of a first PCR amplification. Here, degenerate primers were used which had previously been used for the isolation of the genes of pederin and omnamide ( fell et al., antitumor polyketide biosynthesis by an unculti vated bacterial symbiont od the marine sponge Theonella swinhoei. PNAS 101, 16222-16227; 2004 ; Piel, A polyketide synthase-peptide synthetase gene cluster from an uncultured bacterial symbiont of paederus beetles. PNAS 99, 14002-14007; 2002 ).

Diese verwendeten Primer waren für die Aminosäuremotive KSDPQQF bzw. KSHGTGR spezifisch. Der forward-Primer hatte die Sequenz 5'-MGNGARGCNNWNSMNATG GAYCCNCARCANMG-3'; der reverse-Primer hatte die Sequenz 5'-GGRTCNCCNA RNSWNGTNCCNGTNCCRTG-3'.These primers used were for the amino acid motifs KSDPQQF or KSHGTGR specific. The forward primer had the sequence 5'-MGNGARGCNNWNSMNATG GAYCCNCARCANMG-3 '; had the reverse primer the sequence 5'-GGRTCNCCNA RNSWNGTNCCNGTNCCRTG-3 '.

Die PCR fand unter folgenden Bedingungen statt: 96°C für 45 s, 55°C für 45 s, 72°C für 1 min (40 x), dann 72°C für 10 min. Verwendet wurde Taq Polymerase (NEB).The PCR took place under the following conditions: 96 ° C for 45 s, 55 ° C for 45 s, 72 ° C for 1 min (40x), then 72 ° C for 10 min. used became Taq Polymerase (NEB).

Das Amplifikat wurde mittels Agarosegel aufgetrennt und die bei 700 bp laufende DNA mittels Gelverdau wie oben beschrieben aufgereinigt. 1 μl dieses aufgereinigten PCR Amplifikats wurde als Template für eine zweite PCR-Runde verwendet.The Amplificate was separated by agarose gel and at 700 bp running DNA gel digestion as described above. 1 μl of this purified PCR amplificate was used as a template used for a second round of PCR.

Für die zweite PCR-Runde wurde als Ziel die Acetyl-abgeleitete Startereinheit ausgewählt, die für gewöhnlich durch KS verlängert wird, die zu Klade VI gehören. In einem zusätzlich durchgeführten Alignment, dass alle veröffentlichten Klade VI Sequenzen enthielt, wurde das einzigartige Sequenzmotiv YYQ/KAGML (Klade VIa-Motiv, 3) in allen KS gefunden, die einem Modul mit einer GCN5-related N-acetyltransferase (GNAT) Domäne folgen. Dieses Motiv wurde für das Primerdesign ausgewählt, da gezeigt werden konnte, dass GNATs über Decarboxylierung von Malonyl-CoA Acetyl-Startereinheiten spezifisch in Polyketide einbauen.For the second round of PCR, the target was the acetyl-derived starter unit, which is usually extended by KS belonging to Klade VI. In an additional alignment that contained all published Klade VI sequences, the unique sequence motif YYQ / KAGML (Klade VIa motif, 3 ) were found in all CSs following a module with a GCN5-related N-acetyltransferase (GNAT) domain. This motif was chosen for the primer design, as it could be shown that GNATs incorporate decarboxylation of malonyl-CoA acetyl starter units specifically into polyketides.

Die verwendeten Primer waren spezifisch für das EDGAY-Motiv, sowie für das YYQAGML-Motiv. Der forward-Primer hatte die Sequenz 5'-GCNHTNGARGAYG CNGGNTAYGC-3' (SEQ ID NO: 72); der reverse Primer hatte die Sequenz 5'-CANRCATNCCNGCY TKRTARTA-3' (SEQ ID NO: 73).The used primers were specific for the EDGAY motif, as well as for the YYQAGML motif. The forward primer had the Sequence 5'-GCNHTNGARGAYG CNGGNTAYGC-3 '(SEQ ID NO: 72); the reverse primer the sequence had 5'-CANRCATNCCNGCY TKRTARTA-3 '(SEQ ID NO: 73).

Die Reaktionsbedingungen waren: 95°C für 300 s, 95°C für 60 s, 52°C für 60 s und 74°C für 100 s (35 X), 74°C für 10 min. Es wurde Taq Polymerase (NEB) verwendet.The Reaction conditions were: 95 ° C for 300 s, 95 ° C for 60 s, 52 ° C for 60 s and 74 ° C for 100 s (35X), 74 ° C for 10 min. It Taq polymerase (NEB) was used.

Die Amplifikation ergab ein einzelnes PCR-Produkt mit der erwarteten Größe, dessen Sequenzierung ergab, dass es in der Tat in die Acetyl-spezifische Klade VIa gehörte.The Amplification gave a single PCR product with the expected Size, whose sequencing revealed that it was in indeed belonged to the acetyl-specific clade VIa.

Diese Resultate belegen, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens einzelne PKS-Gene in komplexen Metagenomen mit einer außergewöhnlichen Genauigkeit ausgewählt und amplifiziert werden können.These Results prove that by means of the invention Procedure single PKS genes in complex metagenomes with a exceptional accuracy selected and can be amplified.

Beispiel 4: Isolierung des Psymberin PKS-GenclustersExample 4: Isolation of the psymberin PKS gene cluster

Eine Fosmid-Library aus Gesamt-DNA des Psymberin-positiven Schwamms P. aff. bulbosa wurde erzeugt (410.000 Klone) und nach einer vorbekannten Strategie ( Hrvatin & Piel, Rapid isolation of rare clones from highly complex DNA libraries by PCR analysis of liquid gel pools. J. Microbiool. Methods 68, 434–436; 2007 ) auf positive Klone hin durchmustert.A fosmid library of total DNA of the psymberin-positive sponge P. aff. bulbosa was produced (410,000 clones) and according to a previously known strategy ( Hrvatin & Piel, Rapid isolation of rare clones from highly complex DNA libraries. J. Microbiool. Methods 68, 434-436; 2007 ) screened for positive clones.

Die Durchmusterung wurde mittels PCR und unter Verwendung von spezifischen Primern durchgeführt, die aus dem Amplikon der Klade VI abgeleitet wurden.The Screening was performed by PCR and using specific Primers performed from the amplicon of the clade VI were derived.

Innerhalb von drei Runden des „Primer Walkings” konnten so fünf positive Fosmide isoliert werden. 5A und Tabelle 1 geben das Ergebnis der Sequenzierung (SEQ ID NO: 39) dieser fünf Fosmide wieder. Der isolierte Gencluster zeigte eine typisch bakterielle Architektur: es wurden keinerlei Introns detektiert, Shine-Dalgarno-like Sequenzen befanden sich vor den einzelnen Genen und die enge Nachbarschaft der Gene lässt auf eine polycistronische mRNA schließen. Tabelle 1: ORF Proteingröße Vorgeschlagene Funktion SEQ ID NO ORF1 302 Zn-dependent hydrolase 1,20 ORF2 426 Adenylosuccinate synthetase 2,21 ORF3 367 Transposase 3,22 psyA 3297 PKS 4,23 psyB 331 Methyltransferase 5,24 psyC 343 PedK-like 6,25 ORF4 367 Transposase 7,26 ORF5 491 Transposase 8,27 psyD 12644 PKS-NRPS 9,28 psyE 571 Phosphoenolpyruvate synthase β + γ subunit 10,29 psyF 497 Phosphoesterase-like 11,30 psyG 309 Phosphoenolpyruvate synthase subunit 12,31 psyH 369 Acyltransferase 13,32 psyI 440 HMG-CoA-synthase 14,33 psyJ 254 Crotonase superfamily 15,34 psyK 367 Flavin-dependent oxygenase 16,35 psyL 81 ACP 17,36 psyM 429 3-Oxoacyl ACP synthase 18,37 psyN 709 Cation transport ATPase 19,38 ORF6 Unbekannt (teilweise) Within three rounds of primer walking, five positive fosmids could be isolated. 5A and Table 1 represent the result of sequencing (SEQ ID NO: 39) of these five fosmids. The isolated gene cluster showed a typical bacterial architecture: no introns were detected, Shine-Dalgarno-like sequences were located in front of the individual genes and the close proximity of the genes suggests a polycistronic mRNA. Table 1: ORF protein size Proposed function SEQ ID NO ORF1 302 Zn-dependent hydrolase 1.20 ORF2 426 Adenylosuccinate synthetase 2.21 ORF3 367 transposase 3.22 PSyA 3297 PKS 4.23 PSYB 331 methyltransferase 5.24 psyc 343 PedK-like 6.25 ORF4 367 transposase 7.26 ORF5 491 transposase 8.27 PsyD 12644 PKS NRPS 9.28 psyE 571 Phosphoenolpyruvate synthase β + γ subunit 10.29 psyF 497 Phosphoesterase-like 11,30 psyG 309 Phosphoenolpyruvate synthase subunit 12.31 psyH 369 acyltransferase 13.32 PsyI 440 HMG-CoA synthase 14.33 psyJ 254 Crotonase superfamily 15.34 Psyk 367 Flavin-dependent oxygenase 16.35 psyL 81 ACP 17,36 Psym 429 3-oxoacyl ACP synthase 18.37 PSYN 709 Cation transport ATPase 19.38 ORF6 Unknown (partially)

Wie aus z. B. 5A zu entnehmen ist, umfasst die isolierte Genregion (SEQ ID NO: 39) in ihrer zentralen Region einen psy-Gencluster (psyA bis psyN) von 62238 bp Länge. Die großen Gene psyA und psyD codieren für PKS mit drei bzw. zehn Modulen, wobei letzterer mit einer Thioesterasedomäne abschließt (siehe 5B). Damit wird zum ersten Mal die vollständige Sequenzinformation eines Polyketidbiosyntheseclusters offenbart.As from z. B. 5A it can be seen, the isolated gene region (SEQ ID NO: 39) in its central region comprises a psy gene cluster (psyA to psyN) of 62238 bp length. The large genes psyA and psyD encode PKS with three and ten modules, the latter terminating with a thioesterase domain (see 5B ). This reveals for the first time the complete sequence information of a polyketide biosynthetic cluster.

Hinsichtlich der Architektur der PKS-Domänen sind PsyA und die ersten fünf Module von PsyD nahezu identisch zu den Omnamid- (OmnB und OnnI) und Pederin- (PedI und PedF) Biosynthesewegen (5B, C).With regard to the architecture of the PKS domains, PsyA and the first five modules of PsyD are almost identical to the omnamide (OmnB and OnnI) and pederin (PedI and PedF) biosynthetic pathways ( 5B , C).

Beispiel 5: Isolierung eines Mycalamid KS GenfragmentsExample 5: Isolation of a Mycalamide KS gene fragments

Erneut wurde in einem ersten Schritt zunächst die Komplexität der DNA-Probe mittels einer ersten PCR-Amplifikation erniedrigt, wobei die verwendeten Primer ebenfalls die Sequenzen 5'-MGNGARGCNNWNSMNATGGAYCCNCARCANMG-3' (forward) und 5'-GGRTCNC CNARNSWNGTNCCNGTNCCRTG-3' (reverse) hatten.Again In a first step, complexity first became apparent the DNA sample is lowered by means of a first PCR amplification, where the primers used are also the sequences 5'-MGNGARGCNNWNSMNATGGAYCCNCARCANMG-3 ' (forward) and 5'-GGRTCNC CNARNSWNGTNCCNGTNCCRTG-3 '(reverse).

Die erste PCR-Runde fand unter folgenden Bedingungen statt: 96°C für 45 s, 55°C für 45 s, 72°C für 1 min (40 x), dann 72°C für 10 min. Verwendet wurde Taq Polymerase (NEB).The first round of PCR took place under the following conditions: 96 ° C for 45 s, 55 ° C for 45 s, 72 ° C for 1 min (40x), then 72 ° C for 10 min. Taq polymerase (NEB) was used.

Das Amplifikat wurde mittels Agarosegel aufgetrennt und die bei 700 bp laufende DNA mittels Gelverdau wie oben beschrieben aufgereinigt. 1 μl dieses aufgereinigten PCR Amplifikats wurde als Template für eine zweite PCR-Runde verwendet.The Amplificate was separated by agarose gel and at 700 bp running DNA gel digestion as described above. 1 μl of this purified PCR amplificate was used as a template used for a second round of PCR.

Für die zweite PCR-Runde wurde als Ziel ein Motiv verwendet, welches in KS detektiert wurde, die αβ-gesättigte Intermediate verlängert (Klade V). Das identifizierte Motiv hat die Consensussequenz EPI/VE/DTAC (s. 4A).The target for the second round of PCR was a motif detected in KS that prolongs αβ-saturated intermediates (Klade V). The identified motif has the consensus sequence EPI / VE / DTAC (s. 4A ).

Die verwendeten Primer waren spezifisch für das EDGAY-Motiv, sowie für das EPI/VE/DTAC-Motiv. Der forward-Primer hatte die Sequenz 5'-GCNHTNGARGAYG CNGGNTAYGC-3' (SEQ ID NO: 72); der reverse Primer hatte die Sequenz 5'-RCANGCNGTNTCDATNGGTTC-3' (SEQ ID NO: 74).The used primers were specific for the EDGAY motif, as well as for the EPI / VE / DTAC motif. The forward primer had the sequence 5'-GCNHTNGARGAYG CNGGNTAYGC-3 '(SEQ ID NO: 72); of the reverse primer had the sequence 5'-RCANGCNGTNTCDATNGGTTC-3 '(SEQ ID NO: 74).

Die Reaktionsbedingungen waren: 95°C für 105 s, 95°C für 60 s, 51°C für 60 s und 74°C für 100 s (35 X), 74°C für 10 min. Es wurde Hot Start Taq Polymerase (Jena Biosciences) verwendet.The Reaction conditions were: 95 ° C for 105 s, 95 ° C for 60 s, 51 ° C for 60 s and 74 ° C for 100 s (35X), 74 ° C for 10 min. It Hot Start Taq Polymerase (Jena Biosciences) was used.

Die Amplifikation ergab erneut ein einzelnes PCR-Produkt mit der erwarteten Größe von 211 bp. Weiterhin zeigte eine anschließend durchgeführte Sequenzierung ebenfalls, dass lediglich ein einzelnes KS-Genfragment amplifiziert worden war, welches perfekt in die vorausgesagte Klade passte (SEQ ID NO: 75).The Amplification again gave a single PCR product with the expected Size of 211 bp. Furthermore, one showed afterwards performed sequencing also that only one single KS gene fragment had been amplified, which was perfect fit into the predicted clade (SEQ ID NO: 75).

Diese Resultate belegen erneut, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens einzelne PKS-Gene in komplexen Metagenomen mit einer außergewöhnlichen Genauigkeit ausgewählt und amplifiziert werden können.These Results prove again that by means of the invention Procedure single PKS genes in complex metagenomes with a exceptional accuracy selected and can be amplified.

Beispiel 6: Isolierung des Mycalamid PKS-GenclustersExample 6: Isolation of the Mycalamide PKS Gene Cluster

Das oben unter Beispiel 4 beschriebene Durchmusterungsverfahren einer Fosmid-Library aus Mycalamid-positiven Proben des Schwammes M. hentscheli wird mit Primern wiederholt, die für das in Beispiel 5 erhaltene KS-Genfragment spezifisch sind.The The screening method described above under Example 4 Fosmid library from mycamide-positive samples of the sponge M. hentscheli is repeated with primers similar to those obtained in Example 5 KS gene fragment are specific.

Aus den detektierten positiven Fosmiden wird die Gensequenz des gesamten PKS-Genclusters bestimmt, der für die Mycalamidbiosynthese benötigt wird.Out the detected positive fosmids will become the gene sequence of the whole PKS gene cluster determined for mycamide biosynthesis is needed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 5854033 [0028] US 5854033 [0028]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Blunt et al., Marine natural products. Nat. Prod. Rep. 25, 35–94; 2008 [0002] - Blunt et al., Marine natural products. Nat. Prod. Rep. 25, 35-94; 2008 [0002]
  • - Sipkema et al., Marine sponges as pharmacy. Mar. Biotechnol. 7, 142–144; 2005 [0002] - Sipkema et al., Marine sponges as pharmacy. Mar. Biotechnol. 7, 142-144; 2005 [0002]
  • - fiel et al., Antitumor polyketide biosynthesis by an uncultivated bacterial symbiont of the marine sponge Theonella swinhoei. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 16222–16227; 2004 [0002] - fell et al., Antitumor polyketide biosynthesis by an uncultivated bacterial symbiont of the marine sponge Theonella swinhoei. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101, 16222-16227; 2004 [0002]
  • - Kim et al., Diversity of polyketide synthase genes from bacteria associated with the marine sponge Pseudoceratina clavata: culture-dependent and culture-independent approaches. Environ. Microbiol. 8, 1460–1470; 2006 [0002] - Kim et al., Diversity of polyketide synthase genes from bacteria associated with the marine sponge Pseudoceratina clavata: culture-dependent and culture-independent approaches. Environ. Microbiol. 8, 1460-1470; 2006 [0002]
  • - Nguyen, T., Ishida, K., Jenke-Kodama, H., Dittmann, E., Gurgui, C., Hochmuth, T., Taudien, S., Platzer, M., Hertweck, C. and Piel J. Nat. Biotechnol., 2008, 26, 225–233 [0013] Nguyen, T., Ishida, K., Jenke-Kodama, H., Dittmann, E., Gurgui, C., Hochmuth, T., Taudien, S., Platzer, M., Hertweck, C. and Piel J Nat. Biotechnol., 2008, 26, 225-233 [0013]
  • - Fischbach & Walsh. Assembly-line enzymology for poliketide and nonribosomal peptide antibiotics: logic, machinery and mechanisms. Chem. Rev. 106, 3468; 2006 [0036] - Fischbach & Walsh. Assembly-line enzymology for poliketide and nonribosomal peptide antibiotics: logic, machinery and mechanisms. Chem. Rev. 106, 3468; 2006 [0036]
  • - Cheng et al., Type I polyketide synthase requiring a discrete acetyltransferase for polyketide biosynthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 3149–3154; 2003 [0038] - Cheng et al., Type I polyketide synthase requiring a discrete acetyltransferase for polyketide biosynthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 3149-3154; 2003 [0038]
  • - Cheng et al., Type I polyketide synthase requiring a discrete acetyltransferase for polyketide biosynthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 3149–3154; 2003 [0042] - Cheng et al., Type I polyketide synthase requiring a discrete acetyltransferase for polyketide biosynthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 3149-3154; 2003 [0042]
  • - Murray, M. G. and W. F. Thompson (1980). Rapid isolation of high-molecular-weight plant DNA. Nuc. Acids Res. 8: 4321–4325 [0081] - Murray, MG and WF Thompson (1980). Rapid isolation of high molecular weight plans DNA. Nuc. Acids Res. 8: 4321-4325 [0081]
  • - fiel et al., Antitumor polyketide biosynthesis by an uncultivated bacterial symbiont od the marine sponge Theonella swinhoei. PNAS 101, 16222–16227; 2004 [0088] - fell et al., Antitumor polyketide biosynthesis by an uncultivated bacterial symbiont od the marine sponge Theonella swinhoei. PNAS 101, 16222-16227; 2004 [0088]
  • - Piel, A polyketide synthase-peptide synthetase gene cluster from an uncultured bacterial symbiont of Paederus beetles. PNAS 99, 14002–14007; 2002 [0088] - Piel, A polyketide synthase-peptide synthetase gene cluster from an uncultured bacterial symbiont of paederus beetles. PNAS 99, 14002-14007; 2002 [0088]
  • - Hrvatin & Piel, Rapid isolation of rare clones from highly complex DNA libraries by PCR analysis of liquid gel pools. J. Microbiool. Methods 68, 434–436; 2007 [0097] - Hrvatin & Piel, Rapid isolation of rare clones from highly complex DNA libraries. J. Microbiool. Methods 68, 434-436; 2007 [0097]

Claims (17)

Nukleinsäure umfassend zumindest ein Biosynthesegen für ein Polyketid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Psymberin oder Mycalamid.Nucleic acid comprising at least one Biosynthesis gene selected for a polyketide the group consisting of psymberin or mycamide. Nukleinsäure gemäß Anspruch 1, wobei die Nukleinsäure eine Sequenz umfasst die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus SEQ ID NO 1–19, 39, 75, einem Homolog dieser Sequenzen und/oder dem Komplement der Sequenzen oder des Homologs, wobei das Homolog zumindest 75% Sequenzidentität aufweist, oder unter Hochsalzbedingungen mit der Nukleinsäure hybridisiert.Nucleic acid according to claim 1, wherein the nucleic acid comprises a sequence selected is selected from the group consisting of SEQ ID NO 1-19, 39, 75, a homolog of these sequences and / or the complement of the sequences or the homolog, wherein the homolog has at least 75% sequence identity or under high salt conditions with the nucleic acid hybridized. Nukleinsäure gemäß Anspruch 1–2, wobei die Nukleinsäure für ein Protein codiert, das zumindest eine Identität zu SEQ ID NO 23 von 41%, zu SEQ ID NO 24 von 52%, zu SEQ ID NO 25 von 42%, zu SEQ ID NO 28 von 44%, zu SEQ ID NO 29 von 94%, zu SEQ ID NO 30 von 96%, zu SEQ ID NO 31 von 96%, zu SEQ ID NO 32 von 94%, zu SEQ ID NO 33 von 98%, zu SEQ ID NO 34 von 95%, zu SEQ ID NO 35 von 97%, zu SEQ ID NO 36 von 98%, zu SEQ ID NO 37 von 96% oder zu SEQ ID NO 38 von 96% aufweist.Nucleic acid according to claim 1-2, wherein the nucleic acid is for a protein encodes at least one identity to SEQ ID NO 23 of 41%, to SEQ ID NO 24 of 52%, to SEQ ID NO 25 of 42%, to SEQ ID NO 28 from 44%, to SEQ ID NO 29 from 94%, to SEQ ID NO 30 from 96%, to SEQ ID NO 31 of 96%, to SEQ ID NO 32 of 94%, to SEQ ID NO 33 from 98%, to SEQ ID NO 34 of 95%, to SEQ ID NO 35 of 97%, to SEQ ID NO 36 of 98%, to SEQ ID NO 37 of 96% or to SEQ ID NO 38 of 96%. Peptid für das eine der Nukleinsäuren der vorstehenden Ansprüche kodiert.Peptide for one of the nucleic acids encodes the preceding claims. Peptid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SEQ ID NO 20–38 oder einem Homolog dieser Sequenzen, wobei das Homolog zumindest eine Sequenzidentität Identität zu SEQ ID NO 20 von 36%, zu SEQ ID NO 21 von 54%, zu SEQ ID NO 22 von 44%, zu SEQ ID NO 23 von 41%, zu SEQ ID NO 24 von 52%, zu SEQ ID NO 25 von 42%, zu SEQ ID NO 28 von 44%, zu SEQ ID NO 29 von 94%, zu SEQ ID NO 30 von 96%, zu SEQ ID NO 31 von 96%, zu SEQ ID NO 32 von 94%, zu SEQ ID NO 33 von 98%, zu SEQ ID NO 34 von 95%, zu SEQ ID NO 35 von 97%, zu SEQ ID NO 36 von 98%, zu SEQ ID NO 37 von 96% oder zu SEQ ID NO 38 von 96% aufweist.Peptide selected from the group consisting from SEQ ID NO 20-38 or a homolog of these sequences, wherein the homolog is at least one sequence identity identity to SEQ ID NO 20 of 36%, to SEQ ID NO 21 of 54%, to SEQ ID NO 22 from 44%, to SEQ ID NO 23 from 41%, to SEQ ID NO 24 from 52%, to SEQ ID NO 25 from 42%, to SEQ ID NO 28 from 44%, to SEQ ID NO 29 from 94%, to SEQ ID NO 30 of 96%, to SEQ ID NO 31 of 96%, to SEQ ID NO 32 from 94%, to SEQ ID NO 33 from 98%, to SEQ ID NO 34 of 95%, to SEQ ID NO 35 of 97%, to SEQ ID NO 36 of 98%, to SEQ ID NO 37 of 96% or to SEQ ID NO 38 of 96%. Vektor umfassend eine Nukleinsäure gemäß Anspruch 1–3.Vector comprising a nucleic acid according to claim 1-3. Rekombinante Wirtszelle umfassend eine Nukleinsäure gemäß Anspruch 1–3 oder einen Vektor nach Anspruch 6.Recombinant host cell comprising a nucleic acid according to claim 1-3 or a vector according to claim 6. Verfahren zur Herstellung eines Polyketids umfassend den Schritt: Kultivierung einer rekombinaten Wirtszelle gemäß Anspruch 7 unter Bedingungen, die die Expression der Biosynthesegene und Produktion des Polyketids durch die Wirtszelle erlauben.A process for producing a polyketide comprising the step of cultivating a recombinant host cell according to claim 7 under conditions involving the expression of biosynthetic genes and Allow production of the polyketide by the host cell. Verfahren gemäß Anspruch 8, weiterhin umfassend den Schritt der Isolierung des produzierten Polyketids.The method of claim 8, further comprising the step of isolating the produced polyketide. Verfahren zur Isolierung zumindest eines Polyketid-Biosynthesegens, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen von zumindest einem Primerpaar, das auf der Substratspezifität einer Kethosynthasedomäne einer trans-AT Polyketidsynthase basiert; und b) Isolierung von zumindest einem Polyketid-Biosynthesegen unter Verwendung des zumindest einen Primerpaars aus Schritt a).Method for isolating at least one polyketide biosynthetic gene, comprising the steps: a) providing at least one Primer pair based on the substrate specificity of a kethosynthase domain of a trans-AT polyketide synthase based; and b) isolation of at least a polyketide biosynthetic gene using the at least one Primer pair from step a). Verfahren nach Anspruch 10, wobei Schritt b) die Amplifikation der vom Primerpaar eingeschlossenen Nukleinsäureregion umfasst.The method of claim 10, wherein step b) the Amplification of the enclosed by the primer pair nucleic acid region includes. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei das zumindest eine Primerpaar spezifisch ist für ein Motiv das bei phylogenetisch benachbarten Kethosynthasedomänen von trans-AT Polyketidsynthasen konserviert ist.The method of claim 10 or 11, wherein the at least a primer pair is specific for a motif that is phylogenetic adjacent kethosynthase domains of trans-AT polyketide synthases conserved. Verfahren nach Anspruch 10–12, wobei zumindest ein Primer des Primerpaars spezifisch ist für zumindest 4 zusammenhängende Aminosäurereste eines der in 3, 4 oder SEQ ID NO: 40–71 definierten Aminosäuremotive.The method of claim 10-12, wherein at least one primer of the primer pair is specific for at least 4 contiguous amino acid residues of any of the amino acid residues in 3 . 4 or SEQ ID NO: 40-71 defined amino acid motifs. Verfahren nach Anspruch 11–13, wobei, für die Amplifikation der vom Primerpaar eingeschlossenen Nukleinsäureregion neben dem zumindest einen Primerpaar aus Schritt a) ein weiteres Primerpaar verwendet wird, wobei die zwei Primerpaare verschachtelt sind.The method of claim 11-13, wherein, for the amplification of the nucleic acid region enclosed by the primer pair in addition to the at least one primer pair from step a) another Primer pair is used, with the two primer pairs nested are. Verfahren nach Anspruch 10–14, wobei das Polyketid-Biosynthesegen aus einem Metagenom isoliert wird.The method of claim 10-14, wherein the polyketide biosynthesis gene is isolated from a metagenome becomes. Verfahren nach Anspruch 10–15, wobei das Polyketid-Biosynthesegen in die Biosynthese von Psymberin, den Mycalamiden, den Onnamiden, den Theopederinene A, den Icadamiden, Pederin, den Laulimaliden, den Latrunculinen A, Mycothiazol, Pateamin A, den Spongistatinen 1, Discodermolid, Dictyostatin, Tedanolid und/oder Calyculin involviert ist.The method of claim 10-15, wherein the Polyketide Biosynthesis Gene in the Biosynthesis of Psymberin, the Mycalamides, the Onnamids, Theopederinene A, the Cadamides, Pederin, the Laulimaliden, the Latrunculinen A, Mycothiazol, Pateamin A, the Spongistatins 1, discodermolide, dictyostatin, tedanolide and / or Calyculin is involved. Verfahren nach den Ansprüchen 10–16, weiterhin umfassend den Schritt der Isolierung des gesamten für die Polyketidsynthese benötigten Genbereichs basierend auf den Sequenzinformationen des in Schritt b) isolierten zumindest einen Polyketid-Biosynthesegens.Process according to claims 10-16, further comprising the step of isolating the whole for the polyketide synthesis required gene region based on the sequence information of at least in step b) isolated a polyketide biosynthetic gene.
DE102008054660A 2008-12-15 2008-12-15 Polyketide biosynthesis genes Withdrawn DE102008054660A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008054660A DE102008054660A1 (en) 2008-12-15 2008-12-15 Polyketide biosynthesis genes
PCT/EP2009/067033 WO2010072600A1 (en) 2008-12-15 2009-12-14 Polyketide biosynthesis genes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008054660A DE102008054660A1 (en) 2008-12-15 2008-12-15 Polyketide biosynthesis genes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008054660A1 true DE102008054660A1 (en) 2010-10-21

Family

ID=41571814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008054660A Withdrawn DE102008054660A1 (en) 2008-12-15 2008-12-15 Polyketide biosynthesis genes

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008054660A1 (en)
WO (1) WO2010072600A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020185831A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 Varigen Biosciences Corporation Expression vector

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5854033A (en) 1995-11-21 1998-12-29 Yale University Rolling circle replication reporter systems
US6833447B1 (en) * 2000-07-10 2004-12-21 Monsanto Technology, Llc Myxococcus xanthus genome sequences and uses thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002356704A1 (en) * 2001-11-22 2003-06-10 Max-Planck-Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschaften E.V. Novel gene cluster of pederin biosynthesis genes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5854033A (en) 1995-11-21 1998-12-29 Yale University Rolling circle replication reporter systems
US6833447B1 (en) * 2000-07-10 2004-12-21 Monsanto Technology, Llc Myxococcus xanthus genome sequences and uses thereof

Non-Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Blunt et al., Marine natural products. Nat. Prod. Rep. 25, 35-94; 2008
Cheng et al., Type I polyketide synthase requiring a discrete acetyltransferase for polyketide biosynthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 3149-3154; 2003
fiel et al., Antitumor polyketide biosynthesis by an uncultivated bacterial symbiont od the marine sponge Theonella swinhoei. PNAS 101, 16222-16227; 2004
fiel et al., Antitumor polyketide biosynthesis by an uncultivated bacterial symbiont of the marine sponge Theonella swinhoei. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 16222-16227; 2004
Fischbach & Walsh. Assembly-line enzymology for poliketide and nonribosomal peptide antibiotics: logic, machinery and mechanisms. Chem. Rev. 106, 3468; 2006
Hrvatin & Piel, Rapid isolation of rare clones from highly complex DNA libraries by PCR analysis of liquid gel pools. J. Microbiool. Methods 68, 434-436; 2007
Internet-Recherche am 05.11.2009. www.ncbi.nlm.nih.gov. Uncultured bacterium clone spF-KS44i modular polyketide synthase gene Acc.Nr.AY897143 $Zusammenf., ges.Dokument$ *
Internet-Recherche am 05.11.2009: www.ncbi.nlm.nih.gov. Myxococcus xanthus DK 1622, ges.Geno, Acc.Nr.: CP000113 $Zusammenf.,ges.Dokument$ *
Internet-Recherche am 05.11.2009: www.ncbi.nlm.nih.gov. Sequenzvergleich der Sequenz SEQ ID NO: 23 mit CP000113 $Zusammenf.,ges.Dokument$ *
Internet-Recherche am 05.11.2009: www.ncbi.nlm.nih.gov. Sequenzvergleich der Sequenz SEQ ID NO:4 mit AY897143 $Zusammenf.,ges.Dokument$ *
Internet-Recherche am 09.11.2009: www.ncbi.nlm.nih.gov. Sequenz 12902 aus dem Patent US 6833447 GI-Nr.:59743305 $Zusammenf.,ges. Dokument$ *
Internet-Recherche am 09.11.2009: www.ncbi.nlm.nih.gov. Sequenzvergleich der Sequenz SEQ ID NO: 23 mit 59743305 $Zusammenf.,ges.Dokument$ *
Kim et al., Diversity of polyketide synthase genes from bacteria associated with the marine sponge Pseudoceratina clavata: culture-dependent and culture-independent approaches. Environ. Microbiol. 8, 1460-1470; 2006
Murray, M. G. and W. F. Thompson (1980). Rapid isolation of high-molecular-weight plant DNA. Nuc. Acids Res. 8: 4321-4325
Nguyen, T., Ishida, K., Jenke-Kodama, H., Dittmann, E., Gurgui, C., Hochmuth, T., Taudien, S., Platzer, M., Hertweck, C. and Piel J. Nat. Biotechnol., 2008, 26, 225-233
Piel, A polyketide synthase-peptide synthetase gene cluster from an uncultured bacterial symbiont of Paederus beetles. PNAS 99, 14002-14007; 2002
SCHIRMER,A.,et.al.: Metagenomic analysis reveals divers polyketide synthase gene clusters in microorganisms associated with marine sponge, 2005. In: Appl.and Environmental Microbiology, Vol.71, S.4740-4849 $Zusammenf.,ges. Dokument$ *
SCHIRMER,A.,et.al.: Metagenomic analysis reveals divers polyketide synthase gene clusters in microorganisms associated with marine sponge, 2005. In: Appl.and Environmental Microbiology, Vol.71, S.4740-4849 Zusammenf.,ges. Dokument Internet-Recherche am 05.11.2009. www.ncbi.nlm.nih.gov. Uncultured bacterium clone spF-KS44i modular polyketide synthase gene Acc.Nr.AY897143 Zusammenf., ges.Dokument Internet-Recherche am 05.11.2009: www.ncbi.nlm.nih.gov. Sequenzvergleich der Sequenz SEQ ID NO:4 mit AY897143 Zusammenf.,ges.Dokument Internet-Recherche am 05.11.2009: www.ncbi.nlm.nih.gov. Myxococcus xanthus DK 1622, ges.Geno, Acc.Nr.: CP000113 Zusammenf.,ges.Dokument Internet-Recherche am 05.11.2009: www.ncbi.nlm.nih.gov. Sequenzvergleich der Sequenz SEQ ID NO: 23 mit CP000113 Zusammenf.,ges.Dokument Internet-Recherche am 09.11.2009: www.ncbi.nlm.nih.gov. Sequenz 12902 aus dem Patent US 6833447 GI-Nr.:59743305 Zusammenf.,ges. Dokument Internet-Recherche am 09.11.2009: www.ncbi.nlm.nih.gov. Seq
Sipkema et al., Marine sponges as pharmacy. Mar. Biotechnol. 7, 142-144; 2005

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010072600A1 (en) 2010-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7125982B1 (en) Microbial production of nuclease resistant DNA, RNA, and oligo mixtures
DE69930510T2 (en) POLYCETIDE AND ITS PRODUCTION
EP2271666B1 (en) Nrps-pks gene cluster and its manipulation and utility
CN102209780B (en) Riboflavin through improving is produced
CN102144030A (en) Pyripyropene A biosynthetic gene
Chater et al. Antibiotic biosynthesis in Streptomyces
EP1327682B1 (en) Method for producing DNA
CN105176899B (en) Method for constructing recombinant bacteria for producing or highly producing target gene products, constructed recombinant bacteria and application
CN102762737B (en) The method of production pyridine Nan Ping
CN101363022B (en) Biological synthesis gene cluster of tetrokacin A and use thereof
WO2001016303A2 (en) Nucleic acids which code for the enzyme activities of the spinosyn biosynthesis
DE102008054660A1 (en) Polyketide biosynthesis genes
Rivera et al. Expression of bacteriophage M13 DNA in vivo. Localization of the transcription initiation and termination signal of the mRNA coding for the major capsid protein
CN106916836B (en) Biosynthetic gene cluster of compounds and application thereof
WO2021241584A1 (en) Method for preparing plasmid containing type i polyketide synthase gene
CN104263738A (en) Biosynthesis gene cluster of FAS II inhibitor ABX
CN105087507B (en) A kind of integrase and its application in transformation thorn saccharopolyspora strain
CN110628802B (en) Sorangium cellulosum for high-yield epothilone D and construction method and application thereof
JP2005505301A (en) Production, detection and use of transformed cells
CN106916835B (en) Biosynthetic gene cluster of compounds and application thereof
CN106916834B (en) Biosynthetic gene cluster of compounds and application thereof
WO1998038313A1 (en) Acarbose (acb) cluster from actinoplanes sp. se 50/110
KR100636653B1 (en) Novel Olivosyl Pikromycin Derivatives and Method for Preparing the Same
CN113355339B (en) Traceless fixed-point transformation method for large gene cluster and application thereof
EP0730029A2 (en) Actinoplanes sp. biosynthetic pathway genes for acarbose, isolation and use

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130702