Heterologní exprese genu pro esterasu alfa-aminokyselin z kmene Achromobacter sp. CCM 4824 v Escherichia coli BL21(DE3).

Abstract

Na chromosomální DNA mikroorganismu Achromobacter sp. CCM 4824, který byl získaný v Laboratoři enzymových technologií, MBÚ AVČR, v.v.i., byl identifikován gen pro enzym hydrolyzující semi-syntetická β-laktamová antibiotika ampicilin a cephalexin s postranním řetězcem D-fenylglycinem. Enzym je zařazen mezi esterasy α-aminokyselin, které jsou zajímavé pro své potenciální využití při kineticky řízené syntéze těchto antibiotik. V několika aspektech mohou být esterasy α-aminokyselin lepší, než současně používané penicilinacylasy, a proto jsou tyto enzymy předmětem širokého zájmu. Chromosomálně nesený gen kódující esterasu α-aminokyselin byl klonován, charakterizován a heterologně exprimován ve zkonstruovaném, vysoce produkčním bakteriálním systému Escherichia coli BL21(DE3)JM5. Produkovaný enzym byl purifikován a byly stanoveny jeho vlastnosti, důležité z hlediska možného použití při výrobě semi-syntetických β-laktamových antibiotik. Klíčová slova: esterasa alfa-aminokyselin, Achromobacter sp., rekombinantní expresní systém, β-laktamová antibiotika

On the chromosomal DNA of the microorganism Achromobacter sp. CCM 4824, which was gained in the Laboratory of enzyme technology MBU AVCR v.v.i., there was identified a gene coding an enzyme capable of hydrolyzation of semi-synthetic β-lactam antibiotics ampicillin and cephalosporin with a D-phenylglycine as a side chain. This enzyme belongs to a group of α-amino acid esterases, which are interesting because of a potential use in kinetically controled synthesis of β-lactam antibiotics. In several aspects α-amino acid esterases might be better than actually used penicillin acylases and that is why these enzymes are subjects of a big interest. The gene for α-amino acid esterase coded by chromosomal DNA was cloned, characterized and heterologously expressed in constructed highly-producing bacterial system Escherichia coli BL21(DE3)JM5. Produced enzyme was purified and its properties important for possible use in the production of semi-synthetic β-lactam antibiotics were determined. Key words: alpha-amino acid ester hydrolase, Achromobacter sp., recombinant expression system, β-lactam antibiotics