Increased Expression of a Chemically Synthesized Human Lysozyme Gene in Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae에서 합성된 Human Lysozyme 유전자의 발현증대

We have already prepared a human lysozyme (HLY) structural gene from chemically synthesized 38 oligomers with high codon usage in Saccharomyces cerevisiae. For directing the synthesis and secretion of HLY in S. cerevisiae, two types of expression vectors, a YCp centromere-based vector, pHK101 and a YEp 2-$\mu\textrm{m}$ circle-based vector, pHK501 were constructed. With the resulting plasmids, we have confirmed that yeast transformant harboring pHK501 has more secreted HLY than pHK101-transformant by using a lysoplate and a turbidimetric assay. In flask cultivation, pHK501-transformant produced active HLY about 8 times (55 units/$m\ell$) higher than pHK101-transformant. From batch cultivation, the HLY productivity was obtained with 1.12 units/$m\ell$/h, corresponding to a 1.8-fold increase compared with flask fermentation. These results indicate that yeast transformant with pHK501 vector overexpressed and secreted HLY than that of YCp type vector.

본 연구에서는 안정성이 보장된 효모를 숙주로 하여 이미 lysozyme 생산능이 확인된 저 copy수의 YCp type인 pHK101의 생산능을 높이기 위해 고발현 벡터인 다 copy 수의 YEp type인 pHK501을 구축하였다. pHK501과 pHK101형질전환체의 M. luteus를 기질로 한 lysoplate assay 비교에서 확실한 생산량의 증가를 생육저지환을 통해 확인하였다. 또한 E. coli에서 peptidoglycan만을 추출하여 기질로 사용한 lysoplate assay에서도 pHK501형질전환체의 배양액 중에는 정상적 인 HLY의 생산을 직접 확인할 수 있었다. 플라스크 배양에서 배양시간에 따른 HLY의 최대 생산량은 81시간만에 pHK501형질전환체가 55 units/$m\ell$에 도달됨으로써 pHK101(7 units/$m\ell$)에 비해 약 8배 증가됐다. 발효조규모에서의 HLY 생산은 24시간만에 26.8 units/$m\ell$(1.12 units/$m\ell$/h)에 도달하였고 전체 생산성은 플라스크배양(0.625 units/$m\ell$/h)에 비해 약 1.8배 정도 증가되었다.