Cloning and Characterization of dnaK Heat Shock Protein Gene in a Halotolerant Cyanobacterium

내염성 cyanobacteria로 부터 danK heat shock protein 유전자의 cloning 및 특성 해명

A gene, dnaK2, encoding a distinct member of the HSP70 family of molecular chaperones is isolated from the halotolerant cyanobactrium Aphanothece halophytica. The dnak2 gene encodes a molecular wight of 68 kDa polypeptide with predicted 616 amino acid residues. The DnaK2 protein has a structural characteristic of bacterial DnaK homologues and shows high similarity to other HSP70/Dank proteins. The danK2 transcripts are hardly detectable at 28$^{\circ}C$ and strongly induced upon heat stress. It is also found that dnaK2 transcript is increased by high-salinity stress even in the absence of heat stress. These results suggest that the DnaK2 protein plays an important role in protecting A. halophytica against damage caused by salt stress at well as heat stress.

내염성의 광합성 cyanobateria 인 Aphanothece halophytica로 부터 molecular chaperone으로 가능하는 HSP70 homolog인 dnaK2 유전자를 cloning 하였다. 이 danK2 유전자는 616개의 아미노산으로 구성되었으며 추정되는 분자량 68 kDa 의 단백질을 code하고 있었다. 아미노산 서열로부터 추정되는 DnaK2 단백질의 구조를 분석하여 본 결과, 다른 원핵생물의 DanK2 단백질들이 공통적으로 갖는 특성인 N-terminal ATPase domain과 C-terminal의 peptide-binding domain이 잘 보존되어 있었으며, 다른 HSP70/DanK 단백질들과의 높은은 상동성을 나타내었다. 한편 danK2 유전자는 생장온도인 28$^{\circ}C$에서 낮은 수준으로 구성적으로 발현하였으며 heat stress에 의해 그 발현량이 급격히 증가하였다. 또한 A. halophytica를 고농도의 염 스트레스로 처리한 결과, heat stress가 없음에도 불구하고 그 발현량이 급격히 증가하였다. 이러한 결과들은 DnaK 단백질의 고온 또는 염 스트레스에 따른 세포의 손상을 보호하기 위하여 중요한 기능을 담당하고 있기 때문에 추정된다.