• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권1호
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• pp.68-75
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• 1998

A. niger의 GOD(Glucose Oxidase) 대량생산과 효율적인 분비를 protein의 대량생산에 많이 사용되는 strain인 S. cerevisiae에서 시도하였다. S. cerevisiae의 ADH1과 GAL 10 promotor, 그리고 ${alpha}$-MF signal sequence와 A. oryzae의 ${alpha}$-amylase signal sequence 및 S. cerevisiae의 GAL7과 A. niger의 GOD terminator를 이용하여 4개의 expression vector를 합성한 후 S. cerevisiae 2805에 auxotroph 방법으로 형질변환시켰다. 변이체들을 배양하여 세포내와 세포외의 GOD활성도를 분석한 결과 GAL 10 promotor가 삽입된 pGAL변이체들이 ADH1 promotor가 삽입된 pADH 변이체들 보다 GOD 생산성이 높았다. GAL 10 promotor와 A. oryzae의 ${alpha}$-amylase signal sequence가 삽입된 pGALGO2에서 115시간 배양시 GOD의 생산이 가장 높았다($GOD_{total}$: 10.3 unit/mL, $GOD_{ex}$: 8.7 unit/mL). 이 수치는 같은 promotor인 GAL 10 promotor와 ${alpha}$-MF signal sequence가 삽입된 pGALGO1보다 3배정도 높다. 이 결과는 ADH 1 promotor를 사용하였을 경우에도 일치하였다. 또한 A. oryzae의 ${alpha}$-amylase signal sequence가 S. cerevisiae의 ${alpha}$-MF signal sequence보다 GOD를 더 효과적으로 분비시켰다. 상기 결과로 미루어 보면 signal sequence가 단백질의 분비 외에도 단백질 합성에도 많은 영향을 주는 것으로 추측된다. pGALGO1과 pGALGO2의 GOD분비효율은 각각 89%, 84%이었다. S. cerevisiae에서는 일반적으로 과당화가 일어나기 때문에 S. cerevisiae에서 합성된 재조합 GOD의 분자량은 250 kDa으로 A. niger의 GOD(170 kDa)보다 더 컸다.

• 생명과학회지
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• 제12권4호
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• pp.477-482
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• 2002

효모 glucoamylase의 promoter와 분비신호서열 그리고 MF$\alpha$1의 prosequence를 이용하여 곤충 defensin을 S. cerevisiae 2805에서 항균활성을 보유한 형태로 발현 및 분비하는데 성공하였다. 발현된 defensin의 대부분이 세포 외로 분비되어 거의 모든 항균활성이 배양 상등액에 존재하였다. 이것은 S. cerevisiae에서 발현된 defensin이 glucoamylase의 분비신호서열과 MF$\alpha$1의 prosequenre에 의해 효율적으로 processing되어 분비됨을 시사한다. Defensin의 다른 미생물에 대한 항균활성을 조사한 결과 병원균인 St. aureus와 L. monocytogenes에 대해서도 항균활성이 존재하였다.

• 생명과학회지
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• 제23권7호
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• pp.863-868
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• 2013

Bacillus sp. HY-20균주 유래 endoxylanase를 코드하는 XylP 유전자를 효모에서 발현시키기 위해 두 개의 발현 플라스미드 pG-xylP와 pGMF-xylP를 구축하였다. 이들 플라스미드는 endoxylanase의 분비발현을 위해 각각 다른 분비서열인 XylP 유전자의 자체 분비서열(XylP s.s)과 최적화된 $MF{\alpha}$ 분비서열($MF{\alpha}_{opt}$ s.s)을 가지고 있으며, S. cerevisiae SEY2102와 FY833균주에 형질전환되어 그 분비활성이 비교 조사되었다. 재조합 endoxylanase는 분비발현시스템과 숙주세포에 따라 23.7~70.1 unit/ml의 활성으로 효모 세포에서 성공적으로 발현되었고, 그 중 SEY2102/pGMF-xylP 형질전환주를 이용해 baffled-flask 배양을 실시한 결과 최대 88.1 unit/ml의 endoxylanase 활성을 보임을 확인하였다. 대부분의 재조합 endoxylanase는 세포 외 분획에 효율적으로 분비 생산되었으며, $MF{\alpha}_{opt}$ 분비서열이 XylP 유전자의 자체 분비서열보다 endoxylanase를 더 효율적으로 분비시킴을 확인할 수 있었다. 그러므로 본 연구에서 개발된 발현시스템은 효모를 숙주세포로 하여 많은 양의 세포 외 endoxylanase의 생산을 가능하게 하고, 바이오에탄올 생산 및 산업적 응용에도 유용하게 사용 될 수 있으리라 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권4호
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• pp.348-355
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• 2012

본 연구에서는 S. cerevisiae와 P. pastoris에서 bovine pancreatic (bp-) DNase I의 과발현과 재조합 DNase I의 특성을 조사하였다. bp-DNase I 유전자는 GAL10 promoter, $MF{\alpha}$, GAL7 terminator 사이에 삽입하여 재조합 plasmid인 pGAL-$MF{\alpha}$-DNaseI (6.4 kb)를 구축하였다. 그리고 bp-DNase I 유전자를 AOX1 promoter, $MF{\alpha}$, AOX1 terminator 에 삽입하여 재조합 plasmid인 pPEXI (8.8 kb)를 구축하였다. 재조합 plasmid인 pGAL-$MF{\alpha}$-DNaseI과 pPEXI를 각각 S. cerevisiae와 P. pastoris 숙주세포에 형질전환시켰다. 형질전환된 효모세포들을 galactose와 methanol 배지에서 $30^{\circ}C$, 48시간 배양하면 bp-DNase I은 대부분이 배양 상등액으로 과발현되었다. P. pastoris 형질전환체는 배양 상등액에서 45.5 unit/mL의 DNase I 활성을 보였으며, 반면에 S. cerevisiae 형질전환체는 37.7 unit/mL의 DNase I 활성을 보였다. 또한 DNA 분해 특성을 조사한 결과, P. pastoris 재조합 DNase I으로 기질 DNA(calf thymus)를 처리하였을 때 1분 이내 DNA가 분해되는 것을 확인할 수 있었으며 이는 상업용 bp-DNase I과 S. cerevisiae 재조합 DNase I으로 처리했을 때보다 빠른 분해 패턴을 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권1호
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• pp.49-54
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• 2008

인간 췌장 유래 pro-carboxypeptidase B(CPB) 유전자를 클로닝한 후 GAL10 promoter 하류에 Saccharomyces cerevisiae mating factor alpha-1 secretion signal $(MF{\alpha}-1)$과 연결하여 $MF{\alpha}1$-pro-CPB를 구축하였다. 구축된 plasmid $pY{\alpha}$-hproCPB(7.72 kb)를 S. cerevisiae 2805에 형질 전환시켰다. 재조합 인간 proCPB(hproCPB)는 galactose 유도로 S. cerevisiae에서 성공적으로 발현되었고, 배양상등액으로 분비되었다. SDS-PAGE와 western blot 분석에 의해, 정제된 hproCPB 단백질이 약 45.9kDa임을 확인하였다 S. cerevisiae $2805/pY{\alpha}$-hproCPB의 발효조 회분배양 시 trypsin 처리에 의해 pro영역을 제거한 후 hCPB의 세포외 활성은 60시간째에 10.16 unit/mL이었다. 또한 재조합 hCPB의 Km 값은 약 0.43 mM 이었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권12호
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• pp.2000-2003
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• 2006

A gene (GenBank AF096282) coding for a $\alpha$-glucosidase (TcaAG, EC 3.2.1.20) from Thermus caldophilus GK24 was expressed in Saccharomyces cerevisiae, a generally recognized as safe (GRAS) host. The thermostable $\alpha$-glucosidase was produced inside of the GRAS host at 0.04 unit/mg-dry cell by the constitutively expressing ADH1 promoter and at 1.2 unit/mg-dry cell by the inductively expressing GALl0 promoter, respectively. No $\alpha$-glucosidase activities were found in the medium when the MF-alpha signal sequence from S. cerevisiae or $\alpha$-amylase signal sequence from Aspergillus oryzae were fused before the $\alpha$-glucosidase gene for the secretion.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제7권1호
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• pp.52-55
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• 2002

Flow cytometric techniques were used to investigate cell size, protein content and cell cycle behavior of recombinant Saccharomyces cerevisiae strains producing human lysozyme (HLZ). Two different signal sequences, the native yeast $MF\alpha1$ signal sequence and the rat $\alpha-amylase$ signal sequence, were used for secretion of HLZ. The strain containing the rat $\alpha-amylase$ signal sequence showed a higher level of internal lysozyme and lower specific growth rates. Flow cytometric analysis of the total protein content and cell size showed the strain harboring the native yeast signal sequence had a higher total protein content than the strain containing the rat $\alpha-amylase$ signal sequence. Cell cycle analysis indicated that the two lysozyme producing recombinant strains had an increased number of cells in the $G_2+M$ phase of the yeast cell cycle compared with the host strain SEY2102.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권1호
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• pp.40-45
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• 2010

Agarose의 $\beta$-1,4결함을 분해하는 Zobellia galactanivorans 유래의 $\beta$-agarase 유전자(agaB)는 클로닝 되었고, AOX1(alcohol oxidase 1, methanol inducible) promoter 하류에 Saccharomyces cerevisiae mating factor alpha-1 secretion signal($MF{\alpha}1$)를 연결하여 $MF{\alpha}1$-AgaB를 구축하였다. 구축된 plasmid pPIC-AgaB(9 kb)를 Pichia pastoris genome에 HIS4 gene 위치에 integration하였고, colony PCR을 통해 확인하였다. Methanol 첨가 배지에서 자란 형질전환체는 iodine solution의 첨가에 의해 red halos를 보였으며, P.pastoris에서 agaB의 효율적 분비 발현을 확인하였다. SDS-PAGE와 zymographic analysis에서 $\beta$-agarase의 분자량은 약 53 kDa으로 추정되었으며, 15% 정도의 N-linked glycosylation이 일어났음을 알 수 있었다. P.pastoris GS115/pPIC-AgaB의 48시간 baffled flask culture에서 세포외 $\beta$-agarase의 활성은 각각 0.1, 0.5, 1% methanol의 유도에 의해 1.34, 1.42 그리고 1.53 units/mL의 활성을 보였다. 대부분의 $\beta$-agarase의 활성은 세포 외에서 관찰되었고, 분비효율은 98%였으며 분비시의 glycosylation에 의해 열안정성도 증가되었다.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1403-1409
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• 2017

본 연구에서는 lignocellulosic biomass (xylose)의 부가가치를 높이고 효율적인 활용을 위해 xylitol dehydrogenase를 Saccharomyces cerevisiae 숙주세포에서 분비 생산하고자 하였다. 먼저 S. cerevisiae와 Pichia stipitis유래 XYL2 유전자(S.XYL2 and P.XYL2 gene)의 발현 시스템을 구축하기 위하여 GAL10 promoter와 ADH1 promoter 하류에 각각 mating factor ${\alpha}$ ($MF{\alpha}$) signal sequence와 XYL2유전자를 가진 $pGMF{\alpha}-S.XYL2$, $pGMF{\alpha}-P.XYL2$, $pAMF{\alpha}-S.XYL2$와 $pAMF{\alpha}-P.XYL2$ plasmid를 구축하였다. 각각의 plasmid는 S. cerevisiae $SEY2102{\Delta}trp1$ 균주에 형질전환되었고, 생산된 xylitol dehydrogenase의 활성을 조사해 본 결과, GAL10 promoter가 ADH1 promoter보다 XYL2유전자의 발현에 더욱 적합함을 확인 할 수 있었다. 또한 P. stipitis 유래의 xylitol dehydrogenase 효소 활성이 S. cerevisiae 유래의 효소 활성보다 2배 이상 더 높았으며, 활성의 증가를 위해 두 유전자 모두 cofactor로 $NAD^+$에 의존한다는 것을 확인하였다. 재조합 유전자가 가지는 분비서열에 의해 $SEY2102{\Delta}trp1/pGMF{\alpha}-P.XYL2$ 균주에서 xylitol dehydrogenase의 약 77%는 periplasmic space로 분비 발현되었음을 알 수 있었다. 또한 재조합 xylitol dehydrogenase의 효율적인 생산을 위해 탄소원의 영향을 조사해본 결과, glucose 단독보다 glucose와 xylose를 혼합 배양한 경우에서 효소활성이 최대 41% 정도 증가되었음을 확인 할 수 있었다. 본 연구에서 최적화한 발현 시스템 및 배양 조건은 xylose 뿐만 아니라 다양한 biomass를 이용한 유용물질 생산을 위한 관련 단백질의 발현 분비시스템 구축 및 대량생산에도 응용될 수 있을 것이라 생각된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권12호
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• pp.1938-1944
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• 2008

The procpb gene encoding human procarboxypeptidase B (proCPB, GeneBank access code AJ224866) was cloned and its Pichia expression plasmid, $pPIC9{\alpha}$/hproCPB (9.2 kb), was constructed, in which procpb was under the control of the AOXl promoter and connected to the downstream of the mating factor ${\alpha}$-1 ($MF{\alpha}1$) signal sequence. The plasmid was linearized by digestion with Sacl, and integrated into the genome of P. pastoris strain GS115. By culturing of Pichia transformant on methanol medium, the human proCPB was successfully expressed and secreted into the culture supernatant. Moreover, Western blot analysis of the extracellular proteins showed proCPB bands clearly at a molecular mass of 45 kDa, confirming the expression of proCPB with its right size. The CPB activity reached about 3.5 U/ml and 12.7 U/ml in the flask and fermentor batch cultures of Pichia transformant, respectively. No CPB enzyme activity was found in the intracellular fraction. When the fed-batch cultivation was performed with methanol and glycerol mixture as a feeding medium, the extracellular CPB activity was increased to 42.0 U/ml, which corresponds to a 3.3-fold higher level of CPB activity than that of batch culture. The $K_m$ and $k_{cat}$ values of recombinant human CPB enzyme for hippuryl-$_L$-Arg as a substrate were estimated to be 0.16 mM and $11.93\;sec^{-1}$, respectively.