It is the most important step to screen soluble and insoluble proteins when we attempt to improve the solubility of recombinant proteins through directed evolution approach. Here we show that the solubility of a recombinant protein in vivo can be examined by expressing the recombinant protein with beta-lactamase as a fusion partner. First we constructed an expression system which can produc a fusion protein with the C-terminal of beta-lactamase. Two soluble proteins, i.e. adenine deaminase and aspartate aminotransferase, and insoluble GlcNAc-2-epimerase were cloned into the developed expression vector, respectively. We investigated the effect of the expression of the three recombinant fusion proteins on the growth of E. coli, and confirmed that the solubilities of the recombinant proteins correlated with cell growth rates.
A human gene has been reported that may encode the enzyme acetohydroxyacid synthase. Previously this enzyme was thought to be absent from animals although it is present in plants and many microorganisms. In plants, this enzyme is the target of a number of commercial herbicides and the use of these compounds may need to be reassessed if the human enzyme exists and proves to be susceptible to inhibition. Here we report the construction of several plasmid vectors containing the cDNA sequence for this protein, and their expression in Escherichia coli. High levels of expression were observed, but most of the protein proved to be insoluble. The small amounts of soluble protein contained little or no acetohydroxyacid synthase activity. Attempts to refold the insoluble protein were successful insofar as the protein became soluble. However, the refolded protein did not gain any acetohydroxyacid synthase activity. In vivo complementation tests of an E. coli mutant produced no evidence that the protein is active. Incorrect folding, or the lack of another subunit, may explain the data but we favor the interpretation that this gene does not encode an acetohydroxyacid synthase.
Kim, Jong-Wan;Park, Soon-Ik;Yoe, Jee-Hyun;Yoe, Sung-Moon
Animal cells and systems
/
v.15
no.1
/
pp.29-36
/
2011
Insect lysozymes are basic, cationic proteins synthesized in fat body and hemocytes in response to bacterial infections and depolymerize the bacterial cell wall. The c-type lysozyme of the insect Spodoptera litura (SLLyz) is a single polypeptide chain of 121 residues with four disulfide bridges and 17 rare codons and is approximately 15 kDa. The full-length SLLyz cDNA is 1039 bp long with a poly(A) tail, and contains an open reading frame of 426 bp long (including the termination codon), flanked by a 54 bp long 5' UTR and a 559 bp long 3' UTR. As a host for the production of high-level recombinant proteins, E. coli is used most commonly because of its low cost and short generation time. However, the soluble expression of heterologous proteins in E. coli is not trivial, especially for disulfide-bonded proteins. In order to prevent inclusion body formation, GST was selected as a fusion partner to enhance the solubility of recombinant protein, and fused to the amplified products encoding mature SLLyz. The expression vector pGEX-4T-1/rSLLyz was then transformed into E. coli BL21(DE3)pLysS for soluble expression of rSLLyz, and the soluble fusion protein was purified successfully. Inhibition zone assay demonstrated that rSLLyz showed antibacterial activity against B. megaterium. These results demonstrate that the GST fusion expression system in E. coli described in this study is efficient and inexpensive in producing a disulfide-bonded rSLLyz in soluble, active form, and suggest that the insect lysozyme is an interesting system for future structural and functional studies.
The lengths of thick and thin filaments in the sarcomeres of most vertebrate skeletal muscles are precisely regulated and are important structural parameters in understanding muscle contraction. Nebulin is a usually large protein that spans the whole length of thin filaments in the sarcomeres of skeletal muscles. In this paper we used SDS-PAGE and immunoblot to identify nebulin isoform proteins in muscle and non-muscle tissues. We prepared embryonic chicken tissues including skeletal muscle, cardiac muscle, smooth muscle, brain, liver to compare nebulin isoform proteins. The proteins were divided into soluble and insoluble fraction. As a result, we identified tissue specific expression of various nebulin isoform proteins in muscle and non-muscle tissues of chicken. Nebulin was detected in skeletal muscle of adult chicken about 500 kDa. Nebulett was expressed in cardiac muscle of embryonic and adult chicken about 107 kDa. A giant protein with molecular mass of about 380 kDa was identified in brain of non-muscle of chicken. This giant protein was detected in the soluble fraction of chicken embryo. The unequal distribution of the nebulin isoform proteins suggests tissue specific regulation of the isoform expression and indicates a functional specialization of the encoded isoform subtypes.
2'-Fucosyllactose (2'-FL), the most abundant fucosylated oligosaccharide in human milk, has multiple beneficial effects on human health. However, its biosynthesis by metabolically engineered Escherichia coli is often hampered owing to the insolubility and instability of α-1,2-fucosyltransferase (the rate-limiting enzyme). In this study, we aimed to enhance 2'-FL production by increasing the expression of soluble α-1,2-fucosyltransferase from Helicobacter pylori (FucT2). Because structural information regarding FucT2 has not been unveiled, we decided to improve the expression of soluble FucT2 in E. coli via directed evolution using a protein solubility biosensor that links protein solubility to antimicrobial resistance. For such a system to be viable, the activity of kanamycin resistance protein (KanR) should be dependent on FucT2 solubility. KanR was fused to the C-terminus of mutant libraries of FucT2, which were generated using a combination of error-prone PCR and DNA shuffling. Notably, one round of the directed evolution process, which consisted of mutant library generation and selection based on kanamycin resistance, resulted in a significant increase in the expression level of soluble FucT2. As a result, a batch fermentation with the ΔL M15 pBCGW strain, expressing the FucT2 mutant (F#1-5) isolated from the first round of the directed evolution process, resulted in the production of 0.31 g/l 2'-FL with a yield of 0.22 g 2'-FL/g lactose, showing 1.72- and 1.51-fold increase in the titer and yield, respectively, compared to those of the control strain. The simple and powerful method developed in this study could be applied to enhance the solubility of other unstable enzymes.
Senescence marker protein 30 (SMP30), a hepatocellular carcinoma (HCC) associated antigen, was earlier shown by our research group to be highly expressed in HCC paracancerous tissues, but have low levels in HCC tissues. In order to detect anti-SMP30 antibody in serum of HCC patients, we established pET30a-SMP30 and pColdIII-SMP30 expression systems in Escherichia coli. However, the expression product was mainly in the form of inclusion bodies. In this research, we used several combinations of chaperones, four molecular chaperone plasmids with pET30a-SMP30 and five molecular chaperone plasmids with pColdIII-SMP30 to increase the amount of soluble protein. Results showed that co-expression of HIS-SMP30 with pTf16, combined with the addition of osmosis-regulator, and a two-step expression resulted in the highest enhancement of solubility. A total of 175 cases of HCC serum were studied by ELISA to detect anti-SMP30 antibody with recombinant SMP30 protein. Some 22 were positive and x2 two-sided tests all showed P>0.05, although it remained unclear whether there was a relationship between positive cases and clinical diagnostic data.
Overproduced proteins in many cases result in forming insoluble inclusion bodies, and their formation might be due to high concentration of protein. To investigate how proteins become insoluble, chloramphenicol acetyltransferase (CAT) and .betha.-lactamase were overproduced, and their solubilities and activities were determined. CAT was accumulated from 9 to 45% of total cellular protein in a fully soluble form without inclusion body formation. CAT specific activity was shown to be proportional to the amount of the protein produced. Moderately produced .betha.-lactamase by the phase T7 expression system at 30.deg.C comprised only mature forms in a soluble form. However, overproduced .betha.-lactamase at 37.deg.C became insoluble. Most precursor forms of .betha.-lactamase in the cytoplasm were insoluble, whereas majority of the mature forms in the periplasm space were soluble. Also, chaperone GroE proteins which assist proper protein folding and translocation did not increase .betha.-lactamase solubility significantly under the experimental condition. It seems that the formation of inclusion bodies in the cell is related to the nature of protein itself rather than just to high concentration of protein.
Lee, Sang Jun;Han, Yun Hee;Nam, Bo Hye;Kim, Young Ok;Reeves, Peter R.
Molecules and Cells
/
v.26
no.1
/
pp.34-40
/
2008
To express an increased level of recombinant Mefp1 (marine mussel adhesive protein) in soluble form, we constructed expression vectors encoding truncated OmpA signal peptide-Mefp1 fusion proteins. OmpA signal peptide (OmpASP) is the 21 residue peptide fragment of the 23 residue OmpA signal sequence cleavable by signal peptidase I. We successfully produced increased levels of soluble recombinant Mefp1 (rMefp1) with various deletions of OmpASP, and found that the increased expression was caused by the increased pI of the N-terminus of the fusion proteins (${\geq}10.55$). All the OmpA signal peptide segments of 3-21 amino acids in length had the same pI value (10.55). Our results suggest that the pI value of the truncated OmpASP ($OmpASP_{tr}$) play an important role in directional signaling for the fusion protein, but we found no evidence for the presence of a secretion enhancer in OmpASP. For practical applications, we increased the expression of soluble rMefp1 with $OmpASP_{tr}$ peptides as directional signals, and obtained rMefp1 with the native amino terminus (nN-rMefp1) using an $OmpASP_{tr}$ Xa leader sequence that contains the recognition site for Xa protease.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.