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KR20040045961A - Method for mass-producing of a recombinant human tyrosinase in E. coli - Google Patents

Method for mass-producing of a recombinant human tyrosinase in E. coli Download PDF

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KR20040045961A
KR20040045961A KR1020020073728A KR20020073728A KR20040045961A KR 20040045961 A KR20040045961 A KR 20040045961A KR 1020020073728 A KR1020020073728 A KR 1020020073728A KR 20020073728 A KR20020073728 A KR 20020073728A KR 20040045961 A KR20040045961 A KR 20040045961A
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South Korea
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human tyrosinase
tyrosinase
recombinant human
recombinant
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KR1020020073728A
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공광훈
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공광훈
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Abstract

본 발명은 재조합 인체 티로시나제 단백질을 대장균에서 대량 생산하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 (a) 인체 티로시나제 유전자를 증폭하기 위한 프라이머쌍을 이용하여 PCR을 수행함으로써 인체 티로시나제 유전자를 증폭시키는 단계; (b) 상기 증폭된 인체 티로시나제 유전자를 pET-26b(+) 벡터에 삽입하여 재조합 발현 벡터 pET-hTyr를 제조하는 단계; (c) 상기 재조합 발현 벡터 pET-hTyr로 대장균을 형질전환하는 단계; 및 (d) 형질전환된 대장균을 배양하여 재조합 인체 티로시나제 단백질을 발현시킨 후, 이를 수집 및 정제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 재조합 인체 티로시나제 단백질을 대장균에서 대량 생산하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 방법은 대장균 내에서 불용성 응집체(inclusion body)의 형성없이 온전한 효소 활성을 갖는 재조합 인체 티로시나제를 안정적으로 발현시켜 대량 생산할 수 있다는 장점이 있다.The present invention relates to a method for mass production of recombinant human tyrosinase protein in Escherichia coli, and more specifically, (a) amplifying the human tyrosinase gene by performing PCR using a primer pair for amplifying the human tyrosinase gene; (b) inserting the amplified human tyrosinase gene into a pET-26b (+) vector to prepare a recombinant expression vector pET-hTyr; (c) transforming Escherichia coli with the recombinant expression vector pET-hTyr; And (d) culturing the transformed Escherichia coli to express the recombinant human tyrosinase protein, and then collecting and purifying the recombinant human tyrosinase protein. The method according to the present invention has the advantage of stably expressing recombinant human tyrosinase having intact enzymatic activity without the formation of insoluble aggregates in Escherichia coli and mass production.

Description

재조합 인체 티로시나제 단백질을 대장균에서 대량 생산하는 방법{Method for mass-producing of a recombinant human tyrosinase in E. coli}Method for mass-producing of a recombinant human tyrosinase in E. coli

본 발명은 재조합 인체 티로시나제 단백질을 대장균에서 대량 생산하는 방법에 관한 것으로서, 재조합 인체 티로시나제 단백질을 발현시키기 위한 재조합 발현 벡터 pET-hTyr을 이용하여 재조합 인체 티로시나제 단백질을 대장균에서 대량 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for mass production of recombinant human tyrosinase protein in Escherichia coli, and a method for mass production of recombinant human tyrosinase protein in Escherichia coli using a recombinant expression vector pET-hTyr for expressing recombinant human tyrosinase protein.

티로시나제(tyrosinase, monophenol monooxygenase, EC 1.14.18.1)는 활성부위에 한 쌍의 구리 이온을 함유하고 있는 금속단백질(metalloprotein)이다(Beltraminiet al.,Biochem Bophys. Acta. 1040: 365-372, 1990). 티로시나제는 하기 반응식 1과 같이 모노하이드록시페놀(monohydroxyphenol)을 Ο-디하이드록시페놀(dihydroxyphenol)로 전환시키는 수산화(hydroxylation) 반응을 촉매하는 티로신 수산화효소 활성(tyrosine hydroxylase activity)과 Ο-디하이드록시페놀을 Ο-퀴논(quinone)으로 산화(oxidation) 시키는 반응을 촉매하는 도파 산화효소 활성(Dopa oxidase activity)을 가진다(Mason,H.S.,Annu Rev. Biochem. 34: 105-184, 1965).Tyrosinase (tyrosinase, monophenol monooxygenase, EC 1.14.18.1) is a metalloprotein containing a pair of copper ions in its active site (Beltramini et al ., Biochem Bophys. Acta . 1040: 365-372, 1990) . Tyrosinase and tyrosine hydroxylase activity catalyze the hydroxylation reaction of converting monohydroxyphenol to o-dihydroxyphenol as shown in Scheme 1 below. It has a dopa oxidase activity that catalyzes the reaction of phenol to o-quinone (Mason, HS, Annu Rev. Biochem . 34: 105-184, 1965).

티로시나제는 동물, 식물, 박테리아 등 거의 모든 생물 종에 분포되어 있다(Lerch,K.,P.N.A.S. 75: 3605-3609, 1978). 현재까지 여러 종의 생물체로부터 수많은 티로시나제가 분리· 정제되었으며, 그 중 버섯과 마우스로부터 분리된 티로시나제의 구조 및 기능에 대한 연구가 가장 활발히 이루어졌다(Mayer,A.M.,Phytochem.26: 11-20, 1987). 식물 티로시나제는 갈변현상에 관여하는데, 몇몇 과일이나 야채의 가공 중에 불필요한 갈변을 일으키기도 한다(Mayer,A.M.,supra). 또한, 동물 티로시나제는 멜라닌(melanin) 생합성에 관여한다(Lerner A. B.et al.,Physiol. Rev. 30: 91-126, 1950). 동물 티로시나제는 멜라닌 생성 초기에 아미노산의 일종인 티로신(tyrosine, hydroxy phenylalanine)에 작용하여 디하이드록시 페닐알라닌(dihydroxyphenylalanine; DOPA)의 형성을 촉진하고, 또한 디하이드록시 페닐알라닌(DOPA)의 산화를 촉진하여 퀴논(도파퀴논: DOPA Quinone)을 형성시킨다(Hearing,V.J.et al.,Pigment Cell Res. 2: 75-85, 1989; Hearing,V.J.et al.,FASEB J. 5: 2902-2909, 1991). 이렇게 생성된 도파퀴논으로부터 일련의 단계를 거쳐 멜라닌이 생성된다. 또한, 티로시나제는 상기 두 단계 뿐 아니라 멜라닌 생합성의 말단 부분에서 세 번째 촉매작용을 한다. 즉, 5,6-디하이드록시인돌(5,6-dihydroxyindole, DHI)을 인돌-5,6-퀴논(indole-5,6-quinone)으로 산화시키는 반응을 촉매한다(Pawelek,J.M.,Pigment Cell Res. 4: 53-62, 1991; Tripathiet al., J. Biological. Chemistry.267: 23707-23712, 1992). 포유동물의 티로시나제는 피부, 모낭, 눈 등에 분포하는 멜라닌 형성세포(melanocyte)에 함유되어 있으며, 자외선에 의한 손상을 방어하는 역할을 한다.Tyrosinase is distributed in almost all species, including animals, plants and bacteria (Lerch, K., PNAS . 75: 3605-3609, 1978). To date, numerous tyrosinase has been isolated and purified from various kinds of organisms, and among them, research on the structure and function of tyrosinase isolated from mushrooms and mice is the most active (Mayer, AM, Phytochem. 26: 11-20, 1987). ). Plant tyrosinase is involved in browning, which may cause unnecessary browning during the processing of some fruits or vegetables (Mayer, AM, supra ). Animal tyrosinase is also involved in melanin biosynthesis (Lerner AB et al. , Physiol. Rev. 30: 91-126, 1950). Animals tyrosinase is acting on tyrosine (tyrosine, hydroxy phenylalanine) kind of amino acid in the melanin production early in-dihydroxy-phenylalanine; promote the formation of (d ihydr o xy p henyl a lanine DOPA), and further dihydroxy phenylalanine (DOPA ) To form quinone (DOPA Quinone) (Hearing, VJ et al ., Pigment Cell Res . 2: 75-85, 1989; Hearing, VJ et al ., FASEB J. 5: 2902 -2909, 1991). Melanin is produced through a series of steps from the dopaquinone thus produced. In addition, tyrosinase performs a third catalysis in the terminal portion of melanin biosynthesis as well as the two steps. That is, 5,6-di-hydroxy-indole (5,6-d i h ydroxy i ndole, DHI) catalyzes the reaction of oxidizing the indole-5,6-quinone (indole-5,6-quinone) ( Pawelek , JM, Pigment Cell Res . 4: 53-62, 1991; Tripathi et al., J. Biological. Chemistry. 267: 23707-23712, 1992). Mammalian tyrosinase is contained in melanocytes (melanocytes) distributed in the skin, hair follicles, eyes and the like, and serves to protect against damage caused by ultraviolet rays.

인체 티로시나제는 멜라노좀(melanosome)의 막에 결합되어 있는 66kDa의 당단백질로(Bauseet al., Biochem. J. 209: 331-336, 1982), 흑색종(melanoma)을 포함하는 피부암과 피부 색소 결핍증 등 피부 질환의 의학적인 연구에 사용되고 있다. 미국 특허 US 4,898,814호에서는 인체 티로시나제를 암호화하는 cDNA를 발견하여 그 염기서열을 규명하였다. 또한, PCT 출원 제 WO 90/12869호에는 비멜라닌 생성세포형 진핵세포(non-melanocytic eukaryotic cell)를 이용하여 활성 인체 티로시나제를 생성하는 방법에 대해 개시되어 있다. 상기 PCT 출원에서는 인체 티로시나제를 암호화하는 DNA를 레트로바이러스(retrovirus) 등과 같은 발현 벡터에 삽입하여 재조합 발현 벡터를 제조하고, 상기 재조합 발현 벡터를섬유아세포(fibroblast) 등과 같은 진핵세포에 도입한 후, 도입된 진핵 세포를 배양하여 인체 티로시나제를 생산하는 기술을 제시하였다. 그러나, 상기 방법은 기술적으로 복잡하고 어려워 대량 생산에 의한 상업화가 곤란하다는 단점이 있다. 현재까지 인체 티로시나제의 유전자 발현을 조절하는 분자적 메커니즘의 파악에 대해서는 상당한 진보가 있어 왔으나, 인체 티로시나제의 다량 확보가 어렵기 때문에 그 생화학적 성질, 구조, 기능에 대하여는 아직 연구가 미미한 실정이다.Human tyrosinase is a 66 kDa glycoprotein bound to the membrane of melanosomes (Bause et al., Biochem. J. 209: 331-336, 1982), skin cancers and skin pigments, including melanoma It is used for medical research of skin diseases such as deficiency. In US Pat. No. 4,898,814, cDNA encoding human tyrosinase was found and its nucleotide sequence was identified. PCT application WO 90/12869 also discloses a method for producing active human tyrosinase using non-melanocytic eukaryotic cells. In the PCT application, a recombinant expression vector is prepared by inserting DNA encoding human tyrosinase into an expression vector such as a retrovirus, and introducing the recombinant expression vector into eukaryotic cells such as fibroblasts. A technique for producing human tyrosinase by culturing eukaryotic cells has been proposed. However, the method is disadvantageous in that it is technically complicated and difficult to commercialize by mass production. To date, considerable advances have been made in understanding the molecular mechanisms that regulate gene expression of human tyrosinase, but the biochemical properties, structures, and functions of human tyrosinase are difficult to secure.

한편, 과거에는 의료용 단백질이나 산업용 효소 등과 같은 유용 단백질을 자연 상태로부터 미량으로 얻었으나, 재조합 DNA 기술의 발전에 의해 상기 유용 단백질들의 대량 생산이 가능하게 되었다. 대장균은 이러한 유용 단백질을 대량 생산하는데 가장 널리 이용되고 있는 숙주세포이다. 인슐린, 베타-엔돌핀(beta-endorphin)과 같은 호르몬에서 인터페론(interferon), 인터루킨(interleukin)과 같은 면역조절물질(immunomodulator)에 이르기까지 많은 재조합 유용 단백질이 대장균에 의해서 성공적으로 생산되어 왔다. 또한, 다양한 기질 공급 방법이 개발되어 유가식 배양을 통한 재조합 대장균을 고농도로 배양할 수 있게 되었으며, 이를 통해 원하는 목적 단백질을 높은 효율로 대량 생산할 수 있게 되었다. 그러나, 상당수의 재조합 단백질은 대장균 내에서 완전한 폴딩(folding)을 이루지 못하고, 다양한 기작에 의해 활성을 잃은 상태의 불용성 응집체(inclusion body)를 형성하게 된다(Gongquinet al.,Arch Biochem. Biophys. 236: 135-142). 특히, 재조합 티로시나제의 경우 대장균에서 발현시 불용성 응집체를 형성하는 것으로 보고된 바 있다(Konget al.,CBP, 125: 563-569, 2000). 이러한 불용성 단백질은 초기 분리단계가 용이하여 순도가 높은 순수 단백질을 얻을 수 있으나, 단백질로서의 활성을 갖지 못한다. 따라서, 불용성 단백질을 생물학적 활성을 가진 수용성 단백질로 전환시키기 위한 변성화(denaturation) 및 재폴딩(refolding) 과정이 필요하다. 그러나, 상기 과정은 많은 시간과 비용을 필요로 할 뿐 아니라, 상기 과정에서 대부분 단백질의 많은 양이 소실된다. 따라서, 재조합 티로시나제를 대장균 내에서 온전한 효소 활성을 갖는 수용성 형태로 대량 생산하는 방법에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다.On the other hand, in the past, useful proteins such as medical proteins and industrial enzymes have been obtained in a small amount from the natural state, but the development of recombinant DNA technology has made it possible to mass-produce the useful proteins. Escherichia coli is the most widely used host cell for mass production of these useful proteins. Many recombinant useful proteins have been successfully produced by Escherichia coli, ranging from hormones such as insulin and beta-endorphin to immunomodulators such as interferon and interleukin. In addition, various substrate supply methods have been developed to cultivate a high concentration of recombinant E. coli through fed-batch cultivation, thereby enabling mass production of desired proteins with high efficiency. However, many recombinant proteins do not fully fold in Escherichia coli and form insoluble inclusion bodies that are inactivated by various mechanisms (Gongquin et al ., Arch Biochem. Biophys . 236). : 135-142). In particular, recombinant tyrosinase has been reported to form insoluble aggregates when expressed in E. coli (Kong et al ., CBP , 125: 563-569, 2000). Such insoluble protein can be easily obtained in the initial stage of separation to obtain pure protein of high purity, but does not have activity as a protein. Therefore, there is a need for denaturation and refolding processes to convert insoluble proteins into biologically active water soluble proteins. However, the process does not only require a lot of time and money, but also large amounts of protein are lost in the process. Therefore, there is an urgent need for a method for mass production of recombinant tyrosinase in water-soluble form having intact enzymatic activity in Escherichia coli.

본 발명자들은 이전에 대장균을 이용한 재조합 인체 티로시나제의 제조방법을 특허출원한 바 있다(대한민국 특허출원 제 2001-57379호). 본 발명자들은 높은 비활성을 갖는 재조합 인체 티로시나제를 대장균에서 안정적으로 대량 생산하기 위한 연구를 거듭하던 중, 본 발명에 따른 방법이 상기 특허출원에 개시된 방법보다 높은 비활성을 갖는 재조합 인체 티로시나제를 고수율로 생산할 수 있음을 규명함으로써 본 발명을 완성하였다.The present inventors have previously applied for a method for producing recombinant human tyrosinase using E. coli (Korean Patent Application No. 2001-57379). The inventors of the present invention have been repeatedly researched to produce a stable mass production of recombinant human tyrosinase having high inactivation in Escherichia coli, and the method according to the present invention can produce a recombinant human tyrosinase having a higher inactivation than the method disclosed in the patent application. The present invention has been completed by elucidating that it can.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 재조합 티로시나제를 대장균에서 안정하게 발현시켜 대량 생산하는 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for mass production of a stable expression of recombinant tyrosinase in E. coli.

도 1은 PCR에 의해 증폭된 인체 티로시나제 유전자를 클로닝 벡터 pCR 2.1-TOPO에 삽입시키는 과정을 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram illustrating a process of inserting the human tyrosinase gene amplified by PCR into the cloning vector pCR 2.1-TOPO.

도 2는 본 발명에 따른 재조합 발현 벡터 pET-hTyr의 제작 과정을 나타낸 모식도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the manufacturing process of the recombinant expression vector pET-hTyr according to the present invention.

도 3은 PCR에 의해 증폭된 인체 티로시나제 유전자의 단편을 확인하기 위해 1% 아가로스 겔 전기영동을 수행한 결과를 나타내는 겔 사진이다.Figure 3 is a gel photograph showing the results of performing 1% agarose gel electrophoresis to identify fragments of human tyrosinase gene amplified by PCR.

레인 M: λDNA/HindⅢ 분자량 마커Lane M: λ DNA / Hin dIII molecular weight marker

레인 1: 증폭된 인체 티로시나제 유전자Lane 1: amplified human tyrosinase gene

도 4는 pCR 2.1-TOPO-hTyr 벡터 내에 삽입된 인체 티로시나제 유전자를 확인하기 위하여, 상기 벡터에NdeⅠ 및XhoⅠ을 처리하여 1% 전기영동을 수행한 결과를 나타내는 겔 사진이다.4 is a gel photograph showing the results of 1% electrophoresis by treating Nde I and Xho I to the vector to identify human tyrosinase genes inserted into the pCR 2.1-TOPO-hTyr vector.

레인 M: λDNA/HindⅢ 분자량 마커Lane M: λ DNA / Hin dIII molecular weight marker

레인 1: 인체 티로시나제 유전자Lane 1: human tyrosinase gene

레인 2: 제한효소가 처리되지 않은 pCR 2.1-TOPO-hTyr 벡터Lane 2: pCR 2.1-TOPO-hTyr vector without restriction enzyme treatment

레인 3: 제한효소가 처리된 pCR 2.1-TOPO-hTyr 벡터Lane 3: pCR 2.1-TOPO-hTyr vector treated with restriction enzyme

도 5는 본 발명에 따른 재조합 발현 벡터 pET-hTyr 내에 삽입된 인체 티로시나제 유전자를 확인하기 위하여, 상기 벡터에NdeⅠ 및XhoⅠ을 처리하여 1% 전기영동을 수행한 결과를 나타내는 겔 사진이다.5 is a gel photograph showing the results of 1% electrophoresis by treating Nde I and Xho I to the vector to identify human tyrosinase gene inserted into the recombinant expression vector pET-hTyr according to the present invention.

레인 M: λ/HindⅢ 분자량 마커Lane M: lambda / Hin dIII molecular weight marker

레인 1: 인체 티로시나제 유전자Lane 1: human tyrosinase gene

레인 2:NdeⅠ이 단독 처리된 pET-hTyr 벡터Lane 2: pET-hTyr vector treated with Nde I alone

레인 3:XhoⅠ이 단독 처리된 pET-hTyr 벡터Lane 3: pET-hTyr vector treated with Xho I alone

레인 4:NdeⅠ과XhoⅠ가 모두 처리된 pET-hTyr 벡터Lane 4: pET-hTyr vector treated with both Nde I and Xho I

도 6은 조추출물로부터 정제된 재조합 인체 티로시나제를 확인하기 위하여, 12.5% SDS-PAGE를 수행한 결과를 나타내는 겔 사진이다.Figure 6 is a gel photograph showing the results of performing 12.5% SDS-PAGE to confirm the recombinant human tyrosinase purified from the crude extract.

레인 M: 분자량 마커Lane M: molecular weight marker

레인 1: 조추출물Lane 1: crude extract

레인 2: DEAE-세파셀 크로마토그래피로 정제된 재조합 인체 티로시나제Lane 2: recombinant human tyrosinase purified by DEAE-Sephacel chromatography

레인 3: DEAE-세파셀 크로마토그래피와 His·바인드 레진 크로마토그래피로 재조합 인체 티로시나제Lane 3: Recombinant human tyrosinase by DEAE-Sephacel chromatography and His bind resin chromatography

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object, the present invention

(a) 서열번호 1로 기재되는 염기서열을 갖는 인체 티로시나제 유전자를 증폭하기 위한 프라이머쌍을 이용하여 PCR을 수행함으로써 인체 티로시나제 유전자를 증폭시키는 단계;(a) amplifying the human tyrosinase gene by performing PCR using a primer pair for amplifying the human tyrosinase gene having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1;

(b) 상기 증폭된 인체 티로시나제 유전자를 pET-26b(+)에 삽입하여 재조합 발현 벡터 pET-hTyr를 제조하는 단계;(b) inserting the amplified human tyrosinase gene into pET-26b (+) to prepare a recombinant expression vector pET-hTyr;

(c) 상기 재조합 발현 벡터 pET-hTyr로 대장균을 형질전환하는 단계; 및(c) transforming Escherichia coli with the recombinant expression vector pET-hTyr; And

(d) 형질전환된 대장균을 배양하여 재조합 인체 티로시나제 단백질을 발현시킨 후, 이를 수집 및 정제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 재조합 인체 티로시나제 단백질을 대장균에서 대량 생산하는 방법을 제공한다.(d) culturing the transformed Escherichia coli to express the recombinant human tyrosinase protein, and then collecting and purifying the recombinant human tyrosinase protein.

본 발명에서 'hTyr유전자'란, 인체(human)에서 유래한 티로시나제(Tyrosinase) 유전자를 의미한다. "HTyr gene" in the present invention means a one tyrosinase (Tyr osinase) derived from the human body (h uman) gene.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 인체 티로시나제를 대장균 내에서 온전한 효소 활성을 갖도록 안정적으로 발현시켜 대량 생산하는 방법을 제공한다는 점에 특징이 있다.The present invention is characterized in that it provides a method for stably expressing human tyrosinase in E. coli so as to have intact enzymatic activity in mass production.

본 발명의 일 실시예에서는 인체 티로시나제 유전자를 PCR을 통해 증폭하였다. 본 발명에 사용될 수 있는 티로시나제 유전자로는 인체에서 유래한 티로시나제 유전자라면 제한없이 사용될 수 있으나, 보다 바람직하게는 진뱅크 등록번호 NM_000372에 개시된 인체 티로시나제 유전자를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용한 인체 티로시나제 유전자의 염기서열을 서열번호 1로 기재하였다. 본 발명자들은 상기 인체 티로시나제 유전자를 증폭하기 위한 프라이머쌍을 제작하였다. 프라이머는 서열번호 1로 기재된 인체 티로시나제 유전자의 염기서열을 참고로 하여 디자인될 수 있으며, 보다 바람직하게는 프라이머의 염기서열 내에 적절한 서열의 클로닝을 위해 제한 효소의 부위를 포함하도록 제작되는 것이 바람직하다. 구체적으로 본 발명자들은 프라이머의 각 서열 내에NdeⅠ과XhoⅠ의 제한효소 인식 부위가 존재하도록 제작하였다(표 1 참조). 본 발명자가 제작한 인체 티로시나제 유전자 증폭용 프라이머쌍의 염기서열을 서열번호 2와 서열번호 3으로 각각 기재하였다. 이후, 제작된 프라이머쌍을 이용하여 인체 티로시나제 유전자(이하, 'hTyr유전자'라 함)를 증폭하였다(도 3 참조).In one embodiment of the present invention, the human tyrosinase gene was amplified by PCR. As the tyrosinase gene that can be used in the present invention, any tyrosinase gene derived from the human body may be used without limitation, and more preferably, the human tyrosinase gene disclosed in GenBank Accession No. NM_000372 is used. The base sequence of the human tyrosinase gene used in the present invention is described as SEQ ID NO: 1. The inventors produced primer pairs for amplifying the human tyrosinase gene. The primer may be designed with reference to the nucleotide sequence of the human tyrosinase gene as set forth in SEQ ID NO: 1, and more preferably, it is designed to include a restriction enzyme site for cloning an appropriate sequence in the nucleotide sequence of the primer. Specifically, the inventors in each sequence of the primerNdeI andXhoThe restriction enzyme recognition site of I was constructed (see Table 1). Produced by the inventor The base sequences of the primer pairs for amplifying human tyrosinase genes were described as SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, respectively. Subsequently, the human tyrosinase gene (hereinafter, 'hTyrGene ') was amplified (see FIG. 3).

본 발명의 다른 실시예에서는hTyr유전자를 대장균 내에서 발현시키기 위한 대량 발현계를 구축하였다. 이를 위해, 본 발명자들은 상기 증폭된hTyr유전자를 대장균용 발현 벡터인 pET-26b(+)에 삽입하여 재조합 발현 벡터 pET-rTyr를 제조하였다. 먼저, 증폭된hTyr유전자를 클로닝 벡터에 삽입하였다(도 1 참조). 이 때 상기 클로닝 벡터로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 대장균용 클로닝 벡터라면 제한없이 사용될 수 있으나, 보다 바람직하게는 pCR 2.1-TOPO를 사용하는 것이 바람직하다. 이후, pCR 2.1-TOPO 벡터에 삽입된hTyr유전자를 다시 분리하여 이를 pET-26b(+)벡터에 삽입하여 재조합 발현 벡터 pET-hTyr를 제조하였다(도 2 참조).본 발명은hTyr유전자의 발현 벡터로서 pET-26b(+)를 사용하였다는 점에 특징이 있다.In another embodiment of the present invention, a mass expression system for expressing the hTyr gene in E. coli was constructed. To this end, the inventors inserted the amplified hTyr gene into pET-26b (+), which is an E. coli expression vector, to prepare a recombinant expression vector pET-rTyr. First, the amplified hTyr gene was inserted into the cloning vector (see FIG. 1). In this case, the cloning vector may be used without limitation as long as it is a cloning vector for E. coli commonly used in the art, and more preferably, pCR 2.1-TOPO is used. Thereafter, to again remove the hTyr gene inserted into pCR 2.1-TOPO vector and inserts it into the pET-26b (+) vector to prepare a recombinant expression vector pET-hTyr (Fig. 2). The present invention expression of the hTyr gene vectors It is characteristic that pET-26b (+) was used.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 본 발명에 따른 재조합 발현 벡터 pET-hTyr를 이용하여 대장균을 형질전환시킨 후, 형질전환된 대장균을 배양하여 재조합 인체 티로시나제를 발현시켰다. 재조합 인체 티로시나제의 발현은 배양액의 OD600값이 0.3-0.4가 되었을 때, IPTG를 최종농도 0.4mM로 첨가하여 배양하는 것이 바람직하다. 상기 조건에서 배양할 때 티로시나제가 가장 많은 양으로 발현되는 것으로 조사되었다(결과 미도시). IPTG 투여 후의 배양 시간(4, 6, 8, 12, 24시간)에 따른 티로시나제의 활성과 발현 양을 조사하였다. 그 결과, 12시간까지는 티로시나제의 활성과 발현양이 계속 증가하였다. 그러나, 24시간 배양시에는 효소 활성이나 발현양이 급격히 감소하는 경향을 보였으며, 12시간 배양시 효소 활성과 발현양의 약 50% 정도로 감소하는 결과를 나타내었다(결과 미도시). 따라서, 본 발명에 따른 재조합 티로시나제 유전자의 최적 발현 조건은 LB 배지에서 OD600값이 0.3-0.4가 되었을 때 IPTG를 최종농도 0.4mM로 첨가하여 37℃, 12시간 동안 배양하는 것이다.In another embodiment of the present invention, after transforming Escherichia coli using the recombinant expression vector pET-hTyr according to the present invention, the transformed Escherichia coli was cultured to express recombinant human tyrosinase. Expression of recombinant human tyrosinase is preferably cultured by adding IPTG to a final concentration of 0.4 mM when the OD 600 value of the culture medium is 0.3-0.4. Tyrosinase was found to be expressed in the highest amount when cultured in the above conditions (result not shown). The amount of tyrosinase activity and expression according to incubation time (4, 6, 8, 12, 24 hours) after IPTG administration were investigated. As a result, the activity and expression of tyrosinase continued to increase until 12 hours. However, the enzyme activity and the amount of expression decreased rapidly during 24 hours of cultivation, and the result was about 50% of the amount of enzyme activity and the amount of expression during the 12 hours of cultivation (result not shown). Therefore, the optimal expression condition of the recombinant tyrosinase gene according to the present invention is to incubate for 12 hours at 37 ℃ by adding IPTG to a final concentration of 0.4mM when the OD 600 value is 0.3-0.4 in LB medium.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 대장균 배양액으로터 재조합 인체 티로시나제를 분리·정제하였다. 본 발명에 따라 pET-hTyr 재조합 벡터로 형질전환된 대장균에서 발현되는 재조합 인체 티로시나제는 히스티딘(histidine) 6분자가 결합된 형태의 융합 단백질로 발현된다. 따라서, 이를 분리·정제 방법으로는 음이온 교환 크로마토그래피를 이용하여 정제한 후, 이를 다시 히스티딘과 특이적으로 흡착되는 친화 크로마토그래피를 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로 본 발명에서는 DEAE-세파셀 음이온 교환 크로마토그래피(DEAE-Sephacel anion exchange chromatography)를 이용하여 1차 정제한 후, 이를 다시 His·바인드 레진 크로마토그래피(His·Bind Resin chromatography)를 이용하여 최종적으로 정제하였다. 상기 His·바인드 레진 크로마토그래피를 통해 His 분자가 Zn2+또는 Ni2+에 흡착되어 순수한 재조합 인체 티로시나제만이 정제되게 된다.In another embodiment of the present invention, recombinant human tyrosinase was isolated and purified from E. coli culture. According to the present invention, recombinant human tyrosinase expressed in E. coli transformed with the pET-hTyr recombinant vector is expressed as a fusion protein in the form of 6 histidine molecules. Therefore, as a separation and purification method, it is preferable to use anion exchange chromatography, and then use affinity chromatography that is specifically adsorbed with histidine again. Specifically, in the present invention, after primary purification using DEAE-Sephacel anion exchange chromatography, it is finally obtained by using His Bind Resin chromatography. Purified. His molecules are adsorbed onto Zn 2+ or Ni 2+ through the His bind resin chromatography to purify only pure recombinant human tyrosinase.

본 발명의 방법에 따라 분리, 정제된 재조합 인체 티로시나제의 효소학적 특성은 다음과 같다.The enzymatic properties of recombinant human tyrosinase isolated and purified according to the method of the present invention are as follows.

1) 분자량: 66kDa1) Molecular Weight: 66kDa

2) 비활성도2) inactivity

티로신 수산화효소(tyrosine hydroxylase) 활성에 대한 비활성도: 88.0μmol/mg/hInactivity to tyrosine hydroxylase activity: 88.0 μmol / mg / h

도파 산화효소(Dopa oxidase) 활성에 대한 비활성도: 699units/mgInactivity to dopa oxidase activity: 699 units / mg

3) 기질에 대한 Km 값3) Km value for substrate

L-티로신(L-tyrosine): 2.34μML-tyrosine: 2.34 μM

L-도파(L-Dopa): 0.31mML-Dopa: 0.31 mM

4) 저해효과(IC 50값)4) Inhibitory effect ( IC 50 value)

알부틴(arbutin): 4.30mMArbutin: 4.30 mM

L-아스코르빈산(L-ascorbic acid): 5.26×10-3mML-ascorbic acid: 5.26 × 10 -3 mM

글루타치온(glutathione): 2.31×10-2mMGlutathione: 2.31 × 10 -2 mM

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1><Example 1>

인체 티로시나제 유전자의 증폭Amplification of the Human Tyrosinase Gene

1-1) 인체 티로시나제 유전자의 증폭을 위한 프라이머 제작1-1) Preparation of primer for amplification of human tyrosinase gene

진뱅크 등록번호 NM_000372에 개시된 티로시나제 유전자의 염기서열을 참고로 하여 인체 티로시나제 유전자 증폭용 프라이머쌍을 제작하였다. 용이한 클로닝을 위하여, 하기 표 1에 기재된 바와 같이, 프라이머의 서열 내에NdeⅠ과XhoⅠ의 제한효소 자리가 존재하도록 제작하였다. 제작된 2개의 프라이머의 염기서열을 서열번호 2와 서열번호 3으로 각각 기재하였다. 이 때 각 프라이머는 제이엘 과학(서울, 한국)에 의뢰하여 합성하였다.A primer pair for amplifying a human tyrosinase gene was prepared by referring to the nucleotide sequence of the tyrosinase gene disclosed in Gene Bank Registration No. NM_000372. For easy cloning, as shown in Table 1 below, the restriction sites of Nde I and Xho I were constructed in the sequence of the primer. The base sequences of the prepared two primers were described as SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, respectively. At this time, each primer was synthesized by requesting by JL Science (Seoul, Korea).

인체 티로시나제 유전자의 증폭에 사용된 프라이머쌍Primer pair used for amplification of human tyrosinase gene 염기 서열Base sequence 프라이머 1Primer 1 5'-GGAATTC CATATG CACTTCCCTAGAGCCTGTGTCTCCTCT-3'Nde5'-GGAATTC CATATG CACTTCCCTAGAGCCTGTGTCTCCTCT-3 ' Nde 프라이머 2Primer 2 5'-ATCCG CTCGAG CGGTAAATGGCTCTGATACAAGCTGTG-3'Xho5'-ATCCG CTCGAG CGGTAAATGGCTCTGATACAAGCTGTG-3 ' Xho

1-2) 인체 티로시나제 유전자의 증폭 및 분리·정제1-2) Amplification, Isolation, and Purification of the Human Tyrosinase Gene

인체 5'-스트레치 플러스 cDNA 라이브러리(human 5'-stretch plus cDNA library, Clontech, Palo Alto CA, USA)를 주형으로 하고, 상기 실시예 1-1)에서 제작한 2개의 프라이머를 이용하여 PCR을 수행하였다. PCR은 주형 DNA 100ng, 0.8μM 프라이머 1 및 프라이머 2, 최종 농도 0.2mM의 dNTP 혼합물(TaKaRa), 10×Z-Taq 완충용액 5㎕, Z-Taq 중합효소(TaKaRa) 1㎕를 포함하는 총 부피 50㎕ 의 PCR 반응 혼합물을 이용하여 수행되었다. PCR 반응은 98℃에서 5초; 53℃에서 10초; 및 72℃에서 30초를 한 사이클로 하여 35회 반복 수행하였다. 이후, 1% 아가로스 겔 전기영동을 수행하여 증폭된 PCR 산물을 확인하였으며, 그 결과를 도 3에 도시하였다. 진 클린 키트(Geneclean kit, BIO 101)를 이용하여 겔로부터 DNA를 추출하였다.PCR was performed using two primers prepared in Example 1-1 using a human 5'-stretch plus cDNA library (Clontech, Palo Alto CA, USA) as a template. It was. PCR consisted of a total volume containing 100 ng of template DNA, 0.8 μM primer 1 and primer 2, dNTP mixture (TaKaRa) at a final concentration of 0.2 mM, 5 μl of 10 × Z-Taq buffer, and 1 μl of Z-Taq polymerase (TaKaRa). It was performed using 50 μl of PCR reaction mixture. PCR reaction was 5 seconds at 98 ℃; 10 seconds at 53 ° C; And 35 cycles of 30 seconds at 72 ℃ in one cycle. Thereafter, 1% agarose gel electrophoresis was performed to confirm the amplified PCR product, and the results are shown in FIG. 3. DNA was extracted from the gel using a Geneclean kit (BIO 101).

<실시예 2><Example 2>

재조합 발현 벡터 pET-hTyr의 제작Construction of the Recombinant Expression Vector pET-hTyr

먼저, 상기 실시예 1에서 얻은 PCR 산물을 pCR 2.1-TOPO 클로닝 벡터(Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)와 실온에서 5분간 반응시켜 클로닝 벡터를 제조하였다. 상기 클로닝 벡터를 'pCR 2.1-TOPO-hTyr'이라 명명하였다. 이후, 42℃에서 40초간 열충격(heat shock)을 가하여 상기 pCR 2.1-TOPO-hTyr를 대장균(TOP10 one shot®supercompetent cell)에 도입하였다. 이후, 50㎍/㎖ 카나마이신(kanamycin)이 포함된 평판 L-브로쓰(Broth) 배지 상에서 배양하여 형질전환된 대장균을 선별하였다. 배양된 콜로니 중에서 하나를 선택하여 다시 액체 L-브로쓰 배지에서 배양한 후, 이로부터 DNA를 추출하였다. 추출된 DNA를NdeⅠ와XhoⅠ으로 절단한 후, 1% 아가로그 겔 전기영동을 수행하였다. 그 결과를 도 4에 도시하였다. 이후, QIA퀵 겔 추출 키트(QIAquick Gel Extraction Kit, Qiagen)를 이용하여 겔로부터 인체 티로시나제 유전자를 정제하였다.First, the PCR product obtained in Example 1 was reacted with pCR 2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) for 5 minutes at room temperature to prepare a cloning vector. The cloning vector was named 'pCR 2.1-TOPO-hTyr'. Thereafter, heat shock was applied at 42 ° C. for 40 seconds to introduce the pCR 2.1-TOPO-hTyr into E. coli (TOP10 one shot® supercompetent cell). Then, transformed Escherichia coli was selected by culturing on plate L-Broth medium containing 50 µg / ml kanamycin. One of the cultured colonies was selected and again incubated in liquid L-broth medium, after which DNA was extracted. The extracted DNA was digested with Nde I and Xho I, followed by 1% agalog gel electrophoresis. The results are shown in FIG. Then, the human tyrosinase gene was purified from the gel using a QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen).

정제된 티로시나제 유전자와 pET26b(+) 벡터(Novagen)를 T4 DNA 라이게이즈(ligase)를 이용하여 16℃에서 24시간 반응시켰다. 라이게이션 결과 생성된 재조합 발현 벡터를 'pET-hTyr'이라 명명하였다. 이후, 열충격(42℃)을 가하여 상기 pET-hTyr을 XL1-Blue(Stratagene, USA)로 도입시켰다. 형질전환된 XL-1 blue를 50㎍/㎖ 카나마이신이 포함된 LB-아가 플레이트에서 12시간 동안 배양하였다. 배양된 콜로니 중에서 하나를 따서, 다시 액체 L-브로쓰 상에서 배양하였다. 배양액으로부터 DNA 정제 키트(Wizard®PlusSV Minipreps DNA Purification System, Promega)를 이용하여 플라스미드 DNA(pET-hTyr)를 분리하였다. 이후, 상기 DNA를NdeⅠ과XhoⅠ으로 절단한 후 1% 아가로스 겔 전기영동을 수행하였다. 그 결과, 도 5에 도시된 바와 같이, 제한효소로 절단된 pET-hTyr에서 pCR 2.1-TOPO 클로닝 벡터의 크기(5360bp)에 해당하는 하나의 밴드와 인체 티로시나제 유전자의 크기(1600bp)에 해당하는 하나의 밴드가 각각 나타남을 확인할 수 있었다. 이후,열충격(42℃)을 이용하여 인체 티로시나제가 삽입된 것이 확인된 재조합 발현 벡터 pET-hTyr을 BL21(DE3)(Novagen)에 도입하였다. 형질전환된 BL21(DE3)를 50㎍/㎖의 카나마이신이 첨가된 LB- 아가 플레이트에서 12시간 동안 배양하였다. 이후, 각 플레이트에서 자란 콜로니 중에 하나를 선택하여 재조합 인체 티로시나제의 대량 발현에 이용하였다.The purified tyrosinase gene and pET26b (+) vector (Novagen) were reacted for 24 hours at 16 ° C. using a T4 DNA ligase. The recombinant expression vector produced as a result of ligation was named 'pET-hTyr'. Thereafter, thermal shock (42 ° C.) was added to introduce the pET-hTyr into XL1-Blue (Stratagene, USA). Transformed XL-1 blue was incubated for 12 hours in LB-agar plates containing 50 μg / ml kanamycin. One of the cultured colonies was picked up and again incubated on liquid L-broth. Plasmid DNA (pET-hTyr) was isolated from the culture using a DNA purification kit (Wizard® Plus SV Minipreps DNA Purification System, Promega). Thereafter, the DNA was digested with Nde I and Xho I, followed by 1% agarose gel electrophoresis. As a result, as shown in FIG. 5, one band corresponding to the size of the pCR 2.1-TOPO cloning vector (5360bp) and one corresponding to the size of the human tyrosinase gene (1600bp) in the pET-hTyr digested with restriction enzymes. The band of each appeared was confirmed. Thereafter, the recombinant expression vector pET-hTyr, which was confirmed to have inserted human tyrosinase using thermal shock (42 ° C), was introduced into BL21 (DE3) (Novagen). Transformed BL21 (DE3) was incubated for 12 hours in LB-agar plates added with 50 μg / ml kanamycin. Thereafter, one of the colonies grown on each plate was selected and used for mass expression of recombinant human tyrosinase.

<실시예 3><Example 3>

대장균에서의 재조합 인체 티로시나제의 대량 발현Mass Expression of Recombinant Human Tyrosinase in Escherichia Coli

pET-hTyr로 형질전환된 BL21(DE3)를 50㎍/㎖의 카나마이신이 첨가된 LB 배지에서 37℃, 2-3시간동안 배양하였다. 37℃에서 배양하면서 일정 시간마다 OD600(optical density) 값을 측정하였다. OD600값이 0.3 내지 0.4 정도가 되었을 때 발현유도제인 IPTG(Sigma)를 최종농도가 0.4mM이 되도록 첨가하였다. IPTG 첨가 후, 12시간 정도 더 배양하여 재조합 인체 티로시나제의 대량 발현을 유도하였다. 배양이 끝난 후, 배양액을 냉동원심분리기를 이용하여 4℃, 10,000g, 10분간 집균하여 -20℃에서 냉동 보관하였다.BL21 (DE3) transformed with pET-hTyr was incubated at 37 ° C. for 2-3 hours in LB medium supplemented with 50 μg / ml of kanamycin. OD 600 (optical density) values were measured at regular intervals while incubating at 37 ° C. When the OD 600 value was about 0.3 to 0.4, the expression inducing agent IPTG (Sigma) was added so as to have a final concentration of 0.4 mM. After addition of IPTG, the culture was further performed for about 12 hours to induce mass expression of recombinant human tyrosinase. After the incubation was completed, the culture solution was collected at 4 ° C., 10,000 g for 10 minutes using a freezing centrifuge and stored at -20 ° C. for freezing.

<실시예 4><Example 4>

재조합 인체 티로시나제의 정제Purification of Recombinant Human Tyrosinase

재조합 인체 티로시나제의 대량 발현된 균체를 1% 트리톤 X-100이 포함된20mM 인산 칼륨 완충용액(pH 6.8; 이하 '완충용액 A'이라 함) 10㎖로 2-3회 세척한 후, 균체를 다시 완충용액 A 10㎖로 균일화 시켰다. 이후, 초음파 파쇄기(Sonics & Materials INC.)를 이용하여 4℃에서 30~40 watts, 앰플리튜드(amplitude) 8% 의 조건으로 9초 동안 펄스(pulse)를 가하고 1초 동안 멈추기를 반복하여 20분간 균을 파괴하였다. 균 파쇄 후에 20,000g로 4℃에서 20분간 원심분리하여 단백질과 다른 세포 찌꺼기를 분리하였다. 이렇게 하여 다른 세포 불순물들이 제거된 조추출물을 수득하였다. 상기 상층액을 완충용액 A로 평형화시킨 DEAE-세파셀 이온 교환 크로마토그래피(DEAE-Sephacel ion exchange chromatography)(Pharmacia Biotech, Uppsala, Sweden)에 흡착시킨 후, 1㎖/min의 속도로 용출시켰다. 용출된 여액을 수집하여 1% 트리톤 X-100과 500mM NaCl이 포함된 20mM 트리스-염산(Tris-Cl) 완충용액(pH 7.9; 이하 '완충용액 B'라 함)으로 8시간씩 3회 투석하였다. 이후, 투석액을 완충용액 B로 평형화시킨 His·바인드 레진 크로마토그래피(His·Bind Resin chromatography, Novagen)에 흡착시켰다. 그리고 나서, 불필요한 단백질을 제거하기 위해 10mM 이미다졸(imidazol)이 포함된 완충용액 B로 충분히 세척하였다. 이 때 세척은 세척된 액의 OD280값을 측정하여 OD280=0이 될 때까지 세척하였다. 이후, 100mM 이미다졸이 포함된 완충용액 B로 1㎖/min의 속도로 용출시켰다. 용출액을 다시 완충용액 A로 8시간씩 3회 투석하였다. 투석액을 20,000g로 4℃에서 20분간 원심분리하여 재조합 인체 티로시나제를 분리하였다. 정제된 재조합 인체 티로시나제의 순수도는 12.5% SDS-PAGE에 의해 확인하였다. 그 결과, 도 6에 도시된바와 같이, 본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제의 분자량은 66kDa인 것으로 나타났다. 일반적으로 포유동물의 티로시나제는 번역 후 변형(post-translational modification) 과정에서 당질화(glycosylation)가 일어나 분자량이 증가하는 것으로 알려져 있으며(Imokawa and Mishima,J. Invest. Derm.85: 165-168, 1985; Imokawa,J. Invest. Derm.95: 39-49, 1990), 당질화가 일어난 티로시나제의 분자량은 약 70kDa인 것으로 보고되었다(Laskin and Paccinini,J. Biol. Chem.261: 16626-16635, 1986). 그러나, 도 6의 결과로부터 본 발명에 따라 대장균에서 발현된 재조합 인체 티로시나제는 당질화가 일어나지 않았음을 확인할 수 있었다. 또한, BSA 어세이(Prerce Chemical Co, Rockford IL)를 수행하여 단백질 정량을 수행하였다. BSA(bovine serum albumin)를 표준 단백질로 하여 37℃에서 30분간 반응시킨 후, OD562에서 흡광도를 측정하고, 표준곡선을 작성하여 정량하였다. 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다.The mass expressed cells of recombinant human tyrosinase were washed 2-3 times with 10 ml of 20 mM potassium phosphate buffer solution (pH 6.8; hereinafter referred to as 'Buffer A') containing 1% Triton X-100, and then the cells were washed again. It was homogenized with 10 ml of buffer solution A. Then, using an ultrasonic crusher (Sonics & Materials INC.) At 20 ℃ 30 ~ 40 watts, the amplifier (pulse) for 9 seconds under the condition of 8% of the amplitude (repeating for 1 second repeatedly for 20 minutes The bacteria were destroyed. After bacterial disruption, protein and other cell debris were separated by centrifugation at 20,000g for 20 minutes at 4 ° C. This gave a crude extract from which other cellular impurities were removed. The supernatant was adsorbed on DEAE-Sephacel ion exchange chromatography (Pharmacia Biotech, Uppsala, Sweden) equilibrated with buffer A and eluted at a rate of 1 ml / min. The eluted filtrate was collected and dialyzed three times for 8 hours with 20 mM Tris-Cl (Cl-Cl) buffer containing 1% Triton X-100 and 500 mM NaCl (pH 7.9; hereinafter referred to as Buffer B). . Subsequently, the dialysate was adsorbed on His Bind Resin chromatography (Nisagen), equilibrated with buffer B. Then, it was sufficiently washed with buffer B containing 10 mM imidazol to remove unnecessary protein. At this time, the washing is performed280OD by measuring the value280Wash until = 0. Thereafter, the solution was eluted at a rate of 1 ml / min with buffer B containing 100 mM imidazole. The eluate was dialyzed again with buffer A three times for 8 hours. Recombinant human tyrosinase was isolated by centrifuging the dialysate at 20,000 g for 20 minutes at 4 ° C. Purity of purified recombinant human tyrosinase was confirmed by 12.5% SDS-PAGE. As a result, as shown in Figure 6, the molecular weight of the recombinant human tyrosinase according to the present invention was found to be 66kDa. In general, mammalian tyrosinase is known to increase molecular weight due to glycosylation during post-translational modification (Imokawa and Mishima,J. Invest. Derm.85: 165-168, 1985; Imokawa,J. Invest. Derm.95: 39-49, 1990), the molecular weight of tyrosinase from which glycosylation occurred was reported to be about 70 kDa (Laskin and Paccinini,J. Biol. Chem.261: 16626-16635, 1986). However, it was confirmed from the results of FIG. 6 that recombinant human tyrosinase expressed in E. coli was not glycosylated. In addition, protein quantification was performed by performing a BSA assay (Prerce Chemical Co, Rockford IL). After reacting with BSA (bovine serum albumin) as a standard protein for 30 minutes at 37 ℃, OD562Absorbance was measured at, and a standard curve was prepared and quantified. The results are shown in Table 3 below.

<실시예 5>Example 5

정제된 인체 티로시나제의 특성 분석Characterization of Purified Human Tyrosinase

5-1) 티로신 수산화효소(tyrosine hydroxylase) 활성도 측정5-1) Tyrosine hydroxylase activity measurement

티로신 수산화효소 활성도 측정은 휴사인 등의 방법(Husainet al.,J. Invest. Dermatol. 78: 243-252, 1982)에 따라 수행하였다. L-도파(dopa)의 농도를 0 ~ 30mM의 범위로 하여 수산화(hydroxylation) 반응을 시킨 후, L-도파에 대한표준곡선을 작성하였다. 상기 표준곡선을 이용하여 반응 후 생성된 L-도파의 양을 결정하였다. 반응용액은 50mM 인산 칼륨 완충용액(pH 6.8)에 100μM L-티로신, 각 농도의 L-도파, 4mM 아스코르빈산(ascorbic acid) 그리고 상기 실시예 4에서 정제된 인체 티로시나제 100㎕를 넣어 총 2.5㎖로 제조하였다. 이후, 37℃에서 3시간 동안 반응시켰다. 이 때 대조구로는 정제된 인체 티로시나제를 첨가하지 않고 반응시켰다. 이후, 람 등의 방법(Ramet al.,J. Biol. Chem. 267: 23707-23712, 1992)에 따라 형광(fluorescence)을 이용하여 360nm에서 여기(excitation)시키고, 490nm에서 발광(emission)시켜 이 때의 세기를 측정하였다. 측정된 값을 L-도파의 농도로 전환하여 효소의 활성을 측정하였다. 본 발명에 따라 정제된 인체 티로시나제의 티로신 수산화효소 활성에 대한 비활성도는 시간(h)당 효소의 양(㎍)에 대한 L-dopa의 생성 몰수(mmol)로 정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.Tyrosine hydroxylase activity was measured according to Husain et al . (Husain et al ., J. Invest. Dermatol . 78: 243-252, 1982). After performing a hydroxylation reaction with the concentration of L-dopa in the range of 0 to 30 mM, a standard curve for L-dopa was prepared. The standard curve was used to determine the amount of L-wave generated after the reaction. In the reaction solution, add 50 μM potassium phosphate buffer (pH 6.8) to 100 μM L-tyrosine, L-dopa of each concentration, 4 mM ascorbic acid and 100 μl of human tyrosinase purified in Example 4, and total 2.5 ml. Was prepared. Thereafter, the reaction was carried out at 37 ° C. for 3 hours. At this time, the control was allowed to react without adding purified human tyrosinase. Thereafter, according to the method of Ram et al . (Ram et al ., J. Biol. Chem . 267: 23707-23712, 1992) by using fluorescence (excitation) at 360nm, the emission (emission) at 490nm The intensity at this time was measured. The activity of the enzyme was measured by converting the measured value to the concentration of L-dopa. The specific activity of tyrosine hydroxylase activity of the purified human tyrosinase according to the present invention was determined as the number of moles of L-dopa (mmol) relative to the amount of enzyme (μg) per hour (h). The results are shown in Table 2 below.

본 발명에 따른 인체 티로시나제의 티로신 수산화효소 활성도Tyrosine Hydroxylase Activity of Human Tyrosinase According to the Invention 정제단계Purification stage 비활성도(μmol/㎎/h)Specific activity (μmol / mg / h) 조추출물Crude extract 1.8±0.051.8 ± 0.05 DEAE-세파셀 크로마토그래피DEAE-Sephacel Chromatography 11.0±0.1211.0 ± 0.12 His·바인드 레진 크로마토그래피His bind resin chromatography 88.0±1.5088.0 ± 1.50

상기 표 2에 기재된 바와 같이, 조추출물에 비하여 His·바인드 레진 크로마토그래피로 최종 정제된 재조합 인체 티로시나제의 티로신 수산화효소 활성에 대한 비활성도가 약 88배 정도 증가된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 사람의 HeLa 세포에서 정제한 티로시나제의 티로신 수산화 효소 활성에 대한 비활성도가 22.3±0.01 pmol/㎍/h인 것과 비교할 때(Spritzet al.,J. Invest. Dermato., 109: 207-212, 1997), 본 발명에 따라 대장균에서 발현된 재조합 인체 티로시나제가 더 우수한 티로신 수산화 효소 활성을 가짐을 알 수 있다.As shown in Table 2 above, it was confirmed that the activity of tyrosine hydroxylase activity of the recombinant human tyrosinase finally purified by His bind resin chromatography was increased by about 88 times compared to the crude extract. In addition, the activity of tyrosinase purified by tyrosinase in human HeLa cells was compared to that of 22.3 ± 0.01 pmol / μg / h (Spritz et al ., J. Invest. Dermato. , 109: 207-212). , 1997), it can be seen that recombinant human tyrosinase expressed in E. coli has better tyrosine hydroxylase activity according to the present invention.

5-2) 도파 산화효소(Dopa oxidase) 활성도 측정5-2) Dopa oxidase activity measurement

도파 산화효소의 활성도 측정은 플링 등의 방법(Flinget al.J. Biol. Chem. 238: 2045-2053, 1963)에 따라 수행하였다. 도파 산화효소의 기질인 L-도파가 티로시나제에 의해 도파크롬(dopachrome)의 갈변 생성물로 전환되는 것을 475nm에서 측정하였다. 도파크롬은 475nm에서 농도에 따른 최대의 흡광도 값을 최대로 나타내며 이 때의 몰 흡광 계수는 3600(M-1cm-1)이다. 50mM 트리스-염산 완충용액(pH7.5)에 3mM L-도파를 첨가하여 37℃에서 10분간 정치한 다음, 상기 실시예 4에서 정제된 인체 티로시나제 30㎕를 첨가한 후, 바로 475nm에서 3분 동안 흡광도의 변화를 측정하였다. 이 때 효소의 활성도의 단위는 1 분당 1μmole의 도파크롬이 생성되는 것을 1 unit(μmole/min)으로 하여 정하였다. 또한, 비활성도는 효소 1㎎당 1 unit으로 하였다. 그 결과를 본 발명자의 이전 연구에서 제조된 pHis-Tyrosinase 발현 벡터를 이용하여 대장균에서 생산된 재조합 인체 티로시나제(대한민국 특허출원 제 2001-57379호)와 비교하여 하기 표 3에 기재하였다.Activity measurement of dopa oxidase was performed according to the method of Fling et al . (Fling et al . J. Biol. Chem . 238: 2045-2053, 1963). It was measured at 475 nm that L-dopa, a substrate of dopa oxidase, was converted to the browning product of dopachrome by tyrosinase. Dopachrome has a maximum absorbance value with a maximum concentration at 475 nm, and the molar extinction coefficient at this time is 3600 (M -1 cm -1 ). 3 mM L-dopa was added to 50 mM Tris-HCl buffer solution (pH7.5) and allowed to stand at 37 ° C. for 10 minutes, and then 30 μl of purified human tyrosinase in Example 4 was added thereto, followed by 3 minutes at 475 nm. The change in absorbance was measured. At this time, the unit of activity of the enzyme was determined as 1 unit (μmole / min) to generate 1 μmole of dopachrome per minute. In addition, the specific activity was 1 unit per 1 mg of enzyme. The results are shown in Table 3 below in comparison with recombinant human tyrosinase (Korean Patent Application No. 2001-57379) produced in Escherichia coli using the pHis-Tyrosinase expression vector prepared in the inventor's previous study.

재조합 인체 티로시나제의 도파 산화효소 활성도Dopa Oxidase Activity of Recombinant Human Tyrosinase 정제단계Purification stage 총활성(units)Total activity 총단백질(㎎)Total protein (mg) 비활성(units/㎎)Inactive (units / mg) 수율(%)yield(%) 정제도(fold)Fold 본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제Recombinant human tyrosinase according to the present invention 조추출물Crude extract 57005700 400400 14.314.3 100100 1One DEAE-세파셀 크로마토그래피DEAE-Sephacel Chromatography 44604460 6464 69.769.7 7878 55 His·바인드 레진 크로마토그래피His bind resin chromatography 19221922 2.752.75 699699 3434 4949 특허출원 제 2001-57379호의 재조합 인체 티로시나제Recombinant Human Tyrosinase of Patent Application No. 2001-57379 조추출물Crude extract 136136 350350 0.40.4 100100 1.01.0 DEAE-세파셀 크로마토그래피DEAE-Sephacel Chromatography 6464 4646 1.41.4 4747 3.53.5 His·바인드 레진 크로마토그래피His bind resin chromatography 2626 1One 26.026.0 1919 65.065.0

상기 표 3에 기재된 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 생산된 재조합 인체 티로시나제의 단백질 양(조추출물의 단백질 양)이 특허출원 제 2001-57379호에 개시된 방법에 따라 생산된 재조합 인체 티로시나제의 단백질 양과 거의 유사함을 확인할 수 있었다. 그러나, 본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제의 총활성은 특허출원 제 2001-57379호의 재조합 인체 티로시나제의 총활성보다 현저히 높았으며, 이에 따라 비활성이 약 36배 정도 증가하였음을 확인할 수 있었다. 이는 본 발명의 방법에 따라 pET-hTyr 벡터를 이용하여 대장균에서 생산된 재조합 인체 티로시나제가 불용성 응집체를 형성하지 않고, 온전한 활성을 갖는 효소로 발현되었음을 보여주는 결과이다. 또한, 최종적으로 정제된 효소의 양이 본 발명에서 현저히 많음을 확인할 수 있었다. 이는 본 발명에 따른 방법이 높은 비활성을 갖는 재조합 인체 티로시나제를 대장균에서 고수율로 제조할 수 있음을 나타내는 것이다.As shown in Table 3, the amount of protein of the recombinant human tyrosinase produced according to the method of the present invention (the amount of protein of crude extract) and the amount of protein of the recombinant human tyrosinase produced according to the method disclosed in Patent Application No. 2001-57379 It can be confirmed that almost similar. However, the total activity of recombinant human tyrosinase according to the present invention was significantly higher than the total activity of recombinant human tyrosinase of Patent Application No. 2001-57379, and thus it was confirmed that the inactivation increased about 36 times. This is a result showing that the recombinant human tyrosinase produced in Escherichia coli using the pET-hTyr vector according to the method of the present invention was expressed as an enzyme having intact activity without forming insoluble aggregates. In addition, it was confirmed that the amount of the finally purified enzyme was significantly higher in the present invention. This indicates that the method according to the invention can produce recombinant human tyrosinase with high inactivation in E. coli in high yield.

5-3) 기질 농도에 따른 영향 조사5-3) Investigate the effect of substrate concentration

5-3-1) L-티로신의 농도에 대한 영향5-3-1) Effect on the Concentration of L-Tyrosine

기질인 L-티로신의 농도를 0.01 ~ 1mM의 범위로 하여 본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제에 대한 기질 농도의 영향을 조사하였다. 상기 실시예 5-1)의 티로신 수산화효소의 활성도 측정 방법과 동일한 방법에 따라 수행하였다. 본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제의 Km 값을 라인위버-버크 플롯(Lineweaveret al.,J. Am. Chem. Soc., 56: 658-666, 1934)에 의하여 계산하였다. 그 결과, 본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제의 L-티로신에 대한 Km 값은 2.34μM로 계산되었다. 이는 본 발명자의 이전 연구 결과에서 제조된 인체 티로시나제의 Km 값(0.17mM)(대한민국 특허출원 제 2001-57379호)과 멜라노마 세포(melanoma cell)에서 추출된 티로시나제의Km 값(0.2mM)(Sangjinet al.,Korean Biochem. J. 26: 632-637, 1993)보다 약 100배 정도 낮은 값이다. 이로부터, 기질인 L-티로신에 대한 본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제의 친화력이 100배 이상 더 높다는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 결과는 본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제의 고차구조가 완전하게 폴딩되었다는 것을 보여주는 것이다.The effect of substrate concentration on the recombinant human tyrosinase according to the present invention was investigated with the concentration of L-tyrosine, which is a substrate, in the range of 0.01-1 mM. It was carried out according to the same method as the activity measurement method of tyrosine hydroxylase of Example 5-1). The Km value of the recombinant human tyrosinase according to the present invention was calculated by Lineweaver et al . (Lineweaver et al ., J. Am. Chem. Soc. , 56: 658-666, 1934). As a result, the Km value for L-tyrosine of the recombinant human tyrosinase according to the present invention was calculated to be 2.34 μM. This K m value (0.2mM) of the tyrosinase extracted from the previous study the Km value of the human tyrosinase prepared in the inventors (0.17mM) (Republic of Korea Patent Application No. 2001-57379 call) and melanoma cells (melanoma cell) ( Sangjin et al ., Korean Biochem. J. 26: 632-637, 1993). From this, it can be seen that the affinity of the recombinant human tyrosinase according to the invention for the substrate L-tyrosine is at least 100 times higher. The results also show that the higher order structures of recombinant human tyrosinase according to the present invention are fully folded.

5-3-2) L-도파의 농도에 대한 영향5-3-2) Effect on the concentration of L-dopa

또 다른 기질인 L-도파의 농도를 0.05 ~ 5mM의 범위로 하여 본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제에 대한 기질 농도의 영향을 조사하였다. 상기 실시예 5-2)의 도파 산화효소 활성도 측정 방법과 동일한 방법에 따라 수행하였다. 이후, 상기 5-3-1)과 동일한 방법에 따라 L-도파에 대한 본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제의 Km 값을 계산하였다. 그 결과, 본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제의 L-도파에 대한 Km 값은 0.31mM로 계산되었다. 이는 멜라노마 세포에서 정제된 티로시나제의 L-도파에 대한 Km 값(0.4mM)과 거의 유사한 수치였다(Kanget al.,Korean Biochem. J., 26: 632-637, 1993). 이로부터 L-도파에 대한 결합력에 있어서, 본 발명에 따라 대장균에서 발현된 재조합 인체 티로시나제와 멜라노마 세포의 티로시나제가 거의 차이가 없음을 알 수 있다.The influence of the substrate concentration on the recombinant human tyrosinase according to the present invention was investigated with the concentration of another substrate, L-dopa, in the range of 0.05-5 mM. The waveguide oxidase activity measurement method of Example 5-2) was performed according to the same method. Then, Km value of the recombinant human tyrosinase according to the present invention for L-dopa was calculated according to the same method as 5-3-1). As a result, the Km value for L-dopa of the recombinant human tyrosinase according to the present invention was calculated to be 0.31 mM. This was almost similar to the Km value (0.4 mM) for L-dopa of purified tyrosinase in melanoma cells (Kang et al ., Korean Biochem. J. , 26: 632-637, 1993). From this, it can be seen that there is almost no difference in the binding force to L-dopa in the recombinant human tyrosinase and melanoma cells expressed in E. coli according to the present invention.

5-4) 저해 효과 측정5-4) Determination of Inhibitory Effect

본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제에 대한 저해제(inhibitor)의 저해 효과를 측정하기 위하여, 알부틴(arbutin), L-아스코르빈산, 글루타치온(glutathione)을 저해제로 사용하여 그 저해 효과를 측정하였다. 각 저해제를 최종농도가 각각 0.03 ~ 3mM가 되도록 제조하였다. 각 농도의 저해제와 본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제를 넣은 후, 도파 산화효소 활성도 측정을 수행하여 잔존 활성(remaining activity)을 측정하였다. 이 때 기질로는 L-도파를 사용하였다. 효소의 활성을 50% 저해시킬 때의 저해제의 농도(IC 50)를 각 농도에대한 플롯으로부터 결정하였다. 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다.In order to measure the inhibitory effect of the inhibitor (inhibitor) on recombinant human tyrosinase according to the present invention, the inhibitory effect was measured by using arbutin, L-ascorbic acid, glutathione as an inhibitor. Each inhibitor was prepared so that the final concentration was 0.03 to 3 mM, respectively. After adding the inhibitor of each concentration and the recombinant human tyrosinase according to the present invention, the dopa oxidase activity was measured to measure the remaining activity. At this time, L-dopa was used as a substrate. The concentration of inhibitor ( IC 50 ) at 50% inhibition of enzyme activity was determined from the plot for each concentration. The results are shown in Table 4 below.

각 저해제의IC 50 IC 50 values for each inhibitor 저해제Inhibitor IC 50(mM) IC 50 (mM) 알부틴Arbutin 4.30±0.174.30 ± 0.17 L-아스코르빈산L-ascorbic acid 5.26×10-3± 0.185.26 × 10 -3 ± 0.18 글루타치온Glutathione 2.31×10-2±0.092.31 × 10 -2 ± 0.09

상기 표 4에 기재된 바와 같이, 알부틴에 대한IC 50값은 4.30mM로 나타났다. 이는 멜라노마 세포에서 추출된 티로시나제의 알부틴에 대한IC 50값(18.9mM)과 비교하여 약 75% 정도 더 낮은 농도이다. 이로부터 알부틴이 본 발명에 따른 재조합 인체 티로시나제에 대하여 더 우수한 억제 효과를 보임을 알 수 있다. 또 글루타치온의IC 50값이 2.31×10-2mM로 가장 저농도를 나타내었다. 이는 글루타치온과 같은 황 함유 물질이 티로시나제의 구리이온과 배위 결합을 통하여 착화합물을 형성함으로써 강력한 티로시나제 활성을 나타낸다는 연구결과(Wood and Schallreuter,Biochim Biophys Acta.1074: 378-385, 1991)와 일치하는 것이다.As described in Table 4 above, the IC 50 value for arbutin was found to be 4.30 mM. This is about 75% lower concentration of tyrosinase extracted from melanoma cells compared to the IC 50 value (18.9 mM) for arbutin. From this it can be seen that arbutin shows a better inhibitory effect on the recombinant human tyrosinase according to the present invention. In addition, the IC 50 value of glutathione was 2.31 × 10 −2 mM, showing the lowest concentration. This is consistent with studies showing that sulfur-containing substances such as glutathione exhibit strong tyrosinase activity by forming complexes through coordinating bonds with tyrosinase copper ions (Wood and Schallreuter, Biochim Biophys Acta. 1074: 378-385, 1991). .

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 재조합 인체 티로시나제를 대장균에서 안정적으로 발현시켜 대량생산하였다. 본 발명에 따른 방법은 대장균 내에서 불용성 응집체의 형성없이 온전한 활성을 갖는 재조합 인체 티로시나제를 안정적으로 발현시켜 대량 생산할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따라 대장균에서 대량 생산된 재조합 인체 티로시나제는 온전한 효소 활성을 가지고 있기 때문에, 피부암과 피부 색소 결핍증 등 피부 질환의 의학적인 연구에 유용하게 이용될 수 있다.As described above, in the present invention, recombinant human tyrosinase was stably expressed in E. coli and mass produced. The method according to the present invention has the advantage of stably expressing recombinant human tyrosinase having intact activity without the formation of insoluble aggregates in Escherichia coli, thereby producing a large amount. In addition, since recombinant human tyrosinase produced in large quantities in E. coli has intact enzymatic activity, it can be usefully used for medical research of skin diseases such as skin cancer and skin pigment deficiency.

Claims (5)

(a) 인체 티로시나제 유전자를 증폭하기 위한 프라이머쌍을 이용하여 PCR을 수행함으로써 인체 티로시나제 유전자를 증폭시키는 단계;(a) amplifying the human tyrosinase gene by performing PCR using a primer pair for amplifying the human tyrosinase gene; (b) 상기 증폭된 인체 티로시나제 유전자를 pET-26b(+) 벡터에 삽입하여 재조합 발현 벡터 pET-hTyr를 제조하는 단계;(b) inserting the amplified human tyrosinase gene into a pET-26b (+) vector to prepare a recombinant expression vector pET-hTyr; (c) 상기 재조합 발현 벡터 pET-hTyr로 대장균을 형질전환하는 단계; 및(c) transforming Escherichia coli with the recombinant expression vector pET-hTyr; And (d) 형질전환된 대장균을 배양하여 재조합 인체 티로시나제 단백질을 발현시킨 후, 이를 수집 및 정제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 재조합 인체 티로시나제 단백질을 대장균에서 대량 생산하는 방법.(d) culturing the transformed Escherichia coli, expressing the recombinant human tyrosinase protein, and then collecting and purifying the recombinant human tyrosinase protein. 제 1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 인체 티로시나제 유전자는 서열번호 1로 기재되는 염기서열을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the human tyrosinase gene of step (a) has a nucleotide sequence as set forth in SEQ ID NO: 1. 제 1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 프라이머쌍은 서열번호 2 및 서열번호 3으로 기재되는 염기서열을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the primer pair of step (a) is characterized in that it has a nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3. 제 1항에 있어서, 상기 (d) 단계의 정제는 DEAE-세파셀 음이온 교환 크로마토그래피(DEAE-Sephacel anion exchange chromatography) 및 His·바인드 레진 크로마토그래피(His·Bind Resin chromatography)를 순차적으로 행하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the purification of the step (d) is performed by DEAE-Sephacel anion exchange chromatography and His Bind Resin chromatography in sequence. How to. 제 1항의 방법에 따라 제조된 재조합 인체 티로시나제 단백질.Recombinant human tyrosinase protein prepared according to the method of claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1903108A1 (en) * 2006-09-20 2008-03-26 Chung-Ang University Industry-Academy Cooperation Foundation Transmembrane domain-removed recombinant human tyrosinase and method of producing the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4898814A (en) * 1986-10-06 1990-02-06 Donald Guthrie Foundation For Medical Research, Inc. A cDNA clone for human tyrosinase
KR960031475A (en) * 1995-02-06 1996-09-17 김은영 Thrombin-like protein with platelet aggregation effect and preparation method thereof
KR20030023423A (en) * 2001-09-12 2003-03-19 최상숙 Preparation of Human Tyrosinase Using Escherichia Coli

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4898814A (en) * 1986-10-06 1990-02-06 Donald Guthrie Foundation For Medical Research, Inc. A cDNA clone for human tyrosinase
KR960031475A (en) * 1995-02-06 1996-09-17 김은영 Thrombin-like protein with platelet aggregation effect and preparation method thereof
KR20030023423A (en) * 2001-09-12 2003-03-19 최상숙 Preparation of Human Tyrosinase Using Escherichia Coli

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol. 2000 Apr;125(4):563-9. *
NCBI GeneBank Accession Version M27160.1 GI:1698397, Human tyrosinase] *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1903108A1 (en) * 2006-09-20 2008-03-26 Chung-Ang University Industry-Academy Cooperation Foundation Transmembrane domain-removed recombinant human tyrosinase and method of producing the same

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Ventura et al. Bovine brain 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2, 6-bisphosphatase. Evidence for a neural-specific isozyme.
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