KR20080093586A - Recombinant plasmid vector, Seratia Masson genus recombinant strain transformed with recombinant plasmid vector and lipase production method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 슈도모나스 플루오레슨스 균주로부터 추출한 tliDEF ABC 트랜스포터와 리파아제(tliA)를 코딩하는 DNA를 플라스미드 벡터를 이용해 세라티아 마슨스 균주에 형질전환하여 기존의 균주보다 높은 활성의 리파아제를 대량으로 생산하는 시스템을 구축하였다. 이를 통해 ABC형 단백질분비운반체를 이용하여 리파아제를 봉입체 형태가 아닌 활성화된 형태로 수득할 수 있으며 원균주의 체외로 리파아제가 배출되므로 별도로 원균주를 분쇄하지 않고 리파아제를 수득할 수 있어, 매우 경제적이며 수득률도 높다. The present invention transforms the DNA encoding the tliDEF ABC transporter and lipase (tliA) extracted from the Pseudomonas fluorescence strain to the Serratia masons strain using a plasmid vector to produce a large amount of lipase of higher activity than the existing strain. The system was built. Through this, the lipase can be obtained in the activated form instead of the inclusion body using the ABC-type protein secretion carrier, and since the lipase is discharged in vitro, the lipase can be obtained without grinding the original strain, which is very economical and yields. Is also high.
나아가, 특정의 플라스미드 벡터 유래의 제조합 플라스미드 벡터를 특정의 세라티아 마티스속 균주에 형질전환시키는 경우 리파아제의 생산효율이 급격히 증가한다.Furthermore, the production efficiency of lipase increases rapidly when the plasmid vector derived from a specific plasmid vector is transformed into a specific strain of Serratia matisse.
Description
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 재조합 플라스미드 벡터에 대한 유전자지도이다.1A-1D are genetic maps of the recombinant plasmid vectors of the present invention.
도 2는 본 발명의 재조합 세라티아속 균주를 LBT 플레이트에서 배양할 때 발생하는 투명환을 나타내는 사진이다.Figure 2 is a photograph showing a clear ring that occurs when the recombinant Serratia genus strain of the present invention incubated in an LBT plate.
도 3a 및 도 3b는 선별된 세라티아속 재조합 균주의 LB 배지 100 ml에서의 세포성장과 리파아제 활성을 나타내는 그래프이다.3A and 3B are graphs showing cell growth and lipase activity in 100 ml of LB medium of selected Seratia recombinant strains.
도 4는 선별된 세라티아속 재조합 균주의 SDS-PAGE 전기영동의 결과를 나타낸 그림이다.4 is a diagram showing the results of SDS-PAGE electrophoresis of selected Seratia recombinant strains.
도 5는 본 발명의 재조합 플라스미드를 재조합 대장균에 도입하여 배양할 때 세포성장과 리파아제 활성을 나타내는 그래프이다. 5 is a graph showing cell growth and lipase activity when the recombinant plasmid of the present invention is introduced and cultured in recombinant E. coli.
도 6은 본 발명의 재조합 플라스미드를 슈도모나스 플루오레슨스에 도입하여 배양할 때 세포성장과 리파아제 활성을 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing cell growth and lipase activity when the recombinant plasmid of the present invention is introduced and cultured in Pseudomonas fluorescence.
본 발명은 재조합 플라스미드 벡터, 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환된 세라티아 마슨스속 재조합 균주 및 이를 이용한 리파아제 생산방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 균주보다 높은 활성의 리파아제를 생산할 수 있는 리파아제의 생산방법 및 이에 사용되는 재조합 플라스미드 벡터, 상기 재조합 벡터로 형질전환된 세라티아 마슨스속 재조합 균주에 관한 것이다.The present invention relates to a recombinant plasmid vector, a recombinant strain of the genus Serratia masons transformed with a recombinant plasmid vector, and a method for producing a lipase using the same. More specifically, a method for producing a lipase capable of producing a lipase having higher activity than a conventional strain. And a recombinant plasmid vector used therein, and a Seratia Mason genus recombinant strain transformed with the recombinant vector.
지난 수십년간 생물공학의 많은 발전과 함께 미생물로부터 인간에 이르기까지 여러 생물체로부터 여러 가지 유전자를 발견하여 그 특성을 밝혔고, 염기서열이 결정되었으면, 이 유전자를 다시 숙주세포에 넣어 원하는 단백질을 만드는 작업들이 이루어져 왔다. 유전자의 도입을 위하여 사용되는 대표적인 숙주로서, 대장균(Escherichia coli)은 실험실의 연구도구로서 오랫동안 사용되어 왔는데, 다른 숙주에 비하여 많은 연구가 되어있고, 사용하기 편리하며, 용도에 맞게 여러 가지로 변형된 많은 대장균이 있어, 이들은 연구뿐 아니라 산업적 대량생산에 필요한 유용 단백질의 생산에도 유용하게 사용되었다, 대장균은 외래 유전자의 단백질을 전체 단백질의 20-50%정도 축적하므로, 과량으로 단백질을 얻을 수 있는 장점이 있지만, 외래 유전자를 대장균에서 발현할 때, 단백질이 활성형태로 만들어지는 것이 아닌 불활성형태의 봉입체(inclusion body)로 만들어지는 경우가 많다. In the past decades, with the development of biotechnology, we have discovered and characterized various genes from various organisms, from microorganisms to humans. Once the sequencing has been determined, the work of putting these genes back into the host cell to make the desired protein Has been made. As a representative host used for the introduction of genes, Escherichia coli has been used for a long time as a laboratory research tool, which is more researched than other hosts, is convenient to use, and has been modified in various ways to suit the purpose. There are many E. coli bacteria, and they are useful not only for research but also for the production of useful proteins for industrial mass production.E. Coli accumulates 20-50% of the protein of foreign genes, so it can be obtained in excess. However, when the foreign gene is expressed in Escherichia coli, the protein is often made of an inactive inclusion body rather than the active form.
이에 대한 문제를 해결하기 위해 세포 내에서 발현된 단백질을 세포 밖으로 분비하는 연구가 진행되어 왔다. 발현된 단백질을 세포 밖으로 분비시키면 세포 안에서 생산된 단백질이 축적되기 전에 밖으로 분비됨으로써 봉입체를 형성시키지 않게 할 수 있는 것이다. 미생물을 이용하여 단백질을 생산하는데 있어 가장 이상적인 것은 세포 안에서 발현된 단백질이 세포 밖으로 분비되어 미생물 배양액으로부터 미생물만 제거하면, 원하는 단백질을 미생물 배양액으로부터 바로 얻는 방법이다. In order to solve this problem, studies have been conducted to secrete proteins expressed in cells out of cells. By secreting the expressed protein out of the cell, the protein produced in the cell can be secreted out before it accumulates so that it does not form inclusion bodies. The most ideal for producing proteins using microorganisms is to obtain the desired protein directly from the microbial culture when the protein expressed in the cells is secreted out of the cell to remove only the microorganism from the microbial culture.
단백질 분비방법의 하나로 ABC형 단백질분비운반체(ABC transporter)가 있는데, 이는 ATP를 분해하면서 단백질을 분비하기 때문에 ATP와 결합하는 카셋트를 가지고 있어 ABC 트랜스포터라 명명되었다. 이 분비경로에 의하여 분비되는 단백질은 카르복시말단 표적신호(C-terminal targeting signal)가 있으며, 이 신호가 분비촉진단백질인 ABC형 단백질분비운반체에 의해 인지되어 단백질이 세포 밖으로 분비된다. 이러한 ABC형 단백질분비운반체 시스템에 의한 단백질의 분비는 세포막에 존재하는 ABC형 단백질분비운반체 단백질들에 의해 이루어지며, ABC형 단백질분비운반체 시스템을 통할 경우, 그람 양성세균과 그람 음성세균 모두 막을 한번에 통과할 수 있게 된다. 즉, 그람음성균의 경우, 세포 내막과 세포 외막을 통과할 때 ABC형 단백질분비운반체 중 한 단백질과 분비하게 되는 단백질이 부분적으로 융합되어 단백질이 두 개의 생체막을 동시에 통과하게 되는 것이다. 따라서, 그람 음성균의 경 우, ABC형 단백질분비운반체에 의한 분비 시스템은 간단하고 효과적인 방법으로 단백질을 세포 밖으로 분비하게 할 수 있다. One of the methods of protein secretion is the ABC-type protein secretion carrier (ABC transporter), which is a ABC transporter because it has a cassette that binds to ATP because it secretes proteins while decomposing ATP. Protein secreted by this secretion pathway has a carboxy terminal targeting signal (C-terminal targeting signal), which is recognized by the ABC-type protein secretion carrier, a secretagogue protein, and secreted out of the cell. The secretion of proteins by the ABC-type protein secretion carrier system is made by the ABC-type protein secretion carrier proteins present in the cell membrane. When the ABC-type protein secretion carrier system is used, both Gram-positive bacteria and Gram-negative bacteria pass through the membrane at once. You can do it. That is, in the case of Gram-negative bacteria, the protein secreted with one of the ABC-type protein secretion carriers is partially fused when passing through the inner and outer membranes of the gram-negative bacteria so that the protein passes through two biological membranes simultaneously. Therefore, in the case of Gram-negative bacteria, the secretion system by the ABC-type protein secretion carrier can secrete the protein out of the cell in a simple and effective manner.
지금까지 분비촉진단백질인 ABC형 단백질분비운반체와 이에 의해 분비되는 리파아제에 관해 연구된 사례는 다음과 같다.So far, the case studies on the secretion promoter protein type ABC secretion carrier and the lipase secreted by it are as follows.
[표 1]TABLE 1
한편, 리파아제(lipase) 효소는 식품산업, 사료산업, 대체에너지산업, 의약산업, 세제산업 등에서 주로 이용되고 있으며, 주요 생산 미생물은 세 균(bacteria), 효모(yeast), 곰팡이(fungi) 등 그 종류가 다양하며, 산업적인 측면에서 효소 생산은 주로 효모인 캔디다와 세균인 불콜데리아가 이용되었다. 다양한 분야에 리파아제가 응용되고 있고, 그러한 요구에 맞추어 새로운 리파아제 생산균주가 연구되어지고 있다. Lipase enzymes are mainly used in the food industry, feed industry, alternative energy industry, pharmaceutical industry and detergent industry, and the main producing microorganisms are bacteria, yeast and fungi. There are many varieties, and from an industrial point of view, the enzyme production mainly used yeast Candida and bacteria Bulcolderia. Lipases have been applied to various fields, and new lipase producing strains have been studied to meet such demands.
리파아제 생산에 있어 문제점은 공정개발의 어려움도 있지만 우수한 균주 확보의 어려움에 문제가 있다. 리파아제를 생산하는 미생물의 종류에 따라 생산된 효소의 작용과 그 활성이 매우 달라지므로, 리파아제 생산능력을 가진 새로운 미생물 발견의 필요성이 있고 이를 이용한 효소의 생산 기술연구가 매우 중요하다.Problems in the production of lipases are difficult in process development, but there are problems in securing excellent strains. Since the action and activity of the produced enzymes are very different depending on the types of microorganisms producing lipases, there is a need for the discovery of new microorganisms with lipase-producing ability and research on the production of enzymes using them is very important.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 그람음성세균의 ABC형 단백질분비운반체와 리파아제 DNA를 플라스미드 벡터를 이용해 세라티아 마슨스 균주에 형질전환하여 세라티아 마슨스재조합 균주를 만들고, 이 재조합 균주로부터 기존 균주보다 활성이 높은 리파아제를 생산하는 새로운 세포 외 리파아제 생산 시스템을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to transform the Seratia Masons strain by transforming the Gram-negative ABC-type protein secretion carrier and lipase DNA to Serratia Masons strain using a plasmid vector It is to provide a new extracellular lipase production system that makes a strain, and produces a lipase having higher activity than the existing strain from the recombinant strain.
본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 재조합 플라스미드 벡터는 플라스미드 벡터에 그람음성세균으로부터 유래된 ABC형 단백질분비운반체 및 리파아제를 코딩하는 유전자가 도입된 것을 특징으로 한다. Recombinant plasmid vector for solving the technical problem of the present invention is characterized in that the gene encoding the ABC-type protein secretion carrier and lipase derived from Gram-negative bacteria was introduced into the plasmid vector.
이 때 사용가능한 상기 플라스미드 벡터는 대장균용 플라스미드이며, 바람직하게는 pACYC184, pKK223-3, pDSK519 및 pHCE로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 플라스미드 벡터를 사용할 수 있다.The plasmid vector which can be used at this time is E. coli plasmid, preferably any one plasmid vector selected from the group consisting of pACYC184, pKK223-3, pDSK519 and pHCE can be used.
상기 그람음성세균은 바람직하게는 슈도모나스 플루오레슨스(Pseudomonas fluorescens) 속이며, 보다 바람직하게는 상기 ABC형 단백질분비운반체를 코딩하는 유전자는 tliDEF 이고, 리파아제를 코딩하는 유전자는 tliA 를 포함하는 DNA를 사용할 수 있다.The Gram-negative bacterium is preferably of the genus Pseudomonas fluorescens , more preferably, the gene encoding the ABC-type protein secretion carrier is tliDEF, and the gene encoding the lipase may use DNA including tliA. have.
상기 재조합 플라스미드 벡터는 바람직하게는 도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 1d 중 어느 하나로 표시되는 유전자 지도를 가진다.The recombinant plasmid vector preferably has a genetic map represented by any one of FIGS. 1A, 1B, 1C and 1D.
본 발명의 다른 형태에 따른 세라티아 마슨스속 재조합 균주는 상술한 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환되며, 이 경우 세라티아 마슨스속 원균주는 바람직하게는 SM2216 (KCTC2216), SM2356 (KCTC2356), SM2516 (KCTC2516), SM2798 (KCTC2798) 및 SM2801 (KCTC2801) 중 어느 하나를 사용할 수 있다.Seratia Mason genus recombinant strain according to another embodiment of the present invention is transformed with the above-described recombinant plasmid vector, in this case, the strains of the genus Serratia Masons preferably SM2216 (KCTC2216), SM2356 (KCTC2356), SM2516 (KCTC2516), Either SM2798 (KCTC2798) or SM2801 (KCTC2801) can be used.
본 발명의 또 다른 형태에 따른 유전자 재조합 방법에 의한 리파아제 생산방법은, 1) 슈도모나스 플루오레슨스속 균주 유래의 tliDEF ABC 트랜스포터와 리파아제를 코딩하는 DNA 단편이 도입된 재조합 플라스미드 벡터를 제조하는 단계, 2) 상기 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환된 세라티아 마슨스속 재조합 균주를 제조하는 단계, 3) 상기 형질전환된 세라티아 마슨스속 재조합 균주를 배지 내에서 배양 하여 리파아제의 세포 외 분비를 유도하는 단계; 및 4) 상기 형질전환된 재조합 균주의 배양액으로부터 리파아제를 회수하는 단계로 이루어진다. Lipase production method by a gene recombination method according to another embodiment of the present invention, 1) preparing a recombinant plasmid vector in which a tliDEF ABC transporter derived from Pseudomonas fluorsonson strain and a DNA fragment encoding a lipase is introduced, 2 1) preparing a recombinant strain of Seratia masons genus transformed with the recombinant plasmid vector, 3) inducing extracellular secretion of lipase by culturing the transformed Serratia masons genotype strain in a medium; And 4) recovering lipase from the culture of the transformed recombinant strain.
상기 재조합 플라스미드 벡터는 바람직하게는 도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 1d 중 어느 하나로 표시되는 유전자 지도를 가지며, 세라티아 마슨스속 원균주는 SM2216 (KCTC2216), SM2356 (KCTC2356), SM2516 (KCTC2516), SM2798 (KCTC2798) 및 SM2801 (KCTC2801) 중 어느 하나이다.The recombinant plasmid vector preferably has a genetic map represented by any one of Figs. 1A, 1B, 1C and 1D, and the genus strains of Serratia masons are SM2216 (KCTC2216), SM2356 (KCTC2356), SM2516 (KCTC2516), One of SM2798 (KCTC2798) and SM2801 (KCTC2801).
상기 세라티아 마슨스속 재조합 균주는 바람직하게는 원균주가 SM2356 (KCTC2356)이고 pKK223-3 유래의 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환된 균주, 원균주가 SM2798 (KCTC2798)이고 pKK223-3 유래의 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환된 균주, 원균주가 SM2356 (KCTC2356)이고 pDSK519 유래의 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환된 균주 및 원균주가 SM2516 (KCTC2516)이고 pDSK519 유래의 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환된 균주로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 재조합 균주의 효율이 가장 좋다.Said Seratia Massons recombinant strain is preferably a strain transformed with a recombinant plasmid vector derived from pKK223-3 with the original strain of SM2356 (KCTC2356), and transformed with a recombinant plasmid vector derived from pKK223-3 with the original strain of SM2798 (KCTC2798). Any one selected from the group consisting of a strain transformed with a recombinant plasmid vector derived from pDSK519, and a strain transformed with a recombinant plasmid vector derived from pDSK519 and a native strain is SM2356 (KCTC2356). The efficiency of the strain is the best.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 그람음성세균의 ABC형 단백질분비운반체와 리파아제 DNA를 플라스미드 벡터를 이용해 세라티아 마슨스 균주에 형질전환하여 세라티아 마슨스재조합 균주를 만들고, 이 재조합 균주로부터 기존 균주보다 활성이 높은 리파아제를 생산하는 새로운 세포 외 리파아제 생산 시스템을 제공하는 것이다.The present invention transforms Seratia Masons strain by transforming ABC type protein secretion carrier and lipase DNA of Gram-negative bacterium into plasmid vector to make Seratia Masons recombination strain, and from this recombinant strain lipase having higher activity than existing strain It is to provide a new extracellular lipase production system to produce.
이를 위하여, 본 발명의 제1형태로서 플라스미드 벡터에 그람음성세균으로부터 유래된 ABC형 단백질분비운반체 및 리파아제를 코딩하는 유전자가 도입된 재조합 플라스미드 벡터를 제공한다. To this end, there is provided a recombinant plasmid vector having a gene encoding an ABC-type protein secretion carrier derived from Gram-negative bacteria and a lipase as a plasmid vector.
이 때 사용가능한 상기 플라스미드 벡터는 대장균용 플라스미드 벡터이며, 보다 바람직하게는 통상적으로 대장균용 플라스미드 벡터로 사용되는 pACYC184, pKK223-3, pDSK519 및 pHCE로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 플라스미드 벡터를 사용할 수 있다.At this time, the plasmid vector which can be used is E. coli plasmid vector, and more preferably any one plasmid vector selected from the group consisting of pACYC184, pKK223-3, pDSK519 and pHCE which is usually used as a plasmid vector for E. coli can be used. have.
한편, 본 발명에서 적용될 수 있는 상기 그람음성세균은 바람직하게는 슈도모나스 플루오레슨스(Pseudomonas fluorescens) 속의 균주이며, 바람직하게는 ABC형 단백질분비운반체를 코딩하는 유전자와 리파아제를 코딩하는 유전자를 포함하는 슈도모나스 플루오레슨스(Pseudomonas fluorescens) 속의 균주이면 종류의 제한이 없이 사용될 수 있으나, 보다 바람직하게는 슈도모나스 플루오레슨스 SIK W1(Pseudomonas fluorescens SIK W1, KCTC2689P)을 사용할 수 있다. 상기 슈도모나스 플루오레슨스(Pseudomonas fluorescens) 속 균주에서 유래한 ABC형 단백질분비운반체를 코딩하는 유전자는 바람직하게는 공지의 tliDEF(GenBank ID: AAD09853, AAD09854, AAD09855)이고, 리파아제를 코딩하는 유전자는 tliA(GenBank ID: AAD09856)를 사용할 수 있다.On the other hand, the Gram-negative bacteria that can be applied in the present invention is preferably a strain of Pseudomonas fluorescens ( Pseudomonas fluorescens ), preferably Pseudomonas comprising a gene encoding a ABC-type protein secretion carrier and a gene encoding a lipase If the strain of the genus Pseudomonas fluorescens ( Pseudomonas fluorescens ) can be used without limitation, but more preferably Pseudomonas fluorescens SIK W1 ( Pseudomonas fluorescens SIK W1, KCTC2689P) can be used. The gene encoding the ABC-type protein secretion carrier derived from the Pseudomonas fluorescens genus strain is preferably known tliDEF (GenBank ID: AAD09853, AAD09854, AAD09855), and the gene encoding the lipase is tliA ( GenBank ID: AAD09856) can be used.
이와 같은 구성으로 제작된 재조합 플라스미드의 벡터는 pTliDEFA-184(tliDEFA가 pACYC184에 도입), pTliDEFA-223(tliDEFA가 pKK223-3에 도입), pTliDEFA-519(tliDEFA가 pDSK519에 도입), pTliDEFA-HCE(tliDEFA가 pHCE에 도 입)이며, 이들은 각각 도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 1d로 표시되는 유전자 지도로 이루어지며 통상의 재조합 플라스미드 벡터의 제조방법을 통해 제조될 수 있다.The vectors of the recombinant plasmids constructed in this configuration were pTliDEFA-184 (tliDEFA introduced in pACYC184), pTliDEFA-223 (tliDEFA introduced in pKK223-3), pTliDEFA-519 (tliDEFA introduced in pDSK519), pTliDEFA-HCE ( tliDEFA is introduced into pHCE), which consists of a genetic map represented by FIGS. 1A, 1B, 1C, and 1D, respectively, and can be prepared by a conventional method for preparing a recombinant plasmid vector.
본 발명의 제2 형태에서는 상기 구성의 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환된 세라티아 마슨스속 재조합 균주를 제공한다. 본 발명에서 사용된 세라티아 마슨스 원균주로는 한국생명공학연구원 유전자은행(KCTC)로부터 분양받은 세라티아 속 균주들을 이용하였으며, 보다 구체적으로 SM2216 (KCTC2216), SM2356 (KCTC2356), SM2516 (KCTC2516), SM2798 (KCTC2798), SM2801 (KCTC2801) 균주를 사용하였으며 재조합 균주의 명칭은 플라스미드와 원균주의 명칭을 이용하여 표기하였다. 예를 들어 pTliDEFA-HCE 플라스미드를 SM2216 원균주에 형질전환시켜 만든 재조합 균주의 경우 HCE-2216으로, pTliDEFA-223 플라스미드를 SM2516 원균주에 형질전환시켜 만든 재조합 균주의 경우 223-2516으로 표기하였다.In a second aspect of the present invention, there is provided a Seratia Mason genus recombinant strain transformed with the recombinant plasmid vector of the above configuration. The strains of Serratia Masons used in the present invention were strains of the genus Serratia, which were distributed from the Korea Biotechnology Research Institute Gene Bank (KCTC). More specifically, SM2216 (KCTC2216), SM2356 (KCTC2356), SM2516 (KCTC2516), SM2798 (KCTC2798) and SM2801 (KCTC2801) strains were used. Recombinant strains were named using plasmids and native strains. For example, a recombinant strain made by transforming the pTliDEFA-HCE plasmid into the SM2216 progeny strain was designated as HCE-2216, and a recombinant strain made by transforming the pTliDEFA-223 plasmid into the SM2516 progeny strain, respectively.
본 발명의 제3 형태에 따른 리파아제 생산방법은, 1) 슈도모나스 플루오레슨스속 균주 유래의 tliDEF ABC 트랜스포터와 리파아제를 코딩하는 DNA 단편이 도입된 재조합 플라스미드 벡터를 제조하는 단계, 2) 상기 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환된 세라티아 마슨스속 재조합 균주를 제조하는 단계, 3) 상기 형질전환된 세라티아 마슨스속 재조합 균주를 배지 내에서 배양하여 리파아제의 세포 외 분비를 유도하는 단계 및 4) 상기 형질전환된 재조합 균주의 배양액으로부터 리파아제를 회수하는 단계로 이루어진다. The lipase production method according to the third aspect of the present invention comprises the steps of: 1) preparing a recombinant plasmid vector having a DNA fragment encoding a lipase and a tliDEF ABC transporter derived from Pseudomonas fluorescence strain, and 2) the recombinant plasmid vector. Preparing a transformed strain of Serratia masons, 3) inducing extracellular secretion of lipase by culturing the transformed Serratia masons recombinant strain in a medium, and 4) the transformed recombinant Recovering lipase from the culture of the strain.
상기 1)단계는 재조합 플라스미드 벡터를 제조하는 단계로서, 이는 본 발명의 제1 형태에서 기술한 재조합 플라스미드 벡터를 의미하며, 통상의 재조합 플라스미드 벡터를 제조하는 방법으로 제조된다.Step 1) is a step for preparing a recombinant plasmid vector, which means the recombinant plasmid vector described in the first embodiment of the present invention, and is prepared by a method for preparing a conventional recombinant plasmid vector.
상기 2)단계는 상기 1)단계에서 제조된 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환된 세라티아 마슨스속 재조합 균주를 제조하는 단계로서, 이는 본 발명의 제2 형태에서 기술한 세라티아 마슨스속 재조합 균주를 의미하며, 상기 세라티아 마슨스속 재조합 균주는 통상의 재조합 플라스미드 벡터를 통해 원균주를 형질전환하는 방법으로 제조될 수 있으며, 보다 구체적으로 전기충격 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Step 2) is a step of preparing a Seratia Mason genus recombinant strain transformed with the recombinant plasmid vector prepared in step 1), which means the Seratia Mason genus recombinant strain described in the second form of the present invention , The Seratia Mason genus recombinant strain may be prepared by a method of transforming the original strain through a conventional recombinant plasmid vector, and more specifically, it may be used, such as electric shock, but is not limited thereto.
본 발명은 상기 2)단계에서 제조된 세라티아 마슨스속 재조합 균주를 선별하는 단계를 더 포함할 수 있다. 재조합 균주 선별 단계에서는 시험관에서 재조합 균주를 배양하여 원심분리를 통해 상등액을 회수하였고, 이 상등액의 리파아제 활정 조사를 통하여 리파아제 활성이 높은 재조합 균주를 선별하였다.The present invention may further comprise the step of selecting the Seratia Mason genus recombinant strain prepared in step 2). In the recombinant strain selection step, the supernatant was recovered by culturing the recombinant strain in a test tube and centrifugation, and the recombinant strain having high lipase activity was selected through lipase activity investigation of the supernatant.
상기 3)단계는 상기 2)단계에서 제조된 상기 형질전환된 세라티아 마슨스속 재조합 균주를 배지 내에서 배양하여 리파아제의 세포 외 분비를 유도하는 단계로서, 배양조건 등은 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 배양될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.Step 3) is a step of inducing the extracellular secretion of lipase by culturing the transformed Seratia Mason genus recombinant strain prepared in step 2) in a medium, the culture conditions and the like described in the Examples described later It may be cultured by, but is not limited thereto.
상기 4)단계는 상기 3)단계에서 세포 외 분비를 통해 배양액 상으로 분비된 리파아제를 회수 정제하는 단계로 원심분리를 통해 리파아제를 회수 정제하였다. 원심분리를 하면 재조합 균주 세포가 가라앉고, 배양액으로 상등액이 형성되며 이 상등액에 재조합 균주로부터 발현된 리파아제가 녹아있으므로 이를 통상의 방법으로 회수 정제한다.Step 4) is a step of recovering and purifying the lipase secreted onto the culture medium through the extracellular secretion in step 3) to recover and purify the lipase through centrifugation. When centrifugation, the recombinant strain cell is settled, the supernatant is formed into the culture solution, and since the lipase expressed from the recombinant strain is dissolved in the supernatant, it is recovered and purified by a conventional method.
한편, 상기 세라티아 마슨스속 재조합 균주는 바람직하게는 원균주가 SM2356 (KCTC2356)이고pKK223-3 유래의 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환된 균주, 원균주가 SM2798 (KCTC2798)이고 pKK223-3 유래의 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환된 균주, 원균주가 SM2356 (KCTC2356)이고 pDSK519 유래의 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환된 균주 및 원균주가 SM2516 (KCTC2516)이고 pDSK519 유래의 재조합 플라스미드 벡터로 형질전환된 균주로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 재조합 균주의 효율이 가장 좋으며 이는 후술하는 실시예 5에서 확인할 수 있다.On the other hand, the recombinant strain of the genus Serratia masons is preferably a strain transformed with a recombinant plasmid vector derived from pKK223-3 with the original strain of SM2356 (KCTC2356), and a recombinant plasmid vector derived from pKK223-3 with the original strain of SM2798 (KCTC2798). Any one selected from the group consisting of a transformed strain, a strain transformed with a recombinant plasmid vector derived from pDSK519 with a native strain of SM2356 (KCTC2356) and a strain transformed with a recombinant plasmid vector derived from pDSK519 with a native strain of SM216 (KCTC2516). The efficiency of the recombinant strain is the best and can be confirmed in Example 5 to be described later.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. The following examples are merely illustrative of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following examples.
<실시예 1> 재조합 플라스미드 벡터의 제작Example 1 Construction of Recombinant Plasmid Vectors
1. One. pTliDEFApTliDEFA -223의 제작Made of -223
pTliDEFA-223은 tliDEFA가 통상의 대장균용 플라스미드 벡터인 pKK223-3에 도입된 재조합 플라스미드 벡터로서, tliDEFA 유전자를 확보하기 위해 중합효소연쇄반응을 이용하였으며, 이때 tliDEFA, prtA (단백질가수분해효소 유전자), inh (단백질가수분해효소 저해유전자)가 pUC19 벡터에 연결된 pTOTAL (참조 : Ahn, J. H. et al., J. Bacteriol., 181: 1847-1852, 1999)을 중합효소연쇄반응의 주형으로 준비하였다. 사용된 프라이머는 포워드 (forward) 프라이머로서 5'-GCCGAATTCATGTCGTTTGGTTCAAGGAAG-3' 및 리버스 (Reverse) 프라이머로서 5'-AGCAAGCTTATGAACCGCCGATAATCCCGTC-3'이고, 포워드 프라이머에는 EcoRI 인식부위가, 리버스 프라이머에는 HindIII 인식부위가 존재한다. 증폭된 유전자를 한천 겔 전기영동법을 통해 분리하였고, 증폭 분리된 DNA 단편을 EcoRI과 HindIII으로 절단한 후에, 동일한 제한효소로 절단된 pKK223-3와 접합시켜, 도 1a로 표시되는 재조합 플라스미드 벡터를 제작하였다.pTliDEFA-223 is a recombinant plasmid vector in which tliDEFA was introduced into pKK223-3, a common plasmid vector for Escherichia coli, and used a polymerase chain reaction to secure tliDEFA gene, wherein tliDEFA, prtA (protein hydrolase gene), pTOTAL (protein: Ahn, JH et al., J. Bacteriol., 181: 1847-1852, 1999) in which inh (protein hydrolase inhibitor gene) was linked to the pUC19 vector was prepared as a template for polymerase chain reaction. The primers used were 5'-GCCGAATTCATGTCGTTTGGTTCAAGGAAG-3 'as a forward primer and 5'-AGCAAGCTTATGAACCGCCGATAATCCCGTC-3' as a reverse primer, EcoRI recognition site in the forward primer and HindIII recognition site in the reverse primer. . The amplified gene was isolated by agar gel electrophoresis, and the amplified separated DNA fragment was digested with EcoRI and HindIII, and then conjugated with pKK223-3 digested with the same restriction enzyme to prepare a recombinant plasmid vector represented by FIG. 1A. It was.
2. 2. pTliDEFApTliDEFA -184의 제작-184 Made
pTliDEFA-184는 tliDEFA가 통상의 대장균용 플라스미드 벡터인 pACYC184에 도입된 재조합 플라스미드 벡터로서, tliDEFA 유전자를 확보하기 위해 중합효소연쇄반응을 이용하였으며, pTOTAL을 중합효소연쇄반응의 주형으로 준비하였다. 사용된 프라이머는 포워드 (forward) 프라이머로서 5'-ATTGATATCCTCCTGATCGGGGGTGCGGGC-3' 및 리버스 (Reverse) 프라이머로서 5'- ATTGATATCATGAACCGCCGATAATCCCGTC-3'이고, 포워드 프라이머에는 EcoRV 인식부위가, 리버스 프라이머에는 XhoI 인식부위가 존재한다. 증폭된 유전자를 한천 겔 전기영동법을 통해 분리하였고, 증폭 분리된 DNA 단편을 EcoRV와 XhoI으로 절단한 후에, EcoRV와 SalI으로 절단된 pACYC184와 접합시켜, 도 1b로 표시되는 재조합 플라스미드를 제작하였다.pTliDEFA-184 is a recombinant plasmid vector in which tliDEFA was introduced into pACYC184, which is a common E. coli plasmid vector. The polymerase chain reaction was used to secure the tliDEFA gene, and pTOTAL was prepared as a template for polymerase chain reaction. The primers used were 5'-ATTGATATCCTCCTGATCGGGGGTGCGGGC-3 'and 5'-ATTGATATCATGAACCGCCGATAATCCCGTC-3' as a reverse primer, EcoRV recognition site in the forward primer, and XhoI recognition site in the reverse primer. . The amplified gene was isolated by agar gel electrophoresis, and the amplified separated DNA fragment was digested with EcoRV and XhoI, and then conjugated with pACYC184 digested with EcoRV and SalI to prepare a recombinant plasmid shown in FIG. 1B.
3. pTliDEFA-519의 제작3. Fabrication of pTliDEFA-519
pTliDEFA-519는 tliDEFA가 통상의 대장균용 플라스미드 벡터인 pDSK519에 도입된 재조합 플라스미드 벡터로서, tliDEFA 유전자를 확보하기 위해 중합효소연쇄반응을 이용하였으며, pTOTAL을 중합효소연쇄반응의 주형으로 준비하였다. 사용된 프라이머는 포워드 (forward) 프라이머로서 5'-GCCTCTAGAATGTCGTTTGGTTCAAGGAAG-3' 및 리버스 (Reverse) 프라이머로서 5'-ATTGAGCTCATGAACCGCCGATAATCCCGTC-3'이고, 포워드 프라이머에는 XbaI 인식부위가, 리버스 프라이머에는 SacI 인식부위가 존재한다. 증폭된 유전자를 한천 겔 전기영동법을 통해 분리하였고, 증폭 분리된 DNA 단편을 XbaI과 SacI으로 절단한 후에, 동일한 제한효소로 절단된 pDSK519와 접합시켜, 도 1c로 표시되는 재조합 플라스미드를 제작하였다.pTliDEFA-519 is a recombinant plasmid vector in which tliDEFA was introduced into pDSK519, a common E. coli plasmid vector. The polymerase chain reaction was used to secure the tliDEFA gene, and pTOTAL was prepared as a template for polymerase chain reaction. The primers used were 5'-GCCTCTAGAATGTCGTTTGGTTCAAGGAAG-3 'as a forward primer and 5'-ATTGAGCTCATGAACCGCCGATAATCCCGTC-3' as a reverse primer, XbaI recognition site in the forward primer, and SacI recognition site in the reverse primer. . The amplified gene was isolated by agar gel electrophoresis, and the amplified separated DNA fragment was digested with XbaI and SacI, and then conjugated with pDSK519 digested with the same restriction enzyme to prepare a recombinant plasmid represented by FIG. 1C.
4. 4. pTliDEFApTliDEFA -- HCEHCE 의 제작Made of
pTliDEFA-HCE는 tliDEFA가 통상의 대장균용 플라스미드 벡터인 pHCE에 도입된 플라스미드 벡터로서, tliDEFA 유전자를 확보하기 위해 중합효소연쇄반응을 이 용하였으며, pTOTAL을 중합효소연쇄반응의 주형으로 준비하였다. 사용된 프라이머는 포워드 (forward) 프라이머로서 5'-GCCCATATGATGTCGTTTGGTTCAAGGAAG-3' 및 리버스 (Reverse) 프라이머로서 5'-ATTGAGCTCATGAACCGCCGATAATCCCGTC-3'이고, 포워드 프라이머에는 NdeI 인식부위가, 리버스 프라이머에는 XbaI 인식부위가 존재한다. 증폭된 유전자를 한천 겔 전기영동법을 통해 분리하였고, 증폭 분리된 DNA 단편을 NdeI과 XbaI으로 절단한 후에, 동일한 제한효소로 절단된 pHCE와 접합시켜, 도 1d로 표시되는 재조합 플라스미드를 제작하였다.pTliDEFA-HCE is a plasmid vector in which tliDEFA was introduced into pHCE, a common E. coli plasmid vector. The polymerase chain reaction was used to secure the tliDEFA gene, and pTOTAL was prepared as a template for polymerase chain reaction. The primers used were 5'-GCCCATATGATGTCGTTTGGTTCAAGGAAG-3 'as a forward primer and 5'-ATTGAGCTCATGAACCGCCGATAATCCCGTC-3' as a reverse primer, NdeI recognition site in the forward primer, and XbaI recognition site in the reverse primer. . The amplified gene was separated by agar gel electrophoresis, and the amplified separated DNA fragment was digested with NdeI and XbaI, and then conjugated with pHCE digested with the same restriction enzyme to prepare a recombinant plasmid shown in FIG. 1D.
<실시예2> 세라티아 마슨스 재조합 균주제작Example 2 Preparation of Seratia Masons Recombinant Strain
상기 실시예 1에서 제작한 4종의 재조합 플라스미드 벡터를 5종의 세라티아 마슨스 원균주[SM2216 (KCTC2216), SM2356 (KCTC2356), SM2516 (KCTC2516), SM2798 (KCTC2798), SM2801 (KCTC2801)]를 전기적 형질전환용 세포 형태로 제조하였다. 전기적 형질전환용 세포는 다음과 같은 과정을 통해 제조하였다.The four recombinant plasmid vectors prepared in Example 1 were prepared using five strains of Serratia Masons [SM2216 (KCTC2216), SM2356 (KCTC2356), SM2516 (KCTC2516), SM2798 (KCTC2798), and SM2801 (KCTC2801). It was prepared in the form of cells for electrical transformation. Cells for electrical transformation were prepared by the following process.
1) 원균주를 LB 플레이트(1% trypton, 0.5% yeast extract, 1% NaCl, 1.5% agar)에 도말하여 25℃ 배양기에서 24시간 배양하였다.1) Probiotics were plated on LB plates (1% trypton, 0.5% yeast extract, 1% NaCl, 1.5% agar) and incubated in a 25 ° C. incubator for 24 hours.
2) LB plate에서 자란 원균주의 콜로니를 LB 배지 200ml에 접종하고 25℃ shaking incubator에서 150rpm으로 OD값이 0.6(600nm UV로 측정)이 될 때까지 배양하였다.2) Colonies grown on LB plates were inoculated into 200 ml of LB medium and incubated at 25 rpm shaking incubator at 150 rpm until the OD was 0.6 (measured at 600 nm UV).
3) 원심분리를 통해 배양액과 원균주 세포를 분리하고 배양액은 버린후 원균주 세포를 10% 글리세롤 30ml에 풀어서 세척하였다.3) The culture medium and the original strain cells were separated by centrifugation, and the culture medium was discarded and washed with 30 ml of 10% glycerol.
4) 원심분리를 통해 10% 글리세롤과 원균주 세포를 분리하고 분리된 10% 글리세롤은 버렸다.4) 10% glycerol and prokaryotic cells were separated by centrifugation, and the separated 10% glycerol was discarded.
5) 위 3), 4)과정을 3번 반복하였다.5) Repeat the above 3), 4) process three times.
6. 원심분리를 통해 얻은 세척된 원균주 세포를 10% Glycerol 3ml에 풀어주었다.6. The washed prokaryotic cells obtained through centrifugation were released in 3 ml of 10% Glycerol.
상기 실시예 1에서 제작한 4종의 재조합 플라스미드 벡터를 미생물 세포에 전기적 충격으로 도입할 때에는 전기충격 형질전환용 큐벳에 상기 전기적 형질전환용 세포 80ul와 plasmid 5ul를 넣고 1.8kV 전압을 5ms동안 가한후 SOC 배지(2% tryptone, 0.5% yeast extract, 0.05% NaCl, 0.0186% KCl, 0.095% MgCl2, 0.36% glucose)1ml을 첨가하여 37℃ 배양기에서 1시간 동안 배양하여 20종의 세라티아 마슨스 재조합 균주를 제조하였다. 제작된 재조합 균주는 LB plate(1% trypton, 0.5% yeast extract, 1% NaCl, 1.5% agar)에 도말하여 25℃에서 배양하였다. When the four recombinant plasmid vectors prepared in Example 1 were introduced into microbial cells by electric shock, 80 μl of the transformed cells and 5ul of plasmid were placed in an electroshock transformation cuvette, and a 1.8 kV voltage was applied for 5 ms. Add 1 ml of SOC medium (2% tryptone, 0.5% yeast extract, 0.05% NaCl, 0.0186% KCl, 0.095% MgCl2, 0.36% glucose) and incubate for 1 hour in a 37 ° C incubator. Was prepared. The prepared recombinant strain was plated on LB plate (1% trypton, 0.5% yeast extract, 1% NaCl, 1.5% agar) and incubated at 25 ℃.
<실시예3> 리파아제 활성도 측정Example 3 Lipase Activity Measurement
리파아제 활성도측정에는 pNP(p-Nitrophenol)측정법을 사용하였다. 10mM pNPP(p-Nitrophenyl palmitate), 에탄올, 50mM Tris-HCl(pH 8.0)을 1:4:95의 비로 섞은 반응액에 미생물 배양 상등액를 넣고 45℃에서 반응시키면 미생물 배양 상등액의 리파아제가 pNPP를 분해하여 pNP와 팔미트산(Palmitic acid)으로 나뉜다. 이때 발생한 pNP의 농도를 405nm 자외선 분광광도계에서 흡광도를 측정하여 리파아제 활성도를 측정한다. 이때 1유닛은(unit)은 1분당 생산된 1umol pNP로 정의하였다.The lipase activity was measured by pNP (p-Nitrophenol) assay. When 10 mM pNPP (p-Nitrophenyl palmitate), ethanol, and 50 mM Tris-HCl (pH 8.0) were added to the reaction solution in a ratio of 1: 4: 95, the microbial culture supernatant was added and reacted at 45 ° C. The lipase of the microbial culture supernatant decomposed pNPP. It is divided into pNP and palmitic acid. The concentration of pNP generated at this time was measured by absorbance at 405 nm ultraviolet spectrophotometer to measure lipase activity. At this time, one unit (unit) was defined as 1umol pNP produced per minute.
<실시예 4> 재조합 균주의 선별Example 4 Selection of Recombinant Strains
위 <실시에 2>에서 제작한 20종의 재조합 균주중에 높은 활성의 리파아제를 생산할 수 있는 재조합 균주를 선별하기 위하여, 시험관에서 5ml LB broth(1% 트립토판, 0.5% 이스트 추출물, 1% NaCl) 액체배양을 실시하였다. In order to select recombinant strains capable of producing high activity lipases among the 20 recombinant strains prepared in Example 2, 5 ml LB broth (1% tryptophan, 0.5% yeast extract, 1% NaCl) liquid in vitro. The culture was carried out.
5종의 원균주와 20종의 재조합 균주를 0.8% tributirin이 첨가된 LB 플레이트에서 배양한 후(도 2 참조), 투명환이 보이는 콜로니를 골라 5ml LB broth가 들어있는 시험관에 접종하여 25℃, 100rpm에서 24시간 동안 배양한 후 리파아제 활성도를 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.After incubating 5 original strains and 20 recombinant strains in an LB plate to which 0.8% tributirin was added (see FIG. 2), a colony showing a transparent ring was selected and inoculated into a test tube containing 5 ml LB broth to incubate at 25 ° C and 100 rpm. After culturing for 24 hours at lipase activity was measured and the results are shown in Table 2.
[표 2]TABLE 2
표 2에서 알 수 있듯이, 활성도 측정결과 원균주에 비해 리파아제 활성도가 월등히 뛰어난 5종의 재조합 균주를 선별할 수 있으며, 선별된 재조합 균주는 184-2216, 223-2356, 223-2798, 519-2356, 519-2516의 5종이다.As can be seen from Table 2, five recombinant strains with superior lipase activity were selected as compared to the original strain, and the selected recombinant strains were 184-2216, 223-2356, 223-2798, 519-2356. , 519-2516.
<실시예 5> 선별 재조합 균주의 리파아제 발현 확인Example 5 Confirmation of Lipase Expression in Selected Recombinant Strains
상기 실시예 4에서 선별된 5종 재조합 균주의 리파아제 발현 확인을 위해 250ml 삼각 플라스크에서 LB broth 100ml상에서 배양을 실시하였다. 5개의 선별 재 조합 균주를 LBT 플레이트에서 키우고 투명환이 보이는 단일 콜로니를 골라 LB broth 100ml이 들어있는 250ml 삼각 플라스크에 접종하였다. 재조합 균주가 접종된 삼각 플라스크를 25℃, 100rpm 에서 배양하면서 세포 성장, 리파아제 활성을 측정하고, SDS-PAGE를 통해 리파아제를 확인하였다. 세포 성장은 600 nm UV 분광광도계에서 흡광도를 측정하였고, 리파아제 활성은 상기 <실시예 3>의 리파아제 활성 측정법을 사용하였다. SDS-PAGE의 분해겔(Resolving gel)의 농도는 10%를 사용하였으며, 염색시약으로는 CBB(Coomassie brilliant blue G-250)를 사용하였다. In order to confirm the lipase expression of the five recombinant strains selected in Example 4, the culture was performed on 100 ml LB broth in a 250 ml Erlenmeyer flask. Five selection recombinant strains were grown on LBT plates and single colonies with clear rings were picked and inoculated into 250 ml Erlenmeyer flasks containing 100 ml of LB broth. Cell growth, lipase activity was measured while culturing the Erlenmeyer flask inoculated with the recombinant strain at 25 ° C. and 100 rpm, and the lipase was confirmed by SDS-PAGE. Cell growth was measured for absorbance in a 600 nm UV spectrophotometer, and lipase activity was measured using the lipase activity assay of <Example 3>. The concentration of Resolving gel of SDS-PAGE was 10%, and CBB (Coomassie brilliant blue G-250) was used as a staining reagent.
리파아제 활성 측정결과 184-2216을 제외한 223-2356, 223-2798, 519-2356, 519-2516 4종의 재조합 균주의 경우 최대 2000~2700 unit/L사이의 높은 리파아제 활성을 보였으며, 184-2216 재조합 균주의 경우 최대 532unit/L의 활성을 보였다(도 3 참조). 또한 SDS-PAGE 확인결과 약 50 kDa구간에서 리파아제를 확인할 수 있었다(도 4 참조).As a result of measuring lipase activity, four recombinant strains 223-2356, 223-2798, 519-2356, and 519-2516 except 184-2216 showed high lipase activity of up to 2000 ~ 2700 unit / L, and 184-2216. In the case of recombinant strains showed up to 532 units / L activity (see Figure 3). In addition, as a result of SDS-PAGE, lipase was confirmed in the section of about 50 kDa (see FIG. 4).
<실시예 5> 대장균 및 다른 그람음성균주와의 비교Example 5 Comparison with Escherichia Coli and Other Gram-Negative Strains
ABC형 단백질분비운반체를 이용한 리파아제 생산에 있어서 재조합 세라티아 속 균주의 효율을 확인하기 위하여 대장균과 슈도모나스 균을 숙주세포로 사용하였을 때의 분비능력과 비교하였다. 세라티아속 균주의 경우와 동일하게 대장균 JM109에 실시예 1과 동일한 재조합 플라스미드 벡터들을 도입하였다. 세라티아속 숙주세포의 배양조건과 동일하게 대장균을 배양한 후, 배양상등액을 회수하여 리파아제 분비량을 조사하였다. 도 5와 같이 대장균 숙주세포로부터 가장 많은 양의 리파아 제가 생산된 경우에도, 세라티아속 균주를 이용하였을 때에 비해 매우 적은 분비생산량을 보였다. 결론적으로 세라티아속 균주로부터 ABC 단백질분비운반체를 이용한 리파아제 분비생산량은 대장균과 비교해서 약 150배에 달했다. 이와 같은 대장균과 세라티아 균주들의 비교결과는 대장균 JM109 뿐만아니라 다양한 대장균 균주들(예: XL10-gold, BL21, DH5a)을 이용한 실험에서도 동일한 결과를 보였다. To confirm the efficiency of recombinant Serratia strains in lipase production using ABC-type protein secretion carriers, we compared the secretion capacity of Escherichia coli and Pseudomonas bacteria with host cells. As in the case of the Serratia strain, the same recombinant plasmid vectors as in Example 1 were introduced into E. coli JM109. After culturing Escherichia coli under the same conditions as in the Ceratia host cell culture, the culture supernatant was recovered to investigate the amount of lipase secretion. Even when the highest amount of lipase was produced from Escherichia coli host cells as shown in Figure 5, the secretion yield was very low compared to when using the Serratia strain. In conclusion, the lipase secretion produced by the ABC protein secretion carrier from Serratia genus was about 150 times higher than that of Escherichia coli. The comparison result of E. coli and Serratia strains showed the same result in the experiment using E. coli JM109 as well as various E. coli strains (eg XL10-gold, BL21, DH5a).
세라티아 균주로부터의 ABC형 단백질분비운반체를 이용한 리파아제 생산효율을 검증하기 위하여 본 발명의 실시예에 적용된 TliA 리파아제의 자연계 원래 균주인 슈도모나스 플루오레슨스와 비교하였다. 플라스미드 pTliDEFA-519를 슈도모나스 플루오레슨스 균주에 도입한 후, 세라티아 숙주세포의 배양조건과 동일하게 배양하였다. 배양상등액을 회수하여 리파아제 분비량을 조사한 결과, 도 6과 같이 슈도모나스 플루오레슨스 숙주세포로부터 ABC 단백질분비운반체에 의해 분비되는 리파아제는 본 발명의 세라티아 균주로부터 ABC 단백질분비운반체에 의해 분비되는 리파아제의 양에 대해 단지 35% 정도에 그쳤다. 슈도모나스 균주로부터 분비되는 리파아제의 연구는 다른 문헌(Ahn et al., 2001)에서도 연구된 바 있는데 가장 높은 리파아제 분비효율을 보이는 균주의 경우에도 본 발명의 세라티아 균주에 비해 현저히 낮은 분비생산량을 나타내었다.In order to verify the lipase production efficiency using the ABC-type protein secretion carrier from the Serratia strain, it was compared with Pseudomonas fluorescence, which is a natural original strain of TliA lipase applied in the examples of the present invention. Plasmid pTliDEFA-519 was introduced into the Pseudomonas fluorescence strain, and cultured in the same manner as in the culture conditions of Serratia host cells. The culture supernatant was recovered and examined for the amount of lipase secretion. As shown in FIG. 6, the lipase secreted by the ABC protein secretion carrier from the Pseudomonas fluorescence host cell was expressed by the ABC protein secretion carrier from the Serratia strain of the present invention. Only 35% of the time. Studies of lipases secreted from Pseudomonas strains have also been studied in other literature (Ahn et al., 2001), where even the strains with the highest lipase secretion efficiency showed significantly lower secretion yields than the Serratia strains of the present invention. .
본 발명은 ABC형 단백질분비운반체를 이용하여 리파아제를 봉입체 형태가 아 닌 활성화된 형태로 수득할 수 있다. 또한 원균주의 체외로 리파아제가 배출되므로 별도로 원균주를 분쇄하지 않고 리파아제를 수득할 수 있어, 매우 경제적이며 수득률도 높다. In the present invention, the lipase can be obtained in an activated form rather than in an inclusion body form using the ABC-type protein secretion carrier. In addition, since the lipase is discharged to the outside of the original strain, the lipase can be obtained without grinding the original strain, which is very economical and yields are high.
나아가, 특정의 플라스미드 벡터 유래의 제조합 플라스미드 벡터를 특정의 세라티아 마티스속 균주에 형질전환시키는 경우 리파아제의 생산효율이 급격히 증가함을 확인하였다.Furthermore, when the plasmid vector derived from a specific plasmid vector was transformed into a specific strain of Serratia matisse, it was confirmed that the production efficiency of lipase increased rapidly.
결국, 본 발명은 슈도모나스 플루오레슨스 균주로부터 추출한 tliDEF ABC 트랜스포터와 리파아제(tliA) DNA를 플라스미드를 이용해 세라티아 마슨스 균주에 형질전환하여 기존의 균주보다 높은 활성의 리파아제를 생산하는 생산 시스템을 구축함으로서, 추후 대량생산의 틀이 마련될 경우 양질의 리파아제를 대량으로 생산할 수 있는 기반을 마련했다고 할 수 있다.As a result, the present invention constructs a production system for transforming seratiasons strains using tliDEF ABC transporter and lipase (tliA) DNA extracted from Pseudomonas fluorescence strains to produce higher active lipases than conventional strains. By doing so, it can be said that if the framework for mass production is prepared in the future, it has laid the foundation for mass production of high quality lipase.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical spirit of the present invention, and such modifications and variations belong to the appended claims. .
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