Heterologous Transformation of Saccharomyces cerevisiae by Glucoamylase Gene of Saccharomyces diastaticus

Saccharomyces diastaticus Glucoamylase Gene에 의한 Saccharomyces cerevisiae의 Transformation

To obtain a new yeast strain that is able to efficiently produce ethanol from starch, the glucoamylase gene of Saccharomyces diastaticus was transformed into S. cerevisiae without a cloning vector. The competent cells of S. cerevisiae, induced by the treatment of Li$_2$SO$_4$, were transformed with the partial BamHI-digests of chromosomal DNA of S. diastaticus, and the transformants were selected by their abilities to utilize and ferment starch. The transformants, which appeared at a frequency of 8.5$\times$10$^{-7}$, were able to withstand up to 800 ppm of copper sulfate like the recipient and retained the phenotypic expression of the recipient with the exception of the acquisition of STA gene and MAL gene, as regards fermentation of carbohydrates. The enzymatic properties of glucoamylases produced by transformants were very similar to those produced by S. diastaticus as based on optimium pH and temperature.

Starch로부터 ethanol을 직접적으로 발효 생산할 수 있는 새로운 효모 균주를 개발하고자 glucoamylase 생성균으로 알려진 Saceharomyces diastaticus의 glucoamylase gene을 cloning vector를 사용하지 않고 S, cerevisiae에 transformation시켰다. Li$_2$SO$_4$, 처리로써 competent화 한 S, cerevisiae의 Intact cells을 recipient로 하여 BamHI으로 partial digestion한 S, diastaticus의 chromosomal DNA를 transformation시키고 starch를 유일한 탄소원으로 함유한 최소 배지상에서 starch 자화능을 marker로 하여 transformant를 선별한 결과, 8.5$\times$$10^{-7}$ 빈도로 transformant를 얻었다. Transformant의 특성을 recipient 및 donor와 비교하기 위해 copper resistance와 당 발효능을 조사한 결과, donor인 S, diastaticus와 동일한 성질로서 표현된 maltose와 starch 발효능을 제외하고는 800ppm 농도까지 생육 가능한 copper resistance와 galactose 발효능 등에 있어서는 recipent와 동일하게 나타났다. 또한 transformant가 생성하는 glucoamylase의 그 작용에 있어서의 최적온도와 최적pH를 조사하여 본 바 각각 pH5.0, 50C로서 donor의 glucoamylase와 동일함을 알 수 있었다.