Cloning of Genes for the Biosynthesis of Glutathione from E. coIi K-12

E.coli K-12 균주로부터 글루타치온 합성 유전자의 클로닝

To increase the production of glutathione by the expression of recombinant gsh plasmids, two genes responsible for the biosynthesis of glutathione were isolated and cloned. To clone a gshI gene, the GS903 mutant strain, which is deficient in $\gamma$-glutamylcysteine synthetase activity, has been raised. A gshI gene was cloned using pBR322 plasmid as a 3.6 Kb PstI DNA fragment isolated from E. coli K-12 chromosomal DNA. Also a gshIl gene was cloned using pUC13 plasmid as a 2.2 Kb PstI-BamHI DNA fragment. To study the effects of plasmid copy number and passenger DNA size on the expression levels of the gsh genes, various recombinant plasmids containing different sets of genes were constructed. The expression levels of the gsh genes were increased approximately twice higher in pUC series plasmids than that in pBR322 plasmid. But the sizes of the passenger DNA containing the gsh genes in the vector plasmid did not affect on the expression levels of the gsh genes.

글루타치온 생산증대를 도모하기 위하여 글루타치온 합성에 관여하는 효소들인 GSH-I 및 GSH-II 유전자들 pBR322 벡터에 클로닝하였다. gshI 유전자를 클로닝하기 위하여 GSH-I 효소활성이 결여된 GS903 균주를 분리하였다. E. coli K-12 염색체 DNA로부터 분리된 3.6Kb PstI DNA 절편을 pBR322 벡터에 클로닝하였다. gshII 유전자는 2.2Kb PstI-BamHI DNA 절편내에 존재하며 이 절편을 pUC13 벡터에 클로닝하였다. 플라스미드의 copy number와 gsh 유전자들을 포함하고 있는 삽입 DNA의 크기의 차이에 의한 gsh 유전자들의 발현 정도를 조사하기 위하여 pGH1090, pGH101, pGH200, pGH201, pLF4, pLF6 그리고 pGH300같은 여러 플라스미드를 사용함으로써 gshI 유전자의 발현이 의해 2배이상 증가하였다. 그러나 벡터 플라스미드내에 존재하는 gsh 유전자들을 포함하는 삽입 DNA의 크기의 차이에 의해서는 gsh 유전자들의 발현이 영향을 받지 않았다.