Molecular Cloning of a Gene Cluster for Phenanthrene Degradation from Pseudomonas sp. Strain DJ77 and Its Expression in Escherichia coli

Pseudomonas sp. strain DJ77로 부터 phenanthrene 분해 유전자군의 클로닝과 대장균에서의 발현

We cloned a gene cluster encoding phenanthrene-degrading enzymes on a 6.8-kb Xhol fragment from the Pseudomonas sp. DJ77 chromosomal DNA into the vector pBLUESCRIPT SIC(+). The resultant clone, containing the recombinant plilsmid pHENX7, was able to convert 3-methylcatechol to a yellow mela-cleavage compound. Since the pHENX7R in which the DNA insert was cloned in the opposite orientation lacked extradiol dioxygenase activity. the direction of transcription was established. Four polypeptides, PhnC (24 kDa). PhnD (31 kDa), PhnE (34 kDa). and PhnF (15 kDa), were identified in E coli JM101 transformed with several pHENX7-derived plasmids. The locations and extents of ~ndividual genes were determined by subcloning. The gene order was phnC-phnD-phnE-phnF-phnG, and phnC, phnD, phnE, and phnG genes encoded glutathione S-transferase, mrta-cleavage compound hydrolase, extradiol dioxygenase, mera-cleavage compound dehydrogenase, respectively.

Pseudomonas sp. DJ77 의 chromosomal DNA로 부터 6-8kb XhoI 절편 상에 존재하는 phenanthrene 분해에 관련된 유전자군을 vector pBLUESCRIPT SK(+)에 클로닝하였다. 이렇게 얻은 재조합 plasmid인 pHENX7을 가지고 있는 JM101 균주는 3-methylcatechol을 노란색의 meta-cleavage 화합물로 전환학 수 있었다. 그러자 삽입된 절편의 방향이 반대가 되도록 제조한 pHENX7R 은 extradiol dioxygenase 활성을 나타내지 않기 때문에 전사방향을 알 수 있었다. pHENX7과 이의 유도체들을 지니는 JM101 균주에서 PhnC(24kDa), PhnD(31 kDa), PhnE(34 kDA), PhnF(15 kDa) 의 4 polypeptide 를 확인학 수 있었고 개개의 유전자의 위치와 범위를 알 수 있었다. 유전자 순서는 phnC-phnD-phnE-phnF-phnG 이었으며, phnD, phnE, phnG 는 각기 gluthione S-transferase, meta-cleavage compound hydrolase, extradiol dioxygenase, metacleavage compound dehydrogenase 의 유전자이었다.