Abstract
One of the major drawbacks associated with the high-level expression of the recombinant proteins in Escherichia coli is the formation of insoluble inclusion bodies in the cytoplasm. Production of recombinant protein at reduced temperature has proven effective in improving the solubility of a number of structurally and functionally unrelated proteins, but a major limitation of using low temperatures for recombinant protein production in E. coli is the reduced rate of synthesis of the heterologous protein caused by the significant reduction of cell growth rate. Here we investigated the effect of co-expression of CspA, a cold-shock protein known to be RNA chaperone at low temperature, on the productivity of recombinant protein at various temperatures by using green fluorescence protein (GFP) as a model recombinant protein. We could observe that the co-expression of CspA enhanced the productivity of GFP at $15^{\circ}C$ by accelerating the growth of E. coli at the temperature. On the other hand, the CspA coexpression didn't affect the cell growth rate as well as the specific GFP production rate at other tested temperatures, $20^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, and $37^{\circ}C$.
본 연구에서는 저온에서의 재조합 단백질 생산성 향상을 위하여 저온에서 RNA 샤페론 활성을 지닌다고 알려진 CspA 단백질의 발현이 서로 다른 온도에서 대장균의 성장 및 GFP의 발현 속도에 어떻게 영향을 미치는지를 살펴보았다. $20^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $37^{\circ}C$에서는 세포 성장 및 GFP의 생산이 CspA의 발현에 영향을 받지 않았으나, $15^{\circ}C$에서는 GFP의 총 생산성이 CspA의 동시 발현에 의해 향상되었으며 이는 세포 성장 속도의 향상에 기인함을 확인하였다. 결론적으로 CspA의 발현은 $15^{\circ}C$에서 세포 당 재조합 단백질 생산량의 증가에는 영향을 미치지 않으나, 즉 재조합 단백질의 번역 효율에는 큰 영향을 미치지 않으나, 대장균 성장 속도에 영향을 미치며, 이를 통해 재조합 단백질의 총 생산량 향상을 유도 할 수 있을 것으로 기대된다.
