Enhancement of Soluble Expression of CGTase in E. coli By Chaperone Molecules and Low Temperature Cultivation.

The synergistic effect of lowered incubation temperature and CroEL/ES expression on the production of soluble form of B. macerans cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) was studied in recombinant E. coli. pTCGTl and pGroll carrying the cgt and groEL/ES genes under the control of T7 promoter and pzt-I promoter, respectively, were co-introduced. Tetracycline (10 ng/ml) and IPTG (1 mM) were added at the early-exponential phase (2 hr) and mid-exponential phase (3 hr). Low temperature cultivation at $25^{\circ}C$ with groEL/ES expression improved the activity of CGTase by two fold, compared to $37^{\circ}C$ cultivation without chaperones. SDS-PACE analysis revealed that about 69% of CGTase in the total CGTase protein was found in the soluble fraction by overexpression of GroEL/ES and cultivation at$25^{\circ}C$, whereas 20% of CGTase was detected in the soluble fraction when E. coli was cultivated at $37^{\circ}C$ without chaperone. The amount of soluble CGTase from $25^{\circ}C$ culture with chaperone was 3.5-fold higher than that of $37^{\circ}C$ culture without chaperone. Therefore the expression of CroEL/ES and low temperature cultivation greatly enhanced the soluble production of CGTase in E. coli.

대장균에서 chaperons 분자와 저온배양에 의한 CGTase의 가용성 발현 증대

E. coli에서 B. macerans 유래 cyclodextrin glucanotransferase (CGTase)의 활성형 생산에 GroEL/ES chaperone과의 공발현과 저온 배양의 공동작용 효과에 대해 조사하였다. 실험에 사용된 cgt와 groEL/ES 유전자를 발현하는 pTCGTl과 pGroll은 각각 T7 promoter와 Pzt-1 promoter에 의해 조절되고 이들을 E. coli에 도입시켰다. 대수증식기 초기(2 hr)와 대수증식기 중기(3 hr)에 tetrarycline 10 ng/ml 과 IPTG 1 mM을 첨가하여 각각의 유전자를 발현시켰다. CGTase활성과 specific artivity 측정 시 $37^{\circ}C$에서 pTCGTl 단독 발현 보다 $25^{\circ}C$에서 chaperone과 함께 발현시킨 경우 2배나 높은 활성이 측정됐으며, SDS-PACE 분석결과 $37^{\circ}C$에서 단독 발현 시킬경우 20% 정도 가용성 형태로 발현되던 것이 $25^{\circ}C$에서 chaperone과 공발현 시에는 거의 3.5배가 넘는 69%가 가용성으로 전환됨을 알 수 있었다. 이와 같이 분자 chaperone과 $25^{\circ}C$에서의 저온 배양은 E. coli에서 활성형질 가용성 CGTase의 생산 증가에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.