• KSBB Journal
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• 제23권1호
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• pp.44-47
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• 2008

Streptomyces peucetius가 생산하는 anthracycline 계열의 doxorubicin은 치료목적으로 사용되는 중요한 항암제 중 하나이다. Doxorubicin은 rhodomycin D에서부터 몇 단계의 생합성 과정을 더 거쳐 생산되는데, 생물학적 활성을 갖기 위해서는 deoxy-sugar의 전이가 반드시 일어나야 한다. 본 논문에서는 이종균주인 Streptomyces venezuelae에 11개의 유전자를 형질 전환하여 TDP-L-daunosamine를 생산하고 이것을 ${\varepsilon}$-rhodomycinone에 전이하여 rhodomycin D를 생산하는 연구를 수행하였다. S. peucetius 유래의 7개 유전자 dnmU, T, J, V, Z, Q, S.를 당 합성 및 전이를 위해 plasmid 형태로 전이하였으며, S. venezuelae의 desIII, IV와 doxorubicin 내성 유전자인 drrA, B는 chromosomal DNA에 삽입하였다. Aglycone 기질인 ${\varepsilon}$-rhodomycinone을 확보하기 위하여 6L의 고체 배지에 S. peucetius를 배양하여 유기용매로 추출하고 preparative HPLC로 분리 정제하였다. 결과적으로 이종균주인 S. venezuelae에서 ${\varepsilon}$-rhodomycinone에 당 전이가 일어난 생산물을 확인함으로써 deoxy-sugar의 생합성 및 전이에 필요한 최소한의 유전적 정보를 확인할 수 있었다. 또한, 유사서열 단백질 모델링을 통하여, 최초로 당 전이 반응에 필수적인 도움효소 DnrQ의 구조를 예측하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제25권6호
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• pp.580-585
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• 1997

We selected two mutants namely strain D5 and Nu23 by mutagenesis of anthracycline producing Streptomyces: the former is an $\varepsilon$-rhodomycinone overproducing mutant selected from Streptomyces sp. C5, a baumycin producer and the latter, a blocked mutant of early pathway for doxorubicin biosynthesis obtained from Streptomyces peucetius ATCC 27952, a doxorubicin producer. The mutant strain Nu23 does not produce anthracycline metabolites but retains the most of enzyme activities converting aklavinone to doxorubicin and the mutant strain D5 produced $\varepsilon$-rhodomycinone at a level of 150 $\mu$g/ml. These strains were grown separately in NDYE medium and each was mixed at day 3 by equal volume of culture broth but the quantity of doxorubicin produced was far below an estimation based on the level of $\varepsilon$-rhodomycinone normaly produced by the strain D5. On the other hand doxorubicin was reached at maximum level after 4 days in the mixed culture condition which was composed of culture broth of strain D5 grown for 6 day and that of strain Nu23 grown for 3 day. It was turned out that the growth of mutant strain D5 was inhibited by the accumulation of daunorubicin and doxorubicin in mixed culture broth, which cause the limitation of $\varepsilon$-rhodomycinone.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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• pp.595-595
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• 2003

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권1호
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• pp.15-22
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• 1998

일반적으로 Streptomyces류는 성장이 늦고 유지가 어려운 반면, E. coli는 배양기간이 짧고 유전자 조작도 간편한 장점이 있기 때문에, E. coli를 이용하여 유용단백질을 생산하는 연구가 일반적인 흐름이다. 그러나 E. coli에서 외래유전자를 도입하여 대량으로 생산을 시키는 경우에 비용해성의 inclusion body를 형성하는 경우가 많으므로 용해성의 활성형 단백질을 생산하기 위하여는 여러 가지 조건을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 aklavlnone 11-hydroxylase gene(dnrF)을 E. coli BL2l에서 발현시킬 때의 배양조건을 배양온도와 IPTG농도의 두가지 요소를 조합하여 변형시키는 방법으로, 활성형 단백질의 생산을 최대화하고 inclusion body의 형성을 최소화하는 배양조건을 조사하였다. 그 결과, 37$^{\circ}C$에서 배양했을 때에는 0.02mM의 IPTG를 첨가하였을 때 inclusion body를 가장 적게 만들고, 그에 따라 생산되는 효소활성도 가장 높았다. 반면, 28$^{\circ}C$로 배양온도를 낮추었을 때에는 0.06mM의 IPTG를 첨가하였을 때 aklavinone 11-hydroxylase효소가 최대로 생산됨을 SDS-PAGE 및 효소 활성측정으로 확인하였다. IPTG농도를 0.1 mM로 높인 경우에는 28$^{\circ}C$, 37$^{\circ}C$에서 모두 aklavinone 11-hydroxylase효소가 과발현되어 Inclusion body를 가장 많이 생성하였음을 알 수 있었다. 방선균에서 동일 유전자를 대량발현시키는 경우 발현된 단백질의 효소 활성은 있으나 SDS-PAGE상에서의 단백질의 관찰이 불가능하였고, 동시에 단백질의 정제시 효소활성이 소실되어 정제가 불가능하였다. 이러한 효소 활성의 소실의 원인은 세포내의 어떤 저분자물질일 것으로 추정되며 본 연구에서 제작한 antibody를 이용하면, 효소의 정제가 용이하게 수행될 것이다. 특히 대장균계에서의 활성형 효소의 최적발현조건에서 세포를 배양하거나, inclusion body의 refolding을 실시한 후, 항체를 이용한 Western blot assay를 지표로 효소를 정제하면, 미지의 cofactor의 정체도 밝혀지고 aklavinone 11-hydroxylase류의 효소 특성 연구에 큰 도움이 될 것이다. 또한 이 효소를 이용한 다양한 종류의 bioconversion을 실시하여 그동안 background 때문에 생성된 product의 검출이 불가능했었던 소량의 생성산물의 분석도 가능할 것으로 판단되어 금후의 bioconversion연구에 기대하는 바가 크다.