• 산업기술연구
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• 제28권B호
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• pp.59-63
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• 2008

Rapid production of therapeutic proteins such as angiostatin and endostatin angiogenic inhibititors has been highly demanded for cancer treatment. In this regard, recombinant human angiostatin and endostatin were successfully expressed as soluble forms by maltose binding protein (MBP)-mediated fusion expression in Escherichia coli. PCR amplified, angiostatin and endostatin genes from human placenta cDNA library were inserted into an expression vector pMAL-c2e to construct prokaryotic expression vectors, pMAL-c2e/AS and pMAL-c2e/ES, respectively. Recombinant angiostatin and endostatin were efficiently expressed in E. coli origami (DE3) after IPTG induction and protein expression were confirmed by SDS-PAGE analyses. The expressed recombinant proteins were purified near homogenity using an amylose affinty column chromatography. In contrast that previous E. coli expressions were all insoluble, our results first time demonstrated that MBP fused human angiostatin and endostatin were soluble in E. coli.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제37권sup2호
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• pp.311-323
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• 2007

Receptor activation of nuclear factor ${\kappa}$ B ligand (RANKL)은 파골세포의 분화와 기능에 중요한 역할을 하는 단백질로 이들 물질의 조절에는 p38 MAP kinase가 관여한다. 그러나 치주인대 섬유모세포에서 RANKL 발현 시 p38 MAP kinase의 역할은 잘 알려져 있지 않다. 이에 이번 연구는 마우스 치주인대 섬유모세포의 $IL-1{\beta}-induced$ RANKL 발현과정에서 p38의 역할을 규명하고자 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 마우스 치주인대 섬유모세포에 $IL-1{\beta}$ (1ng/ml)의 자극은 수용성 RANKL의 합성을 증가시켰다. 수용성 RANKL의 합성은 p38 MAP kinase 억제제인 SB203580에 의해 농도 의존적으로 억제되었으나 다른 MAP kinase 억제제인 SP600125, JNK 억제제와 PD98059, ERK 억제제에 의해서는 수용성 RANKL의 합성이 조절되지 않았다. NF-kB 억제제에 의해서도 수용성 RANKL의 합성이 억제되지 않았다. RANKL 유전자의 발현은 $IL-1{\beta}$로 자극 시에는 대조군에 비해 약 5배의 발현 증가를 보였으나 SB203580으로 전처치 시 $IL-1{\beta}$ (1ng/ml)로 자극시보다 약 1.5배의 감소를 보였다. 그러나 SP600125, PD98059, 및 NF-kB 억제제로 전처치한 경우에는 $IL-1{\beta}$로 자극한 경우와 비슷한 수준을 보였다. $IL-1{\beta}$로 자극 시 RANKL 유전자의 반감기가 90분 이었으나 SB203580로 전처치 후 $IL-1{\beta}$로 자극 시 RANKL 유전자의 반감기는 60분으로 감소하였다. Cycloheximide 전처리 시 SB203580에 의한 RANKL 유전자 발현 억제가 관찰되지 않았다. 단백질 분석결과 p38 MAP kinase의 인산화 활성은 30분까지 증가하였으나 그 이후 감소하여 2시간째에는 그 발현이 미약하였다. SB203580로 전처치 후 $IL-1{\beta}$로 자극 시 p38 MAP kinase의 인산화 활성이 감소하였다. 이상의 결과는 p38 MAP kinase가 RANKL 유전자 조절에 중요한 역할을 담당하고 있음을 시사한다.

• 미생물학회지
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• 제31권4호
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• pp.274-278
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• 1993

단백질이 어떻게 비수용성이 되는지를 알기위해, 클로람페니콜 아세틸전이효소와 베타-락타메이즈를 과잉생산하여 그들의 수용성과 활성을 측정하였다. 클로람페니콜 아세틸전이효소는 총단백질의 9에서 45%를 차지하였으며, inclusion body 형성없이 완전히 수용성이었으며, 효소활성은 만들어진 양과 비례하였다. 또한 30℃에서 T7 발현체계에 의해 생성된 베타-락타메이즈는 수용성의 숙성체였으나, 37℃에서는 비수용성이 되었다. 세포질에 있는 대부분의 베타-락타메이즈는 비수용성이었고. 페리플라즘 공간에서는 대부분이 수용성이었다. 단백질의 올바른 폴딩을 도와주는 chaperone의 일종인 GroEL 단백질은 본 실험조선에서는 베타-락타베이즈의 수용성을 별로 높이지는 못했다. 세포 내에서 inclusion body의 형성은 단백질의 높은 종도보다는 각각 단밸질 자체의 특성과 관련된 듯하다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권3호
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• pp.212-218
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• 2015

Fucosyltransferase는 퓨코실화된 올리고당을 생성하는데 필수적인 효소로서, GDP-β-L-fucose로 부터 fucose를 수용체로 전이시켜 알파 글리코사이드 결합을 형성하는 과정을 촉매한다. 하지만 Escherichia coli 에서 발현시켰을 때, 대부분의 경우 inclusion body를 형성하여 비활성으로 생성되었다. 따라서 본 연구에서는 Helicobacter pylori 26695에서 유래한 α1,2-fucosyltransferase (FucT2) 유전자의 수용성 발현을 위하여, E. coli에서 샤페론 단백질인 GroEL, GroES, DnaK, DnaJ, GrpE과 함께 동시발현시켰다. SDS-PAGE 분석결과, 5가지 샤페론 단백질과 함께 발현되었으며, 수용성 FucT2 단백질이 증가하였고 효소활성은 5배 증가하였다. 결론적으로, 샤페론 동시발현기술을 이용하여 대장균에서 FucT2 수용성 생산을 증가시킬 수 있었으며 본 수용성 효소는 퓨코실화된 올리고당을 효율적으로 생산하는데 이용될 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제13권4호
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• pp.541-550
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• 2003

본 실험에서는 C형 간염바이러스 (HCV)의 외피 단백질인 E2 당단백질에 결합하는 세포단백질들을 클로닝하기 위해 간세포 cDNA를 phage 표면에 발현시킨 phage library를 제작하였고, 12-mer peptide library와 함께 E2 단백질에 대해 panning을 실시하였다. 검색결과 세포내 신호전달과 cytoskeleton 구성에 관여하는 tensin, membrane protein band 4.1 등 세포질내 단백질과 CCR7, CKR-L2, insulin-like growth factor-1 receptor 등 세포막 단백질 등이 확인되었다. 이들 단백질들을 발현하는 phage들은 수용성 E2단백질을 이용한 결합중화반응 결과 E2 단백질에 특이적으로 결합함이 확인되었다. 사람 T 세포에서 주로 발현되는 CCR7 유전자를 PHA로 활성화된 사람 T 세포의 total RNA를 이용하여 증폭하고 클로닝하였다. 293T 세포에 transfection시켜 단백질 발현양상을 flow cytometer로 분석하여 70% 이상의 세포들이 CCR7을 발현하고 있음을 관찰하였다. 수용성 E2 단백질을 CCR7이 transfection된 세포와 mock transfection된 대조군 세포에 각각 반응시킨 결과 dose-dependent 양상으로 CCR7에 결합하였다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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• pp.639-642
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• 2003

본 연구는 후각 수용 단백질인 ODR10를 GST와 Histidine tag를 각각 N 말단과 C 말단에 삽입한 후 두 가지의 발현 벡터에 넣어 대장균에서 발현시켰다. 부분 정제된 단백질을 QCM의 수정진동자에 코팅한 후 여러 종류의 냄새 분자와의 상호 작용을 관찰하였다. 발현양은 적었지만 QCM실험 결과 발현된 단백질이 diacetyl과 반응한다는 것을 알 수 있었다. ODR10 단백질과 diacetyl의 결합 정도는 다른 냄새 분자와 비교했을 때 $5{\sim}10$배 정도 차이가 났으며 이를 통해 후각 수용 단백질을 발현시킨 대장균 세포들을 후각센서를 개발하는데 사용할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 현재까지는 1000가지 이상 존재한다고 알려진 후각 수용 단백질들이 어떤 냄새 분자와 특이적인 결합성을 가지는지 조사하기 위해서는 복잡하고 시간이 오래 걸리는 실험을 해야 했었지만, 대장균에서 발현시키는 시스템을 통해 경제적이고 효율적으로 조사를 할 수 있게 되었다.

• 생명과학회지
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• 제25권6호
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• pp.631-637
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• 2015

Streptmyces avidinii에서 발현되는 Streptavidin은 vitamin H인 d-biotin 4분자에 결합하며 해리상수(Kd)가 10⁻¹⁵ M를 나타내는 아주 강한 비공유결합이다. 이러한 streptavidin과 biotin 상호간의 강한 결합력은 수많은 생물체 분자들의 탐지 및 특징을 연구하는데 응용되어져 왔으므로 Escherichia coli에서 수용성 streptavidin의 기능적 발현에 대한 연구는 매우 유용하다. 즉 Escherichia coli에서 streptavidin을 발현시키기 위해 streptavidin유전자를 T7 RNA polymerase/T7 promoter를 이용하는 pET-22b 플라스미드로 클로닝하였다. 또한 N-말단에 pelB leader를 포함하여 발현된 streptavidin의 periplasmic space로 운반하여 수용성 단백질형태의 분비를 촉진하였으며 C-말단에는 6개의 polyhistidine tags를 두어 정제하는데 사용되었다. 정제된 streptavidin단백질은 10-20 mg/ml 의 높은 회수율을 나타내었으며 SDS-PAGE에서 가열하는 경우 변성되어 17 kD인 monomer형태를, 가열하지 않는 경우에는 68 kDa으로 원래의 tetramer형태를 나타내었다. 따라서 streptavidin의 tetramer 구조는 비공유결합에 의해 이루어짐을 알 수 있었다. Size-exclusion chromatography에 의한 streptavidin의 구조 역시 tetramer를 재확인할 수 있었다. 정제된 수용성 streptavidin은 Westernblot실험에서 biotinylation된 단백질을 탐지하였으며 이 결과는 정제된 streptavidin이 biotin에 결합하는 기능이 존재함을 나타내었다. 이상의 모든 결과를 종합해보면 본 연구에서 구축된 발현시스템을 통하여 발현된 streptavidin은 높은 회수율을 나타내어 대량생산이 가능하였으며 자연상태의 streptavidin과 동일한 homotetramer를 형성하고 biotin에 결합할 수 있는 기능을 나타내었다.

• 생명과학회지
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• 제28권12호
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• pp.1416-1423
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• 2018

Biotin에 강한 결합 친화력($K_D=10^{-14}M$)과 함께 streptavidin의 tetramer 특징은 VHH 항체를 streptavidin에 융합시키게 하여 biotinylated horseradish peroxidase를 사용하는ELISA 와Western blot analysis 등의 면역분석법에서 VHH 항체의 항원결합력을 증가시키는데 응용 가능하다. 이를 응용하기 위해 우리는 Streptomyces avidinii 염색체 DNA로부터 PCR을 통해 streptavidin유전자를 증폭하고 이를 green fluorescent protein항원에 특이적으로 결합하는 8B9 VHH 항체유전자에 융합시켰다. 대장균에서 수용성 융합단백질로 발현시키기 위해 pUC119 플라스미드에 기초한 발현시스템을 사용하였다. 즉 lacZ promoter를 사용하여 IPTG에 의해 단백질발현을 유도하게 하였으며, 아미노말단에 pelB leader를 두어 발현된 단백질의 periplasmic space로 이동하게 하여 수용성 단백질형태의 분비를 촉진하였으며 카르복시말단에 6개의 polyhistidine tags를 두어 $Ni^+$-NTA-agarose column을 사용하여 발현된 단백질을 정제하였다. Streptavidin이 biotin에 강하게 결합함으로 대장균에 독성을 나타냄에도 불구하고 본 수용성 융합단백질은 성공적으로 발현되었다. SDS-PAGE에서 가열하는 경우 변성되어 30.6 kDa를, 가열하지 않는 경우에는 자연 상태의 122.4 kDa을 나타내었다. 이는 8B9 VHH항체에 융합된 streptavidin moiety에 의해 monomer subunit가 비공유결합으로 tetramerization됨을 제시해준다. 또한 본 융합단백질은 ELISA와 Westernblot analysis에서 보여진 것처럼 parental streptavidin과 유사한 biotin결합력과 green fluorescent protein항원 결합력을 모두 나타내었다. 결론적으로 streptavidin에 융합된 8B9 VHH 항체형태의 융합단백질은 대장균에서 수용성 tetramer로 성공적으로 발현 및 정제되었으며 biotin과 green fluorescent protein 항원에 동시에 결합함으로써 tetrameric and bifunctional VHH 항체제조의 가능성을 제시해주었다.

• 한국식품영양학회지
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• 제17권1호
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• pp.47-52
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• 2004

Mammaglobin은 uteroglobin 유전자와 상동성을 가지는 분비 단백질로 인체 유방암 조직에서 과발현된다. 이 단백질은 유방암의 진단, 전이 정도의 진단, 또는 수술 및 항암치료 후 재발 정도의 검색을 위한 하나의 표식자로 가능성을 갖는다. 본 연구는 mammaglobin 유전자를 클로닝하여, 대장균으로부터 발현하고, 발현된 mammaglobin 단백질을 분리하고, 분리된 단백질을 이용하여 항체를 생산하고, 분리된 항체가 mammaglobin에 대한 특이 반응을 갖는지를 확인하였다. 유방암 환자의 조직을 얻은 후 이 조직에서 RNA를 분리한다. 이 RNA로부터 RT-PCR법으로 mammaglobin 유전자를 클로닝하였다. 증폭된 유전자를 NcoI 과 XhoI으로 절단한 후 벡터에 끼워 넣은 후 대장균에 형질 전환시키고 DNA 염기 서열을 결정하였고, 기존의 mammaglobin 유전자의 염기서열과 비교한 결과 동일한 유전자임을 확인하였다. Mammaglobin의 세포 내 발현, 신호 펩타이드를 이용한 분비발현을 위해 pET30, pET20, pET32 벡터를 각각 이용하였다. 3개의 발현시스템으로부터 단백질이 과 발현됨을 확인할 수 있었다. pET30 벡터를 이용하여 성공적으로 발현된 mammaglobin 단백질을 분리할 수 있었다. Ni-NTA affinity chromatography에 이은 DEAE-ion exchange chromatography 분리 방법에 의해 수용성 발현 단백질인 thioredoxin-mammaglobin을 정제할 수 있었고 이 융합 단백질로부터 enterokinase를 이용하여 mammaglobin 단백질만을 분리하였다. 토끼에 분리된 mammaglobin을 complete adjuvant와 혼합하여 면역한 후 두 번 boosting하여 polyconal 항체를 얻었다. Westernblot immuno 분석을 한 결과 생산된 항체가 mammaglobin 단백질과 특이적 항원항체반응을 보임을 관찰하였다. 향후 이 항체를 이용하여 진단용 시약의 개발이나 항암제 개발 등을 위해 연구가 진행될 것이다.

• 생명과학회지
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• 제19권11호
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• pp.1506-1513
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• 2009

RGS단백질은 G 단백질 신호전달작용에 있어서 신호를 억제하는 조절단백질로서 G 단백질 매개수용체(GPCR)의 활성을 억제하는 것으로 알려졌다. 그렇지만 캐너비노이드 수용체 CB2의 활성에 있어서 RGS 단백질의 조절효과에 관해서는 지금까지 알려져 있지 않다. 그러므로 본 연구에서 우리는 RGS2, 3, 4, 5와 캐너비노이드 수용체 CB2 cDNA를 동시에 HEK293 세포주에 발현시킨 후 각 RGS 단백질의 효과를 조사하였다. CB2 단백질을 발현하는 HEK293 세포주(CB2-HEK293)에서 CB2 효현제인 WIN55,212-2는 폴스콜린으로 유도된 cAMP response element (CRE) 활성을 억제하였다. 이러한 WIN55,212-2의 CRE 억제 활성은 RGS3에 의하여 차단되었지만 RGS2, 4, 및 RGS5에서는 관찰되지 않았다. 뿐만 아니라 RGS3 small interference RNA (siRNA)를 사용하여 내인성 RGS3 단백질의 발현을 저하시키면 WIN55,212-2에 의한 폴스콜린 유도 CRE 억제활성은 더욱 증강되었다. 이상의 결과는 캐너비노이드 수용체 CB2 신호전달작용에 있어서 RGS 단백질의 기능적 역할과 특히 내인성 RGS3의 캐너비노이드 수용체 CB2에 대한 선택적 작용을 나타낸다.