• 한국미생물·생명공학회지
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• 제19권4호
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• pp.348-355
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• 1991

Bacillus subtilis의 Beta-1,4-glucanase 유전자와 Saccharomyces cerevisiae의 alcohol dehydrogenase isoenzyme I 유전자 (ADHI)의 promoter와 mouse $\alpha$-amylase의 분비신호를 연결하여 분비형 플라스미드를 구성하였으며 이를 산업용 알콜생산 효모인 Saccharomyces cerevisiae 54에 도입하여 형질전환시켰다. 한편 $\beta$-glucanase 유전자의 발현정도를 증대시키기 위해 CYC1 유전자의 전사종결신호를 부가한 후 역시 Saccharomyces cerevisiae 54에 도입하였다. 형질전체들은 carboxymethyl cellulose가 함유된 평판배지에서 $\beta$-glucanase를 분비하고 있음을 확인할 수 있었다. 전사종결 신호가 부가된 경우엔 전체역가가 2배 정도 증가하였다. 형질전환체들이 세포밖으로 분비한 효소역가는 전체의 60 정도였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권3호
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• pp.212-217
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• 2004

Glycosyl hydrolase family 26에 속하는 Bacillus subtilis WL-7 mannanase를 코드하는 유전자를 대장균에서 과잉 발현하였다. 아미노 말단의 signal peptide를 포함하거나 포함하지 않은 mannanase 유전자를 각각 pET24a(＋)에 도입하여 재조합 플라스미드 pETMAN과 pENS7를 제조하였다. 이들 플라스미드를 함유하는 Escherichia coli BL21(DE3)에서 mannanase를 발현시킨 결과 signal peptide가 제거된 mannanase유전자의 발현량이 매우 높았다. 그러나 배양온도 $37^{\circ}C$에서 pENS7를 함유한 재조합 대장균에서 과잉 발현된 mannanase는 대부분이 불활성 형태로 존재하였으며, 배양온도를 $31^{\circ}C$이하로 하였을 때 수용화 형태의 효소량이 증가하면서 효소활성이 높아졌다. IPTG에 의해 발현된 재조합 대장균의 균체파쇄 상등액 중에 존재하는 mannanase 활성은 배양온도 $25^{\circ}C$～28$^{\circ}C$에서 가장 높았으며, 전체 단백질량을 기준으로 볼 때는 배양온도 $31^{\circ}C$에서 비활성이 가장 높은 것으로 확인되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권2호
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• pp.160-164
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• 1989

알카리성 Bacillus sp. AL-8의 알카리성 amylase 유전자를 포함하는 5.7Kb의 EcoRI 단편을 pUB 110을 vector로 하여 amylase를 생산하지 못하는 B. subtilis sta-1에서 발현시켰다. 재조합 plasmid pMB802와 pMB809는 숙주세포인 B. subtilis에서 매우 안정하게 유지되었으며 amylase 생산이 공여균 주에서 보다 1.8배 증가하였다. 형질전환주에서 생산된 amylase는 공여균주와 같은 효소적 성질을 나타내었다. 5.7Kb 단편을 E. coli에 subcloning한 결과 3.7Kb의 EcoRI 단편에 알카리성 amylase 유전자가 존재하였다.

• 미생물학회지
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• 제37권4호
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• pp.253-258
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• 2001

Bacillus circulans KCT3004 기원의 $\beta$-1,3-glucanase 유전자를 함유한 재조합 플라스미드 pLM460과 pUB110을 이용하여 shuttle 플라스미드 pMLS1180을 제작하고 Bacillus 세포에 이동.발현시켰다. pLMS1180으로 형질전환된 B. subtilis와 B. megaterium은 효율적으로 $\beta$-1,3-glucanase를 생산하였고, 이 효소들은 세포의 증식과 비례하여 생산되었다. 형질전환체가 생산하는 $\beta$-1,3-glucanase의 최대 활성을 유전자 공여 균주인 B. circulans와 비교하여 보니, B. subtilis는 14배, B. megaterium은 5배 정도의 높은 활성을 나타내었다. 그리고 대장균 형질전환체는 분비율이 7% 정도인데 반하여 B. subtilis 형질전환체는 생산된 효소를 전부, B. megaterium 형질전환체는 약 97%를 세포 외로 분비하는 것을 알 수 있었다. SDS-PAGE를 통해 대장균과 B. subtilis, B. megaterium에서 발현된 효소의 분자량을 분석해 보니 약 38,000으로 추정되었다. 또한, 이들 형질전환체가 생산하는 $\beta$-1,3-glucanase는 laminarin에 작용하여 주된 산물로서 laminaribiose (G2), laminaritriose (G3) 이상의 다양한 laminarioligosaccharide들을 생산함이 확인되었다. pLMS1180의 각 숙주 내에서이 안정성을 살펴본 결과 B.megaterium에서는 88%, 대장균에서는 75%, B. subtilis에서는 48%로 나타났다.

• 미생물학회지
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• 제36권3호
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• pp.203-208
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• 2000

재조합 플라스미드 pAL850에 함유된 Bacillus circulans KCTC3004 $\alpha$-amylase 유 전자를 pUB110을 이용하여 shuttle 플라스미드 pALS111을 만들어 Bacillus 세포에 이동. 발현시켰다. Bacillus subtilis(고초균)와 Bacillus megaterium(거대균)으로 형질전환된 pALS111로부터 $\alpha$-amylase는 세포증식과 비례하여 생산되었다. 형질전화주가 생산하는 $\alpha$ -amylase의 최대활성을 유전자 공여 균주인 B. circulans와 비교했을 때 고초균은 약 95배, 거대균은 약 34배 정도의 높은 활성을 나타내었다. 그리고 대장균 형질전환주는 분비율이 10% 정도인데 반하여 고초균 형질전화주는 생산된 효소전부를 , 거대균 형질전환주는 약 98%를 세포외로 분비함을 보임으로써 고초균과 거대균은 실용적인 면에서 대장균보다 우월 함을 나타내었다, pALS111의 각 숙주 내에서의 안정성을 살펴본 결과 거대균에서는 92%, 고초균에서는 76%, 대장균에서는 38% 로 나타났다. SDS-PAGE와 zymogram을 통해 추정 된 대장균과 고초균, 거대균에서 발현된 효소의 분자량은 약 55,000으로 확인되었다. 이들 형질전환주가 생산하는 $\alpha$-amylase는 starch 에 작용하여 주된산물로서 maltotriose 이상의 다양한 maltooligosaccharide들을 생산함이 확인 되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권6호
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• pp.833-839
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• 2021

Bacillus subtilis CH3-5 isolated from cheonggukjang secretes a 28 kDa protease with a strong fibrinolytic activity. Its gene, aprE3-5, was cloned and expressed in a heterologous host (Jeong et al., 2007). In this study, the promoter of aprE3-5 was replaced with other stronger promoters (P_cry3A, P₁₀, P_SG1, P_srfA) of Bacillus spp. using PCR. The constructed chimeric genes were cloned into pHY300PLK vector, and then introduced into B. subtilis WB600. The P10 promoter conferred the highest fibrinolytic activity, i.e., 1.7-fold higher than that conferred by the original promoter. Overproduction of the 28 kDa protease was confirmed using SDS-PAGE and fibrin zymography. RT-qPCR analysis showed that aprE3-5 expression was 2.0-fold higher with the P10 promoter than with the original promoter. Change of the initiation codon from GTG to ATG further increased the fibrinolytic activity. The highest aprE3-5 expression was observed when two copies of the P₁₀ promoter were placed in tandem upstream of the ATG initiation codon. The construct with P10 promoter and ATG and the construct with two copies of P10 promoter in tandem and ATG exhibited 117% and 148% higher fibrinolytic activity, respectively, than that exhibited by the construct containing P10 promoter and GTG. These results confirmed that significant overproduction of a fibrinolytic enzyme can be achieved by suitable promoter modification, and this approach may have applications in the industrial production of AprE3-5 and related fibrinolytic enzymes.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권6호
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• pp.479-485
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• 1986

Bacillus amyloliquefaciens가 생성하는 액화형 $\alpha$-amylase의 구조유전자를 클로닝하기 위하여 이 균주 염색체의 2 - 5kb 획분을 분리하여 Mbo I으로 부분분해한 후 pUB110플라스미드의 BamHI 부위에 삽입하여 hybrid vector pSKS3 를 제작하였다. 이 재조합플라스미드를 세한수식결손 세포인 Bacillus subtilis ED 107에서 subcloning한 후 당화형 $\alpha$-amylase를 생성하는 Bacillus subtilis NA 64의 $\alpha$-amylase결실변이주 Bacills subtilis KM 107 주에서 형질 발현시켰다. 이때 형질전환빈도는 $10^{-5}$ - $10^{-7}$정도였으며 그중 약 50%가 $\alpha$-amylase 분비능이 있었으나 거의 대부분이 쉽게 실활되었다. 최종선별과정에서 $\alpha$-amylase를 가장 강하게 생성하는 형질전환주 Bacillus subtilis KM213으로부터 재 추출한 재조합플라스미드 pSKS3는 5.7kb 삽입된 단편이 BamH I/Mbo I 부위에 결합되어 있었다. pSKS3에 클로닝된 유전자에 의해 발현되는 $\alpha$-amylase 활성은 B. amyloliquefaciens 활성의 약 25%였으며, 이 pSKS3에 의해 발현되는 $\alpha$-amylase 단백은 B.amyloliquefaciens의 $\alpha$-amylase와 동일한 전기영동성을 나타내었음을 볼 때 pSKS3에 클로닝된 유전자는 B. amyloliquefaciens에서 유래함을 알 수 있었다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제16권4호
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• pp.655-658
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• 2007

Bacillus polyfermenticus SCD was transformed by the recombinant shuttle vector for Bacillus and Escherichia coli containing 3 antibiotic resistant genes and an ${\alpha}$-amylase gene from Bifidobacterium adolescentis Int57. The ${\alpha}$-amylase gene fused to a secretion sequences was expressed under the control of the promoter of amylase gene from B. subtilis var. natto. The recombinant plasmid was maintained stably in the transformants producing the ${\alpha}$-amylase. The enzyme was secreted to outside of the cell and showed the similar enzyme activity as that of Bacillus subtilis BD170 under the same conditions of pH and growth temperature. Because of the relatively easy transformation and the secretion of the enzyme, the transformants of B. polyfermenticus SCD may give a new strategy in the production of foreign genes.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제13권3호
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• pp.297-302
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• 1985

미생물중 urease생성능이 아주 강한 B. pasteurii의 Hind III partial digest 된 chromosomal DNA를 E. coli-B. subtilis bifunctional plasmid vector pGR 71으로 E. coli RR1 균주에 cloning 하므로써 그 urease gene을 expression시킬 수 있었다. 그러나 B. subtilis에서는 insertion DNA fragment의 deletion으로 expression되지 않았다. Cloning된 E.coli RR1 균주로부터 분리 정제한 urease gene함유 Plasmid(pGU66)의 restriction map을 작성하여 본 결과 7.1 Mdal의 insertion fragment가 삽입된 12.6Mdal의 plasmid에 Hind III, Bgl II, Xba I, Sal I등 몇 개의 cleavage site 위치를 찾을 수 있었다. Cloning된 E. coli의 urease는 periplasmic space에 많은 비율로 축적되며, 그 효소학적 성질은 donor인 B.pasteurii의 그것과 매우 유사하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권4호
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• pp.570-583
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• 2021

Pyrococcus furiosus α-amylase can hydrolyze α-1,4 linkages in starch and related carbohydrates under hyperthermophilic condition (~ 100℃), showing great potential in a wide range of industrial applications, while its relatively low productivity from heterologous hosts has limited the industrial applications. Bacillus subtilis, a gram-positive bacterium, has been widely used in industrial production for its non-pathogenic and powerful secretory characteristics. This study was conducted to increase production of P. furiosus α-amylase in B. subtilis through three strategies. Initial experiments showed that co-expression of P. furiosus molecular chaperone peptidyl-prolyl cis-trans isomerase through genomic integration mode, using a CRISPR/Cas9 system, increased soluble amylase production. Therefore, considering that native P. furiosus α-amylase is produced within a hyperthermophilic environment and is highly thermostable, heat treatment of intact culture at 90℃ for 15 min was performed, thereby greatly increasing soluble amylase production. After optimization of the culture conditions (nitrogen source, carbon source, metal ion, temperature and pH), experiments in a 3-L fermenter yielded a soluble activity of 3,806.7 U/ml, which was 3.3- and 28.2-fold those of a control without heat treatment (1,155.1 U/ml) and an empty expression vector control (135.1 U/ml), respectively. This represents the highest P. furiosus α-amylase production reported to date and should promote innovation in the starch liquefaction process and related industrial productions. Meanwhile, heat treatment, which may promote folding of aggregated P. furiosus α-amylase into a soluble, active form through the transfer of kinetic energy, may be of general benefit when producing proteins from thermophilic archaea.