S. cerevisiae의 대표적인 구성적 promoter로 GAPDH, ADH1 및 ENO1를 사용하고 이들 promoter 하류에 INUl의 ORF를 in frame으로 연결한 각각의 plasmid pYIGP, pADHl-lNU 및 pENO-INU를 구축하였다. 이들 plasmid 를 함유한 재조합 S. cerevisiae SEY2102 균주들을 sucrose 함유 평판배지에서 선별한 후, 초기 포도당 농도가 2$\%$ 또는 4$\%$인 배지에서 배양했을 때, 모든 균주들은 12시간 이후부터 정지기에 들어갔으며, 정지기에서도 느리지만 균체증식과 inulinase 발현은 계속되었다. 4% 포도당 배지에서 inulinase 총발현량은 ADH1 promoter 계를 제외하고 GAPDH와 ENO1 promoter의 경우 2$\%$ 포도당 배지 때 보다 약 2배 증가한 2.0 unit/mL과 1.4 unit/mL를 각각 보였다. 단위균체농도당 inulinase 활성 즉, 비활성은 GAPDH와 ENOl promoter계의 경우 포도당 농도가 4$\%$일 때 2$\%$때보다 약 63$\%$ 정도의 비활성 증가를 나타내었다. 하지만 ADH1 promoter의 경우는 오히려 비활성이 약 40$\%$ 감소하였다. 그러나, plasmid 안정성 측면에서는 ADH1과 ENO1 promoter 발현계가 GAPDH promoter 경우의 34$\%$보다 훨씬 뛰어난 80$\%$이상을 보였다. 결론적으로 높은 포도당 농도에서 구성적 promoter의 활성 (발현능)은 GAPDH, ENO1, ADH1 promoter 순으로 나타났지만, 초기 포도당 농도가 높을 때나 에탄을 생산이 심각한 유가식 배양에서는 ENO1 promoter가 inulinase의 구성적 발현ㆍ생산에 더 적합할 것으로 사료된다.
A study was undertaken to examine the effect of curing agents on the stability, curing and segregation of R plasmid pSL100. And also the stability, transfer frequency, and recombination of its segregants obtained from curing agent treatment were studied. Ethidium bromide, acridine orange, and mitomycin-C were used as curing agent. The results obtained were as follows ; 1. The curing agent ethidium bromide, acridine orange, and mitomycin-C were not effective for curing the multiple antibiotic resistant determinant of pSL100 in Salmonella typhimurium and Escherichia coli. However, they induced plasmid segregation with high frequency in S.typhimuruim LT-2strains. TcApSmCm, TcSmCmKm, TcApCm, TcAp, TcKm, Tc segregants were obtained. 2. The resistant markers of the segregents were transferred to S.typhimurium LT-2 strains with high frequencies whereas they were transferred to E.coli K-12 only with low frequencies. 3. The transconjugants obtained from conjugation between two different S.typhimurium segregants were similar to the phenotype of the original R factor pSL100 and the resistant markers were transferred to the S.typhimurium LT-2 or E.coli strain with equal frequencies, indicating that they are recombinants. 4. The transconjugants obtained from conjugation between pSL100 segrgants and pKM101, or pBR322 possessed the resistant markers of the two parental plasmids and they were transferred to both S.typhimurium and E.coli K-12 strains with the same frequencies and maintained stably, suggesting that they are also recombinants. 5. The recombinant pSL100 could be also obtained in rec A-strains of E.coli, suggesting that the gene function of rec A is required for the recombination of pSL100 segregants in E.coli.
Effects of IPTG induction on cell growth and production of ${\beta}$-galactosidase-preS2 fusion protein (${\beta}$gal-preS2) were studied in a defined medium using a recombinant Escherichia coli JM109/pCMHB30. IPTG was added (0.2 mM) to induce the cloned-gene expression in the early-, mid-, and late-log growth phases. The most serious decreases in growth rate and plasmid stability were observed for the induction in the early-log growth phase. The expression level of ${\beta}$gal-preS2 attained by the induction in the mid-log phase was about 0.51 mg fusion protein/mg total cellular protein, which was 2- and 5-fold improvement over the levels obtained with the inductions in the early- and late-log phases. Formation of acidic byproducts including acetate and pyruvate showed different profiles during the fermentation period for each cases of induction; pyruvate was the major byproduct for the induction in the early-log phase while acetate production became more significant for the cases of inductions in the mid- and late-log phases.
Transposon Tn5의 단백질 합성을 E. coli 내에서 증폭 합성시키기 위하여 Bacteriophage의 Pt 촉진유전자가 Tn5의 두 개 module인 IS50L 과 IS50R을 전사시킬 수 있도록 plasmid를 재구성하였다. P1 촉진유전자로부터의 전사를 탈억제시켰을 경우, IS50R으로부터 합성되는 두 개의 단백질은 모두 그 세포내 축적량이 SDS-polyacrylamid gel에서 확인 될 정도로 증폭합성되었으나 IS501L의 두 개 단백질들은 동일 gel 상에서 확인되지 않았다. Minicell system에서 합성양상과 각 단백질들의 안정성을 조사한 결과, IS50R 단백질은 모두 안정하게 유지되었으나 IS501, 단백질은 모두 불안정하여 생분해 되어 진다는 사실을 밝혔다. 이러한 Is50L 단백질의 불안정성은 IS50L이 transposition에 있어서 불활성을 나타내는 원인이라 추정된다. 또한 IS50L고 IS50R의 단백질은 모두 동일한 open reading frame에 의하여 합성되어짐을 tryptic peptide 양상을 통하여 알 수 있었다.
Kim, Jong-Hyun;Kim, Jung-Hoe;Kim, Sun-Chang;Nam, Soo-Wan
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제10권4호
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pp.551-553
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2000
A strong constitutive $P_{JH}$ promoter from Bacillus was applied to overexpress the endoxylanase gene in B. subtilis. The expression plasmid, pHJKJ4, was designed to contain the $P_{JH}$ promoter and endoxylanase promoter ($P_B$), and introduced into B. subtilis DB104. Through batch fermentation of the trasformant cell on a maltose medium, endoxylanase was produced in a growth-associated manner as the predominant protein. The total activity reached about 600 unit/ml at the end of the cultivation, which corresponded to 698 mg endoxylanase protein/l with a specific activity of 860 unit/mg protein. It was also found that the segregational plasmid instability was less than 30% and most of the endoxylanase activity was detected in the culture medium. This result suggests that the secretory production of endoxylanase can be significantly enhanced with the use of the $P_{JH}$ promoter and high-cell density culture techniques, quantitatively as well as qualitatively.
To overproduce endoxylanase from a recombinant Bacillus subtilis harboring the pJHKJ4 plasmid, the effects of carbon and nitrogen sources on the cell growth and expression level of endoxylanase were investigated in the flask cultures. Among the various carbon and nitrogen sources tested, glucose and maltose as carbon source and yeast extract as nitrogen source were found to be the most effective for the cell growth and the endoxylanase expression. When the concentration of glucose was increased from 0.5% to 5%, the highest activity of extracellular endoxylanse, 166 unit/$m\ell$, was observed at 2% glucose. In case of maltose, the endoxylanase was stably produced at the level of 180 unit/$m\ell$, regardless of the concentration of maltose. The higher the concentration of yeast extract, the greater cell growth and endoxylanase expression were obtained. However, the highest endoxylanase activity per unit cell mass was observed with 1% yeast extract. With the optimized medium (2% glucose, 1% yeast extract, etc), about 630 unit/$m\ell$ of endoxylanse was expressed through the batch fermentation in a fermentor, which expression level corresponded to about 0.7 g-endoxylanase protein /$\ell$. It was also found that the plasmid was stably maintained above 70% level, and more than 90% of endoxylanase activity was detected in the extracellular medium.
원형질체 융합을 통하여 killer 효모의 유전형질을 기존의 ethanol 발효효묘에 도입하므로서 야생의 killer 효모에 저항성을 가지고, 오염효모를 치사시킬 수 있으며, ethanol 발효능도 유지하는 새로운 효모균주를 개발하였다. 먼저 융합주의 생리적인 특성을 검토한 바, 융합주는 양천주에 비하여 세 적이 크고, DNA 함량이 높았으며, 증식도는 친주와 유사한 경향이었다. 또 융합주를 최소배지에서 보존하는 것이 안정성을 높이는 방법이었고, 7일 간격으로 7회 계대배양하므로서 유전적으로 안정화시킨 융합주를 6개월 간 계속 사용한 결과 segregant가 전혀 나타나지 않았으므로 매우 안정하였다. 또한 융합주는 핵 및 포자를 형성함을 관찰 할 수 있었고, TTC 정색반응에서 적색 및 pink 색을 띄었으며, 탄소원의 자화성 및 발효능은 천주와 유사하였는데, KCI, NaCl, sodium propionate alc cycloheximide 등에 대한 내성도 양친주의 한쪽을 따랐다. 그리고, 융합주를 20% glucose와 sucrose에서 72시간 및 60시간 배양했을 때, FWKS 260의 경우 각각 9.6v/v% 및 9.8v/v%의 ethanol을 생성하였고, 감수성주와 혼합배양한 결과 FWKS260의 경우 48시간 이후에는 감수성주를 거의 발견할 수 없었으며, 전주 및 융합주의 dsRNA plasmid를 추출하여 전기 2.5kb의 L 및 M dsRNA plasmidsms는 서로 연관성이 있으며, killer toxin 분비 및 저항성을 나타내는 유전자를 지배하는 것은 M dsRNA plasmid임을 확인할 수 있었다. 수 있었다.
Erro-prone PCR에 의해서 열안정성이 향상된 Streptomyces coelicolor A(3) 유래의 L-threonine aldolase를 Corynebacterium glutamicum R에서 과잉발현시키기 위하여 Corynebacterium용 vector plasmid인 pCRB1의 SD배열과 개시코든사이의 1염기를 제거한 고발현용 vector plasmid인 pCG-H44(2)를 구축하였다. pCG-H (2)에 의해서 형질전환된 C. glutamicum R 균주(CGH44-2)에서 L-TA를 발현시킨 결과, 기존의 Corynebacterium용 vector plasmid인 pCRB1(CGH44-1)보다 L-TA의 발현량이 높았다. L-threo-DOPS의 합성을 위한 최적조건은 $30^{\circ}C$, 0.1 M cirtric acid buffer(pH 7.0)이었으며, 0.1% TritonX-100를 첨가하였을 경우 보다 높은 활성을 보였다. 최적조건하에서 CGH44-2를 whole cell biocatalyst로 이용한 반복회분식반응에서 재조합대장균을 숙주로 이용한 경우보다 재조합Corynebacterium을 이용하였을 경우, 목적하는 L-threo-DOPS의 합성이 안정적으로 이루어졌다.
Plasmid pBR322와 runaway Plasmid pSY343을 vector로 사용하여 E. stearothermophilus IAM 11062내의 $\alpha$-amylase 유전자를 E. coli내에 클로닝 하였다. 이때 얻어진 $\alpha$-amylase유전자는 제한효소 Hind III의 말단을 갖고 있는 4.7kb의 크기였으며 E. coli내에서 이들 유전자는 비교적 안정적 있게 유지되고 발현되었다. 재조합 $\alpha$-amylase유전자가 클로닝된 E. coli는 B. stearothermophilus IAM 11062보다 3배의 $\alpha$-amylase를 더 많이 생성하였다. EDTA를 사용한 osmotic shock 방법에 의하여 E. coli내에서 생성된 $\alpha$-amylase는 그 효소 생성량의 75%정도가 periplasm에 존재함이 밝혀졌다. 재조합된 $\alpha$-amylase 유전자에 의해서 E. coli에서 생성된 $\alpha$-amylase는 최적 작용온도가 55$^{\circ}C$로서 이들의 열안정성과 분자량(61,000)도 B. stearothermophilus IAM 11062의 $\alpha$-amylase와 거의 동일하게 나타나 E. coli와 B. stearothermophilus IAM 11062에서 생성된 $\alpha$-amylase는 효소학적 성질이 같음을 보여주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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