The partial cDNA of the MT-c clone encoding snake venom metalloprotease was subcloned and expressed in E. coli. The expressed metalloprotease was purified by affinity chromatography in the presence of urea, and then successfully refolded into its functional form, retaining metalloprotease activity that hydrolyzes fibrinogen. The simple and convenient refolding strategy established in this work was highly efficient in recovering the recombinant enzyme activity. Experimental evidence suggests that the C-terminal amino acid stretch of 16 residues is a critical sequence for proper folding of the metalloprotease domain.
Molecular cloning of metalloprotease gene from Serratia marcescens ATCC 21074 into Escherichia coli JM109 was carried out. Chromosomal DNA of S. marcescens was completely digested with Hind111 and southern hybridization with a synthetic oligonucleotide probe revealed that a 50 KD metalloprotease gene was contained in 4.0 Kb chromosomal DNA fragment, 4.0 Kb chromosomal DNA fragments eluted from agarose gel were ligated with pUC19 and transformed into E. coli JM109. Nine positive clones were obtained from about $1\times 10^3$ transformants by colony hybridization. Their recombinant plasmids, pSPl and pSP2 have same chromosomal DNA fragments in pUC19 in opposite-orientations. When cloned metalloprotease gene was expressed in E. coli, about 52 KD precursor protein of metalloprotease was detected by western blot analysis from E. coli harboring a recombinant plasmid pSP2. Plasmid pSP2 showed no protease activities in E. coli but overproduced the active metalloprotease in S. rnarcescens ATCC 27117.
Kim, Ki-Seok;Jung, Jae-Yeon;Park, Kun-Sik;Kim, Tae Un;Byun, Si Myung;Shin, Yong Chul
Microbiology and Biotechnology Letters
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v.23
no.3
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pp.288-296
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1995
To investigate high-level expression of Serratia marcescens metalloprotease (SMP) in Escherichia coli and S. marcescens, we constructed various recombinant plasmids: pSP2, containing SMP gene and lac promoter; pKSP2, containing SMP gene and tac promoter; pTSP2, containing SMP gene, trc99a promoter, and lacI$^{q}$. The recombinant E. coli (pKSP2) strain expressed SMP to a high-level, about 36% of total cellular proteins but accumulated inactive SMP precursors intracellularly, which indicated that E. coli does not have activation and secretion system for SMP. To overproduce active SMP, we transformed S. marcescens with the recombinant plasmids by a modified CaCl$_{2}$ method. The recombinant S. marcescens ATCC27117 (pSP2) containing lac promoter for SMP transcription produced 530 U/ml of active SMP on LB broth, which is about 5.1 times of the SMP yield, 105 U/ml of a control strain, S. marcescens ATCC27117 (pUC19). However, S. marcescens ATCC27117 (pKSP2) containing tac promoter for SMP transcription did not grow healthy and hardly produced SMP. To overcome a harmful effect of the strong tac promoter, we constructed a regulatory plasmid pTSP2 containing a strong trc99a promoter and its repressor gene lacI$^{q}$. When S. marcescens ATCC27117 (pTSP2) was induced with 1.0 mM IPTG after 9 hr cultivation, 2,200 U/ml of SMP was obtained in LB broth, which is about 21 times of that of a control strain.
Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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2000.05a
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pp.161-162
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2000
Metalloprotease produced in Vibrio mimicus, in which zinc is an essential meta ion for catalytic activity, degrades a variety of biologically important substances including human collagen, several complement components, and immunoglobulin. For gene overexpression and convenient purification, VMC gene was constructed in pET22b(+) expression vector by using of PCR. (omitted)
The Journal of the Korean Society for Microbiology
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v.35
no.2
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pp.109-115
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2000
FtsH is a membrane-bound, ATP-dependent metalloprotease that is involved in a variety of cellular functions including the regulation of responses to heat and stress shock. Previously, we had cloned and sequenced pneumococcal ftsH gene whose deduced amino acid sequence was very similar to those of several gram-positive bacteria and Escherichia coli, except for the N-terminal domain that was responsible for membrane anchoring. In order to better understand the role of Streptococcus pneumoniae FtsH, we expressed pneumococcal ftsH gene in Escherichia coli. When it was expressed from a strong promoter, $P_{tac}$, a considerable amount of the recombinant FtsH was produced, although the prolonged induction resulted in not only accumulation of breakdown products but also ceasing of the further growth of E. coli host. This indicated that the expression of the exogenous ftsH gene was tightly regulated since the excessive FtsH appeared detrimental to bacterial cells. In Western blotting, the pneumococcal FtsH protein, whether native or recombinant, was reactive to anti-E. coli FtsH serum. The observation that FtsH proteins were well conserved throughout the bacterial kingdom and its expression level was fine-tuned suggests an important role for this protein in the stress adaptation which may be related to infecting process by pneumococci.
Kim, Dong-Gyun;Kim, Eun-Young;Kim, Yu-Ri;Kong, In-Soo
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.25
no.1
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pp.119-126
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2015
Among the various human growth factors, epidermal growth factor (hEGF, consisting of 53 amino acids) has various effects on cell regeneration, stimulation of proliferation, migration of keratinocytes, formation of granulation tissues, and stimulation of fibroblast motility, which are important for wound healing. Owing to their multiple activities, EGFs are used as pharmaceutical and cosmetic agents. However, their low productivity, limited target specificity, and short half-life inhibit their application as therapeutic agents. To overcome these obstacles, we fused the collagen-binding domain (CBD) of Vibrio mimicus metalloprotease to EGF protein. About 18 or 12 amino acids (aa) (of the 33 total amino acids), which were essential for collagen-binding activity, were combined with the N- and C-termini of EGF. We constructed, expressed, and purified EGF (53 aa)-CBD (18 aa), EGF (53 aa)-CBD (12 aa), CBD (18 aa)-EGF (53 aa), and CBD (12 aa)-EGF (53 aa). These purified recombinant proteins increased the numbers of cells in treated specimens compared with non-treated specimens and control hEGF samples. The collagen-binding activities were also evaluated. Furthermore, CBD-hybridized hEGF induced phosphorylation of the EGF receptor. These results suggested that these fusion proteins could be applicable as small therapeutic agents in wound tissue healing.
Streptomyces coelicolor is a filamentous soil bacterium producing several kinds of antibiotics. S. coelicolor abs8752 is an abs (antibiotic synthesis deficient)-type mutation at the absR locus; it is characterized by an incapacity to produce any of the four antibiotics synthesized by its parental strain J1501. A chromosomal DNA fragment from S. coelicolor J1501, capable of complementing the abs- phenotype of the abs8752 mutant, was cloned and analyzed. DNA sequencing revealed that two complete ORFs (SCO6992 and SCO6993) were present in opposite directions in the clone. Introduction of SCO6992 in the mutant strain resulted in a remarkable increase in the production of two pigmented antibiotics, actinorhodin and undecylprodigiosin, in S. coelicolor J1501 and abs8752. However, introduction of SCO6993 did not show any significant difference compared to the control, suggesting that SCO6992 is primarily involved in stimulating the biosynthesis of antibiotics in S. coelicolor. In silico analysis of SCO6992 (359 aa, 39.5 kDa) revealed that sequences homologous to SCO6992 were all annotated as hypothetical proteins. Although a metalloprotease domain with a conserved metal-binding motif was found in SCO6992, the recombinant rSCO6992 did not show any protease activity. Instead, it showed very strong β-glucuronidase activity in an API ZYM assay and toward two artificial substrates, p-nitrophenyl-β-D-glucuronide and AS-BI-β-D-glucuronide. The binding between rSCO6992 and Zn2+ was confirmed by circular dichroism spectroscopy. We report for the first time that SCO6992 is a novel protein with β-glucuronidase activity, that has a distinct primary structure and physiological role from those of previously reported β-glucuronidases.
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