• 생명과학회지
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• 제18권11호
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• pp.1592-1599
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• 2008

$\beta$-Lactam계 항생물질에 강한 내성을 가지는 균주 Bacillus sp. J105가 생산하는 $\beta$-lactamase의 유전자를 E. coli DH5$\alpha$에 cloning하였다. Cosmid vector pLAFR3을 이용하여, Sau3AI 으로 부분 분해한 chromosomal DNA와 BamHI으로 처리한 pLAFR3을 ligation하였다. In vitro packaging kit를 사용하여 E. coli에 형질도입 하였으며 $\beta$-lactamase양성 clone주를 획득하였다. 이 recombinant plasmid ($\beta$-lac+)를 pACYC184 (4.2kb) vector를 사용하여 subcloning 하여 최종 $\beta$-lactamase의 활성이 있는 6.4 kb 단편이 포함된 pKL11${\Delta}4.6$을 제작하였다. 이 단편을 DNA 염기서열을 분석한 결과 309개의 아미노산으로 구성된 $\beta$-lactamase를 코딩하는 927 bp를 포함하고 있었다. 클로닝된 $\beta$-lactamase 유전자의 upstream을 포함하는 170 bp의 염기서열을 분석한 결과, B. thuringinesis와 B. cereus 유래의 $\beta$-lactamase 유전자의 upstream 부위와 97%의 일치를 보였다. 본 연구에서 클로닝된 $\beta$-lactamase의 아미노산을 서열을 NCBI BLAST program을 이용하여 분석해 본 결과 B. thuringinesis와 B. cereus의 $\beta$-lactamase와 각각 97%와 94%의 일치를 보였다. 또한 계통도 분석 결과 역시 본 연구에서 클로닝된 $\beta$-lactamase의 아미노산을 서열은 B. thuringinesis와 B. cereus 와 유전학적으로 아주 밀접한 관계를 보여주었다. 이 pKL11-${\Delta}4.6$를 E. coli에서 형질전환 시켜 발현 양상을 조사해 본 결과 $\beta$-lactamase의 secretion efficiency는 약 $4{\sim}5%$％였다. E. coli의 세포 내 단백질로부터 $\beta$-lactamase를 정제하여 분자량을 확인한 결과 31 kDa로 wild type의 분자량과 일치함을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제27권8호
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• pp.857-863
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• 2017

FosB (FBJ murine osteosarcoma viral oncogene homolog B) 유전자는 사람의 19번 염색체에 위치하고 있으며 약 43 KD의 단백질을 코딩하며, 발생 및 분화과정, 개체 유지, 발병 진행 등을 조절한다고 알려져 왔다. 본 연구에서는 바이오 마커 등의 가능성이 있다고 보고된 FosB 유전자의 프로모터를 클로닝하여 활성도를 분석하고자 하였다. FosB genomic DNA 서열을 확인한 결과, TSS upstream 방향의 약 1 Kb 안쪽 부위에 FosB 유전자 발현을 위한 중요한 요소들이 있을 것으로 추정하였고, 따라서 FosB genomic DNA의 upstream -1,555 부위부터 exon 1의 +73까지 부위에 대한 PCR 증폭을 수행하였다. 또한 클로닝 성공을 높이기 위하여 일차로 $TA-1^{st}FosBp$ plasmid를 얻은 후, 다시 $TA-1^{st}FosBp$ plasmid를 template로 Kpn1과 Nhe1 제한 효소 절단부위를 프라이머에 삽입한 후 제작하여 2차 PCR을 수행하였으며, $TA-2^{nd}FosBp$ 플라스미드를 제작한 후 제한 효소로 절단하여 pGL3-luc vector로 subcloning하였다. 제작된 pGL3-FosBp-luc를 이용하여 항암제에 대한 활성도를 분석하고자 A549 사람 폐암세포주에 pGL3-FosBp-luc 플라스미드를 transfection 한 후 luciferase 활성도 분석을 수행하였다. Luciferase 활성도 증가는 doxorubicin, taxol 등을 처리한 후 단백질 발현 양상과 비교 하였을 때도 일치되는 결과를 얻을 수 있었다. 그러므로 FosB프로모터 클로닝은 향후 유전자 발현 연구, 마커분석 등에 유용할 것으로 사료된다.

• 미생물학회지
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• 제28권2호
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• pp.91-97
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• 1990

생체내의 유해산소를 제거하는 superoxide dismutase (superoxide : superoxide oxidoreductase E.C.1.15.1.1) 중 세포질내에서 그 활성을 지니는 인체의 세포질 superoxide dismuta~ie (SODl) 유전자를 사람의 간 cDNA library로부터 동위원소로 표지된 oligonucleotide probe를 이용, in situ plaque hybridization 방법으로 선별 분리하여 내장균 벡터로 클로닝하였다. 이 클론은 SOD1 유전자의 5"L"TR과 3’UTR을 포함한 1.6 kb 정도의 cDNA였다 SOD1 구조유전자만을 선택적으로 분리하기 위해서 ATG를 포함하는 sense strand primer와 3’UTR 부위의 antisense strand primer를 이용하여 중합효소연쇄반응(Polymerase Chain Reaction) 방법을 써서 SOD1 구조유전자 부위만을 선택적으로 증폭시켰다. Taq DNA polymerase에 의해 증폭된 DNA를 벡터 pUCl9의 multiple cloning site (MCS) 내의 Hinc II 위치에 넣였으며 이 insert DNA를 M13 mp19으로 옮겨 dideoxy chain termination 방법으로 sequenase를 사용하여 염기서열을 결정하였다. 클론닝된 cDNA는 153개의 아미노산을 포함하고 있는 하나의 open reading frame (ORF)을 가셨다. 중합효소연쇄반응에 의해 이때 증폭된 SOD1 구조유전자를 $\lambda P_{L}$ 프로모터를 포함하고 있는 발현 벡터 pUPL에 옮긴 후 대장균에서 대량으로 발현시켰다. 이때 발현된 단백질 SOD1은 고유의 효소활성을 가지고 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제33권4호
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• pp.267-273
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• 2005

효과적이고 강력한 효모 생균제를 개발하기 위해, Saccharomyces cerevisiae 균주들 에서 섬유소 분해효소를 유전공학적 방법으로 생산하였다. Thermomonospora fusca 유래의 exoglucanase유전자(E3)를 구성적 ADHl promoter 하류에 subcloning하여 구성적 발현계인 plasmid pVT-TE태(8.8 kb)를 제작하였고, 이를 S. cerevisiae 숙주세포 SEY2102에 형질전환 시켜, YPD에서 배양한 결과, 총 생산된 exoglucanase의 avicelase 활성은 190 unit/l에 도달하였고, 분비효율은 $50\%$, plasmid 안정성은 $91\%$로 나타났다. 재조합 exoglucanase의 양은 Clostridium endoglucanase(CelA)와 Trichoderma endoglucanase(C4) 보다 더 높은 avicel 결합능을 나타냈다. 각 혼합비에 대한 avicel분해에 대한 상승효과와 당 생성은, E3와 CelA의 흔합비가 4:1일 때 가장 좋은 포도당 생성이 관찰되었으며 , endoglucanase(CelA)와 exoglucanase(E3)의 혼합물은, 단독으로 처리했을 때보다, 포도당의 생산은 2.5배 향상되었고, avicelase활성은 결과적으로 3.2배 증가하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제33권4호
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• pp.281-287
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• 2005

Paenibacillus polymyxa 유래의 endoinulinase 유전자(inu, 2.733 kb, E.C 3.2.1.7)를 Saccharomyces cerevisiae에 발현시키기 위해 대장균과 효모의 shuttle vector (GALl promoter함유)에 subcloning하여 구축된 pYGENIU27 (8.6 kb) plasmid를 S. cerevisiae SEY2102에 형질전환하였다. Uracil이 결핍된 SD배지와 inulin이 포함된 배지에서 효모 형질전환체를 선별하였다. 효모 형질전환체의 배양에서 endoinulinase는 periplasmic space에 다량 존재함이 확인되었다. YPDG배지에서 재조합 endoinulinase는 총 활성 1.81unit/ml으로 생산되었다. Inulooligosaccharides (IOSs) 생산을 위한 효소의 최적 반응 조건으로 pH 8.0,반응온도 $45^{\circ}C$, 기질은 Jerusalem artichoke로 결정되었다. 효소활성은 pH 10.0에서도 안정적으로 유지되었으며, 최적 반응 조건 (ginulin당 36 unit효소 이용)에서 반응 10분 후부터 IOSs가 생산되기 시작하였다. 생성된 IOSs의 구성분으로 inulobiose (F2), inulotriose (F3)와 inulotetraose (F4)가 생성되었고, 이중에서 F3가 주성분이었다. 이상의 결과는 효모에서 생산된 재조합 endoinulinase를 이용하여 inulin으로부터 기능성 감미소재인 IOSs의 산업적 생산을 위한 기초결과로 활용될 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권4호
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• pp.260-267
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• 2008

단백질의 산업적 생산을 위해 발현벡터의 선정이 중요하지만 이용 가능한 프로모터가 극히 제한적이며 많은 경우 과발현되는 특성과 함께 불용성 응집체가 형성되는 단점을 지닌다. 따라서 다양한 생물로부터 유래된 잠재성이 큰 유전자원(metagenome)에서의 프로모터 발굴과 한정된 숙주를 해결하려는 노력이 요구된다. 선행연구에서 발굴한 metagenome 유래의 항시발현 프로모터를 이용해 대장균의 일반적인 배양조건에서 세포생리에 영향이 적은 신규 항시발현 벡터를 제작하였다. 이를 위해 예측된 프로모터 서열과 MCS를 포함하는 합성 primer를 제작한 후 PCR로 증폭해 발현벡터를 구성한 후, 프로모터 구동여부와 단백질 발현양상 등을 관찰하였다. 인위적으로 도입된 MCS에 GFP, esterase, $\beta$-glucosidase를 클로닝해 단백질 발현양과 가용성을 분석한 결과, 안정적으로 전체단백질의 $2{\sim}3%$ 정도로 발현되며 80% 이상의 높은 가용성을 지닌 단백질의 발현이 유도되는 것으로 확인되었다. 이와 같은 결과는 잠재적인 생물자원의 보고로서 metagenome의 활용가능성을 제시하고 있다. 따라서 다양한 숙주에서 작동하는 프로모터의 발굴 및 발현벡터의 제작을 시도할 경우 단백질의 생산이나 대사공학에 의한 균주개량에 유용하게 활용할 수 있을 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제29권2호
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• pp.72-77
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• 2001

Strong promoter로 밝혀진 alginate lyase 유전자의 promoter 부위에 대한 특성을 검토하기 위해 alginate lyase 유전자의 46개 N-terminal amino acid가 포함된 promoter 부분과, 같은 균으로부터 분리한 $\beta$-agarase의 유전자를 연결시켜 agarase의 activity를 평판배지상에서 보다 쉽게 확인하는 방법으로 promoter의 활성을 측정한 결과 alginate lyase 유전자 promoter에 의해서 $\beta$-agarase 유전자의 대량발현이 유도되고 있었으며 glucose의 존재하에서 $\beta$-agarase 유전자 발현이 일어나지 않는 catabolite repression 양상을 나타내고 있다. PCR로써 alginate lyase의 46개 N-terminal amino acid 부분이 순차적으로 제거된 plasmid를 제조하여 대량발현을 조사한 결과 46개의 아미노산이 제거된 후에도 $\beta$-agarase의 활성에는 변화가 없어 46개의 N-말단이 정상적인 상태에서 발현에는 영향을 미치고 있지 않음을 확인할 수 있었다. 또한 alginate lyase 유전자의 promoter region에 존재하는 가능한 2개의 promoter consensus sequence PI, PII를 subcloning한 결과 promoter PII만이 존재할 때도 대량발현이 유도되고 있음을 확인할 수 있었으며 동시에 glucose가 존재할 때 catabolite repression이 역시 나타나고 있어 이 부분이 발현 및 glucose에 의한 regulation에 매우 중요하게 작용하는 부분이라는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제35권1호
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• pp.11-16
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• 2007

Pseudoalteromonas carrageenovora 유래의 arylsulfatase 유전자는 PCR로 증폭한 후 Geobacillus toebii의 D-amino acid aminotransferase(D-ATT) 유전자 유래의 구성적 발현 promoter를 함유하는 pHCE-IA vector로 subcloning 하였다. 4-Methylumbelliferyl sulfate가 포함된 LB 평판배지 상에서 자란 형질전환체 Escherichia coli BL2l (DE3)/pHCE-AST는 360 nm상에서 4-methylumbellifrrone에 의한 강한 형광을 보였고, 이는 대장균에서 arylsulfatase가 활성형으로 생산되었음을 의미하였다. E. coli BL21 (DE3)/pHCE-AST를 0.4% glycerol 또는 0.4% glucose가 포함된 LB 배지로 배양했을 때 arylsulfatase활성은 glycerol이 포함된 배지에서 활성이 더 높게 나타났다. 2% glycerol이 포함된 LB배지에서 arylsulfatase 활성은 약 15.0 unit/ml에 달했으며, 이는 1% glycerol을 첨가해서 배양했을 때보다 2.6배 이상의 높은 발현 수준이였다. 재조합 arylsulfatase 효소로 제조된 agarose와 시판용 agarose를 DNA markers를 이용해서 전기영동 성능을 비교했을 때 우수한 이동성과 분리능을 보였다. 본 연구의 결과, E. coli에서 과발현 생산된 arylsulfatase 효소를 이용하여 전기영동용 고순도 agarose생산 공정에 적용 가능함을 확인하였다.

• 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.

• 미생물학회지
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• 제32권1호
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• pp.47-52
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• 1994

Campylobacter jejuni에 48${\circ}C$의 열충격을 30분간 주었을 때, HSP90, HSP66, HSP60의 열충격 단백질들이 합성되었고, 이 단백질들은 각각 E. coli의 hsp87, HSP66 (DnaK), HSP58(GroEL)에 상응하는 단백질들이었다. 여러가지의 제한효소로 처리한 C. jejuni의 chromosomal DNA에 E. coli의 groEL(4.0kb)을 probe로 사용하여 Southern hybridization한 결과, 이들과 상동성을 가지는 유전자들이 있음을 확인하였다. C. jejuni의 groEL 유전자를 pWE15 cosmid를 이용하여 recombinant plasmid pLC1을 만들고, 이를 E. coli B178 groEL44 ts mutant에 형질전환시켜 E. coli LC1을 얻었다. 이 pLC1에는 groEL 유전자가 존재하는 5.7kb인 insert DNA가 포함되어 있었고, 그로부터 subcloning한 pLC101에는 groEL을 포함하는 4.0kb의 DNA가 삽입되어 있었다. 이 recombinant plasmid들이 형질전환된 E. coli LC1과 LC101 균주에서는 C. jejuni의 GroEL 단백질이 과다 생산되었다. C. jejuni의 groEL이 cloning된 E. coli LC1은 42${\circ}C$에서의 생장능력이 회복되었고, ${\lambda}$ vir phage에 대한 감수성도 회복되는 등의 chaperon 효과가 입증되었다.