• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권2호
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• pp.117-123
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• 2003

공시균인 Saccha. erythraea IFO 13426으로부터 VB-C에 의한 erythromycin 생산 유도능이 시사된 바 있으므로, 공시균으로부터 VB-C와 특이적으로 결합하는 autoregulators 및 receptor gene을 탐색하여, EM의 생산 조절 기구를 규명하고자 하였다. 탐색의 일환으로 기존의 Streptomyce속 receptor gene의 공통배열을 primer로 이용하여 PCR을 수행하였고, 예상 크기인 120bp의 단편을 pUC19 vector에 ligation하여 E. coli DH5$\alpha$에 형질전환한 후, plasmid를 분리하여 BamHI을 처리하여 2% agarose gel에 전기영동한 결과, pUC19 (2.7kbp)외에 receptor gene PCR 산물이 120bp위치에 존재하는 것을 확인하였다. 형질전환된 plasmid로 PCR을 수행하여 염기배열을 결정한 후 해석한 결과 Streptomyces sp. 유래의 receptor gene과 유사함을 확인하였다. 따라서 Saccha. erythraea IFO 13426에는 항생물질인 erythromycin의 생산에 관여한다고 추정되는 autoregulator receptor protein을 코드하는 유전자가 존재할 것으로 예상되어 120 bp의 PCR product를 probe로 이용하여 Southern 및 colony hybridization을 통하여 3.2 kbp의 SacI 단편을 가지는 plasmid(pESG)를 제작하였고, 이를 sequencing한 결과, autoregulator receptor protein 유전자가 KpnI과 SalI을 포함하는 영역에 존재한다는 것을 알 수 있었으며 이를 EsgR이라 명명하였다. 유전자 해석 결과, EsgR은 205개의 아미노산으로 구성되어 있으며, 이는 기존의 autoregulator receptor proteins과 비교시 30%이상의 상동성을 나타내었으며, 기존의 autoregulator receptor prorein들이 하부의 항생물질 생합성 유전자들의 제어를 위해 보유하고 있는 helix-turn-helix DNA binding motif를 EsgR이 보유하고 있는 점에서, EsgR은 Saccha. erythraea가 보유하는 autoregulator receptor protein을 code하는 유전자로 추정되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권1호
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• pp.77-83
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• 2006

A gene encoding a $\gamma-butyrolactone$ autoregulator receptor was cloned from Saccharopolyspora erythraea, and the biochemical characteristics, including the autoregulator specificity, were determined with the purified recombinant protein. Using primers designed for the conserved amino acid sequence of Streptomyces $\gamma-butyrolactone$ autoregulator receptors, a 120 bp S. erythraea DNA fragment was obtained by PCR. Southern and colony hybridization with the 120 bp fragment as a probe allowed to select a genomic clone of S. erythraea, pESG, harboring a 3.2 kb SacI fragment. Nucleotide sequencing analysis revealed a 615 bp open reading frame (ORF), showing moderate homology (identity, $31-34\%$; similarity, $45-47\%$) with the $\gamma-butyrolactone$ autoregulator receptors from Streptomyces sp., and this ORF was named seaR (Saccharopolyspora erythraea autoregulator receptor). The seaR/pET-3d plasmid was constructed to overexpress the recombinant SeaR protein (rSeaR) in Escherichia coli, and the rSeaR protein was purified to homogeneity by DEAE-Sephacel column chromatography, followed by DEAE-ion-exchange HPLC. The molecular mass of the purified rSeaR protein was 52 kDa by HPLC gel-filtration chromatography and 27 kDa by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, indicating that the rSeaR protein is present as a dimer. A binding assay with tritium-labeled autoregulators revealed that rSeaR has clear binding activity with a VB-C-type autoregulator as the most effective ligand, demonstrating for the first time that the erythromycin producer S. erythraea possesses a gene for the $\gamma-butyrolactone$autoregulator receptor.

• 생명과학회지
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• 제16권1호
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• pp.76-81
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• 2006

방선균에서 DNA 전사 억제인자로써 작용하여 이차대사산물의 생산뿐만 아니라 형태분화를 조절하는 $\gamma-butyrolactone$ autoregulator receptor를 암호화하는 유전자(scaR)를 clavulanic arid 생산 균주, Streptomyces clavuligerus로부터 클로닝하고 in vitro에서 ScaR의 특징을 연구하여 보고한 바 있다. 따라서 본 연구에서는 ScaR의 in vivo 기능을 분석하기위해 상동재조합방법을 이용하여 scaR이 제거된 변이주를 제작하고 야생균주와 표현형을 비교해 보았다. 그 결과, Streptomyces clavuligerus의 형태분화에서는 큰 차이를 나타내지 않았지만 clavulanic acid의 생산에 있어서는 scaR 파괴 변이주가 야생균주에 비해 생산이 증가된 경향을 보였다. 그러므로 ScaR이 S. clavuligerus의 형태분화에는 영향을 미치지 않지만 clavulanic acid 생합성에는 negative regulator로 작용한다는 것을 본 연구를 통해 명확하게 확인할 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제33권2호
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• pp.96-105
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• 2005

공시균인 S. longwoodensis IFO 14251의 autoregulators 및 receptor gene 탐색의 일환으로 기존의 Streptomyces속 receptor gene의 공통배열을 primer로 이용하여 PCR을 수행하였다. 예상되는 100 bp 크기의 단편을 pUC19 vector에 ligation하여 E. coli $DH5{\alpha}$에 transformation한 후, plasmid를 분리하여 BamHI을 처리하여 $2\%$ agarose gel에 전기영동한 결과, pUC19 외에 receptor gene PCR product가 100 bp 위치에 존재하는 것을 확인하였다. 형질전환된 plasmid로 PCR을 수행한 후, 염기배열을 결정하여 분석한 결과, Streptomyces sp. 유래의 receptor gene의 일부분임이 확인되었다. 따라서 S. longwoodensis IFO 14251에는 lysocellin 생산에 관여한다고 추정되는 autoregulator receptor protein을 코드하는 유전자가 존재할 것으로 예상되어 100 bp의 PCR product를 probe로 이용하여 Southern 및 colony hybridization을 통하여 4.4 kb의 SphI 단편을 가지는 plasmid(pSLT)를 제작하였고 이를 sequencing한 결과, Streptomyces 속 유래의 autoregulator receptor 단백질을 코드하는 유전자와 3개의 open reading frame(651 bp)을 확인하여 sltR이라 명명하였다. 유전자 해석 결과, 기존의 autoregulator receptor proteins과 비교시 $35{\sim}46\%$의 homology를 나타내었다. 재조합 단백질의 발현을 위해, sltR/pET-l7b plasmid를 제작하고 E. coli BL21(DE3)/pLysS을 host cell로 이용하여 재조합 단백질을 발현시켰다. SltR 재조합 단백질의 정제는 DEAE-Sephacel column chromatography와 DEAE-5PW chromatography(HPLC)를 통해 수행하였다. Gel filtration chromatography(HPLC, 55 kDa)와 SDS-PAGE(28 kDa)를 통해 분자량을 확인한 결과, 재조합 단백질은 dimer형태로 존재하는 것으로 확인되었다. 또한, 결합활성에 있어 A-factor type의 autoregulator에 대해 가장 강한 결합활성을 나타내었다.

• 미생물학회지
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• 제51권1호
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• pp.39-47
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• 2015

방선균이 생산하는 이차대사산물은 자기조절인자(${\gamma}$-butyrolactone autoregulator)라고 불리는 저분자의 신호전달물질과 이에 특이적으로 결합하는 autoregulator receptor protein의 상호작용에 의해 조절되는 것으로 알려져 있다. 그러므로 non-host에 autoregulator receptor 혹은 pleiotropic regulator의 발현은 이차대사산물 혹은 새로운 대사화합물의 효율적인 생산을 유도할 것으로 기대된다. 희소방선균 Saccharopolyspora erythreae으로부터 receptor (seaR) 유전자의 기능을 연구하기 위해 다른 속의 균주인 Streptomyces coelicolor A3(2)로 seaR 유전자를 삽입하여 형질전환하였다. S. coelicolor A3(2)의 형질전환은 oriT, attP, $ermEp^*$과 seaR gene 단편을 가지고 있는 ${\Phi}C31$ 유래의 integration vector인 pEV615 (6.6 kb)를 이용하여 Escherichia coli ET12567/pUZ8002를 DNA 공여체로 이용한 접합전달법을 사용하여 확립하였다. seaR 유전자의 삽입 유무는 PCR방법으로 확인하였고, seaR 유전자의 전사 발현은 RT-PCR방법으로 확인하였다. S. coelicolor A3(2)의 경우 표현형 microarray 실험을 통하여 seaR 유전자의 발현에 따른 표현형의 변화를 확인하였다. 특히, 표현형 microarray 실험에 나타난 tetracycline 항생제 기질에 대하여 wild type이 transformant에 비해 빠르게 성장하는 것은 항균제 감수성 검사와 일치하였다. 이는 tetracycline 생합성 유전자 및 내성 유전자의 발현 억제에 따른 변화라고 예상할 수 있으며 이를 위하여 tetracycline 생합성 관련 유전자 및 내성 유전자의 발현 패턴 분석등과 같은 분자 수준에서의 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• KSBB Journal
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• 제14권6호
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• pp.682-687
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• 1999

Streptomyces virginiae 유래의 virginiamycin 생합성 유도인자인 VB-C를 이용하여 다른 방선균에의 항생물질 생산 유도 기능을 검토하였다. Erythromycin 생산균인 Streptomyces erythraeus를 공시균주로 사용하였으며, VB-C 결합 receptor 유전자가 포함된 plasmid(pARS 701, 9 kb)를 공시균주에 도입하여 transformant로 사용하였다. Parent와 transformant 모두 유도인자인 VB류를 생산하였으며, VB-C의 signal 전달에 관여하는 결합 단백질의 존재가 확인되었다. Parent는 본배양 0, 20, 44시간째에 합성 VB-C 300 ng/ml를 첨가시 초기 항생물질 생산시기가 약 8시간 이상 단축되었다. Transformant는 본배양 44시간에 첨가시 6시간 이상 항생물질 생산시기가 단축되었고 항생물질 생산량도 증가되었으며, parent에 비해 B. subtilis에도 강한 항균력을 나타내었다. 또한 항균 spectrum은 parent보다는 transformant가 생산한 항생물질의 항균호과가 더 큰 것으로 나타났으며, VB-C를 첨가한 경우 미첨가 경우보다 넓은 항균 spectrum을 보였다. 이들 결과에서 공시균인 S. erythraeus에서 VB signal 전달에 따른 항생물질 생산유도가 입증되었으며, VB-C receptor gene의 도입에 따른 발현과 함께 VBs의 유도, 항생물질의 생산시기의 단축 및 생산량의 증가가 예상됨에 따라 다양한 Streptomyces sp. 균주를 대상으로 항생물질의 대량생산을 비롯한 새로운 2차 대사산물 생산에의 응용이 예상되었다.