• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제12권1호
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• pp.54-59
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• 2009

Carotenoids such as $\beta$-carotene and astaxanthin are used as food colorants, animal feed supplements and for nutritional and cosmetic purposes. In a previous study, an astaxanthin biosynthesis gene cluster was isolated from the marine bacterium, Paracoccus haeundaensis. Geranylgeranyl pyrophosphate (GGPP) synthase (CrtE), encoded by the ortE gene, catalyzes the formation of GGPP from farnesyl pyrophosphate (FPP), which is an essential enzyme for the biosynthesis of carotenoids in early steps. In order to study the biochemical and enzymatic characteristics of this important enzyme, a large quantity of purified GGPP synthase is required. To overproduce GGPP synthase, the crtE gene was subcloned into a pET-44a(+) expression vector and transformed into the Escherichia coli BL21(DE3) codon plus cell. Transformants harboring the crtE gene were cultured and the crtE gene was over-expressed. The expressed protein was purified to homogeneity by affinity chromatography and applied to study its biochemical properties and molecular characteristics.

• 생명과학회지
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• 제22권8호
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• pp.1024-1033
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• 2012

Kocuria gwangalliensis로부터 카로티노이드 생합성 경로의 첫 번째 단계 기질인 geranylgeranyl pyrophosphate (GGPP)를 생합성하는 GGPP synthase (CrtE)를 암호화하고 있는 crtE를 클로닝 하여 이를 KgGGPP로 명명하였다. 기존 세균에서 밝혀진 GGPP synthase의 아미노산 서열을 NCBI에서 검색하여 KgGGPP synthase의 아미노산 서열과 비교한 결과 Kocuria rhizophila와 59.6%의 상동성을 가지는 것을 확인하였다. crtE 유전자를 대장균에서 발현 시키기 위하여 pCcrtE 재조합 DNA를 구축하였고, 이를 대장균에서 발현시킨 결과 약 41 kDa의 재조합 단백질이 과발현 됨을 확인 할 수 있었으며, 이 단백질은 기존 세균에서 밝혀진 GGPP synthase와 유사한 분자량을 가지고 있다는 것을 알 수 있었다. CrtE 재조합 단백질의 활성을 분석하기 위하여 대장균 내에서 라이코펜의 생합성을 유도 하였다. 대장균의 경우 메발론산 경로를 통하여 FPP와 IPP를 생합성 하지만 crtE, crtB, crtI 유전자가 없기 때문에 라이코펜을 생합성 하지는 못한다. 대장균 내에서 라이코펜의 생합성을 위해서는 crtE, crtB, crtI 유전자의 발현이 필수적으로 요구되기 때문에 crtB, crtI 유전자의 경우는 P. haeundaensis에서 유래한 유전자를 이용하여 pRScrtBI 재조합 DNA를 구축하여 그 발현을 유도하였다. 상기 두 재조합 DNA를 대장균에서 공발현 시켰으며, HPLC 분석법을 이용하여 대장균 내에서 라이코펜의 생산 유무에 따른 KgGGPP synthase의 활성을 분석하였다.