A-factor I a microbial hormone that can positively control cell differentiation leading to spore formation and secondary metabolite formation in Streptomyces griseus. to identify a protease that is deeply involved in the morphological and physiological differentiation of Streptomyces, the proteases produced by Streptomyces griseus IFO 13350 and its A-factor deficient mutant strain, Streptomyces griseus HH1, as well as Streptomyces griseus HH1 transformed with the afsA gene were sturdied. In general Streptomyces griseus showed a higher degree of cell growth and protease activity in proportion to its ability to produce a higher amount of A-factor. In particular, the specific activity of the trypsin of Streptomyces griseus IFO 13350 was greatly enhanced more than twice compared with that of Streptomyces griseus HH1 in the later stage of growth. The specific activity of the metalloprotease of Streptomyces griseus HH1 was greatly enhanced more than twice compared with that of Streptomyces griseus IFO 13350, and this observation was reversed in the presence of thiostreptione, However, Streptomyces griseus HH1 transformed with the afsA gene showed a significantly decreased level of trypsin and metalloprotease activity compared with that of the HH1 strain. There was no significant difference between Streptomyces griseus IFO 13350 and HH1 strain in their chymotrypsin and thiol protease activity, yet the level of leu-amionpeptidase activity was 2 times higher in Streptomyces griseus HH1 than in strain IFO 13350 . Streptomyces griseus HH1 harboring afsA showed a similar level of enzyme activity , however, all the three protease activities sharply increased and the thiol protease activity was critically increased at the end of the fermentation. When a serine protease inhibitor, pefabloc SC, and metalloprotease inhibitor, EDTA, were applied to strain IFO 13350 to examine the in vivo effects of the protease inhibitors on the morpholofical differentiation, the formation of aerial meycelium and spores was delayed by two or three days.
KIM , YOON-HEE;CHOI, SI-SUN;KANG, DAE-KYUNG;KANG, SANG-SOON;JEONG, BYEONG-CHUL;HONG, SOON-KWANG
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제14권6호
/
pp.1350-1355
/
2004
The sprA and sprB genes, encoding the chymotrypsin-like proteases Streptomyces griseus protease A (SGPA) and Streptomyces griseus protease B (SGPB), and the sprT gene that encodes Streptomyces griseus trypsin (SGT) were cloned from S. griseus and were overexpressed in various strains of S. griseus. When the sprT gene was introduced into S. griseus, trypsin activity increased 2-fold in the A-factor deficient mutant strain, S. griseus HH1, and increased 4-fold in the wild strain, S. grise us IFO 13350. However, there was no detectable increase of chymotrypsin activity in the transformants of S. griseus with either sprA or sprB, in contrast to the results obtained from S. lividans as a heterologous host. To solve the negative gene dosage effects in S. griseus, either the sprA or the sprB genes with their own ribosome binding sites were linked to the downstream of the entire sprT gene, and the coexpression efficiency was examined in S. lividans and S. griseus. The transformants of S. lividans with either pWHM3-TA (sprT+sprA) or pWHM3TB (sprT+sprB) showed 3-fold increase of trypsin activity over that of the control, however, only the transformant of pWHM3-TB demonstrated 7-fold increase in chymotrypsin activity, indicating that the pWHM3-TB has a successful construction for the overexpression of chymotrypsin in Streptomyces. When the coexpression vectors were introduced into S. griseus IFO 13350, the trypsin level sharply increased by more than 4-fold, however, the chymotrypsin level did not increase. These results strongly suggest that the overexpression of the sprA and sprB genes is tightly regulated in S. griseus.
방선균은 토양 속에 다양하게 존재하는 미생물의 일종으로 그람 양성 진정세균으로 이차대사산물을 생산하는 시기와 포자 착생이 시작되는 세포분화의 시기가 밀접한 관련이 있다. S. griseus는 streptomycin을 비롯한 다양한 종류의 endopeptidase 및 exopeptidase들을 생산한다. 방선균에서의 protease 생산은 많은 경우에 이차대사산물이 형성되거나 형태분화가 유도되는 시기에 동시에 시작된다는 점에서 Pretense가 이차대사물질 생산 및 세포분화에 일정한 기능을 수행할 것이 라는 점을 시사하고 있다. 본 연구에서는 S. griseus IFO 13350에서 클로닝한 SGPD protease가 각 strain에서 형태학적으로나 생리적으로 어떠한 gene dosage 효과를 미치는지 조사하는 것이었다. sprD 유전자가 S.lividans를 숙주로 사용한 시스템에서 대량발현이 성공적으로 되는 것을 확인한 후, 본 유전자를 클로닝한 S. griseus IFO13350 균주와 이의 A-factor 결손주인 S. griseus HH1에 형질전환하였다. S. griseus HH1과 S. griseus IFO13350에서는 protease activity가 벡터만 도입된 대조군과 sprD 유전자가 들어간 형질전환체에서 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 S. griseus IFO 13350 및 HH1 모두에서 생리학적·형태학적 분화의 차이를 발견하지 못하였다. Chymotrypsin계열의 pretense를 암호화하는 유전자만이 S. griseus에서 발현이 repression된다는 사실을 본 연구 결과를 통하여 알게 되었다. 이를 바탕으로 sprD유전자와 동일계열의 chymotrypsin 계열의 유전자들이 공통적으로 S. griseus에서 repression 되는 일반적인 기전이 있을 것으로 판단, chymotrypsin계열 유전자들의 promoter부분의 염기 상동성을 조사하였다 번역개시부위 바로 상부 유전자부터 상동성을 조사한 결과 적어도 상당부분의 염기배열이 잘 보존된 지역이 존재함을 알게 되었다. 향후 이들 발현기구의 조절기구를 연구함으로서 protease의 기능을 밝히는데 좋은 단서를 제공할 것으로 판단된다.
방선균 Streptomyces griseus에서 상업적 목적으로 생산되는 protease인 protease는 serine protease, alkaline protease, aminopeptidase및 carboxypeptidase로 구성되어 있는 복합체로서 의 약용 소염제로 널리 사용되어지고 있다. 본 연구에서는 기존에 개발되어 있는 방선균용 integration vector인 pSET152로부터 목적산물의 대량발현을 위해 방선균용 promoter ermE가 cloning된 새로운 integration vector인 pHJ101을 개발하였고, pretense의 생산량 증대에 사용하였다. 새로 개발된 integration vector에 S. griseus protease A를 코드하고 있는 유전자, sprA와 S. griseus pretense B유전자, sprB를 각각 cloning하여 plasmid pHJ201과 pHJ202를 구축하였다. 이들 plasmid들을 S. griseus IFO 13350에 형질전환하여 발현용plasmid가 chromosome에 integration된 재조합 균주 S. gliseus HA와 S. griseus HB를 얻었다. 이들 재조합균주로부터 전체 protease의 생산량을 확인한 결과, 모균주보다 각각 S. griseus HA는 약 5.3 배, S. griseus HB는 약 5 배 정도 생산량이 증대되었다. 이들 결과로부터 특정유전자의 고발현용 integration vector의 제작이 확인되었으며, 전체 protease의 생산량 증대의 가능성이 시사되었다.
DNA methylation in Streptomyces griseus IFO 13350 was analyzed by high-performance liquid chromatographic analysis and bisulfite-based analysis to reveal two methylation sites, 5'-$GC^{5m}$ CGGC-3' and 5'-$GAG^{5m}$ CTC-3'. The methylation was reconstituted in Escherichia coli by simultaneous expression of S. griseus SGR4675 and S. achromogenes M.SacI. The E. coli cells produced plasmids that mimicked the methylation profile of S. griseus DNA, which was readily introduced into S. griseus. The results of this study raise the possibility of a promising approach to establish efficient transformation in several streptomycetes.
The sprC gene encodes Streptomyces griseus protease C (SGPC), a bacterial chymotrypsin-like serine protease. Because the published data on sprC was not complete, we cloned and analyzed a new DNA fragment spanning downstream to upstream of the sprC gene from S. griseus IFO13350. The cloned 2.3-kb DNA fragment was placed on a high-copy number plasmid and introduced into Streptomyces lividans TK24. Chymotrypsin activity of the transformant was 8.5 times higher than that of the control after 3 days of cultivation and stably maintained until 9 days of cultivation, which dearly indicated that the cloned 2.3-kb fragment contained the entire sprC gene with its own promoter. When the same construct was introduced in the S. griseus IFO13350 (wild strain) and its two mutant strains in the A-factor regulatory cascade, ${\Delta}adpA$ and HO1, the chymotrypsin activity increased fivefold only in the ${\Delta}adpA$ strain. Transcriptional analysis based on RT-PCR revealed that the sprC gene is normally transcribed in both strains; however, earlier transcription was observed in the wild strain compared with the ${\Delta}adpA$ strain. A gel mobility shift assay showed that the AdpA protein did not bind to the promoter region of sprC. All these data clearly indicate that the expression of sprC is not dependent on the AdpA protein, but is distinctly regulated from other chymotrypsin genes composing an AdpA regulon. Earlier morphological differentiation was observed in S. lividans TK24, and S. griseus IFO13350 and HO1, transformed with the expression vector. The transformant of S. griseus ${\Delta}adpA$ formed markedly larger colonies. Antisense repression of sprC resulted in severe decrease of chymotrypsin activity, down to one-third of the control, and delayed morphological differentiation. All these data suggest that SGPC is related to normal morphogenesis in S. griseus.
The chromosomal sprD gene encoding Streptomyces griseus protease D (SGPD), a chymotrypsin-like protease, was disrupted in Streptomyces griseus by insertion of the neomysin-resistance gene. The production of chymotrypsin activity of sprD disruptant was not completely abolished, but delayed by 24 h, compared with that of wild-type strain. The aerial mycelial formation of sprD disruptant was retarded, and specifically the formation of spores was not observed in the central region of colonies. However, normal morphological development into spores was observed in the marginal region of colonies. In addition, the production of yellow pigment that might be dependent on A-factor was also decreased in the sprD disruptant, compared with that of the wild-type strain. Introduction of the sprD gene, which was placed on a high copy-numbered plasmid into S. griseus ${\Delta}sprD$, partially restored the ability of morphological development, and a significant level of sporulation was observed. When the overexpression vector for sprD, pWHM3-D, was introduced in S. griseus, there was no significant change in the chymotrypsin activity or colonial morphology, in contrast to Streptomyces lividans, indicating the presence of a tight regulation system for the overexpression of the sprD gene in S. griseus.
Sporulation of Streptomyces griseus NRRL B-2682 occurs at 26~28 hours during incubation while shaking at 3$0^{\circ}C$ in a defined medium. The time of sporulation is the same when the levels of each nutrient is increased ten times. The levels of the carbon, nitrogen and phosphate source are at a high level when sporulation begins. Sporulation of S. griseus B-2682 is clearly not caused by nutrient deprivation. It appears that a clock mechanism is involved instead. Once spores are germinated, the time of sporulation is programmed. Sporulation of S. griseus is repressed by high levels of casein hydrolysate. A study of the effect of individual amino acids revealed that L-valise when added to the normal growth medium causes an inhibition or repression of sporulation without affecting growth.
Acetaminophen, a widely used analgesic, can be formed by N-acetylation and p-hydroxylation of aniline. Interspecific protoplast fusion technique was used to get acetaminophen directly from aniline and to increase the productivity of acetaminophen. Three auxotrophic mutants were obtained from S. griseus(ATCC 13273) and S. hygroscopicus(KCTC 1089) by N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine(NTG) treatment. Regeneration frequencies of S. griseus$(his^-)$, S. griseus$(lys^-)$, S. hygroscopicus$(arg^-)$ were 42%, 45%, and 31%, respectively. Fusion of protoplasts carrying different auxotrophic markers was achieved by treatment with polyethylene glycol. When protoplasts were treated with 50% polyethylene glycol for 3 minutes, the fusion frequency between S. griseus$(his^-)$ and S. hygroscopicus$(arg^-)$ was $3.8{\times}10^{-5}$. The fusion frequency between S. griseus$(lys^-)$ and S. hygroscopicus$(arg^-)$ was $5.6{\times}10^{-4}$. When we checked the production of acetaminophen, thirty-four out of the fifty-six fusants produced larger amounts of acetaminophen than the parent strains did. Nine fusants produced twice more and twenty-five fusants produced one to two times more of acetaminophen than their parents.
Streptomyces griseus trypsin (SGT)을 코드하는 sprT 유전자와 그 하류에 존재하는 두 개의 조절 유전자 rsgtR1 및 sgtR2를 동시에 갖고 있는 재조합 벡터 pWHM3-TR1R2를 S. lividans TK24 및 S. griseus IFO 13350에 도입하여, 트립신의 생산성을 더욱 증대시킬 수 있는 배지를 조사하였다. S. lividans TK24/pWHM3-TR1R2의 경우 배양 5일을 기준으로 R2YE에서 가장 높은 생산성(0.74 unit/mL)을 나타냈고, C5/L. (0.66 unit/mL), Livid (0.08 unit/mL), NDSK(0.06 unit/mL) 순으로 나타났다 S. griseus IFO 13350/pWHM3-TR1R2의 경우에는 전반적으로 배양 7일에 트립신 활성이 가장 높았으며, C5/L (1.518 unit/mL), R2YE(1.284 unit/mL), NDSK (0.932 unit/mL), Livid (0.295 unit/mL) 순으로 나타났다. S. griseus IFO 13350/pWHM3-TR1R2를 C5/L 배지에서 7일간 배양한 배양액으로부터 $25%{\sim}60%$ ammonium sulfate 침전, CM-sepharose 및 Sp-sepharose column chromatography를 통하여 트립신을 고순도로 정제할 수 있었다. 최종 purification fold는 6.5배, 순수 정제된 트립신의 specific activity는 69,252 unit/mg, 회수율은 1.4%이었다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.