• 생명과학회지
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• 제12권4호
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• pp.477-482
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• 2002

효모 glucoamylase의 promoter와 분비신호서열 그리고 MF$\alpha$1의 prosequence를 이용하여 곤충 defensin을 S. cerevisiae 2805에서 항균활성을 보유한 형태로 발현 및 분비하는데 성공하였다. 발현된 defensin의 대부분이 세포 외로 분비되어 거의 모든 항균활성이 배양 상등액에 존재하였다. 이것은 S. cerevisiae에서 발현된 defensin이 glucoamylase의 분비신호서열과 MF$\alpha$1의 prosequenre에 의해 효율적으로 processing되어 분비됨을 시사한다. Defensin의 다른 미생물에 대한 항균활성을 조사한 결과 병원균인 St. aureus와 L. monocytogenes에 대해서도 항균활성이 존재하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권1호
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• pp.49-54
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• 2008

인간 췌장 유래 pro-carboxypeptidase B(CPB) 유전자를 클로닝한 후 GAL10 promoter 하류에 Saccharomyces cerevisiae mating factor alpha-1 secretion signal $(MF{\alpha}-1)$과 연결하여 $MF{\alpha}1$-pro-CPB를 구축하였다. 구축된 plasmid $pY{\alpha}$-hproCPB(7.72 kb)를 S. cerevisiae 2805에 형질 전환시켰다. 재조합 인간 proCPB(hproCPB)는 galactose 유도로 S. cerevisiae에서 성공적으로 발현되었고, 배양상등액으로 분비되었다. SDS-PAGE와 western blot 분석에 의해, 정제된 hproCPB 단백질이 약 45.9kDa임을 확인하였다 S. cerevisiae $2805/pY{\alpha}$-hproCPB의 발효조 회분배양 시 trypsin 처리에 의해 pro영역을 제거한 후 hCPB의 세포외 활성은 60시간째에 10.16 unit/mL이었다. 또한 재조합 hCPB의 Km 값은 약 0.43 mM 이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권1호
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• pp.40-45
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• 2010

Agarose의 $\beta$-1,4결함을 분해하는 Zobellia galactanivorans 유래의 $\beta$-agarase 유전자(agaB)는 클로닝 되었고, AOX1(alcohol oxidase 1, methanol inducible) promoter 하류에 Saccharomyces cerevisiae mating factor alpha-1 secretion signal($MF{\alpha}1$)를 연결하여 $MF{\alpha}1$-AgaB를 구축하였다. 구축된 plasmid pPIC-AgaB(9 kb)를 Pichia pastoris genome에 HIS4 gene 위치에 integration하였고, colony PCR을 통해 확인하였다. Methanol 첨가 배지에서 자란 형질전환체는 iodine solution의 첨가에 의해 red halos를 보였으며, P.pastoris에서 agaB의 효율적 분비 발현을 확인하였다. SDS-PAGE와 zymographic analysis에서 $\beta$-agarase의 분자량은 약 53 kDa으로 추정되었으며, 15% 정도의 N-linked glycosylation이 일어났음을 알 수 있었다. P.pastoris GS115/pPIC-AgaB의 48시간 baffled flask culture에서 세포외 $\beta$-agarase의 활성은 각각 0.1, 0.5, 1% methanol의 유도에 의해 1.34, 1.42 그리고 1.53 units/mL의 활성을 보였다. 대부분의 $\beta$-agarase의 활성은 세포 외에서 관찰되었고, 분비효율은 98%였으며 분비시의 glycosylation에 의해 열안정성도 증가되었다.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1403-1409
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• 2017

본 연구에서는 lignocellulosic biomass (xylose)의 부가가치를 높이고 효율적인 활용을 위해 xylitol dehydrogenase를 Saccharomyces cerevisiae 숙주세포에서 분비 생산하고자 하였다. 먼저 S. cerevisiae와 Pichia stipitis유래 XYL2 유전자(S.XYL2 and P.XYL2 gene)의 발현 시스템을 구축하기 위하여 GAL10 promoter와 ADH1 promoter 하류에 각각 mating factor ${\alpha}$ ($MF{\alpha}$) signal sequence와 XYL2유전자를 가진 $pGMF{\alpha}-S.XYL2$, $pGMF{\alpha}-P.XYL2$, $pAMF{\alpha}-S.XYL2$와 $pAMF{\alpha}-P.XYL2$ plasmid를 구축하였다. 각각의 plasmid는 S. cerevisiae $SEY2102{\Delta}trp1$ 균주에 형질전환되었고, 생산된 xylitol dehydrogenase의 활성을 조사해 본 결과, GAL10 promoter가 ADH1 promoter보다 XYL2유전자의 발현에 더욱 적합함을 확인 할 수 있었다. 또한 P. stipitis 유래의 xylitol dehydrogenase 효소 활성이 S. cerevisiae 유래의 효소 활성보다 2배 이상 더 높았으며, 활성의 증가를 위해 두 유전자 모두 cofactor로 $NAD^+$에 의존한다는 것을 확인하였다. 재조합 유전자가 가지는 분비서열에 의해 $SEY2102{\Delta}trp1/pGMF{\alpha}-P.XYL2$ 균주에서 xylitol dehydrogenase의 약 77%는 periplasmic space로 분비 발현되었음을 알 수 있었다. 또한 재조합 xylitol dehydrogenase의 효율적인 생산을 위해 탄소원의 영향을 조사해본 결과, glucose 단독보다 glucose와 xylose를 혼합 배양한 경우에서 효소활성이 최대 41% 정도 증가되었음을 확인 할 수 있었다. 본 연구에서 최적화한 발현 시스템 및 배양 조건은 xylose 뿐만 아니라 다양한 biomass를 이용한 유용물질 생산을 위한 관련 단백질의 발현 분비시스템 구축 및 대량생산에도 응용될 수 있을 것이라 생각된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제9권2호
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• pp.196-200
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• 1999

A recombinant human $\alpha_{s1}$-casein was expressed as a secretory product in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Three different leader sequences derived from the mating factor $\alpha$l (MF$\alpha$l), inulinase, and human $\alpha_{s1}$-casein were used to direct the secretion of human $\alpha_{s1}$-casein into the extracellular medium. Among the three leader sequences tested, the native leader sequence of human $\alpha_{s1}$-casein was found to be the most efficient in the secretory expression of human $\alpha_{s1}$-casein, which implies that the native leader sequence of human $\alpha_{s1}$-casein might be used very efficiently for the secretory production of other heterologous proteins in yeast. The recombinant human $\alpha_{s1}$-casein was proteolytically cleaved as the culture proceeded. Therefore, an attempt was made to produce human $\alpha_{s1}$-casein using a S. cerevisiae mutant in which the YAP3 gene encoding yeast aspartic protease 3 (YAP3) was disrupted. After 72 h of culture, most of the human $\alpha_{s1}$-casein secreted by the wild type was cleaved, whereas more than 70% of the human $\alpha_{s1}$-casein secreted by yap3-disruptant remained intact. The results suggest that YAP3 might be involved in the internal cleavage of human $\alpha_{s1}$-casein expressed in yeast

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권12호
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• pp.1938-1944
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• 2008

The procpb gene encoding human procarboxypeptidase B (proCPB, GeneBank access code AJ224866) was cloned and its Pichia expression plasmid, $pPIC9{\alpha}$/hproCPB (9.2 kb), was constructed, in which procpb was under the control of the AOXl promoter and connected to the downstream of the mating factor ${\alpha}$-1 ($MF{\alpha}1$) signal sequence. The plasmid was linearized by digestion with Sacl, and integrated into the genome of P. pastoris strain GS115. By culturing of Pichia transformant on methanol medium, the human proCPB was successfully expressed and secreted into the culture supernatant. Moreover, Western blot analysis of the extracellular proteins showed proCPB bands clearly at a molecular mass of 45 kDa, confirming the expression of proCPB with its right size. The CPB activity reached about 3.5 U/ml and 12.7 U/ml in the flask and fermentor batch cultures of Pichia transformant, respectively. No CPB enzyme activity was found in the intracellular fraction. When the fed-batch cultivation was performed with methanol and glycerol mixture as a feeding medium, the extracellular CPB activity was increased to 42.0 U/ml, which corresponds to a 3.3-fold higher level of CPB activity than that of batch culture. The $K_m$ and $k_{cat}$ values of recombinant human CPB enzyme for hippuryl-$_L$-Arg as a substrate were estimated to be 0.16 mM and $11.93\;sec^{-1}$, respectively.

• 생명과학회지
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• 제12권4호
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• pp.496-503
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• 2002

곤충에서 유래한 항균 펩티드, defensin을 항균활성이 있는 활성적인 형태로 분비하는 Pichia 균주를 개발하기 위한 일환으로서 MF$\alpha$1 prerpo sequence와 defensin 합성유전자를 pichia 발현 벡터에 재조합하여 형질전환하고 아미노산 histidine을 첨가하지 않은 최소 배지에서 형질전환체를 일차적으로 선별하였다. 선별한 형질전환체를 대상으로 항생제 G-418에 대한 내성과 M. luteus를 시험균으로 사용하여 생육환 저해를 통한 defensin의 세포 외 분비를 조사하여 4 균주를 선택하고 분석하였다. Southern hybridizaion을 통해 숙주의 염색체 DNA에 삽입한 defensin 유전자가 유지됨을 확인하였으며 전체 RNA를 분리하고 RT-PCR을 수행하여 defensin mRNA를 증폭하고 Southern hybridization을 실시한 결과 증폭된 밴드는 probe로 사용한 defensin 유전자에 의해 양성 신호가 나타났다. 배양시간에 따른 4 균주의 세포성장과 항균활성을 비교하기 위해 BMMY 배지에서 96시간 배양하였다. 세포성장은 모두 유사한 양상을 보였다. 세포성장은 48시간 동안 급격하게 증가한 후 그 이후로는 정지기에 도달되었다. 항균활성도 48시간까지 급격히 증가하였으며 항균활성이 가장 높은 형질전환체 균주 3는 72시간 배양 시 550 AU/$m\ell$을 나타내었다.

• 미생물학회지
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• 제36권3호
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• pp.236-241
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• 2000

효모 Saccharomyces cerevisiae를 숙주 세포로 이용하여 활성형의 항균펩티드를 생산하기 위한 model system으로서 쉬파리 유래 defensin의 합성 유전자를 GAP promoter, mating factor $\alpha$1 (MF$\alpha$1)의 preprosequence 및 GAL7 transcription terminator의 조절하에 있는 재조합 plasmid pGMD18을 제작한 후 Saccharomyces cerevisiae에 형질전환하여 growth inhibtion zone assay를 통해 항균활성을 보유한 재조합 효모를 선별하였다. 재조합 효모의 성장 속도와 defensin의 분비능을 증가시키기 위하여 최적의 배지 조성과 배양조건을 결정하였다. 재조합 효모의 defensin 생산을 위한 최적 배양조건을 조사한 결과 0.4% yeast extract, 유기질소원 2% corn steep liquor, 탄소원 2.5% glucose, 0.05% $C_2CO_3$를 포함한 배지에서 초기 pH3 그리고 배양온도 $28^{\circ}C$의 경우가 세포성장과 defensin 의 항균활성이 가장 우수하였다. 이 조건으로 배양을 수행한 결과 YPD 배지에서 배양한 조건보다 약 2배의 세포 성장과 약 4배의 defenzin 생산을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권2호
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• pp.340-344
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• 2002

A gene, npl, encoding neopullulanase from Paenibacillus sp. KCTC 8848P was cloned and expressed in Escherichia coli. It consisted of an open reading frame of 1,530 bp for a protein that consisted of 510 amino acids with a molecular weight of 58,075 Da. The deduced amino acid sequence of the neopullulanase gene had $92\%$ identity with the neopullulanase of Bacillus polymyxa. The npl gene was also expressed in Saccharomyces cerevisiae secreting Schwanniomyces occidentalis glucoamylase (GAM1) under the control of the yeast actin gene (ACT1) promoter. Secretion of the neopullulanase was directed by the yeast mating pheromone ${\alpha}$ -factor ($MF{\alpha}1$) prepro region. Enzyme assays confirmed that co-expression of npl and GAM1 enhanced starch and pullulan degradation by S. cerevisiae.

• 생명과학회지
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• 제26권12호
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• pp.1376-1382
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• 2016

Xylitol은 식품 및 의료산업에서 이용가치가 높은 물질로, lignocellulosic biomass인 xylose의 환원으로부터 생산되며, 대부분 유전적으로 안전한 Saccharomyces cerevisiae 균주를 사용하여 생산되고 있다. 따라서 본 연구에서는 S. cerevisiae에서 xylitol을 효율적으로 생산하기 위해 xylose reductase를 code하는 GRE3 (YHT104W)유전자의 발현시스템을 구축하여, xylose reductase의 분비생산 및 xylitol 생산성을 조사하고자 하였다. 먼저 GRE3 유전자의 발현에 적합한 promoter의 선별을 위해 GAL10 promoter와 ADH1 promoter 하류에 각각 mating factor ${\alpha}$ ($MF{\alpha}$) signal sequence와 GRE3 유전자를 가진 pGMF-GRE3와 pAMF-GRE3 plasmid를 구축하였다. 각각의 plasmid는 S. cerevisiae $SEY2102{\Delta}trp1$균주에 형질전환되었고, $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3와 $SEY2102{\Delta}trp1$/pAMF-GRE3 형질전환주가 선별되었다. 그 중 $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3 균주에서 NADPH를 cofactor로 사용했을 때 0.34 unit/mg-protein의 xylose reductase 활성(total activity)을 보였고, ADH1 promoter를 가진 $SEY2102{\Delta}trp1$/pAMF-GRE3 균주에 비해 1.5배 높은 활성증가를 확인 할 수 있었다. 또한 두 균주에서 모두 91%의 분비효율을 보여 대부분의 재조합 xylose reductase가 세포 밖으로 효율적으로 발현 분비되었음을 알 수 있었다. $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3 균주를 사용한 baffled flask 배양에서 xylitol 생산량을 조사해 본 결과, 20 g/l의 xylose로부터 12.1 g/l의 xylitol을 생산하였고, 소모된 xylose의 약 83%정도가 xylitol로 환원되었음을 알 수 있었다.