KR100383436B1 - Recombinant fungi strain and method for production of human lactoferrin antibacterial polypeptide derived from human thereof - Google Patents

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KR100383436B1 KR10-1999-0050314A KR19990050314A KR100383436B1 KR 100383436 B1 KR100383436 B1 KR 100383436B1 KR 19990050314 A KR19990050314 A KR 19990050314A KR 100383436 B1 KR100383436 B1 KR 100383436B1
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Abstract

본 발명은 인간 유래 락토페린 및 인간 유래 락토페린 항균성 폴리펩타이드 발현용 재조합 곰팡이 균주 및 이로부터 얻은 재조합 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드에 관한 것으로 본 발명은 인간 유래 락토페린 유전자가 도입된 재조합 벡터 pFGHLF와 인간 유래 락토페린 항균성 폴리펩타이드 유전자가 도입된 재조합 벡터 pGLC에 의해 형질전환된 본 발명 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1(기탁번호 KCTC 0683BP)와Aspergillus oryzaeMLS60(기탁번호 KCTC 0684BP)을 발효배양하여 항균활성이 우수한 재조합 인간 락토페린과 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드를 대량 생산하는 뛰어난 효과가 있다.The present invention relates to a recombinant fungal strain for expressing human-derived lactoferrin and human-derived lactoferrin antimicrobial polypeptides, and recombinant human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptides obtained therefrom, and the present invention relates to recombinant vector pFGHLF and human-derived lactoferrin genes. The present invention recombinant fungi strains Aspergillus oryzae MMS-1 (Accession No. KCTC 0683BP) and Aspergillus oryzae MLS60 (Accession No. KCTC 0684BP) transformed by the recombinant vector pGLC into which the lactoferrin antimicrobial polypeptide gene was introduced were excellent in antibacterial activity. There is an excellent effect of mass production of recombinant human lactoferrin and recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptides.

Description

재조합 곰팡이 균주 및 이로부터 얻은 재조합 인간 락토페린의 제조방법{Recombinant fungi strain and method for production of human lactoferrin antibacterial polypeptide derived from human thereof}Recombinant fungi strain and method for production of human lactoferrin antibacterial polypeptide derived from human

본 발명은 인간 유래 락토페린 및 인간 유래 락토페린 항균성 폴리펩타이드 발현용 재조합 곰팡이 균주 및 이로부터 얻은 재조합 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 인간으로부터 유래한 락토페린 유전자와 락토페린 항균성 폴리펩타이드로 각각 재조합된 벡터에 의해 형질전환된 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1,Aspergillus oryzaeMLS60 및 이를 배양하여 얻은 재조합 인간 락토페린과 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드에 관한 것이다.The present invention relates to recombinant fungal strains for expressing human-derived lactoferrin and human-derived lactoferrin antimicrobial polypeptides and recombinant human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptides obtained therefrom. More specifically, the present invention relates to recombinant fungal strains Aspergillus oryzae MMS-1, Aspergillus oryzae MLS60 transformed by a vector recombinant with a lactoferrin gene derived from humans and a lactoferrin antimicrobial polypeptide, and recombinant human lactoferrin obtained by culturing the same. It relates to a recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptide.

최근 축산 및 식품분야에서 많은 문제가 되고 있는 항생제 오ㆍ남용 및 잔류성 문제로 가축 및 식품으로의 항생물질 잔류 및 이로 인한 내성문제 등이 매우 심각한 사회문제로 대두되고 있는 실정이다. 따라서 축산물의 안정성을 높이고, 축산물의 생산성을 동시에 갖출 수 있는 항생제 대체물질의 필요성이 절실히 요구되고 있다. 또한 현재 세균감염에 의해 발생할 수 있는 여러 질병의 치료를 위해 사용되는 기존의 항생제를 대체할 수 있는 천연항생물질에 대한 요구가 높아지고 있으며, 장내 부패 균총에 대한 광범위한 항균작용 및 여러 가지 생리활성을 갖는 천연항생물질로 사료첨가제 및 식품ㆍ의약품 대체제로 유용하게 이용될 수 있을 것이다.Recently, due to the misuse, abuse, and persistence of antibiotics, which have become a major problem in the livestock and food sectors, antibiotics remain in livestock and foods, and the resistance thereof is emerging as a serious social problem. Therefore, there is an urgent need for antibiotic replacement materials that can enhance the stability of livestock products and at the same time ensure the productivity of livestock products. In addition, there is a growing demand for natural antibiotics that can replace the existing antibiotics used for the treatment of various diseases caused by bacterial infections. Natural antibiotics may be useful as feed additives and food and drug substitutes.

한편, 락토페린은 영양물질과 각종 세균이나 이종단백질로부터 수유기의 새끼를 방어할 수 있는 생리활성 물질이 포함되어 있는데 광범위한 항 미생물 활성을 가지며 점막부위, 소화기관, 초유 등에서 외부항원에 대한 방어 시스템의 중요한 구성성분으로 알려져 있다. 이와 같이 광범위한 항 미생물 효과를 가지고 있는 락토페린 및 락토페린 항균성 폴리펩타이드는 항생제의 효능과 유사하여 최근 문제가되는 항생제 과다사용, 내성문제 및 축산물의 잔류성 문제를 해결할 수 있는 물질이다.On the other hand, lactoferrin contains nutrients and physiologically active substances that can protect lactating offspring from various bacteria or heterologous proteins. They have extensive antimicrobial activity and are important for the protection of external antigens in mucosal areas, digestive organs, colostrum, etc. Known as a component. As described above, lactoferrin and lactoferrin antimicrobial polypeptides having a wide range of antimicrobial effects are similar to the efficacy of antibiotics, and thus can solve the problem of overuse of antibiotics, resistance and residues of livestock.

이러한 이유 때문에 락토페린은 주로 우유의 유청으로부터 분리되었으나, 최근에는 락토페린을 유전공학적인 방법으로 대량생산 하려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 그러나 아직까지 인간 유래 락토페린 유전자 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 유전자를 곰팡이 균주에 도입하여 배양하므로써 재조합 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드를 대량 생산하는 방법은 없었다. 따라서 본 발명자들은 항생제와 거의 유사한 항미생물 활성을 보이는 인간 유래 항균성 락토페린 및 인간 유래 항균성 폴리펩타이드를 대량 생산하는 곰팡이 균주를 개발하고자 연구한 결과, 인간으로부터 분리한 락토페린 유전자와 항균성 폴리펩타이드 유전자를 분리하여 이를 함유하는 재조합 발현벡터를 각각 구축하고 이들 재조합 발현벡터들을 이용하여 숙주 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeRIB40을 각각 형질전환시켜 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1과Aspergillus oryzaeMLS60을 얻은 후 이를 배양하여 재조합 인간 락토페린과 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드를 대량 생산함으로서 본 발명을 완성하였다. 상기 대량 생산된 재조합 인간 락토페린과 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드는 기존항생제를 대체하는 천연 항생물질로 유용하고 상기 재조합 곰팡이 균주들은 산업용 균주로 육종하여 유용 대사산물을 효과적으로 생산할 수 있어 그 산업적 가치가 매우 크다.For this reason, lactoferrin was mainly isolated from milk whey, but recently, many attempts have been made to mass-produce lactoferrin by genetic engineering methods. However, there has been no method for mass production of recombinant human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptides by introducing and culturing human-derived lactoferrin genes and human lactoferrin antimicrobial polypeptide genes into fungal strains. Therefore, the present inventors have studied to develop a human-derived antimicrobial lactoferrin and a fungal strain that produces a large amount of a human-derived antimicrobial polypeptide, which have antimicrobial activity similar to that of antibiotics. Recombinant fungal strains Aspergillus oryzae RIB40 were transformed using the recombinant expression vectors containing the recombinant expression vectors, respectively, to obtain the recombinant fungal strains Aspergillus oryzae MMS-1 and Aspergillus oryzae MLS60, and then cultured with recombinant human lactoferrin. The present invention has been completed by mass production of recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptides. The mass-produced recombinant human lactoferrin and recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptides are useful as natural antibiotics to replace conventional antibiotics, and the recombinant fungal strains can be bred as industrial strains to effectively produce useful metabolites, which are of great industrial value. .

따라서, 본 발명의 목적은 인간으로부터 유래한 락토페린 유전자가 도입된 재조합 벡터 pFGHLF와 인간으로부터 유래한 락토페린 항균성 폴리펩타이드 유전자가 도입된 재조합 벡터 pGLC를 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은 상기 재조합 벡터 pFGHLF와 재조합 벡터 pGLC에 의해 형질전환된 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1(기탁번호 KCTC 0683BP)과Aspergillus oryzaeMLS60(기탁번호 KCTC 0684BP)을 제공함에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 상기 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1과Aspergillus oryzaeMLS60을 배양하여 재조합 인간 락토페린과 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드를 대량 생산함에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 상기 재조합 인간 락토페린 또는 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 및 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1 또는Aspergillus oryzaeMLS60을 함유하는 사료를 제조함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a recombinant vector pFGHLF into which a lactoferrin gene derived from human is introduced and a recombinant vector pGLC into which a lactoferrin antimicrobial polypeptide gene derived from human is introduced. Another object of the present invention is to provide a recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MMS-1 (Accession No. KCTC 0683BP) and Aspergillus oryzae MLS60 (Accession No. KCTC 0684BP) transformed by the recombinant vector pFGHLF and the recombinant vector pGLC. Another object of the present invention is to cultivate the recombinant fungal strains Aspergillus oryzae MMS-1 and Aspergillus oryzae MLS60 to mass produce recombinant human lactoferrin and recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptides. Still another object of the present invention is to prepare a feed containing the recombinant human lactoferrin or recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptide and recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MMS-1 or Aspergillus oryzae MLS60.

본 발명의 상기 목적은 인간으로부터 분리한 락토페린 cDNA에서 락토페린과 락토페린 항균성 폴리펩타이드 유전자만을 선택적으로 각각 PCR 증폭한 후 벡터 pFGC33과 pTAex3에 증폭한 유전자를 각각 삽입하여 재조합 발현벡터 pFGHLF와 pGLC를 제작하고 이 발현벡터로 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeRIB40를 각각 형질전환시켜 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1과Aspergillus oryzaeMLS60을 얻은 후 이 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1과Aspergillus oryzaeMLS60를 발효배양하여 재조합 인간 락토페린과 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드를 각각 얻었다. 이어서, 상기 재조합 인간 락토페린과 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드의 병원성 미생물에 대한 항균활성을 조사한 후사료제조시에 첨가제로 각각을 일정량 첨가하여 사료를 제조함으로서 달성하였다.The object of the present invention is to selectively recombinant only the lactoferrin and lactoferrin antimicrobial polypeptide genes from the lactoferrin cDNA isolated from humans, and then insert the amplified genes into the vector pFGC33 and pTAex3, respectively, to construct recombinant expression vectors pFGHLF and pGLC. by respectively transforming a fungal strain Aspergillus oryzae RIB40 with an expression vector recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MMS-1 and Aspergillus oryzae was used to obtain a MLS60 the cultured fermentation of recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MMS-1 and Aspergillus oryzae MLS60 recombinant human lactoferrin and recombinant Human lactoferrin antimicrobial polypeptides were obtained, respectively. Subsequently, after examining the antimicrobial activity of the recombinant human lactoferrin and recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptide against the pathogenic microorganisms, it was achieved by preparing a feed by adding a certain amount of each additive as feed additives.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention.

도 1a와 도 1b는 본 발명에 이용된 숙주 곰팡이 중에서 야생 타입(wild type)인Aspergillus oryzaeRIB40이 성장하여 자실체를 형성한 사진도이다.1A and 1B are photographic diagrams of fruiting bodies formed by growing wild type Aspergillus oryzae RIB40 among host fungi used in the present invention.

도 2는 재조합 인간 락토페린 발현을 위한 재조합 벡터 pFGHLF의 제작 모식도를 나타낸다.Figure 2 shows a schematic diagram of the production of recombinant vector pFGHLF for recombinant human lactoferrin expression.

도 3은 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 발현을 위한 재조합 벡터 pGLC 제작 모식도를 나타낸다.Figure 3 shows a schematic diagram of recombinant vector pGLC production for recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptide expression.

도 4는 재조합 발현벡터 pFGHLF와 함께 숙주 곰팡이 균주에 도입되는 선택마커 pDE·argB의 구축 모식도이다.Figure 4 is a schematic diagram of the construction of the selection marker pDE argB introduced into the host fungal strain with the recombinant expression vector pFGHLF.

도 5는 재조합 발현벡터 pGLC와 함께 숙주 곰팡이 균주에 도입되는 선택마커 pMAR1의 구축 모식도이다.Figure 5 is a schematic diagram of the construction of the selection marker pMAR1 introduced into the host fungal strain with the recombinant expression vector pGLC.

도 6은 본 발명 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1을 배양한 모습을 나타낸 사진도이다.Figure 6 is a photograph showing the culture of the present invention recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MMS-1.

도 7은 본 발명 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMLS60을 배양한 모습을 나타낸 사진도이다.Figure 7 is a photograph showing the culture of the present invention recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MLS60.

도 8은 본 발명 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1을 배양하여 얻은 배양액의 병원성 미생물Bacillus subtillusKCTC3055에 대한 항균력을 나타낸 사진도이다.8 is a photograph showing the antimicrobial activity against the pathogenic microorganism Bacillus subtillus KCTC3055 of the culture medium obtained by culturing the recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MMS-1 of the present invention.

도 9는 본 발명 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1을 배양하여 얻은 배양액의 병원성 미생물E.coliDH5-α에 대한 항균력을 나타낸 사진도이다.9 is a photograph showing the antimicrobial activity against the pathogenic microorganism E. coli DH5-α of the culture medium obtained by culturing the recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MMS-1 of the present invention.

도 10은 본 발명 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMLS60을 배양하여 얻은 배양액의 병원성 미생물E.coliDH5-α,E.coli0157 V1V2Toxic(ATCC 15491),E.coliMV1184,E.coliJM 109 각각에 대한 항균력을 나타낸 사진도이다.10 is a pathogenic microorganism E. coli DH5-α, E. coli 0157 V 1 V 2 Toxic (ATCC 15491), E. coli MV1184, E. coli JM 109 of the culture medium obtained by culturing the present invention recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MLS60 It is a photograph showing the antimicrobial activity for each.

도 11은 본 발명 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMLS60을 배양하여 얻은 배양액의 병원성 미생물Salmonella typhimuriumKCCM40253,Salmonella flexmeryATCC 12022 각각에 대한 항균력을 나타낸 사진도이다.Figure 11 is a photograph showing the antimicrobial activity against each of the pathogenic microorganisms Salmonella typhimurium KCCM40253, Salmonella flexmery ATCC 12022 of the culture medium obtained by culturing the recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MLS60 of the present invention.

본 발명은 아르기닌 탈수소효소(Arginine dehydrogenase)활성이 결여된 영양요구주Aspergillus oryzaeRIB40 균주를 외래 단백질 생산을 위한 숙주로서 선별하여 배양하는 단계 : 프라이머를 이용하여 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드에 해당되는 부위를 선택적으로 PCR을 이용해 증폭하는 단계: 상기 증폭한 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 cDNA 시그널 염기서열을 절단하여 변형시킨 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 유전자를 벡터인 pFGC33과 pTAex3에 각각 라이게이션시킨 후E. coliDH5-α 균주에 도입하여 형질전환 시킨 다음 이 형질전환체로부터 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드을 발현시킬 수 있는 재조합 플라스미드 pFGHLF 와 pGLC를 분리하는 단계: 오르니틴 카바모일트랜스퍼라아제(Orinithine carbamonyl-transferase)를 암호화하는 유전자 argB 유전자를 벡터 pTAex3와 pUC118에 각각 도입하고 E.coil DH5-α에 도입하고 형질전환시켜 인간 락토페린 유전자 도입을 확인하기 위한 선택마커 pDE·argB와 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 유전자 도입을 확인하기 위한 선택마커 pMAR1를 다량으로 얻는 단계; 재조합 벡터 pFGHLF와 선택마커 pDE·argB, 재조합 벡터 pGLC와 선택마커 pMAR1 각각을 숙주균주Aspergillus aryzaeRIB40에 형질전환시켜 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1과Aspergillus oryzaeMLS60을 얻고 이를 배양하여 얻은 배양액으로부터 인간 락토페린 게놈 DNA를 정제한 후 숙주균주Aspergillus oryzaeRIB40의 염색체 DNA 내로 인간 락토페린과 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드의 유전자가 각각 도입됨을 PCR과 서던블럿으로 확인하고 상기 재조합 곰팡이 균주들이 생산한 재조합 인간 락토페린과 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드의 병원성 미생물에 대한 항균활성을 저해환 측정법으로 조사하는 단계; 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1과Aspergillus oryzaeMLS60을 각각 발효배양하여 재조합 인간 락토페린과 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드를 대량 생산하는 단계 및; 상기 대량 발현시켜 생산한 재조합 인간 락토페린과 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드를 사료 제조시에 첨가하여 기능성 사료를 제조하는 단계로 구성된다.The present invention selects and cultivates the Aspergillus oryzae RIB40 strain lacking arginine dehydrogenase activity as a host for the production of foreign proteins: the primers correspond to human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptides. Selective amplification of the site by PCR: ligating the amplified human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptide cDNA signal sequences and modifying the human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptide genes to vectors pFGC33 and pTAex3, respectively. And then transformed into the E. coli DH5-α strain and transformed, and separating the recombinant plasmid pFGHLF and pGLC capable of expressing human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptides from the transformant: ornithine carbamoyltransfera Genes encoding oriBine carbamonyl-transferase argB genes were introduced into vectors pTAex3 and pUC118, respectively, and introduced into E.coil DH5-α and transformed to confirm the introduction of human lactoferrin genes. Obtaining a large amount of the selection marker pMAR1 to confirm the introduction of the antimicrobial polypeptide gene; Recombinant fungal strains Aspergillus oryzae MMS-1 and Aspergillus oryzae MLS60 were transformed into the host strain Aspergillus aryzae RIB40 by transforming the recombinant vector pFGHLF and the selection marker pDE · argB, the recombinant vector pGLC and the selection marker pMAR1, respectively. PCR and Southern blot confirmed that the genes of human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptides were introduced into the chromosomal DNA of the host strain Aspergillus oryzae RIB40 after purification of genomic DNA, and recombinant human lactoferrin and recombinant human lactoferrin produced by the recombinant fungal strains. Investigating the antimicrobial activity of the antimicrobial polypeptide against pathogenic microorganisms by inhibition ring assay; Fermenting the recombinant fungal strains Aspergillus oryzae MMS-1 and Aspergillus oryzae MLS60, respectively, to mass produce recombinant human lactoferrin and recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptides; Comprising the recombinant human lactoferrin produced by mass expression and recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptide is added to the preparation of the feed comprises a step of producing a functional feed.

본 발명에서 사용한 숙주 곰팡이 균주인Aspergillus oryzaeRIB40은 일본 동경대학교 이병로 박사에게서 분양받았으며 상기Aspergillus종(species)은 편모성 곰팡이(filamentous fungi)로써 Eumycota(門), Plectomycetes(鋼), Eurotiales (目), Eurotiaceae(科)에 속하며 유성생식을 가지지 않는 균류(불완전 세대)이고 사상의 균사(hyphae)를 갖는 비광합성 균류이다. 균사는 영양분을 섭취하여 선단생장(apical growth)하며 공기중에 돌출된 균사(기균사)의 선단에는 무성적으로 포자를 착생시켜 자실체를 만든다.Aspergillusspecies 중Aspergillus oryzae는 α-아밀로오스(α-amylase)(12g/ℓ), 글루코아밀라아제(glucoamylase), 글루코실트랜스퍼라아제(glucosyltransferase), 리파제(lipase), 펙틴나아제(pectinase) 등의 효소와 보빈 키모신(bovine chymosin)(2.5mg/ℓ), 인간 락토페린(humanlactoferrin), 식물 타우마틴(plant thaumatin), 뮤코 미헤이 산 프로테아제(Mucor miehei acidic protease)(3.3g/ℓ) 등의 이종 단백질을 생산하였으며, 미국의 경우에 그 안정성(generally recognized as safe: GRAS) 면에서도 인정을 받았다. Aspergillus oryzae RIB40, a host fungal strain used in the present invention, was distributed by Dr. Byung-Ro Lee of the University of Tokyo, Japan. The Aspergillus species is a filamentous fungi, Eumycota, Plectomycetes, and Eurotiales (目). , A fungus belonging to the Eurotiaceae family and having no sexual reproduction (incomplete generation) and a non-photosynthetic fungus with a filamentous hyphae. Mycelia take nutrients to apical growth, and the tip of the mycelia protruding into the air grows spores spontaneously to make fruiting bodies. Among Aspergillus species, Aspergillus oryzae is composed of enzymes such as α-amylase (12 g / L), glucoamylase, glucosyltransferase, lipase and pectinase. Heterologous proteins such as bovine chymosin (2.5 mg / l), human lactoferrin, plant thaumatin, Muco miehei acidic protease (3.3 g / l) In the US, it was also recognized for its stability (generally recognized as safe (GRAS)).

본 발명에서 재조합 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드의 항균 활성 실험은Bacillus subtilisKCTC 3055,E. coliO157 V1V2Toxic ATCC 15491,Salmonella typhimuriumKCCM 40253 및Salmonella flexmeryATCC 12022, 그리고 일본 동경대학교 이병로 박사에게서 분양받은E. coliJM109와 E. coliDH5-α, E. coliMV1184를 사용하였다.In the present invention, the antimicrobial activity of the recombinant human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptide isBacillus subtilisKCTC 3055,E. coliO157 VOneV2Toxic ATCC 15491,Salmonella typhimuriumKCCM 40253 andSalmonella flexmeryATCC 12022 and received by Dr. Byung-Ro Lee from the University of Tokyo, JapanE. coliWith JM109 E. coliDH5-α, E. coliMV1184 was used.

본 명세서의 실시예에서 사용한 모든 제한효소는 Takara 사에서 구입하였다. 올리고 누클레오타이드 프라이머는 Bioneer사에서, DPYA 배지 및 최소배지는 Difco 사에서, EDTA 와 PMSF는 Sigma 사에서 구입하였으며 단백질 전기영동 등에 사용되는 시약 및 기구는 Bio-Rad 사 제품을 이용하였다. 형질전환에는E. coliDH5-α와 본 발명에 따른 균주Aspergillus oryzaeRIB40을 사용하였다.All restriction enzymes used in the examples herein were purchased from Takara. Oligonucleotide primers were purchased from Bioneer, DPYA medium and minimal medium from Difco, EDTA and PMSF from Sigma, and reagents and instruments used for protein electrophoresis were from Bio-Rad. E. coli DH5-α and strain Aspergillus oryzae RIB40 according to the present invention were used for transformation.

이하 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하지만 본 발명의 권리범위는 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited to the following examples.

실시예 1 :Example 1: Aspergillus oryzaeAspergillus oryzae MMS-1과With MMS-1 Aspergillus oryzaeAspergillus oryzae MLS60을 이용한 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 생산Production of Human Lactoferrin and Human Lactoferrin Antimicrobial Polypeptides Using MLS60

제 1 공정: 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드의 생산을 위한 최적의 숙주세포 선별Process 1: Optimal Host Cell Selection for Production of Human Lactoferrin and Human Lactoferrin Antimicrobial Polypeptides

본 공정에서는 아르기닌 탈수소 효소(Arginine dehydrogenase) 활성이 결여된 영양요구주Aspergillus oryzaeRIB40 균주를 공시균주로 이용하였다.Aspergillus oryzaeRIB40은 PDA(Potato Dextrose Agar)나 아르기닌(arginine)이 첨가된 MM(Minimal Medium : 10% 10×stock solution, 0.2% trace element solution, 1.2M sorbitol, 40% glucose, 1M MgSO4,Agar)이나 DPYA 배지에서 진탕 배양하거나 평판배양을 실시하였다. 본 발명 숙주 곰팡이 균주는 도 1a과 도 1b에 나타낸 바와 같으며 자실체가 형성되어 있다.In this step, Aspergillus oryzae RIB40 strain lacking arginine dehydrogenase activity was used as the test strain. Aspergillus oryzae RIB40 is MM (Minimal Medium: 10% 10 × stock solution, 0.2% trace element solution, 1.2M sorbitol, 40% glucose, 1M MgSO 4, Agar) with PDA (Potato Dextrose Agar) or arginine Or shake culture in DPYA medium or plate culture. Host fungal strains of the present invention are as shown in Figures 1a and 1b and the fruiting body is formed.

제 2 공정: PCR을 이용한 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 유전자의 증폭Second Step: Amplification of Human Lactoferrin and Human Lactoferrin Antimicrobial Polypeptide Genes Using PCR

인간 락토페린 유전자 cDNA로부터 락토페린 전체 부위 즉, 시작 코돈과 종결 코돈의 해당부위 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 부위인 25개의 아미노산 잔기에 해당하는 부위를 선택적으로 PCR 증폭하기 위하여 표 1에 나타낸 바와 같이 프라이머(primer)를 디자인하였다. 상기 디자인한 프라이머를 사용하여 표 2에 나타낸 조건에 따라 증폭시킨 인간 락토페린과 인간 락토페린 항균성 폴리팝타이드 유전자를 각 벡터에 구축(construction)시키기 위해 인간 락토페린에 이용된 벡터 pFGC33이 가지고 있는 프로모터 글루코아밀라아제 암호화 유전자(glucoamylaseencoding gene:glaA) 사이에 제한효소HindⅢ 부위에 맞게 디자인 하였고, 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드에 이용된 벡터 pTAex3는 제한효소HindⅢ와EcoRⅠ부위에 맞게 디자인 하였다.Primer as shown in Table 1 to selectively PCR amplify the entire site of lactoferrin from the human lactoferrin gene cDNA, i.e., the corresponding site of the start codon and the stop codon and the 25 amino acid residues of the site of the human lactoferrin antimicrobial polypeptide. ). Promoter glucoamylase encoding of vector pFGC33 used in human lactoferrin to construct human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypoptide genes amplified according to the conditions shown in Table 2 using the designed primers in each vector Between the genes (glucoamylaseencoding gene: glaA) was designed for the restriction enzyme Hind III site, and the vector pTAex3 used for the human lactoferrin antimicrobial polypeptide was designed for the restriction enzymes Hind III and EcoR I site.

인간 락토페린(HLF) 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드(HLFc)의 PCR 반응에 이용한 프라이머Primers used for PCR reaction of human lactoferrin (HLF) and human lactoferrin antimicrobial polypeptide (HLFc) 샘플Sample 프라이머primer 염기서열Sequence 벡터vector 인간락토페린Human lactoferrin AA 5'-GGACTGTGTCTGGCTAAGCTTAAAAGAAGGAGTCTTCAG-3'Hind5'-GGACTGTGTCTGGCT AAGCTT AAAAGAAGGAGTCTTCAG-3 ' Hind pFGC33pFGC33 BB 5'GGAAGCTTCGGTTTTACTTCCTGAG-3'Hind5'GG AAGCTT CGGTTTTACTTCCTGAG-3 ' Hind 인간락토페린항균성폴리펩타이드Human Lactoferrin Antimicrobial Polypeptide AA 5'-GGAAGCTTAAAAGATACGTAAAATGCTTCCCAATGG-3'Hind5'-GG AAGCTT AAAAGATACGTAAAATGCTTCCCAATGG-3 ' Hind pTAex3pTAex3 BB 5'-GGGAATTCTCAAAATCTCTTTATGCAGCTG-3'EcoRI5'-GG GAATTC TCAAAATCTCTTTATGCAGCTG-3 ' EcoR I

PCR 반응조건PCR reaction condition 반응조건Reaction condition 시간time 사이클 수Cycles 열사이클Heat cycle 디내츄레이션Deaturation 94℃94 ℃ 1초1 sec 25사이클25 cycles 94℃94 ℃ 1분 30초1 minute 30 seconds 어닐링Annealing 50℃50 ℃ 1초1 sec 50℃50 ℃ 2분2 minutes 폴리메리제이션Polymerization 72℃72 ℃ 1초1 sec 72℃72 ℃ 3분3 minutes 최종 확장Final extension 72℃72 ℃ 4분 30초4 minutes 30 seconds 쇼크shock 4℃4 ℃

제 3 공정: 발현을 위한 재조합 벡터의 구축Third Step: Construction of Recombinant Vectors for Expression

상기 2 공정에서 PCR을 이용하여 증폭한 인간 락토페린 유전자를 제한효소HindⅢ로 처리하고, 마찬가지로 pFGC33 벡터도HindⅢ로 처리한 다음 라이게이션(ligation) 시키고(도 2) 같은 방법으로 PCR을 이용하여 증폭한 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 유전자를 제한효소HindⅢ 와EcoRⅠ으로 처리하고, pTAex3 벡터 역시 동일한 제한효소로 처리한 다음 라이게이션(ligation) 시켰다(도 3). 라이게이션 산물(Ligation product)들을E. coliDH5-α 균주에 각각 형질전환하여 형질전환체를 얻었다. 이렇게 형질전환된 형질전환체들로부터 인간 락토페린과 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드을 발현 시킬 수 있는 재조합 플라스미드(Recombinant plasmid)인 pFGHLF 벡터(도 2)와 pGLC 벡터(도 3)를 각각 분리하였다.The human lactoferrin gene amplified by PCR in step 2 was treated with restriction enzyme Hind III, and similarly, pFGC33 vector was also treated with Hind III, followed by ligation (Fig. 2) and amplification using PCR in the same manner. One human lactoferrin antimicrobial polypeptide gene was treated with restriction enzymes Hind III and EcoR I, and the pTAex3 vector was also treated with the same restriction enzyme and then ligation (FIG. 3). Ligation products were transformed into E. coli DH5-α strains to obtain transformants. The pFGHLF vector (FIG. 2) and the pGLC vector (FIG. 3), which are recombinant plasmids capable of expressing human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptides, were isolated from the transformants.

제 4 공정: 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드의 코-트랜스포메이션(co- transformation)에 이용되는 선택마커 구축Fourth Step: Construction of Select Markers for Co-Transformation of Human Lactoferrin and Human Lactoferrin Antimicrobial Polypeptides

인간 락토페린의 선택마커(selectation marker)로는Aspergillus속 형질전환에 사용되어지는 선택마커 중의 하나로 오르니틴 카바모일트랜스퍼라아제 (Orinithine carbamoyltransferase:OTase)의 암호화 유전자(coding gene)를 가진argB유전자를 이용하여 pTAex3 벡터를 제한효소XbaⅠ으로 처리하고, 또다른 벡터 pDE도 동일한 제한효소로 처리한 다음 라이게이션 시켰다(도 4). 이 라이게이션 산물(pDEㆍargB)을E. coliDH5-α에 형질전환하여 형질전환체를 얻었다. 같은 방법으로 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드의 선택마커(selectation marker)로는 인간 락토페린의 경우처럼Aspergillus속 형질전환에 사용되어지는 선택마커(selection marker) 중의 하나로 오르니틴 카바모일트랜스퍼라아제 (Orinithine carbamoyltransferase;OTase)의 암호화 유전자(coding gene)를 가진argB유전자를 PCR을 이용하여 증폭한 후 제한효소PstⅠ으로 처리하고, 또다른 벡터 pUC118도 동일한 제한효소로 처리한 다음 라이게이션 시켰다(도 5). 이 라이게이션 산물(pMAR1)을E. coliDH5-α에 형질전환하여 형질전환체를 얻었다.As a selection marker of human lactoferrin, one of the markers used for transformation of the genus Aspergillus is pTAex3 using an argB gene having an ornithine carbamoyltransferase (OTase) coding gene. The vector was treated with restriction enzyme Xba I and another vector pDE was then treated with the same restriction enzyme and then ligated (FIG. 4). This ligation product (pDE.argB) was transformed into E. coli DH5-α to obtain a transformant. In the same way, as a selection marker of human lactoferrin antimicrobial polypeptide, ornithine carbamoyltransferase (OTase) is one of the selection markers used for transformation of the genus Aspergillus as in the case of human lactoferrin. The argB gene having a coding gene of (amplified gene) was amplified by PCR and then treated with restriction enzyme Pst I, and another vector pUC118 was also treated with the same restriction enzyme and then ligated (FIG. 5). This ligation product (pMAR1) was transformed into E. coli DH5-α to obtain a transformant.

제 5 공정: 재조합 곰팡이 균주Process 5: Recombinant Fungal Strains Aspergillus oryzaeAspergillus oryzae MMS-1과With MMS-1 Aspergillus oryzaeAspergillus oryzae MLS60 제조MLS60 Manufacturing

Aspergillus의 형질전환은 선택마커 DNA와 함께 코-트랜스포메이션(co-trans formation) 방법으로 첫째, 포자 현탁(spore suspension)과 원형질체(protoplast) 형성, 둘째, 원형질체(protoplast)의 분리와 정제, 셋째, PEG(Polyethylene Glycol)와 CaCl2를 이용한 발현 벡터와 선택마커(selection marker)의 원형질체(protoplast) 내로의 트랜스포메이션(transformation)시키는 3단계로 실시하였다. 유전자 재조합으로 만든 재조합 벡터는 숙주 곰팡이(Aspergillus oryzae)에 도입 시키기 위해 Tilburn, J.(Tilburn, J., G. G. Taylor. and R. W. Davies. Transformation by integrationAspergillus nidulans. Gene. vol.26, 205-221(1983))등의 방법으로 형질전환을 수행하였다. 숙주로 사용할 곰팡이Aspergillus oryzaeRIB40를 0.1% Tween80 2mL로 잘 현탁하여 YPD배지에 넣고 30℃에서 mid-log phase(OD600=0.6∼1.0)까지 배양(20∼24시간)한 후 3G1 glassfilter(100∼120㎛, IWAKI Co. Japan)에서 균체만을 회수한 후에 용해효소(lysing enzyme) 0.1g과 TF solutionⅠ(0.27M CaCl2, 0.6M NaCl) 20mL을 넣고 30℃ water shaking incubator에서 2시간 반응 후 3G3 유리 필터(glass filter)(20∼30㎛, IWAKI Co. Japan) 위에 Myracloth을 얹고 배양액을 붓었다. 이 배양액에 TF soutionlⅡ{1.2M Sorbitol, 50mM CaCl2, 35mM NaCl, 10mM Tris(pH 7.5)} 5mL을 넣고, 얼음에서 5분 방치한 후 원심분리(3,000rpm, 10분, 4℃)하여 펠렛(pellet)을 회수한 후 다시 TF solutionⅡ 10mL을 넣고 얼음에서 5분 반응시킨 후 원심분리하여 펠렛을 회수하였다. 그 다음에 TF solutionⅡ 1mL로 현탁한 후 재조합 플라스미드 10㎕ 와 선택마커 DNA 10㎕을 넣고 상온에서 25분간 반응시켰다. 다음으로 TF solutionⅢ{60% PEG4000, 50mM CaCl2, 10mM Tris(pH 7.5)}을 125㎕씩 두 번 나누어 넣고 마지막에 425㎕을 넣고 잘 현탁하여 상온에서 20분간 반응시킨 후 원심분리해서 회수한 펠렛을 TF solutionⅡ 500㎕ 넣고 MM 배지에 도말하고 여기에 0.6% Top agar(NO3, sorbitol, glucose)를 부어 중층배지를 만들었다. 30℃ 배양기(incubator)에 4∼5일간 배양(incubation)시켰다. 이렇게 형질전환된 형질전환체를 DPYA 배지에서 배양하여 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드의 게놈 DNA를 정제하여 앞에서 기재한 프라이머 A와 B를 사용한 PCR 반응과 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 유전자를 프로브로 사용하여 서던 블롯(Southern blot)하여 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 유전자가 삽입된 균을 최종 선별하였다. 형질전환된 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1의 배양모습은 도 6에, 형질전환된 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMLS60은 도 7에 나타낸 바와 같다. 최종 형질전환체Aspergillus oryzaeMMS-1를 DPYA 배지에서 OD600=0.8∼1.7까지 배양한 후, LB 한천 아가배지에 바실러스 서브틸리스 KCTC 3055 균을 고르게 도말한 중층배지 위에 배양한 시간대 별로 형질전환체 배양액 60㎕을 적신 종이 디스크를 상치하여 30℃에서 40∼48시간 배양한 후 생육 저해환(Growth inhibition zone)의 형성여부를 관찰하였으며E.coliDH5-α 역시 같은 같은 방법으로 생육저해환의 형성여부를 관찰한 결과, 도 8과 도 9에 나타낸 바와 같이 저해환이 형성되어 항균활성이 있음을 확인하였다. 상기와 같은 방법으로 최종 형질전환체Aspergillus oryzaeMLS60을 DPYA 배지에서 OD600=0.8∼1.7까지 배양한 후, LB 한천 아가배지에E.coliDH5-α,E.coli0157 V1V2Toxic ATCC 15491,E.coliMV1184,E.coliJM109 균을 각각 고르게 도말한 중층배지 위에 배양한 시간대 별로 형질전환체 배양액 60㎕을 적신 종이 디스크를 상치하여 30℃에서 40∼48시간 배양한 후 생육 저해환(Growth inhibition zone)의 형성여부를 관찰하였다. 같은 방법으로Salmonella typhimuriumKCCM40253과Salmonella flexmeryATCC 12022에 대한 항균활성을 조사하였다. 실험결과, 도 10과 도 11에 나타낸 바와 같이 생육저해환이 형성되어 항균활성이 있음을 확인하였다. Aspergillus transformation was carried out by co-trans formation with select marker DNA. First, spore suspension and protoplast formation, second, isolation and purification of protoplasts, third, Three steps were performed to transform the expression vector and the selection marker into protoplasts using PEG (Polyethylene Glycol) and CaCl 2 . Recombinant vectors created by genetic recombination into a host to fungi (Aspergillus oryzae) Tilburn, J. ( Tilburn, J., GG Taylor. And RW Davies. Transformation by integration Aspergillus nidulans. Gene. Vol.26, 205-221 ( 1983)) and the transformation was carried out. Suspension Aspergillus oryzae RIB40 to be used as a host is well suspended in 2 mL of 0.1% Tween80 and placed in a YPD medium and incubated (30 to 24 hours) at mid-log phase (OD 600 = 0.6 to 1.0) at 30 ° C. After recovering only cells from 120 ㎛, IWAKI Co. Japan), 0.1g of lysing enzyme and 20mL of TF solution I (0.27M CaCl 2 , 0.6M NaCl) were added and reacted at 30 ℃ water shaking incubator for 2 hours. Myracloth was placed on a glass filter (20-30 µm, IWAKI Co. Japan) and the culture was poured. 5 mL of TF soutionlⅡ {1.2M Sorbitol, 50mM CaCl 2 , 35mM NaCl, 10mM Tris (pH 7.5)} was added to the culture solution, which was allowed to stand on ice for 5 minutes, followed by centrifugation (3,000rpm, 10min, 4 ℃). pellets) were recovered, and 10 mL of TF solution II was added thereto, followed by reaction on ice for 5 minutes, followed by centrifugation to recover pellets. Thereafter, the mixture was suspended in 1 mL of TF solution II, and then 10 µl of recombinant plasmid and 10 µl of selection marker DNA were added and allowed to react at room temperature for 25 minutes. Next, TF solution III {60% PEG4000, 50mM CaCl 2 , 10mM Tris (pH 7.5)} divided into 125µL twice, 425µL was added at the end, suspended well, reacted at room temperature for 20 minutes, and recovered by centrifugation. Was added to 500 μl of TF solution II and smeared on MM medium, and 0.6% Top agar (NO 3 , sorbitol, glucose) was poured thereon to form a medium medium. Incubated for 4 to 5 days in a 30 ℃ incubator (incubator). The transformed transformants were cultured in DPYA medium to purify the genomic DNA of human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptides, and then subjected to PCR reactions using primers A and B described above and to probe human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptide genes. Southern blot was used to finalize the bacteria into which the human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptide genes were inserted. The culture of the transformed recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MMS-1 is shown in Figure 6, the transformed recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MLS60 is shown in Figure 7. After transforming the final transformant Aspergillus oryzae MMS-1 to OD 600 = 0.8 to 1.7 in DPYA medium, transformants were transformed by time zones incubated on LB agar agar medium evenly spread on Bacillus subtilis KCTC 3055. Paper disks moistened with 60 μl of culture medium were incubated at 30 ° C. for 40 to 48 hours, and growth growth zones were observed. E. coli DH5-α was also formed in the same manner. As a result, it was confirmed that the inhibitory ring is formed as shown in Figure 8 and 9 that there is antibacterial activity. After incubating the final transformant Aspergillus oryzae MLS60 in the DPYA medium to OD 600 = 0.8-1.7 by the above method, E. coli DH5-α, E. coli 0157 V 1 V 2 Toxic ATCC 15491 in LB agar agar medium. , Incubate paper discs moistened with 60 μl of transformant culture medium for each time period incubated on medium-layered medium in which E. coli MV1184 and E. coli JM109 were evenly spread. The formation of growth inhibition zone was observed. In the same way, antibacterial activity against Salmonella typhimurium KCCM40253 and Salmonella flexmery ATCC 12022 was investigated. As a result of the experiment, growth inhibition ring was formed as shown in FIG. 10 and FIG. 11 to confirm that there was antibacterial activity.

본 발명 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1과 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMLS60은 생명공학연구소내 미생물기탁센터에 1999년 11월 5일, 기탁번호 KCTC 0683BP와 기탁번호 KCTC 0684BP로 기탁하였다.The recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MMS-1 of the present invention and the recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MLS60 were deposited on November 5, 1999, Accession No. KCTC 0683BP and Accession No. KCTC 0684BP at the Microbial Deposit Center of the Biotechnology Research Institute.

실시예 2:Example 2: 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 대량생산을 위한For mass production of human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptides Aspergillus oryzaeAspergillus oryzae MMS-1과With MMS-1 Aspergillus oryzaeAspergillus oryzae MLS60의 발효배양Fermentation culture of MLS60

상기 실시예 1에서 얻은 형질전환체Aspergillus oryzaeMMS-1의 인간 락토페린 생산과Aspergillus oryzaeMLS60의 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드의 생산 여부를 알아보기 위하여 상기 각각의 재조합 곰팡이 균주를 DPYA(dextrin polypepton yeast extract ammonium sulfate)배지에 0.4% (NH4)2SO4을 넣고 pH 5.6로 만들어 포자 형성 배지(SMM, 10ml 10×저장용액, 0.1ml 미량원소 용액, 2g Bacter agar, 2% starch, 3% NaCl, 0.2ml 1M MgSO4)에서 자란 포자를 배양액 50mL에 24시간 동안 30℃에서 셰이킹(shaking) 하면서 배양하였다. 이를 종배양(Seed culture)이라고 하고, 종 배양으로부터 규모 확대(Scale up) 하기 위하여 50mL의 배양액이 든 배플 삼각 플라스크 배지를 5L 발효기에 무균적으로 접종하였다. 5L 발효기를 멸균한 다음 암모니아수 pH 5.6으로 조종하고 50mL 배양액을 접종하여 발효기 본 배양을 실시하였다. 발효 조건은 공기 공급량 1VVM (volume of air per volume of medium per minute), 교반속도 1200 rpm, 온도 30℃, pH 5.6으로 수행하였다. 프로테아제 저해제(Protease inhibitor)로서는 먼저 메탈로프로테이나아제 (Metalloproteinase inhibitor)인 500mM EDTA 5mL(1mM/total volume)을 약 25 ∼ 30시간 사이에 넣고, 배양이 끝난 직후에 세린 프로테아제 저해제(serineproteinase inhibitor)인 100mM PMSF (phenyl methyl sulfonyl fluoride) 5mL(1mM/total volume)을 첨가한 후 배양액과 균체를 분리하였다. 본 발명에 사용된 배지는 삼각 플라스크 배지에서는 곰팡이 전용 복합배지인 PDB(Potato dextrose broth) 배지와 2% 수용성 전분(soluble starch), 0.2% 카사미노산(casamino acid)을 이용하였고, 5L 발효기에서는 DPYA[(2% dextrin, 1% polypeptone, 0.5% 효모 추출물(yeast extract)], 0.5% KH2PO4, 0.05% MgSO4, 0.4% (NH4)2SO4), 0.2% 카사미노산(casamino acid), 2% 수용성 전분(soluble starch)를 사용하였다. 인간 락토페린 및 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드를 분리정제하기 위하여 배양액을 Centriprep-50 (50KDa 이상, Amicon Co. USA)과 Centriprep-3 (3000Da 이상, Amicon Co. USA)에 넣고 20mM 인산 버퍼(phosphate buffer)(pH 8.0)로 버퍼(buffer) 교환을 하면서 원심분리를 하였다. 원심분리는 4,000rpm, 4℃에서 30분간 3회 반복하였다. 이렇게 배양하여 얻어진 인간 락토페린 양은 0.5g/L 정도이며, 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 양은 0.4g/L이 생산됨을 확인하였다.In order to determine the production of human lactoferrin of the transformant Aspergillus oryzae MMS-1 obtained in Example 1 and the production of human lactoferrin antimicrobial polypeptide of Aspergillus oryzae MLS60, the recombinant fungal strains of each of the recombinant fungi were DPYA (dextrin polypepton yeast extract ammonium sulfate). Add 0.4% (NH 4 ) 2 SO 4 to pH 5.6 to make the spore-forming medium (SMM, 10ml 10 × stock solution, 0.1ml trace element solution, 2g Bacter agar, 2% starch, 3% NaCl, 0.2ml) Spores grown in 1 M MgSO 4 ) were incubated in 50 mL of the culture with shaking at 30 ° C. for 24 hours. This is called seed culture, and baffle Erlenmeyer flask medium containing 50 mL of culture was aseptically inoculated in a 5 L fermenter to scale up from the species culture. 5L fermenter was sterilized and then sterilized with ammonia water pH 5.6 and inoculated with 50mL culture to carry out the fermenter main culture. Fermentation conditions were carried out at an air supply of 1 VVM (volume of air per volume of medium per minute), stirring speed 1200 rpm, temperature 30 ℃, pH 5.6. As a protease inhibitor, 5 mL (1mM / total volume) of 500mM EDTA, a metalloproteinase inhibitor, is added in about 25-30 hours, and a serine proteinase inhibitor After adding 5 mL (1 mM / total volume) of 100 mM PMSF (phenyl methyl sulfonyl fluoride), the culture medium and the cells were separated. The medium used in the present invention was a fungus-only complex medium PDB (Potato dextrose broth) medium, 2% soluble starch, 0.2% casamino acid in the Erlenmeyer flask medium, and DPYA [ (2% dextrin, 1% polypeptone, 0.5% yeast extract), 0.5% KH 2 PO 4 , 0.05% MgSO 4 , 0.4% (NH 4 ) 2 SO 4 ), 0.2% casamino acid , 2% soluble starch was used. To isolate and purify the human lactoferrin and human lactoferrin antimicrobial polypeptides, the culture medium was placed in Centriprep-50 (50KDa or more, Amicon Co. USA) and Centriprep-3 (3000Da or more, Amicon Co. USA) and 20mM phosphate buffer ( pH 8.0) was centrifuged with buffer exchange. Centrifugation was repeated three times for 30 minutes at 4,000 rpm, 4 ℃. The amount of human lactoferrin obtained by culturing in this manner was about 0.5 g / L, and the amount of human lactoferrin antimicrobial polypeptide was 0.4 g / L.

이때, 상기 포자형성 배지에서 저장용액은 NaNO36%, KCl 0.52%, KH2PO41.52%을 함유하고 pH 6.5을 하였으며 미량원소 용액은 FeSO4·7H2O 1%, ZnSO4·7H2O 0.88%, CuSO4·5H2O 0.04%, MnSO4·4H2O 0.015%, Na2B4O7·10H2O 0.01%, (NH4)6Mo7O24·4H2O 0.005g을 함유한다.At this time, the stock solution in the spore-forming medium contained NaNO 3 6%, KCl 0.52%, KH 2 PO 4 1.52% and pH 6.5 and the trace element solution is FeSO 4 · 7H 2 O 1%, ZnSO 4 · 7H 2 O 0.88%, CuSO 4 · 5H 2 O 0.04%, MnSO 4 · 4H 2 O 0.015%, Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O 0.01%, (NH 4) 6 Mo 7 O 24 · 4H 2 O 0.005g It contains.

실시예 3:Example 3: 재조합 인간 락토페린과 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드를 각각을 함유하는 사료 제조Preparation of feed containing recombinant human lactoferrin and recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptide, respectively

본 실시예에서는 상기 실시예 2에서 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1와Aspergillus oryzaeMLS60를 발효배양하여 얻은 재조합 인간 락토페린과 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 각각을 재조합 곰팡이 균체와 함께 사료 첨가제로 사용하여 사료를 제조하였다. 발효배양이 끝난 배양액으로부터 부형제(carrier)로 혼합건조된 사료제품에 사료 총중량에 대해 0.05 ~ 1.5% 범위로 형질전환된 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1 또는Aspergillus oryzaeMLS60 각각과 이들로부터 생산된 재조합 인간 락토페린 또는 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드를 혼합하였다.In this embodiment, the feed using the recombinant fungal microbial strains Aspergillus oryzae MMS-1 and Aspergillus oryzae MLS60 fermentation culture in Example 2, each of the recombinant human lactoferrin and recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptide as a feed additive along with the recombinant fungal cells Prepared. Recombinant fungal strains Aspergillus oryzae MMS-1 or Aspergillus oryzae MLS60 transformed from fermented cultures into a carrier mixed with an excipient in a range of 0.05 to 1.5% of the total weight of the feed and the recombinant humans produced therefrom Lactoferrin or recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptides were mixed.

이상, 상기 실시예를 통하여 설명한 바와 같이 인간 유래 락토페린 유전자 가 도입된 재조합 벡터 pFGHLF와 인간 유래 락토페린 항균성 폴리펩타이드 유전자가 도입된 재조합 벡터 pGLC에 의해 형질전환된 본 발명 재조합 곰팡이 균주Aspergillus oryzaeMMS-1와 Aspergillus oryzaeMLS60을 발효배양하여 항균활성이 우수한 재조합 인간 락토페린과 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드를 대량 생산하는 뛰어난 효과가 있으므로 생물의약 및 축산업상 매우 유용한 발명인 것이다.Or more, and it transformed the invention recombinant fungal strain Aspergillus oryzae MMS-1 by a recombinant vector pGLC a human-derived lactoferrin gene is introduced into a recombinant vector pFGHLF and human-derived lactoferrin antimicrobial polypeptide gene was introduced as described above through the embodiments Fermentation of Aspergillus oryzae MLS60 is a very useful invention for biopharmaceutical and animal husbandry because it has an excellent effect of mass production of recombinant human lactoferrin and recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptide having excellent antibacterial activity.

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 재조합 곰팡이 균주 아스퍼질러스 오라이제(Aspergillus oryzae) MLS60 (KCTC 0684BP).Recombinant fungal strain Aspergillus olease (Aspergillus oryzae) MLS60 (KCTC 0684BP). 삭제delete 삭제delete 제 4 항 기재의 아스퍼질러스 오라이제(Aspergillus oryzae) MLS60 (KCTC 0684BP)를 포자형성배지에서 성장시킨 후 0.4% (NH4)2SO4를 첨가한 DPYA(dextrin polypepton yeast extract ammonium sulfate) 배지에서 하룻밤 동안 셰이킹하면서 배양하여 종배양한 후 종 배양액을 곰팡이 배양용 삼각플라스크 배지에 접종하여 배양하고 규모를 확대하기 위해 5L 발효조에 상기 삼각플라스크 배양액을 접종하여 본 배양을 실시하는 것을 특징으로 하는 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 제조방법.Aspergillus olease according to claim 4 (Aspergillus oryzae) 0.4% (NH) after growing MLS60 (KCTC 0684BP) in spore forming medium4)2SO4After incubation by shaking with overnight shaker in DPYA (dextrin polypepton yeast extract ammonium sulfate) medium, the seed culture was inoculated in a funnel culture Erlenmeyer flask medium, and the Erlenmeyer flask was incubated in a 5L fermenter to enlarge the scale. Method of producing a recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptide, characterized in that the culture is inoculated by inoculation. 제 7 항에 있어서, 포자형성배지는 NaNO36%, KCl 0.52%,KH2PO41.52%를 함유는 저장용액, FeSO4·7H2O 1%, ZnSO4·7H2O 0.88%, CuSO4·5H2O 0.04%, MnSO4·4H2O 0.015%, Na2B4O7·10H2O 0.01%, (NH4)6Mo7O24·4H2O을 함유하는 미량원소용액, 박터아가(Bacter agar) 및 3% NaCl, 1M MgSO4를 함유하고, 삼각플라스크 배지는 PDB(Potato dextrose broth) 배지, 2% 수용성 전분, 0.2% 카사미노산을 함유하고, 본 배양을 위한 발효조는 2% 덱스트린, 1% 폴리펩톤, 0.5% 효모추출물, 0.5% KH2PO4, 0.05% MgSO4, 0.4% (NH4)2SO4, 0.2% 카사미노산, 2% 수용성 전분을 함유하는 DPYA(dextrin polypepton yeast extract ammonium sulfate) 배지를 사용하는 것을 특징으로 하는 재조합 인간 락토페린 항균성 폴리펩타이드 제조방법.The method of claim 7, wherein the spore-forming medium is NaNO 3 6%, KCl 0.52%, KH 2 PO 4 Stock solution containing 1.52%, FeSO 4 · 7H 2 O 1%, ZnSO 4 · 7H 2 O 0.88%, CuSO 4, trace elements containing 5H 2 O 0.04%, MnSO 4 · 4H 2 O 0.015%, Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O 0.01%, (NH 4) 6 Mo 7 O 24 · 4H 2 O solution, Bacter agar and 3% NaCl, 1M MgSO 4 , the Erlenmeyer flask medium contains PDB (Potato dextrose broth) medium, 2% water-soluble starch, 0.2% casamino acid, the fermentation tank for this culture is 2 DPYA (dextrin) containing% dextrin, 1% polypeptone, 0.5% yeast extract, 0.5% KH 2 PO 4 , 0.05% MgSO 4 , 0.4% (NH 4 ) 2 SO 4 , 0.2% casamino acid, 2% water soluble starch Polypepton yeast extract ammonium sulfate) medium, characterized in that the recombinant human lactoferrin antimicrobial polypeptide production method. 삭제delete 삭제delete
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