KR100672745B1 - Methods for enhancing a secretion efficiency of recombinant foreign protein in yeast expression system - Google Patents

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Abstract

효모 발현시스템에서의 재조합 외래단백질의 분비효율을 향상시키는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명의 외래단백질의 분비효율를 향상시키는 방법은 (ⅰ) 갈락토스 유도 프로모터, 분비서열 및 외래단백질을 코딩하는 유전자를 순차적으로 포함하는 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트를 숙주효모에 형질도입하여 형질도입 효모 균주를 제조하는 단계; 및 (ⅱ) 상기 형질 도입 효모 균주를 상기 갈락토스 유도 프로모터의 활성이 조절되는 조건에서 배양하는 단계를 포함한다. 본 발명의 외래단백질의 분비효율를 향상시키는 방법은 세포내에서 갈락토스 유도 프로모터의 유도물질로 작용하는 갈락토스의 수준을 적절하게 조절함으로써, 종래의 갈락토스 유도 프로모터 기반의 효모 발현시스템에서 발생하는 과발현에 의한 재조합 외래단백질의 불용성 침전 현상을 감소시켜, 궁극적으로 재조합 외래단백질의 분비효율을 향상시킬 수 있는 바, 효모 발현 시스템에서 재조합 외래단백질의 생산성을 향상시키고, 생산단가를 낮추데 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to a method for improving the secretion efficiency of recombinant foreign protein in a yeast expression system. More specifically, the method for improving the secretion efficiency of the foreign protein of the present invention is a recombinant foreign gene construct expressed under the influence of (i) a galactose-induced promoter, a secretion sequence and a galactose-induced promoter sequentially comprising a gene encoding the foreign protein. Transducing yeast into host yeast to prepare a transgenic yeast strain; And (ii) culturing the transgenic yeast strain under conditions in which the activity of the galactose inducing promoter is controlled. The method for improving the secretion efficiency of the foreign protein of the present invention by appropriately controlling the level of galactose acting as an inducer of galactose-induced promoter in cells, recombination by overexpression generated in the yeast expression system based on the conventional galactose-induced promoter By reducing the insoluble precipitation of the foreign protein, ultimately to improve the secretion efficiency of the recombinant foreign protein, it can be usefully used to improve the productivity of the recombinant foreign protein in the yeast expression system, and to lower the production cost.

단백질 분비, 갈락토스 유도 프로모터, Saccharomyces cerevisiae, 이화 생성물 억제, catabolite repression, 갈락토스 수송, 혼합 탄소원 주입 Protein secretion, galactose-induced promoter, Saccharomyces cerevisiae, catabolism inhibition, catabolite repression, galactose transport, mixed carbon source injection

Description

효모 발현시스템에서의 재조합 외래단백질의 분비효율을 향상시키는 방법{Methods for enhancing a secretion efficiency of recombinant foreign protein in yeast expression system}Methods for enhancing a secretion efficiency of recombinant foreign protein in yeast expression system

도 1은 배지 중의 갈락토스가 효모 세포막을 통과하여 외래단백질 발현유도 프로모터에 작용하는 과정과 글루코스가 세포내에서 이화 생성물 억제(catabolite repression) 작용을 일으키는 과정을 나타낸 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a process in which galactose in a medium passes through a yeast cell membrane and acts on an exogenous protein expression promoter, and a process in which glucose causes catabolite repression in a cell.

도 2는 본원발명에서 사용한 재조합 LK8 단백질의 발현벡터 MδLK8의 개열지도이다. 2 is a cleavage map of the expression vector MδLK8 of the recombinant LK8 protein used in the present invention.

도 3은 Gal2 유전자를 제외하고 유전적 배경이 동일한 두 숙주효모에서 갈락토스를 유일한 탄소원으로 공급하여 배양하였을 경우 시간에 따라 갈락토스 소비속도와 세포성장 속도를 비교한 그래프이다. 3 is a graph comparing galactose consumption rate and cell growth rate with time when galactose was supplied as the only carbon source in two host yeasts having the same genetic background except for the Gal2 gene.

도 4a 형질전환 효모 A에서 외래유전자를 발현시켰을 때, 발현 유도시간에 따른 세포내 총 외래단백질을 대상으로 한 웨스턴 블롯 분석 결과를 나타내는 사진이고, 도 4b는 상기 형질전환 효모 A에서 세포내 수용성 외래단백질을 대상으로 한 웨스턴 블롯 분석 결과를 나타내는 사진이다. 4A is When the exogenous gene is expressed in the transformed yeast A, it is a photograph showing the result of Western blot analysis of the total intracellular exogenous protein according to the expression induction time, Figure 4b is the intracellular water-soluble foreign protein in the transformed yeast A It is a photograph showing the result of Western blot analysis.

도 5는 형질전환 효모 B에서 외래유전자를 발현시켰을 때, 발현 유도시간에 따른 세포내 총 외래단백질을 대상으로 한 웨스턴 블롯 분석 결과를 나타내는 사진이다. GAL2 유전자가 있는 효모A를 숙주세포로 한 경우와 비교하여 상대적으로 세포내 불용성으로 축적된 단백질의 양이 시간이 지남에 따라 감소하는 결과를 보여준다. Figure 5 is a photograph showing the results of Western blot analysis of the total intracellular foreign protein according to the expression induction time, when the foreign gene is expressed in the transformed yeast B. Compared with yeast A with GAL2 gene as a host cell, the amount of protein accumulated due to intracellular insoluble decreases with time.

도 6은 형질전환 효모 A 및 B를 유가배양하여 상기 외래유전자를 발현시켰을 경우, 배지로 분비된 재조합 외래단백질의 양을 발현 유도시간에 따라 비교한 그래프이다. 6 is transformation When yeasts A and B are cultured and the foreign genes are expressed, it is a graph comparing the amount of recombinant foreign protein secreted into the medium according to expression induction time.

도 7은 효모에서 외래단백질 발현 시 갈락토스에 의하여 단백질 이황화결합 이성화효소(protein disulfide isomerase, PDI1)가 동시 발현될 수 있도록 하는 pMPDI1 발현 벡터의 개열지도이다. Figure 7 is, by the time the exogenous protein expressed galactose in yeast protein disulfide isomerase is a cleavage map of the expression vector that allows pMPDI1 (protein disulfide isomerase, PDI1) can be co-expressed.

본 발명은 효모 발현시스템에서의 재조합 외래단백질의 분비효율 향상 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving secretion efficiency of recombinant foreign protein in a yeast expression system.

미생물을 이용한 외래단백질 대량생산 방법은 단백질 의약품 제조 산업에서 가장 핵심적인 기술 분야이다. 외래단백질의 발현 후 회수 및 정제를 위하여 발현이 유도된 단백질은 세포내에 발현시키거나 세포외로 분비시킬 수 있다. 세포내 발현시 많은 경우 단백질의 과발현으로 인하여 세포내에 비활성화 상태의 불용성으로 축적되기도 하며 단단한 미생물을 파쇄하는 번거로움과 세포내에 존재하는 수많은 단백질들과 분리하기위한 정제공정의 어려움 등 생산성을 저하시키는 많은 요인들을 제공한다. 반면에 생성된 단백질을 세포외로 분비시킬 경우 전자의 경우에 따르는 어려움을 쉽게 피할 수 있다. 또한 단백질의 세포외 분비는 전사 후 단백질의 접힘 및 수식이 정확하게 이루어졌을 때만 가능하므로 치료용 단백질의 생산 시 활성화된 형태의 정확한 3차구조를 가진 가용성 단백질을 얻을 수 있는 장점이 있다. 따라서 단백질의 세포외 분비는 단백질의 생산수율 측면뿐만 아니라 단백질의 품질관리(quality control) 측면에서도 재조합 외래단백질의 세포내 축적 시스템과 비교하여 우위에 있다고 할 수 있다. Mass production of foreign proteins using microorganisms is a key technology field in the protein pharmaceutical manufacturing industry. Expression-derived proteins can be expressed intracellularly or secreted extracellularly for recovery and purification after expression of the foreign protein. In the case of intracellular expression, in many cases, the protein is over-expressed, resulting in the inactivation of the inactivated state in the cell, and in many cases, the productivity is reduced, such as the difficulty of breaking down the hard microorganisms and the difficulty of the purification process to separate from the numerous proteins present in the cell. Provide factors. On the other hand, if the produced protein is secreted extracellularly, it is easy to avoid the difficulties of the former case. In addition, the extracellular secretion of the protein is possible only when the protein is folded and modified correctly after transcription, and thus there is an advantage of obtaining a soluble protein having an accurate tertiary structure in an activated form when producing a therapeutic protein. Therefore, the extracellular secretion of protein is superior to the intracellular accumulation system of recombinant foreign protein in terms of protein production yield as well as protein quality control.

그러나 강력한 프로모터를 이용한 재조합 단백질 발현시스템에서 세포외 분비의 경우 그 발현 및 분비수준이 세포내 축적되는 경우에 비하여 현저히 낮은 경우가 많다. 이런 점을 극복하기 위하여 지금 까지 세포외 분비수율을 높이는 연구가 많이 진행되었다. 대부분의 연구는 직접적으로 단백질의 분비서열을 최적화 하거나 새로운 강력한 분비서열을 찾는 데 주력하였다(Nucleic Acids Res Suppl., 2003(3):261-2; Biochem Cell Biol. 1993, 71:401-5).In the recombinant protein expression system using a strong promoter, however, extracellular secretion is often significantly lower than that of intracellular accumulation. To overcome this point, many studies have been conducted to increase the extracellular secretion yield. Most studies have focused directly on optimizing the secretion sequence of proteins or finding new powerful secretion sequences (Nucleic Acids Res Suppl., 2003 (3): 261-2; Biochem Cell Biol. 1993, 71: 401-5). .

또 한편으로는 분자생물학적인 기법을 이용하여 단백질의 접힘 및 수용성화를 도와주는 역할을 하는 샤페론들을 과발현시켜 재조합 외래단백질의 과량 발현 시 초기 율속단계인 단백질의 접힘을 원활하게 하고 세포외로 분비가 되기도 전에 불용성 침전현상을 막아줌으로써 궁극적으로 분비효율을 높이는 연구가 많이 진행 되었다(Robinson and Wittrup, Biotech. Prog., 11: 171, 1995; Robinson et al., Biotechnology, 12:381-384, 1994; Wulfing and Plukthun, Mol. Microbiol. 12(5) : 685-692, 1995).On the other hand, by using molecular biological techniques, the overexpression of chaperones, which help to fold and soluble in proteins, facilitates the folding of proteins, which are the initial rate step, and secretion into the cell when overexpression of recombinant foreign protein. Many studies have been carried out to prevent insoluble sedimentation and ultimately increase secretion efficiency (Robinson and Wittrup, Biotech. Prog ., 11: 171, 1995; Robinson et al., Biotechnology , 12: 381-384, 1994; Wulfing and Plukthun, Mol.Microbiol . 12 (5): 685-692, 1995).

효모에서 외래 재조합 단백질의 발현을 유도하기위해 일반적으로 사용하고 있는 갈락토스 프로모터는 갈락토스를 유도제(inducer)로 사용하는 강력한 유도성 프로모터이다. 이와 같이 단백질의 강력한 발현유도 작용이 외래단백질의 세포내 축적 또는 발현량을 증대시키는 데는 유리하지만 목적 단백질을 세포외로 분비시키고자 할 때는 오히려 분비 초기 단계에서 세포내 불용성 침전현상이 발생하여 분비효율이 오히려 떨어지거나 세포의 기능을 마비시킬 수 있다. 이런 현상은 대장균 발현 시스템 또는 효모발현시스템 등 재조합 발현시스템에서 종종 관찰되는 현상이며 이를 극복하기 위하여 배양 온도를 낮추는 시도 등이 있었다(Baneyx F., Curr. Opin. Biotechnol., 10: 411-421, 1999; George Georgiou and Pascal, Curr. Opin. Biotechnol., 7: 190-197, 1996).Galactose promoters commonly used to induce the expression of foreign recombinant proteins in yeast are powerful inducible promoters that use galactose as an inducer. Such strong expression-inducing action of the protein is advantageous to increase the intracellular accumulation or expression of the foreign protein, but when secreting the protein of interest to the extracellular secretion, intracellular insoluble sedimentation occurs in the early stage of secretion and secretion efficiency is increased. Rather, they can fall or paralyze the function of the cell. This phenomenon is often observed in recombinant expression systems such as E. coli or yeast expression systems, and there have been attempts to lower the culture temperature to overcome this problem (Baneyx F., Curr . Opin . Biotechnol ., 10: 411-421, 1999; George Georgiou and Pascal, Curr . Opin . Biotechnol ., 7: 190-197, 1996).

그러나, 상기와 같이 배양온도를 낮출 경우, 배양시간이 늘어나게 되고, 절대적인 단백질의 발현양이 감소하게 되어, 재조합 외래단백질의 생산단가가 상승되는 단점이 있다. 따라서, 배양온도를 낮추지 않고도, 갈락토스 유도 프로모터의 활성을 조절하여, 재조합 외래단백질의 분비효율을 향상시킬 수 있는 방법의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.However, when the incubation temperature is lowered as described above, the incubation time is increased, the amount of absolute protein expression is reduced, and the production cost of the recombinant foreign protein is increased. Therefore, there is an urgent need for the development of a method for improving the secretion efficiency of recombinant foreign proteins by controlling the activity of galactose-induced promoters without lowering the culture temperature.

이에, 본 발명자들은 갈락토스의 숙주내 이용성을 조절함으로써 갈락토스 유도 프로모터의 활성을 조절할 수 있으리라는 점에 착안하여, 갈락토스 흡수와 관련 된 갈락토스 퍼미아제 유전자가 결손된 돌연변이 균주를 숙주로 사용하거나 이화 생성물 억제를 유발하는 글루코스를 적정 비율로 갈락토스와 함께 주입하는 유가배양으로 형질전환 효모를 배양할 경우, 재조합 외래단백질의 분비효율이 향상됨을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have focused on the fact that the activity of galactose-induced promoters can be regulated by regulating the host's availability of galactose, thereby using a mutant strain lacking the galactose permease gene associated with galactose uptake as a host or catabolic product. The present invention was completed by confirming that the secretion efficiency of recombinant foreign protein is improved when culturing the transformed yeast in a fed-batch culture in which glucose inducing inhibition is injected with galactose at an appropriate ratio.

본 발명의 목적은 숙주효모의 유전적 변형 또는 배양의 환경적 변화를 통하여 효모 발현시스템에서 재조합 외래단백질의 세포 외 분비효율을 향상시키는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for improving the extracellular secretion efficiency of recombinant foreign protein in a yeast expression system through genetic modification of host yeast or environmental changes in culture.

본 발명의 다른 목적은 재조합 외래단백질의 분비효율을 향상시키기 위한 유가식 배양방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fed-batch culture method for improving the secretion efficiency of recombinant foreign protein.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (ⅰ) 갈락토스 유도 프로모터, 분비서열 및 외래단백질을 코딩하는 유전자를 순차적으로 포함하는 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트를 숙주효모에 형질도입하여 형질도입 효모 균주를 제조하는 단계; 및 (ⅱ) 상기 형질 도입 효모 균주를 상기 갈락토스 유도 프로모터의 활성이 조절되는 조건에서 배양하는 단계를 포함하는 외래단백질의 분비효율를 향상시키는 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is (i) transducing a recombinant foreign gene construct expressed under the influence of a galactose inducing promoter comprising a gene encoding a galactose inducing promoter, a secretion sequence and a foreign protein into a host yeast. To prepare a transgenic yeast strain; And (ii) culturing the transgenic yeast strain under conditions in which the activity of the galactose-induced promoter is controlled.

또한, 본 발명은 (ⅰ) 갈락토스 유도 프로모터, 분비서열 및 외래단백질을 코딩하는 유전자를 순차적으로 포함하는 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트를 제조하는 단계; (ⅱ) 상기 재조합 외래유전자 컨스트럭트를 숙주효모에 형질도입하여 형질도입 효모 균주를 제조하는 단계; 및 (ⅲ) 상기 형질 도입 효모 균주를 갈락토스 및 글루코스의 비율을 조절하여 배양하는 단계를 포함하는 재조합 외래단백질의 분비를 향상시키기 위한 재조합 효모의 유가식 배양방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (i) preparing a recombinant foreign gene construct that is expressed under the influence of a galactose induction promoter sequentially comprising a gene encoding a galactose induction promoter, secretion sequences and foreign proteins; (Ii) transducing the recombinant foreign gene construct into host yeast to prepare a transgenic yeast strain; And (iii) culturing the transgenic yeast strain by controlling the ratio of galactose and glucose, thereby providing a fed-batch culture method of recombinant yeast for improving secretion of recombinant foreign protein.

아울러, 본 발명은 (ⅰ) 갈락토스 유도 프로모터, 분비서열 및 외래단백질을 코딩하는 유전자를 순차적으로 포함하는 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트 및 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 단백질 이황화결합 이성화효소(protein disulfide isomerase)를 코딩하는 유전자 컨스트럭트를 숙주효모에 형질도입하여 형질도입 효모 균주를 제조하는 단계; 및 (ⅱ) 상기 형질 도입 효모 균주를 상기 갈락토스 유도 프로모터의 활성이 조절되는 조건에서 배양하는 단계를 포함하는 외래단백질의 분비효율를 향상시키는 방법을 제공한다.In addition, the present invention (i) the protein expressed under the influence of the recombinant foreign gene construct and galactose-induced promoter, which is expressed under the influence of the galactose-induced promoter sequentially comprising a galactose-induced promoter, secretion sequence and a gene encoding a foreign protein Preparing a transgenic yeast strain by transducing a gene construct encoding a protein disulfide isomerase into a host yeast; And (ii) culturing the transgenic yeast strain under conditions in which the activity of the galactose-induced promoter is controlled.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 외래단백질의 분비효율를 향상시키는 방법은 (ⅰ) 갈락토스 유도 프로모터, 분비서열 및 외래단백질을 코딩하는 유전자를 순차적으로 포함하는 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트로 숙주효모를 형질전환시켜 형질전환 효모 균주를 제조하는 단계; 및 (ⅱ) 상기 형질전환 효모 균주를 상기 갈락토스 유도 프로모터의 활성이 조절되는 조건에서 배양하는 단계를 포함한다.The method for improving the secretion efficiency of the foreign protein of the present invention comprises (i) a host yeast with a recombinant foreign gene construct expressed under the influence of a galactose inducing promoter, a secretion sequence, and a gene encoding the foreign protein. Transforming to prepare a transformed yeast strain; And (ii) culturing the transformed yeast strain under conditions in which the activity of the galactose inducing promoter is controlled.

이때, 상기 단계 (ⅰ)은 특별히 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 재조합 외래유전자 컨스트럭트를 숙주효모의 염색체에 다중 삽입하거나 벡터에 삽입시킴으로써 수행되는 것이 바람직하고, 상기 갈락토스 유도 프로모터는 특별히 이에 제한되는 것은 아니나, 서열번호 1로 기재되는 S. cerevisiaeGAL1 프로모터, 서열번호 2로 기재되는 S. cerevisiaeGAL10 프로모터, 서열번호 3으로 기재되는 S. cerevisiaeGAL7 프로모터 또는 상기 프로모터의 조합 또는 융합형 프로모터인 것이 바람직하고, GAL1인 것이 더욱 바람직하며, 상기 분비서열은 특별히 이에 제한되는 것은 아니나, 서열번호 4로 기재되는 MATα 분비서열, 서열번호 5로 기재되는 S. cerevisiae의 K1 치사 독소 분비서열(killer toxin signal, Brown, J. L. et al., The K1 killer toxin: molecular and genetic applications to secretion and cell surface assembly. In: Johnston, J.R. Molecular Genetics of Yeast- a practical approach. The practical approach series, 1994, p.217-265; Tokunaga, M. et al., Biochem. Res. Commun., 144: 613-619, 1987), 서열번호 6으로 기재되는 S. cerevisiae의 인버타제(invertase) 분비서열(일본공개특허 제1985-041488호), 서열번호 7로 기재되는 Kluyveromyces lactis의 치사 독소 분비서열(Sugisaki, Y. et al., Eur. J. Biochem., 141: 241-245, 1984), 서열번호 8로 기재되는 Pichia acaciae의 치사 독소 분비서열(미국등록특허 제6,1,07,057호), Hanseniaspora uvarum의 치사 독소 분비서열(Radler, F. et al., Arch. Microbiol., 154(2):175-178, 1990; Schmitt, M. J. et al., J. Virol., 68(3):1765-1772, 1994, 또는 Pichia (Hansenular) anomala의 치사 독소 분비서열인 것이 바람직하다. 이 외에, 효모 발현시스템에서 사용할 수 있는 분비서열이라면 어느것이라도 본 발명의 외래단백질 분비향상 방법에 사용할 수 있다. 또한, 상기 분비서열에는 분비효율을 향상시키기 위한, 전구체 펩티드(propeptide) 서열이 추가적으로 포함될 수 있으며, 더 나아가 KEX1(for killer expression 1) 또는 KEX2와 같은 분비서열 펩티다제의 인식부위가 추가적으로 포함될 수 있다(미국등록특허 제4,929,553호). 상기 분비서열 펩티다제의 인식부위의 예로는 Pro-Met-Tyr가 있다.At this time, the step (iii) is not particularly limited thereto, but is preferably performed by inserting the recombinant foreign gene construct into the chromosome of the host yeast or by inserting it into a vector, and the galactose inducing promoter is particularly limited thereto. but are not, GAL1 promoter, GAL7 promoter, the S. cerevisiae GAL10 promoter described by SEQ ID NO: 3 in S. cerevisiae is described in SEQ ID NO 2 of S. cerevisiae is described in SEQ ID NO: 1 Or a combination or fusion promoter of the above promoters, more preferably GAL1 , and the secretion sequence is not particularly limited thereto, but the MATα secretion sequence described in SEQ ID NO: 4, S. K1 lethal toxin secretion sequence of cerevisiae (killer toxin signal, Brown, JL et al, the K1 killer toxin:. molecular and genetic applications to secretion and cell surface assembly in:.. Johnston, JR Molecular Genetics of Yeast- a practical approach the practical approach series, 1994, p. 217-265; Tokunaga, M. et al., Biochem.Res . Commun ., 144: 613-619, 1987), invertase of S. cerevisiae described in SEQ ID NO: 6 ) Secretion sequence (JP-A-1985-041488), lethal toxin secretion sequence of Kluyveromyces lactis described in SEQ ID NO: 7 (Sugisaki, Y. et al., Eur. J. Biochem ., 141: 241-245, 1984 ), SEQ ID NO lethal toxin minutes of Pichia acaciae described in 8 secretary (U.S. Patent No. 6,1,07,057 No.), lethal toxin secretion sequence of Hanseniaspora uvarum (Radler, F. et al , Arch Microbiol, 154 (2):... 175-178, 1990; Schmitt, MJ et al , J. Virol. , 68 (3): 1765-1772, 1994, or the lethal toxin secretion sequence of Pichia (Hansenular) anomala , preferably any of the secretory sequences that can be used in the yeast expression system. In addition, the secretory sequence may further include a precursor peptide sequence for improving secretion efficiency, and furthermore, such as KEX1 (for killer expression 1) or KEX2. The recognition site of secretion sequence peptidase may be additionally included (US Patent No. 4,929,553). An example of the recognition site of the secretion sequence peptidase is Pro-Met-Tyr.

또한 본 발명의 일 실시태양에서, 상기 단계 (ⅱ)에서 상기 갈락토스 유도 프로모터의 활성이 조절되는 조건은 갈락토스의 세포내 수송속도가 감소되는 조건인 것인 것이 바람직하다. 이때, 상기 갈락토스의 세포내 수송속도가 감소되는 조건은 특별히 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 단계 (ⅰ)의 숙주효모로 갈락토스 퍼미아제 유전자 결손 균주 또는 인위적으로 갈락토스 퍼미아제 유전자를 제거한 변형 균주에 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트를 형질도입하고, 상기 형질도입된 균주를 갈락토스 함유 배지에서 배양하는 조건이 바람직하고, 상기 갈락토스 퍼미아제 결손균주는 특별히 이에 제한되는 것 은 아니나, Saccharomyces cerevisiae BJ3501(ATCC 208280)인 것이 바람직하다In addition, in one embodiment of the present invention, the condition in which the activity of the galactose-induced promoter is regulated in step (ii) is preferably one in which the intracellular transport rate of galactose is reduced. At this time, the conditions in which the intracellular transport rate of galactose is reduced are not particularly limited thereto, but the strain of the galactose permease gene or the modified strain from which the galactose permease gene has been artificially removed by the host yeast of step (iii). It is preferable that the conditions for transducing a recombinant foreign gene construct expressed under the influence of a galactose inducing promoter and culturing the transduced strain in a galactose-containing medium, wherein the galactose permease defective strain is particularly limited thereto. However, it is preferred that it is Saccharomyces cerevisiae BJ3501 (ATCC 208280).

아울러, 본 발명의 다른 바람직한 실시태양에서, 상기 단계 (ⅱ)에서 상기 갈락토스 유도 프로모터의 활성이 조절되는 조건은 배지에 갈락토스 및 갈락토스 유도 프로모터의 이화 생성물 억제(catabolite repression)을 유발하는 글루코스를 동시에 주입하는 조건이다. 이때, 상기 갈락토스 및 글루코스는 특별히 이에 제한되는 것은 아니나, 유가배양에 의하여 주입되는 것이 바람직하고, 8:1 내지 1:4의 비율로 주입되는 것이 더욱 바람직하다. In addition, in another preferred embodiment of the present invention, the conditions under which the activity of the galactose-induced promoter is regulated in step (ii) are simultaneously injected with glucose inducing medium to cause catabolite repression of galactose and galactose-induced promoters. Condition. In this case, the galactose and glucose are not particularly limited thereto, but are preferably injected by oil culture, and more preferably in a ratio of 8: 1 to 1: 4.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시태양에서, 상기 갈락토스의 세포내 수송속도가 감소되는 조건은 단계 (ⅰ)의 숙주효모로 갈락토스 퍼미아제 유전자 결손 균는 또는 인위적으로 갈락토스 퍼미아제 유전자를 제거한 변형 균주에 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트를 형질도입하고, 상기 형질도입된 균주를 갈락토스 및 글루크스를 유가식으로 주입하여 배양하는 조건이다. In another preferred embodiment of the present invention, the conditions in which the intracellular transport rate of galactose is reduced are determined in the host yeast of step (iii), or the modified strain from which the galactose permease gene has been artificially removed. A recombinant foreign gene construct expressed under the influence of a galactose inducing promoter is transduced, and the transduced strain is cultured by injecting galactose and glucose in a fed-batch fashion.

또한, 본 발명의 재조합 외래단백질의 분비를 향상시키기 위한 재조합 효모의 유가식 배양방법은 (ⅰ) 갈락토스 유도 프로모터, 분비서열 및 외래단백질을 코딩하는 유전자를 순차적으로 포함하는 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트로 숙주효모를 형질전환시켜 형질도입 효모 균주를 제조하는 단계; 및 (ⅱ) 상기 형질전환 효모 균주를 갈락토스 및 글루코스의 비율을 조절하여 배양하는 단계를 포함한다.In addition, the fed-batch cultivation method of recombinant yeast for improving secretion of recombinant foreign protein of the present invention is expressed under the influence of (i) a galactose-induced promoter, which includes a galactose-induced promoter, a secretion sequence and a gene encoding a foreign protein. Preparing a transgenic yeast strain by transforming the host yeast with the recombinant foreign gene construct; And (ii) culturing the transformed yeast strain by controlling the ratio of galactose and glucose.

이때, 단계 (ⅰ)의 숙주효모는 특별히 이에 제한되는 것은 아니나, 갈락토스 퍼미아제 유전자 결손 균주 또는 인위적으로 갈락토스 퍼미아제 유전자를 제거한 변형 균주인 것이 바람직하고, 상기 갈락토스 및 글루코스는 특별히 이에 제한되는 것은 아니나, 8:1 내지 1:4의 비율로 주입되는 것이 바람직하다. At this time, the host yeast of step (iii) is not particularly limited thereto, but is preferably a strain of galactose permease gene deletion or a modified strain from which the galactose permease gene is artificially removed, and the galactose and glucose are particularly limited thereto. It is preferred, however, to inject at a ratio of 8: 1 to 1: 4.

아울러, 본 발명의 외래단백질의 분비를 향상시키는 방법은 (ⅰ) 갈락토스 유도 프로모터, 분비서열 및 외래단백질을 코딩하는 유전자를 순차적으로 포함하는 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트 및 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 단백질 이황화결합 이성화효소(protein disulfide isomerase)를 코딩하는 유전자 컨스트럭트로 숙주효모를 형질전환시켜 형질전환 효모 균주를 제조하는 단계; 및 (ⅱ) 상기 형질전환 효모 균주를 상기 갈락토스 유도 프로모터의 활성이 조절되는 조건에서 배양하는 단계를 포함한다.In addition, the method for improving the secretion of foreign proteins of the present invention (i) a recombinant foreign gene construct expressed under the influence of galactose induction promoter, secretion sequence and galactose induction promoter sequentially comprising a gene encoding the foreign protein and Preparing a transformed yeast strain by transforming the host yeast with a gene construct encoding a protein disulfide isomerase expressed under the influence of a galactose inducing promoter; And (ii) culturing the transformed yeast strain under conditions in which the activity of the galactose inducing promoter is controlled.

이때, 상기 갈락토스의 세포내 수송속도가 감소되는 조건은 특별히 이에 제한되는 것은 아니나, 단계 (ⅰ)의 숙주효모로 갈락토스 퍼미아제 유전자 결손 균주 또는 인위적으로 갈락토스 퍼미아제 유전자를 제거한 변형 균주에 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트를 형질도입하고, 상기 형질도입된 균주를 갈락토스 함유 배지에서 배양하는 조건 또는 배지에 갈락토스 및 갈락토스 유도 프로모터의 이화 생성물 억제(catabolite repression)을 유발하는 글루코스를 동시에 주입하는 조건인 것이 바람직하고, 상기 갈락토스 퍼미아 제 유전자 결손 균주는 특별히 이에 제한되는 것은 아니나, Saccharomyces cerevisiae BJ3501(ATCC 208280)인 것이 바람직하다.At this time, the conditions in which the intracellular transport rate of galactose is reduced are not particularly limited thereto, but galactose is modified into galactose permease gene-deficient strains or modified strains in which galactose permease genes have been artificially removed by the host yeast of step (iii). Inducing a transgenic recombinant construct expressed under the influence of an inducible promoter and inducing catabolite repression of galactose and galactose inducing promoter in conditions or cultures in which the transduced strain is cultured in galactose containing media It is preferable that the conditions of injecting glucose at the same time, and the galactose permease gene deletion strain is not particularly limited, but Saccharomyces cerevisiae BJ3501 (ATCC 208280).

본 발명의 일 실시태양에서, 상기 단백질 이황화결합 이성화효소(protein disulfide isomerase)를 코딩하는 유전자는 특별히 이에 제한되는 것은 아니나, 서열번호 9로 기재되는 S. cerevisiaePDI1(Tachikawa, H. et al., J. Biochem., 110(2): 306-313, 1991), 서열번호 10으로 기재되는 Conus textilePDI(미국공개특허 US2004/0203132), 서열번호 11로 기재되는 C. elegansPDI(Page, A. P., DNA Cell Biol., 16(11): 1335-1343, 1997), 서열번호 12로 기재되는 인간 췌장 PDI 유전자 Desilva, M. G. et al., DNA Cell Biol., 15(1): 9-16, 1997), 서열번호 13로 기재되는 균류인 Aspergillus oryzaePDI(국제공개특허 WO95/00636), 서열번호 14으로 기재되는 Candida boidiniiPDI(미국등록특허 제5,965,426호) 또는 서열번호 15로 기재되는 Humicola insolensPDI(미국등록특허 제5,700,659호)인 것이 바람직하고, 상기 단백질 이황화결합 이성화효소(protein disulfide isomerase)를 코딩하는 유전자 컨스트럭트는 특별히 이에 제한되는 것은 아니나, 도 6에 기재된 개열지도를 갖는 pMPDI인 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the gene encoding the protein disulfide isomerase is not particularly limited thereto, but PDI1 (Tachikawa, H. et al. S. cerevisiae described in SEQ ID NO: 9) . , J. Biochem., 110 (2): 306-313, 1991) , PDI of Conus textile described in SEQ ID NO: 10 (US Patent Publication No. US2004 / 0203132), PDI of C. elegans described in SEQ ID NO: 11 (Page , AP , DNA Cell Biol., 16 (11): 1335-1343, 1997), human pancreatic PDI gene Desilva, MG et al ., DNA Cell Biol ., 15 (1): 9-16, set forth in SEQ ID NO: 12 , 1997), PDI of Aspergillus oryzae, the fungus described in SEQ ID NO: 13 (International Publication No. WO95 / 00636), PDI of Candida boidinii described in SEQ ID NO: 14 (US Pat. No. 5,965,426), or SEQ ID NO: 15 of Humicola insolens PDI (U.S. Patent No. 5700659 No.) is desirable, and the protein disulfide isomerase effect Gene construct encoding a (protein disulfide isomerase) teuneun not particularly limited to, preferably in the pMPDI having a cleavage map set forth in FIG.

효모의 발현시스템에서는 강력한 발현강도를 가지는 갈락토스 유도 프로모터를 많이 이용한다. 상기 갈락토스 유도 프로모터는 유도 물질로 사용되는 갈락토스가 세포내 존재할 때 활성화되어, 상기 프로모터의 영향하에 있는 유전자를 대량발현시킨다. 이러한 유도성능 때문에, 효모에서 외래의 재조합 단백질을 발현시키 는 데 있어, 유용한 도구로 사용되고 있다. 그러나, 상기에서 설명한 바와 같이 본 발명자들은 발현초기 단계에서 외래단백질이 분비가 되기도 전에 세포내 불용성 침전현상을 관찰하였다(도 4a 참조). 따라서 이를 극복하여 궁극적으로 외래단백질의 세포외 분비를 향상시키기 위하여, 본 발명자들은 세포내에서 갈락토스의 과잉으로 인한 갈락토스 유도 프로모터의 과활성화가 재조합 외래단백질의 분비전 세포내 불용성 침전현상의 주원인이 됨에 착안하여, 갈락토스 유도 프로모터의 발현 유도물질로 사용되는 갈락토스의 세포내 유입속도를 조절함으로써, 재조합 외래단백질의 분비효율이 향상되는 지 확인하였다. In yeast expression system, galactose-induced promoters having strong expression intensity are frequently used. The galactose inducing promoter is activated when galactose used as an inducing substance is present in the cell, thereby mass-expressing a gene under the influence of the promoter. Because of this inducibility, it is used as a useful tool for expressing foreign recombinant proteins in yeast. However, as described above, the present inventors observed intracellular insoluble precipitation even before the foreign protein was secreted in the early stage of expression (see FIG. 4A). Therefore, in order to overcome this and ultimately improve the extracellular secretion of foreign proteins, the present inventors have concluded that the overactivation of the galactose-induced promoter due to the excess of galactose in the cells is the main cause of intracellular insoluble precipitation before secretion of the recombinant foreign protein. With the focus on, it was confirmed that the secretion efficiency of the recombinant foreign protein was improved by controlling the intracellular inflow rate of galactose used as the expression inducing agent of the galactose inducing promoter.

먼저, 갈락토스의 세포내 흡수경로를 분석하여 보면, 갈락토스의 세포내 수송은 여러 경로를 통하여 가능한데, 갈락토스에 대하여 가장 우선적인 수송경로는 갈락토스 오페론의 구성요소로서 갈락토스의 존재하에 발현이 유도되고 갈락토스에 대하여 가장 친화도가 높은 갈락토스 퍼미아제(galactose permease, Gal2)이다. 그러나 갈락토스 퍼미아제(Gal2)가 작용하지 않는 숙주는 완전히 갈락토스의 수송이 차단된 것이 아니라, 부차적인 방법으로 갈락토스에 대한 친화도는 상대적으로 떨어지지만 세포막에 존재하는 HXT1, HXT9, HXT11, HXT14 등의 여러 종류의 6탄당 수송체(hexose transporter)를 통하여 갈락토스를 세포내로 이동 시킬 수 있으므로 (Wieczorke R. et al., FEBS. Lett. 464(3): 123-128, 1999), GAL 프로모터 작동을 위한 최소한의 갈락토스 이동은 가능하다(도 1 참조). 도 1은 배지 중의 갈락토스가 효모 세포막을 통과하여 외래단백질 발현유도 프로모터에 작용하는 과정과 글루코스가 세포내에서 이화 생성물 억제(catabolite repression) 작용을 일으키는 과 정을 나타낸 개념도이다. First, the analysis of the intracellular absorption pathway of galactose shows that intracellular transport of galactose is possible through several pathways. The most preferred transport pathway for galactose is expression of galactose in the presence of galactose as a component of galactose operon. It is the most affinity galactose permease (Gal2). However, the host without galactose permease (Gal2) does not completely block the transport of galactose, but has a relatively low affinity for galactose in a secondary way, but HXT1, HXT9, HXT11, HXT14, etc. Since hexose transporters can transport galactose into cells (Wieczorke R. et al ., FEBS . Lett . 464 (3): 123-128, 1999), GAL promoter activation Minimal galactose movements are possible (see FIG. 1). FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a process in which galactose in a medium passes through a yeast cell membrane and acts on a foreign protein expression inducing promoter, and a process in which glucose causes catabolite repression in a cell.

이에, 본 발명자들은 갈락토스의 주요 수송체인 Gal2를 코딩하는 유전자(GAL2)를 결손시킨 효모를 숙주로 사용할 경우, 갈락토스의 세포내 수송을 최소화시킬 수 있을 것으로 판단하여, 먼저, 상기 GAL2 유전자가 결손된 효모 균주(Saccharomyces cerevisiae BJ3501(ATCC 208280), 이하, '숙주효모 B'라 함)를 숙주로 하여, 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 외래유전자를 발현하는 재조한 외래유전자 콘스트럭트를 도입시켜 형질전환 효모(이하, '형질전환 효모 B'라 함)를 제조하고, 상기 형질도입 효모를 갈락토스 함유 배지에서 배양하여, 상기 유전자가 결손되지 않은 정상 효모(Saccharomyces cerevisiae 2805, 이하, '숙주효모 A'라 함)를 숙주로 하여 형질전환시킨 효모(이하, '형질전환 효모 A'라 함)와 재조합 외래단백질의 분비효율을 비교하였다(도 3 참조). 도 3에서 보듯이, GAL2 유전자만 제외하고 유전적 배경이 동일한 숙주효모 A 및 B를 각각 갈락토스가 유일한 탄소원으로 포함된 배지에 배양하였을 경우, 시간에 따른 배양액 중의 갈락토스 농도을 측정 하고 비교한 결과, GAL2 유전자의 유무에 따라 갈락토스의 세포내 유입속도가 큰 차이를 보인다는 것을 확인할 수 있었다. Accordingly, the present inventors have determined that when the yeast lacking a gene ( GAL2 ) encoding Gal2, which is a major transporter of galactose, is used as a host, the intracellular transport of galactose can be minimized. First, the GAL2 gene is deleted. Transformed by introducing a recombinant foreign gene construct that expresses a foreign gene under the influence of a galactose-induced promoter using a yeast strain (S accharomyces cerevisiae BJ3501 (ATCC 208280), hereinafter referred to as 'host yeast B') Yeast (hereinafter, referred to as 'transformed yeast B'), and the transduced yeast are cultured in a galactose-containing medium, so that the gene is not deleted normal yeast ( Saccharomyces cerevisiae 2805, hereinafter, 'host yeast A' Secretion efficiency of the transformed yeast (hereinafter referred to as 'transformation yeast A') and the recombinant foreign protein was compared (see FIG. 3). As shown in Figure 3, when hayeoteul except GAL2 gene were cultured in a medium containing the genetic background, the same host yeast A and B each of galactose as the sole carbon source, was measured galactose nongdoeul in the culture medium over time and comparing, GAL2 According to the presence or absence of the gene, it was confirmed that the intracellular inflow rate of galactose showed a big difference.

더 나아가, GAL2 유전자가 작동하지 않아서 갈락토스의 세포내 유입속도가 느린 숙주효모 B를 외래단백질 발현용 숙주로 사용할 경우, 갈락토스 유도 프로모터의 작용 하에 있는 외래단백질의 과발현으로 인한 세포내 불용성 침전현상이 숙주효모 A를 외래단백질 발현용 숙주로 사용하여 발현시켰을 경우(도 4a 및 4b 참조)에 비하여 상대적으로 감소됨을 외래단백질 항체를 이용한 웨스턴 블롯 분석으 로 확인할 수 있다(도 5 참조). 아울러, 실제 배양 조건에서 세포내 불용성 침전 감소와 더불어 본 발명이 제공하고자 하는 궁극적인 결과인 외래단백질의 세포외 분비량 및 분비효율도 배양액으로 분비된 외래단백질의 HPLC 분석으로 통하여 증가됨을 확인하였다(도 6 참조). 본 발명의 일 실시태양에서, 상기 갈락토스의 세포내 유입속도를 감소시키기 위하여, 갈락토스 퍼미아제 유전자가 결실된 효모 균주를 숙주로 사용하였다. 이와 달리, 상기 유전자의 기능을 억제하는 안티센스, siRNA, 항체, 길항제 등이 상기 유전자의 기능을 억제하기 위하여 사용될 수 있다. Furthermore, when host yeast B, which has a low intracellular inflow rate of galactose due to the inability of the GAL2 gene, is used as a host for exogenous protein expression, intracellular insoluble precipitation due to overexpression of foreign protein under the action of galactose-induced promoter Yeast A can be confirmed by Western blot analysis using a foreign protein antibody, which is relatively reduced compared to when expressed using a host for foreign protein expression (see FIGS. 4A and 4B) (see FIG. 5). In addition, it was confirmed that the extracellular secretion and secretion efficiency of the foreign protein, which is the ultimate result to be provided by the present invention, together with the reduction of the insoluble precipitate in the cell under actual culture conditions, was increased through HPLC analysis of the secreted foreign protein in the culture medium (Fig. 6). In one embodiment of the present invention, in order to reduce the intracellular influx rate of the galactose, a yeast strain lacking the galactose permease gene was used as a host. Alternatively, antisense, siRNA, antibodies, antagonists and the like that inhibit the function of the gene may be used to inhibit the function of the gene.

본 발명자들은 세포내 갈락토스의 이용가능성(availability)를 적절히 조절하기 위하여, 갈락토스 유도 프로모터의 유도물질인 갈락토스와 함께 이화 생성물 억제(세포의 1차 선호 당인 글루코스가 배지 중에 존재할 경우 글루코스가 글루코스 이외의 탄소원의 소비에 관여하는 유전자의 발현을 억제하는 현상)을 유발하는 글루코스를 유가배지에 "동시주입"하여 숙주효모가 두 가지 당을 동시에 소모케 함으로써 글루코스가 포함된 비율에 따라 이화 생성물 억제에 의한 외래단백질 과발현이 적절히 억제되는 전략을 채용하였다. 도 1은 세포내에서 갈락토스와 글루코스가 갈락토스 유도 프로모터에 대하여 각각 유도와 억제와 같은 서로 상반된 작용을 설명하는 개념도이다(K. -D. Entian and H. -J. Schuller, Glucose Repression in Yeast. In: Yeast Sugar Metabolism, F. K. Zimmermann, K. -D. Entian., eds. pp.409-434. Technomic Publishing AG, Bassel, Switzerland, 1997). 이때, 혼합 탄소원을 주입하는 방법으로 배양액 중의 글루코스 농도가 0.1 g/L 이하로 유지케 하는 유가식 배양방법(glucose limited fed-batch culture)을 통하여 주입하여 갈 락토스 유도 프로모터가 클루코스에 의해 완전히 억제되는 것을 방지하였다. 본 발명자들은 상기의 방법을 혼합 탄소원 주입전략(mixed-carbon source feeding strategy)라 명명하였다. 본 발명에서는 여러 비율의 글루코스/갈락토스 포함 유가배지로 배양한 후, 각각의 경우에 외래단백질 분비량을 인위적으로 조절하는 방법을 제공하고 또한 각 비율에서 외래단백질의 분비량을 비교함으로서 갈락토스 수송능력이 다른 숙주효모들의 외래단백질 분비에 필요한 최적 글루코스/갈락토스 비율을 확인하였다(표 1 및 표 2 참조). 본 발명에 의해 고안된 혼합 탄소원 주입 방법을 숙주효모 A와 숙주효모 B에 각각 적용한 경우, 갈락토스만을 단일 탄소원으로 사용하는 일반적인 발현유도 방법과 비교할 때, 단위세포 당 외래단백질의 생산수율 및 단위 유도제 당 외래단백질의 생산수율이 각각 105%(표 1) 및 85%(표 2) 증가하였다. 또한 상기 형질전환 효모 A 및 B를 혼합 탄소원 배지 주입방법을 각각 적용하여 유가배양하였을 때, 서로 다른 최적 글루코스/갈락토스 농도가 존재함을 알 수 있었다. 갈락토스의 세포내 유입 및 소비속도가 상대적으로 큰 형질전환 효모 A의 경우는 외래단백질 최적 분비를 위한 혼합탄소원의 글루코스/갈락토스 비율이 약 1:1이었고 갈락토스 퍼미아제가 작동하지 않아서 세포의 갈락토스 수송능력이 저하된 형질전환 효모 B의 경우에는 혼합탄소원(글루코스/갈락토스)의 최적 비율이 약 2:3으로서 형질전환 효모 A에 비해 상대적으로 요구되어지는 배지 중의 갈락토스의 비율이 높았다(표 1 및 표 2 참조). 이는 갈락토스 유도 프로모터를 이용한 외래단백질 발현 시스템에서 갈락토스 수송 능력과 혼합탄소원이 외래단백질 발현에 미치는 작용이 본 발명의 의도대로 서로 잘 일치하고 있음을 간접적으로 증명하는 결과이다. In order to appropriately control the availability of intracellular galactose, the present inventors have identified a catabolism with galactose, an inducer of a galactose-induced promoter (when glucose, the primary preferred sugar of a cell, is present in the medium, glucose is a carbon source other than glucose). Inhibiting the expression of genes involved in the consumption of nutrients) by simultaneously injecting glucose into the fermentation medium so that the host yeast consumes both sugars at the same time. A strategy in which protein overexpression is appropriately suppressed was employed. 1 is a conceptual diagram illustrating the mutually opposite actions such as induction and inhibition of galactose and glucose in the cells (G.-D. Entian and H.-J. Schuller, Glucose Repression in Yeast. Yeast Sugar Metabolism , FK Zimmermann, K.-D. Entian., Eds.pp. 409-434.Technomic Publishing AG, Bassel, Switzerland, 1997). At this time, the galactose-induced promoter is completely inhibited by Klucos by injecting a mixed carbon source through a fed-batch culture method in which the glucose concentration in the culture medium is maintained at 0.1 g / L or less. To prevent it. The inventors have named the above method as a mixed-carbon source feeding strategy. The present invention provides a method for artificially controlling the amount of foreign protein secretion in each case after culturing with various ratios of glucose / galactose-containing milk medium, and also comparing the amount of foreign protein secretion at each rate to provide a host with different galactose transport capacity. Optimal glucose / galactose ratios required for exogenous protein secretion of yeast were identified (see Table 1 and Table 2). When the mixed carbon source injection method designed by the present invention is applied to host yeast A and host yeast B, respectively, compared with the general expression induction method using only galactose as a single carbon source, the production yield of foreign protein per unit cell and foreign per unit inducing agent Protein yields increased 105% (Table 1) and 85% (Table 2), respectively. In addition, when the transgenic yeasts A and B were cultured by applying a mixed carbon source medium injection method, it was found that different optimal glucose / galactose concentrations existed. In the case of transgenic yeast A, which has a relatively high rate of galactose inflow and consumption, the glucose / galactose ratio of the mixed carbon source for optimal secretion of foreign protein was about 1: 1 and the galactose transport capacity of the cell was not due to the galactose permease not working. In the case of the reduced transgenic yeast B, the optimal ratio of mixed carbon source (glucose / galactose) was about 2: 3, and the ratio of galactose in the medium was relatively higher than that of transgenic yeast A (Table 1 and Table 2). Reference). This results indirectly prove that the galactose transport capacity and the effect of the mixed carbon source on the foreign protein expression in the foreign protein expression system using the galactose-induced promoter are in good agreement with each other as intended.

한편, 본 발명자들은 단백질의 접힘을 도와주는 것으로 알려진 단백질 이황화결합 이성화효소(protein disulfide isomerase)를 코딩하는 유전자(PDI1)를 상기 갈락토스 유도 프로모터의 영향 하에 발현되는 외래유전자 컨스트럭트와 함께 숙주세포에 형질도입한 경우, 단백질 분비효율이 향상되는 지 확인하였다.On the other hand, the inventors of the present invention to the host cell with a foreign gene construct that is expressed under the influence of the galactose-induced promoter gene ( PDI1 ) encoding a protein disulfide isomerase known to help fold the protein When transduced, it was confirmed that the protein secretion efficiency is improved.

먼저, 서열번호 9로 기재되는 사카로마이세스 세레비지애의 단백질 이황화결합 이성화효소의 유전자(PDI1)를 포함하는 발현벡터 pMPDI1을 제조하고, 상기 발현벡터를 상기 외래유전자 컨스트럭트와 함께 상기 숙주효모 A 및 B 각각에 형질도입시켰다. 이어, 상기 형질도입된 효모를 갈락토스 함유 배지에서 배양하여, 단백질 분비효율을 측정하였다(표 3 참조). 그 결과, 숙주효모 A를 사용하여 상기 외래유전자 컨스트럭트 및 pMPDI1을 형질도입한 경우, 대조군(PDI1 유전자를 도입하지 않은 숙주효모 A)에 대하여 분비효율이 30% 향상되었고, 숙주효모 B를 사용한 경우, 대조군에 대하여 분비효율이 72% 향상됨을 알 수 있었다.First, the host with a saccharide which is described in SEQ ID NO: 9 to prepare a expression vector pMPDI1 containing the gene (PDI1) of my process the protein disulfide isomerase of three Levy jiae, and the expression vector with the foreign gene construct Yeast A and B were each transduced. Subsequently, the transduced yeast was cultured in a galactose-containing medium to measure protein secretion efficiency (see Table 3). As a result, by using host yeast A case where transduced with the exogenous gene construct and pMPDI1, it was secreted efficiency is improved to 30% with respect to the control group (host yeast A is not introduced into the PDI1 gene), using host yeast B In this case, it was found that the secretion efficiency improved by 72% with respect to the control group.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 외래단백질의 분비효율를 향상시키는 방법은 세포내에서 갈락토스 유도 프로모터의 유도물질로 작용하는 갈락토스의 수준을 적절하게 조절함으로써, 종래의 갈락토스 유도 프로모터 기반의 효모 발현시스템에서 발생하는 과발현에 의한 재조합 외래단백질의 불용성 침전 현상을 감소시켜, 궁극적으로 재조합 외래단백질의 분비효율을 향상시킬 수 있는 바, 효모 발현 시스템에서 재조합 외래단백질의 생산성을 향상시키고, 생산단가를 낮추데 유용하 게 사용될 수 있다.As described above, the method for improving the secretion efficiency of the foreign protein of the present invention in the yeast expression system based on the conventional galactose-induced promoter by appropriately adjusting the level of galactose acting as an inducer of the galactose-induced promoter in cells It is possible to reduce the insoluble precipitation of recombinant foreign protein due to overexpression, which can ultimately improve the secretion efficiency of recombinant foreign protein, which is useful for improving the productivity of recombinant foreign protein in yeast expression system and lowering the production cost. Can be used.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1> 숙주효모 A와 숙주효모 B의 galactose 세포내 수송 능력 비교 Example 1 Comparison of Galactose Intracellular Transport Capacity of Host Yeast A and Host Yeast B

숙주효모 A(S. cerevisiae 2805, Genotype: MATα pep4::HIS3 prb1-Δ1.6R his3-Δ200 ura3-52 GAL2 can1, Sohn, J. H. et al. Proc. Biochem., 30: 653-660, 1995; Kim, T. H. et al. Biotechnol. Lett. 24: 279-286, 2002)와 숙주효모 B(S. cerevisiae BJ3501, Genotype: MATα pep4::HIS3 prb1-Δ1.6R his3-Δ200 ura3-52 gal2 can1, ATCC 208280, USA)를 YPD 평판 한천배지에 선형도말(streaking)한 후 30℃ 항온기에서 약 18시간 정치한 다음, 콜로니를 분리하였다. A와 B 각각의 콜로니를 서로 다른 YPG[yeast extract 1%(w/v), peptone 2%(w/v), galactose 2%(w/v)] 액체 배지에 접종하여 30℃ 항온기에서 약 80시간 진탕 배양하였다. 시간에 따른 갈락토스 소비량을 측정하기 위하여 배지 잔존 갈락토스를 DNS 법(3,5-dinitrosalicylic acid assay)에 의하여 환원당을 정량하였다(Mohun, A. F. and Cook, I. J., J. Clin. Pathol., 15: 169-180, 1962, 도 3). 도 3은 GAL2 유전자의 결손 여부를 제외하고 유전적 배경이 동일한 두 숙주효모에서 갈락토스를 유일한 탄소원으로 공급하여 배양하였을 경우 시간에 따라 갈락토스 소비속도와 세포성장 속도를 비교한 그래프이다. 도 3에서 보는 바와 같이, GAL2 유전자가 결손된 숙주효모 B에서 단위 시간당 갈락토스의 최대 소비속도와 세포성장 속도가 GAL2 유전자가 정상적으로 작동하고 있는 숙주효모 A에 비해 감소됨을 확인할 수 있다.Host yeast A ( S. cerevisiae 2805, Genotype: MATα pep4 :: HIS3 prb1-Δ1.6R his3-Δ200 ura3-52 GAL2 can1, Sohn, JH et al . Proc. Biochem ., 30: 653-660, 1995; Kim , TH et al . Biotechnol. Lett . 24: 279-286, 2002) and host yeast B ( S. cerevisiae BJ3501, Genotype: MATα pep4 :: HIS3 prb1-Δ1.6R his3-Δ200 ura3-52 gal2 can1 , ATCC 208280 , USA) was linearly streaked onto a plate of YPD agar, and then left to stand at 30 ° C. for about 18 hours to separate colonies. Colonies of A and B were inoculated in different YPG [yeast extract 1% (w / v), peptone 2% (w / v), galactose 2% (w / v)] liquid medium, and then incubated at about 80 ° C. in a thermostat. Time shake cultures. In order to measure galactose consumption over time, the remaining sugars of the medium were quantified by the DNS method (3,5-dinitrosalicylic acid assay) (Mohun, AF and Cook, IJ, J. Clin . Pathol ., 15: 169-). 180, 1962, FIG. 3). 3 is a graph comparing galactose consumption rate and cell growth rate with time when galactose was supplied as the only carbon source in two host yeasts having the same genetic background except for the deletion of the GAL2 gene. As shown in Figure 3, there GAL2 gene is the maximum consumption rate and cell growth rate of galactose units per hour in a yeast deficient host B can check the reduced compared to the host yeast GAL2 gene A, which is operating normally.

<실시예 2> 숙주효모 A와 B을 숙주로 하여 외래단백질을 분비하는 형질전환 효모제조Example 2 Transformation Yeast Preparation Producing Foreign Proteins Using Host Yeasts A and B as Hosts

<실시예 2-1> 숙주효모 A를 이용한 외래단백질 분비 형질전환 효모 S. cerevisiae 2805/MδLK8 제조<Example 2-1> Preparation of exogenous protein secretion transformed yeast S. cerevisiae 2805 / MδLK8 using host yeast A

α-인자 분비신호(α-factor secretion signal)와 LK8 cDNA를 함께 분리하기 위해 본 발명자들이 피키아 파스토리스(Pichia pastoris)에서 재조합 LK8을 생산하는데 이용하였던 pMBRI-LK8 발현벡터(대한민국 공개특허 제2004-0069840호)를 이용하였다. 상기 문헌은 본 발명에서 참조로 인용된다. 상기 pMBRI-LK8을 EcoR I 제한효소로 7시간 동안 처리하고, PCR 정제키트(Purification Kit, Qiagen, USA)를 이용하여 세척하였다. 이후, BamH I 제한효소를 7시간 동안 처리한 다음, 전기영동을 통해 DNA를 분리하고 겔 추출 키트(Qiagen, USA)를 이용하여 서열번호 4로 기재되는 α-인자 분비신호와 서열번호 16으로 기재되는 LK8 cDNA 염기서열을 가진 DNA 절편을 수득하였다. 상기 수득한 DNA 절편을 p426GAL1(ATCC 87833, USA) 벡터의 GAL1 프로모터와 CYC1 터미네이터 사이에 삽입하여 효모에서 재조합 LK8을 생산하기 위해 이용할 수 있는 발현벡터 pMCLK8(6.9 kb)을 제조하였다. 상기 발현벡터 는 GAL1 프로모터를 가지고 있어 갈락토스(galactose)에 의해 단백질 발현이 유도된다. 효모의 형질전환 후 선택배지에서의 선별을 위해 URA3 마커를 이용하였다. 그런 다음, 상기 α-분비 서열 및 LK8의 cDNA로 구성된 발현카세트를 효모의 염색체 내로 삽입하기 위하여, 효모의 염색체에 존재하는 전이요소 중에 하나인 δ서열 내에 원하는 유전자를 삽입할 수 있도록 δ서열 및 삽입된 벡터의 선별을 위한 네오마이신 저항 유전자(neo)를 포함하는 pδneo 벡터(Lee, F. W. and Da Silva, N. A., Appl. Microbiol. Biotechnol., 48:339, 1997)에 하기의 방법으로 삽입하였다: 먼저, 상기 pMCLK8 벡터에서 GAL1 프로모터와 CYC1 터미네이터 양끝을 각각 절단하는 Sac I 및 Kpn I 제한효소를 이용하여 상기 LK8 발현카세트를 분리하였다. 이때, 상기 LK8 발현카세트와 pδneo 벡터의 서열내에는 모두 Sal I 제한부위가 존재하는바, pδneo 벡터에 존재하는 Sal I 제한효소 자리는 효모 염색체로의 삽입을 위해 필수적으로 필요하기 때문에 DNA 평활화 키트(Takara, Japan)를 이용하여 LK8 발현카세트에 존재하는 Sal I 제한 효소 자리를 제거하였다. 한편, 상기 pδneo 벡터에는 Kpn I 제한부위가 존재하지 않기 때문에, 상기 DNA 평활화 키트를 사용하여 pδneo 벡터의 Xba I 제한부위와 분리된 LK8 발현카세트의 Kpn I 제한부위를 모두 평활말단(blunt end)으로 만들었다. 이어, 상기 평활화된 LK8 발현카세트와 pδneo 벡터를 리가제로 결찰시켜 재조합벡터를 제조하였으며, 이를 MδLK8 재조합 발현벡터라고 명명하였다(도 2). 도 2는 본원발명에서 사용한 재조합 LK8 단백질의 발현벡터 MδLK8의 개열지도이다. pMBRI-LK8 expression vector used by the present inventors to produce recombinant LK8 in Pichia pastoris to separate the α-factor secretion signal and the LK8 cDNA together (Korean Patent Application No. 2004 -0069840). This document is incorporated herein by reference. The pMBRI-LK8 was treated with Eco R I restriction enzyme for 7 hours and washed using a PCR purification kit (Purification Kit, Qiagen, USA). Subsequently, after treatment with Bam HI restriction enzyme for 7 hours, DNA was separated by electrophoresis and the α-factor secretion signal described in SEQ ID NO: 4 using a gel extraction kit (Qiagen, USA) and SEQ ID NO: 16 are described. DNA fragments with the resulting LK8 cDNA sequences were obtained. The obtained DNA fragment was inserted between the GAL1 promoter and the CYC1 terminator of the p426GAL1 (ATCC 87833, USA) vector to prepare an expression vector pMCLK8 (6.9 kb) which can be used to produce recombinant LK8 in yeast. The expression vector has a GAL1 promoter to induce protein expression by galactose. URA3 markers were used for selection in selection medium after transformation of yeast. Then, in order to insert the expression cassette consisting of the α-secretion sequence and the cDNA of LK8 into the chromosome of the yeast, the δ sequence and insertion so that the desired gene can be inserted into the δ sequence, which is one of the transition elements present in the chromosome of the yeast The pδneo vector (Lee, FW and Da Silva, NA, Appl. Microbiol. Biotechnol. , 48: 339, 1997) containing the neomycin resistance gene ( neo ) for selection of the isolated vector was inserted by the following method: The LK8 expression cassette was isolated using Sac I and Kpn I restriction enzymes that cut both ends of the GAL1 promoter and the CYC1 terminator, respectively, in the pMCLK8 vector. At this time, the Sal I restriction site exists in the sequence of the LK8 expression cassette and the pδneo vector, and the Sal I restriction enzyme site in the pδneo vector is necessary for insertion into the yeast chromosome. Takara, Japan) was used to remove Sal I restriction enzyme sites present in the LK8 expression cassette. On the other hand, in the pδneo vectors Kpn because I restriction site is not present, the DNA smoothing kit pδneo Xba I restriction site and the LK8 expression Kpn I all of the restriction site blunt-end (blunt end) of the cassette separation of the vector using made. Subsequently, the smoothed LK8 expression cassette and the pδneo vector were ligated with a ligase to prepare a recombinant vector, which was named MδLK8 recombinant expression vector (FIG. 2). 2 is a cleavage map of the expression vector MδLK8 of the recombinant LK8 protein used in the present invention.

이어, 알칼리 양이온 효모 형질전환 키트(Q-BIOgene, Canada)를 이용하여 상 기 제조된 MδLK8 재조합 발현벡터로 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 2805(Sohn, J. H. et al. Proc. Biochem., 30: 653-660, 1995; Kim, T. H. et al., Biotechnol. Lett., 24: 279-286, 2002)를 형질전환시켰다. 형질전환 여부를 확인하기 위해 우라실이 결여되어 있는 효모 질소 염기 배지[yeast nitrogen base without amino acid 0.67%(w/v)(Difco,USA), yeast synthetic drop-out medium supplement without uracil 0.192%(w/v)(Difco, USA)]에서 배양하였다. 여기서 선별된 MδLK8 재조합 발현벡터로 형질전환된 효모를 G418 설페이트(sulfate) 항생제가 함유된 YPD 플레이트[2%(w/v) peptone, 1%(w/v) yeast extract, 2%(w/v) glucose and 2%(w/v) agar]를 사용하여 선별하였다. 이때, G418 설페이트 항생제의 농도를 각각 5 g/L, 10 g/L및 15 g/L로 조정하여 상기 형질전환 효모균주중 항생제 내성인 강한 균주를 선별하였다. 이를 Saccharomyces cerevisiae 2805/MδLK8이라 명명하였다. 상기 균주는 이하에서는 편의상 형질전환 효모 A로 약칭하기로 한다. Subsequently, Saccharomyces cerevisiae 2805 (Sohn, JH et al . Proc. Biochem .) Was prepared using the MδLK8 recombinant expression vector prepared above using an alkaline cationic yeast transformation kit (Q-BIOgene, Canada). , 30: 653-660, 1995; Kim, TH et al ., Biotechnol. Lett ., 24: 279-286, 2002). Yeast nitrogen base without amino acid 0.67% (w / v) (Difco, USA), yeast synthetic drop-out medium supplement without uracil 0.192% (w / v) (Difco, USA). The yeast transformed with the selected MδLK8 recombinant expression vector was obtained from YPD plates containing G418 sulfate antibiotics [2% (w / v) peptone, 1% (w / v) yeast extract, 2% (w / v). ) glucose and 2% (w / v) agar]. At this time, the concentration of the antibiotic G418 sulfate was adjusted to 5 g / L, 10 g / L and 15 g / L, respectively, to select a strong strain resistant to antibiotics in the transformed yeast strain. This was named Saccharomyces cerevisiae 2805 / MδLK8. The strain is hereinafter abbreviated as transformed yeast A for convenience.

<실시예 2-2> 숙주효모 B를 이용한 외래단백질 분비 형질전환 효모 Example 2-2 Foreign Protein Secreted Transformed Yeast Using Host Yeast B S. cerevisiaeS. cerevisiae BJ3501/MδLK8 제조 Manufacture BJ3501 / MδLK8

상기 실시예 2-1에서 제조된 재조합 발현벡터 MδLK8로 GAL2 유전자가 결손된 점을 제외하고는 상기 Saccharomyces cerevisiae 2805과 유전형이 동일한 효모균주인 Saccharomyces cerevisiae BJ3501(ATCC 208280, USA)를 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 형질전환시켰다. 콜로니 스크리닝을 통하여, 분비효율이 가장 좋 은 클론을 선별하여, 이를 최종적으로 Saccahromyces cerevisiae BJ3501/MδLK8 #36이라 명명하고, 2004년 1월 13일자로 한국생명공학연구원 유전자은행에 기탁하였다(수탁번호: KCTC 10582BP). 상기 형질전환 균주는 이하에서 편의상 형질전환 효모 B로 약칭하도록 한다.Except for the fact that the GAL2 gene was deleted by the recombinant expression vector MδLK8 prepared in Example 2-1, Saccharomyces cerevisiae BJ3501 (ATCC 208280, USA), the same yeast strain as Saccharomyces cerevisiae 2805, was used. Transformation was performed in the same manner as. Through colony screening, clones with the highest secretion efficiency were selected and finally named Saccahromyces cerevisiae BJ3501 / MδLK8 # 36, and deposited on January 13, 2004 at the Korea Biotechnology Research Institute Gene Bank (Accession Number: KCTC 10582BP). The transformed strain is hereinafter abbreviated as transformed yeast B for convenience.

<실시예 3> 갈락토스를 탄소원으로 한 유가식 배양에서 형질전환 효모 A 및 B의 외래단백질 분비 능력 비교Example 3 Comparison of Foreign Protein Secreting Capacity of Transformed Yeasts A and B in Fed-Batch Culture Using Galactose as Carbon Source

상기 실시예 2에서 제조된 형질전한 효모 A 및 B를 갈락토스를 이용한 유가식으로 배양할 경우, 외래단백질의 분비효율을 비교하기 위하여 하기와 같은 분석을 수행하였다: 먼저, 상기 형질전환 균주를 종균으로 사용하여 24시간 동안 적절한 균체량과 활성도(20배로 희석시켰을 때, OD600 = 0.8 내지 1.2)를 얻어낼 수 있도록 글루코스 2%(w/v)가 첨가된 YPD[yeast extract 1%(w/v), peptone 2%(w/v)] 배지에서 1 내지 3 vvm의 공기공급량, 200 내지 1000 rpm의 교반속도로 종균배양을 수행하였다. 상기 YPD 배지에서 종균배양을 수행한 후, 초기 시작배지에 종배양액을 접종하였다. 먼저, 회분배양 단계는 세포성장 및 외래단백질 LK8의 발현 유도 물질로 사용되는 갈락토스의 적응단계로서, 종배양액을 1%(v/v) 이상 접종하고, 탄소원으로 글루코스 및 갈락토스를 사용하여 세포를 양적으로 증대시키면서 갈락토스 적응기간을 주었다. 이때, 사용된 초기 배양배지는 글루코스 2%(w/v), 갈락토스 3%(w/v), 효모추출물 4%(w/v), 카사미노산(casamino acid) 0.5%(w/v), 우라실 0.5 g/L 및 히스티딘 0.5 g/L으로 구성되었다. When the transformed yeasts A and B prepared in Example 2 were cultured in a fed-batch using galactose, the following analysis was performed to compare the secretion efficiency of foreign proteins: First, the transformed strain was used as a seed. YPD (yeast extract 1% (w / v) with 2% glucose (w / v) added to achieve adequate cell mass and activity (OD 600 = 0.8 to 1.2 when diluted 20-fold) , peptone 2% (w / v)] in the culture medium was carried out at 1 to 3 vvm of air supply, agitation speed of 200 to 1000 rpm. After the seed culture was carried out in the YPD medium, seed culture solution was inoculated into the initial starting medium. First, the batch culture step is an adaptation step of galactose used as a substance for inducing cell growth and expression of foreign protein LK8, and inoculates at least 1% (v / v) of the culture medium and quantitatively uses the glucose and galactose as carbon sources. The period of galactose adaptation was increased. The initial culture medium used was glucose 2% (w / v), galactose 3% (w / v), yeast extract 4% (w / v), casamino acid (casamino acid) 0.5% (w / v), Uracil 0.5 g / L and histidine 0.5 g / L.

상기 회분 배양 단계에서 초기 배지에 넣어주었던 탄소원이 고갈되면 세포의 호흡작용(산소 소비)이 저하되고 이는 배양기에 장치된 용존산소 프로브에 의해 급격한 용존산소 수치가 증가되는 양상으로 알 수 있다. 이 시점부터 갈락토스가 단일 탄소원으로 포함된 배지를 DO-stat 방식으로 첨가하는 유가식 배양을 진행한다. 유가배양단계는 세포의 농도를 더 증가시키고 외래단백질의 발현유도 기간을 좀 더 지속적으로 유지시켜 외래단백질의 생산성을 향상시키기 위한 것이다. When the carbon source added to the initial medium in the batch culture step is depleted, the respiratory action (oxygen consumption) of the cell is lowered, which can be seen as a sudden increase in dissolved oxygen level by the dissolved oxygen probe installed in the incubator. From this point, fed-batch cultivation is performed by adding a medium containing galactose as a single carbon source in a DO-stat manner. The fed-batch culture step is to increase the concentration of cells and maintain the expression induction period of the foreign protein more continuously to improve the productivity of the foreign protein.

구체적으로 살펴보면, 갈락토스 50%(w/v), 효모추출물 30 g/L, 펩톤 20 g/L, 우라실 1 g/L 및 히스티딘 2 g/L로 구성된 유가배지를 사용하였다(유가배지 I). 이때, 외래단백질 LK8의 대량 분비를 유도하기 위해 갈락토스를 1 ㎖/hr 내지 30 ㎖/hr 의 속도로 공급함으로써 배지 내에 잔존하는 갈락토스의 양이 5%(w/v) 이하로 유지되도록 하였다. 상기 갈락토스 공급 방식은 배양액 내 잔존 갈락토스의 농도를 측정하여 이를 기준으로 적절한 값으로 갈락토스를 첨가함으로써 잔존 갈락토스의 양을 적절한 값으로 유지시키는 방식을 사용하였다. 상기 갈락토스의 첨가 속도를 조절하여 발효기간 중 발효조내에 잔존하는 갈락토스 농도를 5 %(w/v) 이하 수준으로 유지하면서 LK8의 발현 및 분비를 지속적으로 증가시킬 수 있었다. Specifically, a milky medium consisting of galactose 50% (w / v), yeast extract 30 g / L, peptone 20 g / L, uracil 1 g / L and histidine 2 g / L was used (milk medium I). At this time, galactose was supplied at a rate of 1 ml / hr to 30 ml / hr to induce mass secretion of the foreign protein LK8 so that the amount of galactose remaining in the medium was maintained at 5% (w / v) or less. The galactose supply method used a method of maintaining the amount of remaining galactose at an appropriate value by measuring the concentration of remaining galactose in the culture medium and adding galactose to an appropriate value based on this. By controlling the addition rate of the galactose it was possible to continuously increase the expression and secretion of LK8 while maintaining the concentration of galactose remaining in the fermentation tank below 5% (w / v) during the fermentation period.

상기 유가배양 방법을 상기 실시예 2에서 제작한 형질전환 효모 A 및 B에 동일하게 효모의 갈락토스 수송능력에 따른 외래단백질의 발현 및 분비 양상을 비교하였다. 우선, 세포내 축적된 외래단백질의 분포 양상을 비교하기 위하여 두 가지 경우 모두 일정한 배양 경과 시간 간격에 따라 채취한 배양액 시료에 대하여 하기 와 같이 항-LK8 항체를 이용한 웨스턴 블롯 분석을 수행하였다. 배양 경과 시간에 따라 채취한 각각의 형질전환 효모를 동일한 양으로 맞춘 후 동일한 양의 샘플버퍼에 넣고 끊인 후 SDS-폴리아크릴아마이드 겔로 전기영동 하여 세포내 단백질을 전개시켰다. 전개된 단백질을 니트로셀룰로즈막으로 이동시켰다. 이때, 블롯팅은 0.1%(v/v)의 트윈 20(Tween 20®)이 첨가된 PBS 완충액과 5%(w/v)의 탈지분유가 첨가된 용액에 니트로셀룰로즈막을 넣고, 상온에서 2시간 동안 약하게 교반하였다. 이후, 상기와 동일한 용액에 토끼 항-LK8 항체(rabbit anti-LK8 Ab)를 넣고, 1시간 동안 상온에서 약하게 교반한 후, 0.1%(v/v)의 트윈 20이 첨가된 PBS 완충액으로 5번 반복하여 세척하였다. 이어, 항-토끼 IgG-HRP(anti rabbit IgG-horseradish peroxidase, Sigma, USA)를 0.1%(v/v)의 트윈 20이 첨가된 PBS 완충액 및 5%(w/v)의 탈지분유가 첨가된 용액에 첨가하고, 상기 처리된 니트로셀룰로즈막을 상기 항 토끼 IgG-HRP가 첨가된 용액에 침지하여 1시간 동안 상온에서 약하게 교반하였다. 이후, 0.1%(v/v)의 Tween 20®이 첨가된 PBS 완충액으로 5회 반복하여 세척한 후, 상기 니트로셀룰로즈막을 꺼내어 화학발광 검출키트(SuperSignalTM West Pico kit, Pierce, USA)에 검출용액을 첨가하여 발광반응을 유도한 다음, 상기 발광된 니트로셀룰로즈막을 감광필름에 고정한 후, 필름에 나타난 점적의 음영정도를 살펴보았다(도 4a, 4b 및 5). 도 4a는 형질전환 효모 A에서 외래유전자를 발현시켰을 때, 발현 유도시간에 따른 세포내 총 외래단백질을 대상으로 한 웨스턴 블롯 분석 결과를 나타내는 사진이고, 도 4b는 상기 형질전환 효모 A에서 세포내 수용성 외래단백질 을 대상으로 한 웨스턴 블롯 분석 결과를 나타내는 사진이며, 도 5는 형질전환 효모 B에서 외래유전자를 발현시켰을 때, 발현 유도시간에 따른 세포내 총 외래단백질을 대상으로 한 웨스턴 블롯 분석 결과를 나타내는 사진이다. 도 4a에서 보는 바와 같이, GAL2 유전자가 정상적으로 작동하여 갈락토스 수송능력이 정상적 경우, 외래유전자 발현을 유도하는 유가배양이 지속될수록 세포내 외래단백질이 다량 축적되고 있음을 알 수 있다. 그러나, 도 4b에서 보듯이, 세포내 수용성 단백질만을 대상으로 웨스턴 블롯 분석을 수행한 결과, 외래단백질은 발현 시간이 지남에 따라 수용성 형태(soluble protein)가 아니라 대부분 불용성 형태(insoluble protein)로 존재함을 알 수 있었다. 반면, 도 5에서 보듯이, GAL2 유전자가 결손되어 갈락토스 수송능력이 저하된 형질전환 효모 B는 외래단백질의 세포내 축적이 발현시간이 경과함에 따라 줄어든다는 것을 알 수 있었다. In the fed-batch culture method, the expression and secretion patterns of the foreign proteins according to the galactose transport capacity of the yeast were compared to the transformed yeasts A and B prepared in Example 2. First, western blot analysis using anti-LK8 antibody was performed on the culture samples collected according to the elapsed time intervals in both cases to compare the distribution of foreign proteins accumulated in the cells. Each transgenic yeast sampled according to the elapsed time of culture was adjusted to the same amount, placed in the same amount of sample buffer, and cut and electrophoresed with SDS-polyacrylamide gel to develop intracellular proteins. The developed protein was transferred to nitrocellulose membrane. At this time, blotting was performed by adding a nitrocellulose membrane to a solution containing PBS buffer containing 0.1% (v / v) Tween 20 ® and 5% (w / v) skim milk powder, and then stirring at room temperature for 2 hours. Stirred slightly. Subsequently, rabbit anti-LK8 antibody (rabbit anti-LK8 Ab) was added to the same solution as above, and gently stirred at room temperature for 1 hour, followed by 5 times with PBS buffer containing 0.1% (v / v) of Tween 20. Washed repeatedly. Anti-rabbit IgG-HRP (anti rabbit IgG-horseradish peroxidase, Sigma, USA) was then added to PBS buffer with 0.1% (v / v) Tween 20 and 5% (w / v) skim milk powder. The solution was added to the solution, and the treated nitrocellulose membrane was immersed in a solution to which the anti-rabbit IgG-HRP was added and gently stirred at room temperature for 1 hour. Later, 0.1% (v / v) detection solution to Tween 20 ® are added to the washed repeatedly 5 times with PBS buffer, the nitrocellulose was taken out film chemiluminescent detection kit (SuperSignal TM West Pico kit, Pierce, USA) After the addition of the induced luminescence reaction, the light emitting nitrocellulose film was fixed to the photosensitive film, and the degree of shadowing of the droplets on the film was examined (FIGS. 4A, 4B and 5). 4A When the exogenous gene is expressed in the transformed yeast A, it is a photograph showing the result of Western blot analysis of the total intracellular exogenous protein according to the expression induction time, Figure 4b is the intracellular soluble exogenous protein in the transformed yeast A Figure 5 is a picture showing the results of Western blot analysis, Figure 5 is a picture showing the results of Western blot analysis of the total intracellular foreign protein according to the expression induction time, when the foreign gene is expressed in the transformed yeast B. As shown in FIG. 4A, when the GAL2 gene is normally operated and the galactose transport capacity is normal, it can be seen that the intracellular foreign protein accumulates as the culture culture inducing foreign gene expression continues. However, as shown in FIG. 4B, Western blot analysis of only intracellular soluble proteins revealed that the foreign protein is present in most insoluble proteins rather than soluble proteins over time of expression. And it was found. On the other hand, as shown in Figure 5, the transformed yeast B is deficient in the GAL2 gene galactose transport capacity was found that the intracellular accumulation of the foreign protein decreases with the expression time.

상기 도 5의 결과가 GAL2 유전자를 결손시킨 형질전환 효모 B에서의 외래단백질의 분비효율의 향상에 기인하는 것인지, 아니면, 전체적인 단백질 발현 수준이 감소되어 그런 것인지 확인하기 위하여, 상기 실시예 2에서 제조한 형질전환 효모 A 및 B를 동일한 조건에서 유가배양을 수행하고, 하기와 같이 배양액에 대한 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 분석을 수행하여 분비된 외래단백질을 정량하였다: 먼저, 배양액을 원심분리하고, 상등액을 0.2 ㎛ 여과기에서 여과시켰다. 이어, 상기 여과된 시료 100 ㎕를 HPLC에서 214 nm의 파장에서의 흡광도를 측정하였다. 전개용매로서는 1%(w/v) 트리플로로아세트산(trifluoroacetic acid, TCA)가 포함된 아세토니트릴과, 1%(w/v) TCA가 포함된 물을 이동상으로 역상 분리컬럼(VydacTM c18 column, Grace Vydac, USA)을 사용하여 외래단백질 LK8을 분리하였다. 이때, 이동상의 조성은 초기 아세토니트릴의 농도를 25%(v/v)부터 시작하여 40%(v/v)까지 구배를 주었으며, 이에 따라 소수성 차이를 이용하여 단일 피크의 순수한 외래단백질을 분리할 수 있었다. 또한 고순도로 정제된 외래단백질을 표준으로 BCA(bicinchonic acid) 정량으로 측정한 후, HPLC의 적분면적과 외래단백질 농도에 대한 검량곡선을 구할수 있었다. 상기 검량곡선을 사용하여 배양액을 HPLC로 분석하여 적분면적을 구한 후 동시에 표준시료(LK8)를 사용한 검량선에 대입하여 배양액중 외래단백질을 정량분석할 수 있었다(도 6). 도 6은 형질전환 효모 A 및 B를 유가배양하여 상기 외래유전자를 발현시켰을 경우, 배지로 분비된 재조합 외래단백질의 양을 발현 유도시간에 따라 비교한 그래프이다. 이때, 폐쇄환(-●-)은 형질전환 효모 A(S. cerevisiae 2805/MδLK8)에서의 재조합 외래단백질의 세포외 분비량을, 개방 사각형(-□-)은 형질전환 효모 B(S. cerevisiae BJ3501/MδLK8)에서의 재조합 외래단백질의 세포외 분비량을 각각 나타낸다. 도 6에서 보듯이, 갈락토스 수송이 저하된 형질전환 효모 B에서의 세포외 분비량이 그렇지 않은 형질전환 효모 A의 그것에 비하여 약 2배 이상 향상됨을 알 수 있었다.In order to confirm whether the result of FIG. 5 is due to the improvement of secretion efficiency of the foreign protein in the transformed yeast B lacking the GAL2 gene, or whether the overall protein expression level is reduced, it is prepared in Example 2 One transgenic yeast A and B were subjected to fed-batch culture under the same conditions, and high performance liquid chromatography (HPLC) analysis of the culture was performed to quantify the secreted foreign protein: first, the culture was centrifuged, The supernatant was filtered on a 0.2 μm filter. Subsequently, 100 μl of the filtered sample was measured for absorbance at a wavelength of 214 nm in HPLC. As a developing solvent, an acetonitrile containing 1% (w / v) trifluoroacetic acid (TCA) and water containing 1% (w / v) TCA were used as a mobile phase in a reverse phase separation column (Vydac TM c18 column). , Grace Vydac, USA) was used to isolate the foreign protein LK8. At this time, the composition of the mobile phase gave the gradient of the initial acetonitrile starting from 25% (v / v) to 40% (v / v). Accordingly, the hydrophobic difference was used to separate pure foreign protein of a single peak. Could. In addition, high purity purified foreign protein was measured by quantitative analysis of bicinchonic acid (BCA), and a calibration curve for the integral area and foreign protein concentration of HPLC was obtained. Using the calibration curve, the culture medium was analyzed by HPLC to obtain an integrated area, and at the same time, the aliphatic protein in the culture medium could be quantitatively analyzed by assigning it to a calibration curve using a standard sample (LK8) (FIG. 6). Figure 6 Transformation When yeasts A and B are cultured and the foreign genes are expressed, it is a graph comparing the amount of recombinant foreign protein secreted into the medium according to expression induction time. At this time, the closed ring (-●-) represents the extracellular secretion of the recombinant foreign protein in transformed yeast A ( S. cerevisiae 2805 / MδLK8), and the open rectangle (-□-) represents the transformed yeast B ( S. cerevisiae BJ3501). / Extracellular secretion amount of the recombinant foreign protein in MδLK8), respectively. As shown in FIG. 6, the extracellular secretion in the transformed yeast B with reduced galactose transport was about 2 times higher than that of the transformed yeast A that did not.

<실시예 4> 형질전환 효모 A에서의 혼합 탄소원 주입(mixed-carbon source feeding)을 통한 갈락토스 유도 프로모터의 활성 억제 및 이에 따른 외래단백질 분 비수율 비교 Example 4 Inhibition of Galactose Induced Promoters by Mixed-carbon Source Feeding in Transformed Yeast A and Comparison of Foreign Protein Secretion Yields

-70℃에서 보관중인 상기 실시예 2-1에서 제조한 형질전환 효모 A를 10 ml의 YPD 배지에 5 내지 10%(v/v)로 접종한 후 교반 배양기에서 30℃, 180rpm으로 24시간 가량 1단계 종균 배양하였다. 이를 200 ml의 YPD 배지에 계대하고 같은 조건에서 24시간 2단계 종균배양하였다. 효모추출물 4%(w/v), 카사미노산(casamino acid) 3%(w/v), 히스티딘 0.05%(w/v), 우라실 0.05%(w/v), 글루코스 2%(w/v), 갈락토스 3%(w/v)로 이루어진 회분배양 배지에서 회분배양을 수행하였으며, 배양 조건은 배양온도 30℃, 교반속도 600 rpm, pH 5.0으로 조정하였다. 회분배양의 조절은 용존산소량에 따라 교반기의 속도가 변하도록 하였다. 회분배양 후반부에서는 균체들의 왕성한 호흡작용으로 인해 용존산소량이 감소되기 때문에, 이를 방지하기 위해서 공기공급량 및 교반속도의 물리적 조건을 회분배양 종료시까지 조절함으로써 용존산소량을 최대용존산소량의 40% 이상으로 유지하였다. 이어, 유가배양은 효모추출물(Difco, USA) 3%(w/v), 펩톤(Difco, USA) 2%(w/v), 히스티딘(Sigma, USA) 0.2%(w/v), 우라실(Sigma, USA) 0.1%(w/v)로 구성된 유가배양 배지에 대조군은 갈락토스 50%(w/v)가 되도록 하였으며, 글루코스 및 갈락토스의 비율이 1:4인 실험군은 글루코스 10%(w/v) 및 갈락토스 40%(w/v)로, 글루코스 및 갈락토스의 비율이 1:1인 실험군은 글루코스 25%(w/v) 및 갈락토스 25%(w/v)로, 글루코스 및 갈락토스의 비율이 4:1인 실험군은 글루코스 40%(w/v) 및 갈락토스 10%(w/v)로 첨가되도록 하였다. 유가배양은 최대 용존산소량의 20 내지 80% 정도로 유지하고, 배지내의 잔존 총 환원당(갈락토스 + 글루코스)의 농도는 0.5 내지 5%(w/v)를 유지하 고, 글루코스의 농도는 0.1 g/l 이하가 되도록 액체배지의 공급속도를 조절하였다. 회분배양과 유가배양 중에는 정해진 시간에 따라 시료를 채취하여 600 nm 파장의 흡광도, 탄소원의 측정, 분비된 외래단백질(LK8)의 양을 분석하였다(표 1). After inoculating the transformed yeast A prepared in Example 2-1 stored at −70 ° C. at 5 to 10% (v / v) in 10 ml of YPD medium for about 24 hours at 30 ° C. and 180 rpm in a stirred incubator. One step spawn culture. It was passaged in 200 ml of YPD medium and cultured in two stages for 24 hours under the same conditions. Yeast extract 4% (w / v), casamino acid 3% (w / v), histidine 0.05% (w / v), uracil 0.05% (w / v), glucose 2% (w / v) , Was carried out in a batch culture medium consisting of galactose 3% (w / v), the culture conditions were adjusted to a culture temperature 30 ℃, stirring speed 600 rpm, pH 5.0. Control of the batch culture was such that the speed of the stirrer was changed depending on the dissolved oxygen amount. In the latter part of the batch culture, dissolved oxygen is reduced due to the vigorous respiration of the cells, so to prevent this, the dissolved oxygen is maintained at 40% or more of the maximum dissolved oxygen by controlling the physical conditions of the air supply and the stirring speed until the end of the batch culture. . The oil price was followed by yeast extract (Difco, USA) 3% (w / v), peptone (Difco, USA) 2% (w / v), histidine (Sigma, USA) 0.2% (w / v), uracil ( Sigma, USA) 0.1% (w / v) of the culture medium fed to the galactose 50% (w / v) galactose, the control group of glucose and galactose ratio 1: 4 in the experimental group 10% glucose (w / v) ) And galactose 40% (w / v), glucose and galactose ratio 1: 1, glucose 25% (w / v) and galactose 25% (w / v), glucose and galactose ratio 4 The 1: 1 experimental group was allowed to add glucose 40% (w / v) and galactose 10% (w / v). The oil value culture is maintained at about 20 to 80% of the maximum dissolved oxygen, the concentration of remaining total reducing sugar (galactose + glucose) in the medium is maintained at 0.5 to 5% (w / v), and the concentration of glucose is 0.1 g / l or less. The feed rate of the liquid medium was adjusted to be. Samples were taken during batch and fed-batch cultures to analyze the absorbance at 600 nm, the measurement of carbon sources, and the amount of foreign protein (LK8) secreted (Table 1).

탄소원의 측정은 배지 내에서 글루코스와 갈락토스의 잔류량을 측정하는 방식으로 수행하였다. 먼저, 글루코스의 측정은 효소 반응법을 이용한 글루코스 정량키트(Glucose-E, Young-Dong Pharm., cat# BC103-E, Korea)를 이용하여 하기와 같이 수행였다: 채취된 시료를 12,000 rpm에서 원심 분리하고 여기서 생성된 상등액을 취하였다. 효소 반응법을 이용한 상기 정량키트에 포함되어 있는 PGO 효소(peroxidase 100 U + glucose oxidase 500 U) 100 ml 희석용 분말과 완충액 100 ml을 혼합하여 발색시약을 제조하였다. 상기 제조된 발색시약에서 3 ml을 따로 취한 후, 여기에 글루코스 표준시료 20 ㎕를 첨가하였다. 측정하고자 하는 시료도 같은 방법으로 20 ㎕를 첨가하였다. 이를 37℃에서 5분 동안 반응시키고 505 nm의 파장에서 각각의 흡광도를 측정하였다. 글루코스 표준시료와 측정된 시료의 흡광도 값을 정해진 식에 대입하여 배지에 잔류된 글루코스의 양을 산출하였다. 배지 내 전체 탄소원의 측정은 총 환원당량을 측정하는 DNS(3,5-dinitrosalicylic acid)법을 이용하였다. 갈락토스와 글루코스는 모두 환원당으로서 DNS 발색시약에 동일 당량에 동일하게 반응한다. 300 ml을 기준으로 2 M 수산화 나트륨, 3,5-디니트로살리실산(3,5-dinitrosalicylic acid) 0.25 g, 소듐 포타슘 타트레이트(sodium potasium tartrate) 75 g이 첨가된 DNS 시약 1 ml에 측정하고자 하는 시료 100 ㎕을 첨가한 후, 약 5분간 끓이고 550 nm의 파장에서 흡광도를 측정하여 배지에 잔류 해 있는 전체 탄소원을 측정하였다. 배양액 중 분비된 외래단백질량의 측정은 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)법으로 상기 실시예 3에서 사용한 방법과 같이 분석하였다.The determination of the carbon source was performed by measuring the residual amount of glucose and galactose in the medium. First, the measurement of glucose was performed using the glucose quantitative kit (Glucose-E, Young-Dong Pharm., Cat # BC103-E, Korea) using the enzyme reaction method as follows: Centrifuged samples were centrifuged at 12,000 rpm. Isolate and take the resulting supernatant. A coloring reagent was prepared by mixing a 100 ml dilution powder with 100 ml of PGO enzyme (peroxidase 100 U + glucose oxidase 500 U) included in the quantitative kit using the enzyme reaction method. After taking 3 ml separately from the coloring reagent prepared above, 20 μl of a glucose standard sample was added thereto. 20 µl was added to the sample to be measured in the same manner. It was reacted at 37 ° C. for 5 minutes and each absorbance was measured at a wavelength of 505 nm. The amount of glucose remaining in the medium was calculated by substituting the absorbance values of the glucose standard sample and the measured sample into the formula. The measurement of the total carbon source in the medium was performed using the DNS (3,5-dinitrosalicylic acid) method to determine the total reducing equivalent. Galactose and glucose are both reducing sugars and react equally to DNS equivalent reagents. 300 ml of 2 M sodium hydroxide, 0.25 g of 3,5-dinitrosalicylic acid, and 75 g of sodium potasium tartrate were added to 1 ml of the DNS reagent to be measured. After 100 μl of the sample was added, it was boiled for about 5 minutes and absorbance was measured at a wavelength of 550 nm to determine the total carbon source remaining in the medium. Measurement of the secreted foreign protein mass in the culture was analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) method as in Example 3 above.

형질전환 효모 A를 갈락토스:글루코스 비율을 달리하여 유가배양했을 때의 단위 세포당 생산수율 및 단위 유도제당 생산수율의 비교Comparison of Production Yields per Unit Cell and Production Yields per Unit Induced by Transforming Yeast A with Different Galactose: Glucose Ratios 배양배지내의 글루코스:갈락토스의 중량비Weight ratio of glucose to galactose in culture medium 총 갈락토스 소모량(g)Total Galactose Consumption (g) LK8 분비량 (mg/L)LK8 secretion (mg / L) 세포성장 (OD600)Cell growth (OD 600 ) Yp/i1) (mg/g)Yp / i 1) (mg / g) Yp/x2) (mg/L/OD)Yp / x 2) (mg / L / OD) 대조군(갈락토스만)Control group (galactose only) 270270 100100 120120 0.370.37 0.830.83 1:41: 4 200200 114114 100100 0.570.57 1.141.14 1:11: 1 190190 150150 8888 0.790.79 1.701.70 4:14: 1 7878 4444 7777 0.560.56 0.570.57 1) Yp/i: 단위 유도제당 생산수율(inducer yield), 단위 발현유도물질(갈락토스)당 분비된 외래단백질량. 2) Yp/x: 단위 세포당 생산수율(product yield), 단위 세포당 분비된 외래단백질량. 1) Yp / i: Inducer yield per unit inducer, foreign protein mass secreted per unit inducer (galactose). 2) Yp / x: product yield per unit cell, secreted foreign protein mass per unit cell.

회분배양이 이루어진 후, 유가배양 시 탄소원으로 갈락토스만을 이용했을 경우와 갈락토스 및 글루코스의 비율을 조절하여 배양한 경우의 세포의 성장, 탄소원의 소비, 그리고 외래단백질의 분비를 비교하였다. 상기 표 1에서 보듯이, 갈락토스만을 탄소원으로 사용해서 유가 배양을 실시한 경우 외래단백질(LK8)은 최대 약 100 mg/l의 농도로 세포 외로 분비되었다. 다른 실험군에 비하여 가장 높은 세포성장(OD600 = 120)을 보였다. 글루코스 및 갈락토스의 농도를 1:4로 조정하여 유가배양하였을 경우, 외래단백질은 최대 114 mg/L의 분비량을 나타내고 있었으며, 첨가되는 단위 발현 유도물질(갈락토스)당 분비되는 외래단백질의 분비량은 40% 증가하였다. 첨가된 글루코스의 경우 회분배양이 이루어지는 24시간 이내에 모두 소진되고 유가배양시 투여되는 글루코스도 바로 소모되어 잔류 농도 0.1 g/L 이하로 유지할 수 있었다. 글루코스 및 갈락토스의 농도를 동일하게 조절한 1:1의 비율로 유가배양하였을 경우 LK8의 분비량이 최대 약 150 mg/L로 다른 실험군들과 비교하였을 가장 높은 수치를 보였으며, 대조군에 비하여 세포외 분비가 50% 증가하고 단위 세포당 생산수율(Yp/x, mg/L/OD600) 및 단위 유도제당 생산수율(Yp/i, mg/g)이 각각 104% 및 114%으로 증가하여 외래단백질 분비효율이 증가하였음을 확인하였다. 글루코스 및 갈락토스의 농도를 역전시켜 4:1의 농도로 유가배양한 경우, 외래단백질의 발현 및 분비는 높은 글루코스 비율로 인하여 억제되어 최대 분비량은 약 44 mg/L에 불과하였다. After batch culture, cell growth, carbon source consumption, and foreign protein secretion were compared between galactose alone and cultured by controlling the ratio of galactose and glucose. As shown in Table 1, when fed-batch culture using only galactose as a carbon source, foreign protein (LK8) was secreted extracellularly at a concentration of up to about 100 mg / l. It showed the highest cell growth (OD 600 = 120) compared to the other experimental groups. When the milk was cultured by adjusting the concentration of glucose and galactose to 1: 4, the foreign protein showed a maximum secretion amount of 114 mg / L, and the amount of the foreign protein secreted per unit expression inducing substance (galactose) added was 40%. Increased. In the case of added glucose, all of them were exhausted within 24 hours of batch culture, and the glucose administered during fed-batch culture was immediately consumed to maintain the residual concentration below 0.1 g / L. When the milk was cultured at a ratio of 1: 1 adjusted to the same concentration of glucose and galactose, the secretion amount of LK8 was up to about 150 mg / L, which was the highest value compared with other experimental groups. Increases the production yield per unit cell (Yp / x, mg / L / OD 600 ) and the yield per unit derivative (Yp / i, mg / g) to 104% and 114%, respectively. It was confirmed that the efficiency increased. When milk and cultured at a concentration of 4: 1 by reversing the concentration of glucose and galactose, the expression and secretion of foreign proteins were suppressed due to the high glucose ratio, resulting in a maximum secretion of only 44 mg / L.

<실시예 5> 형질전환 효모 B를 혼합 탄소원 주입(mixed-carbon source feeding)을 통한 갈락토스 유도 프로모터의 활성 억제 및 이에 따른 외래단백질 분비수율 비교Example 5 Inhibition of Galactose-Induced Promoter of Mixed Yeast B by Mixed-carbon Source Feeding and Comparison of Foreign Protein Secretion Yield

배양대상 균주로 상기 실시예 2-2에서 제조한 형질전환 효모 B를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 상기 형질전환 효모 B를 유가배양 시 탄소원으로 갈락토스만을 이용했을 경우와 갈락토스 및 글루코스의 비율을 조절하여 배양한 경우의 세포의 성장, 탄소원의 소비, 그리고 외래단백질의 분비를 비교하였다(표 2).Except for using the transformed yeast B prepared in Example 2-2 as the strain to be cultured in the same manner as in Example 4 when using only the galactose as a carbon source when the transgenic yeast B is fed a milk value and galactose and Cell growth, carbon source consumption, and foreign protein secretion were compared when cultured by adjusting the glucose ratio (Table 2).

형질전환 효모 B를 갈락토스:글루코스의 비율을 달리하여 유가배양하였을 때의 단위 세포당 생산수율 및 단위 유도제당 샌산수율의 비교Comparison of Production Yields per Unit Cell and Sanic Acid Yields per Unit Induced by Transforming Yeast B with Different Values of Galactose: Glucose 배양배지내의 글루코스:갈락토스의 중량비Weight ratio of glucose to galactose in culture medium 총 갈락토스 소모량(g)Total Galactose Consumption (g) LK8 분비량 (mg/L)LK8 secretion (mg / L) 세포 성장 (OD600)Cell growth (OD 600 ) Yp/i1) (mg/g)Yp / i 1) (mg / g) Yp/x2) (mg/L/OD)Yp / x 2) (mg / L / OD) 대조군(갈락토스만)Control group (galactose only) 800800 250250 6262 0.310.31 4.034.03 1:41: 4 604604 300300 3939 0.500.50 7.847.84 2:32: 3 287287 350350 4747 1.221.22 7.447.44 1:11: 1 240240 330330 6969 1.061.06 5.195.19 3:23: 2 180180 140140 5050 0.530.53 2.82.8 1) Yp/i: 단위 유도제당 생산수율(inducer yield), 단위 발현유도물질(갈락토스) 당 분비된 외래단백질량. 2) Yp/x: 단위 세포당 생산수율(product yield), 단위 세포당 분비된 외래단백질량. 1) Yp / i: Inducer yield per unit inducer, exogenous protein secreted per unit inducer (galactose). 2) Yp / x: product yield per unit cell, secreted foreign protein mass per unit cell.

표 2에서 보듯이, 갈락토스만을 탄소원으로 유가배양했을 때에는 외래단백질(LK8)은 약 250 mg/L의 농도로 세포 외로 분비되었다. 글루코스 및 갈락토스의 농도를 1:4로 조정하여 유가배양하였을 경우, 외래단백질은 최대 300 mg/L의 분비량을 나타내었다. 또한, 글루코스의 경우 회분배양이 이루어지는 24시간 이내에 모두 소진되고 유가배양시 투여되는 글루코스도 바로 소모되었다. 글루코스와 갈락토스의 농도를 2:3의 비율로 유가배양하였을 경우 160시간에서 최대의 외래단백질 분비량을 보여주었으며, 균체의 성장을 보여주는 흡광도는 OD600 = 47이었다. 당의 축척도 글루코스와 갈락토스 모두 사용되고 있는 것을 확인 할 수 있었다. 외래단백질의 최대 분비량은 약 350 mg/L로서 다른 실험군들에 비해 최대 분비량에 이르는 시간이 가장 짧은 결과를 보여 주었다. 이때의 외래단백질 분비량은 대조군에 비하여 40%증가 하였으며, 단위 세포당 생산수율(Yp/x, mg/L/OD600) 및 단위 유도제당 생산수율(Yp/i, mg/g)은 각각 293% 및 85%으로 증가하여 외래단백질 분비효율이 획기적으로 증가하였음을 확인하였다. 글루코스 및 갈락토스의 농도를 동일하게 조절한 1:1의 비율로 유가배양하였을 경우 다른 실험군들과 비교하였을 때, 균체의 성장이 가장 활발히 이루어졌다. 또한 LK8의 분비량이 최대 약 350 mg/L로 상당히 높은 수치를 나타내고 있었다. 그러나, 비슷한 최대 분비량을 보인 2:3 비율의 실험과 비교해 봤을 때 1:1 실험의 경우 350 mg/L의 분비량을 나타내는 데까지는 약 380시간에 가까이 소요되어, 약 2.5배의 배양시간이 더 걸린 것으로 나타났다. 글루코스 및 갈락토스의 농도를 역전시켜 3:2의 비율로 유가배양한 경우, 균체의 성장은 비교적 높게 나타나고 있고 또한 당의 소모도 활발히 이루어졌다. 그러나, 외래단백질의 발현 및 분비는 높은 글루코스 비율로 인하여 억제되어 최대 분비량은 약 140 mg/L에 불과하였다. As shown in Table 2, when galactose alone was incubated with a carbon source, foreign protein (LK8) was secreted extracellularly at a concentration of about 250 mg / L. When milk was cultured by adjusting the concentration of glucose and galactose to 1: 4, the foreign protein showed a maximum secretion amount of 300 mg / L. In the case of glucose, all of the glucose was exhausted within 24 hours of batch culture, and the glucose administered during fed-batch culture was immediately consumed. When glucose and galactose were incubated at a ratio of 2: 3, the maximum foreign protein secretion was obtained at 160 hours, and the absorbance showing cell growth was OD 600 = 47. It was confirmed that both glucose and galactose were used as sugar scales. The maximum secretion of foreign protein was about 350 mg / L, which showed the shortest time to reach the maximum secretion compared to other experimental groups. At this time, the foreign protein secretion increased by 40% compared to the control, and the yield per unit cell (Yp / x, mg / L / OD 600 ) and the yield per unit inducer (Yp / i, mg / g) were 293%, respectively. And increased to 85% was confirmed that dramatically increased foreign protein secretion efficiency. When the milk was incubated at a ratio of 1: 1 adjusted to the same concentration of glucose and galactose, the growth of cells was the most active. In addition, the secretion amount of LK8 was up to about 350 mg / L, which was quite high. However, when compared to the 2: 3 ratio experiment showing similar maximum secretion, it took nearly 380 hours to produce 350 mg / L in the 1: 1 experiment, which took about 2.5 times longer incubation time. Appeared. In the case of incubation at a ratio of 3: 2 by reversing the concentration of glucose and galactose, the growth of cells was relatively high and the consumption of sugar was also active. However, the expression and secretion of the foreign protein was suppressed due to the high glucose ratio, so the maximum secretion amount was only about 140 mg / L.

<실시예 6> 효모균주 A 및 B에서 Example 6 In Yeast Strains A and B PDI1PDI1 유전자 과발현을 통한 외래단백질 분비효율 향상 Improved foreign protein secretion efficiency through gene overexpression

<실시예 6-1> <Example 6-1> PDI1PDI1 동시발현 균주의 제작 Preparation of coexpression strains

<실시예 6-1-1> <Example 6-1-1> PDI1PDI1 발현 벡터의 제조 Preparation of Expression Vectors

단백질 이황화결합 이성화효소(protein disulfide isomerase, PDI)를 갈락토스 유도에 의하여 발현될 수 있도록 하기와 같은 방법으로 상기 효소를 코딩하는 유전자 PDI1GAL10 프로모터를 가진 발현 벡터에 삽입하였다: 먼저, 2u 효모 복제기점을 제거하기 위하여, pESC-URA(Stratagene, USA)을 Mun I과 SnaB I으로 절단한 후 DNA 중합효소(Klenow fragment, New England Biolabs, USA)를 처리하여 5.9 kb 크기의 평활말단 DNA 절편을 다시 결찰시켜 최적화된 벡터 pMK71를 수득하였다. 상기 벡터 pMK71에 S. cerevisiae 2805 유래의 염색체를 주형으로 하여 프라이머인 PDI1F: 5'-ATAAGAATGCGGCCGCCATACATCTATCCCGTTATGAAG-3'(서열번호 17)과 PDI1R: 5'-GGACTAGTTTACAATTCATCGTGAATGGCATC-3'(서열번호 18)으로 PCR을 수행하여 Not I/Spe I 절단 부위를 갖는 서열번호 9로 기재되는 PDI1 유전자를 포함하는 1.7 kb의 DNA 절편을 수득하였다. 그런 다음, 상기 선형화된 pMK71과 상기 1.7 kb의 DNA 절편을 각각 Not I과 Spe I으로 절단하고, 이들을 서로 결찰시켜 PDI1 유전자의 발현벡터를 제조하였으며, 이를 pMPDI1라 명명하였다(도 7). 도 7은 효모에서 외래단백질 발현시 갈락토스에 의하여 단백질 이황화결합 이성화효소(protein disulfide isomerase, PDI)가 동시 발현될 수 있도록 하는 pMPDI1 발현 벡터의 개열지도이다.Protein disulfide isomerase gene PDI1 coding for the enzyme in the same way as (protein disulfide isomerase, PDI) to so as to be expressed by induction galactose was inserted into an expression vector with the GAL10 promoter: First, 2u yeast origin of replication PESC-URA (Stratagene, USA) was digested with Mun I and Sna BI and treated with DNA polymerase (Klenow fragment, New England Biolabs, USA) to re-ligate 5.9 kb smooth terminal DNA fragments. To obtain the optimized vector pMK71. PCR was performed on the vector pMK71 using a chromosome derived from S. cerevisiae 2805 as a template with primers PDI1F: 5'-ATAAGAATGCGGCCGCCATACATCTATCCCGTTATGAAG-3 '(SEQ ID NO: 17) and PDI1R: 5'-GGACTAGTTTACAATTCATCGTGAATGGCATC-3' (SEQ ID NO: 18). This gave a 1.7 kb DNA fragment comprising the PDI1 gene set forth in SEQ ID NO: 9 having a Not I / Spe I cleavage site. Then, cutting the linearized pMK71 and DNA fragments of the 1.7 kb Not I and Spe I, respectively and ligating them to each other was prepared an expression vector of the PDI1 gene, it was named as pMPDI1 (Fig. 7). 7 shows protein disulfide isomerase by galactose when foreign proteins are expressed in yeast. A cleavage map of the pMPDI1 expression vector allowing PDI) to be co-expressed.

<실시예 6-1-2><Example 6-1-2> PDI1PDI1 유전자의 동시발현 LK8 생산균주의 제작 Production of Co-expression LK8 Production Strains

상기 실시예 6-1-1에서 제조한 pMPDI1으로 상기 형질전환 효모 A 및 B를 각각 형질전환시켰다. 형질전환은 알칼리 양이온 효모 형질전환 키트(Q-BIO gene, Canada)을 이용하여 제조사의 지침에 따라 수행하였다. 상기와 같이 형질전환된 효모균주를 각각 S. cerevisiae 2805/MδLK8/PDI 및 S. cerevisiae BJ3501/MδLK8/PDI로 명명하였다.The transgenic yeasts A and B were transformed with pMPDI1 prepared in Example 6-1-1, respectively. Transformation was performed using the alkaline cationic yeast transformation kit (Q-BIO gene, Canada) according to the manufacturer's instructions. The transformed yeast strains were named as S. cerevisiae 2805 / MδLK8 / PDI and S. cerevisiae BJ3501 / MδLK8 / PDI, respectively.

<실시예 6-2> <Example 6-2> PDI1PDI1 동시발현 효과 및 비교 Coexpression Effect and Comparison

PDI1 유전자 동시 발현이 외래단백질 분비량에 미치는 효과를 비교하기 위하여 형질전한 효모 A 및 형질전환 효모 B 그리고 이들 균주에 상기 pMPDI1를 형질도입시킨 균주들(S. cerevisiae 2805/MδLK8/PDI 및 S. cerevisiae BJ3501/MδLK8/PDI)을 각각 -70℃에 보관 중에서 꺼내어, 상기 실시예 3과 같은 방법으로 유가배양을 실시하여 외래단백질의 발현 및 분비를 유도하였다(표 3). In order to compare the effect of simultaneous expression of PDI1 gene on foreign protein secretion, transgenic yeast A and transformed yeast B and strains in which pMPDI1 was transduced into these strains ( S. cerevisiae 2805 / MδLK8 / PDI and S. cerevisiae BJ3501) / MδLK8 / PDI) were each taken out in storage at -70 ° C, and fed in the same manner as in Example 3 to induce the expression and secretion of foreign proteins (Table 3).

표 3에서 보듯이, S. cerevisiae 2805/MδLK8의 LK8의 분비량은 100 mg/L이고 S. cerevisiae 2805/MδLK8/PDI1의 분비량은 130 mg/L로 사카로마이세스 세레비지애 S. cerevisiae 2805/MδLK8/PDI1이 높은 분비량을 나타내었다. 또한 다른 균주인 S. cerevisiae BJ3501/MδLK8의 분비량은 250 mg/L이고 S. cerevisiae BJ3501/MδLK8/PDI1의 분비량은 430 mg/L으로 여기서도 PDI1 동시발현 균주에서의 분비량이 더 높게 나타났다. 다른 두 균주에서 PDI1 동시발현 균주와 아닌 균주에서의 LK8 분비량은 PDI1 유전자 동시발현 균주에서 더 높게 나타났다.As shown in Table 3, the secreted LK8 of S. cerevisiae 2805 / MδLK8 is 100 mg / L and S. cerevisiae 2805 / MδLK8 / PDI1 of secretion in Saccharomyces to 130 mg / L My process three jiae Levy S. cerevisiae 2805 / MδLK8 / PDI1 is exhibited higher secretion. In addition, other strains of secretion of the S. cerevisiae BJ3501 / MδLK8 is 250 mg / L and S. cerevisiae BJ3501 / MδLK8 / secretion of the PDI1 has shown more is secreted from the PDI1 Again, co-expression strain with 430 mg / L higher. LK8 secretion of strains and non PDI1 co-expression strains from two different strains was higher in PDI1 gene co-expression strain.

형질전환 효모 A 및 B에서 대조군과 PDI1 유전자를 동시 발현시켰을 때 외래단백질의 세포 외 최대 분비량의 비교Comparison of Extracellular Maximum Secretion of Foreign Proteins with Simultaneous Expression of Control and PDI1 Genes in Transgenic Yeasts A and B S. cerevisiae 2805/MδLK8S. cerevisiae 2805 / MδLK8 S. cerevisiae BJ3501/MδLK8 S. cerevisiae BJ3501 / MδLK8 대조군1) Control group 1) PDI1 동시발현균주PDI1 co-expressing strain 대조군Control PDI1 동시발현균주PDI1 co-expressing strain 최대 LK8 분비량(mg/L)Maximum LK8 Secretion (mg / L) 100100 130130 250250 430430 1) 대조군: PDI1동시발현 하지 않은 경우 1) Control group: When PDI1 is not co-expressed

이상에서 주장하고 입증한 바와 같이, 본 발명은 효모 발현시스템에서의 재조합 외래단백질의 분비효율을 향상시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 외래단백질의 분비효율를 향상시키는 방법은 세포내에서 갈락토스 유도 프로모터의 유도물질로 작용하는 갈락토스의 수준을 적절하게 조절함으로써, 종래의 갈락토스 유도 프로모터 기반의 효모 발현시스템에서 발생하는 과발현에 의한 재조합 외래단백질의 불용성 침전 현상을 감소시켜, 궁극적으로 재조합 외래단백질의 분비효율을 향상시킬 수 있는 바, 효모 발현 시스템에서 재조합 외래단백질의 생산성을 향상시키고, 생산단가를 낮추데 유용하게 사용될 수 있다.As claimed and demonstrated above, the present invention relates to a method for improving the secretion efficiency of recombinant foreign protein in a yeast expression system. The method for improving the secretion efficiency of the foreign protein of the present invention by appropriately controlling the level of galactose acting as an inducer of galactose-induced promoter in cells, recombination by overexpression generated in the yeast expression system based on the conventional galactose-induced promoter By reducing the insoluble precipitation of the foreign protein, ultimately to improve the secretion efficiency of the recombinant foreign protein, it can be usefully used to improve the productivity of the recombinant foreign protein in the yeast expression system, and to lower the production cost.

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Claims (21)

(ⅰ) 갈락토스 유도 프로모터, 분비서열 및 외래단백질을 코딩하는 유전자를 순차적으로 포함하는 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트로 숙주효모를 형질전환시켜 형질전환 효모 균주를 제조하는 단계; 및(Iii) transforming the host yeast with a recombinant foreign gene construct expressed under the influence of a galactose-induced promoter sequentially comprising a galactose-induced promoter, a secretion sequence and a gene encoding a foreign protein to produce a transformed yeast strain; And (ⅱ) 상기 형질전환 효모 균주를 상기 갈락토스 유도 프로모터의 활성이 억제되는 조건에서 배양하는 단계를 포함하며, (Ii) culturing the transformed yeast strain under conditions in which the activity of the galactose-induced promoter is inhibited, 상기 단계 (ⅱ)의 갈락토스 유도 프로모터의 활성이 억제되는 조건은 갈락토스의 세포내 수송속도가 감소되는 조건 또는 배지에 갈락토스 및 갈락토스 유도 프로모터의 이화 생성물 억제(catabolite repression)를 유발하는 글루코스를 주입하여 갈락토스 프로모터 활성을 억제하는 조건인 것을 특징으로 하는 외래단백질의 분비효율을 향상시키는 방법.The conditions under which the activity of the galactose-induced promoter of step (ii) is inhibited are either galactose by injecting glucose which induces catabolite repression of galactose and galactose-induced promoters into the medium or conditions in which the intracellular transport rate of galactose is reduced. A method for improving the secretion efficiency of foreign proteins, characterized in that the conditions for inhibiting promoter activity. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (ⅰ)은 상기 재조합 외래유전자 컨스트럭트를 상기 숙주효모의 염색체에 다중 삽입하거나 벡터에 삽입시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein said step (iii) is performed by multiplexing said recombinant foreign gene construct into the chromosome of said host yeast or inserting it into a vector. 제 1항에 있어서, 상기 갈락토스 유도 프로모터는 서열번호 1로 기재되는 GAL1 프로모터, 서열번호 2로 기재되는 GAL10 프로모터 또는 서열번호 3으로 기재되는 GAL7 프로모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the galactose inducible promoters are characterized in that comprising the GAL7 promoter, GAL10 promoter described by SEQ ID NO: 3 or described in GAL1 promoter, SEQ ID NO: 2 described in SEQ ID NO: 1. 제 1항에 있어서, 상기 분비서열은 서열번호 4로 기재되는 사카로마이세스 세레비지애(S. cerevisiae)의 알파(α)-분비서열, 서열번호 5로 기재되는 사카로마이세스 세레비지애(S. cerevisiae)의 K1 치사 독소 분비서열(killer toxin signal), 서열번호 6으로 기재되는 사카로마이세스 세레비지애(S. cerevisiae)의 인버타제(invertase) 분비서열, 서열번호 7로 기재되는 크루에버로마이세스 랙티스(Klueveromyces lactis)의 치사 독소 분비서열, 서열번호 8로 기재되는 피치아 아카시애(Pichia acaciae)의 치사 독소 분비서열, 한세니아스포라 유바룸(Hanseniaspora uvarum)의 치사 독소 분비서열 또는 피치아 아노마라(Pichia anomala)의 치사 독소 분비서열인 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1, wherein the secretion sequence is the alpha (α) -secretion sequence of S. cerevisiae ( S. cerevisiae ) described in SEQ ID NO: 4, Saccharomyces cerevisiae described in SEQ ID NO: 5 K1 lethal toxin secretion (S. cerevisiae) sequence (killer toxin signal), SEQ ID NO: Inverted hydratase (invertase) secretion in Saccharomyces My process three Levy jiae (S. cerevisiae) as is described in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7 is described in A lethal toxin secretion sequence of Klueveromyces lactis , a lethal toxin secretion sequence of Pichia acaciae described in SEQ ID NO: 8, a lethal toxin of Hanseniaspora uvarum Secretory sequence or lethal toxin secretion sequence of Pichia anomala . 제 1항에 있어서, 상기 갈락토스의 세포내 수송속도가 감소되는 조건은 단계 (ⅰ)의 숙주효모로 갈락토스 퍼미아제 유전자 결손균주 또는 인위적으로 갈락토스 퍼미아제 유전자를 제거한 변형균주를 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트로 형질전환시키고, 상기 형질전환 균주를 갈락토스 함유 배지에서 배양하는 조건인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the intracellular transport rate of galactose is reduced by the host yeast of step (iii) or the modified strain from which the galactose permease gene is artificially removed from the galactose inducing promoter. And transforming the recombinant foreign gene construct expressed under the influence, and culturing the transformed strain in a galactose-containing medium. 제 1항에 있어서, 상기 갈락토스의 세포내 수송속도가 감소되는 조건은 단계 (ⅰ)의 숙주효모로 갈락토스 퍼미아제 유전자 결손균주 또는 인위적으로 갈락토스 퍼미아제 유전자를 제거한 변형균주를 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트로 형질전환시키고, 상기 형질전환 균주를 갈락토스 및 글루코스 함유 배지에서 배양하는 조건인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the intracellular transport rate of galactose is reduced by the host yeast of step (iii) or the modified strain from which the galactose permease gene is artificially removed from the galactose inducing promoter. And transforming the recombinant foreign gene construct expressed under influence, and culturing the transformed strain in a galactose and glucose-containing medium. 제 1항에 있어서, 상기 배지에 갈락토스 및 글루코스를 주입하여 갈락토스 프로모터 활성을 억제하는 조건은 단계 (ⅰ)의 숙주효모로서, 정상효모균주 또는 갈락토스 퍼미아제 유전자 결손균주 또는 인위적으로 갈락토스 퍼미아제 유전자를 제거한 변형균주를 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트로 형질전환시키고, 상기 형질전환 균주를 갈락토스 및 글루코스가 동시에 주입된 배지에서 배양하는 조건인 것을 특징으로 하는 방법. The method of claim 1, wherein the medium is galactose and glucose The conditions for suppressing galactose promoter activity by injection are host yeasts of step (iii), which express normal yeast strain or galactose permease gene deficient strain or modified strain which has artificially removed galactose permease gene under the influence of galactose-induced promoter. Transformed with a recombinant foreign gene construct, wherein the transformed strain is a condition for culturing in a medium in which galactose and glucose are injected simultaneously. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 갈락토스 퍼미아제 유전자 결손균주는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) BJ3501(ATCC 208280)인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to any one of claims 5 to 7, wherein the galactose permease gene defective strain is Saccharomyces cerevisiae BJ3501 (ATCC 208280). 제 1항, 제 6항 및 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 갈락토스 및 글루코스는 유가배양에 의해 주입되는 것을 특징으로 하는 방법. 8. The method of any one of claims 1, 6 and 7, wherein said galactose and glucose are injected by fed-batch culture. 제 9항에 있어서, 상기 갈락토스 및 글루코스는 갈락토스 : 글루코스 = 8:1 내지 1:4의 중량비로 주입되는 것을 특징으로 하는 방법. 10. The method of claim 9, wherein the galactose and glucose are injected in a weight ratio of galactose: glucose = 8: 1 to 1: 4. 삭제delete 삭제delete (ⅰ) 갈락토스 유도 프로모터, 분비서열 및 외래단백질을 코딩하는 유전자를 순차적으로 포함하는 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트로 숙주효모를 형질전환시켜 형질전환 효모 균주를 제조하는 단계; 및,(Iii) transforming the host yeast with a recombinant foreign gene construct expressed under the influence of a galactose-induced promoter sequentially comprising a galactose-induced promoter, a secretion sequence and a gene encoding a foreign protein to produce a transformed yeast strain; And, (ⅱ) 상기 형질전환 효모 균주를 갈락토스 및 글루코스의 비율을 조절하여 갈락토스 유도 프로모터의 활성이 억제되는 조건에서 배양하는 단계를 포함하며, (Ii) culturing the transformed yeast strain under conditions in which the activity of the galactose-induced promoter is inhibited by controlling the ratio of galactose and glucose, 상기 갈락토스 및 글루코스의 비율은 갈락토스 : 글루코스 = 8:1 내지 1:4(중량비)인 것을 특징으로 하는 재조합 외래단백질의 분비를 향상시키기 위한 재조합 효모의 유가식 배양방법.The galactose and glucose ratio is galactose: glucose = 8: 1 to 1: 4 (weight ratio) characterized in that the fed-batch culture method of recombinant yeast for improving the secretion of recombinant foreign protein, characterized in that. 제 13항에 있어서, 상기 갈락토스 퍼미아제 유전자 결손균주는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) BJ3501(ATCC 208280)인 것을 특징으로 하는 배양방법.The method according to claim 13, wherein the galactose permease gene deletion strain is Saccharomyces cerevisiae BJ3501 (ATCC 208280). (ⅰ) 갈락토스 유도 프로모터, 분비서열 및 외래단백질을 코딩하는 유전자를 순차적으로 포함하는 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트 및 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 단백질 이황화결합 이성화효소(protein disulfide isomerase)를 코딩하는 유전자 컨스트럭트로 숙주효모를 형질전환시켜 형질전환 효모 균주를 제조하는 단계; 및(Iii) Protein disulfide isomerases expressed under the influence of recombinant foreign gene constructs and galactose-induced promoters expressed under the influence of galactose-induced promoters that sequentially include genes encoding galactose-induced promoters, secretory sequences and foreign proteins. preparing a transformed yeast strain by transforming host yeast with a gene construct encoding protein disulfide isomerase; And (ⅱ) 상기 형질전환 효모 균주를 상기 갈락토스 유도 프로모터의 활성이 억제되는 조건에서 배양하는 단계를 포함하며,(Ii) culturing the transformed yeast strain under conditions in which the activity of the galactose-induced promoter is inhibited, 상기 단계 (ⅱ)의 갈락토스 유도 프로모터의 활성이 억제되는 조건은 갈락토스의 세포내 수송속도가 감소되는 조건 또는 배지에 갈락토스 및 갈락토스 유도 프로모터의 이화 생성물 억제(catabolite repression)을 유발하는 글루코스를 주입하여 갈락토스 프로모터 활성을 억제하는 조건인 것을 특징으로 하는 외래단백질의 분비를 향상시키는 방법.The conditions in which the activity of the galactose-induced promoter of step (ii) is inhibited are either galactose by injecting glucose which induces catabolite repression of galactose and galactose-induced promoters in a condition in which intracellular transport rate of galactose is reduced or medium. It is a condition which suppresses promoter activity, The method of improving secretion of a foreign protein. 제 15항에 있어서, 상기 단계 (ⅰ)의 형질전환은 순차적으로 또는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법. The method of claim 15, wherein the transformation of step (iii) is carried out sequentially or simultaneously. 제 15항에 있어서, 상기 갈락토스의 세포내 수송속도가 감소되는 조건은 단계 (ⅰ)의 숙주효모로 갈락토스 퍼미아제 유전자 결손균주 또는 인위적으로 갈락토스 퍼미아제 유전자를 제거한 변형균주를 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트로 형질전환시키고, 상기 형질전환 균주를 갈락토스 함유 배지 또는 갈락토스 : 글루코스 = 8:1 내지 1:4의 중량비로 함유한 배지에서 배양하는 조건인 것을 특징으로 하는 방법.16. The method according to claim 15, wherein the intracellular transport rate of galactose is reduced in the host yeast of step (iii), wherein the galactose permase gene deficient strain or the modified strain from which the galactose permease gene has been artificially removed from the galactose induction promoter. Transformed with a recombinant foreign gene construct expressed under the influence, and the transformed strain is characterized in that the culture conditions in a medium containing galactose containing medium or galactose: glucose = 8: 1 to 1: 4 weight ratio. . 제 15항에 있어서, 상기 배지에 갈락토스 및 글루코스를 주입하여 갈락토스 프로모터 활성을 억제하는 조건은 단계 (ⅰ)의 숙주효모로 정상효모균주 또는 갈락토스 퍼미아제 유전자 결손균주 또는 인위적으로 갈락토스 퍼미아제 유전자를 제거한 변형균주를 갈락토스 유도 프로모터의 영향하에 발현되는 재조합 외래유전자 컨스트럭트로 형질전환시키고, 상기 형질전환 균주를 갈락토스 및 글루코스가 동시에 주입된 배지에서 배양하는 조건인 것을 특징으로 하는 방법. 16. The method according to claim 15, wherein the conditions for inhibiting galactose promoter activity by injecting galactose and glucose into the medium are normal yeast strains or galactose permease gene defective strains as host yeast of step (iii) or artificially galactose permease gene. The transformed strain was removed and transformed with a recombinant foreign gene construct expressed under the influence of a galactose-induced promoter, characterized in that the transformed strain is cultured in a medium in which galactose and glucose are injected at the same time. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 상기 갈락토스 퍼미아제 유전자 결손균주는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) BJ3501(ATCC 208280)인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 17 or 18, wherein the galactose permease gene deletion strain is Saccharomyces cerevisiae BJ3501 (ATCC 208280). 제 15항에 있어서, 상기 단백질 이황화결합 이성화효소(protein disulfide isomerase, 이하 ‘PDI’)를 코딩하는 유전자는 서열번호 9로 기재되는 사카로마이세스 세레비지애(S. cerevisiae)의 PDI1, 서열번호 10으로 기재되는 코누스 텍스타일(Conus textile)의 PDI, 서열번호 11로 기재되는 선충(Caenorhabditis elegans)의 PDI, 서열번호 12로 기재되는 인간 췌장 PDI 유전자, 서열번호 13으로 기재되는 균류인 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae)의 PDI, 서열번호 14로 기재되는 칸디다 보이디니(Candida boidinii)의 PDI 또는 서열번호 15로 기재되는 휴미콜라 인소렌스(Humicola insolens)의 PDI인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 15, wherein the gene encoding the protein disulfide isomerase (hereinafter referred to as 'PDI') is a PDI1 , SEQ ID NO of S. cerevisiae (SEQ ID NO: 9) PDI of Conus textile described in 10, PDI of Caenorhabditis elegans described in SEQ ID NO: 11, human pancreatic PDI gene described in SEQ ID NO: 12, Aspergillus, a fungus described in SEQ ID NO: 13 PDI of Aspergillus oryzae , PDI of Candida boidinii described in SEQ ID NO: 14 or PDI of Humicola insolens described in SEQ ID NO: 15. 제 15항에 있어서, 상기 단백질 이황화결합 이성화효소(protein disulfide isomerase)를 코딩하는 유전자 컨스트럭트는 도 6에 기재된 개열지도를 갖는 pMPDI인 것을 특징으로 하는 방법.16. The method of claim 15, wherein the gene construct encoding a protein disulfide isomerase is pMPDI having a cleavage map as shown in FIG.
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