KR100705776B1 - 1 Recombinant Pediocin PA-1 Having Antimicrobial Activity and Producing Method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아미노말단에 6개의 연속한 히스티딘 잔기를 포함하는 아미노산 서열이 결합하여 항균활성을 발휘하는 재조합 페디오신 PA-1 및 이의 생산방법을 제공한다. 본 발명에 의하면 대장균에서 안정적으로 발현되어질 수 있고, 정제가 용이하며, 활성회복을 위하여 별도의 절단과 정제과정을 거치지 않아도 되므로 산업적인 효과가 매우 크다.The present invention provides a recombinant pediosin PA-1 and a method for producing the same, wherein the amino acid sequence comprising six consecutive histidine residues at the amino terminus exhibits antibacterial activity. According to the present invention, it can be stably expressed in E. coli, easy to purify, and does not require a separate cutting and purification process for active recovery, so the industrial effect is very large.

재조합 페디오신 PA-1 Recombinant Pediosin PA-1

Description

항균활성을 가지는 재조합 페디오신 PA―1과 이의 생산방법{Recombinant Pediocin PA-1 Having Antimicrobial Activity and Producing Method thereof}Recombinant Pediocin PA-1 Having Antimicrobial Activity and Producing Method

도 1은 본 발명에 따른 재조합 페디오신 PA-1을 암호화하는 유전자를 포함하는 재조합벡터 pQEPED의 구성도를 나타낸다.1 shows a block diagram of a recombinant vector pQEPED comprising a gene encoding recombinant pediosin PA-1 according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 재조합 페디오신 PA-1을 암호화하는 유전자를 포함하는 재조합벡터 pQEPED의 염기서열 및 재조합 페디오신 PA-1의 암호화 부위를 나타낸다.Figure 2 shows the base sequence of the recombinant vector pQEPED comprising a gene encoding a recombinant pediosin PA-1 and coding region of the recombinant pediosin PA-1.

도 3a는 시험관내에서 발현시켜 얻은 본 발명에 따른 재조합 페디오신 PA-1을 이용하여 전기영동을 수행한 후 염색실험(Bio-Safe™ Coomassie, Bio-Rad, 미국)을 수행한 결과이다.Figure 3a is a result of performing a staining experiment (Bio-Safe ™ Coomassie, Bio-Rad, USA) after performing electrophoresis using recombinant pediosin PA-1 according to the present invention obtained by in vitro expression.

도 3b는 시험관내에서 발현시켜 얻은 본 발명에 따른 재조합 페디오신 PA-1을 이용하여 전기영동을 수행한 후 활성염색 실험을 수행한 결과이다.Figure 3b is the result of performing an active staining experiment after electrophoresis using the recombinant pediosin PA-1 according to the present invention obtained by in vitro expression.

M, 표준 단백질; 레인 1, 음성대조구; 레인 2, 양성대조구(32 kDa의 단백질이 만들어짐); 레인 3, 벡터(pQE-30 Xa, Qiagen, 독일) 자체를 주형으로 사용; 레인 4, 재조합 DNA를 주형으로 사용; 레인 5, 재조합 DNA를 주형으로 사용하고 전사유도인자인 이소프로필-β-D-티오갈락토피라노사이드(IPTG) 첨가.M, standard protein; Lane 1, negative control; Lane 2, positive control (32 kDa protein made); Lane 3, using the vector (pQE-30 Xa, Qiagen, Germany) itself as a template; Lane 4, using recombinant DNA as a template; Lane 5, using recombinant DNA as a template and adding the transcription inducer isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG).

도 4a는 대장균에서 발현시켜 얻은 본 발명에 따른 재조합 페디오신 PA-1을 친화성 크로마토그라피로 정제한 후 정제과정별로 얻은 시료를 전기영동 하여 염색실험(Bio-Safe™ Coomassie)을 수행한 결과이다.Figure 4a is a result of performing a staining experiment (Bio-Safe ™ Coomassie) by electrophoresis of the sample obtained by purification after purification of recombinant pediosin PA-1 according to the present invention by expression in E. coli by affinity chromatography .

도 4b는 대장균에서 발현시켜 얻은 본 발명에 따른 재조합 페디오신 PA-1을 친화성 크로마토그라피로 정제한 후 정제과정별로 얻은 시료를 전기영동 하여 활성염색실험을 수행한 결과이다.Figure 4b is a result of performing an active staining experiment by electrophoresis of the sample obtained by purification after the recombinant pediosin PA-1 according to the present invention expressed in E. coli by affinity chromatography.

M, 표준 단백질; CL, 세포파쇄상등액; FT, 플로우 스루; W, 워쉬; E, 용출액.M, standard protein; CL, cell disruption supernatant; FT, flow through; W, wash; E, eluate.

본 발명은 항균활성을 가지는 재조합 페디오신 PA-1과 이의 생산방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대장균에서 안정적으로 발현되어질 수 있고, 정제가 용이하며, 활성회복을 위하여 별도의 절단과 정제과정을 거치지 않아도 되므로 산업적 인 효과가 매우 큰 재조합 페디오신 PA-1과 이의 생산방법에 관한 것이다.The present invention relates to a recombinant pediosin PA-1 having an antimicrobial activity and a method for producing the same, more specifically, it can be stably expressed in E. coli, easy to purify, and separate cutting and purification processes for active recovery. The present invention relates to a recombinant pediosin PA-1 and a method for producing the same, which have a great industrial effect since it does not need to go through.

페디오신 PA-1(pediocin PA-1)은 항균범위가 넓고 특히 리스테리아(Listeria)균에 대한 항균작용이 큰 박테리오신이다.Pediocin PA-1 (pediocin PA-1) is a bacteriocin that has a wide range of antibacterial activity and particularly has a high antibacterial activity against Listeria .

지금까지 박테리오신(bacteriocin)의 다른 유산균종에서의 이종발현에 관한 연구는 간헐적으로 수행되어 왔다. 하지만 대량생산을 위한 대장균에서의 발현연구 는 매우 부진한 것이 실정이다. To date, studies on heterologous expression of bacteriocins in other lactic acid bacteria have been carried out intermittently. However, expression studies in Escherichia coli for mass production are very poor.

일반적으로 박테리오신의 경우 세포독성과 작은 분자량으로 인하여 대장균 내에서 불안정하여 펩타이드 형태로 발현시키는 것은 매우 어려운 문제이다. 이러한 이유로 인하여 지금까지 대량생산을 목적으로 대장균에서 박테리오신을 발현시킨 예들도 모두 융합단백질의 형태로서 발현시키는 것에 한정되고 있다.In general, bacteriocin is unstable in E. coli due to cytotoxicity and small molecular weight, it is very difficult to express in the form of peptides. For this reason, all of the examples expressing bacteriocin in E. coli for the purpose of mass production have been limited to the expression of fusion proteins.

이와 같이 대장균에서 박테리오신을 발현시키기 위해서는 박테리오신의 안정성이 특히 문제가 되므로 다른 단백질과의 융합단백질의 형태로 발현시키고 융합단백질의 형태로 정제한 다음 활성을 가진 박테리오신을 얻기 위하여 별도의 절단과 정제과정을 거쳐야 하는 문제가 지적된다. As such, in order to express bacteriocin in Escherichia coli, stability of bacteriocin is a particular problem, so it is expressed in the form of a fusion protein with other proteins, purified in the form of a fusion protein, and then separately cleaved and purified to obtain an active bacteriocin. The problem to be addressed is pointed out.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위해 제시되는 것으로,The present invention is presented to solve the problems of the prior art as described above,

본 발명의 목적은 대장균에서 안정적으로 발현되어질 수 있고, 정제가 용이하며, 활성회복을 위하여 별도의 절단과 정제과정을 필요로 하지 않는 재조합 페디오신 PA-1을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a recombinant pediosin PA-1 that can be stably expressed in E. coli, easy to purify, and does not require a separate cleavage and purification process for active recovery.

본 발명의 다른 목적은 대장균에서 안정적으로 발현되어질 수 있고, 정제가 용이하며, 활성회복을 위하여 별도의 절단과 정제과정을 필요로 하지 않는 재조합 페디오신 PA-1의 생산방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing recombinant pediosin PA-1 which can be stably expressed in E. coli, is easy to purify, and does not require a separate cleavage and purification process for active recovery.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,

아미노말단에 복수개의 연속한 히스티딘 잔기를 포함하는 아미노산 서열이 결합하여 항균활성을 발휘하는 재조합 페디오신 PA-1을 제공한다.An amino acid sequence comprising a plurality of consecutive histidine residues at the amino terminus is combined to provide a recombinant pediosin PA-1 exhibiting antimicrobial activity.

본 발명에 의하면, 상기 아미노 말단에 결합되는 아미노산 서열내의 히스티딘 잔기는 6개임을 특징으로 하는 재조합 페디오신 PA-1을 제공한다.According to the present invention, there is provided a recombinant pediosin PA-1 characterized in that six histidine residues in the amino acid sequence bonded to the amino terminus.

본 발명에 의하면, 상기 아미노 말단에 결합하는 아미노산 서열은 21개의 아미노산으로 구성되어짐을 특징으로 하는 재조합 페디오신 PA-1을 제공한다.According to the present invention, the amino acid sequence that binds to the amino terminal provides recombinant pediosin PA-1, characterized in that consisting of 21 amino acids.

또한 본 발명은 아미노말단에 6개의 연속한 히스티딘 잔기를 포함하는 아미노산 서열이 결합하여 항균활성을 발휘하는 서열번호 2의 재조합 페디오신 PA-1을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a recombinant pediosin PA-1 of SEQ ID NO: 2 that exhibits antimicrobial activity by binding to the amino terminal amino acid sequence comprising six consecutive histidine residues.

또한, 본 발명은 아미노말단에 6개의 연속한 히스티딘 잔기를 포함하는 아미노산 서열이 결합하여 항균활성을 발휘하는 재조합 페디오신 PA-1을 암호화하는 유전자를 제공한다.The present invention also provides a gene encoding recombinant pediosin PA-1 exhibiting antimicrobial activity by binding to an amino acid sequence comprising six consecutive histidine residues.

또한, 본 발명은 아미노말단에 6개의 연속한 히스티딘 잔기를 포함하는 아미노산 서열이 결합하여 항균활성을 발휘하는 재조합 페디오신 PA-1을 암호화하는 유전자를 제공한다.The present invention also provides a gene encoding recombinant pediosin PA-1 exhibiting antimicrobial activity by binding to an amino acid sequence comprising six consecutive histidine residues.

또한, 본 발명은 아미노말단에 복수개의 연속한 히스티딘 잔기를 포함하는 아미노산 서열이 결합하여 항균활성을 발휘하는 재조합 페디오신 PA-1을 암호화하는 유전자를 포함하는 발현벡터를 제조하여, 상기 재조합 벡터를 대장균에 발현시 켜 항균활성을 가지는 재조합 페디오신 PA-1을 생산하는 방법을 제공한다.The present invention also provides an expression vector comprising a gene encoding a recombinant pediosin PA-1 exhibiting an antimicrobial activity by binding an amino acid sequence comprising a plurality of consecutive histidine residues at the amino terminus, thereby producing the recombinant vector. It provides a method for producing recombinant pediosin PA-1 having antibacterial activity by expression in E. coli.

본 발명에 의하면, 상기 아미노말단에 결합하는 아미노산 서열내의 히스티딘 잔기는 연속한 6개로 구성되어짐을 특징으로 하는 재조합 페디오신 PA-1의 생산방법을 제공한다.According to the present invention, there is provided a method for producing recombinant pediosin PA-1, characterized in that the histidine residues in the amino acid sequence binding to the amino terminus are composed of six consecutive.

본 발명에 의하면, 상기 재조합 페디오신 PA-1은 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 가지는 것을 특징으로 하는 재조합 페디오신 PA-1의 생산방법을 제공한다.According to the present invention, the recombinant pediosin PA-1 provides a method for producing recombinant pediosin PA-1, characterized in that it has an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.

이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the content of the present invention in more detail as follows.

본 발명은 기존과 동등한 수준의 항균활성을 보유하면서 대장균에서 발현시킨 후 정제과정에서 보다 높은 정제도로서 페디오신 PA-1을 회수할 수 있는 재조합 페디오신 PA-1을 제공한다.The present invention provides a recombinant pediosin PA-1 capable of recovering pediosin PA-1 with a higher degree of purification in the purification process after expression in E. coli while having the same level of antimicrobial activity as before.

본 발명에 따른 재조합 페디오신 PA-1은 성숙한(mature) 페디오신 PA-1의 아미노 말단에 복수개의 연속한 히스티딘 잔기를 함유하는 아미노산 서열(또는 펩타이드)이 결합된 형태를 가진다. 복수개의 히스티딘 잔기는 대장균에서의 발현 이후에 친화성 크로마토그라피를 이용하는 정제단계에서 높은 정제도를 제공한다. The recombinant pediosin PA-1 according to the present invention has a form in which an amino acid sequence (or peptide) containing a plurality of consecutive histidine residues is bound to the amino terminus of mature pediosin PA-1. The plurality of histidine residues provide high purity in the purification step using affinity chromatography after expression in E. coli.

본 발명에 의하면 바람직하게는 상기 연속한 히스티딘 잔기는 6개 정도이며, 이를 포함하는 아미노산 서열은 성숙한 페디오신 PA-1의 항균활성을 잃지 않는 범위내에서 아미노말단에 부가되어진다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 히스티딘 잔기를 함유하며, 성숙한 페디오신 PA-1의 아미노말단에 결합되는 아미노산 서열은 대략 15 내지 30개의 아미노산으로 구성되어지며, 보다 바람직한 실시형태로 는 서열번호 1에 표시되는 1∼21번의 아미노산 서열을 포함한다.According to the present invention, preferably, the contiguous histidine residue is about 6, and the amino acid sequence including the same is added to the amino terminus without losing the antibacterial activity of mature pediosin PA-1. According to a preferred embodiment of the present invention, the amino acid sequence containing a histidine residue and bonded to the amino terminus of mature pediosin PA-1 is composed of approximately 15 to 30 amino acids, more preferably in SEQ ID NO: 1 The amino acid sequence of 1-21 shown is included.

도 1은 본 발명에 따른 실시예로서 재조합 페디오신 PA-1을 함유하는 재조합벡터의 구조를 나타낸다.1 shows the structure of a recombinant vector containing recombinant pediosin PA-1 as an embodiment according to the present invention.

상기 재조합벡터는 콜리파아지 T5 프로모터(PT5), 락 오퍼레이터(lac O), 리보솜 결합부위(RBS), 개시코돈(ATG), 6 히스티딘 잔기(6x His), 팩터 Xa 프로테아제 인지부위(FXa recognition site, Ile-Glu-Gly-Arg), Stu Ⅰ과 Hind Ⅲ의 제한효소 인식부위를 양 말단에 가지는 멀티클로닝부위(MCS) 및 종결코돈(Stop codon)을 가지고 있는 pQE-30 Xa 벡터(Qiagen 사)가 사용되었으며, 상기 클로닝부위의 Stu Ⅰ과 Hind Ⅲ 부위에 성숙한 페디오신 PA-1 유전자(pedA)를 삽입시켜 제조된다.The recombination vector is a colony T5 promoter (PT5), lock operator (lac O), ribosomal binding site (RBS), start codon (ATG), 6 histidine residues (6x His), factor Xa protease recognition site (FXa recognition site, Ile-Glu-Gly-Arg), pQE-30 Xa vector (Qiagen) with multicloning sites (MCS) and stop codons with restriction enzyme recognition sites at both ends of Stu I and Hind III It was used and prepared by inserting the mature pediosin PA-1 gene ( pedA ) in the Stu I and Hind III site of the cloning site.

성숙한 페디오신 PA-1 유전자는 공지된 페디오신 PA-1 생산 관련 플라스미드를 주형으로 하여 PCR로 증폭한 것을 이용할 수 있다. 이때 증폭을 위한 역방향 프라이머에는 클로닝을 위해 인위적으로 제한효소 Hind Ⅲ 인식부위를 넣어주고, PCR 증폭산물은 Hind Ⅲ 제한효소로 처리하여 정제한 다음 삽입 유전자로 사용할 수 있다.As the mature pediosin PA-1 gene, amplified by PCR using a known plasmid related to pediosin PA-1 as a template can be used. At this time, the primer for the amplification reversely put the restriction enzyme Hind III recognition site for cloning, PCR amplification products can be purified by treatment with Hind III restriction enzyme and then used as an insertion gene.

도 2는 상기 재조합 페디오신 PA-1을 함유하는 재조합벡터의 유전자 구조 및 단백질의 아미노산 서열을 보여주고 있다. Figure 2 shows the amino acid sequence of the gene structure and protein of the recombinant vector containing the recombinant pediosin PA-1.

6개의 연속한 히스티딘 잔기는 178~195번에 위치하며, 성숙한 PedA 유전자는 229~360번에 위치하고 있다. 성숙한 페디오신 PA-1의 서열은 서열번호 3(또는 펩타이드서열은 서열번호 4)에 기재된 바와 같으며, 아미노말단에 결합되는 펩타이드서열은 N-MRGSHHHHHHGSGSGSGIEGR-C의 21개 아미노산으로 구성되어 있음을 알 수 있 다. 이들 서열은 본 발명의 실험결과에 의하면 성숙한 페디오신 PA-1의 항균활성에 영향을 주지 않는 것으로 확인되었으며, 내부의 6개의 연속한 히스티딘 잔기는 재조합 페디오신 PA-1의 정제를 용이하게 한다.Six consecutive histidine residues are located at 178-195 and the mature PedA gene is located at 229-360. The sequence of mature pediosin PA-1 is as described in SEQ ID NO: 3 (or the peptide sequence is SEQ ID NO: 4), and the peptide sequence linked to the amino terminus is composed of 21 amino acids of N-MRGSHHHHHHGSGSGSGIEGR-C. Can be. These sequences confirmed that the antimicrobial activity of the mature pediosin PA-1 did not affect the experimental results of the present invention, the six consecutive histidine residues in the inside facilitate the purification of recombinant pediosin PA-1.

또한, 본 발명은 아미노말단에 6개의 연속한 히스티딘 잔기를 포함하는 아미노산 서열이 결합하여 항균활성을 발휘하는 재조합 페디오신 PA-1을 암호화하는 유전자를 제공한다. 이들 유전자는 형질전환에 사용되어질 숙주의 종류에 따라 제공되는 코돈용법(codon usage)에 따라 상기 폴리펩타이드를 발현할 수 있도록 암호화하는 다양한 조합의 유전자일 수 있다. 본 발명의 실시예에 의하면 상기 유전자는 서열번호 2의 유전자 서열을 포함한다.The present invention also provides a gene encoding recombinant pediosin PA-1 exhibiting antimicrobial activity by binding to an amino acid sequence comprising six consecutive histidine residues. These genes may be various combinations of genes encoding for expression of the polypeptide according to codon usage provided according to the type of host to be used for transformation. According to an embodiment of the present invention the gene comprises the gene sequence of SEQ ID NO: 2.

또한, 본 발명은 상기 재조합 페디오신 PA-1 유전자를 함유하는 발현벡터를 제조하고, 이를 대장균에 형질전환시켜 재조합 페디오신 PA-1유전자를 생산하는 방법을 제공한다. 대장균에 특정 발현벡터를 이용하여 형질전환하는 과정은 이미 광범위하게 공지되어 있는 기술이다. 본 발명에서는 이와 같이 공지된 기술에 따라 대장균에 재조합 벡터를 도입하여 이로부터 재조합 페디오신 PA-1를 발현시키고 이를 파쇄하여 원심분리 후 상등액으로부터 히스티딘 친화성 크로마토그라피를 실시하는 것에 의해 항균활성을 가진 재조합 페디오신 PA-1을 회수할 수 있다. The present invention also provides a method for producing an expression vector containing the recombinant pediosin PA-1 gene, and transforming it into E. coli to produce a recombinant pediosin PA-1 gene. The process of transforming E. coli using a specific expression vector is a technique that is widely known. In the present invention, by introducing a recombinant vector into E. coli according to a known technique, the recombinant pediosin PA-1 is expressed therein, and then crushed and subjected to histidine affinity chromatography from the supernatant after centrifugation. Recombinant pediosin PA-1 can be recovered.

상기 본 발명의 적합한 재조합벡터의 유전자 구성체의 모든 부분(프로모터, 조절서열, 안정화서열, 시그날 서열 또는 종결서열 등)은 필요하다면 공지 기술을 사용하여 이들의 조절 특성이 변하도록 변이 될 수 있다.All parts (promoter, regulatory sequence, stabilization sequence, signal sequence or termination sequence, etc.) of the gene construct of the suitable recombinant vector of the present invention can be mutated to change their regulatory properties using known techniques, if necessary.

이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 아니된다.Hereinafter, the content of the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, these examples are only presented to understand the content of the present invention, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to these embodiments.

<실시예 1><Example 1>

히스티딘 꼬리표가 붙은 재조합 페디오신 PA-1을 대장균에서 발현시키기 위해 pQE-30 Xa(Qiagen 사) 발현벡터를 이용하였다. 이 발현벡터를 제한효소 Stu Ⅰ과 Hind Ⅲ로 동시에 절단하여 페디오신 PA-1의 구조유전자를 도입시켰다. PQE-30 Xa (Qiagen) expression vector was used to express histidine-labeled recombinant pediosin PA-1 in Escherichia coli. The expression vector was simultaneously digested with restriction enzymes Stu I and Hind III to introduce a structural gene for pediosin PA-1.

페디오신 PA-1의 구조유전자는 활성을 가진 페디오신 PA-1에 해당하는 염기서열부분만을 페디오신 PA-1 생산 관련 플라스미드를 주형으로 하여 PCR로 증폭하였다. 증폭을 위한 역방향 프라이머에는 클로닝을 위해 인위적으로 제한효소 Hind Ⅲ 인식부위를 넣어주었다. PCR 증폭산물은 Hind Ⅲ 제한효소로 처리하여 정제한 다음 삽입 유전자로 사용하였다. 제한효소로 처리된 벡터와 삽입유전자를 연결시켜 대장균에 형질전환 시킨 후 제한효소 처리와 염기서열 분석으로 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 재조합벡터 pQEPED를 확인하였다.The structural gene of pediosin PA-1 was amplified by PCR using only the nucleotide sequence corresponding to the active pediosin PA-1 as a template for the pedicine PA-1 production-related plasmid. In the reverse primer for amplification, a restriction enzyme Hind III recognition site was artificially inserted for cloning. PCR amplification products were purified by Hind III restriction enzyme and used as insertion gene. The recombinant vector pQEPED as shown in FIGS. 1 and 2 was confirmed by transforming Escherichia coli by connecting the vector treated with the restriction enzyme and the insert gene.

프라이머 세트Primer set

pedSF: AAA TAC TAC GGT AAT GGG GTT AC (서열번호 5)pedSF: AAA TAC TAC GGT AAT GGG GTT AC (SEQ ID NO: 5)

pedSR-Hind Ⅲ: CCC AAG CTT GGG CTA GCA TTT ATG ATT ACC TTG ATG TCC (서열번호 6) pedSR-Hind III: CCC AAG CTT GGG CTA GCA TTT ATG ATT ACC TTG ATG TCC (SEQ ID NO: 6)

도 2에 나타낸 재조합 DNA(pQEPED; pQE-30 Xa::mature pedA)를 이용하여 시험관 내에서 전사 및 번역(in vitro transcription & translation) 실험을 수행하 였다. In vitro transcription & translation experiments were performed using recombinant DNA (pQEPED; pQE-30 Xa :: mature pedA ) shown in FIG. 2.

실험은 Qiagen 사에서 나온 키트(EasyXpress™ protein synthesis mini kit)를 사용하여 수행하였다. 대장균 세포추출액에 반응완충용액을 첨가한 후 0.5 ㎍의 재조합 DNA(pQEPED)를 넣고 물로 최종용량 50 ㎕로 조정한 다음 37℃에서 1시간 반응시켰다. 반응 후 얼음에 정치하여 반응을 중지시겼다. The experiment was performed using a kit from Qiagen (EasyXpress ™ protein synthesis mini kit). After adding the reaction buffer solution to the E. coli cell extract, 0.5 ㎍ of recombinant DNA (pQEPED) was added, adjusted to 50 ㎕ of the final volume with water, and then reacted at 37 ° C for 1 hour. After the reaction, the reaction was stopped by standing on ice.

시험관내 전사 및 번역실험을 수행한 결과물을 이용하여 전기영동을 수행하고, 염색액(Bio-Safe™ Coomassie, Bio-Rad, 미국)으로 염색을 행한 결과 목적하는 펩타이드를 확인할 수는 없었으나(도 3a), 동시에 실시한 활성염색에서는 약 6.5 kDa의 위치에 저해환이 형성되는 것을 확인할 수 있었다(도 3b의 레인 4, 5). Electrophoresis was performed using the results of in vitro transcription and translation experiments, and staining with staining solution (Bio-Safe ™ Coomassie, Bio-Rad, USA) showed that the desired peptide could not be identified (Fig. 3a), it was confirmed that the inhibitory ring was formed at the position of about 6.5 kDa in the simultaneous active staining (lanes 4 and 5 of FIG. 3b).

이러한 결과는 본 발명에 따라 제작되어진 재조합 DNA로부터 재조합 페디오신 PA-1이 만들어졌음을 나타내고 만들어진 재조합 페디오신 PA-1은 항균활성을 가지고 있음을 나타낸다.These results indicate that recombinant pediosin PA-1 was produced from the recombinant DNA prepared according to the present invention, indicating that the produced recombinant pediosin PA-1 has antibacterial activity.

<실시예 2><Example 2>

재조합 DNA를 이용한 대장균의 형질전환은 공지된 열충격(heat-shock)방법을 이용하였다. Yeastern Biotech 사(타이뻬이, 대만)에서 구입한 E. coli JM109 균주에 1~2 ㎕의 재조합 DNA를 섞고 얼음에서 5분 정도 방치한 다음 42℃에서 45초간 정치한 후 항생제(암피실린, 100 ㎍/ml)가 들어간 LB 평판배지에 도말하였다. 하룻밤 배양 후 자란 콜로니를 접종하여 전술한 바와 같이 재조합 DNA로 형질전환된 대장균을 선발하였다. E. coli transformation using recombinant DNA used a known heat-shock method. E. coli JM109 strain purchased from Yeastern Biotech Co., Ltd. (Taipei, Taiwan) was mixed with 1-2 μl of recombinant DNA, left on ice for 5 minutes, left at 42 ° C for 45 seconds and then antibiotics (Ampicillin, 100 ㎍ / ml ) Plated onto LB plate media. Colonies grown after overnight incubation were inoculated to select E. coli transformed with the recombinant DNA as described above.

재조합 DNA(pQEPED)로 형질전환 된 대장균 내에서 재조합 페디오신 PA-1을 발현시킨 다음 변성조건하에 세포파쇄 상등액을 조제하고, 이를 대상으로 친화성 크로마토그라피 (니켈-니트릴로트리아세트산 금속-친화 크로마토그라피)를 실시한 결과에서 높은 수율로 항균활성을 가진 재조합 페디오신 PA-1이 얻어짐을 확인할 수 있었다(도 4a,b 및 표 1).After expressing recombinant pediosin PA-1 in Escherichia coli transformed with recombinant DNA (pQEPED), a cell disruption supernatant was prepared under denatured conditions, and subjected to affinity chromatography (nickel-nitrilotriacetic acid metal-affinity chromatography). ), It was confirmed that recombinant pediosin PA-1 having antimicrobial activity was obtained in a high yield (Fig. 4a, b and Table 1).

<표 1>TABLE 1

분획Fraction 용량 (ml)Capacity (ml) 단백질농도 (mg/ml)Protein concentration (mg / ml) 활성 (AU/ml)Active (AU / ml) 전체활성 (AU)Total activity (AU) 상대활성 (AU/mg)Relative Activity (AU / mg) 정제도Purification degree 수율(%)yield(%) 전체단백질 량(mg)Total protein amount (mg) 세포cell 100100 세포파쇄상등액Cell disrupted supernatant 3.83.8 2.92.9 3,0003,000 11,40011,400 1,0341,034 1One 100100 11.0211.02 정제액Purified liquid 22 0.240.24 5,0005,000 10,00010,000 20,83320,833 2020 87.787.7 0.480.48

본 발명에 의하면 대장균에서 안정적으로 발현되어질 수 있고, 정제가 용이하며, 활성회복을 위하여 별도의 절단과 정제과정을 거치지 않아도 되므로 산업적 인 효과가 매우 큰 재조합 페디오신 PA-1을 제공할 수 있다. 재조합 페디오신 PA-1의 안전성이 확보되어지면 식품의 천연항균제로서 다양하게 사용되어질 수 있을 것으로 기대된다. According to the present invention, it can be stably expressed in E. coli, can be easily purified, and can provide a recombinant pediosin PA-1 having a great industrial effect because it does not need to undergo a separate cutting and purification process for active recovery. If the safety of recombinant pediosin PA-1 is secured, it is expected that it can be used in various ways as a natural antibacterial agent in food.

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Claims (9)

삭제delete 삭제delete 서열 4의 아미노 말단에 MRGSHHHHHHGSGSGSGIEGR의 아미노산 서열이 결합된 항균활성을 발휘하는 재조합 페디오신 PA-1.Recombinant pediocin PA-1 exhibiting antimicrobial activity wherein the amino acid sequence of MRGSHHHHHHHGSGSGSGIEGR is bound to the amino terminus of SEQ ID NO: 4. 아미노 말단에 MRGSHHHHHHGSGSGSGIEGR의 아미노산 서열이 결합된 항균활성을 발휘하는 서열 2의 재조합 페디오신 PA-1을 암호화하는 유전자.A gene encoding the recombinant pediosin PA-1 of SEQ ID NO: 2, which exerts antimicrobial activity in which the amino acid sequence of MRGSHHHHHHHGSGSGSGIEGR is bound to its amino terminal. 삭제delete 삭제delete 서열 4의 아미노 말단에 MRGSHHHHHHGSGSGSGIEGR의 아미노산 서열이 결합된 항균활성을 발휘하는 재조합 페디오신 PA-1을 암호화하는 유전자를 포함하는 발현벡터를 제조하여, 상기 재조합벡터를 대장균에 발현시켜 항균활성을 가지는 재조합 페디오신 PA-1을 생산하는 방법.An expression vector comprising a gene encoding a recombinant pediosin PA-1 exhibiting antimicrobial activity, in which the amino acid sequence of MRGSHHHHHHHGGSGSGSGIEGR is bound to the amino terminal of SEQ ID NO: 4, was prepared. How to produce pediosin PA-1. 삭제delete 삭제delete
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