KR100781386B1 - Recombinant Saccharomyces cerevisiae containing protein disulfideisomerase1 coding gene and Ero1 coding gene with a capacity of hirudin production, and Method for production of hirudin from it - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히루딘 단백질을 코딩하는 유전자가 도입된 재조합 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)에 프로테인다이설파이드아이소머라아제1를 코딩하는 유전자 및 이알오1을 코딩하는 유전자를 동시 도입시켜 히루딘 단백질을 생산하는 방법에 관한 것으로, 히루딘 단백질을 유가식 배양에 의하여 최종농도 1.1 g/L를 얻을 수 있다.In the present invention, a gene encoding protein isulase 1 and a gene encoding IALO1 are simultaneously introduced into a recombinant Saccharomyces cerevisiae into which a gene encoding a hirudin protein is introduced. The present invention relates to a method for producing rudin protein, wherein final concentration of 1.1 g / L can be obtained by fed-batch hirudin protein.

히루딘, 효모, 프로테인다이설파이드아이소머라아제1, 이알오1 Hirudin, yeast, protein disulfide isomerase 1, IAO 1

Description

프로테인 다이설파이드아이소머라아제1를 코딩하는 유전자 및 이알오1을 코딩하는 유전자를 동시 도입시킨 히루딘 생산능 재조합 사카로마이세스 세레비지애 및 이를 이용한 히루딘 단백질의 생산방법{Recombinant Saccharomyces cerevisiae containing protein disulfideisomerase1 coding gene and Ero1 coding gene with a capacity of hirudin production, and Method for production of hirudin from it}Recombinant Saccharomyces cerevisiae containing protein and a method for producing a hirudin-producing recombinant Saccharomyces cerevisiae which simultaneously introduces a gene encoding a protein disulfide isomerase 1 and a gene encoding ialio1 disulfideisomerase1 coding gene and Ero1 coding gene with a capacity of hirudin production, and Method for production of hirudin from it}

도 1은 Pdi1 단백질을 코딩하는 유전자가 삽입된 pMPDI1 벡터, Ero1 단백질을 코딩하는 유전자가 삽입된 pMERO1 벡터 및 Ero1 단백질을 코딩하는 유전자와 Pdi1 단백질을 코딩하는 유전자가 동시 삽입된 pMPDERO1 벡터맵의 개략도이다. 1 is a schematic diagram of a pMPDI1 vector in which a gene encoding Pdi1 protein is inserted, a pMERO1 vector in which Ero1 protein is inserted and a pMPDERO1 vector map in which a gene encoding Ero1 protein and a gene encoding Pdi1 protein are simultaneously inserted. .

도 2는 시간의 변화에 따른 ERO1, PDI1 유전자가 각각 또는 동시에 들어간 균주의 히루딘 비생산량 및 총 히루딘 생산량의 변화를 보여주는 그래프이다. Figure 2 is a graph showing the hirudin production ratio, and the total change in Hi Ruthin production ERO1, PDI1 gene into strains respectively or at the same time according to the change of time.

도 3은 ERO1, PDI1 유전자가 각각 또는 동시에 들어간 균주의 세포 내 축적된 히루딘 양을 보여주는 웨스턴 블라팅 사진도이다.3 is ERO1, PDI1 is a Western Blossom putting pictures gene that shows the amount in the accumulated hirudin in the cell strains into each, or at the same time.

도 4는 ERO1, PDI1 유전자가 동시에 들어간 균주의 유가식 배양 결과를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the results of fed-batch culture ERO1, it isolates the PDI1 gene into the same time.

본 발명은 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)를 이용한 히루딘 단백질의 생산방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 히루딘 단백질을 코딩하는 유전자가 도입된 재조합 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)에 프로테인 다이설파이드아이소머라아제1를 코딩하는 유전자 및 이알오1을 코딩하는 유전자를 동시 도입시켜 히루딘 단백질을 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing hirudin protein using Saccharomyces cerevisiae , and more particularly, to a recombinant Saccharomyces cerevisiae in which a gene encoding a hirudin protein is introduced. And a gene encoding protein disulfide isomerase 1 and a gene encoding IALO1 are simultaneously produced.

히루딘은 흡혈 거머리인 히루도 메디시날리스(Hirudo medicinalis)로부터 분비되는 65~66개의 아미노산으로 이루어진 분자량 7,000Da정도의 작은 단백질로서 트롬빈의 활성을 특이적으로 저해하며, 아주 낮은 농도로 혈액 응고 기작의 마지막 단계인 피브리노겐이 피브린으로 활성화되는 과정을 막아 혈액이 응고되는 것을 방지한다. 이러한 히루딘은 지금까지 알려진 트롬빈 활성 저해제로서는 가장 강력하고 특이적인 활성을 지닌 것으로 보고되고 있으며, 현재 임상적으로 사용하고 있는 헤파린과 같은 혈액 응고 억제제에 비하여, 국소 출혈 부작용이 적고, 트롬빈에만 선택적으로 작용하며, 항트롬빈인자 Ⅲ등의 보조인자를 필요로 하지 않는 등 여러 장점을 지니고 있어 항혈전제제로 개발하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔다.Hirudine is a small protein with a molecular weight of 7,000 Da consisting of 65 to 66 amino acids secreted from the blood-sucking leech, Hirudo medicinalis , which specifically inhibits thrombin activity. Fibrinogen, the last step in the mechanism, prevents blood from clotting by activating fibrin. It is reported that hirudin has the strongest and specific activity of thrombin activity inhibitors known to date, and has less localized bleeding side effects and selective thrombin only compared to blood coagulation inhibitors such as heparin currently used clinically. It has many advantages, such as not requiring cofactors such as antithrombin factor III and many studies have been conducted to develop antithrombotic agents.

한편, 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)는 1981년에 인터페론(interferon) 생산에 최초로 이용된 후(Hitzeman et al. Nature, 1981, vol.293, p.717), 유용한 외래 단백질 생산에 널리 이용되어 왔다. Saccharomyces cerevisiae , on the other hand, was first used for the production of interferon in 1981 (Hitzeman et al. Nature, 1981, vol.293, p.717), and is useful for producing useful foreign proteins. It has been widely used.

효모는 유전학적 특성으로 말미암아 자신의 세포 내 발현 및 분비 시스템을 이용하여 목적 단백질을 활성형으로 분비할 수 있으며, 단백질의 N-말단의 메티오닌(methionine) 제거, 당화(glycosylation) 및 디설파이드 결합(disulfide bond)과 같은 번역 후 수정(posttranslationmodification)의 시스템을 가지고 있다. Yeasts can use their intracellular expression and secretion systems to secrete proteins of interest in their active form, and the N-terminal methionine removal, glycosylation, and disulfide bonds can be achieved. It has a system of posttranslationmodification, such as bonds.

이와 같이 효모를 이용하여 외래 단백질을 생산할 경우 인체에 안전하며, 동물 또는 사람 세포에서 발현되는 단백질과 유사한 형태로 수득할 수 있을 뿐만 아니라, 대장균 발현 시스템에 비해 발효 후 정제공정이 현저히 간단하고 재접힘 등의 과정 없이 곧바로 활성이 있는 외래 단백질을 얻을 수 있는 장점이 있다. As such, when foreign protein is produced using yeast, it is safe for human body and can be obtained in a form similar to protein expressed in animal or human cells, and refining process is simpler and refolded after fermentation compared to E. coli expression system. There is an advantage in that you can obtain an active foreign protein immediately without such a process.

그러나, 효모에서 재조합 단백질을 생산하는 경우, 단백질에 따라 생산성이 각각 현저히 다르며, 대부분 그 생산량이 비교적 적은 문제점이 있다. However, in the case of producing recombinant proteins in yeast, the productivity is significantly different according to the protein, and most of them have a relatively small amount of production.

히루딘 단백질의 경우도 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)를 이용하여 생산할 때, 히루딘의 비생산량은 히루딘을 코딩하는 유전자가 10 카피 정도 들어갔을 때 최대가 되나, 효모의 성장은 현저히 저해되어 총생산량은 크게 증가하지 못하는 문제가 있고, 효모의 성장을 왕성히 하기 위해 히루딘을 코딩하는 유전자를 4카피 이하로 유지시키는 경우는 균체 생장량은 증대되나, 히루딘의 비생산량이 떨어져, 결국 총생산량이 늘지 못하는 문제가 있다.In the case of hirudin protein, also produced using Saccharomyces cerevisiae , the specific yield of hirudin is maximum when 10 copies of the gene encoding hirudin is contained, but the growth of yeast There is a problem that the total yield is not significantly increased, and the growth of cells is increased when the gene encoding the hirudin is kept below 4 copies in order to increase the growth of the yeast, but the specific yield of hirudin is lowered, After all, there is a problem that the total output does not increase.

이에 본 발명은 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)를 이용한 히루딘 단백질의 생산방법에 있어, 히루딘 단백질의 총생산량을 증대시키는 재조합 균주 및 이를 이용한 히루딘 생산방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention provides a method for producing hirudin protein using Saccharomyces cerevisiae , and provides a recombinant strain for increasing the total production of hirudin protein and a method for producing hirudin using the same. have.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 히루딘 단백질을 코딩하는 유전자로 형질전환된 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)에 프로테인다이설파이드아이소머라아제1를 코딩하는 유전자 및 이알오1을 코딩하는 유전자가 동시 도입된 것을 특징으로 하는 재조합 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 및 이를 이용한 히루딘의 생산방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention encodes a gene encoding protein isulfide isomerase 1 and IAO 1 in Saccharomyces cerevisiae transformed with a gene encoding a hirudin protein. It provides a recombinant Saccharomyces cerevisiae ( Saccharomyces cerevisiae ) characterized in that the gene is introduced at the same time and a method of producing hirudin using the same.

이하, 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 히루딘을 발현하는 유전자로 재조합된 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)에서 발생되는 문제로서 단백질의 총생산량이 작은 점을 극복하기 위하여, 단백질 분자 내 이황화 결합(disulfide bond)을 유도하는 것으로 알려진 프로테인다이설파이드아이소머라아제1(Protein Disulfide Isomerase 1: PDI1) 단백질을 코딩하는 유전자 및 소포체(Endoplasmic reticulum: ER) 내에서 산화 및 환원을 조절하는 인자로 알려진 엔도플라스믹 레티큘럼 옥시도리덕타아제1(Endoplasmic Reticulum Oxidoreductase 1: ERO1) 단백질을 코딩하는 유전자를 히루딘을 발현하는 유전자로 재조합된 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)에 도입시킨 것이다.The present invention is a problem that occurs in Saccharomyces cerevisiae recombined with a gene expressing hirudin, to overcome the small amount of protein production, disulfide bond in the protein molecule (disulfide bond) Endoplasmic reticulum oxydori known as a factor that regulates oxidation and reduction in endoplasmic reticulum (ER) and genes encoding Protein Disulfide Isomerase 1 (PDI1) proteins known to induce A gene encoding Endoplasmic Reticulum Oxidoreductase 1: ERO1 protein was introduced into Saccharomyces cerevisiae , which was recombined with a gene expressing hirudin.

본 발명에서 사용되는 균주는 히루딘을 생산할 수 있도록 재조합된 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)라면 어느 것을 사용하여도 무방하나, 바람직스럽게 갈락토스에 의하여 발현이 유도되는 히루딘 발현 카세트를 염색 체에 10카피 함유하고 있는 재조합 사카로 세레비지에 2805(Saccharomyces cerevisiae)인 것이 좋다.The strain used in the present invention may be any of Saccharomyces cerevisiae recombined to produce hirudin, but preferably stains a hirudin expression cassette induced by galactose expression. Saccharomyces cerevisiae (Recombination Saccharomyces cerevisiae ) containing 10 copies of the sieve is preferred.

본 발명에서 삽입되는 Ero1 및 Pdi1 단백질 코딩 유전자는 이들 유전자를 함유하는 벡터를 히루딘을 생산할 수 있도록 재조합된 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 내로 형질전환의 방법에 의해 도입된 것이다. Ero1 and Pdi1 protein coding genes to be inserted in the present invention are introduced by a method of transformation into a recombinant Saccharomyces cerevisiae so that the vector containing these genes can produce hirudin.

한편, 바람직스럽게 상기 Ero1 및 Pdi1 유전자는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)로부터 클로닝 된 것이 좋다. On the other hand, preferably the Ero1 and Pdi1 gene is cloned from Saccharomyces cerevisiae ( Saccharomyces cerevisiae ).

또한, 바람직스럽게 상기 벡터는 제한효소에 의해 절단되어 선상의 형태로 히루딘을 생산할 수 있도록 재조합된 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)의 유전체 내 특정 위치로 삽입되는 것이 좋고, 더욱 바람직스럽게는 URA3 유전자 내로 상동적 재조합에 의해 도입되는 것이 좋다. In addition, the vector is preferably inserted into a specific position in the genome of Saccharomyces cerevisiae , which is cleaved by restriction enzymes to produce hirudin in a linear form, more preferably. Is preferably introduced by homologous recombination into the URA3 gene.

인테그레이션 방법에 의한 유전자 도입에 의해 배양 중 특정 유전자를 함유하는 벡터가 소실되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 환상형태로 숙주에 형질전환됐을 경우 과다 카피의 존재로 인해 균체에 부담을 주어 균체의 증식속도가 감소되는 현상을 방지할 수 있다.Gene introduction by an integration method can prevent the phenomenon that the vector containing a specific gene is lost during the culture. In addition, when the host is transformed into a cyclic form, the burden of the cells due to the presence of an excessive copy can be prevented from reducing the growth rate of the cells.

Ero1 및 Pdi1 유전자가 단독 또는 동시에 도입된 형질전환체 외부로 분비된 히루딘의 양을 측정한 결과, Ero1이나 Pdi1 중 하나만 과발현시킨 형질전환체의 경우에도 대조구에 비하여 히루딘의 생산량이 크게 증가하나, Ero1과 Pdi1를 동시에 과발현시킨 형질전환체는 통계적으로 유의적인 수준에서 히루딘 생산에 상호 시너지효과를 발휘하여 그 생산량을 현저히 증가시킨다. As a result of measuring the amount of hirudin secreted outside the transformants into which the Ero1 and Pdi1 genes were introduced alone or simultaneously, the yield of hirudin was significantly increased in the transformants overexpressing either Ero1 or Pdi1. In addition, transformants overexpressing Ero1 and Pdi1 simultaneously exerted mutual synergistic effects on hirudin production at a statistically significant level, significantly increasing their yield.

또한, 본 발명에서 형질전환체 내부에 존재하는 히루딘의 양을 히루딘 특이 결합 항체를 이용한 웨스턴블럿으로 측정한 결과, Ero1 및 Pdi1 단백질의 발현으로 인하여 세포 외로 분비되지 않고 세포 내에 축적되어 있는 히루딘의 양이 감소하는 것을 확인할 수 있고, 감소되는 양은 Ero1 및 Pdi1 단백질이 동시 발현됐을 경우 가장 크다.In addition, in the present invention, the amount of hirudin present inside the transformant was measured by Western blotting using a hirudin-specific binding antibody. As a result, the expression of Ero1 and Pdi1 proteins prevented the secretion of extracellular and accumulated in cells. It can be seen that the amount of rudin decreases, the largest decrease when the Ero1 and Pdi1 protein is co-expressed.

또한, 균주의 탄소원으로 이용되는 갈락토스를 공급하는 유가식 배양을 실시하여, 균체의 성장과 히루딘 생산성을 비교한 결과, 대조구 균주는 히루딘의 발현으로 인하여, 균주가 제대로 성장하지 못하므로, 갈락토스를 주입하는 유가식 배양공정이 거의 불가능하나(미도시), 본 발명의 Ero1 및 Pdi1 단백질이 동시 발현된 균주는 원활한 균체의 성장과 히루딘 생산 양상을 나타낸다(히루딘 최대 농도-1.1 g/L). 이는 최 등(Chi-Min Choi et al., Effects of medium composition on hirudin production in recombinant Saccharomyces cerevisiae, Biotechnology letters Volume 18 No. 10(October 1996) pp. 1129-1132)이 보고한 세포재순환 연속공정에서 얻은 최대 히루딘 농도인 460 mg/l를 약 2.4배 상회하는 값이다.In addition, a fed-batch culture supplying galactose used as the carbon source of the strain was performed, and as a result of comparing the growth of the cells and the production of hirudin, the control strain was unable to grow properly due to the expression of hirudin, so the galactose Although the fed-batch cultivation step of injecting the scavenger is almost impossible (not shown), the strains in which the Ero1 and Pdi1 proteins of the present invention are simultaneously expressed show smooth growth of cells and hirudin production (maximum concentration of hirudin-1.1 g / L). ). This was obtained from a continuous cell recycling process reported by Chi-Min Choi et al., Effects of medium composition on hirudin production in recombinant Saccharomyces cerevisiae, Biotechnology letters Volume 18 No. 10 (October 1996) pp. 1129-1132. It is about 2.4 times higher than the maximum hirudin concentration, 460 mg / l.

실시예1Example 1 : : 프로테인Protein 다이설파이드아이소머라아제1를Disulfide isomerase 1 코딩하는 유전자와  The gene that encodes 이알오1을I know 코딩하는 유전자가 도입된 재조합  Recombination with the gene encoding 사카로마이세스Saccharomyces 세레비지애( Serenity ( SaccharomycesSaccharomyces cerevisiae cerevisiae ) 2805를 이용한 히루딘 단백질의 생산Production of Hirudine Protein Using 2805

본 실시예에 효모 균주로 갈락토스에 의하여 발현이 유도되는 히루딘 발현 카세트를 염색체에 10카피 함유하고 있는 재조합 사카로 세레비지에 2805[Matα; pep4::HIS3 prb1 can1 his3 ura3 -52] (Kim et al. (2004) Appl. Micobiol. Biotechnol. 65: 259-262)를 사용하였다(Myoung-Dong Kim et al., Enhanced production of anticoagulant hirudin in recombinant Saccharomyces cerevisiae by chromosomal δ-integration, Journal of Biotechnology 85(2001) 41-48; Myoung-Dong Kim et al., Coexpression of BiP increased antithrombotic hirudin production in recombinant Saccharomyces cerevisiae, Journal of Biotechnology 101(2003) 81-87). In this Example, the recombinant saccharo cerevisiae 2805 [ Matα ; pep4 :: HIS3 prb1 can1 his3 ura3 -52 ] (Kim et al. (2004) Appl. Micobiol. Biotechnol. 65: 259-262) (Myoung-Dong Kim et al., Enhanced production of anticoagulant hirudin in recombinant Saccharomyces cerevisiae by chromosomal δ-integration, Journal of Biotechnology 85 (2001) 41-48; Myoung-Dong Kim et al., Coexpression of BiP increased antithrombotic hirudin production in recombinant Saccharomyces cerevisiae , Journal of Biotechnology 101 (2003) 81-87).

Ero1 및 Pdi1 단백질을 발현시키기 위한 벡터는, pESC-URA (Stratagene, La Jolla, USA)를 MunI 및 SnaBI으로 절단하여 획득한, 선형절편을 T4 DNA 리가아제를 이용하여 접합시킨 pMURA (5.9 kb)를 이용하였다. Ero1 및 Pdi1 단백질을 코딩하는 유전자는 유전자 은행(gene bank)에 보고된 염기서열을 근거로 하여, 사카로마이세스 세레비지에 2805염색체로부터 아래에 명시된 염기서열로 구성된 프라이머를 사용한 중합효소 연쇄반응을 이용하여 획득하였다. The vector for expressing the Ero1 and Pdi1 proteins was a pMURA (5.9 kb) in which a linear fragment obtained by cleaving pESC-URA (Stratagene, La Jolla, USA) with MunI and SnaBI was conjugated with T4 DNA ligase. Was used. Genes encoding Ero1 and Pdi1 proteins were subjected to polymerase chain reaction using a primer consisting of the base sequences specified below from the 2805 chromosome to Saccharomyces cerevisiae, based on the nucleotide sequences reported to the gene bank. Obtained using.

Ero1 단백질 코딩 유전자의 증폭을 위하여 두 개의 프라이머 즉, ERO1F(5'-CGCGGATCCCAGTAACGTGCAGGTAAAACATGA-3')와 ERO1R(5'-CCGCTCGAGTTATTGTATATCTAGCTTATAGGAAATA-3')를 사용하였고, Pdi1 단백질 코딩 유전자를 증폭하기 위해서 PDI1F(5'-ATAAGAATGCGGCCGCCATACATCTATCCCGTTATGAAG-3') 및 PDI1R(5'-GGACTAGTTTACAATTCATCGTGAATGGCATC-3')를 사용하였다. Two primers for the amplification of the gene encoding protein Ero1 i.e., ERO1F (5'-CGC GGATCC CAGTAACGTGCAGGTAAAACATGA -3 ') and ERO1R (5'-CC GCTCGAG TTATTGTATATCTAGCTTATAGGAAATA- 3' was used), Pdi1 to amplify the protein coding gene PDI1F (5'-ATAAGAAT GCGGCCGC CATACATCTATCCCGTTATGAAG-3 ') and PDI1R (5'-GG ACTAGT TTACAATTCATCGTGAATGGCATC-3') were used.

중합효소 연쇄반응을 통하여 획득한 Ero1 및 Pdi1 단백질 코딩 유전자는 각각 BamHI/XhoI 및 NotI/SpeI을 절단한 후, 동일한 제한효소로 절단된 pMURA벡터에 삽입하여 pMPDI1 (7.6 kb)및 pMERO1 (7.6 kb) 벡터를 완성하였다(도1 참고). 또한 BamHI/XhoI 제한효소로 절단된 Ero1 단백질 유전자를 pMPDI1 벡터에 삽입하여 pMPDERO1 (9.2 kb) 벡터를 제작하여, Ero1 및 Pdi1 단백질이 갈락토스에 의하여 동시에 발현이 유도되도록 고안하였다 (도1 참고). Ero1 and Pdi1 protein coding genes obtained through polymerase chain reaction were digested with Bam HI / Xho I and Not I / Spe I, respectively, and then inserted into pMURA vector digested with the same restriction enzymes, pMPDI1 (7.6 kb) and pMERO1. (7.6 kb) vector was completed (see FIG. 1). In addition, Ero1 protein gene digested with Bam HI / Xho I restriction enzyme was inserted into pMPDI1 vector to construct pMPDERO1 (9.2 kb) vector, and Ero1 and Pdi1 proteins were designed to be induced simultaneously by galactose (see FIG. 1). .

본 실시예에서 제작된 네 가지 벡터 즉, 대조구인 pMURA, 그리고 pMPDI1, pMERO1, pMPDERO1 벡터를 각각 XcmI 제한효소로 절단하여 선형화시킨 후, 리튬아세테이트 방법으로 형질전환하여, 갈락토스에 의하여 발현이 유도되는 Ero1 및 Pdi1 단백질 발현 카세트가 효모 염색체의 URA3 부위에 도입되도록 하였다. 형질전환체들은 유라실이 결핍된 제한배지에서 선별하였다.Four vectors prepared in this example, that is, the control pMURA, and the pMPDI1, pMERO1, and pMPDERO1 vectors were cut and linearized by Xcm I restriction enzymes, respectively, and transformed by lithium acetate method to induce expression by galactose. Ero1 and Pdi1 protein expression cassettes were allowed to be introduced at the URA3 site of the yeast chromosome. Transformants were selected in restriction media lacking uracil.

한편, 형질전환체의 외부로 분비된 히루딘의 양을 측정한 결과, 도2에 명시된 바와 같이 Ero1이나 Pdi1 중 하나만 과발현시킨 형질전환체의 경우(도2에서 Ero1을 첨가한 것은 정삼각형으로, Pdi1을 첨가한 것은 역삼각형으로 표시)에도 대조구(도2에서 원으로 표시)에 비하여 히루딘의 생산량이 크게 증가하나, Ero1과 Pdi1를 동시에 과발현시킨 형질전환체의 경우(도2에서 네모로 표시)에는 통계적으로 유의성 있게 균체성장과 히루딘 생산에 있어, 시너지효과가 있음을 확인할 수 있었다. Meanwhile, as a result of measuring the amount of hirudin secreted to the outside of the transformant, as shown in FIG. 2, in the case of the transformant overexpressing only one of Ero1 or Pdi1 (in FIG. 2, Ero1 is an equilateral triangle, Pdi1 The addition of is shown in the inverted triangle) significantly increased the production of hirudin compared to the control (circled in Figure 2), but in the case of transformants overexpressing Ero1 and Pdi1 at the same time (shown in square in Figure 2) Was found to have a synergistic effect on cell growth and hirudin production.

또한, 본 발명에서 제작한 형질전환체의 내부에 존재하는 히루딘의 양을 항체를 이용한 웨스턴블럿을 이용하여 측정한 결과, 도3(도3에서 "-는 해당 유전자가 삽입되지 않은 것이고, "+"는 해당 유전자가 삽입된 것임)에 나타난 바와 같이 Ero1 및 Pdi1 단백질의 동시 발현 형질전환체에서 세포 외로 분비되지 않고 세포 내에 축적되어 있는 히루딘의 양이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.In addition, as a result of measuring the amount of hirudin present in the transformant produced in the present invention using a Western blot using an antibody, Figure 3 ("-in Figure 3 is not inserted into the gene," + "Indicates that the gene is inserted), the co-expressing transformants of the Ero1 and Pdi1 proteins were confirmed to decrease the amount of hirudin accumulated in the cells without being secreted into the cells.

갈락토스에 의하여 발현이 유도되는 히루딘 발현 카세트를 염색체에 함유하는 재조합 효모에 대조구 벡터인 pMURA 벡터로 형질전환된 균주, 본 발명에서 제작된 pMPDERO1 벡터를 함유하는 균주로부터 히루딘 발현을 유도하고, 균주의 탄소원으로 이용되는 갈락토스를 공급하는 유가식 배양을 실시하였다. 그 결과, 대조구 균주는 히루딘의 발현으로 인하여, 균주가 제대로 성장하지 못하여, 갈락토스를 주입하는 유가식 배양공정이 거의 불가능하였고(미도시), 본 발명의 Ero1 및 Pdi1 단백질의 동시 발현 균주는 원활한 균체의 성장과 히루딘 생산 양상을 나타냄을 확인할 수 있었다(히루딘의 최대 농도 1.1 g/L, 도4 참조). Induces hirudin expression from a strain transformed with a pMURA vector, which is a control vector, to a recombinant yeast containing a Hirudine expression cassette on the chromosome, the expression of which is induced by galactose, and a strain containing the pMPDERO1 vector produced in the present invention. Fed-batch culture was performed to supply galactose used as the carbon source. As a result, the control strain was unable to grow properly due to the expression of hirudin, and the fed-batch culture process of injecting galactose was almost impossible (not shown), and co-expressing strains of the Ero1 and Pdi1 proteins of the present invention were smooth. It was confirmed that the growth of cells and the hirudin production pattern (maximum concentration of hirudin 1.1 g / L, see Figure 4).

이상, 상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 Ero1과 Pdi1의 동시 발현 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)는 히루딘의 생산량을 현저히 증가시키므로 생물산업에 있어 매우 유용한 것이다. As described above, Saccharomyces cerevisiae co-expression of Ero1 and Pdi1 of the present invention is very useful in the biological industry because it significantly increases the production of hirudin.

Claims (6)

히루딘 단백질을 코딩하는 유전자로 형질전환된 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)에 프로테인 다이설파이드아이소머라아제1를 코딩하는 유전자 및 이알오1을 코딩하는 유전자가 동시 도입된 것을 특징으로 하는 재조합 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae). Saccharomyces cerevisiae transformed with a gene encoding a hirudin protein is characterized by the simultaneous introduction of a gene encoding protein disulfide isomerase 1 and a gene encoding Ialo1 Recombinant Saccharomyces cerevisiae ). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 프로테인다이설파이드아이소머라아제1 및 이알오1은 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)에서 클로닝한 것을 특징으로 하는 재조합 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae).The protein disulfide iso-epimerase first and yial O 1 is saccharide as MY process three Levy jiae (Saccharomyces cerevisiae) a recombinant Saccharomyces My process three Levy jiae (Saccharomyces cerevisiae) in which characterized in that in the cloning. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 재조합 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)는 갈락토스에 의하여 발현이 유도되는 히루딘 발현 카세트를 염색체에 10카피 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 재조합 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae). The recombinant Saccharomyces cerevisiae ( Saccharomyces cerevisiae ) is a recombinant Saccharomyces cerevisiae ( Saccharomyces cerevisiae ), characterized in that it contains 10 copies of the Hirudine expression cassette induced expression by galactose on the chromosome. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프로테인다이설파이드아이소머라아제1를 코딩하는 유전자와 이알오1을 코딩하는 유전자는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)의 유전체 내 특정 유전자 위치에 삽입된 것을 특징으로 하는 재조합 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae).Recombinant Saccharomyces, characterized in that the gene encoding the proteinase sulfide isomerase 1 and the gene encoding Ialoh1 is inserted at a specific gene position in the genome of Saccharomyces cerevisiae ( Saccharomyces cerevisiae ). Saccharomyces cerevisiae . 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 프로테인다이설파이드아이소머라아제1를 코딩하는 유전자와 이알오1을 코딩하는 유전자가 삽입된 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)의 유전체 내 특정 유전자는 URA3 유전자인 것을 특징으로 하는 재조합 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae).A specific gene in the genome of Saccharomyces cerevisiae into which the gene encoding the protein disulfide isomerase 1 and the gene encoding IALO 1 is inserted is a URA3 gene. Saccharomyces cerevisiae . 제1항의 재조합 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)를 이용하는 것을 특징으로 하는 히루딘 단백질의 생산방법.Method for producing a hirudin protein, characterized in that using the recombinant Saccharomyces cerevisiae of claim 1.
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