KR100827362B1 - - A Novel Limonoid UDP-glucosyltransferase and Method for Preparing the Same - Google Patents

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Abstract

A novel limonoid UDP(uracil diphosphate)-glucosyltransferase is provided to remove bitter taste of limonoid while maintaining its physiological activity by converting limonoid into limonin glucoside, so that the enzyme is useful for preparing processed tangerine products having no bitter taste. A novel limonoid UDP-glucosyltransferase has the amino acid sequence of SEQ ID NO:1. A gene encoding the limonoid UDP-glucosyltransferase has the nucleotide sequence of SEQ ID NO:2. A method for producing the limonoid UDP-glucosyltransferase comprises the steps of: preparing a recombinant vector containing the limonoid UDP-glucosyltransferase gene; transforming a host cell selected from insect cell, bacteria, yeast and fungi with the recombinant vector to obtain a transformed microorganism; and culturing the transformed microorganism. A method for highly expressing the limonoid UDP-glucosyltransferase gene comprises the steps of: (a) transducing Escherichia coli with the recombinant vector containing the limonoid UDP-glucosyltransferase gene to produce a recombinant vector containing the limonoid UDP-glucosyltransferase gene; (b) transfecting the cloning vector to an insect cell such as Spodoptera frugiperda(Sf9) by using lipofectamine; and (c) culturing the transfected insect cell, and isolating and purifying the limonoid UDP-glucosyltransferase.

Description

신규 리모노이드 UDP-당전이효소 및 그 제조방법 {A Novel Limonoid UDP-glucosyltransferase and Method for Preparing the Same} Novel Limonoid UDP-glucosyltransferase and Method for Preparing the Same

도 1은 trizol 방법을 이용하여 시기별로 얻은 당유자 조직의 total RNA를 각각 분리한 전기영동 사진이다.Figure 1 is an electrophoresis picture of each of the total RNA of the sugar-containing tissue obtained by time using the trizol method.

도 2는 다양한 RT-PCR 조건으로 증폭시킨 당유자 유래 LUGT 추정 유전자를 전기영동한 결과를 나타낸 전기영동 사진으로, a는 꽃, b는 미성숙과 및 C는 성숙과를 나타낸다. Figure 2 is an electrophoresis picture showing the results of electrophoresis of the glucose-derived LUGT putative gene amplified under various RT-PCR conditions, a is a flower, b is immature fruit and C is mature fruit.

도 3은 sequencing된 LUGT 추정 유전자의 amino acid를 NCBI의 multiple alignments program(clustal W program)을 이용하여, 다른 식물의 UDP-glucosyltransferase와의 phylogenetic tree를 그린 것이다.Figure 3 shows the phylogenetic tree of sequencing LUGT putative gene with UDP-glucosyltransferase of another plant using NCBI's multiple alignments program (clustal W program).

도 4는 당유자 유래 amino acid sequence와 다른 Citrus 속의 amino acid sequence를 multiple alignments program(clustal W program)을 이용하여 비교한 것이다.4 is a comparison of sugar-derived amino acid sequence and amino acid sequence of other Citrus using multiple alignments program (clustal W program).

도 5는 발현 조건을 달리하여 당유자 유래 LUGT를 E.coli에서 발현시킨 결과를 나타낸 전기영동 사진이다.Figure 5 is an electrophoresis picture showing the results of the expression of sugar-derived LUGT in E. coli by changing the expression conditions.

도 6은 본 발명의 곤충세포를 이용한 baculovirus expression system 구축 방법을 설명한 그림이다.6 is a diagram illustrating a method for constructing a baculovirus expression system using insect cells of the present invention.

도 7은 당유자 유래 LUGT 단백질의 최적 발현 시기를 알아보기 위하여, 세포 농도를 일정하게 유지하면서 bacmid DNA를 감염시킨 다음, 2일째부터 cell들을 획득하고, RT-PCR을 수행한 후 mRNA의 발현양을 나타낸 그래프이다.Figure 7 In order to determine the optimal expression time of sugar-derived LUGT protein, after infecting bacmid DNA while maintaining a constant cell concentration, cells are obtained from day 2, and the expression amount of mRNA after RT-PCR This is a graph.

도 8은 E. coli 및 Sf9에서 수득한 LUGT 단백질을 나타낸 전기영동 사진으로, (a)는 E. coli에서 수득한 LUGT 단백질을 나타내며, (b)는 Sf9에서 수득한 LUGT 단백질을 나타낸다. Figure 8 is an electrophoresis picture showing the LUGT protein obtained from E. coli and Sf9, (a) shows the LUGT protein obtained from E. coli , (b) shows the LUGT protein obtained from Sf9.

도 9는 당유자 유래 LUGT의 발현 여부를 알기 위하여 anti-LUGT polyclonal antibody를 이용하여 western blot한 결과를 나타낸 사진으로, (a)는 E.coli에서 발현되는 LUGT, (b)는 Sf9에 발현시킨 LUGT를 나타내는 것으로, 1은 negative control로 LUGT유전자가 들어 있지 않은 E. coli와 Sf9 세포분쇄물을 나타내고, 2는 LUGT유전자가 들어 있는 E. coli와 Sf9 세포분쇄물, 3은 C-말단기에 6x His 꼬리를 지닌 LUGT를 E. coli와 Sf9에서 발현시킨 다음, Ni-NTA column을 이용하여 분리한 LUGT를 나타낸다. Figure 9 is a photograph showing the result of western blot using anti-LUGT polyclonal antibody in order to know whether the expression of sugar-derived LUGT, (a) is LUGT expressed in E. coli , (b) is expressed in Sf9 LUGT, where 1 is negative control E. coli and Sf9 cell disruption containing the LUGT gene, 2 is E. coli and Sf9 cell disruption containing the LUGT gene, 3 is the C-terminal LUGT with 6x His tail was expressed in E. coli and Sf9, and the LUGT isolated using Ni-NTA column is shown.

도 10은 당유자 부위별 LUGT 발현 양상을 비교한 결과로, 그림의 하단은 추출한 효소 단백질의 전기영동 사진이고, 상단의 음영처리된 부분은 LUGT로 추정되는 부분의 western blot 사진으로, 1은 꽃을 2는 잎을 3은 미성숙 당유자 시료를 사용한 것이다. 10 is a result of comparing the LUGT expression pattern by sugar-glucose region, the lower part of the figure is an electrophoretic picture of the extracted enzyme protein, the shaded part of the upper part is a western blot picture of the part estimated as LUGT, 1 is a flower 2 uses leaves and 3 uses immature sugar sample.

도 11은 10월부터 2월달까지 1달 간격으로 당유자 과실 시료를 채취하여 냉장보관하면서 효소 추출 후 각 시기별 LUGT의 발현 양상을 비교한 결과로, 그림의 하단은 추출한 효소 단백질의 전기영동 사진이고, 상단의 음영처리된 부분은 LUGT로 추정되는 부분의 western blot 사진으로, 1은 10월, 2는 11월, 3은 12월, 4는 1월 수확한 당유자 시료를 사용한 것이다. 11 is a result of comparing the expression patterns of LUGT for each time period after extracting the sugar-dried fruit samples collected during one month interval from October to February, and refrigerated, electrophoresis of the extracted enzyme protein at the bottom of the figure The shaded part of the upper part is a western blot picture of the part which is assumed to be LUGT, 1 is October, 2 is November, 3 is December, and 4 is sugar sugar sample harvested in January.

도 12는 당유자 과실의 부위별 LUGT유전자 발현양을 RT-PCR을 수행하여 비교한 DNA 전기영동 사진이다. GAPDH는 internal control로 동일한 양의 total RNA를 사용해서 RT-PCR을 수행한 것을 나타낸다.Figure 12 is a DNA electrophoresis picture comparing the expression of LUGT gene expression by site of sugar-fruit fruit by RT-PCR. GAPDH indicates that RT-PCR was performed using the same amount of total RNA as an internal control.

도 13은 과실의 성숙시기별 LUGT유전자 발현양을 RT-PCR을 수행하여 비교한 DNA전기영동 사진이다. GAPDH는 internal control로 동일한 양의 total RNA를 사용해서 RT-PCR을 수행한 것을 나타낸다.Figure 13 is a DNA electrophoresis picture comparing the expression of LUGT gene expression according to maturity of fruit by performing RT-PCR. GAPDH indicates that RT-PCR was performed using the same amount of total RNA as an internal control.

도 14a 내지 도 14c는, HPLC를 이용하여 E.coli와 Sf9에서 발현된 LUGT의 효소 활성을 비교한 그래프로, 도 14a는 limonin glucoside 표준품을 나타낸 것이고, 도 14b는 E. coli에서 분리 정제된 재조합 LUGT를, 도 14c는 Sf9에서 분리 정제된 재조합 LUGT를 이용하여 효소 반응 후 반응산물을 분석한 결과를 나타낸 것이다. Figure 14a to 14c is a graph comparing the enzyme activity of LUGT expressed in E. coli and Sf9 using HPLC, Figure 14a shows a limonin glucoside standard, Figure 14b is a recombinant purified from E. coli LUGT, FIG. 14C shows the result of analyzing the reaction product after enzymatic reaction using recombinant LUGT separated and purified from Sf9.

도 15는 Sf9에서 분리 정제된 재조합 LUGT를 UDP-glucose 농도를 다르게 하여 효소 반응 시킨 결과를 나타내는 그래프이다.  15 is a graph showing the result of enzymatic reaction of recombinant LUGT isolated and purified at Sf9 with different UDP-glucose concentrations.

도 16은 E. coli와 Sf9에서 분리정제된 재조합 LUGT의 효율을 비교한 그래프이다.16 is a graph comparing the efficiency of recombinant LUGT isolated and purified from E. coli and Sf9.

본 발명은 신규 리모노이드 UDP-당전이효소(limonoid UDP-glucosyltransferase, LUGT), 상기 효소를 코딩하는 유전자 및 상기 유전자로 형질전환된 곤충세포를 이용한 LUGT의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing LUGT using a novel limonoid UDP-glucosyltransferase (LUGT), a gene encoding the enzyme and insect cells transformed with the gene.

감귤은 항암, 항산화 및 고혈압 예방 기능이 있는 기능성 성분을 보유하고 있어 고부가가치산업으로의 발전 가능성이 매우 높으며, 특히 미숙과나 재래감귤은 항암 효능과 심혈관질환예방 효능을 지닌 리모노이드(limonoid)류와 나리진 등의 생리 활성 성분을 상당량 함유하고 있어 기능성 소재로서 개발 가능성이 크다. Citrus fruits have functional ingredients with anti-cancer, antioxidant and anti-hypertensive properties, which are highly likely to develop into high value-added industries. Especially, immature fruits and traditional citrus fruits have limonoids that have anti-cancer and cardiovascular disease prevention effects. It contains significant amounts of physiologically active ingredients such as narazine and is highly likely to be developed as a functional material.

리모노이드에 대한 연구는 오래전부터 연구자들이 주스 산업에 역효과를 갖는 귤의 쓴맛을 내는 요인을 밝혀내면서 시작되었으며, 리모노이드라는 용어는 귤의 쓴맛을 내는 주요 성분에서 기인한 최초의 테트라노르트리테르페노이드(tetranortriterpenoid)인 리모닌에서 유래하였다. 이 그룹에 속하는 화합물들은 곤충에 대한 살충활성, 섭식저해 및 생장조절뿐만 아니라 항균, 항진균, 항말라리아, 항암, 항바이러스 및 인간에 대한 수많은 약리활성과 같은 다양한 생물활성을 갖고 있다. 비록 수백 개의 리모노이드들이 다양한 식물체들에서 분리되었지만, 식물계에서의 이들의 존재는 운향목에 속하는 식물들에만 한정되어 나타나고 또한 멀구슬나무과와 운향과에 더 풍부하게 존재하며, Cneoraceae과와 소태나무과의 Harrisonia sp.에서는 거의 발견되지 않는다. The study of limonoids began a long time ago when researchers identified the factors that caused the bitter taste of tangerine, which had an adverse effect on the juice industry, and the term limonoid was the first tetranortriterpene originating from the main ingredient that makes tangerine bitter. It is derived from limonin, a nodoid (tetranortriterpenoid). Compounds belonging to this group have various biological activities such as insecticidal activity against insects, inhibition of feeding and growth regulation, as well as antibacterial, antifungal, antimalarial, anticancer, antiviral and numerous pharmacological activities against humans. Although hundreds of limonoids have been isolated from various plants, their presence in the plant family is limited to plants belonging to the cedar, and also more abundant in the mulberry family and the family of cedars. It is rarely found in Harrisonia sp.

감귤류의 과일에는 상당량의 리모노이드 화합물들이 존재하며 이 화합물들의 정량분석은 HPLC등에 의해 연구되어왔다. 리모노이드 화합물은 이차 대사산물이며, triterpene 유도체로서 주로 성숙한 과일이나 씨앗 중에 존재하는데 38개의 리모노이드 aglycone, 즉 23개의 neutral limonoid와 15개의 acidic limonoid가 분리되었고, 최근에는 36개의 aglycone과 20개의 glucoside 형태의 리모노이드가 분리되었다. 이들 리모노이드 화합물은 실제로 감귤류 내에서 aglycone 형태나 glucoside 형태로 존재하는데, 가장 많이 존재하는 것은 limonin과 nomilin으로 알려져 있고 특히 감귤류의 씨앗은 이들 리모노이드 화합물이 매우 풍부하게 함유되어있는 것으로 알려져 있다. 또한, 과실이 성숙해가면서 aglycone 형태보다 glucoside 형태가 많아지는 것으로 보고되고 있다 (Ruberto, G. et al., J. Agric. Food Chem., 50: 6766, 2002).Citrus fruits contain significant amounts of limonoid compounds, and their quantitative analysis has been studied by HPLC. The limonoid compound is a secondary metabolite and is a triterpene derivative, which is present mainly in mature fruit or seeds. 38 limonoid aglycones, 23 neutral limonoids and 15 acidic limonoids, have recently been identified as 36 aglycones and 20 glucoside forms. Limonoids were isolated. These limonoid compounds are actually present in aglycone or glucoside form in citrus fruits, the most common being known as limonin and nomilin, and especially citrus seeds are known to be very rich in these limonoid compounds. In addition, as the fruit matures, more glucoside forms are reported than aglycone forms (Ruberto, G. et al. , J. Agric. Food Chem ., 50: 6766, 2002).

리모노이드는 4,4,8-trimethyl-17-furanylsteroid 골격이 있는 전구체를 함유하고 있거나 또는 이에서 유래한 모핵 구조로 되어 있는 강하게 산화되어 변형된 터피노이드(terpenoid)들이다. 자연계에서 발견되는 모든 귤 속 리모노이드들은 D-고리 17번 탄소에 부착된 퓨란 고리를 갖고 있을 뿐만 아니라 3번, 4번, 7번, 16번 및 17번 탄소에 기능성 그룹들을 포함하고 있는 산소를 함유하고 있다. 운향과에서 발견된 리모노이들의 구조적인 변이는 멀구슬나무과에서 보다 덜하며 유전적으로 A와 B 고리들의 변형에만 국한되어 있다. 멀구슬나무과의 리모노이드들은 모핵 리모노이드 구조물에서 나타나는 상당히 높은 산화와 구조를 갖고 있는 보다 복잡한 구조를 취하고 있다. Limonoids are strongly oxidized and modified terpenoids that contain precursors with or derived from a 4,4,8-trimethyl-17-furanylsteroid backbone. All of the citrus limonoids found in nature not only have a furan ring attached to the D-ring 17 carbon, but also oxygen containing functional groups on carbon 3, 4, 7, 16 and 17. It contains. The structural variation of limonoids found in the Rheumno family is less than that of the mulberry family and is genetically limited only to modifications of the A and B rings. Limonoids of the mulberry family have a more complex structure with significantly higher oxidation and structure found in the parental limonoid structure.

감귤류의 리모노이드 화합물의 생리활성효과도 많은 연구가 진행되고 있는 데, 감귤류 리모노이드 화합물 특히 limonin과 nomilin이 위암, 폐암 및 피부암 등을 억제한다는 연구결과도 발표되고 있다 (Miller, E.G. et al., Carcinogenesis 10:1535). Many studies have also been conducted on the physiological activity of citrus limonoid compounds. Citrus limonoid compounds, especially limonin and nomilin, have been shown to inhibit gastric cancer, lung cancer and skin cancer (Miller, EG et al. , Carcinogenesis 10: 1535).

상기와 같은, 리모노이드는 감귤의 외과피와 내과피에 다량 함유되어 있는 생리활성 성분으로서, 인라인 착즙 방법에 의한 감귤 주스 제조시 주스 중에 혼입되어 감귤 가공제품의 강한 쓴맛을 나타내는 원인 물질로서 소비자 기호에 문제가 되고 있다 (Hasegawa, S. et al., Phytochemistry, 28:1717).As described above, limonoid is a physiologically active ingredient contained in a large amount of the tangerine's surgical and internal skins, and is a cause substance that is incorporated in juice during the production of citrus juice by the in-line juice method and exhibits a strong bitter taste of the citrus processed product. (Hasegawa, S. et al. , Phytochemistry , 28: 1717).

고품질ㆍ기능성 감귤 가공 제품을 개발하기 위해서는 감귤 주스의 고품질화가 우선적으로 해결되어야 하는데, 감귤 주스의 고품질화를 위해서는 감귤의 수확시기를 조절하거나, 소비자의 기호에 알맞도록 감산의 쓴맛 성분을 제거할 수 있는 기술 개발이 중요하다. In order to develop high quality and functional citrus processed products, the quality of citrus juice should be solved first.In order to improve the quality of citrus juice, it is possible to adjust the harvest time of citrus fruits or to remove the bitter components of the citrus fruit to suit the taste of consumers. Technology development is important.

본 발명의 LUGT(limonoid UDP-glucosyltransferase) 유전자의 고발현 방법에 대한 연구 및 개발에 앞서, 당유자 주스 쓴맛 제거에 대한 시장 니즈를 선행 조사하였다. Prior to the research and development of the high expression method of the limonoid UDP-glucosyltransferase (LUGT) gene of the present invention, the market need for sugar bitter juice bitter taste was previously investigated.

삼성홈플러스 전국 17개 점포(제주도 지역 특산물전 행사)에서 당유자차 시음고객 중 300명에 대해 쓴맛의 정도와 선호도를 조사하였다. 즉, 제주 당유자차가 갖는 고급이미지를 활용하여 할인점에서 지역 전통 식품을 판매하는 상설매장 및 전문적으로 차류를 취급하는 매장에서 제주의 멋과 제주 당유자차의 맛을 느낄 수 있는 품질을 개선하여 시장진입을 시도하며, 또한 양질의 원재료를 확보하여 품질향상을 도모할 목적으로 마켓 테스트 및 시음 판매를 실시하였다 (표 1). At 17 Samsung Homeplus stores nationwide (Jeju-do Specialty Products Exhibition), 300 people were tasted for their taste and preference. In other words, by utilizing the high-quality image of Jeju Dangyuja Tea, the shops that sell local traditional foods at discount stores and the stores that specialize in tea are improved the quality of Jeju and the quality of Jeju Dangyuja Tea. In addition, market tests and tasting sales were conducted to secure quality raw materials and to improve quality (Table 1).

그 결과, 표 1에 나타난 바와 같이, 약 73%의 소비자들이 당유자차가 기침ㆍ감기에 효능이 있다고 알고 있었으나, 약 83%의 소비자들이 당유자차에 쓴맛이 있다고 응답했고, 약 91%의 소비자들이 당유자차의 쓴맛을 선호하지 않는다고 응답했다. 즉, 제주 당유자차는 맛과 향이 강하면서 기침, 감기 등 건강 기능식품으로는 우수한 평가를 했으나, 당유자차 특유의 쓴맛 때문에 소비자들이 구매하는데 부담을 느낀다고 했다. As a result, as shown in Table 1, about 73% of consumers knew that sugar-free tea was effective for coughing and colding, but about 83% of consumers answered that bittersweet tea had a bitter taste, and about 91% of consumers Respondents did not prefer the bitter taste of sugar yuja tea. In other words, Jeju's Dangyuja tea had a strong taste and aroma, and it was excellent for health functional foods such as cough and cold, but it was said that consumers were burdened with purchasing because of the bitter taste peculiar to Dangyuja tea.

조사 대상Survey target 기간term 설문내용Survey Content 매우 그렇다it really is 대체로 그렇다In general 조금 그렇다A little bit 그렇지 않다Not like that 삼성 홈플러스 고객 300명300 Samsung Homeplus customers 2005.04.20~ 2005.04.252005.04.20 ~ 2005.04.25 당유자차에 쓴맛이 있다It has bitterness in sugar yucha tea 31% (93명)31% (93 people) 31.7% (95명)31.7% (95 people) 20.7% (62명)20.7% (62 people) 16.6% (50명)16.6% (50 people) 당유자차의 쓴맛을 선호하지 않는다.Does not prefer the bitter taste of sugar yuja tea. 32.7% (98명)32.7% (98 people) 35% (105명)35% (105 people) 23.3% (70명)23.3% (70 people) 9% (27명)9% (27 people) 당유자차의 쓴맛이 기침ㆍ감기에 좋다고 알고 있다I know that the bitterness of sugar yuja tea is good for coughing and colding. 12% (36명)12% (36 people) 28% (84명)28% (84 people) 32.7% (98명)32.7% (98 people) 27.3% (82명)27.3% (82 people)

상기 당유자 주스 쓴맛 제거에 대한 시장 니즈 선행 조사 결과, 당유자차 특유의 쓴맛을 제거하는 것이 재래 감귤을 이용하여 고품질ㆍ기능성 당유자 가공품을 제조하는데 선행된다는 것을 알 수 있었다.As a result of prior market research on removing sugar bitter juice bitterness, it was found that removing bitter taste peculiar to sugar citron tea is preceded by manufacturing high quality functional sugar sugar processed products using conventional citrus fruits.

따라서, 당업계에서는 상기와 같이 다양한 생리활성을 지닌 리모닌을 함유하는 고품질ㆍ기능성 당유자 가공품을 제조함에 있어서 LUGT의 분리 및 개발이 절실하게 요구되고 있는 상황이다.Therefore, there is an urgent need in the art for the isolation and development of LUGT in the manufacture of high-quality and functional sugar-containing processed products containing limonine having various physiological activities as described above.

이에 본 발명자들은 리모노이드의 생리활성은 그대로 유지하면서, 쓴맛이 제거된 리모닌 배당체로 전환시키는 신규 리모노이드 UDP-당전달 효소(LUGT)를 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 당유자에서 신규 리모노이드 UDP-당전달 효소를 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, the present inventors have made intensive efforts to develop a novel limonoid UDP-glycotransferase (LUGT) which converts the bitter taste-free limonin glycoside while maintaining the physiological activity of the limonoid as it is. A sugar transfer enzyme was discovered and the present invention was completed.

결국 본 발명의 주된 목적은 당유자 유래 신규 효소 및 그 유전자를 제공하는데 있다. After all, the main object of the present invention is to provide a sugar-derived novel enzyme and its gene.

본 발명의 다른 목적은 상기 유전자를 함유하는 재조합 벡터 및 상기 재조합 벡터로 형질전환된 미생물을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a recombinant vector containing the gene and a microorganism transformed with the recombinant vector.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 형질전환된 미생물을 배양하는 것을 특징으로 하는 리모노이드 UDP-당전이효소(limonoid UDP-glucosyltransferase, LUGT)의 제조방법을 제공하는데 있다. Still another object of the present invention is to provide a method for preparing limonoid UDP-glucosyltransferase (LUGT), which comprises culturing the transformed microorganism.

본 발명은, 일 관점에서, 서열번호 1의 아미노산 서열을 가지는 당유자 유래 신규 리모노이드 UDP-당전이효소(limonoid UDP-glucosyltransferase, LUGT) 및 이를 코딩하는 유전자에 관한 것이다. 상기 유전자는 서열번호 2의 염기서열을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다. The present invention, in one aspect, relates to a sugar-containing novel limonoid UDP-glucosyltransferase (LUGT) having a amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and a gene encoding the same. The gene may be characterized by having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.

본 발명에서는 제주 특산에서 생육중인 당유자를 시기별로 채취하고, 이로부터 total RNA를 각각 분리한 다음, 증폭하여 당유자 유래 LUGT 추정 유전자를 수득하고, 그 서열을 규명하였다. 상기 규명된 유전자의 서열을 다른 Citrus 속과 비교 한 결과, 신규 리모노이드 UDP-당전이효소를 코딩하는 LUGT 유전자임을 확인하였다. In the present invention, the sugar lactose growing in Jeju specialty was collected at each time, total RNA was isolated from each of them, and then amplified by obtaining a sugar-derived LUGT putative gene, and the sequence thereof was identified. Comparing the sequence of the gene identified above with other Citrus genus, it was confirmed that it is a LUGT gene encoding a new limonoid UDP-glycotransferase.

리모노이드 UDP-당전이효소는 위암, 폐암 및 피부암 등의 억제 효과가 있고, 당유자에서 쓴맛을 내는 리모노이드(limonoid) 화합물을 리모닌-글루코사이드(limonin-glucoside)로 전환하는 효소로, 당유자를 이용하여 고품질ㆍ기능성 당유자 가공품을 제조하는데 사용될 수 있다. The limonoid UDP-glycotransferase has an inhibitory effect on gastric cancer, lung cancer, and skin cancer, and is an enzyme that converts a limonoid compound, which has a bitter taste in sugar milk, to limonin-glucoside. It can be used to manufacture high quality functional sugar citrus processed products.

본 발명은, 다른 관점에서, 상기 리모노이드 UDP-당전이효소(limonoid UDP-glucosyltransferase, LUGT)를 코딩하는 유전자를 함유하는 재조합벡터, 상기 재조합 벡터를 곤충세포, 박테리아, 효모 및 곰팡이로 구성된 군에서 선택된 숙주세포에 도입하여 수득되는 형질전환된 미생물 및 상기 형질전환된 미생물을 배양하는 것을 특징으로 하는 리모노이드 UDP-당전이효소(limonoid UDP-glucosyltransferase, LUGT)의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 있어서, 상기 숙주세포는 곤충세포인 것이 바람직하고, 상기 곤충세포는 Sf9 세포인 것을 특징으로 할 수 있다. In another aspect, the present invention, a recombinant vector containing a gene encoding the limonoid UDP-glucosyltransferase (LUGT), the recombinant vector in the group consisting of insect cells, bacteria, yeast and fungi Provided is a method for producing a transformed microorganism obtained by introducing into a selected host cell and a limonoid UDP-glucosyltransferase (LUGT) characterized by culturing the transformed microorganism. In the present invention, the host cell is preferably an insect cell, the insect cell may be characterized in that the Sf9 cells.

본 발명에서, "벡터(vector)"는 적합한 숙주 내에서 DNA를 발현시킬 수 있는 적합한 조절 서열에 작동가능하게 연결된 DNA 서열을 함유하는 DNA 제조물을 의미한다. 벡터는 바이러스 벡터, 플라스미드, 파지 입자, 또는 간단하게 잠재적 게놈 삽입물일 수 있다. 적당한 숙주로 형질도입 되면, 벡터는 숙주 게놈과 무관하게 복제하고 기능할 수 있거나, 또는 일부 경우에 게놈 그 자체에 통합될 수 있다. 플라스미드가 현재 벡터의 가장 통상적으로 사용되는 형태이므로, 본 발명의 명세서에 서 "플라스미드(plasmid)" 및 "벡터(vector)"는 때로 상호 교환적으로 사용된다. 본 발명의 목적상, 플라스미드 벡터를 이용하는게 바람직하다. 이러한 목적에 사용될 수 있는 전형적인 플라스미드 벡터는 (a) 숙주세포 당 수백 개의 플라스미드 벡터를 포함하도록 복제가 효율적으로 이루어지도록 하는 복제 개시점, (b) 플라스미드 벡터로 형질전환된 숙주세포가 선발될 수 있도록 하는 항생제 내성 유전자 및 (c) 외래 DNA 절편이 삽입될 수 있는 제한효소 절단부위를 포함하는 구조를 지니고 있다. 적절한 제한효소 절단부위가 존재하지 않을지라도, 통상의 방법에 따른 합성 올리고뉴클레오타이드 어댑터(oligonucleotide adaptor) 또는 링커(linker)를 사용하면 벡터와 외래 DNA를 용이하게 라이게이션(ligation)할 수 있다. In the present invention, "vector" refers to a DNA preparation containing a DNA sequence operably linked to a suitable regulatory sequence capable of expressing DNA in a suitable host. The vector may be a viral vector, plasmid, phage particle, or simply a potential genomic insert. Once transduced into a suitable host, the vector can replicate and function independently of the host genome, or in some cases can be integrated into the genome itself. Since plasmids are the most commonly used form of current vectors, "plasmid" and "vector" are sometimes used interchangeably in the present specification. For the purposes of the present invention, it is preferred to use plasmid vectors. Typical plasmid vectors that can be used for this purpose include (a) a replication initiation point that allows for efficient replication to include hundreds of plasmid vectors per host cell, and (b) host cells transformed with the plasmid vector. It has a structure comprising an antibiotic resistance gene and (c) a restriction enzyme cleavage site into which foreign DNA fragments can be inserted. Although no appropriate restriction enzyme cleavage site is present, the use of synthetic oligonucleotide adapters or linkers according to conventional methods facilitates ligation of the vector and foreign DNA.

본 발명에서 곤충세포의 형질전환에 특히 유용한 벡터는 바이러스 벡터이다. 상기 바이러스 벡터로는 배큘로바이러스, 아데노바이러스, 레트로바이러스 및 아데노-부속 바이러스로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나가 사용될 수 있으나, 본 발명에서 선호되는 벡터는 배큘로바이러스 벡터이다. Particularly useful vectors for the transformation of insect cells in the present invention are viral vectors. The viral vector may be any one selected from the group consisting of baculovirus, adenovirus, retrovirus and adeno-associated virus, but the preferred vector in the present invention is a baculovirus vector.

라이게이션 후에, 벡터는 적절한 숙주세포로 형질전환 되어야 한다. 본 발명에 있어서, 선호되는 숙주세포는 곤충세포이고, 적합한 곤충세포는 Sf9 이다. 또한, 숙주세포로 원핵세포가 사용될 수 있는데, 상기 원핵세포에는 E. coli DH5α, E. col JM101, E. coli K12, E. coli W3110, E. coli X1776, E. coli XL-1Blue(Stratagene), E. coli B, E. coli B21 등을 포함한다. 그러나 FMB101, NM522, NM538 및 NM539와 같은 E. coli 균주 및 다른 원핵생물의 종(speices) 및 속(genera) 등이 또한 사용될 수 있다. 전술한 E. coli에 덧붙여, 아그로박테리움 A4와 같은 아그로박테리움 속 균주, 바실루스 섭틸리스(Bacillus subtilis)와 같은 바실리(bacilli), 살모넬라 타이피뮤리움(Salmonella typhimurium) 또는 세라티아 마르게센스(Serratia marcescens)와 같은 또 다른 장내세균 및 다양한 슈도모나스(Pseudomonas) 속 균주가 숙주세포로서 이용될 수 있다.After ligation, the vector should be transformed into the appropriate host cell. In the present invention, preferred host cells are insect cells, and suitable insect cells are Sf9. In addition, prokaryotic cells may be used as host cells, which include E. coli DH5α, E. col JM101, E. coli K12, E. coli W3110, E. coli X1776, and E. coli XL-1Blue (Stratagene). , E. coli B, E. coli B21 and the like. However, E. coli strains such as FMB101, NM522, NM538 and NM539 and other prokaryotic species and genera may also be used. In addition to the aforementioned E. coli , strains of the genus Agrobacterium, such as Agrobacterium A4, bacilli , such as Bacillus subtilis , Salmonella typhimurium or Serratia marghesen another variety of enteric bacteria and Pseudomonas (Pseudomonas) in strains such as marcescens) may be used as host cells.

한편, 본 발명에 따른 LUGT를 재조합 곤충세포에서 발현시킨 경우, E. coli에서 발현시킨 경우보다 상기 LUGT의 효율이 약 10배 정도 높게 나타났다.On the other hand, when the LUGT according to the present invention is expressed in recombinant insect cells, the efficiency of the LUGT was about 10 times higher than when expressed in E. coli .

따라서, 본 발명은, 또 다른 관점에서, 리모노이드 UDP-당전이효소(limonoid UDP-glucosyltransferase, LUGT)를 함유하는 재조합 벡터로 형질전환된 곤충세포를 배양하는 것을 특징으로 하는 LUGT(limonoid UDP-glucosyltransferase)의 제조방법에 관한 것이다. Therefore, in another aspect, the present invention is characterized by culturing insect cells transformed with recombinant vectors containing limonoid UDP-glucosyltransferase (LUGT), LUGT (limonoid UDP-glucosyltransferase) It relates to a method of manufacturing).

본 발명에 따른 LUGT의 제조방법은 (a) 상기 재조합 벡터를 대장균에 형질도입하여, LUGT 유전자를 함유하는 재조합 벡터를 생산하는 단계; (b) 상기 LUGT 유전자가 클로닝된 벡터를 리포펙타민(lipofectamin)을 이용하여 곤충세포에 감염(transfection)시키는 단계; 및 (c) 상기 곤충세포를 배양시킨 다음, LUGT를 분리 및 정제하는 단계를 포함한다. 본 발명에 있어서, 상기 곤충세포는 Spodoptera frugiperda(Sf9) 세포인 것을 특징으로 할 수 있다. Method for producing LUGT according to the present invention comprises the steps of (a) transducing the recombinant vector to E. coli, producing a recombinant vector containing the LUGT gene; (b) transfecting the vector cloned with the LUGT gene into insect cells using lipofectamin; And (c) culturing the insect cells, and then separating and purifying the LUGT. In the present invention, the insect cells may be characterized as Spodoptera frugiperda (Sf9) cells.

실시예Example

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예 1: 식물재료Example 1: Plant Material

본 실험에 사용된 모든 시료는 제주 특산에서 생육중인 당유자이며, 성년 상의 당유자 개체로부터 시기별로 꽃, 잎, 6월 과실, 10월 과실, 11월 과실, 12월 과실, 1월 과실 및 2월 과실을 채취하였다. cDNA를 얻기 위해 필요한 조직은 액체 질소로 냉동시킨 다음 -80℃에 저장하였다. 조직별 효소추출을 위해 필요한 조직은 냉장보관 후 효소추출의 전 시료로 사용하였다.All the samples used in this experiment are sugar-growers growing in Jeju, and they are flowers, leaves, June fruits, October fruits, November fruits, December fruits, January fruits, and 2 Monthly fruit was collected. The tissue needed to obtain cDNA was frozen in liquid nitrogen and then stored at -80 ° C. Tissues needed for enzyme extraction by tissue were used as samples before enzyme extraction after refrigeration.

상기 시료에서 LUGT(limonoid UDP-glucosyltransferase)를 추출하기 위하여, 각각의 시료에, 50mM Tris-Hcl buffer(pH 8.0; containing 1mM PMSF in DMSO, 5mM DTT, 15mM β-mercaptoethanol)를 시료 무게의 8배로 첨가하여, 믹서기를 이용하여 조직을 분쇄하였다. 상기 분쇄한 시료를 거즈를 이용하여 filtering한 다음, 원심분리기를 이용하여 12,000rpm, 4℃조건에서 30분간 원심분리하고, 각 조직별 상등액을 수득하였다. 상기 원심분리 후 얻은 당유자 시료의 상등액 부피의 75%되게 (NH4)2SO4를 첨가한 다음, 1시간 동안 포화시키고, 원심분리(12,000rpm, 4℃, 30분) 후, -80℃에 보관하면서 각 조직의 효소추출액의 전 시료로 사용하였다. 효소 반응을 시킬 때는 상기 시료를 50mM Tris-Hcl buffer(pH 8.0; containing 1mM PMSF in DMSO, 5mM DTT, 15mM β-mercaptoethanol)를 이용하여 투석하여, (NH4)2SO4 성분을 제거한 후 사용하였고, 효소 추출 시 모든 조건을 pH 8.0, 4℃로 하였다. In order to extract LUGT (limonoid UDP-glucosyltransferase) from the sample, 50 mM Tris-Hcl buffer (pH 8.0; containing 1 mM PMSF in DMSO, 5 mM DTT, 15 mM β-mercaptoethanol) was added to each sample at 8 times the sample weight. The tissue was pulverized using a blender. The pulverized sample was filtered using gauze, and then centrifuged at 12,000 rpm and 4 ° C. for 30 minutes using a centrifuge to obtain a supernatant for each tissue. (NH 4 ) 2 SO 4 was added to 75% of the supernatant volume of the sugar citron sample obtained after the centrifugation, followed by saturation for 1 hour, and after centrifugation (12,000 rpm, 4 ° C., 30 minutes), -80 ° C. It was used as a whole sample of the enzyme extract of each tissue while keeping in. In the enzyme reaction, the sample was dialyzed using 50 mM Tris-Hcl buffer (pH 8.0; containing 1 mM PMSF in DMSO, 5 mM DTT, 15 mM β-mercaptoethanol) to remove (NH 4 ) 2 SO 4. , All the conditions were set to pH 8.0 and 4 degreeC at the time of enzyme extraction.

실시예 2: RT-PCR 및 EST(expressed sequence) 분석Example 2 RT-PCR and Expressed Sequence (EST) Analysis

Trizol 방법을 이용하여 상기 시기별로 얻은 당유자 조직의 total RNA를 각각 분리하였다 (도 1). 당유자에서 LUGT를 분리하기 위하여, NCBI에 등록된(AB033758) Citrus unshiu의 limonoid UDP-glucosyltransferase, complete CDS(Kita, M. et al., FEBS Lett. 10;469(2-3):173-8, 2000)를 참고로 하여 염기서열을 검색하고, 당유자 유래 LUGT 유전자만을 증폭하기 위한 primer를 선정한 후 Bioneer 사에 주문 제작하였다.Using the Trizol method, the total RNA of the glucose-containing tissue obtained at each time was isolated (FIG. 1). In order to isolate LUGT from sugar- sugars , limonoid UDP-glucosyltransferase of Citrus unshiu , complete CDS (Kita, M. et al. , FEBS Lett. 10; 469 (2-3): 173-8, registered with NCBI (AB033758) , 2000) was searched for nucleotide sequences, and primers for amplifying only the sugar-derived LUGT gene were selected and ordered to Bioneer.

상기 trizol 방법에 의해, 분리된 각각의 total RNA 1㎍과, Bioneer 사에 주문 제작한 하기 서열번호 3 및 서열번호 4의 primer로 RT-PCR을 수행하여, 당유자 유래 LUGT 추정 유전자를 증폭하였다.By the trizol method, RT-PCR was performed with 1 µg of each isolated total RNA and primers of SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4, which were custom-made by Bioneer, to amplify the sugar-derived LUGT putative gene.

서열번호 3(LUGT forward primer): AATTTTAGAACAAATCATTCGAGAATASEQ ID NO: 3 (LUGT forward primer): AATTTTAGAACAAATCATTCGAGAATA

서열번호 4(LUGT reverse primer): AGTGCTTTGAGTCAGAACTTCCAASEQ ID NO: 4 (LUGT reverse primer): AGTGCTTTGAGTCAGAACTTCCAA

RT-PCR은 아래 표 2와 같이, 3가지 조건으로 나눠서 실행하였으며, 각각의 RT-PCR 조건으로 증폭시킨 당유자 유래 LUGT 추정 유전자를 전기 영동한 결과, 도 2에 나타난 바와 같이, LUGT 추정 유전자가 condition C에서 가장 깨끗하게 증폭됨을 알 수 있었다. 도 2의 lane a는 꽃을, lane b는 미성숙과를 lane C는 성숙과를 나타낸다. RT-PCR was performed by dividing into three conditions, as shown in Table 2 below, electrophoresis of the glucose-derived LUGT estimation gene amplified by each RT-PCR condition, as shown in Figure 2, LUGT estimation gene The clearest amplification was found in condition C. Lane a in FIG. 2 represents a flower, lane b represents an immature fruit and lane C represents a mature fruit.

Condition ACondition A Condition BCondition B Condition CCondition C -95℃~94℃, 2min -50℃, 1min -72℃, 1min -72℃, 10min -4℃, 40cycle-95 ℃ ~ 94 ℃, 2min -50 ℃, 1min -72 ℃, 1min -72 ℃, 10min -4 ℃, 40cycle -95℃~94℃, 2min -55℃, 1min -72℃, 1min -72℃, 10min -4℃, 40cycle-95 ℃ ~ 94 ℃, 2min -55 ℃, 1min -72 ℃, 1min -72 ℃, 10min -4 ℃, 40cycle -95℃~94℃, 2min -60℃, 1min -72℃, 1min -72℃, 10min -4℃, 40cycle-95 ℃ ~ 94 ℃, 2min -60 ℃, 1min -72 ℃, 1min -72 ℃, 10min -4 ℃, 40cycle

상기 증폭된 LUGT 추정 유전자를 pGEM-T Easy vector(Promega)를 이용하여 sub클로닝 하였다. Sub클로닝으로 얻은 colony들은 colony PCR을 이용하여 screening하였다. 그 결과, LUGT 추정 유전자가 들어있는 클로닝 product를 얻을 수 있었다. 상기 클로닝된 유전자의 서열은 Terminator Big-Dye kit(ABI)의 3100 sequencer system을 이용하여 확인하였다. 상기 LUGT 추정 유전자의 sequencing 결과, 서열번호 2의 LUGT 추정 유전자 서열(1.536kb)을 얻을 수 있었다.The amplified LUGT putative gene was subcloned using pGEM-T Easy vector (Promega). Colonies obtained by subcloning were screened using colony PCR. As a result, a cloning product containing the LUGT putative gene was obtained. The sequence of the cloned gene was confirmed using the Terminator Big-Dye kit (ABI) 3100 sequencer system. As a result of sequencing of the LUGT putative gene, the LUGT putative gene sequence of SEQ ID NO: 2 (1.536kb) was obtained.

당유자 유래 LUGT 추정 유전자의 sequencing에는 하기 서열번호 5 내지 7의 primer를 사용하였다. The sequencing of the glucose-derived LUGT presumed gene was used the primers of SEQ ID NOs: 5-7.

서열번호 5: ACAATGCATAGCCAATTTCTSEQ ID NO 5: ACAATGCATAGCCAATTTCT

서열번호 6: AAATTTGCCCTATTAAACCCSEQ ID NO: AAATTTGCCCTATTAAACCC

서열번호 7: GAAGCATGATGAAGTGCCTASEQ ID NO: GAAGCATGATGAAGTGCCTA

상기 sequencing된 LUGT 추정 유전자를 (NCBI의) multiple alignments programe (2 sequencing programe)(clustal W program)을 이용하여 다른 식물에서의 UDP-glucosyltransferase와 비교 후 phylogenetic tree를 그렸다 (도 3). 그 결과, 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 sequencing된 LUGT 추정 유전자는 다른 식물의 UDP glucosyltransferase와 유사한 유전자 서열을 가지고 있음을 알 수 있었으며, Citrus grandis Osbeck LUGT임을 알 수 있었다. 도 3의 F3GT는 Getiana triflora flavonoid 3'-O-glucosyltransferase, UGT 1S5A는 Nicotiana tabacum salicylate-induced glucosyltransferase, F5GT는 Torenia hybrida, Verbana hybrida, Petunia hybrida의 anthocyanin 5-glucosyltransferase, F7GT는 Scutellaria baicalensis의 flavonoid 7-O-glucosyltransferase, CaUGT1과CaUGT2는 Catharanthus roseus의 UDP-glucose glucosyltransferase, UGT1a, tobacco glucosyltransferase Nt1a, UGT1b, tobacco glucosyltransferase Nt1, F3GT는 Gentiana triflora, Perilla frutescens, Petunia hybrida flavonoid 3-O-glucosyltransferase, SAGT는 Nicotiana tabacum salicylic acid glucosyltransferase, HqGT는 Rauvolfia serpentina hydroquinone O-glucosyltransferase, B5GT는 Dorotheanthus bellidiformis betanidin 5-O-glucosyltransferase, F5GT는 Torenia hybrida, Verbana hybrida, Petunia hybrida의 flavonoid 5-O-glucosyltransferase, MJGT는 Nicotiana tabacum jasmonate-induced glulucosyltransferase, UGT73C6는 Arabidopsis thaliana의 glucosyl transferase, 및 StGT는 Avena sativa sterol O-glucosyltransferase을 나타낸다.The sequencing LUGT putative gene (of NCBI) was compared with UDP-glucosyltransferase in other plants using multiple alignments program (2 sequencing program) (clustal W program) to draw a phylogenetic tree (FIG. 3). As a result, as shown in Figure 3, the sequencing LUGT estimation gene was found to have a gene sequence similar to the UDP glucosyltransferase of other plants, it can be seen that Citrus grandis Osbeck LUGT. F3GT of Figure 3 Getiana triflora flavonoid 3'-O-glucosyltransferase , UGT 1S5A is Nicotiana tabacum salicylate-induced glucosyltransferase, F5GT is Torenia hybrida, Verbana hybrida, Petunia hybrida of anthocyanin 5-glucosyltransferase, F7GT are Scutellaria baicalensis of flavonoid 7-O -Glucosyltransferase, CaUGT1 and CaUGT2 are catharanthus roseus , UDP-glucose glucosyltransferase, UGT1a, tobacco glucosyltransferase Nt1a, UGT1b, tobacco glucosyltransferase Nt1, F3GT are Gentiana triflora , Perilla frutescens, Petunia hybrid flavonoid 3-O-glucosyltransferase, SAGT is Nicotiana tabacum salicylic acid glucosyltransferase, HqGT is Rauvolfia serpentina hydroquinone O-glucosyltransferase, B5GT, is a derivative of Dorotheanthus bellidiformis betanidin 5-O-glucosyltransferase, F5GT is Torenia hybrida, Verbana hybrida, Petunia hybrida , flavonoid 5-O-glucosyltransferase, MJGT is Nicotiana tabacum jasmonate-induced glulucosyltransferase, UGT73C6, is a Arabidopsis glucosyl transferase, and StGT of thaliana represents the Avena sativa sterol O-glucosyltransferase.

또한, 서열번호 1의 당유자 511 aa의 amino acid sequence를 기초로 다른 서열번호 8 및 서열번호 9(서열번호 1: C. grandis, 서열번호 8: C.U. Merk, 서열번호 9: C.Unshiu)의 Citrus 속의 amino acid sequence를 clustal W programe을 이용하여 비교한 결과, 다른 Citrus 속의 LUGT amino acid와 90% 이상이 일치함을 알 수 있었고, 본 실시예에서 분리한 유전자는 LUGT 유전자임을 알 수 있었다 (도 4). In addition, based on the amino acid sequence of the sugar residue 511 aa of SEQ ID NO: 1 of the other SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9 (SEQ ID NO: 1: C. grandis, SEQ ID NO: 8: CU Merk, SEQ ID NO: 9: C.Unshiu) As a result of comparing the amino acid sequence in Citrus using clustal W programe, it was found that more than 90% of LUGT amino acid in other Citrus was consistent with each other.In this example, the isolated gene was LUGT gene (Fig. 4).

실시예 3: 당유자 유래 LUGT 재조합 단백질 제조Example 3: Preparation of Glucose-Derived LUGT Recombinant Protein

3-1: E. coli를 이용한 클로닝3-1: Cloning with E. coli

상기 실시예 2에서 당유자 유래 LUGT 유전자로 확인된 plasmid를 주형으로 사용하고, 하기 서열번호 10 및 서열번호 11의 primer를 사용한 PCR(95℃ 2분, 94℃ 1분, 55℃ 1분 및 72℃ 2분; 39회)을 수행하여, LUGT 유전자를 증폭하였다. 상기 증폭된 LUGT 유전자를 pET-16b+ vector(Novagen)의 NdeI과 BamHI부위에 삽입하여 재조합 벡터를 제작하였다. PCR using the plasmid identified as a sugar-derived LUGT gene in Example 2 as a template, and using primers of SEQ ID NO: 10 and SEQ ID NO: 11 (95 ° C. 2 minutes, 94 ° C. 1 minute, 55 ° C. 1 minute, and 72 2 minutes (39 ° C.) was performed to amplify the LUGT gene. The amplified LUGT gene was inserted into the Nde I and Bam HI sites of the pET-16b + vector (Novagen) to produce a recombinant vector.

서열번호 10(LUGT forward primer): CATATGAGAATAATGGGAACTGAASEQ ID NO: 10 (LUGT forward primer): CATATGAGAATAATGGGAACTGAA

서열번호 11(LUGT reverse primer): GGATCCTCAATACTGTACACGTGTSEQ ID NO: 11 (LUGT reverse primer): GGATCCTCAATACTGTACACGTGT

본 발명의 당유자 유래 LUGT는 membrane bound enzyme이기 때문에 최종적으로 얻을 수 있는 단백질 양이 많지 않다. 따라서, 본 발명자들은 당유자 유래 LUGT의 최적 발현 조건을 찾기 위하여 아래 표와 같이 배양온도, 미생물 농도, IPTG 농도, IPTG 유도 후 배양시간 등을 달리하여 실험하였다. Since the sugar-derived LUGT of the present invention is a membrane bound enzyme, the amount of protein finally obtained is not high. Therefore, the present inventors experimented by varying the incubation temperature, microbial concentration, IPTG concentration, IPTG induction after incubation time and the like to find the optimal expression conditions of sugar-derived LUGT.

당유자 유래 LUGT의 발현 조건Expression condition of sugar-derived LUGT 1One 37℃, O.D600=0.7, IPTG농도=1mM 처리 후, 37℃에서 4시간 발현, Expression at 37 ° C., OD 600 = 0.7, IPTG concentration = 1 mM, 4 hours at 37 ° C., 22 37℃, O.D600=1.0, IPTG농도=1mM 처리 후, 37℃에서 4시간 발현Expression at 37 ° C., OD 600 = 1.0, IPTG concentration = 1 mM, 4 hours at 37 ° C. 33 37℃, O.D600=1.0, IPTG농도=1mM과 0.4mM 처리 후, 30℃에서 16시간 발현Expression at 30 ° C for 16 hours after treatment at 37 ° C, OD 600 = 1.0, IPTG concentration = 1 mM and 0.4 mM 44 37℃, O.D600=1.0, IPTG농도=0.1mM 처리 후, 18℃에서 20시간 발현Expression at 18 ° C. for 20 hours after treatment at 37 ° C., OD 600 = 1.0, IPTG concentration = 0.1 mM

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 발현 조건을 달리하여 당유자 유래 LUGT를 발현 시킨 다음, 이를 12% SDS-PAGE를 이용하여, 발현 정도를 살펴본 결과, 도 5에 나타난 바와 같이, pET 16b+ vector에서 당유자 유래 LUGT 발현의 최적조건은 배양온도 37℃,세포농도 O.D600=1.0, IPTG농도=0.1 mM로 처리 후, 18℃ 조건에서 20시간 발현한 것임을 알 수 있었다. As shown in Table 3 above, by expressing the glucose-derived LUGT by varying the expression conditions, and using the 12% SDS-PAGE to examine the expression level, as shown in Figure 5, the sugar in the pET 16b + vector The optimal condition of the expression of citron-derived LUGT was found to be 20 hours at 18 ° C. after treatment at 37 ° C., cell concentration OD 600 = 1.0, and IPTG concentration = 0.1 mM.

3-2: Insect cell을 이용한 클로닝3-2: Cloning with Insect Cells

실시예 2에서 확인된 당유자 유래 LUGT 유전자를 공충 세포인 Sf9을 이용하여 발현시켰다. 도 6은 본 발명의 곤충세포를 이용한 baculovirus expression system 구축 방법을 설명한 그림으로, 도면에 나타난 순서대로 본 실시예를 수행하였다.The glucose-derived LUGT gene identified in Example 2 was expressed using Sf9, which is a donor cell. 6 is a diagram illustrating a method for constructing a baculovirus expression system using insect cells according to the present invention.

(1) 당유자 유래 LUGT bacmid분리(1) LUGT bacmid separation

PCR로 증폭시킨 LUGT 유전자를 pGEM-T Easy vector(promega)를 이용하여 subcloning하고 colony를 스크리닝한 후, LUGT가 들어있는 plasmid를 추출하여 제한효소인 Bam HI(Promega)과 Pst I(Promega)를 이용하여 절단하였다. 제한효소처리 후 얻은 단편을 Bac-to-Bac Baculovirus Expression System(Invitrogen co.)의 pFastBacTM HTb vector(4856bp)(Invitrogen co.)에 클로닝한 다음, screening하여 재조합된 당유자 유래 LUGT bacmid를 얻었다. 상기 bacmid에 포함된 6x His tag를 affinity chromatography에도 이용하였다.Subcloning the LUGT gene amplified by PCR using pGEM-T Easy vector (promega), screening colony, extracting plasmid containing LUGT and using restriction enzymes Bam HI (Promega) and Pst I (Promega) Was cut. The fragment obtained after restriction enzyme treatment was cloned into pFastBac HTb vector (4856bp) (Invitrogen co.) Of Bac-to-Bac Baculovirus Expression System (Invitrogen co.) And screened to obtain a recombinant glucose-derived LUGT bacmid. The 6x His tag contained in the bacmid was also used for affinity chromatography.

상기 수득된 재조합 bacmid DNA가 들어있는 DH10BAC cell(Invitrogen)에 20㎖의 LB 배지를 넣고 37℃에서, 24시간 진탕배양하고, 원심분리(1,500rpm, 10분)하여 세포를 수득하였다.20 ml of LB medium was added to the obtained DH10BAC cell (Invitrogen) containing the recombinant bacmid DNA and shaken at 37 ° C for 24 hours, and centrifuged (1,500 rpm, 10 minutes) to obtain cells.

상기 수득된 세포를 buffer I(resuspension), buffer II(lysis) 및 buffer III(neutralization)를 처리하여 얻은 상등액에 동량의 isopropanol을 처리하여 재조합된 bacmid를 얻었다. 이때 얻은 bacmid를 50㎕의 nucleotide free water에 녹여 transfection의 시료로 사용하였다. The obtained cells were treated with buffer I (resuspension), buffer II (lysis), and buffer III (neutralization), and the same amount of isopropanol was treated to obtain a recombinant bacmid. The bacmid obtained was dissolved in 50 μl of nucleotide free water and used as a sample for transfection.

(2) Transfection 및 Infection(2) Transfection and Infection

분리된 재조합 bacmid DNA는 lipofectamin과 섞어 15분간 반응시킨 후 SFM II(Invitrogen)배지 0.8㎖과 섞는다. Sf9 세포 농도가 7ㅧ105/㎖ 되도록 미리 부착시켜놓은 6well plate에 조심스럽게 상기 재조합 bacmid와 lipofectamin 혼합물을 한 방울씩 떨어뜨린 다음 5시간 동안 진탕배양한 후 SFM II(Invitrogen) 배지를 2ml넣고, 27℃의 배양기에서 4일간 배양한다. 상기 배양된 세포를 원심분리하여 상등액을 취하여, 25㎠ tissue culture flask에서 Sf9 세포가 1ㅧ106cell/flask이고, MOI가 10인 조건에서 감염시킨 다음, 27℃에서 6일간 배양하였다. 세포 배양 후 얻은 상등액은 -70℃에 보관하면서 진탕배양(shaking incubation)에 사용하였다.The isolated recombinant bacmid DNA is mixed with lipofectamin for 15 minutes and then mixed with 0.8 ml of SFM II (Invitrogen) medium. Carefully drop the recombinant bacmid and lipofectamin mixture dropwise onto a 6 well plate pre-attached so that the Sf9 cell concentration is 7x10 5 / ml, shake-incubate for 5 hours, and add 2 ml of SFM II (Invitrogen) medium. Incubate for 4 days in an incubator at 27 ° C. The cultured cells were centrifuged and the supernatant was taken. In a 25 cm 2 tissue culture flask, Sf9 cells were infected at 1 × 10 6 cells / flask and infected with MOI of 10, and then cultured at 27 ° C. for 6 days. The supernatant obtained after cell culture was used for shaking incubation while stored at -70 ° C.

진탕배양 시에는 Sf9세포 농도를 3ㅧ106cells/㎖이 되도록 미리 배양 후 subculture하여 1ㅧ106cells/㎖이 되도록 하여 T75 flask에 하루 동안 감염시킨 세포를 shaking culture bottle에 넣어 배양하였다. In shaking culture, Sf9 cells were incubated in advance to 310 6 cells / ml, then subcultured to 1 ㅧ 10 6 cells / ml, and the cells infected with T75 flask for one day were incubated in a shaking culture bottle.

(3) 세포배양(3) cell culture

상기 감염된 곤충세포 Spodoptera frugperda(Sf9)는 SF 900 II SFM(Gibco-BRL, USA)를 기본 배지로 사용하여 배양하였으며, 27℃의 온도를 유지하면서 배양하였다. 상기 곤충세포의 대량배양을 위한 bottle 배양시는 27℃ 및 120rpm의 조건으로 배양하였다.The infected insect cell Spodoptera frugperda (Sf9) was cultured using SF 900 II SFM (Gibco-BRL, USA) as a basal medium, and cultured while maintaining a temperature of 27 ° C. Bottle culture for mass culture of the insect cells were cultured at 27 ℃ and 120rpm conditions.

(4) 당유자 유래 LUGT 단백질의 최적 발현 시기(4) Optimal Expression of Sugar-Derived LUGT Proteins

당유자 유래 LUGT 단백질의 최적 발현 시기를 알아보기 위하여 Sf9 세포 농도를 일정하게 유지하면서 bacmid DNA를 감염시킨 다음, 2일째부터 cell들을 획득하고, RT-PCR로 mRNA의 발현 정도를 확인 하였다 (도 7). 그 결과, 도 7에 나타난 바와 같이, bacmid DNA의 감염 후, 72시간이 경과했을 때, mRNA의 발현율이 가장 높은 것을 알 수 있었다. In order to determine the optimal expression time of the sugar-derived LUGT protein, bacmid DNA was infected while maintaining Sf9 cell concentration constant, and then cells were obtained from day 2, and the expression level of mRNA was confirmed by RT-PCR (FIG. 7). ). As a result, as shown in FIG. 7, 72 hours after infection of bacmid DNA, the mRNA expression rate was found to be the highest.

(5) Insect cell line에서의 당유자 유래 LUGT발현 여부의 확인(5) Confirmation of Sugar-Derived LUGT Expression in Insect Cell Line

Sf9 세포를 T75 flask에서 2ㅧ106/㎖이 되도록 배양하고, 상기 실시예 3에서 획득한 bacmid를 infection을 시켰다. LUGT 발현율이 최대인 bacmid DNA의 감염 후 72시간 경과했을 때, virus stock을 얻어 대량 배양에 이용하였다. 상기 대량 배양은 1L의 배양병에 virus를 감염시켜 27℃ 및 125rpm의 조건을 유지하면서 3일간 배양한 다음, 5000rpm에서 10분간 원심분리하여 감염된 cell을 얻는 방법으로 하였다. Sf9 cells were cultured to 2 × 10 6 / ml in a T75 flask, and the bacmid obtained in Example 3 was infected. 72 hours after infection of bacmid DNA with the highest LUGT expression rate, virus stocks were obtained and used for mass culture. The mass culture was performed by infecting the virus in a 1L culture bottle and incubating for 3 days while maintaining the conditions of 27 ° C. and 125 rpm, followed by centrifugation at 5000 rpm for 10 minutes to obtain infected cells.

실시예 4: 당유자 유래 LUGT정제 및 확인Example 4 Purification and Identification of Sugar-Derived LUGT

당유자 유래 LUGT의 정제는 6x His tail을 이용한 Ni-NTA column을 이용해 분리 정제하였다. 먼저 세포를 배양하여 원심분리(1000rpm, 20℃, 10min)하였고, 수득된 세포를 세포 무게 4배의 lysis buffer(50mM NaH2PO4 300mM NaCl, 10mM imidazole, Adjust pH to 8.0)에 넣고 잘 섞어 얼음에 30분 동안 정치시켰다. 상기 정치시킨 시료를 sonication하고, 원심분리(13,000rpm, 4℃, 20min)한 다음, 상등액을 취하여 효소실험과 정제 단계의 전 시료로 사용하였다. 상기 상등액은 Ni-NTA와 4℃조건에서 2시간 동안 섞어준 다음에 정제하였다. 상기 정제한 재조합 당유자 유래 LUGT를 12%SDS-PAGE를 이용하여 확인하였다 (도 8). 그 결과 도 8에 나타난 바와 같이 E. coli(a) 및 Sf9 cell(b)에서 52.0kDa의 정제된 단백질을 얻을 수 있었다.Purification of sugar-derived LUGT was isolated and purified using a Ni-NTA column using 6x His tail. First, the cells were cultured and centrifuged (1000 rpm, 20 ° C., 10 min), and the obtained cells were placed in a lysis buffer (50 mM NaH 2 PO 4 300 mM NaCl, 10 mM imidazole, Adjust pH to 8.0) having a cell weight of 4 times and mixed well. It was left to stand for 30 minutes. The soaked sample was sonicated, centrifuged (13,000 rpm, 4 ° C., 20 min), the supernatant was taken, and used as a whole sample of the enzyme experiment and purification step. The supernatant was purified after mixing with Ni-NTA for 2 hours at 4 ℃. The purified recombinant glucose-derived LUGT was confirmed using 12% SDS-PAGE (FIG. 8). As a result, as shown in Figure 8 E. coli (a) And 52.0 kDa purified protein in Sf9 cell (b).

전기영동이 끝난 상기 단백질을 immobilon membrane에 100V로 120min간 이행하였다. 그 다음으로, 당유자 유래 LUGT의 발현 여부를 알기 위하여 anti-LUGT polyclonal antibody를 이용하여 western blot한 결과, 도 9에 나타난 바와 같이, E. coli(a)와 Sf9 cells(b)에서 LUGT가 발현되었음을 알 수 있었다. After the electrophoresis, the protein was transferred to an immobilon membrane at 100 V for 120 min. Next, Western blot using anti-LUGT polyclonal antibody to determine the expression of the sugar-derived LUGT, as shown in Figure 9, LUGT expression in E. coli (a) and Sf9 cells (b) It was found.

상기 anti-LUGT polyclonal antibody는 다음과 같이 제조하여 사용하였다:The anti-LUGT polyclonal antibody was prepared and used as follows:

정제된 LUGT는 SDS-PAGE를 이용하여 확인한 다음, antibody를 만들기 위한 antigen으로 사용하였다. 상기 LUGT를 PBS를 이용하여 투석하고, 투석한 단백질을 토끼에 주입하였다. 상기 단백질을 6주에 걸쳐 4일에 한번씩 주입하였으며, 한번 주입시 단백질의 양은 최소 200㎍이 되게 하였다. 최종 Ab가 만들어진 것은 western blot을 이용하여 확인하였다. Purified LUGT was confirmed using SDS-PAGE, and then used as an antigen for making an antibody. The LUGT was dialyzed with PBS and the dialyzed protein was injected into rabbits. The protein was injected once every 4 days over 6 weeks, and the amount of protein was injected at least 200 μg once. The final Ab was confirmed using a western blot.

상기 western blot은 다음과 같이 수행하였다:The western blot was performed as follows:

재조합된 LUGTs의 확인을 위하여 먼저 12% SDS-PAGE를 수행한 다음, Immobilon-P membranes을 이용하여 transfer를 하였다. 그런 다음 polyclonal anti-LUGT antibody를 더한 다음 TTBS를 이용하여 unbound Ab를 washing하고 anti-rabbit IgG antibodies를 처리하였다. ECL reagent를 이용하여 반응 후 X-ray film을 이용하여 확인하였다.To identify the recombinant LUGTs, 12% SDS-PAGE was performed first, followed by transfer using Immobilon-P membranes. Then, polyclonal anti-LUGT antibody was added, and then unbound Ab was washed with TTBS and treated with anti-rabbit IgG antibodies. After the reaction using an ECL reagent, it was confirmed using an X-ray film.

실시예 5: 쓴맛 제거 효소의 발현 및 활용Example 5: Expression and Utilization of Bitter-Treatment Enzymes

5-1: 당유자 부위별 LUGT 효소단백질의 발현 분석5-1: Expression Analysis of LUGT Enzyme Protein by Glucose Site

당유자의 시기별 LUGT의 발현 양상을 알아보기 위해, 당유자를 6월부터 채취해서 냉장 보관하였고, 효소 추출시 시료로 사용하였다. 실시예 1의 방법에 의해 추출된 시료를 전기영동하여 LUGT의 발현 여부를 확인하였다. In order to examine the expression patterns of sugar glucose during the period of time, sugar milk was collected from June and stored in refrigeration, and used as a sample during enzyme extraction. The sample extracted by the method of Example 1 was electrophoresed to confirm the expression of LUGT.

전기영동은 12% SDS-PAGE를 사용했으며, 단백질양은 동일하게 50㎍을 사용하였다. lane 1은 꽃을, lane 2는 잎을 lane 3은 미성숙 당유자 시료를 사용한 것이다. western blot을 시행하여 확인한 결과 꽃 추출 시료와 미성숙과 추출시료에서는 LUGT가 발현되나 잎 추출시료에서는 LUGT가 발현되지 않음을 알 수 있었다 (도 10).Electrophoresis was performed using 12% SDS-PAGE, the same amount of protein was used 50㎍. Lane 1 is a flower, lane 2 is a leaf and lane 3 is an immature sugar sample. As a result of performing the western blot, LUGT was expressed in the flower extract sample and the immature and extracted sample, but it was found that LUGT was not expressed in the leaf extract sample (FIG. 10).

12% SDS-PAGE를 시행하여 10월부터 2월달까지 1달 간격으로 당유자 과실 시료를 채취하여 냉장보관하면서 효소를 추출 후 각 시기별 LUGT의 발현 양상을 비교하였다. lane 1은 10월, lane 2는 11월, lane 3은 12월, lane 4는 1월 수확한 당유자 시료를 사용한 것이다. 12% SDS-PAGE was carried out and the samples were collected and stored refrigerated at 1 month intervals from October to February. After extracting enzymes, the expression patterns of LUGT were compared. Lane 1 is October, lane 2 is November, lane 3 is December and lane 4 is January.

그 결과 10월 보다는 11월, 12월과 1월에서는 LUGT의 발현이 점점 증가하였으나 2월달 성숙과에서는 오히려 LUGT의 발현율이 저하됨을 알 수 있었다 (도 11).As a result, the expression of LUGT was gradually increased in November, December, and January than in October, but the expression rate of LUGT was decreased in maturity of February (Fig. 11).

5-2: 당유자 조직별 과실 성숙 시기별 LUGT 발현 양상5-2: LUGT Expression Patterns by Fruit Maturation Stages

상기 실시예 2에서 채취한 total RNA 1㎍/㎕와 서열번호 1 및 서열번호 2의 를 LUGT primer를 사용하여, 95℃ 2분, 94℃ 1분, 55℃ 1분 및 72℃ 2분, 39회의 조건에서 LUGT 유전자를 증폭시켜 조직별로 비교하였다 (도 12). 그 결과, 도 12에 나타난 바와 같이, 미성숙과에서는 LUGT 활성이 나타났지만 잎에서는 LUGT 활성이 나타나지 않았다. 1 μg / μl of total RNA collected in Example 2 and SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 using LUGT primer, 95 2 minutes, 94 1 minutes, 55 1 minutes and 72 2 minutes, 39 LUGT genes were amplified and compared by tissue in the meeting conditions (FIG. 12). As a result, as shown in FIG. 12, LUGT activity was observed in immature fruit, but LUGT activity was not seen in leaves.

또한, 과실의 성숙시기별 LUGT의 발현 양상을 비교하였다 (도 13). 그 결과, 도 13에 나타난 바와 같이, LUGT의 발현 양상은 거의 비슷한 것을 알 수 있었다.In addition, the expression pattern of LUGT according to the maturity of the fruit was compared (Fig. 13). As a result, as shown in Figure 13, the expression pattern of LUGT was found to be almost similar.

5-3: E. coli와 Sf9에서의 재조합 LUGT의 효율 비교5-3: Comparison of efficiency of recombinant LUGT in E. coli and Sf9

본 발명자들은 Sf9과, E.coli에서 발현된 LUGT의 효소 활성을 HPLC를 이용하여 비교하였다 (도 14a 내지 도 14c). 도 14b 및 도 14c는 재조합된 LUGT를 이용한 효소반응산물을 HPLC를 이용하여 분석한 결과를 나타낸 그래프로, 도 14a는 limonin glucoside 표준품을 나타낸 것이고, 도 14b는 E. coli에서 분리정제 된 재조합 LUGT를 이용하여 효소반응 다음의 HPLC 분석결과를 나타낸 것이며, 도 14c는 Sf9에서 분리 정제된 재조합 LUGT를 이용하여 효소 분석 후 반응산물을 분석한 결과를 나타낸 것이다. 도 14b 및 도 14c의 (a)는 LUGT 효소와 리모노이드 화합물과 함께 첨가하여 효소 반응시킨 산물을 HPLC로 분석한 결과이고, (b)는 반응 버퍼에 LUGT 재조합 효소만 넣고 HPLC로 분석한 결과이며, (c)는 반응 버퍼만 넣은 다음, HPLC로 분석한 결과이다. We compared the enzyme activity of Sf9 with LUGT expressed in E. coli using HPLC (FIGS. 14A-14C). Figure 14b and 14c is a graph showing the results of the analysis of the enzyme reaction product using the recombinant LUGT using HPLC, Figure 14a shows the limonin glucoside standard, Figure 14b shows the purified recombinant LUGT in E. coli The following shows the results of the HPLC analysis using the enzyme reaction, Figure 14c shows the result of analyzing the reaction product after the enzyme analysis using recombinant LUGT purified from Sf9. (B) of FIG. 14b and FIG. 14c are the results of HPLC analysis of the product reacted by addition of the LUGT enzyme and the limonoid compound, followed by HPLC analysis. , (c) shows only the reaction buffer and then analyzed by HPLC.

상기 효소활성은 효소활성반응액(1mM limonin(with an open D-ring), 2mM UDPG-2Na), 10mM Mg2+, 20mM Tris-Hcl buffer, pH 7.8) 100㎕에 효소시료를 넣어, 37℃에서 1시간 동안 반응시키고, 100℃에서 5분간 boiling하여 효소반응을 종결시킨 다음, 13000rpm으로 10분간 원심분리 하여 측정하였다. 모든 반응은 단백질 정량후 50㎍/㎖의 분리정제된 시료를 이용하여 효소반응 시킨 후 상기 반응 산물을 Sep-Pak-C18 cartridge(Waters)에 통과시키고, methanol을 이용하여 elution 시킨 다음, HPLC의 분석에 사용하였다. HPLC는 Shimadze model SCL-10 AVP systems를 사용하였으며, 컬럼은 Capcell C18 column(Shiseido, 4.6mmㅧ250mm)을 이용하여 분석하였다. 용매 조성은 A: 3mM phosphoric acid/(H2O:acetonitrile=90:10), B: 3mM phosphoric acid/(H2O:acetonitrile=74:26), 용매 흐름속도를 1㎖/min으로 하여 210nm에서 분석하였다. 표준품은 acetonitrile에 녹여 100ppm, 50ppm 및 10ppm으로 만들어 검량선을 작성하였다.The enzyme activity was added to the enzyme activity reaction solution (1mM limonin (with an open D-ring), 2mM UDPG-2Na), 10mM Mg 2+ , 20mM Tris-Hcl buffer, pH 7.8) 100 ㎕, 37 ℃ The reaction was completed for 1 hour, and the enzyme reaction was terminated by boiling at 100 ° C. for 5 minutes, and then centrifuged at 13000 rpm for 10 minutes. All reactions were enzymatically reacted using 50 ㎍ / mL separated sample after protein quantification, and the reaction product was passed through Sep-Pak-C18 cartridge (Waters), elution with methanol, and then analyzed by HPLC. Used for. HPLC was performed using Shimadze model SCL-10 AVP systems, and the column was analyzed using a Capcell C18 column (Shiseido, 4.6 mm 250 mm). The solvent composition was 210 nm with A: 3 mM phosphoric acid / (H 2 O: acetonitrile = 90: 10), B: 3 mM phosphoric acid / (H 2 O: acetonitrile = 74: 26), and the solvent flow rate was 1 ml / min. Analyze The standard product was dissolved in acetonitrile to make 100ppm, 50ppm and 10ppm, and the calibration curve was prepared.

HPLC분석 결과, 도 14a 내지 도 14c에 나타난 바와 같이, limonin glucoside 표준품 시료의 Rt값과(Retension time, limonoid glucose를 나타내는 peak가 나타나는 시간) 동일한 시간대인 31분에 효소반응산물인 limonin glucoside가 생성됨을 알 수 있었고, E.coli에서 발현시켜 분리정제한 LUGT에 의한 효소반응 보다 sf9을 이용하여 발현시킨 효소반응에서 반응산물이 더 많이 생성됨을 알 수 있었다. As a result of HPLC analysis, as shown in FIGS. 14A to 14C, the enzyme reaction product limonin glucoside was formed at 31 minutes of the same time as the Rt value of the limonin glucoside standard sample (Retension time, the time when the peak indicating limonoid glucose appeared). It was found that more reaction products were produced in the enzymatic reaction expressed using sf9 than the enzymatic reaction by LUGT expressed and purified from E. coli .

또한, 효소반응 기질 화합물인 UDP-glucose의 농도를 다르게 하여 상기 Sf9에서 분리 정제한 LUGT를 이용하여 효소 반응을 시켜 보았다 (도 15). 그 결과 도 15에 나타난 바와 같이, 효소반응산물은 기질의 농도에 의존적으로 증가되는 것을 알 수 있었다. In addition, the enzyme reaction was carried out using LUGT purified from Sf9 by varying the concentration of the enzyme substrate UDP-glucose (Fig. 15). As a result, as shown in Figure 15, the enzyme reaction product was found to increase depending on the concentration of the substrate.

또한, E. coli와 Sf9에서의 재조합 LUGT의 효율활성을 비교해 보았다 (도 16). 도 16의 Sf9은 Sf9에서 발현시킨 재조합 LUGT를 Ni-NTA를 이용하여 정제한 LUGT를 나타내고, E.coli E.coli에서 발현시킨 재조합 LUGT를 Ni-NTA를 이용하여 정제한 LUGT를 나타낸다. 같은 농도의 효소를 이용하여 반응 후 생산된 limonin glucoside의 양을 HPLC 분석에 의한 peak의 면적비로 효소활성을 비교하였다. In addition, we compared the efficiency of recombinant LUGT in E. coli and Sf9 (Fig. 16). Sf9 of FIG. 16 represents LUGT purified from Ni-NTA for recombinant LUGT expressed from Sf9, and E. coli represents LUGT purified from Ni-NTA from recombinant LUGT expressed from E. coli . Using the same concentration of enzyme, the amount of limonin glucoside produced after the reaction was compared by the area ratio of the peak by HPLC analysis.

그 결과, 도 16에 나타난 바와 같이, 같은 농도의 효소를 이용하여 반응 후 생산된 limonin glucoside의 양이 E. coli에서 발현시킨 효소보다 Sf9에서 발현시킨 효소에서 약 10배 정도 많은 것을 알 수 있었다. As a result, as shown in Figure 16, the amount of limonin glucoside produced after the reaction using the enzyme of the same concentration was found to be about 10 times more than the enzyme expressed in Sf9 than the enzyme expressed in E. coli .

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 리모노이드를 리모닌 배당체로 전환시켜 리모노이드의 생리활성은 그대로 유지하면서 쓴맛을 제거하는 효소인 신규 리모노이드 UDP-당전이효소(limonoid UDP-glucosyltransferase, LUGT)를 제공하는 효과가 있고, 상기 LUGT를 고발현 시킬 수 있는 방법을 제공하는 효과가 있어, 쓴맛이 강해 생식은 물론 감귤 가공 원료로도 이용되지 못하는 여러 종류의 재래 감귤을 이용하여 쓴맛이 제거된 고품질ㆍ기능성 감귤 가공품을 제조하는데 유용하다. As described in detail above, according to the present invention, a novel limonoid UDP-glucosyltransferase (LUGT), which is an enzyme that converts a limonoid into a limonin glycoside and removes the bitter taste while maintaining the physiological activity of the limonoid intact ), And the effect of providing a method for high expression of the LUGT, the bitter taste is removed by using a variety of traditional tangerines that are not used as raw materials of citrus processing as well as raw food because the bitter taste is strong It is useful for producing high quality and functional citrus fruits.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따 라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. Having described the specific part of the present invention in detail, it is obvious to those skilled in the art that such a specific description is only a preferred embodiment, thereby not limiting the scope of the present invention. something to do. Therefore, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

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Claims (9)

서열번호 1의 아미노산 서열을 가지는 신규 리모노이드 UDP-당전이효소(limonoid UDP-glucosyltransferase, LUGT). Novel limonoid UDP-glucosyltransferase (LUGT) having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. 제1항의 리모노이드 UDP-당전이효소(limonoid UDP-glucosyltransferase, LUGT)를 코딩하는 유전자.The gene encoding the limonoid UDP-glucosyltransferase (LUGT) of claim 1. 제2항에 있어서, 상기 유전자는 서열번호 2의 염기서열을 가지는 것을 특징으로 하는 유전자.The gene according to claim 2, wherein the gene has a nucleotide sequence of SEQ ID NO. 제2항의 유전자를 함유하는 재조합벡터.Recombinant vector containing the gene of claim 2. 제4항의 재조합 벡터를 곤충세포, 박테리아, 효모 및 곰팡이로 구성된 군에서 선택된 숙주세포에 도입하여 수득되는 형질전환된 미생물.A transformed microorganism obtained by introducing the recombinant vector of claim 4 into a host cell selected from the group consisting of insect cells, bacteria, yeasts and fungi. 제5항에 있어서, 곤충세포는 Sf9 세포인 것을 특징으로 하는 형질전환된 미생물.6. The transformed microorganism according to claim 5, wherein the insect cell is an Sf9 cell. 제5항 또는 제6항의 형질전환된 미생물을 배양하는 것을 특징으로 하는 리모노이드 UDP-당전이효소(limonoid UDP-glucosyltransferase, LUGT)의 제조방법. A method for producing limonoid UDP-glucosyltransferase (LUGT), comprising culturing the transformed microorganism of claim 5 or 6. 다음의 단계를 포함하는 곤충세포를 이용한 LUGT(limonoid UDP-glucosyltransferase) 유전자의 고발현 방법: High expression of LUGT (limonoid UDP-glucosyltransferase) gene using insect cells comprising the following steps: (a) 제4항의 재조합 벡터를 대장균에 형질도입하여, LUGT 유전자를 함유하는 재조합 벡터를 생산하는 단계; (a) transducing the recombinant vector of claim 4 to E. coli to produce a recombinant vector containing the LUGT gene; (b) 상기 LUGT 유전자가 클로닝된 벡터를 리포펙타민(lipofectamin)을 이용하여 곤충세포에 감염(transfection)시키는 단계; 및 (b) transfecting the vector cloned with the LUGT gene into insect cells using lipofectamin; And (c) 상기 곤충세포를 배양시킨 다음, LUGT를 분리 및 정제하는 단계.(c) culturing the insect cells, and then separating and purifying LUGT. 제8항에 있어서, 상기 곤충세포는 Spodoptera frugiperda(Sf9) 세포인 것을 특징으로 하는 방법. The method of claim 8, wherein the insect cell is Spodoptera frugiperda (Sf9) cells.
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JP2000000310A (en) * 1998-06-15 2000-01-07 Toshiba Corp Intervention therapeutic system
JP2005001105A (en) * 2003-06-12 2005-01-06 Korea Advanced Inst Of Science & Technology Manufacturing method of nano pattern and carbon nano tube with bio nano array using self-assembly of organic supramolecule and uv etching

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Title
논문 2000.03.10
염기서열 2005.11.05

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