KR100829727B1 - Methods for Increasing Solubility of Recombinant Proteins or Peptides - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (i) 프로모터, (ⅱ) 상기 프로모터에 작동적으로 결합된 PAS(Plasmid Acromobacter Secretion) 인자-코딩 뉴클레오타이드 서열 및 (ⅲ) 재조합 단백질 또는 펩타이드-코딩 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 벡터를 포함하며, 상기 PAS 인자와 재조합 단백질 또는 펩타이드는 융합 단백질 형태로 발현되고 상기 발현된 융합 단백질 형태의 재조합 단백질 또는 펩타이드는 PAS 인자가 결합되지 않은 재조합 단백질 또는 펩타이드와 비교하여 용해도가 증가된 것을 특징으로 하는 재조합 단백질 또는 펩타이드의 용해도 증진용 조성물, 그리고 이를 이용한 재조합 단백질 또는 펩타이드의 용해도를 증가시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 종래의 발현 시스템으로는 용해도가 매우 낮아 클로닝 과정을 통해 효율적으로 얻을 수 없었던 재조합 단백질 또는 펩타이드를 얻을 수 있다.The present invention includes a vector comprising (i) a promoter, (ii) Plasmid Acromobacter Secretion (PAS) factor-coding nucleotide sequence operably linked to said promoter, and (iii) a recombinant protein or peptide-coding nucleotide sequence, The PAS factor and the recombinant protein or peptide are expressed in the form of a fusion protein, and the recombinant protein or peptide in the form of the expressed fusion protein is characterized in that the solubility is increased compared to the recombinant protein or peptide to which the PAS factor is not bound. Or it relates to a composition for enhancing the solubility of the peptide, and a method for increasing the solubility of the recombinant protein or peptide using the same. According to the present invention, it is possible to obtain a recombinant protein or peptide which has not been efficiently obtained through a cloning process due to its solubility in the conventional expression system.

단백질, 펩타이드, 용해도, 발현, PAS Protein, peptide, solubility, expression, PAS

Description

재조합 단백질 또는 펩타이드의 용해도를 증가시키는 방법{Methods for Increasing Solubility of Recombinant Proteins or Peptides}Method for Increasing Solubility of Recombinant Proteins or Peptides

도 1a-도 1e는 본 발명에서 이용되는 구체적인 벡터의 유전자이다. PT7, MCS, km 및 lacI는 각각 T7 프로모터, 멀티플 클로닝 위치, 카나마이신 저항성 유전자 및 LacI 코딩 서열을 나타낸다. His-tag, Trx-tag, Nus-tag 및 GST-tag은 각각 6 x His (hexahistidine), Trx (Thioredoxin), Nus (N utilization substance A) 및 글루타티온 S-트랜스퍼라제 유전자를 나타낸다.1A-1E are genes of specific vectors used in the present invention. P T7 , MCS, km and lacI represent T7 promoter, multiple cloning site, kanamycin resistance gene and LacI coding sequence, respectively. His-tag, Trx-tag, Nus-tag and GST-tag represent 6 x His (hexahistidine), Trx (Thioredoxin), Nus (N utilization substance A) and glutathione S-transferase genes, respectively.

도 2는 종래 벡터 및 본 발명의 PAS 융합 벡터를 이용하여 원핵생물 및 진핵생물 총 50종의 단백질을 발현하였을 때, 그 발현량을 비교 분석한 그래프이다. Con > PAS: 종래 벡터의 발현량이 더 많은 경우, Con = PAS: 종래 벡터와 PAS 벡터의 발현량이 동일한 경우, Con < PAS: PAS 벡터의 발현략이 더 많은 경우, Con X PAS: 종래 벡터와 PAS 벡터 둘 모두에서 발현이 되지 않는 경우.Figure 2 is a graph comparing the expression of the expression of the total of 50 prokaryotic and eukaryotic proteins using a conventional vector and the PAS fusion vector of the present invention. Con> PAS: When the expression vector of the conventional vector is more, Con = PAS: When the expression amount of the conventional vector and the PAS vector is the same, Con <PAS: When the expression of the PAS vector is more, Con X PAS: The conventional vector and the PAS No expression in both vectors.

도 3은 본 발명의 PAS 융합 벡터를 이용하여 발현이 성공된 원핵생물 및 진핵생물의 대표적인 단백질에 대한 전기영동 결과를 보여주는 사진이다. Glur 1, 인간 신경 전달관련 막 단백질의 일종인 글루타메이트 수용체 1(glutamate receptor 1); HP1496, 헬리코박터 파이로리(Helicobacter pylori) 유래 단백질의 일종인 HP1496 단백질. Glur 1 옆에 있는 괄호 안의 숫자는 중합효소 연쇄반응에 사용되는 센스프라이머 및 안티센스 프라이머가 DNA 주형에 붙는 위치의 순서를 나타낸다. 레인 1-5는 각각, 분자량 마커, 종래 벡터 발현 유도 전, 종래 벡터 발현유도 후, PAS 융합벡터 발현유도 전 및 PAS 융합벡터 발현유도 후에 해당하는 것이다.Figure 3 is a photograph showing the results of electrophoresis on the representative proteins of prokaryotes and eukaryotes successful expression using the PAS fusion vector of the present invention. Glur 1, a glutamate receptor 1 which is a type of membrane protein related to human neurotransmission; HP1496, Helicobacter pylori ) HP1496 protein, a type of protein. The numbers in parentheses next to Glur 1 indicate the order in which the sense primers and antisense primers used in the polymerase chain reaction are attached to the DNA template. Lanes 1-5 correspond to molecular weight markers, before induction of conventional vector expression, after conventional vector expression induction, before PAS fusion vector expression induction, and after PAS fusion vector expression induction.

도 4a는 종래의 N-His-Tag 벡터 및 본 발명의 PAS-N-His-Tag 벡터를 이용하여 원핵생물의 단백질인 HP(Hypothetical protein)0175를 발현한 경우, 용해도를 분석한 젤 사진이다.4A is a gel photograph of solubility analysis when HP (Hypothetical protein) 0175, a prokaryotic protein, is expressed using a conventional N-His-Tag vector and a PAS-N-His-Tag vector of the present invention.

도 4b는 종래의 Nus-Tag 벡터 및 본 발명의 PAS-Nus-Tag 벡터를 이용하여 진핵생물의 단백질인 유비퀴틴-결합 효소 단백질(Ubiquitin-conjugation 효소 단백질, Ku007066)을 발현한 경우, 용해도를 분석한 젤 사진이다. 도 4a 및 도 4b에서, 레인 1-5는 각각, 분자량 마커, 발현유도 전 세포, 발현유도 후 세포, 세포 분쇄 후 상등액 및 세포 분쇄 후 세포 펠릿(pellet)에 해당하는 것이다.Figure 4b is the solubility was analyzed in the case of expressing the ubiquitin-binding enzyme protein (Ubiquitin-conjugation enzyme protein, Ku007066) of the eukaryotic protein using the conventional Nus-Tag vector and the PAS-Nus-Tag vector of the present invention Gel picture. 4A and 4B, lanes 1-5 correspond to molecular weight markers, cells before expression induction, cells after expression induction, supernatants after cell disruption, and cell pellets after cell disruption.

본 발명은 재조합 단백질 또는 펩타이드의 용해도를 증가시키는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 벡터를 이용한 DNA 클로닝 과정을 통하여 재조합 단백질 또는 펩타이드를 대량생산 하는 데 있어서 용해도를 증가시키는 방법에 관한 것 이다.The present invention relates to a method for increasing the solubility of a recombinant protein or peptide, and more particularly, to a method for increasing solubility in mass production of a recombinant protein or peptide through a DNA cloning process using a vector.

생명공학 분야에서 유용 유전자를 클로닝하는 주된 이유 중 하나는 특정 미생물에서 유용 유전자를 과잉 발현시켜 유용 단백질을 대량생산하고자 하는데 있다. 생물산업 시장 규모에서 단백질 제품이 차지하는 시장 규모를 정확히 예측하는 것은 어려운 실정이나, 전체 시장 규모의 핵심을 이루고 있으며 60% 내외 정도를 차지하고 있는 상황이다. 향후 단백질 시장의 규모는 급격하게 증가할 것으로 예측되며, 특히 제품의 용도 확대로 판매영역이 확대되고 있고, 개량제품의 생산으로 인하여 시장 확대가 가능하며, 신규 및 신기능 제품의 발굴 및 생산을 통하여 신규 수요의 창출이 가능해질 전망이다.One of the main reasons for cloning useful genes in biotechnology is to overexpress useful genes in specific microorganisms to mass produce useful proteins. It is difficult to accurately predict the market size of protein products in the bio-industrial market, but it is at the core of the overall market size and accounts for around 60%. In the future, the size of the protein market is expected to increase rapidly. In particular, the sales area is expanding due to the expansion of product use, and the market can be expanded due to the production of improved products, and through the discovery and production of new and new products. It is expected to generate demand.

유용 단백질을 산업적 수준으로 생산하는 재조합 미생물을 개발하기 위해서, 주로 외래 단백질의 안정적인 생산을 위한 재조합 숙주의 개발과 외래 유전자를 고효율로 분비/발현시키기 위한 발현벡터의 개발에 연구의 초점이 집중되어 왔다.In order to develop recombinant microorganisms that produce useful proteins at an industrial level, the focus of research has been mainly on the development of recombinant hosts for stable production of foreign proteins and the development of expression vectors for secreting / expressing foreign genes with high efficiency. .

그러나 상당히 많은 종류의 단백질들은 원하는 정도로 발현되지 않거나, 발현되었다 하더라도 제대로 폴딩되지 않아 봉입체(inclusion body)로 뭉쳐져 기능을 상실한 쓸모없는 형태로 변하기도 한다. However, a large number of proteins may not be expressed to the desired level, or even if they are expressed, they may not fold properly, resulting in agglutination of inclusion bodies, which can lead to useless forms that lose their function.

한편, 비브리오 패혈증은 비브리오 패혈증균(Vibrio vulnificus)에 오염된 어패류 생식 시 감염되거나 균에 오염된 해수에 의하여 상처 난 피부를 통해서 감염된다. 비브리오 패혈증은 잠복기가 짧고, 일단 발병하면 전격적으로 진행하여 효과적 항균제 치료 타이밍을 놓치기 쉽다. 이 질환에 의한 사망률(40-50%)은 매 우 높아서 조기진단 및 신속한 치료가 필요하다. 또한 주로 어패류를 생식하는 일본이나 한국 등지에서 해수온도가 급증하는 여름철에 자주 발병하지만 전세계적으로도 임상증례가 계속 보고되고 있어 관심이 집중되고 있다.On the other hand, Vibrio sepsis is infected through the reproduction of fish and shellfish contaminated with Vibrio vulnificus or through wounded skin by seawater contaminated with bacteria. Vibrio sepsis has a short incubation period and, once developed, progresses rapidly and misses the timing of effective antimicrobial treatment. The mortality rate from this disease (40-50%) is very high, requiring early diagnosis and prompt treatment. In addition, in Japan and Korea, where fish and shellfish are commonly reproduced, it frequently occurs during summer when seawater temperature increases rapidly, but clinical cases are continuously reported all over the world.

비브리오 패혈증의 원인균인 비브리오 패혈증균(Vibrio vulnificus)은 바다에 살고 있는 그람음성 세균으로 NaCl의 농도가 1-3 %dls 배지에서 잘 증식한다. 오랫동안 다른 세균으로 오인되었다가 V. parahemolyticus와 달리 락토스를 분해한다는 사실이 밝혀져 1979년에 V. vulnificus로 명명되었다. 이 균은 콜리스틴(colistin) 내성이지만, 암피실린과 카르베니실린에는 감수성이어서 다른 유사한 세균과 구별될 수 있다. 보통은 구부러진 쏘시지 모양이고 균체는 캡슐로 둘러싸여 있다. 캡슐 물질(capsular material)이 있는 비브리오 패혈증균은 혈청의 살균작용에 저항하고 항탐식 작용이 있으며 치사력이 높고 조직 침투력이 강하므로 균이 가진 독력의 척도가 된다. 비브리오 패혈증균(Vibrio vulnificus)이 생산하여 직접 증상을 일으키거나 유발시키는데 관여하는 독성인자로는 크게 3종류- 균독, 효소 및 기타 인자가 있다. 이 독성인자들은 비브리오 패혈증균이 사람에게 감염된 후에 급격한 환경변화에 살아남기 위해 과량으로 발현된다. Vibrio vulnificus , the causative agent of Vibrio sepsis, is a Gram-negative bacterium that lives in the sea and grows well in NaCl concentrations of 1-3% dls. It was long termed a different bacterium and was found to break down lactose unlike V. parahemolyticus and was named V. vulnificus in 1979. The bacterium is colistin resistant, but susceptible to ampicillin and carbenicillin to distinguish it from other similar bacteria. It is usually a curved shoot and the cells are surrounded by capsules. Vibrio sepsis with capsular material is a measure of the virulence of bacteria because it resists the bactericidal action of serum and has anti-phagy, high lethality and strong tissue penetration. Vibrio vulnificus produced by vibrio vulnificus is directly involved in causing or causing symptoms of the three major types-bactericidal, enzymes and other factors. These virulence factors are overexpressed to survive rapid environmental changes after Vibrio sepsis is infected with humans.

비브리오 패혈증균(V. vulnificus)이 인체에 침투하기 위해서는 다양한 독성인자들이 새로이 발현하게 되는데 PAS(Plasmid Acromobacter Secretion) 인자는 그 중의 하나로서 76개의 아미노산으로 이루어진 작은 단백질이다. 비브리오 패혈증균(Vibrio vulnificus)이 자연 환경에 존재할 때에는 PAS 인자가 발현되지 않다가, 인체에 감염되면 과량의 PAS 인자가 발현되기 시작한다.In order to infiltrate the human body, Vibrio septic bacterium ( V. vulnificus ) is to express a variety of new toxic factors, PAS (Plasmid Acromobacter Secretion) factor is one of them is a small protein consisting of 76 amino acids. When Vibrio vulnificus is present in the natural environment, the PAS factor is not expressed. When the human body is infected, excess PAS factor is expressed.

PAS 인자는 시험관 내에서 성장한 비브리오 패혈증균에서는 발현하지 않으며, 플라스미드에 PAS 인자 유전자를 클로닝 한 후 비브리오 패혈증균 내에서 과발현하였을 때만 시험관 내에서 발현되었고, 발현된 대부분의 PAS 인자는 주변세포질 분획에서만 관찰되었다(참조: Tokugawa, K., et al., J. Biotechnol ., 35:69-76( 1994); Tokukawa, K. et al., J. Biotechnol . 37:33-37(1994)). PAS factor was not expressed in Vibrio sepsis grown in vitro, but was expressed in vitro only when the PAS factor gene was cloned into the plasmid and overexpressed in Vibrio sepsis and most of the expressed PAS factor was observed only in the periplasmic fraction. (Tokugawa, K., et al., J. Biotechnol . , 35: 69-76 (1994); Tokukawa, K. et al., J. Biotechnol . 37: 33-37 (1994)).

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.Throughout this specification, many papers and patent documents are referenced and their citations are indicated. The disclosures of cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety, and the level of the technical field to which the present invention belongs and the contents of the present invention are more clearly explained.

본 발명자들은 종래의 발현 시스템으로는 용해도가 매우 낮아 효율적으로 재조합 단백질 또는 펩타이드를 얻을 수 없다는 기술적 한계를 극복하고자 예의 노력한 결과, PAS(Plasmid Acromobacter Secretion) 인자를 융합시켜 단백질 또는 펩타이드를 발현시키면 용해도를 크게 증가시킬 수 있다는 것을 발견함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have made efforts to overcome the technical limitation that the solubility of the conventional expression system is very low so that the recombinant protein or peptide cannot be efficiently obtained. As a result, when the expression of the protein or peptide is expressed by fusing PAS (Plasmid Acromobacter Secretion) factor, the solubility is increased. By discovering that this can be greatly increased, the present invention has been completed.

따라서, 본 발명의 목적은 재조합 단백질 또는 펩타이드의 용해도 증진용 조성물을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition for enhancing solubility of a recombinant protein or peptide.

본 발명의 다른 목적은 재조합 단백질 또는 펩타이드의 용해도를 증가시키는 방법에 관한 것이다.Another object of the invention relates to a method of increasing the solubility of a recombinant protein or peptide.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 (i) 프로모터, (ⅱ) 상기 프로모터에 작동적으로 결합된 PAS(Plasmid Acromobacter Secretion) 인자-코딩 뉴클레오타이드 서열 및 (ⅲ) 재조합 단백질 또는 펩타이드-코딩 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 벡터를 포함하며, 상기 PAS 인자와 재조합 단백질 또는 펩타이드는 융합 단백질 형태로 발현되고 상기 발현된 융합 단백질 형태의 재조합 단백질 또는 펩타이드는 PAS 인자가 결합되지 않은 재조합 단백질 또는 펩타이드와 비교하여 용해도가 증가된 것을 특징으로 하는 재조합 단백질 또는 펩타이드의 용해도 증진용 조성물을 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention provides a kit comprising: (i) a promoter, (ii) a Plasmid Acromobacter Secretion (PAS) factor-coding nucleotide sequence operably linked to the promoter and (i) a recombinant protein or peptide-coding nucleotide sequence The vector includes a vector, wherein the PAS factor and the recombinant protein or peptide is expressed in the form of a fusion protein, and the expressed protein or peptide in the form of the fusion protein has a solubility in comparison with a recombinant protein or peptide having no PAS factor bound thereto. It provides a composition for enhancing solubility of a recombinant protein or peptide, characterized in that increased.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 재조합 단백질 또는 펩타이드의 용해도를 증가시키는 방법: (a) (i) 프로모터, (ⅱ) 상기 프로모터에 작동적으로 결합된 PAS(Plasmid Acromobacter Secretion) 인자-코딩 뉴클레오타이드 서열, 및 (ⅲ) 상기 재조합 단백질 또는 펩타이드-코딩 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 벡터로 숙주세포를 형질전환시키는 단계로서, 상기 PAS 인자와 재조합 단백질 또는 펩타이드는 융합 단백질 형태로 발현되며; (b) 상기 형질전환 된 숙주세포를 배양하고 상기 재조합 단백질 또는 펩타이드를 발현시키는 단계; (c) 상기 숙주세포를 파쇄하여 세포 파쇄액을 수득하는 단계; 그리고 (d) 상기 세포 파쇄액으로부터 용해된 상기 재조합 단백질 또는 펩타이드를 수득하는 단계로서, 상기 수득한 재조합 단백질 또는 펩타이드는 PAS 인자와 융합된 형태이며, 상기 융합 단백질 형태의 재조합 단백질 또는 펩타이드는 PAS 인자가 결합되지 않은 재조합 단백질 또는 펩타이드와 비교하여 용해도가 증가되어 있다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method of increasing the solubility of a recombinant protein or peptide comprising the following steps: (a) (i) a promoter, (ii) PAS operably bound to said promoter Acromobacter Secretion) transforming a host cell with a factor-coding nucleotide sequence and (iii) a vector comprising said recombinant protein or peptide-coding nucleotide sequence, wherein said PAS factor and recombinant protein or peptide are expressed in the form of a fusion protein. Become; (b) culturing the transformed host cell and expressing the recombinant protein or peptide; (c) crushing the host cell to obtain a cell lysate; And (d) obtaining the recombinant protein or peptide lysed from the cell lysate, wherein the obtained recombinant protein or peptide is in fused form with PAS factor and the recombinant protein or peptide in fusion protein form is PAS factor. Solubility is increased compared to recombinant proteins or peptides that do not bind.

본 발명자들은 종래의 발현 시스템으로는 용해도가 매우 낮아 효율적으로 재조합 단백질 또는 펩타이드를 얻을 수 없다는 기술적 한계를 극복하고자 노력하였다. 그 결과, PAS(Plasmid Acromobacter Secretion) 인자를 융합시켜 단백질 또는 펩타이드를 발현시키면 용해도를 크게 증가시킬 수 있다는 것을 발견하였다.The present inventors have tried to overcome the technical limitation that the solubility in the conventional expression system is very low so that a recombinant protein or peptide cannot be efficiently obtained. As a result, it has been found that the solubility can be greatly increased by expressing proteins or peptides by fusion of Plasmid Acromobacter Secretion (PAS) factor.

본 명세서에서, 용어 “용해도(solubility)"는 단백질 또는 펩타이드를 형질전환체에서 발현시키고 이 형질전환체를 파쇄하여 얻은 파쇄액을 원심분리한 경우 상등액(supernatant)에 소망하는 단백질 또는 펩타이드가 용해되어 있는 정도를 의미한다. 용해되지 않은 것은 파쇄액을 원심분리하면 펠릿(pellet)에 있게 된다.In the present specification, the term “solubility” refers to a protein or peptide expressed in a transformant and the desired protein or peptide is dissolved in a supernatant when the lysate obtained by crushing the transformant is centrifuged. The undissolved ones are in the pellet when the crushed liquid is centrifuged.

본 발명자들은 비브리오 패혈증균에서 생체 내 특이적 분비촉진 인자인 PAS 인자를 최초로 분리하였고, 분리한 PAS 인자를 포함하는 PAS 융합 벡터를 제조한 바 있다(참조: 대한민국 특허출원공개 제2006-0006204호). 그러나 상기 특허 문헌의 주 내용은 재조합 단백질의 발현도이고, 용해도에 대한 연구는 개시, 교시 또는 암시(suggesting)되어 있지 않다.The present inventors first isolated the PAS factor, which is a specific secretory promoting factor in vivo from Vibrio sepsis, and manufactured a PAS fusion vector containing the isolated PAS factor (see Korean Patent Application Publication No. 2006-0006204). . However, the main content of this patent document is the expression of recombinant proteins, and studies of solubility have not been disclosed, taught or implied.

용해도는 클로닝 과정을 통하여 재조합 단백질 또는 펩타이드를 얻는 과정에서 매우 중요한 고려 요소이다. 재조합 단백질 또는 펩타이드를 얻는 과정에서 발현도도 중요한 고려 요소이지만, 효율적으로 재조합 단백질 또는 펩타이드를 얻기 위해서는 높은 용해도도 중요한 고려 요소이다.Solubility is a very important factor in obtaining a recombinant protein or peptide through cloning. Expression is also an important factor in obtaining recombinant proteins or peptides, but high solubility is also an important factor in obtaining recombinant proteins or peptides efficiently.

본 발명에 이용되는 벡터는 당업계에 공지된 다양한 방법을 통해 구축될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 방법은 Sambrook et al., Molecular Cloning , A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press(2001)에 개시되어 있으며, 이 문헌은 본 명세서에 참조로서 삽입된다.Vectors used in the present invention can be constructed through a variety of methods known in the art, specific methods thereof are described in Sambrook et al., Molecular Cloning , A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001), which is incorporated herein by reference.

본 명세서에서 용어 “작동적으로 결합된(operatively linked to)”은 핵산 발현 조절 서열(예: 프로모터, 시그널 서열, 또는 전사조절인자 결합 위치의 어레이)과 다른 핵산 서열(예컨대, PAS 인자-코딩 서열)사이의 기능적인 결합을 의미하며, 이에 의해 상기 조절 서열은 상기 다른 핵산 서열의 전사 및/또는 해독 과정을 조절하게 된다.As used herein, the term “operatively linked to” refers to nucleic acid expression control sequences (eg, promoters, signal sequences, or arrays of transcriptional regulator binding sites) and other nucleic acid sequences (eg, PAS factor-coding sequences). Functional binding between), whereby the regulatory sequence controls the transcriptional and / or translational process of the other nucleic acid sequence.

본 발명의 벡터는 전형적으로 발현을 위한 벡터로서 구축될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 벡터는 재조합 펩타이드 또는 단백질을 발현시키기 위한 벡터이다. 또한, 본 발명의 벡터는 원핵세포 또는 진핵세포를 숙주로 하여 구축될 수 있다.Vectors of the invention can typically be constructed as a vector for expression. Preferably, the vector of the present invention is a vector for expressing a recombinant peptide or protein. In addition, the vector of the present invention can be constructed using prokaryotic or eukaryotic cells as hosts.

예를 들어, 본 발명의 벡터가 발현 벡터이고, 원핵세포를 숙주로 하는 경우에는, 전사를 진행시킬 수 있는 강력한 프로모터(예컨대, tac 프로모터, lac 프로 모터, lacUV5 프로모터, lpp 프로모터, pL λ프로모터, pR λ프로모터, rac5 프로모터, amp 프로모터, recA 프로모터, SP6 프로머터, trp 프로모터 및 T7 프로모터 등), 해독의 개시를 위한 라이보좀 결합 자리 및 전사/해독 종결 서열을 포함하는 것이 일반적이다. 숙주 세포로서 E. coli가 이용되는 경우, E. coli 트립토판 생합성 경로의 프로모터 및 오퍼레이터 부위(Yanofsky, C., J. Bacteriol ., 158:1018-1024(1984)) 그리고 파아지 λ의 좌향 프로모터 (pL λ프로모터, Herskowitz, I. and Hagen, D., Ann . Rev . Genet ., 14:399-445(1980))가 조절 부위로서 이용될 수 있다.For example, when the vector of the present invention is an expression vector and the prokaryotic cell is a host, a strong promoter (for example, the tac promoter, lac) that can promote transcription Promoter, lac UV5 promoter, lpp promoter, p L λ promoter, p R λ promoter, rac 5 promoter, amp promoter, recA promoter, SP6 promoter, trp promoter and T7 promoter, etc.), ribosome binding for initiation of detoxification It is common to include site and transcription / detox termination sequences. If E. coli is used as the host cell, E. coli Promoter and operator sites of the tryptophan biosynthetic pathway (Yanofsky, C., J. Bacteriol . , 158: 1018-1024 (1984)) and the leftward promoter of phage λ (p L λ promoter, Herskowitz, I. and Hagen, D., . Ann Rev Genet, 14:. . 399-445 (1980)) may be used as a control region.

한편, 본 발명에 이용될 수 있는 벡터는 당업계에서 종종 사용되는 플라스미드(예: pSC101, ColE1, pBR322, pUC8/9, pHC79, pUC19, pET 등), 파지 (예: λgt4?λB, λ-Charon, λΔz1 및 M13 등) 또는 바이러스 (예: SV40 등)를 조작하여 제작될 수 있다.On the other hand, vectors that can be used in the present invention are plasmids (eg, pSC101, ColE1, pBR322, pUC8 / 9, pHC79, pUC19, pET, etc.), phages (eg, λgt4? ΛB, λ-Charon, etc., which are often used in the art. , λΔz1 and M13, etc.) or viruses (eg SV40, etc.).

한편, 본 발명의 벡터가 발현 벡터이고, 진핵 세포를 숙주로 하는 경우에는, 포유동물 세포의 지놈으로부터 유래된 프로모터(예: 메탈로티오닌 프로모터) 또는 포유동물 바이러스로부터 유래된 프로모터(예: 아데노바이러스 후기 프로모터, 백시니아 바이러스 7.5K 프로모터, SV40 프로모터, 사이토메갈로바이러스 프로모터 및 HSV의 tk 프로모터)가 이용될 수 있으며, 전사 종결 서열로서 폴리아데닐화 서열을 일반적으로 갖는다.On the other hand, when the vector of the present invention is an expression vector and the eukaryotic cell is a host, a promoter derived from the genome of the mammalian cell (for example, metallothionine promoter) or a promoter derived from a mammalian virus (for example, adeno) virus late promoter, the vaccinia virus 7.5K promoter, SV40 promoter, cytomegalovirus promoter and HSV tk Promoter) can be used and generally has a polyadenylation sequence as a transcription termination sequence.

본 발명에 이용되는 벡터는 그로부터 발현되는 재조합 펩타이드 또는 단백질의 정제를 용이하게 하기 위하여, PAS 인자-코딩 뉴클레오타이드 서열의 5’- 또는 3’-말단에 인접한 위치에 글루타티온 S-트랜스퍼라제(GST), 말토스 결합 단백질(MBP), FLAG, 6x His (hexahistidine), NusA (N utilization substance A) 또는 Trx (Thioredoxin)를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열이 추가적으로 포함된다. 상기 정제를 위한 추가적인 서열 때문에, 숙주에서 발현된 단백질은 친화성 크로마토그래피를 통하여 신속하고, 용이하게 정제된다.The vector used in the present invention is a glutathione S-transferase (GST) at a position adjacent to the 5'- or 3'-terminus of the PAS factor-encoding nucleotide sequence to facilitate purification of the recombinant peptide or protein expressed therefrom, Nucleotide sequences encoding maltose binding protein (MBP), FLAG, 6x His (hexahistidine), NusA (N utilization substance A) or Trx (Thioredoxin) are additionally included. Because of the additional sequence for this purification, the protein expressed in the host is purified quickly and easily through affinity chromatography.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 융합 서열이 포함되어 있는 벡터에 의해 발현된 융합 단백질은 친화성 크로마토그래피에 의해 정제된다. 예컨대, 글루타티온-S-트랜스퍼라제가 융합된 경우에는 이 효소의 기질인 글루타티온을 이용할 수 있고, 6x His이 이용된 경우에는 Ni-NTA His-결합 레진 컬럼을 이용하여 소망하는 재조합 펩타이드 또는 단백질을 신속하고 용이하게 얻을 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fusion protein expressed by the vector containing the fusion sequence is purified by affinity chromatography. For example, if glutathione-S-transferase is fused, glutathione, which is a substrate of this enzyme, can be used, and if 6x His is used, a Ni-NTA His-binding resin column can be used to rapidly remove the desired recombinant peptide or protein. Can be obtained easily.

한편, 본 발명의 벡터는 선택표지로서, 당업계에서 통상적으로 이용되는 항생제 내성 유전자를 포함하며, 예를 들어 암피실린, 겐타마이신, 카베니실린, 클로람페니콜, 스트렙토마이신, 카나마이신, 게네티신, 네오마이신 및 테트라사이클린에 대한 내성 유전자가 있다.Meanwhile, the vector of the present invention includes an antibiotic resistance gene commonly used in the art as an optional marker, for example, ampicillin, gentamicin, carbenicillin, chloramphenicol, streptomycin, kanamycin, geneticin, neomycin And resistance genes for tetracycline.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 이용되는 벡터에서 재조합 단백질 또는 펩타이드-코딩 뉴클레오타이드 서열의 5’-말단에는 단백질 분해효소 인식 서열-코딩 뉴클레오타이드 서열이 추가적으로 포함된다. 보다 바람직하게는, 상기 단백질 분해효소 인식 서열-코딩 뉴클레오타이드 서열은 TEV (tobacco etch virus protease) 인식 부위-코딩 뉴클레오타이드 서열이며, 가장 바람직하게는 서열목록 제3서열에 기재된 뉴클레오타이드 서열이다. 발현된 재조합 펩타이드 또는 단백질의 융합 단백질은 단백질 분해효소의 처리에 의해 다른 서열로부터 분리하여 얻을 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the 5'-end of the recombinant protein or peptide-coding nucleotide sequence in the vector used in the present invention further includes a protease recognition sequence-coding nucleotide sequence. More preferably, the protease recognition sequence-coding nucleotide sequence is a tobacco etch virus protease (TEV) recognition site-coding nucleotide sequence, most preferably the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 3. Fusion proteins of expressed recombinant peptides or proteins can be obtained by isolation from other sequences by treatment of proteolytic enzymes.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 벡터는 도 1a 내지 도 1e 중 어느 하나의 유전자 지도를 가지는 것이다. 가장 바람직하게는, 본 발명에 이용되는 벡터는 도 1a 내지 도 1e의 유전자 지도에서 재조합 단백질 또는 펩타이드-코딩 뉴클레오타이드 서열의 5’-말단에 TEV (tobacco etch virus protease) 인식 부위-코딩 뉴클레오타이드 서열을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the vector has a genetic map of any one of FIGS. 1A to 1E. Most preferably, the vector used in the present invention comprises a tobacco etch virus protease (TEV) recognition site-coding nucleotide sequence at the 5'-end of the recombinant protein or peptide-coding nucleotide sequence in the genetic map of FIGS. 1A-1E. do.

본 발명의 벡터에 포함되는 단백질 또는 펩타이드-코딩 서열은 특별하게 제한되지 않으며, 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효소저해제, 신호전달단백질 또는 그 일부분, 항체 또는 그 일부분, 단쇄항체, 결합단백질 또는 그 결합도메인, 항원, 부착단백질, 구조단백질, 조절단백질, 독소단백질, 사이토카인, 전사조절 인자, 혈액 응고 인자 및 식물 생체방어 유도 단백질을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 벡터에 포함되는 펩타이드-코딩 서열은 특별하게 제한되지 않으며, 바람직하게는 야생형 단백질의 생리활성 단편(fragments)을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열이다.The protein or peptide-coding sequence included in the vector of the present invention is not particularly limited, and hormones, hormone analogs, enzymes, inhibitors, signaling proteins or portions thereof, antibodies or portions thereof, single chain antibodies, binding proteins or binding thereof Domains, antigens, adhesion proteins, structural proteins, regulatory proteins, toxin proteins, cytokines, transcriptional regulators, blood coagulation factors and nucleotide sequences encoding plant biodefense inducing proteins. The peptide-coding sequence included in the vector of the present invention is not particularly limited, and is preferably a nucleotide sequence encoding bioactive fragments of wild-type protein.

보다 바람직하게는, 본 발명에 이용되는 벡터에 포함되는 재조합 단백질 또는 펩타이드-코딩 서열은 헬릭코박터 파이로리-유래 Hp0096, Hp0331, Hp0572, Hp0844, Hp1069 및 Hp1355 단백질; 및 인간-유래 Ku0012914, Ku13377, Ku001813, Ku001951, Ku007066, Ku002463, Ku002513, Ku005888 및 Ku009023을 포함하며, 가장 바람직하게는 헬리코박터 파이로리-유래 Hp(Hypotetical protein)0175 또는 인간-유래 유비퀴틴 결합 효소(Ubiquitin-conjugation enzyme) Ku007066이다.More preferably, the recombinant protein or peptide-coding sequence included in the vector used in the present invention may include Helicobacter pylori-derived Hp0096, Hp0331, Hp0572, Hp0844, Hp1069 and Hp1355 proteins; And human-derived Ku0012914, Ku13377, Ku001813, Ku001951, Ku007066, Ku002463, Ku002513, Ku005888 and Ku009023, most preferably Helicobacter pylori-derived Hpotetical protein (Hp) 0175 or human-derived ubiquitin binding enzyme (Ubiquitin-conjugation enzyme) Ku007066.

본 발명의 방법에서 벡터를 안정되면서 연속적으로 클로닝 및 발현시킬 수 있는 숙주 세포는 당업계에 공지되어 어떠한 숙주 세포도 이용할 수 있으며, 예컨대, E. coli JM109, E. coli BL21(DE3), E. coli DH5α, E. coli RR1, E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 츄린겐시스와 같은 바실러스 속 균주, 그리고 살모넬라 티피무리움, 세라티아 마르세슨스 및 다양한 슈도모나스 종과 같은 장내균과 균주 등이 있다. Host cells capable of stable and continuous cloning and expression of vectors in the methods of the invention are known in the art and can be used with any host cell, for example E. coli JM109, E. coli BL21 (DE3), E. coli Bacillus genus strains such as DH5α, E. coli RR1, E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, Bacillus subtilis, Bacillus thuringiensis, and Salmonella typhimurium, Cera Enterobacteria and strains, such as Tia Marsesons and various Pseudomonas species.

또한, 본 발명의 벡터를 진핵 세포에 형질전환시키는 경우에는 숙주 세포로서, 이스트(Saccharomyce cerevisiae), 곤충 세포 및 사람 세포(예컨대, CHO 세포주 (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN 및 MDCK 세포주) 등이 이용될 수 있다.In the case of transforming a vector of the present invention into a eukaryotic cell, as a host cell, yeast ( Saccharomyce) cerevisiae ), insect cells and human cells (eg, CHO cell lines (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN and MDCK cell lines) and the like.

본 발명의 벡터를 숙주 세포 내로 운반하는 방법은, 숙주 세포가 원핵 세포인 경우, CaCl2 방법(Cohen, S.N. et al., Proc . Natl . Acac . Sci . USA, 9:2110-2114(1973)), 하나한 방법(Cohen, S.N. et al., Proc . Natl . Acac . Sci . USA, 9:2110-2114(1973); 및 Hanahan, D., J. Mol . Biol ., 166:557-580(1983)) 및 전기 천공 방법 (Dower, W.J. et al., Nucleic . Acids Res ., 16:6127-6145(1988)) 등에 의해 실시될 수 있다. 또한, 숙주 세포가 진핵 세포인 경우에는, 미세 주입법 (Capecchi, M.R., Cell, 22:479(1980)), 칼슘 포스페이트 침전법 (Graham, F.L. et al., Virology, 52:456(1973)), 전기 천공법 (Neumann, E. et al., EMBO J., 1:841(1982)), 리포좀-매개 형질감염법 (Wong, T.K. et al., Gene, 10:87(1980)), DEAE-덱스트란 처리법 (Gopal, Mol . Cell Biol ., 5:1188-1190(1985)), 및 유전자 밤바드먼트 (Yang et al., Proc . Natl . Acad . Sci ., 87:9568-9572(1990)) 등에 의해 벡터를 숙주 세포 내로 주입할 수 있다.The method of carrying the vector of the present invention into the host cell is performed by the CaCl 2 method (Cohen, SN et al., Proc . Natl . Acac . Sci . USA , 9: 2110-2114 (1973), when the host cell is a prokaryotic cell . ), One method (Cohen, SN et al., Proc . Natl . Acac . Sci . USA , 9: 2110-2114 (1973); and Hanahan, D., J. Mol . Biol . , 166: 557-580 (1983)) and electroporation methods (Dower, WJ et al., Nucleic . Acids Res . , 16: 6127-6145 (1988)). In addition, when the host cell is a eukaryotic cell, fine injection method (Capecchi, MR, Cell , 22: 479 (1980)), calcium phosphate precipitation method (Graham, FL et al., Virology , 52: 456 (1973)), Electroporation (Neumann, E. et al., EMBO J. , 1: 841 (1982)), liposome-mediated transfection (Wong, TK et al., Gene , 10:87 (1980)), DEAE- Dextran Treatment (Gopal, Mol . Cell Biol . , 5: 1188-1190 (1985)), and gene bombardment (Yang et al., Proc . Natl . Acad . Sci . , 87: 9568-9572 (1990)) and the like can be injected into host cells. have.

숙주 세포 내로 주입된 벡터는 숙주 세포 내에서 발현될 수 있으며, 이러한 경우에는 대량의 재조합 펩타이드 또는 단백질을 얻게 된다. 예를 들어, 상기 발현 벡터가 lac 프로모터를 포함하는 경우에는 숙주 세포에 IPTG를 처리하여 유전자 발현을 유도할 수 있다.Vectors injected into a host cell can be expressed in the host cell, in which case a large amount of recombinant peptide or protein is obtained. For example, when the expression vector contains a lac promoter, the host cell may be treated with IPTG to induce gene expression.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에서 이용되는 숙주세포는 E. coli이며, 가장 바람직하게는 E. coli BL21(DE3)이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the host cell used in the present invention is E. coli , most preferably E. coli BL21 (DE3).

본 발명의 방법에서, 형질전환된 숙주세포의 배양은 당업계에서 통상적으로 이용되는 배지를 이용하여 실시될 수 있다. 예를 들어, 형질전환체가 원핵세포(예컨대, E. coli)인 경우, LB(Luria-Bertani) 배지를 이용하여 형질전환체를 배양할 수 있다. 형질전환체가 동물세포인 경우에는, 예컨대, Eagles's MEM(Eagle's minimum essential medium, Eagle, H. Science 130:432(1959))을 이용하여 형질전환체를 배양할 수 있다.In the method of the present invention, the culture of the transformed host cell can be carried out using a medium commonly used in the art. For example, when the transformant is a prokaryotic cell (eg, E. coli ), the transformant may be cultured using LB (Luria-Bertani) medium. When the transformant is an animal cell, for example, the transformant may be cultured using Eagle's MEM (Eagle's minimum essential medium, Eagle, H. Science 130: 432 (1959)).

형질전환체의 다양한 배양방법은 당업자에게 잘 알려져 있으며, Sambrook et al., Molecular Cloning , A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press(2001)에 개시되어 있고, 이 문헌은 본 명세서에 참조로서 삽입된다. Various methods of culturing the transformants are well known to those skilled in the art, see Sambrook et al., Molecular Cloning , A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001), which is incorporated herein by reference.

본 발명의 방법에서, 배양된 숙주세포를 파쇄하는 방법은 당업계에 공지된 방법, 예컨대, 핸드 균질기(hand homogenizer), 민싱(mincing), 그라인딩, 블레이드 균질기, 프렌치 프레스, 초음파분쇄, 비드 밀 또는 맨턴-가울린 균질기(Manton-Gaulin homogenizer)를 이용하여 실시할 수 있다(참조: Robert K. Scopes, Protein Purification, 2nd ed. Springer-Verlag New York Inc. (1988)).In the method of the present invention, the method of disrupting the cultured host cell is a method known in the art, such as hand homogenizer, mincing, grinding, blade homogenizer, French press, ultrasonic grinding, beads This can be done using a wheat or Mannton-Gaulin homogenizer (Robert K. Scopes, Protein Purification , 2nd ed. Springer-Verlag New York Inc. (1988)).

이렇게 하여 얻은 세포 파쇄액은 세포 파편(cell debris)과 용해된 물질들을 포함한다. 본 발명의 방법에 따르면, 상기 세포 파쇄액은 목적의 재조합 단백질 또는 펩타이드를 용해된 상태로 다량 포함한다. 세포 파쇄액을 원심분리하면, 상등액에 다량의 재조합 단백질 또는 펩타이드가 포함된다. 상등액에 있는 재조합 단백질 또는 펩타이드는 PAS 인자가 융합된 형태를 가지며, 융합 단백질 형태의 재조합 단백질 또는 펩타이드는 PAS 인자가 결합되지 않은 재조합 단백질 또는 펩타이드와 비교하여 용해도가 증가되어 있다.The cell disruption solution thus obtained contains cell debris and lysed substances. According to the method of the present invention, the cell lysate contains a large amount of the recombinant protein or peptide of interest in a dissolved state. Centrifugation of cell lysate involves a large amount of recombinant protein or peptide in the supernatant. The recombinant protein or peptide in the supernatant has a form in which the PAS factor is fused, and the recombinant protein or peptide in the fusion protein form has increased solubility compared to the recombinant protein or peptide to which the PAS factor is not bound.

세포 파쇄액으로부터 용해된 재조합 단백질 또는 펩타이드를 수득하는 단계는 연속 배양법에서 세포 배양하는 과정에서 또는 배치 배양법에서 세포 배양이 종료된 이후에 할 수 있다.Obtaining the lysed recombinant protein or peptide from the cell disruption solution may be performed during cell culture in a continuous culture method or after cell culture is terminated in a batch culture method.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 재조합 펩타이드 또는 단백질의 분리는 정제된 형태로 융합 단백질을 회수함으로써 실시된다. 예를 들어, 재조합 펩타이드 또는 단백질은 세포 파쇄액를 이용하여, 암모늄 설페이트 침전법, 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외여과막을 이용한 분리 및/또는 컬럼 크로마토그래피(크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)에 의한 분리를 이용하여 정제된 형태로 수득할 수 있다.According to a preferred embodiment of the invention, the separation of the recombinant peptide or protein is carried out by recovering the fusion protein in purified form. For example, recombinant peptides or proteins can be separated using ammonium sulphate precipitation, ultrafiltration membranes with constant molecular weight cut-off values and / or column chromatography (size, charge, hydrophobicity or affinity using cell disruption). Obtained in purified form).

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 재조합 펩타이드 또는 단백질의 수득은 친화성 크로마토그래피를 이용하여 실시된다. 예컨대, 재조합 펩타이드 또는 단백질이 GST에 융합된 경우에는 글루타티온이 결합된 레진 컬럼, 그리고 6x His에 융합된 경우에는 Ni-NTA His-결합 레진 컬럼을 이용하여 소망하는 재조합 펩타이드 또는 단백질을 신속하고 용이하게 얻을 수 있다.According to a preferred embodiment of the invention, the obtaining of the recombinant peptide or protein is carried out using affinity chromatography. For example, using a resin column bound to glutathione when the recombinant peptide or protein is fused to GST, and a Ni-NTA His-binding resin column when fused to 6x His, the desired recombinant peptide or protein can be quickly and easily. You can get it.

본 발명에 따르면, 종래의 발현 시스템으로는 용해도가 매우 낮아 클로닝 과정을 통해 효율적으로 얻을 수 없었던 재조합 단백질 또는 펩타이드를 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to obtain a recombinant protein or peptide which has not been efficiently obtained through a cloning process due to its solubility in the conventional expression system.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 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 in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention. .

실시예Example

사용된 균주 및 플라스미드Strains and Plasmids Used

실시예에서 사용된 균주 및 플라스미드의 특성은 표 1에 정리되어 있다.The properties of the strains and plasmids used in the examples are summarized in Table 1.

균주 Strain 특징  Characteristic 출처source EscherichiaEsherichia colicoli BL21(DE3)BL21 (DE3) F- ompT hsdS ( rB - mB -) gal dcm(DE3) F- ompT hsdS (rB - mB -) gal dcm (DE3) NovagenNovagen DH5αDH5α supE44 , DlacU169 ( f80lacZDM15 ), recA1, endA1, thi-1, gyrA96, relA1 supE44 , DlacU169 ( f80lacZDM15 ), rec A1 , endA 1 , thi- 1 , gyr A96 , rel A1 플라스미드 Plasmid 특징Characteristic pET30apET30a His-tag 발현 벡터, KanR His-tag expression vector, Kan R pET29apET29a His-tag 발현 벡터, KanR His-tag expression vector, Kan R pET28apET28a His-tag 발현 벡터, KanR His-tag expression vector, Kan R pET41apET41a GST-tag 발현 벡터, KanR GST-tag expression vector, Kan R

실시예에서 사용한 대장균 균주들은 LB(Luria Bertani) 배지(Merk사)에서 배양하였다. 균주들은 배양 후 글리세롤 20%가 되도록 첨가하여 -70℃ 초저온 냉동고에 보관하였다.E. coli strains used in the examples were cultured in LB (Luria Bertani) medium (Merk). Strains were added to 20% glycerol after incubation and stored in -70 ℃ cryogenic freezer.

실시예Example 1: 비브리오  1: vibrio 패혈증균으로부터From sepsis PASPAS 인자 분리 Factor Separation

비브리오 패혈증균(V. vulnificus)을 2.5% NaCl 심장 인퓨전(heart infusion: HI) 배지에서 배양한 후, 소듐 도데실 설페이트(SDS)-프로테아제 방법(Little, P.F.R (1987) DNA Cloning: A practical approach. IRL press 3:19-42)으로 비브리오균의 지놈 DNA를 정제하였다.After culturing Vibrio vulnificus in 2.5% NaCl heart infusion (HI) medium, sodium dodecyl sulfate (SDS) -protease method (Little, PFR (1987) DNA Cloning: A practical approach. IRL press 3: 19-42) purified the genome DNA of Vibrio bacteria.

제한효소 Sau3AI으로 지놈 DNA를 절단하고, 잘린 DNA 조각들을 아가로스 젤 (Amersham사)을 이용하여 분리하였다. 0.5에서 1.0 kb 사이의 DNA 조각들이 포함된 아가로스 젤에 β-agarase (New England Biolabs; NEB사)을 처리하고 QIAEX Ⅱ 젤 추출 키트(Qiagen사)를 사용하여 아가로스 젤로부터 0.5에서 1.0 kb 사이의 DNA 조각들을 획득하였다. DNA 조각들을 pET30a 벡터(Novagen사)에 삽입하고 E. coli DH5α에 형질전환시킨 다음, 생성된 각각의 콜로니들로부터 플라스미드 라이브러리 DNA를 분리하였다. 분리된 플라스미드 라이브러리 DNA를 E. coli BL21(DE3)(Novagen사)에 형질전환시키고 발현시켰다.Genome DNA was digested with restriction enzyme Sau 3AI and the cut DNA fragments were isolated using agarose gel (Amersham). Agarose gel containing DNA fragments between 0.5 and 1.0 kb was treated with β- agarase (New England Biolabs; NEB) and between 0.5 and 1.0 kb from agarose gels using the QIAEX II gel extraction kit (Qiagen). DNA fragments were obtained. Insert DNA fragments into the pET30a vector (Novagen) and E. coli It was transformed in DH5 α, followed by separating a plasmid DNA library from each of the colonies generated. The isolated plasmid library DNA was transformed and expressed in E. coli BL21 (DE3) (Novagen).

비브리오 패혈증 환자의 혈장과 BL21(DE3)에서 발현된 비브리오균의 단백질을 이용하여 비브리오균에 특이적으로 결합하는 항체를 제작하고, 제작된 항체와 콜로니들을 이용하여 콜로니 웨스턴 블롯팅 분석을 실시하였다. 제조된 발현 라이브러리를 순차 희석하여 평판 배지 당 약 500 집락씩 도말한 후에 하룻밤 동안 배양하였다. 이를 멸균된 벨벳천을 이용하여 이소프로필-β-D-티오갈락토시드(isopropyl-β-D-thiogalactoside: IPTG) 함유 배지에 레플리카 평판 배양 한 후 5시간 배양하여 클론된 유전자로부터 항원의 발현을 유도하였다. 균 배양 평판을 클로로포름 증기에 15분 정도 노출시켜 세균이 용균되어 발현된 단백질이 노출되도록 하고 그 후 니트로셀룰로스 여과지를 이 위에 15분 정도 중첩하여 단백질을 전이되도록 하였다. 단백질이 전이된 여과지를 5% 탈지분유, 0.5% Tween 20, pH 7.2 인산완충식염수로 4℃ 냉장고에서 하룻밤 동안 블록킹 다음 1차 항체로 흡수시킨 회복기 환자 혈청을 1:5000 이상 희석하여 실온에서 1시간 동안 반응시켰다. 2차 항체로서 퍼옥시다아제-접합 항-인간 항체를 반응시킨 다음, ECL 화학발광 키트(Amersham Co.)로 측정하고, 반응성 집락을 보이는 12개의 클론을 선발하였다.Antibodies that specifically bind to Vibrio bacteria were prepared using the Vibrio bacteria proteins expressed in plasma and BL21 (DE3) of Vibrio sepsis patients, and colony Western blotting analysis was performed using the prepared antibodies and colonies. The prepared expression library was serially diluted and plated at about 500 colonies per plate medium and incubated overnight. Using a sterile velvet cloth, replica plates were incubated in isopropyl-β-D-thiogalactoside (IPTG) containing medium and incubated for 5 hours to induce antigen expression from cloned genes. It was. The bacterial culture plate was exposed to chloroform vapor for 15 minutes to expose the protein expressed by lysing bacteria, and then the nitrocellulose filter paper was superimposed on this for 15 minutes to transfer the protein. The protein-transferred filter paper was blocked with 5% skim milk powder, 0.5% Tween 20, pH 7.2 phosphate buffered saline overnight at 4 ° C. in a refrigerator, and then diluted with recovery antibody sera of at least 1: 5000 for 1 hour at room temperature. Reacted for a while. The peroxidase-conjugated anti-human antibody was reacted as a secondary antibody and then determined by ECL chemiluminescence kit (Amersham Co.) and 12 clones showing reactive colonies were selected.

이어, 선발된 12개의 콜로니에 대하여 ABI Prism 377 automatic DNA sequencer(Perkin-Elmer Applied Biosystems사)를 이용하여 DNA 서열을 분석하였다.Subsequently, the 12 colonies were analyzed for DNA sequences using an ABI Prism 377 automatic DNA sequencer (Perkin-Elmer Applied Biosystems).

DNA 서열 분석을 통해 획득하게 된 여러 항원 유전자 중 단백질 분비 인자로 추정되는 PAS 인자 유전자를 확인 및 확보하였고, 확보된 PAS 인자 유전자의 DNA 서열 분석 결과는 서열목록 제1서열과 같다.Among the various antigen genes obtained through DNA sequence analysis, PAS factor genes estimated to be protein secretion factors were identified and secured, and DNA sequencing results of the obtained PAS factor genes are the same as in the sequence listing No. 1 sequence.

실시예Example 2:  2: PASPAS 인자를 이용하여 발현 벡터 제조 Expression Vector Preparation Using Factors

pET30a 벡터에 클로닝된 PAS 인자를 주형으로 하여 DNA 말단부위 양쪽에 제한효소 NdeⅠ 인식부위가 포함된 PAS 인자(231 bp)를 증폭하였다. 증폭에 사용된 센스 프라이머는 5'-GGTCATATGAAAGCCCTC(밑줄 부분이 NdeⅠ 인식부위이다)이고, 안티센스 프라이머는 5'-GCCCATATGGTGTTCAGG이다. 주형 100 ng, 0.2 pM 프라이머, 0.25 mM dNTPs 및 pfu DNA 중합효소(Stratagene사) 2 유니트를 이용하여 PCR-증폭을 실시하였다. 중합효소 연쇄반응 조건은 94℃에서 5분 변성; 94℃에서 30초, 50℃에서 30초 및 72℃에서 1분 동안 반응시키는 것을 25회 반복; 최종적으로 72℃에서 10분 동안 연장반응이다. 중합효소 연쇄반응을 통해 증폭된 231 bp의 PAS 인자는 QIAEX Ⅱ 젤 추출 키트(Qiagen사)를 이용하여 정제하였다.Using the PAS factor cloned in the pET30a vector as a template, the PAS factor (231 bp) containing the restriction enzyme Nde I recognition site at both ends of the DNA was amplified. The sense primer used for the amplification was 5'-GGT CATATG AAAGCCCTC (underlined is Nde I recognition site) and the antisense primer was 5'-GCC CATATG GTGTTCAGG. PCR-amplification was performed using 100 ng of template, 0.2 pM primer, 0.25 mM dNTPs, and 2 units of pfu DNA polymerase (Stratagene). Polymerase chain reaction conditions were 5 minutes denaturation at 94 ℃; 25 cycles of reaction at 94 DEG C for 30 seconds, 50 DEG C for 30 seconds and 72 DEG C for 1 minute; Finally it is extended for 10 minutes at 72 ° C. The PAS factor of 231 bp amplified by the polymerase chain reaction was purified using a QIAEX II gel extraction kit (Qiagen).

증폭된 PAS 인자 유전자 및 시판되고 있는 기존 벡터 중 PAS 융합 벡터 개발에 사용될 His-Tag(pET28a, Novagen), Trx-Tag[pET28a 벡터(Novagen)의 멀티플클로닝위치 업스트림쪽에 Trx-Tag 코딩 서열 및 TEV (tobacco etch virus protease)인식부위를 삽입한 벡터], Nus-Tag[pET28a 벡터(Novagen)의 멀티플클로닝위치 업스트림쪽에 NusA-Tag 코딩 서열 및 TEV (tobacco etch virus protease) 인식부위를 삽입한 벡터] 및 GST-Tag 벡터(pET41a, Novagen)에 제한효소 Nde Ⅰ(NEB사)을 처리한 후 정제하였다. 정제된 PAS 인자 유전자를 각 벡터에 클로닝하여 새로운 발현 벡터, 즉 PAS 융합 벡터를 개발하였다. PAS 융합 벡터들은 Tag의 종류와 위치에 따라, PAS-N-His-Tag 벡터, PAS-C-His-Tag 벡터, PAS-Trx-Tag 벡터, PAS-Nus-Tag 벡터 및 PAS-GST-Tag 벡터로 명명하였다. PAS-N-His-Tag 벡터와 PAS-C-His-Tag 벡터는 pET28a 플라스미드를 기본으로 하여 PAS 인자 앞과 뒤에 6x His Tag을 삽입하였고, 뒤에는 단백질 분해 효소 중 하나인 TEV (tobacco etch virus protease) 인식 부위(GAA AAC CTG TAT TTT CAG GGT), 그리고 여러 종류의 제한 효소들을 이용하여 외부 DNA를 클로닝할 수 있는 멀티플클로닝위치(MCS)를 삽입한 벡터이다. 그리고 PAS-Trx-Tag 벡터와 PAS-Nus-Tag 벡터, PAS-GST-Tag 벡터는 PAS 인자 뒤에 Trx Tag 이나 Nus Tag, GST Tag을 각각 삽입한 후, TEV (tobacco etch virus protease) 인식 부위와 MCS를 삽입한 벡터이다.Trx-Tag coding sequence and TEV (Trx-Tag coding sequence upstream of His-Tag (pET28a, Novagen), Trx-Tag [pET28a vector (Novagen) to be used for the development of PAS fusion vectors among amplified PAS factor genes and commercially available vectors) vector inserting the tobacco etch virus protease recognition site], Nus-Tag [the vector inserting the NusA-Tag coding sequence and the TEV (tobacco etch virus protease) recognition site upstream of the multiple cloning position of the pET28a vector (Novagen)] and GST -Tag vector (pET41a, Novagen) was purified after treatment with restriction enzyme Nde I (NEB). The purified PAS factor gene was cloned into each vector to develop a new expression vector, PAS fusion vector. PAS fusion vectors are classified into PAS-N-His-Tag vector, PAS-C-His-Tag vector, PAS-Trx-Tag vector, PAS-Nus-Tag vector and PAS-GST-Tag vector, depending on the type and location of the tag. Named. The PAS-N-His-Tag vector and the PAS-C-His-Tag vector inserted 6x His Tag before and after the PAS factor based on the pET28a plasmid, followed by the tobacco etch virus protease (TEV), one of the proteolytic enzymes. A recognition site (GAA AAC CTG TAT TTT CAG GGT) and multiple cloning sites (MCS) can be inserted to clone external DNA using a variety of restriction enzymes. The PAS-Trx-Tag vector, the PAS-Nus-Tag vector, and the PAS-GST-Tag vector insert the Trx Tag, Nus Tag, and GST Tag after the PAS factor, respectively, and then the TEV (tobacco etch virus protease) recognition site and MCS Is the vector that inserted.

개발된 PAS 융합 벡터인 PAS-N-His-Tag 벡터, PAS-C-His-Tag 벡터, PAS-Trx-Tag 벡터, PAS-Nus-Tag 벡터 그리고 PAS-GST-Tag 벡터의 유전자 지도는 도 1a-1e에 도시되어 있다.Gene maps of the developed PAS fusion vectors PAS-N-His-Tag vector, PAS-C-His-Tag vector, PAS-Trx-Tag vector, PAS-Nus-Tag vector and PAS-GST-Tag vector are shown in FIG. It is shown at -1e.

실시예Example 3: 본 발명의  3: of the present invention PASPAS 융합 벡터의 성능 분석 Performance Analysis of Fusion Vectors

개발된 5 종류의 PAS 융합 벡터 시스템의 성능을 검증하기 위해, 인체 단백질과 박테리아 단백질들을 대상으로 발현 실험 및 용해도 실험을 실시하였다. To verify the performance of the five PAS fusion vector systems developed, expression and solubility experiments were performed on human and bacterial proteins.

발현 성능 검증에 사용된 단백질들은 시판되고 있는 기존의 발현 벡터 시스템으로는 발현되지 않거나 용해도가 매우 낮은 것들로 원핵생물 단백질들로는 헬리코박터 파이로리(Helicobacter pylori)유래 단백질 16종(HP0331, HP0096, HP0175, 등)이 사용 되었다. 그리고 진핵생물 단백질들로는 일반 벡터 시스템에서는 거의 발현 되지 않는 인체 근육 이완/수축관련 막 단백질 6종(RyR 1-6; Ryanodine receptor 1-6)과 인체 신경 전달관련 막 단백질 6종(GluR 1-6; Glutamate receptor 1-6), 그 외 인체 유래 단백질 22종(Ku001813, Ku002463...C17, hs43125, Q13510 등)이 성능 검증에 사용되어졌다.Proteins used to verify expression performance were not expressed in existing expression vector systems on the market or were very low in solubility. As prokaryotic proteins, 16 Helicobacter pylori- derived proteins (HP0331, HP0096, HP0175, etc.) This was used. Eukaryotic proteins include six muscle proteins related to muscle relaxation / contraction (RyR 1-6; Ryanodine receptor 1-6) and six human neurotransmission membrane proteins (GluR 1-6; Glutamate receptor 1-6) and 22 other human-derived proteins (Ku001813, Ku002463 ... C17, hs43125, Q13510, etc.) were used for performance verification.

발현 검증에 이용된 원핵생물 단백질Prokaryotic Proteins Used for Expression Verification 종류Kinds 단백질명Protein name 특징Characteristic 원핵세포Prokaryotic cells HP0096HP0096 PhosphoglyceratePhosphoglycerate dehydrogenasedehydrogenase HP0175HP0175 HypothetialHypothetial proteinprotein Hp0331Hp0331 SeptumSeptum sitesite -- determiningdetermining proteinprotein minmin D D HP0332HP0332 CellCell divisiondivision topologlcaltopologlcal spcificityspcificity factorfactor HP0361HP0361 tRNAtRNA pseudouridinepseudouridine synthasesynthase A  A HP0572HP0572 AdenineAdenine phosphoribosyltransferasephosphoribosyltransferase HP0844HP0844 PhosphomethylprimidinePhosphomethylprimidine kinasekinase HP0925HP0925 RecombinationRecombination proteinprotein recRrecR HP1053HP1053 septumseptum sitesite -- determiningdetermining proteinprotein minmin C C HP1069HP1069 -- ATPATP cellcell divisiondivision proteinprotein ftshftsh homologhomolog proteinprotein HP1069HP1069 -- fullfull cellcell divisiondivision proteinprotein ftshftsh homologhomolog proteinprotein HP1069HP1069 -- ProteaseProtease cellcell divisiondivision proteinprotein ftshftsh homologhomolog proteinprotein HP1178HP1178 purinepurine nucleosidenucleoside phosphorylasephosphorylase deodeo D- D- typetype HP1337HP1337 nicotinatenicotinate -- nucleotidenucleotide adenyltransferaseadenyltransferase HP1355HP1355 nicotinatenicotinate -- nucleotidenucleotide pyrophosphorylasepyrophosphorylase HP1496HP1496 50s 50 s ribosomalribosomal proteinprotein L25L25

발현 검증에 이용된 진핵생물 단백질Eukaryotic Proteins Used to Validate Expression 종류Kinds 단백질명Protein name 특징Characteristic 진핵세포Eukaryotic cells Ku001813Ku001813 ARD I homolog A.ARD I homolog A. Ku001951Ku001951 Calcyclin binding proteinCalcyclin binding protein Ku002463Ku002463 Protein phosphates 2A isoform 1Protein phosphates 2A isoform 1 Ku002513Ku002513 38 kDa MOV34 Isologue38 kDa MOV34 Isologue Ku003713Ku003713 PTD015 proteinPTD015 protein Ku003880 (1-197)Ku003880 (1-197) calcipressincalcipressin Ku003880 (26-197)Ku003880 (26-197) calcipressincalcipressin Ku003880 (88-197)Ku003880 (88-197) calcipressincalcipressin Ku005888Ku005888 CT11-human protein C20orf11CT11-human protein C20orf11 Ku007066Ku007066 ubiquitin-conjugation enzyme E2ubiquitin-conjugation enzyme E2 Ku009023 (1-228)Ku009023 (1-228) CWF 19-like I protein CWF 19-like I protein Ku009023 (328-474)Ku009023 (328-474) CWF 19-like I proteinCWF 19-like I protein Ku009460Ku009460 Importin-alpha re-exporterImportin-alpha re-exporter Ku012914Ku012914 NDRG2 proteinNDRG2 protein Ku013377Ku013377 resisrance to inhibitors of cholinesterase 8resisrance to inhibitors of cholinesterase 8 Ku015323Ku015323 Homeobox protein CDX-2Homeobox protein CDX-2 Ku026621Ku026621 Hypothetial protein HH114Hypothetial protein HH114 C17C17 (1M + 139S) (1M + 139S) 연골생성 촉진 관련 Cartilage Promoting Related ProteinProtein C17C17 (29T + 139S) (29T + 139S) 연골생성 촉진 관련 Cartilage Promoting Related ProteinProtein hs43125hs43125 esophagealesophageal cancercancer realatedrealated genegene 4- 4- proteinprotein Q13510Q13510 AcidAcid ceramidaseceramidase Q15274Q15274 NadNad C  C GluRGluR 1 (1,1) 1 (1,1) 인간 신경전달 관련 Human neurotransmission 막단백질Membrane protein GlutamateGlutamate receptorreceptor GluRGluR 1 (3,3) 1 (3,3) GluRGluR 1 (3,4) 1 (3,4) GluRGluR 2 (1,1) 2 (1,1) GluRGluR 2 (2,2) 2 (2,2) GluRGluR 2 (2,3) 2 (2,3) RyR1RyR1 근육 이완,수축 관련 Muscle relaxation, contraction 막단백질Membrane protein RyanodineRyanodine receptorreceptor RyR2RyR2 RyR3RyR3 RyR4RyR4 RyR5RyR5 RyR6RyR6

먼저, 시판되고 있는 기존 벡터와 발명된 PAS 융합 벡터, 그리고 발현 실험에 사용될 대상 단백질의 유전자들을 제한 효소 Hind Ⅲ와 Xho Ⅰ(NEB)으로 절단한 다음, 각각의 벡터에 대상 단백질 유전자를 클로닝하였다. 클로닝된 대상 단백질 유전자를 E. coli BL21(DE3)에 형질전환시키고, 형질전환된 콜로니들을 25 ㎍/㎖ 농도의 카나마이신이 포함된 3 ㎖ 액체 배지에 접종하여 37℃ 배양기에서 16 시간 이상 배양하였다. 배양액의 일부(500 ㎕)를 50 ㎖ 액체 배지에 재접종하여 37℃에서 130 rpm의 속도로 배양하였고, 분광광도계를 이용하여 파장 600 ㎚에서 배양액의 흡광도가 0.45일 때 IPTG(0.25 mM)를 첨가하였다. IPTG 첨가 후 세포들을 6 시간동안 배양하고, 원심분리기(3,000 rpm, 10 분, 4℃)를 이용하여 세포들을 수집하였다. 수집된 세포들의 세포파쇄액으로 12% 아크릴아마이드 겔 전기영동을 실시하여 단백질의 발현양을 확인하였다.First, genes of commercially available conventional vectors, the invented PAS fusion vector, and target proteins to be used for expression experiments were cut with restriction enzymes Hind III and Xho I (NEB), and the target protein genes were cloned into each vector. The cloned subject protein genes were transformed into E. coli BL21 (DE3), and the transformed colonies were inoculated in 3 ml liquid medium containing kanamycin at a concentration of 25 μg / ml and cultured in a 37 ° C. incubator for at least 16 hours. A portion (500 μl) of the culture was reinoculated into 50 ml liquid medium and incubated at 37 rpm at 37 rpm, and IPTG (0.25 mM) was added when the absorbance of the culture was 0.45 at a wavelength of 600 nm using a spectrophotometer. It was. Cells were incubated for 6 hours after IPTG addition and cells were collected using a centrifuge (3,000 rpm, 10 minutes, 4 ° C.). 12% acrylamide gel electrophoresis was performed with the cell lysate of the collected cells to confirm the expression level of the protein.

사용된 전체 단백질들의 발현결과를 통계처리 하여 그 결과를 보면, 발현양이 높은 단백질 수에 대한 전체 단백질 수의 퍼센트는 기존 상용 벡터보다 PAS 융합 벡터가 더 높았다(도 2). 원핵생물 단백질의 35%와 세포막 통과 단백질인 RyR 그룹 단백질이 포함된 진핵생물 단백질의 46.9%는 PAS 벡터 시스템과 종래의 벡터 시스템 양 쪽 모두에서 발현되지 않았다. N-His-Tag 벡터는 진핵세포의 Ku15323을 포함한 14종과 원핵세포의 Hp0332를 포함한 4종의 단백질이 발현이 모두 되지 않았다. C-His-Tag의 경우는 진핵세포의 Ku3713을 포함한 단백질 16종과 원핵세포의 Hp0361을 포함한 4종의 단백질이 마찬가지로 모든 벡터에서 발현되지 않았다. Trx-Tag의 경우는 진핵세포 Glur 1을 포함한 33종, 원핵세포의 Hp0096을 포함한 15종 모두가 발현되지 않았다. Nus-Tag 벡터와 GST-Tag 벡터 또한 진핵세포의 9종의 단백질과 원핵세포의 3종의 단백질 등이 같은 결과를 보였다.As a result of statistically analyzing the expression results of the total proteins used, the percentage of the total protein number to the high expression protein number was higher in the PAS fusion vector than the conventional commercial vector (Fig. 2). 35% of prokaryotic proteins and 46.9% of eukaryotic proteins, including RyR group proteins, which are cell membrane proteins, were not expressed in both the PAS vector system and conventional vector systems. In the N-His-Tag vector, 14 proteins including Ku15323 in eukaryotic cells and four proteins including Hp0332 in prokaryotic cells were not expressed. In the case of C-His-Tag, 16 proteins including Ku3713 in eukaryotic cells and four proteins including Hp0361 in prokaryotic cells were similarly not expressed in all vectors. In the case of Trx-Tag, 33 species including eukaryotic Glur 1 and 15 species including Hp0096 of prokaryotic cells were not expressed. Nus-Tag and GST-Tag vectors showed the same results with 9 proteins of eukaryotic cells and 3 proteins of prokaryotic cells.

진핵생물 단백질의 경우 PAS 벡터 시스템을 이용했을 때의 발현율이 기존 벡터 이용 시의 발현율 보다 27.4% 높았다. 자세하게는 PAS-N-His-Tag 벡터에서는 GluR1(1,1), GluR1(2,2), GluR1(3,3), GluR1(3,4), Ku0012914, Ku13377, Ku001813, Ku001951, Ku002463, Ku002513, Ku005888, Ku009023(1-228), Ku009023(328-474), Q13510 및 RyR 6; PASC-His-Tag 벡터에서는 GluR1(1,1), GluR1(2,2), GluR1(3,3), GluR1(3,4), GluR2(1,1), GluR2(2,3), Ku0012914, Ku13377, Ku001813, Ku001951, Ku002513, Ku005888, Ku009023(1-228), Q15274 및 RyR 6; PAS-Nus-Tag 벡터에서는 C17(29T+139s), Ku12914, Ku001813, Ku001951, Ku002463, Ku003880(88-197) 및 Q15274; PAS-GST-Tag 벡터에서는 C17(29T+139s), GluR1(1,1), GluR2(2,3), Hs43125, Ku001813, Ku009023(1-228), Ku009023(328-474), Ku005888, Ku009023(1-228) 및 RyR 5; 그리고 PAS-Trx-Tag 벡터에서는 Q15274가 PAS가 없는 해당 벡터보다 더 많은 발현량을 나타내었다.In the case of eukaryotic proteins, the expression rate of the PAS vector system was 27.4% higher than that of the conventional vector. Specifically, in the PAS-N-His-Tag vector, GluR1 (1,1), GluR1 (2,2), GluR1 (3,3), GluR1 (3,4), Ku0012914, Ku13377, Ku001813, Ku001951, Ku002463, Ku002513 , Ku005888, Ku009023 (1-228), Ku009023 (328-474), Q13510 and RyR 6; In PASC-His-Tag vectors, GluR1 (1,1), GluR1 (2,2), GluR1 (3,3), GluR1 (3,4), GluR2 (1,1), GluR2 (2,3), Ku0012914 , Ku13377, Ku001813, Ku001951, Ku002513, Ku005888, Ku009023 (1-228), Q15274 and RyR 6; C17 (29T + 139s), Ku12914, Ku001813, Ku001951, Ku002463, Ku003880 (88-197) and Q15274 in the PAS-Nus-Tag vector; In the PAS-GST-Tag vector, C17 (29T + 139s), GluR1 (1,1), GluR2 (2,3), Hs43125, Ku001813, Ku009023 (1-228), Ku009023 (328-474), Ku005888, Ku009023 ( 1-228) and RyR 5; In the PAS-Trx-Tag vector, Q15274 showed more expression than the corresponding vector without PAS.

진핵생물 단백질의 경우에는 많은 수의 단백질이 양 쪽 벡터 시스템 모두에서 발현되지 않았다(46.9 %). For eukaryotic proteins, a large number of proteins were not expressed in both vector systems (46.9%).

진핵생물 단백질과 마찬가지로, 원핵생물 단백질도 기존 벡터보다 PAS 벡터 시스템을 이용했을 때의 발현율이 33% 더 높았다. 구체적으로 PAS-N-His-Tag 벡터에서 Hp0096, Hp0331, Hp0572, Hp0844, Hp1069-full, Hp1069-프로테아제 및 Hp1355 단백질; PAS-C-His-Tag 벡터의 경우에는 Hp0331, Hp0572, Hp0844, Hp1069-ATP 및 Hp1069-full 단백질; PAS-Nus-Tag 벡터에서는 Hp0332, Hp1069-full, Hp1069-프로테아제, Hp1178, Hp1355 및 Hp1496 단백질; PAS-GST-Tag 벡터의 경우에는, Hp0175, Hp0844, Hp0925, Hp1069-ATP, Hp1069-full, Hp1178 및 Hp1496 단백질들이 기존 벡터에서 보다 PAS 벡터 시스템에서 더 많은 발현량을 보였다.Like eukaryotic proteins, prokaryotic proteins had 33% higher expression rates when using the PAS vector system than conventional vectors. Specifically, Hp0096, Hp0331, Hp0572, Hp0844, Hp1069-full, Hp1069-protease and Hp1355 proteins in the PAS-N-His-Tag vector; Hp0331, Hp0572, Hp0844, Hp1069-ATP and Hp1069-full proteins for the PAS-C-His-Tag vector; Hp0332, Hp1069-full, Hp1069-protease, Hp1178, Hp1355 and Hp1496 proteins in the PAS-Nus-Tag vector; In the case of the PAS-GST-Tag vector, the Hp0175, Hp0844, Hp0925, Hp1069-ATP, Hp1069-full, Hp1178 and Hp1496 proteins showed higher expression levels in the PAS vector system than in the existing vector.

성능 검증에 사용된 원핵생물 및 진핵생물의 총 50종의 단백질의 발현 결과를 통계처리 하여보면, PAS 융합 벡터의 발현양이 더 많은 것이 30%로 PAS 융합 벡터의 발현율이 기존의 벡터보다 더 증가한 것을 알 수 있다.Statistical analysis of the expression results of 50 prokaryotic and eukaryotic proteins used in the performance verification showed that the expression of PAS fusion vectors was 30% higher than that of conventional vectors. It can be seen that.

항목Item Con > PASCon> PAS Con = PASCon = PAS Con < PASCon <PAS Con X PASCon X PAS 원핵생물Prokaryotes 20%20% 12%12% 33%33% 35%35% 진핵생물Eukaryotes 9.7%9.7% 16%16% 27.4%27.4% 46.9%46.9% 전체 50종 50 species in total 12.2%12.2% 14.8%14.8% 30%30% 43%43%

*표 2에서, Con > PAS: 종래 벡터의 발현량이 더 많은 경우, Con = PAS: 종래 벡터와 PAS 벡터의 발현량이 동일한 경우, Con < PAS: PAS 벡터의 발현략이 더 많은 경우, Con X PAS: 종래 벡터와 PAS 벡터 둘 모두에서 발현이 되지 않는 경우. * In Table 2, Con> PAS: when the expression vector of the conventional vector is more, Con = PAS: when the expression amount of the conventional vector and the PAS vector is the same, Con <PAS: when the expression of the PAS vector is more, Con X PAS : When not expressed in both conventional vector and PAS vector.

도 3은 PAS 융합 벡터 및 종래 벡터에 의해 발현 유도된 단백질 양을 보여주는 12% 아크릴아마이드 겔 사진으로 레인 3의 기존 벡터 발현유도 후의 단백질양보다 레인 5의 PAS 융합 벡터 발현유도 후 단백질양이 더욱 많은 것을 확인할 수 있다. 이는 PAS 융합 벡터가 기존의 벡터보다 목적하는 단백질을 고수율로 발현 시킬 수 있음을 보여주는 것이다. 겔 사진에서 발현유도 후 PAS 벡터의 융합 단백질 크기는 8.4 kDa의 PAS 인자의 크기가 더해져서 기존 벡터의 발현유도 후 단백질보다 높은 위치에서 관찰된다(도 3).Figure 3 is a 12% acrylamide gel image showing the amount of protein induced expression of the PAS fusion vector and the conventional vector is more protein amount after the induction of PAS fusion vector expression of lane 5 than the amount of protein after the conventional vector expression of lane 3 You can see that. This shows that the PAS fusion vector can express the desired protein in higher yield than the existing vector. The fusion protein size of the PAS vector after expression induction in the gel photograph was observed at a position higher than that of the protein after induction of expression of the existing vector by adding the size of the PAS factor of 8.4 kDa (FIG. 3).

PAS 융합 벡터와 시판되고 있는 종래의 벡터 시스템, 이 두 종류 시스템에서 단백질이 발현된 세포들을 수집하여 용해도 실험을 수행하였다(도 4). 세포 배양 후 수집된 세포들을 50 mM KCl, 1 mM EDTA 및 1 mM PMSF가 포함된 20 mM Tris-HCl (pH 7.5)로 현탁한 다음, 얼음 위에서 초음파로 분쇄하였고, 원심분리기(15,000 rpm, 1 시간, 4℃)를 사용하여 세포 잔여물로부터 상등액을 분리하였다. 분리된 세포 잔여물과 상등액 각각에 포함된 단백질의 용해도는 12% 아크릴아마이드 겔 전기영동을 실시하여 분석하였다.Solubility experiments were carried out by collecting proteins expressing cells in both systems, a PAS fusion vector and a conventional vector system. The cells collected after cell culture were suspended with 20 mM Tris-HCl (pH 7.5) containing 50 mM KCl, 1 mM EDTA, and 1 mM PMSF, then pulverized ultrasonically on ice and centrifuged (15,000 rpm, 1 hour). , 4 ° C.) was used to separate the supernatant from the cell residue. The solubility of the protein contained in the separated cell residue and the supernatant was analyzed by 12% acrylamide gel electrophoresis.

실험에 사용된 모든 단백질이 용해도가 매우 낮은 인체 단백질과 박테리아 단백질들이기 때문에, PAS 융합 벡터 시스템과 기존의 벡터 시스템 모두에서 대부분의 단백질들이 용해되지 않은 상태로 존재했다. 그러나 도 4에서와 같이, 몇몇 단백질의 경우에는 기존의 벡터를 사용했을 때보다 PAS 벡터 시스템을 사용했을 때 단백질의 용해도가 증가함을 보였다. 한편, 종래 벡터를 이용했을 때 단백질의 용해도가 증가한 경우는 없었다.Since all of the proteins used in the experiments were very low solubility human and bacterial proteins, most of the proteins in the PAS fusion vector system and the existing vector system were undissolved. However, as shown in FIG. 4, in the case of some proteins, the solubility of the protein was increased when using the PAS vector system than when using the conventional vector. On the other hand, when the conventional vector was used, the solubility of the protein did not increase.

위에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 재조합 단백질 또는 펩타이드의 용해도 증진용 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 재조합 단백질 또는 펩타이 드의 용해도를 증가시키는 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 종래의 발현 시스템으로는 용해도가 매우 낮아 클로닝 과정을 통해 효율적으로 얻을 수 없었던 재조합 단백질 또는 펩타이드를 얻을 수 있다.As described in detail above, the present invention provides a composition for enhancing solubility of a recombinant protein or peptide. The present invention also provides a method of increasing the solubility of a recombinant protein or peptide. According to the present invention, it is possible to obtain a recombinant protein or peptide which has not been efficiently obtained through a cloning process due to its solubility in the conventional expression system.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Having described the specific part of the present invention in detail, it is apparent to those skilled in the art that the specific technology is merely a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereto. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof.

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Claims (10)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 다음의 단계를 포함하는 재조합 단백질 또는 펩타이드의 용해도를 증가시키는 방법: A method of increasing the solubility of a recombinant protein or peptide comprising the following steps: (a) (i) 프로모터, (ⅱ) 상기 프로모터에 작동적으로 결합된 PAS(Plasmid Acromobacter Secretion) 인자-코딩 뉴클레오타이드 서열, 및 (ⅲ) 상기 재조합 단백질 또는 펩타이드-코딩 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 벡터로 숙주세포를 형질 전환시키는 단계로서, 상기 PAS 인자와 재조합 단백질 또는 펩타이드는 융합 단백질 형태로 발현되며; (a) a host with a vector comprising (i) a promoter, (ii) Plasmid Acromobacter Secretion (PAS) factor-coding nucleotide sequence operably linked to said promoter, and (iii) said recombinant protein or peptide-coding nucleotide sequence. Transforming the cell, wherein the PAS factor and recombinant protein or peptide are expressed in the form of a fusion protein; (b) 상기 형질전환된 숙주세포를 배양하고 상기 재조합 단백질 또는 펩타이드를 발현시키는 단계; (b) culturing the transformed host cell and expressing the recombinant protein or peptide; (c) 상기 숙주세포를 파쇄하여 세포 파쇄액을 수득하는 단계; 그리고 (c) crushing the host cell to obtain a cell lysate; And (d) 상기 세포 파쇄액으로부터 용해된 상기 재조합 단백질 또는 펩타이드를 수득하는 단계로서, 상기 수득한 재조합 단백질 또는 펩타이드는 PAS 인자와 융합된 형태이며, 상기 융합 단백질 형태의 재조합 단백질 또는 펩타이드는 PAS 인자가 결합되지 않은 재조합 단백질 또는 펩타이드와 비교하여 용해도가 증가되어 있다.(d) obtaining the recombinant protein or peptide from the cell lysate, wherein the obtained recombinant protein or peptide is in a fused form with PAS factor, and the recombinant protein or peptide in the form of the fusion protein is Solubility is increased compared to recombinant proteins or peptides that are not bound. 제 6 항에 있어서, 상기 재조합 단백질 또는 펩타이드는 헬리코박터 파이로리-유래 Hp 0175 또는 인간-유래 유비퀴틴 결합 효소(Ubiquitin-conjugation enzyme) Ku007066인 것을 특징으로 하는 방법.7. The method of claim 6, wherein said recombinant protein or peptide is Helicobacter pylori-derived Hp 0175 or human-derived ubiquitin binding enzyme (Ubiquitin-conjugation enzyme) Ku007066. 제 6 항에 있어서, 상기 PAS 인자-코딩 뉴클레오타이드 서열의 5’- 또는 3’- 말단에 인접한 위치에 글루타티온 S-트랜스퍼라제(GST), 말토스 결합 단백질(MBP), FLAG, 6x His (hexahistidine), NusA (N utilization substance A) 또는 Trx (Thioredoxin)를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열이 추가적으로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 방법. 7. The glutathione S-transferase (GST), maltose binding protein (MBP), FLAG, 6x His (hexahistidine) at positions adjacent to the 5'- or 3'- terminus of the PAS factor-encoding nucleotide sequence. , Nucleotide sequence encoding NusA (N utilization substance A) or Trx (Thioredoxin). 제 6 항에 있어서, 상기 벡터는 도 1a 내지 도 1e 중 어느 하나의 유전자 지도를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 6, wherein the vector has a genetic map of any one of FIGS. 1A to 1E. 제 6 항에 있어서, 상기 재조합 단백질 또는 펩타이드-코딩 뉴클레오타이드 서열의 5’-말단에는 TEV (Tobacco Etch Virus protease) 인식 부위-코딩 뉴클레오타이드 서열이 추가적으로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 방법. 7. The method of claim 6, wherein the 5'-terminus of the recombinant protein or peptide-coding nucleotide sequence further comprises a Tobacco Etch Virus protease (TEV) recognition site-coding nucleotide sequence.
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