KR100834257B1 - Actinomadura hibisca mutant with distrupted o- methyltransferase gene of pradimicin and preparing of demethylpradimicin using the same - Google Patents

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Abstract

A mutant of Actinomadura hibisca is provided to produce only demethylpradimicin as a new antifungal antibiotic of pradimicin having a new structure by ruining an O-methyltransferase gene of pradimicin associated with methylation. A method for producing an Actinomadura hibisca mutant BC1(KACC 95057P) producing demethylpradimicin represented by the formula(2) comprises the steps of: (1) preparing a genomic DNA library of Actinomadura hibisca by using a cosmid vector, and obtaining a cosmid clone containing a pradimicin biosynthesis gene group; (2) inserting an antibiotic-resistant gene into an O-methyltransferase gene DNA fragment in the pradimicin A biosynthesis gene group to prepare a knock-out cassette; (3) integrating the knock-out cassette into the DNA fragment containing the pradimicin biosynthesis gene group to prepare a knock-out vector; and (4) introducing the knock-out vector into Actinomadura hibisca through conjugation, and transforming Actinomadura hibisca through homologous recombination to knock-out the O-methyltransferase gene.

Description

프라디마이신의 생합성효소인 O―메틸트랜스퍼라제의 유전자가 파괴된 액티노마두라 히비스카 변이균주 및 그 생성물인 디메틸프라디마이신 {Actinomadura hibisca mutant with distrupted O- methyltransferase gene of pradimicin and preparing of demethylpradimicin using the same}Actinomadura hibisca mutant with distrupted O-methyltransferase gene of pradimicin and preparing of demethylpradimicin using the gene of O-methyltransferase, a biosynthetic enzyme of pradimycin same}

도 1은 프라디마이신 생합성 유전자를 포함하는 코스미드 클론 중에 프라디마이신의 구조 생성에 관여하는 각종 테일러링(tailoring) 유전자들과 프라디마이신 아글리콘(aglycon)의 당화(glycosylation)에 관여하는 유전자들을 포함하는 DNA 단편의 개열지도를 나타낸 도면이고,FIG. 1 shows genes involved in glycation of a variety of tailinging genes involved in the production of a structure of pradimycin and glycosylation of the pradimycin aglycon in a cosmid clone including a pradimycin biosynthesis gene. It is a figure which shows the cleavage map of the DNA fragment containing,

도 2는 프라디마이신 생합성유전자 중 하나인 서열번호 1로 표시되는 O-메틸트랜스퍼라제의 DNA 염기서열과 넉아웃카세트 제작에 사용된 염기서열 부분을 막대로 표시한 도면이고,FIG. 2 is a diagram showing a DNA sequence of O -methyltransferase represented by SEQ ID NO: 1, one of the pradimycin biosynthetic genes, and a portion of the nucleotide sequence used to construct a knockout cassette,

도 3은 상기 도 1의 DNA 단편을 이용하여 프라디마이신 생합성유전자 중 O-메틸트랜스퍼라제의 유전자를 제거하는 과정을 나타낸 모식도이고,Figure 3 is a schematic diagram showing a process of removing the gene of O -methyltransferase in the pradimycin biosynthetic gene using the DNA fragment of Figure 1,

도 4는 액티노마두라 히비스카 변이균주 BC1의 배양액 추출물 내 프라디마이신 화합물을 고속 액체크로마토그래피 (high performance liquid chromatography, 이하 HPLC로 약칭함)로 분석한 결과를 나타낸 그래프이고,FIG. 4 is a graph showing the results of analyzing the pradimycin compound in the culture extract of the actinomadura hibiscus mutant strain BC1 by high performance liquid chromatography (hereinafter abbreviated as HPLC).

도 5는 본 발명의 액티노마두라 히비스카 변이균주 BC1이 생성하는 디메틸프 라디마이신의 항균활성을 박막크로마토그라피 판에서 식물병원진균에 대한 항균활성으로 검정한 결과를 나타낸 사진으로, 좌측은 곰팡이포자를 덮어 항균활성 저지원을 확인한 사진이고 우측은 곰팡이포자를 덮기 전의 박막크로마토그램의 전개양상을 보여주는 사진이다. 5 is a photograph showing the results of assaying the antimicrobial activity of dimethyl pramycin produced by actinomydura hibisca mutant strain BC1 of the present invention on phytopathogenic fungi in a thin-film chromatography plate, on the left side of fungal spores The picture shows the low support of antimicrobial activity by covering and the right side shows the development of thin-film chromatogram before covering the spores of the fungus.

본 발명은 프라디마이신의 생합성 유전자들 중 메틸트랜스퍼라제 (Pradimicin methyltransferases) 유전자가 파괴된 액티노마두라 히비스카 (Actinomadura hibisca) 변이균주 및 그 생성물인 디메틸프라디마이신에 관한 것이다. 보다 상세하게는 우수한 항진균활성 물질인 프라디마이신의 구조에서 메틸화에 관여하는 효소인 O-메틸트랜스퍼라제(O-methyltransferase)의 유전자가 파괴되어 탈메틸화 (demethylation)된 프라디마이신을 생산하는 액티노마두라 히비스카 변이균주 및 그의 항균활성을 갖는 생성물인 디메틸프라디마이신에 관한 것이다. The present invention relates to an Actinomadura hibisca mutant strain in which the Pradimicin methyltransferases gene in the biosynthetic genes of pradimycin is destroyed and its dimethylpradimycin. More specifically, in the structure of pradimycin, an excellent antifungal active substance, the gene of O-methyltransferase, an enzyme involved in methylation, is destroyed to produce demethylated pradimycin. It relates to Dura hibisca mutant strain and dimethylpradimycin which is a product having antibacterial activity.

프라디마이신(pradimicin)은 단일 속(genus)인 액티노마두라 (Actinomadura)에 속하는 계통에 의하여 생성되는 디하이드로벤조나프타신퀴논(dihydrobenzo[a]naphthacenequinone) 과(family)의 새로운 항진균 항생제이다 (Tsunakawa et al.,1989. J. Org. Chem. 54:2532-2536; Oki et al., 1988. J. Antibiotics. 41(11)1701-1704). Pradimicin is a new antifungal antibiotic of the dihydrobenzo [a] naphthacenequinone family produced by the family belonging to the genus Actinomadura (Tsunakawa). et al., 1989. J. Org. Chem. 54: 2532-2536; Oki et al., 1988. J. Antibiotics. 41 (11) 1701-1704).

이 항생제 (화학식 1)는 분자 안에 D-알라닌(D-alanine)과 디사카라이 드(disaccharide)를 포함하는 벤조나프타신퀴논 화합물이다. 이 항생제는 쥐에서 곰팡이의 전신적 감염에 대해 우수한 치료적 효과를 나타내며, T-셀이 인체면역결핍바이러스(human immunodeficiency virus)에의 감염을 막아주고 바이러스에 의한 신시튬(syncytium)형성을 억제해준다 (Hoshino, et al., 1989. J. Antibiotics 42:344-346).This antibiotic (Formula 1) is a benzonaphthacinquinone compound containing D-alanine and disaccharide in the molecule. This antibiotic has an excellent therapeutic effect on systemic infection of the fungus in rats, and T-cells prevent infection by human immunodeficiency virus and inhibit the formation of syncytium by the virus (Hoshino). , et al., 1989. J. Antibiotics 42: 344-346.

Figure 112008003632444-pat00010

화학식 1
Figure 112008003632444-pat00010

Formula 1

또한 프라디마이신은 캔디다(Candida), 크립토코커스(Cryptococcus), 아스퍼질러스(Aspergillus)를 비롯하여 여러 종류의 진균 및 식물병원진균에 대하여 in vivoin vitro 상태에서 우수한 활성을 나타내는 화합물이다. Pradimycin is also used in vivo and in against Candida , Cryptococcus , Aspergillus , and many other fungal and phytopathogenic fungi. in vitro It is a compound exhibiting excellent activity in a state.

지금까지 프라디마이신의 생합성관련유전자는 폴리케타이드 부분의 생합성에 관여하는 유전자 10종만이 알려져 있고 (Dairi et al, 1997, Biosci. Biotech. Biochem.61(9):1445-1453), 나머지 생합성 유전자 특히 테일러링(tailoring) 단계에 관여하는 유전자와 당화(glycosylation)에 관여하는 유전자들은 알려 지지 않았다.Until now, only 10 genes involved in biosynthesis of the polyketide moiety are known (Dairi et al, 1997, Biosci. Biotech. Biochem. 61 (9): 1445-1453), and the remaining biosynthesis genes. Genes, particularly those involved in the tailoring phase and those involved in glycosylation, are unknown.

한편, 다양한 프라디마이신이 개발 공개되어 있는데, 프라디마이신 A, B, 및 C는 유럽특허 출원 제277,621호에 기재되어 있고, 프라디마이신 D, E 및 그들의 각 데스크실로실 유도체가 1988년 6월 7일에 출원된 미국 제203,776호에 기재되어 있다. 항균활성이 우수한 프라디마이신의 새로운 유도체 개발에 대한 계속적인 요구가 있어 왔다. On the other hand, a variety of pramycin has been developed and published, Pradimycin A, B, and C are described in European Patent Application No. 277,621, Pradimycin D, E and their respective deskysilyl derivatives 6 1988 US 203,776, filed May 7, is filed. There is a continuing need for the development of new derivatives of pradimycin with excellent antimicrobial activity.

본 발명은 종래 기술의 문제점 및 상기 요구를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 뛰어난 항진균활성 물질인 프라디마이신의 새로운 유도체를 만들기 위하여 프라디마이신의 생합성에 관련된 유전자들을 분자생물학적인 방법으로 탐색하고, 그 중 프라디마이신의 구조에서 메틸화에 관여하는 O-메틸트랜스퍼라제 (Pradimicin methyltransferases)의 유전자를 파괴하여, 이렇게 제작된 새로운 액티노마두라 히비스카 (Actinomadura hibisca) 변이균주로 하여금 새로운 프라디마이신 유도체인 디메틸프라디마이신을 생성하도록 하는 것이다. 본 발명은 이러한 생합성유전자의 조작을 통하여 항균활성을 지닌 새로운 구조의 프라디마이신 유도체를 생성함으로서 새로운 항진균물질을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art and the above object, an object of the present invention is to provide a molecular biological method for genes related to the biosynthesis of pradimycin to make a new derivative of pradimycin, an excellent antifungal active substance. And the new Actinomadura hibisca (Acinomadura) produced by destroying the gene of O -methyltransferases involved in methylation in the structure of pradimycin hibisca ) allow the mutant strain to produce a new pradimycin derivative, dimethylpradimycin. An object of the present invention is to provide a new antifungal substance by generating a pradimycin derivative having a new structure having antibacterial activity through the manipulation of such biosynthetic genes.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명자들은 새로운 프라디마이신 유도체를 개발하기 위하여, 프라디마이신 화합물의 생합성유전자 중 테일러링(tailoring)에 관여하는 유전자를 상기 액티노마두라 히비스카 균주의 게놈DNA 라이브러리를 제작하여 확인, 확보하였고, 이들 유전자 중 메틸레이션에 관여하는 유전자를 조작함으 로서 새로운 구조의 프라디마이신 유도체를 생산하는 변이균주를 개발하고 이 물질의 항균활성을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다. In order to achieve the above object, the present inventors have prepared a genomic DNA library of the actinomadura hibisca strain of a gene involved in the tailoring (tailoring) of the biosynthetic gene of the pradimycin compound in order to develop a new pradimycin derivative The present invention was completed by developing a mutant strain that produces a pradimycin derivative having a new structure by manipulating a gene involved in methylation among these genes and confirming the antimicrobial activity of the substance.

따라서 본 발명은 프라디마이신의 구조에서 메틸화에 관여하는 O-메틸트랜스퍼라제 (Pradimicin methyltransferases)의 유전자(서열번호 1) 및 상기 프라디마이신 A O-메틸트랜스퍼라제 유전자 절편의 중간에 항생제 내성유전자가 삽입된 DNA 단편을 제공한다.Thus, the present invention is O which is involved in methylation in the structure of the plastic-di azithromycin - an antibiotic resistance gene in the middle of the methyl transferase gene fragment-gene (SEQ ID NO: 1) and the plastic-di erythromycin A O of the methyl-transferase (Pradimicin methyltransferases) Provide the inserted DNA fragment.

바람직하게는 상기 항생제 내성유전자는 아프라마이신(apramycin) 항생제 내성유전자이다.Preferably, the antibiotic resistance gene is an apramycin antibiotic resistance gene.

또한 본 발명은 상기 DNA 단편을 포함하는 넉아웃카세트를 제공한다. The present invention also provides a knockout cassette comprising the DNA fragment.

본 발명은 상기 DNA 단편으로 형질전환되어 프라디마이신 A O-메틸트랜스퍼라제 유전자가 파괴된 유전자 변이균주를 제공한다. 바람직하게는 상기 변이균주는 액티노마두라 히비스카 변이균주 BC1(미생물 기탁번호 : KACC 95057P)이고, 상기 변이균주 BC1이 생산하는 것은 신규 프라디마이신 유도체인 디메틸프라디마이신(화학식 2) 이다. The present invention provides a genetically modified strain wherein the DNA fragment is transformed to destroy the pradimycin A 0 -methyltransferase gene. Preferably, the mutant strain is Actinomadura hibiscus mutant strain BC1 (Microorganism Accession No .: KACC 95057P), and the mutant strain BC1 produces is dimethylpradimycin (Formula 2), which is a novel pradimycin derivative.

Figure 112008003632444-pat00011

화학식 2
Figure 112008003632444-pat00011

Formula 2

나아가 본 발명은 상기 유전자 변이균주의 제조방법과 변이균주로부터 신규의 디메틸프라디마이신을 생산하는 방법과 그로부터 생산되는 신규의 항진균 활성물질을 제공한다.Furthermore, the present invention provides a method for producing the genetically modified strain and a method for producing novel dimethylpradimycin from the mutant strain, and a novel antifungal active substance produced therefrom.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.

본 발명은 프라디마이신의 구조에서 메틸화에 관여하는 O-메틸트랜스퍼라제 (Pradimicin methyltransferases)의 유전자(서열번호 1, 도 2 참조) 및 상기 프라디마이신 A O-메틸트랜스퍼라제 유전자 절편의 중간에 항생제 내성유전자가 삽입된 DNA 단편을 제공한다. 상기에서 프라디마이신 A O-메틸트랜스퍼라제 유전자의 시작코돈부위와 종결코돈부위의 염기서열이 각각 36개 뉴클레오타이드씩 포함되는 PCR primer를 제작하여 아프라마이신 항생제 내성유전자와 OriT 유전자를 동시에 증폭하여 상기 유전자의 일부를 포함하는 DNA 단편을 분리하였다 (도 2 참조). 상기 DNA 단편은 넉아웃카세트로서 역할을 한다. 상기 DNA 절편이 포함된 넉아웃카세 트를 이용하여 아프라마이신 항생제 저항성유전자와 방선균과 대장균의 접합에 관여하는 유전자를 상기 O-methyltransferase를 제거하고 대신에 삽입하였다. 이를 위하여 PCR 타겟팅 기술 (Gust et al. 2003, Proc. Nat. Acad. Sci. 100(4):1541-1546)을 사용하였으나, 다양한 기술이 적용될 수 있다. The present invention (see SEQ ID NOS. 1, 2) of the O- methyl transferase gene (Pradimicin methyltransferases) which is involved in methylation in the structure of the plastic and the plastic azithromycin di di erythromycin A O - methyl transferase antibiotic in the middle of the gene segments Provided is a DNA fragment into which a resistance gene has been inserted. In the above, a PCR primer including 36 nucleotide sequences of the start codon region and the end codon region of the pradimycin A O -methyltransferase gene was prepared to amplify the apramycin antibiotic resistance gene and the OriT gene simultaneously. DNA fragments comprising part of the gene were isolated (see FIG. 2). The DNA fragment serves as a knockout cassette. A knockout cassette containing the DNA fragment was used to remove the O-methyltransferase and to insert a gene involved in conjugation of the apramycin antibiotic resistance gene with Actinomycetes and Escherichia coli. PCR targeting technology (Gust et al . 2003, Proc. Nat. Acad. Sci. 100 (4): 1541-1546), but various techniques can be applied.

본 발명은 프라마이신 생합성유전자군을 가지는 코스미드벡터를 제공한다. 염기서열 2로 표시되는 상기 코스미드벡터는 전체 37.1kb의 전체 염기서열이 총33개의 ORF(Open Reading Frame)로 구성된다(도 1 참조). 이들 유전자군내에는 폴리케타이드의 생성에 관여하는 유전자 외에도 각종 유전자 즉, O-메틸트랜스퍼라제, 아미도트랜스퍼라제, 싸이클라제 등과 당화(glycosylation)에 관여하는 유전자등이 발견되었다. 상기 코스미드벡터는 pBC3-3’이라 명명하고, 상기의 pBC3-3 코스미드 클론은 농업생명공학연구원내 농업생물자원센터에 균주기탁하였다 (미생물 기탁번호: KACC 95056P)다.The present invention provides a cosmid vector having a group of pramycin biosynthetic genes. The cosmid vector represented by nucleotide sequence 2 is composed of 33 ORFs (open reading frames) in total of 37.1 kb in total sequence (see FIG. 1) . Within these gene groups, various genes, such as O -methyltransferase, amidotransferase, cyclase, and the like, which are involved in glycosylation, have been found. The cosmid vector is named pBC3-3 ', and the pBC3-3 cosmid clone was strain deposited at the Agricultural Biotechnology Center in the Institute of Agricultural Biotechnology (Microbial Accession No .: KACC 95056P).

또한 본 발명은 상기 DNA 단편을 포함하는 넉아웃카세트로 형질전환된 프라디마이신 생합성유전자군을 가지고 있는 코스미드벡터(도 3 참조)를 이용하여 프라디마이신 A O-메틸트랜스퍼라제 유전자가 파괴된 유전자 변이균주를 제공한다. 본 발명자들은 상기에서 제조된 넉아웃벡터를 프라디마이신 생산 균주인 액티노마누라 히비스카에 형질전환시켜 액티노마누라 히비스카의 A O-메틸트랜스퍼라제 유전자를 파괴함으로써 디메틸프라디마이신을 생성하는 변이균주를 제조하여 액티노마누라 히비스카 BC1 균주로 명명하였고 농업생명공학연구원내 농업생물자원센터에 균주기탁하였다(미생물기탁번호: KACC 95057P). In addition, the present invention using the cosmid vector (see Fig. 3) having a group of pradimycin biosynthetic genes transformed with a knockout cassette containing the DNA fragment (see Fig. 3) is the depletion of the Pradimycin A O -methyltransferase gene Provide genetically modified strains. The present inventors transformed the knockout vector prepared above to actinumana hibisca, which is a pradimycin producing strain, to destroy the A O -methyltransferase gene of actinumana hibisca, thereby generating dimethylpradimycin. A strain was prepared and named as Actinumana hibisca BC1 strain, and the strain was deposited in the Agricultural Biological Resources Center of the Institute of Agricultural Biotechnology (Microbial Accession No .: KACC 95057P).

본 발명의 넉아웃벡터를 이용하여 액티노마누라 히비스카를 형질전환시키면 넉아웃벡터세트내 O-메틸트랜스퍼라제 유전자의 일부 염기서열과 염색체내 O-메틸트랜스퍼라제 유전자 염기서열이 동일하여 염기서열간의 상동 재조합현상이 유도된다. 상기 상동 재조합 현상으로 O-메틸트랜스퍼라제 유전자가 파괴된 변이균주가 제조된다.Using a knockout vector of the present invention liquid Martino wife when transformed Hibi Scar knockout vector set within the O-methyl transferase some nucleotide sequence and chromosome I O of the gene - the same methyl transferase gene sequences to between sequences Homologous recombination is induced. The homologous recombination produces a mutant strain in which the O -methyltransferase gene is destroyed.

본 발명자들은 HPLC를 이용하여 상기 변이균주가 디메틸프라디마이신을 생산함을 확인하였고(도 4 참조), 박막크로마토그라피를 이용하여 상기 디메틸프라디마이신의 항균활성도 확인하였다(도 5 참조).The inventors confirmed that the mutant strain produced dimethylpradimycin using HPLC (see FIG. 4), and also confirmed the antibacterial activity of the dimethylpradimycin using thin layer chromatography (see FIG. 5).

본 발명에 의한 프라디마이신 A O-메틸트랜스퍼라제 유전자가 파괴된 유전자 변이균주의 제조방법 및 그 변이균주로부터 신규의 디메틸프라디마이신을 생산하는 방법은,The method for producing a genetically modified strain wherein the pradimycin A O -methyltransferase gene is destroyed according to the present invention and a method for producing a new dimethylpradimycin from the modified strain,

1) 액티노마누라 히비스카의 게놈DNA라이브러리를 코스미드벡터 이용하여 제작하고, 프라디마이신 생합성 유전자군을 포함하는 코스미드클론을 얻는 단계(단계 1) ;1) preparing a genomic DNA library of Actinu hibiscus hibisca using a cosmid vector to obtain a cosmid clone containing a group of pradimycin biosynthetic genes (step 1);

2) 프라디마이신 A 생합성 유전자군에서 O-메틸트랜스퍼라제 유전자를 DNA 단편에 항생제 저항성 유전자를 삽입하여 넉아웃(knock-out)카세트를 제작하는 단계(단계 2);2) preparing an knock-out cassette by inserting an antibiotic resistance gene into a DNA fragment with an O -methyltransferase gene in a group of pradimycin A biosynthesis genes (step 2);

3) 상기 넉아웃카세트를 상기 프라디마이신 생합성유전자군을 포함하는 DNA 단편에 인티그레이션(intergration) 시키는 단계 (단계 3);3) integrating the knockout cassette to a DNA fragment comprising the pradimycin biosynthetic gene group (step 3);

4) 상기 형질전환된 DNA단편을 액티노마두라 히비스카(Actinomadura hibisca)에 접합(conjugation)을 통해 도입시키고, 다시 상동재조합(homologous recombination)을 통해 액티노마두라 히비스카균주를 형질전환시킴으로써 O-메틸트랜스퍼라제 유전자를 제거시키는 단계 (단계 4);4) The transformed DNA fragments were introduced into the Actinomadura hibisca through conjugation, and then transformed into the Actinomadura hibisca strain through homologous recombination, thereby producing O -methyl. Removing the transferase gene (step 4);

5) 항생제를 이용하여 상기 O-메틸트랜스퍼라제 유전자가 파괴된 변이균주를 선발하는 단계(단계 5);5) selecting a variant strain in which the O -methyltransferase gene is destroyed using an antibiotic (step 5);

6) 상기 선발된 O-메틸트랜스퍼라제가 제거된 변이균주를 ISP 2 액체배지에서 배양하고 그 배양여액으로부터 분리 및 정제과정을 거쳐 디메틸프라디마이신을 생산하는 단계(단계 6)로 구성된다.6) culturing the selected strains O -methyltransferase is cultivated in ISP 2 liquid medium and is separated and purified from the culture filtrate to produce dimethylpradimycin (step 6).

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 in more detail, it is to those of ordinary skill 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. Will be self-evident.

<< 실시예Example 1>  1> 프라디마이신Pradimycin 생합성유전자의 검출 및 확인 Detection and Identification of Biosynthetic Genes

상기 단계 1을 구체적으로 설명하면, 프라디마이신 생산균주인 액티노마두라 히비스카 ATCC 53557로부터 염색체 라이브러리 (Chromosomal DNA library)를 제조한 후 이 라이브러리를 코스미드 벡터 pCC2FOS를 이용하여 구축한 후 상기 라이브러리에서 케토신세이즈(ketosynthase)를 포함하는 올리고뉴클레오타이드 (oligonucleotide)를 이용하여 (Dairi et al., Biosci. Biotech. Biochem. 1997, 61(9):1445~1453) PKS(polyketide synthase) 유전자가 포함된 클론을 PCR기법을 이용하여 선발하였다. Referring to step 1 specifically, a chromosomal library (Chromosomal DNA library) was prepared from the actinmadura hibiscus ATCC 53557, a pradimycin producing strain, and this library was constructed using a cosmid vector pCC2FOS, and then Clones containing polyketide synthase (PKS) genes using oligonucleotides containing ketosynthase (Dairi et al., Biosci. Biotech. Biochem. 1997, 61 (9): 1445 ~ 1453) Was selected using the PCR technique.

상기 선발된 코스미드클론이 프라디마이신 생합성유전자군을 포함하고 있는지를 확인하기 위하여, 케토신세이즈 유전자를 하기 실시예 2와 3의 방법을 통해 넉아웃(knock-out)하였다. 그 결과 액티노마두라 히비스카에서 생성되던 붉은색의 프라디마이신이 더 이상 생산되고 있지 않음을 HPLC를 통해 확인하였다. In order to confirm whether the selected cosmid clone contains a group of pradimycin biosynthetic genes, the ketocinase gene was knocked out through the method of Examples 2 and 3 below. As a result, it was confirmed by HPLC that the red pradimycin produced in Actinomadura hibisca is no longer produced.

상기 프라디마이신 생합성유전자군을 가지고 있는 코스미드벡터를 ‘pBC3-3’이라 명명하였다. 상기 클론을 ㈜제노텍에 변형된 샷건 전체 지놈 해독(modified shotgun whole genome sequencing)을 이용하여 전체 염기 서열을 분석하였다(서열번호 2).The cosmid vector containing the pradimycin biosynthetic gene group was named 'pBC3-3'. The clone was analyzed by Genotech Co., Ltd. using modified shotgun whole genome sequencing (SEQ ID NO: 2).

다음에, 전체 37.1kb의 전체 염기서열을 NCBI (National Center for Biotechnology Information)의 BLAST기능을 이용하여 총33개의 ORF(Open Reading Frame)로 세분하였다(도 1). 이들 유전자군내에는 폴리케타이드의 생성에 관여하는 유전자 외에도 각종 유전자 즉, O-메틸트랜스퍼라제, 아미도트랜스퍼라제, 싸이클라제 등과 당화(glycosylation)에 관여하는 유전자 등이 발견되었다. 상기의 pBC3-3 코스미드 클론은 농업생명공학연구원내 농업생물자원센터에 균주기탁하였다 (기탁번호: KACC 95056P)Next, the entire base sequence of 37.1 kb was subdivided into a total of 33 open reading frames (ORFs) using the BLAST function of the National Center for Biotechnology Information (NCBI) (FIG. 1) . Within these gene groups, various genes, such as O -methyltransferase, amidotransferase, cyclase and the like, and genes involved in glycosylation have been found. The pBC3-3 cosmid clone was deposited in the Agricultural Biological Resource Center in the Agricultural Biotechnology Research Institute (Accession No .: KACC 95056P).

<< 실시예Example 2>  2> 프라디마이신Pradimycin 생합성유전자 중 하나인  One of the biosynthetic genes OO -메틸트랜스퍼라제(Methyltransferase ( OO -methyltransferase) 유전자의 -methyltransferase) gene 넉아웃(knock-out)카세트의Knock-out cassette 제작 및  Production and 대장균에서의In E. coli 상 동재조합( Sangyo Recombination ( homologous recombination)에homologous recombination 의한 상기 생합성유전자의 제거법 Removal method of the biosynthetic gene by

상기 실시예 1에서 얻은 코스미드클론(pBC3-3)에서 O-메틸트랜스퍼라제만을 제거하기 위하여 항생제저항성 유전자 카세트를 제작하였다. O-메틸트랜스퍼라제 유전자(도 2)를 넉아웃시키기 위해서 아프라마이신 항생제 저항성유전자와 방선균과 대장균의 접합에 관여하는 유전자인 OriT 유전자를 이용하는 PCR 타겟팅 기술 (Gust et al. 2003, Proc. Nat. Acad. Sci. 100(4):1541-1546)을 사용하였다. An antibiotic resistance gene cassette was prepared in order to remove only O -methyltransferase from the cosmid clone (pBC3-3) obtained in Example 1. PCR targeting technology using OriT gene, a gene involved in the conjugation of actinomycetes and Escherichia coli, to knock out the O -methyltransferase gene (FIG. 2) (Gust et al . 2003, Proc. Nat. Acad. Sci. 100 (4): 1541-1546) was used.

이를 위하여, 아프라마이신 항생제 저항성 유전자와 OriT 유전자를 안쪽에 지니고 이들 유전자의 바깥쪽 5’말단과 3’말단에 각각의 O-메틸트랜스퍼라제 유전자의 시작코돈부위와 종결코돈부위의 염기서열이 각각 36개 뉴클레오타이드씩 포함되어 있는 넉아웃(knock-out)카세트를 제작하여 사용하였다.To this end, the sequences of the start codon and the end codon of the O -methyltransferase gene, respectively, having the apramycin antibiotic resistance gene and the OriT gene in the outer 5 'and 3' ends of the gene, respectively A knock-out cassette containing 36 nucleotides was prepared and used.

선발된 코스미드클론 (pBC3-3)에 인코딩되어 있는 프라디마이신 생합성유전자군 내에 존재하는 O-메틸트랜스퍼라제를 제거하기 위하여, 첫번째로 pBC3-3 벡터를 균주 BW25113에 전지천공법(electroporation)을 이용하여 형질전환시켜주고 50㎍/㎖의 엠피실린(ampicillin)과 50㎍/㎖의 클로람피니콜(chloramphenicol)을 함유하는 LB(Luria-Bertani) 한천배지에서 배양하여 형질전환체를 선별하였다.To remove O -methyltransferase present in the group of pradimycin biosynthetic genes encoded in the selected cosmid clones (pBC3-3), the pBC3-3 vector was first subjected to electroporation to strain BW25113. Transformants were selected by culturing in LB (Luria-Bertani) agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin and 50 μg / ml of chloramphenicol.

다음에, pBC3-3이 들어간 대장균 균주 BW25113을 원형질체(competent cell)로 키워서 상기 넉아웃카세트를 전기천공법을 이용하여 대장균 균주 BW25113에 넣어서 그 안에 존재하는 람다 레드 재조합 벡터(λ Red recombination vector)인 pIJ790에 의해서 재조합(recombination)되어 pBC3-3에 인티그레이션(integration)되도록 유도하였다.Next, Escherichia coli strain BW25113 containing pBC3-3 was grown into a competent cell, and the knockout cassette was put into Escherichia coli strain BW25113 using electroporation to be a lambda red recombination vector existing therein. Recombination with pIJ790 led to integration with pBC3-3.

그 후 50㎍/㎖의 엠피실린(ampicillin)과 50㎍/㎖의 아프라마이신 항생제를 함유하는 LB(Luria-Bertani) 한천배지에서 배양하여 재조합(recombination)된 형질전환체를 선별하였다 (Bertolt G. et al., John Innes Centre, England).Recombined transformants were then selected by culturing in LB (Luria-Bertani) agar medium containing 50 μg / ml of ampicillin and 50 μg / ml of apramycin antibiotic (Bertolt G). et al ., John Innes Centre, England).

이렇게 선발된 대장균 균주(pBC3-3M/BW25113)에서 O-메틸트랜스퍼라제 제거 여부를 확인해보기 위하여 넉아웃에 사용된 양 프라이머의 바깥쪽으로 약 100bp 떨어진 염기서열을 프라이머로 제작하고 재조합후 선별된 군체(colony)를 템플레이트로 하는 PCR을 시행한 결과, O-메틸트랜스퍼라제 대신에 약 1.6kb 크기의 넉아웃카세트가 인티그레이션(integration)되었음을 확인하였다. 따라서 이 대장균 균주가 가지고 있는 코스미드벡터 (pBC3-3M)는 프라디마이신 생합성 유전자 중에 O-메틸트랜스퍼라제 유전자가 제거된 생합성 유전자 DNA단편을 가지고 있음이 확인되었다.In order to confirm the removal of O -methyltransferase from the selected E. coli strain (pBC3-3M / BW25113), a nucleotide sequence about 100bp away from both primers used for knockout was prepared as a primer and selected colonies after recombination ( PCR with colony) confirmed that the knockout cassette of about 1.6 kb was integrated instead of O -methyltransferase. Therefore, it was confirmed that the cosmid vector (pBC3-3M) of the E. coli strain had a biosynthetic gene DNA fragment in which the O -methyltransferase gene was removed from the pradimycin biosynthesis gene.

상기 제작된 O-메틸트랜스퍼라제 유전자가 넉아웃된 코스미드벡터 pBC3-3M의 방선균으로의 도입을 위하여, 방선균의 강력한 메칠특이적인 제한 기작(methyl-specific restriction system)을 피할 목적으로, pBC3-3M을 대장균 균주 BW25113로부터 분리하여, 메칠화가 결여된 대장균(methylation-deficient E. coli) ET12567/pUZ8002에 전기천공법을 이용하여 도입하고, 50㎍/㎖의 아프라마이신(apramycin)과 50㎍/㎖의 카나마이신이 들어있는 LB 한천배지에서 형질전환된 균체를 선별하였다.For the introduction of the cosmid vector pBC3-3M knocked out of the O -methyltransferase gene into actinomycetes, pBC3-3M is used to avoid the strong methyl-specific restriction system of actinomycetes. Was isolated from E. coli strain BW25113, introduced into the methylation-deficient E. coli ET12567 / pUZ8002 by electroporation, and 50 μg / ml of apramycin and 50 μg / ml. Transformed cells were selected from LB agar medium containing kanamycin.

<< 실시예Example 3>  3> 프라디마이신Pradimycin OO -- 메틸트랜스퍼라제의Methyltransferase 유전자가 파괴된  Gene destroyed 액티노마두Actinomadu la 히비스카Hibisca 변이 균주의 제조 Preparation of Mutant Strains

본 발명의 액티노마두라 히비스카의 프라디마신생합성 유전자 중 O-메틸트랜스퍼라제 유전자가 파괴된 변이균주를 얻기 위하여 상기 실시예 2에서 만들어진 O-메틸트랜스퍼라제가 넉아웃된 프라디마이신 생합성 유전자군을 가지고 있는 코스미드벡터 (pBC3-3M)를 접합(conjugation)을 통해 대장균 균주 ET12567로부터 액티노마두라 히비스카균주로 도입시켰다. Pradimycin biosynthetic gene group knocked out O -methyltransferase made in Example 2 to obtain a mutant strain in which the O -methyltransferase gene is destroyed among the actinmadura hibisca's pradimacin biosynthesis gene of the present invention A cosmid vector (pBC3-3M) containing was introduced from the E. coli strain ET12567 into the Actinomadura hibisca strain through conjugation.

이를 위하여, ET12567/pBC3-3M 균주를 50㎍/㎖의 아프라마이신(apramycin)과 50㎍/㎖의 카나마이신이 들어있는 액체배지 LB에서 5㎖만 전배양 후 다시 동일한 50㎍/㎖의 아프라마이신(apramycin)과 50㎍/㎖의 카나마이신이 들어있는 LB 액체배지 20㎖에 1%의 상기 전배양을 접종한 후 37℃에서 4시간 동안 OD600값이 0.6이 될 때까지 배양하였다. 상기 배양액을 동일양의 액체배지 LB로 2번 워싱(washing)해준다. For this purpose, the ET12567 / pBC3-3M strain was used in liquid medium LB containing 50 µg / ml of apramycin and 50 µg / ml of kanamycin. After inoculating 1% of the preculture to 20 ml of LB medium containing amicycin (apramycin) and 50 µg / ml kanamycin, the cells were incubated at 37 ° C. for 4 hours until the OD 600 value was 0.6. The culture is washed twice with the same amount of liquid medium LB.

동시에, ISP 2 한천배지 [효모 추출액(Yeast extract) 4g, 맥아 추출액(Malt extract) 10g, 포도당(Dextrose) 4g]에서 21일간 28℃에서 키운 액티노마두라 히비스카의 기중균사(aerial hypha)를 루프를 이용하여 잘 긁어서 500㎕의 2 X YT 액체배지 [트립톤(Tryptone) 16g, 효모 추출액(Yeast extract) 10g, 염화나트륨(Sodium chloride) 5g]에 현탁시킨다. 상기 현탁액을 동일한 500㎕의 2 X YT 액체배지에서 한번 워싱해 준다. 다음에, 상기 현탁액을 50℃에서 10분간 열충격(heat-shock)을 가해주고 상온에서 5분간 식혀준다.At the same time, aerial hypha of Actinomadura hibiscar grown at 28 ° C. for 21 days on ISP 2 agar medium (4 g yeast extract, 10 g malt extract, 4 g glucose) was looped. Scrape well and suspend in 500 μl of 2 × YT liquid medium (Tryptone 16g, Yeast extract 10g, Sodium chloride 5g). The suspension is washed once in the same 500 μl 2 × YT liquid medium. Next, the suspension is subjected to heat-shock at 50 ° C. for 10 minutes and cooled at room temperature for 5 minutes.

다음에, 상기의 대장균 균주 ET12567/pBC3-3M과 방선균 액티노마두라 히비스 카를 각각 500㎕씩 섞고 30초간 13,000rpm에서 원심분리한 후 대부분의 상등액을 버리고 남아있는 현탁액을 10mM의 MgCl2가 포함된 MS 한천배지 [만니톨(Mannitol) 20g, 콩가루(Soybean meal) 20g]에 도말하고 28℃에서 20시간 배양하고 25㎍/㎖농도의 0.5mg 날리디식 액시드(nalidixic acid)와 50㎍/㎖농도의 1.25mg 아프라마이신(apramycin)이 들어있는 멸균수 1㎖을 덮어주었다.Next, 500 μl of E. coli strain ET12567 / pBC3-3M and Actinomyce dura Hibiscar were mixed, centrifuged at 13,000 rpm for 30 seconds, and then discarded most of the supernatant, and the remaining suspension contained 10 mM MgCl 2. Smear in MS agar medium [20g Mannitol, 20g Soybean meal], incubate at 28 ℃ for 20 hours, and 25mg / ml concentration of 0.5mg nalidixic acid and 50µg / ml concentration. 1 ml of sterile water containing 1.25 mg of apramycin was covered.

다음에, 28℃에서 5일간 배양 후 균총이 형성되면 이를 25㎍/㎖의 날리디식 액시드(nalidixic acid)와 50㎍/㎖의 아프라마이신(apramycin)이 들어있는 MS 한천배지에 옮겨주었다. 형성된 변이균주는 O-메틸트랜스퍼라제가 제거되고 그 자리에 넉아웃카세트가 도입된 프라디마이신 생합성유전자군 (도 3 참조)을 가지고 있음을 PCR과 서던혼성화(southern hybridization)를 통해 확인하였다. 상기의 O-메틸트랜스프라제가 제거된 변이균주는 액티노마두라 히비스카 BC1 균주로 명명하였고 농업생명공학연구원내 농업생물자원센터에 균주기탁하였다 (기탁번호: KACC 95057P).After incubation at 28 ° C. for 5 days, when the flora was formed, it was transferred to MS agar medium containing 25 μg / ml of nalidixic acid and 50 μg / ml of apramycin. . The mutant strain formed was confirmed by PCR and southern hybridization that the O -methyltransferase had a Pradimycin biosynthetic gene group (see FIG. 3) having a knockout cassette introduced therein. The mutant strain from which the O -methyltransprase was removed was named Actinomadura hibisca BC1 strain and deposited in the Agricultural Biological Resources Center of the Institute of Agricultural Biotechnology (Accession Number: KACC 95057P).

<< 실시예Example 4>  4> 프라디마이신Pradimycin OO -- 메틸트랜스퍼라제의Methyltransferase 유전자가 파괴된  Gene destroyed 변이균주Mutant strain BC1  BC1 으로부터From 생산되는  Produced 디메틸프라디마이신의Dimethylpramycin 순화 및 항균활성 Purifying and Antimicrobial Activity

넉아웃 실험이 끝난 변이균주 BC1을 1L크기의 플라스크에 담긴 100㎖의 ISP 2 액체배지에서 7일간 28℃에서 170rpm으로 회전진탕 배양하였다.After knockout experiments, the mutant strain BC1 was incubated with rotation shaking at 170 rpm at 28 ° C. for 7 days in 100 ml ISP 2 liquid medium in a 1 L flask.

ISPISP 2 배지 조성 2 Badge Composition

효모 추출액 (Yeast extract) 4gYeast extract 4g

맥아 추출액 (Malt extract) 10g Malt Extract 10g

포도당 (Dextrose) 4gGlucose (Dextrose) 4g

상기에서 얻은 배양액의 pH를 2.0으로 맞추고, 분획여주를 이용하여 부탄올과 메탄올로 추출이 가능하며 동량의 부탄올과 1%의 메탄올로 방선균 균체로부터 추출하였다. The pH of the culture solution obtained above was adjusted to 2.0, and it was possible to extract with butanol and methanol using fractional fermentation, and extracted from actinomycetes cells with the same amount of butanol and 1% methanol.

추출액을 8,000rpm에서 30분간 원심분리(centrifuge)하여, 배양여액과 균사체를 분리하였다.The extract was centrifuged at 8,000 rpm for 30 minutes to separate culture filtrate and mycelium.

분리한 배양여액을 감압농축기(evaporator)를 이용하여 1 mL의 메탄올에 최종적으로 녹이고 보관하였다.The separated culture filtrate was finally dissolved in 1 mL of methanol using a reduced pressure evaporator and stored.

상기의 메탄올을 유속 2 mL/min, UV 검출 210nm, 용매 0.1% 포믹액시드를 포함한 20%-95% 메탄올을 이용하는 조건으로, HPLC(High-Performance Liquid Chromatography)를 수행하여 분획함으로서 순화하였다 (도 4).The methanol was purified by fractionation by performing HPLC (High-Performance Liquid Chromatography) under conditions using a flow rate of 2 mL / min, UV detection 210 nm, 20% -95% methanol including 0.1% solvent formic acid (FIG. 4).

순화된 디메틸프라디마이신을 수소핵자기공명기로 그 구조를 확인한 결과 액티노마주라 히비스카 균주가 생성하는 프라디마이신구조에서 발견되는 화학적 이동(chemical shift) 3.96 ppm에서의 메톡시 프로톤들이 제거된 것을 확인함으로서, 상기의 변이균주가 생성하는 물질은 프라디마이신구조의 메톡시 그룹에서 메틸그룹이 제거된 하기 화학식 2의 디메틸프라디마이신임을 확인하였다. Hydrogen nuclear magnetic resonance was used to confirm the structure of purified dimethylpradimycin, which removed methoxy protons at 3.96 ppm of the chemical shift found in the structure of pradimycin produced by Actinumazura hibisca strain. By confirming that, the substance produced by the above strain was confirmed that the dimethylpradimycin of the formula (2) in which the methyl group was removed from the methoxy group of the pradimycin structure.

Figure 112008003632444-pat00012

화학식 2
Figure 112008003632444-pat00012

Formula 2

순화된 디메틸프라디마이신의 항균활성을 검정하기 위하여, 시료를 박막실리카에 부착한 후, 부탄올과 아세틱 액시드와 증류수를 각각 3 : 0.5 : 1의 비율로 섞은 전개용매를 이용하여 박층크로마토그래피(TLC)를 수행하였다. 이렇게 전개한 실리카겔(silica gel)판으로 생물학적 검정(bioassay)을 실시하여 항균활성을 조사하였다. 생물학적 검정 결과, 푸자리움 옥시스포룸(Fusarium oxysporum ) 에 대해 균사생장 억제효과를 나타내었다 (도 5 참조). In order to assay the antimicrobial activity of purified dimethylpradimycin, thin layer chromatography was carried out by attaching a sample to thin film silica and using a developing solvent in which butanol, acetic acid, and distilled water were mixed at a ratio of 3: 0.5: 1. (TLC) was performed. The silica gel plate thus developed was subjected to a biological assay (bioassay) to investigate the antimicrobial activity. Biological Assay, Fusarium oxysporum ) showed mycelial growth inhibitory effect (see FIG. 5).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 항진균 항생제인 프라디마이신을 생성하는 액티노마두라 히비스카로부터 프라디마이신의 생합성에 관여하는 유전자군을 확보하고, 이들 생합성 유전자 중 O-메틸트랜스퍼라제를 제거한 변이균주를 제작함으로서, 기존에 알려져 있지 않은 신규의 프라디마이신 유도체인 디메틸프라디마이신 (demethylpradimicin)을 제공하였다. 상기의 신규의 프라디마이신 유도체는 식물병원진균의 푸자리움 옥시스포룸 (Fusarium oxysporum)에 대해 항균활성이 있음을 확인하였다. 따라서 본 발명은 항생물질의 생합성유전자의 조작을 통한 신규 의 항균활성물질을 생산한 유용한 발명인 것이다.As described above, the present invention secures a gene group involved in biosynthesis of pradimycin from the actinomadura hibisca, which produces the antifungal antibiotic pradimycin, and removes O -methyltransferase from these biosynthetic genes. By preparing the strain, dimethylpradimycin (demethylpradimicin), a novel pradimycin derivative, is not known. The novel pradimycin derivative is a Fusarium of Fusarium of phytopathogenic fungi. oxysporum ) was confirmed to have antimicrobial activity. Therefore, the present invention is a useful invention that produced a novel antimicrobial active material through the manipulation of the biosynthetic gene of antibiotics.

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Claims (15)

삭제delete 서열번호 1로 표시되는 프라디마이신의 구조에서 메틸화에 관여하는 프라디마이신 A O-메틸트랜스퍼라제(Pradimicin A O-methyltransferases)의 유전자 절편의 중간에 항생제 내성유전자가 삽입된 DNA 단편.Methyl transferase intermediate antibiotic resistance gene has been inserted the DNA fragment of the gene segments of (Pradimicin A -methyltransferases O) - O Prado de-azithromycin A in the structure of the plastic-di azithromycin shown in SEQ ID NO: 1, which is involved in methylation. 제2항에 있어서, 상기 항생제 내성유전자는 아프라마이신(apramycin) 항생제 내성유전자인 것을 특징으로 하는 DNA 단편.The DNA fragment of claim 2, wherein the antibiotic resistance gene is an apramycin antibiotic resistance gene. 제2항에 있어서, 상기 프라디마이신 A O-메틸트랜스퍼라제 유전자 절편은 시작코돈 부위와 종결코돈부위의 염기서열 일부인 것을 특징으로 하는 DNA 단편.The DNA fragment of claim 2, wherein the pradimycin A 0 -methyltransferase gene segment is part of a nucleotide sequence of a start codon site and a stop codon site. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항의 기재의 상기 DNA 단편을 포함하는 넉아웃카세트. A knockout cassette comprising said DNA fragment according to any one of claims 2 to 4. 삭제delete 제2항 기재의 DNA 단편과 서열번호 2로 표시되는 프라디마이신 생합성유전자군을 가지는 코스미드클론 pBC3-3(미생물 기탁번호 ; KACC 95056P)을 포함하는 넉아웃벡터.A knockout vector comprising a cosmid clone pBC3-3 (microbial accession number; KACC 95056P) having a DNA fragment of claim 2 and a group of pradimycin biosynthetic genes represented by SEQ ID NO: 2. 제7항 기재의 상기 넉아웃벡터로 형질전환되어 프라디마이신 A O-메틸트랜스퍼라제 유전자가 파괴된 유전자 변이균주.Claim is transformed with the knockout vector described in section 7 PRA di erythromycin A O - methyl transferase gene is disrupted gene mutant. 제8항에 있어서, 상기 변이균주는 액티노마두라 히비스카 변이균주 BC1(미생물 기탁번호 : KACC 95057P).According to claim 8, wherein the variant strain Actinomadura hibiscus mutant strain BC1 (Microorganism Accession No .: KACC 95057P). 제9항에 있어서, 상기 변이균주 BC1은 프라디마이신 유도체인 디메틸프라디마이신을 생성하는 것을 특징으로 하는 변이균주 BC1.The mutant strain BC1 according to claim 9, wherein the mutant strain BC1 produces dimethylpradimycin which is a pradimycin derivative. 1) 액티노마누라 히비스카의 게놈DNA라이브러리를 코스미드벡터 이용하여 제작하고, 프라디마이신 생합성 유전자군을 포함하는 코스미드클론을 얻는 단계(단계 1) ;1) preparing a genomic DNA library of Actinu hibiscus hibisca using a cosmid vector to obtain a cosmid clone containing a group of pradimycin biosynthetic genes (step 1); 2) 프라디마이신 A 생합성 유전자군에서 O-메틸트랜스퍼라제 유전자 DNA 단편에 항생제 저항성 유전자를 삽입하여 넉아웃(knock-out)카세트를 제작하는 단계(단계 2);2) preparing a knock-out cassette by inserting an antibiotic resistance gene into the O -methyltransferase gene DNA fragment in the pradimycin A biosynthesis gene group (step 2); 3) 상기 넉아웃카세트를 상기 프라디마이신 생합성유전자군을 포함하는 DNA 단편에 인티그레이션(intergration) 시켜 넉아웃벡터를 제조하는 단계 (단계 3);3) preparing a knockout vector by integrating the knockout cassette into a DNA fragment containing the pradimycin biosynthetic gene group (step 3); 4) 상기 넉아웃벡터를 액티노마두라 히비스카(Actinomadura hibisca)에 접합(conjugation)을 통해 도입시키고, 상동재조합(homologous recombination)을 통해 액티노마두라 히비스카균주를 형질전환시킴으로써 O-메틸트랜스퍼라제 유전자를 제거시키는 단계 (단계 4)를 포함하는 프라디마이신 A O-메틸트랜스퍼라제 유전자가 파괴된 유전자 변이균주의 제조방법.4) O -methyltransferase gene by introducing the knockout vector into the Actinomadura hibisca through conjugation and transforming the actinomadura hibisca strain through homologous recombination. A method for producing a genetically modified strain, wherein the pradimycin A O -methyltransferase gene is removed, comprising the step (step 4). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 하기 화학식 2로 표시되는 항균활성을 가지는 디메틸프라디마이신을 제조하는 방법에 있어서,In the method for producing dimethylpradimycin having an antimicrobial activity represented by the formula (2),
Figure 112008003632444-pat00013
Figure 112008003632444-pat00013
화학식 2Formula 2 디메틸프라디마이신은 액티노마두라 히비스카 변이균주 BC1(미생물 기탁번호 : KACC 95057P)을 ISP 2 액체배지에서 배양하고 그 배양여액으로부터 분리 및 정제과정을 거쳐 수득하는 단계를 포함하여 구성되는 디메틸프라디마이신의 제조방법.Dimethylpradimycin is a dimethyl pradi consisting of culturing the actinomadura hibisca mutant strain BC1 (Microbial Accession No .: KACC 95057P) in ISP 2 liquid medium and separating and purifying from the culture filtrate. Method for preparing mycin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998011230A1 (en) * 1996-09-13 1998-03-19 Bristol-Myers Squibb Company Polyketide synthases for pradimicin biosynthesis and dna sequences encoding same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998011230A1 (en) * 1996-09-13 1998-03-19 Bristol-Myers Squibb Company Polyketide synthases for pradimicin biosynthesis and dna sequences encoding same

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