KR101015343B1 - L-arabinose isomerase variant having improved activity - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단백질 공학기술을 적용하여 써모토가 네아폴리타나 DSM 5068 (Thermotoga neapolitana DSM 5068) 유래 야생형 아라비노스 이성화효소 (arabinose isomerase)의 단백질 3차원 구조를 변화시킴으로써 효소 활성이 향상된 아라비노스 이성화효소 변이체의 제조에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 상기 야생형 아라비노스 이성화효소의 말단에 위치한 비극성 곁사슬(non-polar side chain)을 가진 소수성 아미노산 중에 469번째에 위치한 루이신(leucine)을 프롤린(proline)으로 치환함으로써, 기존의 야생형 아라비노스 이성화효소에 비하여 효소 활성이 향상된 아라비노스 이성화효소 변이체의 제조에 관한 것이다.The present invention is applied to the protein engineering technology, the arabinose isomerase variants with improved enzyme activity by changing the protein three-dimensional structure of the wild type arabinose isomerase derived from Thermotoga neapolitana DSM 5068 It relates to the manufacture of. More specifically, the non-polar side chain (non-polar side chain) located at the end of the wild type arabinose isomerase The present invention relates to the production of arabinose isomerase variants with improved enzymatic activity compared to the wild type arabinose isomerase by replacing leucine (leucine) located at the 469th hydrophobic amino acid with proline.

아라비노스 이성화효소, 변이체, 3차원 구조, 분자 모델링, 프롤린, 갈락토스, 타가토스 Arabinose isomerase, variant, three-dimensional structure, molecular modeling, proline, galactose, tagatose

Description

효소 활성이 향상된 아라비노스 이성화효소 변이체{L-ARABINOSE ISOMERASE VARIANT HAVING IMPROVED ACTIVITY}L-ARABINOSE ISOMERASE VARIANT HAVING IMPROVED ACTIVITY

본 발명은 단백질 공학기술을 적용하여 써모토가 네아폴리타나 DSM 5068 (Thermotoga neapolitana DSM 5068) 유래 야생형 아라비노스 이성화효소 (arabinose isomerase)의 단백질 3차원 구조를 변화시킴으로써 기존의 야생형 아라비노스 이성화효소에 비하여 효소 활성이 향상된 아라비노스 이성화효소 변이체의 제조에 관한 것이다. The present invention is applied to protein engineering technology to change the three-dimensional structure of the wild type arabinose isomerase derived from Thermotoga neapolitana DSM 5068, compared to the wild type arabinose isomerase It relates to the preparation of arabinose isomerase variants with improved enzyme activity.

타가토스는 자연에 존재하는 단맛을 내는 단당으로서, 10%의 타가토스 수용액은 설탕에 대하여 90% 정도의 매우 흡사한 단맛을 낸다. 그 모양도 설탕과 같이 냄새가 나지 않는 백색 결정형 분말 형태를 가지며, 체내 흡수시 거의 대사가 되지 않아 열량에 기여하지 않는다. 또한, 설탕 대체 감미료로 가장 많이 이용되고 있는 당알콜류 등이 일정량 이상 섭취시 설사를 유발(Laxative effect)하는 경우가 있는 데 반하여, 타가토스는 그러한 부작용이 없다는 장점이 있다. 따라서, 타가토스는 저칼로리, 비충치성, 설사유발 한계량의 단점 극복 등과 같은 특징을 가지고 있으므로 비만, 당뇨병 등의 성인병을 가진 성인이나 어린이들이 안심하고 섭취할 수 있는 건강 감미료로서, 설탕 과잉 섭취 등에서 기인하는 여러가지 사회구조적 질병의 예방에도 기여할 것으로 전망된다.Tagatose is a sweet sugar that exists in nature, and 10% of the aqueous solution of tagatose gives a sweet taste of 90% to sugar. Its shape also has the form of white crystalline powder that does not smell like sugar and does not contribute to calories because it is hardly metabolized upon absorption in the body. In addition, sugar alcohols, which are most commonly used as sugar substitute sweeteners, may induce diarrhea when consumed in a predetermined amount or more, whereas tagatose has an advantage of not having such side effects. Therefore, tagatose has characteristics such as low calorie, non-cavity, and overcoming the limitations of diarrhea-induced limit, and is a health sweetener that can be safely consumed by adults and children with adult diseases such as obesity and diabetes, resulting from excessive intake of sugar, etc. It is also expected to contribute to the prevention of various social structural diseases.

타가토스는 이러한 특성으로 인해 설탕 대체 감미료로서 관심을 받고 있으며, 식품시장에서 시장 잠재성이 큰 물질로 알려져 있다. 그러나, 타가토스는 자연계에 흔하게 존재하는 것이 아니라 유제품 또는 일부 식물에 미량 함유되어 있는 희소당이므로, 저칼로리의 기능성 감미료로 사용되기 위해서는 대량 생산할 수 있는 기술이 개발되어야 한다.Tagatose is attracting attention as a sugar substitute sweetener because of its properties, and it is known as a material with great market potential in the food market. However, since tagatose is not commonly present in nature but is a rare sugar contained in dairy products or some plants, a technique capable of mass production has to be developed to be used as a low-calorie functional sweetener.

타가토스는 2003년부터 알라 푸드(Arla Foods) 사에 의하여 D-갈락토스(D-galactose)로부터 Ca(OH)2를 촉매로한 화학적 이성화법으로 생산되어 ' 가이오-타가토스(Gaio-tagatose)'라는 상품명으로 시장을 개척하고 있다. 그러나, 화학적 이성화법은 이성화 전환수율 면에서는 우수하나, 회수 및 정제가 어렵고 공정이 복잡하여 공정 전체 수율을 감안할 경우에서는 오히려 효소적 이성화법에 비하여 수율이 감소할 것으로 예측되고 있다.Tagatose has been produced since 2003 by Arla Foods, a chemical isomerization method of Ca (OH) 2 from D-galactose, and is known as 'Gaio-tagatose'. We are pioneering the market under the brand name. However, the chemical isomerization method is excellent in terms of isomerization conversion yield, but is difficult to recover and purify and the process is complicated. Therefore, the yield is expected to be lower than that of enzymatic isomerization in consideration of overall process yield.

L-아라비노스 이성화효소(L-arabinose isomerase; EC 5.3.1.5) 는 생체내(in vivo)에서 아라비노스를 L-리불로오스(L-ribulose)로 전환시키는 효소이나, 시험관내(in vitro)에서는 구조적으로 유사한 기질인 D-갈락토스(D-galactose)를 D-타가토스(D-tagatose)로 전환한다. 따라서, 고활성의 L-아라비노스 이성화효소를 이용할 경우, 상기 기술된 화학적 이성화법에 비하여 훨씬 효율적인 공정으로 타가토스를 생산할 수 있다.L-arabinose isomerase (EC 5.3.1.5) is an enzyme that converts arabinose to L-ribulose in vivo, but in vitro Converts D-galactose, a structurally similar substrate, to D-tagatose. Thus, the use of highly active L-arabinose isomerase can produce tagatose in a much more efficient process than the chemical isomerization method described above.

고온성 미생물인 써모토가 네아폴리타나 DSM 5068(Thermotoga neapolitana DSM 5068) 속 유래의 아라비노스 이성화효소는 열안전성은 매우 우수하지만, 글루코스 이성화효소(glucose isomerase) 수준의 경제적 생산성 확보를 위해선 더욱 개량화될 필요가 있다.Thermomicroorganism Neapolitana DSM 5068 ( thermotoga which is high temperature microorganism Arabinose isomerase derived from neapolitana DSM 5068) has excellent heat safety, but needs to be further improved to secure economic productivity at the level of glucose isomerase.

일반적으로 효소의 활성을 증진시키거나 새로운 기질에 대한 활성을 부여하기 위하여 변이형 효소를 제조하는 방법으로는, 크게 나누어 무작위적인 변이를 일으키는 방법(random mutagenesis)과 합리적으로 설계하는 방법(rational design)이 있다. 무작위적으로 변이를 일으키는 방법은 대상이 되는 효소에 대한 특별한 정보가 없이도 적용할 수 있어 광범위하게 이용되고 있지만, 매우 많은 개체의 변이효소를 조사할 수 있는 스크리닝 (screening) 시스템이 갖추어져 있어야 한다. 반면, 합리적 설계에 의한 효소의 개량은 한정된 수의 변이 효소만을 생성하기 때문에 특별한 스크리닝 시스템은 필요하지 않지만, 대상효소의 촉매작용 메커니즘(catalytic mechanism)이나 기질의 결합특성 또는 기질 특이성의 결정요인 등에 대하여 상세히 알고 있어야 한다.In general, a method of preparing a mutant enzyme to enhance the activity of an enzyme or to impart activity on a new substrate is divided into random mutagenesis and rational design. There is this. Random mutations are widely used because they can be applied without specific information about the enzymes of interest, but a screening system should be available for investigating the mutations of a large number of individuals. On the other hand, the improvement of enzymes by rational design generates only a limited number of mutant enzymes, and thus does not require a special screening system. You should know in detail.

갈락토스를 타가토스로 전환시키는 효소인 아라비노스 이성화효소와 같은 당 전환 효소는 일반적으로 특성이 개량된 변이효소를 초고속으로 스크리닝할 수 있는 시스템의 적용이 어려운 특징을 가지고 있으므로, 무작위 법을 이용한 효소의 개량화는 실질적으로 실용화되기 어려운 점이 있다.Sugar converting enzymes such as arabinose isomerase, an enzyme that converts galactose to tagatose, are generally difficult to apply to systems capable of screening modified enzymes at high speed. There is a point that the improvement is practically not practical.

이에 본 발명자들은 타가토스 생산에 잠재성을 갖는 아라비노스 이성화효소 효소가 산업적 생산성을 가질 수 있도록, 컴퓨터 기반 단백질 공학기술을 적용하여 써모토가 네아폴리타나 DSM 5068 (Thermotoga neapolitana DSM 5068) 유래의 아라비노스 이성화효소 (arabinose isomerase)의 구조를 통하여 원하는 특성을 갖는 아라비노스 이성화효소를 설계할 수 있는 토대를 마련하고, 상기 야생형 아라비노스 이성화효소의 단백질 3차원 구조를 변화시킴으로써 갈락토스 기질에 대해 향상된 활성을 갖도록 아라비노스 이성화효소를 설계 및 개량하여 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors applied computer-based protein engineering technology so that arabinose isomerase enzyme, which has potential for tagatose production, has industrial productivity, so that Thermomotoga DSM 5068 ( Thermotoga Through the structure of arabinose isomerase derived from neapolitana DSM 5068), a foundation for designing arabinose isomerase having desired characteristics is provided, and the protein three-dimensional structure of the wild type arabinose isomerase is changed. The present invention has been accomplished by designing and improving arabinose isomerase to have improved activity against galactose substrates.

본 발명의 다른 목적은 상기 아라비노스 이성화효소 변이체를 코딩하는 유전자, 상기 유전자를 함유하는 재조합 벡터 및 상기 재조합 벡터에 의하여 형질전환된 미생물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a gene encoding the arabinose isomerase variant, a recombinant vector containing the gene, and a microorganism transformed by the recombinant vector.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 아라비노스 이성화효소 변이체 및 상기 형질 전환된 미생물을 이용하는 것을 특징으로 하는 갈락토스로부터 타가토스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing tagatose from galactose, characterized in that using the arabinose isomerase variant and the transformed microorganism.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 써모토가 네아폴리타나 DSM 5068 (Thermotoga neapolitana DSM 5068) 유래 야생형 아라비노스 이성화효소의 469번째 루이신을 프롤린으로 치환함으로써 효소 활성이 향상된 아라비노스 이성화효소 변이체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a thermomotor Neapolitana DSM 5068 ( Thermotoga The 469th leucine of wild type arabinose isomerase derived from neapolitana DSM 5068) is replaced with proline to provide arabinose isomerase variants with improved enzyme activity.

본 발명은 또한 상기 아라비노스 이성화효소 변이체를 코딩하는 유전자, 상 기 유전자를 함유하는 재조합 벡터 및 상기 재조합 벡터에 의하여 형질전환된 미생물을 제공한다.The present invention also provides a gene encoding the arabinose isomerase variant, a recombinant vector containing the gene and a microorganism transformed by the recombinant vector.

본 발명은 또한 상기 아라비노스 이성화효소 변이체 및 상기 형질 전환된 미생물을 이용하는 것을 특징으로 하는 갈락토스로부터 타가토스를 제조하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing tagatose from galactose, characterized in that using the arabinose isomerase variant and the transformed microorganism.

본 발명의 재조합 아라비노스 이성화효소 변이체를 이용하여 기질인 갈락토스를 이성화반응 시킴으로써 타가토스의 생산성을 크게 향상시켜 생산 비용을 크게 줄이는 데 유용하게 이용될 수 있다.By isomerizing galactose as a substrate using the recombinant arabinose isomerase variant of the present invention, it can be usefully used to greatly increase the productivity of tagatose and greatly reduce the production cost.

본 발명은 단백질 공학기술을 적용하여 써모토가 네아폴리타나 DSM 5068 (Thermotoga neapolitana DSM 5068) 유래 야생형 아라비노스 이성화효소의 단백질 3차 구조에 변화를 주어 효소 활성이 향상된 아라비노스 이성화효소 변이체를 제공한다.The present invention provides arabinos isomerase variants with improved enzymatic activity by applying protein engineering techniques to the protein tertiary structure of wild type arabinose isomerase derived from Thermotoga neapolitana DSM 5068. .

단백질 공학기술은 기존에 존재하는 단백질 구조를 이용해서 특정 유전자 조각의 치환을 유발시키는 것으로, 이는 자연계의 단백질 진화과정을 응용하는 기술이다. 자연계에서 새로운 기능을 가지는 단백질의 진화는 새로 만들어지는(de novo) 발생이 아닌 기존의 단백질 구조틀을 이용해서 현재 존재하는 다양한 기능의 수퍼패밀리(superfamily) 단백질을 만들어 온 것으로 보고되고 있다.Protein engineering technology uses existing protein structures to induce substitution of specific gene fragments, which is a technology that applies the evolution of protein in nature. The evolution of proteins with new functions in nature has been reported to produce superfamily proteins of various functions using existing protein frameworks rather than de novo occurrences.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 써모토가 네아폴리타나 DSM 5068 유래 야생형 아라비노스 이성화효소의 말단에 위치한 비극성 곁사슬을 가진 소수성 아미노산 중의 469번째 루이신을 프롤린으로 치환함으로써, 기존 야생형 효소에 비하여 효소 활성이 향상된 아라비노스 이성화효소 변이체를 제조하였다.In a preferred embodiment of the invention, the thermomoto has a nonpolar side chain located at the end of the Neapolitana or DSM 5068-derived wild type arabinose isomerase By replacing the 469th leucine in the hydrophobic amino acid with proline, an arabinose isomerase variant with improved enzyme activity compared to the wild type enzyme was prepared.

본 발명에 따른 아라비노스 이성화효소 변이체의 제조과정은 아래와 같다.The preparation of the arabinose isomerase variant according to the present invention is as follows.

(1) 제 1단계 : 변이를 일으킬 아미노산 선정 (1) Step 1: Selection of amino acids to cause mutation

상기 써모토가 네아폴리타나 DSM 5068 유래 야생형 아라비노스 이성화효소의 3차원 구조는 아직 밝혀져 있지 않다. 상기 써모토가 네아폴리타나 유래 야생형 아라비노스 이성화효소의 새로운 변이체를 제조하기 위해서, 먼저 3차 구조가 밝혀져 있지 않은 상기 써모토가 네아폴리타나 유래의 아라비노스 이성화효소 대신, 유사 효소인 대장균 유래 아라비노스 이성화효소의 X선 결정학(X-ray crystallography)에 의해 얻은 구조를 사용하였다. 상기 대장균 유래 아라비노스 이성화효소의 구조는 단백질 데이터 은행(protein data bank; PDB)에 2HXG.pdb로 등록되어 있는 삼량체(trimer)의 형태로 결정된 구조이다.The three-dimensional structure of the wild type arabinose isomerase derived from Thermomotor Neapolita or DSM 5068 is not yet known. In order to prepare a new variant of the wild type arabinose isomerase derived from Neapolitana, the thermomotor, whose tertiary structure has not been identified, is replaced with arabinose isomerase derived from Neapolitana. The structure obtained by X-ray crystallography of north isomerase was used. The structure of the E. coli-derived arabinose isomerase is a structure determined in the form of a trimer registered as 2HXG.pdb in a protein data bank (PDB).

단백질 삼차 구조의 예측에서 가장 많이 사용되는 방법은 비교모형(comparative modeling) 방법이다. 원하는 단백질 아미노산 서열의 삼차 구조가 알려진 다른 단백질의 서열과 많이 유사한 경우에는, 상기 방법을 이용하여 원하는 단백질의 삼차 구조를 쉽게 예측할 수 있으며, 이 경우 예측 정확도는 아주 높다.The most commonly used method for the prediction of protein tertiary structure is the comparative modeling method. If the tertiary structure of the desired protein amino acid sequence is very similar to that of other known proteins, the method can be used to easily predict the tertiary structure of the desired protein, in which case the prediction accuracy is very high.

상기 비교모형 방법에는 조각에 기초한 방법(fragment-based model)과 구속 조건에 기초한 방법(restraint-based model)이 있다. 본 발명에서는 구속 조건에 기초한 방법을 사용하였으며, 먼저 주형 단백질의 아미노산들 또는 원자들 사이의 거리를 측정한 후, 이 거리를 구속조건(restraint)으로 사용하여 원하는 단백질의 삼차 구조를 예측하였다. 상기 구속조건에 기초한 방법의 대표적인 방법으로는 "모델러(MODELLER)"가 있다.The comparative model method includes a fragment-based model and a constraint-based model. In the present invention, a method based on constraint conditions was used. First, the distance between amino acids or atoms of the template protein was measured, and then the distance was used as a restraint to predict the tertiary structure of the desired protein. An exemplary method of the constraint based method is "MODELLER".

이 실험을 위한 주형 단백질의 구조 파일로는 상기 대장균 유래 아라비노스 이성화효소의 구조 파일인 2HXG.pdb를 사용한다. 상기 2HXG.pdb로부터 얻은 삼량체 구조에서 C-단량체(C-monomer)를 제거하였기 때문에, A-단량체(A-monomer)와 B-단량체(B-monomer)만 남긴 상태의 구조 파일을 얻었다. 이때, pdb 파일의 텍스트에서만 C-단량체를 제거하였기 때문에, A-단량체와 B-단량체의 구조에는 변화를 전혀 주지 않는다.As the structure file of the template protein for this experiment, 2HXG.pdb, which is a structure file of E. coli-derived arabinose isomerase, is used. Since the C-monomer was removed from the trimer structure obtained from the 2HXG.pdb, the structure file was obtained leaving only the A-monomer and the B-monomer. At this time, since the C-monomer was removed only in the text of the pdb file, the structure of the A-monomer and the B-monomer was not changed at all.

모델러 수행을 위해서는 2HXG.pdb 파일을 2HXG.atm 파일로 변경하여 가지고 있어야 한다. 그 후, EBI (European Bioinformatics Institute) 에서 주형 단백질과 목적 단백질의 아미노산 서열을 짝지어 배열시킨다. 이 두 파일을 근간으로 모델러를 실행시켜, 주형 단백질과 유사한 목적 단백질의 삼차구조를 만든다.To run the modeler, you need to change 2HXG.pdb file to 2HXG.atm file. Thereafter, the amino acid sequences of the template protein and the target protein are paired and arranged at the European Bioinformatics Institute (EBI). Based on these two files, the modeler is run to create a tertiary structure of the target protein, similar to the template protein.

상기와 같은 방법에 의해 예측된 본 발명의 대상이 되는 상기 야생형 아라비노스 이성화효소는 사량체(tetramer)로 존재하는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 단백질의 활성 부위는 단량체로 확인이 불가능하므로, 이량체(dimmer) 형태의 단백질 구조로 연구를 진행하였다.The wild type arabinose isomerase, which is the subject of the present invention predicted by the above method, has been found to exist as a tetramer. However, since the active site of the protein can not be identified by the monomer, the study was conducted in the dimer (dimmer) structure of the protein.

써모토가 네아폴리타나 유래의 야생형 아라비노스 이성화효소를 주형(template)으로 하여 다년간의 무작위 효소 변이법을 통하여 일정량의 개량된 효 소 특성을 보이는 변이체 및 그 유전 정보를 확보하였으며, 이를 종합적으로 분석한 결과 상기 효소의 C-말단(C-terminal) 부분의 아미노산 서열의 변화가 효소 활성 증가에 영향을 주는 경향을 보이는 것을 확인하였다. Using a wild-type arabinose isomerase derived from Neapolitana as a template, Thermomoto obtained a variant and genetic information showing a certain amount of improved enzyme properties through a multi-year randomized enzyme mutation method. As a result, it was confirmed that the change in the amino acid sequence of the C-terminal portion of the enzyme tends to affect the increase of enzyme activity.

상기 야생형 아라비노스 이성화효소의 활성부위를 구성하고 있는 C-말단 부위의 아미노산을 분자모델링을 통해 확인하였다. 그 결과, 상기 야생형 아라비노스 이성화효소의 469번째 루이신 잔기가 프롤린으로 변이가 일어나면서, 단백질의 마지막 베타 병풍구조(beta-sheet)가 사라지고 주쇄(backbone)의 각도가 틀어지게 되어, 결과적으로는 마지막 알파 나선구조(alpha-helix) 단백질 코어(core) 쪽으로 움직여서 단백질의 구조를 변화시킨다는 것을 확인하였다.The amino acid of the C-terminal region constituting the active site of the wild type arabinose isomerase was confirmed through molecular modeling. As a result, the 469th leucine residue of the wild-type arabinose isomerase changes to proline, causing the final beta-sheet of the protein to disappear and the backbone angle to be distorted. The final alpha-helix protein core was moved to alter the structure of the protein.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 써모토가 네아폴리타나 DSM 5068 유래의 야생형 아라비노스 이성화효소와 아라비노스 이성화효소 변이체 단백질을 먼저 모델러(Modeller) 프로그램을 이용하여 단량체 상태의 3차 구조를 만들었으며, 구조를 도 1에 나타내었다. 도 1에서는 469번째 루이신(L469), 469번째 프롤린(P469)을 각각 야생형 아라비노스 이성화효소(TNAI_Wild)와 아라비노스 이성화효소 변이체(TNAI_L469P)에 표현하여 단백질에 존재하는 아미노산들의 위치를 확인할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, Thermomoto made the monomeric tertiary structure of the wild type arabinose isomerase and arabinose isomerase variant proteins derived from Neapolitana or DSM 5068 using a Modeler program. The structure is shown in FIG. In FIG. 1, the 469th leucine (L469) and the 469th proline (P469) can be expressed in wild-type arabinose isomerase (TNAI_Wild) and arabinose isomerase variant (TNAI_L469P), respectively, to confirm the position of amino acids present in the protein. .

그 결과 야생형 아라비노스 이성화효소는 온전한 18번째 베타 병풍구조를 유지하고 있으나, 아라비노스 이성화효소 변이체는 469번째 프롤린 잔기가 포함된 부분에 베타 병풍구조가 없어진 것을 확인하였다. 이를 도 2에 나타내었다. As a result, the wild type arabinose isomerase maintained the intact 18th beta screen structure, but the arabinose isomerase variant was confirmed that the beta screen structure was lost in the part containing the 469th proline residue. This is shown in FIG. 2.

상기 야생형 아라비노스 이성화효소와 아라비노스 이성화효소 변이체 단백질 들간의 전체적인 구조 차이를 보기 위하여, 두 단백질의 RMSD(Root Mean Square Deviation; 두개의 최적으로 겹친 단백질의 삼-차원 구조 사이의 유사성의 정도를 점검하기 위해 대응하는 원자쌍간 제곱-평균-거리를 숫자상으로 나타내어 줌)를 살펴보았다. 결과적으로 1.0Å의 RMSD를 보였고, 야생형 아라비노스 이성화효소와 아라비노스 이성화효소 변이체 단백질들간의 전체적인 구조는 매우 흡사하다는 것을 알았다(도 3).To see the overall structural differences between the wild type arabinose isomerase and arabinose isomerase variant proteins, the degree of similarity between the root mean square deviation (RMSD) of the two proteins and the three-dimensional structure of the two optimally overlapping proteins is examined. To numerically represent the square-average-distance between corresponding pairs of atoms. As a result, it showed an RMSD of 1.0, and found that the overall structure between the wild-type arabinose isomerase and arabinose isomerase variant proteins is very similar (FIG. 3).

또한, 야생형 아라비노스 이성화효소와 아라비노스 이성화효소 변이체 단백질들간의 2차 구조를 보기 위해, InsightII(분자 모델링 소프트웨어)에서 Kabsch-Sander 방법으로 단백질들의 이차구조를 예측하였으며, 이를 표 1에 나타내었다.In addition, in order to see the secondary structure between wild-type arabinose isomerase and arabinose isomerase variant proteins, secondary structure of the proteins was predicted by Kabsch-Sander method in InsightII (molecular modeling software), which is shown in Table 1.

표 1에서 보듯이, 야생형 아라비노스 이성화효소(TNAI_Wild)와 아라비노스 이성화효소 변이체(TNAI_L469P)의 18번째 베타 병풍구조를 비교해보면, 아라비노스 이성화효소 변이체(TNAI_L469P)는 469번째 잔기인 루이신 전반부가 병풍구조체로서 형성되어 있지 않다. 이는 상기 도 2에서 언급한 바와 같이, 469번째 루이신이 프롤린으로 치환됨으로써 아라비노스 이성화효소 변이체 단백질의 이차구조 변화에 영향을 주었다는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, comparing the 18th beta folding structure of the wild-type arabinose isomerase (TNAI_Wild) and arabinose isomerase mutant (TNAI_L469P), arabinose isomerase mutant (TNAI_L469P) is the 469th residue leucine first part It is not formed as a folding structure. As mentioned in FIG. 2, it can be seen that the 469th leucine was substituted with proline, thereby affecting the secondary structure change of the arabinose isomerase variant protein.

야생형 아라비노스 이성화효소(TNAI_Wild)와 아라비노스 이성화효소 변이체(TNAI_L469P)의 이차구조 비교Secondary Structure Comparison of Wild-type Arabinos Isomerase (TNAI_Wild) and Arabinos Isomerase Variants (TNAI_L469P) Kabsch-Sander
Kabsch-Sander
야생형 Wild type 아라비노스Arabinos 이성화효소 Isomerase
(( TNAITNAI __ wildwild ))
아라비노스Arabinos 이성화효소  Isomerase 변이체Mutant
(( TNAITNAI __ L469PL469P ))
  알파나선 구조Alpha Helix Structure 베타병풍 구조Beta screen structure 알파나선 구조Alpha Helix Structure 베타병풍 구조Beta screen structure 1One 3-63-6 8-138-13 3-63-6 8-148-14 22 21-4021-40 48-5048-50 25-3825-38 47-5447-54 33 57-6957-69 73-7973-79 57-6957-69 76-7976-79 44 91-9591-95 100-104100-104 86-8986-89 100-105100-105 55 118-122118-122 145-148145-148 118-121118-121 145-149145-149 66 126-129126-129 177-181177-181 126-129126-129 177-181177-181 77 131-140131-140 205-209205-209 131-140131-140 205-209205-209 88 154-174154-174 270-272270-272 151-169151-169 270-273270-273 99 195-201195-201 298-300298-300 171-175171-175 298-301298-301 1010 211-220211-220 326-334326-334 197-201197-201 326-334326-334 1111 223-236223-236 341-345341-345 211-220211-220 341-345341-345 1212 252-266252-266 360-361360-361 223-235223-235 360-361360-361 1313 287-295287-295 376-377376-377 252-264252-264 376-377376-377 1414 305-317305-317 384-393384-393 286-295286-295 384-393384-393 1515 430-439430-439 398-407398-407 305-317305-317 398-407398-407 1616 454-464454-464 422-426422-426 430-439430-439 422-426422-426 1717 477-491477-491 445-449445-449 454-463454-463 445-448445-448 1818 467-471467-471 477-491477-491 470-471470-471

도 4는 야생형 아라비노스 이성화효소의 469번째 루이신 잔기가 프롤린으로 바뀌면서 베타 병풍구조가 사라지고, 주쇄의 각도가 틀어진 것을 나타낸다. 아라비노스 이성화효소 변이체의 469번째 루이신 잔기를 포함하는 18번째 베타 병풍구조가 사라지고 주쇄의 각도가 틀어지면서, 18번째 베타 병풍구조 이후에 존재하는 17번째 알파 나선구조의 3차 구조적 위치가 단백질 몸체(body) 쪽으로 움직이면서 아라비노스 이성화효소 변이체 잔기 뒷부분의 구조가 변했을 것으로 예측했다.Figure 4 shows that the beta screen structure disappears as the 469th leucine residue of wild-type arabinose isomerase is changed to proline, and the main chain is misaligned. As the 18th beta screen structure containing the 469th leucine residue of the arabinose isomerase variant disappears and the backbone is distorted, the tertiary structural position of the 17th alpha helix following the 18th beta screen structure is lost. Moving toward the body predicted that the structure behind the arabinose isomerase variant residues would have changed.

상기에서 예측한 마지막 알파 나선구조의 움직임은 단량체(Monomer) 구조만으로 아라비노스 이성화효소 변이체의 역할을 정확히 알 수 없으므로, 야생형 아라비노스 이성화효소와 아라비노스 이성화효소 변이체의 단백질 각각을 이량체(dimmer) 구조로 만들어 구조적으로 살펴보았다. 위에서 2HXG.pdb로부터 얻은 ECAI 이량체에 야생형 아라비노스 이성화효소와 아라비노스 이성화효소 변이체 단백질 각각을 겹쳐(superimpose)서 유사성을 확인하였다. 전체 이량체 구조를 도 5에 나타내었다.The final alpha helical motion predicted above is not known exactly as the role of arabinose isomerase variant by monomer structure alone, so that each of the proteins of wild type arabinose isomerase and arabinose isomerase variants is dimerized. I made a structure and looked at it structurally. Similarity was confirmed by superimposing each of the wild type arabinose isomerase and arabinose isomerase variant proteins to the ECAI dimer obtained from 2HXG.pdb. The overall dimer structure is shown in FIG. 5.

469번째 루이신 잔기가 프롤린으로 바뀌면서, 469번째 프롤린 이후의 구조가 좀 더 안쪽으로 움직였을 가능성이 있기 때문에 이를 밝혀내기 위하여, 변이시킨 아라비노스 이성화효소 변이체 잔기의 카보닐 카본(carbonyl carbon)과 그 앞에 마주보는 480번째 페닐알라닌 (Phenylalanine, F), 484번째 루이신의 카보닐 카본과의 거리를 측정하였다. 아라비노스 이성화효소 변이체에서 측정된 거리가 야생형 아라비노스 이성화효소에서 측정된 거리보다 더 가깝다면, 상기에서 언급한대로 18번째 알파 나선구조의 움직임이 있다는 것을 판단할 수 있다. 도 6 에서 보듯이, 야생형 아라비노스 이성화효소는 앞의 두 잔기와 각각 9.08Å, 10.49Å 거리를 나타내었고, 아라비노스 이성화효소 변이체는 8.69Å, 10.06Å 거리를 나타내었다. 결과적으로, 야생형 아라비노스 이성화효소 보다 아라비노스 이성화효소 변이체가 이 두 거리에서는 좀 더 짧게 나타났다. 이는 분명 단백질 돌연변이(mutation)가 일어나면서 단백질 몸체 쪽으로 움직였음을 알려주는 것이라고 생각된다.As the 469th leucine residue was changed to proline, it was possible that the structure after the 469th proline might have moved more inward, so that the carbonyl carbon of the mutated arabinose isomerase variant residues and the preceding The distance between the 480th phenylalanine (F) and the 484th leucine carbonyl carbon was measured. If the distance measured in the arabinose isomerase variant is closer than the distance measured in the wild type arabinose isomerase, it can be determined that there is movement of the 18th alpha helix as mentioned above. As shown in Figure 6, wild-type arabinose isomerase showed a distance of 9.08 Å and 10.49 와 with the two previous residues, and arabinose isomerase variants showed a distance of 8.69 Å and 10.06 Å, respectively. As a result, arabinose isomerase variants appeared shorter at these two distances than wild type arabinose isomerase. It is clearly thought to indicate that protein mutations occurred and moved toward the protein body.

이를 더 확인해 보기 위해서, 다른 주변 잔기들을 포함하여 거리를 측정하였다. 상기 아라비노스 이성화효소들의 주형인 2HXG.pdb의 결정(crystal) 구조는 493번째 루이신까지의 구조를 가지고 있다. 이를 본보기로 만든 야생형 아라비노스 이성화효소와 아라비노스 이성화효소 변이체의 단백질들 또한 L493번까지 구조가 정확하다고 할 수 있다. 따라서, 마지막 잔기인 L493과 469번째 루이신 잔기, 469번째 프롤린 잔기간의 거리를 각각 측정하였다.To further confirm this, the distance was measured including other peripheral residues. The crystal structure of 2HXG.pdb, a template of the arabinose isomerase, has a structure up to the 493th leucine. The wild-type arabinose isomerase and arabinose isomerase proteins, which are modeled as examples, also have the correct structure up to L493. Therefore, the distance between the last residue, L493, the 469th leucine residue and the 469th proline residue, was measured, respectively.

그 결과, 도 7에서 보는 것과 같이 야생형 아라비노스 이성화효소 와 L493 잔기와의 거리는 20.18Å이었고, 아라비노스 이성화효소 변이체와 L493 잔기와의 거리는 19.70Å으로, 변이형 아라비노스 이성화효소 단백질의 17번째 알파 나선구조가 단백질 몸체쪽으로 움직였다는 것이 확인되었다. As a result, as shown in FIG. 7, the distance between the wild type arabinose isomerase and the L493 residue was 20.18 ,, and the distance between the arabinose isomerase variant and the L493 residue was 19.70 Å, and the 17th alpha of the mutant arabinose isomerase protein was shown. It was confirmed that the spiral moved toward the protein body.

마지막으로 이를 확인해 보기 위해 이량체 구조를 이용하였다. 야생형 아라비노스 이성화효소와 아라비노스 이성화효소 변이체의 이량체 구조를 보면(도 5), A-단량체와 B-단량체의 마지막 알파 나선구조끼리 마주보고 있는 것을 볼 수 있다. 따라서, 이 이량체 구조의 L493 잔기 사이의 거리를 측정하여 두 거리가 야생형 아라비노스 이성화효소 보다 아라비노스 이성화효소 변이체의 단백질이 멀어졌다면, 확실히 마지막 17번째 알파 나선구조 x가 단백질 몸체쪽으로 움직였다고 말할 수 있을 것이다.Finally, dimer structure was used to confirm this. Looking at the dimeric structure of wild type arabinose isomerase and arabinose isomerase variants (FIG. 5), it can be seen that the last alpha helices of the A- and B-monomers face each other. Thus, by measuring the distance between the L493 residues of this dimer structure, if the two distances are farther away from the wild-type arabinose isomerase than the protein of the arabinose isomerase variant, it is clear that the last 17th alpha helix x has moved towards the protein body. Could be.

결과적으로, 야생형 아라비노스 이성화효소는 13.92Å, 아라비노스 이성화효소 변이체는 14.81Å라는 수치를 보였다. 따라서, 야생형 아라비노스 이성화효소의 L469 잔기가 아라비노스 이성화효소 변이체의 P469 잔기로 돌연변이가 일어나면서 마지막 알파 나선구조가 단백질 몸쪽으로 움직였고, 이 때문에 단백질 중심(core) 부분의 구조가 변했다고 판단된다.As a result, the wild type arabinose isomerase was 13.92Å and the arabinose isomerase variant was 14.81Å. Therefore, the mutation of the L469 residue of the wild-type arabinose isomerase into the P469 residue of the arabinose isomerase variant caused the final alpha helix to move toward the protein body, which is believed to alter the structure of the protein core. .

상기 결과에 의하여, 상기 야생형 아라비노스 이성화효소의 469번째 아미노산인 루이신을 프롤린으로 치환한 결과, 아라비노스 이성화 효소의 C-말단 부위의 사슬 구조가 크게 변이되는 현상을 분자 예측법을 통하여 확인하였으며, 단 하나의 아미노산이 치환되었음에도 불구하고 그 분자 예측 구조 자체가 유의미한 변화를 나타냄을 확인하였다.As a result, the substitution of leucine, the 469th amino acid of the wild-type arabinose isomerase, with proline resulted in a significant change in the chain structure of the C-terminal region of the arabinose isomerase by molecular prediction. Although only one amino acid was substituted, the molecular predictive structure itself showed a significant change.

(2) 제 2단계 : 특정 위치의 아미노산에 대한 변이 유발(2) Step 2: Induce Mutation for Amino Acid at Specific Location

갈락토스 기질에 대하여 높은 활성을 갖는 아라비노스 이성화효소 변이체를 제조하기 위하여, 상기 제 1단계에서 선별한 위치인 469번째 루이신을 위치-특이적 돌연변이 (Site-directed mutagenesis) 방법을 이용하여 프롤린으로 치환하였다.To prepare arabinose isomerase variants with high activity against galactose substrates, the 469th leucine, the position selected in the first step, was replaced with proline using a site-directed mutagenesis method. .

(3) 제 3단계: 개량된 아라비노스 이성화효소 변이체의 활성 확인(3) Step 3: Confirmation of the activity of the improved arabinose isomerase variant

상기 제 2단계에서 만들어진 변이체를 염기서열 분석으로 469번째 위치에서 프롤린으로 치환이 일어났는지 확인하였다. 이 변이체를 함유한 콜로니 (colony)들을 배양한 후 활성을 측정한 결과, 상기 변이체가 야생형 아라비노스 이성화효소에 비해 기질인 갈락토스에 대하여 높은 활성을 보임을 확인하였다.The sequencing of the variant prepared in the second step was confirmed whether the substitution with proline at the 469th position. As a result of culturing colonies containing these variants and measuring their activity, it was confirmed that the variants showed higher activity against galactose as a substrate than wild-type arabinose isomerase.

본 발명은 또한 상기 아라비노스 이성화효소 변이체를 코딩하는 유전자, 상기 유전자를 함유하는 재조합 벡터 및 상기 재조합 벡터에 의하여 형질전환된 미생물을 제공한다.The present invention also provides a gene encoding the arabinose isomerase variant, a recombinant vector containing the gene and a microorganism transformed by the recombinant vector.

본 발명의 아라비노스 이성화효소 변이체를 코딩하는 유전자는 써모토가 네아폴리타나 DSM 5068 (Thermotoga neapolitana DSM 5068)로부터 유래된 것이며, 바람직하게는 469번째 아미노산인 루이신이 프롤린으로 치환된 아라비노스 이성화효소 변이체를 코딩하는 유전자이다. 더욱 바람직하게는, 상기 유전자는 서열번호 3의 아미노산 서열을 가진다.Gene encoding the arabinose isomerase variant of the present invention is Thermomotoga neapolitana or DSM 5068 ( Thermotoga neapolitana DSM 5068), preferably the gene encoding the arabinose isomerase variant in which the 469th amino acid leucine is substituted with proline. More preferably, the gene has the amino acid sequence of SEQ ID NO.

본 발명에서 사용 가능한 벡터는 특별히 제한되는 것은 아니며 공지된 발현벡터를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 상기 유전자를 포함한 벡터를 사용할 수 있다.The vector usable in the present invention is not particularly limited and may be a known expression vector. Preferably, a vector including the gene may be used.

본 발명은 상기 재조합 벡터로 코리네박테리움 속 미생물을 형질전환시켜 제조된 미생물을 제공한다. 바람직하게는 상기 형질전환되는 미생물은 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) ATCC 13032이며, 상기 제조된 코리네박테리움 속 미생물은 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) CJ-1-TANI_L469P (수탁번호 : KCCM10955P) 이다.The present invention provides a microorganism prepared by transforming the microorganism of the genus Corynebacterium with the recombinant vector. Preferably, the transformed microorganism is Corynebacterium glutamicum ( Corynebacterium glutamicum ) ATCC 13032, the microorganism of the genus Corynebacterium prepared Corynebacterium glutamicum ( Corynebacterium glutamicum ) CJ-1-TANI_L469P (Accession No .: KCCM10955P).

본 발명은 또한 상기 아라비노스 이성화효소 변이체 및 상기 형질 전환된 미생물을 이용하여 갈락토스로부터 타가토스를 제조할 수 있다.The present invention can also prepare tagatose from galactose using the arabinose isomerase variant and the transformed microorganism.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 않는다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are intended to illustrate the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited to these examples according to the gist of the present invention.

실시예Example 1: 469번째 아미노산인  1: 469th amino acid 루이신의Leucine 치환에 의한  By substitution 아라비노스Arabinos 이성화효소 변이체의 제조 ( Preparation of Isomerase Variants ( 클로닝Cloning ))

본 발명자들은 써모토가 네아폴리타나 유래 야생형 아라비노스 이성화효소의 3차원 구조가 밝혀져 있지 않아, 유사효소인 대장균 유래의 아라비노스 이성화효소의 구조를 바탕으로 야생형 아라비노스 이성화효소의 구조를 예측하였다. 또한, 469번째에 위치한 아미노산인 루이신을 프롤린으로 치환하였을 때 높은 활성을 보이는 것을 확인하고, 상기 야생형 아라비노스 이성화효소의 469번째 루이신을 특정 프라이머를 이용한 위치-특이적 변이유발(site-directed mutagenesis) 방법으로 프롤린으로 치환하였다.The present inventors predicted the structure of the wild type arabinose isomerase based on the structure of the arabinose isomerase derived from E. coli, which is similar to E. coli. In addition, it was confirmed that the 469th leucine of the wild-type arabinose isomerase using site-directed mutagenesis using a specific primer was confirmed that the high activity when the leucine amino acid located at 469th is replaced with proline. By proline.

돌연변이를 가진 두개의 상보적인 염기서열의 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide)인 N-말단 프라이머(서열번호 1)와 C-말단 프라이머(서열번호 2)를 프라이머로 사용하였다. 플라스미드 상태의 DNA를 주형으로 사용하여 새로운 변이를 가진 플라스미드를 시험관에서 증폭, 합성한 다음, 원래의 야생형(wild type) DNA는 Dpn I 제한효소로 절단하여 제거하였다. 즉, 주형으로 사용한 야생형 DNA는 대장균에서 분리된 DNA로서 Gm6ATC를 인식하여 절단하는 Dpn I에 의하여 절단되지만, 시험관에서 합성한 변이 DNA는 절단되지 않는다.N-terminal primer (SEQ ID NO: 1) and C-terminal primer (SEQ ID NO: 2), which are oligonucleotides of two complementary base sequences with mutations, were used as primers. Plasmids with new mutations were amplified and synthesized in vitro using the plasmid DNA as a template, and the original wild type DNA was digested with Dpn I restriction enzyme and removed. That is, the wild type DNA used as a template is cleaved by Dpn I, which recognizes and cleaves G m6 ATC as DNA isolated from Escherichia coli, but does not cleave the mutated DNA synthesized in vitro.

서열번호 1 : 5'- GGA TCC CAT ACT CCT TTC TCA ACA GAG - 3'SEQ ID NO: 5'- GGA TCC CAT ACT CCT TTC TCA ACA GAG-3 '

서열번호 2 : 5'- CGC TGT TGA GAA AGG AGT ATG ATG GGA TCC - 3'SEQ ID NO: 5'- CGC TGT TGA GAA AGG AGT ATG ATG GGA TCC-3 '

이를 대장균 DH5alpha에 형질전환시켜 변이주를 얻은 다음, 변이 유전자의 염기서열을 분석하여 변이가 제대로 일어났음을 확인하였다. 이 변이주를 최종 발현균주인 코리네박테리움 글루타미컴 ATCC 13032 (Corynebacterium glutamicum ATCC 13032)에 형질전환시켜 재조합 균주를 제조한 후, 이를 "코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) CJ-1-TNAI_L469P"로 명명하였으며, 그를 2008년 06월 30일자로 대한민국 서울특별시 서대문구 홍제 1동 361-221번지에 소재하는 국제 기탁기관인 한국종균협회 부설 한국미생물보존센터에 수탁번호 KCCM10955P로 기탁하였다.The strain was transformed into E. coli DH5alpha to obtain a mutant strain, and then the nucleotide sequence of the mutant gene was analyzed to confirm that the mutation occurred. The mutant strain was finally expressed as Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 ( Corynebacterium). glutamicum ATCC 13032) to produce a recombinant strain, and then "corynebacterium glutamicum ( Corynebacterium glutamicum ) CJ-1-TNAI_L469P ", which was assigned to KCCM10955P on June 30, 2008 to the Korea Microbiological Conservation Center, an international depository organization located at 361-221, Hongje 1-dong, Seodaemun-gu, Seoul, Korea. Deposited.

실시예Example 2:  2: 코리네박테리움에서In the Corynebacterium 아라비노스Arabinos 이성화효소  Isomerase 변이체의Mutant 발현 Expression

상기 실시예 1에서 제조된 재조합 균주 코리네박테리움 글루타미컴 CJ-1-TNAI_L469P(수탁번호 KCCM10955P)를 10μg/ml 농도의 카나마이신(Kanamycin)을 포함한 AC 배지(Polypepton 10g/L, Bacto-yeast extract 5g/L, (NH4)2SO4 5g/L, KH2PO4 4g/L, K2HPO4 8g/L, Urea 1.5g/L, MgSO4-7H2O 0.5g/L, L-Cystein 0.5g/L, d-Biotin 0.2mg/L, Tiamine-HCl 1.5mg/L, Ca-Panthothenic 2mg/L, Niacinamide 3mg/L)에 30℃에서 20시간 배양하여 재조합 아라비노스 이성화효소 변이체의 발현을 유도하였다.Recombinant strain Corynebacterium glutamicum CJ-1-TNAI_L469P (Accession Number KCCM10955P) prepared in Example 1 AC medium containing 10% g / ml Kanamycin (Kanamycin) (Polypepton 10g / L, Bacto-yeast extract 5g / L, (NH4) 2SO4 5g / L, KH 2 PO 4 4g / L, K 2 HPO 4 8g / L, Urea 1.5g / L, MgSO 4 -7H 2 O 0.5g / L, L-Cystein 0.5g / L, d-Biotin 0.2mg / L, Tiamine-HCl 1.5mg / L, Ca-Panthothenic 2mg / L, Niacinamide 3mg / L) incubated at 30 ° C for 20 hours to induce the expression of recombinant arabinose isomerase variants .

발현된 아라비노스 이성화효소의 활성을 측정하기 위하여, 배양액을 8000xg 에서 10분간 원심분리를 하″℃여 균체를 수거한 후, 50mM Tris-HCl(pH 7.5) 버퍼 용액에 재현탁하였다. 현탁된 균체는 초음파 처리로 세포를 파쇄 처리하고, 상등액을 조효소액으로 사용하여 갈락토스 이성화반응을 실시하였다. 갈락토스 이성화반응은 100mM 갈락토스를 기질로서 포함한 100μl의 효소액과 1ml의 반응 버퍼 용액(50mM Tris-HCl, pH 7.5)을 혼합하여 사용하였다.In order to measure the activity of the expressed arabinose isomerase, the culture medium was centrifuged at 8000 × g for 10 minutes, and the cells were collected, and then resuspended in 50 mM Tris-HCl (pH 7.5) buffer solution. Suspended cells were subjected to sonication of cells by sonication and galactose isomerization using the supernatant as a coenzyme solution. Galactose isomerization was performed by mixing 100 μl of enzyme solution containing 100 mM galactose as a substrate and 1 ml of reaction buffer solution (50 mM Tris-HCl, pH 7.5).

이때 반응액 내에 최종 농도 1mM 염화망간(MnCl2)을 첨가하여 사용하였다. 상기 제조된 조효소 반응액은 75℃에서 20분간 반응하였으며, 상기 조효소의 활성 측정은 시스테인-카바졸-황산법(cystein-carbazol-sulfuric acid method; Dische, Z., and E. Borenfreund., A New Spectrophotometric Method for the Detection and Determination of Keto Sugars and Trioses, J. Biol . Chem., 192:583-587, 1951)을 사용하였다. 조효소 반응액 내의 단백질 정량은 비신코니네이트(Bicinchoninate; BCA)가 구리이온과 복합체를 형성해 자색으로 발색되는 반응을 이용한 BCA법 (Bicinchoninic acid; Sigma Chemical Co., USA)을 사용하였으며, 그 결과 갈락토스 이성화반응 산물인 타가토스가 정상적으로 생성됨을 확인할 수 있었다.At this time, a final concentration of 1 mM manganese chloride (MnCl 2 ) was added to the reaction solution. The prepared coenzyme reaction solution was reacted at 75 ° C. for 20 minutes, and the activity of the coenzyme was measured by the cystein-carbazol-sulfuric acid method (Dische, Z., and E. Borenfreund., A New Spectrophotometric). Method for the Detection and Determination of Keto Sugars and Trioses, J. Biol . Chem ., 192: 583-587, 1951). Protein quantification in the coenzyme reaction solution was carried out using the BCA method (Bicinchoninic acid; Sigma Chemical Co., USA) using a reaction in which bicinconinate (BCA) forms a complex with copper ions and develops purple color, and as a result, galactose isomerization It was confirmed that the reaction product tagatose was normally produced.

실시예Example 3 : 재조합  3: recombination 아라비노스Arabinos 이성화효소  Isomerase 변이체의Mutant 순수 분리정제 및 활성형 단백질 발현 확인 Purification and purification of pure protein

상기 실시예 2에서 활성이 확인된 재조합 균주인 코리네박테리움 글루타미쿰 CJ-1-TNAI_L469P를 최적 배지 조건인 10μg/ml 농도의 카나마이신을 포함한 AC 배지(Polypepton 10g/L, Bacto-yeast extract 5g/L, (NH4)2SO4 5g/L, KH2PO4 4g/L, K2HPO4 8g/L, Urea 1.5g/L, MgSO4-7H2O 0.5g/L, L-Cystein 0.5g/L, d-Biotin 0.2mg/L, Tiamine-HCl 1.5mg/L, Ca-Panthothenic 2mg/L, Niacinamide 3mg/L) 에 종배양하여, 5L 발효조(Biotron Co., Korea)에 50g/l 수크로스, 10g/l 폴리펩톤, 10g/l 효모 추출물, 2.5g/l 염화나트륨, 0.5g/l L-시스테인, 10g/l (NH4)2SO4, 1.2g/l KH2PO4, d-비오틴, 티아민-HCl, Ca-판토텐산, 니아신아마이드(Niacinamide), MnSO4-5H2O, FeSO4-7H2O, ZnSO4-7H2O, CuSO4-5H2O, MgSO4-7H2O로 구성된 3L배지에서 초기 농도 O.D.600 = 0.1 로 접종하고, 배양하였다.Corynebacterium glutamicum CJ-1-TNAI_L469P, a recombinant strain whose activity was confirmed in Example 2, was used as an AC medium containing kanamycin at a concentration of 10 μg / ml, which is an optimal medium condition (Polypepton 10g / L, Bacto-yeast extract 5g / L, (NH 4 ) 2 SO 4 5g / L, KH 2 PO 4 4g / L, K 2 HPO 4 8g / L, Urea 1.5g / L, MgSO 4 -7H 2 O 0.5g / L, L-Cystein 0.5g / L, d-Biotin 0.2mg / L, Tiamine-HCl 1.5mg / L, Ca-Panthothenic 2mg / L, Niacinamide 3mg / L) and 50g / in 5L fermenter (Biotron Co., Korea) l sucrose, 10 g / l polypeptone, 10 g / l yeast extract, 2.5 g / l sodium chloride, 0.5 g / l L-cysteine, 10 g / l (NH 4 ) 2 SO 4 , 1.2 g / l KH 2 PO 4 , d- biotin, thiamine -HCl, Ca- pantothenate, niacinamide (niacinamide), MnSO 4 -5H 2 O, FeSO 4 -7H 2 O, ZnSO 4 -7H 2 O, CuSO 4 -5H 2 O, MgSO 4 -7H Inoculated at an initial concentration of OD600 = 0.1 in 3 L medium consisting of 2 O and incubated.

30℃에서 20시간 배양하여 재조합 아라비노스 이성화효소의 발현을 유도하였다. 발현된 아라비노스 이성화효소의 활성을 측정하기 위하여, 배양액을 8000xg 에서 10분간 원심분리를 하여 균체를 수거한 후, 5mM 염화망간 (MnCl2)이 포함된 50mM Tris-HCl(pH 7.5) 버퍼 용액에 재현탁하였다.Incubation at 30 ° C. for 20 hours induced expression of recombinant arabinose isomerase. To measure the activity of the expressed arabinose isomerase, the cells were collected by centrifuging the culture at 8000xg for 10 minutes, and then in a 50 mM Tris-HCl pH 7.5 buffer solution containing 5 mM manganese chloride (MnCl 2 ). Resuspend.

현탁된 균체는 고압 세포 파쇄기 T-시리즈 4.0kW (T-series 4.0kW: Constant systems,UK)을 이용하여 세포 파쇄하였다. 아라비노스 이성화효소를 제외한 숙주 단백질(host protein)들의 제거를 위해, 75℃에서 20분간 열처리를 하였다. 열처리된 세포 찌거끼들(cell debris)을 9000rpm 에서 20분간 원심분리를 통해서 제거한 후, 0.2μm 필터를 통해 필터링을 수행하여 발현된 내열성 아라비노스 이성화효소를 우선 분리하였다.The suspended cells were cell disrupted using a high pressure cell crusher T-series 4.0kW (T-series 4.0kW: Constant systems, UK). In order to remove host proteins except arabinose isomerase, heat treatment was performed at 75 ° C. for 20 minutes. The heat-treated cell debris was removed by centrifugation at 9000 rpm for 20 minutes, and then filtered through a 0.2 μm filter to separate the expressed heat-resistant arabinose isomerase.

이렇게 하여 분리된 재조합 효소액은 이온교환수지 크로마토그래피(anion exchange chromatography: Q Sepharose Fast Flow, Amersham Bioscience, U.S.A)를 이용하여 순수 분리 정제하였다. 20mM Tris-HCl(pH7.5)를 결합용액(binding solution)으로 전평형화(pre-equilibration) 시킨 후 사용하였다. 용리는 위 결합용액에 0.5M NaCl을 첨가한 용액을 사용하였다.The recombinant enzyme solution thus separated was purified and purified by ion exchange resin chromatography (Q Sepharose Fast Flow, Amersham Bioscience, U.S.A). 20 mM Tris-HCl (pH 7.5) was used after pre-equilibration with a binding solution. Elution was used to add 0.5M NaCl to the above binding solution.

배양액을 약 30배 농축하여 정제를 진행한 결과, 열처리 단계에서도 많은 불순 단백질이 보였으나, Q 세파로스 고속 유속(Q Sepharose Fast Flow; anion exchange column)을 통과한 최종 효소용액에는 비교적 불순물이 적었다. 시스테인-카바졸-황산법(cystein-carbazol-sulfuric acid method)을 통해 기질인 갈락토스에 대하여 활성이 보이는 분획을 선택한 후, 도 8과 같이 SDS-PAGE를 통하여 분석하였다.As a result of purification by concentrating the culture solution about 30 times, many impurities were found in the heat treatment step, but the final enzyme solution passed through the Q Sepharose Fast Flow (anion exchange column) was relatively free of impurities. After selecting the fraction showing activity for the substrate galactose through the cysteine-carbazol-sulfuric acid method, it was analyzed by SDS-PAGE as shown in FIG.

그 결과, 정제된 단백질이 약 56kDa의 분자량을 가짐을 확인할 수 있었으며, 이는 실제로 알려진 써모토가 네아폴리타나 속 유래의 아라비노스 이성화효소의 분자량과 일치함을 알 수 있었다. SDS-PAGE를 통해 가장 정제도가 좋은 분획 하나를 선택하여 고농도의 NaCl을 제거하기 위하여 20mM Tris-HCl 버퍼 (pH 7.5), 용액으로 투석 (desalting: MWCO=8,000 (Spectra/Por membrane, SPECTRUM Lab. Inc.))을 진행하였다. 최종 확보된 효소액을 SDS-PAGE를 통하여 확인하였다(도 8).As a result, it was confirmed that the purified protein had a molecular weight of about 56 kDa, which indicates that the actually known thermomoto was consistent with the molecular weight of the arabinose isomerase derived from Neapolitana genus. Dialysis with 20mM Tris-HCl buffer (pH 7.5), solution to select one of the finest fractions via SDS-PAGE and remove high concentration of NaCl: MWCO = 8,000 (Spectra / Por membrane, SPECTRUM Lab. Inc.) .)). Finally obtained enzyme solution was confirmed through SDS-PAGE (Fig. 8).

실시예Example 4 :  4 : 변이형Variant 아라비노스Arabinos 이성화효소의 생화학적 특성 연구 Biochemical Characterization of Isomerase

<4-1> 최적온도에 대한 연구<4-1> Study on optimum temperature

변이형 아라비노스 이성화효소의 최적온도를 조사하기 위해 100mM 갈락토스 기질에 정제된 효소를 첨가하여 1mM 염화망간(MnCl2)이 포함된 50mM Tris-HCl 완충용액(pH 7.5) 내에서 60℃에서 100℃로 5℃ 간격으로 조사하였다.In order to investigate the optimal temperature of the mutant arabinose isomerase, purified enzyme was added to 100 mM galactose substrate, and 60 ℃ at 100 ℃ in 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) containing 1 mM manganese chloride (MnCl 2 ). Irradiated at intervals of 5 ° C.

상기 활성 측정은 시스테인-카바졸-황산법(cystein-carbazol-sulfuric acid method)으로 측정하였다. 온도에 따른 효소활성을 살펴본 결과, 도 9와 같이 변이형 아라비노스 이성화효소는 85℃로 야생형 아라비노스 이성화효소와 비교하였을 때 돌연변이 후 최적온도의 변화는 없었지만, 90℃ 에서의 상대활성이 85℃와 큰 차이를 보이지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이는 변이형 아라비노스 이성화효소의 열안정성의 증가로 인해 나타나는 현상으로 보인다.The activity was measured by the cysteine-carbazol-sulfuric acid method. As a result of the enzyme activity according to the temperature, the mutant arabinose isomerase was 85 ° C. as shown in FIG. It can be seen that there is no big difference with. This seems to be due to the increased thermal stability of the variant arabinose isomerase.

<4-2> 열안정성에 대한 연구<4-2> Study on thermal stability

변이형 아라비노스 이성화효소의 열안정성 조사를 위해, 0.05mg의 정제된 효소를 첨가하여 70℃에서 95℃까지 5℃ 간격으로 온도를 변화시켜 180분간 항온수조에 배양하였다. 또한 보조인자(cofactor)인 염화망간 (MnCl2) 1mM 첨가 유무에 따른 열안정성도 확인하였다. 시간별로 샘플링한 효소액으로 효소반응을 수행하여 효소의 잔존활성을 측정하였다.In order to investigate the thermostability of the mutant arabinose isomerase, 0.05 mg of purified enzyme was added and the temperature was changed at 70 ° C. to 95 ° C. at 5 ° C. intervals and incubated in a constant temperature water bath for 180 minutes. In addition, the thermal stability of co-factor (manganese chloride (MnCl 2 ) 1mM) was confirmed. Enzyme reaction was performed with the enzyme solution sampled by time to measure the remaining activity of the enzyme.

열안정성 조사 결과, 도 10과 같이 야생형 아라비노스 이성화효소는 염화망간이 첨가된 경우 80℃까지는 효소가 비교적 안정하였으나, 그 이상의 온도에서는 온도가 증가할수록 효소의 안정성이 감소함을 보여 주었다. 아라비노스 이성화효소 변이체는 90℃까지 효소가 안정함을 보였다.As a result of thermal stability, wild-type arabinose isomerase showed that the enzyme was relatively stable up to 80 ° C. when manganese chloride was added as shown in FIG. 10, but at higher temperatures, the stability of the enzyme decreased as the temperature increased. The arabinose isomerase variant showed stable enzyme up to 90 ° C.

아라비노스 이성화효소 변이체는 고도호열성 미생물인 써모토가 네아폴리타나 유래의 호열성 효소이므로, 염화망간의 첨가 유무에 따른 반감기(Half-life)를 측정하였다. 염화망간이 첨가된 경우 90℃까지 효소의 활성이 매우 안정하고, 95℃에서의 효소 반감기는 약 6시간으로 측정되었으나, 염화망간이 첨가되지 않은 경우 85℃에서도 약 8시간 30분의 효소 반감기를 가지는 것으로 나타났다. 따라서, 이 아라비노스 이성화효소 변이체는 금속 첨가에 따른 효소 안정성에 큰 효과를 보임을 알 수 있었으며, 금속 의존성이 높은 것으로 확인할 수 있었다(표 2).Since the arabinose isomerase variant is a thermophilic microorganism derived from Neapolitana, a thermophilic microorganism, half-life according to the presence or absence of manganese chloride was measured. When manganese chloride was added, the enzyme activity was very stable up to 90 ° C, and the enzyme half-life at 95 ° C was measured to be about 6 hours.However, if manganese chloride was not added, the enzyme half-life was about 8 hours and 30 minutes even at 85 ° C. It was found to have. Thus, this arabinose isomerase variant It was found that the enzymatic stability according to the addition of the metal showed a great effect, it was confirmed that the metal dependency is high (Table 2).

서로 다른 온도에서 아라비노스 이성화효소의 반감기(t1 /2, 분) Half-life of arabinose isomerase at different temperatures (t 1/2 / min) 보조인자
1mM MnCl2
Cofactor
1 mM MnCl 2
샘플Sample 60℃60 ℃ 65℃65 70℃70 ℃ 75℃75 ℃ 80℃80 ℃ 85℃85 ℃ 90℃90 ° C 95℃95 ℃
(+)(+) WildWild NDa ND a 395.6395.6 135.1135.1 36.536.5 3434 (+)(+) 469P469P NDa ND a NDa ND a NDa ND a NDa ND a 327.7327.7 (-)(-) 469P469P 1235.51235.5 994.2994.2 1635.31635.3 546.3546.3 491.5491.5

NDa : 검출되지 않음(매우 안정함)ND a : Not detected (very stable)

<4-3> 금속이온효과에 의한 활성 변화에 관한 연구 <4-3> Study on activity change by metal ion effect

많은 효소들이 촉매작용에 금속이온을 필요로 하기 때문에, 본 발명의 아라비노스 이성화효소 변이체의 열안정성에서 금속이온에 대한 의존성 확인하고자, 정제된 효소를 이용하여 금속이온에 의한 효소활성 변화를 조사하였다. Since many enzymes require metal ions for catalysis, to investigate the dependence of metal ions on the thermal stability of the arabinose isomerase variant of the present invention, we investigated the change of enzyme activity by metal ions using purified enzyme. .

우선 10mM EDTA를 이용하여 효소내 모든 금속이온을 제거한 후 100mM 갈락토스 기질에 정제된 효소를 첨가하여, 1mM 염화망간(MnCl2)이 포함된 50mM Tris-HCl 완충용액(pH 7.5) 내에서 최적 온도인 85℃에서 30분간 실험을 수행하였다. 다양한 금속이온을 1mM 첨가하여 효소 활성의 변화를 확인하였다(도 12). 효소 활성이 비교적 많이 증가한 금속 이온은 Mn2 +, Co2 + 로 최대 활성을 나타낸 금속이온은 Co2 +였다.First, all metal ions in the enzyme were removed using 10 mM EDTA, and then purified enzyme was added to 100 mM galactose substrate to obtain an optimal temperature in 50 mM Tris-HCl buffer containing pH of 1 mM manganese chloride (MnCl 2 ). The experiment was performed at 85 ° C. for 30 minutes. 1 mM addition of various metal ions confirmed the change of enzyme activity (FIG. 12). Mn 2 + and Co 2 + metal ions with a relatively high enzyme activity were Co 2 + .

<4-4> 금속이온의 농도별 효과에 관한 연구 <4-4> Study on the effect of metal ion by concentration

Mn2 +과 Co2 + 농도에 따른 효소활성의 변화를 조사하기 위해 100mM 갈락토스 기질에 정제된 효소를 첨가하여, 1mM 염화망간(MnCl2)이 포함된 50mM Tris-HCl 완충용액(pH 7.5) 내에서 최적 온도인 85℃에서 30분간 실험을 수행하였다. 다양한 금속이온을 0mM에서 10mM 농도까지 첨가하여 금속이온 농도별 효과를 확인하였다. 도 13의 결과와 같이 야생형 효소와 변이형 효소의 경우, Mn2 + 은 1mM 이상 농도에서 동일한 활성을 보이나, Co2 +의 경우 2mM에서 활성이 최대였다.Purified enzyme was added to 100 mM galactose substrate to investigate the change of enzymatic activity according to the concentration of Mn 2 + and Co 2 + , in 50 mM Tris-HCl buffer containing pH of 1 mM manganese chloride (MnCl 2 ). The experiment was performed at 85 ° C. for 30 minutes at the optimum temperature. Various metal ions were added from 0mM to 10mM concentration to confirm the effect of metal ion concentration. For the wild-type enzyme and mutant enzymes as a result of FIG 13, Mn 2 + is a look the same activity at 1mM or more concentrations, in the case of Co 2 + was the maximum activity at 2mM.

<4-5> 최적 pH에 관한 연구 <4-5> Study on optimum pH

최적 pH를 조사하기 위하여 pH를 4에서 9까지 변화시키면서 아라비노스 이성화효소 변이체의 활성을 측정하였다. 반응온도는 최적 온도인 85℃에서 100mM 갈락토스 기질에 1mM 염화망간이 함유되어있는 여러 pH 용액에서 30분간 실험을 수행하였다. 사용한 버퍼 용액은 다음과 같다: 50mM Sodium acetate(pH4-5), 50mM Sodium phosphate (pH6-7), 50mM Tris-Cl (pH7-8), 50mM Glycin-NaOH (pH 9). The activity of arabinose isomerase variants was measured by varying the pH from 4 to 9 to investigate the optimal pH. The reaction temperature was experimented for 30 minutes in various pH solutions containing 1mM manganese chloride in 100mM galactose substrate at 85 ℃ the optimum temperature. The buffer solutions used were as follows: 50 mM Sodium acetate (pH 4-5), 50 mM Sodium phosphate (pH 6-7), 50 mM Tris-Cl (pH 7-8), 50 mM Glycin-NaOH (pH 9).

도 14에서 보듯이 야생형 아라비노스 이성화효소의 최적 pH는 7.0이나, 활성이 향상된 아라비노스 이성화효소 변이체의 최적 pH는 pH7.4로 증가하였다.As shown in FIG. 14, the optimal pH of the wild-type arabinose isomerase was 7.0, but the optimal pH of the enhanced arabinose isomerase variant was increased to pH 7.4.

<4-6> 효소반응속도에 관한 연구<4-6> Study on Enzyme Reaction Rate

효소반응속도를 조사하기 위하여, 아라비노스 이성화효소 변이체를 반응온도 75℃ 조건에서 동적 매개변수(kinetic parameters)를 구하였다(표 3). 기질 친화도인 Km값을 살펴본 결과, 야생형 아라비노스 이성화효소의 경우 139.4mM이며, 아라비노스 이성화효소 변이체는 186.1mM으로 값에 큰 차이를 보이지 않았다. 효소의 반응속도인 Vmax는 야생형 아라비노스 이성화효소의 경우 4.26U/mg 였으나, 아라비노스 이성화효소 변이체는 9.5U/mg로 증가하였다. 효소 촉매 효율(catalytic efficiency)인 k cat/K m는 야생형 아라비노스 이성화효소의 경우 1.71mM-1min- 1 인데 비해, 아라비노스 이성화효소 변이체는 7.8mM-1min-1이었다.In order to investigate the enzyme kinetics, kinetic parameters of arabinose isomerase variants were obtained under the reaction temperature of 75 ° C. (Table 3). As a result of examining the substrate affinity K m value, wild type arabinose isomerase was 139.4 mM and the arabinose isomerase variant was 186.1 mM, showing no significant difference. The enzyme reaction rate V max was 4.26U / mg for wild-type arabinose isomerase, but arabinose isomerase variant was increased to 9.5U / mg. The enzyme catalytic efficiency k cat / K m was 1.71 mM -1 min - 1 for wild-type arabinose isomerase, whereas the arabinose isomerase variant was 7.8 mM -1 min -1 .

이것은 아라비노스 이성화효소 변이체가 타가토스 생성능력이 증가하였음을 의미한다. 결론적으로 야생형 아라비노스 이성화효소의 469번째 루이신 잔기가 프롤린으로 바뀐 아라비노스 이성화효소 변이체는 마지막 알파 나선구조가 단백질 몸체쪽으로 움직였기 때문에 단백질 코어 부분의 구조가 변하여, 야생형 아라비노스 이성화효소에 비해 갈락토스에 대한 활성(Kcat/Km)이 5배 증가한 높은 활성을 보였다.This means that arabinose isomerase variants have increased tagatose production capacity. In conclusion, the arabinose isomerase variant, in which the 469th leucine residue of wild-type arabinose isomerase was changed to proline, changed the structure of the protein core part because the last alpha helix moved toward the protein body, and compared to wild-type arabinose isomerase. The activity against (K cat / K m ) was 5 times higher.

야생형 아라비노스 이성화효소 및 아라비노스 이성화효소 변이체의 촉매 특성Catalytic Properties of Wild-type Arabinos Isomerase and Arabinos Isomerase Variants 특성characteristic 아라비노스 이성화효소Arabinose isomerase TempTemp optopt
(℃)(° C)
pHpH optopt tt 1One /2/2
(( minmin ))
vv maxmax (U/      (U / mgmg )) KK mm (                ( mMmM )) kk catcat /Of KK mm (          ( mMmM -1-One minmin -1-One ))
야생형Wild type 80-8580-85 7.0-7.57.0-7.5 NDa ND a 4.264.26 139.4139.4 1.711.71 변이체Mutant 85-9085-90 6.5-7.06.5-7.0 NDa ND a 9.6 ± 0.269.6 ± 0.26 68.5 ± 1.9568.5 ± 1.95 7.8 ± 0.017.8 ± 0.01

NDa : 검출되지 않음 (매우 안정함)ND a : Not detected (very stable)

도 1은 써모토가 네아폴리타나 DSM 5068(Thermotoga neapolitana DSM 5068) 유래의 야생형 아라비노스 이성화효소와 469번째 라이신(L469) 잔기가 프롤린(P469)으로 바뀐 아라비노스 이성화효소 변이체의 3차 구조를 비교한 결과이다.1 is a thermomotor Neapolitana DSM 5068 ( Thermotoga This study compares the tertiary structure of wild type arabinose isomerase derived from neapolitana DSM 5068) and arabinose isomerase variant in which the 469th lysine (L469) residue was changed to proline (P469).

도 2는 야생형 아라비노스 이성화효소(TNAI_Wild)의 L469 부위 및 아라비노스 이성화효소 변이체(TNAI_L469P)의 P469 부위를 표시한 그림이다.FIG. 2 shows the L469 site of wild-type arabinose isomerase (TNAI_Wild) and the P469 site of arabinose isomerase variant (TNAI_L469P).

도 3은 TNAI wild 와 TNAI_L469P의 RMSD 이다.3 is the RMSD of TNAI wild and TNAI_L469P.

도 4는 써모토가 네아폴리타나 DSM 5068 유래의 야생형 아라비노스 이성화효소와 L469 잔기가 P469로 바뀐 아라비노스 이성화효소 변이체 구조를 비교한 결과이다.Figure 4 is a result of comparing the structure of the wild type arabinose isomerase derived from Thermomotor Neapolitana or DSM 5068 and the arabinose isomerase variant in which the L469 residue is changed to P469.

도 5는 이량체 구조이다. 5 is a dimer structure.

도 6은 야생형 아라비노스 이성화효소의 L469 잔기와 P469로 바뀐 아라비노스 이성화효소 변이체의 주변 잔기(residue)와의 거리를 비교한 결과이다.FIG. 6 is a result of comparing the distance between the L469 residue of wild-type arabinose isomerase and the peripheral residue of the arabinose isomerase variant changed to P469.

도 7은 야생형 효소와 변이 효소 TNAI_L469P의 주변 잔기와의 거리를 계산한 결과이다. 7 shows the result of calculating the distance between the wild type enzyme and the surrounding residues of the mutant enzyme TNAI_L469P .

도 8은 순수분리하여 얻어진 야생형 아라비노스와 아라비노스 이성화효소 변이체의 SDS-PAGE 결과이다. (레인1, 좌) 야생형 아라비노스 이성화효소, (레인2, 우) 아라비노스 이성화효소 변이체8 shows SDS-PAGE results of wild-type arabinose and arabinose isomerase variants obtained by pure separation. (Lane 1, left) wild type arabinose isomerase, (lane 2, right) arabinose isomerase variant

도 9는 야생형 효소와 본 발명에 따른 469번째 루이신(Leucine, L)이 프롤린(Proline, P)으로 바뀐 치환 변이효소의 온도에 따른 효소활성을 나타낸 그래프 이다.Figure 9 is a graph showing the enzyme activity according to the temperature of the wild type enzyme and the substitution mutant enzyme 469 leucine (Leucine, L) changed to proline (Proline, P) according to the present invention.

도 10은 1mM 염화망간(MnCl2) 존재하에 두 단백질의 열안정도를 나타내는 그래프이다. (A) 야생형 아라비노스 이성화효소, (B) 아라비노스 이성화효소 변이체10 is a graph showing the thermal stability of both proteins in the presence of 1 mM manganese chloride (MnCl 2 ). (A) Wild type arabinose isomerase, (B) arabinose isomerase variant

도 11는 본 발명에 따른 469번째 루이신(Leucine, L)이 프롤린(Proline, P)으로 바뀐 치환 변이효소의 열안정도를 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing the thermal stability of the substitution mutase 469 leucine (Leucine, L) changed to proline (P) according to the present invention.

도 12는 금속이온 효과에 의한 야생형 아라비노스 이성화효소와 아라비노스 이성화효소 변이체의 활성 변화를 나타낸 그래프이다. (A) 야생형 아라비노스 이성화효소, (B) 변이형 아라비노스 이성화효소12 is a graph showing the change in activity of wild-type arabinose isomerase and arabinose isomerase variants by metal ion effect. (A) Wild-type arabinose isomerase, (B) variant arabinose isomerase

도 13은 실시예 <4-3>에서 효소활성을 많이 증가시킨 망간과 코발트 두 금속이온의 최적 농도를 조사한 그래프이다. (A) 야생형 아라비노스 이성화효소 (B) 아라비노스 이성화효소 변이체FIG. 13 is a graph illustrating an optimum concentration of manganese and cobalt two metal ions having increased enzymatic activity in Example <4-3>. (A) wild-type arabinose isomerase (B) arabinose isomerase variant

도 14는 야생형 아라비노스 이성화효소와 아라비노스 이성화효소 변이체의 최적 pH를 조사한 그래프이다.14 is a graph showing the optimum pH of wild-type arabinose isomerase and arabinose isomerase variants.

<110> CJ Cheiljedang Corporation <120> L-arabinose isomerase variant having improved activity <130> PA08-0162 <160> 3 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 ggatcccata ctcctttctc aacagag 27 <210> 2 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 cgctgttgag aaaggagtat gatgggatcc 30 <210> 3 <211> 496 <212> PRT <213> Corynebacterium glutamicum <400> 3 Met Ile Asp Leu Lys Gln Tyr Glu Phe Trp Phe Leu Val Gly Ser Gln 1 5 10 15 Tyr Leu Tyr Gly Leu Glu Thr Leu Lys Lys Val Glu Gln Gln Ala Ser 20 25 30 Arg Ile Val Glu Ala Leu Asn Asn Asp Pro Ile Phe Pro Ser Lys Ile 35 40 45 Val Leu Lys Pro Val Leu Lys Asn Ser Ala Glu Ile Arg Glu Ile Phe 50 55 60 Glu Lys Ala Asn Ala Glu Pro Lys Cys Ala Gly Val Ile Val Trp Met 65 70 75 80 His Thr Phe Ser Pro Ser Lys Met Trp Ile Arg Gly Leu Ser Ile Asn 85 90 95 Lys Lys Pro Leu Leu His Leu His Thr Gln Tyr Asn Arg Glu Ile Pro 100 105 110 Trp Asp Thr Ile Asp Met Asp Tyr Met Asn Leu Asn Gln Ser Ala His 115 120 125 Gly Asp Arg Glu His Gly Phe Ile His Ala Arg Met Arg Leu Pro Arg 130 135 140 Lys Val Val Val Gly His Trp Glu Asp Arg Glu Val Arg Glu Lys Ile 145 150 155 160 Ala Lys Trp Met Arg Val Ala Cys Ala Ile Gln Asp Gly Arg Thr Gly 165 170 175 Gln Ile Val Arg Phe Gly Asp Asn Met Arg Glu Val Ala Ser Thr Glu 180 185 190 Gly Asp Lys Val Glu Ala Gln Ile Lys Leu Gly Trp Ser Ile Asn Thr 195 200 205 Trp Gly Val Gly Glu Leu Ala Glu Arg Val Lys Ala Val Pro Glu Asn 210 215 220 Glu Val Glu Glu Leu Leu Lys Glu Tyr Lys Glu Arg Tyr Ile Met Pro 225 230 235 240 Glu Asp Glu Tyr Ser Leu Lys Ala Ile Arg Glu Gln Ala Lys Met Glu 245 250 255 Ile Ala Leu Arg Glu Phe Leu Lys Glu Lys Asn Ala Ile Ala Phe Thr 260 265 270 Thr Thr Phe Glu Asp Leu His Asp Leu Pro Gln Leu Pro Gly Leu Ala 275 280 285 Val Gln Arg Leu Met Glu Glu Gly Tyr Gly Phe Gly Ala Glu Gly Asp 290 295 300 Trp Lys Ala Ala Gly Leu Val Arg Ala Leu Lys Val Met Gly Ala Gly 305 310 315 320 Leu Pro Gly Gly Thr Ser Phe Met Glu Asp Tyr Thr Tyr His Leu Thr 325 330 335 Pro Gly Asn Glu Leu Val Leu Gly Ala His Met Leu Glu Val Cys Pro 340 345 350 Thr Ile Ala Lys Glu Lys Pro Arg Ile Glu Val His Pro Leu Ser Ile 355 360 365 Gly Gly Lys Ala Asp Pro Ala Arg Leu Val Phe Asp Gly Gln Glu Gly 370 375 380 Pro Ala Val Asn Ala Ser Ile Val Asp Met Gly Asn Arg Phe Arg Leu 385 390 395 400 Val Val Asn Arg Val Leu Ser Val Pro Ile Glu Arg Lys Met Pro Lys 405 410 415 Leu Pro Thr Ala Arg Val Leu Trp Lys Pro Leu Pro Asp Phe Lys Arg 420 425 430 Ala Thr Thr Ala Trp Ile Leu Ala Gly Gly Ser His His Thr Ala Phe 435 440 445 Ser Thr Ala Val Asp Val Glu Tyr Leu Ile Asp Trp Ala Glu Ala Leu 450 455 460 Glu Ile Glu Tyr Pro Val Ile Asp Glu Asn Leu Asp Leu Glu Asn Phe 465 470 475 480 Lys Lys Glu Leu Arg Trp Asn Glu Leu Tyr Trp Gly Leu Leu Lys Arg 485 490 495 <110> CJ Cheiljedang Corporation <120> L-arabinose isomerase variant having improved activity <130> PA08-0162 <160> 3 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 ggatcccata ctcctttctc aacagag 27 <210> 2 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 cgctgttgag aaaggagtat gatgggatcc 30 <210> 3 <211> 496 <212> PRT <213> Corynebacterium glutamicum <400> 3 Met Ile Asp Leu Lys Gln Tyr Glu Phe Trp Phe Leu Val Gly Ser Gln   1 5 10 15 Tyr Leu Tyr Gly Leu Glu Thr Leu Lys Lys Val Glu Gln Gln Ala Ser              20 25 30 Arg Ile Val Glu Ala Leu Asn Asn Asp Pro Ile Phe Pro Ser Lys Ile          35 40 45 Val Leu Lys Pro Val Leu Lys Asn Ser Ala Glu Ile Arg Glu Ile Phe      50 55 60 Glu Lys Ala Asn Ala Glu Pro Lys Cys Ala Gly Val Ile Val Trp Met  65 70 75 80 His Thr Phe Ser Pro Ser Lys Met Trp Ile Arg Gly Leu Ser Ile Asn                  85 90 95 Lys Lys Pro Leu Leu His Leu His Thr Gln Tyr Asn Arg Glu Ile Pro             100 105 110 Trp Asp Thr Ile Asp Met Asp Tyr Met Asn Leu Asn Gln Ser Ala His         115 120 125 Gly Asp Arg Glu His Gly Phe Ile His Ala Arg Met Arg Leu Pro Arg     130 135 140 Lys Val Val Val Gly His Trp Glu Asp Arg Glu Val Arg Glu Lys Ile 145 150 155 160 Ala Lys Trp Met Arg Val Ala Cys Ala Ile Gln Asp Gly Arg Thr Gly                 165 170 175 Gln Ile Val Arg Phe Gly Asp Asn Met Arg Glu Val Ala Ser Thr Glu             180 185 190 Gly Asp Lys Val Glu Ala Gln Ile Lys Leu Gly Trp Ser Ile Asn Thr         195 200 205 Trp Gly Val Gly Glu Leu Ala Glu Arg Val Lys Ala Val Pro Glu Asn     210 215 220 Glu Val Glu Glu Leu Leu Lys Glu Tyr Lys Glu Arg Tyr Ile Met Pro 225 230 235 240 Glu Asp Glu Tyr Ser Leu Lys Ala Ile Arg Glu Gln Ala Lys Met Glu                 245 250 255 Ile Ala Leu Arg Glu Phe Leu Lys Glu Lys Asn Ala Ile Ala Phe Thr             260 265 270 Thr Thr Phe Glu Asp Leu His Asp Leu Pro Gln Leu Pro Gly Leu Ala         275 280 285 Val Gln Arg Leu Met Glu Glu Gly Tyr Gly Phe Gly Ala Glu Gly Asp     290 295 300 Trp Lys Ala Ala Gly Leu Val Arg Ala Leu Lys Val Met Gly Ala Gly 305 310 315 320 Leu Pro Gly Gly Thr Ser Phe Met Glu Asp Tyr Thr Tyr His Leu Thr                 325 330 335 Pro Gly Asn Glu Leu Val Leu Gly Ala His Met Leu Glu Val Cys Pro             340 345 350 Thr Ile Ala Lys Glu Lys Pro Arg Ile Glu Val His Pro Leu Ser Ile         355 360 365 Gly Gly Lys Ala Asp Pro Ala Arg Leu Val Phe Asp Gly Gln Glu Gly     370 375 380 Pro Ala Val Asn Ala Ser Ile Val Asp Met Gly Asn Arg Phe Arg Leu 385 390 395 400 Val Val Asn Arg Val Leu Ser Val Pro Ile Glu Arg Lys Met Pro Lys                 405 410 415 Leu Pro Thr Ala Arg Val Leu Trp Lys Pro Leu Pro Asp Phe Lys Arg             420 425 430 Ala Thr Thr Ala Trp Ile Leu Ala Gly Gly Ser His His Thr Ala Phe         435 440 445 Ser Thr Ala Val Asp Val Glu Tyr Leu Ile Asp Trp Ala Glu Ala Leu     450 455 460 Glu Ile Glu Tyr Pro Val Ile Asp Glu Asn Leu Asp Leu Glu Asn Phe 465 470 475 480 Lys Lys Glu Leu Arg Trp Asn Glu Leu Tyr Trp Gly Leu Leu Lys Arg                 485 490 495  

Claims (6)

써모토가 네아폴리타나(Thermotoga neapolitana) DSM 5068 유래 야생형 아라비노스 이성화효소의 C-말단 부위의 469번째 아미노산인 루이신이 프롤린으로 치환됨으로써 효소 활성이 향상되는 것을 특징으로 하는 서열번호 3의 아미노산 서열을 가지는 유전자로 코딩되는 아라비노스 이성화효소 변이체.The amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, wherein leucine, the 469th amino acid of the C-terminal region of the wild type arabinose isomerase derived from Thermotoga neapolitana DSM 5068, is replaced with proline, improving the enzyme activity. Arabinose isomerase variants encoded with a branched gene. 삭제delete 제1항의 서열번호 3의 아미노산 서열을 가지는 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 형질전환된 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum).Paragraph (1) SEQ ID NO: 3 of the four amino acids transformed with a recombinant vector Corey bacterium comprising a gene having a sequence Solarium glutamicum (Corynebacterium glutamicum). 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 형질전환된 코리네박테리움 글루타미쿰은 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) CJ-1-TANI_L469P (수탁번호 : KCCM10955P)인 것을 특징으로 하는 코리네박테리움 글루타미쿰.The transformed Corynebacterium glutamicum is Corynebacterium glutamicum ( Corynebacterium glutamicum ) Corynebacterium glutamicum characterized in that CJ-1-TANI_L469P (Accession Number: KCCM10955P). 제1항의 아라비노스 이성화효소 변이체를 이용하여 갈락토스로부터 타가토스를 제조하는 방법. A method for producing tagatose from galactose using the arabinose isomerase variant of claim 1. 제3항 또는 제4항의 코리네박테리움 글루타미쿰을 이용하여 갈락토스로부터 타가토스를 제조하는 방법.A method for producing tagatose from galactose using the Corynebacterium glutamicum of claim 3.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170015264A (en) * 2015-07-31 2017-02-08 경북대학교 산학협력단 Methods for preparing a carbohydrate converting enzyme library by domain swapping based on conserved sequence and uses thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140111093A (en) * 2013-03-06 2014-09-18 씨제이제일제당 (주) L-arabinose isomerase variants with improved conversion activity and method for production of d-tagatose using them
KR101488844B1 (en) * 2013-11-29 2015-02-03 씨제이제일제당(주) Method for manufacturing tagatose from spent coffee grounds
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CN110951717B (en) * 2019-12-28 2023-08-18 浙江工业大学 L-arabinose isomerase isomer and application thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100309327B1 (en) 1999-05-06 2001-09-29 담철근 Recombinant strain of Escherichia coli harboring Arabinose Isomerase and Tagatose Production Thereby

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100309327B1 (en) 1999-05-06 2001-09-29 담철근 Recombinant strain of Escherichia coli harboring Arabinose Isomerase and Tagatose Production Thereby

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170015264A (en) * 2015-07-31 2017-02-08 경북대학교 산학협력단 Methods for preparing a carbohydrate converting enzyme library by domain swapping based on conserved sequence and uses thereof
WO2017023071A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-09 경북대학교 산학협력단 Method for preparing carbohydrate converting enzyme library using domain swapping based on amino acid conserved sequence and use thereof
KR101895064B1 (en) 2015-07-31 2018-09-04 씨제이제일제당 주식회사 Methods for preparing a carbohydrate converting enzyme library by domain swapping based on conserved sequence and uses thereof
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