KR101517558B1 - Saccharomyces cerevisiae with high RNA content and use thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 RNA를 고농도로 함유하고 있는 신규한 균주, 이를 포함하는 천연 풍미 소재, 및 상기 균주의 대량 생산 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel strain containing RNA at a high concentration, a natural flavor material containing the same, and a method for mass production of the strain.
Description
본 발명은 RNA를 고농도로 함유하고 있는 신규한 균주, 이를 포함하는 천연 풍미 소재, 및 상기 균주의 대량 생산 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 균주로부터 유래한 SPT15 변이 단백질(Suppressor of Ty 15) 및 이를 코딩하는 유전자에 관한 것이다.The present invention relates to a novel strain containing RNA at a high concentration, a natural flavor material containing the same, and a method for mass production of the strain. The present invention also relates to a SPT15 mutant protein (Suppressor of Ty 15) derived from the strain and a gene encoding the same.
식품 산업에서 널리 사용되는 풍미 소재의 사용량이 증가함에 따라, 다양한 소재 개발이 이루어지고 있으며, 최근에는 화학적 합성으로 만든 제품에 대한 기호도가 떨어지면서 MSG (monosodium glutamic acid), HVP (Hydrolized Vegetable Protein) 등의 화학 소재 조미료를 대체할 수 있는 천연 풍미 소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 천연 풍미 소재로 등장한 것이 바로 효모 추출물이다. As the use of flavor materials widely used in the food industry has increased, a variety of materials have been developed. In recent years, there has been a decrease in preference for products made from chemical synthesis, so that monosodium glutamic acid (MSG), hydrolized vegetable protein Of natural flavor materials that can replace chemical ingredients and seasonings. Yeast extract is the natural flavor material.
아미노산만이 주요 정미 성분인 다른 조미료와 달리, 효모 추출물에는 아미노산 뿐만 아니라 펩티드, 핵산, 비타민 및 미네랄 등의 성분이 풍부하기 때문에, 정미성이 우수하고 농후한 맛을 지니며, 이미, 이취를 마스킹하는 등 다른 조미료에서 볼 수 없는 기능을 가진다.Unlike other seasonings, in which only amino acids are the main tastes, yeast extract is rich in not only amino acids but also peptides, nucleic acids, vitamins and minerals. Therefore, it has excellent taste and rich taste, And can not be seen in other seasonings.
그러나 효모 추출물에는 효모 고유의 효모취가 있어 사용량이 제한되므로, 최근에는 기존의 효모 추출물보다 정미성과 감칠맛이 더욱 강하면서, 효모취는 제거되어 있는 고핵산 효모 추출물을 제조하여 사용하는 추세이다. 고핵산 효모 추출물을 제조하기 위해서는, 핵산 조미료의 성분이 되는 5'-뉴클레오티드를 생성하는 전구체 RNA가 균체 내에 다량 함유되어 있어야 한다. 효모 중의 RNA 함량은 균종에 따라 차이가 있으나, 일반적으로 7∼8% 정도의 RNA 함유량을 가진다. 이러한 효모 내의 핵산을 추출하여 화학적으로 또는 효소에 의해 분해하면 뉴클레오티드가 생성되며, 이러한 뉴클레오티드는 정미성을 가지므로 일종의 핵산 조미료의 원료가 된다. 따라서 정미성 뉴클레오티드가 많은 효모 추출물을 만들기 위해서는 우선적으로 RNA 함량이 높은 효모 균주를 선발하거나 균체 내에서 RNA를 많이 축적하도록 개량할 필요가 있다.However, since yeast extract has an inherent yeast content, its usage is limited. Recently, there is a tendency to produce and use high-nucleoside yeast extract, which has stronger tastes and richness than conventional yeast extracts and is free from yeast odor. In order to produce a high-nucleate yeast extract, a large amount of precursor RNA that produces a 5'-nucleotide, which is a component of a nucleic acid seasoning, must be contained in the cells. The RNA content in yeast varies depending on the species, but generally has an RNA content of about 7 to 8%. When the nucleic acid in the yeast is extracted and chemically or enzymatically decomposed, nucleotides are produced. These nucleotides have qualities and thus become a raw material for a kind of nucleic acid seasoning. Therefore, in order to produce a yeast extract having many nucleotides, it is necessary to first select a yeast strain having a high RNA content or to improve the accumulation of RNA in the cells.
RNA 함량이 높은 균체를 얻기 위한 방법으로, 일본공개특허 소56-16824호에는 저온감수성 변이주를 연속식 발효법으로 배양하여 RNA 함량을 증가시키는 기술을 기재하고 있다. 그러나 이러한 방법에 의할 경우 변이주의 생장이 상대적으로 불안정하므로 균일성 있는 제품 생산이 어렵고 경비가 증가되는 단점이 있다. 생육배지 조성이나 배지 첨가물을 바꾸는 등 배양환경을 조절함으로써 RNA 함량을 증가시키는 방법도 연구되었는데, 예를 들어, 일본공개특허 소40-15960호, 일본공개특허 소50-16875호, 일본공개특허 소45-15946호 등에서는 무기염이나 항생물질을 배지 중에 첨가하여 RNA 함량을 증가시키는 방법을 개시하고 있다. 그러나 이러한 배지 첨가물에 의한 방법은 균체 생육이 저하하여 최종적으로 얻어지는 전체 RNA 함량이 감소하는 문제가 있다. 또한, 국내등록특허 10-0442574호는 화학적 돌연변이제를 처리하여 돌연변이를 유발 한 후 RNA 함량이 높은 효모 변이주를 선별하여 제공하고 있으나, 이와 같이 선별된 균주는 건조 균체량당 RNA 함량이 모균주에 비하여 높기는 하나 그 효과가 현저하지는 못하였다. 이는, 효모 균주에 있어서 RNA 함량을 높이는 것은 다른 대사 산물의 수율을 높이는 것에 비하여 그 효과를 얻기가 매우 힘들기 때문이다.As a method for obtaining a cell having a high RNA content, Japanese Patent Application Laid-open No. 56-16824 discloses a technique for increasing the RNA content by culturing a low-temperature sensitive mutant using a continuous fermentation method. However, this method has a disadvantage in that it is difficult to produce a uniform product and the expense increases because mutation growth is relatively unstable. Methods for increasing the RNA content by controlling the culture environment, such as changing the growth medium composition or the medium additives, have also been studied. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 40-15960, 50-16875, 45-15946 discloses a method in which an inorganic salt or an antibiotic substance is added to a medium to increase the RNA content. However, the method using such a medium additive has a problem in that the total RNA content finally obtained is decreased because the cell growth is reduced. In addition, Korean Patent No. 10-0442574 discloses a yeast mutant having high RNA content after treating with a chemical mutagen to induce mutation. However, the strain thus selected has a higher RNA content per dry cell than that of the parent strain Although it was high, its effect was not remarkable. This is because raising the RNA content in yeast strains is very difficult to obtain compared to increasing the yield of other metabolites.
한편, gTME (Global Transcriptome Machinery Engineering)는 효모를 이용해 바이오연료 생산의 효율성을 높이기 위해 시작된 연구로, 전사체를 조절하는 주요 단백질을 변환하는 것을 통해 프로파일을 재프로그래밍하여 다양한 표현형(phenotype)을 생성하는 것을 목적으로 연구되었다(Alper et al., SCIENCE, 314:1565-1568, 2006). 효모에서 대사산물의 생성은 한 개의 유전자에 의해 결정되는 것이 아니라 유전자 발현을 관리하는 수십~수백 개의 단백질이 거대한 화학반응 네트워크를 구성하여 정교한 조절 계획에 의해 상호작용하고 있다. gTME는 세포를 전반적으로 교체하는 새로운 기법으로, 약 300개 정도의 유전자를 상당히 크게 변환시켰으며, gTME 기법을 이용한 돌연변이는 생산성이 70% 증가하였으며 생산량이 15% 증가하여 에탄올 발효 능력에 있어서 월등하였다는 보고가 있다(Alper et al., SCIENCE, 314:1565-1568, 2006). 그러나 gTME를 응용하여 RNA 함량이 증대된 고핵산 효모 변이주를 개발하는 연구는 현재까지 보고된 바 없다.Meanwhile, gTME (Global Transcriptome Machinery Engineering) was started to increase the efficiency of biofuel production by using yeast, and it was found that by reprogramming profiles by converting major proteins that regulate transcripts to generate various phenotypes (Alper et al., SCIENCE, 314: 1565-1568, 2006). The production of metabolites in yeast is not determined by a single gene, but dozens to hundreds of proteins that regulate gene expression constitute a massive chemical reaction network that interacts with sophisticated control schemes. gTME is a new technique for replacing cells in general, with about 300 genes being significantly transformed, mutation using gTME technique has increased productivity by 70%, production is increased by 15%, and ethanol fermentation ability is superior (Alper et al., SCIENCE, 314: 1565-1568, 2006). However, no studies have been reported so far on the development of high-nucleic acid yeast mutants with increased RNA content by applying gTME.
본 발명자들은 gTME 기술을 이용하여 RNA 전구체의 생합성 강화를 통해 RNA 함량이 증대된 고농도 RNA 효모 변이주를 선별하였으며, 이의 RNA 함량과 생장 특성을 분석하고 산업에 적용 가능함을 확인하여 본 발명을 완성하였다.The present inventors selected high-concentration RNA yeast mutants having increased RNA content by enhancing the biosynthesis of RNA precursors using gTME technology, analyzed the RNA content and growth characteristics thereof, and confirmed that they are applicable to industry, thus completing the present invention.
본 발명의 목적은 균체 내에 RNA 함량이 높은 효모 균주를 제공하는 것이다. 상기 균주는 이미, 이취가 없고 정미성과 감칠맛이 뛰어난 천연 풍미 소재로 이용될 수 있다.It is an object of the present invention to provide a yeast strain having a high RNA content in cells. The strain may be used as a natural flavor material which has no odor and is excellent in taste and richness.
따라서, 본 발명의 또 하나의 목적은, 상기 효모 균주의 추출물을 포함하는 천연 조미료 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, another object of the present invention is to provide a natural seasoning composition comprising the extract of the yeast strain.
본 발명의 또 하나의 목적은, 상기 효모 균주의 대량 생산 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for mass production of the yeast strain.
본 발명의 또 하나의 목적은, 상기 효모 균주에서 유래한 SPT15 변이 단백질을 제공하는 것이다.Yet another object of the present invention is to provide an SPT15 mutant protein derived from the yeast strain.
본 발명의 또 하나의 목적은, 상기 SPT15 변이 단백질을 코딩하는 유전자를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a gene encoding the SPT15 mutant protein.
본 발명의 또 하나의 목적은, 상기 SPT15 변이 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 벡터를 제공하는 것이다.Yet another object of the present invention is to provide a vector comprising the gene encoding the SPT15 mutant protein.
본 발명의 또 하나의 목적은, 상기 유전자를 포함하는 벡터를 효모 균주에 형질전환하는 단계를 포함하는, RNA 함량이 증대된 고핵산 효모 균주를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for producing a high-RNA-content yeast strain, which comprises transforming a vector containing the gene into a yeast strain.
본 발명은 RNA를 고농도로 함유하고 있는 신규한 균주 및 이의 이용에 관한 것으로, 상기 균주는 이미, 이취가 없고 정미성 및 감칠맛이 뛰어난 천연 풍미 소재로 이용될 수 있다.The present invention relates to a novel strain containing RNA at a high concentration and its use, and the strain can be used as a natural flavor material having no odor and excellent in taste and richness.
하나의 양태로서, 본 발명은 돌연변이된 SPT15(Suppressor of Ty 15) 를 포함하는, RNA 함량이 증대된 고핵산 효모 균주에 관한 것이다.In one embodiment, the present invention relates to a high-nucleic acid yeast strain with increased RNA content, comprising a mutated SPT15 (Suppressor of Ty 15).
본 명세서 내에서 RNA 함량이 증대된 고핵산 효모 균주란, 자연계에 존재하는 야생형 효모 또는 본 발명의 균주의 모체가 되는 모균주 내에 포함되어 있는 RNA 함량보다 최소 10중량% 이상, 바람직하게는 20중량% 이상, 보다 바람직하게는 25중량% 이상 증대된 평균 RNA 함량을 함유하는 것을 의미한다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 효모 변이주는 건조 균체 당 20 내지 30 중량%의 RNA 를 함유한다.The high-nucleic acid yeast strain in which the RNA content is increased in the present specification is at least 10% by weight, preferably at least 20% by weight, more preferably at least 20% by weight, By weight, more preferably at least 25% by weight. According to a preferred embodiment of the present invention, the yeast mutant of the present invention contains 20 to 30% by weight of RNA per dried cell.
세포는 선천적으로 한 번에 1000개의 유전자를 조절하는데, 효모는 유전자 발현을 관리하는 75개 이상의 단백질을 가지며 (도 1). 그 중 TATA 박스 결합 단백질(TATA box binding protein)인 SPT15는 RNA 중합효소 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 전사 인자 활성을 조절하는 기능을 한다. 본 발명의 고핵산 효모 균주는 돌연변이된 SPT15 를 포함함으로써, RNA 전구체의 생합성 강화를 통해 RNA 함량이 증대된 효모 변이주에 해당한다. SPT15 의 아미노산 서열은 서열번호 1에 기재하였으며, 본 발명의 효모 변이주는 상기 서열번호 1에 기재된 아미노산들 중 하나 이상이 치환, 결실, 부가, 중복 또는 역위되어 생성된 돌연변이를 포함한다. Cells inherently regulate 1,000 genes at a time, with yeast having over 75 proteins that control gene expression (Fig. 1). Among them, TATA box binding protein, SPT15, functions to regulate the activities of RNA polymerase I, II, and III transcription factors. The high-nucleotide yeast strain of the present invention includes the mutated SPT15, thereby corresponding to a yeast mutant strain in which the RNA content is increased by enhancing the biosynthesis of the RNA precursor. The amino acid sequence of SPT15 is shown in SEQ ID NO: 1, and the yeast mutant of the present invention includes a mutation produced by substitution, deletion, addition, duplication, or inversion of at least one of the amino acids listed in SEQ ID NO:
본 발명자들은 PCR-매개된 임의적 돌연변이 유발법(random mutagenesis)을 이용하여 돌연변이된 SPT15 유전자를 제작하고 이를 효모에 형질전환시켜 고농도의 RNA 를 함유한 효모 균주를 분리하였으며, 이들이 다양한 배양 조건에서 생장할 수 있다는 것을 확인하였다. 본 발명의 구체적인 실시예에서는, 효모의 TATA binding protein인 SPT15의 무작위 돌연변이를 유발하여 약 5만개의 Ura+ mutants를 생성하였고, 일반배지와 KCl이 함유된 배지에 각각 tooth picking 하여 일반배지에서는 잘 자라고 KCl 배지에서는 잘 자라지 않는 1,114 균주를 선별하였다. 선별된 균주는 오르시놀(orcinol) 방법으로 RNA 정량을 하였으며, 그 중 가장 높은 RNA 함량을 나타낸 #132-484 균주를 선별하였다. #132-484 균주와 모균주를 배양 36시간이 지난 후 RNA 함량을 비교해 본 결과, 탄소원으로 glucose, 질소원으로 peptone를 이용한 배양조건에서 모균주에 비해 RNA 함량이 약 27.6% 증가하였다. 또한 pH 4.5의 조건에서 RNA 함량이 16.8%가 추가적으로 증가되었음을 확인 하였다. 위와 같은 조건에서 1L 발효기를 이용하여 배양하였더니 RNA 함량이 약 23.6% 증가하는 것을 확인할 수 있었다. SPT15의 sequencing 결과, 13, 16, 126 번째 위치한 아미노산이 각각 알라닌에서 글루탐산으로, 이소류신에서 라이신으로, 알라닌에서 발린으로 치환되었음을 확인하였다. 나아가 천연 정미성 소재인 효모추출물을 보다 경제적으로 이용 할 수 있음을 보여주었다.The present inventors constructed a mutated SPT15 gene using PCR-mediated random mutagenesis and transformed it into yeast to isolate yeast strains containing high concentration of RNA. They were grown under various culture conditions . In a specific example of the present invention, a random mutation of SPT15, a TATA binding protein of yeast, was induced to generate about 50,000 Ura + mutants. To the medium containing normal medium and KCl, tooth picking was performed, 1,114 strains that did not grow well were selected in the medium. RNA was quantitated by orcinol method and strains # 132-484, which showed the highest RNA content, were selected. The RNA content of the strain 132 ~ 484 was 36.6 hours and the RNA content was increased by 27.6% compared to the parent strains in the culture conditions using peptone as a carbon source and glucose as a carbon source. It was also confirmed that the RNA content was further increased by 16.8% under the condition of pH 4.5. When the culture was performed using the 1 L fermenter under the above conditions, the RNA content was increased by about 23.6%. Sequencing of SPT15 confirmed that the 13th, 16th and 126th amino acids were replaced with alanine to glutamic acid, isoleucine to lysine, and alanine to valine. Furthermore, it has shown that yeast extract, which is a natural natural ingredient, can be used more economically.
따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 균주는 야생형 SPT15 아미노산 서열 내에 돌연변이된 아미노산 서열을 포함한다. 상기 돌연변이된 SPT15 유전자는 플라스미드 형태로 효모 세포에 도입되거나, 효모 세포의 지놈(genomic) DNA에 도입될 수 있다. 바람직하게, 상기 효모 균주는 사카로마이세스 종(Saccharomyces spp.)이고, 보다 바람직하게는 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cervisiae)이다. 더욱 바람직하게는 사카로마이세스 세레비지에 Y2805을 모균주로 하며 돌연변이된 SPT15를 포함하는 균주이다. Thus, according to a preferred embodiment of the invention, the strain of the invention comprises an amino acid sequence mutated within the wild-type SPT15 amino acid sequence. The mutated SPT15 gene can be introduced into a yeast cell in the form of a plasmid or introduced into the genomic DNA of a yeast cell. Preferably, the yeast strain is Saccharomyces spp., More preferably Saccharomyces cervisiae. More preferably a strain containing SPT15 mutated with Y2805 as a parent strain in Saccharomyces cerevisiae.
일구현예로, 본 발명의 균주는 서열번호 5 의 아미노산 서열로 이루어진 SPT15 변이 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자를 포함하는, RNA 함량이 증대된 고핵산 효모 균주일 수 있다. 상기 서열번호 5의 SPT15 변이 단백질은, 모균주가 가지는 야생형의 SPT15 의 아미노산 서열(서열번호 1)에서, 13번째 위치의 알라닌(Ala, A)이 글루탐산(Glu, E)으로 치환되고, 16번째 위치의 이소류신(Ile, I)이 라이신(Lys, K)으로 치환되고, 126번째 위치의 알라닌(Ala, A)이 발린(Val, V)으로 치환된 것이다. 바람직하게, 상기 서열번호 5의 SPT15 변이 단백질을 코딩하는 유전자의 염기서열을 서열번호 6으로 나타낼 수 있다.In one embodiment, the strain of the present invention may be a high-nucleic acid yeast strain having an increased RNA content, comprising the SPT15 mutant protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 or a gene encoding the SPT15 mutant protein. In the SPT15 mutant protein of SEQ ID NO: 5, alanine (Ala, A) at the thirteenth position is substituted with glutamic acid (Glu, E) in the wild type SPT15 of the parent strain (SEQ ID NO: (Ile, I) is substituted with lysine (Lys, K) and alanine (Ala, A) at 126th position is substituted with valine (Val, V). Preferably, the nucleotide sequence of the gene encoding the SPT15 mutant protein of SEQ ID NO: 5 is represented by SEQ ID NO: 6.
바람직하게, 본 발명의 균주는 탄소원으로 글루코스(glucose), 갈락토스(galactose), 당밀(molasses) 또는 수크로스(sucrose)의 존재 하에서 생장 가능하며, 질소원으로 펩톤, 염화암모늄(NH4Cl+), 인산암모늄(NH4H2PO4), 글리신, 글루타믹산 또는 황산암모늄의 존재 하에서 생장 가능하다. 또한, pH 4.5 내지 6.5 에서 생장 가능하다. 그러나 본 발명의 범위가 상기 배양 조건에 한정되는 것은 아니며, 당업자의 선택에 따라 배양 조건을 변경할 수 있다.Preferably, the strain of the present invention is a carbon source and is capable of growing in the presence of glucose, galactose, molasses or sucrose, and may contain peptone, ammonium chloride (NH 4 Cl + ), ammonium phosphate (NH 4 H 2 PO 4) , glycine, can be grown in the presence of glutamic acid or ammonium sulfate. It is also possible to grow at a pH of 4.5 to 6.5. However, the scope of the present invention is not limited to the above culture conditions, and culture conditions can be changed according to the choice of a person skilled in the art.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 5 의 아미노산 서열로 이루어진 SPT15 변이 단백질에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a SPT15 mutant protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5.
또한, 본 발명은 상기 SPT15 변이 단백질을 코딩하는 유전자에 관한 것이다. 일예로, 상기 유전자는 서열번호 6의 염기서열로 이루어진 것일 수 있다.The present invention also relates to a gene encoding the SPT15 mutant protein. For example, the gene may comprise the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6.
본 발명에서 제공하는 SPT15 변이 단백질은, 본 발명에서 선별된 RNA 함량이 증대된 고핵산 효모 균주 #132-484 에서 유래한 것이다. 상기 서열번호 5의 SPT15 변이 단백질은, 모균주가 가지는 야생형의 SPT15 의 아미노산 서열(서열번호 1)에서, 13번째 위치의 알라닌(Ala, A)이 글루탐산(Glu, E)으로 치환되고, 16번째 위치의 이소류신(Ile, I)이 라이신(Lys, K)으로 치환되고, 126번째 위치의 알라닌(Ala, A)이 발린(Val, V)으로 치환된 것이다. The SPT15 mutant protein provided by the present invention is derived from the high-nucleic acid yeast strain # 132-484 in which the RNA content selected in the present invention is increased. In the SPT15 mutant protein of SEQ ID NO: 5, alanine (Ala, A) at the thirteenth position is substituted with glutamic acid (Glu, E) in the wild type SPT15 of the parent strain (SEQ ID NO: (Ile, I) is substituted with lysine (Lys, K) and alanine (Ala, A) at 126th position is substituted with valine (Val, V).
바람직하게, 상기 서열번호 5의 SPT15 변이 단백질을 코딩하는 유전자의 염기서열을 서열번호 6으로 나타낼 수 있다. 상기 서열번호 6의 유전자는, 모균주가 가지는 야생형의 SPT15 의 유전자 염기서열(서열번호 2)에서, 38번째 C 가 A 로, 47번째 T 가 A 로, 및 377번째 C 가 T 로 각각 치환된 것이다.Preferably, the nucleotide sequence of the gene encoding the SPT15 mutant protein of SEQ ID NO: 5 is represented by SEQ ID NO: 6. In the gene of SEQ ID NO: 6, the 38th C is replaced with A, the 47th T is replaced with A, and the 377th C is replaced with T in the gene sequence (SEQ ID NO: 2) of wild type SPT15 of the parent strain will be.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 변이 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 벡터에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a vector comprising a gene encoding the mutant protein.
본 발명에서 상기 벡터로는 플라스미드, 바이러스, 코즈미드 등 다양한 형태의 벡터를 사용할 수 있다. 재조합 벡터는 클로닝 벡터 및 발현 벡터를 포함한다. 클로닝 벡터는 복제기점, 예를 들어 플라스미드, 파지 또는 코스미드의 복제 기점을 포함하며, 다른 DNA 절편이 부착되어 부착된 절편이 복제될 수 있는 레플리콘이다. 발현 벡터는 단백질을 합성하는데 사용되도록 개발된 것으로, 당업계에서 식물, 동물 또는 미생물에서 외래의 단백질을 발현하는 데 사용되는 통상의 것을 사용할 수 있다. 상기 재조합 벡터는 당업계에 공지된 다양한 방법을 통해 구축될 수 있다. In the present invention, various vectors such as plasmids, viruses, and cosmids can be used as the vectors. The recombinant vector includes a cloning vector and an expression vector. A cloning vector is a replicon that includes a replication origin, for example, a replication origin of a plasmid, phage or cosmid, and in which the fragment to which another DNA fragment is attached can be cloned. Expression vectors have been developed for use in synthesizing proteins, and conventional ones that are used in the art to express foreign proteins in plants, animals, or microorganisms can be used. The recombinant vector may be constructed by a variety of methods known in the art.
재조합 벡터는 통상 외래 DNA의 단편이 삽입된 캐리어로서 일반적으로 이중 가닥의 DNA의 단편을 의미한다. 재조합 벡터는 숙주세포에서 형질전환된 유전자의 발현 수준을 높이기 위해서는 해당 유전자가 선택된 발현 숙주 내에서 기능을 발휘하는 전사 및 해독 발현 조절 서열에 작동 가능하도록 연결될 수 있다. 상기 재조합 벡터는 개체의 세포 내에서 유전자 삽입물이 발현되도록 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 작제물로서, 이러한 유전자 작제물을 제조하기 위해 표준 재조합 DNA 기술을 이용할 수 있다. The recombinant vector is usually a carrier into which a fragment of foreign DNA is inserted, and usually means a fragment of double-stranded DNA. The recombinant vector may be operably linked to a transcriptional and detoxification regulatory sequence that functions in a selected expression host to increase the expression level of the transgene in the host cell. The recombinant vector is a gene construct comprising an essential regulatory element operably linked to the expression of a gene insert in a cell of an individual. Standard recombinant DNA techniques may be used to produce such gene constructs.
재조합 벡터의 종류는 목적하는 단백질을 생산하는 기능을 하면 특별히 한정되지 않지만, 강력한 활성을 나타내는 프로모터와 강한 발현력을 보유하면서 자연 상태와 유사한 형태의 외래 단백질을 생산할 수 있는 벡터가 바람직하다. 재조합 벡터는 적어도, 프로모터, 개시코돈, 목적하는 단백질을 암호화하는 유전자, 종결코돈 및 터미네이터를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 그 외에 시그널 펩타이드를 코드하는 DNA, 인핸서 서열, 목적하는 유전자의 5 ' 말단 및 3 ' 말단의 비해독영역, 선별 마커 영역, 또는 복제가능단위 등을 적절하게 포함할 수도 있다.The recombinant vector is not particularly limited as long as it has a function of producing a desired protein. However, a vector capable of producing a foreign protein having a form similar to a natural state while having a strong expression ability and a promoter showing strong activity is preferable. The recombinant vector preferably contains at least a promoter, an initiation codon, a gene encoding a desired protein, a termination codon, and a terminator. In addition, DNA encoding the signal peptide, an enhancer sequence, a non-toxin region at the 5'-terminal and 3'-terminal of the desired gene, a selective marker region, or a replicable unit may suitably be contained.
본 발명에서는 숙주세포가 효모인 것이 바람직하나, 효모에 형질전환 시키기 전에 대장균 등에서 도입하여 운반체 DNA 를 증폭시킬 수 있다. In the present invention, it is preferable that the host cell is yeast, but the carrier DNA can be amplified by introduction from E. coli or the like before transformation into yeast.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 유전자를 포함하는 벡터를 효모 균주에 형질전환하는 단계를 포함하는, RNA 함량이 증대된 고핵산 효모 균주를 제조하는 방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a method for producing a high-RNA-content yeast strain with high RNA content, which comprises transforming a vector containing the gene into a yeast strain.
재조합 벡터를 숙주세포에 도입하여 형질전환체를 제조하기 위한 방법으로는 당업계에 널리 알려진 도입 방법을 사용할 수 있는데, 숙주 세포가 원핵 세포인 경우, CaCl2 방법 또는 전기 천공 방법 등을 사용할 수 있고, 숙주 세포가 진핵 세포인 경우에는, 트랜스덕션, 칼슘 포스페이트 침전법, 전기 천공법, 리포좀-매개 형질감염법(예, 리포펙션), 마이크로인젝션, 및 유전자 밤바드먼트(particle bomoardment), YAC에서 이용되는 효모 구형질체/세포 융합 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.As a method for preparing a transformant by introducing a recombinant vector into a host cell, an introduction method well known in the art can be used. When the host cell is a prokaryotic cell, a CaCl 2 method or an electroporation method can be used , Transfection, calcium phosphate precipitation, electroporation, liposome-mediated transfection (e. G., Lipofection), microinjection, and particle bomoardment, YAC in the case where the host cell is a eukaryotic cell Yeast spheroid / cell fusion used, and the like, but the present invention is not limited thereto.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 벡터로 형질전환된 효모 균주에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a yeast strain transformed with said vector.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 효모 균주의 추출물을 포함하는 천연 조미료 조성물에 관한 것이다.In another embodiment, the present invention relates to a natural seasoning composition comprising an extract of said yeast strain.
바람직하게, 상기 효모 균주 추출물은 본 발명의 효모 균주를 화학적으로 또는 효소에 의해 분해하여 추출된 것일 수 있다. 일예로, 분리된 효모 균체에 세포벽 분해효소, 핵산 분해효소, AMP 전환효소 또는 단백질 분해효소를 처리하여 효소 분해하는 공정을 통하여 추출하거나, 초음파 등을 사용하여 균체를 파괴하는 방법으로 추출할 수 있다. 이러한 효모 분해 과정은 pH 4~8, 온도 50~70℃에서 45~60 시간 동안 진행될 수 있으나, 당업자의 선택에 따라 구체적인 분해 조건을 변경할 수 있다. 효모 분해 반응이 완료되면, 활성탄 처리를 통해 특유의 효모취를 제거하고 색도를 밝게 유지하는 과정을 추가적으로 거칠 수 있다.Preferably, the yeast strain extract may be one obtained by decomposing the yeast strain of the present invention chemically or enzymatically. For example, the yeast cells can be extracted by a method of treating the yeast cells with a cell wall degrading enzyme, a nucleic acid degrading enzyme, an AMP converting enzyme, or a proteolytic enzyme, followed by enzymatic degradation, or by disrupting the cells using ultrasound or the like . Such a yeast degradation process can be carried out at a pH of 4 to 8 at a temperature of 50 to 70 ° C for 45 to 60 hours, but the specific decomposition conditions can be changed according to the selection of a person skilled in the art. Once the yeast digestion reaction is complete, the process of removing specific yeast odor through the treatment of activated charcoal and keeping the chromaticity bright may be additionally carried out.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 효모 배양물, 추출물 또는 엑기스를 포함하는 천연 조미료 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 다양한 식품 보조제, 건강보조식품 등으로 가공될 수 있으며, 본 발명이 목적으로 하는 주 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 주 효과에 상승 효과를 줄 수 있는 다른 성분 등을 함유할 수 있다. 예를 들어, 물성 개선을 위하여 향료, 색소, 살균제, 산화 방지제, 방부제, 보습제, 점증제, 무기염류, 유화제 및 합성 고분자 물질 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 그 외에도, 수용성 비타민, 유용성 비타민, 고분자 펩티드, 고분자 다당 및 해초 엑기스 등의 보조 성분을 더 포함할 수도 있다. 상기 성분들은 제형 또는 사용 목적에 따라서 당업자가 어려움 없이 적의 선정하여 배합할 수 있으며, 그 첨가량은 본 발명의 목적 및 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 선택될 수 있다. Also, the present invention provides a natural seasoning composition comprising yeast culture, extract or extract prepared by the above-mentioned method. The composition may be processed into various nutritional supplements, health supplements, and the like, and may contain other ingredients, etc., which can give a synergistic effect to the main effect within a range not impairing the intended main effect of the present invention. For example, additives such as perfume, coloring agent, bactericide, antioxidant, preservative, moisturizing agent, thickening agent, inorganic salt, emulsifier and synthetic polymer substance may be further added for improvement of physical properties. In addition, it may further contain auxiliary components such as water-soluble vitamins, oil-soluble vitamins, polymer peptides, polymeric polysaccharides and seaweed extract. The above components may be mixed and selected without difficulty by those skilled in the art depending on the purpose of formulation or use, and the amount thereof may be selected within a range that does not impair the objects and effects of the present invention.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 효모 균주의 대량 생산 방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a method for mass production of the yeast strain.
바람직하게, 상기 효모 균주를 글루코스, 갈락토스, 당밀 및 수크로스로 이루어진 군에서 선택되는 탄소원, 및 펩톤, NH4Cl+, NH4H2PO4, 글리신, 글루타믹산 및 황산암모늄으로 이루어진 군에서 선택되는 질소원을 포함하는 배지에서 배양하는 단계를 포함하는, 고핵산 효모 균주의 대량 생산 방법에 관한 것이다.Preferably, the yeast strains glucose, galactose, molasses and the number of carbon atoms selected from the group consisting of sucrose, and peptone, NH 4 Cl +, NH 4 H 2 PO 4, glycine, glutamic from the group consisting of acid and ammonium sulfate In a medium containing a selected nitrogen source. The present invention also relates to a method for mass production of high-yield yeast strains.
본 발명의 효모 균주는 모균주에 비해 RNA 함량이 20중량% 이상, 바람직하게는 25중량% 이상 증대된 균주로, 세포 내 RNA 함량을 증가시키는 것이 매우 어려운 점임을 감안할 때 효과가 매우 우수하다고 할 수 있다. 이와 같이 얻은 고핵산 효모는 천연 풍미 소재로서 안전할 뿐만 아니라 정미성이 뛰어나므로, 천연 조미료의 원료로서 유용하게 사용될 수 있다. The yeast strain of the present invention is a strain having an RNA content of 20% by weight or more, preferably 25% by weight or more, as compared with the parent strain, and it is said that the effect is very excellent considering that it is very difficult to increase the intracellular RNA content . The thus-obtained high-nucleate yeast is safe as well as excellent in quality as a natural flavor material, and thus can be usefully used as a raw material for natural seasoning.
본 발명의 고농도 RNA 효모를 이용하여 해외에 의존하였던 정미 소재를 개발함으로써 제품의 해외 의존도를 낮추고, 고농도 RNA 효모로 제조된 천연 풍미 소재를 저렴한 가격에 공급할 수 있으며, 나아가 새로운 기능성 소재 발굴에 이용 가능하다.By developing the Jungmi material, which has relied on foreign countries using the high-concentration RNA yeast of the present invention, it is possible to lower the dependency of the product on foreign countries, to supply the natural flavor material made of the high-concentration RNA yeast at an inexpensive price and further to find new functional materials Do.
도 1은 SPT15 (TATA box binding protein; TBP)를 나타낸 그림이다.
도 2(A)는 플라스미드 플라스미드 pRS316-GCYH2gR 를 나타낸 것이고, (B)는 RS316-spt15 돌연변이 라이브러리를 나타낸 그림이다.
도 3은 YSCD-ura배지에 자라난 ura+ mutant 균주를 나타낸 것이다.
도 4는 YPD 배지(좌)와 KCl배지(우)에 tooth picking 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 YPD plate 에서(A) 및 KCl 함유 plate 에서(B) 자란 모균주(Y2805)와 mutant 균주(132-484)를 나타낸 것이다.
도 6은 모균주와 돌연변이 균주의 탄소원에 따른 균체농도(A), RNA 농도(B) 및 RNA 함량(C)을 나타낸 것이다. DCW(dry cell weight)는 건조 균체 중량을 나타낸다.
도 7은 모균주와 돌연변이 균주의 질소원에 따른 균체농도(A), RNA 농도(B) 및 RNA 함량(C)을 나타낸 것이다. DCW(dry cell weight)는 건조 균체 중량을 나타낸다.
도 8은 돌연변이 균주(#132-484)의 pH에 따른 균체농도(A), RNA 농도(B) 및 RNA 함량(C)을 나타낸 것이다. DCW(dry cell weight)는 건조 균체 중량을 나타낸다.
도 9는 돌연변이 균주(#132-484) 및 모균주(S. cerevisiae Y2805)의 시간에 따른 생장곡선(■,□), RNA 농도(●,○) 및 RNA 함량(◆,◇)을 나타낸 것이다. □, ○, ◇ 이 모균주에서의 결과를 나타내고, ■, ●, ◆이 돌연변이 균주에서의 결과를 나타낸다.
도 10은 (A) 모균주(S. cerevisiae Y2805) 및 (B) 돌연변이 균주(#132-484) 의 SPT15 단백질 구조 및 돌연변이 위치를 나타낸다.1 is a view showing SPT15 (TATA box binding protein; TBP).
Figure 2 (A) shows the plasmid plasmid pRS316-GCYH2gR and (B) shows the RS316-spt15 mutant library.
Figure 3 shows the ura + mutant strain grown on YSCD-ura medium.
Fig. 4 shows tooth picking results on YPD medium (left) and KCl medium (right).
5 shows the parent strain (Y2805) and the mutant strains (132-484) grown on the YPD plate (A) and the KCl-containing plate (B).
Fig. 6 shows the cell concentration (A), RNA concentration (B) and RNA content (C) according to the carbon source of the parent strain and the mutant strain. DCW (dry cell weight) represents the dry cell weight.
7 shows the cell concentration (A), RNA concentration (B) and RNA content (C) according to the nitrogen source of parent strain and mutant strain. DCW (dry cell weight) represents the dry cell weight.
Figure 8 shows the cell concentration (A), RNA concentration (B) and RNA content (C) according to the pH of the mutant strains (# 132-484). DCW (dry cell weight) represents the dry cell weight.
Figure 9 shows the growth curves (?,?), RNA concentration (?,?) And RNA content (?,?) Of the mutant strains (# 132-484) and parent strain (S. cerevisiae Y2805) . □, ○, and ◇ indicate the results in this parent strain, and ■, ●, and ◆ indicate the results in this mutant strain.
10 shows the SPT15 protein structure and mutation positions of (A) parent strain (S. cerevisiae Y2805) and (B) mutant strains (# 132-484).
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
실시예Example 1. One. SPT15SPT15 돌연변이 라이브러리 구축 Building mutation libraries
RT-PCR을 이용하여 SPT15 mutant를 생성하였다. First strand cDNA는 total RNA 2㎍을 andom hexamer와 M-MuLV reverse transcriptase (Promega, Madison, WI)을 transcribing함으로써 합성하였다. PCR은 95℃에서 1분, 55-60℃에서 1분, 그리고 72℃ (DNA의 길이에 따라 시간을 달리하는데 RT-PCR은 20 cycle, regular PCR은 30 cycle)에서 증폭하여 사용하였다. 야생형 SPT15(SPT15wt)의 전체 ORF(open reading frame)를 지놈 DNA를 템플레이트로 이용하여 센스 프라이머(5'-gtagggatcctgagatggccgatgaggaacgtt-3') 및 안티센스 프라이머(5'-gtaggaattctcacatttttctaaattcacttag-3') 로 PCR-증폭시켜 pGEM-T easy 벡터에 클로닝하여 pT-SPT15를 제조하였다. SPT15 mutant library는 GeneMorph II random mutagenesis kit (Stratagene, La Jolla, CA)를 이용하여 생산하였다(template 는 pT-SPT15, primer 는 앞과 동일). 제한효소 BamHI와 EcoRI로 잘라진 mutant gene은 플라스미드 pRS316-GCYH2gR (도 2A) 에 삽입하여, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase promoter(TDH3P) 및 galactose-1-phosphate uridyl transferase terminator(GAL7T)의 조절 하에 위치시켰다. 이렇게 제조된 플라스미드(도 2B)를 E. coli DH5α에 형질전환하고 30℃에서 incubation 하고(fast-growing cell의 outgrowth을 막기 위함), library plasmid(500㎍)는 S. cerevisiae Y2805 [Matα, pep4::his3, prb-Δ1.6R, Can1, his3-20, ura3-52] 로 형질전환 시켰다.
RT-PCR was used to generate the SPT15 mutant. First strand cDNA was synthesized by transcribing 2 μg total RNA with andom hexamer and M-MuLV reverse transcriptase (Promega, Madison, WI). PCR was performed at 95 ° C for 1 minute, at 55-60 ° C for 1 minute, and at 72 ° C (20 cycles depending on the length of DNA, RT-PCR and 30 cycles of regular PCR). The whole ORF (open reading frame) of wild type SPT15 (SPT15wt) was PCR-amplified using sense primer (5'-gtagggatcctgagatggccgatgaggaacgtt-3 ') and antisense primer (5'-gtaggaattctcacatttttctaaattcacttag-3') using genomic DNA as template, -T easy vector to prepare pT-SPT15. The SPT15 mutant library was generated using the GeneMorph II random mutagenesis kit (Stratagene, La Jolla, Calif.) (Template: pT-SPT15, primer: same as above). The mutant gene cleaved with restriction enzymes BamHI and EcoRI was inserted into the plasmid pRS316-GCYH2gR (Fig. 2A) and placed under the control of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase promoter (TDH3P) and galactose-1-phosphate uridyl transferase terminator (GAL7T). The plasmid thus prepared (Figure 2B) was transformed into E. coli DH5α and incubated at 30 ° C to prevent outgrowth of fast-growing cells. The library plasmid (500 μg) was transformed into S. cerevisiae Y2805 [Matα, pep4: : his3, pRB- [Delta] 1.6R, Can1, his3-20, ura3-52] . ≪ / RTI >
실시예Example 2. 효모 형질전환 2. Yeast Transformation
효모 형질전환에 사용하는 모든 플라스미드는 RNA digestion 없이 준비 하여, DNA와 RNA의 mixture를 yeast transformation에 이용하였다. S. cerevisiae Y2805를 overnight 배양하여 20ml를 YPD 200ml와 혼합하고 30℃에서 2시간 동안 배양하고, 4개의 50ml 튜브에 상온에서 5분 간 스핀, YPD와 튜브를 보관하였다(a). pellet을 하나의 50ml 튜브에 모아 1 X TE로 washing 한 후, 4ml의 1× SiAc/TE로 pellet을 다시 혼합하였다. 상온에서 10분간 배양하고, 세포 부유물을 100ml 삼각플라스크에 옮긴 후, SPT15 Mutant library DNA를 500㎍ 첨가하였다. PEG/LiAc solution(22.6m of 50%, 2.8ml 10 X SiAc, 2.8ml 10 X TE; 40% PEG, 1 X LiAc, 1 X TE, final) 28ml를 첨가하고, 상온에서 30분간 배양한 후 DMSO 3.5ml를 첨가하고 42℃에서 10분간 가열 (with occasional shaking)한 후 water bath에서 상온으로 급냉 시켰다. 세포 부유물을 50ml 튜브에 옮기고 3000rpm, 상온에서 5분간 cell을 가라앉힌 후 50ml 1 X TE로 cell을 washing(b)하고, (a)단계에서 보관해 놓았던 YPD 200ml로 cell을 다시 섞어주었다. cell 개수를 측정하였다(c). 30℃에서 6시간 cell을 배양 후 cell 개수를 측정하고 4개의 50ml 튜브에 상온에서 5분 간 스핀하였다. 50ml 1 X TE로 washing cell을 1 X TE의 적정량에 다시 혼합 하여((b), (c)단계의 cell 개수 증가곱에 따라서, 총 부피; 15ml) 100% glycerol를 1/3(5ml)양만큼 첨가하고 cell을 분취하여 -80℃에 보관 하여 사용 하였다.
All plasmids used for yeast transformation were prepared without RNA digestion and a mixture of DNA and RNA was used for yeast transformation. S. cerevisiae Y2805 was incubated overnight, and 20 ml of YPD was mixed with 200 ml of YPD, incubated at 30 ° C for 2 hours, and the YPD and tubes were stored in four 50 ml tubes for 5 min at room temperature (a). The pellet was collected into one 50 ml tube, washed with 1 X TE, and then the pellet was mixed again with 4 ml 1 x SiAc / TE. After incubation at room temperature for 10 minutes, the cell suspension was transferred to a 100 ml Erlenmeyer flask, and 500 μg of SPT15 mutant library DNA was added. 28 ml of PEG / LiAc solution (22.6 ml of 50%, 2.8 ml of 10 X SiAc, 2.8 ml of 10 X TE; 40% PEG, 1 X LiAc, 1 X TE, final) was added and incubated at room temperature for 30 minutes. And then occasionally shaken at 42 ° C for 10 minutes, followed by quenching at room temperature in a water bath. The cell suspension was transferred to a 50 ml tube, and the cell was submerged at 3000 rpm for 5 minutes. Then, the cell was washed with 50
실시예Example 3. 돌연변이 라이브러리 스크리닝 3. Screening mutant libraries
대사유전자 ura3를 selective maker로 하여, YSCD-ura 배지 (YSCD 배지; 아미노산이 없는 0.67% 효모 질소 베이스, 아미노산 보충 혼합물 및 2% 덱스트로오스, 그리고 고형 플레이트를 위해서1.5% 박토-아가를 추가적으로 포함; MP, OH) 에서 자라는 형질전환 균주를 배양하였다. 1ml의 mutant library를 deep freezer에서 꺼내어 녹으면 1 X TE buffer 7ml에 현탁하여 YSCD-ura 플레이트에 400 ul 씩 분주하여 마를 때 까지 기다린 후 30℃에서 배양하여 3일 후에 transformation 된 colony 들이 자란 것을 확인하였다. YSCD-ura medium (YSCD medium, 0.67% yeast nitrogen base without amino acid, amino acid supplement mixture and 2% dextrose, and addition of 1.5% bacto-agar for solid plate, with metabolic gene ura3 as a selective maker; MP, OH) were cultured. 1 ml of the mutant library was removed from the deep freezer and suspended in 7 ml of 1 × TE buffer. 400 μl aliquots were suspended in YSCD-ura plates and incubated at 30 ° C for 3 days. After 3 days, transformed colonies grew .
알칼리성 RNase를 억제하는 배지에서 잘 자라지 못하는 변이주는 산성 RNase 활성이 억제되거나 핵산 분해 대사에 이상이 생겨 효모의 정상 생육 pH인 산성에서 고농도 RNA를 축적할 수 있을 것으로 예상되었고, K+ 이온은 알칼리성 RNase를 특이적으로 저해하므로, 알칼리성 RNase 활성을 저해하기 위하여 배지에 KCl을 1.5% 첨가하여 YPD 배지(1% 박토 효모 추출물, 2% 박토 펩톤 및 2w/v% 글루코오스, 그리고 고형 플레이트를 위해서 1% 박토-아가를 추가적으로 포함, Difco, MI) 에서는 잘 자라고 KCl 배지에서는 잘 자라지 않는 균주를 육안으로 선별하였다.
The mutant strain, which does not grow well in alkaline RNase inhibitor medium, was expected to inhibit acidic RNase activity or to accumulate high-concentration RNA at acidic pH, (1% bacto yeast extract, 2% bactopeptone and 2 w / v% glucose, and 1% bacteriophage for solid plate) in the presence of 1.5% KCl in the medium to inhibit the alkaline RNase activity, Additionally containing agar, Difco, MI) And the strains that did not grow well in the KCl medium were visually selected.
실시예Example 4. 4. RNARNA 정량 dose
균 배양액 10ml를 10000RPM에서 5분 원심분리 하여 상층액을 제거하였다. 침전물을 10% PCA에 현탁하고, 90℃에서 한 시간 가열하였다. 검액 100 ul, 오르시놀 용액(1% 오르시놀(Sigma-Aldrich), 0.5% Fe2Cl3) 650 ul, 35% 염산 750 ul를 실험 직전에 가하여, 95℃에서 20분간 가열하고, 660nm에서 spectrophotomete(biomate3, thermo, USA)로 흡광도를 측정하여 RNA 시료(Roche)의 스탠다드 곡선과 비교하여 정량하였다.
10 ml of the bacterial culture was centrifuged at 10000 RPM for 5 minutes to remove the supernatant. The precipitate was suspended in 10% PCA and heated at 90 占 폚 for one hour. 650 μl of orcinol solution (Sigma-Aldrich, 0.5
실시예Example 5. 발효 조건 5. Fermentation conditions
선별된 고농도 RNA 함량 균주 #132-484의 배양 조건에 따른 RNA 축적 능력을 실험하기 위하여 배양액의 탄소원, 질소원 pH를 달리한 조건으로 각각 RNA 함량을 측정하였고, 1L 발효기(LiFlusGX, biotron, Korea)를 이용하여 균주를 배양하여 RNA 함량을 측정하였다. 모든 배양은 30℃, 200 RPM에서 36시간 동안 진행하였다.
In order to test the RNA accumulation ability according to the culture conditions of the selected high concentration RNA strain strain # 132-484, the RNA content was measured under different conditions of the carbon source and the nitrogen source pH of the culture, and 1 L fermenter (LiFlusGX, biotron, Korea) And the RNA content was measured. All cultures were carried out at 30 ° C and 200 RPM for 36 hours.
실험 결과Experiment result
1. 균주 선별1. Selection of strains
gTME를 이용하여 S.cerevisae 돌연변이 라이브러리를 3.2 X 106 생성하였고(도 3), 그 중 YSCD-ura 배지에서 자라난 형질전환된 ura+ mutant 균주 5 X 104 였다(도 4). 그 중 KCl 함유배지에서 자라지 않은 균주는 약 1,114 균주였고, 이 균주들을 오르시놀 반응(orcinol method)으로 RNA 정량을 하여, 최종적으로 RNA 함량이 높은 #132-484 균주를 선별하였다(도 5). #132-484 균주의 SPT15 단백질 서열을 마크로젠(서울, 한국)에 의뢰하여 분석한 결과, A13E, I16K 및 A126V 에서 변이가 확인되었다 (도 10; 서열번호 5 및 서열번호 6).
3.2 x 10 6 mutant library of S. cerevisae was generated using gTME (Fig. 3), of which 5 x 10 4 transformed ura + mutant strains grown on YSCD-ura medium (Fig. 4). Among them, about 1,114 strains were not grown in the KCl-containing medium. The strains were quantitated by the orcinol method (# 5). Finally, strains # 132-484 having high RNA content were selected (FIG. The sequence of SPT15 protein from strain # 132-484 was analyzed by Macrogen (Seoul, Korea), and mutation was confirmed in A13E, I16K and A126V (FIG. 10; SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6).
2. 배양 조건 분석2. Analysis of culture conditions
탄소원 (glucose, galactose, molasses, sucrose, lactose)을 변경하여 36시간 배양 후 생장 곡선 및 RNA 함량을 측정 한 결과, #132-484 균주는 galactose와 sucrose 배지에서 가장 생장이 빨랐으나 lactose 배지에서는 거의 자라지 않았다. RNA 농도(mg-RNA/ml-culture)는 lactose 배지를 제외한 모든 배지에서 비슷하였지만 glucose 배지에서 약 2.08 mg/ml로 가장 우수하였다. RNA 함량(mg-RNA/mg-DCW×100)은 glucose와 molasses 배지에서 높았으며, glucose 배지에서 약 26.7%로 가장 우수하였다(도 6). Growth curves and RNA contents were measured after 36 hours of changing the carbon source (glucose, galactose, molasses, sucrose, lactose). As a result, # 132-484 strain showed the fastest growth in galactose and sucrose medium, I did. The RNA concentration (mg-RNA / ml-culture) was similar in all but the lactose medium, but was the highest at about 2.08 mg / ml in the glucose medium. RNA content (mg-RNA / mg-DCW × 100) was high in glucose and molasses medium and was the highest in glucose medium (26.7%) (FIG.
질소원(peptone, NH4Cl+NH4H2PO4, glycine, glutamic acid, ammonium sulfide)을 변경하여 36시간 배양 후 생장 곡선 및 RNA 함량을 측정 한 결과 peptone 배지에서 월등히 생장이 우수하여서, RNA 농도 또한 가장 우수하였다. RNA 함량은 peptone 배지에서 가장 낮았으나, 다른 배지들의 RNA 농도가 peptone 배지보다 월등히 낮아 peptone 배지에서의 RNA 축적이 가장 좋다고 할 수 있다(도 7). Growth curve and RNA content were measured after culturing for 36 hours by changing the nitrogen source (peptone, NH 4 Cl + NH 4 H 2 PO 4 , glycine, glutamic acid, ammonium sulfide) It was also the best. RNA content was lowest in peptone medium, but the RNA concentration of peptone medium was the best because RNA concentration of other media was much lower than peptone medium (FIG. 7).
pH(4.5~6.5)를 변경하여 36시간 배양 후 생장 곡선 및 RNA 함량을 측정 한 결과 pH 4.5에서 RNA 농도 약 2.43 mg/ml로 가장 높게 측정되었다(도 8). The growth curve and the RNA content were measured after changing the pH (4.5 to 6.5) for 36 hours, and the RNA concentration was the highest at pH 4.5 (about 2.43 mg / ml) (FIG. 8).
발효기를 이용하여 탄소원은 glucose, 질소원은 peptone을 이용하여 pH4.5에서 배양하였다. 배양 시간 동안 균체 농도는 모균주에 비해 20~30 % 정도 낮았으나 RNA 농도는 비슷하였다. 따라서 배양 36시간에 RNA 함량이 모균주는 20.8%이고 #132-484 균주는 약 25.7% 로 나타나, 본 발명의 변이 균주가 모균주보다 약 23.6% 정도 RNA 함량이 증가하였고, 배양 72시간 까지도 RNA 함량을 약 20% 까지 유지하였다(도 9). The carbon source was glucose and the nitrogen source was fermented with peptone at pH 4.5. During the incubation period, the cell concentration was 20 ~ 30% lower than the parent strain, but the RNA concentration was similar. Therefore, the RNA content of the parent strain was 20.8% and the RNA of the # 132-484 strain was about 25.7% at 36 hours of culture. The mutant strain of the present invention increased the RNA content by about 23.6% And the content was maintained at about 20% (Fig. 9).
<110> Ewha University Industry Collaboration Foundation <120> Saccharomyces cerevisiae with high RNA content and use thereof <130> DPP20135111KR <150> KR10-2012-0111714 <151> 2012-10-09 <160> 6 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 240 <212> PRT <213> Saccharomyces cerevisiae <220> <221> PEPTIDE <222> (1)..(240) <223> amino acid sequence of SPT15 <400> 1 Met Ala Asp Glu Glu Arg Leu Lys Glu Phe Lys Glu Ala Asn Lys Ile 1 5 10 15 Val Phe Asp Pro Asn Thr Arg Gln Val Trp Glu Asn Gln Asn Arg Asp 20 25 30 Gly Thr Lys Pro Ala Thr Thr Phe Gln Ser Glu Glu Asp Ile Lys Arg 35 40 45 Ala Ala Pro Glu Ser Glu Lys Asp Thr Ser Ala Thr Ser Gly Ile Val 50 55 60 Pro Thr Leu Gln Asn Ile Val Ala Thr Val Thr Leu Gly Cys Arg Leu 65 70 75 80 Asp Leu Lys Thr Val Ala Leu His Ala Arg Asn Ala Glu Tyr Asn Pro 85 90 95 Lys Arg Phe Ala Ala Val Ile Met Arg Ile Arg Glu Pro Lys Thr Thr 100 105 110 Ala Leu Ile Phe Ala Ser Gly Lys Met Val Val Thr Gly Ala Lys Ser 115 120 125 Glu Asp Asp Ser Lys Leu Ala Ser Arg Lys Tyr Ala Arg 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tgcgtattag agagccaaaa actacagctt taatttttgc ctcagggaaa 360 atggttgtta ccggtgcaaa aagtgaggat gactcaaagc tggccagtag aaaatatgca 420 agaattatcc aaaaaatcgg gtttgctgct aaattcacag acttcaaaat acaaaatatt 480 gtcggttcgt gtgacgttaa attccctata cgtctagaag ggttagcatt cagtcatggt 540 actttctcct cctatgagcc agaattgttt cctggtttga tctatagaat ggtgaagccg 600 aaaattgtgt tgttaatttt tgtttcagga aagattgttc ttactggtgc aaagcaaagg 660 gaagaaattt accaagcttt tgaagctata taccctgtgc taagtgaatt tagaaaaatg 720 tga 723 <210> 3 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sense primer <400> 3 gtagggatcc tgagatggcc gatgaggaac gtt 33 <210> 4 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> antisense primer <400> 4 gtaggaattc tcacattttt ctaaattcac ttag 34 <210> 5 <211> 240 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> amino acid sequence of SPT15 mutant <400> 5 Met Ala Asp Glu Glu Arg Leu Lys Glu Phe Lys Glu Glu Asn Lys Lys 1 5 10 15 Val Phe Asp Pro Asn Thr Arg Gln Val Trp Glu Asn Gln Asn Arg Asp 20 25 30 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Claims (13)
(Suppressor of Ty 15) mutant protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 and exhibiting an RNA content increasing activity in yeast.
A gene encoding the SPT15 mutant protein of claim 1.
3. The gene according to claim 2, wherein the gene comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6.
A vector comprising the gene of claim 2.
A method for producing a high-RNA-content yeast strain having an increased RNA content, which comprises transforming a vector comprising the gene of claim 2 into a yeast strain.
A high-nucleic acid yeast strain having increased RNA content, comprising an SPT15 mutant protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 or a gene encoding the SPT15 mutant protein.
The strain according to claim 6, capable of growing in the presence of glucose as a carbon source in the presence of galactose, molasses or sucrose.
7. The strain according to claim 6, capable of growing in the presence of peptone as a nitrogen source.
7. The strain according to claim 6, capable of growing at a pH of 4.5 to 6.5.
The strain according to claim 6, wherein the RNA content is increased by at least 20% by weight relative to the parent strain.
The strain according to claim 6, which contains 20 to 30% by weight of RNA per dried cell.
12. A natural seasoning composition comprising an extract of the yeast strain according to any one of claims 6 to 11.
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