KR101612157B1 - Light harvesting pigment from cyanobacterium and use thereof - Google Patents

Light harvesting pigment from cyanobacterium and use thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101612157B1
KR101612157B1 KR1020130030077A KR20130030077A KR101612157B1 KR 101612157 B1 KR101612157 B1 KR 101612157B1 KR 1020130030077 A KR1020130030077 A KR 1020130030077A KR 20130030077 A KR20130030077 A KR 20130030077A KR 101612157 B1 KR101612157 B1 KR 101612157B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gln
leu
ala
glu
val
Prior art date
Application number
KR1020130030077A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140115522A (en
Inventor
박연일
송지영
조성미
Original Assignee
충남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충남대학교산학협력단 filed Critical 충남대학교산학협력단
Priority to KR1020130030077A priority Critical patent/KR101612157B1/en
Publication of KR20140115522A publication Critical patent/KR20140115522A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101612157B1 publication Critical patent/KR101612157B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8262Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield involving plant development
    • C12N15/8269Photosynthesis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/405Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from algae
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/146Genetically Modified [GMO] plants, e.g. transgenic plants

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

본 발명은 남세균 유래의 신규한 광수학 색소 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 남세균인 마이크로콜레우스 종(Microcoleus sp.)에서 유래한 광수학 색소 GAF2, GAF3 및 GAF4 각각의 유전자, 단백질 및 이를 이용하여 광합성 이용 효율을 증대시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 자외선과 녹색광을 흡수할 수 있는 새로운 광수확 색소를 발굴한 것으로서 가시광선 중 녹색을 광합성 에너지 변환에 이용하지 못하는 남세균, 녹조류, 고등식물 등의 광합성 식물에 도입함으로써 빛에너지 전환효율을 획기적으로 증대시킴으로써 작물의 생산성 제고에 기여할 수 있다.The present invention relates to a novel optical mathematical colorant derived from Sambrook, and more particularly to a gene and protein of each of optical mathematical pigments GAF2, GAF3 and GAF4 derived from microcoleus sp. And a method for increasing the efficiency of using photosynthesis. The present invention is a novel light harvesting dye capable of absorbing ultraviolet light and green light. It introduces green of visible light into photosynthetic plants such as mosses, green algae, and higher plants which can not be used for photosynthesis energy conversion, To increase the productivity of crops.

Description

남세균 유래 광수학 색소 및 이의 용도{Light harvesting pigment from cyanobacterium and use thereof}[0001] This invention relates to an optical mathematical coloring matter derived from a < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 남세균 유래의 신규한 광수학 색소 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 남세균인 마이크로콜레우스 종(Microcoleus sp.)에서 유래한 광수학 색소인 GAF2, GAF3, GAF4 및 이를 이용하여 광합성 이용 효율을 증대시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel optical mathematical colorant derived from Sambrook , and more particularly to optical mathematical pigments GAF2, GAF3, and GAF4 derived from Microcoleus sp. To a method for increasing efficiency.

빛은 광합성을 통해 식물체에 에너지를 제공할 뿐만 아니라 외부 자극원으로서 식물의 환경 적응 및 생존에 직접적인 영향을 준다. 산소발생형 광합성 생물 중 피코에리트린을 광수확 색소로 가지고 있지 않는 남세균, 엽록소 b를 보조색소로 갖는 녹조류와 육상고등식물은 청색광과 적색광을 광합성의 주요 광원으로 사용하지만, 자외선과 녹색광은 엽록체에 의해 흡수되지 못하기 때문에 광합성에 이용될 수 없다. 따라서 피코에리트린이 없는 남세균, 녹조류와 육상고등식물이 자외선과 녹색광을 흡수할 경우 광합성 빛 이용효율을 현저하게 증가시킬 수 있을 것으로 예상된다.Light not only provides energy to plants through photosynthesis, but also directly affects the environmental adaptation and survival of plants as an external stimulus source. Among the oxygen-producing photosynthetic organisms, green algae and terrestrial higher plants, which do not have phycoerythrin as a light harvesting pigment but have auxotrophy of chlorophyll b, use blue light and red light as main light sources for photosynthesis. However, ultraviolet light and green light are used as chlorophyll It can not be used for photosynthesis. Therefore, it is expected that the photosynthetic light utilization efficiency will be significantly increased if the nematode, green algae and terrestrial higher plants that do not have pico erythrin absorb ultraviolet and green light.

식물에서 나타나는 대표적인 광수용체로는 피토크롬(phytochrome)과 크립토크롬(cryptochrome)을 들 수 있다. 식물과 조류의 세포질에 존재하는 피토크롬은 빛의 질적인 면을 인지하여 분자적인 반응을 야기한다. 피토크롬은 적색광과 원적색광을 흡수하여 개화나 발아와 같은 광주기와 관련된 기작을 조절한다. 이러한 피토크롬은 약 120 kDa의 크기를 갖는 단백질이며 N-말단에 빛을 인지하는 부분으로서 크로모포어(chromophore)가 결합하는 부위를 갖고, C-말단 부위에는 히스티딘 키나아제 도메인(histidine kinase domain)을 갖는다. 피토크롬의 크로모포어는 개방형 사슬의 테트라피롤(open-chain tetrapyrrole) 구조를 갖는다. 남세균 중 Synechocystis sp. PCC6803에서 알려진 광수용체로는 cphⅠ(cyanobacteria phytochrome Ⅰ; slr0473 위치), cphⅡ(cyanobacteria phytochrome Ⅱ; sll0821 위치) 및 plpA(cyanobacteria phytochrome Ⅲ; sll1124 위치)가 있다.Phytochromes and cryptochromes are typical photoreceptors in plants. Phytochrome, which is present in the cytoplasm of plants and algae, recognizes the qualitative aspect of light and causes a molecular reaction. Phytochrome absorbs red light and red light and regulates the mechanism associated with photoperiods such as flowering and germination. This phytochrome is a protein having a size of about 120 kDa, and has a site at which a chromophore binds as a light-recognizing part at the N-terminus, and a histidine kinase domain at the C-terminal site . The chromophores of phytochrome have an open-chain tetrapyrrole structure. Synechocystis sp. Known photoreceptors for PCC6803 include cph I (cyanobacteria phytochrome I; position slr0473), cph II (cyanobacteria phytochrome II; position sll0821) and plpA (cyanobacteria phytochrome III; position sll1124).

이 중에서 지금까지 잘 알려진 CphⅠ은 일반적인 식물의 피토크롬과 유사한 구조를 갖는 반면 CphⅡ는 약간 다른 구조적 차이를 보인다. CphⅡ는 145 kDa의 크기이며 N-말단 부위에는 식물 피토크롬의 N-말단 부위와 유사한 아미노산 서열이 존재하지만, C-말단 부위에는 키나아제 도메인이 존재하지 않는다. Among these, Cph I has a structure similar to the phytochrome of common plants, while Cph II has slightly different structural differences. Cph II has a size of 145 kDa and an amino acid sequence similar to the N-terminal region of the plant phytochrome exists at the N-terminal region, but no kinase domain exists at the C-terminal region.

한편, 최근 들어 남세균을 대상으로 광수용체를 규명하려는 연구가 시도되었는데, 그 결과 남세균인 Synechocystis sp. PCC6803과 Nostoc punctiforme ATCC 29133에서 자외선, 청색, 녹색, 오렌지, 및 적색을 흡수하는 광수용체 cyanobacteriochrome (CBCR)가 다수 보고 되었다(Song JY 등. 2011. Near-UV cyanobacteriochrome signaling system elicits negative phototaxis in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803. Proc Natl Acad Sci 108:10780-10785; Rockwell NC 등. 2012. Phycoviolobilin formation and spectral tuning in the DXCF cyanobacteriochrome subfamily. Biochemistry 51:1449-1463).In recent years, attempts have been made to identify photoreceptors in the case of S-bacillus, and as a result, it has been found that Synechocystis sp. PCC6803 and Nostoc A number of photoreceptors cyanobacteriochrome (CBCR), which absorb ultraviolet, blue, green, orange, and red, have been reported in punctiforme ATCC 29133. Song JY et al. 2011. Near-UV cyanobacteriochrome signaling system elicits negative phototaxis in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803. Proc Natl Acad Sci 108: 10780-10785; Rockwell NC et al. 2012. Phycoviolobilin formation and spectral tuning in the DXCF cyanobacteriochrome subfamily. Biochemistry 51: 1449-1463).

이와 같이 다양한 광수용체가 남세균에서 발견되고 있으나, 아직까지 다수의 광수용체를 포함하는 다중 광수용체 단백질(multi-GAF domain holoprotein)에 대해서는 잘 밝혀지지 않고 있다. 특히, Phytochrome subfamily에 해당하는 GAF 도메인을 3개 갖는 광수용체 단백질이 자외선과 녹색광에 의해서 형태변환이 수반될 뿐만 아니라 흡수된 빛 에너지가 인접한 GAF 도메인으로 에너지 전달이 된다는 내용에 대해서는 밝혀진 바가 전혀 없다.Although a variety of photoreceptors have been found in S. aureus, a multi-photoreceptor protein (multi-GAF domain holoprotein) containing a plurality of photoreceptors has not yet been elucidated. In particular, it has not been disclosed that photoreceptor proteins having three GAF domains corresponding to the phytochrome subfamily are transformed by ultraviolet and green light, and that the absorbed light energy transfers energy to the adjacent GAF domain.

한국공개특허 제10-2012-0041408호Korean Patent Publication No. 10-2012-0041408

이에 본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 마이크로콜레우스(Microcoleus sp.) 유래 광수학 색소 단백질을 구성하는 4개의 광수용체 후보(GAF domain) 중에서 2번과 3번은 오렌지색(605 nm)을 흡수하는 색소이며, 4번은 자외선/녹색광의 광가역적 활성에 의해 형태 변환이 가역적으로 일어남을 확인하였다. 특히 GAF 4번의 아미노산 잔기 치환에 의한 7종의 변이체 연구를 통해 768번 시스테인은 자외선/녹색광 흡수에 필수적이며, 713번 시스테인과 769번 타이로신은 흡수 영역을 결정하는데 관여하는 것을 확인하였다. 741번의 타이로신은 광전환을 위해 반드시 존재해야 하며, 현재까지 연구되지 않았던 674번 타이로신은 GAF 도메인의 광흡수 및 전환에 관여하는 새로운 모티프일 가능성이 있음을 확인하였다. 또한 2, 3, 4번의 GAF가 서로 연결된 GAF2/3/4 재조합 단백질은 자외선과 오렌지색을 흡수함을 확인하였다. 실온에서 엽록소 형광 분석을 통해서 GAF2/3/4 단백질에서 방출되는 형광이 GAF2 및 GAF3과 동일함을 밝힘으로써 GAF4에서 흡수된 녹색 빛이 GAF2와 3으로 도메인 간 전이(domain transfer)됨을 규명함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described needs, and the present inventors have found that, among the four photoreceptor candidates (GAF domains) constituting the optical mathematical color protein derived from Microcoleus sp., 2 and 3 are orange 605 nm). In the fourth step, it was confirmed that the morphological conversion reversibly occurs due to the photoreactive activity of ultraviolet / green light. In particular, seven variants of amino acid residue substitutions in GAF # 4 confirmed that cysteine 768 is essential for ultraviolet / green light absorption, while cysteine 713 and tyrosine 769 are involved in the absorption domain determination. Tyrosine 741 should be present for light conversion, and tyrosine 674, which has not been studied to date, is likely to be a novel motif involved in light absorption and conversion of the GAF domain. In addition, GAF2 / 3/4 recombinant protein with 2, 3 and 4 GAF mutations were found to absorb UV and orange color. The fluorescence emission from GAF2 / 3/4 protein was confirmed to be the same as that of GAF2 and GAF3 by chlorophyll fluorescence analysis at room temperature. Thus, it was confirmed that the green light absorbed in GAF4 was domain transferred to GAF2 and 3, .

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열을 가지는 광수확 색소 GAF2 폴리뉴클레오티드를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a light harvesting dye GAF2 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 유전자는 남세균인 마이크로콜레우스 B353 유래일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gene may be derived from S. cerevisiae, Microcoleus B353.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광수확 색소는 600 내지 605nm 파장대의 오렌지색을 흡수할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light harvesting dye is capable of absorbing orange light having a wavelength range of 600 to 605 nm.

또한, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산 서열을 가지는 광수확 색소 GAF2 도메인을 제공한다.In addition, the present invention provides a light harvesting dye GAF2 domain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

또한, 본 발명은 서열번호 3의 염기서열을 가지는 광수확 색소 GAF3 폴리뉴클레오티드를 제공한다.In addition, the present invention provides a light harvesting dye GAF3 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 유전자는 남세균인 마이크로콜레우스 B353 유래일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gene may be derived from S. cerevisiae, Microcoleus B353.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광수확 색소는 600 내지 605nm 파장대의 오렌지색을 흡수할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light harvesting dye is capable of absorbing orange light having a wavelength range of 600 to 605 nm.

또한, 본 발명은 서열번호 4의 아미노산 서열을 가지는 광수확 색소 GAF3 도메인을 제공한다.In addition, the present invention provides a light harvesting dye GAF3 domain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4.

또한, 본 발명은 서열번호 5의 염기서열을 가지는 광수확 색소 GAF4 폴리뉴클레오티드를 제공한다.Further, the present invention provides a light harvesting dye GAF4 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 유전자는 남세균인 마이크로콜레우스 B353 유래일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gene may be derived from S. cerevisiae, Microcoleus B353.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광수확 색소는 자외선/녹색광의 광가역적 활성을 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light harvesting dye may have optical reversible activity of ultraviolet / green light.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 자외선/녹색광의 광가역적 활성은 자외선 흡수 시 녹색광을 흡수할 수 있는 상태가 되며, 녹색광 흡수 시 다시 자외선을 흡수할 수 있는 상태로 되돌아가는 광전환일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the photo reversible activity of the ultraviolet / green light may be a state of being able to absorb green light upon absorption of ultraviolet light and returning to a state capable of absorbing ultraviolet light upon absorption of green light .

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광수확 색소는 흡수된 에너지를 다른 색소분자에 전달할 수 있는 보조색소일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light harvesting dye may be an auxiliary dye capable of transferring the absorbed energy to other dye molecules.

또한, 본 발명은 서열번호 6의 아미노산 서열을 가지는 광수확 색소 GAF4 도메인을 제공한다.In addition, the present invention provides a light harvesting dye GAF4 domain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6.

또한, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열을 가지는 GAF2 폴리뉴클레오티드; 서열번호 3의 염기서열을 가지는 GAF3 폴리뉴클레오티드; 및 서열번호 5의 염기서열을 가지는 GAF4 폴리뉴클레오티드를 포함하는 서열번호 9의 염기서열을 가지는 자외선/녹색광 수확색소 유전자를 제공한다.Further, the present invention provides a polynucleotide comprising a GAF2 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1; A GAF3 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3; And a GAF4 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.

또한, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산 서열을 가지는 GAF2 도메인; 서열번호 4의 아미노산 서열을 가지는 GAF3 도메인; 및 서열번호 6의 아미노산 서열을 가지는 GAF4 도메인을 포함하는 서열번호 10의 아미노산 서열을 가지는 자외선/녹색광 수확색소 단백질을 제공한다.Further, the present invention provides a recombinant vector comprising a GAF2 domain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; A GAF3 domain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4; And a GAF4 domain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6. The present invention also provides an ultraviolet / green light harvesting pigment protein having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 10.

또한, 본 발명은 상기 자외선/녹색광 수확색소 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.In addition, the present invention provides a recombinant vector comprising the ultraviolet / green light harvest pigment gene.

또한, 본 발명은 상기 벡터를 식물에 도입하여 광합성 이용 효율을 증대시키는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for introducing the vector into a plant to increase the utilization efficiency of photosynthesis.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 식물은 피코에리트린을 광수확 색소로 가지고 있지 않은 남세균; 염록소 b를 보조색소로 갖는 녹조류; 및 육상고등식물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plant is selected from the group consisting of Ms. Green algae having chlorophyll b as an auxiliary pigment; And terrestrial higher plants.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광합성 이용 효율 증대는 식물에 자외선/녹색광 수확색소 유전자 도입을 통해 자외선 및 녹색광을 광합성의 광원으로 이용함으로써 이루어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the efficiency of utilizing the photosynthesis can be increased by introducing ultraviolet / green light harvest pigment genes into plants and using ultraviolet light and green light as light sources for photosynthesis.

본 발명은 자외선과 녹색광을 흡수할 수 있는 새로운 광수확 색소를 발굴한 것으로서 상기 색소를 가시광선 중 녹색을 광합성 에너지 변환에 이용하지 못하는 남세균, 녹조류, 고등식물 등의 광합성 식물에 도입함으로써 빛에너지 전환효율을 획기적으로 증대시킴으로써 작물의 생산성 제고에 기여할 수 있다.The present invention is a novel light harvesting dye capable of absorbing ultraviolet light and green light. The pigment is introduced into photosynthetic plants such as mosses, green algae, and higher plants that can not be used for photosynthesis energy conversion of visible light, By dramatically increasing the efficiency, it can contribute to productivity improvement of crops.

도 1은 마이크로콜레우스 유래 GHP 단백질의 도메인 구조와 잘 보존된 CH 모티브를 보여주는 그림이다. 도 1a는 4개의 GAF 도메인과 1개의 Methyl accepting chemotaxis protein (MCP)로 구성되어 있는 GHP 단백질 모식도이다. 도 1b는 GHP의 4개의 GAF 도메인과 남세균 피토크롬 Cph1 및 자외선/녹색 광수용체 UirS의 GAF 도메인의 아미노산 서열을 나타낸 것으로 CH 모티브에 GAF1에는 시스테인 잔기가 없으며, GAF2와 3은 CH를, 그리고 GAF4는 CY 잔기를 가짐을 보여준다. 또한 UirS에 있는 DXCF 모티브 대신에 Cys713을 가지고 있다.
도 2는 PCB를 생산하는 대장균으로부터 분리된 재조합 His6GHP-GAF2, His6GHP-GAF3, His6GHP-GAF4 및 His6GHP-GAF2/3/4 용액을 나타낸 사진이다.
도 3은 대장균에서 분리된 GHP의 GAF2, GAF3, GAF4 및 GAF2/3/4 도메인 단백질(도 3a)과 아미노산 치환에 의한 GAF4 도메인 단백질의 7종류 변이체(도 3b)의 쿠마시 브릴리언트 블루(CBB) 염색과 아연(Zn2+)-의존적인 형광발광을 보여 주는 사진이다.
도 4는 재조합 마이크로콜레우스 GHP의 분광학적 특성을 보여주는 그래프이다. PCB-생산 대장균으로부터 분리된 재조합 His6GHP-GAF2, His6GHP-GAF3, His6GHP-GAF4 및 His6GHP-GAF2/3/4의 흡수(A), 단백질 구조변화 후의 흡수(B), 이들 사이의 흡수 차이(C), 및 실온 방출형광 스펙트럼(D)을 나타낸 것이다.
도 5는 GHP 단백질의 GAF4 도메인의 보존되어있는 모티브 아미노산의 치환을 통해 만들어진 단백질 변이체 7종류의 흡수스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 6는 GHP 단백질의 GAF 도메인간의 빛 에너지 흡수와 전달을 보여주는 모식도로서 GAF4에 의해서 녹색광이 흡수된 후 GAF2 혹은 GAF3으로 빛 에너지가 전달되는 것을 모식화한 것이다.
도 7은 pBAD/mycHisC에 각각의 GAF 도메인의 염기서열(GAF2, GAF3, GAF4 또는 GAF2/3/4)이 연결된 재조합 플라스미드의 벡터 맵을 나타낸 것이다.
Figure 1 shows the domain structure of the GHP protein from Microcoleus and a well-preserved CH motif. 1A is a schematic diagram of a GHP protein composed of four GAF domains and one Methyl accepting chemotaxis protein (MCP). Fig. 1B shows the amino acid sequences of the four GAF domains of GHP, the S. cerevisiae phytochrome Cph1, and the GAF domain of the ultraviolet / green photoreceptor UirS. In the CH motif, GAF1 has no cysteine residue, GAF2 and 3 have CH, and GAF4 has CY Residue. It also has Cys713 instead of the DXCF motif in UirS.
FIG. 2 is a photograph showing recombinant His6GHP-GAF2, His6GHP-GAF3, His6GHP-GAF4 and His6GHP-GAF2 / 3/4 solutions isolated from Escherichia coli producing PCBs.
FIG. 3 is a graph showing the results of the expression of Coomassie brilliant blue (CBB) of seven mutants (FIG. 3B) of GAF2, GAF3, GAF4 and GAF2 / 3/4 domain proteins of GHP isolated from E. coli (FIG. This is a photograph showing the staining and zinc (Zn2 +) -dependent fluorescence emission.
4 is a graph showing the spectroscopic characteristics of recombinant micro-core GHP. Absorption (A) of recombinant His6GHP-GAF2, His6GHP-GAF3, His6GHP-GAF4 and His6GHP-GAF2 / 3/4 isolated from PCB-producing E. coli, Absorption after protein structural change (B) , And a room temperature emission fluorescent spectrum (D).
FIG. 5 shows the absorption spectra of seven protein variants produced through substitution of the conserved motif amino acids of the GAF4 domain of the GHP protein.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the absorption and transmission of light energy between the GAF domains of the GHP proteins. FIG. 6 is a schematic diagram showing that light energy is transferred to GAF2 or GAF3 after green light is absorbed by GAF4.
Fig. 7 shows the vector map of recombinant plasmids in which the base sequence (GAF2, GAF3, GAF4 or GAF2 / 3/4) of each GAF domain is linked to pBAD / mycHisC.

본 발명은 신규한 광수확 색소인 GAF2, GAF3, GAF4 및 GAF2~GAF4를 모두 포함하는 자외선/녹색광 수확색소 단백질을 제공함에 그 특징이 있다.The present invention is characterized by providing an ultraviolet / green light harvesting pigment protein including all of the novel light harvesting pigments GAF2, GAF3, GAF4, and GAF2 to GAF4.

보다 구체적으로 본 발명은, 특정 염기서열을 가지는 광수확 색소 GAF2, GAF3, GAF4 각각의 폴리뉴클레오티드와 이들을 모두 포함하는 자외선/녹색광 수확색소 유전자; 및 특정 아미노산 서열을 가지는 광수확 색소 GAF2, GAF3, GAF4 각각의 도메인과 이들을 모두 포함하는 자외선/녹색광 수확색소 단백질을 제공한다.More specifically, the present invention relates to a polynucleotide of each of light harvesting pigments GAF2, GAF3 and GAF4 having a specific base sequence and an ultraviolet / green light harvesting pigment gene comprising both of them. And domains of light harvesting pigments GAF2, GAF3, and GAF4 having specific amino acid sequences, and ultraviolet / green light harvesting pigment proteins including both of them.

본 발명에서 ‘광수확 색소’는 광합성에서 빛을 흡수하고 그 에너지를 반응중심에 전달하는 역할을 하는 색소를 총칭하는 개념으로, 집광성 색소(light harvesting pigment)로도 불린다.In the present invention, the 'light harvesting pigment' is a concept collectively referred to as a light harvesting pigment, which is a concept that collects light in photosynthesis and transmits the energy to the reaction center.

본 발명에서 ‘자외선/녹색광 수확색소’는 자외선과 녹색광을 흡수할 수 있는 색소를 의미한다. 하기에서는 이러한 자외선/녹색광 수확색소(UV/Green Light Harvesting Pigment)를 간략하게 ‘GHP’로 명명하였다.In the present invention, 'ultraviolet / green light harvesting pigment' means a pigment capable of absorbing ultraviolet light and green light. In the following, this UV / Green Light Harvesting Pigment is briefly referred to as 'GHP'.

본 발명자들은 사상형 남세균인 Microcoleus sp. B353의 유전체 분석 결과를 바탕으로, 상기 미생물의 GHP 단백질이 4개의 GAF 도메인과 1개의 주화성 조절단백질(methyl accepting chemotaxis protein: MCP)을 가지고 있는 것을 최초로 규명하였으며, 특히 상기 4개의 GAF 도메인 중 3개의 도메인이 광수용체 기능이 있는 것을 확인하였고, 본 발명에서는 이들을 각각 GAF 2, GAF 3 및 GAF 4로 명명하였다.The inventors of the present invention have found that fungal strains of Microcoleus sp. Based on the results of the genome analysis of B353, it was first identified that the GHP protein of the microorganism has four GAF domains and one methylation-accepting chemotaxis protein (MCP). Especially, among the four GAF domains, 3 Were found to have photoreceptor functions, and in the present invention they were named as GAF 2, GAF 3 and GAF 4, respectively.

먼저, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열을 가지는 광수확 색소 GAF2 폴리뉴클레오티드 또는 상기 염기서열의 변이체를 제공한다. 구체적으로, 상기 폴리뉴클레오티드는 서열번호 1의 염기서열과 각각 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 더 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 염기서열을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드에 대한 "서열 상동성의 %"는 두 개의 최적으로 배열된 서열과 비교 영역을 비교함으로써 확인되며, 비교 영역에서의 폴리뉴클레오티드 서열의 일부는 두 서열의 최적 배열에 대한 참고 서열(추가 또는 삭제를 포함하지 않음)에 비해 추가 또는 삭제(즉, 갭)를 포함할 수 있다.First, the present invention provides a light-harvesting dye GAF2 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a variant of the above-mentioned nucleotide sequence. Specifically, the polynucleotide has a nucleotide sequence having a sequence homology of 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more, with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 . ≪ / RTI > "% Of sequence homology to polynucleotides" is ascertained by comparing the comparison region with two optimally aligned sequences, and a portion of the polynucleotide sequence in the comparison region is the reference sequence for the optimal alignment of the two sequences (I. E., A gap) relative to the < / RTI >

본 기술분야의 당업자라면 이러한 인위적인 변형에 의해 70% 이상 상동성이 유지되는 염기서열이 본 발명에서 목적하는 유전자 발현을 위한 광수확 활성을 보유하는 한, 본 발명의 GAF2 폴리뉴클레오티드와 균등물로서 본 발명의 권리 범위에 속함을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that as long as the nucleotide sequence that retains at least 70% homology by such an artificial modification retains the light harvesting activity for gene expression desired in the present invention, the GAF2 polynucleotide of the present invention And the scope of the invention is not limited thereto.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 GAF2 폴리뉴클레오티드는 남세균에서 유래한 것일 수 있으며, 자세하게는 마이크로콜레우스 종(Microcoleus sp.) 유래일 수 있으며, 더욱 자세하게는 마이크로콜레우스 B353(Microcoleus sp. B353) 유래일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the GAF2 polynucleotide may be derived from a microorganism , and more particularly, may be derived from a microcoleus sp., And more particularly, Microcoleus sp. B353, Lt; / RTI >

이러한 상기 GAF2 폴리뉴클레오티드는 600 내지 605nm 파장대의 오렌지색을 흡수하는 광수확 색소 기능을 가질 수 있다.Such GAF2 polynucleotides may have a light harvesting pigment function to absorb the orange color of the 600 to 605 nm wavelength band.

본 발명은 또한, 서열번호 2의 아미노산 서열을 가지는 광수확 색소 GAF2 도메인을 제공한다.The present invention also provides a light harvesting dye GAF2 domain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

본 발명에서 상기 GAF2 도메인은, 야생형뿐만 아니라 90% 이상의 아미노산 상동성을 가지고 광수확 활성을 가지는 기능적 상동체를 포함할 수 있다.In the present invention, the GAF2 domain may include not only a wild type but also a functional homolog having a light harvesting activity with an amino acid homology of 90% or more.

본 발명에서 용어 "상동성"이란 야생형(wild type) 단백질의 아미노산 서열과의 유사한 정도를 나타내기 위한 것으로서, 본 발명의 광수확 색소 GAF2 도메인(폴리펩티드)은 서열번호 2의 서열로 정의되는 야생형 아미노산 서열과 70% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 95% 이상 동일한 아미노산 서열을 포함한다. 이러한 상동성의 비교는 육안으로나 구입이 용이한 비교 프로그램을 이용하여 수행할 수 있다. 시판되는 컴퓨터 프로그램은 2개 이상의 서열 간의 상동성을 백분율(%)로 계산할 수 있으며, 상동성(%)은 인접한 서열에 대해 계산될 수 있다.As used herein, the term "homology" refers to a similar degree to the amino acid sequence of a wild type protein, wherein the light harvesting dye GAF2 domain (polypeptide) of the present invention comprises a wild-type amino acid as defined by the sequence of SEQ ID NO: 2 And more preferably 70% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more. This comparison of homology can be performed using a visual program or a comparison program that is easy to purchase. Commercially available computer programs can calculate homology between two or more sequences as a percentage, and homology (%) can be calculated for adjacent sequences.

본 기술 분야의 당업자라면 이러한 인위적인 변형에 의해 90% 이상의 상동성이 유지되고 본 발명에서 광수확 활성을 보유하는 한 균등한 도메인(폴리펩티드)임을 쉽게 이해할 것이다.One of ordinary skill in the art will readily recognize that this artificial modification retains at least 90% homology and is an equivalent domain (polypeptide) as long as it retains light harvesting activity in the present invention.

본 발명의 GAF2 도메인(폴리펩티드)은 광수확 활성을 보유하는 한 이들의 아미노산 서열 변이체를 포함할 수 있다. 여기서 변이체란 천연 아미노산 서열과 하나 이상의 아미노산 잔기가 결실, 삽입, 비보전적 또는 보전적 치환 또는 이들의 조합에 의하여 상이한 서열을 가지는 단백질을 의미한다. The GAF2 domains (polypeptides) of the present invention may comprise amino acid sequence variants thereof as long as they retain light harvesting activity. By mutant herein is meant a protein having a sequence that differs by natural amino acid sequence and one or more amino acid residues by deletion, insertion, non-conservative or conservative substitution, or a combination thereof.

이러한 변이체는 야생형과 실질적으로 동등한 활성을 갖는 기능적 상동체 또는 물리 화학적 성질을 증가 또는 감소시키는 변형을 가지는 단백질을 포함한다. 바람직하게는 단백질의 물리 화학적 성질이 변형된 변이체이다. 예를 들어, 온도, 수분, pH, 전해질, 환원당, 가압, 건조, 동결, 계면장력, 광선, 동결과 해동의 반복, 고농도 조건 등의 물리적 요인과 산, 알카리, 중성염, 유기용매, 금속이온, 산화환원제, 프로티아제 등의 화학적 요인의 외부 환경에 대한 구조적 안정성이 증대된 변이체이다. 또한 아미노산 서열상의 변이로 활성이 증대된 변이체일 수 있다.Such variants include functional homologues having substantially equivalent activity to the wild type or proteins having modifications that increase or decrease physicochemical properties. Preferably, the physicochemical properties of the protein are modified variants. For example, physical factors such as temperature, moisture, pH, electrolyte, reducing sugar, pressurization, drying, freezing, interfacial tension, lightning, repetition of freezing and thawing, high concentration conditions, and acid, alkali, neutral salt, organic solvent, , Oxidation-reduction agent, protease, and the like are increased in structural stability to the external environment. It may also be a mutant having increased activity due to a mutation in the amino acid sequence.

본 발명의 GAF2 도메인(폴리펩티드)은 마이크로콜레우스 B353(Microcoleus sp. B353)으로부터 직접 분리하여 제조하거나, 화학적으로 합성하거나, 유전자 재조합 기술을 이용하여 얻을 수도 있다. The GAF2 domain (polypeptide) of the present invention can be prepared by directly isolating from Microcoleus sp. B353, chemically synthesized, or obtained using a gene recombination technique.

먼저, 본 발명의 GAF2 도메인(폴리펩티드)은 마이크로콜레우스 B353으로부터 직접 분리하여 제조할 수 있다. 세포에 함유된 본 발명의 GAF2 도메인(폴리펩티드)의 분리 및 정제는 많은 공지 방법에 의해 실시할 수 있다.First, the GAF2 domain (polypeptide) of the present invention can be prepared by directly isolating from Microcoleus B353. The separation and purification of the GAF2 domain (polypeptide) of the present invention contained in the cells can be carried out by a number of known methods.

또한 본 발명의 GAF2 도메인(폴리펩티드)은 화학적으로 합성할 수 있다. 화학적으로 합성하여 제조하는 경우, 당 분야에 널리 공지된 폴리펩티드 합성법을 이용하여 얻을 수 있다. 폴리펩티드는 통상의 단계적인 액체 또는 고체상 합성, 단편 응축, F-MOC 또는 T-BOC 화학법을 이용하여 제조할 수 있다. 특히, 바람직한 폴리펩티드의 제조방법은 고체상 합성방법(solid phase syntheses)을 이용하는 것이다. GAF2 도메인(폴리펩티드)은 보호된 아미노산간의 응축반응(condensation reaction)에 의하여 통상의 고체상 방법으로, C-말단으로부터 시작하여 그 서열에 따라 순차적으로 진행하면서 합성할 수 있다. 응축 반응 후 보호기 및 C-말단 아미노산이 연결된 담체를 산분해(acid decomposition) 또는 아미놀리시스(aminolysis)와 같은 공지의 방법에 의해 제거할 수 있다. 상기 언급된 폴리펩티드 합성법은 관련 서적에 상세히 기술되어 있다.The GAF2 domain (polypeptide) of the present invention can be chemically synthesized. When chemically synthesized, it can be obtained by using a polypeptide synthesis method well known in the art. Polypeptides can be prepared using conventional stepwise liquid or solid phase synthesis, fractional condensation, F-MOC or T-BOC chemistry. In particular, the preferred method of preparing the polypeptide is by using solid phase syntheses. The GAF2 domain (polypeptide) can be synthesized by a condensation reaction between the protected amino acids in a conventional solid-phase method, starting from the C-terminus and progressing sequentially according to the sequence. After the condensation reaction, the protecting group and the carrier to which the C-terminal amino acid is linked can be removed by a known method such as acid decomposition or aminolysis. The above-mentioned polypeptide synthesis methods are described in detail in the relevant publications.

또한 본 발명의 GAF2 도메인(폴리펩티드)은 유전자 재조합 기술을 이용하여 얻을 수도 있다. 유전자 재조합 기술을 이용할 경우, 본 발명의 GAF2 도메인(폴리펩티드)을 코딩하는 폴리뉴클레오티드(핵산)를 적절한 발현 벡터에 삽입하고, 벡터를 숙주세포로 형질전환하여 본 발명의 GAF2 도메인 단백질이 발현되도록 숙주세포를 배양한 뒤, 숙주세포로부터 상기 단백질을 회수하는 과정으로 수득할 수 있다. 단백질은 선택된 숙주 세포에서 발현시킨 후, 분리 및 정제를 위해 통상적인 생화학 분리 기술, 예를 들어 단백질 침전제에 의한 처리(염석법), 원심분리, 초음파파쇄, 한외여과, 투석법, 분자체 크로마토그래피(겔여과), 흡착크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피, 친화도 크로마토그래피 등의 각종 크로마토그래피 등을 이용할 수 있으며, 통상적으로 순도가 높은 단백질을 분리하기 위하여 이들을 조합하여 이용한다.The GAF2 domain (polypeptide) of the present invention may also be obtained using a gene recombination technique. When a gene recombination technique is used, a polynucleotide (nucleic acid) encoding the GAF2 domain (polypeptide) of the present invention is inserted into an appropriate expression vector, and the vector is transformed into a host cell to transform the GAF2 domain protein of the present invention into a host cell , And then recovering the protein from the host cell. The protein may be expressed in a selected host cell and then subjected to conventional biochemical separation techniques such as treatment with a protein precipitant (salting-out method), centrifugation, ultrasonic disruption, ultrafiltration, dialysis, (Gel filtration), adsorption chromatography, ion exchange chromatography, affinity chromatography, and the like. In order to separate proteins having high purity, they are used in combination.

본 발명은 또한, 서열번호 3의 염기서열을 가지는 광수확 색소 GAF3 폴리뉴클레오티드 또는 상기 염기서열의 변이체를 제공한다. 구체적으로, 상기 폴리뉴클레오티드는 서열번호 3의 염기서열과 각각 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 더 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 염기서열을 포함할 수 있다. The present invention also provides a light harvesting dye GAF3 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or a variant of the above base sequence. Specifically, the polynucleotide has a nucleotide sequence having a sequence homology of 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more, with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 . ≪ / RTI >

본 발명의 일 구체예에서, 상기 GAF3 폴리뉴클레오티드는 남세균에서 유래한 것일 수 있으며, 자세하게는 마이크로콜레우스 종(Microcoleus sp.) 유래일 수 있으며, 더욱 자세하게는 마이크로콜레우스 B353(Microcoleus sp. B353) 유래일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the GAF3 polynucleotide may be derived from a bacterium belonging to the genus Microcleus , and more specifically, may be derived from a microcoleus sp., And more particularly, Microcoleus sp. B353, Lt; / RTI >

이러한 상기 GAF3 폴리뉴클레오티드는 600 내지 605nm 파장대의 오렌지색을 흡수하는 광수확 색소 기능을 가질 수 있다.Such GAF3 polynucleotides may have a light harvesting pigment function to absorb orange color of 600 to 605 nm wavelength band.

본 발명은 또한, 서열번호 4의 아미노산 서열을 가지는 광수확 색소 GAF3 도메인(폴리펩티드)을 제공한다.The present invention also provides a light harvesting dye GAF3 domain (polypeptide) having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4.

본 발명에서 상기 GAF3 도메인(폴리펩티드)은, 야생형뿐만 아니라 90% 이상의 아미노산 상동성을 가지고 광수확 활성을 가지는 기능적 상동체를 포함할 수 있다.In the present invention, the GAF3 domain (polypeptide) may include not only a wild type but also a functional homolog having a light harvesting activity with an amino acid homology of 90% or more.

본 발명은 또한, 서열번호 5의 염기서열을 가지는 광수확 색소 GAF4 폴리뉴클레오티드 또는 상기 염기서열의 변이체를 제공한다. 구체적으로, 상기 폴리뉴클레오티드는 서열번호 5의 염기서열과 각각 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 더 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 염기서열을 포함할 수 있다.The present invention also provides a light-harvesting dye GAF4 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 or a variant of the above-mentioned nucleotide sequence. Specifically, the polynucleotide has a nucleotide sequence having a sequence homology of 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more, with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 . ≪ / RTI >

본 발명의 일 구체예에서, 상기 GAF4 폴리뉴클레오티드는 남세균에서 유래한 것일 수 있으며, 자세하게는 마이크로콜레우스 종(Microcoleus sp.) 유래일 수 있으며, 더욱 자세하게는 마이크로콜레우스 B353(Microcoleus sp. B353) 유래일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the GAF4 polynucleotide may be derived from a bacterium belonging to the genus Bacillus , and more specifically, may be derived from a microcoleus sp., More specifically, Microcoleus sp. B353, Lt; / RTI >

본 발명의 상기 GAF4 폴리뉴클레오티드는 자외선/녹색광의 광가역적 기능을 가질 수 있다.The GAF4 polynucleotide of the present invention may have a photoreactive function of ultraviolet / green light.

본 발명에서 상기 자외선/녹색광의 광가역적 기능이란 자외선 흡수 시 녹색광을 흡수할 수 있는 상태가 되며, 녹색광 흡수 시 다시 자외선을 흡수할 수 있는 상태로 되돌아가는 광의 형태 변환을 수반할 수 있는 기능을 의미한다.In the present invention, the optical reversible function of the ultraviolet / green light means a function capable of absorbing green light upon absorption of ultraviolet light, accompanied by a type conversion of light returning to a state capable of absorbing ultraviolet light again upon absorption of green light do.

상기 GAF4 폴리뉴클레오티드는 또한 흡수된 에너지를 다른 색소분자에 전달할 수 있는 보조색소 기능을 가질 수 있다.The GAF4 polynucleotide may also have an auxiliary pigment function capable of transferring the absorbed energy to other pigment molecules.

본 발명은 또한, 서열번호 6의 아미노산 서열을 가지는 광수확 색소 GAF4 도메인(폴리펩티드)을 제공한다.The present invention also provides a light harvesting dye GAF4 domain (polypeptide) having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6.

본 발명에서 상기 GAF4 도메인(폴리펩티드)은, 야생형뿐만 아니라 90% 이상의 아미노산 상동성을 가지고 광수확 활성을 가지는 기능적 상동체를 포함할 수 있다.In the present invention, the GAF4 domain (polypeptide) may include not only a wild type but also a functional homolog having a light harvesting activity with an amino acid homology of 90% or more.

본 발명은 또한, 상기 GAF2, GAF3 및 GAF4 유전자를 모두 포함하는 서열번호 9의 염기서열을 가지는 자외선/녹색광 수확색소(GHP) 유전자 또는 상기 염기서열의 변이체를 제공한다. 구체적으로, 상기 유전자는 서열번호 9의 염기서열과 각각 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 더 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 염기서열을 포함할 수 있다. The present invention also provides an ultraviolet / green light harvesting dye (GHP) gene having the nucleotide sequence of SEQ. ID. NO: 9 including all of the GAF2, GAF3 and GAF4 genes, or a mutant of the above nucleotide sequence. Specifically, the gene has a nucleotide sequence having a sequence homology of at least 70%, more preferably at least 80%, further preferably at least 90%, most preferably at least 95% with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 .

본 발명의 상기 자외선/녹색광 수확색소(GHP) 유전자는 남세균에서 유래한 것일 수 있으며, 자세하게는 마이크로콜레우스 종(Microcoleus sp.) 유래일 수 있으며, 더욱 자세하게는 마이크로콜레우스 B353(Microcoleus sp. B353) 유래일 수 있다.The ultraviolet / green light harvesting dye (GHP) gene of the present invention may be derived from a microorganism belonging to the genus Soc ., And may be derived from Microcoleus sp., More specifically Microcoleus sp. B353 ). ≪ / RTI >

본 발명은 또한, 상기 GAF2, GAF3 및 GAF4 도메인을 모두 포함하는 서열번호 10의 아미노산 서열을 가지는 자외선/녹색광 수확색소(GHP) 단백질을 제공한다.The present invention also provides an ultraviolet / green light harvesting pigment (GHP) protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10, including both the GAF2, GAF3 and GAF4 domains.

본 발명에서 상기 자외선/녹색광 수확색소(GHP) 단백질은, 야생형뿐만 아니라 90% 이상의 아미노산 상동성을 가지고 광수확 활성을 가지는 기능적 상동체를 포함할 수 있다.In the present invention, the ultraviolet / green light harvesting dye (GHP) protein may include not only a wild type but also a functional homolog having a light harvesting activity with an amino acid homology of 90% or more.

본 발명은 또한, 상기 자외선/녹색광 수확색소(GHP) 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.The present invention also provides a recombinant vector comprising the above ultraviolet / green light harvesting dye (GHP) gene.

본 발명의 자외선/녹색광 수확색소(GHP) 유전자는 이를 발현하는 벡터에 의해 제공되어 단백질로 발현될 수 있다.The ultraviolet / green light harvesting dye (GHP) gene of the present invention can be provided by a vector expressing it and expressed as a protein.

본 발명에서 용어 "벡터"는 적합한 숙주 내에서 목적 유전자를 발현시킬 수 있도록 적합한 조절 서열에 작동 가능하게 연결된 유전자의 염기서열을 함유하는 DNA 제조물을 의미하는 것으로, 상기 조절 서열은 전사를 개시할 수 있는 프로모터, 그러한 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열, 및 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함한다.The term "vector" as used herein refers to a DNA construct containing a base sequence of a gene operably linked to a suitable regulatory sequence so as to be capable of expressing the gene of interest in a suitable host, said regulatory sequence being capable of initiating transcription A promoter, any operator sequence for modulating such transcription, a sequence encoding a suitable mRNA ribosome binding site, and a sequence controlling the termination of transcription and translation.

본 발명에서 "작동가능하게 연결된 (operably linked)"는 일반적 기능을 수행하도록 핵산 발현조절 서열과 목적하는 단백질을 코딩하는 핵산 서열이 기능적으로 연결되어 있는 것을 말한다. 예를 들어 프로모터와 단백질 또는 RNA를 코딩하는 핵산 서열이 작동가능하게 연결되어 코딩서열의 발현에 영향을 미칠 수 있다. 재조합 벡터와의 작동적 연결은 당해 기술분야에서 잘 알려진 유전자 재조합 기술을 이용하여 제조할 수 있으며, 부위-특이적 DNA 절단 및 연결은 당해 기술 분야에서 일반적으로 알려진 효소 등을 사용한다.In the present invention, "operably linked" refers to a functional linkage between a nucleic acid expression control sequence and a nucleic acid sequence encoding a desired protein to perform a general function. For example, a nucleic acid sequence encoding a promoter and a protein or RNA may be operably linked to affect the expression of the coding sequence. The operative linkage with the recombinant vector can be produced using genetic recombination techniques well known in the art, and site-specific DNA cleavage and linkage are made using enzymes generally known in the art.

본 발명의 벡터는 프로모터, 개시코돈, 종결코돈, 폴리아데닐화 시그널 및 인핸서 같은 발현 조절 엘리먼트, 분비시그널 등을 포함할 수 있으며, 목적에 따라 다양하게 제조될 수 있다. 개시 코돈 및 종결 코돈은 유전자 작제물이 투여되었을 때 개체에서 반드시 작용을 나타내야 하며 코딩 서열과 인프레임(in frame)에 있어야 한다.The vector of the present invention may include expression regulatory elements such as a promoter, an initiation codon, a stop codon, a polyadenylation signal and an enhancer, a secretion signal, and the like, and may be variously manufactured according to the purpose. The initiation codon and the termination codon must be operative in the individual when the gene construct is administered and in the coding sequence and in frame.

본 발명에서 사용되는 벡터는 숙주 중에서 복제 가능한 것이면 특별히 한정되지 않으며 당 업계에 알려진 임의의 벡터를 이용할 수 있다. 예컨대 플라스미드, 코즈미드, 파지 입자, 바이러스 벡터 또는 간단하게 잠재적 게놈 삽입물일 수 있으며, 바람직하게는 피코시아노빌린 크로모포어를 형성하는 단백질 발현용 대장균인 LMG-pPL-PCB를 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 벡터는 적당한 숙주 내로 형질전환된 후, 숙주 게놈과 무관하게 복제되거나 기능할 수 있으며, 게놈 그 자체에 통합될 수 있다.The vector used in the present invention is not particularly limited as long as it is replicable in a host, and any vector known in the art can be used. For example, LMG-pPL-PCB, which is a plasmid, cosmid, phage particle, viral vector, or simply a potential genome insert, and preferably E. coli for protein expression that forms a picocyananolchromophore can be exemplified, But is not limited thereto. The vector may be transcribed into a suitable host, then replicated or functional, independent of the host genome, and integrated into the genome itself.

또한, 본 발명의 벡터는 선별 마커(selection market)를 추가로 포함할 수 있다. 선별 마커는 벡터로 형질전환된 세포를 선별, 즉, 목적 유전자의 삽입 여부를 확인하기 위한 것으로, 약물 내성, 영양 요구성, 세포 독성제에 대한 내성 또는 표면 단백질의 발현과 같은 선택가능 표현형을 부여하는 마커들이 사용될 수 있다. 선택제(selective agent)가 처리된 환경에서는 선별 마커를 발현하는 세포만 생존하거나, 다른 표현 형질을 나타내므로, 형질전환된 세포를 선별할 수 있다.In addition, the vector of the present invention may further include a selection marker. The selection marker is used to select a cell transformed with a vector, that is, to confirm whether a target gene has been inserted, and to give a selectable phenotype such as resistance to drug resistance, nutritional requirement, tolerance to cytotoxic agent, or surface protein expression May be used. In the environment treated with the selective agent, only the cells expressing the selection marker survive or express different phenotypes, so that the transformed cells can be selected.

본 발명은 또한, 상기 벡터로 형질전환된 형질전환체를 제공하는 것이다. 본 발명의 형질전환체는 벡터를 프로모터가 작용할 수 있는 양태로 숙주세포 내에 도입시키는 것에 의해 구축될 수 있다.The present invention also provides a transformant transformed with said vector. The transformant of the present invention can be constructed by introducing the vector into the host cell in such a manner that the promoter can function.

본 발명에서 용어 "형질전환"은 DNA를 숙주로 도입하여 DNA가 염색체외 인자로서 또는 염색체 통합완성에 의해 복제가능하게 되는 것을 의미한다. 형질전환은 핵산 분자를 유기체, 세포, 조직 또는 기관에 도입하는 어떤 방법도 포함되며, 당 분야에서 공지된 바와 같이 숙주 세포에 따라 적합한 표준 기술을 선택하여 수행할 수 있다. 이런 방법에는 전기천공법(electroporation), 인산칼슘(CaPO4) 침전, 염화칼슘(CaCl2) 침전, 미세주입법(microinjection), 폴리에틸렌글리콜(PEG)법, DEAE-덱스트란법, 양이온 리포좀법, 및 초산 리튬-DMSO법 등이 포함될 수 있으나 이들로 제한되는 것은 아니다.The term "transformed" in the present invention means that DNA is introduced into the host and the DNA becomes replicable as an extrachromosomal factor or by chromosome integration completion. Transformation includes any method of introducing a nucleic acid molecule into an organism, cell, tissue or organ, and can be carried out by selecting a suitable standard technique depending on the host cell as is known in the art. Such methods include electroporation, CaPO4 precipitation, CaCl2 precipitation, microinjection, polyethylene glycol (PEG), DEAE-dextran, cationic liposomes, and lithium acetate- DMSO, and the like, but are not limited thereto.

발현벡터로 형질전환되는 숙주세포에 따라서 단백질의 발현량과 수식 등이 다르게 나타나므로, 목적에 가장 적합한 숙주세포를 선택하여 사용하면 된다. 본 발명에서 이용될 수 있는 숙주세포로는 효모, 진균, 세균 또는 조류가 가능하며, 예를 들면, 대장균(Escherichia coli), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 스트렙토마이세스(Streptomyces), 슈도모나스(Pseudomonas), 프로테우스 미라빌리스(Proteus mirabilis), 스타필로코쿠스(Staphylococcus), 아스페르길러스(Aspergillus), 파라코커스 (Paracoccus), 플라보박테리움(Flavobacterium), 아그로박테리움 (Agrobacterium), 알칼리제네스 (Alcaligenes), 에르위니아 (Erwinia), 피치아 파스토리스(Pichia pastoris), 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 쉬조사카로마세스(Schizosaccharomyces), 뉴로스포라 크라사(Neurospora crassa) 등이 있다. 바람직하게는 대장균(Escherichia coli)이지만, 이에 제한되는 것은 아니다.Since the expression amount of the protein and the expression are different depending on the host cell transformed with the expression vector, the host cell most suitable for the purpose may be selected and used. The host cells that can be used in the present invention include yeast, fungi, bacteria, or algae. For example, Escherichia coli), Bacillus subtilis (Bacillus subtili s), Streptomyces (Streptomyces), Pseudomonas (Pseudomonas), Proteus Mira Billy's (Proteus mirabilis), Staphylococcus (Staphylococcus), Aspergillus way Russ (Aspergillus), Paracoccus (Paracoccus), Flavobacterium (Flavobacterium), Agrobacterium (Agrobacterium), alkali jeneseu (Alcaligenes), El Winiah (Erwinia), blood Chiapas pastoris (Pichia pastoris), Saccharomyces access to my Celebi jiae (Saccharomyces cerevisiae), investigating car break in Rome Seth (Schizosaccharomyces), Castello La Neuro Chrysler Corporation (Neurospora crassa ). Preferably, Escherichia coli ), but is not limited thereto.

본 발명은 또한, 상기 재조합 벡터를 식물에 도입하여 광합성 이용 효율을 증대시키는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for introducing the recombinant vector into a plant to increase the utilization efficiency of photosynthesis.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 식물은 자외선 또는 녹색광을 광합성의 광원으로 사용하지 못하는 것으로서, 자세하게는 피코에리트린을 광수확 색소로 가지고 있지 않은 남세균, 염록소 b를 보조색소로 갖는 녹조류 및 육상고등식물 등을 예시할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plant can not use ultraviolet light or green light as a light source for photosynthesis, and in detail, it can be used as a light source such as an antiseptic, Plants and the like.

상기 피코에리트린을 광수확 색소로 가지고 있지 않은 남세균의 종류로는 Synechocystis sp., Synechococcus sp., Prochlorococcus sp.등을 예시할 수 있으며; 상기 염록소 b를 보조색소로 갖는 녹조류의 종류로는 Chlaymydomonas 속, Chlorella 속, Nannochloropsis 속, Ettlia 속 등을 예시할 수 있으며; 상기 육상고등식물의 종류로는 옥수수, 사탕수수, 면화, 담배, 벼, 보리, 감자 등을 예시할 수 있으나, 특별히 이를 한정하는 것은 아니다.Examples of the species of mosses that do not have the above-mentioned picoeritrin as a light harvesting dye include Synechocystis sp., Synechococcus sp., And Prochlorococcus sp .; Examples of the green algae having the chlorophyll b as an auxiliary dye include Chlamydomonas, Chlorella, Nannochloropsis, and Ettlia; Examples of the land higher plants include corn, sugar cane, cotton, tobacco, rice, barley and potato, but the present invention is not limited thereto.

본 발명에서 상기 광합성 이용 효율 증대는 자외선/녹색광 수확색소(GHP) 유전자 도입을 통해 자외선 및 녹색광을 광합성의 광원으로 이용함으로써 이루어질 수 있으며, 그러한 구체적인 예는 하기 실시예를 통해 설명한다.
In the present invention, the efficiency of utilization of the photosynthetic activity can be enhanced by using ultraviolet light and green light as a light source for photosynthesis through the introduction of ultraviolet / green light harvesting dye (GHP) gene, and specific examples thereof will be described with reference to the following examples.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예들은 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, these examples are for illustrating the present invention specifically, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

<< 실시예Example >>

<재료 및 방법>&Lt; Materials and methods >

1. One. 마이크로콜레우스Microcore B353 균주 배양 B353 strain culture

Oscillatoriales목의 Microcoleus sp. B353는 러시아 Khilganta의 탄산호수에서 채집되어진 사상형의 남세균으로서, 담수나 해수에 분포하는 대부분의 남세균과는 달리 고알칼리, 고염도의 환경에 적응하여 생육 가능하다. 본 발명자들은 하기 실험에서 사용할 Microcoleus sp. IPPAS-B353는 러시아 아카데미 식물생리학 연구소 미세조류 은행(Institute of Plant Physiology, Russian Academy of Science, Moscow; GenBank ac. no. DQ222209)으로부터 제공받았다. Oscillatoriales Neck Microcoleus sp. B353 is a filamentous fungus collected from the carbonate lake of Khilganta, Russia. Unlike most cyanobacteria distributed in freshwater or seawater, it can grow in high alkali and high salt environments. The inventors of the present invention found that Microcoleus sp. IPPAS-B353 was obtained from the Institute of Plant Physiology, Russian Academy of Science, Moscow (GenBank ac.No. DQ222209), Russian Academy of Plant Physiology.

마이크로콜레우스 B353(Microcoleus B353) 균주는 백색광 (20 μmolm-2s-1)하에 30℃ 온도 조건으로 한천배지 (KCl 1.0g/L; NaHCO3 16.8g/L; K2HPO4 0.5g/L; NaNO3 2.5g/L; K2SO4 1.0g/L; NaCl 30g/L; MgSO4 0.1g/L; CaCl2 0.04g/L; FeSO4 0.01g/L; EDTA 0.08g/L; Trace metal (A5+Co) 1ml; pH 9.8; 2% Agar)에서 배양하였다.
Micro Collet mouse B353 (B353 Microcoleus) strain is a white light (20 μmolm-2s-1) agar medium with 30 ℃ temperature conditions in the (KCl 1.0g / L; NaHCO3 16.8g / L; K2HPO4 0.5g / L; NaNO3 2.5g / L; K2SO4 1.0 g / L; NaCl 30 g / L; MgSO4 0.1 g / L; CaCl2 0.04 g / L; FeSO4 0.01 g / L; EDTA 0.08 g / L; Trace metal (A5 + Co) % Agar).

2. 게놈 2. Genome DNADNA 분리 및 자외선/ Separation and ultraviolet / 녹색광Green light 수확색소( Harvest coloring ( GHPGHP ) ) GAFGAF 도메인  domain 클로닝Cloning

게놈 DNA 분리는 지수 생장기의 마이크로콜레우스 B353(Microcoleus B353) 세포를 원심분리(3,500 rpm, 15분, 4℃) 하여 세포를 수확한 후 200 μl TEN 완충액(10 mM Tris-Cl, 150 mM NaCl, 100 mM EDTA)에 현탁시켰다. 여기에 10μl lysozyme(20 mg/ml)을 첨가하여 37℃에서 15분 반응시켜 세포를 파괴한 뒤, 10% SDS 5 μl을 첨가하여 흔들어 주었다. 이 반응물질에 5μl protease K(20 ug/ml)을 첨가하고 60℃에서 1시간 반응시킨 후 400μl 페놀을 첨가한 뒤, 원심분리(3,500 rpm, 3분, 상온)하여 상등액을 새 튜브에 옮겼다. 상등액과 동일량의 페놀:클로로포롬:아이소아밀 알코올을 첨가하여 상온에서 3-5분 흔들어 주었다. 다시 원심분리(3,500 rpm, 3분, 상온)한 후, 얻어진 상등액은 20μl 3M sodium acetate (pH 5.2), 400 μl 에탄올과 혼합한 뒤, 원심분리(3,500 rpm, 3분, 상온)를 통해 DNA만 수득하였다.For genomic DNA isolation, the cells were harvested by centrifugation (3,500 rpm, 15 min, 4 ° C) of the microcoleus B353 cells of the exponential growth period, and then 200 μl of TEN buffer (10 mM Tris-Cl, 150 mM NaCl, 100 mM EDTA). 10 μl lysozyme (20 mg / ml) was added thereto, and the cells were disrupted by reacting at 37 ° C for 15 minutes, followed by addition of 5 μl of 10% SDS and shaking. 5 μl of protease K (20 μg / ml) was added to the reaction mixture, and reacted at 60 ° C for 1 hour. 400 μl of phenol was added thereto, and the supernatant was transferred to a new tube by centrifugation (3,500 rpm, 3 minutes at room temperature). The same amount of phenol: chloroform: isoamyl alcohol as the supernatant was added and the mixture was stirred at room temperature for 3-5 minutes. After centrifugation (3,500 rpm, 3 minutes, room temperature), the supernatant was mixed with 20 μl of 3M sodium acetate (pH 5.2) and 400 μl of ethanol, and centrifuged (3,500 rpm, 3 min, .

자외선/녹색광 수확색소(GHP)의 GAF 도메인을 클로닝하기 위해, 먼저 각 GAF 도메인의 단백질 서열이 보존될 수 있도록 프라이머(하기 표 1 참조)를 제작하였으며 이때 양 말단에 어댑터로서 제한효소 인식부위를 삽입하였다. 사용되어진 제한효소는 클로닝하고자 하는 염기서열 내에 존재하지 않는 것으로 선택하였으며, 본 연구에는 XhoI과 EcoRI를 사용하였다. 제작된 프라이머를 이용하여 중합효소연쇄반응 통하여 각 GAF 도메인을 코딩할 수 있는 각각의 염기서열 절편을 얻었다. 이후 DH5a 대장균에 서브클로닝(subcloning)을 하여 벡터 pBAD/mycHisC (Invitrogen, USA)와 중합효소 연쇄반응을 통해 얻어진 각각의 GAF 도메인의 염기서열이 연결된 재조합 플라스미드를 얻었다(도 7 참조). 이후, 플라스미드를 추출하고 염기서열분석법을 통해 제작된 플라스미드 내에 염기서열이 정확하게 삽입되었는지 확인하였다. 목적하는 서열이 보존되었는지 최종 확인한 후, 피코시아노빌린(phycocyanobilin: 이하 간략하게 ‘PCB’로 표기함) 크로모포어를 형성하는 단백질 발현용 대장균 (LMG-pPL-PCB)에 형질전환하였다 (Gambetta, G.A. and J. C. Lagaris. 2001. Genetic engineering of phytochrome biosynthesis in bacteria. Proceedings of National Academy of Science, USA. 98, 10566-10571).
In order to clone the GAF domain of the ultraviolet / green light harvesting dye (GHP), primers (see Table 1 below) were first prepared so that the protein sequences of each GAF domain could be conserved. At this time, restriction enzyme recognition sites Respectively. The restriction enzymes used were selected not to be present in the nucleotide sequence to be cloned, and XhoI and EcoRI were used in this study. Each primer was used to obtain a fragment of each base sequence that can encode each GAF domain through polymerase chain reaction. Subsequently, subcloning was performed on DH5a E. coli to obtain a recombinant plasmid in which the base sequences of the respective GAF domains obtained by the polymerase chain reaction with the vector pBAD / mycHisC (Invitrogen, USA) were ligated (see FIG. 7). Then, the plasmid was extracted and it was confirmed whether the nucleotide sequence was correctly inserted into the plasmid prepared by the sequencing method. After final confirmation that the desired sequence was conserved, it was transformed into E. coli (LMG-pPL-PCB) for protein expression to form phycocyanobilin (briefly referred to as PCB) chromophores (Gambetta , GA and JC Lagaris, 2001. Genetic engineering of phytochrome biosynthesis in bacteria, Proceedings of the National Academy of Science, USA, 98, 10566-10571).

PCR에 사용된 프라이머 서열The primer sequences used in PCR 유전자gene 프라이머 서열Primer sequence 서열번호SEQ ID NO: GAF2GAF2 포워드Forward 5‘-GTACTCGAGACGGGTGATTGAGCGGATTC-3’Gt; 1111 리버스Reverse 5‘-GTGAATTCGATGACTTGGGCTACGGTG-3’Gt; 1212 GAF3GAF3 포워드Forward 5‘-GTACTCGAGCCGCATCCGTCAATCCCTC-3’Gt; 1313 리버스Reverse 5‘-GTGAATTCGTTCAGAGATTCCCGAAT-3’Gt; 1414 GAF4GAF4 포워드Forward 5‘-CATCTCGAGTCGGGAATCTCTGAACTTAG-3’5'-CATCTCGAGTCGGGAATCTCTGAACTTAG-3 ' 1515 리버스Reverse 5‘-CATCTGCAGCGGGAATCTCTGAACTTAG-3’ 5'-CATCTGCAGCGGGAATCTCTGAACTTAG-3 ' 1616 GAF2/3/4GAF2 / 3/4 포워드Forward 5‘-GTACTCGAGACGGGTGATTGAGCGGATTC-3’Gt; 1717 리버스Reverse 5‘-CATCTGCAGCGGGAATCTCTGAACTTAG-3’5'-CATCTGCAGCGGGAATCTCTGAACTTAG-3 ' 1818

3. 3. PCBPCB 생성  produce 대장균에서In E. coli 자외선/ UV-rays/ 녹색광Green light 수확색소( Harvest coloring ( GHPGHP ) ) GAFGAF 도메인 발현 및 순수분리 Domain expression and pure isolation

형질전환된 단백질 발현용 대장균은 RM 액체배지 (2% casamino acids; 1X M9 salts; MgCl2 1mM; 0.2% Glucose; Thiamine 0.1mM) 100ml에 항생제 앰피실린(200ug/L)와 카나마이신(50ug/L)을 첨가하고 OD600=0.1이 되도록 접종하여 OD600=0.4~0.6이 될 때까지 37℃에서 배양하였다. LB배지 500mL에 RM배지 100mL을 첨가하고 배양한 단백질 발현용 E. coli를 섞어준 뒤, FAC 25uM, ALA 25uM, IPTG 0.1mM, 앰피실린 200ug/L, 카나마이신 50ug/L를 첨가하여 28℃에서 1시간 배양하였다. 0.2% Arabinose를 처리하여 28℃에서 5시간 배양한 뒤, 7000rpm, 4℃에서 원심분리하여 단백질 발현용 E. coli를 수확하고 70℃에 세포를 냉동 보관하였다. 단백질을 추출하는 모든 과정은 4℃, 암조건에서 수행하도록 하였다. 세포용해버퍼(50mM Tris pH 7.85, 100mM NaCl, 10% Glycerol, 0.1% NP40) 20mL에 Complete, EDTA-free protease inhibitor(Roche, Switzerland) 0.5 tablet, 0.1mM DDT를 첨가하여 1시간 30분가량 초음파 세포 파쇄기로 단백질 발현용 대장균을 깨드린 후 15000rpm, 4℃에서 10분간 원심분리하여 상등액을 새 튜브에 옮겼다. 상등액에 Ni-NTA Agarose(Quiagen, Germany) bead 500ul를 넣고 4℃ 암조건에서 1시간 30분간 섞어주어 단백질과 결합시켰다. 3500rpm, 4℃에서 2분간 원심분리하여 단백질이 결합된 bead를 가라앉히고 상등액을 제거한다. 결합한 비드를 Poly-Prep chromatography column(Bio-Rad, USA)에 옮겨 세척버퍼(50mM Tris pH 7.85, 300mM NaCl, 10% Glycerol, 20mM imidazole, 0.1% NP40) 10mL를 5번 통과시켜 결합한 단백질이외의 용액을 제거하였다. Eultion buffer(50mM Tris pH8.0, 300mM NaCl, 250mM imidazole) 1.5mL을 통과시켜 단백질을 추출하고 Amicon Ultra centrifugal filter units 10K membrane(Millipore, USA)을 이용해 원심분리 함으로써 농축된 단백질을 얻어냈다. 분리된 순수한 단백질을 흡수 및 형광 스펙트럼을 측정하는데 사용하였다.
Escherichia coli for the expression of the transfected protein was cultured in 100 ml of RM liquid medium (2% casamino acids; 1X M9 salts; 1 mM MgCl2; 0.2% glucose; Thiamine 0.1 mM) supplemented with antibiotic ampicillin (200 ug / L) and kanamycin And the cells were inoculated at OD600 = 0.1 and cultured at 37 DEG C until OD600 = 0.4-0.6. To the 500 mL of the LB medium, 100 mL of the RM medium was added and the cultured E. coli for expression of the protein was mixed. Then, 25 μM of FAC, 25 μM of ALA, 0.1 mM of IPTG, 200 μg / L of ampicillin and 50 μg / L of kanamycin were added thereto. Time. After incubation at 28 ° C for 5 hours with 0.2% Arabinose, E. coli for protein expression was harvested by centrifugation at 7000 rpm at 4 ° C and cells were frozen at 70 ° C. All the procedures for protein extraction were carried out at 4 ° C under dark conditions. To the 20 mL of cell lysis buffer (50 mM Tris pH 7.85, 100 mM NaCl, 10% Glycerol, 0.1% NP40), 0.5 tablets of Complete, EDTA-free protease inhibitor (Roche, Switzerland) and 0.1 mM DDT were added, Escherichia coli for protein expression was disrupted with a crusher, and the supernatant was transferred to a new tube by centrifugation at 15000 rpm for 10 minutes at 4 ° C. To the supernatant, 500 μl of Ni-NTA agarose (Quiagen, Germany) beads was added and mixed with protein for 1 hour and 30 minutes at 4 ° C. Centrifuge at 3500 rpm, 4 ° C for 2 minutes to submerge the protein-bound bead and remove the supernatant. The bound beads were transferred to Poly-Prep chromatography column (Bio-Rad, USA) and 10 mL of wash buffer (50 mM Tris pH 7.85, 300 mM NaCl, 10% Glycerol, 20 mM imidazole, 0.1% NP40) . Proteins were extracted by passing 1.5 mL of Eultion buffer (50 mM Tris pH 8.0, 300 mM NaCl, 250 mM imidazole) and centrifuged using Amicon Ultra centrifugal filter units 10K membrane (Millipore, USA) to obtain concentrated proteins. Separated pure proteins were used to measure absorption and fluorescence spectra.

4. 전기영동 및 4. Electrophoresis and ZnZn 22 ++ 블러팅Blotting

12% SDS-PAGE gel을 제작하여 분리 정제된 단백질 3ul와 4X sample buffer 1ul를 섞어 100℃에서 5분간 가열하였다. 하나의 lane당 4ul씩 로딩하고 120mV로 2시간 전기영동을 수행하였다. Zn2+ 블러팅은 20mM Tris pH 7.35, 20mM Zinc acetate 용액에 5분간 암조건에서 반응한 뒤 UV하에서 밴드를 확인하였다. 쿠마시 브릴리언트 블루용액(CBB)으로 1시간 염색한 뒤, 탈염색 용액으로 12시간 이상 반응시켰다.
12% SDS-PAGE gels were prepared, and 3 μl of the separated purified protein and 1 μl of 4 × sample buffer were mixed and heated at 100 ° C. for 5 minutes. 4ul loading per lane and 2h electrophoresis at 120mV. Zn2 + blotting was performed in 20 mM Tris pH 7.35, 20 mM Zinc acetate solution for 5 minutes under dark condition, and the band was confirmed under UV. The cells were stained with Coomassie Brilliant Blue Solution (CBB) for 1 hour and then reacted for 12 hours or more with a de-staining solution.

5. 5. 흡수스텍트럼Absorption spectrum 측정 Measure

UV-vis spectrophotometer S-3100 (Scinco, Korea)기계를 이용하고 LabPro 소프트웨어를 이용하여 190~1100nm 영역에서 흡수되는 스펙트럼을 측정하였다. 초기값은 Tris pH 8.0용액으로 설정하였다. 750nm의 값으로 영점보정 한 뒤 Origin 8.0으로 300~800nm내의 흡수 스펙트럼을 그렸다.
UV-vis spectrophotometer S-3100 (Scinco, Korea) was used to measure the spectra absorbed in the range of 190 to 1100 nm using LabPro software. Initial values were set in Tris pH 8.0 solution. After calibrated at a value of 750 nm, the absorption spectrum within 300 to 800 nm was drawn by Origin 8.0.

6. 실온 형광 측정6. Room temperature fluorescence measurement

Fluorescence spectrometer LS-55 (Perkin Elmer, USA)를 이용하여 형광 스펙트럼을 측정하였다. 560nm으로 excitation하고 500nm에서 750nm사이에 emission되는 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 초기값은 Tris pH 8.0으로 설정하였다. 750nm 값으로 영점보정한 뒤 Origin 8.0으로 형광 스펙트럼을 그렸다.
Fluorescence spectrometer Fluorescence spectra were measured using LS-55 (Perkin Elmer, USA). The excitation at 560 nm and the emission spectrum emitted between 500 and 750 nm were measured. The initial value was set to Tris pH 8.0. After calibrating at a value of 750 nm, the fluorescence spectrum was plotted with Origin 8.0.

<< 실시예Example 1> 1>

마이크로콜레우스Microcore B353으로부터  From B353 신규한New 자외선/ UV-rays/ 녹색광Green light 수확색소( Harvest coloring ( GHPGHP ) 유전자 동정) Identification of genes

본 발명자들은 마이크로콜레우스 B353의 신규 유전체를 분석하였으며, 이러한 유전체 분석 결과를 바탕으로 Synechocystis sp. PCC6803의 Cph1과 ETR1의 상동성을 갖는 유전자를 BLAST 검색하였다.The present inventors analyzed a novel genome of Microcoleus B353. Based on the results of the genome analysis, Synechocystis sp. A gene having homology to Cph1 and ETR1 of PCC6803 was BLAST-screened.

그 결과, 21개의 상동성 유전자를 검출할 수 있었으며, 그 중 자외선/녹색광 수확색소(GHP) 단백질이 4개의 GAF 도메인과 1개의 주화성 조절단백질(methyl accepting chemotaxis protein: MCP)로 구성되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 상기 GHP 단백질은 4개의 GAF 도메인 중 3개의 도메인이 광수용체 기능이 있는 것으로 하기 실험을 통해 확인하였고, 이들을 각각 GAF2, GAF3 및 GAF4로 명명하였다(도 1 참조). As a result, 21 homologous genes could be detected. Among them, UV / green light harvesting pigment (GHP) protein consisted of 4 GAF domains and 1 methyl accepting chemotaxis protein (MCP) I could confirm. Also, the GHP protein was confirmed by the following experiment that three domains out of four GAF domains had photoreceptor functions, and these were designated as GAF2, GAF3, and GAF4, respectively (see FIG. 1).

또한, 참고로 본 발명에서 최초로 발견한 상기 GAF2, GAF3 및 GAF4 도메인에 대해, GAF2에 대한 염기서열(폴리뉴클레오티드)을 서열번호 1로 표시하였고, GAF2 폴리펩티드 서열을 서열번호 2로 표시하였다. GAF3의 염기서열(폴리뉴클레오티드)은 서열번호 3으로 표시하였고, GAF3 폴리펩티드 서열을 서열번호 4로 표시하였으며, GAF4에 대한 염기서열(폴리뉴클레오티드)을 서열번호 5로 표시하였고, GAF4의 폴리펩티드 서열은 서열번호 6으로 표시하였다. GAF/2/3/4에 대한 염기서열(폴리뉴클레오티드)을 서열번호 7로 표시하였고, GAF/2/3/4의 폴리펩티드 서열은 서열번호 8로 표시하였다.Also, for reference, in the present invention, For the GAF2, GAF3 and GAF4 domains, the nucleotide sequence (polynucleotide) for GAF2 is shown in SEQ ID NO: 1 and the GAF2 polypeptide sequence is shown in SEQ ID NO: 2. The nucleotide sequence (polynucleotide) of GAF3 is represented by SEQ ID NO: 3, the GAF3 polypeptide sequence is represented by SEQ ID NO: 4, the nucleotide sequence for GAF4 (polynucleotide) is represented by SEQ ID NO: 5 and the polypeptide sequence of GAF4 is represented by SEQ ID NO: Number 6. The nucleotide sequence (polynucleotide) for GAF / 2/3/4 is shown in SEQ ID NO: 7, and the polypeptide sequence for GAF / 2/3/4 is shown in SEQ ID NO:

또한, 본 발명에서는 상기 GAF2, GAF3 및 GAF4를 포함하는 4개의 GAF 도메인과 1개의 주화성 조절단백질(methyl accepting chemotaxis protein: MCP)로 이루어진 자외선/녹색광 수확색소(GHP) 단백질의 서열도 분석하였는데, GHP의 폴리뉴클레오티드 서열은 서열번호 9로 나타내었고, GHP의 폴리펩티드는 서열번호 10으로 나타내었다.
In addition, in the present invention, the sequence of an ultraviolet / green light harvest pigment (GHP) protein consisting of four GAF domains including GAF2, GAF3 and GAF4 and one methyl accepting chemotaxis protein (MCP) The polynucleotide sequence of GHP is shown in SEQ ID NO: 9, and the polypeptide of GHP is shown in SEQ ID NO: 10.

<< 실시예Example 2> 2>

마이크로콜레우스Microcore B353 균주 유래의 자외선/ B353 strain-derived ultraviolet / 녹색광Green light 수확색소( Harvest coloring ( GHPGHP )는 자외선, 녹색 및 오렌지 색 흡수 색소임을 규명) Are ultraviolet, green and orange absorption pigments

아미노산 서열 정렬분석 결과, 1번 GAF 도메인을 제외한 2와 3 및 4번 GAF 도메인 내에 한 개의 보존된 시스테인 잔기를 갖는 사이아노 박테리오크롬(cyanobacteriochromes, CBCRs) 서브패밀리에 속하는 것을 알 수 있었다. 일반적으로 첫 번째 시스테인 잔기는 히스티딘과 함께 CH 모티브를 갖는 것으로 알려져 있는데(Rockwell, N.C., and Lagarias, J.C. (2010) ChemPhysChem 11, 1172-1180), 이러한 모티브를 본 발명에서 규명한 상기 GAF 도메인들에 존재하는지 분석한 결과, GAF 2와 GAF 3은 예상과 같이 CH 모티브를 갖지만 GAF4는 히스티딘 대신에 타이로신을 갖는 CY 변이체(variant)임을 확인할 수 있었다(도 1 참조). As a result of the amino acid sequence alignment analysis, it was found that it belongs to the cyanobacteriochromes (CBCRs) subfamily having one conserved cysteine residue in the 2, 3 and 4 GAF domains except the 1 GAF domain. In general, the first cysteine residues are known to have a CH motif with histidine (Rockwell, NC, and Lagarias, JC (2010) ChemPhysChem 11, 1172-1180) As a result, it was confirmed that GAF 2 and GAF 3 had a CH motif as expected, but GAF4 was a CY variant having tyrosine instead of histidine (see FIG. 1).

나아가 GAF 도메인의 광-감지 활성(light-sensing activity)에 대한 CH 및 CY 모티브의 시스테인 잔기의 중요성을 시험하기 위하여, 본 발명자는 PCB-생산 대장균 세포에서 GAF2, GAF3, GAF4 및 상기 세 개의 GAF 도메인이 연결된 GAF2/3/4를 발현시켰다. 대부분의 GAF 도메인은 암 상태에 안정화시킨 형태 (native 15Z form)에서 청색을 띠었다. GAF2, GAF3 및 GAF4 각각의 도메인과 3개의 도메인을 동시에 발현시킨 GAF2/3/4 단백질의 경우, GAF3번 단백질이 암조건에서 무색(15Z 형태)이었으며 UV에 노출시켰을 때 연한 분홍색(15E형태)로 변하는 광순환이 일어나는 것이 관찰되었다 (도 2 참조). 분리된 단백질을 12% SDS-PAGE gel에 전기 영동하여 CBB 염색과 Zinc blotting을 수행한 결과 3종류의 GAF 단백질에서 PCB 크로모포어가 결합된 것을 확인 할 수 있었다 (도 3 참조).
Furthermore, in order to test the importance of the cysteine residues of the CH and CY motifs to the light-sensing activity of the GAF domain, the present inventors have found that GAF2, GAF3, GAF4 and the three GAF domains RTI ID = 0.0 &gt; GAF2 / 3/4 &lt; / RTI &gt; Most GAF domains were blue in the native 15Z form. The GAF2 / 3/4 protein, which expressed GAF2, GAF3 and GAF4 domains simultaneously and three domains simultaneously, was colorless (15Z form) in cancer condition and light pink (15E form) when exposed to UV It was observed that a changing light circulation occurred (see Fig. 2). The separated proteins were electrophoresed on 12% SDS-PAGE gel, and CBB staining and Zinc blotting were performed. As a result, it was confirmed that PCBs were bonded to the three kinds of GAF proteins (see FIG. 3).

<< 실시예Example 3> 3>

마이크로콜레우스Microcore B353 균주 유래의  B353 strain-derived 광수확Light harvest 색소  Pigment GAF4GAF4 도메인은 자외선/녹색  Domains are UV / Green 광가역적Optically reversible 시아노박테Cyanobacte 리오크롬임을 규명Identify Rio Chrome

분리된 단백질을 고농도로 농축하여 광 수용체로서 어떠한 파장의 빛을 흡수하는지 확인하고자 UV-spectrophotometer를 이용하여 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 바닥상태의 GAF2와 GAF3 (native 15Z)의 경우 600-605nm 내외의 파장을 흡수하였고, 600nm 근처의 파장을 주었지만 흡수 파장 영역은 변하지 않았다. 반면 CY잔기를 갖는 GAF4는 바닥상태(native 15Z)에서 330nm, 386nm에서 peak을 보였고, UV (~380nm)를 비추게 되면 560nm의 빛을 흡수 할 수 있는 형태 (native 15E)로 변하였다. 이 형태에 다시 560nm의 빛을 비추게 되면 330nm, 386nm를 흡수할 수 있는 바닥상태(native 15Z)로 돌아가는 것을 확인하였다 (도 4A 참조). 따라서 3개의 GAF domain 중 GAF4만이 자외선/녹색의 광순환이 가능함을 알 수 있었다.Absorption spectra were measured using a UV-spectrophotometer in order to confirm the absorption of light of a certain wavelength as a photoreceptor by concentrating the separated protein at a high concentration. GAF2 and GAF3 (native 15Z) in the ground state absorbed wavelengths of around 600-605 nm and gave wavelengths near 600 nm, but the absorption wavelength regions remained unchanged. On the other hand, GAF4 having a CY residue showed a peak at 330 nm and 386 nm in the ground state (native 15Z), and changed into a form capable of absorbing light at 560 nm (native 15E) when irradiated with UV (~ 380 nm). It was confirmed that when this light is again irradiated with 560 nm light, it returns to a ground state (native 15Z) capable of absorbing 330 nm and 386 nm (see FIG. 4A). Therefore, only GAF4 among the three GAF domains was found to be capable of circulating UV / green light.

GAF 도메인의 산성 조건에서 변성 연구는 결합한 빌린(bilin) 발색단(chromophore) 구조를 확인하기 위해서 수행되었다. 암상태에서 산성 요소(8M 요소/염산, pH 2.0)로 변성시킬 때, GAF 도메인 2와 3에서는 광변환 활성을 볼 수 없었으나 GAF4 및 GAF2/3/4 에서는 광변환 활성을 나타내었다. 자외선 흡수 형은 603 nm에서 피크를 갖는 녹색광을 흡수하는 형으로 변형되었다(도 4B 참조). 변성된 샘플에 오렌지색 혹은 녹색광을 (G light)의 조사는 변성 Pg 상태가 광활성적인 것으로 나타났다(도 4B 참조). GAF3과 GAF2/3/4 재조합 GAF의 변성 형태의 녹색광 마이너스 암조건 차이 스펙트럼(green light-minus dark difference spectrum)은 산성 변성된 Cph1과 것과 동일한데(도 4C 참조), 이것은 PCB가 GAF4의 발색단임을 의미한다. 이를 종합해 보면, GHP가 GAF4 도메인을 통해서 PCB와 티오에테르-결합된 광수용체임을 의미하며m GAF2와 3의 발색단에 대해서는 Zn2+-의존적 형광 기법으로 검출된다는 점에서 PCB가 결합하고 있을 가능성이 매우 크다는 것을 알 수 있었다.
In the acidic conditions of the GAF domain, denaturation studies were performed to identify the combined chromophore structure. When transformed into acidic factor (8M urea / hydrochloric acid, pH 2.0) in the dark state, no photoconversion activity was observed in GAF domains 2 and 3, but phototransformation activity was observed in GAF4 and GAF2 / 3/4. The ultraviolet absorbing type was transformed into a type absorbing green light having a peak at 603 nm (see FIG. 4B). Irradiation of orange or green light on the denatured sample revealed that the denatured Pg state was photoactive (see FIG. 4B). The green light-minus dark difference spectrum of denatured form of GAF3 and GAF2 / 3/4 recombinant GAF is identical to that of acid denatured Cph1 (see FIG. 4C), indicating that the PCB is a chromophore of GAF4 it means. Taken together, this means that GHP is a PCB and thioether-coupled photoreceptor through the GAF4 domain and that the chromophore of m GAF2 and 3 is detected by Zn2 + -dependent fluorescence technique, .

<< 실시예Example 4> 4>

마이크로콜레우스Microcore B353 균주 유래의 자외선/ B353 strain-derived ultraviolet / 녹색광Green light 수확색소( Harvest coloring ( GHPGHP ) ) GAF4GAF4 도메인에서 흡수된  Absorbed in the domain 녹색광Green light 은 에너지가 Is energy GAF2GAF2 또는 3으로 전달됨 Or 3

GAF4가 UV를 흡수하게 되면, GAF2와 GAF3과 흡수영역이 겹쳐지는 것에서 착안하여 각 단백질의 형광 스펙트럼을 측정하였다. 각 단백질에 전달된 빛 에너지는 흡수되고 나면 red shift된 형광을 방출하게 된다. 같은 몰수의 단백질을 정량하여 형광 스펙트럼을 측정한 결과 (560nm로 excitation하였을 때), GAF2와 GAF3 방출하는 형광의 양이 약 20FU로 비슷하였고 광전환은 일어나지 않았다. 하지만 GAF4의 경우 UV를 흡수하는 형태(15Z)일 때 10FU 미만의 낮은 값을 보였지만, 580nm를 흡수하는 형태(15E)일 때, 약 40FU의 값을 보였다. 이러한 결과는 Z와 E 형의 GAF4 단백질이 흡수한 빛 에너지가 형광으로 방출되는 효율이 다름을 의미한다. GAF2/3/4 (GAF2, 3, 4가 모두 연결된 단백질)의 경우, 바닥상태(15Z)형태 일 때 603nm에서 흡수 peak을 보였고, UV를 비추어 GAF4의 560nm를 흡수할 수 있는 형태(15E)일 때, peak은 거의 일치하였지만 560nm 쪽으로 넓어지는 흡수 스펙트럼을 관찰할 수 있었다(도 4D) 형광 스펙트럼에서도 GAF4의 형태와 유사하게 UV를 비춰주면(15E) 560nm영역을 흡수할 수 있는 형태로 변하므로 형광이 약 2배가량 증가하는 것을 알 수 있었다. 주목할 점은 GAF2/3/4의 흡수 스펙트럼에서 560nm를 흡수할 수 있음에도 불구하고 형광 값은 GAF4와 같은 정도로 방출되었다는 것이다. 반면 GAF2/3/4에 UV를 비추어 GAF2/3/4내의 GAF4가 560nm를 흡수할 수 있는 형태(15E)가 되었을 때는 GAF2와 3과 비슷한 양이 방출되었고, peak의 위치도 GAF2, 3번과 동일하였다. 이는 GAF4의 형광 스펙트럼의 peak이 640nm가량으로 GAF2, 3에 비해 왼쪽으로 이동되어있다는 것과 다른 점이다. 따라서 GAF2/3/4가 함께 있을 때, GAF2, 3은 GAF4가 UV에 의해 560nm를 흡수 할 수 있는 형태(15E)가 되었을 때 GAF4로부터 방출된 에너지를 전달받아 빛을 흡수하는 것으로 생각되어 진다. 이러한 결과는 각 단백질의 구조를 8M Urea를 이용하여 denaturation한 difference spectra에서도 나타난다. 3개의 GAF domain 중에 GAF4만이 PCB와 결합하여 photochromic activity가 있는 것으로 나타났다(도 4B). 따라서 GAF4의 CY잔기는 PCB chromophore의 C3 Cystein과 thioester결합을 형성하며, UV를 비추게 되면 chromophore의 C15를 cis형으로 변형시켜 560nm의 빛을 흡수할 수 있는 형태(15E)가 되고 560nm의 빛을 주면 C15을 trans형으로 변형시켜 UV빛을 흡수할 수 있는 형태(15Z)로 전환된다. 따라서 MBR3854는 GAF4에서 UV를 감지하면 GAF2, 3을 활성화시킬 수 있는 형태가 되어 신호를 전달하는 역할을 할 수 있음을 알 수 있었다(도 5).
When GAF4 absorbed UV, the fluorescence spectra of each protein were measured by focusing on the overlap of GAF2 and GAF3 with the absorption region. The light energy delivered to each protein is absorbed and emits redshifted fluorescence. Fluorescence spectra were obtained by quantifying the same number of moles of protein (when excited at 560 nm), the amount of fluorescence emitted by GAF2 and GAF3 was about 20 FU, and no light conversion occurred. However, GAF4 showed a low value of less than 10FU when absorbing UV (15Z), but about 40FU when absorbing 580nm (15E). These results indicate that the efficiency of emission of fluorescence by the light energy absorbed by the Z and E type GAF4 proteins is different. GAF2 / 3/4 (protein with GAF2, 3 and 4 all linked) showed an absorption peak at 603 nm in the form of a 15Z state at the bottom, and a form (15E) in which UV light could absorb GAF4 at 560 nm (Fig. 4D). In the fluorescence spectrum, similarly to the shape of GAF4, when the UV was irradiated, it changed into a form capable of absorbing the 560 nm region (15E), and thus the fluorescence Which is about twice as high as that of the conventional method. Notably, fluorescence values were emitted to the same extent as GAF4, although the absorption spectrum of GAF2 / 3/4 could absorb 560 nm. On the other hand, when GAF2 / 3/4 in the GAF2 / 3/4 was able to absorb 560nm in the GAF2 / 3/4, GAF2 / 3/4 was released in a similar amount to GAF2 and 3 in the GAF2 / 3 / Respectively. This is different from the fact that the peak of the fluorescence spectrum of GAF4 is shifted to the left compared to GAF2, 3 at about 640 nm. Therefore, when GAF2 / 3/4 are together, GAF2, 3 is thought to absorb light emitted from GAF4 when GAF4 becomes a form (15E) capable of absorbing 560nm by UV. These results are also shown in the difference spectra of denaturation of each protein structure using 8M Urea. Of the three GAF domains, only GAF4 was associated with PCBs indicating photochromic activity (FIG. 4B). Therefore, the CY residue of GAF4 forms a thioester bond with the C3 Cystein of the PCB chromophore. When UV is irradiated, it transforms the C15 of the chromophore into the cis form, which is a form (15E) capable of absorbing light of 560 nm, On the main surface, C15 is transformed into a trans form and converted into a form (15Z) capable of absorbing UV light. Therefore, MBR3854 was able to activate GAF2, 3 when UV was detected in GAF4, and it was found that MBR3854 could act to transmit signals (Fig. 5).

<< 실시예Example 5> 5>

마이크로콜레우스Microcore GAF4GAF4 도메인의  Of the domain CY잔기의Of the CY moiety TyrosineTyrosine silver 광전환에On light conversion 필수적인 아미노산  Essential amino acid 잔기임을The residue 규명 Identification

GAF4 도메인에는 크로모포어와 결합할 수 있는 시스테인 잔기가 713번째, 768번째에 존재한다. 앞선 연구에서 GAF 도메인의 크로모포어 결합이 이루어지는 모티프는 741번째와 768번째에 매우 잘 보존되어진 시스테인 잔기였다. 반면 GHP 단백질의 GAF4 도메인은 741번째에 시스테인 대신에 타이로신 잔기를 갖으며, 다른 GAF 도메인에서는 발견되지 않는 약 30아미노산이 삽입된 부위 내의 713번에 시스테인 잔기를 갖는다. 이로써 총 2개의 시스테인 잔기가 크로모포어 결합과 녹색/자외선에 의한 광순환에 관여하는 것으로 판단된다.In the GAF4 domain, a cysteine residue capable of binding to chromophores is present at positions 713 and 768. [ In the previous study, the motif of the chromophore binding of the GAF domain was a well conserved cysteine residue at 741 and 768th. On the other hand, the GAF4 domain of the GHP protein has a tyrosine residue in place of cysteine at position 741 and a cysteine residue at position 713 in the site where about 30 amino acids are not found in other GAF domains. These results suggest that two cysteine residues are involved in chromophore binding and light circulation by green / ultraviolet light.

GAF4 도메인의 크로모포어 결합 및 광전환에 관여하는 주요한 아미노산 잔기를 알아보기 위해 기존에 알려진 모티프 내의 각 아미노산 잔기를 치환하는 연구를 수행하였다. GAF4에는 총 3개의 시스테인 잔기가 존재한다. 672번째 시스테인잔기를 알라닌으로 치환하였을 경우(도 5B), 아연 의존적인 반응과 흡수스펙트럼에서 GAF4와 동일한 결과를 보였다. 반면 674번째의 타이로신을 히스티딘으로 전환하였을 경우(도 5C), 아연 의존적인 반응을 통해 크로모포어와 결합함을 확인하였으나, 흡수 스펙트럼의 측정 결과 뚜렷한 흡수 피크를 보이지 않았다. 이러한 결과는 앞선 연구에서 밝혀진 바 없는 내용으로 672번째 시스테인과 674번째 타이로신을 포함하는 부분이 GAF 도메인의 흡수에 중요한 역할을 하는 새로운 모티프일 가능성을 보여준다. 최근 새롭게 제안된 삽입 염기서열내의 713번째 시스테인 잔기를 알라닌으로 치환한 경우(도 5D), PCB 크로모포어가 결합할 수 있지만, 흡수 스펙트럼 분석 결과 347nm와 623nm에서 최대 흡수 피크를 보였다. 이는 GAF4의 흡수영역과 비교하였을 때 매우 다르고 또한 광전환이 관찰되지 않았다. 이 결과를 바탕으로 713번째 시스테인은 GAF4 도메인의 흡수영역을 결정하며 광전환에 중요한 역할을 하는 것으로 판단되어 진다. GAF4는 741번째에 타이로신 잔기를 갖고 있으나 앞선 연구에서 밝혀진 다양한 GAF 도메인에서는 같은 자리에 시스테인 잔기가 잘 보존되어 있다. 741번째 타이로신을 시스테인으로 전환한 결과(도 5E), GAF4와 유사한 영역의 흡수 스펙트럼 결과를 보였으나 UV를 2분간 주어 15E 형태로 전환할 경우 여전히 400nm 이하의 영역이 높은 흡수 스펙트럼을 보였으며 녹색광을 주었을 때 15Z 형태로 전환이 되지 않는 비가역적인 흡수 스펙트럼 결과를 보였다. 반면 같은 위치의 타이로신을 페닐알라닌으로 치환하였을 경우(도 5F), GAF4의 흡수 스펙트럼의 결과와 동일하였다. 이로써 741번째 타이로신은 GAF4의 광전환에 중요한 역할을 수행하는 것으로 판단되며, 713번째 시스테인을 갖는 GAF 도메인의 경우 741번째에 타이로신 잔기로 매우 잘 보존되어 있음을 다른 남세균의 GAF 도메인에서도 확인하였다. 768번 시스테인을 세린으로 전환하였을 경우(도 5G), 크로모포어가 전혀 결합하지 못하였고 흡수 스펙트럼도 관찰되지 않았다. 769번 타이로신을 히스티딘으로 치환한 경우(도 5H), 크로모포어가 결합하였으나 흡수 스펙트럼 측정결과는 GAF4와 매우 달랐으며 광전환도 이루어지지 않았다. 따라서 713번 시스테인 잔기를 갖는 GAF 도메인의 경우 741번과 769번에 반드시 타이로신 잔기를 갖아야지만 제 기능을 수행할 수 있다고 판단되었다.To investigate the major amino acid residues involved in the chromophore binding and photoconversion of the GAF4 domain, studies were carried out to replace each amino acid residue in a known motif. There are a total of three cysteine residues in GAF4. When the 672nd cysteine residue was replaced with alanine (Fig. 5B), the zinc-dependent reaction and absorption spectrum showed the same results as GAF4. On the other hand, when the 674th tyrosine was converted to histidine (FIG. 5C), it was confirmed that it binds to chromophor through a zinc-dependent reaction, but the absorption spectrum showed no significant absorption peak. These results indicate that the portion containing 672 th cysteine and 674 th tyrosine is a novel motif that plays an important role in the absorption of the GAF domain. When the 713th cysteine residue in the newly proposed insertion sequence was replaced with alanine (Fig. 5D), the absorption spectrum of the PCB showed a maximum absorption peak at 347 nm and 623 nm. This was very different when compared to the absorption region of GAF4 and no light conversion was observed. Based on these results, it is judged that 713th cysteine determines the absorption region of GAF4 domain and plays an important role in light conversion. GAF4 has a tyrosine residue at position 741, but the cysteine residues at the same position are well conserved in the various GAF domains identified in previous studies. When the 741th tyrosine was converted to cysteine (FIG. 5E), the absorption spectrum of the region similar to GAF4 was shown. However, when the UV was changed to 15E by 2 minutes, the region below 400 nm showed a high absorption spectrum. Irreversible absorption spectra were obtained that did not convert to 15Z form when given. On the other hand, when the tyrosine at the same position was substituted with phenylalanine (Fig. 5F), the result was the same as that of the absorption spectrum of GAF4. Thus, the 741th tyrosine is considered to play an important role in the light conversion of GAF4, and the GAF domain having 713th cysteine is also conserved as tyrosine residue at 741th place in the GAF domain of other S.coli. When cysteine 768 was converted to serine (Fig. 5G), no chromopore was bound and no absorption spectrum was observed. When tyrosine 769 was substituted with histidine (FIG. 5H), chromopore was bound, but the absorption spectrum measurement result was very different from that of GAF4 and no light conversion was observed. Therefore, GAF domain having 713 cysteine residues was thought to be able to perform its function although it had to have tyrosine residues at 741 and 769.

지금까지의 결과를 정리하여 보면, GHP 단백질의 GAF4 도메인의 크로모포어 결합은 768번 시스테인에 의해 이루어지며, 713번 시스테인과 769번 타이로신은 흡수 영역을 결정하는데 관여하는 것으로 판단된다. 주목할 점은 741번 위치에는 반드시 시스테인이 아닌 다른 잔기가 위치해야 하며 많은 남세균에서 타이로신으로 매우 잘 보존되어 있음을 확인하였다. 또한 현재까지 연구되지 않았던 672번 시스테인과 674번 타이로신의 변이체 연구를 통해 GAF 도메인의 광흡수 및 전환에 관여하는 새로운 모티프가 존재함을 확인하였다.
To date, the chromophore binding of the GAF4 domain of the GHP protein has been shown to be mediated by cysteine 768, while cysteine 713 and tyrosine 769 are thought to be involved in the absorption domain. It should be noted that residues other than cysteine must be located at position 741 and it is very conserved in tyrosine in many species of S.coli. In addition, mutant studies of 672 cysteine and 674 tyrosine, which have not been studied so far, confirm that there are new motifs involved in light absorption and conversion of the GAF domain.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

cphⅠ: cyanobacteria phytochrome Ⅰ
cphⅡ: cyanobacteria phytochrome Ⅱ
plpA: cyanobacteria phytochrome Ⅲ
GHP: UV/Green Light Harvesting Pigment
PCB: phycocyanobilin
cph I: cyanobacteria phytochrome I
cph II: cyanobacteria phytochrome II
plpA: cyanobacteria phytochrome Ⅲ
GHP: UV / Green Light Harvesting Pigment
PCB: phycocyanobilin

<110> The Industry & Academic Cooperation in Chungnam National University (IAC) <120> Light harvesting pigment from cyanobacterium and use thereof <130> PN1212-588 <160> 18 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 558 <212> DNA <213> Light harvesting pigment GAF2 polynucleotide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 1 cgggtgattg agcggattcg tcaatccctg aatatcgata ttatcttccg caccaccaca 60 aaggaagtcc ggttactgct gaaatgcgat cgcgtggccg tctatcaatt taaccccgac 120 tttagcggtc agtttgtggc tgagtccgtc acctccggct gggtgaaact cgttggcgag 180 gaggtcgaac gggtttggaa agatacctac ctcgaagaaa accaaggggg acgctacgcc 240 aaccatgaaa cctacgccgt cagtgatatc tataccatcg gtcatgaccc ctgtcacgtc 300 gaactcctcg aacagttcga ggcccgggcc tataccctag ttcccatttt ccaaggagaa 360 catctctggg ggattctcgc cgcctatcaa aacgacggtc cccgggaatg gcaaaatagc 420 gaagtggatt tgctgcaacg gattgccgac caattggggg tggccctgca acaagccgaa 480 accgtgaccc aactgcgtcg tcagtccgat cgcattcgcc aagccgccga gcgcgatcgc 540 accgtagccc aagtcatc 558 <210> 2 <211> 186 <212> PRT <213> Light harvesting pigment GAF2 polypeptide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 2 Arg Val Ile Glu Arg Ile Arg Gln Ser Leu Asn Ile Asp Ile Ile Phe 1 5 10 15 Arg Thr Thr Thr Lys Glu Val Arg Leu Leu Leu Lys Cys Asp Arg Val 20 25 30 Ala Val Tyr Gln Phe Asn Pro Asp Phe Ser Gly Gln Phe Val Ala Glu 35 40 45 Ser Val Thr Ser Gly Trp Val Lys Leu Val Gly Glu Glu Val Glu Arg 50 55 60 Val Trp Lys Asp Thr Tyr Leu Glu Glu Asn Gln Gly Gly Arg Tyr Ala 65 70 75 80 Asn His Glu Thr Tyr Ala Val Ser Asp Ile Tyr Thr Ile Gly His Asp 85 90 95 Pro Cys His Val Glu Leu Leu Glu Gln Phe Glu Ala Arg Ala Tyr Thr 100 105 110 Leu Val Pro Ile Phe Gln Gly Glu His Leu Trp Gly Ile Leu Ala Ala 115 120 125 Tyr Gln Asn Asp Gly Pro Arg Glu Trp Gln Asn Ser Glu Val Asp Leu 130 135 140 Leu Gln Arg Ile Ala Asp Gln Leu Gly Val Ala Leu Gln Gln Ala Glu 145 150 155 160 Thr Val Thr Gln Leu Arg Arg Gln Ser Asp Arg Ile Arg Gln Ala Ala 165 170 175 Glu Arg Asp Arg Thr Val Ala Gln Val Ile 180 185 <210> 3 <211> 570 <212> DNA <213> Light harvesting pigment GAF3 polynucleotide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 3 cgcatccgtc aatccctcga tatcaacagt atcttcaacg tcaccaccaa agaagtacga 60 ctgttgctgc aatgcgatcg catcgccgtc tatcaattca accccgactt tagcggtcag 120 tttgtggccg agtccgtcac tcccggctgg gggaaactcg tcggccccga agtcgaacga 180 gtctggaaag acacctacct cgaagaaaac cagggaggac gttatgccta ccgggaaacc 240 tacgccgtca ccgatatcta cgaagccggc catgacccct gtcacgtcga actcctcgaa 300 cagttcgagg cccgggccta taccctggtt cctattttcc aaggggaaac cctctggggc 360 attctcgccg cctatcaaaa cgacggccct cgggaatggc aagaggacga agtgcaactg 420 cttgtacgca tcgccgacca attaggggtc gccctgcaac aagccgaaac cgtccaggaa 480 ctgcgccgcc agtccgaacg aattgcccgc accgccgaac gggaacgcgc cgtcgctcag 540 gtcatcgaac ggattcggga atctctgaac 570 <210> 4 <211> 190 <212> PRT <213> Light harvesting pigment GAF3 polypeptide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 4 Arg Ile Arg Gln Ser Leu Asp Ile Asn Ser Ile Phe Asn Val Thr Thr 1 5 10 15 Lys Glu Val Arg Leu Leu Leu Gln Cys Asp Arg Ile Ala Val Tyr Gln 20 25 30 Phe Asn Pro Asp Phe Ser Gly Gln Phe Val Ala Glu Ser Val Thr Pro 35 40 45 Gly Trp Gly Lys Leu Val Gly Pro Glu Val Glu Arg Val Trp Lys Asp 50 55 60 Thr Tyr Leu Glu Glu Asn Gln Gly Gly Arg Tyr Ala Tyr Arg Glu Thr 65 70 75 80 Tyr Ala Val Thr Asp Ile Tyr Glu Ala Gly His Asp Pro Cys His Val 85 90 95 Glu Leu Leu Glu Gln Phe Glu Ala Arg Ala Tyr Thr Leu Val Pro Ile 100 105 110 Phe Gln Gly Glu Thr Leu Trp Gly Ile Leu Ala Ala Tyr Gln Asn Asp 115 120 125 Gly Pro Arg Glu Trp Gln Glu Asp Glu Val Gln Leu Leu Val Arg Ile 130 135 140 Ala Asp Gln Leu Gly Val Ala Leu Gln Gln Ala Glu Thr Val Gln Glu 145 150 155 160 Leu Arg Arg Gln Ser Glu Arg Ile Ala Arg Thr Ala Glu Arg Glu Arg 165 170 175 Ala Val Ala Gln Val Ile Glu Arg Ile Arg Glu Ser Leu Asn 180 185 190 <210> 5 <211> 720 <212> DNA <213> Light harvesting pigment GAF4 polynucleotide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 5 cgggaatctc tgaacttaga caccatcttc gacaccacca ccaccgaagt ccgacgactc 60 ctcaaaactg atcgcgtctg tgtctatcaa ttcgccgaag actggagtgg gtcctttatt 120 gccgagtccg tcggggcgac ctgggccccc ctggtgcagc gacaacaaca aattcccgct 180 ctacgggaca atgtcagcca atgcgacaac atgacaagcc tgattgagcg gcaacagtcc 240 ggccaacttg ccccccaagc cagcggcccc gccagtcggg atacctatct gcaagagacg 300 gaagggggac gcttccagac tgaacaagcc ttctccgttg aagatatcta tcaagcgggc 360 tttagcacct gttatctcga agtcctcgaa caatatcaat gtcgcgccta tgccattgtt 420 cccatcttca agggtcctca actctgggga ctcctggccg cctatcagaa caacgggcca 480 cgggactggg aaaacgagga agtcacccta ctgcggcaaa tcggaaccca actgggagtc 540 gccattcagc agagtgaata cctgcaacaa ctgcaagagc agtccctgca actcgaagct 600 gctgcccaac gggataaggc cgccaaagaa caactgcaaa aacgggctct ggaactgctg 660 atggccgtcc gcccagccct ggacggggat ttaacagtgc ggattcccgt gacagaagat 720 720 <210> 6 <211> 240 <212> PRT <213> Light harvesting pigment GAF4 polypeptide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 6 Arg Glu Ser Leu Asn Leu Asp Thr Ile Phe Asp Thr Thr Thr Thr Glu 1 5 10 15 Val Arg Arg Leu Leu Lys Thr Asp Arg Val Cys Val Tyr Gln Phe Ala 20 25 30 Glu Asp Trp Ser Gly Ser Phe Ile Ala Glu Ser Val Gly Ala Thr Trp 35 40 45 Ala Pro Leu Val Gln Arg Gln Gln Gln Ile Pro Ala Leu Arg Asp Asn 50 55 60 Val Ser Gln Cys Asp Asn Met Thr Ser Leu Ile Glu Arg Gln Gln Ser 65 70 75 80 Gly Gln Leu Ala Pro Gln Ala Ser Gly Pro Ala Ser Arg Asp Thr Tyr 85 90 95 Leu Gln Glu Thr Glu Gly Gly Arg Phe Gln Thr Glu Gln Ala Phe Ser 100 105 110 Val Glu Asp Ile Tyr Gln Ala Gly Phe Ser Thr Cys Tyr Leu Glu Val 115 120 125 Leu Glu Gln Tyr Gln Cys Arg Ala Tyr Ala Ile Val Pro Ile Phe Lys 130 135 140 Gly Pro Gln Leu Trp Gly Leu Leu Ala Ala Tyr Gln Asn Asn Gly Pro 145 150 155 160 Arg Asp Trp Glu Asn Glu Glu Val Thr Leu Leu Arg Gln Ile Gly Thr 165 170 175 Gln Leu Gly Val Ala Ile Gln Gln Ser Glu Tyr Leu Gln Gln Leu Gln 180 185 190 Glu Gln Ser Leu Gln Leu Glu Ala Ala Ala Gln Arg Asp Lys Ala Ala 195 200 205 Lys Glu Gln Leu Gln Lys Arg Ala Leu Glu Leu Leu Met Ala Val Arg 210 215 220 Pro Ala Leu Asp Gly Asp Leu Thr Val Arg Ile Pro Val Thr Glu Asp 225 230 235 240 <210> 7 <211> 1836 <212> DNA <213> Light harvesting pigment GAF2/3/4 polynucleotide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 7 cgggtgattg agcggattcg tcaatccctg aatatcgata ttatcttccg caccaccaca 60 aaggaagtcc ggttactgct gaaatgcgat cgcgtggccg tctatcaatt taaccccgac 120 tttagcggtc agtttgtggc tgagtccgtc acctccggct gggtgaaact cgttggcgag 180 gaggtcgaac gggtttggaa agatacctac ctcgaagaaa accaaggggg acgctacgcc 240 aaccatgaaa cctacgccgt cagtgatatc tataccatcg gtcatgaccc ctgtcacgtc 300 gaactcctcg aacagttcga ggcccgggcc tataccctag ttcccatttt ccaaggagaa 360 catctctggg ggattctcgc cgcctatcaa aacgacggtc cccgggaatg gcaaaatagc 420 gaagtggatt tgctgcaacg gattgccgac caattggggg tggccctgca acaagccgaa 480 accgtgaccc aactgcgtcg tcagtccgat cgcattcgcc aagccgccga gcgcgatcgc 540 accgtagccc aagtcatcga ccgcatccgt caatccctcg atatcaacag tatcttcaac 600 gtcaccacca aagaagtacg actgttgctg caatgcgatc gcatcgccgt ctatcaattc 660 aaccccgact ttagcggtca gtttgtggcc gagtccgtca ctcccggctg ggggaaactc 720 gtcggccccg aagtcgaacg agtctggaaa gacacctacc tcgaagaaaa ccagggagga 780 cgttatgcct accgggaaac ctacgccgtc accgatatct acgaagccgg ccatgacccc 840 tgtcacgtcg aactcctcga acagttcgag gcccgggcct ataccctggt tcctattttc 900 caaggggaaa ccctctgggg cattctcgcc gcctatcaaa acgacggccc tcgggaatgg 960 caagaggacg aagtgcaact gcttgtacgc atcgccgacc aattaggggt cgccctgcaa 1020 caagccgaaa ccgtccagga actgcgccgc cagtccgaac gaattgcccg caccgccgaa 1080 cgggaacgcg ccgtcgctca ggtcatcgaa cggattcggg aatctctgaa cttagacacc 1140 atcttcgaca ccaccaccac cgaagtccga cgactcctca aaactgatcg cgtctgtgtc 1200 tatcaattcg ccgaagactg gagtgggtcc tttattgccg agtccgtcgg ggcgacctgg 1260 gcccccctgg tgcagcgaca acaacaaatt cccgctctac gggacaatgt cagccaatgc 1320 gacaacatga caagcctgat tgagcggcaa cagtccggcc aacttgcccc ccaagccagc 1380 ggccccgcca gtcgggatac ctatctgcaa gagacggaag ggggacgctt ccagactgaa 1440 caagccttct ccgttgaaga tatctatcaa gcgggcttta gcacctgtta tctcgaagtc 1500 ctcgaacaat atcaatgtcg cgcctatgcc attgttccca tcttcaaggg tcctcaactc 1560 tggggactcc tggccgccta tcagaacaac gggccacggg actgggaaaa cgaggaagtc 1620 accctactgc ggcaaatcgg aacccaactg ggagtcgcca ttcagcagag tgaatacctg 1680 caacaactgc aagagcagtc cctgcaactc gaagctgctg cccaacggga taaggccgcc 1740 aaagaacaac tgcaaaaacg ggctctggaa ctgctgatgg ccgtccgccc agccctggac 1800 ggggatttaa cagtgcggat tcccgtgaca gaagat 1836 <210> 8 <211> 612 <212> PRT <213> Light harvesting pigment GAF2/3/4 polypeptide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 8 Arg Val Ile Glu Arg Ile Arg Gln Ser Leu Asn Ile Asp Ile Ile Phe 1 5 10 15 Arg Thr Thr Thr Lys Glu Val Arg Leu Leu Leu Lys Cys Asp Arg Val 20 25 30 Ala Val Tyr Gln Phe Asn Pro Asp Phe Ser Gly Gln Phe Val Ala Glu 35 40 45 Ser Val Thr Ser Gly Trp Val Lys Leu Val Gly Glu Glu Val Glu Arg 50 55 60 Val Trp Lys Asp Thr Tyr Leu Glu Glu Asn Gln Gly Gly Arg Tyr Ala 65 70 75 80 Asn His Glu Thr Tyr Ala Val Ser Asp Ile Tyr Thr Ile Gly His Asp 85 90 95 Pro Cys His Val Glu Leu Leu Glu Gln Phe Glu Ala Arg Ala Tyr Thr 100 105 110 Leu Val Pro Ile Phe Gln Gly Glu His Leu Trp Gly Ile Leu Ala Ala 115 120 125 Tyr Gln Asn Asp Gly Pro Arg Glu Trp Gln Asn Ser Glu Val Asp Leu 130 135 140 Leu Gln Arg Ile Ala Asp Gln Leu Gly Val Ala Leu Gln Gln Ala Glu 145 150 155 160 Thr Val Thr Gln Leu Arg Arg Gln Ser Asp Arg Ile Arg Gln Ala Ala 165 170 175 Glu Arg Asp Arg Thr Val Ala Gln Val Ile Asp Arg Ile Arg Gln Ser 180 185 190 Leu Asp Ile Asn Ser Ile Phe Asn Val Thr Thr Lys Glu Val Arg Leu 195 200 205 Leu Leu Gln Cys Asp Arg Ile Ala Val Tyr Gln Phe Asn Pro Asp Phe 210 215 220 Ser Gly Gln Phe Val Ala Glu Ser Val Thr Pro Gly Trp Gly Lys Leu 225 230 235 240 Val Gly Pro Glu Val Glu Arg Val Trp Lys Asp Thr Tyr Leu Glu Glu 245 250 255 Asn Gln Gly Gly Arg Tyr Ala Tyr Arg Glu Thr Tyr Ala Val Thr Asp 260 265 270 Ile Tyr Glu Ala Gly His Asp Pro Cys His Val Glu Leu Leu Glu Gln 275 280 285 Phe Glu Ala Arg Ala Tyr Thr Leu Val Pro Ile Phe Gln Gly Glu Thr 290 295 300 Leu Trp Gly Ile Leu Ala Ala Tyr Gln Asn Asp Gly Pro Arg Glu Trp 305 310 315 320 Gln Glu Asp Glu Val Gln Leu Leu Val Arg Ile Ala Asp Gln Leu Gly 325 330 335 Val Ala Leu Gln Gln Ala Glu Thr Val Gln Glu Leu Arg Arg Gln Ser 340 345 350 Glu Arg Ile Ala Arg Thr Ala Glu Arg Glu Arg Ala Val Ala Gln Val 355 360 365 Ile Glu Arg Ile Arg Glu Ser Leu Asn Leu Asp Thr Ile Phe Asp Thr 370 375 380 Thr Thr Thr Glu Val Arg Arg Leu Leu Lys Thr Asp Arg Val Cys Val 385 390 395 400 Tyr Gln Phe Ala Glu Asp Trp Ser Gly Ser Phe Ile Ala Glu Ser Val 405 410 415 Gly Ala Thr Trp Ala Pro Leu Val Gln Arg Gln Gln Gln Ile Pro Ala 420 425 430 Leu Arg Asp Asn Val Ser Gln Cys Asp Asn Met Thr Ser Leu Ile Glu 435 440 445 Arg Gln Gln Ser Gly Gln Leu Ala Pro Gln Ala Ser Gly Pro Ala Ser 450 455 460 Arg Asp Thr Tyr Leu Gln Glu Thr Glu Gly Gly Arg Phe Gln Thr Glu 465 470 475 480 Gln Ala Phe Ser Val Glu Asp Ile Tyr Gln Ala Gly Phe Ser Thr Cys 485 490 495 Tyr Leu Glu Val Leu Glu Gln Tyr Gln Cys Arg Ala Tyr Ala Ile Val 500 505 510 Pro Ile Phe Lys Gly Pro Gln Leu Trp Gly Leu Leu Ala Ala Tyr Gln 515 520 525 Asn Asn Gly Pro Arg Asp Trp Glu Asn Glu Glu Val Thr Leu Leu Arg 530 535 540 Gln Ile Gly Thr Gln Leu Gly Val Ala Ile Gln Gln Ser Glu Tyr Leu 545 550 555 560 Gln Gln Leu Gln Glu Gln Ser Leu Gln Leu Glu Ala Ala Ala Gln Arg 565 570 575 Asp Lys Ala Ala Lys Glu Gln Leu Gln Lys Arg Ala Leu Glu Leu Leu 580 585 590 Met Ala Val Arg Pro Ala Leu Asp Gly Asp Leu Thr Val Arg Ile Pro 595 600 605 Val Thr Glu Asp 610 <210> 9 <211> 3555 <212> DNA <213> Light harvesting pigment GHP polynucleotide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 9 atgtctcctc gcgaatccac ctccccagcc acaaccaacc tctcggcccc cattgctaaa 60 agcttagaag aacaactcaa agcgattcgt cagcaggcgg ctaagattac ccaacccctc 120 caacaggcca acagcttaga ggcggcctgt cgggatgtgg tggtacaact tcagcaggtg 180 tttgagtgcg atcgcgccct catttaccgc ctgtgcgatc gcagtattga tgcctttatt 240 gaccaattcc aaaatcccat gtctggattg gccttcaatg gggggggaaa tggcgtcaat 300 cgtcctggtt taaatagcgc aattgaatct ggactgcctc taacaaatgc caatggtgcg 360 aatttaacgg ggactgtggt tgccgaagcc gtcggacgag gttggacacc atctttgggc 420 gatcgcctcc acattgccgc ctttggtttt gaaaccctag acgactatca aaacctgggg 480 tttatctcca tcgccgacca atctcgcacc aaccttaccc cacaccagca gcaaatcctc 540 gatcgctatc aagtccaagc ggccctaacc attcccctca aactgggtca aaaactttgg 600 ggggttttgt ctgtgcagca ttgtcgtaac ccctattcct ggtcagaacg agaaatcgcc 660 attttgcgac aagtggccgc cgaattaatt agtttccagc aaagtctcaa tggtcatggg 720 acttccatgc tagaccccaa cccccagcaa gttgaggatg tcctcgaacg gttgcgcaac 780 tcctttgacc gagttcaaga ccgcgatcgc agcgtagcac gggtgattga gcggattcgt 840 caatccctga atatcgatat tatcttccgc accaccacaa aggaagtccg gttactgctg 900 aaatgcgatc gcgtggccgt ctatcaattt aaccccgact ttagcggtca gtttgtggct 960 gagtccgtca cctccggctg ggtgaaactc gttggcgagg aggtcgaacg ggtttggaaa 1020 gatacctacc tcgaagaaaa ccaaggggga cgctacgcca accatgaaac ctacgccgtc 1080 agtgatatct ataccatcgg tcatgacccc tgtcacgtcg aactcctcga acagttcgag 1140 gcccgggcct ataccctagt tcccattttc caaggagaac atctctgggg gattctcgcc 1200 gcctatcaaa acgacggtcc ccgggaatgg caaaatagcg aagtggattt gctgcaacgg 1260 attgccgacc aattgggggt ggccctgcaa caagccgaaa ccgtgaccca actgcgtcgt 1320 cagtccgatc gcattcgcca agccgccgag cgcgatcgca ccgtagccca agtcatcgac 1380 cgcatccgtc aatccctcga tatcaacagt atcttcaacg tcaccaccaa agaagtacga 1440 ctgttgctgc aatgcgatcg catcgccgtc tatcaattca accccgactt tagcggtcag 1500 tttgtggccg agtccgtcac tcccggctgg gggaaactcg tcggccctga agtcgaacga 1560 gtctggaaag acacctacct cgaagaaaac cagggaggac gttacgccta ccgggaaacc 1620 tacgccgtca ccgatatcta cgaagccggc catgacccct gtcacgtcga actcctcgaa 1680 cagttcgagg cccgggccta taccctggtt cctattttcc aaggggaaac cctctggggc 1740 attctcgccg cctatcaaaa cgacggccct cgggaatggc aagaggacga agtgcaactg 1800 cttgtacgca tcgccgacca attaggggtc gccctgcaac aagccgaaac cgtccaggaa 1860 ctgcgccgcc agtccgaacg aattgcccgc accgccgaac gggaacgcgc cgtcgctcag 1920 gtcatcgaac ggattcggga atctctgaac ttagacacca tcttcgacac caccaccacc 1980 gaagtccgac gactcctcaa aactgatcgc gtctgtgtct atcaattcgc cgaagactgg 2040 agtgggtcct ttattgccga gtccgtcggg gcgacctggg cccccctggt gcagcgacaa 2100 caacaaattc ccgctctacg ggacaatgtc agccaatgcg acaacatgac aagcctgatt 2160 gagcggcaac agtccggcca acttgccccc caagccagcg gccccgccag tcgggatacc 2220 tatctgcaag agacggaagg gggacgcttc cagactgaac aagccttctc cgttgaagat 2280 atctatcaag cgggctttag cacctgttat ctcgaagtcc tcgaacaata tcaatgtcgc 2340 gcctatgcca ttgttcccat cttcaagggt cctcaactct ggggactcct ggccgcctat 2400 cagaacaacg ggccacggga ctgggaaaac gaggaagtca ccctactgcg gcaaatcgga 2460 acccaactgg gagtcgccat tcagcagagt gaatacctgc aacaactgca agagcagtcc 2520 ctgcaactcg aagctgctgc ccaacgggat aaggccgcca aagaacaact gcaaaaacgg 2580 gctctggaac tgctgatggc cgtccgccca gccctggacg gggatttaac agtgcggatt 2640 cccgtgacag aagatgaaat gggaaccctg gccgactcct tcaacaacac cctgcaaagc 2700 ctgcgtaaaa tcgtcatgca ggtgcaaacc gccgccggac aggtggtgca aagctcccaa 2760 agtagtgacg cgtctctgat ggaattgtca gaccaagcgc aaaagcaatt cgaggaaatt 2820 agcaaaaccc tcgatcgcat tcaggatgtg gtgggcttca cccaaaccac tgccaacaac 2880 gcccaacagg tggaagtggc gctacagggg gccaaccgta ccctagaagc tggggatgat 2940 gccatgaacc gtaccgtgga ggggattgcc gacattcgcc aaaccgtggc cgccgccgcc 3000 aaagggattg cccgccttac ccagtcctcg caaaacatcg ctaaggtggt gaacctgatt 3060 aacaacttcg ccactcagac caacttattg gcgttgaatg cggccattga agccacccga 3120 gccggggaat atgggcgcgg ctttgcggtg gttgccgatg aggtgcgctc cctggctcgt 3180 cagtcagcgg atgcgaccac cgaaattgaa aatctggtcc aggaaattca ggcagaaacg 3240 aaggatgtga ccctggcgat ggaaatggcc tcggaacagg tgacgaaggg gacaaatctg 3300 gtgggcgaaa cccggcaaac tctcaatgag attgtgacgg cgacggccca aatcggggaa 3360 ctggtgcagg gaattaccca tgcgacgcag gtacaaacgg aacaagctca atcggtgaca 3420 gagatgatgc gctcaattgc agaaattgcc aaccaaacct cggaaaactc catcgcgatt 3480 tcctcgcgct ttaaggatgc tctgaccaca gctcaggagt tacaatcaag tgcgggacaa 3540 tttaaggtga gttag 3555 <210> 10 <211> 1184 <212> PRT <213> Light harvesting pigment GHP polypeptide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 10 Met Ser Pro Arg Glu Ser Thr Ser Pro Ala Thr Thr Asn Leu Ser Ala 1 5 10 15 Pro Ile Ala Lys Ser Leu Glu Glu Gln Leu Lys Ala Ile Arg Gln Gln 20 25 30 Ala Ala Lys Ile Thr Gln Pro Leu Gln Gln Ala Asn Ser Leu Glu Ala 35 40 45 Ala Cys Arg Asp Val Val Val Gln Leu Gln Gln Val Phe Glu Cys Asp 50 55 60 Arg Ala Leu Ile Tyr Arg Leu Cys Asp Arg Ser Ile Asp Ala Phe Ile 65 70 75 80 Asp Gln Phe Gln Asn Pro Met Ser Gly Leu Ala Phe Asn Gly Gly Gly 85 90 95 Asn Gly Val Asn Arg Pro Gly Leu Asn Ser Ala Ile Glu Ser Gly Leu 100 105 110 Pro Leu Thr Asn Ala Asn Gly Ala Asn Leu Thr Gly Thr Val Val Ala 115 120 125 Glu Ala Val Gly Arg Gly Trp Thr Pro Ser Leu Gly Asp Arg Leu His 130 135 140 Ile Ala Ala Phe Gly Phe Glu Thr Leu Asp Asp Tyr Gln Asn Leu Gly 145 150 155 160 Phe Ile Ser Ile Ala Asp Gln Ser Arg Thr Asn Leu Thr Pro His Gln 165 170 175 Gln Gln Ile Leu Asp Arg Tyr Gln Val Gln Ala Ala Leu Thr Ile Pro 180 185 190 Leu Lys Leu Gly Gln Lys Leu Trp Gly Val Leu Ser Val Gln His Cys 195 200 205 Arg Asn Pro Tyr Ser Trp Ser Glu Arg Glu Ile Ala Ile Leu Arg Gln 210 215 220 Val Ala Ala Glu Leu Ile Ser Phe Gln Gln Ser Leu Asn Gly His Gly 225 230 235 240 Thr Ser Met Leu Asp Pro Asn Pro Gln Gln Val Glu Asp Val Leu Glu 245 250 255 Arg Leu Arg Asn Ser Phe Asp Arg Val Gln Asp Arg Asp Arg Ser Val 260 265 270 Ala Arg Val Ile Glu Arg Ile Arg Gln Ser Leu Asn Ile Asp Ile Ile 275 280 285 Phe Arg Thr Thr Thr Lys Glu Val Arg Leu Leu Leu Lys Cys Asp Arg 290 295 300 Val Ala Val Tyr Gln Phe Asn Pro Asp Phe Ser Gly Gln Phe Val Ala 305 310 315 320 Glu Ser Val Thr Ser Gly Trp Val Lys Leu Val Gly Glu Glu Val Glu 325 330 335 Arg Val Trp Lys Asp Thr Tyr Leu Glu Glu Asn Gln Gly Gly Arg Tyr 340 345 350 Ala Asn His Glu Thr Tyr Ala Val Ser Asp Ile Tyr Thr Ile Gly His 355 360 365 Asp Pro Cys His Val Glu Leu Leu Glu Gln Phe Glu Ala Arg Ala Tyr 370 375 380 Thr Leu Val Pro Ile Phe Gln Gly Glu His Leu Trp Gly Ile Leu Ala 385 390 395 400 Ala Tyr Gln Asn Asp Gly Pro Arg Glu Trp Gln Asn Ser Glu Val Asp 405 410 415 Leu Leu Gln Arg Ile Ala Asp Gln Leu Gly Val Ala Leu Gln Gln Ala 420 425 430 Glu Thr Val Thr Gln Leu Arg Arg Gln Ser Asp Arg Ile Arg Gln Ala 435 440 445 Ala Glu Arg Asp Arg Thr Val Ala Gln Val Ile Asp Arg Ile Arg Gln 450 455 460 Ser Leu Asp Ile Asn Ser Ile Phe Asn Val Thr Thr Lys Glu Val Arg 465 470 475 480 Leu Leu Leu Gln Cys Asp Arg Ile Ala Val Tyr Gln Phe Asn Pro Asp 485 490 495 Phe Ser Gly Gln Phe Val Ala Glu Ser Val Thr Pro Gly Trp Gly Lys 500 505 510 Leu Val Gly Pro Glu Val Glu Arg Val Trp Lys Asp Thr Tyr Leu Glu 515 520 525 Glu Asn Gln Gly Gly Arg Tyr Ala Tyr Arg Glu Thr Tyr Ala Val Thr 530 535 540 Asp Ile Tyr Glu Ala Gly His Asp Pro Cys His Val Glu Leu Leu Glu 545 550 555 560 Gln Phe Glu Ala Arg Ala Tyr Thr Leu Val Pro Ile Phe Gln Gly Glu 565 570 575 Thr Leu Trp Gly Ile Leu Ala Ala Tyr Gln Asn Asp Gly Pro Arg Glu 580 585 590 Trp Gln Glu Asp Glu Val Gln Leu Leu Val Arg Ile Ala Asp Gln Leu 595 600 605 Gly Val Ala Leu Gln Gln Ala Glu Thr Val Gln Glu Leu Arg Arg Gln 610 615 620 Ser Glu Arg Ile Ala Arg Thr Ala Glu Arg Glu Arg Ala Val Ala Gln 625 630 635 640 Val Ile Glu Arg Ile Arg Glu Ser Leu Asn Leu Asp Thr Ile Phe Asp 645 650 655 Thr Thr Thr Thr Glu Val Arg Arg Leu Leu Lys Thr Asp Arg Val Cys 660 665 670 Val Tyr Gln Phe Ala Glu Asp Trp Ser Gly Ser Phe Ile Ala Glu Ser 675 680 685 Val Gly Ala Thr Trp Ala Pro Leu Val Gln Arg Gln Gln Gln Ile Pro 690 695 700 Ala Leu Arg Asp Asn Val Ser Gln Cys Asp Asn Met Thr Ser Leu Ile 705 710 715 720 Glu Arg Gln Gln Ser Gly Gln Leu Ala Pro Gln Ala Ser Gly Pro Ala 725 730 735 Ser Arg Asp Thr Tyr Leu Gln Glu Thr Glu Gly Gly Arg Phe Gln Thr 740 745 750 Glu Gln Ala Phe Ser Val Glu Asp Ile Tyr Gln Ala Gly Phe Ser Thr 755 760 765 Cys Tyr Leu Glu Val Leu Glu Gln Tyr Gln Cys Arg Ala Tyr Ala Ile 770 775 780 Val Pro Ile Phe Lys Gly Pro Gln Leu Trp Gly Leu Leu Ala Ala Tyr 785 790 795 800 Gln Asn Asn Gly Pro Arg Asp Trp Glu Asn Glu Glu Val Thr Leu Leu 805 810 815 Arg Gln Ile Gly Thr Gln Leu Gly Val Ala Ile Gln Gln Ser Glu Tyr 820 825 830 Leu Gln Gln Leu Gln Glu Gln Ser Leu Gln Leu Glu Ala Ala Ala Gln 835 840 845 Arg Asp Lys Ala Ala Lys Glu Gln Leu Gln Lys Arg Ala Leu Glu Leu 850 855 860 Leu Met Ala Val Arg Pro Ala Leu Asp Gly Asp Leu Thr Val Arg Ile 865 870 875 880 Pro Val Thr Glu Asp Glu Met Gly Thr Leu Ala Asp Ser Phe Asn Asn 885 890 895 Thr Leu Gln Ser Leu Arg Lys Ile Val Met Gln Val Gln Thr Ala Ala 900 905 910 Gly Gln Val Val Gln Ser Ser Gln Ser Ser Asp Ala Ser Leu Met Glu 915 920 925 Leu Ser Asp Gln Ala Gln Lys Gln Phe Glu Glu Ile Ser Lys Thr Leu 930 935 940 Asp Arg Ile Gln Asp Val Val Gly Phe Thr Gln Thr Thr Ala Asn Asn 945 950 955 960 Ala Gln Gln Val Glu Val Ala Leu Gln Gly Ala Asn Arg Thr Leu Glu 965 970 975 Ala Gly Asp Asp Ala Met Asn Arg Thr Val Glu Gly Ile Ala Asp Ile 980 985 990 Arg Gln Thr Val Ala Ala Ala Ala Lys Gly Ile Ala Arg Leu Thr Gln 995 1000 1005 Ser Ser Gln Asn Ile Ala Lys Val Val Asn Leu Ile Asn Asn Phe Ala 1010 1015 1020 Thr Gln Thr Asn Leu Leu Ala Leu Asn Ala Ala Ile Glu Ala Thr Arg 1025 1030 1035 1040 Ala Gly Glu Tyr Gly Arg Gly Phe Ala Val Val Ala Asp Glu Val Arg 1045 1050 1055 Ser Leu Ala Arg Gln Ser Ala Asp Ala Thr Thr Glu Ile Glu Asn Leu 1060 1065 1070 Val Gln Glu Ile Gln Ala Glu Thr Lys Asp Val Thr Leu Ala Met Glu 1075 1080 1085 Met Ala Ser Glu Gln Val Thr Lys Gly Thr Asn Leu Val Gly Glu Thr 1090 1095 1100 Arg Gln Thr Leu Asn Glu Ile Val Thr Ala Thr Ala Gln Ile Gly Glu 1105 1110 1115 1120 Leu Val Gln Gly Ile Thr His Ala Thr Gln Val Gln Thr Glu Gln Ala 1125 1130 1135 Gln Ser Val Thr Glu Met Met Arg Ser Ile Ala Glu Ile Ala Asn Gln 1140 1145 1150 Thr Ser Glu Asn Ser Ile Ala Ile Ser Ser Arg Phe Lys Asp Ala Leu 1155 1160 1165 Thr Thr Ala Gln Glu Leu Gln Ser Ser Ala Gly Gln Phe Lys Val Ser 1170 1175 1180 <210> 11 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF2 forward primer <400> 11 gtactcgaga cgggtgattg agcggattc 29 <210> 12 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF2 reverse primer <400> 12 gtgaattcga tgacttgggc tacggtg 27 <210> 13 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF3 forward primer <400> 13 gtactcgagc cgcatccgtc aatccctc 28 <210> 14 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF3 reverse primer <400> 14 gtgaattcgt tcagagattc ccgaat 26 <210> 15 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF4 forward primer <400> 15 catctcgagt cgggaatctc tgaacttag 29 <210> 16 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF4 reverse primer <400> 16 catctgcagc gggaatctct gaacttag 28 <210> 17 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF2/3/4 forward primer <400> 17 gtactcgaga cgggtgattg agcggattc 29 <210> 18 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF2/3/4 reverse primer <400> 18 catctgcagc gggaatctct gaacttag 28 <110> The Industry & Academic Cooperation in Chungnam National University (IAC) <120> Light harvesting pigment from cyanobacterium and use thereof <130> PN1212-588 <160> 18 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 558 <212> DNA <213> Light harvesting pigment GAF2 polynucleotide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 1 cgggtgattg agcggattcg tcaatccctg aatatcgata ttatcttccg caccaccaca 60 aaggaagtcc ggttactgct gaaatgcgat cgcgtggccg tctatcaatt taaccccgac 120 tttagcggtc agtttgtggc tgagtccgtc acctccggct gggtgaaact cgttggcgag 180 gaggtcgaac gggtttggaa agatacctac ctcgaagaaa accaaggggg acgctacgcc 240 aaccatgaaa cctacgccgt cagtgatatc tataccatcg gtcatgaccc ctgtcacgtc 300 gaactcctcg aacagttcga ggcccgggcc tataccctag ttcccatttt ccaaggagaa 360 catctctggg ggattctcgc cgcctatcaa aacgacggtc cccgggaatg gcaaaatagc 420 gaagtggatt tgctgcaacg gattgccgac caattggggg tggccctgca acaagccgaa 480 accgtgaccc aactgcgtcg tcagtccgat cgcattcgcc aagccgccga gcgcgatcgc 540 accgtagccc aagtcatc 558 <210> 2 <211> 186 <212> PRT <213> Light harvesting pigment GAF2 polypeptide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 2 Arg Val Ile Glu Arg Ile Arg Gln Ser Leu Asn Ile Asp Ile Ile Phe   1 5 10 15 Arg Thr Thr Lys Glu Val Arg Leu Leu Leu Lys Cys Asp Arg Val              20 25 30 Ala Val Tyr Gln Phe Asn Pro Asp Phe Ser Gly Gln Phe Val Ala Glu          35 40 45 Ser Val Thr Ser Gly Trp Val Lys Leu Val Gly Glu Glu Val Glu Arg      50 55 60 Val Trp Lys Asp Thr Tyr Leu Glu Glu Asn Gln Gly Gly Arg Tyr Ala  65 70 75 80 Asn His Glu Thr Tyr Ala Val Ser Asp Ile Tyr Thr Ile Gly His Asp                  85 90 95 Pro Cys His Val Glu Leu Leu Glu Gln Phe Glu Ala Arg Ala Tyr Thr             100 105 110 Leu Val Pro Ile Phe Gln Gly Glu His Leu Trp Gly Ile Leu Ala Ala         115 120 125 Tyr Gln Asn Asp Gly Pro Arg Glu Trp Gln Asn Ser Glu Val Asp Leu     130 135 140 Leu Gln Arg Ile Asp Gln Leu Gly Val Ala Leu Gln Gln Ala Glu 145 150 155 160 Thr Val Thr Gln Leu Arg Arg Gln Ser Asp Arg Ile Arg Gln Ala Ala                 165 170 175 Glu Arg Asp Arg Thr Val Ala Gln Val Ile             180 185 <210> 3 <211> 570 <212> DNA <213> Light harvesting pigment GAF3 polynucleotide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 3 cgcatccgtc aatccctcga tatcaacagt atcttcaacg tcaccaccaa agaagtacga 60 ctgttgctgc aatgcgatcg catcgccgtc tatcaattca accccgactt tagcggtcag 120 tttgtggccg agtccgtcac tcccggctgg gggaaactcg tcggccccga agtcgaacga 180 gtctggaaag acacctacct cgaagaaaac cagggaggac gttatgccta ccgggaaacc 240 tacgccgtca ccgatatcta cgaagccggc catgacccct gtcacgtcga actcctcgaa 300 cagttcgagg cccgggccta taccctggtt cctattttcc aaggggaaac cctctggggc 360 attctcgccg cctatcaaaa cgacggccct cgggaatggc aagaggacga agtgcaactg 420 cttgtacgca tcgccgacca attaggggtc gccctgcaac aagccgaaac cgtccaggaa 480 ctgcgccgcc agtccgaacg aattgcccgc accgccgaac gggaacgcgc cgtcgctcag 540 gtcatcgaac ggattcggga atctctgaac 570 <210> 4 <211> 190 <212> PRT <213> Light harvesting pigment GAF3 polypeptide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 4 Arg Ile Arg Gln Ser Leu Asp Ile Asn Ser Ile Phe Asn Val Thr Thr   1 5 10 15 Lys Glu Val Arg Leu Leu Leu Gln Cys Asp Arg Ile Ala Val Tyr Gln              20 25 30 Phe Asn Pro Asp Phe Ser Gly Gln Phe Val Ala Glu Ser Val Thr Pro          35 40 45 Gly Trp Gly Lys Leu Val Gly Pro Glu Val Glu Arg Val Trp Lys Asp      50 55 60 Thr Tyr Leu Glu Glu Asn Gln Gly Gly Arg Tyr Ala Tyr Arg Glu Thr  65 70 75 80 Tyr Ala Val Thr Asp Ile Tyr Glu Ala Gly His Asp Pro Cys His Val                  85 90 95 Glu Leu Leu Glu Gln Phe Glu Ala Arg Ala Tyr Thr Leu Val Pro Ile             100 105 110 Phe Gln Gly Glu Thr Leu Trp Gly Ile Leu Ala Ala Tyr Gln Asn Asp         115 120 125 Gly Pro Arg Glu Trp Gln Glu Asp Glu Val Gln Leu Leu Val Arg Ile     130 135 140 Ala Asp Gln Leu Gly Val Ala Leu Gln Gln Ala Glu Thr Val Gln Glu 145 150 155 160 Leu Arg Arg Gln Ser Glu Arg Ile Ala Arg Thr Ala Glu Arg Glu Arg                 165 170 175 Ala Val Ala Gln Val Ile Glu Arg Ile Arg Glu Ser Leu Asn             180 185 190 <210> 5 <211> 720 <212> DNA <213> Light harvesting pigment GAF4 polynucleotide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 5 cgggaatctc tgaacttaga caccatcttc gacaccacca ccaccgaagt ccgacgactc 60 ctcaaaactg atcgcgtctg tgtctatcaa ttcgccgaag actggagtgg gtcctttatt 120 gccgagtccg tcggggcgac ctgggccccc ctggtgcagc gacaacaaca aattcccgct 180 ctacgggaca atgtcagcca atgcgacaac atgacaagcc tgattgagcg gcaacagtcc 240 ggccaacttg ccccccaagc cagcggcccc gccagtcggg atacctatct gcaagagacg 300 gaagggggac gcttccagac tgaacaagcc ttctccgttg aagatatcta tcaagcgggc 360 tttagcacct gttatctcga agtcctcgaa caatatcaat gtcgcgccta tgccattgtt 420 cccatcttca agggtcctca actctgggga ctcctggccg cctatcagaa caacgggcca 480 cgggactggg aaaacgagga agtcacccta ctgcggcaaa tcggaaccca actgggagtc 540 gccattcagc agagtgaata cctgcaacaa ctgcaagagc agtccctgca actcgaagct 600 gctgcccaac gggataaggc cgccaaagaa caactgcaaa aacgggctct ggaactgctg 660 atggccgtcc gcccagccct ggacggggat ttaacagtgc ggattcccgt gacagaagat 720                                                                          720 <210> 6 <211> 240 <212> PRT <213> Light harvesting pigment GAF4 polypeptide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 6 Arg Glu Ser Leu Asn Leu Asp Thr Ile Phe Asp Thr Thr Thr Thr Glu   1 5 10 15 Val Arg Arg Leu Leu Lys Thr Asp Arg Val Cys Val Tyr Gln Phe Ala              20 25 30 Glu Asp Trp Ser Gly Ser Phe Ile Ala Glu Ser Val Gly Ala Thr Trp          35 40 45 Ala Pro Leu Val Gln Arg Gln Gln Gln Ile Pro Ala Leu Arg Asp Asn      50 55 60 Val Ser Gln Cys Asp Asn Met Thr Ser Leu Ile Glu Arg Gln Gln Ser  65 70 75 80 Gly Gln Leu Ala Pro Gln Ala Ser Gly Pro Ala Ser Arg Asp Thr Tyr                  85 90 95 Leu Gln Glu Thr Glu Gly Gly Arg Phe Gln Thr Glu Gln Ala Phe Ser             100 105 110 Val Glu Asp Ile Tyr Gln Ala Gly Phe Ser Thr Cys Tyr Leu Glu Val         115 120 125 Leu Glu Gln Tyr Gln Cys Arg Ala Tyr Ala Ile Val Pro Ile Phe Lys     130 135 140 Gly Pro Gln Leu Trp Gly Leu Leu Ala Ala Tyr Gln Asn Asn Gly Pro 145 150 155 160 Arg Asp Trp Glu Asn Glu Glu Val Thr Leu Leu Arg Gln Ile Gly Thr                 165 170 175 Gln Leu Gly Val Ala Ile Gln Gln Ser Glu Tyr Leu Gln Gln Leu Gln             180 185 190 Glu Gln Ser Leu Gln Leu Glu Ala Ala Ala Gln Arg Asp Lys Ala Ala         195 200 205 Lys Glu Gln Leu Gln Lys Arg Ala Leu Glu Leu Leu Met Ala Val Arg     210 215 220 Pro Ala Leu Asp Gly Asp Leu Thr Val Arg Ile Pro Val Thr Glu Asp 225 230 235 240 <210> 7 <211> 1836 <212> DNA <213> Light harvesting pigment GAF2 / 3/4 polynucleotide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 7 cgggtgattg agcggattcg tcaatccctg aatatcgata ttatcttccg caccaccaca 60 aaggaagtcc ggttactgct gaaatgcgat cgcgtggccg tctatcaatt taaccccgac 120 tttagcggtc agtttgtggc tgagtccgtc acctccggct gggtgaaact cgttggcgag 180 gaggtcgaac gggtttggaa agatacctac ctcgaagaaa accaaggggg acgctacgcc 240 aaccatgaaa cctacgccgt cagtgatatc tataccatcg gtcatgaccc ctgtcacgtc 300 gaactcctcg aacagttcga ggcccgggcc tataccctag ttcccatttt ccaaggagaa 360 catctctggg ggattctcgc cgcctatcaa aacgacggtc cccgggaatg gcaaaatagc 420 gaagtggatt tgctgcaacg gattgccgac caattggggg tggccctgca acaagccgaa 480 accgtgaccc aactgcgtcg tcagtccgat cgcattcgcc aagccgccga gcgcgatcgc 540 accgtagccc aagtcatcga ccgcatccgt caatccctcg atatcaacag tatcttcaac 600 gtcaccacca aagaagtacg actgttgctg caatgcgatc gcatcgccgt ctatcaattc 660 aaccccgact ttagcggtca gtttgtggcc gagtccgtca ctcccggctg ggggaaactc 720 gtcggccccg aagtcgaacg agtctggaaa gacacctacc tcgaagaaaa ccagggagga 780 cgttatgcct accgggaaac ctacgccgtc accgatatct acgaagccgg ccatgacccc 840 tgtcacgtcg aactcctcga acagttcgag gcccgggcct ataccctggt tcctattttc 900 caaggggaaa ccctctgggg cattctcgcc gcctatcaaa acgacggccc tcgggaatgg 960 caagaggacg aagtgcaact gcttgtacgc atcgccgacc aattaggggt cgccctgcaa 1020 caagccgaaa ccgtccagga actgcgccgc cagtccgaac gaattgcccg caccgccgaa 1080 cgggaacgcg ccgtcgctca ggtcatcgaa cggattcggg aatctctgaa cttagacacc 1140 atcttcgaca ccaccaccac cgaagtccga cgactcctca aaactgatcg cgtctgtgtc 1200 tatcaattcg ccgaagactg gagtgggtcc tttattgccg agtccgtcgg ggcgacctgg 1260 gcccccctgg tgcagcgaca acaacaaatt cccgctctac gggacaatgt cagccaatgc 1320 gacaacatga caagcctgat tgagcggcaa cagtccggcc aacttgcccc ccaagccagc 1380 ggccccgcca gtcgggatac ctatctgcaa gagacggaag ggggacgctt ccagactgaa 1440 caagccttct ccgttgaaga tatctatcaa gcgggcttta gcacctgtta tctcgaagtc 1500 ctcgaacaat atcaatgtcg cgcctatgcc attgttccca tcttcaaggg tcctcaactc 1560 tggggactcc tggccgccta tcagaacaac gggccacggg actgggaaaa cgaggaagtc 1620 accctactgc ggcaaatcgg aacccaactg ggagtcgcca ttcagcagag tgaatacctg 1680 caacaactgc aagagcagtc cctgcaactc gaagctgctg cccaacggga taaggccgcc 1740 aaagaacaac tgcaaaaacg ggctctggaa ctgctgatgg ccgtccgccc agccctggac 1800 ggggatttaa cagtgcggat tcccgtgaca gaagat 1836 <210> 8 <211> 612 <212> PRT <213> Light harvesting pigment GAF2 / 3/4 polypeptide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 8 Arg Val Ile Glu Arg Ile Arg Gln Ser Leu Asn Ile Asp Ile Ile Phe   1 5 10 15 Arg Thr Thr Lys Glu Val Arg Leu Leu Leu Lys Cys Asp Arg Val              20 25 30 Ala Val Tyr Gln Phe Asn Pro Asp Phe Ser Gly Gln Phe Val Ala Glu          35 40 45 Ser Val Thr Ser Gly Trp Val Lys Leu Val Gly Glu Glu Val Glu Arg      50 55 60 Val Trp Lys Asp Thr Tyr Leu Glu Glu Asn Gln Gly Gly Arg Tyr Ala  65 70 75 80 Asn His Glu Thr Tyr Ala Val Ser Asp Ile Tyr Thr Ile Gly His Asp                  85 90 95 Pro Cys His Val Glu Leu Leu Glu Gln Phe Glu Ala Arg Ala Tyr Thr             100 105 110 Leu Val Pro Ile Phe Gln Gly Glu His Leu Trp Gly Ile Leu Ala Ala         115 120 125 Tyr Gln Asn Asp Gly Pro Arg Glu Trp Gln Asn Ser Glu Val Asp Leu     130 135 140 Leu Gln Arg Ile Asp Gln Leu Gly Val Ala Leu Gln Gln Ala Glu 145 150 155 160 Thr Val Thr Gln Leu Arg Arg Gln Ser Asp Arg Ile Arg Gln Ala Ala                 165 170 175 Glu Arg Asp Arg Thr Val Ala Gln Val Ile Asp Arg Ile Arg Gln Ser             180 185 190 Leu Asp Ile Asn Ser Ile Phe Asn Val Thr Thr Lys Glu Val Arg Leu         195 200 205 Leu Leu Gln Cys Asp Arg Ile Ala Val Tyr Gln Phe Asn Pro Asp Phe     210 215 220 Ser Gly Gln Phe Val Ala Glu Ser Val Thr Pro Gly Trp Gly Lys Leu 225 230 235 240 Val Gly Pro Glu Val Glu Arg Val Trp Lys Asp Thr Tyr Leu Glu Glu                 245 250 255 Asn Gln Gly Gly Arg Tyr Ala Tyr Arg Glu Thr Tyr Ala Val Thr Asp             260 265 270 Ile Tyr Glu Ala Gly His Asp Pro Cys His Val Glu Leu Leu Glu Gln         275 280 285 Phe Glu Ala Arg Ala Tyr Thr Leu Val Pro Ile Phe Gln Gly Glu Thr     290 295 300 Leu Trp Gly Ile Leu Ala Ala Tyr Gln Asn Asp Gly Pro Arg Glu Trp 305 310 315 320 Gln Glu Asp Glu Val Glu Leu Leu Val Arg Ile Ala Asp Gln Leu Gly                 325 330 335 Val Ala Leu Gln Gln Ala Glu Thr Val Gln Glu Leu Arg Arg Gln Ser             340 345 350 Glu Arg Ile Ala Arg Thr Ala Glu Arg Glu Arg Ala Val Ala Gln Val         355 360 365 Ile Glu Arg Ile Arg Glu Ser Leu Asn Leu Asp Thr Ile Phe Asp Thr     370 375 380 Thr Thr Glu Val Arg Arg Leu Leu Lys Thr Asp Arg Val Cys Val 385 390 395 400 Tyr Gln Phe Ala Glu Asp Trp Ser Gly Ser Phe Ile Ala Glu Ser Val                 405 410 415 Gly Ala Thr Trp Ala Pro Leu Val Gln Arg Gln Gln Gln Ile Pro Ala             420 425 430 Leu Arg Asp Asn Val Ser Gln Cys Asp Asn Met Thr Ser Leu Ile Glu         435 440 445 Arg Gln Gln Ser Gly Gln Leu Ala Pro Gln Ala Ser Gly Pro Ala Ser     450 455 460 Arg Asp Thr Tyr Leu Gln Glu Thr Glu Gly Gly Arg Phe Gln Thr Glu 465 470 475 480 Gln Ala Phe Ser Val Glu Asp Ile Tyr Gln Ala Gly Phe Ser Thr Cys                 485 490 495 Tyr Leu Glu Val Leu Glu Gln Tyr Gln Cys Arg Ala Tyr Ala Ile Val             500 505 510 Pro Ile Phe Lys Gly Pro Gln Leu Trp Gly Leu Leu Ala Ala Tyr Gln         515 520 525 Asn Asn Gly Pro Arg Asp Trp Glu Asn Glu Glu Val Thr Leu Leu Arg     530 535 540 Gln Ile Gly Thr Gln Leu Gly Val Ala Ile Gln Gln Ser Glu Tyr Leu 545 550 555 560 Gln Gln Leu Gln Glu Gln Ser Leu Glu Leu Glu Ala Ala Ala Gln Arg                 565 570 575 Asp Lys Ala Ala Lys Glu Gln Leu Gln Lys Arg Ala Leu Glu Leu Leu             580 585 590 Met Ala Val Arg Pro Ala Leu Asp Gly Asp Leu Thr Val Arg Ile Pro         595 600 605 Val Thr Glu Asp     610 <210> 9 <211> 3555 <212> DNA <213> Light harvesting pigment GHP polynucleotide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 9 atgtctcctc gcgaatccac ctccccagcc acaaccaacc tctcggcccc cattgctaaa 60 agcttagaag aacaactcaa agcgattcgt cagcaggcgg ctaagattac ccaacccctc 120 caacaggcca acagcttaga ggcggcctgt cgggatgtgg tggtacaact tcagcaggtg 180 tttgagtgcg atcgcgccct catttaccgc ctgtgcgatc gcagtattga tgcctttatt 240 gaccaattcc aaaatcccat gtctggattg gccttcaatg gggggggaaa tggcgtcaat 300 cgtcctggtt taaatagcgc aattgaatct ggactgcctc taacaaatgc caatggtgcg 360 aatttaacgg ggactgtggt tgccgaagcc gtcggacgag gttggacacc atctttgggc 420 gatcgcctcc acattgccgc ctttggtttt gaaaccctag acgactatca aaacctgggg 480 tttatctcca tcgccgacca atctcgcacc aaccttaccc cacaccagca gcaaatcctc 540 gatcgctatc aagtccaagc ggccctaacc attcccctca aactgggtca aaaactttgg 600 ggggttttgt ctgtgcagca ttgtcgtaac ccctattcct ggtcagaacg agaaatcgcc 660 attttgcgac aagtggccgc cgaattaatt agtttccagc aaagtctcaa tggtcatggg 720 acttccatgc tagaccccaa cccccagcaa gttgaggatg tcctcgaacg gttgcgcaac 780 tcctttgacc gagttcaaga ccgcgatcgc agcgtagcac gggtgattga gcggattcgt 840 caatccctga atatcgatat tatcttccgc accaccacaa aggaagtccg gttactgctg 900 aaatgcgatc gcgtggccgt ctatcaattt aaccccgact ttagcggtca gtttgtggct 960 ggtccgtca cctccggctg ggtgaaactc gttggcgagg aggtcgaacg ggtttggaaa 1020 gatacctacc tcgaagaaaa ccaaggggga cgctacgcca accatgaaac ctacgccgtc 1080 agtgatatct ataccatcgg tcatgacccc tgtcacgtcg aactcctcga acagttcgag 1140 gcccgggcct ataccctagt tcccattttc caaggagaac atctctgggg gattctcgcc 1200 gcctatcaaa acgacggtcc ccgggaatgg caaaatagcg aagtggattt gctgcaacgg 1260 attgccgacc aattgggggt ggccctgcaa caagccgaaa ccgtgaccca actgcgtcgt 1320 cagtccgatc gcattcgcca agccgccgag cgcgatcgca ccgtagccca agtcatcgac 1380 cgcatccgtc aatccctcga tatcaacagt atcttcaacg tcaccaccaa agaagtacga 1440 ctgttgctgc aatgcgatcg catcgccgtc tatcaattca accccgactt tagcggtcag 1500 tttgtggccg agtccgtcac tcccggctgg gggaaactcg tcggccctga agtcgaacga 1560 gtctggaaag acacctacct cgaagaaaac cagggaggac gttacgccta ccgggaaacc 1620 tacgccgtca ccgatatcta cgaagccggc catgacccct gtcacgtcga actcctcgaa 1680 cagttcgagg cccgggccta taccctggtt cctattttcc aaggggaaac cctctggggc 1740 attctcgccg cctatcaaaa cgacggccct cgggaatggc aagaggacga agtgcaactg 1800 cttgtacgca tcgccgacca attaggggtc gccctgcaac aagccgaaac cgtccaggaa 1860 ctgcgccgcc agtccgaacg aattgcccgc accgccgaac gggaacgcgc cgtcgctcag 1920 gtcatcgaac ggattcggga atctctgaac ttagacacca tcttcgacac caccaccacc 1980 gaagtccgac gactcctcaa aactgatcgc gtctgtgtct atcaattcgc cgaagactgg 2040 agtgggtcct ttattgccga gtccgtcggg gcgacctggg cccccctggt gcagcgacaa 2100 caacaaattc ccgctctacg ggacaatgtc agccaatgcg acaacatgac aagcctgatt 2160 gagcggcaac agtccggcca acttgccccc caagccagcg gccccgccag tcgggatacc 2220 tatctgcaag agacggaagg gggacgcttc cagactgaac aagccttctc cgttgaagat 2280 atctatcaag cgggctttag cacctgttat ctcgaagtcc tcgaacaata tcaatgtcgc 2340 gcctatgcca ttgttcccat cttcaagggt cctcaactct ggggactcct ggccgcctat 2400 cagaacaacg ggccacggga ctgggaaaac gaggaagtca ccctactgcg gcaaatcgga 2460 acccaactgg gagtcgccat tcagcagagt gaatacctgc aacaactgca agagcagtcc 2520 ctgcaactcg aagctgctgc ccaacgggat aaggccgcca aagaacaact gcaaaaacgg 2580 gctctggaac tgctgatggc cgtccgccca gccctggacg gggatttaac agtgcggatt 2640 cccgtgacag aagatgaaat gggaaccctg gccgactcct tcaacaacac cctgcaaagc 2700 ctgcgtaaaa tcgtcatgca ggtgcaaacc gccgccggac aggtggtgca aagctcccaa 2760 agtagtgacg cgtctctgat ggaattgtca gaccaagcgc aaaagcaatt cgaggaaatt 2820 agcaaaaccc tcgatcgcat tcaggatgtg gtgggcttca cccaaaccac tgccaacaac 2880 gcccaacagg tggaagtggc gctacagggg gccaaccgta ccctagaagc tggggatgat 2940 gccatgaacc gtaccgtgga ggggattgcc gacattcgcc aaaccgtggc cgccgccgcc 3000 aaagggattg cccgccttac ccagtcctcg caaaacatcg ctaaggtggt gaacctgatt 3060 aacaacttcg ccactcagac caacttattg gcgttgaatg cggccattga agccacccga 3120 gccggggaat atgggcgcgg ctttgcggtg gttgccgatg aggtgcgctc cctggctcgt 3180 cagtcagcgg atgcgaccac cgaaattgaa aatctggtcc aggaaattca ggcagaaacg 3240 aaggatgtga ccctggcgat ggaaatggcc tcggaacagg tgacgaaggg gacaaatctg 3300 gtgggcgaaa cccggcaaac tctcaatgag attgtgacgg cgacggccca aatcggggaa 3360 ctggtgcagg gaattaccca tgcgacgcag gtacaaacgg aacaagctca atcggtgaca 3420 gagatgatgc gctcaattgc agaaattgcc aaccaaacct cggaaaactc catcgcgatt 3480 tcctcgcgct ttaaggatgc tctgaccaca gctcaggagt tacaatcaag tgcgggacaa 3540 tttaaggtga gttag 3555 <210> 10 <211> 1184 <212> PRT <213> Light harvesting pigment GHP polypeptide sequence from Microcoleus sp. B353 <400> 10 Met Ser Pro Arg Glu Ser Thr Ser Pro Ala Thr Thr Asn Leu Ser Ala   1 5 10 15 Pro Ile Ala Lys Ser Leu Glu Glu Gln Leu Lys Ala Ile Arg Gln Gln              20 25 30 Ala Ala Lys Ile Thr Gln Pro Leu Gln Gln Ala Asn Ser Leu Glu Ala          35 40 45 Ala Cys Arg Asp Val Val Val Gln Leu Gln Gln Val Phe Glu Cys Asp      50 55 60 Arg Ala Leu Ile Tyr Arg Leu Cys Asp Arg Ser Ile Asp Ala Phe Ile  65 70 75 80 Asp Gln Phe Gln Asn Pro Met Ser Gly Leu Ala Phe Asn Gly Gly Gly                  85 90 95 Asn Gly Val Asn Arg Pro Gly Leu Asn Ser Ala Ile Glu Ser Gly Leu             100 105 110 Pro Leu Thr Asn Ala Asn Gly Ala Asn Leu Thr Gly Thr Val Val Ala         115 120 125 Glu Ala Val Gly Arg Gly Trp Thr Pro Ser Leu Gly Asp Arg Leu His     130 135 140 Ile Ala Phe Gly Phe Glu Thr Leu Asp Asp Tyr Gln Asn Leu Gly 145 150 155 160 Phe Ile Ser Ile Ala Asp Gln Ser Arg Thr Asn Leu Thr Pro His Gln                 165 170 175 Gln Gln Ile Leu Asp Arg Tyr Gln Val Gln Ala Leu Thr Ile Pro             180 185 190 Leu Lys Leu Gly Gln Lys Leu Trp Gly Val Leu Ser Val Gln His Cys         195 200 205 Arg Asn Pro Tyr Ser Trp Ser Glu Arg Glu Ile Ala Ile Leu Arg Gln     210 215 220 Val Ala Ala Glu Leu Ile Ser Phe Gln Gln Ser Leu Asn Gly His Gly 225 230 235 240 Thr Ser Met Leu Asp Pro Asn Pro Gln Gln Val Glu Asp Val Leu Glu                 245 250 255 Arg Leu Arg Asn Ser Phe Asp Arg Val Gln Asp Arg Asp Arg Ser Val             260 265 270 Ala Arg Val Ile Glu Arg Ile Arg Gln Ser Leu Asn Ile Asp Ile Ile         275 280 285 Phe Arg Thr Thr Thr Lys Glu Val Arg Leu Leu Leu Lys Cys Asp Arg     290 295 300 Val Ala Val Tyr Gln Phe Asn Pro Asp Phe Ser Gly Gln Phe Val Ala 305 310 315 320 Glu Ser Val Thr Ser Gly Trp Val Lys Leu Val Gly Glu Glu Val Glu                 325 330 335 Arg Val Trp Lys Asp Thr Tyr Leu Glu Glu Asn Gln Gly Gly Arg Tyr             340 345 350 Ala Asn His Glu Thr Tyr Ala Val Ser Asp Ile Tyr Thr Ile Gly His         355 360 365 Asp Pro Cys His Val Glu Leu Leu Glu Gln Phe Glu Ala Arg Ala Tyr     370 375 380 Thr Leu Val Pro Ile Phe Gln Gly Glu His Leu Trp Gly Ile Leu Ala 385 390 395 400 Ala Tyr Gln Asn Asp Gly Pro Arg Glu Trp Gln Asn Ser Glu Val Asp                 405 410 415 Leu Leu Gln Arg Ile Ala Asp Gln Leu Gly Val Ala Leu Gln Gln Ala             420 425 430 Glu Thr Val Thr Gln Leu Arg Arg Gln Ser Asp Arg Ile Arg Gln Ala         435 440 445 Ala Glu Arg Asp Arg Thr Val Ala Gln Val Ile Asp Arg Ile Arg Gln     450 455 460 Ser Leu Asp Ile Asn Ser Ile Phe Asn Val Thr Thr Lys Glu Val Arg 465 470 475 480 Leu Leu Leu Gln Cys Asp Arg Ile Ala Val Tyr Gln Phe Asn Pro Asp                 485 490 495 Phe Ser Gly Gln Phe Val Ala Glu Ser Val Thr Pro Gly Trp Gly Lys             500 505 510 Leu Val Gly Pro Glu Val Glu Arg Val Trp Lys Asp Thr Tyr Leu Glu         515 520 525 Glu Asn Gln Gly Gly Arg Tyr Ala Tyr Arg Glu Thr Tyr Ala Val Thr     530 535 540 Asp Ile Tyr Glu Ala Gly His Asp Pro Cys His Val Glu Leu Leu Glu 545 550 555 560 Gln Phe Glu Ala Arg Ala Tyr Thr Leu Val Pro Ile Phe Gln Gly Glu                 565 570 575 Thr Leu Trp Gly Ile Leu Ala Ala Tyr Gln Asn Asp Gly Pro Arg Glu             580 585 590 Trp Gln Glu Asp Glu Val Gln Leu Leu Val Arg Ile Ala Asp Gln Leu         595 600 605 Gly Val Ala Leu Gln Gln Ala Glu Thr Val Gln Glu Leu Arg Arg Gln     610 615 620 Ser Glu Arg Ile Ala Arg Thr Ala Glu Arg Glu Arg Ala Val Ala Gln 625 630 635 640 Val Ile Glu Arg Ile Arg Glu Ser Leu Asn Leu Asp Thr Ile Phe Asp                 645 650 655 Thr Thr Thr Glu Val Arg Arg Leu Leu Lys Thr Asp Arg Val Cys             660 665 670 Val Tyr Gln Phe Ala Glu Asp Trp Ser Gly Ser Phe Ile Ala Glu Ser         675 680 685 Val Gly Ala Thr Trp Ala Pro Leu Val Gln Arg Gln Gln Gln Ile Pro     690 695 700 Ala Leu Arg Asp Asn Val Ser Gln Cys Asp Asn Met Thr Ser Leu Ile 705 710 715 720 Glu Arg Gln Gln Ser Gly Gln Leu Ala Pro Gln Ala Ser Gly Pro Ala                 725 730 735 Ser Arg Asp Thr Tyr Leu Gln Glu Thr Glu Gly Gly Arg Phe Gln Thr             740 745 750 Glu Gln Ala Phe Ser Val Glu Asp Ile Tyr Gln Ala Gly Phe Ser Thr         755 760 765 Cys Tyr Leu Glu Val Leu Glu Gln Tyr Gln Cys Arg Ala Tyr Ala Ile     770 775 780 Val Pro Ile Phe Lys Gly Pro Gln Leu Trp Gly Leu Leu Ala Ala Tyr 785 790 795 800 Gln Asn Asn Gly Pro Arg Asp Trp Glu Asn Glu Glu Val Thr Leu Leu                 805 810 815 Arg Gln Ile Gly Thr Gln Leu Gly Val Ala Ile Gln Gln Ser Glu Tyr             820 825 830 Leu Gln Gln Leu Gln Glu Gln Ser Leu Gln Leu Glu Ala Ala Ala Gln         835 840 845 Arg Asp Lys Ala Ala Lys Glu Gln Leu Gln Lys Arg Ala Leu Glu Leu     850 855 860 Leu Met Ala Val Arg Pro Ala Leu Asp Gly Asp Leu Thr Val Arg Ile 865 870 875 880 Pro Val Thr Glu Asp Glu Met Gly Thr Leu Ala Asp Ser Phe Asn Asn                 885 890 895 Thr Leu Gln Ser Leu Arg Lys Ile Val Met Gln Val Gln Thr Ala Ala             900 905 910 Gly Gln Val Val Gln Ser Ser Gln Ser Ser Asp Ser Ser Leu Met Glu         915 920 925 Leu Ser Asp Gln Ala Gln Lys Gln Phe Glu Glu Ile Ser Lys Thr Leu     930 935 940 Asp Arg Ile Gln Asp Val Val Gly Phe Thr Gln Thr Thr Ala Asn Asn 945 950 955 960 Ala Gln Gln Val Glu Val Ala Leu Gln Gly Ala Asn Arg Thr Leu Glu                 965 970 975 Ala Gly Asp Asp Ala Met Asn Arg Thr Val Glu Gly Ile Ala Asp Ile             980 985 990 Arg Gln Thr Val Ala Ala Ala Lys Gly Ile Ala Arg Leu Thr Gln         995 1000 1005 Ser Ser Gln Asn Ile Ala Lys Val Val Asn Leu Ile Asn Asn Phe Ala    1010 1015 1020 Thr Gln Thr Asn Leu Leu Ala Leu Asn Ala Ala Ile Glu Ala Thr Arg 1025 1030 1035 1040 Ala Gly Glu Tyr Gly Arg Gly Phe Ala Val Val Ala Asp Glu Val Arg                1045 1050 1055 Ser Leu Ala Arg Gln Ser Ala Asp Ala Thr Thr Glu Ile Glu Asn Leu            1060 1065 1070 Val Gln Glu Ile Gln Ala Glu Thr Lys Asp Val Thr Leu Ala Met Glu        1075 1080 1085 Met Ala Ser Glu Gln Val Thr Lys Gly Thr Asn Leu Val Gly Glu Thr    1090 1095 1100 Arg Gln Thr Leu Asn Glu Ile Val Thr Ala Thr Ala Gln Ile Gly Glu 1105 1110 1115 1120 Leu Val Gln Gly Ile Thr His Ala Thr Gln Val Gln Thr Glu Gln Ala                1125 1130 1135 Gln Ser Val Thr Glu Met Met Arg Ser Ile Ala Glu Ile Ala Asn Gln            1140 1145 1150 Thr Ser Glu Asn Ser Ile Ala Ile Ser Ser Arg Phe Lys Asp Ala Leu        1155 1160 1165 Thr Thr Ala Gln Glu Leu Gln Ser Ser Ala Gly Gln Phe Lys Val Ser    1170 1175 1180 <210> 11 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF2 forward primer <400> 11 gtactcgaga cgggtgattg agcggattc 29 <210> 12 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF2 reverse primer <400> 12 gtgaattcga tgacttgggc tacggtg 27 <210> 13 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF3 forward primer <400> 13 gtactcgagc cgcatccgtc aatccctc 28 <210> 14 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF3 reverse primer <400> 14 gtgaattcgt tcagagattc ccgaat 26 <210> 15 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF4 forward primer <400> 15 catctcgagt cgggaatctc tgaacttag 29 <210> 16 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF4 reverse primer <400> 16 catctgcagc gggaatctct gaacttag 28 <210> 17 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF2 / 3/4 forward primer <400> 17 gtactcgaga cgggtgattg agcggattc 29 <210> 18 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAF2 / 3/4 reverse primer <400> 18 catctgcagc gggaatctct gaacttag 28

Claims (20)

서열번호 1의 염기서열을 가지는 광수확 색소 GAF2 폴리뉴클레오티드.A light harvesting dye GAF2 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. 제1항에 있어서,
상기 폴리뉴클레오티드는 남세균인 마이크로콜레우스 B353 유래인 것을 특징으로 하는 광수확 색소 GAF2 폴리뉴클레오티드.
The method according to claim 1,
Wherein the polynucleotide is derived from Microclause B353 which is a S. cereus.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광수확 색소는 600 내지 605nm 파장대의 오렌지색을 흡수하는 것을 특징으로 하는 광수확 색소 GAF2 폴리뉴클레오티드.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the light harvesting dye absorbs an orange color at a wavelength range of 600 to 605 nm.
서열번호 2의 아미노산 서열을 가지는 광수확 색소 GAF2 도메인.A light harvesting dye GAF2 domain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. 서열번호 3의 염기서열을 가지는 광수확 색소 GAF3 폴리뉴클레오티드.A light harvesting dye GAF3 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3. 제5항에 있어서,
상기 폴리뉴클레오티드는 남세균인 마이크로콜레우스 B353 유래인 것을 특징으로 하는 광수확 색소 GAF3 폴리뉴클레오티드.
6. The method of claim 5,
Wherein the polynucleotide is derived from Microclause B353 which is a microorganism of the genus S. cerevisiae.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 광수확 색소는 600 내지 605nm 파장대의 오렌지색을 흡수하는 것을 특징으로 하는 광수확 색소 GAF3 폴리뉴클레오티드.
The method according to claim 5 or 6,
Wherein the light harvesting dye absorbs an orange color of 600 to 605 nm wavelength band.
서열번호 4의 아미노산 서열을 가지는 광수확 색소 GAF3 도메인.A light harvesting dye GAF3 domain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4. 서열번호 5의 염기서열을 가지는 광수확 색소 GAF4 폴리뉴클레오티드.A light harvesting dye GAF4 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5. 제9항에 있어서,
상기 폴리뉴클레오티드는 남세균인 마이크로콜레우스 B353 유래인 것을 특징으로 하는 광수확 색소 GAF4 폴리뉴클레오티드.
10. The method of claim 9,
Wherein the polynucleotide is derived from Microclause B353 which is a bacterium of the genus S. cerevisiae.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 광수확 색소는 자외선/녹색광의 광가역적 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 광수확 색소 GAF4 폴리뉴클레오티드.
11. The method according to claim 9 or 10,
Wherein said light harvesting dye has a photoreactive activity of ultraviolet / green light. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 8. &lt; / RTI &gt;
제11항에 있어서,
상기 자외선/녹색광의 광가역적 활성은 자외선 흡수 시 녹색광을 흡수할 수 있는 상태가 되며, 녹색광 흡수 시 다시 자외선을 흡수할 수 있는 상태로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 광수확 색소 GAF4 폴리뉴클레오티드.
12. The method of claim 11,
Wherein the light reversible activity of the ultraviolet / green light is in a state capable of absorbing green light upon absorption of ultraviolet light and returned to a state capable of absorbing ultraviolet light again upon absorption of green light.
제9항에 있어서,
상기 광수확 색소는 흡수된 에너지를 다른 색소분자에 전달할 수 있는 보조색소인 것을 특징으로 하는 광수확 색소 GAF4 폴리뉴클레오티드.
10. The method of claim 9,
Wherein the light harvesting dye is an auxiliary dye capable of transferring the absorbed energy to other dye molecules. &Lt; Desc / Clms Page number 20 &gt;
서열번호 6의 아미노산 서열을 가지는 광수확 색소 GAF4 도메인.A light harvesting dye GAF4 domain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6. 서열번호 1의 염기서열을 가지는 GAF2 폴리뉴클레오티드;
서열번호 3의 염기서열을 가지는 GAF3 폴리뉴클레오티드; 및
서열번호 5의 염기서열을 가지는 GAF4 폴리뉴클레오티드를 포함하는 서열번호 9의 염기서열을 가지는 자외선/녹색광 수확색소 유전자.
A GAF2 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1;
A GAF3 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3; And
9. An ultraviolet / green light harvesting pigment gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9, which comprises a GAF4 polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.
서열번호 2의 아미노산 서열을 가지는 GAF2 도메인;
서열번호 4의 아미노산 서열을 가지는 GAF3 도메인; 및
서열번호 6의 아미노산 서열을 가지는 GAF4 도메인을 포함하는 서열번호 10의 아미노산 서열을 가지는 자외선/녹색광 수확색소 단백질.
A GAF2 domain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2;
A GAF3 domain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4; And
An ultraviolet / green light harvesting pigment protein having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 comprising a GAF4 domain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6.
제15항의 자외선/녹색광 수확색소 유전자를 포함하는 재조합 벡터.18. A recombinant vector comprising the ultraviolet / green light harvest pigment gene of claim 15. 제17항의 재조합 벡터를 식물에 도입하여 광합성 이용 효율을 증대시키는 방법.A method for introducing the recombinant vector of claim 17 into plants to increase efficiency of photosynthetic utilization. 제18항에 있어서,
상기 식물은 피코에리트린을 광수확 색소로 가지고 있지 않은 남세균, 염록소 b를 보조색소로 갖는 녹조류 및 육상고등식물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 광합성 이용 효율을 증대시키는 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the plant is one selected from the group consisting of Cucurbitaceae having no light harvesting pigment as a light harvesting pigment, green algae having a chlorophyll-b as an auxiliary dye, and a terrestrial higher plant.
제18항에 있어서,
상기 광합성 이용 효율 증대는 자외선/녹색광 수확색소 유전자 도입을 통해 자외선 및 녹색광을 광합성의 광원으로 이용함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 광합성 이용 효율을 증대시키는 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the increase in the efficiency of using photosynthesis is achieved by using ultraviolet light and green light as a light source for photosynthesis through the introduction of ultraviolet / green light harvesting dye gene.
KR1020130030077A 2013-03-21 2013-03-21 Light harvesting pigment from cyanobacterium and use thereof KR101612157B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130030077A KR101612157B1 (en) 2013-03-21 2013-03-21 Light harvesting pigment from cyanobacterium and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130030077A KR101612157B1 (en) 2013-03-21 2013-03-21 Light harvesting pigment from cyanobacterium and use thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140115522A KR20140115522A (en) 2014-10-01
KR101612157B1 true KR101612157B1 (en) 2016-04-12

Family

ID=51989818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130030077A KR101612157B1 (en) 2013-03-21 2013-03-21 Light harvesting pigment from cyanobacterium and use thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101612157B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101523516B1 (en) * 2014-12-31 2015-06-05 충남대학교산학협력단 UV/Green photoreversible sensor protein from cyanobacterium and uses thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090061444A1 (en) 2007-07-03 2009-03-05 Ulijasz Andrew T Phytochrome-based fluorophores
US20100303729A1 (en) 2009-05-27 2010-12-02 Ulijasz Andrew T Cyanochrome fluorophores

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090061444A1 (en) 2007-07-03 2009-03-05 Ulijasz Andrew T Phytochrome-based fluorophores
US20100303729A1 (en) 2009-05-27 2010-12-02 Ulijasz Andrew T Cyanochrome fluorophores

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ecology of Cyanobacteria II, 2012, pp 427-440

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140115522A (en) 2014-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yasui et al. A new class of DNA photolyases present in various organisms including aplacental mammals.
Adamska ELIPs–Light‐induced stress proteins
KR101421308B1 (en) Modified dicamba monooxygenase enzyme and methods of its use
US7067278B1 (en) Nucleic acid encoding pigment protein from coral tissue
CN107312094B (en) Hybrid antibacterial peptide and preparation method and application thereof
CA3137581A1 (en) Strains and methods for production of heme-containing proteins
Liu et al. Mutation in a chlorophyll-binding motif of Brassica ferrochelatase enhances both heme and chlorophyll biosynthesis
Leitner-Dagan et al. CHRD, a plant member of the evolutionarily conserved YjgF family, influences photosynthesis and chromoplastogenesis
Pattanayak et al. Catalytic function of a novel protein protochlorophyllide oxidoreductase C of Arabidopsis thaliana
ES2359749T3 (en) ENZIMA DICAMBA MONOOXIGENASA MODIFIED AND PROCEDURE OF USE.
KR101612157B1 (en) Light harvesting pigment from cyanobacterium and use thereof
KR101336784B1 (en) Method for chaperone activity modification of peroxiredoxin using irradiation
Minagawa et al. Molecular characterization and gene expression of lhcb5 gene encoding CP26 in the light-harvesting complex II of Chlamydomonas reinhardtii
KR102341951B1 (en) Red Fluorescence Protein Variants for Enhancing Fluorescent Intensity
KR101500952B1 (en) UV/Green photoreversible sensor protein from cyanobacterium and uses thereof
KR101669484B1 (en) Violet/orange photointerconvertible phytochrome TpR0787 protein from cyanobacterium and uses thereof
KR101523516B1 (en) UV/Green photoreversible sensor protein from cyanobacterium and uses thereof
KR101986770B1 (en) Near-UV/Yellow light photointerconvertible phytochrome Spr6432 protein from Scytonema and uses thereof
KR101449846B1 (en) Composition for promoting a inflorescence stem formation in plant comprising max2-lrr domain protein or coding gene thereof
Larsson et al. Import and processing of the precursor form of the gamma subunit of the chloroplast ATP synthase from tobacco
KR101857452B1 (en) Transgenic plant over-expressing Arabidopsis Universal Stress Proteins resistant to heat shock and oxidative stress
JP7482563B1 (en) Luminescence-related genes from Shiinotomoshibitake
KR101350225B1 (en) RsERF1 gene from Raphanus sativus and uses thereof
KR101670008B1 (en) Novel red fluorescent protein and uses as transforming marker thereof
EP2611283B1 (en) Oil globule protein and uses thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190327

Year of fee payment: 4