KR101715817B1 - Novel lipolytic enzyme from metagenomic library and process for preparing the same - Google Patents

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KR101715817B1 KR1020150187121A KR20150187121A KR101715817B1 KR 101715817 B1 KR101715817 B1 KR 101715817B1 KR 1020150187121 A KR1020150187121 A KR 1020150187121A KR 20150187121 A KR20150187121 A KR 20150187121A KR 101715817 B1 KR101715817 B1 KR 101715817B1
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김희정
정유석
정원경
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순천대학교 산학협력단
(재) 순천천연물의약소재개발연구센터
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Abstract

The present invention relates to novel esterase (Est3K) or lipase (Lip3K) derived from a metagenomic library; a polynucleotide for coding the esterase (Est3K) or the lipase (Lip3K); a recombinant vector including the polynucleotide; a transformant having the recombinant vector introduced thereto; and a method for producing esterase (Est3K) or lipase (Lip3K) by using a cell having a polynucleotide for coding the transformant, esterase, or lipase. The esterase (Est3K) and the lipase (Lip3K) have alkali properties and heat resistance, and each thereof shows an activity of selectively hydrolyzing p-nitropenyl butyrate (C4) and p-nitropenyl octanoate (C8). In particular, the lipase (Lip3K) has an improved lipolytic activity under the presence of Ca2+ ions or 30% methanol, thereby being able to be used not only for a milk fat decomposing agent, an agent for decomposing lipid in milk products, a fodder composition, a cleansing composition, a fiber product additive, or a molecular synthetic additive composition but also for a strong biocatalyst of an ester exchange reaction for producing biodiesel.

Description

메타게놈 라이브러리로부터 유래한 신규 지질분해효소 및 그의 생산 방법{Novel lipolytic enzyme from metagenomic library and process for preparing the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel lipolytic enzyme derived from a metagenomic library,

본 발명은 메타게놈 라이브러리로부터 유래한 신규 지질분해효소 및 그의 생산 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 메타게놈 라이브러리로부터 유래한 신규 지질분해효소, 상기 지질분해효소를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드, 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터, 상기 재조합 벡터가 도입된 형질전환체, 상기 형질전환체 또는 상기 지질분해효소를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 갖는 세포를 이용하여 지질분해효소를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel lipolytic enzyme derived from a meta genome library and a production method thereof, and more particularly to a novel lipolytic enzyme derived from a meta genome library, a polynucleotide encoding said lipolytic enzyme, A transformant into which the recombinant vector is introduced, and a method for producing a lipolytic enzyme using the transformant or a cell having a polynucleotide encoding the lipolytic enzyme.

지질분해효소(lipolytic enzymes)인 에스테라아제(esterases) 및 리파아제(lipases)는 카르복시에스테르 가수분해효소(carboxylic ester hydrolases)로서, 글리세롤의 가수분해를 촉진하며, α/β 가수분해효소 접힘(α/β hydrolase fold) 부분을 갖는 초군(superfamily)에 속한다(Ollis, D. L., et al., 1992, Protein Engineering, 5:197-211.). 지질분해효소 중 에스테라아제는 10개 이하의 탄소를 함유하는 짧은 사슬 지방산(short chain fatty acids)의 에스테르 결합을 가수분해하며, 리파아제는 10개 이상의 긴 사슬 지방산(long chain fatty acids)의 에스테르 결합을 가수분해한다. 이러한 에스테라아제 및 리파아제는 바이오폴리머, 바이오디젤, 키랄 중간체(chiral building block), 의약품, 방향 화합물 및 농약의 합성 및 생산에 사용될 뿐만 아니라 라세미 혼합물의 분해 등 광범위하게 사용된다(Jaeger, K. E., and Eggert, T., 2002, Current Opinion in Biotechnology, 13:390-397.). Lipolytic enzymes, esterases and lipases, are carboxylic ester hydrolases that promote the hydrolysis of glycerol and are capable of hydrolyzing α / β hydrolase (α / β hydrolase (Ollis, DL, et al. , 1992, Protein Engineering, 5: 197-211). Among the lipolytic enzymes, esterase hydrolyzes ester bonds of short chain fatty acids containing less than 10 carbons, and lipase hydrolyzes ester bonds of 10 or more long chain fatty acids Disassemble. Such esterases and lipases are widely used for the synthesis and production of biopolymers, biodiesel, chiral building blocks, pharmaceuticals, aromatic compounds and pesticides as well as for the decomposition of racemic mixtures (Jaeger, KE, and Eggert , T., 2002, Current Opinion in Biotechnology, 13: 390-397).

지질분해효소는 각종 동물, 식물, 곰팡이 및 세균으로부터 발견되었으며, 그 중에서도 미생물(곰팡이 및 세균)이 생산하는 지질분해효소가 다양한 기질특이성, 위치특이성, 입체특이성을 가지고 있어 산업적으로 많이 이용되고 있다.Lipolytic enzymes have been found in various animals, plants, fungi and bacteria. Among them, lipolytic enzymes produced by microorganisms (fungi and bacteria) have various substrate specificity, site specificity and stereospecificity, and thus they are widely used industrially.

세균성 지질분해효소는 8개의 군(family)으로 나누어지며, 최근에는 새로운 지질분해효소가 발견되어 15개 군으로 확장되었다(Arpigny, K. E. and Jaeger, K. E., 1999, Biochemical Journal, 343:177-183.; Charbonneau, D. M. and Beauregard, M., 2013, PLoS One, 8:e76675.). 구체적으로 Family I은 가장 큰 군으로 그람 음성 박테리아로부터 분리된 아군(subfamily) I.1, I.2 및 I.3을 포함하는 7개의 아군(I.1~I.7)으로 세분된다(Jaeger, K. E., and Eggert, T., 2002, Current Opinion in Biotechnology, 13:390-397.). 상기 아군 I.3 효소의 구조 및 기능은 아군 I.1 및 I.2 효소와 비교되는데, 전형적으로 아군 I.3 리파아제는 타입 I 분비 시스템을 통해 분비된다. Family IV 리파아제는 호르몬 민감성 리파아제(hormone sensitive lipase, HSL) 군으로 이들의 아미노산 서열은 포유동물의 HSL과 유사하다(Arpigny, K. E. and Jaeger, K. E., 1999, Biochemical Journal, 343:177-183.).Bacterial lipolytic enzymes are divided into 8 families and recently, new lipolytic enzymes have been discovered and expanded to 15 groups (Arpigny, KE and Jaeger, KE, 1999, Biochemical Journal, 343: 177-183. ; Charbonneau, DM and Beauregard, M., 2013, PLoS One, 8: e76675.). Specifically, Family I is subdivided into seven subgroups (I.1 to I.7), including the subfamilies I.1, I.2, and I.3, which are the largest groups isolated from gram negative bacteria (Jaeger , KE, and Eggert, T., 2002, Current Opinion in Biotechnology, 13: 390-397.). The structure and function of the associative I.3 enzyme is compared to the alleged I.1 and I.2 enzymes, typically the host I.3 lipase is secreted through a Type I secretion system. Family IV lipase is a group of hormone sensitive lipases (HSL) whose amino acid sequence is similar to that of mammals (Arpigny, K. E. and Jaeger, K. E., 1999, Biochemical Journal, 343: 177-183).

한편, 메타게놈(metagenome)은 많은 개체의 게놈을 구성하는 환경적인 시료로 모든 유전적인 물질(genetic material)과 관련이 있다(Handelsman, J. 2004, Microbiology and Molecular Biology Reviews, 68:669-685.). 이러한 메타게놈은 새로운 생체촉매의 검출에 유용하며, 특히 미생물을 분리하거나 배양하지 않고도 미생물의 유전자를 연구할 수 있는 이점이 있다. 많은 에스테라아제 및 리파아제 유전자는 해양 환경, 토양, 물, 산림 토양, 및 퇴비를 포함하는 다양한 환경의 메타게놈으로부터 분리할 수 있다고 보고되어 있다(Biver, S. and Vandenbol, M., 2013, Applied Microbiology and Biotechnology, 97:8559-8568.; Fang, Z., et al., 2014, Journal of Microbiology and Biotechnology, 24: 771-780.; Chow, J., et al., 2012, PLoS One, 7:e47665.; Bunterngsook, B., et al., 2010, Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 74:1848-1854.; Kim, Y. H., et al., 2010, Biochemical and Biophysical Research Communications, 393;45-49.).Metagenomes, on the other hand, are environmental samples that constitute the genome of many individuals and are associated with all genetic material (Handelsman, J. 2004, Microbiology and Molecular Biology Reviews, 68: 669-685. ). Such metagenomes are useful for the detection of new biocatalysts, and have the advantage of studying microbial genes without isolating or culturing microorganisms. Many esterase and lipase genes have been reported to be able to separate from metagenomes in a variety of environments including marine environments, soil, water, forest soils, and compost (Biver, S. and Vandenbol, M., 2013, Applied Microbiology Chow, J., et al. , 2012, PLoS One, 7: e47665, et al. , 2014, Journal of Microbiology and Biotechnology, 24: 771-780 ; Bunterngsook, B., et al. , 2010, Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 74: 1848-1854 .; Kim, YH, et al. , 2010, Biochemical and Biophysical Research Communications, 393: 45-49.).

이에 본 발명자들은 다양한 에스테라아제 및 리파아제 유전자를 다양한 환경의 메타게놈 라이브러리로부터 분리할 수 있다는 사실에 근거하여 유류로 오염된 갯벌의 메타게놈 라이브러리로부터 신규한 에스테라아제 및 리파아제를 분리 및 동정하였고, 상기 분리된 에스테라아제 및 리파아제는 알칼리성 및 내열성을 가지며, 지방산을 효율적으로 가수분해함을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다. Based on the fact that various esterase and lipase genes can be separated from the meta genome library of various environments, the present inventors have isolated and identified novel esterase and lipase from the metagenomic library of oil-contaminated tidal flats, And lipase have alkalinity and heat resistance, and confirmed that the fatty acid is efficiently hydrolyzed, thereby completing the present invention.

본 발명의 하나의 목적은 메타게놈 라이브러리로부터 유래한 신규 에스테라아제를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a novel esterase derived from a meta genome library.

본 발명의 다른 하나의 목적은 메타게놈 라이브러리로부터 유래한 신규 리파아제를 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a novel lipase derived from a metagenomic library.

본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 에스테라아제 또는 리파아제를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a polynucleotide encoding the Esterase or a lipase.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 상기 에스테라아제 또는 리파아제를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a recombinant vector comprising the polynucleotide encoding the Esterase or the lipase.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 상기 에스테라아제 또는 리파아제를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터를 도입하여 형질전환된 형질전환체를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a transformant transformed by introducing a recombinant vector comprising the polynucleotide encoding the Esterase or the lipase.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 상기 형질전환체, 또는 상기 에스테라아제 또는 리파아제를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 갖는 세포를 이용하여 에스테라아제 또는 리파아제를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for producing an esterase or a lipase using the transformant, or a cell having a polynucleotide encoding the Esterase or a lipase.

하나의 양태로서, 본 발명은 분자량이 34 kDa이고, 최적 활성 온도 및 pH는 각각 50℃ 및 pH 9.0이며, pH 8.0 내지 10.0 및 40 내지 55℃에서 효소 활성이 안정한 알칼리성 및 내열성을 가지고, p-니트로페닐 부티레이트(C4)를 선택적으로 가수분해하는 것을 특징으로 하는 신규 에스테라아제를 제공한다.In some embodiments, the present invention is a molecular weight of 34 kDa, and the optimum active temperature and pH is 50 ℃ and pH 9.0, respectively, pH 8.0 to 10.0 and 40 to 55 ℃ the enzyme activity has a stable alkaline and heat resistance in a, p - And then hydrolyzing the nitrophenylbutyrate (C4) selectively.

본 발명에 있어서, 상기 에스테라아제는 총 900bp의 폴리뉴클레오타이드에 의해 암호화된 것이고, 299개의 아미노산으로 번역되며, 신호 펩타이드(signal peptide)를 가지고 있지 않는다.In the present invention, the esterase is encoded by a polynucleotide of 900 bp in total, is translated into 299 amino acids, and does not have a signal peptide.

또한, 상기 에스테라아제는 서열번호 2의 아미노산 서열로 구성되어 있고, 'HGGG' 모티프를 74번째 내지 78번째 아미노산 영역에 가지고 있으며, 'GXSXG' 모티프를 144번째 내지 148번째 아미노산 영역에 가지고 있으며, 'DPL' 모티브를 244번째 내지 246번째 아미노산 영역에 가지고 있으며, 'HGF' 모티프를 270번째 내지 272번째 아미노산 영역에 가지고 있는 것을 특징으로 한다. 이는 본 발명의 에스테라아제가 지질분해효소 중 Family Ⅳ에 속함을 의미한다.Also, the Esterase is composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, the 'HGGG' motif is in the 74th to 78th amino acid region, the 'GXSXG' motif is in the 144th to 148th amino acid region, 'Motif in the 244th to 246th amino acid region, and the' HGF 'motif in the 270th to 272nd amino acid regions. This means that the esterase of the present invention belongs to Family IV of lipolytic enzymes.

따라서, 본 발명의 에스테라아제는 Family Ⅳ에 속하는 신규한 지질분해효소이다. 본 발명에서는 상기한 특징을 가지는 에스테라아제를 Est3K라 명명하였다.Therefore, the esterase of the present invention is a novel lipolytic enzyme belonging to Family IV. In the present invention, the esterase having the above-mentioned characteristics is named Est3K.

본 발명에 있어서, 상기 신규 에스테라아제는 메타게놈 라이브러리를 숙주세포에 도입하여 형질전환된 형질전환체로부터 정제하여 수득할 수 있다. 이때, 상기 메타게놈 라이브러리는 자연 또는 특정 지역(온천, 농장, 퇴비, 유류 오염 지역)에 존재하는 미생물 군집을 채취하고, 상기 미생물 군집으로부터 유전체를 직접 추출하여 벡터에 도입시켜 이루어진 것이다.In the present invention, the novel Esterase can be obtained by introducing a metagenome library into a host cell and purifying the transformant from the transformant. At this time, the metagenome library is obtained by collecting a microorganism community existing in nature or a specific area (hot spring, farm, compost, oil polluted area), directly extracting the genome from the microorganism community, and introducing it into a vector.

구체적으로, 본 발명의 에스테라아제는 메타게놈 라이브러리를 숙주세포에 도입하여 형질전환체를 제조하고, 상기 제조된 형질전환체를 배양한 후 그 배양 상등액으로부터 당업계에 공지된 단백질 정제방법을 통해 정제하여 수득할 수 있다. 여기서, 상기 숙주세포는 형질전환을 위해 정상적인 숙주세포에 화학적 처리를 하여 외래 유전자가 세포 내에 잘 들어가 외래 유전자의 형질을 나타낼 수 있는 능력을 가지는 세포로서, 상기 정상적인 숙주세포는 대장균(E.coli), 바실러스 속(Bacillus) 균주, 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium) 균주, 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens) 균주 및 슈도모나스 속(Pseudomonas) 균주 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the esterase of the present invention can be prepared by introducing a metagenomic library into a host cell to prepare a transformant, culturing the transformant, and purifying the transformant from the culture supernatant through a protein purification method known in the art . Herein, the host cell is chemically treated with a normal host cell for transformation, and the foreign gene is able to enter the cell and express the foreign gene. The normal host cell is E. coli , , Bacillus (Bacillus) strain, Salmonella typhimurium (Salmonella typhimurium) strain, Serratia marcescens, or the like, but the sense Marseille (Serratia marcescens) strain and the genus Pseudomonas (Pseudomonas) strain, and the like.

상기 정제방법은 예컨대, 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외여과막을 이용한 분리, 다양한 크로마토그래피(크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)에 의한 분리 등을 통해 에스테라아제를 정제할 수 있다. The purification method can be carried out, for example, by purifying an esterase by separation using an ultrafiltration membrane having a constant molecular weight cut-off value, separation by various chromatographies (size, charge, hydrophobicity or affinity) .

본 발명에 따른 에스테라아제는 알칼리성 및 내열성을 가지며, pH 8.0 내지 10.0 및 40 내지 55℃의 온도에서 p-니트로페닐 부티레이트(C4)를 가수분해하는 활성을 나타내므로, 유지방 분해제나 유제품 내의 지질 분해제, 사료 조성물, 세제 조성물, 섬유제품 첨가제 또는 고분자 합성 첨가 조성물 등에 유용하게 이용될 수 있다.The esterase according to the present invention has alkaline and heat resistance and exhibits an activity of hydrolyzing p -nitrophenylbutyrate (C4) at a pH of 8.0 to 10.0 and a temperature of 40 to 55 ° C, so that the lipase in the milk fat cleaver, A feed composition, a detergent composition, a fiber product additive or a composition for synthesizing a polymer.

다른 하나의 양태로서, 본 발명은 분자량이 64 kDa이고, 최적 활성 온도 및 pH는 각각 50℃ 및 pH 9.0이며, pH 7.0 내지 9.5 및 45 내지 55℃에서 효소 활성이 안정한 알칼리성 및 내열성을 가지고, p-니트로페닐 옥타노에이트(C8)를 선택적으로 가수분해하며, Ca2+ 이온 첨가 시 지질분해 활성과 열 안정성이 각각 180 내지 200%, 20 내지 40% 증가하고, 30% 메탄올 첨가 시 지질분해 활성이 150 내지 180%로 증가하는 것을 특징으로 하는 신규 리파아제를 제공한다.In another one aspect, this invention provides a molecular weight of 64 kDa, and the optimum active temperature and pH is 50 ℃ and pH 9.0, respectively, pH 7.0 to 9.5 and 45 to 55 ℃ the enzyme activity has a stable alkaline and heat resistance at, p - hydrolysis of nitrophenyl octanoate (C8), the lipolytic activity and the thermal stability were increased by 180 to 200% and 20 to 40%, respectively, when Ca 2+ ion was added, and the lipolytic activity Is increased to 150 to 180%.

본 발명에 있어서, 상기 리파아제는 총 1,951bp의 폴리뉴클레오타이드에 의해 암호화된 것이고, 616개의 아미노산으로 번역되며, 신호 펩타이드(signal peptide)를 가지고 있지 않는다.In the present invention, the lipase is encoded by a polynucleotide of 1,951 bp in total, is translated into 616 amino acids, and does not have a signal peptide.

또한, 상기 리파아제는 서열번호 4의 아미노산 서열로 구성되어 있고, 'VTLVG'모티프를 598번째 내지 602번째 아미노산 영역에 가지고 있으며, 'GGXGDXUX'모티프를 372번째 내지 416번째 아미노산, 492번째 내지 545번째 아미노산, 및 548번째 내지 556번째 아미노산 영역에 가지고 있으며, 'GXSXG'모티프를 204번째 내지 208번째 아미노산 영역에 가지고 있는 것을 특징으로 한다. 이는 본 발명의 리파아제가 지질분해효소 중 Family I.3에 속함을 의미한다.Also, the lipase is composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, the 'VTLVG' motif is in the 598th to 602th amino acid region, the 'GGXGDXUX' motif is the 372st to 416th amino acid, the 492st to 545th amino acid , And in the 548th to 556th amino acid regions, and the 'GXSXG' motif in the 204th to 208th amino acid regions. This means that the lipase of the present invention belongs to Family I.3 among lipolytic enzymes.

따라서, 본 발명의 리파아제는 Family I.3에 속하는 신규한 지질분해효소이다. 본 발명에서는 상기한 특징을 가지는 리파아제를 Lip3K라 명명하였다.Therefore, the lipase of the present invention is a novel lipolytic enzyme belonging to Family I.3. In the present invention, the lipase having the above-mentioned characteristics was named Lip3K.

본 발명의 리파아제는 상기 에스테라아제와 동일하게 메타게놈 라이브러리를 숙주세포에 도입하여 형질전환된 형질전환체로부터 정제하여 수득할 수 있다. The lipase of the present invention can be obtained by introducing a metagenome library into a host cell in the same manner as the above-mentioned Esterase, and purifying the transformant from the transformant.

구체적으로, 본 발명의 리파아제는 메타게놈 라이브러리를 숙주세포에 도입하여 형질전환체를 제조하고, 상기 제조된 형질전환체를 배양한 후 그 배양 상등액으로부터 당업계에 공지된 단백질 정제방법을 통해 정제하여 수득할 수 있다. 상기 숙주세포의 특징, 숙주세포의 종류, 및 정제방법 등은 상기 기재한 바와 같으므로 이하에서는 생략한다.Specifically, the lipase of the present invention can be prepared by introducing a metagenome library into a host cell to prepare a transformant, culturing the transformant, and purifying the transformant from the culture supernatant through a protein purification method known in the art . The characteristics of the host cell, the kind of the host cell, the method of purification, and the like are the same as those described above, and thus will not be described below.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 리파아제는 알칼리성 및 내열성을 가지고, pH 7.0 내지 9.5 및 45 내지 55℃에서 p-니트로페닐 옥타노에이트(C8)를 가수분해하는 활성을 나타내며, 특히 Ca2+ 이온 또는 30% 메탄올 존재 하에서 지질분해 활성이 향상되므로 유지방 분해제나 유제품 내의 지질 분해제, 사료 조성물, 세제 조성물, 섬유제품 첨가제 또는 고분자 합성 첨가 조성물은 물론 바이오 디젤을 생산하는 에스터 교환반응의 강력한 생촉매제로 사용될 수 있다.As it described above, the lipase according to the invention has an alkali and heat resistance, pH 7.0 to 9.5 and p 45 to 55 ℃ - represents the hydrolysis activity of the nitrophenyl octanoate (C8), particularly Ca 2+ ions Or 30% methanol, the lipid decomposing activity is improved. Therefore, the lipid decomposition agent or the lipid disintegration agent in the dairy product, the feed composition, the detergent composition, the fiber product additive or the polymer synthesis additive composition as well as the bio- Can be used.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기한 특징을 나타내는 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 제공한다. 이때, 상기 에스테라아제(Est3K)를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드는 서열번호 1의 염기서열을 갖는 것일 수 있고, 리파아제(Lip3K)를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드는 서열번호 3의 염기서열을 갖는 것일 수 있다. In yet another embodiment, the present invention provides a polynucleotide encoding an esterase (Est3K) or lipase (Lip3K) exhibiting the above-mentioned characteristics. In this case, the polynucleotide encoding the Esterase (Est3K) may have the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and the polynucleotide encoding lipase (Lip3K) may have the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3.

본 발명에서 사용되는 용어 "폴리뉴클레오타이드"는 폴리뉴클레오타이드 서열, 폴리뉴클레오타이드 분자, 핵산, 핵산분자, 핵산서열 등의 용어와 동등한 의미로 사용되며, 상기 핵산은 RNA(ribonucleic acid) 또는 DNA(deoxyribonucleic acid)를 포함한다.As used herein, the term "polynucleotide " is used interchangeably with terms such as a polynucleotide sequence, a polynucleotide molecule, a nucleic acid, a nucleic acid molecule and a nucleic acid sequence. The nucleic acid may be a ribonucleic acid or DNA (deoxyribonucleic acid) .

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.In yet another embodiment, the present invention provides a recombinant vector comprising a polynucleotide encoding said esterase (Est3K) or lipase (Lip3K).

본 발명에서 사용되는 용어 "벡터"는 적합한 숙주세포 내에서 DNA를 발현시킬 수 있는 적합한 조절 서열에 작동가능하게 연결된 DNA 서열을 함유하는 DNA 제조물을 의미한다. 상기 벡터는 플라스미드, 파지 입자, 또는 간단하게 잠재적 게놈 삽입물일 수 있다. 상기 벡터 중 플라스미드가 가장 통상적으로 사용되는 형태이므로, 본 발명의 명세서에서 "플라스미드(plasmid)" 및 "벡터(vector)"는 상호 교환적으로 사용될 수 있다. The term "vector" as used herein refers to a DNA construct containing a DNA sequence operably linked to a suitable regulatory sequence capable of expressing DNA in a suitable host cell. The vector may be a plasmid, phage particle, or simply a potential genome insert. Since plasmids among these vectors are the most commonly used forms, the terms "plasmid" and "vector" in the present specification can be used interchangeably.

본 발명에서 사용될 수 있는 벡터는 (a) 숙주세포 당 수백 개의 벡터를 포함하도록 복제가 효율적으로 이루어지도록 하는 복제 개시점, (b) 벡터로 형질전환된 숙주세포가 선발될 수 있도록 하는 항생제 내성 유전자 및 (c) 외래 DNA 절편이 삽입될 수 있는 제한효소 절단부위를 포함하는 구조를 지니고 있다. 적절한 제한효소 절단부위가 존재하지 않을지라도, 통상의 방법에 따른 합성 올리고뉴클레오타이드 어댑터(oligonucleotide adaptor) 또는 링커(linker)를 사용하면 벡터와 외래 DNA를 용이하게 라이게이션(ligation)할 수 있다.The vectors that can be used in the present invention include: (a) a cloning start point that allows efficient replication of several hundreds of vectors per host cell; (b) an antibiotic resistance gene that allows selection of a host cell transformed with the vector And (c) a restriction enzyme cleavage site into which a foreign DNA fragment can be inserted. Even if an appropriate restriction enzyme cleavage site is not present, using a synthetic oligonucleotide adapter or a linker according to a conventional method can easily ligate the vector and the foreign DNA.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터를 숙주세포에 도입하여 형질전환된 형질전환체를 제공한다.In another embodiment, the present invention provides a transformant transformed by introducing a recombinant vector comprising a polynucleotide encoding the above-mentioned Esterase (Est3K) or lipase (Lip3K) into a host cell.

본 발명에 있어서, 상기 숙주세포는 형질전환을 위해 정상적인 숙주세포에 화학적 처리를 하여 외래 유전자가 세포 내에 잘 들어가 외래 유전자의 형질을 나타낼 수 있는 능력을 가지는 세포로서, 상기 정상적인 숙주세포는 대장균(E.coli), 바실러스 속(Bacillus) 균주, 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium) 균주, 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens) 균주 및 슈도모나스 속(Pseudomonas) 균주 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the host cell is chemically treated with a normal host cell for transformation so that the foreign gene can enter the cell well and express the foreign gene. The normal host cell is Escherichia coli ( E .coli), Bacillus (Bacillus) strain, Salmonella typhimurium (Salmonella typhimurium) strain, Serratia marcescens, or the like, but the sense Marseille (Serratia marcescens) strain and the genus Pseudomonas (Pseudomonas) strain, and the like.

본 발명에 있어서, 상기 재조합 벡터를 숙주세포로 형질전환하는 방법은 재조합 벡터가 숙주세포 안으로 삽입되는 것이라면 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들어, CaCl2 방법, 전기천공방법, 미세주입법 등 어느 것이나 가능하다.In the present invention, the method of transforming the recombinant vector into a host cell is not particularly limited as long as the recombinant vector can be inserted into the host cell. For example, the CaCl 2 method, the electroporation method, or the microinjection method can be used Do.

본 발명에서 사용되는 용어 "재조합 벡터"는 통상 이종의 DNA 단편이 삽입된 재조합 캐리어(recombinant carrier)로서 일반적으로 이중 가닥의 DNA 단편을 의미한다. 여기서, 이종 DNA는 수용성 세포에서 천연적으로 발견되지 않는 DNA인 이형 DNA를 의미한다. 재조합 벡터는 일단 수용성 세포 내에 있으면 수용성 세포의 염색체 DNA와 무관하게 복제할 수 있으며, 벡터 수개의 카피 및 그의 삽입된 이종 DNA가 생성될 수 있다.As used herein, the term "recombinant vector" means a recombinant carrier into which a different kind of DNA fragment is inserted, and generally refers to a double-stranded DNA fragment. Here, the heterologous DNA means a heterologous DNA which is a DNA that is not naturally found in a water-soluble cell. Once the recombinant vector is in a water-soluble cell, it can be replicated independently of the chromosomal DNA of the water-soluble cell, and several copies of the vector and its inserted heterologous DNA can be produced.

본 발명에서 사용되는 용어 "형질전환"은 도입과 동등한 의미로 사용되며, 사용된 방법에 관계없이 외래 폴리뉴클레오타이드를 숙주세포로의 전달을 모두 포함한다.As used herein, the term "transfection " is used interchangeably with the introduction, and includes both delivery of the foreign polynucleotide to the host cell, regardless of the method used.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)를 제조하는 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing an esterase (Est3K) or lipase (Lip3K), which comprises the following steps.

a) 상기 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터가 도입된 형질전환체 또는 상기 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 갖는 세포를 배양하는 단계; b) 상기 형질전환체 또는 세포에서 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)의 발현을 유도하는 단계; c) 상기 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)가 발현되는 형질전환체 또는 세포를 분쇄한 후 침전시켜 얻어진 상등액으로부터 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)를 용출하는 단계; 및 d) 상기 용출된 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)를 정제하는 단계.a) culturing a transformant into which a recombinant vector containing a polynucleotide encoding the above-mentioned Esterase (Est3K) or lipase (Lip3K) has been introduced or a cell having a polynucleotide encoding said esterase (Est3K) or lipase (Lip3K) step; b) inducing expression of an esterase (Est3K) or lipase (Lip3K) in the transformant or cells; (c) eluting an esterase (Est3K) or lipase (Lip3K) from a supernatant obtained by pulverizing and then precipitating a transformant or cells expressing said esterase (Est3K) or lipase (Lip3K); And d) purifying the eluted Esterase (Est3K) or lipase (Lip3K).

상기 제조방법에 있어서, 상기 a) 단계에서 재조합 벡터를 형질전환시킬 수 있는 숙주세포로는 외래 유전자가 세포 내에 잘 들어가 외래 유전자의 형질을 나타낼 수 있는 능력을 가지는 세포라면 어느 것이나 이용할 수 있으며, 예를 들어, 대장균(E.coli), 바실러스 속(Bacillus) 균주, 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium) 균주, 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens) 균주 및 슈도모나스 속(Pseudomonas) 균주 등을 사용할 수 있다.As the host cell capable of transforming the recombinant vector in step a), any cell can be used as long as the foreign gene can enter the cell well and display the trait of the foreign gene. example, may be used such as Escherichia coli (E.coli), Bacillus (Bacillus) strain, Salmonella typhimurium (Salmonella typhimurium) strain, Serratia Marseille sense (Serratia marcescens) strain and the genus Pseudomonas (Pseudomonas) strains.

상기 a) 단계에서 형질전환체 또는 세포의 배양은 LB(Luria-Bertani) 액체 배지에서 배양할 수 있으며, 바람직하게는 상기 형질전환체 또는 세포를 선별적으로 증식시킬 수 있는 암피실린, 가나마이신 및 테트라사이클린 등의 항생제를 포함한 LB 액체배지, 보다 바람직하게는 암피실린을 함유한 LB 액체배지에서 배양할 수 있다.In step a), the transformant or cells can be cultured in LB (Luria-Bertani) liquid medium. Preferably, the transformant or cells can be cultured in a medium such as ampicillin, kanamycin and tetra And LB liquid medium containing an antibiotic such as cyclin, more preferably, LB liquid medium containing ampicillin.

상기 b) 단계에서 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)의 발현 유도는 알로락토오즈(allolactose) 및 IPTG(Isopropyl-β-D-Thiogalactopyranoside) 등의 유도물질을 처리하여 유도할 수 있으며, 바람직하게는 IPTG를 최종농도가 0.01 내지 1 mM, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 mM, 보다 바람직하게는 0.1 mM가 되도록 처리하여 유도할 수 있다.In step b), induction of expression of Esterase (Est3K) or lipase (Lip3K) may be induced by treating an inducer such as allolactose and IPTG (Isopropyl-β-D-Thiogalactopyranoside) IPTG can be induced to a final concentration of 0.01 to 1 mM, preferably 0.05 to 0.5 mM, more preferably 0.1 mM.

상기 c) 단계에서 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)의 용출은 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)의 생물학적 기능에 손실을 주지 않는 무기산 또는 유기산의 염을 포함하고 있는 완충용액을 사용하여 용출할 수 있다. 예를 들어, 구연산염, 초산염, 호박산염, 유산염, 타르타르산염, 포름산염, 프로피온산염, 인산염, 또는 붕산염을 포함하는 완충용액일 수 있다.The elution of the esterase (Est3K) or lipase (Lip3K) in the step c) is eluted using a buffer solution containing a salt of an inorganic acid or an organic acid which does not affect the biological function of the esterase (Est3K) or lipase (Lip3K) . For example, it may be a buffer solution comprising citrate, acetate, acuminate, lactate, tartrate, formate, propionate, phosphate, or borate.

상기 d) 단계에서 에스테라아제(Est3K) 또는 리파아제(Lip3K)의 정제는 당업계에 공지된 단백질 정제 방법을 이용하여 정제할 수 있으며, 바람직하게는 이온교환 크로마토그래피, 겔-투과 크로마토그래피, 역상-HPLC, 프렙용 SDS-PAGE, 및 친화성 컬럼 크로마토그래피로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 방법으로 정제할 수 있다.The purification of the esterase (Est3K) or lipase (Lip3K) in the step d) can be carried out using a protein purification method known in the art, preferably by ion exchange chromatography, gel-permeation chromatography, reversed phase-HPLC , SDS-PAGE for prophage, and affinity column chromatography.

본 발명에 따른 에스테라아제(Est3K) 및 리파아제(Lip3K)는 알칼리성 및 내열성을 가지고, 각각 p-니트로페닐 부티레이트(C4) 및 p-니트로페닐 옥타노에이트(C8)를 선택적으로 가수분해하는 활성을 나타내며, 특히 리파아제(Lip3K)는 Ca2+ 이온 또는 30% 메탄올 존재 시 지질분해 활성이 향상된다. 따라서, 본 발명의 에스테라아제(Est3K) 및 리파아제(Lip3K)는 유지방 분해제나 유제품 내의 지질 분해제, 사료 조성물, 세제 조성물, 섬유제품 첨가제 또는 고분자 합성 첨가 조성물은 물론 바이오 디젤을 생산하는 에스터 교환반응의 강력한 생촉매제 등에 이용될 수 있으므로, 그 산업적 가치가 매우 크다 할 것이다.Refers to nitrophenyl octanoate (C8) optionally hydrolyzing activity of a-esterase (Est3K) and lipase (Lip3K) is alkaline and has a heat resistance, each of p in accordance with the present invention-nitrophenyl butyrate (C4), and p In particular, lipase (Lip3K) has improved lipolytic activity in the presence of Ca 2+ ions or 30% methanol. Therefore, the esterase (Est3K) and lipase (Lip3K) of the present invention are useful as a lipid disintegrator, a lipid disintegrant in dairy products, a feed composition, a detergent composition, a fiber product additive or a polymer synthesis additive composition, It can be used as a biocatalyst and the like, and thus its industrial value will be very great.

도 1은 본 발명의 Est3K와 종래 지질분해효소의 아미노산 서열을 비교분석(alignment)한 그림이다.
도 2는 본 발명의 Lip3K와 종래 지질분해효소의 아미노산 서열을 비교분석(alignment)한 그림이다.
도 3은 본 발명의 Est3K와 Lip3K의 계통수를 나타낸 그림이다.
도 4는 에스테라아제 활성을 가지는 SKE3 균주와 에스테라아제 및 리파아제 활성을 가지는 SKEL5 균주로부터 크로마토그래피를 통해 정제한 Est3K 또는 Lip3K의 분자량을 SDS-PAGE로 분석한 겔(gel) 사진이다.
도 5는 본 발명의 Est3K 또는 Lip3K이 p-니트로페닐 에스테르를 분해하는 활성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 반응 온도에 따른 본 발명의 Est3K 또는 Lip3K의 효소 활성 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 반응 온도 및 시간에 따른 본 발명의 Est3K 또는 Lip3K의 효소 활성 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 pH에 따른 본 발명의 Est3K 또는 Lip3K의 효소 활성 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 Ca2+ 이온 존재 하에서 반응 온도 및 시간에 따른 본 발명의 Lip3K의 효소 활성 변화를 나타낸 그래프이다.
FIG. 1 is an alignment chart of the amino acid sequence of Est3K of the present invention and the conventional lipolytic enzyme. FIG.
FIG. 2 is a diagram showing the alignment of the amino acid sequences of Lip3K of the present invention and conventional lipolytic enzymes. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the tree numbers of Est3K and Lip3K of the present invention. FIG.
FIG. 4 is a gel photograph of SDS-PAGE analysis of the molecular weight of Est3K or Lip3K purified through chromatography from SKE3 strain having esterase activity and SKEL5 strain having esterase activity and lipase activity.
FIG. 5 is a graph showing the activity of Est3K or Lip3K of the present invention to decompose p-nitrophenyl ester.
FIG. 6 is a graph showing changes in enzyme activity of Est3K or Lip3K of the present invention according to the reaction temperature. FIG.
7 is a graph showing changes in enzyme activity of Est3K or Lip3K of the present invention depending on reaction temperature and time.
8 is a graph showing changes in enzyme activity of Est3K or Lip3K of the present invention according to pH.
9 is a graph showing changes in enzyme activity of Lip3K of the present invention depending on reaction temperature and time in the presence of Ca 2+ ion.

이하, 실시 예들을 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예들은 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시 예들에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. It will be apparent to those skilled in the art that these embodiments are for illustrative purposes only and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.

실시 예 1: 유류 오염된 갯벌로부터 메타게놈 라이브러리(metagenomic library)의 제작 및 에스테라아제/리파아제 활성 클론 선택Example 1: Construction of a metagenomic library from oil-contaminated tidal flats and selection of an esterase / lipase active clone

유류로 오염된 태안군의 갯벌로부터 Kim et al.(Biochem Biophys Res Commun., 2010, 393(1):45-49.)에 기재된 방법을 사용하여 30 내지 60 kb 크기의 메타게놈 DNA를 추출하였다. 상기 추출된 메타게놈 DNA에 Sau3AⅠ를 처리하여 DNA를 3~8kb의 크기로 잘라준 후 0.7% 아가로오즈 겔에 전기영동하여 메타게놈 DNA를 용출하였다. 그 다음 상기 용출된 메타게놈 DNA를 BamHⅠ으로 잘린 pUC19 벡터에 결찰(ligation)시킨 후 열충격(heat-shock) 방법을 사용하여 E.coli DH5α(Yeastern Biotech. Co., Taipei, Taiwan) 안으로 도입시켰다. 상기 메타게놈 DNA를 포함한 pUC19 벡터가 도입된 E.coli는 암피실린(50 ㎍/ml), X-Gal, 및 IPTC가 함유된 LB 고체 배지에 도말하여 37℃에서 24시간 동안 배양시켰다. 그 다음 이쑤시개로 상기 배양된 균주를 채취한 후 1.0% 글리세릴 트리부티레이트(glyceryl tributyrate) 또는 1.0% 글리세릴 트리옥타노에이트(glyceryl trioctanoate)가 각각 함유된 LB 고체 배지에 접종하여 37℃에서 24시간 동안 배양하여 에스테라아제/리파아제 활성을 가지는 균주를 선별하였다.Metagenomic DNA of 30 to 60 kb in size was extracted from the tidal flats of the oil-contaminated Taean county using the method described by Kim et al . (Biochem Biophys Res Commun., 2010, 393 (1): 45-49). The extracted meta genomic DNA was treated with Sau 3AI to cut the DNA to a size of 3 to 8 kb, and electrophoresed on 0.7% agarose gel to elute the meta genomic DNA. The eluted metagenomic DNA was then ligated into a pUC19 vector truncated with Bam HI and introduced into E. coli DH5a (Yeastern Biotech. Co., Taipei, Taiwan) using a heat-shock method . E. coli into which the pUC19 vector containing the meta genomic DNA was introduced was plated on LB solid medium containing ampicillin (50 / / ml), X-Gal, and IPTC, and cultured at 37 캜 for 24 hours. Then, the above cultured strains were collected with a toothpick, and then inoculated on LB solid medium containing 1.0% glyceryl tributyrate or 1.0% glyceryl trioctanoate, respectively, and cultured at 37 ° C for 24 hours Lt; RTI ID = 0.0 > Esterase / lipase < / RTI > activity.

그 결과, 7개의 에스테라아제 활성을 가지는 균주와 2개의 리파아제 활성을 가지는 균주를 선별하였다. 특히, 상기 선별된 균주 중 SKE3 균주는 높은 에스테라아제 활성을 나타내었으며, SKEL5는 에스테라아제 및 리파아제 활성을 나타냄을 확인할 수 있었다.As a result, strains having seven esterase activities and strains having two lipase activities were selected. Especially, among the selected strains, the SKE3 strain showed high esterase activity, and SKEL5 showed the activity of esterase and lipase.

실시 예 2: 에스테라아제 및/또는 리파아제의 유전자 및 아미노산 서열 분석, 및 계통수 작성Example 2 Analysis of Gene and Amino Acid Sequence of Esterase and / or Lipase

2-1. 에스테라아제 활성을 나타내는 SKE3 균주의 유전자 및 아미노산 서열, 및 계통수 작성2-1. Gene and amino acid sequence of SKE3 strain showing esterase activity, and phytotoxicity

상기 실시 예 1에서 선별된 에스테라아제 활성을 나타내는 SKE3 균주로부터 에스테라아제 활성 클론이 재조합된 플라스미드의 제한효소 맵을 구축하고 플라스미드의 뉴클레오타이드 서열을 솔젠트(SolGent, Daejeon, Korea)에 의뢰하여 분석하였다. 상기 클로닝된 유전자의 보전 영역의 뉴클레오타이드 서열은 NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)의 BlastP를 이용하여 확인하고, CBS(http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/) SignalP 3.0을 이용하여 신호 펩타이드(signal peptide)를 예측하였다. A restriction map of the plasmid in which the Escherichia active clones were recombined was constructed from the SKE3 strain exhibiting the selectase activity in Example 1, and the nucleotide sequence of the plasmid was analyzed by SolGent (Daejeon, Korea). The nucleotide sequence of the conserved region of the cloned gene was confirmed by using BlastP of NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov), CBS (http://www.cbs.dtu.dk/services / SignalP /) SignalP 3.0 was used to predict the signal peptide.

한편, 효소의 계통수는 DNA/MAN(Lynnon Biosoft, version 4.11, Quebec, Canada)을 사용하여 작성하였다. 코딩된 단백질의 분자량 및 암호화된 단백질의 등전점(pI; isoelectric point)은 ExPASy (http://www.expasy.ch/tools/protparam.html)를 사용하여 분석하였고, 코딩된 단백질의 활성 부위(active site)는 pfam 데이터베이스를 사용하여 분석하였다. 그 결과를 도 1 및 도 3에 나타내었다. On the other hand, the phylogenetic tree of the enzyme was prepared using DNA / MAN (Lynnon Biosoft, version 4.11, Quebec, Canada). The molecular weight of the coded protein and the isoelectric point (pI) of the encoded protein were analyzed using ExPASy (http://www.expasy.ch/tools/protparam.html) and the active site of the coded protein (active site) were analyzed using the pfam database. The results are shown in Fig. 1 and Fig.

실험결과, SKE3 재조합 플라스미드에 약 3.3kb 크기의 DNA 단편이 삽입되어 있으며, 삽입된 DNA 단편 중 에스테라아제와 매우 유사한 활성을 나타내는 효소를 코딩하는 ORF(open reading frames)는 900bp의 폴리뉴클레오타이드(서열번호 1)로 이루어져 있음을 확인하였다. 본 발명자는 에스테라아제와 매우 유사한 활성을 나타내는 지질 분해효소를 Est3K라고 명명하였다.As a result, a DNA fragment of about 3.3 kb in size was inserted into the SKE3 recombinant plasmid, and ORF (open reading frames) encoding an enzyme exhibiting very similar activity to the esterase in the inserted DNA fragment contained a 900 bp polynucleotide ), Respectively. The present inventor named the lipolytic enzyme showing activity very similar to the esterase as Est3K.

도면에는 나타내지 않았지만 Est3K는 299개 아미노산(서열번호 2)을 암호화하고 있고, 신호 펩타이드(signal peptide)는 확인되지 않았으며, 슈도모나스 종(Pseudomonas sp.) Ag1 의 에스테라아제(GenBank accession number WP_008438797) 및 슈도모나스 플루오레센스(Pseudomonas fluorescens)의 에스테라아제/리파아제(WP_023659021)와 99%의 높은 상동성을 가지며, 슈도모나스 종 PAMC 26793 에스테라아제(WP_026078148) 95% 상동성을 가지며, 슈도모나스 종 PAMC 25886의 에스테라아제(WP_010175806)와 89%의 상동성을 가지며, 슈도모나스 시린게(Pseudomonas syringae)의 에스테라아제(WP_027901927)와 76%의 상동성을 가짐을 확인하였다.Although not shown in the figure, Est3K encodes 299 amino acids (SEQ ID NO: 2), no signal peptide was identified, and the Esterase of Pseudomonas sp. Ag1 (GenBank accession number WP_008438797) and Pseudomonas fluorescens It has 99% homology with the Esterase / Lipase (WP_023659021) of Pseudomonas fluorescens , has 95% homology with Pseudomonas species PAMC 26793 Esterase (WP_026078148), 89% with Esterase (WP_010175806) of Pseudomonas species PAMC 25886, Homology and 76% homology with the esterase of Pseudomonas syringae (WP_027901927).

도 1에서 보듯이, Est3K는 Family Ⅳ에 속하는 지질분해효소가 가지는 보존 영역인 HGGG(oxyanion hole) 모티프(74번째 내지 78번째 아미노산), GXSXG 모티프(144번째 내지 148번째 아미노산), DPL 모티프(244번째 내지 246번째 아미노산) 및 HGF 모티프(270번째 내지 272번째 아미노산) 영역을 포함하고 있고, Est3K의 분자량 및 이론적 등전점은 각각 32,354 Da 및 8.82로 추정된다. As shown in FIG. 1, Est3K is an HGGG (oxymoron hole) motif (74th to 78th amino acid), GXSXG motif (144th to 148th amino acid), DPL motif 244 And the HGF motif (270th to 272nd amino acid) region, and the molecular weight and theoretical isoelectric point of Est3K are estimated to be 32,354 Da and 8.82, respectively.

또한, 도 3에서 보듯이 계통수 작성을 통해 Est3K는 Family Ⅳ에 속함을 확인하였다. In addition, as shown in FIG. 3, Est3K is confirmed to belong to Family IV through the creation of phonemes.

2-2. 에스테라아제 및 리파아제 활성을 나타내는 SKEL5 균주의 리파아제 활성 유전자 및 아미노산 서열, 및 계통수 작성2-2. Lipase activity gene and amino acid sequence of SKEL5 strain exhibiting esterase activity and lipase activity, and phylogenetic tree preparation

상기 실시 예 1에서 선별된 에스테라아제 및 리파아제 활성을 나타내는 SKEL5 균주로부터 리파아제 활성 클론이 재조합된 플라스미드의 제한효소 맵을 구축하고 플라스미드의 뉴클레오타이드 서열을 솔젠트(SolGent, Daejeon, Korea)에 의뢰하여 분석한 다음, 상기 2-1과 동일한 방법으로 리파아제 활성을 가지는 유전자의 서열 및 신호 펩타이드, 리파아제 활성 효소의 아미노산 서열, 분자량, 이론적 등전점(pI) 및 계통수를 작성하였다. 그 결과를 도 2 및 도 3에 나타내었다.A restriction map of the plasmid in which the lipase active clones were recombined was constructed from the SKEL5 strain showing the Esterase activity and the lipase activity selected in Example 1, and the nucleotide sequence of the plasmid was assigned to SolGent (Daejeon, Korea) , The sequence of the gene having lipase activity and the signal peptide, the amino acid sequence of the lipase-activating enzyme, the molecular weight, the theoretical isoelectric point (pI) and the phylogenetic tree were prepared in the same manner as in 2-1 above. The results are shown in Fig. 2 and Fig.

실험 결과, SKEL5 재조합 플라스미드에서 리파아제를 코딩하는 ORF(open reading frames; lip3K)는 총 1,951bp의 폴리뉴클레오타이드(서열번호 3)로 이루어져 있음을 확인하였다. 본 발명자는 리파아제 활성을 나타내는 지질 분해효소를 Lip3K 라고 명명하였다.As a result, it was confirmed that the ORF (open reading frames: lip 3K) coding for lipase in the SKEL5 recombinant plasmid was composed of a total of 1,951 bp polynucleotide (SEQ ID NO: 3). The present inventor named the lipolytic enzyme showing lipase activity as Lip3K.

도면에는 나타내지 않았지만, Lip3K는 616개 아미노산(서열번호 4)을 암호화하고 있고, 신호 펩타이드(signal peptide)는 확인되지 않았으며, 슈도모나스 종 UB48 (AAG09700) 리파아제, 슈도모나스 종 GM30 (WP_007967001)의 추정 칼슘-결합 단백질 및 슈도모나스 종 MIS38 (BAA84997)의 리파아제와 93%의 상동성을 가지며, 슈도모나스 플루오레센스 B52 (AAT48728) 및 슈도모나스 종 CR-611 (AFP20145)의 리파아제와 92%의 상동성을 가짐을 확인하였다.Although not shown in the figure, Lip3K encodes 616 amino acids (SEQ ID NO: 4), no signal peptide was identified, and the estimated calcium-phosphorylation of Pseudomonas species UB48 (AAG09700) lipase, Pseudomonas species GM30 (WP_007967001) And 92% homology with the lipase of Pseudomonas fluorescens B52 (AAT48728) and Pseudomonas species CR-611 (AFP20145), which has 93% homology with the binding protein and the lipase of Pseudomonas sp. MIS38 (BAA84997) .

도 2에서 보듯이 Lip3K는 Family 1.3에 속하는 지질분해효소가 가지는 보존 영역인 5개의 잔기 서열 모티프 VTLVG(598번째에서 602번째), 9개 잔기 서열 모티프 GGxGxDxux(372번째에서 416번째, 492번째에서 545번째, 및 548번째에서 556번째)의 반복 서열 및 GxSxG(204번째에서 208번째) 영역을 포함하고 있고, Lip3K의 분자량 및 이론적 등전점은 각각 64,408 Da 및 4.53로 추정된다. As shown in Fig. 2, Lip3K has 5 residues sequence motif VTLVG (598th to 602nd), 9 residue sequence motif GGxGxDxux (372nd to 416th, 492nd to 545th) in the conserved region of lipase belonging to Family 1.3 (54th to 556th) and GxSxG (204th to 208th) regions, and the molecular weight and theoretical isoelectric point of Lip3K are estimated to be 64,408 Da and 4.53, respectively.

또한, 도 3에서 보듯이, 계통수 작성을 통해 Lip3K는 Family I.3에 속함을 확인하였다. In addition, as shown in FIG. 3, Lip3K was confirmed to belong to Family I.3 through generation of phylogenetic trees.

실시 예 3: Est3K 또는 Lip3K 정제Example 3: Est3K or Lip3K purification

상기 실시 예 1에서 선별된 에스테라아제 활성을 가지는 SKE3 균주와 에스테라아제 및 리파아제 활성을 가지는 SKEL5 균주를 각각 100 ㎍/ml의 암피실린(ampicillin)이 포함된 LB 액체배지(10 g/L Bacto trypton, 5 g/L yeast extract, 10 g/L NaCl)에 접종하여 37℃의 진탕 배양기에서 200 rpm의 속도로 12시간 동안 배양한 다음, Jeong et al.(2012, Applied Biochemistry and Biotechnology, 166:1328-1339.)에 기재된 방법으로 조효소 용액을 회수하였다. 그 다음 상기 SKE3 균주부터 회수된 조효소 용액은 High-Q 컬럼(5ml, Bio-Rad, California, USA), CHT-Ⅱ 컬럼(5ml, Bio-Rad, California, USA) 및 t-ButylHIC 컬럼(5ml, Bio-Rad, California, USA)에 통과시켜 Est3K를 분리하였다. 또한, SKEL5 균주로부터 회수된 조효소 용액은 High-Q 컬럼(5ml, Bio-Rad, California, USA)에 통과시켜 Lip3K를 분리하였다. 컬럼에 통과시킨 활성 분획물을 가열수조에 1분 동안 담가 준 후 11.5% 폴리아크릴아마이드 겔에서 분리하였다. 그 후 상기 겔은 이소프로판올에서 2번, 50mM Tris-HCl(pH 8.0)에서 2번 세척한 다음, 1% glyceryl trioctanoate가 포함된 아가 스트립(agar strip)을 겔에 얹어 50℃에서 1시간 동안 반응시켜 Lip3K를 확인하였다. 겔에서 확인된 Lip3K는 오리고, 잘게 부수어 4℃에서 하루 동안 용출하여 단백질의 양을 분석하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.The SKE3 strain having the esterase activity and the SKEL5 strain having the esterase activity and the lipase activity selected in Example 1 were suspended in an LB liquid medium (10 g / L Bacto trypton, 5 g / L ampicillin containing 100 g / ml ampicillin, L yeast extract, 10 g / L NaCl) and cultured at 37 ° C in a shaking incubator at a speed of 200 rpm for 12 hours. Then, Jeong et al . (2012, Applied Biochemistry and Biotechnology, 166: 1328-1339. , The coenzyme solution was recovered. (5 ml, Bio-Rad, California, USA), CHT-II column (5 ml, Bio-Rad, California, USA) and t-ButylHIC column (5 ml, Bio- Rad, California, USA) Bio-Rad, California, USA) to isolate Est3K. The coenzyme solution recovered from the SKEL5 strain was passed through a High-Q column (5 ml, Bio-Rad, California, USA) to isolate Lip3K. The active fractions passed through the column were immersed in a heated water bath for 1 minute and then separated on a 11.5% polyacrylamide gel. Then, the gel was washed twice in isopropanol, twice in 50 mM Tris-HCl (pH 8.0), and then loaded on an agar strip containing 1% glyceryl trioctanoate at 50 ° C. for 1 hour Lip3K was confirmed. Lip3K identified in the gel was orchard, chopped, and eluted at 4 ° C for one day to analyze the amount of protein. The results are shown in Fig.

도 4에서 보듯이, Est3K는 약 34 kDa 크기에서 단일 밴드가 확인되었으며, 그 양은 8.4 U/mg로 확인되었다. 반면, Lip3K는 약 64 kDa 크기에서 단일 밴드가 확인되었으며, 그 양은 10.3 U/mg으로 확인되었다.As shown in Fig. 4, a single band was confirmed at a size of about 34 kDa in Est3K, and the amount thereof was confirmed to be 8.4 U / mg. On the other hand, the single band of Lip3K was confirmed at about 64 kDa and its amount was found to be 10.3 U / mg.

실시 예 4: Est3K 또는 Lip3K의 기질 특이성 분석Example 4: Substrate specificity of Est3K or Lip3K

상기 실시 예 3에서 정제한 Est3K 또는 Lip3K의 활성은 p-니트로페닐 에스테르(p-nitrophenyl esters; Sigma, St. Louis, MO, USA; p-nitrophenyl caproate from Tokyo Chemical Industry Co., Tokyo, Japan)으로부터 분리된 p-니트로페놀(p-nitrophenol)의 양을 측정하여 확인하였다. 구체적으로, 에스테라아제 Est3K 또는 리파아제 Lip3K를 각각 1 mM 농도의 p-니트로페닐 에스테르(p-nitrophenyl esters), p-니트로페닐 아세테이트(p-nitrophenyl acetate; C2), p-니트로페닐 부티레이트(p-nitrophenyl butyrate; C4), p-니트로페닐 카프로에이트(p-nitrophenyl caproate; C6), p-니트로페닐 옥타노에이트(p-nitrophenyl octanoate: C8), p-니트로페닐 카프레이트(p-nitrophenyl caprate; C10), p-니트로페닐 라우레이트(p-nitrophenyl laurate; C12), p-니트로페닐 미리스테레이트(p-nitrophenyl myristate; C14), 및 p-니트로페닐 팔미테이트(p-nitrophenyl palmitate; C16)가 포함된 50 mM Tris-HCl(pH 8.0)에 넣고 25℃에서 1분 동안 반응시킨 다음, 분광 광도계(spectrophotometer; Mecasys, Model OPTIZEN, KOREA)를 사용하여 450nm에서 Est3K 또는 Lip3K의 활성을 측정하였다. Est3K 또는 Lip3K의 활성은 p-니트로페놀의 흡광도 계수를 사용하여 백분율로 나타내었다. Est3K 또는 Lip3K의 1 unit는 1분 동안 1 μmol의 p-니트로페놀이 측정되는 양으로 정하였다. 또한, p-니트로페놀의 흡광계수를 사용하여 그 결과를 도 5 및 표 1에 나타내었다.Activity of the above-described one or Est3K Lip3K purified in Example 3, p - nitrophenyl ester from (p -nitrophenyl esters; p-nitrophenyl caproate from Tokyo Chemical Industry Co., Tokyo, Japan; Sigma, St. Louis, MO, USA) separate p - the amount of the nitrophenol (p -nitrophenol) was confirmed by measurement. Specifically, the esterase or lipase of the Est3K Lip3K 1 mM concentrations each of p - nitrophenyl ester (p -nitrophenyl esters), p - nitrophenyl acetate (p -nitrophenyl acetate; C2), p - nitrophenyl butyrate (p -nitrophenyl butyrate ; C4), p - nitrophenyl caproate (p -nitrophenyl caproate; C6), p - nitrophenyl octanoate (p -nitrophenyl octanoate: C8), p - nitrophenyl caprate (p -nitrophenyl caprate; C10), p - nitrophenyl laurate (p -nitrophenyl laurate; C12), p - nitrophenyl pre stearyl acrylate (p -nitrophenyl myristate; C14), and p - nitrophenyl palmitate; 50 contain (p -nitrophenyl palmitate C16) The reaction was carried out at 25 ° C for 1 minute and then the activity of Est3K or Lip3K was measured at 450 nm using a spectrophotometer (Mecasys, Model OPTIZEN, KOREA). The activity of Est3K or Lip3K was expressed as a percentage using the absorbance coefficient of p - nitrophenol. One unit of Est3K or Lip3K was defined as the amount in which 1 μmol of p - nitrophenol was measured for 1 minute. Further, the extinction coefficient of p -nitrophenol was used, and the results are shown in Fig. 5 and Table 1. Fig.

효소 활성(△A/min)Enzyme activity (A / min) Est3KEst3K Lip3KLip3K Est3K + Lip3KEst3K + Lip3K pNP-butyrate(C4) p NP-butyrate (C4) 0.522(1.00)0.522 (1.00) 0.301(1.00)0.301 (1.00) 0.711(1.00)0.711 (1.00) pNP-octanoate(C8) p NP-octanoate (C8) 0.364(0.70)0.364 (0.70) 0.465(1.54)0.465 (1.54) 0.703(0.99)0.703 (0.99)

도 5에서 보듯이, Est3K는 짧은 사슬 지방산의 p-니트로페닐(pNP) 에스테르를 가수분해하며, Lip3K는 중간 사슬 지방산의 p-니트로페닐(pNP) 에스테르를 가수분해하는 활성을 나타내었다.As shown in FIG. 5, Est3K are short-chain fatty acids in the p - and decomposing nitrophenyl (p NP) ester hydrolysis, Lip3K is a medium chain fatty acid p - exhibited a hydrolytic activity of a dinitrophenyl (p NP) ester.

구체적으로, Est3K가 p-니트로페닐 부티레이트(pNP-butyrate; C4), p-니트로페닐 카프로에이트(pNP-caproate; C6), p-니트로페닐 옥타노에이트(pNP-octanoate; C8) 및 p-니트로페닐 아세테이트(pNP-acetate; C2)를 분해하는 활성은 각각 100%, 78.0%, 70.1% 및 60.7%로 나타났으며, Lip3K가 p-니트로페닐 옥타노에이트(pNP-octanoate; C8), p-니트로페닐 카프레이트(pNP-caprate; C10), p-니트로페닐 아세테이트(pNP-acetate; C2), p-니트로페닐 부티레이트(pNP-butyrate; C4) 및 p-니트로페닐 카프로에이트(pNP-caproate; C6)를 분해하는 활성은 각각 100%, 78.9%, 69.3%, 67.0%, 및 60.4%로 나타났다.Specifically, Est3K the p - nitrophenyl butyrate (p NP-butyrate; C4) , p - nitrophenyl caproate (p NP-caproate; C6) , p - nitrophenyl octanoate (p NP-octanoate; C8) and The activity of decomposing p -nitrophenylacetate ( p NP-acetate; C2) was 100%, 78.0%, 70.1% and 60.7%, respectively, and Lip3K was found to be p -nitrophenyl octanoate ( p NP-octanoate; C8), p - nitrophenyl caprate (p NP-caprate; C10) , p - nitrophenyl acetate (p NP-acetate; C2) , p - nitrophenyl butyrate (pNP-butyrate; C4) and p - nitrophenyl caproate ( P NP-caproate; C6) were 100%, 78.9%, 69.3%, 67.0%, and 60.4%, respectively.

한편, 상기 표 1에서 보듯이 Est3K가 C4 및 C8으로 가수분해하는 활성비는 1:0.7이였고, Lip3K가 C4 및 C8으로 가수분해하는 활성비는 1:1.5이였다. 또한, Est3K 및 Lip3K를 동일한 양으로 혼합한 혼합물이 C4 및 C8으로 가수분해하는 활성비는 1:0.99이었다. Meanwhile, as shown in Table 1, the activity ratio of Est3K to C4 and C8 hydrolysis was 1: 0.7, and the activity ratio of Lip3K to C4 and C8 hydrolysis was 1: 1.5. In addition, the activity ratio of the mixture of the same amounts of Est3K and Lip3K hydrolyzed into C4 and C8 was 1: 0.99.

이러한 결과를 통해 본 발명의 Est3K와 Lip3K는 우수한 지질가수분해 효능을 가지고 있으며, 상기 두 효소는 서로 시너지 효과를 나타내지 않는 것을 알 수 있었다.These results indicate that Est3K and Lip3K of the present invention have excellent lipid hydrolysis efficiency and that the two enzymes do not show synergistic effects with each other.

실시 예 5: Est3K 또는 Lip3K이 최적 활성을 나타내는 온도, 열 안정성 및 pH 선택 실험 Example 5 Temperature, Thermal Stability and pH Selection Experiment of Est3K or Lip3K Optimal Activity

5-1. Est3K 또는 Lip3K의 최적 온도 선택 실험5-1. Optimal temperature selection experiment of Est3K or Lip3K

상기 실시 예 3에서 정제한 Est3K 또는 Lip3K를 각각 최적 기질인 p-니트로페닐 p-니트로페닐 부티레이트(pNP-butyrate; C4)와 p-니트로페닐 옥타노에이트(pNP-octanoate; C8)가 포함된 50 mM Tris-HCl(pH 8.0)에 넣고 30~70℃ 범위의 온도에 대하여 10℃ 간격으로 상대적인 활성을 측정하였다. 그 결과를 도 6에 나타내었다.Est3K or Lip3K purified in Example 3 was treated with p -nitrophenyl p -nitrophenyl butyrate ( p NP-butyrate; C4) and p -nitrophenyl octanoate ( p NP-octanoate; (50 mM Tris-HCl, pH 8.0) and the relative activity was measured at 10 ° C intervals for a temperature ranging from 30 to 70 ° C. The results are shown in Fig.

도 6에서 보듯이, Est3K는 50℃에서 최적 활성을 나타내었으며, 40℃에서 85%의 활성을 나타내었다.As shown in Fig. 6, Est3K showed the optimum activity at 50 캜 and 85% activity at 40 캜.

반면, Lip3K는 50℃에서 최적 활성을 나타내었으며, 이외의 온도에서는 50% 이하의 활성을 나타내었다. On the other hand, Lip3K showed the optimum activity at 50 ° C and less than 50% at other temperatures.

5-2. Est3K 또는 Lip3K의 온도 안정성 실험5-2. Temperature stability experiment of Est3K or Lip3K

상기 실시 예 3에서 정제한 Est3K 또는 Lip3K를 각각 최적 기질인 p-니트로페닐 p-니트로페닐 부티레이트(pNP-butyrate; C4)와 p-니트로페닐 옥타노에이트(pNP-octanoate; C8)가 포함된 50 mM Tris-HCl(pH 8.0)에 넣고 30~70℃ 범위의 온도에서 1시간 동안 보관한 후 그 활성을 측정하였다. 그 결과를 도 7에 나타내었다.Est3K or Lip3K purified in Example 3 was treated with p -nitrophenyl p -nitrophenyl butyrate ( p NP-butyrate; C4) and p -nitrophenyl octanoate ( p NP-octanoate; (50 mM Tris-HCl, pH 8.0) and stored at a temperature ranging from 30 to 70 ° C for 1 hour, and then the activity thereof was measured. The results are shown in Fig.

도 7에서 보듯이, Est3K는 30℃에서 1시간 동안 보관하더라도 그 활성이 약 100%를 나타내었다. 그러나, 40℃에서 30분 동안 보관하는 경우 활성이 62%로 감소하였으며, 50℃에서 30분 동안 보관하였을 때 활성이 거의 나타나지 않음을 확인하였다.As shown in Fig. 7, the activity of Est3K was about 100% even when stored at 30 DEG C for 1 hour. However, when stored at 40 ° C for 30 minutes, the activity decreased to 62%, and when stored at 50 ° C for 30 minutes, the activity was almost not observed.

Lip3K 역시 30℃에서 1시간 동안 보관하더라도 그 활성이 약 100%를 나타내었다. 그러나, 40℃ 또는 50℃에서 30분 동안 보관하는 경우 활성이 각각 64%, 50%로 감소하였으며, 60℃에서 30분 동안 보관하였을 때 활성이 거의 나타나지 않음을 확인하였다.The activity of Lip3K was about 100% even when stored at 30 ° C for 1 hour. However, when stored at 40 ° C or 50 ° C for 30 minutes, the activity was reduced to 64% and 50%, respectively, and it was confirmed that the activity was almost not exhibited when stored at 60 ° C for 30 minutes.

5-3. Est3K 또는 Lip3K의 최적 pH 선택 실험5-3. Optimal pH selection experiment of Est3K or Lip3K

상기 실시예 3에서 정제한 Est3K 또는 Lip3K를 각각 최적 기질인 p-니트로페닐 p-니트로페닐 부티레이트(pNP-butyrate; C4)와 p-니트로페닐 옥타노에이트(pNP-octanoate; C8)가 포함된 50 mM Tris-HCl(pH 8.0)를 일반적인 용액(boric acid/citric acid/trisodium orthophosphate)과 반응시켜 활성을 측정하였다. 그 결과를 도 8에 나타내었다.Est3K or Lip3K purified in Example 3 was treated with p -nitrophenyl p -nitrophenyl butyrate ( p NP-butyrate; C4) and p -nitrophenyl octanoate ( p NP-octanoate; The activity was measured by reacting 50 mM Tris-HCl (pH 8.0) with boric acid / citric acid / trisodium orthophosphate. The results are shown in Fig.

도 8에서 보듯이, Est3K와 Lip3K의 최적 pH는 모두 pH 9.0에서 확인되었다. As shown in Fig. 8, the optimum pH of Est3K and Lip3K was confirmed at pH 9.0.

실시 예 6: 금속 이온 또는 유기용매가 Est3K 또는 Lip3K의 활성에 미치는 영향 분석 Example 6: Effect of metal ion or organic solvent on the activity of Est3K or Lip3K

6-1. 1가 또는 2가 금속 이온이 Est3K 또는 Lip3K의 활성에 미치는 영향 분석6-1. Effect of monovalent or divalent metal ions on the activity of Est3K or Lip3K

상기 실시예 3에서 정제한 Est3K 또는 Lip3K를 5 mM K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Mn2+, Zn2+, 또는 Cu2+와 미리 반응시킨 후 각각 최적 기질인 p-니트로페닐 p-니트로페닐 부티레이트(pNP-butyrate; C4)와 p-니트로페닐 옥타노에이트(pNP-octanoate; C8)가 포함된 50 mM Tris-HCl(pH 8.0)에 넣고 보관하여 활성을 측정하였다. 대조군으로는 금속이온 대신 1% 이소프로판올을 사용하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.Of each optimum substrate Example 3 or one Est3K Lip3K purified in 5 mM K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, Mn 2+, Zn 2+, or was previously reacted with Cu 2+ p - nitrophenyl p - nitrophenyl butyrate (p NP-butyrate; C4) and p - nitrophenyl octanoate (p NP-octanoate; C8) measuring the 50 mM Tris-HCl (pH 8.0 ) into the active and stored in containing the Respectively. As a control, 1% isopropanol was used instead of metal ions. The results are shown in Table 2.

효소 활성(%)Enzyme activity (%) Est3KEst3K Lip3KLip3K 대조군(+1% 이소프로판올)Control (+ 1% isopropanol) 100.0100.0 100.0100.0 금속이온(5 mM)Metal ions (5 mM) K+ K + 93.9±4.593.9 ± 4.5 89.9±2.289.9 ± 2.2 Na+ Na + 92.2±3.892.2 ± 3.8 103.0±2.8103.0 + - 2.8 Ca2+ Ca 2+ 91.1±2.091.1 ± 2.0 190.9±7.1190.9 ± 7.1 Mg2+ Mg 2+ 88.4±2.588.4 ± 2.5 122.2±1.3122.2 ± 1.3 Mn2 + Mn 2 + 86.7±4.286.7 ± 4.2 83.8±1.683.8 ± 1.6 Zn2+ Zn 2+ 85.0±2.385.0 ± 2.3 49.5±5.349.5 ± 5.3 Cu2+ Cu 2+ 59.3±5.759.3 ± 5.7 16.2±3.416.2 ± 3.4

상기 표 2에서 보듯이, 대부분의 1가 및 2가의 금속이온은 Est3K 및 Lip3K의 활성에 큰 영향을 끼치지 않았으나, 5 mM Cu2 +는 Est3K와 Lip3K의 활성을 각각 40.7%, 83.8% 억제시켰으며, 5 mM Zn2 +는 Lip3K의 활성을 50.5% 억제시켰다. 반면, 5 mM Ca2+는 Lip3K의 활성을 109.9% 증가시켰다. As shown in Table 2, most monovalent and divalent metal ions did not significantly affect the activities of Est3K and Lip3K, but 5 mM Cu 2 + inhibited the activities of Est3K and Lip3K by 40.7% and 83.8%, respectively And 5 mM Zn 2 + inhibited the activity of Lip3K by 50.5%. On the other hand, 5 mM Ca 2+ increased the activity of Lip3K by 109.9%.

6-2. Ca2+ 이온이 Lip3K의 활성에 미치는 영향 분석6-2. Effect of Ca 2+ ion on the activity of Lip3K

상기 실시예 3에서 정제한 Lip3K를 5 mM Ca2+와 미리 반응시킨 후 기질인 p-니트로페닐 옥타노에이트(p-nitrophenyl octanoate: C8)가 포함된 50 mM Tris-HCl(pH 8.0)에 넣고 30~60℃ 범위의 온도에서 1시간 동안 보관하여 그 활성을 측정하였다. 그 결과를 도 9에 나타내었다.Example 3 After a purification Lip3K was previously reacted with 5 mM Ca 2+ from the substrate p - nitrophenyl octanoate (p -nitrophenyl octanoate: C8) of 50 mM Tris-HCl into a (pH 8.0) containing the And stored at a temperature in the range of 30 to 60 ° C for 1 hour to measure its activity. The results are shown in Fig.

도 9에서 보듯이, Ca2+ 존재 하에 Lip3K를 60℃에서 15분 동안 보관하는 경우 Lip3K의 활성이 33% 감소하였다. 반면, 도 7에서 보듯이 Ca2+ 없이 Lip3K를 60℃에서 15분 동안 보관하는 경우 Lip3K의 활성은 82% 감소하였다.As shown in FIG. 9, when Lip3K was stored at 60 DEG C for 15 minutes in the presence of Ca2 + , the activity of Lip3K decreased by 33%. On the other hand, as shown in FIG. 7, when Lip3K was stored at 60 DEG C for 15 minutes without Ca2 + , the activity of Lip3K decreased by 82%.

즉, Ca2+는 높은 온도에서 Lip3K의 활성을 증가시킴을 알 수 있었다. In other words, Ca 2+ increased the activity of Lip3K at high temperature.

6-3. 유기 용매가 Est3K 또는 Lip3K의 활성에 미치는 영향 분석6-3. Effect of organic solvent on the activity of Est3K or Lip3K

상기 실시 예 3에서 정제한 Est3K 또는 Lip3K를 5% 이소프로판올, 30% 이소프로판올, 5% 메탄올, 30% 메탄올, 5% 아세토니트릴, 또는 30% 아세토니트릴과 반응시킨 후 각각 최적 기질인 p-니트로페닐 p-니트로페닐 부티레이트(pNP-butyrate; C4)와 p-니트로페닐 옥타노에이트(pNP-octanoate; C8)가 포함된 50 mM Tris-HCl(pH 8.0)에 넣고 보관하여 그 활성을 측정하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.After the reaction of Est3K or Lip3K purified in Example 3 with 5% isopropanol, 30% isopropanol, 5% methanol, 30% methanol, 5% acetonitrile or 30% acetonitrile, p - nitrophenyl p -nitrophenyl butyrate (p NP-butyrate; C4) and p-nitrophenyl octanoate; to (p NP-octanoate C8) into a 50 mM Tris-HCl (pH 8.0 ) containing the storage was measured for its activity. The results are shown in Table 3.

효소 활성(%)Enzyme activity (%) Est3KEst3K Lip3KLip3K 대조군(+1% 이소프로판올)Control (+ 1% isopropanol) 100.0100.0 100.0100.0 유기 용매Organic solvent 이소프로판올(5%)Isopropanol (5%) 99.2±2.599.2 ± 2.5 109.1±2.8109.1 ± 2.8 이소프로판올(30%)Isopropanol (30%) 87.5±4.487.5 ± 4.4 114.1±2.0114.1 ± 2.0 메탄올(5%)Methanol (5%) 93.8±3.593.8 ± 3.5 101.0±2.7101.0 ± 2.7 메탄올(30%)Methanol (30%) 86.9±2.286.9 ± 2.2 166.7±4.8166.7 ± 4.8 아세토니트릴(5%)Acetonitrile (5%) 49.6±5.649.6 ± 5.6 30.3±3.030.3 ± 3.0 아세토니트릴(30%)Acetonitrile (30%) 47.7±5.147.7 ± 5.1 37.4±4.637.4 ± 4.6

상기 표 3에서 보듯이, Est3K은 5%의 이소프로판올 또는 메탄올, 30%의 이소프로판올 또는 메탄올 존재 하에 85% 이상의 활성을 나타내었으나, 5% 아세토니트릴 및 30% 아세토니트릴 존재 하에서는 50% 이하의 활성을 나타냄을 확인하였다.As shown in Table 3 above, Est3K exhibited activity of 85% or more in the presence of 5% isopropanol or methanol, 30% of isopropanol or methanol, but exhibited activity of 50% or less in the presence of 5% acetonitrile and 30% acetonitrile Respectively.

반면, Lip3K는 5%의 이소프로판올 또는 메탄올, 30%의 이소프로판올 또는 메탄올 존재 하에서 활성이 향상되었으며, 특히 30% 이소프로판올 및 30% 메탄올 존재 하에서 활성이 각각 14.1%, 66.7% 향상되었음을 확인하였다. 그러나, Lip3K 역시 5% 아세토니트릴 및 30% 아세토니트릴 존재 하에서는 40% 이하의 활성을 나타냄을 확인하였다. On the other hand, the activity of Lip3K was improved in the presence of 5% of isopropanol or methanol, 30% of isopropanol or methanol, and the activity was improved by 14.1% and 66.7% in the presence of 30% isopropanol and 30% methanol, respectively. However, Lip3K also showed activity of 40% or less in the presence of 5% acetonitrile and 30% acetonitrile.

상기한 결과를 통해, Est3K 또는 Lip3K는 미생물 또는 산림토양의 메타게놈으로부터 유래한 종래 지질분해효소와 낮은 상동성 및 특징을 나타내는 신규한 지질분해소임을 알 수 있었다. 종래 지질분해효소와 본 발명의 Est3K 또는 Lip3K의 염기서열 상동성과 특징은 하기 표 4에 나타내었다. From the above results, it can be seen that Est3K or Lip3K is a novel lipolytic enzyme showing low homology and characteristics with conventional lipolytic enzymes derived from microorganisms or metagenomes of forest soils. The nucleotide sequence homology and characteristics of the conventional lipolytic enzyme and the Est3K or Lip3K of the present invention are shown in Table 4 below.

Figure 112015127315201-pat00001
Figure 112015127315201-pat00001

<110> Sunchon University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> {Novel lipolytic enzyme from metagenomic library and process for preparing the same <130> PA-15- 0201 <160> 4 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 900 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ORF sequence of est3K gene <400> 1 atgcagcgct ttaaccagaa gctcgcctgg atgccgcgtt ttcgcatccg caaccgcgtg 60 acgccccggg tgatccaggc gctgttgcgc tccagccaga tggtggccgg caacaagttg 120 ctcaagcatg gcctgcaggc tgaaagccgg cgggtgggct cggtgccggt gcgcatcatc 180 cggccgaagg gcaaggccaa aggcgtggtg ctggatatcc atggcggcgg ctgggtgatc 240 ggcaatgcgc agatgaatga cgacctcaac gtggccatgg tgaatgcgtg cgaggtggcg 300 gtggtgtcgg tggattaccg gctggcggtg aatacgccgg tcgaagggat tctggaagac 360 tgcctggcca cggcgcgctg gttgctggcg gactgtgagg agttcgccgg cctgccggtg 420 atcgttgtcg gcgagtctgc cggtgggcat ctggcggcgg ccacgctgct ggcgctgaag 480 caatcgcccg aattgctggc gcgggtgagc ggggcggtgc tgtattacgg cgtctacgat 540 ttgaccggta cgccgagcgt gcgcacggca ggacgcgaaa cgctgctgct ggacgggccg 600 ggcatggtgg aggcgctgcg tttgctgacg ccgggcctga gtgacgagca gcgccggcag 660 ccgccgttgt caccgttgta tggcgaccta gccgggctgc cgccagcgct gatgtttgtg 720 ggggagctgg acccgttgct ggacgacacg ctgcagatgg ccgagcgatg ggcggggtcc 780 gaggtgtttt tgttaccgca ggcggctcat gggtttattc attttccgac ggcgatgtcg 840 ggccgcgtgc tggcttacag tcgcgagtgg ataacgggtc gtttacgctc ggttggttga 900 900 <210> 2 <211> 299 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> amino acid sequence of Est3K <400> 2 Met Gln Arg Phe Asn Gln Lys Leu Ala Trp Met Pro Arg Phe Arg Ile 1 5 10 15 Arg Asn Arg Val Thr Pro Arg Val Ile Gln Ala Leu Leu Arg Ser Ser 20 25 30 Gln Met Val Ala Gly Asn Lys Leu Leu Lys His Gly Leu Gln Ala Glu 35 40 45 Ser Arg Arg Val Gly Ser Val Pro Val Arg Ile Ile Arg Pro Lys Gly 50 55 60 Lys Ala Lys Gly Val Val Leu Asp Ile His Gly Gly Gly Trp Val Ile 65 70 75 80 Gly Asn Ala Gln Met Asn Asp Asp Leu Asn Val Ala Met Val Asn Ala 85 90 95 Cys Glu Val Ala Val Val Ser Val Asp Tyr Arg Leu Ala Val Asn Thr 100 105 110 Pro Val Glu Gly Ile Leu Glu Asp Cys Leu Ala Thr Ala Arg Trp Leu 115 120 125 Leu Ala Asp Cys Glu Glu Phe Ala Gly Leu Pro Val Ile Val Val Gly 130 135 140 Glu Ser Ala Gly Gly His Leu Ala Ala Ala Thr Leu Leu Ala Leu Lys 145 150 155 160 Gln Ser Pro Glu Leu Leu Ala Arg Val Ser Gly Ala Val Leu Tyr Tyr 165 170 175 Gly Val Tyr Asp Leu Thr Gly Thr Pro Ser Val Arg Thr Ala Gly Arg 180 185 190 Glu Thr Leu Leu Leu Asp Gly Pro Gly Met Val Glu Ala Leu Arg Leu 195 200 205 Leu Thr Pro Gly Leu Ser Asp Glu Gln Arg Arg Gln Pro Pro Leu Ser 210 215 220 Pro Leu Tyr Gly Asp Leu Ala Gly Leu Pro Pro Ala Leu Met Phe Val 225 230 235 240 Gly Glu Leu Asp Pro Leu Leu Asp Asp Thr Leu Gln Met Ala Glu Arg 245 250 255 Trp Ala Gly Ser Glu Val Phe Leu Leu Pro Gln Ala Ala His Gly Phe 260 265 270 Ile His Phe Pro Thr Ala Met Ser Gly Arg Val Leu Ala Tyr Ser Arg 275 280 285 Glu Trp Ile Thr Gly Arg Leu Arg Ser Val Gly 290 295 <210> 3 <211> 1851 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ORF sequence of lip3K gene <400> 3 atgggtgtgt acgactacaa gaacttcagc tcagcggatt ccaaggcgtt gttcactgat 60 gccatggcga tcacgctgta ctcctatcac aacctcgaca acggtttcgc tgtcgggtat 120 cagcacaacg gcttcggcct cggcctgccg gccacgctgg tttcggcgct gatcggcggc 180 acggattcgc aaggcgtgat tccggactcc gtggaccccg actcggaaaa actcgctctg 240 gacgccgtga aaaaggctgg ctggacgccc atcaccgcct cgcaactggg ctatgacggc 300 aagaccgacg ctcgcggaac cttcttcggc gaaaaggccg gctacaccag cgcgcaagtg 360 gaaatcctcg gcaagtacga cgcccagggt catctcacgg aaatcggcat cgcctttcgc 420 ggcaccagcg gcccgcggga aatcctgatc ggcgactcca tcgccgacgc catcaatgac 480 ctgctcgccg cgttcggccc caaggattac gccaagaact acgttggtga agccttcggc 540 aacctgctga acgatgtggt ggccttcgcc aaggccaacg gtctcaccgg caaggacgtg 600 ctggtcagtg gtcacagcct cggcggcctg gcggtcaaca gcatggcgga cttgagcggc 660 ggcaaatggg gcgggttctt ccaggactcc aactacatcg cctacgcctc accgacccaa 720 agcagcaccg acaaagtgct caacgtcggc tacgagaacg acccggtctt ccgcgcgctc 780 gacggctcga ccttcaccgg cgcctcgctt ggcgtacacg acgcgtcgaa agtgtcggcg 840 accgacaaca tcgtcagctt caacgaccac tacgcttcga acgtgtggaa cgtgctgcca 900 ttctcgatcg tcaacgtccc gacctggatc tcgcacctgc cgacagccta cggcgacggc 960 atgaaccggg tgatcgagtc gaagttctac gatctcacca gccgtgactc gacgatcatc 1020 gtcgccaacc tgtcggaccc ggcgcgggcc aacacctggg tgcaggacct caaccgcaac 1080 gccgaaaccc acaagggcag caccttcatc atcggcagcg acggcaacga cctgatccag 1140 ggcggcagcg gcaatgacta ccttgaagga cgggccggca acgacacgtt ccgtgacagc 1200 ggcggctaca acgtcattct tggcggtgcc ggcaacaaca ccctcgactt gcagcagtcg 1260 gtgaacaagt tcgacttcgc caacgacggc gccggcaacc tgtacatccg cgatgccaac 1320 ggcgggatca gcatcacccg cgacatcggc agcatcgtca ccaaggagcc gggtttcctc 1380 tggggcctgt tcaaggacga cgtgacccac agcgtcacgg cggatggcct gaaggtcggc 1440 aacaacgtca cccagtacga gtcgagcgtg aagggcacca gtggcgtcga caccctcaag 1500 gcccacgcca gcggtgactg gctgttcggc ctggacggca acgatcacct gatcggtggc 1560 gtgggcaacg acgtgtttgt cggcggcgcc ggcaatgacc tgatggagtc gggtggcggg 1620 gcggatacgt tcctgttcaa cggcgcgttc ggccaggatc gggtggtggg attcaccggc 1680 aacgacaaac tggtgtttct cggcgtgcag ggcgtgttgc cgggcgatga cttccgcgcc 1740 catgccacct cggtggggca ggatacggtg ctgaagttcg gcggtgattc cgtgacgctg 1800 gtcggggttt cgctgagcag tctcagtgcc gatggcatcg ttatcgcctg a 1851 <210> 4 <211> 616 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> amino acid sequence of Lip3K <400> 4 Met Gly Val Tyr Asp Tyr Lys Asn Phe Ser Ser Ala Asp Ser Lys Ala 1 5 10 15 Leu Phe Thr Asp Ala Met Ala Ile Thr Leu Tyr Ser Tyr His Asn Leu 20 25 30 Asp Asn Gly Phe Ala Val Gly Tyr Gln His Asn Gly Phe Gly Leu Gly 35 40 45 Leu Pro Ala Thr Leu Val Ser Ala Leu Ile Gly Gly Thr Asp Ser Gln 50 55 60 Gly Val Ile Pro Asp Ser Val Asp Pro Asp Ser Glu Lys Leu Ala Leu 65 70 75 80 Asp Ala Val Lys Lys Ala Gly Trp Thr Pro Ile Thr Ala Ser Gln Leu 85 90 95 Gly Tyr Asp Gly Lys Thr Asp Ala Arg Gly Thr Phe Phe Gly Glu Lys 100 105 110 Ala Gly Tyr Thr Ser Ala Gln Val Glu Ile Leu Gly Lys Tyr Asp Ala 115 120 125 Gln Gly His Leu Thr Glu Ile Gly Ile Ala Phe Arg Gly Thr Ser Gly 130 135 140 Pro Arg Glu Ile Leu Ile Gly Asp Ser Ile Ala Asp Ala Ile Asn Asp 145 150 155 160 Leu Leu Ala Ala Phe Gly Pro Lys Asp Tyr Ala Lys Asn Tyr Val Gly 165 170 175 Glu Ala Phe Gly Asn Leu Leu Asn Asp Val Val Ala Phe Ala Lys Ala 180 185 190 Asn Gly Leu Thr Gly Lys Asp Val Leu Val Ser Gly His Ser Leu Gly 195 200 205 Gly Leu Ala Val Asn Ser Met Ala Asp Leu Ser Gly Gly Lys Trp Gly 210 215 220 Gly Phe Phe Gln Asp Ser Asn Tyr Ile Ala Tyr Ala Ser Pro Thr Gln 225 230 235 240 Ser Ser Thr Asp Lys Val Leu Asn Val Gly Tyr Glu Asn Asp Pro Val 245 250 255 Phe Arg Ala Leu Asp Gly Ser Thr Phe Thr Gly Ala Ser Leu Gly Val 260 265 270 His Asp Ala Ser Lys Val Ser Ala Thr Asp Asn Ile Val Ser Phe Asn 275 280 285 Asp His Tyr Ala Ser Asn Val Trp Asn Val Leu Pro Phe Ser Ile Val 290 295 300 Asn Val Pro Thr Trp Ile Ser His Leu Pro Thr Ala Tyr Gly Asp Gly 305 310 315 320 Met Asn Arg Val Ile Glu Ser Lys Phe Tyr Asp Leu Thr Ser Arg Asp 325 330 335 Ser Thr Ile Ile Val Ala Asn Leu Ser Asp Pro Ala Arg Ala Asn Thr 340 345 350 Trp Val Gln Asp Leu Asn Arg Asn Ala Glu Thr His Lys Gly Ser Thr 355 360 365 Phe Ile Ile Gly Ser Asp Gly Asn Asp Leu Ile Gln Gly Gly Ser Gly 370 375 380 Asn Asp Tyr Leu Glu Gly Arg Ala Gly Asn Asp Thr Phe Arg Asp Ser 385 390 395 400 Gly Gly Tyr Asn Val Ile Leu Gly Gly Ala Gly Asn Asn Thr Leu Asp 405 410 415 Leu Gln Gln Ser Val Asn Lys Phe Asp Phe Ala Asn Asp Gly Ala Gly 420 425 430 Asn Leu Tyr Ile Arg Asp Ala Asn Gly Gly Ile Ser Ile Thr Arg Asp 435 440 445 Ile Gly Ser Ile Val Thr Lys Glu Pro Gly Phe Leu Trp Gly Leu Phe 450 455 460 Lys Asp Asp Val Thr His Ser Val Thr Ala Asp Gly Leu Lys Val Gly 465 470 475 480 Asn Asn Val Thr Gln Tyr Glu Ser Ser Val Lys Gly Thr Ser Gly Val 485 490 495 Asp Thr Leu Lys Ala His Ala Ser Gly Asp Trp Leu Phe Gly Leu Asp 500 505 510 Gly Asn Asp His Leu Ile Gly Gly Val Gly Asn Asp Val Phe Val Gly 515 520 525 Gly Ala Gly Asn Asp Leu Met Glu Ser Gly Gly Gly Ala Asp Thr Phe 530 535 540 Leu Phe Asn Gly Ala Phe Gly Gln Asp Arg Val Val Gly Phe Thr Gly 545 550 555 560 Asn Asp Lys Leu Val Phe Leu Gly Val Gln Gly Val Leu Pro Gly Asp 565 570 575 Asp Phe Arg Ala His Ala Thr Ser Val Gly Gln Asp Thr Val Leu Lys 580 585 590 Phe Gly Gly Asp Ser Val Thr Leu Val Gly Val Ser Leu Ser Ser Leu 595 600 605 Ser Ala Asp Gly Ile Val Ile Ala 610 615 <110> Sunchon University Industry-Academic Cooperation Foundation &Lt; 120 > {Novel lipolytic enzyme from metagenomic library and process for          preparing the same <130> PA-15-0201 <160> 4 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 900 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ORF sequence of est3K gene <400> 1 atgcagcgct ttaaccagaa gctcgcctgg atgccgcgtt ttcgcatccg caaccgcgtg 60 acgccccggg tgatccaggc gctgttgcgc tccagccaga tggtggccgg caacaagttg 120 ctcaagcatg gcctgcaggc tgaaagccgg cgggtgggct cggtgccggt gcgcatcatc 180 cggccgaagg gcaaggccaa aggcgtggtg ctggatatcc atggcggcgg ctgggtgatc 240 ggcaatgcgc agatgaatga cgacctcaac gtggccatgg tgaatgcgtg cgaggtggcg 300 gtggtgtcgg tggattaccg gctggcggtg aatacgccgg tcgaagggat tctggaagac 360 tgcctggcca cggcgcgctg gttgctggcg gactgtgagg agttcgccgg cctgccggtg 420 atcgttgtcg gcgagtctgc cggtgggcat ctggcggcgg ccacgctgct ggcgctgaag 480 caatcgcccg aattgctggc gcgggtgagc ggggcggtgc tgtattacgg cgtctacgat 540 ttgaccggta cgccgagcgt gcgcacggca ggacgcgaaa cgctgctgct ggacgggccg 600 ggcatggtgg aggcgctgcg tttgctgacg ccgggcctga gtgacgagca gcgccggcag 660 ccgccgttgt caccgttgta tggcgaccta gccgggctgc cgccagcgct gatgtttgtg 720 ggggagctgg acccgttgct ggacgacacg ctgcagatgg ccgagcgatg ggcggggtcc 780 gggtgtttt tgttaccgca ggcggctcat gggtttattc attttccgac ggcgatgtcg 840 ggccgcgtgc tggcttacag tcgcgagtgg ataacgggtc gtttacgctc ggttggttga 900                                                                          900 <210> 2 <211> 299 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> amino acid sequence of Est3K <400> 2 Met Gln Arg Phe Asn Gln Lys Leu Ala Trp Met Pro Arg Phe Arg Ile   1 5 10 15 Arg Asn Arg Val Thr Pro Arg Val Ile Gln Ala Leu Leu Arg Ser Ser              20 25 30 Gln Met Val Ala Gly Asn Lys Leu Leu Lys His Gly Leu Gln Ala Glu          35 40 45 Ser Arg Arg Val Gly Ser Val Pro Val Arg Ile Ile Arg Pro Lys Gly      50 55 60 Lys Ala Lys Gly Val Val Leu Asp Ile His Gly Gly Gly Trp Val Ile  65 70 75 80 Gly Asn Ala Gln Met Asn Asp Asp Leu Asn Val Ala Met Val Asn Ala                  85 90 95 Cys Glu Val Ala Val Val Ser Val Asp Tyr Arg Leu Ala Val Asn Thr             100 105 110 Pro Val Glu Gly Ile Leu Glu Asp Cys Leu Ala Thr Ala Arg Trp Leu         115 120 125 Leu Ala Asp Cys Glu Glu Phe Ala Gly Leu Pro Val Ile Val Val Gly     130 135 140 Glu Ser Ala Gly Gly His Leu Ala Ala Ala Thr Leu Leu Ala Leu Lys 145 150 155 160 Gln Ser Pro Glu Leu Leu Ala Arg Val Ser Gly Ala Val Leu Tyr Tyr                 165 170 175 Gly Val Tyr Asp Leu Thr Gly Thr Pro Ser Val Arg Thr Ala Gly Arg             180 185 190 Glu Thr Leu Leu Leu Asp Gly Pro Gly Met Val Glu Ala Leu Arg Leu         195 200 205 Leu Thr Pro Gly Leu Ser Asp Glu Gln Arg Arg Gln Pro Pro Leu Ser     210 215 220 Pro Leu Tyr Gly Asp Leu Ala Gly Leu Pro Pro Ala Leu Met Phe Val 225 230 235 240 Gly Glu Leu Asp Pro Leu Leu Asp Asp Thr Leu Gln Met Ala Glu Arg                 245 250 255 Trp Ala Gly Ser Glu Val Phe Leu Leu Pro Gln Ala Ala His Gly Phe             260 265 270 Ile His Phe Pro Thr Ala Met Ser Gly Arg Val Leu Ala Tyr Ser Arg         275 280 285 Glu Trp Ile Thr Gly Arg Leu Arg Ser Val Gly     290 295 <210> 3 <211> 1851 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ORF sequence of lip3K gene <400> 3 atgggtgtgt acgactacaa gaacttcagc tcagcggatt ccaaggcgtt gttcactgat 60 gccatggcga tcacgctgta ctcctatcac aacctcgaca acggtttcgc tgtcgggtat 120 cagcacaacg gcttcggcct cggcctgccg gccacgctgg tttcggcgct gatcggcggc 180 acggattcgc aaggcgtgat tccggactcc gtggaccccg actcggaaaa actcgctctg 240 gacgccgtga aaaaggctgg ctggacgccc atcaccgcct cgcaactggg ctatgacggc 300 aagaccgacg ctcgcggaac cttcttcggc gaaaaggccg gctacaccag cgcgcaagtg 360 gaaatcctcg gcaagtacga cgcccagggt catctcacgg aaatcggcat cgcctttcgc 420 ggcaccagcg gcccgcggga aatcctgatc ggcgactcca tcgccgacgc catcaatgac 480 ctgctcgccg cgttcggccc caaggattac gccaagaact acgttggtga agccttcggc 540 aacctgctga acgatgtggt ggccttcgcc aaggccaacg gtctcaccgg caaggacgtg 600 ctggtcagtg gtcacagcct cggcggcctg gcggtcaaca gcatggcgga cttgagcggc 660 ggcaaatggg gcgggttctt ccaggactcc aactacatcg cctacgcctc accgacccaa 720 agcagcaccg acaaagtgct caacgtcggc tacgagaacg acccggtctt ccgcgcgctc 780 gacggctcga ccttcaccgg cgcctcgctt ggcgtacacg acgcgtcgaa agtgtcggcg 840 accgacaaca tcgtcagctt caacgaccac tacgcttcga acgtgtggaa cgtgctgcca 900 ttctcgatcg tcaacgtccc gacctggatc tcgcacctgc cgacagccta cggcgacggc 960 atgaccggg tgatcgagtc gaagttctac gatctcacca gccgtgactc gacgatcatc 1020 gtcgccaacc tgtcggaccc ggcgcgggcc aacacctggg tgcaggacct caaccgcaac 1080 gccgaaaccc acaagggcag caccttcatc atcggcagcg acggcaacga cctgatccag 1140 ggcggcagcg gcaatgacta ccttgaagga cgggccggca acgacacgtt ccgtgacagc 1200 ggcggctaca acgtcattct tggcggtgcc ggcaacaaca ccctcgactt gcagcagtcg 1260 gtgaacagt tcgacttcgc caacgacggc gccggcaacc tgtacatccg cgatgccaac 1320 ggcgggatca gcatcacccg cgacatcggc agcatcgtca ccaaggagcc gggtttcctc 1380 tggggcctgt tcaaggacga cgtgacccac agcgtcacgg cggatggcct gaaggtcggc 1440 aacaacgtca cccagtacga gtcgagcgtg aagggcacca gtggcgtcga caccctcaag 1500 gcccacgcca gcggtgactg gctgttcggc ctggacggca acgatcacct gatcggtggc 1560 gtgggcaacg acgtgtttgt cggcggcgcc ggcaatgacc tgatggagtc gggtggcggg 1620 gcggatacgt tcctgttcaa cggcgcgttc ggccaggatc gggtggtggg attcaccggc 1680 aacgacaaac tggtgtttct cggcgtgcag ggcgtgttgc cgggcgatga cttccgcgcc 1740 catgccacct cggtggggca ggatacggtg ctgaagttcg gcggtgattc cgtgacgctg 1800 gtcggggttt cgctgagcag tctcagtgcc gatggcatcg ttatcgcctg a 1851 <210> 4 <211> 616 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> amino acid sequence of Lip3K <400> 4 Met Gly Val Tyr Asp Tyr Lys Asn Phe Ser Ser Ala Asp Ser Lys Ala   1 5 10 15 Leu Phe Thr Asp Ala Met Ala Ile Thr Leu Tyr Ser Tyr His Asn Leu              20 25 30 Asp Asn Gly Phe Ala Val Gly Tyr Gln His Asn Gly Phe Gly Leu Gly          35 40 45 Leu Pro Ala Thr Leu Val Ser Ala Leu Ile Gly Gly Thr Asp Ser Gln      50 55 60 Gly Val Ile Pro Asp Ser Val Asp Pro Asp Ser Glu Lys Leu Ala Leu  65 70 75 80 Asp Ala Val Lys Lys Ala Gly Trp Thr Pro Ile Thr Ala Ser Gln Leu                  85 90 95 Gly Tyr Asp Gly Lys Thr Asp Ala Arg Gly Thr Phe Phe Gly Glu Lys             100 105 110 Ala Gly Tyr Thr Ser Ala Gln Val Glu Ile Leu Gly Lys Tyr Asp Ala         115 120 125 Gln Gly His Leu Thr Glu Ile Gly Ile Ala Phe Arg Gly Thr Ser Gly     130 135 140 Pro Arg Glu Ile Leu Ile Gly Asp Ser Ile Ala Asp Ala Ile Asn Asp 145 150 155 160 Leu Leu Ala Ala Phe Gly Pro Lys Asp Tyr Ala Lys Asn Tyr Val Gly                 165 170 175 Glu Ala Phe Gly Asn Leu Leu Asn Asp Val Ala Phe Ala Lys Ala             180 185 190 Asn Gly Leu Thr Gly Lys Asp Val Leu Val Ser Gly His Ser Leu Gly         195 200 205 Gly Leu Ala Val Asn Ser Met Ala Asp Leu Ser Gly Gly Lys Trp Gly     210 215 220 Gly Phe Phe Gln Asp Ser Asn Tyr Ile Ala Tyr Ala Ser Pro Thr Gln 225 230 235 240 Ser Ser Thr Asp Lys Val Leu Asn Val Gly Tyr Glu Asn Asp Pro Val                 245 250 255 Phe Arg Ala Leu Asp Gly Ser Thr Phe Thr Gly Ala Ser Leu Gly Val             260 265 270 His Asp Ala Ser Lys Val Ser Ala Thr Asp Asn Ile Val Ser Phe Asn         275 280 285 Asp His Tyr Ala Ser Asn Val Trp Asn Val Leu Pro Phe Ser Ile Val     290 295 300 Asn Val Pro Thr Trp Ile Ser His Leu Pro Thr Ala Tyr Gly Asp Gly 305 310 315 320 Met Asn Arg Val Ile Glu Ser Lys Phe Tyr Asp Leu Thr Ser Arg Asp                 325 330 335 Ser Thr Ile Val Ala Asn Leu Ser Asp Pro Ala Arg Ala Asn Thr             340 345 350 Trp Val Gln Asp Leu Asn Arg Asn Ala Glu Thr His Lys Gly Ser Thr         355 360 365 Phe Ile Ile Gly Ser Asp Gly Asn Asp Leu Ile Gln Gly Gly Ser Gly     370 375 380 Asn Asp Tyr Leu Glu Gly Arg Ala Gly Asn Asp Thr Phe Arg Asp Ser 385 390 395 400 Gly Gly Tyr Asn Val Ile Leu Gly Gly Ala Gly Asn Asn Thr Leu Asp                 405 410 415 Leu Gln Gln Ser Val Asn Lys Phe Asp Phe Ala Asn Asp Gly Ala Gly             420 425 430 Asn Leu Tyr Ile Arg Asp Ala Asn Gly Gly Ile Ser Ile Thr Arg Asp         435 440 445 Ile Gly Ser Ile Val Thr Lys Glu Pro Gly Phe Leu Trp Gly Leu Phe     450 455 460 Lys Asp Asp Val Thr His Ser Val Thr Ala Asp Gly Leu Lys Val Gly 465 470 475 480 Asn Asn Val Thr Gln Tyr Glu Ser Ser Val Lys Gly Thr Ser Gly Val                 485 490 495 Asp Thr Leu Lys Ala His Ala Ser Gly Asp Trp Leu Phe Gly Leu Asp             500 505 510 Gly Asn His Leu Ile Gly Gly Val Gly Asn Asp Val Phe Val Gly         515 520 525 Gly Ala Gly Asn Asp Leu Met Glu Ser Gly Gly Gly Ala Asp Thr Phe     530 535 540 Leu Phe Asn Gly Ala Phe Gly Gln Asp Arg Val Val Gly Phe Thr Gly 545 550 555 560 Asn Asp Lys Leu Val Phe Leu Gly Val Gln Gly Val Leu Pro Gly Asp                 565 570 575 Asp Phe Arg Ala His Ala Thr Ser Val Gly Gln Asp Thr Val Leu Lys             580 585 590 Phe Gly Gly Asp Ser Val Thr Leu Val Gly Val Ser Leu Ser Ser Leu         595 600 605 Ser Ala Asp Gly Ile Val Ile Ala     610 615

Claims (10)

서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되고, 분자량이 34 kDa이고, 최적 활성 온도 및 pH는 각각 50℃ 및 pH 9.0이며, pH 8.0 내지 10.0 및 40 내지 55℃에서 효소 활성이 안정한 알칼리성 및 내열성을 가지고, p-니트로페닐 부티레이트(C4)를 선택적으로 가수분해하는 것을 특징으로 하는 신규 에스테라아제(Est3K).
2, having a molecular weight of 34 kDa, an optimal activity temperature and a pH of 50 DEG C and a pH of 9.0, respectively, and having an alkaline and heat-stable enzyme activity stable at pH 8.0 to 10.0 and 40 to 55 DEG C, A novel esterase (Est3K) characterized by selectively hydrolyzing p -nitrophenylbutyrate (C4).
삭제delete 제1항의 에스테라아제(Est3K)를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드.
A polynucleotide encoding the esterase of claim 1 (Est3K).
제3항의 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터.
A recombinant vector comprising the polynucleotide of claim 3.
제4항의 재조합 벡터를 도입하여 형질전환된 형질전환체.
A transformant transformed by introducing the recombinant vector of claim 4.
삭제delete 삭제delete 삭제delete a) 제5항의 형질전환체 또는 제3항의 폴리뉴클레오타이드를 갖는 세포를 배양하는 단계; b) 상기 형질전환체 또는 세포에서 에스테라아제(Est3K)의 발현을 유도하는 단계; c) 상기 에스테라아제(Est3K)가 발현되는 형질전환체 또는 세포를 분쇄한 후 침전시켜 얻어진 상등액으로부터 에스테라아제(Est3K)를 용출하는 단계; 및 d) 상기 용출된 에스테라아제(Est3K)를 정제하는 단계;를 포함하는 에스테라아제(Est3K)의 제조방법.
a) culturing the transformant of claim 5 or a cell having the polynucleotide of claim 3; b) inducing expression of an esterase (Est3K) in said transformant or cells; c) eluting the Escherase (Est3K) from the supernatant obtained by pulverizing and then precipitating the transformant or cells expressing the Escherase (Est3K); And d) purifying the eluted Esterase (Est3K).
삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Appl Environ Microbiol., Vol. 71, No. 2, pp. 817-825 (2005.02.)* *

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