KR101895914B1 - Preparation method of D-allose using a novel L-rhamnose isomerase - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신규한 클로스트리디움 스터코랄리움(Clostridium stercorarium) 유래의 엘-람노스 이성화 효소 (L-rhamnose isomerase)에 의한 암세포의 증식의 저해하며 허혈작용으로 인한 장기 손상을 억제하는 약학적인 기능을 지닌 희소당인 알로스를 고수율로 대량 생산하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법은 알로스 (D-allose) 이성화 활성을 가지는 클로스트리디움 썰머셀럼 유래의 엘-람노스 이성화 효소 단백질과 알룰로스를 반응시켜 알로스를 생산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 알로스 생산 방법은 효소를 이용하는 방법으로 환경친화적이고, 목적으로 하는 당 이외의 부가 당의 생성 없이 알로스만을 특이성 높게 생산하며, 알로스의 대량 생산에 있어 효율적인 방법으로 사용될 수 있다.
The present invention relates to a novel pharmaceutical composition for inhibiting proliferation of cancer cells by L-rhamnose isomerase derived from Clostridium stercorarium and for inhibiting organ damage due to ischemic action And a method for mass production of the rare saccharide Alross at a high yield. The production method of the present invention is characterized in that alouls is produced by reacting alulose with an L-rhamnose isomerase protein derived from a Clostridium sulphate cell having D-allose isomerization activity.
The method for producing an alos production method of the present invention is environmentally friendly by using an enzyme and produces only a high specificity of alosin without producing additional saccharides other than the desired saccharide and can be used as an efficient method for mass production of alos.

Description

신규한 엘-람노스 이성화 효소에 의한 알로스 제조방법 {Preparation method of D-allose using a novel L-rhamnose isomerase} Preparation method of D-allose using a novel L-rhamnose isomerase < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 신규한 엘-람노스에 관한 것으로, 구체적으로 클로스트리디움 스터코랄리움(Clostridium stercorarium)유래 엘-람노스 이성화 효소 단백질을 이용하여 알룰로스를 전환해 알로스를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a novel L-rhamnose, and more particularly, to a method for producing aloses by converting an allylus with an L-rhamnose isomerase protein derived from Clostridium stercorarium .

통상적으로 알로스는 글루코스(D-glucose) 3번 탄소의 에피머 (epimer) 이며 알룰로스의 이성질체로서 희소성 단당으로 알려졌다. 이러한 알로스는 암세포의 증식의 저해하는 특성으로 항암물질로써 사용될 수 있으며, 허혈 작용으로 인한 장기 손상을 억제하는 기능을 지녀 장기 보존액으로써 사용될 수 있으며, 분절된 호중성 백혈구 형성의 억제, 그리고, 혈소판 감소의 억제에 대한 그 기능성을 가지므로 의학적으로 적용될 수 있어 많은 주목을 받는 희소당이다. (Hossain et al., J. Hepatobiliary Pancreat Surg. 10: 218225, 2003. ; Hossain et al., J. Hepatobiliary Pancreat Surg. 11: 181189, 2004.; Hossain et al., J. Biosci. Bioeng. 101: 369371, 2006 )Usually, alos is an epimer of glucose (D-glucose) 3 and is known as a rare sugar monosaccharide as an isomer of alulose. Such an inhibition of the proliferation of cancer cells can be used as an anticancer substance, and it has a function of suppressing organs damage due to ischemic action and can be used as a long-term preservation liquid, and inhibition of segmented neutrophil leukocyte formation, It is a rare saccharide that has a lot of attention because it has the functionality to inhibit the decrease and can be medically applied. (Hossain et al., J. Hepatobiliary Pancreat Surg. 10: 218225, 2003. Hossain et al., J. Hepatobiliary Pancreat Surg. 11: 181189, 2004 .; Hossain et al., J. Biosci. Bioeng. 101: 369371, 2006)

이와 같이 의약 산업분야로의 높은 이용 가치를 함유하고 있는 알로스는 자연계에 극미량 존재하기 때문에 알로스의 효율적인 의약적 적용을 위해서는 충분한 양의 알로스의 확보가 필요하다. 일반적으로 알로스는 화학적 방법에 의하여 생산 되어 왔다. 이러한 화학적 생산 방법은 고온 고압을 요구하는 작업환경의 위험성, 화학적 반응 후의 부가적인 당 생성으로 인해 복잡한 알로스의 분리 정제 과정, 화학적 폐기물로 인한 환경오염의 문제 유발 등 여러 가지의 심각한 문제점을 가지고 있다.Because of the high availability in the pharmaceutical industry, there is a very small amount of ALROS in the natural world. Therefore, it is necessary to secure enough ALROS in order to effectively apply ALROS. In general, aloses have been produced by chemical methods. These chemical production methods have various serious problems such as the danger of work environment requiring high temperature and high pressure, the separation and purification process of complex alcohol due to the addition of sugar after chemical reaction, and the problem of environmental pollution caused by chemical waste .

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 환경적으로 친화적이며 특이성이 높게 목적 당을 효율적으로 생산할 수 있는 방법으로서 미생물이 생산하는 효소를 이용하여 알로스를 고수율로 얻는 생물학적 생산 방법이 대두되었으며 연구되어 왔다. 구체적인 생물학적 생산 방법으로는 슈도모나스 슈체리(Pseudomonas stutzeri) 및 유래의 엘-람노스 이성화 효소 (L-rhamnose Isomerase)가 보고되었다(Leang et al., Biochim Biophys Acta. 1674:68-77, 2004). 그러나 슈도모나스 슈체리 유래의 람노스 이성화 효소에 의한 알로스 생산은 알로스 외에도 다량의 알트로스(D-altrose)가 생성되는 문제점이 있다. 또한 알트로스가 생성되지 않는 리보스-5-인산 이성화 효소(ribose-5-phosphate isomerase)를 사용하여 알로스를 생산한 보고도 있으나 (Park et al., Biotechnol Lett 29:13871391, 2007) 리보스-5-인산 이성화 효소는 활성이 낮은 단점이 있다. 그러므로 알트로스가 생성되지 않고 짧은 시간에 고수율의 알로스를 생산할 수 있는 효소의 개발이 필요하다.In order to solve these problems, a biological production method has been developed in which an enzyme produced by a microorganism is used as a method for efficiently producing an objective sugar with high environmental specificity and high specificity and a high yield of aloses is obtained . Pseudomonas stutzeri and its derived L-rhamnose isomerase have been reported as specific biological production methods (Leang et al., Biochim Biophys Acta. 1674: 68-77, 2004). However, there is a problem in that alos production by the Rum Nos-isomerization enzyme derived from Pseudomonas shukerii produces a large amount of altrose besides alos. (Park et al., Biotechnol Lett. 29: 13871391, 2007), ribose-5-phosphate isomerase has been reported to produce alos by using ribose-5-phosphate isomerase -Phosphate isomerase has low activity. Therefore, it is necessary to develop enzymes that can produce high yields of aloses in a short time without the production of altrose.

따라서 본 발명자들은 부산물인 알트로스가 생성되지 않고 알룰로스에 대한 높은 효소 활성도를 갖으며 고수율 알로스를 생산할 수 있는 효소를 분리하려 시도하였다. 참고로, 상기 엘-람노스 이성화 효소는 금속 의존성을 갖고 람노스(rhamnose)를 람눌로스(rhamnulose)로 전환하는데 가장 높은 활성을 갖지만 넒은 기질특이성으로 여러 희소당들에 대한 활성을 가지고 있으며, 알룰로스를 알로스로 전환할 수 있는 활성을 갖는 것으로 이미 보고되어 있다. Therefore, the present inventors attempted to isolate an enzyme capable of producing a high-yield aldolase, which has a high enzyme activity on alulose without producing a by-product, altrose. For reference, the L-rhamnose isomerase has the highest activity for converting rhamnose into rhamnulose with metal dependency, but has activity against several rare saccharides due to its wide substrate specificity, Has already been reported to have the activity to convert Ross to Alloz.

이에 착안하여 클로스트리디움 스터코랄리움 유래의 엘-람노스 이성화 효소을 이용하여 기질인 알룰로스로부터 알로스를 생산할 수 있음을 입증하고, 클로스트리디움 스터코랄리움 유래의 엘-람노스 이성화 효소 유전자의 대량 발현 벡터로의 구축을 통해 대장균을 이용한 효소의 대량 발현을 시켜 부산물 없이 알로스를 생산하였고, 최적 반응 조건 (온도, pH, 기질농도 등)을 조사하여 알로스를 대량 생산하는 생물학적 방법을 제공함으로서 본 발명을 성공적으로 완성하였다.In view of this fact, it has been proved that al-Rhos can be produced from alurulose, which is a substrate, by using the el-rhamnose isomerase derived from Clostridium stearicallium. We constructed a large-scale expression vector to produce large quantities of enzymes using E. coli to produce alos without any byproducts and to provide a biological method for mass production of aloses by examining optimal reaction conditions (temperature, pH, substrate concentration, etc.) Thereby successfully completing the present invention.

본 발명의 목적은 서열 번호 1에 기재된 아미노산 서열로 구성되는 엘-람노스 이성화 효소 단백질과 알룰로스를 반응시켜 알로스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a method for producing aloses by reacting an el-rhamnose isomerase protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 with alulose.

상기의 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 서열 번호 1에 기재된 아미노산 서열로 구성되는 엘-람노스 이성화 효소 단백질과 알룰로스를 반응시켜 알로스를 제조하는 방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing alos by reacting an el-rhamnose isomerase protein composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 with alulose.

본 발명에서 "엘-람노스 이성화 효소"는 람노스를 람눌로스로 전환하는 효소로 알려졌지만 넓은 기질특이성으로 동시에 여러 희소당들에 대한 이성화 반응을 할 수 있는 활성을 가지고 있다고 알려졌다. 이러한 본 효소의 기능에 착안하여 희소당인 알로스의 생산에 대해 적용 가능성을 확인하였고 상기 엘-람노스 이성화 효소를 이용하여 고농도의 알룰로스를 알로스로 고수율로 전환하는 활성을 가지고 있음을 본 발명에서 최초로 입증하였다.In the present invention, the "el-lambda isomerase" is known to be an enzyme that converts rhamnose to rhamnulose, but it has been known that it has an activity capable of simultaneously carrying out an isomerization reaction against several rare saccharides with a wide substrate specificity. Considering the function of this enzyme, we confirmed its applicability to the production of the rare saccharide, and found that it has an activity of converting the high concentration of the allylose to the high yield by using the above-mentioned L-rhamnose isomerase It was first demonstrated in the invention.

본 발명의 목적상 상기 엘-람노스 이성화 효소는 클로스트리디움 스터코랄리움(Clostridium stercorarium)유래 엘-람노스 이성화 효소일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 서열번호 1로 기재된 아미노산 서열 또는 서열번호 2로 기재된 염기서열로 구성된 유전자를 포함하는 엘-람노스 이성화 효소일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.For the purpose of the present invention, the above-mentioned L-rhamnose isomerase may be an L-rhamnose isomerase derived from Clostridium stercorarium , more preferably an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 But is not limited to, a l-lambda isomerase comprising a gene consisting of the nucleotide sequence described.

상기 엘-람노스 이성화 효소는 서열번호 1로 기재한 아미노산 서열뿐만 아니라 상기 서열과 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 95% 이상, 더욱더 바람직하게는 98% 이상, 가장 바람직하게는 99% 이상의 유사성을 나타내는 아미노산 서열로서 실질적으로 알룰로스를 알로스로 전환할 수 있는 엘-람노스의 활성을 갖는 단백질이라면 제한 없이 포함하며, 또한 이러한 유사성을 갖는 서열로서 실질적으로 엘-람노스와 동일하거나 상응하는 생물학적 활성을 갖는 아미노산 서열이라면, 일부 서열이 결실, 변형, 치환 또는 부가된 아미노산 서열을 갖는 단백질 변이체도 본 발명의 범위내에 포함됨은 자명하다. The L-rhamnose isomerase has not only the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 but also an amino acid sequence having 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, , Preferably not less than 98%, and most preferably not less than 99%, as long as it is a protein having an activity of L-rhamnose capable of substantially converting alu- lose to alos, It is obvious that a protein variant having an amino acid sequence in which a part of the sequence is deleted, modified, substituted or added is also included within the scope of the present invention if it is an amino acid sequence having substantially the same or a corresponding biological activity as that of L-rhamnose .

상기 유사성이란 야생형(wild type) 단백질의 아미노산 서열 또는 이를 코딩하는 핵산 서열과의 유사한 정도를 나타내기 위한 것으로, 본 발명의 아미노산 서열 또는 핵산 서열과 상기와 같은 퍼센트 이상의 동일한 서열을 가지는 서열을 포함한다. 이러한 유사성의 비교는 육안으로나 구입이 용이한 비교 프로그램을 이용하여 수행할 수 있다. The similarity is intended to indicate the similarity with the amino acid sequence of the wild type protein or the nucleic acid sequence encoding the wild type protein and includes the sequence having the same sequence as the amino acid sequence or the nucleic acid sequence of the present invention above . Comparison of these similarities can be performed using a visual program or a comparison program that is easy to purchase.

상기 재조합 벡터로서, 유전자 재조합을 위하여 당업계에서 사용되고 있는 플라스미드 벡터라면 어느 벡터를 사용해도 무방하나, 구체적으로 pET28a(+) 플라스미드를 사용하는 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.As the recombinant vector, any vector may be used as long as it is a plasmid vector used in the art for gene recombination. More preferably, pET28a (+) plasmid is used, but is not limited thereto.

상기 형질전환된 미생물로서, 재조합 벡터로 형질전환하여 목적하는 단백질을 과발현하는 시스템으로 당업계에 사용되고 있는 미생물이라면 어느 미생물을 사용해도 무방하고, 구체적으로 대장균 BL21(DE3) 균주를 사용하는 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.As the above-mentioned transformed microorganism, any microorganism may be used as long as it is a microorganism used in the art as a system for over-expressing a desired protein by transformation with a recombinant vector. Specifically, it is more preferable to use Escherichia coli BL21 (DE3) strain But is not limited thereto.

본 발명의 알룰로스의 농도는 25%(w/v) 내지 75%(w/v)일 수 있고, 바람직하게는 40%(w/v) 내지 60%(w/v)일 수 있으며, 가장 바람직하게는 50%(w/v)일 수 있다. The concentration of the alulose of the present invention can be from 25% (w / v) to 75% (w / v), preferably from 40% (w / v) to 60% (w / v) And preferably 50% (w / v).

본 발명의 전환 반응에 금속이온을 추가할 수 있다. 상기 금속 이온은 Mn2+, Ni2+ 및 Co2+으로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 Mn2+ 또는 Ni2+ 일 수 있으며, 가장 바람직하게는 Mn2+일 수 있다. Metal ions may be added to the conversion reaction of the present invention. The metal ion may be any one or more selected from the group consisting of Mn 2+ , Ni 2+ and Co 2+ , preferably Mn 2+ or Ni 2+ , and most preferably Mn 2+ .

본 발명의 반응은 pH 6 내지 pH 8.5에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 pH 6.5 내지 pH 8.0일 수 있으며, 가장 바람직하게는 pH 7일 수 있다. The reaction of the present invention can be carried out at pH 6 to pH 8.5, preferably at pH 6.5 to pH 8.0, and most preferably at pH 7.

본 발명의 반응 시간은 1시간 내지 6시간 일 수 있으며, 가장 바람직하게는 2시간 내지 5시간 일 수 있으며, 가장 바람직하게는 3시간 일 수 있다.The reaction time of the present invention can be from 1 hour to 6 hours, most preferably from 2 hours to 5 hours, and most preferably 3 hours.

상기 언급한 바와 같이, 본 발명에 알로스의 생산 방법은 미생물로부터 과발현 시킨 효소를 이용하므로 화학적 제조 방법과 다르게 환경 친화적이며, 생물학적 방법을 통해 알로스를 생산하면서 부산물인 알트로스의 생성이 없이 고수율의 알로스를 생산을 가능하게 하였다. As mentioned above, the production method of aloses in the present invention is environmentally friendly, unlike a chemical production method, because it uses enzymes over-expressed from microorganisms, and produces aloses by biological methods, Yield of aloses.

도 1은 pH에 따른 엘-람노스 이성화 효소의 활성도(A)와 온도에 따른 엘-람노스 이성화 효소의 활성도(B)를 그래프로 나타낸 것이고,
도 2는 엘-람노스 이성화 효소에 의한 알로스 생산시 부가 당의 생성없이 알룰로스로부터 알로스로의 전환을 시간 별로 나타낸 전환을 나타낸 표이다.
FIG. 1 is a graph showing the activity (A) of an L-rhamnose isomerase according to pH and the activity (B) of an L-lambda isomerase according to a temperature,
FIG. 2 is a table showing the conversion of alulose to alose by time in the absence of addition sugars in the production of aloses by the el-rhamnose isomerase.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 클로스트리디움 스터코랄리움 유래의 엘-람노스 이성화 효소의 유전자를 포함한 발현벡터로 형질전환된 미생물을 배양하여 엘-람노스 이성화 효소를 대량 발현시켜 반응으로 기질인 알룰로스로부터 알로스로의 고수율의 제조 방법을 제공한다. The present invention relates to a method for producing a recombinant microorganism, which comprises culturing a microorganism transformed with an expression vector containing the gene of L-rhamnose isomerase derived from Clostridium stearicaria, and expressing a large amount of the L-lambda isomerase, In a high yield.

본 발명에서 사용한 상기 엘-람노스 이성화 효소는 람노스를 람눌로스로 전환하는 효소로 알려져 있지만 넒은 기질특이성으로 동시에 여러 희소당들에 대한 이성화 반응을 할 수 있는 활성을 가지고 있다고 알려져 있다. 이러한 본 효소의 기능에 착안하여 희소당인 알로스의 생산에 대한 적용 가능성을 확인하였고 상기 엘-람노스 이성화 효소를 이용하여 고농도의 알룰로스를 알로스로 고수율로 전환시키는 활성을 가지고 있음을 본 발명에서 최초로 입증하였다.The above-mentioned .lambda.-Rhamnose isomerase used in the present invention is known as an enzyme that converts rhamnose to rhamnolose, but it is known that it has an activity of being capable of simultaneously carrying out an isomerization reaction against several rare saccharides with a wide substrate specificity. Considering the function of the present enzyme, the applicability to the production of the rare saccharin alos was confirmed, and it was confirmed that the enzyme has an activity of converting the high concentration of the allylose to the high yield by using the el-rhamnose isomerase It was first demonstrated in the invention.

본 발명에는 엘-람노스 이성화 효소의 유전자를 함유하고 있는 클로스트리디움 스터코랄리움으로부터 중합효소연쇄반응(Polymerase chain reaction; PCR)을 통해 엘-람노스 이성화 효소 유전자를 대량으로 복제한 후, 적절한 발현 벡터에 삽입하여 엘-람노스 이성화 효소 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제조한 다음, 상기 재조합 벡터로 적절한 미생물에 형질전환시킨 균주를 배양하여 과발현시킨 효소의 제조방법이 포함된다.In the present invention, a large amount of the L-rhamnose isomerase gene is replicated from Clostridium stearicaria containing the gene of L-rhamnose isomerase through polymerase chain reaction (PCR) Into an expression vector to prepare a recombinant vector containing the L-rhamnose isomerase gene, and then culturing a strain transformed with the appropriate microorganism as the recombinant vector to overexpress the enzyme.

본 발명의 알로스 생산 방법은 금속 이온을 처리한 엘-람노스 이성화 효소를 이용하여 기질인 알룰로스의 알로스로의 이성화 반응으로 얻는 공정으로 이루어진다.The method of producing an ally of the present invention comprises a step of obtaining an isomerization reaction of an allylose, which is a substrate, into an allose by using an el-rhamnose isomerase which has been treated with a metal ion.

본 발명의 알로스 생산 방법에서 엘-람노스 이성화 효소 유전자를 클로닝할 때 사용되는 발현벡터는, pET-24a을 비롯하여 유전자 재조합에 이용되어 온 벡터라면 어느 벡터를 사용해도 무방하고, 재조합 벡터로 형질전환시킬 수 있는 균주는, 대장균 ER2566을 사용하는 것이 바람직하나 유전자 재조합 벡터로 형질전환된 다음 원하는 유전자를 과발현하여 활성이 있는 단백질을 생산할 수 있는 균주라면 어느 균주를 사용해도 된다. The expression vector used for cloning of the L-rhamnose isomerase gene in the method of producing an allosylase of the present invention may be any vector that has been used for gene recombination including pET-24a, Escherichia coli ER2566 is preferably used as the strain to be transformed, but any strain may be used as long as it is a strain capable of producing a protein having an activity by over-expressing a desired gene after transformation with a gene recombinant vector.

보다 구체적으로 본 발명에서 미생물 배양은 엘-람노스 이성화 효소를 얻기 위한 재조합 균주로, 대장균(Escherichia coli) ER2566 균주를 사용하고, 미생물 생산 배지로는 LB를 사용하였다. 냉동 보관된 대장균 ER2566 균주를 LB 배지 3 ㎖가 들어있는 시험관(Test tube)에 접종하여, 600 ㎚에서의 흡광도가 2.0이 될 때까지 37℃의 진탕배양기에서 배양하고, 상기 배양액을 LB 배지 450 ml이 들어있는 1 ℓ의 플라스크에 첨가하여 600 nm에서의 흡광도가 0.6이 될 때까지 배양한 다음, 1 mM ITPG를 첨가하여 과발현되는 효소의 생산을 유도하고 이때, 상기 과정 중의 교반 속도는 200 rpm, 배양 온도는 37℃으로 유지하고 1 mM IPTG의 첨가 후는 교반 속도는 150 rpm, 배양 온도는 16℃로 유지하는 것이 엘-람노스 이성화 효소의 대량생산에 바람직하다.More specifically, in the present invention, Escherichia coli ER2566 strain was used as a recombinant strain for obtaining the L-rhamnose isomerase, and LB was used as a microorganism producing medium. The frozen Escherichia coli ER2566 strain was inoculated into a test tube containing 3 ml of LB medium and cultured in a shaking incubator at 37 ° C. until the absorbance at 600 nm reached 2.0. The culture broth was added to 450 ml of LB medium , And the mixture was incubated until the absorbance at 600 nm reached 0.6. Then, 1 mM ITPG was added to induce the overexpressed enzyme. At this time, the stirring speed during the above procedure was 200 rpm, The incubation temperature is maintained at 37 캜, and after the addition of 1 mM IPTG, the agitation speed is 150 rpm, and the incubation temperature is maintained at 16 캜, which is preferable for mass production of L-rhamnose isomerase.

과발현되어 생산된 엘-람노스 이성화 효소는 상기 형질전환 된 균주의 배양액을 6,000× g 로 4℃에서 30분 동안 원심분리한 후, 0.85% 염화나트륨(NaCl)으로 두 번 세척한 후 용해 완충용액 (pH 8.0)를 세포를 넣어 상기 세포 용액을 소니케니터(Sonicator)로 파쇄한 다음, 상기 세포 파쇄물을 13,000× g 로 4℃에서 20분 동안 원심분리하여 침전물을 제거하고 상등액을 히스 트랩 에이치피 컬럼(His trap HP column)을 이용하여 정제된 효소를 얻었고 상기 정제 효소 50 mM 피페스 완충용액 [PIPES piperazine-N,N′-bis(2-ethanesulfonic acid), pH 7.0] 투석하였다. 상기 효소에 금속 킬레이트제인 EDTA를 처리한 후 여러 금속 중 가장 높은 활성을 보였던 Mn2+를 처리하여 알로스 생산을 위한 효소액으로서 사용하였다.The over-expressing L-rhamnose isomerase was centrifuged at 6,000 × g for 30 minutes at 4 ° C., washed twice with 0.85% sodium chloride (NaCl) and resuspended in lysis buffer pH 8.0), the cell solution was disrupted with a sonicator, and the cell lysate was centrifuged at 13,000 x g for 20 minutes at 4 DEG C to remove the precipitate, and the supernatant was applied to a Histrapaplip column His trap HP column was used to obtain the purified enzyme. The purified enzyme was dialyzed against 50 mM PIPES piperazine-N, N'-bis (2-ethanesulfonic acid), pH 7.0. The enzyme was treated with EDTA, a metal chelating agent, and Mn 2+ , which had the highest activity among various metals, was used as an enzyme solution for the production of aloses.

본 발명에 따른 알로스 생산 방법은 미생물로부터 얻은 효소를 이용하므로 환경친화적이며, 알로스 생산시 알룰로스로부터 부산물인 알트로스의 생성없이 고 수율로의 알로스만을 특이적으로 생산하기에 알로스 분리 정제과정의 복잡함을 줄일 수 있다. 이와 같은 방법으로 대량 생산된 알로스는 산업분야 특히 의약산업 으로 유용하게 사용될 수 있다.The method of producing an alos according to the present invention is environmentally friendly because it uses an enzyme obtained from a microorganism, and in producing alros only in a high yield without producing a by-product alross from aluloses, The complexity of the purification process can be reduced. The mass produced ALROS in this way can be usefully used in industry, especially medicine industry.

본 발명에서는 효소활성은 알룰로스를 기질로 측정하였으며, 반응은 10 mM의 알룰로스가 함유된 50 mM 피페스 완충용액에서 pH 7.0와 70℃에서 10분간 반응시킨 후 2 M 염산 용액을 넣어 반응을 멈추었다. 효소활성의 비교분석을 원활하게 하기 위해 효소 1 단위(Unit)는 pH 7.0와 70℃에서 분당 1 μmol의 알로스를 생산하는 양으로 정의하였다.In the present invention, the enzyme activity was measured by using alulose as a substrate. The reaction was carried out in a 50 mM phosphate buffer solution containing 10 mM of allylose at pH 7.0 and 70 ° C for 10 minutes, followed by the addition of 2 M hydrochloric acid solution. I stopped. To facilitate comparative analysis of enzyme activity, one unit of enzyme was defined as the amount that produced 1 μmol of alanine at pH 7.0 and 70 ° C per minute.

또한, 효소활성 측정을 위한 알룰로스와 알로스 농도 대한 분석은 전기 화학적인 검출기와 카보펙 피에이1 (CarboPac PA1) 칼럼이 장착된 바이오-액체크로마토그라피 (Bio-LC)로 측정하였다. 이때, 카보펙 피에이1 컬럼의 경우는 30℃에서 1 ml/min 속도로 96 %의 삼차증류수와 4 %의 200mM 수산화나트륨 용액 통과되도록 흘려주었다.In addition, the analysis of the alulose and alanine concentrations for enzyme activity measurement was performed by bio-liquid chromatography (Bio-LC) equipped with an electrochemical detector and a CarboPac PA1 column. At this time, in the case of the Carbopeakpeari 1 column, it was flowed at a rate of 1 ml / min at 30 ° C so as to pass through 96% of distilled water and 4% of 200 mM sodium hydroxide solution.

이하, 본 발명을 구체적인 실시 예에 의해 보다 더 상세히 설명하고자 한다. 하지만, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of specific examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.

실시 예 1. 엘-람노스 이성화 효소의 대량생산  Example 1. Mass production of L-rhamnose isomerase

클로스트리디움 스터코랄리움의 엘-람노스 이성화 효소 유전자를 디앤에이(DNA) 염기서열을 기본으로 프라머(Primer)를 도안하여 PCR 증폭에 의하여 대량으로 얻은 다음, 제한효소 NheI과 XhoI을 사용하여 벡터 T-blunt vector [Stratagene]에 삽입하였다. 다음으로 제한효소 NheI과 XhoI을 사용하여 회수한 라엘-람노스 이성화 효소함유 단편을 알칼린 포스팟테이즈(Phosphatase)를 처리하고 발현 벡터 pET-24a의 NheI과 XhoI 자리에 삽입하여 재조합 벡터 pET-24a/엘-람노스 이성화 효소를 제조하여, 이를 통상적인 형질전환 방법에 의해 대장균 ER2566에 형질전환을 하였다. 재조합 대장균은 효소의 과발현을 위한 배양을 하기 전에 20% 글라이세린 (Glycerine) 용액에서 80 ℃로 냉동보관 하였다.Primers were designed on the basis of Dnae (DNA) base sequence and amplified by PCR amplification. Then, restriction enzymes Nhe I and Xho I were added to the E. coli And inserted into a vector T-blunt vector [Stratagene]. Next, the Rael-Rhamnose isomerase-containing fragment recovered using the restriction enzymes Nhe I and Xho I was treated with alkaline phosphatase and inserted into the Nhe I and Xho I sites of the expression vector pET-24a, A vector pET-24a / l-lambda isomerization enzyme was prepared and transformed into Escherichia coli ER2566 by a conventional transformation method. Recombinant E. coli was frozen at 80 ° C in 20% glycerine solution before incubation for overexpression of the enzyme.

엘-람노스 이성화 효소를 대량생산하기 위하여, 먼저, 상기 효소로 형질전환 시킨 냉동 보관된 대장균 ER2566 균주를 LB 배지 3 mℓ가 들어있는 시험관에 접종하여, 600㎚에서의 흡광도가 2.0이 될 때까지 37℃의 진탕배양기에서 종균배양을 하고, 상기 종균배양된 배양액을 LB 배지 450 mℓ가 들어있는 1000 mℓ의 플라스크에 첨가하여 본배양하였다. 이때, 600 nm에서의 흡광도가 0.6이 될 때, 0.1 mM 농도의 ITPG가 되도록 첨가하여 엘-람노스 이성화 효소의 과발현을 유도하였다. 이때, 상기 과정 중의 교반 속도는 200 rpm, 배양 온도는 37℃가 유지하다가 IPTG 첨가후는 교반 속도는 150 rpm, 배양 온도는 16 ℃로하여 배양하였다.In order to mass-produce the L-rhamnose isomerase, a frozen E. coli ER2566 strain transformed with the above enzyme was inoculated into a test tube containing 3 ml of LB medium, and the absorbance at 600 nm was 2.0 The seed culture was performed in a shaking incubator at 37 ° C, and the culture medium was added to a 1000 ml flask containing 450 ml of LB medium and cultured. At this time, when the absorbance at 600 nm was 0.6, ITPG at a concentration of 0.1 mM was added to induce overexpression of the L-rhamnose isomerase. At this time, the stirring speed was 200 rpm and the incubation temperature was maintained at 37 캜. After the addition of IPTG, the agitation speed was 150 rpm and the culturing temperature was 16 캜.

실시 예 2. 엘-람노스 이성화 효소의 금속 특이성Example 2. Metal specificity of the L-rhamnose isomerase

금속염 효과를 조사하기 위해서 효소활성은 10 mM 의 EDTA를 처리한 후 금속이온의 첨가 없이 또는 1 mM 금속이온 (Mn2+, Ni2+, Co2+, Cu2+, Zn2+)을 첨가하여 반응 한 후 효소 활성을 측정하였다. 이때 반응은 10 mM의 알룰로스와 0.075 mg/mℓ의 효소가 함유된 50 mM 트리스-염산 완충용액에서 pH 7.5와 65℃에서 2 시간동안 수행하였고 2 M 염산 용액을 반응 부피의 에 해당되는 부피를 첨가하여 반응 종료하였다. To investigate the metal salt effect, the enzyme activity was determined by adding 10 mM EDTA and then adding 1 mM metal ions (Mn 2+ , Ni 2+ , Co 2+ , Cu 2+ , Zn 2+ ) And the enzyme activity was measured. At this time, the reaction was carried out in 50 mM Tris-HCl buffer containing 10 mM of allylose and 0.075 mg / ml of enzyme at pH 7.5 and 65 ° C for 2 hours, and 2 M hydrochloric acid solution was added to the reaction volume And the reaction was terminated.

표 1에 나타낸 바와 같이, 엘-람노스 이성화 효소는 금속 이온 의존성 효소임을 알 수 있었고 엘-람노스 이성화 효소는 망간이온에서 가장 높은 활성을 보였다.As shown in Table 1, the L-lambda isomerase was found to be a metal ion-dependent enzyme, and the L-rhamnose isomerase exhibited the highest activity in manganese ion.

금속metal Relative activity (%)Relative activity (%) Not treatedNot treated 5.455.45 Mn2+ Mn 2+ 100.00100.00 Ni2+ Ni 2+ 98.1798.17 Co2+ Co 2+ 77.5677.56 Cu2+ Cu 2+ 3.783.78 Zn2+ Zn 2+ 1.871.87

실시 예 3. 엘-람노스 이성화 효소의 pH 및 온도 변화에 따른 활성Example 3: Activity according to pH and temperature change of L-rhamnose isomerase

pH 및 온도 변화에 따른 상기 엘-람노스 이성화 효소의 활성을 확인하기 위해, 다양한 pH 및 온도에서 효소와 기질을 반응시키고, 효소 활성을 비교하고자 하였다. 이때, pH 효과를 조사하기 위해서 반응은 먼저, 10 mM의 알룰로스와 0.075 mg/mℓ의 효소가 함유된 50 mM 엠이에스 완충용액 MES (2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid)은 pH 6.0에서부터 6.5까지의 범위에서 반응시키고, 10 mM의 알룰로스와 0.075 mg/mℓ의 효소가 함유된 50 mM 피페스 완충용액PIPES (piperazine-N,N′-bis(2-ethanesulfonic acid))은 pH 6.5에서부터 7.5까지의 범위에서 반응을 시켰으며 10 mM의 알룰로스와 0.075 mg/ml의 효소가 함유된 50 mM 이피피에스 완충용액 50 mM EPPS (3-[4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl]propanesulfonic acid)은 pH 7.5에서부터 8.5까지의 범위에서 반응시켰다. 효소반응은 70℃에서 10분간 반응시킨 다음, 2M 염산 용액을 반응 부피의 10 %에 해당되는 부피를 반응 종료하였고, 효소의 활성을 측정하여 그 결과를 도 1(A)에 나타내었다.In order to confirm the activity of the above-mentioned L-rhamnose isomerase according to pH and temperature changes, enzymes and substrates were reacted at various pH and temperature to compare enzyme activities. In order to investigate the pH effect, first, 10 mM allylose and 50 mM MES (2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid) containing 0.075 mg / And 50 mM PIPES (piperazine-N, N'-bis (2-ethanesulfonic acid)) containing 10 mM of allylose and 0.075 mg / 50 mM EPPS buffer solution containing 10 mM of allylose and 0.075 mg / ml of enzyme was added to 50 mM EPPS (3- [4- (2-Hydroxyethyl) -1-piperazinyl] propanesulfonic acid ) Were reacted in the range of pH 7.5 to 8.5. The enzyme reaction was carried out at 70 ° C for 10 minutes, and the reaction was terminated at a volume corresponding to 10% of the reaction volume of 2M hydrochloric acid solution. The activity of the enzyme was measured and the results are shown in FIG. 1 (A).

온도 효과를 조사하기 위해서 반응은 온도 60℃에서 80℃까지 10 mM의 알룰로스와 0.075 mg/mℓ의 효소가 함유된 50 mM pH 7.0 피페스 완충용액에서 각각 10분간 반응을 시켰으며, 2 M 염산 용액을 반응 부피의 10 %에 해당되는 부피를 첨가하여 반응 종료하고 효소의 활성을 측정하여 그 결과를 도 1(B)에 나타내었다. To investigate the temperature effect, the reaction was carried out for 10 minutes at a temperature of 60 ° C to 80 ° C in a 50 mM pH 7.0 Peps buffer containing 10 mM of allylose and 0.075 mg / ml of enzyme, and 2 M hydrochloric acid The reaction was terminated by adding a volume corresponding to 10% of the reaction volume, and the activity of the enzyme was measured. The results are shown in FIG. 1 (B).

이의 결과, 최적 pH와 온도는 각각 7.0와 75℃이었다. As a result, optimum pH and temperature were 7.0 and 75 ℃, respectively.

이때, 도 1에서 pH에 따라 엘-람노스 이성화 효소의 활성도를 나타낸 그래프(A)에서 ▲는 엠이에스 완충용액을 나타낸 것이고, ●는 피페스 완충용액을 나타낸것이며, ■는 이피피에스 완충용액을 나타낸 선이다. In the graph (A) showing the activity of the L-rhamnose isomerase according to the pH in FIG. 1,? Represents the Mies buffer solution,? Represents the Phepe buffer solution,? Represents the PBS buffer solution Line.

실시 예 4. 엘-람노스 이성화 효소의 온도에 대한 안전성Example 4. Safety against temperature of L-rhamnose isomerase

온도에 대한 상기 엘-람노스 이성화 효소의 안전성을 확인하기 위해, 65℃에서 85 ℃까지의 온도에서 효소를 방치시키고, 각 온도에서 시간 단위로 방치되었던 효소를 이용하여 알룰로스와 반응하여 온도 안정성을 비교하고자 하였다. 이때, 0.075 mg/ml의 효소가 함유된 50 mM 피페스 완충용액을 각 온도에 시간 단위별로 방치시키고 10 mM의 알룰로스와 최대 활성을 보였던 75 ℃에서 10분간 반응 시켰으며, 2 M 염산 용액을 반응 부피의 10 %에 해당되는 부피를 첨가하여 반응 종료하고 효소의 활성을 측정하여 그 결과를 도 2에 나타내었다. 활성반감기(half-life)는 65 ℃에서 29.4시간, 70 ℃에서 10.9시간, 75 ℃ 1.7시간, 80 ℃에서는 10분이므로 엘-람노스 이성화 효소에 의한 알로스 생산 최적온도를 반응시간 5시간 내에 잔여 활성(residual activity)가 50% 이상 유지 될 수 최대 온도인 70 ℃로 결정하였다.In order to confirm the safety of the above-mentioned L-rhamnose isomerase with respect to temperature, the enzyme was allowed to stand at a temperature of 65 ° C to 85 ° C and reacted with the allylose using an enzyme which was allowed to stand at a time unit at each temperature, . At this time, a 50 mM Peps buffer solution containing 0.075 mg / ml of enzyme was allowed to react at a temperature of 75 ° C. for 10 minutes with 10 mM alu- rulose, The reaction was completed by adding a volume corresponding to 10% of the reaction volume, and the activity of the enzyme was measured. The results are shown in FIG. Since the half-life is 29.4 hours at 65 占 폚, 10.9 hours at 70 占 폚, 1.7 hours at 75 占 폚 and 10 minutes at 80 占 폚, the optimum temperature for producing the allyl by the el-rhamnose isomerase is 5 hours The maximum temperature at which the residual activity can be maintained above 50% was determined as 70 ° C.

이때, 도 2에서 ●는 65 ℃, ○는 70 ℃, ▼는 75 ℃, ▲는 80 ℃ 나타낸 선이다.In Fig. 2,? Represents 65 占 폚,? Represents 70 占 폚,? Represents 75 占 폚, and? Represents 80 占 폚.

실시 예 5. 엘-람노스 이성화 효소에 의한 알로스 생산Example 5: Production of aloses by L-rhamnose isomerase

본 발명의 고농도의 알로스의 생산을 위하여 500 g/ℓ 알룰로스, 9 mg/ml의 효소가 함유된 pH 7.0, 50 mM 피페스 완충용액에서 5시간동안 온도 70℃에서 반응을 수행하였다. 시간 별 알로스의 생산 상태를 확인하기 위하여, 일정 시간 반응한 용액에 2 M 염산 용액을 반응 부피의 10 %에 해당되는 부피를 첨가하여 반응 종료하고, 알로스 생산량을 Bio-LC에 의해 확인하였다. 반응시간에 따른 알로스 생산량을 표 2에 나타내었다.The reaction was carried out at a temperature of 70 ° C for 5 hours in a buffer solution of 500 g / l of allylose, pH 7.0, containing 9 mg / ml of enzyme, and 50 mM of Pipes buffer for the production of the high concentration of the present invention. In order to confirm the production state of aloses by time, the reaction was terminated by adding a 2 M hydrochloric acid solution to the solution which had been reacted for a predetermined time by adding a volume corresponding to 10% of the reaction volume, and the production of aloses was confirmed by Bio-LC . Table 2 shows the production of aloses according to the reaction time.

반응시간 (hour)  Reaction time (hour) 알로스 (g/ℓ) Alross (g / l) 00 00 0.50.5 51.551.5 1One 82.582.5 22 125125 33 131131 4.54.5 150150 55 165165

이의 결과, 배양시간 6 시간에 165 g/ℓ의 알로스가 생산되었고 이것은 전환수율 33%과 생산성 33 g/ℓ-h에 해당되는 것이다. 이는 문헌보고 최고 생산성 27.5 g/ℓ-h 보다 1.2배 높은 결과이다. 또한, 기존에 보고되어진 써모타가 마릿티마 유래의 엘-람노스 이성화 효소의 알룰로스에 대한 효소 활성은 1.1 μmol/min/mg이고 이는 문헌보고 최고 수준이다. 클로스트리디움 스터코랄리움 유래의 엘-람노스 효소는 활성이 2.0 μmol/min/mg로 더 높은 효소 활성도를 갖기에 보다 단 시간에 고수율의 알로스의 생산이 가능하다.As a result, 165 g / l of alos was produced at a culture time of 6 hours, which corresponds to a conversion yield of 33% and a productivity of 33 g / ℓ-h. This is 1.2 times higher than the reported productivity of 27.5 g / ℓ-h. In addition, the enzymatic activity of the previously reported al-rhamnose isomerase from Thermotagamaritima on alulose is 1.1 μmol / min / mg, which is the highest level reported in the literature. The enzyme activity of L-rhamnose from Clostridium stearicallium is 2.0 μmol / min / mg, which is higher than that of L-rhamnose.

알로스의 유일한 생산효소로 알려져 있는 슈도모나스 슈제리 유래의 람노스 이성화 효소를 이용한 알룰로스로부터 알로스의 생산시에는 부산물인 알트로스가 생산되지만, 본 발명에 사용한 람노스 이성화 효소를 이용한 알룰로스로부터 알로스의 생산에서는 부산물인 알트로스의 생산없이 알로스만을 선택성 높게 생산하는 것을 확인하였다. 이러한 부산물인 알트로스의 생성이 없으면 반응액으로부터의 알로스의 분리 정제 공정 시, 정제 과정이 줄어들어 수율이 향상된다. 람노스 이성화 효소를 이용한 알룰로스로부터 알로스의 생산시 알트로스의 생성없이 알로스만의 생성을 전기 화학적인 검출기와 카보펙 피에이1 (CarboPac PAI)이 장착된 바이오-액체크로마토그라피에 의해 확인하였다.Alross is produced as a by-product in the production of aloses from aluloses using the Rum Nos-isomerase derived from Pseudomonas schlegeli, which is known as the only production enzyme of Al-Ross. However, in the production of al- rous by the use of the rhamnose isomerase In the production of ALROS, it was confirmed that only ALROS produces high selectivity without the production of by-product ALTROS. Without the production of such by-product, altrose, the purification process is reduced during the separation and purification process of the alum from the reaction solution, thereby improving the yield. In the production of aloses from aluloses using the rhamnose isomerase, the production of alochmans without the production of altros was confirmed by bio-liquid chromatography with an electrochemical detector and CarboPac PAI 1 Respectively.

<110> KONKUK UNIVERSITY INDUSTRIAL COOPERATION CORP <120> Preparation method of D-allose using a novel L-rhamnose isomerase <130> 1061544 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 425 <212> PRT <213> Clostridium stercorarium <400> 1 Met Tyr Leu Tyr Asn Lys Asp Arg Ile Glu Gln Asp Tyr Lys Ala Ala 1 5 10 15 Lys Glu Ile Tyr Ala Ala Tyr Gly Val Asp Thr Asp Arg Val Met Glu 20 25 30 Glu Met Lys Thr Ile Pro Val Ser Ile His Cys Trp Gln Gly Asp Asp 35 40 45 Val Val Gly Phe Glu Asn Ala Gly Gly Thr Ser Ser Gly Gly Ile Met 50 55 60 Ala Thr Gly Asn Tyr Pro Gly Arg Ala Arg Asn Gly Asp Glu Leu Arg 65 70 75 80 Gln Asp Met Asp Lys Ala Leu Ser Leu Ile Pro Gly Lys His Arg Val 85 90 95 Asn Ile His Ala Met Tyr Ala Glu Thr Gly Gly Lys Lys Val Asp Arg 100 105 110 Asp Glu Ile Thr Val Glu His Phe Gln Arg Trp Ile Asp Trp Ala Arg 115 120 125 Glu Lys Gly Ile Gly Ile Asp Phe Asn Pro Thr Phe Phe Ala His Pro 130 135 140 Leu Ala Asp Ser Gly Tyr Thr Leu Ser Asn Pro Asp Glu Lys Ile Arg 145 150 155 160 Lys Phe Trp Ile Glu His Ala Lys Arg Ser Arg Glu Ile Ala Ala Ala 165 170 175 Ile Gly Lys Ala Leu Asn Ser Pro Cys Val Asn Asn Ile Trp Ile Pro 180 185 190 Asp Gly Ser Lys Asp Leu Pro Ala Asp Arg Ile Thr Lys Arg Gln Ile 195 200 205 Leu Lys Glu Ala Leu Asp Glu Ile Leu Asp Lys Lys Tyr Asp Arg Asn 210 215 220 Phe Leu Val Asp Ser Val Glu Ser Lys Leu Phe Gly Ile Gly Ser Glu 225 230 235 240 Ser Tyr Val Val Gly Ser His Glu Phe Tyr Met Gly Tyr Val Met Ser 245 250 255 Arg Asp Asp Val Ile Leu Cys Leu Asp Ala Gly His Phe His Pro Thr 260 265 270 Glu Thr Ile Ala Asp Lys Ile Ser Ser Ile Leu Ala Phe Lys Asp Glu 275 280 285 Leu Leu Leu His Val Ser Arg Gly Val Arg Trp Asp Ser Asp His Val 290 295 300 Val Ile Phe Asn Asp Asp Thr Leu Ala Ile Ala Gln Glu Ile Lys Arg 305 310 315 320 Cys Asp Ala Tyr Arg Lys Val His Ile Ala Leu Asp Phe Phe Asp Ala 325 330 335 Ser Ile Asn Arg Ile Thr Ala Trp Val Thr Gly Thr Arg Ala Thr Leu 340 345 350 Lys Ala Ile Met Tyr Ser Leu Leu Glu Pro Thr His Leu Leu Val Glu 355 360 365 Ala Glu Lys Asp Gly Asn Leu Gly Asn Arg Leu Ala Leu Met Glu Glu 370 375 380 Phe Lys Ala Leu Pro Phe Gly Ala Val Trp Asn Lys Tyr Cys Ala Glu 385 390 395 400 Asn Asn Val Pro Val Gly Ser Ala Trp Leu Glu Glu Val Arg Lys Tyr 405 410 415 Glu Glu Glu Val Leu Ser Leu Arg Lys 420 425 <210> 2 <211> 1278 <212> DNA <213> Clostridium stercorarium <400> 2 atgtatttat acaacaagga cagaattgag caggactaca aagccgcaaa ggaaatatac 60 gcagcatatg gtgttgatac cgacagggtt atggaagaaa tgaaaacaat cccggtttca 120 attcactgct ggcagggcga tgacgttgta gggtttgaaa atgcgggcgg aacgtccagc 180 ggcggaataa tggccaccgg aaattacccc ggcagggcgc gtaacggcga tgagttaaga 240 caggacatgg acaaagcgtt gagtttaatc cccgggaaac acagggttaa tattcatgcg 300 atgtatgcag agaccggcgg taaaaaagtg gatcgggacg aaataaccgt tgaacatttt 360 cagcgctgga tagactgggc aagggaaaaa ggtatcggaa tagatttcaa tcccacgttt 420 tttgcacatc ctctcgccga ttcaggttat actctttcaa atcccgatga aaaaatacgt 480 aaattctgga tagaacatgc caaacgttca agagaaattg ccgcggcaat aggtaaggcg 540 ttaaattcac cttgcgtgaa caatatatgg attcctgacg gttcaaagga tttgcctgcc 600 gacaggataa caaaacggca aatattgaaa gaagctcttg atgaaatact ggataagaaa 660 tacgacagaa actttcttgt cgattcagtg gaatcaaagc ttttcggcat cggttccgaa 720 agctatgttg taggttccca cgaattctat atgggatatg tgatgagccg tgacgatgta 780 attctttgcc ttgatgccgg acatttccat cccaccgaaa caatagccga caaaatttct 840 tcaattctgg ccttcaagga tgaactgctg ctgcatgtga gccgcggggt acgctgggac 900 agcgaccatg tggttatatt caatgacgat actttggcga tagcgcagga gattaagaga 960 tgcgacgcat accggaaggt tcacattgcc ctcgatttct ttgatgcgtc aataaacaga 1020 atcaccgcat gggtaaccgg aacaagggca acactgaaag ctattatgta ttcattgctt 1080 gagcccacac acctgctggt tgaagcggaa aaagacggta atctcggaaa caggcttgcg 1140 ctgatggaag aatttaaggc gctgcctttt ggtgcggtat ggaacaaata ctgtgctgaa 1200 aacaatgtac ctgttggatc ggcatggctg gaagaagtga ggaaatacga ggaagaagtg 1260 ctgtccttaa gaaagtga 1278 <110> KONKUK UNIVERSITY INDUSTRIAL COOPERATION CORP <120> Preparation method of D-allose using a novel L-rhamnose isomerase <130> 1061544 <160> 2 <170> KoPatentin 3.0 <210> 1 <211> 425 <212> PRT <213> Clostridium stercorarium <400> 1 Met Tyr Leu Tyr Asn Lys Asp Arg Ile Glu Gln Asp Tyr Lys Ala Ala   1 5 10 15 Lys Glu Ile Tyr Ala Ala Tyr Gly Val Asp Thr Asp Arg Val Met Glu              20 25 30 Glu Met Lys Thr Ile Pro Val Ser Ile His Cys Trp Gln Gly Asp Asp          35 40 45 Val Val Gly Phe Glu Asn Ala Gly Gly Thr Ser Ser Gly Gly Ile Met      50 55 60 Ala Thr Gly Asn Tyr Pro Gly Arg Ala Arg Asn Gly Asp Glu Leu Arg  65 70 75 80 Gln Asp Met Asp Lys Ala Leu Ser Leu Ile Pro Gly Lys His Arg Val                  85 90 95 Asn Ile His Ala Met Tyr Ala Glu Thr Gly Gly Lys Lys Val Asp Arg             100 105 110 Asp Glu Ile Thr Val Glu His Phe Gln Arg Trp Ile Asp Trp Ala Arg         115 120 125 Glu Lys Gly Ile Gly Ile Asp Phe Asn Pro Thr Phe Phe Ala His Pro     130 135 140 Leu Ala Asp Ser Gly Tyr Thr Leu Ser Asn Pro Asp Glu Lys Ile Arg 145 150 155 160 Lys Phe Trp Ile Glu His Ala Lys Arg Ser Ser Glu Ile Ala Ala Ala                 165 170 175 Ile Gly Lys Ala Leu Asn Ser Pro Cys Val Asn Asn Ile Trp Ile Pro             180 185 190 Asp Gly Ser Lys Asp Leu Pro Ala Asp Arg Ile Thr Lys Arg Gln Ile         195 200 205 Leu Lys Glu Ala Leu Asp Glu Ile Leu Asp Lys Lys Tyr Asp Arg Asn     210 215 220 Phe Leu Val Asp Ser Val Glu Ser Lys Leu Phe Gly Ile Gly Ser Glu 225 230 235 240 Ser Tyr Val Val Gly Ser His Glu Phe Tyr Met Gly Tyr Val Met Ser                 245 250 255 Arg Asp Asp Val Ile Leu Cys Leu Asp Ala Gly His Phe His Pro Thr             260 265 270 Glu Thr Ile Ala Asp Lys Ile Ser Ser Ile Leu Ala Phe Lys Asp Glu         275 280 285 Leu Leu His Val Ser Arg Gly Val Arg Trp Asp Ser Asp His Val     290 295 300 Val Ile Phe Asn Asp Asp Thr Leu Ala Ile Ala Gln Glu Ile Lys Arg 305 310 315 320 Cys Asp Ala Tyr Arg Lys Val His Ile Ala Leu Asp Phe Phe Asp Ala                 325 330 335 Ser Ile Asn Arg Ile Thr Ala Trp Val Thr Gly Thr Arg Ala Thr Leu             340 345 350 Lys Ala Ile Met Tyr Ser Leu Leu Glu Pro Thr His Leu Leu Val Glu         355 360 365 Ala Glu Lys Asp Gly Asn Leu Gly Asn Arg Leu Ala Leu Met Glu Glu     370 375 380 Phe Lys Ala Leu Pro Phe Gly Ala Val Trp Asn Lys Tyr Cys Ala Glu 385 390 395 400 Asn Asn Val Val Gly Ser Ala Trp Leu Glu Glu Val Arg Lys Tyr                 405 410 415 Glu Glu Glu Val Leu Ser Leu Arg Lys             420 425 <210> 2 <211> 1278 <212> DNA <213> Clostridium stercorarium <400> 2 atgtatttat acaacaagga cagaattgag caggactaca aagccgcaaa ggaaatatac 60 gcagcatatg gtgttgatac cgacagggtt atggaagaaa tgaaaacaat cccggtttca 120 attcactgct ggcagggcga tgacgttgta gggtttgaaa atgcgggcgg aacgtccagc 180 ggcggaataa tggccaccgg aaattacccc ggcagggcgc gtaacggcga tgagttaaga 240 caggacatgg acaaagcgtt gagtttaatc cccgggaaac acagggttaa tattcatgcg 300 atgtatgcag agaccggcgg taaaaaagtg gatcgggacg aaataaccgt tgaacatttt 360 cagcgctgga tagactgggc aagggaaaaa ggtatcggaa tagatttcaa tcccacgttt 420 tttgcacatc ctctcgccga ttcaggttat actctttcaa atcccgatga aaaaatacgt 480 aaattctgga tagaacatgc caaacgttca agagaaattg ccgcggcaat aggtaaggcg 540 ttaaattcac 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Claims (7)

서열 번호 1에 기재된 아미노산 서열로 구성되는 엘-람노스 이성화 효소 단백질과 알룰로스를 금속 이온의 존재하에서 6 내지 8.5의 pH 조건 및 55℃ 내지 80℃의 온도 조건에서 반응시키는 단계를 포함하는 방법으로서,
상기 금속 이온은 Mn2+, Ni2+ 및 Co2+으로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 1종 이상이고,
부산물인 D-알트로스(D-altrose)가 생성되지 않는 것을 특징으로 하는, 알로스를 제조하는 방법.
Comprising the step of reacting an el-rhamnose isomerase protein consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and alulose in the presence of a metal ion at a pH of 6 to 8.5 and a temperature of 55 to 80 DEG C ,
Wherein the metal ion is at least one selected from the group consisting of Mn 2+ , Ni 2+ and Co 2+ ,
Characterized in that the by-product, D-altrose, is not produced.
제1항에 있어서, 상기 알룰로스의 농도는 25%(w/v) 내지 75%(w/v)인, 알로스를 제조하는 방법.The method of claim 1, wherein the concentration of the alulose is 25% (w / v) to 75% (w / v). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 반응은 1시간 내지 6시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 알로스를 제조하는 방법.The method of claim 1, wherein the reaction is performed for 1 to 6 hours.
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