KR101978565B1 - Pullulan degrading enzyme from Ruminococcus bromii and use thereof - Google Patents

Pullulan degrading enzyme from Ruminococcus bromii and use thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101978565B1
KR101978565B1 KR1020170102987A KR20170102987A KR101978565B1 KR 101978565 B1 KR101978565 B1 KR 101978565B1 KR 1020170102987 A KR1020170102987 A KR 1020170102987A KR 20170102987 A KR20170102987 A KR 20170102987A KR 101978565 B1 KR101978565 B1 KR 101978565B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
amylase
present
pullulan
derived
protein
Prior art date
Application number
KR1020170102987A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190018581A (en
Inventor
박천석
정동현
안유경
Original Assignee
경희대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경희대학교 산학협력단 filed Critical 경희대학교 산학협력단
Priority to KR1020170102987A priority Critical patent/KR101978565B1/en
Publication of KR20190018581A publication Critical patent/KR20190018581A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101978565B1 publication Critical patent/KR101978565B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/24Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405Glucanases
    • C12N9/2408Glucanases acting on alpha -1,4-glucosidic bonds
    • C12N9/2411Amylases
    • C12N9/2414Alpha-amylase (3.2.1.1.)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/24Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405Glucanases
    • C12N9/2451Glucanases acting on alpha-1,6-glucosidic bonds
    • C12N9/2457Pullulanase (3.2.1.41)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y302/00Hydrolases acting on glycosyl compounds, i.e. glycosylases (3.2)
    • C12Y302/01Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12Y302/01001Alpha-amylase (3.2.1.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y302/00Hydrolases acting on glycosyl compounds, i.e. glycosylases (3.2)
    • C12Y302/01Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12Y302/01041Pullulanase (3.2.1.41)

Abstract

본 발명은 루미노코커스 브로미(Ruminococcus bromii) 유래 풀루란(pullulan) 분해 효소 및 이의 용도에 관한 것으로, 구체적으로 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제(α-amylase) 단백질을 포함하는 판노스(panose) 제조용 조성물, 상기 조성물을 이용한 판노스의 제조방법 및 풀루란을 판노스로 분해하는 활성을 가진 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제에 관한 것이다.
본 발명의 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제는 풀루란으로부터 다른 부산물 없이 판노스만을 생성하므로, 판노스 제조에 유용하게 활용될 수 있다.
The present invention relates to a pullulan degrading enzyme derived from Ruminococcus bromii and a use thereof. More specifically, the present invention relates to a pullulan degrading enzyme derived from Ruminococcus bromii derived from Pannus The present invention also relates to a method for producing pannocyte using the composition, and to an α-amylase derived from ruminococousbrome having an activity of degrading pullulan to pananose.
The α-amylase derived from the lumino cortex of the present invention produces only panhorn without any other by-products from pullulan, so that the α-amylase can be usefully used for producing panhorns.

Description

루미노코커스 브로미 유래 풀루란 분해 효소 및 이의 용도{Pullulan degrading enzyme from Ruminococcus bromii and use thereof}[0002] Pullulan degrading enzyme from Ruminococcus bromii and use thereof [

본 발명은 루미노코커스 브로미(Ruminococcus bromii) 유래 풀루란(pullulan) 분해 효소 및 이의 용도에 관한 것으로, 구체적으로 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제(α-amylase) 단백질 및 이를 포함하는 판노스(panose) 제조용 조성물, 상기 단백질을 이용한 판노스의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for treating Ruminococcus bromyl- derived pullulan degrading enzyme and its use, and more particularly to a composition for producing an α-amylase protein derived from Luminococcus bromi and a panose comprising the same, The present invention relates to a manufacturing method of a plate nose.

판노스(panose)는 세 개의 글루코스 잔기로 구성된 삼당류의 탄수화물로서, 다양한 용도로 사용될 수 있다. 그 예로, 살모넬라나 대장균과 같은 유해균의 대사를 저해시키고, 장내 유익균인 비피도박테리아(Bifidobacterium) 및 락토바실러스(Lactobacillus) 속 미생물의 성장을 증진시키는 프리바이오틱스(prebiotics)로서 사용될 수 있다. 또한, 탄수화물이지만 스트렙토코커스 뮤턴스(Streptococcus mutans)와 같은 구강 내 세균에 의해 대사되지 않아 충치 예방에도 사용될 수 있음이 보고된 바 있다(Microbiol Immunol. 1988;32(1):25-31.). 이러한 약학적 기능 외에도, 식품학적 기능으로서 감미료로 사용될 수 있으며, 식품의 색 변화를 방지하는 기능이 있어, 식품 및 음료 산업에서 유용하게 활용될 것으로 기대된다. Panose is a trisaccharide carbohydrate composed of three glucose residues and can be used in a variety of applications. For example, inhibiting the metabolism of the harmful bacteria such as salmonella or E. coli and, intestinal yuikgyun the bifidobacteria can be used as prebiotics (prebiotics) promoting bacteria (Bifidobacterium) and Lactobacillus (Lactobacillus) growth of the microorganism of the genus. It has also been reported that carbohydrates can be used to prevent cavities because they are not metabolized by oral bacteria such as Streptococcus mutans (Microbiol Immunol. 1988; 32 (1): 25-31). In addition to these pharmacological functions, it can be used as a sweetener as a foodstuff function, and has a function of preventing color change of food, and is expected to be usefully used in the food and beverage industry.

한편, 효소를 이용한 판노스의 생산 방법으로는, 아우레오바시디움(Auerobasidium) 또는 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 유래의 글루코실트렌스퍼레이스(glucosyltransferase, EC 2.4)를 이용해 말토스(maltose)를 기질로써 당을 전이시켜 생합성하는 방법; 덱스트란수크레이스(dextransucrase, EC 2.4.1.5)를 이용해 말토스와 수크로스(sucrose)를 기질로 판노스와 프럭토스(fructose)를 생성물로 얻어내는 방법; 또는 네오플루라네이스(Neopullulanase, EC 3.2.1.135)를 이용한 풀루란(pullulan)으로부터 판노스를 생산하는 방법; 및 오레오바시디움(Aureobasidium) 속 미생물을 이용하여 판노스를 생산하는 방법(일본 공개특허공보 제1996-023989호) 등이 개발된 바 있다. 그러나, 공지된 상기의 방법들은 이소말토스(isomaltose), 프럭토스, 글루코스(glucose), 말토스 등의 부산물이 판노스와 함께 생산되는 단점이 있었다.On the other hand, the method of plate North production using enzymes, Aureobasidium (Auerobasidium) or Aspergillus (Aspergillus) glucosyl transmitter buffer race in origin substrate to maltose (maltose) using (glucosyltransferase, EC 2.4) A method in which sugar is transferred and biosynthesized; A method in which maltose and sucrose are used as a substrate to obtain pananose and fructose as products using dextransucrase (EC 2.4.1.5); Or a process for producing pananose from pullulan using Neopullulanase (EC 3.2.1.135); And a method for producing Pananus using microorganisms belonging to the genus Aureobasidium (Japanese Patent Laid-Open No. 1996-023989) have been developed. However, the above-mentioned known methods have a disadvantage in that by-products such as isomaltose, fructose, glucose, maltose and the like are produced together with pannose.

이러한 배경하에, 본 발명자들은 부산물 없이 판노스를 생산하는 방법을 개발하고자 예의 연구노력한 결과, 루미노코커스 브로미(Ruminococcus bromii) 유래 α-아밀라아제는 풀루란을 분해하여 다른 부산물 없이 판노스만을 고순도로 생성함을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.Under these circumstances, the present inventors have made extensive efforts to develop a method for producing pananose without by-products. As a result, it has been found that Ruminococcus amylase originating from the bromide- derived α-amylase was found to decompose pullulan to produce only pananose without any other by-products, thereby completing the present invention.

본 발명의 하나의 목적은 루미노코커스 브로미(Ruminococcus bromii) 유래 α-아밀라아제(α-amylase) 단백질을 포함하는, 판노스(panose) 제조용 조성물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method of treating Ruminococcus amylase protein derived from a bromine- derived α-amylase protein.

본 발명의 다른 하나의 목적은 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질을 풀루란(pullulan)과 반응시키는 단계를 포함하는, 판노스의 제조방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for producing pananose comprising the step of reacting an α-amylase protein derived from L. gracilis with a pullulan.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 풀루란을 판노스로 분해하는 활성을 가진, 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an α-amylase derived from Luminococcus bromi, which has an activity of degrading pullulan to pannose.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 상기 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제를 코딩하는 폴리뉴클레오티드, 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터, 상기 발현 벡터를 포함하는 형질전환체를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a polynucleotide encoding α-amylase derived from Luminococcus bromi, an expression vector comprising the polynucleotide, and a transformant comprising the expression vector.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 양태는 루미노코커스 브로미(Ruminococcus bromii) 유래 α-아밀라아제(α-amylase) 단백질을 포함하는, 판노스(panose) 제조용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, one aspect of the present invention provides a composition for preparing panose, which comprises an α-amylase protein derived from Ruminococcus bromii .

본 발명에서는, 루미노코커스 브로미 유래의 α-아밀라아제 단백질은 풀루란(pullulan)을 분해하는 풀루라나아제(pullulanase) 활성을 통해 다른 부산물 없이 판노스만을 고순도로 생성함을 확인하였다.In the present invention, it was confirmed that the α-amylase protein derived from Luminococcus bromy only produces pannus in high purity without any other by-products through the pullulanase activity of degrading pullulan.

본 발명의 용어, "루미노코커스 브로미(Ruminococcus bromii)"는 루미노코커스 속에 속하는, 혐기성 및 그람 양성 세균을 의미한다. 그러나, 루미노코커스 브로미 유래의 α-아밀라아제가 풀루란을 분해하여 판노스를 생산할 수 있음에 대해서는 공지된 바 없으며, 본 발명은 상기 루미노코커스 브로미 유래의 α-아밀라아제가 풀루란을 분해하여 부산물의 생산 없이 판노스만을 생산할 수 있음을 확인한 것에 그 특징이 있다.The term " Ruminococcus " bromide "means an anaerobic and gram-positive bacterium belonging to the genus Luminocausus . However, it is not known that α-amylase derived from Luminocauscus broxima can produce pananose by degrading pullulan, The present invention is characterized in that the α-amylase derived from the above-mentioned LUMINOKOCUS BROOMY is capable of decomposing pullulan to produce only pananose without producing any by-products.

본 발명의 용어, "판노스(panose)"는 화학식 C18H32O16으로서, 세 개의 글루코스 잔기로 구성된 삼당류의 탄수화물을 의미한다. 글루코스 3분자가 α-1, 4 및 α-1, 6 글루코시드 결합을 통해 결합되어 있다. 판노스는 다양한 용도로 사용될 수 있는데, 그 예로 프리바이오틱스, 식품 첨가물, 또는 충치 예방 용도 등으로 사용되고 있다.The term " panose " of the present invention refers to the formula C 18 H 32 O 16 , a trisaccharide carbohydrate composed of three glucose residues. Three glucose molecules are linked via alpha-1, 4 and alpha-1, 6 glucosidic bonds. Pananos can be used for a variety of purposes, such as prebiotics, food additives, or tooth decay.

본 발명의 용어, "α-아밀라아제(α-amylase)"는 아밀라아제의 일종으로, 일반적으로는 아밀로스, 아밀로펙틴을 안쪽에서 가수분해하는 엔도형의 효소를 의미하며, 주로 텍스트린을 생성한다. 생성당의 환원잔기가 α-피라노오스형이기 때문에 α-아밀라아제로 명명된다. 본 발명에서, α-아밀라아제는 루미노코커스 브로미 유래이며, α-글루코시다아제(α-glucosidase) 활성을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The term " -amylase " of the present invention is a kind of amylase, generally an endo-type enzyme that hydrolyzes amylose and amylopectin from the inside, and mainly produces texturin. Amylase because the reducing residue of the resulting saccharide is of the? -Pyranose type. In the present invention,? -Amylase is derived from Luminococcus brodii and may have? -Glucosidase activity, but is not limited thereto.

상기 루미노코커스 브로미 유래의 α-아밀라아제는 'Amy 5'와 혼용되어 명명될 수 있다.The α-amylase derived from the above-mentioned Luminococcus bromi can be named in combination with 'Amy 5'.

본 발명의 목적상, 상기 α-아밀라아제는 풀루라나아제(pullulanase) 활성, 구체적으로 풀루란을 판노스로 분해하는 활성을 가지는 것일 수 있다. For the purpose of the present invention, the? -Amylase may be one having an activity of pullulanase activity, specifically degrading pullulan to pananose.

본 발명의 용어, "풀루라나아제(pullulanase)"는 풀루란 분해 효소 활성을 가지는 단백질로서, 풀루란의 α-1,4; 또는 α-1,6 글리코시드 결합을 특이적으로 가수분해하여 말토트리오스를 생성하는 효소를 의미한다. 구체적인 예로, 타입 Ⅰ 풀루라나아제(pullulanase; pullulan 6-glucanohydrolase), 타입 Ⅱ 풀루라나아제 등이 알려져 있다.The term " pullulanase " of the present invention is a protein having a pullulanase activity, Or an enzyme that specifically hydrolyzes an? -1,6 glycoside bond to produce maltotriose. As a specific example, pullulanase (pullulan-6-glucanohydrolase) and type II pullulanase are known.

본 발명의 용어, "풀루란(pullulan)"은 α-1,4-; 또는 α-1,6-글루칸(glucan)으로도 알려진 말토트리오스(maltotriose) 단위로 구성된 다당 중합체를 의미한다. 말토트리오스 3개의 글루코스(glucose) 단위는 α-1,4 글리코시드 결합(glycosidic bond)으로 연결되어 있으며, 연속적인 말토트리오스 단위는 α-1,6 글리코시드 결합으로 연결되어 있다. 풀루란은 흑효모(Aureobasidium pullulans (DE BARY) ARN.)로부터 생산한 다당류를 분리 및 정제하여 얻어지는 물질로서, 일반적으로 식품의 물성, 촉감 또는 감미도를 향상시키기 위한 식품첨가물로서 사용되고 있다.The term " pullulan " of the present invention refers to alpha-1,4-; Or a maltotriose unit, also known as? -1,6-glucan. Three maltotriose glucose units are linked by α-1,4 glycosidic bonds, and successive maltotriose units are linked by α-1,6 glycosidic bonds. Pullulan is a black yeast ( Aureobasidium pullulans (DE BARY) ARN.), which is generally used as a food additive for improving the physical properties, texture or sweetness of foods.

본 발명에서, 상기 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제는 서열번호 1의 아미노산 서열을 가질 수 있다.In the present invention, the α-amylase derived from Ruminococcus bromi may have the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

본 발명에서 이용되는 서열은 생물학적으로 균등 활성을 갖는 변이를 고려한다면, 서열목록에 기재된 서열과 실질적인 동일성(substantial identity)을 나타내는 서열도 포함하는 것으로 해석된다. 상기 용어, "실질적인 동일성"은 본 발명의 서열과 임의의 다른 서열을 최대한 대응되도록 얼라인(align)하고, 당 업계에서 통상적으로 이용되는 알고리즘을 이용하여 얼라인된 서열을 분석한 경우에, 최소 60%의 상동성, 더욱 구체적으로 70%의 상동성, 더더욱 구체적으로 80%의 상동성, 가장 구체적으로 90%의 상동성을 나타내는 서열을 의미한다.The sequences used in the present invention are interpreted to include sequences showing substantial identity with the sequences listed in the sequence listing, considering mutations having biologically equivalent activity. The term " substantial identity " means aligning the sequence of the present invention to any other sequence as closely as possible and, when analyzing the aligned sequence using algorithms commonly used in the art, Means a sequence showing 60% homology, more specifically 70% homology, even more specifically 80% homology, most specifically 90% homology.

상기 "상동성"은 두 개의 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩타이드 모이티 사이의 동일성의 퍼센트를 말한다. 하나의 모이티로부터 다른 하나의 모이티까지의 서열 간 상동성은 알려진 당해 기술에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 상동성은 서열정보를 정렬하고 용이하게 입수 가능한 컴퓨터 프로그램을 이용하여 두 개의 폴리뉴클레오티드 분자 또는 두 개의 폴리펩티드 분자 간의 서열 정보를 직접 정렬하여 결정될 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램은 BLAST(NCBI), CLC Main Workbench(CLC bio), MegAlignTM(DNASTAR Inc) 등일 수 있으나, 상동성을 결정할 수 있는 프로그램이라면 제한 없이 이용할 수 있다. The term " homology " refers to the percentage of identity between two polynucleotides or polypeptide mimetics. The homology between sequences from one moiety to another can be determined by known techniques. For example, homology can be determined by aligning the sequence information and directly aligning the sequence information between two polynucleotide molecules or two polypeptide molecules using a computer program that is readily available. The computer program may be BLAST (NCBI), CLC Main Workbench (CLC bio), MegAlign (DNASTAR Inc) or the like, but any program capable of determining homology can be used without limitation.

따라서, 본 발명에 따른 서열번호 1로 표시되는 서열과 높은 상동성을 갖는 서열, 예를 들면 그 상동성이 70% 이상, 구체적으로 80% 이상, 더욱 구체적으로 90% 이상, 더더욱 구체적으로 95% 이상의 높은 상동성을 갖는 서열도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the sequence having high homology with the sequence of SEQ ID NO: 1 according to the present invention, for example, the homology thereof is 70% or more, specifically 80% or more, more specifically 90% or more, still more specifically 95% Sequence having a high homology with the nucleotide sequence of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention.

본 발명의 판노스 제조용 조성물은 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질을 생산하는 미생물; 상기 미생물의 배양액; 상기 미생물 또는 상기 배양액의 파쇄물; 또는 이들의 조합을 추가로 포함할 수 있다.The composition for preparing pananose according to the present invention is useful as a microorganism for producing an α-amylase protein derived from Luminococcus bromi; A culture solution of the microorganism; A disruption of said microorganism or said culture; Or a combination thereof.

상기 단백질을 생산하는 미생물은 본 발명의 α-아밀라아제를 내재적으로 생산하거나, 풀루란을 판노스로 분해하는 활성이 내재적 활성에 비해 강화되도록 변형된 미생물을 의미한다.The microorganism producing the protein refers to a microorganism that is modified so as to intrinsically produce the? -Amylase of the present invention or to enhance the activity of degrading pullulan into pananus compared to the intrinsic activity.

상기 "배양액"은 상기 매생물의 생육을 위하여 사용하는 영양물질로서, 상기 α-아밀라아제 단백질을 포함하는 한 이에 제한되지 않지만, 상기 단백질을 생산하는 미생물, 상기 미생물을 포함하는 배양액(culture medium) 또는 상기 미생물을 포함하는 배양 여액(cultural filtrate)을 모두 포함한다.The " culture solution " is a nutrient substance used for the growth of each of the above-mentioned biomass, and includes, but is not limited to, a microorganism producing the protein, a culture medium containing the microorganism, And a culture filtrate containing the microorganisms.

상기 배양액은 당 업계에 알려진 배양액을 사용할 수 있으며, 루미노코커스 브로미를 배양할 수 있다면 특별히 이에 제한되지 않으나, C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, B, 및 Mo 등의 무기 영양소; 탄수화물, 식물생장 조절물질, 비타민 등의 유기 영양소; 미오-이노시톨, 글라이신, L-글루타민 등의 아미노산류; 글루코스, 프럭토스, 만노스, 리보오스, 자일로스, 수크로스, 멜리비오스, 셀로비오스, 락토오스, 아밀로스, 탄수화물, 라피노스, 소르비톨, 만니톨, 글리세롤 등의 탄소원이 첨가되거나, 또는 첨가되지 않은 것을 사용할 수 있다.As the culture solution, a culture solution known in the art can be used, and if it is possible to cultivate Luminococcus brothy, the concentration of C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe, Mn , Inorganic nutrients such as Cu, Zn, B, and Mo; Organic nutrients such as carbohydrates, plant growth regulators, and vitamins; Amino acids such as myo-inositol, glycine and L-glutamine; A carbon source such as glucose, fructose, mannose, ribose, xylose, sucrose, melibiose, cellobiose, lactose, amylose, carbohydrate, raffinose, sorbitol, mannitol and glycerol may or may not be added.

상기 "파쇄물"은 공지된 모든 방법에 의해 상기 미생물, 그의 배양물 등을 파쇄한 결과물을 의미한다. The " crushed product " means a product obtained by disrupting the microorganism, its culture, etc. by any known method.

상기 미생물은 풀루라나아제 활성을 가지는 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질을 포함하고 있으므로, 상기 미생물의 배양액, 또는 상기 미생물 또는 상기 배양액의 파쇄물도 상기 α-아밀라아제 단백질을 포함하고 풀루라나아제 활성을 가지는 것은 자명하다.Since the microorganism contains an α-amylase protein derived from LUMINOKOCUS BROOMIE having a phlorulanase activity, the culture solution of the microorganism, or the lysate of the microorganism or the culture solution contains the α-amylase protein, .

본 발명의 구체적인 일 실시예에서는, 본 발명의 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제와 풀루란을 반응시킨 결과, 이의 반응 산물에는 글루코스, 말토스, 이소말토스 등의 부산물이 존재하지 않고, 판노스만이 존재함을 확인하였다(도 6).In a specific embodiment of the present invention, when the α-amylase derived from LUMINOKOCUS BROOMUS of the present invention is reacted with pullulan, the by-products such as glucose, maltose and isomalt are not present in the reaction product thereof, (Fig. 6).

이는, 상기 루미노코커스 브로미 유래의 α-아밀라아제를 포함하는 본 발명의 조성물은 판노스의 제조에 유용하게 활용될 수 있음을 시사하는 것이다.This suggests that the composition of the present invention containing the α-amylase derived from the above-mentioned Luminocauscus broth can be usefully used for the production of pananose.

다른 하나의 양태는 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질을 풀루란과 반응시키는 단계를 포함하는, 판노스의 제조방법을 제공한다.Another embodiment provides a method for producing pananose comprising the step of reacting the α-amylase protein from Luminococcus bombii with pullulan.

이때, 상기 "루미노코커스 브로미", "α-아밀라아제", "풀루란" 및 "판노스"의 정의는 전술한 바와 같다.At this time, the definitions of the above-mentioned " Luminococus bacteria, " " alpha amylase, " " pullulan and "

본 발명에서, 상기 반응은 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질이 풀루라나아제 활성을 가지는 조건에서 수행될 수 있다.In the present invention, the above reaction can be carried out under the condition that the α-amylase protein derived from L. cv.

구체적으로, 상기 반응은 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질이 풀루라나아제 활성을 가지는 한 이에 제한되지 않으나, pH 조건으로는 pH 4.5 내지 7.5, 더욱 구체적으로 pH 5 내지 7에서 수행될 수 있으며, 이때 pH 5는 아세트산 나트륨(sodium acetate); 및 pH 6 내지 7은 인산 나트륨(sodium phosphate) 버퍼를 사용하여 조정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the above reaction is not limited as long as the α-amylase protein derived from the Luminocarbacterium has a plulo-lanease activity, but it can be carried out under pH conditions at a pH of 4.5 to 7.5, more specifically at a pH of 5 to 7 , Wherein pH 5 is sodium acetate; And pH 6-7 can be adjusted using, but not limited to, sodium phosphate buffer.

또한, 온도 조건으로는 30 내지 50℃, 더욱 구체적으로 35 내지 45℃에서 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The temperature conditions may be 30 to 50 ° C, more specifically 35 to 45 ° C, but are not limited thereto.

또한, 시간 조건으로는 1 내지 5시간, 더욱 구체적으로 3시간 동안 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Also, the time may be 1 to 5 hours, more specifically 3 hours, but is not limited thereto.

본 발명의 구체적인 일 실시예에서는, 본 발명의 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제의 활성은 pH가 아세트산 나트륨 또는 인산 나트륨 버퍼에 의해 5 내지 7로 조정된 조건에서 최대가 되며, 또한 35℃에서 높은 활성이 장시간 지속됨을 확인하였다(도 2 내지 4). 또한, 상기 α-아밀라아제와 풀루란을 pH 7의 인산 나트륨 버퍼에서 35℃에서 3시간 동안 반응시킨 결과, 이의 반응 산물에는 글루코스, 말토스, 이소말토스 등의 부산물이 존재하지 않고, 판노스만이 존재함을 확인하였다(도 6).In a specific embodiment of the present invention, the activity of the α-amylase derived from Luminococcus bromi of the present invention is maximized under the condition that the pH is adjusted to 5 to 7 by sodium acetate or sodium phosphate buffer, It was confirmed that high activity lasted for a long time (Figs. 2 to 4). Also, when the α-amylase and pullulan were reacted in a sodium phosphate buffer at pH 7 for 3 hours at 35 ° C., no byproducts such as glucose, maltose and isomaltose were present in the reaction products thereof, (Fig. 6).

이는, 상기 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제와 풀루란을 반응시키는 단계를 포함하는, 본 발명의 제조방법은 판노스의 제조에 유용하게 활용될 수 있음을 시사하는 것이다.This suggests that the production method of the present invention, including the step of reacting pullulan with the α-amylase derived from Luminococcus bromi, can be usefully used for the production of pananose.

또 다른 하나의 목적은 풀루란을 판노스로 분해하는 활성을 가진, 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제를 제공한다.Another object is to provide an α-amylase derived from Luminococcus bromi, which has an activity of degrading pullulan to pananose.

이때, 상기 "풀루란", "판노스", "루미노코커스 브로미" 및 "α-아밀라아제"의 정의는 전술한 바와 같다.Herein, the definitions of "pullulan", "pananose", "luminoccus broth" and "α-amylase" are as described above.

구체적으로, 상기 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제는 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 것일 수 있고, 또한 풀루란 분해 활성, 즉 풀루라나아제(pullulanase) 활성을 가지는 것일 수 있다.Specifically, the α-amylase derived from Ruminococcus bromi may be composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and may also have a pullulan degrading activity, ie, a pullulanase activity.

본 발명의 α-아밀라아제는 풀루란을 분해하여 다른 부산물 없이 판노스만을 생성하므로, 판노스 제조용 조성물 및 제조방법 등에 유용하게 활용될 수 있다.The? -Amylase of the present invention decomposes pullulan to produce only pananose without any other by-products, and thus can be usefully used for compositions and methods for preparing pananose.

본 발명의 다른 하나의 양태는 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드, 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터, 상기 발현 벡터를 포함하는 형질전환체를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a polynucleotide encoding an α-amylase protein derived from Luminococcus bombii, an expression vector comprising the polynucleotide, and a transformant comprising the expression vector.

이때, 상기 "풀루란", "판노스", "루미노코커스 브로미" 및 "α-아밀라아제"의 정의는 전술한 바와 같다.Herein, the definitions of "pullulan", "pananose", "luminoccus broth" and "α-amylase" are as described above.

본 발명의 폴리뉴클레오티드는 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질을 코딩하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 코돈의 축퇴성(degeneracy)으로 인하여 상기 단백질을 발현시키고자 하는 생물에서 선호되는 코돈을 고려하여, 코딩영역으로부터 발현되는 단백질의 아미노산 서열을 변화시키지 않는 범위 내에서 코딩영역에 다양한 변형이 이루어질 수 있어 상기 서열번호 1의 아미노산 서열을 코딩하는 염기서열이면 제한없이 포함될 수 있으나, 구체적으로 서열번호 2의 염기서열에 의해 코딩된 것일 수 있다. The polynucleotide of the present invention may be one which codes for an α-amylase protein derived from Luminococcus bromi. Specifically, the polynucleotide encoding the protein may be selected from a range that does not change the amino acid sequence of the protein expressed from the coding region, considering the codon preference in the organism to which the protein is to be expressed due to codon degeneracy The nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 may be any of the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1, 2, 3, and 4, but may be specifically the nucleotide sequence of SEQ ID NO:

본 발명의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터는 적당한 숙주 세포에서 목적 단백질을 발현할 수 있는 발현 벡터로서, 폴리뉴클레오티드 삽입물이 발현되도록 작동 가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 폴리뉴클레오티드 작제물을 말한다. 상기 제조된 재조합 벡터를 숙주 세포에 형질전환(transformation) 또는 형질감염(transfection) 시킴으로써, 목적하는 단백질들을 수득할 수 있게 된다. An expression vector comprising a polynucleotide of the invention refers to a polynucleotide construct comprising an essential control element operably linked to the expression of the polynucleotide insert, which is an expression vector capable of expressing the desired protein in a suitable host cell. By transforming or transfecting the prepared recombinant vector into a host cell, desired proteins can be obtained.

본 발명에서 제공하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터는 특별히 이에 제한되지 않으나, 대장균 유래 플라스미드(pYG601BR322, pBR325, pUC118 및 pUC119), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)-유래 플라스미드(pUB110 및 pTP5), 효모-유래 플라스미드(YEp13, YEp24 및 YCp50) 및 아그로박테리움 매개 형질전환에 사용할 수 있는 Ti-플라스미드를 포함한다. 파아지 DNA의 구체적인 예로는 λ-파아지(Charon4A, Charon21A, EMBL3, EMBL4, λgt10, λgt11 및 λZAP)가 있다. 또한, 레트로바이러스(retrovirus), 아데노바이러스(adenovirus) 또는 백시니아 바이러스(vaccinia virus)와 같은 동물 바이러스, 배큘로바이러스(baculovirus)와 같은 곤충 바이러스, 이중 가닥 식물 바이러스(예, CaMV), 단일가닥 바이러스 또는 게미니 바이러스로부터 유래된 바이러스 벡터가 또한 사용될 수 있다. The expression vector containing the polynucleotide provided by the present invention is not particularly limited, but plasmids derived from Escherichia coli (pYG601BR322, pBR325, pUC118 and pUC119), Bacillus subtilis -derived plasmids (pUB110 and pTP5) - derived plasmids (YEp13, YEp24 and YCp50) and Ti-plasmids which can be used for Agrobacterium-mediated transformation. Specific examples of phage DNA include lambda-phages (Charon4A, Charon21A, EMBL3, EMBL4, lambda gt10, lambda gt11 and lambda ZAP). In addition, animal viruses such as retrovirus, adenovirus or vaccinia virus, insect viruses such as baculovirus, double-stranded plant viruses (e.g., CaMV), single-stranded viruses Or viral vectors derived from germinavirus may also be used.

아울러 본 발명의 벡터로서, 핵산 발현 활성화 단백질(예를 들어, B42)이 연결된 융합 플라스미드(fusion plasmid, 예를 들어, pJG4-5)가 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에서 회수되는 목적 단백질의 정제를 용이하게 하기 위하여, 플라스미드 벡터는 필요에 따라 다른 서열을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 융합 플라스미드에는 GST, GFP, His-tag, Myc-tag 등을 태그(tag)로 포함할 수 있으나, 상기 예들에 의해 본 발명의 융합 플라스미드가 한정되는 것은 아니다. As a vector of the present invention, a fusion plasmid (for example, pJG4-5) to which a nucleic acid expression-activating protein (for example, B42) is ligated can be used. In order to facilitate the purification of the recovered target protein in the present invention, the plasmid vector may further include other sequences as necessary. Such fusion plasmids may include GST, GFP, His-tag, Myc-tag, etc. as tags, but the fusion plasmid of the present invention is not limited by these examples.

또한, 상기 융합 단백질의 제조에 있어, 크로마토그래피 공정을 포함할 수 있으며, 상기 융합 단백질은 특히 친화성 크로마토그래피에 의해 정제될 수 있다. 예컨대, 글루타티온-S-트랜스퍼라제가 융합된 경우에는 이 효소의 기질인 글루타티온을 이용할 수 있고, 헥사히스티딘이 이용된 경우에는 Ni-NTA His-결합 레진 컬럼(Novagen, USA)을 이용하여 원하는 목적 단백질을 용이하게 회수할 수 있다.Further, in the production of the fusion protein, it may include a chromatography process, and the fusion protein may be purified by affinity chromatography in particular. For example, when glutathione-S-transferase is fused, glutathione, which is a substrate of the enzyme, can be used. When hexahistidine is used, Ni-NTA His-conjugated resin column (Novagen, USA) Can be easily recovered.

본 발명의 폴리뉴클레오티드를 벡터로 삽입하기 위해, 정제된 DNA를 적당한 제한효소로 절단하여 적당한 벡터 DNA의 제한 부위 또는 클로닝 부위에 삽입하는 방법이 사용될 수 있다. In order to insert the polynucleotide of the present invention into a vector, a method of inserting the purified DNA into a restriction site or a cloning site of a suitable vector DNA by cleaving the DNA with an appropriate restriction enzyme can be used.

본 발명의 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 벡터에 작동 가능하게 연결되어 있을 수 있다. 본 발명의 벡터는 프로모터 및 본 발명의 핵산 외에 인핸서(enhancer)와 같은 시스 요소(cis element), 스플라이싱 시그널(splicing signal), 폴리 A 추가 시그널(poly A addition signal), 선택 마커(selection marker), 라이보좀 결합 서열(ribosome binding sequence, SD sequence) 등을 추가로 포함할 수 있다. 선택 마커의 예로, 클로람페니콜 저항 핵산, 암피실린 저항 핵산, 디하이드로폴레이트 환원효소(dihydrofolate reductase), 네오마이신 저항 핵산 등이 사용될 수 있으나, 상기 예들에 의해 작동 가능하도록 연결되는 추가적 구성요소가 제한되는 것은 아니다.The polynucleotide encoding the α-amylase protein derived from Luminococcus bromi of the present invention may be operably linked to a vector. The vector of the present invention may further comprise a promoter and a nucleic acid of the present invention in addition to a cis element such as an enhancer, a splicing signal, a poly A addition signal, a selection marker ), A ribosome binding sequence (SD sequence), and the like. Examples of selectable markers include, but are not limited to, chloramphenicol resistant nucleic acids, ampicillin resistant nucleic acids, dihydrofolate reductase, neomycin resistant nucleic acids, etc., but limiting the additional components operatively linked by the above examples no.

본 발명에서, "형질전환"은 DNA를 숙주로 도입하여 DNA가 염색체의 인자로서 또는 염색체 통합 완성에 의해 복제 가능하게 되는 것으로 외부의 DNA를 세포 내로 도입하여 인위적으로 유전적인 변화를 일으키는 현상을 의미한다. In the present invention, " transformation " refers to a phenomenon in which DNA is introduced as a host and DNA can be cloned as a factor of chromosome or by integration of chromosome integration, thereby introducing an external DNA into a cell to cause an artificial genetic change do.

상기 형질전환으로 본 발명의 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터 또는 상기 발현 벡터의 일부를 숙주 세포 내에 도입할 수 있는데, 여기서 상기 발현 벡터의 일부란, 숙주 세포 내에 상기 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질의 활성을 부여할 수 있도록 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드 부분을 포함하는 발현 벡터의 부분을 의미한다. 예컨대, 아그로박테리아 매개 형질전환법에서 숙주 세포 내로 전달되는 Ti 플라스미드의 T-DNA를 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. By such transformation, an expression vector comprising a polynucleotide encoding the α-amylase protein derived from Luminococcus bromi of the present invention or a part of the expression vector can be introduced into a host cell, Means a part of an expression vector comprising a polynucleotide moiety encoding an α-amylase protein derived from Luminococcus bromi so as to confer the activity of the α-amylase protein derived from the Luminococcus bombii in the host cell. For example, but not by way of limitation, T-DNA of a Ti plasmid transferred into a host cell in an Agrobacterium-mediated transformation method.

본 발명의 형질전환 방법은 임의의 형질전환 방법이 사용될 수 있으며, 당업계의 통상적인 방법에 따라 용이하게 수행할 수 있다. 일반적으로 형질전환 방법에는 CaCl2 침전법, CaCl2 방법에 DMSO(dimethyl sulfoxide)라는 환원물질을 사용함으로써 효율을 높인 Hanahan 방법, 전기천공법(electroporation), 인산칼슘 침전법, 원형질 융합법, 실리콘 카바이드 섬유를 이용한 교반법, 아그로박테리아 매개된 형질전환법, PEG를 이용한 형질전환법, 덱스트란 설페이트, 리포펙타민 및 건조/억제 매개된 형질전환 방법 등이 있다. 본 발명의 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 형질전환시키기 위한 방법은 상기 예들에 국한되지 않으며, 당업계에서 통상적으로 사용되는 형질전환 또는 형질감염 방법이 제한 없이 사용될 수 있다. Any transformation method of the present invention can be used, and can be easily carried out according to a conventional method in the art. Generally, the transformation methods include the CaCl 2 precipitation method, the Hanahan method which uses a reducing material called DMSO (dimethyl sulfoxide) for the CaCl 2 method, the electroporation method, the calcium phosphate precipitation method, the protoplasm fusion method, Agrobacterium-mediated transformation, transformation with PEG, dextran sulfate, lipofectamine, and drying / inhibition-mediated transformation methods. The method for transforming the vector comprising the polynucleotide encoding the α-amylase protein derived from the luminoccus bombii of the present invention is not limited to the above examples, and a transformation or transfection method commonly used in the art Can be used without limitation.

본 발명에서 형질전환체 제조에 사용될 수 있는 숙주 세포의 종류는 본 발명의 폴리뉴클레오티드를 발현하도록 하는 한 특별히 제한되지는 않는다. 본 발명에 사용될 수 있는 숙주의 특정한 예로는 대장균(E. coli)과 같은 에스케리키아(Escherichia) 속 세균; 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)같은 바실러스(Bacillus) 속 세균; 슈도모나스 푸티다(Pseudomonas putida)같은 슈도모나스(Pseudomonas) 속 세균; 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 스키조사카로마이세스 폼베(Schizosaccharomyces pombe)와 같은 효모; 동물세포, 식물세포 및 곤충 세포가 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 대장균 균주의 구체적인 예로는 CL41(DE3), BL21 또는 HB101이, 바실러스 서브틸리스 균주의 구체적인 예로는 WB700 또는 LKS87이 있다. The kind of the host cell that can be used in the production of the transformant in the present invention is not particularly limited as long as it is capable of expressing the polynucleotide of the present invention. Specific examples of the host which can be used in the present invention include bacteria belonging to the genus Escherichia such as E. coli ; Bacteria of the genus Bacillus such as Bacillus subtilis ; Bacteria of the genus Pseudomonas such as Pseudomonas putida ; Saccharomyces S. cerevisiae ), skiing investigation, Schizosaccharomyces yeasts such as pombe ; Animal cells, plant cells, and insect cells. Specific examples of the Escherichia coli strain that can be used in the present invention include CL41 (DE3), BL21 or HB101, and specific examples of the Bacillus subtilis strain include WB700 or LKS87.

본 발명의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터가 도입된 형질전환체는 형질전환세포 또는 생물체의 형태일 수 있다. The transformant into which the expression vector comprising the polynucleotide of the present invention has been introduced may be in the form of a transformed cell or an organism.

상기의 방법으로 형질전환된 본 발명의 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터가 도입된 형질전환체는 풀루란을 판노스로 분해하는 풀루라나아제 활성을 가진다.The transformant into which the expression vector containing the polynucleotide encoding the α-amylase protein derived from the Luminococaine bacterium of the present invention transformed by the above-mentioned method was introduced had a pullulanase activity for degrading pullulan to pananose I have.

본 발명의 구체적인 일 실시예에서는, 서열번호 2의 염기서열로 암호화되는 루미노코커스 브로미 균주 유래의 α-아밀라아제 유전자를 대장균에 형질전환시켰으며, 상기 형질전환 대장균을 이용하여 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 α-아밀라아제 재조합 단백질을 발현시키고 이를 정제하였다(실시예 1). 상기 단백질을 풀루란과 반응시킨 결과, 이의 반응 산물에는 글루코스, 말토스, 이소말토스 등의 부산물이 존재하지 않고, 판노스만이 존재함을 확인하였다(도 6).In a specific embodiment of the present invention, Escherichia coli was transformed with the? -Amylase gene derived from the Luminococcus sp. Strain encoded by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 Amylase recombinant protein consisting of the sequence was purified and purified (Example 1). As a result of reacting the protein with pullulan, it was confirmed that there was no by-product such as glucose, maltose, isomaltose and the like in the reaction product thereof, and pannosman was present (FIG. 6).

이는, 상기 루미노코커스 브로미 균주 유래의 α-아밀라아제를 코딩하는 폴리뉴클레오티드, 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터, 상기 발현 벡터를 포함하는 형질전환체는 판노스의 제조에 유용하게 활용될 수 있음을 시사하는 것이다.This is because a polynucleotide encoding an α-amylase derived from the above-mentioned Luminococcus bacterium strain, an expression vector containing the polynucleotide, and a transformant containing the expression vector can be usefully used for the production of Pananus .

본 발명의 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제는 풀루란으로부터 다른 부산물 없이 판노스만을 생성하므로, 판노스 제조에 유용하게 활용될 수 있다.The α-amylase derived from the lumino cortex of the present invention produces only panhorn without any other by-products from pullulan, so that the α-amylase can be usefully used for producing panhorns.

도 1은 루미노코커스 브로미(Ruminococcus bromii) 유래의 α-아밀라아제(이하 'Amy 5'로 명명)를 Ni-NTA 친화성 크로마토그래피(affinity chromatography)를 통해 정제한 결과를 보여주는 SDS-PAGE 이미지이다. 이때, Inclusion body는 봉입체, Crude는 균체의 조단백질, Crude Passing through는 크로마토그래피를 통해 여과된 균체의 조단백질, Elute는 크로마토그래피 레진으로부터 용출된 단백질을 의미한다.
도 2는 pH에 따른 Amy 5의 활성을 보여주는 그래프이다.
도 3은 온도에 따른 Amy 5의 활성을 보여주는 그래프이다.
도 4는 Amy 5의 열 안정성을 보여주는 그래프이다.
도 5는 Amy 5의 기질에 따른 효소 반응 및 이에 따른 생성물을 분석한 결과를 보여주는 TLC의 크로마토그램이다. G1-7 standard는 1 내지 7개의 글루코스(glucose)가 중합된 말토올리고당 기준(각각 글루코스(G1), 말토스(G2), 말토트리오스(G3), 말토테트라오스(G4), 말토펜타오스(G5), 말토헥사오스(G6) 및 말토헵타오스(G7)); α-CD, β-CD 및 γ-CD는 각각 α-사이클로덱스트린, β-사이클로덱스트린 및 γ-사이클로덱스트린; 및 G3-β-CD는 G3-β-사이클로덱스트린을 의미한다.
도 6은 Amy 5와 풀루란의 반응 산물(reactant)을 분석한 HPAEC의 크로마토그램이다.
Figure 1 is a graphical representation of Ruminococcus is an SDS-PAGE image showing the result of purification of α-amylase (hereinafter referred to as "Amy 5") derived from bromide by Ni-NTA affinity chromatography. Inclusion body refers to the inclusion body, Crude refers to the crude protein of the cells, Crude Passing through refers to the crude protein of the cells filtered through chromatography, and Elute refers to the protein eluted from the chromatography resin.
FIG. 2 is a graph showing the activity of Amy 5 according to pH. FIG.
FIG. 3 is a graph showing the activity of Amy 5 according to temperature. FIG.
4 is a graph showing the thermal stability of Amy 5.
FIG. 5 is a chromatogram of TLC showing the result of analyzing the enzyme reaction and the product according to the substrate of Amy 5. G1-7 standard is based on malto-oligosaccharide polymerized with 1 to 7 glucose units (glucose (G1), maltose (G2), maltotriose (G3), maltotetraose (G4), maltopentaose G5), maltohexaose (G6), and maltoheptaose (G7)); ? -CD,? -CD and? -CD are? -cyclodextrin,? -cyclodextrin and? -cyclodextrin, respectively; And G3- [beta] -CD refer to G3- [beta] -cyclodextrin.
6 is a chromatogram of HPAEC analyzing the reaction product of Amyl 5 with pullulan.

이하 본 발명을 하기 예에 의해 상세히 설명한다. 다만, 하기 예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 하기 예에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following examples.

실시예Example 1.  One. 풀루란Pullulan 분해 효소 제조 Digestion enzyme production

실시예Example 1-1. α- 1-1. α- 아밀라아제Amylase (α-amylase) 유전자 (? -amylase) gene 클로닝Cloning (cloning) 방법cloning method

풀루란 분해 효소를 제조하기 위하여, 루미노코커스 브로미(Ruminococcus bromii) 유래의 α-아밀라아제(α-amylase) 유전자를 이용하였다.In order to prepare a pullulanase, α-amylase gene derived from Ruminococcus bromii was used.

구체적으로, 하기 표 1에 기재한 바와 같이, 루미노코커스 브로미 ATCC 27255 균주의 염색체 DNA에 대하여 각각의 정방향 및 역방향 프라이머를 제작하였다. 상기 프라이머 및 KOD 중합효소 등을 이용하여, 하기 표 2에 기재한 조건으로 상기 염색체 DNA에 대한 PCR을 실시함으로써 1,572 bp의 PCR 산물을 수득하였다. 이때, 수득한 상기 PCR 산물의 염기 서열, 즉 루미노코커스 브로미 유래의 α-아밀라아제의 염기 서열은 서열번호 2로 명명하였다.Specifically, as shown in the following Table 1, forward and reverse primers were prepared for the chromosomal DNA of Luminococcus broccius ATCC 27255 strain. PCR was performed on the above chromosomal DNA using the above primers and KOD polymerase under the conditions shown in Table 2 below to obtain a PCR product of 1,572 bp. At this time, the nucleotide sequence of the obtained PCR product, that is, the base sequence of? -Amylase derived from Luminococcus brothy was named as SEQ ID NO: 2.

프라이머primer 방향direction 염기 서열Base sequence F_NheI_rb_amy5F_NheI_rb_amy5 정방향Forward 5'-gct agc TCA AAA TCA GAT TCA TCC GAC GGA AA-3'
(서열번호 3)
5'-gct agc TCA AAA TCA GAT TCA TCC GAC GGA AA-3 '
(SEQ ID NO: 3)
R_XhoI_rb_amy5R_XhoI_rb_amy5 역방향Reverse 5'-ctc gag TTC AGC AGA CTT AAT GAT TAC CGT TGA-3'
(서열번호 4)
5'-ctc gag TTC AGC AGA CTT AAT GAT TAC CGT TGA-3 '
(SEQ ID NO: 4)

변성
(denaturation)
denaturalization
(denaturation)
초기변성
(initial denaturation)
Initial denaturation
(initial denaturation)
95℃/5분95 ° C / 5 min
증폭
(amplification)
Amplification
lt; / RTI >
변성(denaturation)Denaturation 95℃/30초95 ° C / 30 seconds 30회30 times
결합(annealing)Annealing 60℃/30초60 ° C / 30 seconds 확장(extension)Extension 72℃/2분72 ° C / 2 min 최종 확장
(final extension)
Final Expansion
(final extension)
최종확장(final extension)Final extension 72℃/5분72 ° C / 5 min

수득한 상기 PCR 산물(유전자 조각)을 Taq 중합효소를 이용해 A-tailing을 수행한 뒤, T-벡터(T-vector)와 16℃에서 3시간 동안 연결(ligation)하였다. 각각의 연결 혼합물들은 대장균(E. coli) DH10B 균주에 형질전환하였고, 블루-화이트 스크리닝(blue/white screening)을 이용하여 유전자 조각이 삽입된 구성체(construct)를 얻어내었다.The obtained PCR product (gene fragment) was A-tailed using Taq polymerase and then ligated with T-vector at 16 ° C for 3 hours. Each linkage mixture was transformed into E. coli DH10B strain and blue / white screening was used to obtain a construct in which the gene fragment was inserted.

각 구성체들에 Nhe I/Xho I의 제한효소를 처리한 후, 겔 추출법(gel extraction)을 통해 단일 조각들을 수득하였고, 다양한 길이의 상기 조각을 아가로스(agarose) 전기영동을 통해 분리한 후, 동일한 제한효소로 처리한 pET21a 발현 벡터(6×His tag 포함)와 함께 연결하여 재조합 발현 벡터인 pET-rb _ amy5를 제조하였다. 이때, 상기 pET-rb _ amy5 벡터는 rb _ amy5 유전자를 포함하며, 상기 유전자의 3' 말단에 8개의 부가적인 아미노산 잔기(Leu-Glu-His×6)를 포함하고 있음을 확인하였다.Each construct was treated with restriction enzymes of Nhe I / Xho I and then single fractions were obtained by gel extraction. After separating the fragments of various lengths through agarose electrophoresis, connected with the same restriction enzymes pET21a expression vector (containing 6 × His tag) was produced by treatment with a recombinant expression vector pET- rb _ amy5. In this case, the pET- rb _ _ amy5 vector rb includes amy5 gene, it was confirmed that contains eight additional amino acid residues (Leu-Glu-His × 6 ) the 3 'end of the gene.

실시예Example 1-2. α- 1-2. α- 아밀라아제Amylase 유전자를 포함하는 형질전환체의 제조 방법 A method for producing a transformant containing a gene

상기 실시예 1-1을 통해 제조한 pET-Rb_amy5 벡터를 대장균(E. coli) BL21 (DE3) codon plus 균주에 형질전환하여 최종적으로 α-아밀라아제 유전자를 발현하는 형질전환체를 제작하였다. 제작한 상기 형질전환체를 100 ㎍/㎖의 암피실린(ampicillin)이 포함된 액체 LB 배지에 접종하여 600nm의 OD 값이 0.5에 도달할 때까지 배양한 후, 단백질의 발현 유도를 위하여 0.5 mM의 IPTG를 첨가하였다. 생산된 6×His-tag가 결합된 재조합 단백질을 정제하기 위해, 상기 배양액을 4℃에서 4,000 rpm의 조건으로 30분 동안 원심분리를 수행하여 형질전환체의 균체를 회수하였다.The pET-Rb_amy5 vector prepared in Example 1-1 was transformed into E. coli BL21 (DE3) codon plus strain to prepare a transformant that finally expressed an? -Amylase gene. The transformant was inoculated into a liquid LB medium containing 100 μg / ml of ampicillin and cultured until an OD value of 600 nm reached 0.5. Then, 0.5 mM IPTG Was added. In order to purify the recombinant protein bound to the produced 6xHis-tag, the culture was centrifuged at 4,000 rpm at 4,000 rpm for 30 minutes to collect the transformant cells.

실시예Example 1-3. α- 1-3. α- 아밀라아제Amylase 단백질의 정제 방법 How to purify proteins

상기 실시예 1-2를 통해 회수한 균체를 용해 버퍼(50 mM NaH2PO4, pH 7.0, 300 mM NaCl, 10 mM imidazole, pH 7.0)에 현탁한 후, 초음파 분쇄하였다. 분쇄액을 4℃에서 12,000 rpm의 조건으로 20분간 원심분리하여 조단백질(crude protein)을 얻어내었다. 상기 조단백질을 Ni-NTA 친화성 크로마토그래피(affinity chromatography)에 주입하여 아밀라아제 재조합 단백질을 정제하였다. 이후, 도 1에 나타낸 바와 같이, SDS-PAGE를 통해 상기 재조합 단백질이 발현 및 정제되었음을 확인하였다. 이때, 수득한 상기 재조합 단백질의 아미노산 서열, 즉 루미노코커스 브로미 유래의 α-아밀라아제의 아미노산 서열은 서열번호 1로 명명하였다.The cells recovered in Example 1-2 were suspended in a dissolution buffer (50 mM NaH 2 PO 4 , pH 7.0, 300 mM NaCl, 10 mM imidazole, pH 7.0) and sonicated. The crushed liquor was centrifuged at 4 DEG C for 12 minutes at 12,000 rpm for 20 minutes to obtain crude protein. The crude protein was injected into Ni-NTA affinity chromatography to purify the amylase recombinant protein. Thereafter, as shown in Fig. 1, it was confirmed that the recombinant protein was expressed and purified through SDS-PAGE. At this time, the amino acid sequence of the obtained recombinant protein, that is, the amino acid sequence of? -Amylase derived from Luminococcus brothy was named as SEQ ID NO: 1.

실시예Example 2.  2. 루미노코커스Rumino Caucus 브로미Bromy 유래 α- Derived α- 아밀라아제의Amylase 특성 분석 Character analysis

실시예Example 2-1. pH에 따른 효소 활성 분석 2-1. Analysis of Enzyme Activity by pH

상기 실시예 1을 통해 발현 및 정제한 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제(이하, 'Amy 5'로 명명)의 효소 특성을 확인하고자 하였다.(Hereinafter referred to as "Amy 5") derived from Ruminococcus bromi expressed and purified through the above Example 1.

먼저, 10 ㎕의 Amy 5 및 1 mM의 감마-사이클로덱스트린(γ-cyclodextrin, CD)이 포함된 100 ㎕의 50 mM 인산나트륨(sodium phosphate, pH 7) 용액을 45℃에서 10분간 반응시켰고, DNS(dinitrosalicylic acid) 용액을 첨가하여 5분 동안 가열한 뒤, 식혀주었다. 이후, 상기 반응을 통해 생성된 포도당과 분해된 중합체의의 환원성 말단에 의해 발색된 반응액은 분광광도계(DU730, Beckman Coulter, Pasadena, CA, USA)를 이용하여 550 nm 흡광도에서 측정하였다. 측정된 흡광도는 말토스(maltose) 표준 곡선과 비교하여 1분당 1 μmole의 환원당을 생성하는 효소의 양을 1 유닛(unit)으로 설정하였다. First, 100 μl of 50 mM sodium phosphate (pH 7) solution containing 10 μl of Amy 5 and 1 mM of γ-cyclodextrin (CD) was reacted at 45 ° C. for 10 minutes, (dinitrosalicylic acid) solution was added, heated for 5 minutes, and then cooled. Then, the reaction solution formed by the reducing end of the glucose and the degraded polymer produced through the reaction was measured at 550 nm absorbance using a spectrophotometer (DU730, Beckman Coulter, Pasadena, Calif., USA). The measured absorbance was set to one unit in terms of the amount of enzyme that produced 1 탆ole of reducing sugar per minute compared to the maltose standard curve.

이후, 상기 Amy 5의 최적 pH를 확인하기 위하여, 2 unit의 Amy 5를 각각 50 mM의 pH 4 내지 5의 아세트산 나트륨(sodium acetate) 버퍼, pH 5 내지 6의 시트르산 나트륨(sodium citrate) 버퍼, pH 6 내지 8의 인산 나트륨(sodium phosphate) 버퍼, pH 7 내지 9의 트리스-HCl(tris-HCl) 버퍼, 또는 pH 9 내지 10의 글라이신-NaOH(Glycine-NaOH) 버퍼에 용해된 0.5% 용해성 전분(soluble starch)과 45℃에서 5분간 반응시킴으로써, Amy 5의 상대적인 효소 활성을 비교하였다.To confirm the optimum pH of the Amy 5, 2 units of Amy 5 were dissolved in 50 mM sodium acetate buffer (pH 4 to 5), sodium citrate buffer (pH 5 to 6), pH A solution of 0.5% solubilized starch dissolved in a sodium phosphate buffer of 6-8, a tris-HCl buffer of pH 7-9, or a glycine-NaOH buffer of pH 9-10 soluble starch) at 45 ℃ for 5 min, the relative enzyme activity of Amy5 was compared.

그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, pH 5의 아세트산 나트륨을 버퍼로 사용하는 경우, Amy 5의 상대적인 활성이 약 100%로서 최대가 됨을 확인하였다. 또한, pH 6 또는 7의 인산 나트륨 버퍼에서도 각각 80% 또는 60% 이상의 높은 활성을 나타냄을 확인하였다.As a result, as shown in Fig. 2, it was confirmed that the relative activity of Amy 5 was maximized as about 100% when sodium acetate of pH 5 was used as a buffer. In addition, it was confirmed that the sodium phosphate buffer having a pH of 6 or 7 exhibited a high activity of 80% or more than 60%, respectively.

상기 결과를 통해, 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제를 이용한 효소 반응에는 pH 5의 아세트산 나트륨, 또는 pH 6 또는 7의 인산 나트륨 버퍼를 사용하는 것이 상기 효소의 활성을 최대로 이끌어낼 수 있음을 확인하였다.From the above results, it was found that the use of sodium acetate at pH 5 or a sodium phosphate buffer at pH 6 or 7 for the enzyme reaction using α-amylase derived from Luminococcus bromi could maximize the activity of the enzyme Respectively.

실시예Example 2-2. 온도에 따른 효소 활성 분석 2-2. Enzyme activity analysis by temperature

상기 Amy 5의 최적 온도를 확인하기 위하여, 2 unit의 Amy 5를 50 mM의 pH 7의 인산 나트륨 버퍼에 용해된 0.5% 용해성 전분과 30 내지 55℃에서 10분간 반응시켜, Amy 5의 상대적인 효소 활성을 비교하였다.In order to confirm the optimum temperature of Amy 5, 2 units of Amy 5 were reacted with 0.5% soluble starch dissolved in 50 mM of pH 7 sodium phosphate buffer at 30 to 55 ° C for 10 minutes to determine the relative enzyme activity of Amy 5 Were compared.

그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 45℃에서 Amy 5의 상대적인 활성이 약 100%로서 최대가 됨을 확인하였다. 또한, 35 내지 40℃에서도 90% 이상의 활성을 나타냄을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 3, it was confirmed that the relative activity of Amy 5 at 45 ° C was maximized as about 100%. It was also confirmed that the activity was 90% or more even at 35 to 40 ° C.

상기 결과를 통해, 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제를 이용한 효소 반응에는 35 내지 45℃의 온도 조건을 사용하는 것이 상기 효소의 활성을 최대로 이끌어낼 수 있음을 확인하였다.From the above results, it was confirmed that the enzyme reaction using the α-amylase derived from Luminococcus bromi was able to maximize the activity of the enzyme by using the temperature condition of 35 to 45 ° C.

실시예Example 2-3. 효소의 열 안정성 분석 2-3. Analysis of thermal stability of enzyme

상기 Amy 5의 열 안정성을 확인하기 위하여, 2 unit의 Amy 5를 50 mM의 pH 7의 인산 나트륨 버퍼에 용해된 0.5% 용해성 전분과 35, 40 또는 45℃에서 10분간 반응시켜, Amy 5의 상대적인 효소 활성을 비교하였다.To confirm the thermal stability of the Amy 5, 2 units of Amy 5 were reacted with 0.5% soluble starch dissolved in 50 mM sodium phosphate buffer at pH 7 at 35, 40 or 45 ° C for 10 minutes, Enzyme activities were compared.

그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 35℃에서 Amy 5의 상대적인 활성은 120분까지 노출되어도 안정함을 확인하였고, 40℃에서는 20분 이후 활성이 감소하며, 45℃에서는 최초 노출 이후 활성이 급격히 감소함을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 4, it was confirmed that the relative activity of Amy 5 at 35 ° C. was stable even after 120 minutes of exposure, the activity decreased after 20 minutes at 40 ° C., Respectively.

상기 결과를 통해, 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제를 이용한 효소 반응에는 35℃의 온도 조건을 사용하는 것이 상기 효소의 활성을 장시간 유지할 수 있음을 확인하였다.From the above results, it was confirmed that using the temperature condition of 35 ° C for the enzyme reaction using α-amylase derived from Luminococcus bromi can maintain the activity of the enzyme for a long time.

실시예Example 3.  3. 루미노코커스Rumino Caucus 브로미Bromy 유래 α- Derived α- 아밀라아제를Amylase 이용한  Used 판노스(panose)의Panose 제조 Produce

실시예Example 3-1. 효소 반응 및 생성물의 분석 3-1. Enzyme reactions and analysis of products

Amy 5의 기질로서 0.5%의 아밀로스(amylose), 용해성 전분(soluble starch), 풀루란(pullulan), 또는 아밀로펙틴(amylopectin); 또는 10 mM의 α-CD(α-cyclodextrin), β-CD(β-cyclodextrin), γ-CD(γ-cyclodextrin), G2-β-CD(G2-β-cyclodextrin)과 G3-β-CD(G3-β-cyclodextrin), G5-β-CD(G5-β-cyclodextrin)를 이용하였다. 상기 기질을 각각 포함하는 pH 7의 인산 나트륨 버퍼에 4 유닛의 Amy 5를 첨가하여 35℃에서 3시간 동안 반응시켰고, 반응 후 반응액을 끓는 물에서 5분간 가열하여 반응을 종결시켰다.0.5% amylose, soluble starch, pullulan, or amylopectin as a substrate of Amy 5; Or 10 mM of? -CD,? -CD,? -CD, G2-β-CD and G3-β-CD G3-β-cyclodextrin) and G5-β-CD (G5-β-cyclodextrin). 4 units of Amy 5 were added to a pH 7 sodium phosphate buffer containing each of the above substrates and reacted at 35 ° C for 3 hours. After the reaction, the reaction solution was heated in boiling water for 5 minutes to terminate the reaction.

이후, 각각의 반응 산물에 대하여 아이소프로필 알코올(isopropyl alcohol):에틸 아세테이트(ethyl acetate):물(water)을 3:1:1의 용매 조건에서 TLC(Thin-Layer Chromatography) 분석을 수행하였다. TLC는 Whatman K5F 플레이트를 사용하여 전개하여 건조시킨 다음 침액 용액(메탄올 950㎖, 황산 50㎖, 1-나프톨(1-naphtol) 3g)을 이용하여 발색시켰고, 110℃에서 건조하여 효소 반응 산물을 확인하였다.Then, TLC (Thin-Layer Chromatography) analysis was performed on each of the reaction products in a 3: 1: 1 solvent mixture of isopropyl alcohol: ethyl acetate: water. TLC was developed using a Whatman K5F plate and dried. Then, color development was performed using a dip solution (methanol 950 ml, sulfuric acid 50 ml, 1-naphtol 3 g) and dried at 110 ° C to determine the enzyme reaction product Respectively.

그 결과, 도 5에서 볼 수 있듯이, 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제는 각 기질을 분해함을 확인하였고, 특히 풀루란을 기질로 사용하는 경우에 이를 분해하여 G4 내지 G5 기준 사이에 위치하는 판노스(panose)를 생성함을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 5, it was confirmed that α-amylase derived from LUMINOKOCUS BROSIS degrades each substrate, and in particular, when pullulan is used as a substrate, To produce panose.

실시예Example 3-2. Amy 5 및  3-2. Amy 5 and 풀루란Pullulan 반응 산물의 분석 Analysis of reaction products

상기 실시예 3-1을 통해 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제는 풀루란으로부터 판노스를 생성함을 확인하였고, 더욱 정확히 확인하기 위하여 상기 반응 산물을 HPAEC(High Performance Anion Exchange Chromatography)를 이용하여 분석하였다.It was confirmed through Example 3-1 that α-amylase derived from Luminococcus bromi generates pannose from pullulan. To confirm more precisely, the reaction product was analyzed by HPAEC (High Performance Anion Exchange Chromatography) Respectively.

구체적으로, 용매 A(50 mM NaOH)와 용매 B(50 mM NaOH, 100 mM NaOAc)를 이용하여 50분까지 용매 B가 40%에 도달하는 직선 구배(linear gradient)를 주어 CarboPAC PA-1 컬럼에 통과시켰고, 통합 펄스 전류 측정 검출기(integrated pulsed amperometric detector)를 이용하여 정성 분석하였다. 또한, 글루코스, 말토스, 이소판노스 또는 판노스 기준의 검출 결과와 상기 반응 산물의 검출 결과를 비교하였다.Specifically, using a solvent A (50 mM NaOH) and a solvent B (50 mM NaOH, 100 mM NaOAc), a linear gradient reaching 40% of solvent B up to 50 minutes was applied to a CarboPAC PA-1 column , And qualitatively analyzed using an integrated pulsed amperometric detector. Further, the detection results of the glucose, maltose, isopanose or pananose standards and the detection results of the above reaction products were compared.

그 결과, 도 6에서 볼 수 있듯이, 풀루란을 기질로 사용한 반응 산물에는 글루코스, 말토스, 이소말토스 등의 부산물이 존재하지 않고, 판노스만이 존재함을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 6, it was confirmed that there was no by-product such as glucose, maltose, isomaltose or the like in the reaction product using pullulan as a substrate, and pananus was present only in the reaction product.

상기 결과를 통해, 루미노코커스 브로미 유래 α-아밀라아제가 풀루란을 기질로 사용하는 경우에는 풀루란을 분해하여, 다른 부산물 없이 판노스만을 고순도로 생성함을 확인하였다.From the above results, it was confirmed that when the α-amylase derived from LUMINOKOCUS BROOMI used pullulan as a substrate, pullulan was decomposed to produce only PANNOS in high purity without any other by-products.

이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.From the above description, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. In this regard, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims.

<110> University-Industry Cooperation Group of Kyung Hee University <120> Pullulan degrading enzyme from Ruminococcus bromii and use thereof <130> KPA170083-KR <160> 4 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 524 <212> PRT <213> Ruminococcus bromii <400> 1 Ser Lys Ser Asp Ser Ser Asp Gly Asn Thr Ala Lys Val Ala Asp Pro 1 5 10 15 Ile Glu Gly Val Lys Ala Thr Ala Ser Thr Asp Lys Tyr Arg Asn Tyr 20 25 30 Tyr Glu Ile Phe Val Asn Ser Phe Cys Asp Ser Asn Gly Asp Glu Thr 35 40 45 Gly Asp Leu Gln Gly Ile Ile Ser Gln Leu Asp Tyr Leu Asn Asp Gly 50 55 60 Asp Pro Asn Ser Gly Asp Asp Leu Gly Val Asp Ala Ile Trp Leu Thr 65 70 75 80 Pro Ile Met Pro Ser Lys Ser Tyr His Lys Tyr Asp Val Glu Asp Tyr 85 90 95 Tyr Asn Ile Asp Pro Asp Phe Gly Thr Leu Asp Asp Phe Asp Lys Leu 100 105 110 Ile Glu Glu Cys His Lys Arg Gly Ile Asn Val Ile Leu Asp Leu Val 115 120 125 Leu Asn His Ala Ser Ser Lys Asn Pro Leu Phe Thr Lys Ala Val Glu 130 135 140 Glu Val Ala Asp Asn Lys Leu Asp Gly Asn Ala Glu Tyr Phe Glu Ile 145 150 155 160 His Lys Ala Ser Tyr Phe Asp Ser Asn Thr Gln Thr Ile Ser Leu Gly 165 170 175 Asn Gly Tyr Ala Cys Glu Ala Asn Phe Ser Gln Glu Met Pro Glu Trp 180 185 190 Asn Leu Asn Ser Lys Lys Thr Arg Glu Glu Phe Thr Lys Ile Ala Lys 195 200 205 Phe Trp Leu Asp Arg Gly Val Asp Gly Phe Arg Leu Asp Ala Cys Lys 210 215 220 Tyr Phe Thr Asn Lys Glu Thr Asp Gly Thr Glu Phe Leu Lys Trp Phe 225 230 235 240 Tyr Asp Thr Cys Lys Gly Ile Lys Glu Asp Val Tyr Met Val Gly Glu 245 250 255 Asn Trp Thr Asp Asp Ser Asp Ile Gln Glu Leu Tyr Lys Ser Gly Ile 260 265 270 Asp Ser Gln Phe Ala Phe Lys Phe Ser Thr Ser Thr Gly Thr Ile Ile 275 280 285 Ser Asn Ile Ile Ser Gln Gly Gly Met Ala Thr Ala Lys Lys Ile Met 290 295 300 Asn Tyr Asp Asn Lys Met Ala Glu Ser Asn Pro Asn Ala Ile Asn Ala 305 310 315 320 Met Phe Leu Ser Asn His Asp Gln Val Arg Ser Gly Asn Ala Leu Glu 325 330 335 Ser Gln Gly Leu Ser Ser Gln Lys Leu Ala Ala Ala Val Tyr Met Leu 340 345 350 Ala Pro Gly Asn Pro Phe Ile Tyr Tyr Gly Glu Glu Ile Gly Ile Lys 355 360 365 Ala Pro Asn Thr Thr Asn Asp Ala Ala Tyr Arg Thr Gln Met Val Phe 370 375 380 Asp Ser Glu Asn Leu Pro Asp Ile Tyr Val Asn Gly Ile Gly Asp Glu 385 390 395 400 Pro Asp Val Pro Thr Gly Gly Gly Val Lys Gln Gln Leu Ala Asp Lys 405 410 415 Asp Ser Leu Leu Asn Tyr Tyr Arg Arg Ile Ile Thr Ile Lys Asn Gln 420 425 430 Asn Pro Glu Ile Ala Arg Gly Arg Ile Val Gly Thr Gln Gly Phe Asp 435 440 445 Asp Lys Thr Val Gly Ala Tyr Tyr Val Glu Tyr Glu Asp Ser Lys Leu 450 455 460 Leu Ile Ile His Asn Phe Ser Lys Asn Asp Ala Lys Glu Leu Thr Ile 465 470 475 480 Thr Asp Asp Met Ile Lys Asn Ala Thr Leu Arg Ala Asp Leu Ile Pro 485 490 495 Glu Ser Ser Ser Lys His Thr Glu Leu Lys Asp Gly Lys Ile Ser Val 500 505 510 Pro Pro Gln Ser Thr Val Ile Ile Lys Ser Ala Glu 515 520 <210> 2 <211> 1575 <212> DNA <213> Ruminococcus bromii <400> 2 tcaaaatcag attcatccga cggaaatact gcaaaagttg ccgacccgat tgaaggcgtt 60 aaggcaactg catcaaccga taaatacaga aactactacg aaattttcgt aaactctttc 120 tgcgattcaa acggtgacga aacaggcgac cttcagggaa tcatctcaca gcttgactac 180 cttaatgacg gcgatccgaa ttcaggtgac gacctcggtg ttgacgcaat ctggcttact 240 ccgattatgc cgtcaaagtc atatcataag tatgatgttg aagattatta caatattgat 300 cccgacttcg gtacgctcga cgattttgac aagcttattg aagaatgtca caagcgtggc 360 ataaatgtaa ttcttgacct tgttttgaat cacgcatctt caaaaaatcc gcttttcaca 420 aaggctgttg aagaggttgc cgataataag cttgacggca atgccgaata ttttgaaatt 480 cacaaggcct catattttga cagcaataca cagactatca gtcttggaaa cggttatgcc 540 tgtgaggcga acttttctca ggagatgccc gaatggaatc tcaattctaa aaagacgaga 600 gaagaattta caaaaattgc gaaattctgg cttgaccgag gagttgacgg cttcagactt 660 gacgcttgca aatactttac aaataaggaa accgacggaa cagaatttct caagtggttc 720 tacgacacct gcaagggtat taaggaagat gtctatatgg ttggcgagaa ctggaccgat 780 gattccgata ttcaggagct ttacaaatcc ggcatcgaca gccagtttgc atttaagttt 840 tcaacctcaa caggcacaat tatcagcaac atcatttcgc agggcggtat ggctactgcc 900 aaaaaaatta tgaactacga taacaaaatg gcagagtcaa atcccaatgc tatcaatgca 960 atgttccttt caaaccacga tcaggttcgt agcggaaacg cacttgaatc tcagggactt 1020 tcttctcaga aacttgcagc cgcagtttat atgcttgcgc cgggtaatcc gttcatctat 1080 tacggagagg aaatcggcat taaggctccg aataccacaa acgatgcggc atacagaaca 1140 cagatggttt ttgacagtga gaaccttccc gatatttatg taaacggtat cggagatgag 1200 ccagatgtgc ctaccggcgg cggtgtaaaa cagcagcttg ccgacaagga ttctctcctc 1260 aactactatc gtagaattat cacaatcaaa aatcagaacc ccgaaattgc aaggggcaga 1320 attgtaggca cacagggctt tgatgataag acagtcggcg cttactatgt tgagtatgag 1380 gattcaaagc tcctcattat tcacaacttc agcaagaatg acgccaagga gcttacaatt 1440 acagacgata tgattaagaa tgcaactctc cgtgcagacc ttatccccga gagcagttca 1500 aagcataccg agcttaaaga cggaaaaatc tctgtaccgc cacagtcaac ggtaatcatt 1560 aagtctgctg aatga 1575 <210> 3 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> F_NheI_rb_amy5 Forward primer <400> 3 gctagctcaa aatcagattc atccgacgga aa 32 <210> 4 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> F_NheI_rb_amy5 Reverse primer <400> 4 ctcgagttca gcagacttaa tgattaccgt tga 33 <110> University-Industry Cooperation Group of Kyung Hee University <120> Pullulan degrading enzyme from Ruminococcus bromii and use          the <130> KPA170083-KR <160> 4 <170> KoPatentin 3.0 <210> 1 <211> 524 <212> PRT <213> Ruminococcus bromii <400> 1 Ser Lys Ser Asp Ser Ser Asp Gly Asn Thr Ala Lys Val Ala Asp Pro   1 5 10 15 Ile Glu Gly Val Lys Ala Thr Ala Ser Thr Asp Lys Tyr Arg Asn Tyr              20 25 30 Tyr Glu Ile Phe Val Asn Ser Phe Cys Asp Ser Asn Gly Asp Glu Thr          35 40 45 Gly Asp Leu Gln Gly Ile Ile Ser Gln Leu Asp Tyr Leu Asn Asp Gly      50 55 60 Asp Pro Asn Ser Gly Asp Asp Leu Gly Val Asp Ala Ile Trp Leu Thr  65 70 75 80 Pro Ile Met Pro Ser Lys Ser Tyr His Lys Tyr Asp Val Glu Asp Tyr                  85 90 95 Tyr Asn Ile Asp Pro Asp Phe Gly Thr Leu Asp Asp Phe Asp Lys Leu             100 105 110 Ile Glu Glu Cys His Lys Arg Gly Ile Asn Val Ile Leu Asp Leu Val         115 120 125 Leu Asn His Ala Ser Ser Lys Asn Pro Leu Phe Thr Lys Ala Val Glu     130 135 140 Glu Val Ala Asp Asn Lys Leu Asp Gly Asn Ala Glu Tyr Phe Glu Ile 145 150 155 160 His Lys Ala Ser Tyr Phe Asp Ser Asn Thr Gln Thr Ile Ser Leu Gly                 165 170 175 Asn Gly Tyr Ala Cys Glu Ala Asn Phe Ser Gln Glu Met Pro Glu Trp             180 185 190 Asn Leu Asn Ser Lys Lys Thr Arg Glu Glu Phe Thr Lys Ile Ala Lys         195 200 205 Phe Trp Leu Asp Arg Gly Val Asp Gly Phe Arg Leu Asp Ala Cys Lys     210 215 220 Tyr Phe Thr Asn Lys Glu Thr Asp Gly Thr Glu Phe Leu Lys Trp Phe 225 230 235 240 Tyr Asp Thr Cys Lys Gly Ile Lys Glu Asp Val Tyr Met Val Gly Glu                 245 250 255 Asn Trp Thr Asp Asp Ser Asp Ile Gln Glu Leu Tyr Lys Ser Gly Ile             260 265 270 Asp Ser Gln Phe Ala Phe Lys Phe Ser Thr Ser Thr Gly Thr Ile Ile         275 280 285 Ser Asn Ile Ser Ser Gln Gly Gly Met Ala Thr Ala Lys Lys Ile Met     290 295 300 Asn Tyr Asp Asn Lys Met Ala Glu Ser Asn Pro Asn Ala Ile Asn Ala 305 310 315 320 Met Phe Leu Ser Asn His Asp Gln Val Arg Ser Gly Asn Ala Leu Glu                 325 330 335 Ser Gln Gly Leu Ser Ser Gln Lys Leu Ala Ala Ala Val Tyr Met Leu             340 345 350 Ala Pro Gly Asn Pro Phe Ile Tyr Tyr Gly Glu Glu Ile Gly Ile Lys         355 360 365 Ala Pro Asn Thr Thr Asn Asp Ala Ala Tyr Arg Thr Gln Met Val Phe     370 375 380 Asp Ser Glu Asn Leu Pro Asp Ile Tyr Val Asn Gly Ile Gly Asp Glu 385 390 395 400 Pro Asp Val Pro Thr Gly Gly Gly Val Lys Gln Gln Leu Ala Asp Lys                 405 410 415 Asp Ser Leu Leu Asn Tyr Tyr Arg Arg Ile Ile Thr Ile Lys Asn Gln             420 425 430 Asn Pro Glu Ile Ala Arg Gly Arg Ile Val Gly Thr Gln Gly Phe Asp         435 440 445 Asp Lys Thr Val Gly Ala Tyr Tyr Val Glu Tyr Glu Asp Ser Lys Leu     450 455 460 Leu Ile Ile His Asn Phe Ser Lys Asn Asp Ala Lys Glu Leu Thr Ile 465 470 475 480 Thr Asp Asp Met Ile Lys Asn Ala Thr Leu Arg Ala Asp Leu Ile Pro                 485 490 495 Glu Ser Ser Lys His Thr Glu Leu Lys Asp Gly Lys Ile Ser Val             500 505 510 Pro Pro Gln Ser Thr Val Ile Ile Lys Ser Ala Glu         515 520 <210> 2 <211> 1575 <212> DNA <213> Ruminococcus bromii <400> 2 tcaaaatcag attcatccga cggaaatact gcaaaagttg ccgacccgat tgaaggcgtt 60 aaggcaactg catcaaccga taaatacaga aactactacg aaattttcgt aaactctttc 120 tgcgattcaa acggtgacga aacaggcgac cttcagggaa tcatctcaca gcttgactac 180 cttaatgacg gcgatccgaa ttcaggtgac gacctcggtg ttgacgcaat ctggcttact 240 ccgattatgc cgtcaaagtc atatcataag tatgatgttg aagattatta caatattgat 300 cccgacttcg gtacgctcga cgattttgac aagcttattg aagaatgtca caagcgtggc 360 ataaatgtaa ttcttgacct tgttttgaat cacgcatctt caaaaaatcc gcttttcaca 420 aaggctgttg aagaggttgc cgataataag cttgacggca atgccgaata ttttgaaatt 480 cacaaggcct catattttga cagcaataca cagactatca gtcttggaaa cggttatgcc 540 tgtgaggcga acttttctca ggagatgccc gaatggaatc tcaattctaa aaagacgaga 600 gaagaattta caaaaattgc gaaattctgg cttgaccgag gagttgacgg cttcagactt 660 gacgcttgca aatactttac aaataaggaa accgacggaa cagaatttct caagtggttc 720 tacgacacct gcaagggtat taaggaagat gtctatatgg ttggcgagaa ctggaccgat 780 gattccgata ttcaggagct ttacaaatcc ggcatcgaca gccagtttgc atttaagttt 840 tcaacctcaa caggcacaat tatcagcaac atcatttcgc agggcggtat ggctactgcc 900 aaaaaaatta tgaactacga taacaaaatg gcagagtcaa atcccaatgc tatcaatgca 960 atgttccttt caaaccacga tcaggttcgt agcggaaacg cacttgaatc tcagggactt 1020 tcttctcaga aacttgcagc cgcagtttat atgcttgcgc cgggtaatcc gttcatctat 1080 tacggagagg aaatcggcat taaggctccg aataccacaa acgatgcggc atacagaaca 1140 cagatggttt ttgacagtga gaaccttccc gatatttatg taaacggtat cggagatgag 1200 ccagatgtgc ctaccggcgg cggtgtaaaa cagcagcttg ccgacaagga ttctctcctc 1260 aactactatc gtagaattat cacaatcaaa aatcagaacc ccgaaattgc aaggggcaga 1320 attgtaggca cacagggctt tgatgataag acagtcggcg cttactatgt tgagtatgag 1380 gattcaaagc tcctcattat tcacaacttc agcaagaatg acgccaagga gcttacaatt 1440 acagacgata tgattaagaa tgcaactctc cgtgcagacc ttatccccga gagcagttca 1500 aagcataccg agcttaaaga cggaaaaatc tctgtaccgc cacagtcaac ggtaatcatt 1560 aagtctgctg aatga 1575 <210> 3 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> &Lt; 223 > F_NheI_rb_amy5 Forward primer <400> 3 gctagctcaa aatcagattc atccgacgga aa 32 <210> 4 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> F_NheI_rb_amy5 Reverse primer <400> 4 ctcgagttca gcagacttaa tgattaccgt tga 33

Claims (12)

서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 α-아밀라아제(α-amylase) 단백질을 포함하는 판노스(panose) 제조용 조성물로서, 상기 단백질은 풀루라나아제(pullulanase) 활성을 가지는 것인, 조성물.1. A composition for the production of panose comprising an alpha -amylase protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, wherein the protein has pullulanase activity. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 판노스 제조용 조성물은 상기 단백질을 생산하는 미생물; 상기 미생물의 배양액; 상기 미생물 또는 상기 배양액의 파쇄물; 또는 이들의 조합을 추가로 포함하는 것인, 조성물.The composition of claim 1, wherein the composition for preparing panhose comprises a microorganism producing the protein; A culture solution of the microorganism; A disruption of said microorganism or said culture; Or a combination thereof. 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 α-아밀라아제(α-amylase) 단백질을 풀루란(pullulan)과 반응시키는 단계를 포함하는, 판노스(panose)의 제조방법으로서, 상기 단백질은 풀루라나아제(pullulanase) 활성을 가지는 것인, 제조방법.A method for producing a panose comprising reacting an α-amylase protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 with a pullulan, wherein the protein is pullulanase, &Lt; / RTI &gt; 제5항에 있어서, 상기 반응은 pH 4.5 내지 7.5에서 수행되는 것인, 제조방법.6. The process according to claim 5, wherein the reaction is carried out at a pH of 4.5 to 7.5. 제5항에 있어서, 상기 반응은 30 내지 50℃에서 수행되는 것인, 제조방법.6. The process according to claim 5, wherein the reaction is carried out at 30 to 50 &lt; 0 &gt; C. 제5항에 있어서, 상기 반응은 1 내지 5시간 동안 수행되는 것인, 제조방법.6. The process according to claim 5, wherein the reaction is carried out for 1 to 5 hours. 풀루란(pullulan)을 판노스(panose)로 분해하는 활성을 가진, 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 α-아밀라아제(α-amylase).An α-amylase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, having an activity of degrading pullulan into panose. 제9항의 α-아밀라아제(α-amylase)를 코딩하는 폴리뉴클레오티드.A polynucleotide encoding the alpha -amylase of claim 9. 제10항의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터.An expression vector comprising the polynucleotide of claim 10. 제11항의 발현 벡터를 포함하는, 인간을 제외한 형질전환체.


A transformant, excluding human, comprising the expression vector of claim 11.


KR1020170102987A 2017-08-14 2017-08-14 Pullulan degrading enzyme from Ruminococcus bromii and use thereof KR101978565B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170102987A KR101978565B1 (en) 2017-08-14 2017-08-14 Pullulan degrading enzyme from Ruminococcus bromii and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170102987A KR101978565B1 (en) 2017-08-14 2017-08-14 Pullulan degrading enzyme from Ruminococcus bromii and use thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190018581A KR20190018581A (en) 2019-02-25
KR101978565B1 true KR101978565B1 (en) 2019-05-15

Family

ID=65584969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170102987A KR101978565B1 (en) 2017-08-14 2017-08-14 Pullulan degrading enzyme from Ruminococcus bromii and use thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101978565B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102331482B1 (en) * 2021-08-02 2021-12-01 주식회사 바이오뱅크힐링 Ruminococcus bromii strain, and vesicles from thereof and anti-inflammation and anti-bacteria uses of thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016086205A2 (en) 2014-11-25 2016-06-02 Epiva Biosciences, Inc. Probiotic and prebiotic compositions, and methods of use thereof for modulation of the microbiome

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016086205A2 (en) 2014-11-25 2016-06-02 Epiva Biosciences, Inc. Probiotic and prebiotic compositions, and methods of use thereof for modulation of the microbiome

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hii S.L. et al, Enzyme Research ID 921362, 14 (2012.)*
Ze X. et al, mbio.asm.org. 6(5):e01058-15 (2015.)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190018581A (en) 2019-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10017748B2 (en) Construction of new variants of dextransucrase DSR-S by genetic engineering
KR101559478B1 (en) Method for Preparing Natural High Intensity Sweetener Rebaudiside A by Using Enzymatic Conversion
US20120296079A1 (en) Method for preparing enzymatically highly branched-amylose and amylopectin cluster
JP2000228980A5 (en)
KR101978565B1 (en) Pullulan degrading enzyme from Ruminococcus bromii and use thereof
KR20180072705A (en) Small molecule glycosylation method
KR100898384B1 (en) Thermostable sulfolobus sulfataricus-derived ?-glycosyl transferase and preparation method of branched cyclodextrin with the same
JP5383175B2 (en) Novel β-fructofuranosidase, production method thereof and use thereof
KR100735819B1 (en) Enzymatic preparation of highly purified maltooligosaccharide
JPH11318441A (en) Ultra heat-resistant and ultra acid-resistant amylopullulanase
US5804426A (en) Recombinant cyclodextran glucanotransferase mutants
KR102090672B1 (en) Thermostable Cyclodextran Glucanotransferase, Recombinant Vector Containing Gene of the Enzyme, and Transformant Transformed by the Vector
JP4012383B2 (en) Method for producing modified α-glucosidase and oligosaccharide
WO2020090734A1 (en) Maltotriose-generating amylase
KR101014802B1 (en) Method for producing glucose using debranching enzyme complex
KR100625100B1 (en) Maltopentaose-Producing Amylase and Process for Producing Maltopentaose
KR101294598B1 (en) 4-alpha-Glucanotransferase-amylose complex and the applications of the same
EP2031066A1 (en) Mutant and gene encoding the same
KR100319539B1 (en) Novel trehalose synthase fusion gene and fusion protein and process for preparation of trehalose therefrom
KR20180105623A (en) Method for production of glucose from starch using debranching enzyme derived from Acidothermus sp. having characteristic of thermostability and acid-resistance, and the glucose thereof
KR20210091217A (en) Method for producing secreted β-galactosidase

Legal Events

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