KR102012253B1 - Modified peroxidase gene and method of preparing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코돈-최적화된 과산화효소 변이 유전자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코돈-최적화된 식물유래 과산화효소 핵산 분자, 이를 포함하는 재조합 벡터 및 상기 재조합 벡터로 형질전환된 원핵세포에 관한 것이다. 본 발명은 대장균에서 과산화효소 발현율을 향상시켜 재배조건과 토지 등이 요구되는 기존의 농업적 과산화효소 생산을 유전공학적 생산으로 대체하여 저렴하고 지속적으로 효소공급을 할 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a codon-optimized peroxidase mutant gene and a method for preparing the same, and more particularly to codon-optimized plant-derived peroxidase nucleic acid molecule, a recombinant vector comprising the same and a prokaryotic cell transformed with the recombinant vector. It is about. The present invention has the advantage of supplying enzymes cheaply and continuously by improving the expression rate of peroxidase in E. coli by replacing genetic agricultural production with conventional agricultural peroxidase production, which requires cultivation conditions and land.

Description

과산화효소 변이 유전자 및 이의 제조방법{MODIFIED PEROXIDASE GENE AND METHOD OF PREPARING THE SAME}Peroxidase mutant gene and method for preparing the same {MODIFIED PEROXIDASE GENE AND METHOD OF PREPARING THE SAME}

본 발명은 과산화효소 변이 유전자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식물유래 과산화효소 유전자가 원핵세포에서 고도로 발현될 수 있도록 변형된 핵산 분자, 이를 포함하는 재조합 벡터 및 상기 재조합 벡터로 형질전환된 원핵세포, 및 상기 과산화효소 변이 유전자를 이용한 원핵세포에서 식물유래 과산화효소를 생산하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a peroxidase mutant gene and a method for preparing the same, and more particularly, a nucleic acid molecule modified to be highly expressed in a prokaryotic cell, a recombinant vector comprising the same, and a transformation with the recombinant vector. It relates to a prokaryotic cell, and a method of producing plant-derived peroxidase in prokaryotic cells using the peroxidase mutant gene.

생명체의 유전정보는 일부 바이러스를 제외하고 DNA에 저장되며, 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민 등 4 가지 염기의 서열에 의해 기록된다. 연속된 3 염기는 하나의 아미노산으로 전사 (transcription) 및 번역 (translation)되는데, 전사의 시작과 끝을 알리는 코돈을 제외해도 4X4X4=64 개의 가능한 코돈에서 60 여개의 코돈이 남게 된다. 이로 인해 한 개의 아미노산을 결정하는 코돈의 개수는 아미노산에 따라 한 개에서 여섯 개까지 중복 존재한다. 그런데, 특정 아미노산을 결정하는 코돈의 사용 빈도는 동일하지 않고 다소간의 편차가 있다. 예를 들어, 아미노산 류신(leucine)을 결정하는 코돈은 CTT, CTC, CTA, CTG, TTA, TTG 여섯 가지가 있지만, 실제로 대장균에서 류신(leucine)을 만들 경우, 위 코돈은 각각 10%, 10%, 3%, 55%, 11%, 11%의 빈도로 사용된다. 즉, 류신(leucine)으로 표현되는 phenotype의 절반 이상의 genotype은 CTG 코돈을 사용한다는 것이다. 다른 아미노산의 코돈 사용 빈도도 각양각색이어서, 페닐알라닌(phenylalanine)처럼 TTT, TTC 코돈이 거의 비슷한 빈도로 사용되는 아미노산도 있고, AGG 코돈은 아미노산 아르기닌(arginine)을 위한 코돈 중에서 단지 3%의 빈도를 가진다.Genetic information of living organisms is stored in DNA, except for some viruses, and recorded by four base sequences: adenine, guanine, cytosine, and thymine. Three consecutive bases are transcribed and translated into one amino acid, leaving about 60 codons at 4X4X4 = 64 possible codons, except for the codons that indicate the start and end of transcription. As a result, the number of codons that determine one amino acid may exist from one to six, depending on the amino acid. By the way, the use frequency of the codon which determines a specific amino acid is not the same, and there exists a some difference. For example, there are six codons that determine the amino acid leucine, CTT, CTC, CTA, CTG, TTA, and TTG.However, when leucine is produced in E. coli, the stomach codons are 10% and 10%, respectively. , 3%, 55%, 11%, 11%. In other words, more than half of the genotypes of phenotypes expressed in leucine use CTG codons. The codon usage of other amino acids is varied, with some amino acids in which TTT and TTC codons are used at about the same frequency as phenylalanine, and AGG codons have only 3% of the codons for the amino acid arginine. .

아미노산의 코돈 사용 빈도 추이는 다양하게 연구되어, 포유류, 식물, 대장균 등에 따라 서로 상이한 코돈 편향성을 나타낸다. 문헌에 보고되는 과산화효소 유전자는 식물에서 유래한 것으로 대장균의 코돈 편향성과는 매우 큰 차이를 보인다. 그런데, 코돈 편향성에 맞추어지지 않은 유전자는 단백질로의 발현이 현저히 감소한다. 이는 개별 코돈에 따른 tRNA의 양에 기인한 것이다. 일련의 보고에 따르면, 해당 유전자가 발현될 생물체에 맞추어 코돈을 최적화하면 단백질의 발현량이 크게 증가하는 것으로 알려져 있다.Trends in codon usage of amino acids have been studied in various ways and show different codon biases depending on mammals, plants, E. coli, and the like. The peroxidase gene reported in the literature is plant-derived and shows very large differences from codon bias in E. coli. However, genes that are not tailored to codon deflection significantly decrease expression into proteins. This is due to the amount of tRNA according to the individual codons. According to a series of reports, optimizing codons for the organisms in which the gene is to be expressed is known to significantly increase the amount of protein expressed.

한편, 과산화효소 (peroxidase)는 과산화수소를 매개하여 여타의 기질을 산화시키는 효소로서, 매우 안정하고 강력한 활성을 나타낸다. 이를 바탕으로 다양한 생화학적 분석과 임상 분석의 표지 물질로 대단히 광범위하게 사용되고 있어 그 수요가 매우 크다. 하지만, 현재 상업적으로 사용되는 대부분의 과산화효소는 식물로부터 추출한 것으로 유전공학적 대량 생산이 극히 드문 문제점이 있다. 이는 식물로부터 유래된 과산화효소 유전자의 구성 코돈이 대장균과 같은 통상적 유전공학 생산 시스템의 선호 코돈과 매우 차이가 나기 때문이다.
Meanwhile, peroxidase is an enzyme that mediates hydrogen peroxide to oxidize other substrates and exhibits very stable and powerful activity. Based on this, it is very widely used as a labeling material for various biochemical and clinical analyses. However, most of the commercially available peroxidases are extracted from plants and have a very rare problem in mass production of genetic engineering. This is because the codons of the peroxidase gene derived from plants are very different from the preferred codons of conventional genetic engineering production systems such as E. coli.

본 발명은 대장균에서 과산화효소 발현율을 향상시켜 재배조건과 토지 등이 요구되는 기존의 농업적 과산화효소 생산을 유전공학적 생산으로 대체하여 저렴하고 지속적인 공급을 가능하게 하고자 한다.The present invention is to improve the expression rate of peroxidase in E. coli to replace the existing agricultural peroxidase production required for cultivation conditions and land to genetic engineering production to enable a cheap and sustainable supply.

따라서 본 발명의 일구현예는 코돈-최적화된 식물유래 과산화효소의 핵산분자를 제공하고자 한다.Therefore, one embodiment of the present invention is to provide a nucleic acid molecule of codon-optimized plant-derived peroxidase.

또한 본 발명의 다른 구현예는 상기 핵산분자를 포함하는 재조합 벡터 및 상기 재조합벡터로 형질전환된 원핵세포 및 이를 이용하여 원핵세포에서 식물유래 과산화효소를 대량으로 제조하는 방법을 제공하고자 한다.Another embodiment of the present invention is to provide a recombinant vector comprising the nucleic acid molecule and a prokaryotic cell transformed with the recombinant vector, and a method for producing a large amount of plant-derived peroxidase from prokaryotic cells using the same.

또한 본 발명의 일구현예는 대장균에서 과산화효소 발현율을 향상시킨, 식물유래 과산화효소 변이 유전자의 제조방법을 제공하고자 한다.In addition, one embodiment of the present invention is to provide a method for producing a plant-derived peroxidase mutant gene, which improves the expression rate of peroxidase in E. coli.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 국한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, another task that is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 구현예는 코돈-최적화된 식물유래 과산화효소 핵산분자, 바람직하게는 염기서열이 하기 표 1에 나타낸 염기서열로 변형된, 코돈-최적화된 식물유래 과산화효소 핵산 분자를 제공한다.In order to solve the above object, one embodiment of the present invention is a codon-optimized plant-derived peroxidase nucleic acid molecule, preferably the base sequence is modified to the base sequence shown in Table 1, codon-optimized plant-derived peroxidation Provides enzyme nucleic acid molecules.

또한 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 핵산분자를 포함하는 재조합 벡터 및 상기 재조합벡터로 형질전환된 원핵세포를 제공한다.In addition, another embodiment of the present invention provides a recombinant vector comprising the nucleic acid molecule and a prokaryotic cell transformed with the recombinant vector.

또한 본 발명의 다른 일구현예는 상기 원핵세포를 이용하여 식물유래 과산화효소를 제조하는 방법을 제공한다.In addition, another embodiment of the present invention provides a method for producing a plant-derived peroxidase using the prokaryotic cells.

본 발명자들은 발현 코돈의 최적화에 따라 수십 배의 단백질 발현 차이가 있다는 것에 기초하여 코돈 최적화에 따른 과산화효소 대량 생산을 위하여 본 발명을 완성하게 되었다. 따라서, 상기 코돈 최적화한 과산화효소 변이 유전자를 원핵세포, 바람직하게는 대장균으로 도입하여 유전공학적 방법으로 대량으로 과산화효소를 생산할 수 있다.
The present inventors have completed the present invention for mass production of peroxidase according to codon optimization based on the fact that there are several orders of magnitude difference in protein expression according to the optimization of the expression codon. Therefore, the codon-optimized peroxidase mutant gene can be introduced into prokaryotic cells, preferably E. coli, to produce peroxidase in large quantities by genetic engineering.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일구현예는 코돈-최적화된 과산화효소의 핵산분자를 제공한다. 상기 핵산분자는 숙주세포, 바람직하게는 대장균의 코돈 편향성을 고려하여 식물유래 과산화효소 유전자를 대장균에 최적화된 코돈을 갖는 염기서열로 변형된 핵산분자이다.One embodiment of the invention provides nucleic acid molecules of codon-optimized peroxidase. The nucleic acid molecule is a nucleic acid molecule modified with a base sequence having a codon optimized for E. coli in consideration of the codon deflection of the host cell, preferably E. coli.

바람직한 예로 상기 핵산분자는, 서열번호 1에서 5번째 아미노산인 프롤린을 코드하는 염기서열 CCT를 CCG로 변형, 6번째 아미노산인 트레오닌을 코드하는 염기서열 ACA를 ACC로 변형, 11번째 아미노산인 세린을 코드하는 염기서열 AGC를 TCT로 변형, 13번째 아미노산인 프롤린을 코드하는 염기서열 CCC를 CCG로 변형, 22번째 아미노산인 트레오닌을 코드하는 염기서열 ACA를 ACG로 변형, 26번째 아미노산인 글루탐산을 코드하는 염기서열 GAG를 GAA로 변형, 및 28번째 아미노산인 아르기닌을 코드하는 염기서열 AGA를 CGT로 변형된 것일 수 있다.In a preferred embodiment, the nucleic acid molecule is a nucleotide sequence CCT encoding proline, which is the fifth amino acid in SEQ ID NO: 1, to CCG, a base sequence ACA that encodes the sixth amino acid, threonine, to ACC; Nucleotide sequence of AGC is transformed into TCT, nucleotide sequence of 13th amino acid proline is transformed to CCG, nucleotide sequence of the 22nd amino acid threonine is transformed into ACG, and the 26th amino acid is glutamic acid The sequence GAG may be modified with GAA, and the base sequence AGA encoding the 28th amino acid arginine may be modified with CGT.

서열번호 1의 77개의 아미노산 중 5번째, 6번째, 11번째, 13번째, 22번째, 26번째 및 28번째가 변형되고, 추가적으로 그 외 1 내지 70개의 아미노산을 코드하는 염기서열 중(하기 표 1) 하나 이상이 변형된 코돈 최적화된 식물유래 과산화효소 핵산 분자일 수 있다. 5th, 6th, 11th, 13th, 22nd, 26th, and 28th of 77 amino acids of SEQ ID NO: 1 are modified, and additionally among the base sequences encoding 1 to 70 amino acids (Table 1 below) One or more may be a modified codon optimized plant derived peroxidase nucleic acid molecule.

위치
(서열번호 1)
location
(SEQ ID NO 1)
아미노산amino acid 변형전Before transformation 변형후After transformation 위치
(서열번호 1)
location
(SEQ ID NO 1)
아미노산amino acid 변형전Before transformation 변형 후After deformation
5 번째5th 프롤린Proline CCTCCT CCGCCG 80 번째80th 발린Valine GTGGTG GTTGTT 6 번째6th 트레오닌Threonine ACAACA ACCACC 85 번째85th 리신Lee Sin AAGAAG AAAAAA 7 번째7th 페닐알라닌Phenylalanine TTCTTC TTTTTT 86 번째86th 알라닌Alanine GCTGCT GCGGCG 8 번째8th 티로신Tyrosine TACTAC TATTAT 89 번째89th 글루탐산Glutamic acid GAGGAG GAAGAA 9 번째9th 아스파르트산Aspartic acid GACGAC GATGAT 93 번째93rd 프롤린Proline CCACCA CCGCCG 11 번째11th 세린Serine AGCAGC TCTTCT 94 번째94th 아르기닌Arginine CGACGA CGCCGC 13 번째13th 프롤린Proline CCCCCC CCGCCG 95 번째95th 트레오닌Threonine ACAACA ACGACG 14 번째14th 아스파라긴Asparagine AACAAC AATAAT 97 번째97th 세린Serine AGTAGT TCTTCT 15 번째15th 발린Valine GTGGTG GTTGTT 104 번째104th 이소류신Isoleucine ATAATA ATTATT 16 번째16th 세린Serine TCCTCC TCATCA 110 번째110th 발린Valine GTGGTG GTAGTA 17 번째17th 아스파라긴Asparagine AACAAC AATAAT 115 번째115th 글리신Glycine GGAGGA GGCGGC 21 번째21st 아스파르트산Aspartic acid GACGAC GATGAT 119 번째119th 아르기닌Arginine AGAAGA CGTCGT 22 번째22nd 트레오닌Threonine ACAACA ACGACG 120 번째120th 발린Valine GTGGTG GTAGTA 25 번째25th 아스파라긴Asparagine AACAAC AATAAT 124 번째124th 아르기닌Arginine CGACGA CGCCGC 26 번째26th 글루탐산Glutamic acid GAGGAG GAAGAA 128 번째128th 류신Leucine CTACTA CTGCTG 27 번째27th 류신Leucine CTCCTC TTGTTG 132 번째132th 류신Leucine CTACTA CTTCTT 28 번째28th 아르기닌Arginine AGAAGA CGTCGT 142 번째142 th 프롤린Proline CCACCA CCGCCG 31 번째31st 프롤린Proline CCCCCC CCGCCG 150 번째150th 리신Lee Sin AAGAAG AAAAAA 32 번째32nd 아르기닌Arginine AGGAGG CGCCGC 154 번째154th 아르기닌Arginine AGAAGA CGTCGT 34 번째34th 알라닌Alanine GCTGCT GCGGCG 156 번째156th 발린Valine GTGGTG GTAGTA 35 번째35th 알라닌Alanine GCTGCT GCGGCG 162 번째162th 세린Serine AGTAGT TCGTCG 37 번째37th 이소류신Isoleucine ATAATA ATTATT 169 번째169 th 글리신Glycine GGAGGA GGCGGC 41 번째41st 히스티딘Histidine CACCAC CATCAT 170 번째170 th 글리신Glycine GGAGGA GGTGGT 42 번째42nd 페닐알라닌Phenylalanine TTCTTC TTTTTT 172 번째172 th 트레오닌Threonine ACAACA ACGACG 44 번째44th 아스파르트산Aspartic acid GACGAC GATGAT 174 번째174th 글리신Glycine GGAGGA GGTGGT 46 번째46th 페닐알라닌Phenylalanine TTCTTC TTTTTT 175 번째175th 리신Lee Sin AAGAAG AAAAAA 47 번째47th 발린Valine GTGGTG GTTGTT 179 번째179th 아르기닌Arginine AGGAGG CGCCGC 52 번째52nd 알라닌Alanine GCTGCT GCGGCG 184 번째184th 아르기닌Arginine AGGAGG CGCCGC 54 번째54th 이소류신Isoleucine ATAATA ATTATT 205 번째205th 트레오닌Threonine ACAACA ACGACG 58 번째58th 아스파라긴Asparagine AACAAC AATAAT 207 번째207th 아르기닌Arginine AGAAGA CGTCGT 61 번째61th 세린Serine AGTAGT TCTTCT 210 번째210 th 프롤린Proline CCACCA CCGCCG 64 번째64th 트레오닌Threonine ACTACT ACCACC 217 번째217th 세린Serine AGTAGT TCGTCG 66 번째66th 리신Lee Sin AAGAAG AAAAAA 219 번째219th 류신Leucine CTACTA CTTCTT 68 번째68th 알라닌Alanine GCAGCA GCGGCG 225 번째225th 아르기닌Arginine CGGCGG CGTCGT 71 번째71st 아스파라긴Asparagine AACAAC AATAAT 238 번째238th 류신Leucine CTACTA TTGTTG 72 번째72nd 알라닌Alanine GCTGCT GCGGCG 245 번째245 th 이소류신Isoleucine ATAATA ATTATT 75 번째75th 알라닌Alanine GCCGCC GCGGCG 265 번째265th 아르기닌Arginine AGAAGA CGTCGT 76 번째76th 아르기닌Arginine AGGAGG CGCCGC 303 번째303 th 아르기닌Arginine AGAAGA CGRCGR 79 번째79th 프롤린Proline CCACCA CCGCCG

가장 바람직한 예로 서열번호 2로 이루어진 코돈-최적화된 과산화효소 핵산 분자일 수 있으며, 서열번호 2를 가지는 염기서열은 도 2에 제시하였다. 서열번호 2는 서양겨자무 과산화효소의 390개의 아미노산을 대장균의 코돈 편향성에 맞게 최적-코돈화 한 것이다. 따라서 상기 최적-코돈화로 인해 핵산 분자들은 숙주세포인 대장균에서 높은 과산화효소 발현을 보인다.Most preferred example may be a codon-optimized peroxidase nucleic acid molecule consisting of SEQ ID NO: 2, the base sequence having SEQ ID NO: 2 is shown in FIG. SEQ ID NO: 2 is the optimal codonization of 390 amino acids of Western mustard peroxidase according to the codon bias of E. coli. Therefore, nucleic acid molecules show high expression of peroxidase in host cell E. coli due to the optimal codonization.

또한 본 발명의 다른 일례로 상기 핵산분자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다. 상기 벡터는 전형적으로 외부 DNA가 삽입될 수 있는 전달 DNA를 포함하며, 핵산분자의 일종으로 또 다른 핵산과 결합하여 숙주세포로 이송되어 목적 단백질을 발현할 수 있는 것을 의미한다. 상기 벡터는 플라스미드 벡터, 코스미드 벡터, 박테리오파지 벡터 및 바이러스 벡터 등을 포함한 통상의 모든 벡터를 포함한다. In another embodiment of the present invention also provides a recombinant vector comprising the nucleic acid molecule. The vector typically includes a delivery DNA into which an external DNA can be inserted, and means that a nucleic acid molecule can be combined with another nucleic acid and transferred to a host cell to express a target protein. Such vectors include all conventional vectors, including plasmid vectors, cosmid vectors, bacteriophage vectors, viral vectors, and the like.

또한 본 발명의 다른 일례로 상기 재조합 벡터로 형질전환된 원핵세포를 제공한다. 상기 재조합 벡터는 원핵세포 내부로 도입될 수 있으며, 도입 방법은 전기충격 유전자 전달법 (electroporation), 인산칼슘 (CaPO4) 침전, 염화칼슘 (CaCl2) 침전, PEG, 텍스트란 설페이트, 리포펙타민 등의 공지된 방법으로 수행할 수 있다.In another embodiment of the present invention provides a prokaryotic cell transformed with the recombinant vector. The recombinant vector may be introduced into prokaryotic cells, and the introduction method may include electroshock gene transfer (electroporation), calcium phosphate (CaPO 4 ) precipitation, calcium chloride (CaCl 2 ) precipitation, PEG, textlan sulfate, lipofectamine, and the like. It can be carried out by a known method of.

상기 원핵세포는 외래 유전자로 형질전환 될 수 있는 원핵세포이면 가능하며, 예를 들어, 대장균 (Escherichia coli), 로도코커스 (Rhodococcus), 슈도모나스 (Pseudomonas), 스트렙토마이세스 (Streptomyces), 스타필로코커스 (Staphylococcus), 시폴러버스 (Syfolobus), 써모플라즈마 (Thermoplasma), 써모프로테우스 (Thermoproteus) 등의 다양한 미생물을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 대장균 및 사카로미세스 세리비시아(Saccharomyces cerevisiae)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The prokaryotic cells may be prokaryotic cells that can be transformed with a foreign gene, for example, Escherichia coli, Rhodococcus, Pseudomonas, Streptomyces, Staphylococcus ( It may include various microorganisms such as Staphylococcus, Syfolobus, Thermoplasma, Thermoproroteus, preferably from the group consisting of E. coli and Saccharomyces cerevisiae. Can be selected.

바람직하게는 대장균일 수 있으며, 구체적으로 대장균 XL1-blue, 대장균 BL21(DE3), 대장균 JM109, 대장균 DH 시리즈, 대장균 TOP10 및 대장균 HB101 등을 포함할 수 있다. Preferably, it may be E. coli, and may specifically include E. coli XL1-blue, E. coli BL21 (DE3), E. coli JM109, E. coli DH series, E. coli TOP10 and E. coli HB101.

또한 본 발명의 다른 일례는 상기 원핵세포를 이용하여 식물 유래 과산화효소를 제조하는 방법을 제공한다.In addition, another example of the present invention provides a method for producing a plant-derived peroxidase using the prokaryotic cells.

배지성분, 배양온도 및 배양시간 등의 조건을 적절히 조절하여, 상기 형질전환된 원핵세포를 배양할 수 있다. 구체적으로, 배양 배지는 탄소원, 질소원, 미량Conditions such as media components, culture temperature and culture time can be appropriately adjusted to culture the transformed prokaryotic cells. Specifically, the culture medium is a carbon source, nitrogen source, trace amount

원소 성분 등과 같은 미생물의 성장과 생존에 필수적인 모든 영양소를 포함할 수 있다. 배지의 pH는 적절히 조정할 수 있고, 항생제 등의 성분을 포함할 수 있다. It may contain all the nutrients necessary for the growth and survival of microorganisms such as elemental components. The pH of the medium can be adjusted appropriately and may include components such as antibiotics.

또한, 이소프로필 베타 디 티오갈락토피라노사이드 (isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside, 이하 IPTG라고 함) 등의 유도제 (inducer)를 처리하여 과산화효소의 발현을 유도할 수 있다. 처리되는 유도제의 종류는 벡터 시스템에 따라 결정될 수 있으며, 유도제 투여시간 및 투여량 등의 조건은 적절하게 조절될 수 있다. 배지성분, 배양온도 및 배양시간 등의 조건의 선택은 사용하는 원핵세포의 종류에 따라 적절히 결정될 수 있다.In addition, an inducer such as isopropyl beta dithiogalactopyranoside (hereinafter referred to as IPTG) can be treated to induce the expression of peroxidase. The type of inducer to be treated may be determined according to the vector system, and conditions such as the induction agent administration time and dosage may be appropriately controlled. The selection of the conditions such as the medium component, the incubation temperature and the incubation time can be appropriately determined depending on the type of prokaryotic cell used.

발현된 과산화효소는 통상의 방법으로 회수 및 정제된다. 예를 들어, 원심분리 방법으로 회수한 세포를, 프렌치 프레스, 초음파 파쇄기 등을 이용하여 파쇄 할 수 있다. 배양액으로 과산화효소가 분비되는 경우에는 배양 상등액을 수집할 수 있다. 과발현에 의해 응집되는 경우, 적절한 용액에서 과산화효소를 용해시키고 및 변성시키고 재폴딩시켜서 얻을 수 있다. 글루타티온, 디티오트레이톨, β-머캅토에탄올, β-머캅토메탄올, 시스틴 및 시스타민의 산화 및 환원 시스템을 사용하고 요소, 구아니딘, 아르기닌 등의 재폴딩제 등을 이용할 수 있다. 재폴딩제와 함께 염의 일부를 사용할 수 있다.The expressed peroxidase is recovered and purified by conventional methods. For example, the cells recovered by the centrifugation method can be crushed using a French press, an ultrasonic crusher or the like. If superoxide is secreted into the culture, the culture supernatant can be collected. If aggregated by overexpression, it can be obtained by dissolving and denaturing and refolding the peroxidase in a suitable solution. Oxidation and reduction systems of glutathione, dithiothreitol, β-mercaptoethanol, β-mercaptomethanol, cystine and cystamine can be used, and refolding agents such as urea, guanidine, arginine and the like can be used. Some of the salts may be used with the refolding agent.

이 때, 70℃ 내지 85℃에서 10분 내지 60분간 열처리하는 공정을 추가할 수도 있다.At this time, the step of heat treatment for 10 minutes to 60 minutes at 70 ℃ to 85 ℃ may be added.

상기 과산화효소의 제조규모는 목적에 맞도록 조절할 수 있다.
The production scale of the peroxidase can be adjusted to suit the purpose.

본 발명의 코돈-최적화된 식물유래 과산화효소 핵산 분자로 인하여 통상적 유전공학 생산 시스템인, 예를 들면 대장균에서 높은 과산화효소 발현을 나타내며, 따라서 재배조건과 토지 등이 요구되는 기존의 농업적 과산화효소 생산을 유전공학적 생산으로 대체하여 저렴하고 지속적인 공급이 가능하게 할 수 있는 장점이 있다.
The codon-optimized plant-derived peroxidase nucleic acid molecule of the present invention exhibits high peroxidase expression in conventional genetic engineering production systems, e.g., E. coli, and therefore, conventional agricultural peroxidase production requiring cultivation conditions and land. There is an advantage that can be replaced by genetic engineering to enable cheap and sustainable supply.

도 1은 서양겨자무 유래 과산화효소의 염기서열(서열번호 1) 및 아미노산 서열(서열번호 3)을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 코돈 최적화된 과산화효소의 염기서열(서열번호 2) 및 아미노산 서열(서열번호 3)을 나타낸 것이다.
도 3은 코돈 최적화 이전과 이후의 과산화효소 염기서열 및 아미노산 서열을 함께 나타낸 것이다.
도 4는 과산화효소 유전자의 클로닝 맵(Cloning map)을 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 3과 비교예 1에 따른 SDS-PAGE 결과를 나타낸 것이다.
Figure 1 shows the nucleotide sequence (SEQ ID NO: 1) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 3) of Western mustard-derived peroxidase.
Figure 2 shows the base sequence (SEQ ID NO: 2) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 3) of the codon optimized peroxidase according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the peroxidase base sequence and amino acid sequence before and after codon optimization.
4 shows a cloning map of the peroxidase gene.
5 shows SDS-PAGE results according to Example 3 and Comparative Example 1. FIG.

이하 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, these are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

[실시예]EXAMPLE

실시예Example 1. 코돈 최적화 설계 1. Codon Optimization Design

서양겨자무(horseradish) 과산화효소 유전자의 코돈 최적화를 수행하였다. 도 1에 나타난 바와 같이 메티오닌 (methionine)으로 시작된 서양겨자무(horseradish) 과산화효소(서열번호 1)는 세린 (serine)을 끝으로 309개의 아미노산으로 구성되며, 마지막 TAA는 정지 코돈이다.Codon optimization of the horseradish peroxidase gene was performed. As shown in FIG. 1, horseradish peroxidase (SEQ ID NO: 1), which is started with methionine, consists of 309 amino acids ending with serine, and the last TAA is a stop codon.

하기 표 2에서는 상기 서양겨자무 과산화효소의 개별 아미노산을 코드하는 코돈들의 아미노산 명칭, 해당 아미노산을 코드하기 위해 사용된 코돈의 빈도수, 해당 코돈의 대장균에서의 사용 빈도의 %, 및 그 %에 따라 재분배된 각 코돈의 새로운 빈도수를 나타내었다.Table 2 shows the amino acid name of the codons encoding the individual amino acids of the mustard radish peroxidase, the frequency of the codons used to code the amino acids, the percentage of use of the codon in E. coli, and the percentage of redistribution The new frequency of each codon was shown.

아미노산amino acid 구분division 1One 22 33 44 55 66 AlanineAlanine 코돈Codon GCTGCT GCAGCA GCCGCC GCGGCG 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 99 66 77 1One 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 1919 2525 2222 3434 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 44 55 66 88 CysteineCysteine 코돈Codon TGCTGC TGTTGT 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 55 33 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 5757 4343 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 55 33 AspartateAspartate 코돈Codon GACGAC GATGAT 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 1212 99 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 4141 5959 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 99 1212 GlutamateGlutamate 코돈Codon GAAGAA GAGGAG 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 33 44 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 7070 3030 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 55 22 PhenylalaninePhenylalanine 코돈Codon TTTTTT TTCTTC 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 77 1313 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 5151 4949 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 1010 1010 GlycineGlycine 코돈Codon GGTGGT GGCGGC GGAGGA GGGGGG 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 55 66 44 22 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 3838 4040 99 1313 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 77 88 00 22 HistidineHistidine 코돈Codon CATCAT CACCAC 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 1One 22 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 5252 4848 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 22 1One IsoleucineIsoleucine 코돈Codon ATCATC ATTATT ATAATA 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 77 22 44 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 4646 4747 77 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 77 66 00 LysineLysine 코돈Codon AAAAAA AAGAAG 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 1One 55 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 7676 2424 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 55 1One LeucineLeucine 코돈Codon CTGCTG CTTCTT CTCCTC TTATTA TTGTTG CTACTA 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 1818 22 55 44 22 44 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 5555 1010 1010 1111 1111 33 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 1919 44 44 44 44 00 MethionineMethionine 코돈Codon ATGATG 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 55 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 100100 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 55 AsparagineAsparagine 코돈Codon AACAAC AATAAT 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 2121 66 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 6161 3939 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 1616 1111 ProlineProline 코돈Codon CCGCCG CCACCA CCTCCT CCCCCC 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 22 77 44 44 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 5555 2020 1616 1010 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 99 33 33 22 GlutamineGlutamine 코돈Codon CAGCAG CAACAA 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 99 44 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 6969 3131 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 99 44 ArginineArginine 코돈Codon CGTCGT CGCCGC CGACGA CGGCGG AGAAGA AGGAGG 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 44 44 22 1One 66 44 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 4242 3737 55 88 44 33 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 1111 1010 00 00 00 00 SerineSerine 코돈Codon TCTTCT TCCTCC TCATCA TCGTCG AGTAGT AGCAGC 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 22 55 22 1One 77 88 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 1919 1717 1212 1313 1313 2727 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 55 44 33 33 33 77 ThreonineThroneine 코돈Codon ACCACC ACTACT ACAACA ACGACG 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 1010 77 55 33 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 4848 2424 22 2626 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 1212 66 00 77 ValineValine 코돈Codon GTTGTT GTGGTG GTCGTC GTAGTA 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 22 1212 33 00 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 2929 3434 2020 1717 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 55 66 33 33 TryptophanTryptophan 코돈Codon TGGTGG 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 1One 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 100100 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 1One TyrosineTyrosine 코돈Codon TATTAT TACTAC 최적화 이전 과산화효소 코돈 사용 수Number of preoxidation codons used before optimization 22 33 대장균의 코돈 사용 빈도(%)Codon usage frequency of Escherichia coli (%) 5353 4747 재분배한 코돈 사용 수Redistributed codon usage 33 22

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 서양겨자무(horseradish) 과산화효소 390 아미노산 중 알라닌 (alanine)은 23 개가 존재한다. 알라닌은 총 4 개의 코돈을 사용하며, 서양겨자무(horseradish) 과산화효소는 GCT, GCA, GCC, GCG 코돈을 각각 9, 6, 7, 1 회 사용한다. 한편, 대장균의 경우 알라닌을 코드하기 위해 각각의 코돈이 사용되는 빈도는 19%, 22%, 23%, 32%로 알려져 있다. 이를 기반으로 23 개의 아미노산을 재분배하여 각각 4, 5, 6, 8 회 사용되도록 했다. 한편, 사용빈도가 10% 미만인 코돈은 사용을 안 하는 것으로 하여 최고 빈도 아미노산에 더했다.As shown in Table 2, there are 23 alanines in horseradish peroxidase 390 amino acids. Alanine uses a total of four codons, while horseradish peroxidase uses 9, 6, 7, and 1 GCT, GCA, GCC, and GCG codons, respectively. On the other hand, in the case of E. coli, the frequency of using each codon to encode alanine is known to be 19%, 22%, 23%, 32%. Based on this, 23 amino acids were redistributed and used 4, 5, 6 and 8 times, respectively. On the other hand, codons with a frequency of less than 10% were added to the highest frequency amino acid by not using it.

코돈 최적화의 여부는 특히 그것이 N-terminal에 가까울수록 유전자의 발현에 큰 영향을 미치며(Nucleic Acids Research, vol. 18, no. 6, 1465-1473,1990), 이는 단백질의 발현 초기에 tRNA의 원활한 공급이 중요하다는 것을 의미하며, 이를 기초하여 코돈 빈도수의 재조정 완료 후, N-terminal에 가까운 코돈부터 코돈 변경을 실시하여 총 77 개의 코돈을 변경하였다(서열번호 2). 상기 변형된 코돈을 포함하는 과산화효소의 변이 유전자 염기서열을 도 2에 나타내었다.Codon optimization has a significant effect on gene expression, especially as it is closer to the N-terminal (Nucleic Acids Research, vol. 18, no. 6, 1465-1473,1990), which indicates that the smoothness of tRNA in the early This means that the supply is important, and based on this, the codon frequency was changed from the codon close to the N-terminal and the codons were changed from 77 codons (SEQ ID NO: 2). The mutant gene sequence of the peroxidase containing the modified codon is shown in FIG. 2.

실시예Example 2. 코돈 최적화된 과산화효소 변이 유전자 제조 2. Codon-Optimized Peroxidase Mutation Gene Preparation

2.1 발현 벡터의 제조2.1 Preparation of Expression Vectors

상기 실시예 1에 따라 코돈이 최적화된 유전자는 Bioneer의 유전자 합성서비스를 이용하여 단일체로 합성하였다. DNA 절편의 용이한 취급을 위해 양 끝단에 특이적 제한효소, 즉 BstBⅠ 및 NotⅠ의 인식부위를 삽입하였으며, 상기 DNA 절편을 도 4와 같이 pGEM-B1 또는 pGEM-B2에 삽입한 후, 대장균을 사용한 증폭 및 정제를 거쳐 사용하였다.Codon-optimized genes according to Example 1 were synthesized in a single body using Bioneer's gene synthesis service. Recognition sites of specific restriction enzymes, ie, BstBI and NotI, were inserted at both ends for easy handling of DNA fragments, and the DNA fragments were inserted into pGEM-B1 or pGEM-B2 as shown in FIG. Used after amplification and purification.

과산화효소 유전자를 발현용 벡터로 옮기기 위해, 미리 삽입한 특이적 제한효소 인식 부위를 해당 BstBI 및 NotI로 처리하여 잘라내었다. 상기 BstBI 및 NotI로 pET-45(+)에 처리한 후에 상기 DNA 절편을 혼합하고 T4 DNA ligase을 사용하여 연결시켰다. 발현 벡터의 과산화효소 포함 여부는 miniprep. 방법을 이용하여 확인하였다.
To transfer the peroxidase gene to the expression vector, the previously inserted specific restriction enzyme recognition site was cut out by treatment with the corresponding BstBI and NotI. After treatment with pET-45 (+) with the BstBI and NotI, the DNA fragments were mixed and linked using T4 DNA ligase. Whether the expression vector contained peroxidase was determined by miniprep. It was confirmed using the method.

2.2 형질 도입2.2 Transduction

실시예 2.1에서 제조된 과산화효소 변이 유전자를 포함하는 발현벡터는 calcium chloride 방법을 통해 발현 균주인 Escherichia coli BL21 (DE3) 에 형질 도입시켰다.
The expression vector containing the peroxidase mutant gene prepared in Example 2.1 is Escherichia which is an expression strain through the calcium chloride method coli BL21 (DE3) was transduced.

실시예Example 3. 코돈 최적화된  3. Codon Optimized 대장균에서의In E. coli 과산화 효소 발현 Peroxidase Expression

발현 벡터가 도입된 Escherichia coli BL21 (DE3) 균주(실시예 2.2)를 LB-agar/Amp. 배지에서 37℃ 하룻밤동안 배양하였다. 배양한 Escherichia coli BL21 (DE3) 균주 콜로니를 LB/Amp. 배지에서 37℃ 하룻밤동안 배양하였다. 배양된 액상의 균주 200ul를 4ml LB/Amp 배지에 첨가하였고, 37℃에서 4 내지 6시간동안 배양하였다. Escherichia with Expression Vector coli BL21 (DE3) strain (Example 2.2) was isolated from LB-agar / Amp. The medium was incubated overnight at 37 ° C. Cultured Escherichia coli BL21 (DE3) strain colonies were identified as LB / Amp. The medium was incubated overnight at 37 ° C. 200ul of cultured liquid strain was added to 4ml LB / Amp medium and incubated at 37 ° C for 4-6 hours.

상기 배양물의 600 nm 파장에서의 흡광도가 0.5 내지 1.0에 이르렀을 때에, IPTG를 1mM가 되도록 첨가하여 발현을 유도하였고, IPTG를 첨가한 후에는 37℃ 에서 2시간 추가배양 하였다.When the absorbance at 600 nm wavelength of the culture reached 0.5 to 1.0, the expression was induced by adding IPTG to 1mM, and further cultured at 37 2 hours after the addition of IPTG.

과산화효소의 발현은 SDS-PAGE를 통해 확인하였다. 발현된 과산화효소는 약 34 kD의 분자량이므로 분자량 마커와 비교하여 IPTG에 의한 발현 유도 전후를 비교하여 발현 유무를 알 수 있었다. SDS-PAGE 상의 과산화효소 밴드에 대해 ImageJ를 사용하여 측정하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다.
Peroxidase expression was confirmed by SDS-PAGE. Since the expressed peroxidase has a molecular weight of about 34 kD, the presence or absence of expression was found by comparing with before and after expression of IPTG in comparison with the molecular weight marker. The peroxidase band on SDS-PAGE was measured using ImageJ, and the results are shown in FIG. 5.

비교예Comparative example 1.  One. 대장균에서의In E. coli 과산화 효소 발현 Peroxidase Expression

상기 실시예 3에서 형질전환 되지 않은 Escherichia coli BL21 (DE3)를 사용한 것 이외에는 동일한 방법을 사용하여 배양하고, 발현된 과산화 효소를 SDS-PAGE를 통해 관찰하였고, 그 결과를 도 5에 나타내었다. Escherichia not transformed in Example 3 Except for using coli BL21 (DE3) was cultured using the same method, and the expressed peroxidase was observed through SDS-PAGE, the results are shown in FIG.

도 5에 나타난 바와 같이, 대장균 발현을 위한 코돈 최적화 이전의 과산화 효소 발현량 보다 코돈 최적화된 과산화 효소 발현량이 약 4.7 내지 6.3 배의 증가를 보이는 것을 확인하였다.
As shown in FIG. 5, it was confirmed that the codon-optimized peroxidase expression amount increased by about 4.7 to 6.3 times than the codon-optimized expression amount before codon optimization for E. coli expression.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

<110> ELECTRONICS AND TELECOMMUNICATIONS RESEARCH INSTITUTE <120> MODIFIED PEROXIDASE GENE AND METHOD OF PREPARING THE SAME <130> DPP20127095KR <160> 3 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 930 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> horseradish peroxidase <400> 1 atgcagttaa cccctacatt ctacgacaat agctgtccca acgtgtccaa catcgttcgc 60 gacacaatcg tcaacgagct cagatccgat cccaggatcg ctgcttcaat attacgtctg 120 cacttccatg actgcttcgt gaatggttgc gacgctagca tattactgga caacaccacc 180 agtttccgca ctgaaaagga tgcattcggg aacgctaaca gcgccagggg ctttccagtg 240 atcgatcgca tgaaggctgc cgttgagtca gcatgcccac gaacagtcag ttgtgcagac 300 ctgctgacta tagctgcgca acagagcgtg actcttgcag gcggaccgtc ctggagagtg 360 ccgctcggtc gacgtgactc cctacaggca ttcctagatc tggccaacgc caacttgcct 420 gctccattct tcaccctgcc ccagctgaag gatagcttta gaaacgtggg tctgaatcgc 480 tcgagtgacc ttgtggctct gtccggagga cacacatttg gaaagaacca gtgtaggttc 540 atcatggata ggctctacaa tttcagcaac actgggttac ctgaccccac gctgaacact 600 acgtatctcc agacactgag aggcttgtgc ccactgaatg gcaacctcag tgcactagtg 660 gactttgatc tgcggacccc aaccatcttc gataacaagt actatgtgaa tctagaggag 720 cagaaaggcc tgatacagag tgatcaagaa ctgtttagca gtccaaacgc cactgacacc 780 atcccactgg tgagaagttt tgctaactct actcaaacct tctttaacgc cttcgtggaa 840 gccatggacc gtatgggtaa cattacccct ctgacgggta cccaaggcca gattcgtctg 900 aactgcagag tggtcaacag caactcttaa 930 <210> 2 <211> 930 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> modified(codon-optimized) peroxidase <400> 2 atgcagttaa ccccgacctt ttatgataat tcttgtccga atgtttcaaa tatcgttcgc 60 gatacgatcg tcaatgaatt gcgttccgat ccgcgcatcg cggcgtcaat tttacgtctg 120 cattttcatg attgctttgt taatggttgc gacgcgagca ttttactgga caataccacc 180 tctttccgca ccgaaaaaga tgcgttcggg aatgcgaaca gcgcgcgcgg ctttccggtt 240 atcgatcgca tgaaagcggc cgttgaatca gcatgcccgc gcacggtctc ttgtgcagac 300 ctgctgacta ttgctgcgca acagagcgta actcttgcag gcggcccgtc ctggcgtgta 360 ccgctcggtc gccgtgactc cctgcaggca ttccttgatc tggccaacgc caacttgcct 420 gctccgttct tcaccctgcc ccagctgaaa gatagctttc gtaacgtagg tctgaatcgc 480 tcgtcggacc ttgtggctct gtccggcggt cacacgtttg gtaaaaacca gtgtcgcttc 540 atcatggatc gcctctacaa tttcagcaac actgggttac ctgaccccac gctgaacact 600 acgtatctcc agacgctgcg tggcttgtgc ccgctgaatg gcaacctctc ggcacttgtg 660 gactttgatc tgcgtacccc aaccatcttc gataacaagt actatgtgaa tttggaggag 720 cagaaaggcc tgattcagag tgatcaagaa ctgtttagca gtccaaacgc cactgacacc 780 atcccactgg tgcgtagttt tgctaactct actcaaacct tctttaacgc cttcgtggaa 840 gccatggacc gtatgggtaa cattacccct ctgacgggta cccaaggcca gattcgtctg 900 aactgccgtg tggtcaacag caactcttaa 930 <210> 3 <211> 309 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peroxidase <400> 3 Met Gln Leu Thr Pro Thr Phe Tyr Asp Asn Ser Cys Pro Asn Val Ser 1 5 10 15 Asn Ile Val Arg Asp Thr Ile Val Asn Glu Leu Arg Ser Asp Pro Arg 20 25 30 Ile Ala Ala Ser Ile Leu Arg Leu His Phe His Asp Cys Phe Val Asn 35 40 45 Gly Cys Asp Ala Ser Ile Leu Leu Asp Asn Thr Thr Ser Phe Arg Thr 50 55 60 Glu Lys Asp Ala Phe Gly Asn Ala Asn Ser Ala Arg Gly Phe Pro Val 65 70 75 80 Ile Asp Arg Met Lys Ala Ala Val Glu Ser Ala Cys Pro Arg Thr Val 85 90 95 Ser Cys Ala Asp Leu Leu Thr Ile Ala Ala Gln Gln Ser Val Thr Leu 100 105 110 Ala Gly Gly Pro Ser Trp Arg Val Pro Leu Gly Arg Arg Asp Ser Leu 115 120 125 Gln Ala Phe Leu Asp Leu Ala Asn Ala Asn Leu Pro Ala Pro Phe Phe 130 135 140 Thr Leu Pro Gln Leu Lys Asp Ser Phe Arg Asn Val Gly Leu Asn Arg 145 150 155 160 Ser Ser Asp Leu Val Ala Leu Ser Gly Gly His Thr Phe Gly Lys Asn 165 170 175 Gln Cys Arg Phe Ile Met Asp Arg Leu Tyr Asn Phe Ser Asn Thr Gly 180 185 190 Leu Pro Asp Pro Thr Leu Asn Thr Thr Tyr Leu Gln Thr Leu Arg Gly 195 200 205 Leu Cys Pro Leu Asn Gly Asn Leu Ser Ala Leu Val Asp Phe Asp Leu 210 215 220 Arg Thr Pro Thr Ile Phe Asp Asn Lys Tyr Tyr Val Asn Leu Glu Glu 225 230 235 240 Gln Lys Gly Leu Ile Gln Ser Asp Gln Glu Leu Phe Ser Ser Pro Asn 245 250 255 Ala Thr Asp Thr Ile Pro Leu Val Arg Ser Phe Ala Asn Ser Thr Gln 260 265 270 Thr Phe Phe Asn Ala Phe Val Glu Ala Met Asp Arg Met Gly Asn Ile 275 280 285 Thr Pro Leu Thr Gly Thr Gln Gly Gln Ile Arg Leu Asn Cys Arg Val 290 295 300 Val Asn Ser Asn Ser 305 <110> ELECTRONICS AND TELECOMMUNICATIONS RESEARCH INSTITUTE <120> MODIFIED PEROXIDASE GENE AND METHOD OF PREPARING THE SAME <130> DPP20127095KR <160> 3 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 930 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> horseradish peroxidase <400> 1 atgcagttaa cccctacatt ctacgacaat agctgtccca acgtgtccaa catcgttcgc 60 gacacaatcg tcaacgagct cagatccgat cccaggatcg ctgcttcaat attacgtctg 120 cacttccatg actgcttcgt gaatggttgc gacgctagca tattactgga caacaccacc 180 agtttccgca ctgaaaagga tgcattcggg aacgctaaca gcgccagggg ctttccagtg 240 atcgatcgca tgaaggctgc cgttgagtca gcatgcccac gaacagtcag ttgtgcagac 300 ctgctgacta tagctgcgca acagagcgtg actcttgcag gcggaccgtc ctggagagtg 360 ccgctcggtc gacgtgactc cctacaggca ttcctagatc tggccaacgc caacttgcct 420 gctccattct tcaccctgcc ccagctgaag gatagcttta gaaacgtggg tctgaatcgc 480 tcgagtgacc ttgtggctct gtccggagga cacacatttg gaaagaacca gtgtaggttc 540 atcatggata ggctctacaa tttcagcaac actgggttac ctgaccccac gctgaacact 600 acgtatctcc agacactgag aggcttgtgc ccactgaatg gcaacctcag tgcactagtg 660 gactttgatc tgcggacccc aaccatcttc gataacaagt actatgtgaa tctagaggag 720 cagaaaggcc tgatacagag tgatcaagaa ctgtttagca gtccaaacgc cactgacacc 780 atcccactgg tgagaagttt tgctaactct actcaaacct tctttaacgc cttcgtggaa 840 gccatggacc gtatgggtaa cattacccct ctgacgggta cccaaggcca gattcgtctg 900 aactgcagag tggtcaacag caactcttaa 930 <210> 2 <211> 930 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> modified (codon-optimized) peroxidase <400> 2 atgcagttaa ccccgacctt ttatgataat tcttgtccga atgtttcaaa tatcgttcgc 60 gatacgatcg tcaatgaatt gcgttccgat ccgcgcatcg cggcgtcaat tttacgtctg 120 cattttcatg attgctttgt taatggttgc gacgcgagca ttttactgga caataccacc 180 tctttccgca ccgaaaaaga tgcgttcggg aatgcgaaca gcgcgcgcgg ctttccggtt 240 atcgatcgca tgaaagcggc cgttgaatca gcatgcccgc gcacggtctc ttgtgcagac 300 ctgctgacta ttgctgcgca acagagcgta actcttgcag gcggcccgtc ctggcgtgta 360 ccgctcggtc gccgtgactc cctgcaggca ttccttgatc tggccaacgc caacttgcct 420 gctccgttct tcaccctgcc ccagctgaaa gatagctttc gtaacgtagg tctgaatcgc 480 tcgtcggacc ttgtggctct gtccggcggt cacacgtttg gtaaaaacca gtgtcgcttc 540 atcatggatc gcctctacaa tttcagcaac actgggttac ctgaccccac gctgaacact 600 acgtatctcc agacgctgcg tggcttgtgc ccgctgaatg gcaacctctc ggcacttgtg 660 gactttgatc tgcgtacccc aaccatcttc gataacaagt actatgtgaa tttggaggag 720 cagaaaggcc tgattcagag tgatcaagaa ctgtttagca gtccaaacgc cactgacacc 780 atcccactgg tgcgtagttt tgctaactct actcaaacct tctttaacgc cttcgtggaa 840 gccatggacc gtatgggtaa cattacccct ctgacgggta cccaaggcca gattcgtctg 900 aactgccgtg tggtcaacag caactcttaa 930 <210> 3 <211> 309 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peroxidase <400> 3 Met Gln Leu Thr Pro Thr Phe Tyr Asp Asn Ser Cys Pro Asn Val Ser   1 5 10 15 Asn Ile Val Arg Asp Thr Ile Val Asn Glu Leu Arg Ser Asp Pro Arg              20 25 30 Ile Ala Ala Ser Ile Leu Arg Leu His Phe His Asp Cys Phe Val Asn          35 40 45 Gly Cys Asp Ala Ser Ile Leu Leu Asp Asn Thr Thr Ser Phe Arg Thr      50 55 60 Glu Lys Asp Ala Phe Gly Asn Ala Asn Ser Ala Arg Gly Phe Pro Val  65 70 75 80 Ile Asp Arg Met Lys Ala Ala Val Glu Ser Ala Cys Pro Arg Thr Val                  85 90 95 Ser Cys Ala Asp Leu Leu Thr Ile Ala Ala Gln Gln Ser Val Thr Leu             100 105 110 Ala Gly Gly Pro Ser Trp Arg Val Pro Leu Gly Arg Arg Asp Ser Leu         115 120 125 Gln Ala Phe Leu Asp Leu Ala Asn Ala Asn Leu Pro Ala Pro Phe Phe     130 135 140 Thr Leu Pro Gln Leu Lys Asp Ser Phe Arg Asn Val Gly Leu Asn Arg 145 150 155 160 Ser Ser Asp Leu Val Ala Leu Ser Gly Gly His Thr Phe Gly Lys Asn                 165 170 175 Gln Cys Arg Phe Ile Met Asp Arg Leu Tyr Asn Phe Ser Asn Thr Gly             180 185 190 Leu Pro Asp Pro Thr Leu Asn Thr Thr Tyr Leu Gln Thr Leu Arg Gly         195 200 205 Leu Cys Pro Leu Asn Gly Asn Leu Ser Ala Leu Val Asp Phe Asp Leu     210 215 220 Arg Thr Pro Thr Ile Phe Asp Asn Lys Tyr Tyr Val Asn Leu Glu Glu 225 230 235 240 Gln Lys Gly Leu Ile Gln Ser Asp Gln Glu Leu Phe Ser Ser Pro Asn                 245 250 255 Ala Thr Asp Thr Ile Pro Leu Val Arg Ser Phe Ala Asn Ser Thr Gln             260 265 270 Thr Phe Phe Asn Ala Phe Val Glu Ala Met Asp Arg Met Gly Asn Ile         275 280 285 Thr Pro Leu Thr Gly Thr Gln Gly Gln Ile Arg Leu Asn Cys Arg Val     290 295 300 Val Asn Ser Asn Ser 305

Claims (7)

서열번호 1에서 5번째 아미노산인 프롤린을 코드하는 염기서열 CCT를 CCG로 변형, 6번째 아미노산인 트레오닌을 코드하는 염기서열 ACA를 ACC로 변형, 11번째 아미노산인 세린을 코드하는 염기서열 AGC를 TCT로 변형, 13번째 아미노산인 프롤린을 코드하는 염기서열 CCC를 CCG로 변형, 22번째 아미노산인 트레오닌을 코드하는 염기서열 ACA를 ACG로 변형, 26번째 아미노산인 글루탐산을 코드하는 염기서열 GAG를 GAA로 변형, 및 28번째 아미노산인 아르기닌을 코드하는 염기서열 AGA를 CGT로 변형한, 과산화효소의 핵산 분자.The base sequence CCT encoding proline, the fifth amino acid of SEQ ID NO: 1, is transformed into CCG, the base sequence ACA encoding the threonine, which is the sixth amino acid, is transformed into ACC, and the base sequence AGC, encoding the eleventh amino acid, is converted to TCT. Modified, base sequence CCC encoding 13th amino acid proline to CCG, base sequence ACA encoding threonine 22nd amino acid to ACG, base sequence GAG encoding glutamic acid 26th amino acid to GAA, And a nucleic acid molecule of peroxidase wherein the base sequence AGA encoding the arginine as the 28th amino acid is modified with CGT. 제1항에 있어서,
상기 핵산분자는 서열번호 2로 이루어지는 핵산 분자.
The method of claim 1,
The nucleic acid molecule is a nucleic acid molecule consisting of SEQ ID NO: 2.
제1항 또는 제2항의 핵산분자를 포함하는 재조합 벡터.A recombinant vector comprising the nucleic acid molecule of claim 1. 제3항에 있어서,
상기 벡터는 플라스미드 벡터, 코스미드 벡터, 박테리오파지 벡터 및 바이러스 벡터로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 재조합 벡터.
The method of claim 3,
Wherein said vector is selected from the group consisting of plasmid vectors, cosmid vectors, bacteriophage vectors, and viral vectors.
대장균을 제3항의 재조합 벡터로 형질전환시킨, 형질전환 대장균.E. coli transformed with the recombinant vector of claim 3, transformed E. coli. 제5항에 있어서,
상기 대장균은 대장균 XL1-blue, 대장균 BL21(DE3), 대장균 JM109, 대장균 DH 시리즈, 대장균 TOP10 및 대장균 HB101로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 형질전환 대장균.
The method of claim 5,
The E. coli is selected from the group consisting of E. coli XL1-blue, E. coli BL21 (DE3), E. coli JM109, E. coli DH series, E. coli TOP10 and E. coli HB101, transformed E. coli.
제5항의 형질전환 대장균을 이용하여 과산화효소를 제조하는 방법.
A method for preparing a peroxidase using the transformed Escherichia coli of claim 5.
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