KR102154123B1 - Alginotytic enzyme complex and method for preparing thereof - Google Patents

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KR102154123B1
KR102154123B1 KR1020190041362A KR20190041362A KR102154123B1 KR 102154123 B1 KR102154123 B1 KR 102154123B1 KR 1020190041362 A KR1020190041362 A KR 1020190041362A KR 20190041362 A KR20190041362 A KR 20190041362A KR 102154123 B1 KR102154123 B1 KR 102154123B1
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한성옥
이미정
정다운
현정은
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Abstract

The present invention relates to an alginate-decomposing enzyme complex and the like. The enzyme complex exhibits a synergistic effect on decomposition of alginates, a main component of brown algae, by using endo- and exo-alginate lyase together with a dockerin and cohesin. The present invention can provide a stable alginate-decomposing enzyme complex by providing a small skeletal protein miniaturizing cellulosome as a skeletal protein. In addition, the small skeletal protein includes a carbohydrate binding module to increase accessibility to a substrate to be decomposed, thereby enabling faster and more efficient alginate decomposition activity. The present invention is expected to be actively used in a field of development and utilization of new bio materials such as biofuels using decomposition products of alginates.

Description

알지네이트 분해 효소 복합체 및 이의 제조방법{Alginotytic enzyme complex and method for preparing thereof}Alginate degrading enzyme complex and method for preparing the same {Alginotytic enzyme complex and method for preparing thereof}

본 발명은 알지네이트 분해 효소 복합체 등에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 엑소-알지네이트 라이에이즈 및 도커린 모듈;과 엔도-알지네이트 라이에이즈 및 도커린 모듈;이 코헤신 모듈을 포함하는 소형 골격단백질에 결합된 알지네이트 분해 효소 복합체와 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an alginate degrading enzyme complex, and more specifically, exo-alginate lyase and docurin module; and endo-alginate lyase and docurin module; decomposition of alginate bound to a small skeletal protein including the kohesin module It relates to an enzyme complex and a method for preparing the same.

갈조류(Brown algae)는 보통 해양성 다세포 조류에 속하는 원생생물의 한 군으로서, 전세계적으로 약 1500종이 알려져 있으며 그 대부분이 바다에 산다. 갈조류를 구성하는 주요 성분은 알지네이트(Alginate)로 갈조류의 약 40%를 차지하고 있다. 국내에서 많이 볼 수 있는 갈조류의 종류로는 부채말, 다시마, 미역, 톳, 모자반 등이 있다. Brown algae is a group of protozoa that usually belong to marine multicellular algae. About 1,500 species are known worldwide, most of which live in the sea. The main component of brown algae is alginate, which accounts for about 40% of brown algae. Types of brown algae that can be found a lot in Korea include fantail, kelp, seaweed, tot, and hatban.

한편, 알지네이트는 갈조류의 세포벽을 구성하는 만누론산 (β-D-mannuronic acid)과 이의 구조 이성질체인 글루론산(α¥α-L-guluronic acid)으로 구성되어 유로네이트(urinate)의 임의적 반복으로 구성되어 있다. 또한, 알지네이트 분자구조식은 (C6H8O6)n이고, 그 세부적인 구조에 있어서, 만누론산(M)이 반복된 부분을 폴리-M-블록(poly-M block), 글루론산(G)이 반복된 부분을 폴리-G-블록(poly-G block), 만누론산과 글루론산이 반복된 부분을 폴리-MG-블록(poly-MG block)이라고 부른다.On the other hand, alginate is composed of mannuronic acid (β-D-mannuronic acid) constituting the cell wall of brown algae and its structural isomer, gluronic acid (α¥α-L-guluronic acid), and is composed of arbitrary repetition of urinate. Has been. In addition, the alginate molecular structural formula is (C6H8O6)n, and in its detailed structure, a portion in which mannuronic acid (M) is repeated is a poly-M block and a portion in which glutonic acid (G) is repeated. Is called a poly-G block, and a part in which mannuronic acid and glutonic acid are repeated is called a poly-MG block.

알지네이트 라이에이즈(Alginate lyase)는 알지네이트를 분해하는 효소로서, 효소가 분해하는 알지네이트의 부분에 따라 엑소(exo-)와 엔도(endo-) 타입으로 나뉘며, β-elimination을 통해 글리코시드 결합(glycosidic bond)를 절단하여 알지네이트를 분해한다. 엑소-알지네이트 라이에이즈는 비환원 말단으로부터 단량체인 알지네이트를 외인성 방식으로 절단하며, 엔도-알지네이트 라이에이즈는 내인성 방식으로 알지네이트를 절단한다. Alginate lyase is an enzyme that degrades alginate, and is divided into exo- and endo-types according to the part of alginate that the enzyme decomposes, and glycosidic bond through β-elimination. ) To decompose alginate. Exo-alginate lyase cleaves alginate, which is a monomer from the non-reducing end, in an exogenous manner, and endo-alginate lyase cleaves alginate in an endogenous manner.

알지네이트 라이에이즈에 의해 최종적으로 분해된 유로네이트 단량체(uronate monomer)는 비효소적으로 4-디옥시-L-에리쓰로-5-헥소세울로우즈 우론산 (4-deoxy-L-erythro-5-hexoseulose uronic acid: DEH)로 전환되고, DEH는 대사공학적으로 재조합된 미생물 (Yeast 등)의 탄소원으로 이용되어 바이오 에탄올 등의 바이오 연료와 바이오 신소재 등을 제공할 수 있다. The uronate monomer finally decomposed by alginate lyase is non-enzymatically 4-deoxy-L-erythro-5-hexoseulose uronic acid (4-deoxy-L-erythro-5). -hexoseulose uronic acid: DEH), and DEH is used as a carbon source for metabolic engineering recombined microorganisms (Yeast, etc.) to provide biofuels such as bioethanol and new biomaterials.

본 발명자들은 갈조류에 풍부하게 존재하는 알지네이트의 분해산물로 고품질의 바이오 신소재 및 연료를 공급하기 위하여 알지네이트의 빠르고 효율적인 분해 방법에 대해 예의 연구함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have completed the present invention by studying a fast and efficient decomposition method of alginate in order to supply high-quality bio new materials and fuels as decomposition products of alginate abundantly present in brown algae.

KR 10-1120359KR 10-1120359

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 엑소- 및 엔도- 타입의 알지네이트 라이에이즈, 도커린, 및 코헤신이 소형 골격단백질에 결합된 알지네이트 분해 효소 복합체와 그 효소 복합체의 제조방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an alginate decomposing enzyme complex in which exo- and endo-type alginate lyase, docurin, and kohesin are bound to a small skeletal protein, and a method of preparing the enzyme complex.

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

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 엑소-알지네이트 라이에이즈 및 도커린 모듈;과 엔도-알지네이트 라이에이즈 및 도커린 모듈;이 코헤신 모듈을 포함하는 소형 골격단백질에 결합된 알지네이트 분해 효소 복합체를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an alginate degrading enzyme complex bound to a small skeletal protein including an exo-alginate lyase and docurin module; and an endo-alginate lyase and docurin module; and the kohesin module do.

본 발명의 일 구현예로서, 상기 효소 복합체는 탄수화물 결합 모듈(carbohydrate binding module: CBM)을 포함할 수 있다. As an embodiment of the present invention, the enzyme complex may include a carbohydrate binding module (CBM).

또한, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 알지네이트 분해 효소 복합체의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for preparing an alginate degrading enzyme complex comprising the following steps.

(1) 엑소-알지네이트 라이에이즈를 암호화하는 유전자 및 도커린 모듈을 암호화하는 유전자를 포함하는 벡터를 주입한 제1형질전환체 제조단계; (1) exo-alginate lyase-encoding gene and the first transformant production step injecting a vector containing a gene encoding a docurin module;

(2) 엔도-알지네이트 라이에이즈를 암호화하는 유전자 및 도커린 모듈을 암호화하는 유전자를 포함하는 벡터를 주입한 제2형질전환체 제조단계;(2) a second transformant production step in which a vector including a gene encoding endo-alginate lyase and a gene encoding a docurin module is injected;

(3) 코헤신 모듈을 암호화하는 유전자 및 소형 골격단백질을 암호화하는 유전자를 포함하는 벡터를 주입한 제3형질전환체 제조단계;(3) preparing a third transformant in which a vector containing a gene encoding a cohesin module and a gene encoding a small skeletal protein is injected;

(4) 상기 제1 내지 제3 형질전환체를 각각 또는 하나의 배지에서 배양하는 단계; 및(4) culturing each of the first to third transformants or in one medium; And

(5) 상기 형질전환체의 배양 상등액을 분리하는 단계.(5) separating the culture supernatant of the transformant.

본 발명의 일 구현예로서, 상기 (1) 단계의 엑소-알지네이트 라이에이즈를 암호화하는 유전자는 서열번호 1의 염기서열을 포함하거나, 이로 이루어진 유전자일 수 있다. As an embodiment of the present invention, the gene encoding the exo-alginate lyase in step (1) may be a gene comprising or consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

본 발명의 다른 구현예로서, 상기 (2) 단계의 엔도-알지네이트 라이에이즈를 암호화하는 유전자는 서열번호 2의 염기서열을 포함하거나, 이로 이루어진 유전자일 수 있다. As another embodiment of the present invention, the gene encoding the endo-alginate lyase of step (2) may include or consist of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.

본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 (1) 및 (2) 단계의 도커린 모듈을 암호화하는 유전자는 서열번호 3의 염기서열을 포함하거나, 이로 이루어진 유전자일 수 있다. As another embodiment of the present invention, the gene encoding the dockerin module of steps (1) and (2) may include or consist of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3.

본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 (3) 단계의 코헤신 모듈을 암호화하는 유전자는 서열번호 4의 염기서열을 포함하거나, 이로 이루어진 유전자일 수 있다. As another embodiment of the present invention, the gene encoding the cohesin module of step (3) may be a gene comprising or consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4.

본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 (3) 단계의 소형 골격단백질을 암호화하는 유전자는 서열번호 5의 염기서열을 포함하거나, 이로 이루어진 유전자 일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the gene encoding the small skeletal protein in step (3) may include or consist of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.

본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 제조방법에서 상기 벡터가 주입되어 숙주로 이용되는 세포는 대장균(Escherichia coli)일 수 있다. As another embodiment of the present invention, the cell used as a host by injection of the vector in the manufacturing method may be Escherichia coli .

본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 벡터는 상기 숙주 세포에서 활발하게 발현되는 것이라면 제한되지 아니하나, 바람직하게는 pColdⅡ플라스미 벡터일 수 있다.As another embodiment of the present invention, the vector is not limited as long as it is actively expressed in the host cell, but may preferably be a pCold II plasmi vector.

본 발명은 엔도와 엑소 타입의 알지네이트 라이에이즈를 도커린 및 코헤신과 함께 사용함으로써 갈조류의 주 성분인 알지네이트 분해에 시너지 효과를 나타내고, 셀룰로좀을 소형화한 소형 골격단백질을 골격 단백질로 제공함으로써 안정적인 알지네이트 분해 효소 복합체를 제공할 수 있다. 또한, 상기 소형 골격단백질은 탄수화물 결합 모듈을 포함하여 분해 대상 기질에 대한 접근성을 높여 보다 빠르고 효율적인 알지네이트 분해활성을 가질 수 있도록 한다. 본 발명은 알지네이트의 분해산물을 이용한 바이오 연료 등의 바이오 신소재 개발활용 분야에서 활발하게 이용될 것으로 기대된다.The present invention shows a synergistic effect on the decomposition of alginate, the main component of brown algae, by using endo and exo-type alginate lyase together with docurin and kohesin, and by providing a small skeletal protein miniaturizing cellulose as a skeletal protein, stable alginate It is possible to provide a digestive enzyme complex. In addition, the small skeletal protein includes a carbohydrate binding module to increase accessibility to a substrate to be decomposed, thereby enabling a faster and more efficient alginate decomposition activity. The present invention is expected to be actively used in the field of development and utilization of new bio materials such as biofuels using decomposition products of alginate.

도 1은 알지네이트 분해 효소 복합체 제작의 모식도 이다.
도 2a는 재조합 엑소-알지네이트 라이에이즈 유전자가 삽입된 재조합 벡터의 모식도 이고, 도 2b는 엔도-알지네이트 라이에이즈 유전자가 삽입된 재조합 벡터의 모식도 이다.
도 3은 His-tag 부착 단백질의 정제 및 전기영동을 수행하여 형질전환체의 단백질 발현을 확인한 도면이다[(A) BL21/alya1-doc (57 kDa) (B) BL21/alya5-doc (47 kDa) (C) BL21/mCbpA (56.8 kDa)].
도 4는 셀룰로스 결합특성을 이용하여 엑소- 및 엔도- 알지네이트 라이에이즈의 소형 골격단백질과의 결합을 확인한 도면이다.
도 5는 엑소- 및 엔도- 알지네이트 라이에이즈의 알지네이트 분해 활성을 확인한도면이다.
1 is a schematic diagram of the preparation of an alginate decomposing enzyme complex.
2A is a schematic diagram of a recombinant vector into which a recombinant exo-alginate lyase gene is inserted, and FIG. 2B is a schematic diagram of a recombinant vector into which an endo-alginate lyase gene is inserted.
Figure 3 is a diagram showing the protein expression of the transformant by performing purification and electrophoresis of the His-tag adhesion protein [(A) BL21/alya1-doc (57 kDa) (B) BL21/alya5-doc (47 kDa) ) (C) BL21/mCbpA (56.8 kDa)].
4 is a view confirming the binding of exo- and endo-alginate lyase with small skeletal proteins using cellulose binding properties.
Figure 5 is a diagram confirming the alginate decomposition activity of exo- and endo- alginate lyase.

본 발명자들은 빠르고 효율적으로 갈조류를 분해하는 효소 복합체 기술에 대해 연구하여, 엔도- 및 엑소 타입의 알지네이트 라이에이즈를 동시에 이용하는 경우 갈조류의 분해 활성에 시너지 효과(synergistic effect)가 발생하며, 소형 골격단백질을 골격단백질로써 이용하여 하나의 알지네이트 분해 효소 복합체로 제공함으로서 보다 활발한 알지네이트 분해 활성을 나타냄을 구체적인 실험으로 확인하여 본 발명을 완성하였다. The present inventors studied enzyme complex technology that rapidly and efficiently decomposes brown algae, and when endo- and exo-type alginate lyase are simultaneously used, a synergistic effect occurs on the decomposition activity of brown algae, and small skeletal proteins are used. The present invention was completed by confirming through a specific experiment that more active alginate decomposing activity was exhibited by using it as a skeleton protein and providing it as one alginate decomposing enzyme complex.

이에, 본 발명은 엑소-알지네이트 라이에이즈 및 도커린 모듈;과 엔도-알지네이트 라이에이즈 및 도커린 모듈;이 코헤신 모듈을 포함하는 소형 골격단백질에 결합된 알지네이트 분해 효소 복합체를 제공한다. Accordingly, the present invention provides an exo-alginate lyase and docurin module; and an endo-alginate lyase and docurin module; and an alginate decomposing enzyme complex bound to a small skeleton protein including the kohesin module.

본 발명에서 “알지네이트 라이에이즈(Alginate lyase)”는 갈조류의 주 성분인 알지네이트 분해효소로서 알지네이트를 구성하는 만누론산(β-D-mannuronic acid: M)과 글루론산(α¥α-L-guluronic acid: G)의 글리코시드 결합(glycosidic bond)를 절단하여 알지네이트를 분해하고, 절단 부위에 따라 엑소-(exo-)와 엔도-(endo-) 타입으로 구분된다. 본 발명에서 알지네이트 라이에이즈 유전자는 조벨리아 갈락타니보란스 속 (Zobellia galactanivorans sp.) 균주 유래의 엑소-(서열번호 1) 및 엔도-(서열번호 2) 유전자를 이용하였으나, DNA 서열 또는 유전 코드의 디제너러시(degeneracy)를 고려하여 상기 유전자의 염기서열과 80%의 상동성, 바람직하게는 85%의 상동성, 더욱 바람직하게는 90%의 상동성, 가장 바람직하게는 95%의 상동성을 가지는 유전자를 이용할 수도 있다.In the present invention, "Alginate lyase" is an alginate degrading enzyme that is the main component of brown algae, and mannuronic acid (β-D-mannuronic acid: M) and glutonic acid (α¥α-L-guluronic acid) constituting alginate : Alginate is decomposed by cleaving the glycosidic bond of G), and it is divided into exo-(exo-) and endo-(endo-) types according to the cleavage site. In the present invention, the alginate lyase gene was exo-(SEQ ID NO: 1) and endo-(SEQ ID NO: 2) genes derived from Zobellia galactanivorans sp. 80% homology, preferably 85% homology, more preferably 90% homology, most preferably 95% homology with the base sequence of the gene in consideration of the degeneracy of It is also possible to use a gene having

본 발명에서 “도커린(Dokerin)”은 알지네이트 라이에이즈의 분해활성을 증강시키는 기능을 수행하는 것으로서, 클로스트리듐(Clostridium), 보다 구체적으로 클로스트리디움 셀룰로보란스 (C. cellulovorans) 균주 유래의 도커린 유전자(서열번호 3)를 이용하였으나, DNA 서열 또는 유전 코드의 디제너러시(degeneracy)를 고려하여 상기 유전자의 염기서열과 80%의 상동성, 바람직하게는 85%의 상동성, 더욱 바람직하게는 90%의 상동성, 가장 바람직하게는 95%의 상동성을 가지는 유전자를 이용할 수도 있다.In the present invention, "Dokerin" is a function of enhancing the decomposition activity of alginate lyase, and is derived from Clostridium , more specifically Clostridium cellulovorans ( C. cellulovorans ) strain. Although the Dockerin gene (SEQ ID NO: 3) was used, 80% homology with the nucleotide sequence of the gene, preferably 85% homology, more preferably considering the degeneracy of the DNA sequence or the genetic code Preferably, a gene having 90% homology, most preferably 95% homology, may be used.

본 발명에서 “코헤신(Cohesin)”은 도커린과 상호작용하여 알지네이트 라이에이즈의 분해활성 증강과 함께 소형 골격단백질과의 결합할 수 있도록 하는 기능을 수행하는 것으로서, 클로스트리듐(Clostridium), 보다 구체적으로 클로스트리디움 셀룰로보란스 (C. cellulovorans) 균주 유래의 코헤신 유전자(서열번호 4)를 이용하였으나, DNA 서열 또는 유전 코드의 디제너러시(degeneracy)를 고려하여 상기 유전자의 염기서열과 80%의 상동성, 바람직하게는 85%의 상동성, 더욱 바람직하게는 90%의 상동성, 가장 바람직하게는 95%의 상동성을 가지는 유전자를 이용할 수도 있다.In the present invention, "Cohesin" interacts with docurin to enhance the decomposition activity of alginate lyase and to bind to small skeletal proteins, and as a result, Clostridium , Specifically, the cohesin gene (SEQ ID NO: 4) derived from the C. cellulovorans strain was used, but in consideration of the degeneracy of the DNA sequence or the genetic code, the nucleotide sequence and the 80 A gene having% homology, preferably 85% homology, more preferably 90% homology, and most preferably 95% homology, may also be used.

한편, 셀룰로좀은 자연계에서 코헤신 모듈과 결합된 상태로 알지네이트 라이에이즈의 골격단백질로 기능하지만 그 크기가 매우 커서 제작과 이용에 어려움이 있다. 이에, 본 발명은 자연계의 셀룰로좀을 소형화하여 알지네이트 분해 효소 복합체의 골격단백질로 제공하고자 하였으며, 이를 소형 골격단백질이라 명명하였다. On the other hand, cellulosome functions as a skeletal protein of alginate lyase in a state in which it is combined with a cohesin module in nature, but its size is very large, making it difficult to manufacture and use. Accordingly, the present invention aims to provide a skeletal protein of the alginate decomposing enzyme complex by miniaturizing the natural cellulosome, which was named as a small skeletal protein.

이에, 본 발명에서 “소형 골격단백질 (miniCbpA: mCbpA)”은 본 발명의 효소 복합체의 골격을 이루는 단백질이며, 이와 동시에 탄수화물 결합 모듈(Carbohydrate binding module: CBM)을 포함하여 본 발명의 효소 복합체의 분해 대상이 되는 기질, 즉 갈조류의 알지네이트에 대한 접근성을 향상시키는 기능을 수행할 수 있다. 상기 소형 골격단백질은 클로스트리듐(Clostridium), 보다 구체적으로 클로스트리디움 셀룰로보란스 (C. cellulovorans) 균주 유래의 유전자(서열번호 5)를 이용하였으나, DNA 서열 또는 유전 코드의 디제너러시(degeneracy)를 고려하여 상기 유전자의 염기서열과 80%의 상동성, 바람직하게는 85%의 상동성, 더욱 바람직하게는 90%의 상동성, 가장 바람직하게는 95%의 상동성을 가지는 유전자를 이용할 수도 있다.Thus, in the present invention, the "small skeleton protein (miniCbpA: mCbpA)" is a protein constituting the skeleton of the enzyme complex of the present invention, and at the same time, the decomposition of the enzyme complex of the present invention including a carbohydrate binding module (CBM) It can perform the function of improving the accessibility of the target substrate, that is, brown algae to alginate. The small skeletal protein was Clostridium , more specifically, a gene (SEQ ID NO: 5) derived from a strain of Clostridium cellulovorans ( C. cellulovorans ), but the DNA sequence or the genetic code was degenerative. In consideration of ), a gene having 80% homology, preferably 85% homology, more preferably 90% homology, and most preferably 95% homology with the base sequence of the gene may be used. have.

본 발명의 구체적인 실시예에서는, 엑소- 또는 엔도- 알지네이트 라이에이즈와 도커린 유전자를 플라스미드(plasmid)에 클로닝한 재조합 발현 벡터를 제조하고, 이를 대장균에 주입하여 형질전환체를 제작하였다. In a specific embodiment of the present invention, a recombinant expression vector was prepared by cloning the exo- or endo-alginate lyase and docurin genes into a plasmid, and then injected into E. coli to prepare a transformant.

또한, 다른 구체적인 실시예에서, 코헤신 모듈을 가진 소형 골격단백질 유전자를 플라스미드에 클로닝한 재조합 발현 벡터를 제조하고, 이를 대장균에 주입하여 형질전환체를 제작하였다. In addition, in another specific example, a recombinant expression vector obtained by cloning a small skeletal protein gene having a cohesin module into a plasmid was prepared and injected into E. coli to prepare a transformant.

이에, 상기 제작된 각 형질전환체를 배양하고 그 배양물로부터 확보한 엑소-알지네이트 라이에이즈 및 도커린 모듈 결합체; 엔도-알지네이트 라이에이즈 및 도커린 모듈 결합체; 및 코헤신 모듈을 포함하는 소형 골격단백질을 혼합하여 엑소- 및 엔도- 알지네이트 라이에이즈, 도커린, 코헤신, 및 소형 골격단백질을 포함하는 알지네이트 분해 효소 복합체를 제작하고, 이의 분해 활성을 확인한 결과 소형 골격단백질을 포함하지 않는 Mixture보다 본원의 효소 복합체가 알지네이트 분해 활성에 있어 약 170 % 이상 우수함을 확인할 수 있었다.Thus, the exo-alginate lyase and dockerin module conjugate obtained from culturing each of the prepared transformants and obtained from the culture; Endo-alginate lyase and dockerine module conjugate; And a small skeletal protein including a cohesin module to prepare an alginate degrading enzyme complex including exo- and endo-alginate lyase, docurin, kohesin, and small skeletal proteins, and as a result of confirming its decomposition activity, small It was confirmed that the enzyme complex of the present application is more than about 170% superior in alginate decomposition activity than Mixture that does not contain a skeleton protein.

본 발명의 구체적인 실시예에서 "벡터 (vector)"는 pColdⅡ 플라스미드를 이용하고 있으나, 적합한 숙주 내에서 DNA를 발현시킬 수 있는 적합한 조절 서열에 작동가능하게 연결된 DNA 서열을 함유하는 DNA 제조물이라면 이에 제한되는 것은 아니다. 따라서, 벡터는 플라스미드, 파지 입자, 또는 간단하게 잠재적 게놈 삽입물일 수 있다. 적당한 숙주로 형질전환되면, 벡터는 숙주 게놈과 무관하게 복제하고 기능할 수 있거나, 또는 일부 경우에 게놈 그 자체에 통합될 수 있다. 플라스미드가 현재 벡터의 가장 통상적으로 사용되는 형태이고, 본 발명의 구체적인 실시예에서 이용하고 있는 형태이므로, 본 발명의 명세서에서 "플라스미드 (plasmid)" 및 "벡터 (vector)"는 때로 상호 교환적으로 사용된다. 그러나, 본 발명은 당업계에 알려진 또는 알려지게 되는 바와 동등한 기능을 갖는 벡터의 다른 형태를 포함한다.In a specific embodiment of the present invention, the "vector" uses a pColdII plasmid, but any DNA preparation containing a DNA sequence operably linked to a suitable regulatory sequence capable of expressing DNA in a suitable host is limited thereto. It is not. Thus, the vector can be a plasmid, a phage particle, or simply a potential genomic insert. Once transformed into a suitable host, the vector can replicate and function independently of the host genome, or in some cases can be integrated into the genome itself. Since the plasmid is the most commonly used form of the current vector and is used in specific examples of the present invention, in the specification of the present invention, "plasmid" and "vector" are sometimes interchangeably Used. However, the present invention encompasses other forms of vectors that have functions equivalent to those known or become known in the art.

또한, 본 명세서에 "재조합 발현 벡터"는 통상 이종의 DNA의 단편이 삽입된 재조합 캐리어 (recombinant carrier)로서 일반적으로 이중 가닥의 DNA의 단편을 의미한다. 여기서, 이종 DNA는 숙주 세포에서 천연적으로 발견되지 않는 DNA인 이형 DNA를 의미한다. 발현 벡터는 일단 숙주 세포내에 있으면 숙주 염색체 DNA와 무관하 게 복제할 수 있으며 벡터의 수 개의 카피 및 그의 삽입된 (이종) DNA가 생성될 수 있다.In addition, in the present specification, "recombinant expression vector" refers to a fragment of double-stranded DNA as a recombinant carrier into which a fragment of a heterogeneous DNA is inserted. Here, heterologous DNA refers to heterologous DNA, which is DNA that is not naturally found in host cells. Once in the host cell, the expression vector can replicate independently of the host chromosomal DNA, and several copies of the vector and its inserted (heterologous) DNA can be generated.

상기 벡터는 클로닝되는 유전자와 작동가능하게 연결된(operatively linked) 프로모터를 포함할 수 있으며, 본 명세서에서 “프로모터”는 형질주입하고자 하는 유전자의 발현을 촉진시키는 것으로서 상기 프로모터에는 전사에 필요한 기본인자(Basal element)뿐만 아니라, 발현의 촉진 및 조절에 사용될 수 있는 인핸서(enhancer)가 더 포함될 수 있다.The vector may include a promoter operatively linked to the gene to be cloned. In the present specification, the term "promoter" promotes expression of the gene to be transfected, and the promoter includes a basic factor required for transcription (Basal element), as well as an enhancer that can be used to promote and regulate expression.

또한, 본 명세서에서 "형질전환" 또는 “형질주입”은 DNA를 숙주로 도입하여 DNA가 염색체 외 인자로서 또는 염색체 통합완성에 의해 복제가능하게 되는 것을 의미한다.In addition, in the present specification, "transformation" or "transfection" means that DNA is introduced into a host so that the DNA becomes replicable as an extrachromosomal factor or by chromosomal integration completion.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the present invention, various transformations can be applied and various embodiments can be applied, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description below. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

[실시예][Example]

실시예 1. 알지네이트 라이에이즈 및 도커린 유전자의 확보Example 1. Securing alginate lyase and docurin genes

조벨리아 갈락타니보란스(Zobellia galactanivorans) 유래의 alya1, alya5 유전자를 참고하여 서열번호 6-7 및 8-9의 염기서열을 갖는 프라이머 세트를 이용하여 알지네이트 라이에이즈 유전자를 증폭하였다. 상기 서열번호 6 및 8의 염기서열을 갖는 프라이머 세트에서 정방향 프라이머 (서열번호 6 및 8)는 증폭산물 유전자가 벡터에 삽입될 위치에서 10bp 상단을 인식할 수 있도록 디자인하였으며, 역방향 프라이머 (서열번호 7 및 9)는 상기 위치에서 10bp 하단을 인식할 수 있도록 디자인하여 제작하였다(Bioneer사의 Cloning Kit 이용).With reference to the alya1 and alya5 genes derived from Zobellia galactanivorans, the alginate lyase gene was amplified using a primer set having nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 6-7 and 8-9. In the primer set having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 6 and 8, the forward primers (SEQ ID NOs: 6 and 8) were designed to recognize the 10 bp upper end at the position where the amplification product gene will be inserted into the vector, and the reverse primer (SEQ ID NO: 7 And 9) was designed and manufactured to recognize the 10bp lower end at the above position (using Bioneer's Cloning Kit).

또한, 클로스트리디움 셀룰로보란스 (Clostridium cellulovorans)의 게놈(genome)으로부터 엔도-베타-1,4-글루칸아제-비 (Endo-β-1,4-Glucanase-B) 유전자를 참고서열로 하여 서열번호 10-11 및 12-13의 염기서열을 갖는 프라이머 세트를 이용하여 도커린 유전자를 증폭하였다. 증폭 산물은 서던블롯(southern bolt)을 수행하여 159bp의 크기를 갖는 도커린 도메인을 암호화하는 영역의 유전자임을 확인할 수 있었다.In addition, the sequence of the endo-beta-1,4-glucanase-ratio (Endo-β-1,4-Glucanase-B) gene from the genome of Clostridium cellulovorans as a reference sequence The docurin gene was amplified using primer sets having base sequences of numbers 10-11 and 12-13. The amplification product was confirmed to be a gene of a region encoding a Dockerin domain having a size of 159 bp by performing a southern bolt.

이어서, 상기 확보한 알지네이트 라이에이즈 유전자와 도커린 유전자가 연결된 DNA 절편을 제작하기 위하여 overlap PCR을 수행하였다. 구체적으로, 회수한 두 DNA 절편으로부터 정방향 프라이머의 5’에는 pColdⅡ 벡터의 앞쪽 결합부위 10 bp만큼, 역방향 프아미머의 5’에는 pColdⅡ 벡터의 뒤쪽 결합부위 10 bp의 인식서열이 삽입되도록 프라이머를 디자인하여 합성하였다. Subsequently, overlap PCR was performed to produce a DNA fragment to which the obtained alginate lyase gene and dockerin gene are linked. Specifically, from the two DNA fragments recovered, the primer was designed so that a recognition sequence of 10 bp of the forward binding site of the pColdII vector and 10 bp of the rear binding site of the pColdII vector is inserted into the 5'of the forward primer. And synthesized.

그 결과, 1540 bp (endo-type), 1250bp (exo-type) 의 도커린 도메인의 유전자가 연결된 재조합 알지네이트 라이에이즈의 유전자를 증폭할 수 있었다.As a result, 1540 bp (endo-type), 1250 bp (exo-type) of the Docorin domain gene linked to the recombinant alginate lyase gene could be amplified.

실시예 2. 엔도-알지네이트 라이에이즈와 도커린 도메인 융합을 위한 클로닝Example 2. Cloning for endo-alginate lyase and docurin domain fusion

상기 실시예 1에서 얻은 섬유소 분해효소의 도커린 도메인의 유전자와 엔도타입 알지네이트 유전자 증폭산물을 0.8% 아가로스 겔 상에서 전기영동 하였고, 아가로스 겔 상의 DNA절편은 Gel extraction Kit (GeneAll)를 사용하여 회수하였다.The gene of the docurin domain of the fibrinolytic enzyme obtained in Example 1 and the amplification product of the endotype alginate gene were electrophoresed on a 0.8% agarose gel, and the DNA fragment on the agarose gel was recovered using a Gel extraction Kit (GeneAll). I did.

이어서, 회수한 DNA 절편과 pColdⅡ 벡터를 sacⅠ 및 kpnⅠ 제한효소를 절단하고, bioneer kit를 이용하여 50℃ 중탕에서 15 분간 접합(ligation)하여 재조합 플라스미드(pColdⅡalya1-doc)를 제조하였다. Subsequently, the recovered DNA fragment and the pCold II vector were digested with sacI and kpnI restriction enzymes, and ligated in a 50°C bath for 15 minutes using a bioneer kit to prepare a recombinant plasmid (pColdIIalya1-doc).

상기 플라스미드 벡터를 E. coli BL21에 주입하여 형질전환체(BL21 Rosetta alya1-doc)를 제조하고, 이를 배양하여 그 배양물로부터 다시 상기 재조합 플라스미드(pColdⅡalya1-doc)를 분리하였다(도 2a 참조). The plasmid vector was injected into E. coli BL21 to prepare a transformant (BL21 Rosetta alya1-doc), and cultured to separate the recombinant plasmid (pColdIIalya1-doc) from the culture (see FIG. 2A).

실시예 3. 엑소-알지네이트 라이에이즈 및 도커린 발현 벡터 및 형질전환체 제작Example 3. Exo-alginate lyase and docurin expression vector and transformant construction

상기 실시예 2와 마찬가지로, 상기 실시예 1에서 얻은 섬유소 분해효소의 도커린 도메인의 유전자와 엑소타입 알지네이트 유전자 증폭산물을 0.8% 아가로스 겔 상에서 전기영동 하였고, 아가로스 겔 상의 DNA절편은 Gel extraction Kit (GeneAll)를 사용하여 회수하였다.As in Example 2, the gene of the docurin domain of the fibrinolytic enzyme and the amplification product of the exotype alginate gene obtained in Example 1 were electrophoresed on a 0.8% agarose gel, and the DNA fragment on the agarose gel was gel extraction kit. It was recovered using (GeneAll).

이어서, 회수한 DNA 절편과 pColdⅡ 벡터를 sacⅠ 및 kpnⅠ 제한효소로 절단하고, bioneer kit를 이용하여 50℃ 중탕에서 15 분간 접합(ligation)하여 재조합 플라스미드(pColdⅡalya5-doc)를 제조하였다.Subsequently, the recovered DNA fragment and pCold II vector were digested with sacI and kpnI restriction enzymes, and ligated in a 50°C bath for 15 minutes using a bioneer kit to prepare a recombinant plasmid (pColdIIalya5-doc).

상기 플라스미드 벡터를 E. coli BL21에 주입하여 형질전환체(BL21 Rosetta alya5-doc)를 제조하고, 이를 배양하여 그 배양물로부터 다시 상기 재조합 플라스미드(pColdⅡalya5-doc)를 분리하였다(도 2b 참조). The plasmid vector was injected into E. coli BL21 to prepare a transformant (BL21 Rosetta alya5-doc), and the recombinant plasmid (pColdIIalya5-doc) was again isolated from the culture by culturing it (see Fig. 2b).

실시예 4. 코헤신 및 소형 골격단백질 발현 벡터 및 형질전환체 제작Example 4. Construction of cohesin and small skeletal protein expression vectors and transformants

4-1. 코헤신 및 소형 골격단백질 유전자의 확보4-1. Securing Kohesin and small skeletal protein genes

클로스트리디움(Clostridium) 유래의 셀룰로보란스의 기본 골격 소단위체(primary scaffolding subunit)인 셀룰로즈-결합 단백질-에이(Cellulose-binding protein A) 중 탄수화물 결합 모듈 (Carbohydrate binding module; CBM)과 두 개의 코헤신 모듈(Cohesin module)을 가진 소형 셀룰로즈 결합 단백질-에이(Mini-Cellulose binding protein A) 유전자를 클로닝하기 위해 염기서열을 참고로 하여 정방향 프라이머 (서열번호 14)의 5'에는 제한효소 BamHI 인식서열(ggatcc), 역방향 프라이머 (서열번호 15)에는 제한효소 XhoI 인식서열(ctcgag)이 각각 삽입된 프라이머를 합성하였다. Among Cellulose-binding protein A, a primary scaffolding subunit of cellulose derived from Clostridium , a carbohydrate binding module (CBM) and two noses In order to clone the Mini-Cellulose binding protein A gene with a Hesin module, referring to the nucleotide sequence, 5'of the forward primer (SEQ ID NO: 14) has a restriction enzyme BamHI recognition sequence ( ggatcc) and reverse primers (SEQ ID NO: 15) were synthesized with a restriction enzyme XhoI recognition sequence (ctcgag), respectively.

그 결과, 1659bp의 클로스트리디움 유래의 셀룰로보란스의 셀룰로즈-결합 단백질-에이 유전자의 일부인 소형 골격단백질 유전자(mCbpA) (서열번호 5) 가 포함되어 있는 PCR 밴드를 확인할 수 있었다. As a result, a PCR band containing a small skeletal protein gene (mCbpA) (SEQ ID NO: 5), which is a part of the 1659 bp Clostridium-derived cellulose-binding protein-A gene, was confirmed.

4-2. 코헤신 및 소형 골격단백질 발현 벡터 및 형질전환체 제작4-2. Construction of cohesin and small skeletal protein expression vectors and transformants

상기 실시예 2 및 3과 마찬가지로, 상기 실시예 4-1에서 얻은 코헤신 유전자를 포함하는 소형 골걱단백질 유전자 증폭산물을 아가로스 겔 상에서 전기영동 하고, DNA 절편은 Gel exraction Kit(GeneAll)를 사용하여 회수하였다.As in Examples 2 and 3, the small bone tissue protein gene amplification product containing the cohesin gene obtained in Example 4-1 was electrophoresed on an agarose gel, and DNA fragmentation was performed using a Gel exraction Kit (GeneAll). Recovered.

이어서, 회수한 mCbpA 유전자와 pET22b(+) 벡터를 BamHI 및 XhoI 제한효소로 절단하고 bioneer kit를 이용하여 50℃ 중탕에서 15 분간 접합(ligation)하여 재조합 플라스미드(pET22b-mCbpA)를 제조하였다.Then, the recovered mCbpA gene and pET22b(+) vector were digested with BamHI and XhoI restriction enzymes, and ligated in a 50° C. bath for 15 minutes using a bioneer kit to prepare a recombinant plasmid (pET22b-mCbpA).

상기 플라스미드 벡터를 E. coli BL21에 주입하여 형질전환체(BL21/mCbpA)를 제조하고, 이를 배양하여 그 배양물로부터 다시 상기 재조합 플라스미드(pET22b-mCbpA)를 분리하였다. The plasmid vector was injected into E. coli BL21 to prepare a transformant (BL21/mCbpA), cultured, and the recombinant plasmid (pET22b-mCbpA) was again isolated from the culture.

실시예 5. 대장균 형질전환체의 재조합 알지네이트 라이에이즈 단백질 발현 확인Example 5. Confirmation of expression of recombinant alginate lyase protein in E. coli transformants

상기 실시예 2 및 실시예 3 에서 제작한 형질전환체의 효소 단백질 발현을 확인하기 위하여, His-Tag을 이용한 정제 및 SDS-PAGE를 수행하였다. BL21/alya1-doc, BL21/alya5-doc 및 BL21/mcbpA 재조합 균주의 단백질 발현을 유도하는 조건을 조성하여 LB 배지에 접종하여 24시간 동안 37℃에서 배양하고, 500 μ¥μM IPTG와 암피실린, 클로람페니콜을 함유한 LB 액상배지에서 12시간 동안 배양한 뒤 원심 분리하여 세포를 확보하였다. In order to confirm the expression of the enzyme protein of the transformants prepared in Examples 2 and 3, purification and SDS-PAGE were performed using His-Tag. Conditions for inducing protein expression of BL21/alya1-doc, BL21/alya5-doc, and BL21/mcbpA recombinant strains were prepared, inoculated into LB medium, cultured at 37°C for 24 hours, and 500 μ\μM IPTG, ampicillin, and chloramphenicol Cells were obtained by incubating for 12 hours in LB liquid medium containing and centrifuging.

이어서, 상기 확보된 세포를 초음파로 파쇄하고 원심 분리하여 수득한 상등액을 농축하여 단백질의 N-terminal에 연결되어 있는 His-tag을 이용하여 정제하였다. 이후 10% SDS-PAGE 전기영동을 수행하였고, 쿠마시블루(Coomassie Blue)를 통해 염색한 결과가 예상한 단백질 사이즈와 동일한 위치에서 나타남을 확인할 수 있었다(도 3 참조). Subsequently, the obtained cells were disrupted by ultrasonic waves, and the supernatant obtained by centrifugation was concentrated and purified using His-tag linked to the N-terminal of the protein. Thereafter, 10% SDS-PAGE electrophoresis was performed, and it was confirmed that the result of staining through Coomassie Blue appeared at the same location as the expected protein size (see FIG. 3).

실시예 6. 재조합 endo-와 exo-type의 알지네이트 라이에이즈 단백질을 어셈블리 시킨 복합체 확인Example 6. Recombinant endo- and exo-type alginate lyase protein assembly confirmed complex

상기 실시예 4 및 실시예 5에서 확보한 형질전환체의 효소 단백질 복합체 형성을 확인하기 위하여 셀룰로스 결합모듈과 셀룰로스 사이의 상호작용을 이용하여 효소복합체의 형성을 관찰하였다.In order to confirm the formation of the enzyme protein complex of the transformants obtained in Examples 4 and 5, the formation of the enzyme complex was observed using the interaction between the cellulose binding module and cellulose.

상기 실시예 4 및 실시예 5에서 확보한 3종의 효소복합체 형성을 관찰하기 위해 소형 골격단백질이 포함하고 있는 탄수화물-결합 모듈(Carbohydrate binding module; CBM)과 셀룰로즈 사이의 상호작용을 이용한 단백질 정제를 위해 셀룰로즈(Sigmacell Type 50, SIGMA)를 첨가하여 1시간 동안 실온에서 반응시켰다. 반응 후 1 M 소듐 클로라이드(sodium chloride) 20 mM Tris buffer (pH 8.0)로 3번 헹구어낸 후 50 mM 트리스 버퍼(pH 12.5)로 용리하였다. 이의 SDS-PAGE는 12% poly-acrylamide gel을 사용하여 효소 단백질을 전기영동 하였다(도 4 참조).In order to observe the formation of the three types of enzyme complexes obtained in Examples 4 and 5 above, protein purification using the interaction between a carbohydrate binding module (CBM) and cellulose containing a small skeletal protein was performed. For this, cellulose (Sigmacell Type 50, SIGMA) was added and reacted at room temperature for 1 hour. After the reaction, the mixture was rinsed three times with 1 M sodium chloride 20 mM Tris buffer (pH 8.0) and eluted with 50 mM Tris buffer (pH 12.5). For its SDS-PAGE, the enzyme protein was electrophoresed using 12% poly-acrylamide gel (see FIG. 4).

실시예 7. 엑소- 및 엔도- 알지네이트 라이에이즈 복합체의 활성 분석Example 7. Exo- and endo-alginate lyase complex activity assay

endo-와 exo-type 알지네이트 라이에이즈 조합으로 인한 활성을 확인하기 위해 알지네이트를 기질로 하는 알지네이트 분해활성 분석을 수행하였다. 효소 활성 분석 방법은 100 mM Tris-Hcl의 용매에 녹인 0.1 % 알지네이트를 기질로 하고, 100 mM Tris-Hcl (pH 7.0)를 반응버퍼로 하여 30 ℃에서 15분 반응 시킨 후 분해된 알지네이트 monomer 흡광기를 이용해 235 nm 파장의 흡광도를 분석하였다. In order to confirm the activity due to the combination of endo- and exo-type alginate lyase, an analysis of alginate decomposition activity using alginate as a substrate was performed. The enzyme activity analysis method is to use 0.1% alginate dissolved in a solvent of 100 mM Tris-Hcl as a substrate, and react with 100 mM Tris-Hcl (pH 7.0) as a reaction buffer for 15 minutes at 30° C., and then use the decomposed alginate monomer absorber. The absorbance at a wavelength of 235 nm was analyzed.

그 결과 endo-와 exo-type 알지네이트 라이에이즈의 조합으로 중합한 경우 단일 효소보다 활성이 높게 측정되었고 endo-와 exo-type 알지네이트 라이에이즈의 복합체를 형성한 경우 분해된 DEH의 양이 그렇지 않은 경우보다 170% 더 증가되었음을 확인하였다(도 5 참조). As a result, when polymerized with a combination of endo- and exo-type alginate lyase, the activity was measured higher than that of a single enzyme, and when a complex of endo- and exo-type alginate lyase was formed, the amount of decomposed DEH was higher than that of other cases. It was confirmed that the increase was further 170% (see FIG. 5).

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above, a specific part of the present invention has been described in detail, and for those of ordinary skill in the art, it is obvious that this specific technology is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Therefore, it will be said that the practical scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

<110> Korea University Research and Buisness Foundation <120> Alginotytic enzyme complex and method for preparing thereof <130> DHP19-189 <160> 15 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 1059 <212> DNA <213> Zobellia galactanivorans <400> 1 atgaaaaaaa cagtattagc tacagttacc gtattcgtcc ttttcgcctg taaagacaaa 60 cctaaggcca ctacggacag tgcatcggaa tcggccgttg caatgaaaaa caccactaaa 120 tacccaagtg agcttatccc tcaaatggat gaatggaaaa ttctcttagg cgatggcacc 180 cataaagaag accttgtgaa ttatgcgaag gatgactttt tttatgttga acatgaaaat 240 gaaacagatt gggtagtatt caaaacaccg aactcgggca ttacctcaag gacctcaagt 300 aataccagaa cggaattagg gcagaaaaaa cactggattc ccgaaacagg agggaagttg 360 aatgcaacct taaaggttca acacgtctcc acttcgggcg atgctagggt tgccgcgtca 420 tactctgtcg tggtcggcca aattcacagc gatgaaggac acgaaaacga accgataaaa 480 atcttttaca aaaaatttcc aggccataca aaaggctccg ttttttggaa ttacgagatt 540 aacaccaagg gtgataattc aaagcgatgg gattactcca cggcagtttg gggatacgat 600 atgtcggtcg ttggcccaac ggctacctca taccccgaag aaccggaaga cggtatagcc 660 ttgggggagg agtttagtta tgaaatcaac gtttatgaag gtatcatgta cctcactttt 720 tctagtgaag gccacaagac cattaaattc accaaaaacc tattaaaatc caattttacc 780 aagaagtccg atattcctca acagataaag acgctgtatg cttcaatagg tcgtgacggt 840 atcgaacgtg aaaatgccta tgccggggaa atacaatact ttaagctagg agcctacaac 900 caaaccaacg gaaaatcccc agaggataat ctggtatgga gtacaggggc cgacgtttac 960 gatggtgaca ttgccaagca atatgcaaat ggaagctatg ccgaggtatg gttcaaagaa 1020 gcgacgcttg gaagtggaag cgccccagaa gcccagtga 1059 <210> 2 <211> 1341 <212> DNA <213> Zobellia galactanivorans <400> 2 atgaaaaaaa atgtatttac gacgcttcgc acggtcgtca acggagacat tatgtggaaa 60 cttattcccg tatttttctt ggccttatgc ctaggaagtt gttcggaaga accagtcgac 120 ccagaggaag aagcggtcct taccaaactt tccgccaatt caacggccat tggaatttct 180 tcggtctcgg ccagcacctc acaatcaccg aatgtagcca gtaataccct agacggatct 240 acgtctaccc gttggtcagg ttatggtgat ggggcttcca tcacatacga ccttggcagt 300 tcggccaata ttgattacgt gaaaatcgct ttctataaag gagacagcag aaagaccaag 360 tatgaagttt gggtaggtaa ttctacttct agcctaacga aaatcaaatc gaaaaccagt 420 tcaggttcta cttcagatta cgaaactatt gacctcccca actctaccgc ccgttatatt 480 aggattgtcg gtaagggcta tgtacttaac agcggtggaa gcaccgtttt atggaacagc 540 attaccaaat tccaagcatg gggctccggt ggttcgtcca cccttcccat tagcggaaac 600 tcacctgcct cagttctagg aatcacggca aacacttgga aaataaacag ttttatagga 660 agtccaggct catctgccac ctattacgat gacattaccg atgccagtgg catttcgtac 720 aatacctatt ccgatgacaa ttacttctat accgatggcg aatgggtata ctttaaatgc 780 tacagaggtt tgggcggttc ggccaattca caaaacccaa gggtagagct acgtgagatg 840 gacaacggca acttggcaag ttggaccggc gatagcggca cccataccat ggaatggacc 900 gtacaggtaa accagctccc acaagatacc gacggcgatg gcggggtact ctgctttggt 960 caaatacatg ggccaagtaa aaattcagac ggcgttgaag tcgatgatgt agtaagggtt 1020 cagttcattg gtgaagaaaa ccaatcatcg ggatcggtaa aactaaagat cagcggctat 1080 gttaccgaag aacaaggagg cagccaaacc ttcagcggct acagtcttga caccacttac 1140 aactgtaaac tggtatattc cggaggttac gtagaactct ttatgaacgg ctctagcgta 1200 ttcagaaaga aaatggaagt tgacgatcta tctgaaaact attttaaagt cggtaactac 1260 ttgcaatccg ttaaaggcgc aagttatacg ggatcctacg gtttggttcg tatcaaaaac 1320 ctaagcgtaa cccacaatta a 1341 <210> 3 <211> 159 <212> DNA <213> Clostridium cellulovorans <400> 3 gatgttaaca aagatggaaa ggtaaatgct atcgattatg cagtgcttaa atcaattctt 60 ttaggtacaa atactaacgt tgatttatca gtatcagaca tgaataagga tggtaaagta 120 aatgctttgg atttagctgt tcttaaaaaa atgctttta 159 <210> 4 <211> 407 <212> DNA <213> Clostridium cellulovorans <400> 4 gtaacagcta caattggaaa agtacaagta aatgctggag aaacggtagc agtaccagtt 60 aacttaacaa aagttccagc agctggttta gcaacaattg aattaccatt aacttttgat 120 tctgcatcat tagaagtagt atcaataact gctggagata tcgtattaaa tccatcagta 180 aacttctctt ctacagtaag tggaagcaca ataaaattat tattcttaga tgatacatta 240 ggaagccaat taatcataag gatggagttt ttgcaacaat aacatttaaa gcaaaagcta 300 taactggaac aactgcaaaa gtaacttcag ttaaattagc tggaacacca gtagttggtg 360 atgcgcaatt acaagaaaaa ccttgtgcag ttaacccagg aacagta 407 <210> 5 <211> 1647 <212> DNA <213> Clostridium cellulovorans <400> 5 gcagcgacat catcaatgtc agttgaattt tacaactcta acaaatcagc acaaacaaac 60 tcaattacac caataatcaa aattactaac acatctgaca gtgatttaaa tttaaatgac 120 gtaaaagtta gatattatta cacaagtgat ggtacacaag gacaaacttt ctggtgtgac 180 catgctggtg cattattagg aaatagctat gttgataaca ctagcaaagt gacagcaaac 240 ttcgttaaag aaacagcaag cccaacatca acctatgata catatgttga atttggattt 300 gcaagcggag cagctactct taaaaaagga caatttataa ctattcaagg aagaataaca 360 aaatcagact ggtcaaacta cactcaaaca aatgactatt catttgatgc aagtagttca 420 acaccagttg taaatccaaa agttacagga tatataggtg gagctaaagt acttggtaca 480 gcaccaggtc cagatgtacc atcttcaata attaatccta cttctgcaac atttgataaa 540 aatgtaacta aacaagcaga tgttaaaact actatgactt taaatggtaa cacatttaaa 600 acaattacag atgcaaacgg tacagctcta aatgcaagca ctgattatag tgtttctgga 660 aatgatgtaa caataagcaa agcttattta gcaaaacaat cagtaggaac aactacatta 720 aactttaact ttagtgcagg aaatcctcaa aaattagtaa ttacagtagt tgacacacca 780 gttgaagctg taacagctac aattggaaaa gtacaagtaa atgctggaga aacggtagca 840 gtaccagtta acttaacaaa agttccagca gctggtttag caacaattga attaccatta 900 acttttgatt ctgcatcatt agaagtagta tcaataactg ctggagatat cgtattaaat 960 ccatcagtaa acttctcttc tacagtaagt ggaagcacaa taaaattatt attcttagat 1020 gatacattag gaagccaatt aatcactaag gatggagttt ttgcaacaat aacatttaaa 1080 gcaaaagcta taactggaac aactgcaaaa gtaacttcag ttaaattagc tggaacacca 1140 gtagttggtg atgcgcaatt acaagaaaaa ccttgtgcag ttaacccagg aacagtaact 1200 atcaatccaa tcgataatag aatgcaaatt tcagttggaa cagcaacagt aaaagctgga 1260 gaaatagcag cagtgccagt aacattaaca agtgttccat caactggaat agcaactgct 1320 gaagcacaag taagttttga tgcaacatta ttagaagtag catcagtaac tgctggagat 1380 atcgtattaa atccaacagt aaacttctct tatacagtaa acggaaatgt aataaaatta 1440 ttattcctag atgatacatt aggaagccaa ttaattagta aagatggagt ttttgtaaca 1500 ataaacttca aagcaaaagc tgtaacaagc acagtaacaa caccagttac agtatcagga 1560 acacctgtat ttgcagatgg tacattagca gaagtacaat ctaaaacagc agcaggtagc 1620 gttacaataa atattggaga tcctata 1647 <210> 6 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Endo-Alginate lyase_primer_F <400> 6 gcgcgagctc atgaaaaaaa atgtatttac gacgctt 37 <210> 7 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Endo-Alginate lyase_primer_R <400> 7 cagcggatcc attgtgggtt acgcttaggt 30 <210> 8 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Exo-Alginate lyase_primer_F <400> 8 gcgcgagctc atgaaaaaaa cagtattagc tacagttacc 40 <210> 9 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Exo-Alginate lyase_primer_R <400> 9 cagcggatcc ctgggcttct ggggc 25 <210> 10 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Dokerin_primer_F <400> 10 aacccacaat ggatccgctg gctcc 25 <210> 11 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Dokerin_primer_F <400> 11 gcgcgcggta cctcataaaa gcattttttt aagaacagct 40 <210> 12 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Dokerin_primer_R <400> 12 agaagcccag ggatccgctg gctcc 25 <210> 13 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Dokerin_primer_R <400> 13 gcgcgcggta cctcataaaa gcattttttt aagaacagct 40 <210> 14 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Mini-cellulose binding protein A_primer_F <400> 14 ggatccgcag cgacatcatc aa 22 <210> 15 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Mini-cellulose binding protein A_primer_R <400> 15 gcgcctcgag gctataggat ctccaatatt tat 33 <110> Korea University Research and Buisness Foundation <120> Alginotytic enzyme complex and method for preparing thereof <130> DHP19-189 <160> 15 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 1059 <212> DNA <213> Zobellia galactanivorans <400> 1 atgaaaaaaa cagtattagc tacagttacc gtattcgtcc ttttcgcctg taaagacaaa 60 cctaaggcca ctacggacag tgcatcggaa tcggccgttg caatgaaaaa caccactaaa 120 tacccaagtg agcttatccc tcaaatggat gaatggaaaa ttctcttagg cgatggcacc 180 cataaagaag accttgtgaa ttatgcgaag gatgactttt tttatgttga acatgaaaat 240 gaaacagatt gggtagtatt caaaacaccg aactcgggca ttacctcaag gacctcaagt 300 aataccagaa cggaattagg gcagaaaaaa cactggattc ccgaaacagg agggaagttg 360 aatgcaacct taaaggttca acacgtctcc acttcgggcg atgctagggt tgccgcgtca 420 tactctgtcg tggtcggcca aattcacagc gatgaaggac acgaaaacga accgataaaa 480 atcttttaca aaaaatttcc aggccataca aaaggctccg ttttttggaa ttacgagatt 540 aacaccaagg gtgataattc aaagcgatgg gattactcca cggcagtttg gggatacgat 600 atgtcggtcg ttggcccaac ggctacctca taccccgaag aaccggaaga cggtatagcc 660 ttgggggagg agtttagtta tgaaatcaac gtttatgaag gtatcatgta cctcactttt 720 tctagtgaag gccacaagac cattaaattc accaaaaacc tattaaaatc caattttacc 780 aagaagtccg atattcctca acagataaag acgctgtatg cttcaatagg tcgtgacggt 840 atcgaacgtg aaaatgccta tgccggggaa atacaatact ttaagctagg agcctacaac 900 caaaccaacg gaaaatcccc agaggataat ctggtatgga gtacaggggc cgacgtttac 960 gatggtgaca ttgccaagca atatgcaaat ggaagctatg ccgaggtatg gttcaaagaa 1020 gcgacgcttg gaagtggaag cgccccagaa gcccagtga 1059 <210> 2 <211> 1341 <212> DNA <213> Zobellia galactanivorans <400> 2 atgaaaaaaa atgtatttac gacgcttcgc acggtcgtca acggagacat tatgtggaaa 60 cttattcccg tatttttctt ggccttatgc ctaggaagtt gttcggaaga accagtcgac 120 ccagaggaag aagcggtcct taccaaactt tccgccaatt caacggccat tggaatttct 180 tcggtctcgg ccagcacctc acaatcaccg aatgtagcca gtaataccct agacggatct 240 acgtctaccc gttggtcagg ttatggtgat ggggcttcca tcacatacga ccttggcagt 300 tcggccaata ttgattacgt gaaaatcgct ttctataaag gagacagcag aaagaccaag 360 tatgaagttt gggtaggtaa ttctacttct agcctaacga aaatcaaatc gaaaaccagt 420 tcaggttcta cttcagatta cgaaactatt gacctcccca actctaccgc ccgttatatt 480 aggattgtcg gtaagggcta tgtacttaac agcggtggaa gcaccgtttt atggaacagc 540 attaccaaat tccaagcatg gggctccggt ggttcgtcca cccttcccat tagcggaaac 600 tcacctgcct cagttctagg aatcacggca aacacttgga aaataaacag ttttatagga 660 agtccaggct catctgccac ctattacgat gacattaccg atgccagtgg catttcgtac 720 aatacctatt ccgatgacaa ttacttctat accgatggcg aatgggtata ctttaaatgc 780 tacagaggtt tgggcggttc ggccaattca caaaacccaa gggtagagct acgtgagatg 840 gacaacggca acttggcaag ttggaccggc gatagcggca cccataccat ggaatggacc 900 gtacaggtaa accagctccc acaagatacc gacggcgatg gcggggtact ctgctttggt 960 caaatacatg ggccaagtaa aaattcagac ggcgttgaag tcgatgatgt agtaagggtt 1020 cagttcattg gtgaagaaaa ccaatcatcg ggatcggtaa aactaaagat cagcggctat 1080 gttaccgaag aacaaggagg cagccaaacc ttcagcggct acagtcttga caccacttac 1140 aactgtaaac tggtatattc cggaggttac gtagaactct ttatgaacgg ctctagcgta 1200 ttcagaaaga aaatggaagt tgacgatcta tctgaaaact attttaaagt cggtaactac 1260 ttgcaatccg ttaaaggcgc aagttatacg ggatcctacg gtttggttcg tatcaaaaac 1320 ctaagcgtaa cccacaatta a 1341 <210> 3 <211> 159 <212> DNA <213> Clostridium cellulovorans <400> 3 gatgttaaca aagatggaaa ggtaaatgct atcgattatg cagtgcttaa atcaattctt 60 ttaggtacaa atactaacgt tgatttatca gtatcagaca tgaataagga tggtaaagta 120 aatgctttgg atttagctgt tcttaaaaaa atgctttta 159 <210> 4 <211> 407 <212> DNA <213> Clostridium cellulovorans <400> 4 gtaacagcta caattggaaa agtacaagta aatgctggag aaacggtagc agtaccagtt 60 aacttaacaa aagttccagc agctggttta gcaacaattg aattaccatt aacttttgat 120 tctgcatcat tagaagtagt atcaataact gctggagata tcgtattaaa tccatcagta 180 aacttctctt ctacagtaag tggaagcaca ataaaattat tattcttaga tgatacatta 240 ggaagccaat taatcataag gatggagttt ttgcaacaat aacatttaaa gcaaaagcta 300 taactggaac aactgcaaaa gtaacttcag ttaaattagc tggaacacca gtagttggtg 360 atgcgcaatt acaagaaaaa ccttgtgcag ttaacccagg aacagta 407 <210> 5 <211> 1647 <212> DNA <213> Clostridium cellulovorans <400> 5 gcagcgacat catcaatgtc agttgaattt tacaactcta acaaatcagc acaaacaaac 60 tcaattacac caataatcaa aattactaac acatctgaca gtgatttaaa tttaaatgac 120 gtaaaagtta gatattatta cacaagtgat ggtacacaag gacaaacttt ctggtgtgac 180 catgctggtg cattattagg aaatagctat gttgataaca ctagcaaagt gacagcaaac 240 ttcgttaaag aaacagcaag cccaacatca acctatgata catatgttga atttggattt 300 gcaagcggag cagctactct taaaaaagga caatttataa ctattcaagg aagaataaca 360 aaatcagact ggtcaaacta cactcaaaca aatgactatt catttgatgc aagtagttca 420 acaccagttg taaatccaaa agttacagga tatataggtg gagctaaagt acttggtaca 480 gcaccaggtc cagatgtacc atcttcaata attaatccta cttctgcaac atttgataaa 540 aatgtaacta aacaagcaga tgttaaaact actatgactt taaatggtaa cacatttaaa 600 acaattacag atgcaaacgg tacagctcta aatgcaagca ctgattatag tgtttctgga 660 aatgatgtaa caataagcaa agcttattta gcaaaacaat cagtaggaac aactacatta 720 aactttaact ttagtgcagg aaatcctcaa aaattagtaa ttacagtagt tgacacacca 780 gttgaagctg taacagctac aattggaaaa gtacaagtaa atgctggaga aacggtagca 840 gtaccagtta acttaacaaa agttccagca gctggtttag caacaattga attaccatta 900 acttttgatt ctgcatcatt agaagtagta tcaataactg ctggagatat cgtattaaat 960 ccatcagtaa acttctcttc tacagtaagt ggaagcacaa taaaattatt attcttagat 1020 gatacattag gaagccaatt aatcactaag gatggagttt ttgcaacaat aacatttaaa 1080 gcaaaagcta taactggaac aactgcaaaa gtaacttcag ttaaattagc tggaacacca 1140 gtagttggtg atgcgcaatt acaagaaaaa ccttgtgcag ttaacccagg aacagtaact 1200 atcaatccaa tcgataatag aatgcaaatt tcagttggaa cagcaacagt aaaagctgga 1260 gaaatagcag cagtgccagt aacattaaca agtgttccat caactggaat agcaactgct 1320 gaagcacaag taagttttga tgcaacatta ttagaagtag catcagtaac tgctggagat 1380 atcgtattaa atccaacagt aaacttctct tatacagtaa acggaaatgt aataaaatta 1440 ttattcctag atgatacatt aggaagccaa ttaattagta aagatggagt ttttgtaaca 1500 ataaacttca aagcaaaagc tgtaacaagc acagtaacaa caccagttac agtatcagga 1560 acacctgtat ttgcagatgg tacattagca gaagtacaat ctaaaacagc agcaggtagc 1620 gttacaataa atattggaga tcctata 1647 <210> 6 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Endo-Alginate lyase_primer_F <400> 6 gcgcgagctc atgaaaaaaa atgtatttac gacgctt 37 <210> 7 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Endo-Alginate lyase_primer_R <400> 7 cagcggatcc attgtgggtt acgcttaggt 30 <210> 8 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Exo-Alginate lyase_primer_F <400> 8 gcgcgagctc atgaaaaaaa cagtattagc tacagttacc 40 <210> 9 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Exo-Alginate lyase_primer_R <400> 9 cagcggatcc ctgggcttct ggggc 25 <210> 10 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Dokerin_primer_F <400> 10 aacccacaat ggatccgctg gctcc 25 <210> 11 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Dokerin_primer_F <400> 11 gcgcgcggta cctcataaaa gcattttttt aagaacagct 40 <210> 12 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Dokerin_primer_R <400> 12 agaagcccag ggatccgctg gctcc 25 <210> 13 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Dokerin_primer_R <400> 13 gcgcgcggta cctcataaaa gcattttttt aagaacagct 40 <210> 14 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Mini-cellulose binding protein A_primer_F <400> 14 ggatccgcag cgacatcatc aa 22 <210> 15 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Mini-cellulose binding protein A_primer_R <400> 15 gcgcctcgag gctataggat ctccaatatt tat 33

Claims (10)

엑소-알지네이트 라이에이즈(Exo-Alginate lyase) 및 도커린 모듈(Dokerin module);과 엔도-알지네이트 라이에이즈(Endo-Alginate lyase) 및 도커린 모듈(Dokerin module);이 코헤신 모듈(Cohesin module)을 포함하는 소형 골격단백질에 결합된 알지네이트 분해 효소 복합체로서,
상기 효소 복합체는 탄수화물 결합 모듈(carbohydrate binding module: CBM)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 알지네이트 분해 효소 복합체.
Exo-Alginate lyase and Dockerin module; and Endo-Alginate lyase and Dockerin module; This Kohesin module As an alginate degrading enzyme complex bound to a small skeletal protein containing,
The enzyme complex is characterized in that it further comprises a carbohydrate binding module (carbohydrate binding module: CBM), alginate degrading enzyme complex.
삭제delete 하기 단계를 포함하는 알지네이트 분해 효소 복합체의 제조방법:
(1) 서열번호 1의 염기서열을 포함하는 엑소-알지네이트 라이에이즈(Exo-Alginate lyase)를 암호화하는 유전자 및 서열번호 3의 염기서열을 포함하는 도커린 모듈(Dokerin module)을 암호화하는 유전자를 포함하는 벡터를 주입한 제1형질전환체 제조단계;
(2) 서열번호 2의 염기서열을 포함하는 엔도-알지네이트 라이에이즈(Endo-Alginate lyase)를 암호화하는 유전자 및 서열번호 3의 염기서열을 포함하는 도커린 모듈(Dokerin module)을 암호화하는 유전자를 포함하는 벡터를 주입한 제2형질전환체 제조단계;
(3) 서열번호 4의 염기서열을 포함하는 코헤신 모듈(Cohesin module)을 암호화하는 유전자 및 서열번호 5의 염기서열을 포함하는 소형 골격단백질을 암호화하는 유전자를 포함하는 벡터를 주입한 제3형질전환체 제조단계;
(4) 상기 제1 내지 제3 형질전환체를 배지에서 배양하는 단계; 및
(5) 상기 형질전환체의 배양 상등액을 분리하는 단계.
Method for producing an alginate degrading enzyme complex comprising the following steps:
(1) Including a gene encoding an exo-alginate lyase containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and a gene encoding a Dockerin module containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 The first transformant manufacturing step in which the vector is injected;
(2) Including a gene encoding Endo-Alginate lyase containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and a gene encoding a Dockerin module containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 A second transformant manufacturing step in which the vector is injected;
(3) A third trait injected with a vector containing a gene encoding a cohesin module containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 and a gene encoding a small skeletal protein containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 Conversion body manufacturing step;
(4) culturing the first to third transformants in a medium; And
(5) separating the culture supernatant of the transformant.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제3항에 있어서,
상기 (1) 내지 (3) 단계의 벡터는 pColdⅡ플라스미드 벡터인 것을 특징으로 하는, 알지네이트 분해 효소 복합체의 제조방법.
The method of claim 3,
The vector of steps (1) to (3) is a pCold II plasmid vector, characterized in that, the method for producing an alginate degrading enzyme complex.
제3항에 있어서,
상기 (1) 내지 (3) 단계의 형질전환체는 대장균(Escherichia coli)인 것을 특징으로 하는, 알지네이트 분해 효소 복합체의 제조방법.
The method of claim 3,
The transformant in steps (1) to (3) is Escherichia coli , characterized in that, the method for producing an alginate decomposing enzyme complex.
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