KR102342635B1 - Polynucleotides to enhance expression of a desired polypeptide and their uses - Google Patents

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Abstract

본 출원은 목적 단백질의 발현을 증대시키는 폴리뉴클레오티드 및 이의 용도에 관한 것이다.The present application relates to polynucleotides for enhancing the expression of a target protein and uses thereof.

Description

목적 단백질의 발현을 증대시키는 폴리뉴클레오티드 및 이의 용도{Polynucleotides to enhance expression of a desired polypeptide and their uses}Polynucleotides to enhance expression of a target protein and their uses {Polynucleotides to enhance expression of a desired polypeptide and their uses}

본 출원은 목적 단백질의 발현을 증대시키는 폴리뉴클레오티드 및 이의 용도에 관한 것이다.The present application relates to polynucleotides for enhancing the expression of a target protein and uses thereof.

개시 효율은 번역 효율의 가장 중요한 결정 요인이다. 박테리아에서, 개시 인자(initiation factor, IF) 1, 2, 3 및 fMet-tRNAfMet에 의해 도움을 받는 30S 리보솜 서브 유닛은 mRNA의 번역 개시 영역(translation initiation region, TIR)을 인식한다. TIR 인식 후 50S 리보솜 서브 유닛의 결합 및 개시 인자의 방출이 뒤따른다. 이 과정에서 30S 리보솜 서브 유닛과 TIR의 결합에 따라 개시 효율(속도)이 제한될 수 있다. Initiation efficiency is the most important determinant of translation efficiency. In bacteria, the 30S ribosomal subunit, aided by initiation factors 1, 2, 3 and fMet-tRNA fMet , recognizes the translation initiation region (TIR) of mRNA. TIR recognition is followed by binding of the 50S ribosomal subunit and release of initiation factors. In this process, the initiation efficiency (rate) may be limited depending on the binding of the 30S ribosome subunit to the TIR.

TIR의 다음과 같은 서열 요소는 효율성에 기여한다. (a) 가장 일반적으로 AUG이지만 때때로 GUG이며 매우 드물게 UUG, AUU 또는 CUG인 개시 코돈; (b) 샤인-달가노(Shine-Dalgarno, SD) 시퀀스; (c) 번역 증강제(enhancers of translation)로도 불리는, A / U가 풍부한 서열을 포함하는 SD 서열의 상류 및 개시 코돈의 하류 영역. 또한, 효율성이 있어서 이러한 서열 요소 사이의 간격이 중요한 경우가 많으며, 예를 들어 SD 시퀀스와 개시 트리플렛 사이의 거리는 변환 효율에 현저한 영향을 미친다고 알려져 있다(BMC Mol Biol. 2007 Oct 31;8:100.).The following sequence elements of TIR contribute to its efficiency. (a) an initiation codon, most commonly AUG, but sometimes GUG, and very rarely UUG, AUU or CUG; (b) Shine-Dalgarno (SD) sequence; (c) Regions upstream of the SD sequence and downstream of the initiation codon containing A/U-rich sequences, also referred to as enhancers of translation. In addition, it is known that the spacing between these sequence elements is often important for efficiency, for example, the distance between the SD sequence and the starting triplet significantly affects the conversion efficiency (BMC Mol Biol. 2007 Oct 31;8:100). .).

이러한 배경 하에, 본 출원자들은 발현 효율에 영향을 미치는 TIR에 변이를 도입함으로써 4-에피머화 효소의 발현을 증대시키기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 발현을 증대시키는 폴리뉴클레오티드를 발굴하여 본 출원을 완성하였다.Under this background, as a result of intensive research efforts to increase the expression of 4-epimerase by introducing a mutation in TIR that affects expression efficiency, the present applicants discovered a polynucleotide that enhances expression and completed the present application.

본 출원의 하나의 목적은 서열번호 1의 염기서열에서 ⅰ) 24번째 염기의 티민으로의 치환, ⅱ) 27번째 염기의 시토신으로의 치환 및 ⅲ) 33번째 염기의 시토신으로의 치환을 포함하는, 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 제공하는 것이다.One object of the present application is to include i) substitution of the 24th base with thymine, ii) the substitution of the 27th base with cytosine, and iii) the substitution of the 33rd base with cytosine in the base sequence of SEQ ID NO: 1, To provide a polynucleotide for expression.

본 출원의 다른 하나의 목적은 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하고, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공하는 것이다.Another object of the present application is to provide a polynucleotide comprising a polynucleotide for the expression and encoding a protein of interest.

본 출원의 다른 하나의 목적은 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 제공하는 것이다.Another object of the present application is to provide a vector including a polynucleotide for the expression.

본 출원의 다른 하나의 목적은 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드; 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하고, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 또는 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터;를 포함하는 목적 단백질을 발현하는 미생물을 제공하는 것이다.Another object of the present application is a polynucleotide for the expression; a polynucleotide comprising a polynucleotide for the expression and encoding a protein of interest; Or a vector comprising a polynucleotide for the expression; to provide a microorganism expressing a target protein comprising the.

본 출원의 다른 하나의 목적은 상기 미생물을 배지에서 배양하는 단계를 포함하는, 목적 단백질 생산 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present application is to provide a method for producing a target protein, comprising the step of culturing the microorganism in a medium.

본 출원의 다른 하나의 목적은 상기 미생물을 배지에서 배양하여 목적 단백질을 생산하는 단계 및 생산된 목적 단백질을 기질과 접촉하는 단계를 포함하는, 목적 산물 생산 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present application is to provide a method for producing a target product, comprising the steps of culturing the microorganism in a medium to produce a target protein and contacting the produced target protein with a substrate.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 출원에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 출원에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 출원의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 출원의 범주가 제한된다고 볼 수 없다. 또한, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 통상의 실험만을 사용하여 본 출원에 기재된 본 출원의 특정 양태에 대한 다수의 등가물을 인지하거나 확인할 수 있다. 또한, 이러한 등가물은 본 출원에 포함되는 것으로 의도된다.This will be described in detail as follows. Meanwhile, each description and embodiment disclosed in the present application may be applied to each other description and embodiment. That is, all combinations of the various elements disclosed in the present application fall within the scope of the present application. In addition, it cannot be seen that the scope of the present application is limited by the detailed description described below. In addition, those skilled in the art will recognize, or be able to ascertain using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific embodiments of the present application described herein. Also, such equivalents are intended to be covered by this application.

상기 목적을 달성하기 위한 본 출원의 하나의 양태는 서열번호 1의 염기서열에서 ⅰ) 24번째 염기의 티민으로의 치환, ⅱ) 27번째 염기의 시토신으로의 치환 및 ⅲ) 33번째 염기의 시토신으로의 치환을 포함하는, 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 제공하는 것이다. In one aspect of the present application for achieving the above object, in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, i) substitution of the 24th base with thymine, ii) the substitution of the 27th base with cytosine, and iii) the substitution of the 33rd base with cytosine It is to provide a polynucleotide for expression, including the substitution of.

본 출원에서, 용어 "폴리뉴클레오티드"는 뉴클레오티드 단위체(monomer)가 공유결합에 의해 길게 사슬모양으로 이어진 뉴클레오티드의 중합체(polymer)로 일정한 길이 이상의 DNA 또는 RNA 가닥을 의미한다.In the present application, the term "polynucleotide" refers to a DNA or RNA strand of a certain length or more as a polymer of nucleotides in which nucleotide monomers are covalently linked in a long chain shape.

본 출원에서, 용어 "발현을 위한 폴리뉴클레오티드”는 mRNA의 번역 개시 영역(translation initiation region, TIR)에 해당하는 폴리뉴클레오티드(즉, RNA 또는 상기 mRNA를 코딩하는 DNA 서열)를 의미한다. TIR은 대상 유전자의 번역 개시의 효율을 제공하는 핵산 영역을 의미한다. 일반적으로, 특정 번역 단위내에서의 TIR은 리보좀 결합 부위(RBS) 및 RBS에 대한 5' 및 3' 서열을 포함한다. RBS는 최소한 샤인-달가노(Shine-Dalgarno) 영역 및 개시 코돈(AUG)을 함유하는 것으로 정의된다. 따라서, TIR은 또한 번역될 핵산 서열의 적어도 일부분을 포함한다. 한편, 본 출원에서는 TIR이 mRNA 내의 영역을 의미하는 것으로 제한되지 않고, 상기 mRNA를 코딩하는 DNA를 지칭하는데 사용될 수 있다. 본 출원에 따른 상기 폴리뉴클레오티드는 번역 개시 활성이 증가함에 따라 번역 효율이 증가하여, 폴리뉴클레오티드가 코딩하는 목적 단백질의 발현을 야생형 또는 치환 전의 비변이된 폴리뉴클레오티드에 비해 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 출원의 폴리뉴클레오티드는 “야생형 또는 비변이된 폴리뉴클레오티드에 비해 발현이 증대된 폴리뉴클레오티드” 또는 “번역 개시 활성을 증가시키는 폴리뉴클레오티드”일 수 있다.In the present application, the term "polynucleotide for expression" refers to a polynucleotide (ie, RNA or a DNA sequence encoding the mRNA) corresponding to a translation initiation region (TIR) of an mRNA. TIR is a target Refers to the nucleic acid region that provides the efficiency of translation initiation of a gene.Generally, the TIR in a specific translation unit comprises ribosome binding site (RBS) and 5' and 3' sequence to RBS.RBS is at least Shine -Defined to contain Shine-Dalgarno region and initiation codon (AUG).Thus, TIR also includes at least part of the nucleic acid sequence to be translated.Meanwhile, in this application, TIR refers to the region within mRNA. It is not limited to, and can be used to refer to the DNA encoding the mRNA.The polynucleotide according to the present application increases the translation efficiency as the translation initiation activity increases, so that the expression of the target protein encoded by the polynucleotide is reduced. Compared with wild-type or unmodified polynucleotide before substitution, the polynucleotide of the present application is "polynucleotide with increased expression compared to wild-type or unmutated polynucleotide" or "polynucleotide that increases translation initiation activity" nucleotides”.

본 출원에서, 용어 “개시 코돈”은 RNA에서는 AUG로, DNA에서는 ATG로 표현되는 서열일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 당업자는 목적 단백질 발현을 증가시킬 수 있는 범위에서 미생물에 따라 UUG, GUG 등의 코돈도 적절히 선택하여 사용할 수 있다.In the present application, the term “start codon” may be a sequence expressed as AUG in RNA and ATG in DNA. However, the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art may appropriately select and use codons such as UUG and GUG according to the microorganism within the range capable of increasing the expression of the target protein.

상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드는 치환 전 서열번호 1의 TIR 또는 야생형 TIR에 비해 번역 개시 활성이 증가하여 번역 효율이 증가된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 한편, 본 출원의 발현을 위한 폴리뉴클레오티드는 서열번호 1의 폴리뉴클레오티드에서 하나 이상의 치환을 포함하는 것으로, '폴리뉴클레오티드 변이체'로도 명명할 수 있다. The polynucleotide for expression may have an increased translation initiation activity compared to the TIR or wild-type TIR of SEQ ID NO: 1 before substitution, thereby increasing translation efficiency, but is not limited thereto. On the other hand, the polynucleotide for expression of the present application includes one or more substitutions in the polynucleotide of SEQ ID NO: 1, and may also be referred to as a 'polynucleotide variant'.

본 출원에서, 용어 "폴리뉴클레오티드 변이체"는 폴리뉴클레오티드를 구성하는 어느 하나 이상의 뉴클레오티드가 다른 뉴클레오티드로 치환되어 변이된 폴리뉴클레오티드를 의미한다. 상기 폴리뉴클레오티드 변이체는 변이형 폴리뉴클레오티드, 변이 폴리뉴클레오티드 등의 용어와 혼용될 수 있다. In the present application, the term "polynucleotide variant" refers to a polynucleotide in which any one or more nucleotides constituting the polynucleotide are substituted with other nucleotides. The polynucleotide variant may be used interchangeably with terms such as variant polynucleotide and variant polynucleotide.

본 출원에서, 용어 “과당-4-에피머화 효소”는 과당의 4번 탄소 위치를 에피머화하여 과당을 타가토스로 전환시키는 과당-4-에피머화 활성을 갖는 효소이다. 본 출원의 목적상 과당을 기질로 하여 타가토스를 생산할 수 있다면 제한없이 포함될 수 있으며, 'D-과당 C4-에피머화 효소'와 혼용되어 사용될 수 있다. 일례로 공지의 데이터 베이스인 KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)에서 EC 4.1.2.40 인 타가토스 이인산 알돌레이즈 또는 타가토스-이인산 알돌레이즈 class II 악세서리 단백질(Tagatose-bisphosphate aldolase or tagatose- bisphosphate class II accessory protein)이 과당을 기질로 타가토스로 전환하는 활성을 가진다면 과당-4-에피머화 효소로 포함될 수 있다. 상기 타가토스-이인산 알돌레이즈는 기존에 하기 [반응식 1]과 같이 D-타가토스 1,6-이인산(D-tagatose 1,6-bisphosphate)를 기질로 하여 글리세론 포스페이트(glycerone phosphate)와 D-글리세랄데하이드 3-포스페이트(D-glyceraldehyde 3-phosphate)를 생산하는 효소로 공지되어 있다.In the present application, the term “fructose-4-epimerase” refers to an enzyme having fructose-4-epimerization activity that epimerizes the 4th carbon position of fructose to convert fructose into tagatose. For the purpose of the present application, if tagatose can be produced using fructose as a substrate, it may be included without limitation, and may be used in combination with 'D-fructose C4-epimerase'. As an example, tagatose-bisphosphate aldolase or tagatose-bisphosphate class II accessory protein with EC 4.1.2.40 in KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes), a known database II accessory protein) may be included as a fructose-4-epimerase enzyme if it has an activity to convert fructose into tagatose as a substrate. The tagatose-diphosphate aldolase was previously prepared with glycerone phosphate and D-tagatose 1,6-bisphosphate as a substrate as shown in [Scheme 1] below. It is known as an enzyme that produces D-glyceraldehyde 3-phosphate.

[반응식 1][Scheme 1]

D-타가토스 1,6-이인산 <=> 글리세론 포스페이트 + D-글리세랄데하이드 3-포스페이트 D-tagatose 1,6-diphosphate <=> glycerone phosphate + D-glyceraldehyde 3-phosphate

일례로 타가토스-6-인산 키나아제 (Tagatose 6 phosphate kinase; EC 2.7.1.144)가 과당을 기질로 타가토스로 전환하는 활성을 가진다면 과당-4-에피머화 효소로 포함될 수 있다. 상기 타가토스-6-인산 키나아제는 기존에 하기 [반응식 2]와 같이 ATP와 D-타가토스 6-인산(D-tagatose 6-phosphate)를 기질로 하여 ADP와 D-타가토스 1,6-이인산(D-tagatose 1,6-bisphosphate)를 생산하는 효소로 공지되어 있다.For example, if tagatose 6-phosphate kinase (EC 2.7.1.144) has an activity to convert fructose into tagatose as a substrate, it may be included as a fructose-4-epimerase. The tagatose-6-phosphate kinase was previously prepared by using ATP and D-tagatose 6-phosphate as substrates as shown in [Scheme 2] below to produce ADP and D-tagatose 1,6- It is known as an enzyme that produces D-tagatose 1,6-bisphosphate.

[반응식 2][Scheme 2]

ATP + D-타가토스 6-인산 <=> ADP + D-타가토스 1,6-이인산ATP + D-tagatose 6-phosphate <=> ADP + D-tagatose 1,6-diphosphate

상기 과당-4-에피머화 효소의 활성은 기질인 과당으로부터 타가토스로의 전환율(전환율=타가토스 중량/초기 과당 중량 *100)이 0.01% 이상, 구체적으로 0.1%The activity of the fructose-4-epimerase is 0.01% or more, specifically 0.1% of the conversion rate from fructose, a substrate, to tagatose (conversion rate = tagatose weight / initial fructose weight *100)

이상, 더욱 구체적으로 0.3% 이상인 것일 수 있다. 보다 구체적으로 전환율은 0.01% 내지 100%의 범위, 0.1% 내지 50%의 범위일 수 있다.or more, more specifically, it may be 0.3% or more. More specifically, the conversion may be in the range of 0.01% to 100%, and in the range of 0.1% to 50%.

본 출원의 과당-4-에피머화 효소는 미생물 유래 효소 또는 그 변이체일 수 있으며, 예를 들어, 코스모토가 오엘리아(Kosmotoga olearia), 썸언에어로드릭스 데센시스(Thermanaerothrix daxensis), 로도써무스 프로펀디(Rhodothermus profundi), 로도써무스 마리너스(Rhodothermus marinus), 림노초르다 필오사(Limnochorda pilosa), 칼디스리스 아비시(Caldithrix abyssi), 칼디리네 에로필라(Caldilinea aerophila) 써모언에로박터, 써모하이드로썰퓨리쿠스(Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus), 에시도박테리알레스 박테리움(Acidobacteriales bacterium), 칼디셀룰로시럽터 크로노스키엔시스(Caldicellulosiruptor kronotskyensis), 써모언에어로박테리움 써모사카롤리티쿰(Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum), 또는 슈도알테로모나스 sp. H103(Pseudoalteromonas sp. H103), 유래 효소 또는 그 변이체일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 구체적으로 코스모토가 오엘리아 유래 효소 또는 그 변이체일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 코스모토가 오엘리아 유래 효소는 서열번호 7을 포함할 수 있다.Fructose-4-epimerase of the present application may be an enzyme derived from a microorganism or mutant, e.g., a course moto O Elia (Kosmotoga olearia), sseomeon air load Riggs decene sheath (Thermanaerothrix daxensis), also written mousse Pro Fundi ( Rhodothermus profundi ), Rhodothermus marinus ( Rhodothermus marinus ), Limnochorda pilosa ( Limnochorda pilosa ), Caldithrix abyssi , Caldilinea aerophila ) Sulfuricus ( Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus ), Ecidobacteriales bacterium ( Acidobacteriales bacterium ), Caldicellulosiruptor kronotskyensis , Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum or Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum Monas sp. H103 (Pseudoalteromonas sp. H103), but may be derived from an enzyme or a variant, not limited to this, the particular course moto O Elia, but may be derived from an enzyme or a variant, not limited to this. The Cosmotoga Oelia-derived enzyme may include SEQ ID NO: 7.

본 출원에서 상기 서열번호 1은 과당-4-에피머화 효소를 코딩하는 염기서열에서 TIR에 해당하는 서열을 의미한다. 서열번호 1은 mRNA의 TIR 영역을 코딩하는 DNA 서열을 대표로 기재하였으나, 서열번호 1에 의해 코딩되는 mRNA 서열 즉, 서열번호 1의 티민(T)을 우라실(U)로 한 RNA 서열도 포함하는 것임이 자명하다. 이하 서열번호 1의 변이체 즉, 일부 염기가 치환된 서열 역시 동일하다.In the present application, SEQ ID NO: 1 refers to a sequence corresponding to TIR in the nucleotide sequence encoding fructose-4-epimerase. SEQ ID NO: 1 has been described as a representative DNA sequence encoding the TIR region of mRNA, but the mRNA sequence encoded by SEQ ID NO: 1, that is, an RNA sequence in which thymine (T) of SEQ ID NO: 1 is uracil (U). it is self-evident that Hereinafter, a variant of SEQ ID NO: 1, that is, a sequence in which some bases are substituted is also the same.

상기 서열번호 1은 개시 코돈을 포함하는 것일 수 있으며, 구체적으로 상기 서열번호 1은 개시 코돈인 ATG의 A를 기준으로 1 내지 45번째까지의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 것일 수 있다.SEQ ID NO: 1 may include a start codon, and specifically, SEQ ID NO: 1 may include polynucleotides 1 to 45 based on A of ATG, which is a start codon.

상기 서열번호 1은 공지의 데이터 베이스인 NCBI의 GenBank 또는 KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)에서 그 서열을 얻을 수 있다. 일례로, 코스모토가 오엘리아(Kosmotoga olearia) 유래일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한 상기 염기서열과 동일한 활성을 갖는 서열은 제한없이 포함될 수 있다. 또한, 서열번호 1의 염기서열 또는 이와 70% 이상의 상동성(homology) 또는 동일성(identity)을 갖는 염기서열을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로 상기 염기서열은 서열번호 1 및 상기 서열번호 1와 적어도 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 이상의 상동성 또는 동일성을 가지는 염기서열을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 상동성 또는 동일성을 가지며 상기 폴리뉴클레오티드에 상응하는 효능을 나타내는 염기서열이라면, 일부 서열이 결실, 변형, 치환 또는 부가된 염기서열을 갖는 폴리뉴클레오티드도 본 출원의 범위내에 포함됨은 자명하다.The sequence of SEQ ID NO: 1 can be obtained from a known database, GenBank of NCBI or KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes). As an example, Kosmotoga olearia ( Kosmotoga olearia ) may be derived, but is not limited thereto. In addition, a sequence having the same activity as the base sequence may be included without limitation. In addition, it may include the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a nucleotide sequence having 70% or more homology or identity therewith, but is not limited thereto. Specifically, the base sequence has at least 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, or 99% or more homology or identity to SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 1 It may include a nucleotide sequence. In addition, as long as it is a nucleotide sequence having such homology or identity and exhibiting efficacy corresponding to the polynucleotide, it is apparent that a polynucleotide having a nucleotide sequence in which some sequences are deleted, modified, substituted or added is also included within the scope of the present application.

즉, 본 출원에서 '특정 서열번호로 기재된 염기서열을 갖는 폴리뉴클레오티드'라고 기재되어 있다 하더라도, 해당 서열번호의 염기서열로 이루어진 폴리뉴클레오티드와 동일 혹은 상응하는 활성을 가지는 경우라면, 일부 서열이 결실, 변형, 치환, 보존적 치환 또는 부가된 염기서열을 갖는 폴리뉴클레오티드도 본 출원에서 사용될 수 있음은 자명하다. 예를 들어, 상기 폴리뉴클레오티드와 동일 혹은 상응하는 활성을 가지는 경우라면 상기 염기서열 앞뒤에 폴리뉴클레오티드의 기능을 변경하지 않는 서열 추가, 자연적으로 발생할 수 있는 돌연변이, 이의 잠재성 돌연변이 (silent mutation) 또는 보존적 치환을 제외하는 것이 아니며, 이러한 서열 추가 혹은 돌연변이를 가지는 경우에도 본원의 범위 내에 속하는 것이 자명하다.That is, even if it is described as a 'polynucleotide having a nucleotide sequence described in a specific SEQ ID NO:' in the present application, if it has the same or corresponding activity as a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence of the SEQ ID NO: some sequences are deleted, It is apparent that a polynucleotide having a modified, substituted, conservatively substituted or added base sequence may also be used in the present application. For example, if it has the same or corresponding activity as the polynucleotide, adding a sequence that does not change the function of the polynucleotide before or after the base sequence, naturally occurring mutation, or silent mutation or conservation thereof It is obvious that the substitution is not excluded, and it is within the scope of the present application even if it has such sequence additions or mutations.

상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드, 즉, 폴리뉴클레오티드 변이체는 과당-4-에피머화 효소를 코딩하는 염기서열에서 TIR에 해당하는 서열인 서열번호 1의 염기서열에서, TIR 내 개시 코돈인 ATG의 A를 기준으로 1 내지 45번째 위치의 뉴클레오티드가 어느 하나 이상 변이된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 뉴클레오티드 변이는 TIR 내 개시 코돈인 ATG의 A를 기준으로 24번째, 27번째, 33번째로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 뉴클레오티드가 다른 뉴클레오티드로 치환되어 변이된 것일 수 있고, 보다 구체적으로, 24번째, 27번째 및 33번째가 모두 다른 뉴클레오티드로 치환된 것일 수 있다. 또한, 추가로, 6번째, 12번째, 15번째, 18번째, 30번째, 34번째, 36번째, 39번째, 42번째 및 45번째로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 뉴클레오티드가 다른 뉴클레오티드로 치환되어 변이된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. In the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, which is a sequence corresponding to TIR in the nucleotide sequence encoding fructose-4-epimerase in the nucleotide sequence encoding the fructose-4-epimerase, the polynucleotide for the expression, that is, the polynucleotide variant, is based on A of ATG, the initiation codon in TIR. to any one or more of the nucleotides at positions 1 to 45 may be mutated, but is not limited thereto. Specifically, the nucleotide mutation may be a mutation in which any one or more nucleotides selected from the group consisting of the 24th, 27th, and 33rd positions based on A of ATG, the initiation codon in TIR, are substituted with other nucleotides, and more specifically , all of the 24th, 27th, and 33rd positions may be substituted with different nucleotides. In addition, any one or more nucleotides selected from the group consisting of the 6th, 12th, 15th, 18th, 30th, 34th, 36th, 39th, 42nd and 45th nucleotides are substituted with other nucleotides, It may be a mutated one, but is not limited thereto.

상기 뉴클레오티드 변이는 과당-4-에피머화 효소를 코딩하는 아미노산의 서열에 변경 없이, 코돈(Codon)만이 변경되는 범위 내에서 이루어지는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 구체적으로, 상기 서열번호 1의 염기서열에서 ⅰ) 24번째 염기인 시토신(C)의 티민(T)으로의 치환, ⅱ) 27번째 염기인 티민(T)의 시토신(C)으로의 치환 또는 및 ⅲ) 33번째 염기인 아데닌(A)의 시토신(C)으로의 치환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 치환을 포함할 수 있고, 상기 ⅰ) 내지 ⅲ)의 치환을 모두 포함할 수 있다. 또한, 추가로, 상기 서열번호 1의 염기서열에서 6번째, 12번째, 15번째, 18번째, 30번째, 34번째, 36번째, 39번째, 42번째 및 45번째로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 치환을 더 포함하는 경우, 상기 치환은 6번째 염기 아데닌(A)이 구아닌(G)으로, 12번째 염기 티민(T)이 시토신(C)으로, 15번째 염기 티민(T)이 구아닌(G)으로, 18번째 염기 티민(T)이 구아닌(G)으로, 30번째 염기 티민(T)이 구아닌(G)으로, 34번째 염기 티민(T)이 시토신(C)으로, 36번째 구아닌(G)이 티민(T)으로, 39번째 염기 아데닌(A)이 구아닌(G)으로, 42번째 염기 아데닌(A)이 구아닌(G)으로 및 45번째 구아닌(G)이 아데닌(A)으로 치환되는 것 중 어느 하나 이상 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The nucleotide mutation is not particularly limited as long as it is made within the range in which only the codon is changed without altering the sequence of the amino acid encoding the fructose-4-epimerase, but specifically, in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 i ) the substitution of thymine (T) for cytosine (C) at the 24th base, ii) the substitution of thymine (T) at the 27th base for cytosine (C), or iii) the substitution of cytosine for adenine (A) at the 33rd base It may include any one or more substitutions selected from the group consisting of substitution with (C), and may include all substitutions of i) to iii). In addition, any one selected from the group consisting of the 6th, 12th, 15th, 18th, 30th, 34th, 36th, 39th, 42th and 45th in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 In the case of further including the above substitutions, the substitution is that the 6th base adenine (A) is guanine (G), the 12th base thymine (T) is cytosine (C), and the 15th base thymine (T) is guanine (G) ), the 18th base thymine (T) to guanine (G), the 30th base thymine (T) to guanine (G), the 34th base thymine (T) to cytosine (C), and the 36th guanine (G) ) is thymine (T), the 39th base adenine (A) is replaced with guanine (G), the 42nd base adenine (A) is replaced with guanine (G), and the 45th guanine (G) is replaced with adenine (A) Any one or more of these may be selected, but the present invention is not limited thereto.

상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드는 서열번호 2 또는 서열번호 3의 염기서열일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The polynucleotide for the expression may be the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3, but is not limited thereto.

또한, 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드는 공지의 유전자 서열로부터 조제될 수 있는 프로브, 예를 들면, 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 구성하는 염기서열의 전체 또는 일부에 대한 상보 서열과 엄격한 조건 하에 하이드리드화하여, 번역 개시 활성을 가지는 폴리뉴클레오티드 서열이라면 제한없이 포함될 수 있다. 상기 "엄격한 조건"이란 폴리뉴클레오티드 간의 특이적 혼성화를 가능하게 하는 조건을 의미한다. 이러한 조건은 문헌(예컨대, J. Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory press, Cold Spring Harbor, New York, 1989; F.M. Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, Inc., New York)에 구체적으로 기재되어 있다. 예를 들어, 상동성 또는 동일성이 높은 유전자끼리, 70% 이상, 80% 이상, 구체적으로는 85% 이상, 구체적으로는 90% 이상, 보다 구체적으로는 95% 이상, 더욱 구체적으로는 97% 이상, 특히 구체적으로는 99% 이상의 상동성 또는 동일성을 갖는 유전자끼리 하이브리드화하고, 그보다 상동성 또는 동일성이 낮은 유전자끼리 하이브리드화하지 않는 조건, 또는 통상의 써던 하이브리드화의 세척 조건인 60℃, 1×SSC, 0.1% SDS, 구체적으로는 60℃, 0.1×SSC, 0.1% SDS, 보다 구체적으로는 68℃, 0.1×SSC, 0.1% SDS에 상당하는 염 농도 및 온도에서, 1회, 구체적으로는 2회 내지 3회 세정하는 조건을 열거할 수 있다.In addition, the polynucleotide for expression is hybridized under stringent conditions with a probe that can be prepared from a known gene sequence, for example, a sequence complementary to all or a part of the nucleotide sequence constituting the polynucleotide for expression. Thus, any polynucleotide sequence having translation initiation activity may be included without limitation. The "stringent conditions" means conditions that allow specific hybridization between polynucleotides. Such conditions are described in, for example, J. Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory press, Cold Spring Harbor, New York, 1989; FM Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology. , John Wiley & Sons, Inc., New York). For example, between genes with high homology or identity, 70% or more, 80% or more, specifically 85% or more, specifically 90% or more, more specifically 95% or more, even more specifically 97% or more , More specifically, the conditions in which genes having 99% or more homology or identity are hybridized and genes having lower homology or identity do not hybridize, or the washing conditions of normal Southern hybridization are 60°C, 1×. SSC, 0.1% SDS, specifically at a salt concentration and temperature equivalent to 60° C., 0.1×SSC, 0.1% SDS, more specifically 68° C., 0.1×SSC, 0.1% SDS, once, specifically 2 Conditions for washing three to three times can be enumerated.

혼성화는 비록 혼성화의 엄격도에 따라 염기 간의 미스매치(mismatch)가 가능할지라도, 두 개의 폴리뉴클레오티드가 상보적 서열을 가질 것을 요구한다. 용어, "상보적"은 서로 혼성화가 가능한 뉴클레오티드 염기 간의 관계를 기술하는데 사용된다. 예를 들면, DNA에 관하여, 아데노신은 티민에 상보적이며 시토신은 구아닌에 상보적이다. 따라서, 본 출원은 또한 실질적으로 유사한 폴리뉴클레오티드 서열뿐만 아니라 전체 서열에 상보적인 단리된 폴리뉴클레오티드 단편을 포함할 수 있다.Hybridization requires that two polynucleotides have complementary sequences, although mismatch between bases is possible depending on the stringency of hybridization. The term "complementary" is used to describe the relationship between nucleotide bases capable of hybridizing to each other. For example, with respect to DNA, adenosine is complementary to thymine and cytosine is complementary to guanine. Accordingly, the present application may also encompass substantially similar polynucleotide sequences as well as isolated polynucleotide fragments complementary to the overall sequence.

구체적으로, 상동성 또는 동일성을 가지는 폴리뉴클레오티드는 55 ℃의 Tm 값에서 혼성화 단계를 포함하는 혼성화 조건을 사용하고 상술한 조건을 사용하여 탐지할 수 있다. 또한, 상기 Tm 값은 60 ℃, 63 ℃ 또는 65 ℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고 그 목적에 따라 당업자에 의해 적절히 조절될 수 있다.Specifically, polynucleotides having homology or identity can be detected using hybridization conditions including a hybridization step at a Tm value of 55° C. and using the above-described conditions. In addition, the Tm value may be 60 °C, 63 °C, or 65 °C, but is not limited thereto and may be appropriately adjusted by those skilled in the art according to the purpose.

폴리뉴클레오티드를 혼성화하는 적절한 엄격도는 폴리뉴클레오티드의 길이 및 상보성 정도에 의존하고 변수는 해당기술분야에 잘 알려져 있다.The appropriate stringency for hybridizing polynucleotides depends on the length of the polynucleotides and the degree of complementarity, and the parameters are well known in the art.

본 출원에서 용어 "상동성(homology)" 또는 "동일성(identity)"은 두 개의 주어진 아미노산 서열 또는 염기서열과 관련된 정도를 의미하며 백분율로 표시될 수 있다. 용어 상동성 및 동일성은 종종 상호교환적으로 이용될 수 있다. As used herein, the term "homology" or "identity" refers to the degree to which two given amino acid sequences or base sequences are related, and may be expressed as a percentage. The terms homology and identity can often be used interchangeably.

보존된 (conserved) 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드의 서열 상동성 또는 동일성은 표준 배열 알고리즘에 의해 결정되며, 사용되는 프로그램에 의해 확립된 디폴트 갭 페널티가 함께 이용될 수 있다. 실질적으로, 상동성을 갖거나 (homologous) 또는 동일한 (identical) 서열은 중간 또는 높은 엄격한 조건(stringent conditions)에서 일반적으로 서열 전체 또는 전체-길이의 적어도 약 50%, 60%, 70%, 80% 또는 90% 이상으로 하이브리드할 수 있다. 하이브리드화는 폴리뉴클레오티드에서 코돈 대신 축퇴 코돈을 함유하는 폴리뉴클레오티드 또한 고려된다.Sequence homology or identity of a conserved polynucleotide or polypeptide is determined by standard alignment algorithms, with default gap penalties established by the program used may be used. Substantially, homologous or identical sequences are generally at least about 50%, 60%, 70%, 80% of the entire or full-length sequence under moderate or high stringent conditions. or more than 90% hybrid. Hybridization is also contemplated for polynucleotides containing degenerate codons instead of codons in the polynucleotides.

임의의 두 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드 서열이 상동성, 유사성 또는 동일성을 갖는지 여부는, 예를 들어, Pearson et al (1988)[Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85]: 2444에서와 같은 디폴트 파라미터를 이용하여 "FASTA" 프로그램과 같은 공지의 컴퓨터 알고리즘을 이용하여 결정될 수 있다. 또는, EMBOSS 패키지의 니들만 프로그램(EMBOSS: The European Molecular Biology Open Software Suite, Rice et al., 2000, Trends Genet. 16: 276-277)(버전 5.0.0 또는 이후 버전)에서 수행되는 바와 같은, 니들만-운치(Needleman-Wunsch) 알고리즘(Needleman and Wunsch, 1970, J. Mol. Biol. 48: 443-453) 이 사용되어 결정될 수 있다(GCG 프로그램 패키지 (Devereux, J., et al, Nucleic Acids Research 12: 387 (1984)), BLASTP, BLASTN, FASTA (Atschul, [S.] [F.,] [ET AL, J MOLEC BIOL 215]: 403 (1990); Guide to Huge Computers, Martin J. Bishop, [ED.,] Academic Press, San Diego,1994, 및 [CARILLO ETA/.](1988) SIAM J Applied Math 48: 1073을 포함한다). 예를 들어, 국립 생물공학 정보 데이터베이스 센터의 BLAST, 또는 ClustalW를 이용하여 상동성, 유사성 또는 동일성을 결정할 수 있다. Whether any two polynucleotide or polypeptide sequences have homology, similarity or identity can be determined, for example, by Pearson et al (1988) [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85]: using default parameters as in 2444, using a known computer algorithm such as the “FASTA” program. or, as performed in the Needleman program of the EMBOSS package (EMBOSS: The European Molecular Biology Open Software Suite, Rice et al., 2000, Trends Genet. 16: 276-277) (version 5.0.0 or later), Needleman-Wunsch algorithm (Needleman and Wunsch, 1970, J. Mol. Biol. 48: 443-453) can be used to determine (GCG program package (Devereux, J., et al, Nucleic Acids) Research 12: 387 (1984)), BLASTP, BLASTN, FASTA (Atschul, [S.] [F.,] [ET AL, J MOLEC BIOL 215]: 403 (1990); Guide to Huge Computers, Martin J. Bishop , [ED.,] Academic Press, San Diego, 1994, and [CARILLO ETA/.] (1988) SIAM J Applied Math 48: 1073).For example, BLAST of the National Center for Biotechnology Information Database, or ClustalW can be used to determine homology, similarity or identity.

폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드의 상동성, 유사성 또는 동일성은, 예를 들면, Smith and Waterman, Adv. Appl. Math (1981) 2:482 에 공지된 대로, 예를 들면, Needleman et al. (1970), J Mol Biol.48 : 443과 같은 GAP 컴퓨터 프로그램을 이용하여 서열 정보를 비교함으로써 결정될 수 있다. 요약하면, GAP 프로그램은 두 서열 중 더 짧은 것에서의 기호의 전체 수로, 유사한 배열된 기호(즉, 뉴클레오티드 또는 아미노산)의 수를 나눈 값으로 정의한다. GAP 프로그램을 위한 디폴트 파라미터는 (1) 이진법 비교 매트릭스(동일성을 위해 1 그리고 비-동일성을 위해 0의 값을 함유함) 및 Schwartz and Dayhoff, eds., Atlas Of Protein Sequence And Structure, National Biomedical Research Foundation, pp. 353-358 (1979)에 의해 개시된 대로, Gribskov et al(1986) Nucl. Acids Res. 14: 6745의 가중된 비교 매트릭스 (또는 EDNAFULL(NCBI NUC4.4의 EMBOSS 버전) 치환 매트릭스); (2) 각 갭을 위한 3.0의 페널티 및 각 갭에서 각 기호를 위한 추가의 0.10 페널티 (또는 갭 개방 패널티 10, 갭 연장 패널티 0.5); 및 (3) 말단 갭을 위한 무 페널티를 포함할 수 있다. 따라서, 본원에서 사용된 것으로서, 용어 "상동성" 또는 "동일성"은 서열들간의 관련성(relevance)를 나타낸다.Homology, similarity or identity of polynucleotides or polypeptides is described, for example, in Smith and Waterman, Adv. Appl. Math (1981) 2:482, see, for example, Needleman et al. (1970), J Mol Biol. 48: 443 by comparing the sequence information using a GAP computer program. In summary, the GAP program is defined as the total number of symbols in the shorter of two sequences divided by the number of similarly aligned symbols (ie, nucleotides or amino acids). Default parameters for the GAP program are: (1) a binary comparison matrix (containing values of 1 for identity and 0 for non-identity) and Schwartz and Dayhoff, eds., Atlas Of Protein Sequence And Structure, National Biomedical Research Foundation , pp. 353-358 (1979), Gribskov et al (1986) Nucl. Acids Res. 14: weighted comparison matrix of 6745 (or EDNAFULL (EMBOSS version of NCBI NUC4.4) substitution matrix); (2) a penalty of 3.0 for each gap and an additional 0.10 penalty for each symbol in each gap (or a gap opening penalty of 10, a gap extension penalty of 0.5); and (3) no penalty for end gaps. Thus, as used herein, the term “homology” or “identity” refers to a relevance between sequences.

본 출원에서, 용어 “UTR(Untranslated region)”은 단백질로 번역되지 않는 mRNA 영역을 의미한다. UTR이 5'쪽에서 발견되면 5' UTR(5' leader), 3'쪽에서 발견되면 3' UTR(3' trailer)로 명명된다. 5'UTR은 코딩 서열로부터 상류에 있으며, 5' UTR 내에는 리보솜에 의해 인식되어 리보솜이 결합하여 번역을 개시할 수 있는 서열이 존재한다. 3' UTR은 번역 정지 코돈 바로 다음에 발견되며, 전사 종결 유전자 발현뿐만 아니라 번역 종결에서 중요한 역할을 한다. 번역되지 않은 mRNA 영역은 발현양 등 유전자 발현의 많은 조절 측면에 관여하는 것으로 알려져 있다. 원핵 생물의 5' UTR은 Shine-Dalgarno 시퀀스(5'-AGGAGGU-3')로 구성된다. 이 서열은 개시 코돈으로부터 상류에서 3 내지 10 개의 염기쌍으로 발견된다. 진핵 생물의 5' UTR은 코작 컨센서스 시퀀스(ACCAUGG)를 포함한다. 5'-UTR 부분은 크게 두 가지 종류로 나누어진다. 대부분의 진핵 세포의 mRNA는 5' 말단에 7-methyl-guanosine(cap)을 가진 프로모터 부분인 RNA를 가지고 있고, 단백질 합성을 위해 단백질 합성 시작 복합체(translation initiation complex)가 cap을 인식하고 시작 코돈인 AUG까지 진행하여 단백질 합성을 시작한다. 그러나 일부 RNA는 cap 대신 IRES (Internal Ribosome Entry Site) 서열을 가진 RNA가 있어 단백질 합성을 한다. IRES는 일부 진핵 세포 mRNA 뿐만 아니라 많은 바이러스들이 가지고 있다. 이를 기준으로 mRNA가 단백질 합성을 하는 방법은 크게 cap 의존 전사반응과 IRES 의존 전사반응으로 나누어 질 수 있다. In the present application, the term “untranslated region (UTR)” refers to an mRNA region that is not translated into a protein. If the UTR is found on the 5' side, it is named 5' UTR (5' leader), and if it is found on the 3' side, it is named 3' UTR (3' trailer). The 5'UTR is upstream from the coding sequence, and there is a sequence within the 5'UTR that can be recognized by the ribosome to bind the ribosome and initiate translation. The 3' UTR is found immediately after the translation stop codon and plays an important role in translation termination as well as transcription termination gene expression. The untranslated mRNA region is known to be involved in many regulatory aspects of gene expression, such as expression level. The 5' UTR of prokaryotes consists of the Shine-Dalgarno sequence (5'-AGGAGGU-3'). This sequence is found 3 to 10 base pairs upstream from the start codon. The eukaryotic 5' UTR contains the Kozak consensus sequence (ACCAUGG). The 5'-UTR portion is largely divided into two types. Most eukaryotic mRNA has an RNA, a promoter part with 7-methyl-guanosine (cap) at the 5' end, and for protein synthesis, the protein synthesis initiation complex recognizes the cap and serves as the start codon. Proceed to AUG to start protein synthesis. However, some RNAs have an IRES (Internal Ribosome Entry Site) sequence instead of a cap, so they synthesize proteins. IRES is possessed by many viruses as well as some eukaryotic mRNAs. Based on this, the method of mRNA protein synthesis can be largely divided into cap-dependent transcriptional reaction and IRES-dependent transcriptional reaction.

본 출원에 있어서, UTR은 5' UTR을 의미하는 것일 수 있으며, 5' UTR은 mRNA 또는 DNA 서열로 표시될 수 있다.In the present application, UTR may mean 5' UTR, and 5' UTR may be represented by an mRNA or DNA sequence.

상기 5' UTR은 폴리뉴클레오티드 변이체와 조합하여 번역 개시 활성을 가지거나, 야생형 또는 비변이된 폴리뉴클레오티드에 비해 발현량이 증대된 서열이라면 제한 없이 포함될 수 있으나, 구체적으로 서열번호 5 또는 서열번호 6 중 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.The 5' UTR may be included without limitation as long as it has translation initiation activity in combination with a polynucleotide variant or has an increased expression level compared to a wild-type or unmutated polynucleotide, but specifically any of SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 6 It may include one or more.

본 출원의 다른 하나의 양태는 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하고, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공하는 것이다.Another aspect of the present application is to provide a polynucleotide comprising a polynucleotide for the expression and encoding a target protein.

상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드는 전술한 바와 같다.The polynucleotide for the expression is as described above.

상기 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드, 즉, 폴리뉴클레오티드 변이체를 포함함에 따라, 아미노산 서열은 변경되지 않으면서 코딩되는 목적 단백질 또는 목적 폴리펩티드의 발현이 변이 전 또는 야생형 TIR을 포함하는 유전자 대비 증대될 수 있다. 상기 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 코돈 축퇴성(degeneracy)으로 인하여, 또는 상기 폴리뉴클레오티드를 발현시키고자하는 생물에서 선호되는 코돈을 고려하여, 단백질의 아미노산 서열을 변경하지 않는 범위 내에서 코딩 영역에 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 상기 폴리뉴클레오티드 서열에 대해서는 전술한 바와 같다.As the polynucleotide encoding the target protein includes a polynucleotide for the expression, that is, a polynucleotide variant, the amino acid sequence is not changed and the expression of the encoded target protein or target polypeptide includes a wild-type TIR before mutation. It can be increased compared to the gene that The polynucleotide encoding the target protein is located in the coding region within a range that does not change the amino acid sequence of the protein due to codon degeneracy, or considering codons preferred in the organism to express the polynucleotide. Various modifications may be made. The polynucleotide sequence is the same as described above.

상기 목적 단백질을 코딩하는 유전자는, 전사될 특정 목적 핵산으로 폴리펩티드를 코딩하는 유전자일 수 있다. 목적 유전자는 당업자가 원하는 모든 유전자가 가능하며, 숙주 균주가 아닌 외래종 또는 다른 균주로부터 유래되는 유전자, 또는 변형된 형태의 유전자일 수 있으나 제한되지 않는다. 목적 단백질은 발현량을 증가시키고자 하는 폴리펩티드일 수 있다. 상기 폴리펩티드는 형광단백질 및 목적 물질 생산에 관여하는 폴리펩티드를 포함하고, 효소 또는 막단백질(트랜스포터)일 수 있다. 또한 상기 목적 물질은 당류, 아미노산 및/또는 핵산 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 당류는 구체적으로 타가토스 또는 알룰로스 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 일 예로, 상기 타가토스 생산 효소는 과당-4-에피머화 효소, 아라비노스 이성화 효소일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 예로, 상기 알룰로스 생산 효소는 과당-3-에피머화 효소일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 아미노산 생산 효소는 아미노산뿐 아니라 그 전구체 합성에 관여하는 것 역시 제한없이 포함할 수 있고, 일 예로 아세토하이드록시산 신타아제, 피루브산 디하이드로게나아제, 아미노산 아미노트랜스퍼라아제, 아스파토키나제, 아세틸호모세린 설피드릴라아제, 시스타치오닌 감마 신타아제 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 핵산은 구체적으로 IMP, XMP 또는 GMP 일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 상기 핵산 생산 효소는 이의 전구체합성에 관여하는 효소 역시 제한없이 포함할 수 있다. 예를 들어 바이오틴 카르복실라아제, 글리세르알데히드-3-포스페이트 디하이드로게나아제, 리포아미드 디하이드로게나아제, 푸마레이즈, 5'-뉴클레오티다아제, 크산틸산 아미나아제, 또는 프롤린 디하이드로게나아제 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 막단백질은 목적 물질의 배출 또는 유입에 관여하는 것을 포함한다. 다만 전술한 단백질의 종류는 예시에 불과하며 이에 제한되지 않는다. 한편 전술한 목적 단백질은 야생형뿐만 아니라 그의 변이체 또한 포함한다. 예를 들어, 상기 목적 단백질은 과당-4-에피머화 효소일 수 있으며, 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하고, 과당-4-에피머화 효소를 코딩하는 폴리뉴클레오티드로부터 코딩되는 과당-4-에피머화 효소의 발현은, 발현을 위한 폴리뉴클레오티드가 변이 전 또는 야생형 TIR를 포함하는 폴리뉴클레오티드로부터 코딩되는 효소 대비 증대될 수 있다. The gene encoding the target protein may be a gene encoding a polypeptide as a specific target nucleic acid to be transcribed. The gene of interest may be any gene desired by those skilled in the art, and may be a gene derived from a foreign species or another strain other than the host strain, or a modified form of the gene, but is not limited thereto. The target protein may be a polypeptide whose expression level is to be increased. The polypeptide includes a fluorescent protein and a polypeptide involved in the production of a target substance, and may be an enzyme or a membrane protein (transporter). In addition, the target substance may be a saccharide, an amino acid and/or a nucleic acid, but is not limited thereto. The saccharide may specifically be tagatose or allulose, but is not limited thereto. For example, the tagatose-producing enzyme may be a fructose-4-epimerase or an arabinose isomerase, but is not limited thereto. For example, the allulose-producing enzyme may be a fructose-3-epimerase, but is not limited thereto. The amino acid producing enzyme may include, without limitation, not only amino acids but also those involved in the synthesis of their precursors, for example, acetohydroxy acid synthase, pyruvic acid dehydrogenase, amino acid aminotransferase, aspartokinase, acetyl homo It may be serine sulfidylase, cystathionine gamma synthase, but is not limited thereto. The nucleic acid may specifically be IMP, XMP, or GMP, but is not limited thereto, and the nucleic acid producing enzyme may also include an enzyme involved in the synthesis of its precursor without limitation. For example biotin carboxylase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, lipoamide dehydrogenase, fumaase, 5'-nucleotidase, xanthyl acid aminase, or proline dehydrogenase may be, but is not limited thereto. In addition, the membrane protein includes those involved in the discharge or inflow of a target substance. However, the types of the above-described proteins are merely examples and are not limited thereto. Meanwhile, the above-mentioned target protein includes not only the wild type but also mutants thereof. For example, the target protein may be fructose-4-epimerase, including a polynucleotide for the expression, and fructose-4-epimerization encoded from a polynucleotide encoding fructose-4-epimerase. The expression of the enzyme can be enhanced compared to the enzyme in which the polynucleotide for expression is encoded from a polynucleotide containing a wild-type TIR before mutation or.

본 출원의 다른 하나의 양태는 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 제공하는 것이다.Another aspect of the present application is to provide a vector comprising a polynucleotide for the expression.

상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드는 전술한 바와 같다.The polynucleotide for the expression is as described above.

본 출원에서, 용어 "벡터"는 적합한 숙주 내에서 목적 단백질을 발현시킬 수 있도록 적합한 조절 서열에 작동 가능하게 연결된 상기 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 염기서열을 함유하는 DNA 제조물을 의미한다. 상기 조절 서열은 전사를 개시할 수 있는 프로모터, 그러한 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합부위를 코딩하는 서열, 및 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함할 수 있다. 벡터는 적당한 숙주세포 내로 형질전환된 후, 숙주 게놈과 무관하게 복제되거나 기능할 수 있으며, 게놈 그 자체에 통합될 수 있다.In the present application, the term "vector" refers to a DNA preparation containing the base sequence of a polynucleotide encoding the target protein operably linked to a suitable regulatory sequence so that the target protein can be expressed in a suitable host. The regulatory sequences may include a promoter capable of initiating transcription, an optional operator sequence for regulating such transcription, a sequence encoding a suitable mRNA ribosome binding site, and a sequence regulating the termination of transcription and translation. After transformation into an appropriate host cell, the vector can replicate or function independently of the host genome, and can be integrated into the genome itself.

상기 벡터는 본 출원의 발현을 위한 폴리뉴클레오티드가 작동 가능하게 연결된 형태일 수 있다. The vector may be in the form of an operably linked polynucleotide for expression of the present application.

또한, 상기 벡터는 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하고, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있으며, 상기 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드가 작동 가능하게 연결된 형태일 수 있다.In addition, the vector includes a polynucleotide for the expression, and may include a polynucleotide encoding a target protein, and may be in a form in which the polynucleotide encoding the target protein is operably linked.

본 출원에서, 용어 "작동 가능하게 연결된"이란 일반적으로 기능을 수행하도록 염기 발현 조절 서열과 목적하는 단백질을 코딩하는 염기서열이 작동 가능하게 연결되어 코딩하는 염기서열의 발현에 영향을 미칠 수 있다. 벡터와의 작동 가능한 연결은 당업계의 공지된 유전자 재조합 기술을 이용하여 제조할 수 있으며, 부위-특이적 DNA 절단 및 연결은 당업계의 절단 및 연결 효소 등을 사용하여 제작할 수 있다. In the present application, the term "operably linked" generally refers to a nucleotide expression control sequence and a nucleotide sequence encoding a target protein are operably linked to perform a function, thereby affecting the expression of the coding nucleotide sequence. The operable linkage with the vector can be prepared using a genetic recombination technique known in the art, and site-specific DNA cutting and ligation can be made using a cutting and ligation enzyme in the art.

본 출원에서 사용되는 벡터는 특별히 한정되지 않으며, 당업계에 알려진 임의의 벡터를 이용할 수 있다. 통상 사용되는 벡터의 예로는 천연 상태이거나 재조합된 상태의 플라스미드, 코스미드, 바이러스 및 박테리오파지를 들 수 있다. 예를 들어, 파지 벡터 또는 코스미드 벡터로서 pWE15, M13, MBL3, MBL4, IXII, ASHII, APII, t10, t11, Charon4A, 및 Charon21A 등을 사용할 수 있으며, 플라스미드 벡터로서 pHCP(대한민국 공개특허 제10-2018-0092110호), pBR계, pUC계, pBluescriptII계, pGEM계, pTZ계, pCL계 및 pET계 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 pDZ, pACYC177, pACYC184, pCL, pECCG117, pUC19, pBR322, pMW118, pCC1BAC 벡터 등을 사용할 수 있다.The vector used in the present application is not particularly limited, and any vector known in the art may be used. Examples of commonly used vectors include natural or recombinant plasmids, cosmids, viruses and bacteriophages. For example, pWE15, M13, MBL3, MBL4, IXII, ASHII, APII, t10, t11, Charon4A, and Charon21A may be used as a phage vector or a cosmid vector, and pHCP (Korea Patent Publication No. 10- 2018-0092110), pBR-based, pUC-based, pBluescriptII-based, pGEM-based, pTZ-based, pCL-based, pET-based and the like can be used. Specifically, pDZ, pACYC177, pACYC184, pCL, pECCG117, pUC19, pBR322, pMW118, pCC1BAC vectors and the like can be used.

일례로 세포 내 염색체 삽입용 벡터를 통해 염색체 내에 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 염색체 내로 삽입할 수 있다. 상기 폴리뉴클레오티드의 염색체 내로의 삽입은 당업계에 알려진 임의의 방법, 예를 들면, 상동재조합(homologous recombination)에 의하여 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 염색체 삽입 여부를 확인하기 위한 선별 마커(selection marker)를 추가로 포함할 수 있다. 선별 마커는 벡터로 형질전환된 세포를 선별, 즉 목적 핵산 분자의 삽입 여부를 확인하기 위한 것으로, 약물 내성, 영양 요구성, 세포 독성제에 대한 내성 또는 표면 폴리펩티드의 발현과 같은 선택가능 표현형을 부여하는 마커들이 사용될 수 있다. 선택제(selective agent)가 처리된 환경에서는 선별 마커를 발현하는 세포만 생존하거나 다른 표현 형질을 나타내므로, 형질전환된 세포를 선별할 수 있다. For example, a polynucleotide encoding a target protein may be inserted into a chromosome through a vector for intracellular chromosome insertion. The insertion of the polynucleotide into the chromosome may be performed by any method known in the art, for example, homologous recombination, but is not limited thereto. It may further include a selection marker (selection marker) for confirming whether the chromosome is inserted. The selection marker is used to select cells transformed with a vector, that is, to determine whether a target nucleic acid molecule is inserted, and to confer a selectable phenotype such as drug resistance, auxotrophicity, resistance to cytotoxic agents, or expression of a surface polypeptide. markers may be used. In an environment treated with a selective agent, only the cells expressing the selectable marker survive or exhibit other expression traits, so that the transformed cells can be selected.

본 출원의 다른 하나의 양태는 서열번호 1의 염기서열에서 ⅰ) 24번째 염기의 티민으로의 치환, ⅱ) 27번째 염기의 시토신으로의 치환 및 ⅲ) 33번째 염기의 시토신으로의 치환을 포함하는, 발현을 위한 폴리뉴클레오티드; 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하고, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 또는 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터;를 포함하는 목적 단백질을 발현하는 미생물을 제공하는 것이다.In another aspect of the present application, in the base sequence of SEQ ID NO: 1, i) substitution of the 24th base with thymine, ii) the substitution of the 27th base with cytosine, and iii) the substitution of the 33rd base with cytosine. , polynucleotides for expression; a polynucleotide comprising a polynucleotide for the expression and encoding a protein of interest; Or a vector comprising a polynucleotide for the expression; to provide a microorganism expressing a target protein comprising the.

상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드 및 벡터는 전술한 바와 같다.The polynucleotide for the expression, the polynucleotide encoding the target protein, and the vector are the same as described above.

본 출원에서, 용어 “목적 단백질을 발현하는 미생물”이란, 자연적으로 약한 목적 단백질 생산능을 가지고 있는 미생물, 혹은 목적 단백질 생산능이 없는 모균주에 목적 단백질 생산능이 부여된 미생물을 의미한다. As used herein, the term “a microorganism expressing a target protein” refers to a microorganism having a naturally weak target protein-producing ability or a microorganism to which a target protein-producing ability is imparted to a parent strain lacking the target protein-producing ability.

상기 미생물은, 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 숙주세포 내로 도입하는 방법을 이용하여 제작한 재조합 미생물일 수 있다. 상기 벡터를 형질전환시키는 방법은 폴리뉴클레오티드를 세포 내로 도입하는 어떤 방법도 포함될 수 있으며, 당해 분야에서 공지된 바와 같이 적합한 표준 기술을 선택하여 수행할 수 있다. 예를 들면, 일렉트로포레이션(electroporation), 칼슘 포스페이트 공동-침전(calcium phosphate co-precipitation), 레트로바이러스 감염(retroviral infection), 미세주입법(microinjection), DEAE-덱스트란(DEAEdextran), 양이온 리포좀(cationic liposome) 법 및 열 충격법 등이 포함될 수 있으나, 이로 제한되지 않는다.The microorganism may be a recombinant microorganism produced by using a method of introducing a vector including a polynucleotide for expression into a host cell. The method for transforming the vector may include any method of introducing a polynucleotide into a cell, and may be performed by selecting an appropriate standard technique as known in the art. For example, electroporation (electroporation), calcium phosphate co-precipitation (calcium phosphate co-precipitation), retroviral infection (retroviral infection), microinjection (microinjection), DEAE-dextran (DEAEdextran), cationic liposome (cationic) liposome) method and heat shock method, but is not limited thereto.

본 출원에서, 용어 "형질전환"은 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 숙주세포 내에 도입하여 숙주세포 내에서 상기 폴리뉴클레오티드가 코딩하는 단백질이 발현할 수 있도록 하는 것을 의미한다.In the present application, the term "transformation" means introducing a vector including a polynucleotide encoding a target protein into a host cell so that the protein encoded by the polynucleotide can be expressed in the host cell.

형질전환된 유전자는 숙주세포 내에 발현될 수 있기만 한다면, 숙주세포의 염색체 내에 삽입된 형태 및 염색체 외에 위치하고 있는 형태 모두를 포함할 수 있다. 또한, 상기 유전자는 폴리뉴클레오티드로써 DNA 및 RNA를 포함하며, 숙주세포 내로 도입되어 발현될 수 있는 것이면 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 유전자는, 자체적으로 발현되는데 필요한 모든 요소를 포함하는 폴리뉴클레오티드 구조체인 발현 카세트(expression cassette)의 형태로 숙주세포에 도입될 수 있다. 상기 발현 카세트는 통상 상기 유전자에 작동 가능하게 연결되어 있는 프로모터(promoter), 전사 종결 신호, 리보좀 결합부위 및 번역 종결신호를 포함할 수 있다. 상기 발현 카세트는 자체 복제가 가능한 재조합 벡터 형태일 수 있다. 또한, 상기 유전자는 그 자체 또는 폴리뉴클레오티드 구조체의 형태로 숙주세포에 도입되어, 숙주세포에서 발현에 필요한 서열과 작동 가능하게 연결되어 있는 것일 수도 있다.The transformed gene may include both a form inserted into a chromosome of a host cell and a form located extrachromosomally, as long as it can be expressed in the host cell. In addition, the gene includes DNA and RNA as polynucleotides, and can be used without limitation as long as it can be introduced into a host cell and expressed. For example, the gene may be introduced into a host cell in the form of an expression cassette, which is a polynucleotide construct including all elements necessary for self-expression. The expression cassette may include a promoter operably linked to the gene, a transcription termination signal, a ribosome binding site, and a translation termination signal. The expression cassette may be in the form of a recombinant vector capable of self-replication. In addition, the gene may be introduced into a host cell by itself or in the form of a polynucleotide construct, and may be operably linked to a sequence necessary for expression in the host cell.

본 출원에서, 용어 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드/단백질이 "발현되도록/되는"은 목적 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드가 미생물 내에 도입되거나, 미생물 내에서 발현되도록 변형된 상태를 의미하며, 상기 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드가 미생물 내 존재하는 단백질인 경우 내재적 또는 변형 전에 비하여 그 활성이 강화된 상태를 의미한다. In the present application, the term polynucleotide or polypeptide/protein “to be expressed” refers to a state in which a target polynucleotide or polypeptide is introduced into or modified to be expressed in a microorganism, wherein the polynucleotide or polypeptide is expressed in the microorganism. In the case of an existing protein, it refers to a state in which its activity is enhanced compared to before endogenous or modified.

구체적으로, "폴리펩티드(또는 단백질)의 도입"은, 목적 단백질의 내재적 활성 또는 변형 전 활성에 비하여 향상된 활성을 나타내게 되는 것 또는 미생물이 본래 가지고 있지 않았던 특정 폴리펩티드의 활성을 나타내게 되는 것을 의미한다. 예를 들어, 특정 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드가 미생물 내 염색체로 도입되거나, 특정 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터가 미생물 내로 도입되어 이의 활성이 나타나는 것일 수 있다. 또한, "활성의 강화"는 미생물이 가진 특정 폴리펩티드의 내재적 활성 또는 변형 전 활성에 비하여 활성이 향상된 것을 의미한다. 상기 "내재적 활성"은 자연적, 또는 인위적 요인에 의한 유전적 변이로 미생물의 형질이 변화하는 경우, 형질 변화 전 모균주가 본래 가지고 있던 특정 폴리펩티드의 활성을 말한다. Specifically, "introduction of a polypeptide (or protein)" refers to exhibiting improved activity compared to the intrinsic activity or activity prior to modification of the target protein, or exhibiting the activity of a specific polypeptide that the microorganism did not originally have. For example, a polynucleotide encoding a specific polypeptide may be introduced into a chromosome in a microorganism, or a vector including a polynucleotide encoding a specific polypeptide may be introduced into a microorganism to exhibit its activity. In addition, "enhancement of activity" means that the activity is improved compared to the intrinsic activity or activity before modification of a specific polypeptide possessed by the microorganism. The "intrinsic activity" refers to the activity of a specific polypeptide originally possessed by the parent strain before the transformation when the trait of a microorganism is changed due to genetic variation caused by natural or artificial factors.

구체적으로, 본 출원의 활성 강화는 목적 단백질을 코딩하는 유전자의 상단에 본 출원의 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 연결시켜 발현시키는 방법, 본 출원의 발현을 위한 폴리뉴클레오티드 및/또는 목적 단백질을 코딩하는 유전자가 작동 가능하게 연결된, 숙주와 무관하게 복제되고 기능할 수 있는 벡터가 숙주세포 내에 도입되어 목적 단백질을 코딩하는 유전자의 세포 내 카피수를 증가시키는 방법, 본 출원의 발현을 위한 폴리뉴클레오티드 및/또는 목적 단백질을 코딩하는 유전자의 발현이 증가하도록 발현 조절 서열을 변형 또는 활성이 강력한 서열로 교체하는 방법 및 목적 단백질의 활성이 강화되도록 목적 단백질을 암호화하는 유전자에 변이를 추가적으로 도입시키는 방법으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 방법으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Specifically, the enhancement of the activity of the present application is a method of linking and expressing a polynucleotide for expression of the present application to the top of a gene encoding a target protein, a polynucleotide for expression of the present application and/or a gene encoding a target protein A method for increasing the intracellular copy number of a gene encoding a target protein by introducing a vector capable of replicating and functioning independently of a host to an operably linked method, a polynucleotide for expression of the present application and/or From the group consisting of a method of replacing the expression control sequence with a sequence with strong modification or activity to increase the expression of the gene encoding the target protein, and a method of additionally introducing a mutation into the gene encoding the target protein to enhance the activity of the target protein It may be made by any one or more methods selected, but is not limited thereto.

상기 유전자의 세포 내 카피수 증가는, 특별히 이에 제한되지 않으나, 상기 벡터가 숙주세포 내에 도입되거나, 숙주세포 내의 염색체 내로 삽입됨으로써 수행될 수 있다. 구체적으로, 본 출원의 발현을 위한 폴리뉴클레오티드 및/또는 목적 단백질을 코딩하는 유전자가 작동 가능하게 연결된, 숙주와 무관하게 복제되고 기능할 수 있는 벡터가 숙주세포 내에 도입되는 것일 수 있다. 또는, 본 출원의 발현을 위한 폴리뉴클레오티드 및/또는 목적 단백질을 코딩하는 유전자가 작동 가능하게 연결된, 숙주세포 내의 염색체 내로 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드 및/또는 목적 단백질을 코딩하는 유전자를 삽입시킬 수 있는 벡터가 숙주세포의 염색체 내에 도입되는 것일 수 있다. 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드 및/또는 목적 단백질을 코딩하는 유전자의 염색체 내로의 삽입은 당업계에 알려진 임의의 방법, 예를 들면, 상동재조합에 의하여 이루어질 수 있다.The increase in the intracellular copy number of the gene, but is not particularly limited thereto, may be performed by introducing the vector into a host cell or insertion into a chromosome in the host cell. Specifically, a vector capable of replicating and functioning independently of a host, to which a gene encoding a polynucleotide and/or a target protein for expression of the present application is operably linked, may be introduced into a host cell. Alternatively, a gene encoding a polynucleotide and/or a target protein for expression of the present application may be inserted into a chromosome in a host cell to which a gene encoding a polynucleotide and/or a target protein is operably linked. The vector may be introduced into the chromosome of the host cell. Insertion of a gene encoding a polynucleotide for expression and/or a target protein into a chromosome may be accomplished by any method known in the art, for example, by homologous recombination.

다음으로, 본 출원의 폴리뉴클레오티드 및/또는 목적 단백질을 코딩하는 유전자의 발현이 증가하도록 발현 조절 서열을 변형하는 것은, 특별히 이에 제한되지 않으나, 상기 발현 조절 서열의 활성을 더욱 강화하도록 핵산 서열을 결실, 삽입, 비보전적 또는 보전적 치환 또는 이들의 조합으로 서열상의 변이를 유도하여 수행하거나, 더욱 강한 활성을 갖는 핵산 서열로 교체함에 의하여 수행될 수 있다. 상기 발현 조절 서열은, 특별히 이에 제한되지 않으나, 프로모터, 오퍼레이터 서열, 리보좀 결합부위를 코딩하는 서열, 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열 등을 포함할 수 있다.Next, modifying the expression control sequence to increase the expression of the gene encoding the polynucleotide and/or the target protein of the present application is not particularly limited thereto, but the nucleic acid sequence is deleted to further enhance the activity of the expression control sequence. , insertion, non-conservative or conservative substitution, or a combination thereof by inducing a mutation in the sequence, or by replacing the nucleic acid sequence with a stronger activity. The expression control sequence is not particularly limited thereto, but may include a promoter, an operator sequence, a sequence encoding a ribosome binding site, a sequence for regulating the termination of transcription and translation, and the like.

상기 폴리뉴클레오티드 발현 단위의 상부에는 본래의 프로모터 대신 강력한 프로모터가 연결될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 공지된 강력한 프로모터의 예에는 cj1 내지 cj7 프로모터(대한민국 등록특허 제10-0620092호), lac 프로모터, trp 프로모터, trc 프로모터, tac 프로모터, 람다 파아지 PR 프로모터, PL 프로모터, tet 프로모터, gapA 프로모터, SPL7 프로모터, SPL13(sm3) 프로모터(대한민국 등록특허 제10-1783170호), O2 프로모터(대한민국 등록특허 제10-1632642), tkt 프로모터 및 yccA 프로모터 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.A strong promoter may be linked to the upper portion of the polynucleotide expression unit instead of the original promoter, but is not limited thereto. Examples of known strong promoters include cj1 to cj7 promoter (Korean Patent No. 10-0620092), lac promoter, trp promoter, trc promoter, tac promoter, lambda phage PR promoter, PL promoter, tet promoter, gapA promoter, SPL7 promoter , SPL13 (sm3) promoter (Korean Patent No. 10-1783170), O2 promoter (Korean Patent No. 10-1632642), tkt promoter and yccA promoter, but are not limited thereto.

아울러, 염색체상의 폴리뉴클레오티드 서열의 변형은, 특별히 이에 제한되지 않으나, 상기 폴리뉴클레오티드 서열의 활성을 더욱 강화하도록 핵산 서열을 결실, 삽입, 비보전적 또는 보전적 치환 또는 이들의 조합으로 발현 조절 서열상의 변이를 유도하여 수행하거나, 더욱 강한 활성을 갖도록 개량된 폴리뉴클레오티드 서열로 교체함에 의하여 수행될 수 있다.In addition, the modification of the polynucleotide sequence on the chromosome is not particularly limited thereto, but a mutation in the expression control sequence by deleting, inserting, non-conservative or conservative substitution of a nucleic acid sequence or a combination thereof to further enhance the activity of the polynucleotide sequence. It can be carried out by inducing or replacing the polynucleotide sequence improved to have stronger activity.

이와 같은 목적 단백질의 도입 및 활성의 강화는, 상응하는 폴리펩티드의 발현, 활성 또는 농도가 야생형이나 비변형 미생물 균주에서의 폴리펩티드의 발현, 활성 또는 농도를 기준으로 그보다 증가되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The introduction and enhancement of the activity of the target protein may be one in which the expression, activity or concentration of the corresponding polypeptide is increased based on the expression, activity or concentration of the polypeptide in a wild-type or unmodified microbial strain, but is not limited thereto it is not

본 출원에서, 용어 "비변형 미생물"은 미생물에 자연적으로 발생할 수 있는 돌연변이를 포함하는 균주를 제외하는 것이 아니며, 천연형 균주 자체이거나, 상기 폴리뉴클레오티드 및 목적 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하지 않는 미생물, 또는 상기 폴리뉴클레오티드 및 목적 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 벡터로 형질전환되지 않은 미생물을 의미한다.In the present application, the term "unmodified microorganism" does not exclude a strain containing a mutation that may occur naturally in a microorganism, it is a native strain itself, or a microorganism that does not contain a gene encoding the polynucleotide and the target protein , or refers to a microorganism that has not been transformed with a vector including a gene encoding the polynucleotide and the target protein.

상기 재조합 미생물은 본 출원의 발현을 위한 폴리뉴클레오티드, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드 또는 이를 포함하는 벡터를 포함하여 목적 단백질을 생산할 수 있는 미생물이라면, 원핵 미생물 및 진핵 미생물 어느 것이나 포함될 수 있다. 예를 들면 에스케리키아(Escherichia) 속, 어위니아(Erwinia) 속, 세라티아(Serratia) 속, 프로비덴시아(Providencia) 속, 코리네박테리움(Corynebacterium) 속 및 브레비박테리움(Brevibacterium) 속에 속하는 미생물 균주가 포함될 수 있으며, 구체적으로, 코리네박테리움(Corynebacterium) 속일 수 있고, 예를 들면, 코리네박테리움(Corynebacterium) 속은 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum), 코리네박테리움 암모니아게네스(Corynebacterium ammoniagenes), 코리네박테리움 크루디락티스(Corynebacterium crudilactis), 코리네박테리움 데세르티(Corynebacterium deserti), 코리네박테리움 이피시엔스(Corynebacterium efficiens), 코리네박테리움 칼루내(Corynebacterium callunae), 코리네박테리움 스테셔니스(Corynebacterium stationis), 코리네박테리움 싱굴라레(Corynebacterium singulare), 코리네박테리움 할로톨레란스(Corynebacterium halotolerans), 코리네박테리움 스트리아툼(Corynebacterium striatum), 코리네박테리움 폴루티솔리(Corynebacterium pollutisoli), 코리네박테리움 이미탄스Cxorynebacterium imitans), 코리네박테리움 테스투디노리스(Corynebacterium testudinoris) 또는 코리네박테리움 플라베스센스(Corynebacterium flavescens) 등일 수 있으며, 보다 구체적으로, 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The recombinant microorganism may include any of prokaryotic microorganisms and eukaryotic microorganisms as long as the microorganisms capable of producing the target protein, including the polynucleotide for expression of the present application, the polynucleotide encoding the target protein, or a vector including the same. For example , Escherichia genus, Erwinia genus, Serratia genus, Providencia genus, Corynebacterium genus, and Brevibacterium genus A microbial strain belonging to may be included, specifically, Corynebacterium ( Corynebacterium ) It may be a genus, for example, Corynebacterium ( Corynebacterium ) The genus is Corynebacterium glutamicum ( Corynebacterium glutamicum ), Corynebacterium Ammonia Genes ( Corynebacterium ammoniagenes ), Corynebacterium crudilactis ( Corynebacterium crudilactis ), Corynebacterium deserti ( Corynebacterium deserti ), Corynebacterium efficiens ( Corynebacterium efficiens ), Corynebacterium caluna ( Corynebacterium callunae ), Corynebacterium stationis ( Corynebacterium stationis ), Corynebacterium singulare ( Corynebacterium singulare ), Corynebacterium halotolerans ( Corynebacterium halotolerans ), Corynebacterium striatum ( Coryne ) , Corynebacterium pollutisoli ( Corynebacterium pollutisoli ), Corynebacterium imitans Cxorynebacterium imitans ), Corynebacterium testudinoris ( Corynebacterium testudinoris ) or Corynebacterium flavescens ( Corynebacterium flavescens ), etc. may be , More specifically, Corynebacterium glutamicum ( Corynebacterium glutamicum ) It may be, but is not limited thereto.

본 출원의 목적상, 상기 재조합 미생물은 목적 단백질 생산이 야생형이나 비변형 미생물 균주보다 증대된 미생물일 수 있다.For the purposes of the present application, the recombinant microorganism may be a microorganism in which the production of the target protein is increased compared to that of a wild-type or unmodified microorganism strain.

본 출원의 다른 하나의 양태는 서열번호 1의 염기서열에서 ⅰ) 24번째 염기의 티민으로의 치환, ⅱ) 27번째 염기의 시토신으로의 치환 및 ⅲ) 33번째 염기의 시토신으로의 치환을 포함하는, 발현을 위한 폴리뉴클레오티드; 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하고, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 또는 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터;를 포함하는 목적 단백질을 발현하는 미생물을 배지에서 배양하는 단계를 포함하는, 목적 단백질 생산 방법을 제공하는 것이다.In another aspect of the present application, in the base sequence of SEQ ID NO: 1, i) substitution of the 24th base with thymine, ii) the substitution of the 27th base with cytosine, and iii) the substitution of the 33rd base with cytosine. , polynucleotides for expression; a polynucleotide comprising a polynucleotide for the expression and encoding a protein of interest; Or a vector comprising a polynucleotide for the expression; to provide a method for producing a target protein, comprising the step of culturing a microorganism expressing the target protein comprising a medium.

상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드 및 벡터는 전술한 바와 같다.The polynucleotide for the expression, the polynucleotide encoding the target protein, and the vector are the same as described above.

본 출원에서, 용어 "배양"은 상기 미생물을 적당히 조절된 환경 조건에서 생육시키는 것을 의미한다. 본 출원의 배양과정은 당업계에 알려진 적당한 배지와 배양조건에 따라 이루어질 수 있다. 이러한 배양 과정은 선택되는 균주에 따라 당업자가 용이하게 조정하여 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 배양은 회분식, 연속식 및 유가식일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present application, the term "cultivation" means growing the microorganism in an appropriately controlled environmental condition. The culture process of the present application may be made according to an appropriate medium and culture conditions known in the art. Such a culture process can be easily adjusted and used by those skilled in the art according to the selected strain. Specifically, the culture may be batch, continuous, and fed-batch, but is not limited thereto.

본 출원에서, 용어 "배지"는 상기 미생물을 배양하기 위해 필요로 하는 영양물질을 주성분으로 혼합한 물질을 의미하며, 생존 및 발육에 불가결한 물을 비롯하여 영양물질 및 발육인자 등을 공급한다. 구체적으로, 본 출원의 미생물의 배양에 사용되는 배지 및 기타 배양 조건은 통상의 미생물의 배양에 사용되는 배지라면 특별한 제한 없이 어느 것이나 사용할 수 있으나, 본 출원의 미생물을 적당한 탄소원, 질소원, 인원, 무기화합물, 아미노산 및/또는 비타민 등을 함유한 통상의 배지 내에서 호기성 조건 하에서 온도, pH 등을 조절하면서 배양할 수 있다.In the present application, the term "medium" refers to a material mixed with nutrients required for culturing the microorganism as a main component, and supplies nutrients and growth factors, including water, which are essential for survival and growth. Specifically, any medium and other culture conditions used for culturing the microorganisms of the present application may be used without any particular limitation as long as they are conventional media used for culturing microorganisms. It can be cultured while controlling temperature, pH, etc. under aerobic conditions in a conventional medium containing compounds, amino acids and/or vitamins.

본 출원에서 상기 탄소원으로는 글루코오스, 프룩토오스, 수크로오스, 말토오스 등과 같은 탄수화물; 만니톨, 소르비톨 등과 같은 당 알코올, 피루브산, 락트산, 시트르산 등과 같은 유기산; 글루탐산, 메티오닌, 리신 등과 같은 아미노산 등이 포함될 수 있다. 또한, 전분 가수분해물, 당밀, 블랙스트랩 당밀, 쌀겨울, 카사버, 사탕수수 찌꺼기 및 옥수수 침지액 같은 천연의 유기 영양원을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 글루코오스 및 살균된 전처리 당밀(즉, 환원당으로 전환된 당밀) 등과 같은 탄수화물이 사용될 수 있으며, 그 외의 적정량의 탄소원을 제한 없이 다양하게 이용할 수 있다. 이들 탄소원은 단독으로 사용되거나 2 종 이상이 조합되어 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.As the carbon source in the present application, carbohydrates such as glucose, fructose, sucrose, maltose; sugar alcohols such as mannitol and sorbitol; organic acids such as pyruvic acid, lactic acid, citric acid and the like; Amino acids such as glutamic acid, methionine, lysine, and the like may be included. In addition, natural organic nutrient sources such as starch hydrolyzate, molasses, blackstrap molasses, rice winter, cassava, sugar cane offal and corn steep liquor can be used, specifically glucose and sterilized pre-treated molasses (i.e., converted to reducing sugar). molasses) may be used, and other appropriate amounts of carbon sources may be variously used without limitation. These carbon sources may be used alone or in combination of two or more, but is not limited thereto.

상기 질소원으로는 암모니아, 황산암모늄, 염화암모늄, 초산암모늄, 인산암모늄, 탄산안모늄, 질산암모늄 등과 같은 무기질소원; 글루탐산, 메티오닌, 글루타민 등과 같은 아미노산, 펩톤, NZ-아민, 육류 추출물, 효모 추출물, 맥아 추출물, 옥수수 침지액, 카세인 가수분해물, 어류 또는 그의 분해생성물, 탈지 대두 케이크 또는 그의 분해 생성물 등과 같은 유기 질소원이 사용될 수 있다. 이들 질소원은 단독으로 사용되거나 2 종 이상이 조합되어 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the nitrogen source include inorganic nitrogen sources such as ammonia, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium acetate, ammonium phosphate, anmonium carbonate, and ammonium nitrate; Amino acids such as glutamic acid, methionine, glutamine, and organic nitrogen sources such as peptone, NZ-amine, meat extract, yeast extract, malt extract, corn steep liquor, casein hydrolyzate, fish or degradation products thereof, defatted soybean cake or degradation products thereof, etc. can be used These nitrogen sources may be used alone or in combination of two or more, but is not limited thereto.

상기 인원으로는 인산 제1칼륨, 인산 제2칼륨, 또는 이에 대응되는 소디움-함유 염 등이 포함될 수 있다. 무기화합물로는 염화나트륨, 염화칼슘, 염화철, 황산마그네슘, 황산철, 황산망간, 탄산칼슘 등이 사용될 수 있으며, 그 외에 아미노산, 비타민 및/또는 적절한 전구체 등이 포함될 수 있다. 이들 구성성분 또는 전구체는 배지에 회분식 또는 연속식으로 첨가될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.The phosphorus may include potassium monobasic phosphate, dipotassium phosphate, or a sodium-containing salt corresponding thereto. As the inorganic compound, sodium chloride, calcium chloride, iron chloride, magnesium sulfate, iron sulfate, manganese sulfate, calcium carbonate, etc. may be used, and in addition, amino acids, vitamins and/or suitable precursors may be included. These components or precursors may be added to the medium either batchwise or continuously. However, the present invention is not limited thereto.

본 출원에서, 미생물의 배양 중에 수산화암모늄, 수산화칼륨, 암모니아, 인산, 황산 등과 같은 화합물을 배지에 적절한 방식으로 첨가하여, 배지의 pH를 조정할 수 있다. 또한, 배양 중에는 지방산 폴리글리콜 에스테르와 같은 소포제를 사용하여 기포 생성을 억제할 수 있다. 또한, 배지의 호기 상태를 유지하기 위하여, 배지 내로 산소 또는 산소 함유 기체를 주입하거나 혐기 및 미호기 상태를 유지하기 위해 기체의 주입 없이 혹은 질소, 수소 또는 이산화탄소 가스를 주입할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present application, a compound such as ammonium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, phosphoric acid, sulfuric acid, etc. may be added to the medium in an appropriate manner during culturing of the microorganism to adjust the pH of the medium. In addition, during culturing, an antifoaming agent such as fatty acid polyglycol ester may be used to suppress bubble formation. In addition, in order to maintain the aerobic state of the medium, oxygen or oxygen-containing gas may be injected into the medium, or nitrogen, hydrogen or carbon dioxide gas may be injected without injection of gas or without gas to maintain anaerobic and microaerobic conditions. it is not

배지의 온도는 20 ℃내지 50 ℃, 구체적으로는 30 ℃ 내지 37 ℃일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 배양 기간은 유용 물질의 원하는 생성량이 수득될 때까지 계속될 수 있으며, 구체적으로는 10 시간 내지 100 시간일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The temperature of the medium may be 20 °C to 50 °C, specifically 30 °C to 37 °C, but is not limited thereto. The incubation period may be continued until a desired production amount of a useful substance is obtained, and specifically, it may be 10 hours to 100 hours, but is not limited thereto.

상기 배양에 의하여 생산된 목적 단백질은 배지 중으로 배출되거나 미처 배출되지 못하고 세포 내에 잔류할 수 있다.The target protein produced by the culture may be discharged into the medium or may remain in the cell without being discharged.

상기 목적 단백질 생산 방법은 배양된 배지 또는 미생물에서 목적 단백질을 회수(recover)하는 단계를 포함할 수 있다.The method for producing the target protein may include recovering the target protein from the cultured medium or microorganism.

본 출원의 상기 배양 단계에서 생산된 목적 단백질을 회수하는 방법은 배양방법에 따라 당해 분야에 공지된 적합한 방법을 이용하여 배양액으로부터 목적하는 목적 단백질을 수집(collect)하는 것일 수 있다. 예를 들어, 원심분리, 여과, 음이온 교환 크로마토그래피, 결정화 및 HPLC 등이 사용될 수 있으며, 당해 분야에 공지된 적합한 방법을 이용하여 배지 또는 미생물로부터 목적 단백질을 회수할 수 있다.The method for recovering the target protein produced in the culturing step of the present application may be to collect the target protein from the culture medium using a suitable method known in the art according to the culture method. For example, centrifugation, filtration, anion exchange chromatography, crystallization, HPLC, etc. may be used, and a target protein may be recovered from a medium or microorganism using a suitable method known in the art.

또한, 상기 회수 단계는 정제 공정을 포함할 수 있으며, 당해 분야에 공지된 적합한 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 따라서, 상기의 회수되는 목적 단백질은 정제된 형태 또는 목적 단백질을 함유한 미생물 발효액일 수 있다(Introduction to Biotechnology and Genetic Engineering, A. J. Nair., 2008). In addition, the recovery step may include a purification process, and may be performed using a suitable method known in the art. Accordingly, the recovered target protein may be a purified form or a microbial fermentation broth containing the target protein (Introduction to Biotechnology and Genetic Engineering, A. J. Nair., 2008).

본 출원의 다른 하나의 양태는 서열번호 1의 염기서열에서 ⅰ) 24번째 염기의 티민으로의 치환, ⅱ) 27번째 염기의 시토신으로의 치환 및 ⅲ) 33번째 염기의 시토신으로의 치환을 포함하는, 발현을 위한 폴리뉴클레오티드; 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하고, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 또는 상기 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터;를 포함하는 목적 단백질을 발현하는 미생물을 배지에서 배양하여 목적 단백질을 생산하는 단계 및 생산된 목적 단백질을 기질과 접촉하는 단계를 포함하는, 목적 산물 생산 방법을 제공하는 것이다.In another aspect of the present application, in the base sequence of SEQ ID NO: 1, i) substitution of the 24th base with thymine, ii) the substitution of the 27th base with cytosine, and iii) the substitution of the 33rd base with cytosine. , polynucleotides for expression; a polynucleotide comprising a polynucleotide for the expression and encoding a protein of interest; Or a vector comprising a polynucleotide for the expression; culturing a microorganism expressing the target protein comprising the step of culturing the target protein in a medium to produce the target protein and contacting the produced target protein with a substrate, the target product production to provide a way

상기 목적 산물 생산 방법은 상기 목적 산물을 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for producing the target product may further include recovering the target product.

본 출원의 상기 목적 산물을 회수하는 방법은 목적 단백질을 기질과 접촉하는 방법에 따라 당해 분야에 공지된 적합한 방법을 이용하여 목적 산물을 수집하는 것일 수 있다. 예를 들어, 원심분리, 여과, 음이온 교환 크로마토그래피, 결정화 및 HPLC 등이 사용될 수 있으며, 당해 분야에 공지된 적합한 방법을 이용하여 목적 산물을 회수할 수 있다.The method of recovering the target product of the present application may be to collect the target product using a suitable method known in the art according to a method of contacting the target protein with a substrate. For example, centrifugation, filtration, anion exchange chromatography, crystallization, HPLC, etc. may be used, and a desired product may be recovered using a suitable method known in the art.

또한, 상기 회수 단계는 정제 공정을 포함할 수 있으며, 당해 분야에 공지된 적합한 방법을 이용하여 수행될 수 있다.In addition, the recovery step may include a purification process, and may be performed using a suitable method known in the art.

본 출원의 다른 하나의 양태는 서열번호 1의 염기서열에서 ⅰ) 24번째 염기의 티민으로의 치환, ⅱ) 27번째 염기의 시토신으로의 치환 및 ⅲ) 33번째 염기의 시토신으로의 치환하는 것을 포함하는 목적 단백질의 발현량 증가 방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present application includes i) substitution of the 24th base with thymine, ii) the substitution of the 27th base with cytosine, and iii) the substitution of the 33rd base with cytosine in the base sequence of SEQ ID NO: 1 It is to provide a method for increasing the expression level of the target protein.

본 출원의 발현을 위한 폴리뉴클레오티드를 포함하고, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 변이 전 또는 야생형 TIR을 포함하는 경우보다 목적 단백질의 발현양이 현저히 높아 이를 포함하는 미생물로부터 목적 단백질 또는 목적 산물 생성 시 경제성이 높다.Including the polynucleotide for expression of the present application, the polynucleotide encoding the target protein has a significantly higher expression level of the target protein than before mutation or when wild-type TIR is included. Economical is high.

도 1은 pHCP 플라스미드의 모식도이다.
도 2는 벡터 내 변경된 5' UTR 및 TIR 부분을 나타낸 도면이다.
도 3은 TIR 라이브러리 발현에 따른 형광값을 나타낸 도면이다.
1 is a schematic diagram of a pHCP plasmid.
Figure 2 is a diagram showing the 5' UTR and TIR portion changed in the vector.
3 is a diagram showing fluorescence values according to TIR library expression.

이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 출원의 범위가 이들 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Experimental Examples. However, these Examples and Experimental Examples are for illustrative purposes of the present invention, and the scope of the present application is not limited to these Examples and Experimental Examples.

실시예 1: 벡터의 제조Example 1: Preparation of Vector

플라스미드는 고복제수를 위해 orfA2(parB)의 21번째 위치를 아데닌(A)으로 변이한 pHCP 플라스미드(한국 공개 공보 10-2018-0092110, 도 1)를 이용하였다. 본 출원에서는 기존 pHCP보다 높은 복제수의 플라스미드를 얻고자 하였고, 이를 위하여 pHCP의 ctRNA 부분인 98bp의 서열을 무작위로 변경하여 스크리닝한 결과, 최종적으로 ctRNA 부분의 22번째 뉴클레오티드가 C(시토신)으로 치환된 폴리뉴클레오티드, 79번째 뉴클레오티드가 C(시토신)으로 치환된 폴리뉴클레오티드를 확인하였고 이를 포함하는 높은 복제수의 플라스미드를 pHCP7 벡터로 명명하였다(서열번호 4).For the plasmid, a pHCP plasmid in which the 21st position of orfA2 (parB) was mutated to adenine (A) (Korean Publication No. 10-2018-0092110, FIG. 1) was used for the plasmid. In the present application, an attempt was made to obtain a plasmid with a higher copy number than the existing pHCP, and for this purpose, the sequence of 98bp, which is the ctRNA part of pHCP, was randomly changed and screened. As a result, the 22nd nucleotide of the ctRNA part was finally substituted with C (cytosine). A polynucleotide in which the 79th nucleotide was substituted with C (cytosine) was identified, and a high copy number plasmid containing it was designated as a pHCP7 vector (SEQ ID NO: 4).

발현양에 영향을 끼치는 것으로 알려져 있는 5' UTR(Untranslated region) 부분에 변이를 도입하여 발현양 증대를 하고자 기존의 5' UTR designer tool을 이용하여 현재의 발현양을 예측하였다. 기존 구축된 발현 시스템은 pHCP7 벡터에 새로운 TN(KNF4E)의 타가토스 전환효소가 발현되는 시스템이다(출원번호 10-2019-0082850). UTR 디자이너 툴(Seo, Sang Woo, et al. "Predictive design of mRNA translation initiation region to control prokaryotic translation efficiency." Metabolic engineering 15 (2013): 67-74.)을 이용하여 예측된 기존 발현 시스템의 발현양은 42,337으로 예측되었다. 기존 발현 시스템의 서열을 기준으로 5' UTR 라이브러리를 통해 구축될 발현양을 1,002~1,000,000 범위로 다양화 하여 5' UTR 라이브러리 서열을 예측하였고(도 2) 이를 통하여 라이브러리를 구축하기 위한 변경 부분을 선택하였다. 5' UTR 서열은 기존 발현 시스템이 가지고 있는 5' UTR 부분의 서열(서열번호 5)과 라이브러리 5' UTR 서열 (서열번호 6)을 이용하였다. 효과적으로 발현양 증대를 위한 5' UTR 부분의 개량을 위해 도입한 라이브러리 서열은 2.56 x 102 의 다양한 서열을 가질 수 있다. 이를 포함하는 라이브러리를 구축하기 위하여 pHCP 7 벡터에 다양한 TIR 부분을 가지는 PCR산물을 KpnI, NdeI 제한효소 부위를 이용하여 삽입 변경하였다. 이는 유전자 조작을 위해 대장균에서 구축하고자 하는 다양성의 범위보다 큰 5.5 x 103의 크기로 구축하였다.The current expression level was predicted using the existing 5' UTR designer tool to increase the expression level by introducing a mutation in the 5' UTR (Untranslated region) part, which is known to affect the expression level. The conventionally constructed expression system is a system in which a new TN (KNF4E) tagatose convertase is expressed in a pHCP7 vector (Application No. 10-2019-0082850). The expression level of the existing expression system predicted using the UTR designer tool (Seo, Sang Woo, et al. "Predictive design of mRNA translation initiation region to control prokaryotic translation efficiency." Metabolic engineering 15 (2013): 67-74.) was 42,337 were predicted. Based on the sequence of the existing expression system, the 5' UTR library sequence was predicted by diversifying the expression amount to be constructed through the 5' UTR library in the range of 1,002 to 1,000,000 (Fig. 2). did For the 5' UTR sequence, the 5' UTR sequence of the existing expression system (SEQ ID NO: 5) and the library 5' UTR sequence (SEQ ID NO: 6) were used. The library sequence introduced to improve the 5' UTR region for effectively increasing the expression level may have a variety of sequences of 2.56 x 10 2 . The PCR products with various TIR part pHCP 7 vector was modified by inserting a Kpn I, Nde I restriction site in order to build a library including the same. This was constructed with a size of 5.5 x 10 3 larger than the range of diversity to be constructed in E. coli for genetic manipulation.

실시예 2: TIR 라이브러리 구축Example 2: TIR library construction

5' UTR 부분 외, 발현양에 영향을 주는 것으로 알려져 있는 TIR(translation initiation region) 부분은 기존의 효소를 코딩하는 아미노산의 서열 변경 없이, 코돈(Codon) 변경만을 통해 세포내 단백질 발현양의 증대를 이루고자 목적 단백질인 TN(KNF4E)(과당-4-에피머화 효소)의 앞 부분의 14개의 아미노산 서열에 대해 변성 프라이머(degenerated primer)를 제작하였다. 변경된 서열에 의한 발현양 차이를 효과적으로 확인하기 위하여 TN(KNF4E)의 앞 부분의 아미노산 서열 33개 뒤에 형광단백질인 sfGFP를 융합하여 라이브러리를 구축하였다. TN(KNF4E)의 시작 코돈인 ATG를 제외하고 TIR 부분인 14개의 아미노산 서열을 프라이머를 이용하여 코돈만을 변경하여 TIR 부분을 변경하였다. 이는 1.47 x 105의 크기의 다양성을 포함하였다. 벡터 내 변경된 TIR 부분은 도 2에 표시하였다. 변경된 TIR 부분을 갖는 라이브러리를 포함하는 TN(KNF4E)-sfGFP 유전자는 PCR을 이용하여 증폭하였고, 이는 NdeI, NotI 제한효소 부위로 절단한 후 실시예 1의 벡터에 추가적으로 도입하여, 형광단백질인 sfGFP의 발현양의 차이를 형광값으로 확인할 수 있도록 하였다. TIR 부분의 라이브러리는 대장균에 1.8 x 105 크기로 구축하였고, 이를 다시 회수하여 코리네박테리움 글루타미쿰 균주로 형질전환하였다. Except for the 5' UTR part, The TIR (translation initiation region) part, which is known to affect the expression level, is the target protein TN ( A degenerated primer was prepared for the 14 amino acid sequence of the front part of KNF4E) (fructose-4-epimerase). In order to effectively confirm the difference in expression level due to the altered sequence, a library was constructed by fusion of sfGFP, a fluorescent protein, after 33 amino acid sequences in the front part of TN (KNF4E). Except for ATG, which is the start codon of TN (KNF4E), the TIR part was changed by changing only the codon using the primer for the 14 amino acid sequence that is the TIR part. This is 1.47 x 105Variations in size were included. The altered TIR portion in the vector is shown in FIG. 2 . The TN(KNF4E)-sfGFP gene containing a library with an altered TIR region was amplified using PCR, whichNdeI,NotAfter cleavage with the I restriction enzyme site, it was additionally introduced into the vector of Example 1, so that the difference in the expression amount of sfGFP, a fluorescent protein, could be confirmed as a fluorescence value. The library of TIR fractions was 1.8 x 10 in E. coli.5 It was constructed to size, and it was recovered and transformed into a Corynebacterium glutamicum strain.

실시예 3: TIR 라이브러리의 형광 발현양 비교Example 3: Comparison of fluorescence expression level of TIR library

코리네박테리움 글루타미쿰 균주에 옮겨진 구축한 라이브러리는 발현양 비교를 위하여 형광 활성 유세포 분류기(Fluorescence-activated cell sorting, FACS)를 이용하여 발현하는 형광 단백질의 세기를 비교하였다. 기존 pHCP 7_H4 promoter_T7 RBS_TN(KNF4E)sfGFP의 발현 시스템을 기준으로 하여 형광 단백질의 발현양이 증가한 클론을 확인하였다.In the library transferred to the Corynebacterium glutamicum strain, the intensity of the fluorescent protein expressed was compared using a fluorescence-activated cell sorting (FACS) to compare the expression level. Based on the existing pHCP 7_H4 promoter_T7 RBS_TN(KNF4E)sfGFP expression system, clones with increased fluorescent protein expression were identified.

구체적으로 각 라이브러리의 형광값을 확인한 결과, 도 3과 같이 기준으로 하였던 pHCP 7_H4 promoter_T7 RBS_TN(KNF4E)sfGFP이 2,154 정도의 평균값을 가지고 있는 것에 비하여 L09(서열번호 2)는 3,555, L16(서열번호 3)은 2,496으로 높은 형광값을 가지고 있음을 확인하였고 이 부분의 서열의 변화가 발현양에 영향을 주는 것을 확인하였다. L09 및 L16은 UTR 서열이 서열번호 5임을 확인하였다.Specifically, as a result of confirming the fluorescence value of each library, as shown in FIG. 3 , compared to the pHCP 7_H4 promoter_T7 RBS_TN(KNF4E)sfGFP having an average value of about 2,154, L09 (SEQ ID NO: 2) was 3,555, L16 (SEQ ID NO: 3) ) was confirmed to have a high fluorescence value of 2,496, and it was confirmed that a change in the sequence of this part affects the expression level. L09 and L16 confirmed that the UTR sequence is SEQ ID NO: 5.

상기 높은 형광값을 나타내는 L09 및 L16 라이브러리로 형질전환된 균주는 각각 Corynebacterium glutamicum CF01-0012 및 Corynebacterium glutamicum CF01-0013으로 명명하고, 부다페스트조약 하의 수탁기관인 한국미생물보존센터에 2019년 10월 18일자로 기탁하여 수탁번호 KCCM12608P 및 KCCM12609P를 부여받았다.The strains transformed with the L09 and L16 libraries showing the high fluorescence values were named Corynebacterium glutamicum CF01-0012 and Corynebacterium glutamicum CF01-0013, respectively, and deposited at the Korea Microorganism Conservation Center, a trustee institution under the Budapest Treaty, as of October 18, 2019. and were given accession numbers KCCM12608P and KCCM12609P.

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

한국미생물보존센터(국외)Korea Microorganism Conservation Center (Overseas) KCCM12608PKCCM12608P 2019101820191018 한국미생물보존센터(국외)Korea Microorganism Conservation Center (Overseas) KCCM12609PKCCM12609P 2019101820191018

<110> CJ CheilJedang Corporation <120> Polynucleotides to enhance expression of a desired polypeptide and their uses <130> KPA191001-KR <160> 7 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 45 <212> DNA <213> Unknown <220> <223> TIR of Kosmotoga olearia fructose 4-epimerase wild type <400> 1 atgaaaaaac atcctcttca ggacattgtt tcattgcaaa aacag 45 <210> 2 <211> 45 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> L09 TIR <400> 2 atgaaaaaac accctcttca ggatatcgtt tcccttcaaa agcaa 45 <210> 3 <211> 45 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> L16 TIR <400> 3 atgaagaaac acccgctgca ggatatcgtg tccctgcaga aacag 45 <210> 4 <211> 98 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pHCP7 <400> 4 gctgcacgaa tacctgaaaa acgttgaacg ccccgtgagc ggtaactcac agggcgtcgg 60 ctaaccccca gtccaaacct gggagaaagc gctcaaaa 98 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Unknown <220> <223> UTR wild type <400> 5 aactttaaga aggagatata 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> UTR library <220> <221> misc_feature 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tctggatgcc agcatgcgtc ttgcagacga tccggggaac 420 gaaaacgagc cgctgaaccc ggaagttata gcggaaagaa cagctcttct ctgtcttgaa 480 gccgagaggg cttttaaaga atccgccggt tctctccggc ctgtttacgt tattggtacg 540 gatgttccgc caccgggtgg agcgcaaaac gaaggtaaat cgattcatgt aaccagtgtt 600 caggattttg agcgtaccgt tgagttgacc aaaaaggcat ttttcgacca tggtttgtat 660 gaagcctggg gaagggtgat tgcggttgtt gtgcaaccgg gagtagaatt cgggaatgaa 720 catatattcg aatatgatag aaatcgagcg agagaactta ctgaggcgat aaaaaagcat 780 ccaaatatag tttttgaagg tcactcgaca gattatcaaa cggcaaaagc attgaaagaa 840 atggtagaag acggtgtagc catactcaag gttgggccag ctctaacatt tgcgctcaga 900 gaggcttttt ttgcgttgag cagcattgaa aaagagttat tttatgatac acccgggctt 960 tgttcaaact ttgttgaagt tgtcgagaga gcgatgcttg acaatccaaa acattgggaa 1020 aaatattacc agggagaaga gagagaaaat agattagccc gtaaatacag ctttctcgat 1080 cgcttgaggt attactggaa tcttcctgag gttagaacag cggtgaataa gctgataacc 1140 aaccttgaaa caaaagaaat cccgttaacg cttataagcc agttcatgcc gatgcagtac 1200 caaaaaatca gaaacggttt gctaagaaag 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caaaagaaat cccgttaacg cttataagcc agttcatgcc gatgcagtac 1200 caaaaaatca gaaacggttt gctaagaaag gatccaataa gccttataaa agatcgaatt 1260 acccttgttc ttgatgacta ctatttcgca actcaccctg aatgttga 1308

Claims (13)

서열번호 2 또는 3의 염기서열을 포함하는, TIR(translation initiation region).
TIR (translation initiation region) comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 or 3.
삭제delete 삭제delete 제1항의 TIR; 및 상기 TIR의 상단에 서열번호 5의 UTR을 포함하는, 폴리뉴클레오티드.
The TIR of claim 1 ; and a UTR of SEQ ID NO: 5 on top of the TIR.
제1항의 TIR을 포함하고, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드.
A polynucleotide comprising the TIR of claim 1 and encoding a protein of interest.
제5항에 있어서, 상기 목적 단백질은 과당-4-에피머화 효소인 폴리뉴클레오티드.
The polynucleotide of claim 5, wherein the target protein is fructose-4-epimerase.
제1항의 TIR을 포함하는 벡터.
A vector comprising the TIR of claim 1.
서열번호 2 또는 3의 염기서열을 포함하는, TIR; 상기 TIR을 포함하고, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 또는 상기 TIR을 포함하는 벡터;를 포함하는 목적 단백질을 발현하는 코리네박테리움 속 미생물.
TIR comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 or 3; a polynucleotide comprising the TIR and encoding a protein of interest; Or a vector comprising the TIR; Corynebacterium genus microorganism expressing a target protein comprising a.
제8항에 있어서, 상기 미생물은 코리네박테리움 글루타미쿰인, 미생물.
The microorganism according to claim 8, wherein the microorganism is Corynebacterium glutamicum.
서열번호 2 또는 3의 염기서열을 포함하는, TIR; 상기 TIR을 포함하고, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 또는 상기 TIR을 포함하는 벡터;를 포함하는 목적 단백질을 발현하는 미생물을 배지에서 배양하는 단계를 포함하는, 목적 단백질 생산 방법.
TIR comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 or 3; a polynucleotide comprising the TIR and encoding a protein of interest; Or a vector comprising the TIR; comprising the step of culturing a microorganism expressing the target protein comprising the in a medium, the target protein production method.
제10항에 있어서, 상기 배양된 미생물 또는 배양물로부터 목적 단백질을 회수하는 단계를 더 포함하는, 목적 단백질 생산 방법.
11. The method of claim 10, further comprising the step of recovering the target protein from the cultured microorganism or culture, the target protein production method.
서열번호 2 또는 3의 염기서열을 포함하는, TIR; 상기 TIR을 포함하고, 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드; 또는 상기 TIR을 포함하는 벡터;를 포함하는 목적 단백질을 발현하는 미생물을 배지에서 배양하여 목적 단백질을 생산하는 단계 및 생산된 목적 단백질을 기질과 접촉하는 단계를 포함하는, 목적 산물 생산 방법.
TIR comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 or 3; a polynucleotide comprising the TIR and encoding a protein of interest; Or a vector comprising the TIR; culturing a microorganism expressing the target protein comprising the step of culturing the target protein in a medium, and the step of contacting the produced target protein with a substrate, a target product production method.
제12항에 있어서, 상기 목적 산물을 회수하는 단계를 더 포함하는, 목적 산물 생산 방법.13. The method of claim 12, further comprising the step of recovering the target product.
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BMC Molecular Biology 2007, 8:100.

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