KR20010013482A - Dna sequences, expression of said dna sequences, thermopile laccases coded by said dna sequences and the use thereof - Google Patents

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KR20010013482A
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Abstract

본 발명은 DNA 배열(SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO:2)중 하나로 이루어지며, 락카제활성을 가진 단백질에 대하여 코딩을 한 DNA 배열에 관한 것이다.The present invention consists of a DNA sequence (SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2), and relates to a DNA sequence coding for a protein having laccase activity.

또, 본 발명은 DNA 배열의 발현, 그 DNA 배열에 의해 코딩을 한 호열성 락카제 및 셀룰로오스의 탈리그닌화, 고분자 집합체의 해중합, 폐지의 탈잉크화, 폐액, 특히 셀룰로오스 표백에서 발생한 폐액중에서의 방향족 화합물의 중합, 착색제를 산화 및 활성화시켜 안료의 생성에 쓰이는 이들의 사용 및 유기화합물의 커플링반응 또는 방향족 화합물의 측쇄산화에 쓰여지는 유기합성에서의 이들의 사용에 관한 것이다.The present invention also relates to the expression of DNA sequences, thermophilic laccases and lignin encoded by the DNA sequences, depolymerization of polymer aggregates, depolymerization of waste paper, waste inks, particularly in waste fluids resulting from cellulose bleaching. It relates to the polymerization of aromatic compounds, their use in the production of pigments by oxidizing and activating colorants and their use in organic synthesis used in coupling reactions of organic compounds or side chain oxidation of aromatic compounds.

Description

DNA 배열, 그 DNA 배열의 발현, 그 DNA 배열에 의해 코드화 한 호열성 락카아제 및 그 사용{DNA SEQUENCES, EXPRESSION OF SAID DNA SEQUENCES, THERMOPILE LACCASES CODED BY SAID DNA SEQUENCES AND THE USE THEREOF}DNA sequence, expression of the DNA sequence, thermophilic laccase encoded by the DNA sequence, and use thereof {DN SEQUENCES, EXPRESSION OF SAID DNA SEQUENCES, THERMOPILE LACCASES CODED BY SAID DNA SEQUENCES AND THE USE THEREOF}

공업분야의 사용에 관심이 큰 효소중 하나는, 락카아제 효소(p-히드록시 페 놀 옥시다아제, EC 1.10.3.2)이다.One of the enzymes of great interest for industrial use is laccase enzyme (p-hydroxy phenol oxidase, EC 1.10.3.2).

락카아제는 "청동단백질"(blue copper proteins)로 칭하는 하나의 분류군, 즉, 과(family)에 속하는 단백질로, 일반적으로 타입1~타입3로 지정한 3개의 동중심(copper centers)에 배치되어 있는 4개의 동이온을 포함한다.Lacase is a family of genes called "blue copper proteins," or families, and is located in three copper centers, generally designated as type 1 to type 3. Contains four copper ions.

락카아제는 일반적으로 단백질을 분비시키며 그 분자량의 10-45%가 글리코실화 함량을 갖는데 특징이 있다.Laccases are typically characterized by secreting proteins, with 10-45% of their molecular weight having glycosylation content.

락카아제는 산화시키는 방향족화합물의 기질특이성(substrate specificity)이 광범위하다.Lacase has a wide range of substrate specificities for oxidizing aromatics.

이 산화반응에서 발생한 전자는 산소를 환원시키는데 사용되며, 그 결과 물을 얻게된다.The electrons from this oxidation reaction are used to reduce oxygen, resulting in water.

백부균(white rot fungi)에서 발생하는 락카아제의 작용으로 리그닌을 파괴한다.The action of laccases in white rot fungi destroys lignin.

이것은 또 펄프의 탈리그닌화에 쓰이는 종이제조에서 락카아제를 사용하는데 큰 관심을 갖게되었다.It also attracted great interest in the use of laccases in papermaking for the deligination of pulp.

리그닌등 고분자 화합물의 해중합 이외에, 락카아제는 또 특히 방향족 화합물의 중합을 촉진시킬수도 있다.In addition to depolymerization of high molecular compounds such as lignin, laccases can also accelerate polymerization of aromatic compounds.

이와같은 예로는 식물에서 발생하는 락카아제를 포함하는 식물중에서 리그닌의 생합성이 있다.An example of this is the biosynthesis of lignin in plants containing laccases occurring in plants.

따라서, 락카아제의 공업적으로 가능한 사용은 일반적으로 여러가지 타입의 중합반응, 예로서 폐수처리에서 알려저 있다.Thus, the industrially possible use of laccases is generally known in various types of polymerization reactions, eg wastewater treatment.

유기화학합성에서 락카아제의 사용은 예로서 방향족화합물의 커플링반응 또는 측쇄산화반응에서 공지되었다.The use of laccases in organic chemical synthesis is known, for example, in coupling or branched chain oxidation of aromatic compounds.

그러나, 이들의 가능성 있는 대부분의 사용에서 대부분의 공지의 락카아제는 중온성(mestophilic)인 결점이 있다.However, in most of their likely uses most known laccases have the drawback of being mesophilic.

즉, 이들의 락카아제는 저온에 적합하고, 열안정성에 제한을 받는다.That is, these laccases are suitable for low temperature and are limited in thermal stability.

락카아제 효소의 공업적인 사용의 전제조건은 그 락카제 효소를 염가로 제조할 수 있는 점에 있다.The prerequisite for the industrial use of laccase enzymes is that they can be produced at low cost.

이것은 일반적으로 재조합 기술에 의해 제조된 효소의 사용에 의해서만이 가능하다.This is generally possible only by the use of enzymes produced by recombinant techniques.

여러가지의 원핵 및 진핵발현시스템(prokaryotic and eukaryotic expression systems)은 단백질의 제조에 이용할 수 있다.Various prokaryotic and eukaryotic expression systems are available for the production of proteins.

원핵발현시스템의 예로는 에쉐리키아 콜리(Escherichia coli)및 바실러스 섭틸리스(Bacillus substilis)가 있다.Examples of prokaryotic expression systems are Escherichia coli and Bacillus substilis.

널리 사용되는 진핵 발현시스템에는 포유류세포 및 곤충세포의 세포배양시스템(cell culture systems)및 효모 또는 사상균등 진핵미생물이 있다.Eukaryotic expression systems that are widely used include cell culture systems of mammalian cells and insect cells and yeast or filamentous eukaryotic microorganisms.

특허문헌 WO96/00290 에서는 바시디오미세티스(Baidiomycetes)의 아강 (subclass)의 사상균, 폴리포러스 핀스티터스(polyporus pinstitus)로부터 얻어진 5개의 락카아제 유전자에 대하여 기재되어 있다.Patent document WO96 / 00290 describes five laccase genes obtained from the subclass of Baidiomycetes, polyporus pinstitus.

이들의 락카아제 유전자(LCCI)중 하나는 재조합형 단백질로 제조하였다.One of these laccase genes (LCCI) was made with recombinant proteins.

이 효소의 호열성 특성에 대하여 더 이상 조사한 바 없으나, 머리염색을 목적으로 하는 LCC1 락카아제의 사용으로, 이 효소가 중온성의 특성을 가짐을 제시하였다.The thermophilic properties of this enzyme were no longer investigated, but the use of LCC1 laccases for hair dyeing suggested that the enzyme had mesophilic properties.

듀테로미세티스(Deuteromycetes)의 아강(subclass)의 사상균, 시탈리듐 터모필름(scytalidium thermophilum)에서 얻은 호열성 특성을 가진 재조합형 락카아제의 제조에 대해서는 특허문헌 WO95/33837 에서 기재되어 있다.Patent document WO95 / 33837 describes the preparation of recombinant laccases with thermophilic properties obtained from subclasses of Deuteromycetes, filamentous fungi, scytalidium thermophilum.

이 효소가 펄프표백에 적합한 것인지의 여부에 대해서는 공지된 바 없다.It is not known whether this enzyme is suitable for pulp bleaching.

지금까지, 재조합형 단백질로서 바시디오미세티스(Basidiomycetes)의 아강의사상균으로부터 호열성 락카아제의 제조방법이 각종 문헌에서 기재된 바 없었다.To date, no method for producing thermophilic laccase from subtilis of Basidiomycetes as a recombinant protein has been described in various documents.

참고문헌 CA: AN 96-203142 에서는 호열성 락카아제의 각종의 특성에 대하여 기재되어 있다.Reference CA: AN 96-203142 describes various properties of thermophilic laccases.

이 단백질의 DNA 또는 단백질 배열은 발표된 바 있었다.The DNA or protein sequence of this protein has been published.

본 발명은 락카제활성을 가진 단백질에 대하여 코드화 한 DNA 배열, 이들의 DNA 배열의 발현, 그 DNA 배열에 의해 코드화 한 호열성 락카제 및 그 사용에 관한 것이다.The present invention relates to DNA sequences encoded for proteins having laccase activity, expression of these DNA sequences, thermophilic laccases encoded by the DNA sequences, and the use thereof.

도 1은 DNA 벡터 pANlac1S의 구조를 나타낸다.1 shows the structure of the DNA vector pANlac1S.

도 2는 DNA 벡터 pANlac2S의 구조를 나타낸다.2 shows the structure of the DNA vector pANlac2S.

도 3는 DNA 벡터 pL512의 구조를 나타낸다.3 shows the structure of a DNA vector pL512.

도 4는 DNA 벡터 pL532의 구조를 나타낸다.4 shows the structure of a DNA vector pL532.

도 5는 pH에 대한 새로운 락카아제의 활성의존성을 나타낸다.5 shows the activity dependency of new laccases on pH.

도 6은 그 세로운 락카아제의 pH안정성을 나타낸다.Figure 6 shows the pH stability of the new laccase.

도 7은 온도에 대한 새로운 락카아제의 활성의존성을 나타낸다.7 shows the activity dependence of new laccases on temperature.

도 8은 그 새로운 락카아제의 온도안정성을 나타낸다.8 shows the temperature stability of the new laccase.

다음의 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명한다.The present invention is explained in more detail with reference to the following examples.

제한 핵산중간 분해효소(restriction endonucleases), DNA 중합효소, 역전사효소(reverse transcriptase)등과의 처리등, DNA 도는 RNA를 처리한 실시예에서 사용되는 표준방법 및 세균의 형질전환, 소우선(Southern) 및 노오선(Northern)분석, DNA 배열, 방사성표지, 스크린분리(screening) 및 PCR기술등의 표준방법은 특별한 표시가 없으면 사용한 킷(Kit)의 제조업자의 추천에 따라 실시하였으며, 또, 제조업자의 지시가 없는 경우 표준교과서에서 공지된 종래기술에 의해 실시하였다.Standard methods and bacterial transformation, Southern and other methods used in DNA or RNA treated examples, such as treatment with restriction endonucleases, DNA polymerases, reverse transcriptases, and the like. Standard methods such as Northern analysis, DNA sequencing, radiolabeling, screening and PCR techniques were performed according to the manufacturer's recommendations of the used kit unless otherwise indicated. If not, it was carried out according to the conventional art known from standard textbooks.

실시예 1:Example 1:

트라메티스 버시콜러(Trametes Versicolor) TV-1에서 cDNA뱅크(bank)의 제조Preparation of cDNA Bank on Trametis Versicolor TV-1

균주 트라메티스 버시콜러 TV-1을 사용하였다.Strain tramethis versicolor TV-1 was used.

우선, 트라메티스 버시콜러에서 미셀륨(mycelium)을 맥아-한천플레이트(3% 맥아추출물, 콩가루에서 얻은 0.3% 펩톤, 1.5% 한천, pH5.0)상에서 7일간 28℃에서 배양시켜 얻었다.First, mycelium was obtained from a Tramethis versicoller on a malt-agar plate (3% malt extract, 0.3% peptone obtained from soy flour, 1.5% agar, pH5.0) at 28 ° C. for 7 days.

그 맥아-한천플레이트에서 3개의 편(pieces)을 펀칭시켜, 500㎖용 에렌메이어플라스크내에 멸균 맥아추출물 배지(3% 맥아추출물, 콩가루에서 얻은 0.3%펩톤, pH5.0) 100㎖를 배양하였다.Three pieces were punched out of the malt-agar plate, and 100 ml of sterile malt extract medium (3% malt extract, 0.3% peptone obtained from soy flour, pH 5.0) was incubated in a 500 ml Erenmeyer flask.

그 배양물을 7일간 100rpm으로 교반하면서 28℃에서 배양하였다.The culture was incubated at 28 ° C. with stirring at 100 rpm for 7 days.

이와같이하여, 제조한 미셀륨현탁액을 도기펀넬을 통하여 흡입시켜 여과하고, 0.9% 식염수로 세척시켰으며, 그 미세륨을 액체질소에서 냉동시켜 막자 (pestle) 및 모르타르(mortar)로 분쇄하였다.In this way, the prepared micellium suspension was filtered through a porcelain funnel, washed with 0.9% saline solution, and the microlium was frozen in liquid nitrogen and pulverized with pestle and mortar.

RNA는 RNeasy 킷(Kit)(Qiagen)을 사용하여 분리하였다.RNA was isolated using RNeasy Kit (Qiagen).

미셀륨 200mg에서의 수율은 RNA 100㎍ 이었다.Yield at 200 mg of micelles was 100 μg of RNA.

RNA 600㎍을 사용하여 mRNA를 분리하였다.MRNA was isolated using 600 μg RNA.

이것은 올리고-dT세파로스(Sepharose)(mRNA분리킷(Kit), pharmacia)상에서 크로마토그라피에 의해 실시하였다.This was done by chromatography on oligo-dT Sepharose (mRNA separation kit (Kit, pharmacia)).

mRNA의 수율은 26㎍이었다.The yield of mRNA was 26 μg.

분리한 mRNA 7.25㎍을 사용하여 cDNA을 합성하였다.CDNA was synthesized using 7.25 μg of isolated mRNA.

이 합성에는 스트라타겐(Stratagene)제 cDNA합성 킷(Kit)를 사용하였다.Stratagene cDNA synthesis kit (Kit) was used for this synthesis.

분별(fractionation)후에는 그 cDNA을 아가로스겔 전기영동법에 의해 0.8-2.1kb 크기범위와 2.1-5kb 크기범위로 분별하였다.After fractionation, the cDNA was fractionated into a size range of 0.8-2.1 kb and 2.1-5 kb by agarose gel electrophoresis.

두개의 프랙션의 cDNA을 그 아가로오스(키아겐 겔 추출킷: Qiagen gel extraction Kit)에서 분리시켜 (cDNA뱅크(bank)를 제조하였다.Two fractions of cDNA were isolated from the agarose (Qiagen gel extraction Kit) to prepare a cDNA bank.

그 cDNA 뱅크를 람다파지(lambda pharges)(Stratagene, Zap Express 클로링시스템)에서 제조하였다.The cDNA banks were prepared in lambda pharges (Stratagene, Zap Express Cloning System).

0.8-2.1kb 프랙션에서 벡터 DNA 4 x 105파지/㎍를 얻었다.Vector DNA 4 × 10 5 phages / μg were obtained at 0.8-2.1 kb fractions.

2.1-5kb 프랙션에서 벡터 DNA 1 x 105파지/㎍를 얻었다.Vector DNA 1 × 10 5 phage / μg was obtained in a 2.1-5 kb fraction.

그 결과 얻어진 파지는 에.콜리 균주 XL-1블루(Blue) MRF'(Stratagene)를 감염시켜 증폭하였다.The resulting phage was amplified by infecting the E. coli strain XL-1 Blue MRF '(Stratagene).

실시예 2Example 2

트라메티스 버시콜러(Trametes Versicolor)에서 염색체유전자뱅크의 제조Preparation of Chromosome Gene Bank in Trametis Versicolor

실시예 1에서와 같이 트라메티스 버시콜러 TV-1에서 미셀륨(Mycelium)을 제조하였다.Mycelium was prepared in Tramethis versicolor TV-1 as in Example 1.

그 미셀륨을 도기펀넬을 통하여 흡인에 의해 여과하고, 0.9%식염수로 세척하였다.The micellium was filtered by suction through a porcelain funnel and washed with 0.9% saline.

그 다음, 액체질소에서 냉동시켜, 모르타르 및 막자로 분쇄하고 1g씩 나누어 각각 1g의 그 분쇄한 미셀륨을 멸균샘플용기에 취한다음 즉시 추출물용액(0.1M트리스-Hcl, pH8.0, 0.1M EDTA, 0.25MNaCl, 0.6mg/ml 단백질효소 K)5㎖ 및 10%(w/v)소듐라우로일사르코신용액 0.5㎖와 혼합하였다.Then, frozen in liquid nitrogen, crushed with mortar and pestle, divided into 1g each, 1g of the crushed micelles were taken in a sterile sample container and immediately extracted with a solution (0.1M Tris-Hcl, pH8.0, 0.1M EDTA). , 0.25 M NaCl, 0.6 mg / ml proteinase K) 5 ml and 10% (w / v) sodium lauroyl sarcosine solution 0.5 ml.

최소한 2시간동안 50℃에서 배양한 다음, 그 혼합물을 5MNaCl 0.85㎖와 10%(w/v)CTAB용액을 0.7M Nacl에 용해한 용액 7㎖와 함께 혼합하고, 30분간 65℃에서 배양하였다.After incubation at 50 ° C. for at least 2 hours, the mixture was mixed with 0.85 mL of 5 MNaCl and 7 mL of a solution of 10% (w / v) CTAB solution in 0.7 M Nacl and incubated at 65 ° C. for 30 minutes.

클로로포름/이소아밀알코올 혼합액(24:1) 7㎖를 추가시킨 다음, 그 얻어진 혼합액을 교반시켜 2개의 상을 원심분리에 의해 분리하였다.7 ml of a chloroform / isoamyl alcohol mixture (24: 1) was added, and the obtained mixture was stirred to separate the two phases by centrifugation.

수액상을 제거하고, 염색체 DNA는 이소프로파놀 0.6용량부를 첨가시켜 침전시켰다.The aqueous phase was removed and chromosomal DNA was precipitated by adding 0.6 parts by volume of isopropanol.

그 다음, 그 침전된 DNA는 컬럼(Qiagen Genomic Tip)상에서 정제하였다.The precipitated DNA was then purified on columns (Qiagen Genomic Tip).

이와같이하여, 미셀륨 16g에서 염색체 DNA 0.5mg을 분리할 수 있었다.In this way, 0.5 mg of chromosomal DNA could be separated from 16 g of micelles.

염색체 유전자뱅크를 제조하기 위하여, 트라메티스버시콜러 TV-1에서 염색체 DNA 90㎍을 ECORI로 완전절단시켜, 아가로스겔전기영동법에 의해 분별하였다.In order to prepare a chromosome gene bank, 90 µg of chromosomal DNA was completely cleaved with ECORI in tramethisversicollar TV-1 and fractionated by agarose gel electrophoresis.

그 염색체 DNA 프랙션은 2-4kb 및 4kb-10kb크기의 범위에서 분리하여 각각의 경우 램다파지(stratagene, ZAP Express 클로닝시스템)에 클로닝하였다.The chromosomal DNA fractions were separated in the range of 2-4 kb and 4 kb-10 kb and cloned into lambda phage (stratagene, ZAP Express cloning system) in each case.

2-4kb DNA프랙션에서 벡터 DNA 1 x 105파지/㎍를 얻었으며, 4-10kb DNA프랙션에서 벡터 DNA 5.4 x 104파지/㎍을 얻었다.Vector DNA 1 × 10 5 phage / μg was obtained at 2-4 kb DNA fraction, and vector DNA 5.4 × 10 4 phage / μg was obtained at 4-10kb DNA fraction.

그 파지는 에.콜리균주 XL-1 블루 MRF'를 감염시켜 증폭하였다.The phage was amplified by infecting the E. coli strain XL-1 Blue MRF '.

실시예 3Example 3

트라메티스 버시콜러의 게놈 DNA에서 락카아제-특이성 DNA프로브의 제조Preparation of laccase-specific DNA probes from genomic DNA of Trametis versicollar

락카아제 유전자를 분리하는 DNA프로브(probe)는 트라메티스 버시콜러 게놈 DNA에서의 퇴화프라이머(primers)를 가진 PCR 증폭에 의해 제조하였다.DNA probes separating the laccase enzymes were prepared by PCR amplification with degenerate primers in the Tramethis versicoller genomic DNA.

그 퇴화프라이머는 공지의 락카아제 유전자의 배열비교를 기준으로하여 구성하였다.The degenerating primers were constructed based on sequence comparison of known laccase genes.

뉴로스포라 크라스사(Neurospora crassa), 코리오러스 히르수터스(Coriolus hirsutus), 플레비아라디아타(Phlebia radiata), 아가리커스 비스포러스(Agaricus bisporus)및 바시디오미세티스(Basidiomycetes)의 아강에서 구체적인 특징이 없는 사상균에서 EMBL 유전자 데이터뱅크에 포함된 락카아제 유전자의 아미노산배열을 비교하였다.Specifics in the subclass of Neurospora crassa, Coriolus hirsutus, Plelebia radiata, Agaricus bisporus and Basidiomycetes. The amino acid sequence of laccase gene in EMBL gene databank was compared in filamentous fungi.

상기 배열비교를 통하여, 모든 락카아제에 완전보존되어있는 5∼7개의 아미노산의 길이를 가진 4개의 펩티드를 확인할 수 있었다.Through the sequence comparison, it was possible to identify four peptides having a length of 5 to 7 amino acids completely preserved in all laccases.

이들의 펩티드는 퇴화프라이머를 제조하기위하여 퇴화코돈(codons)를 고려하면서 DNA로 해독하였다.These peptides were translated into DNA, taking into account codons to produce degenerate primers.

그 파라이머는 다음의 배열을 가졌다:The parameter has the following arrangement:

A: 5'-TGGCAYGGNTTYTTYCA-3' (SEQ ID NO: 4)A: 5'-TGGCAYGGNTTYTTYCA-3 '(SEQ ID NO: 4)

B: 5'-TCDATRTGRCARTG-3' (SEQ ID NO: 5)B: 5'-TCDATRTGRCARTG-3 '(SEQ ID NO: 5)

C: 5'-ATTCAGGGATCCTGGTAYCAYWSNCAY-3' (SEQ ID NO: 6)C: 5'-ATTCAGGGATCCTGGTAYCAYWSNCAY-3 '(SEQ ID NO: 6)

D: 5'-ATACGAGGATCCRTGNCCRTGNARRTG-3' (SEQ ID NO: 7)D: 5'-ATACGAGGATCCRTGNCCRTGNARRTG-3 '(SEQ ID NO: 7)

프라이머(primers) C 및 D는 그 5'말단에서 Bam HF 분리부위(밑줄친부분)를 포함하며, 각각의 경우 그 부위에 적합한 퇴화락카아제 배열이 부착되었다.Primers C and D included a Bam HF cleavage site (underlined) at the 5 'end, in which case a suitable degenerate laccase array was attached to that site.

트라메티스 버시콜러에서 얻은 게놈 DNA를 실시예 2에서와 같이 교반시킨 플라스크 배양물의 미셀륨에서 분리하였다.Genomic DNA obtained from Tramethis versicolor was isolated from micelles of the stirred flask culture as in Example 2.

PCR 증폭은 통상의 기술자에 의해 잘 알려진 종래기술에 의해 실시하였다.PCR amplification was carried out by conventional techniques well known to those skilled in the art.

1차 PCR반응에서, Taq 중합효소 1.25U, 1.25mM MgCl2, 4개의 dNTPs 각각 0.2mM 및 각각의 경우 프라이머 A 및 B 100 pmol를 추가로 포함한 100㎕의 PCR반응에서 염색체 트라메티스버시콜러 DNA 200ng를 사용하였다.In the first PCR reaction, 200ng of chromosomal tramethicoseciccor DNA in 100μl PCR reaction containing Taq polymerase 1.25U, 1.25mM MgCl 2 , 4 dNTPs each 0.2mM and in each case 100 pmol of primers A and B Was used.

필요로 한 PCR생성물의 소정증폭의 다른 조건은 다음과 같다:Other conditions of the desired amplification of the PCR product required are as follows:

94℃에서 5분후에, 94℃에서 0.5분, 40℃에서 1분 및 60℃에서 2.5분의 7사이클 및 94℃에서 0.5분, 50℃에서 1분 및 72℃에서 2.5분의 30 사이클로 처리함.After 5 minutes at 94 ° C., 0.5 cycles at 94 ° C., 1 minute at 40 ° C. and 2.5 minutes at 60 ° C. and 0.5 cycles at 94 ° C., 0.5 minutes at 94 ° C., 1 minute at 50 ° C. and 30 cycles of 2.5 minutes at 72 ° C. .

Taq 중합효소 1.25U, 1.25mM MgCl2, 각각의 4개의 dNTPs 0.2mM 및 각각의 경우 프라이머 C 및 D 100pmol을 추가로 포함한 2차 PCR 반응에서는 1차 PCR반응에서의 1㎕를 사용하였다.1 μl of the first PCR reaction was used in the secondary PCR reaction which further included Taq polymerase 1.25U, 1.25 mM MgCl 2 , each of 4 dNTPs 0.2 mM and in each case 100 pmol of primers C and D.

그 필요한 PCR 생성물의 소정의 증폭에 대한 또 다른 조건은 다음과 같다:Another condition for the desired amplification of the required PCR product is as follows:

94℃에서 5분, 그 다음 94℃에서 0.5분, 40℃에서 1분 및 60℃에서 2.5분의 7사이클 및 94℃에서 0.5분, 50℃에서 1분 및 72℃에서 2.5분의 30사이클로 처리함.5 minutes at 94 ° C., then 0.5 minutes at 94 ° C., 1 minute at 40 ° C. and 2.5 minutes at 60 ° C., 0.5 minutes at 94 ° C., 1 minute at 50 ° C., and 30 minutes at 2.5 ° C. for 30 minutes box.

약 1.1kb의 PCR 생성물을 얻었다.About 1.1 kb of PCR product was obtained.

그 PCR 생성물은 아가로스겔 전기영동법에 의해 정제시켜 제한효소 Bam HI로 절단하고, 그 제한효소 Bam HI로 절단한 pUC18 벡터에서 클로닝(cloning)을 하고 에.콜리에서 형질전환을 하였다.The PCR product was purified by agarose gel electrophoresis, digested with restriction enzyme Bam HI, cloned in pUC18 vector digested with restriction enzyme Bam HI, and transformed in E. coli.

그 플라스미드를 형질전환시킨 에.콜리의 배양물에서 분리하였다.The plasmid was isolated from the culture of transformed E. coli.

5' 및 3' 말단의 DNA 배열분석으로 클로닝을 한 DNA 단편이 락카아제유전자의 단편임을 확인하였다.DNA sequence analysis at the 5 'and 3' ends confirmed that the cloned DNA fragment was a fragment of the laccase gene.

락카아제 유전자를 스크리닝(screening)을 하는 그 DNA 프로브(probe)를 제조하기 위하여, 그 락카아제-특이성 PCR단편을 Bam HI로 처리시켜 절단하고, 아가로스 전기영동법에 의해 분리하며 α-[32P]-dATP(랜돔프라이밍 킷: random priming kit, Boehringer Mannheim, 독일)로 방사성표지를 하였다(radiolabel).To prepare the DNA probes for screening laccase genes, the laccase-specific PCR fragments were digested with Bam HI, cleaved by agarose electrophoresis and separated to α- [ 32 P. ] -dATP (random priming kit, Boehringer Mannheim, Germany) was radiolabeled.

세파덱스(Sephadex) G25(Pharmacia)상에서 크로마토그라피에 의해 유리방사능을 제거하였다.Free radioactivity was removed by chromatography on Sephadex G25 (Pharmacia).

그 방사능표지를 한 DNA 프로브의 비방사능은 DNA 1 x 107cpm/㎍ 이었다.The specific radioactivity of the radiolabeled DNA probe was 1 × 10 7 cpm / μg of DNA.

실시예 4Example 4

트라메티스 버시콜러 TV-1에서 락카아제의 cDNA 유전자분리Isolation of Lacase cDNA Gene from Trametis Versicoller TV-1

실시예 1에서 설명한 트라메티스 버시콜러 TV-1에서 cDNA 유전자뱅크를 사용하였다.The cDNA gene bank was used in the Trametis Versicoller TV-1 described in Example 1.

락카아제 cDNA 유전자의 스크리닝을 종래기술에 의해 실시하였다.Screening of laccase cDNA genes was carried out by the prior art.

1차 스크리닝에서, 그 에.콜리 XL-1 블루 MRF'의 세포를 우선 10개의 페트리디쉬상에서 배양시킨 다음, 페트리디쉬당 cDNA 뱅크 50,000파지로 감염시켰다(0.8-2.1kb 프랙션, 실시예 1참조).In the primary screening, the E. coli XL-1 Blue MRF 'cells were first cultured on 10 Petri dishes and then infected with 50,000 cDNA banks per petri dish (0.8-2.1 kb fraction, see Example 1). ).

37℃에서 하루밤 배양시킨 다음, 새로 생성된 파지를 나일론필터 (Stratagene)로 옮겼다.After overnight incubation at 37 ° C., freshly generated phages were transferred to a nylon filter (Stratagene).

그 다음, 그 필터에서는 제조업자의 지시에 따라 방사성 표지를 한 락카아제 -특이성 프로브와 교잡하였다(hybridized)(실시예 3참조).The filter was then hybridized with laccase-specific probes radiolabeled according to the manufacturer's instructions (see Example 3).

그 교잡온도는 50% 포름아미드를 포함한 교잡버퍼액에서 45℃이었다.The hybridization temperature was 45 ° C. in the hybridization buffer solution containing 50% formamide.

양성클론(positive clones)을 취하여 스크리닝프로세스를 반복하여 정제하였다.Positive clones were taken and the screening process repeated and purified.

3회분리를 한 다음, 20개의 강하게 교잡을 한 파지클론을 이 스크리닝에서 분리시켜 제조업자의 프로토콜(protocol)에 따라 생체내 절단(invivo excision)에 의해 pBK CMV 벡터에서 다시 클로닝을 하였다(Straagene).After three separations, 20 strongly hybridized phageclones were isolated in this screening and recloned in the pBK CMV vector by in vivo excision according to the manufacturer's protocol (Straagene).

소화에 의해 제한 핵산중간 분해효소(restriction endonucleases)를 가진 클론과 DNA 배열의 분석에 의해, 그 DNA 레벨에서 거의 동일한 2개의 락카아제 유전자가 분리되었음을 나타내었다.Analysis of clones and DNA sequences with restriction endonucleases by digestion indicated that nearly two laccasease genes were isolated at that DNA level.

그 2개의 클론의 완전한 DNA 배열은 이들의 클론이 아미노산 배열에서 동일한 락카아제 유전자의 대립유전자임을 나타내었다.The complete DNA sequence of the two clones indicated that their clones were alleles of the same laccase gene in the amino acid sequence.

이 2개의 락카아제 cDNA 유전자를 Lac5.5 및 Lac5.6으로 나타내며, 이와대응하여, 이 2개의 락카아제 cDNA 유전자를 가진 플라스미드를 pLac5.5 및 pLac5.6으로 나타내었다.These two laccase cDNA genes are shown as Lac5.5 and Lac5.6, and correspondingly the plasmids with these two laccase cDNA genes are shown as pLac5.5 and pLac5.6.

실시예 5Example 5

트라메티스 버시콜러 TV-1에서 락카아제의 염색체유전자 분리Chromosome Gene Isolation of Lacase from Tramethis Versicollar TV-1

실시예 2에서 설명한 바와 같이, 트라메티스 버시클로 TV-1에서 염색체 유전자뱅크의 염색체 락카아제 유전자에 대한 스크리닝(2-10kb 프랙션, 실시예 2참조)을 실시예 4에서 설명한 cDNA클론에 대한 스크리닝과 동일하게 실시하였다.As described in Example 2, screening for the cDNA clone described in Example 4 was screened for the chromosomal laccase gene of the chromosomal gene bank in Tramethis vercyclo TV-1 (2-10 kb fraction, see Example 2). The same procedure was followed.

실시예 3에서 설명한 방사성표지를 한 락카아제-특이성 프로브를 다시 사용하였다.The radiolabeled laccase-specific probe described in Example 3 was used again.

그 교잡온도는 50% 포름아미드함유 교잡버퍼액에서 45℃이었다.The hybridization temperature was 45 ° C in a 50% formamide-containing hybridization buffer liquid.

이 스크리닝에서, 3개의 강하에 교잡한 파지 클론을 분리시켜 제조업자의 프로토콜(stratagene)에 따라 생체내 절단에 의해 pBK CMV벡터(Stratagene)에서 다시 클로닝을 하였다.In this screening, hybridized phage clones were isolated at three drops and re-cloned in the pBK CMV vector (Stratagene) by in vivo cleavage according to the manufacturer's protocol (stratagene).

제한핵산중간 분해효소에 의한 분석으로 3개의 클론 모두가 동일하였고 약 7kb의 길이를 가진 것으로 나타내었다.Analysis by restriction nucleic acid intermediate enzyme showed that all three clones were identical and had a length of about 7 kb.

DNA 배열에 의한 분석으로 3개의 클론모두가 락카아제 Lac5.6의 염색체 유전자에 대응됨을 나타내었다.Analysis by DNA sequence indicated that all three clones corresponded to the chromosomal gene of laccase Lac5.6.

클론의 코딩영역과, 각각의 경우 5' 및 8'영역에서 인접배열의 약 1kb가 배열되었다(SEQ ID NO: 8).About 1 kb of the contiguous array was arranged in the coding region of the clone and in each case the 5 'and 8' regions (SEQ ID NO: 8).

실시예 6Example 6

아스페르길러스에서 락카아제 Lac5.5의 발현에 사용하는 DNA구조의 제조Preparation of DNA Structure for Expression of Lacase Lac5.5 in Aspergillus

트라메티스 버시콜러 락카아제 Lac5.5의 cDNA는 아스페르길러스과(family)에서의 사상균에 대하여 특이성이 있는 발현신호에 기능적으로 연관시켰다(link).The cDNA of Trametis versicolor laccase Lac5.5 was functionally linked to expression signals specific for filamentous fungi in the Aspergillus family.

아스페르길러스에서 다음의 유전자발현 구성요소를 사용하였다:The following gene expression components were used in Aspergillus:

a) 아스페르길러스 니거에서 글루코아밀라아제 유전자(glaA)의 촉진제(J.C. verdoes, P.J. Punt, J.M.Schrickx, H.W. van Verseveld, A.H. Stouthamer 및 C.A.M.J.J. van den Hondel Transgenic Research 2(1993),84-92).a) Promoters of the glucoamylase gene (glaA) in Aspergillus niger (J. C. verdoes, P. J. Punt, J. M. Schrickx, H. W. van Verseveld, A. H. Stouthamer and C. A. M. J. J. van den Hondel Transgenic Research 2 (1993), 84-92).

b) glaA 촉진제의 사용 다음에 신호배열에 코딩하는 DNA 단편 및 성숙 글루코아밀라아제 단편.b) DNA fragments and mature glucoamylase fragments encoding the signal sequence following the use of a glaA promoter.

KEX2 프로테아제의 분리부위에 코딩하는 DNA 배열이 이것에 연관(link)되었The DNA sequence encoding the KEX2 protease cleavage site is linked to it.

다(M.P. Broekhuijsen, I.E. Mattern, R. Contreras, J.R. Kinghorn,(M.P. Broekhuijsen, I.E. Mattern, R. Contreras, J.R.Kinghorn,

C.A.M.J.J. van den Hondel(1993), J. Biotechnol. 31, 135-145).C.A.M.J.J. van den Hondel (1993), J. Biotechnol. 31, 135-145).

c) 아스페르길러스 니두란스에서의 trpC 유전자의 전사종료암호(E.J.c) Transcription termination code of trpC gene in Aspergillus nidurans (E.J.

Mullaney, J.E. Hamer, M.M. Yelton 및 W.E. Timberlake(1985), Mol. Gen.Mullaney, J.E. Hamer, M.M. Yelton and W.E. Timberlake (1985), Mol. Gen.

Genet. 199, 37-45).Genet. 199, 37-45).

그러나, 그 아스페르길러스 발현신호에 대한 Lac5.5 cDNA의 기능적인 연관에 대하여, 우선 Lac5.5 cDNA 유전자의 5' 및 3' 영역을 변형시키는 것이 필요하였다.However, for the functional association of Lac5.5 cDNA to its Aspergillus expression signal, it was first necessary to modify the 5 'and 3' regions of the Lac5.5 cDNA gene.

A: glaA 촉진제에 대한 락카아제 Lac5.5 cDNA의 연관:A: Association of laccase Lac5.5 cDNA to glaA promoter:

더 프로세싱을 하기 위하여 Lac5.5 cDNA 유전자를 벡터 pUC19에 다시 클로닝을 하였다.Lac5.5 cDNA gene was cloned back into vector pUC19 for further processing.

이 목적을 위하여, 실시예 1에서 얻은 pBKCMV 벡터에서 1.9kb Eco RI-Xba I단편으로서 Lac5.5 cDNA 유전자를 분리시켜 Eco RI 및 Xba I으로 사전에 절단시킨 pUC19 벡터에서 섭클로닝(subcloning)을 하였다.For this purpose, the Lac5.5 cDNA gene was isolated from the pBKCMV vector obtained in Example 1 as a 1.9 kb Eco RI-Xba I fragment and subcloned in a pUC19 vector previously digested with Eco RI and Xba I. .

그 결과 얻어진 4.6kb 플라스미드를 pLac5로 하였다.The resulting 4.6 kb plasmid was defined as pLac5.

Lac5.5 cDNA 유전자의 시발 ATG 코돈(start ATG codon)을 변형시키기 위하여 프라이머 E 및 F를 사용하였다.Primers E and F were used to modify the start ATG codon of the Lac5.5 cDNA gene.

프라이머 E: 5'-CCGGAATTCATGACTGGGCTGCGTCTCCTTCCTTCCTTC-3'Primer E: 5'-CCGGAATTCATGACTGGGCTGCGTCTCCTTCCTTCCTTC-3 '

(SEQ ID NO: 9)(SEQ ID NO: 9)

프라이머 F: 5'-GAGAGGCCCGGGAGCCTGG-3' (SEQ ID NO: 10)Primer F: 5'-GAGAGGCCCGGGAGCCTGG-3 '(SEQ ID NO: 10)

프라이머 E의 밑줄은 Bsp HI 분리부위를 나타내며, 프라이머 F의 밑줄은 Sma I 또는 Xma I 분리부위를 나타낸다.Underline of primer E indicates Bsp HI separation site and underline of primer F indicates Sma I or Xma I separation site.

Lac5.5 cDNA 유전자의 3' 영역을 변형시키기 위하여, 프라이머 G 및 H를 사용하였다:To modify the 3 'region of the Lac5.5 cDNA gene, primers G and H were used:

프라이머 G: 5'-GCTGAATTCGAAGACATCCCCGACACCAAGG-3' (SEQ ID NO: 11)Primer G: 5'-GCTGAATTCGAAGACATCCCCGACACCAAGG-3 '(SEQ ID NO: 11)

프라이머 H: 5'-TGCTCTAGAAAGCTTAAGTTCACTGGTCGTCAGCGTCGAGGG-3'Primer H: 5'-TGCTCTAGAAAGCTTAAGTTCACTGGTCGTCAGCGTCGAGGG-3 '

(SEQ ID NO: 12)(SEQ ID NO: 12)

프라이머 G에서 밑줄은 Bbs I 분리부위를 나타내며,Underline in primer G indicates Bbs I separation site,

프라이머 H에서 밑줄은 Af1 II 분리부위를 나타낸다.Underlined in primer H indicates the Af1 II separation site.

프라이머 E 및 F를 사용하여 Lac5.5 cDNA 유전자의 5'영역에서 단편크기 188bp를 PCR 반응에 의해 증폭하였다.Primers E and F were used to amplify the fragment size 188bp in the 5 'region of the Lac5.5 cDNA gene by PCR reaction.

프라이머 G 및 H를 사용하여 Lac5.5 cDNA 유전자의 3'영역에서 단편크기 110bp를 증폭하였다.Primers G and H were used to amplify fragment size 110 bp in the 3 ′ region of the Lac5.5 cDNA gene.

100㎕ PCR 혼합물에는 각각의 경우 Lac5.5 cDNA(pBK CMV벡터에서) 10ng, Tth중합효소 0.5U, MgCl21.25mM, 4개의 dNTPs각각 0.2mM 및 한쌍의 프라이머 E 및 F와 한쌍의 프라이머 G 및 H 각각 140mol이 포함되었다.100 μl PCR mixture contains 10 ng of Lac5.5 cDNA (in pBK CMV vector), 0.5 U of Tth polymerase, 1.25 mM of MgCl 2 , 0.2 mM of 4 dNTPs each and a pair of primers E and F and a pair of primers G and 140 mol each of H was included.

그 PCR 반응은 다음 조건에서 실시하였다:The PCR reaction was carried out under the following conditions:

94℃에서 5분간 실시한 다음, 94℃에서 1분, 50℃에서 2분 및 72℃에서 1분 최종적으로 72℃에서 7분간의 30사이클로 실시하였다.After 5 minutes at 94 ° C, 1 minute at 94 ° C, 2 minutes at 50 ° C, and 1 minute at 72 ° C, finally, 30 cycles of 7 minutes at 72 ° C were carried out.

PCR반응에서 프라이머 E 및 F를 가진 DNA 단편을 우선 Eco RI 및 Xma I로 절단시킨 다음, 겔전기영동법에 의해 정제하고, Eco RI 및 Xma I로 사전에 절단시킨 벡터 pLac5에서 클론닝을 하였다.In the PCR reaction, DNA fragments with primers E and F were first cleaved with Eco RI and Xma I, purified by gel electrophoresis, and cloned in vector pLac5 previously cleaved with Eco RI and Xma I.

그 결과, BspHI 분리부위를 ATG해독시발코돈(translation start codon)에 도입한 벡터 pLac51을 얻었다.As a result, a vector pLac51 obtained by introducing a BspHI separation site into a translation start codon (ATG) was obtained.

PCR반응에서 프라이머 G 및 H를 가진 DNA단편을 우선 Eco RI 및 xba I로 절단시킨 다음, 겔전기영동법에 의해 정제시켜, Eco RI 및 xba I로 사전에 절단시킨 pUC19 벡터에서 클로닝을 하였다.In the PCR reaction, DNA fragments with primers G and H were first cleaved with Eco RI and xba I, then purified by gel electrophoresis, and cloned in pUC19 vectors previously cleaved with Eco RI and xba I.

크기 약 100bp의 삽입물을 그 얻어진 플라스미드 pLT5에서 Bbs I 및 Xba I로 절단하였다.An insert of size about 100 bp was digested with Bbs I and Xba I in the resulting plasmid pLT5.

그 Bbs I - xba I 단편을 최종적으로 Bbs I 및 xba I로 절단한 벡터 pLac51에서 클론닝을 하였다.The Bbs I-xba I fragment was cloned in vector pLac51 finally digested with Bbs I and xba I.

그 결과, 락카아제 cDNA 유전자의 3' 말단에서 새로운 Af1 II 분리부위를 포함한 벡터 pLac 513을 얻었다.As a result, a vector pLac 513 was obtained including a new Af1 II separation site at the 3 'end of the laccase cDNA gene.

변경 5' 및 3' 영역을 가진 트라메티스 버시콜러 락카아제 Lac5.5의 cDNA 유전자를 폴라스미드 pLac513의 부분소화에 의해 BspHI로 분리하였다.The cDNA gene of Trametis versicolor laccase Lac5.5 with altered 5 'and 3' regions was isolated by BspHI by partial digestion of polamide pLac513.

그 결과, Lac5.5 cDNA 유전자의 코딩영역과 pUC19 벡터의 약 1.1kb를 포함한 2.6kb 단편을 얻었다.As a result, a 2.6 kb fragment including the coding region of the Lac5.5 cDNA gene and about 1.1 kb of the pUC19 vector was obtained.

이 단편을 2 단계에서 Af1 II로 절단시킨 다음, 얻어진 크기 1.5kb의 Lac5.5cDNA 단편을 분리하였다.This fragment was cleaved with Af1 II in 2 steps, and then a Lac5.5cDNA fragment of 1.5 kb obtained was isolated.

이 단편을 아스페르길러스 니거에서 얻은 glaA 촉진제의 크기 4.0kb 단편, 아스페르길러스 니둘란스에 얻은 trpC 전사 종료암호(terminator)의 크기 0.7kb 단편 및 pUC18 벡터의 크기 2.7kb 단편을 포함한 벡터 pAN52-12에서 크기 7.4kb의 Af1 II- Nco I 단편에 결찰하였다.This fragment was a vector pAN52 containing a size 4.0 kb fragment of the glaA promoter from Aspergillus niger, a size 0.7 kb fragment of the trpC transcription terminator obtained from Aspergillus nidulans and a size 2.7 kb fragment of the pUC18 vector. Ligation was carried out on Af1 II-Nco I fragments of size 7.4 kb at -12.

pAN1acl에서, glaA 촉진제영역은 락카아제 cDNA 유전자의 ATG 해독시발코돈에 Nco I-Bsp HI 교차점을 통하여 기능적으로 연관하였다.In pAN1acl, the glaA promoter region was functionally associated with the NTG I-Bsp HI junction to ATG detoxification codon in laccase cDNA gene.

B: 글루코아밀라아제 단편에 의한 N-말단 신호배열의 치환에 의해 glaA 촉진제에 락카아제 Lac5.5 cDNA의 연관B: Association of laccase Lac5.5 cDNA to glaA promoter by substitution of N-terminal signal sequence by glucoamylase fragment

성숙 락카아제 Lac5.5의 N말단에 대하여 코딩을 한 cDNA유전자의 영역을 변경하기 위하여 프라이머 I 및 F를 사용하였다.Primers I and F were used to alter the region of the cDNA gene coding for the N terminus of mature laccase Lac5.5.

프라이머 I: 5'-CCGGAATTCGATATCCAAGCGCGGGATCGGGCCTGTGCTCGAC-3'Primer I: 5'-CCGGAATTCGATATCCAAGCGCGGGATCGGGCCTGTGCTCGAC-3 '

(SEQ ID NO: 13)(SEQ ID NO: 13)

프라이머 I에서 밑줄은 Eco RV 분리부위를 나타낸다.Underlined in primer I represents the Eco RV separation site.

Lac 5.5 cDNA 유전자의 3'영역을 변경하기 위하여, 프라이버 G 및 H를 사용하였다(이 실시예 A항 참조).To alter the 3 'region of the Lac 5.5 cDNA gene, privacy G and H were used (see Example A section of this).

프라이머 I 및 F를 사용하여 PCR반응에 의해 Lac5.5 cDNA 유전자의 5' 영역에서 단편 크기 110bp를 증폭하였다.Primer I and F were used to amplify fragment size 110 bp in the 5 'region of the Lac5.5 cDNA gene by PCR.

프라이머 G 및 H를 사용하여 Lac5.5 cDNA 유전자의 3'영역에서 단편크기 110bp를 증폭하였다.Primers G and H were used to amplify fragment size 110 bp in the 3 ′ region of the Lac5.5 cDNA gene.

PCR 반응은 이 실시예 A항에서 설명한 바와 같이 실시하였다.PCR reactions were carried out as described in Example A.

PCR 반응에서 프라이머 I 및 F를 가진 DNA단편을 Eco RI 및 Xma I로 절단시킨 다음, 겔전기영동법에 의해 정제시켜, Eco RI 및 Xma I로 사전에 절단시킨 벡터 pLac5에서 클로닝을 하였다.In the PCR reaction, DNA fragments with primers I and F were digested with Eco RI and Xma I, purified by gel electrophoresis, and cloned in vector pLac5 previously digested with Eco RI and Xma I.

그 결과, 이것은 성숙 락카아제 단백질의 첫째 아미노산의 코돈 앞 5'영역에서, 배열 Ile Ser Lys Arg(SEQ ID NO:14)의 아미노산 코돈에 의한 Eco RV분리부위를 삽입한 벡터 pLac52에서 얻었다.As a result, this was obtained in the vector pLac52 in which the Eco RV separation site by the amino acid codon of the array Ile Ser Lys Arg (SEQ ID NO: 14) was inserted in the 5 'region before the codon of the first amino acid of the mature laccase protein.

이 배열은 KEX2 프로테아제의 인식부위(recognition site)이다.This arrangement is the recognition site of the KEX2 protease.

벡터 pLac52에서 락카아제 cDNA 유전자의 3'영역은 벡터 pLac51에서 설명한 것과 같이 변경하였다.The 3 'region of the laccase cDNA gene in vector pLac52 was altered as described for vector pLac51.

그 PCR 반응에서 프라이머 G 및 H를 가진 크기 약 100bp 삽입물은 플라스미드 pLT5에서 Bbs I 및 Xba I으로 절단시켜 분리하였다.In the PCR reaction, a size approximately 100 bp insert with primers G and H was isolated by cleavage with Bbs I and Xba I in plasmid pLT5.

그 Bbs I-Xba I 단편은 Bbs I 및 Xba I으로 절단시킨 벡터 pLac52에서 최종적으로 클로닝을 하였다.The Bbs I-Xba I fragment was finally cloned in vector pLac52 digested with Bbs I and Xba I.

이것은 그 결과 락카아제 cDNA 유전자의 3'말단에서 새로운 AF1 II 분리부위를 포함한 벡터 pLac523에서 얻었다.This resulted in a vector pLac523 containing a new AF1 II isolation site at the 3 'end of the laccase cDNA gene.

변경 5' 및 3'영역을 가진 트라메티스 버시콜러 락카아제 Lac5.5의 cDNA 유전자는 그 플라스미드 pLac523을 Eco RV 및 Af1 II로 절단시켜 그 결과 아가로스 겔 전기영동법 처리후 얻어진 크기 1.5kb의 Lac5.5 cDNA 단편을 분리하였다.The cDNA gene of the Trametis versicolor laccase Lac5.5 with altered 5 'and 3' regions cleaves its plasmid pLac523 with Eco RV and Af1 II, resulting in a 1.5 kb Lac5. 5 cDNA fragments were isolated.

이 단편을 벡터 PAN56-9에서 크기 9.3kb의 Af1 II- Eco RV단편에 결찰하였다.This fragment was ligated to an Af1 II-Eco RV fragment of size 9.3 kb in vector PAN56-9.

벡터 pAN56-9는 아스페르길러스 니거에서 얻은 glaA 촉진제의 크기 4.0kb단편, 다음으로 아스페르길러스 니거의 글루코아밀라아제의 단편에 대하여 코딩한 크기 2.0kb 단편, KEX2분리부위의 4개 아미노산에 대하여 코딩한 짧은 DNA섹션, 아스페르길러스니둘란스에서 얻은 trpC 전사종료암호(terminator)의 크기 0.7kb단편 및 pUC18의 크기 2.7kb 단편을 포함하였다.The vector pAN56-9 is a size 4.0 kb fragment of a glaA promoter obtained from Aspergillus niger, followed by a size 2.0 kb fragment coded for a glucoamylase fragment of Aspergillus niger, and 4 amino acids of the KEX2 separation site. A short DNA section encoded, a 0.7 kb fragment of trpC transcription terminator obtained from Aspergillus nidulans and a 2.7 kb fragment of pUC18 were included.

Eco RV 및 Af1 II 분리부위는 KEX2 분리부위의 3'를 배열하였다.The Eco RV and Af1 II isolates arranged 3 ′ of the KEX2 isolate.

그 결과, PANlac2인 크기 10.8kb 벡터에서 에.콜리에서의 형질전환을 얻었다.As a result, transformation in E. coli was obtained in a size 10.8 kb vector of PANlac2.

PANlac2에서는 성숙 락카아제 Lac5.5의 cDNA 유전자에서의 코딩영역이 발현시에 우선 신호배열을 포함하는 글루코아밀라아제의 단편과, KEX2 프로테아제의 인식배열 및 성숙 락카아제 Lac5.5로 이루어진 용융단백질이 생성되도록 글루코아밀라아제 유전자의 코딩영역에 연관되었다(link).In PANlac2, a coding region of the cDNA gene of mature laccase Lac5.5 is first expressed so that a fragment of glucoamylase containing a signal sequence and a recognition sequence of KEX2 protease and a molten protein consisting of mature laccase Lac5.5 are produced. Linked to the coding region of the glucoamylase gene.

분비할때, 이 용융단백질은 KEX2 프로테아제에 의해 분리하고, 그 성숙 락카아제는 배양물 상승액에 분비하였다.Upon secretion, this molten protein was isolated by KEX2 protease and the mature laccase was secreted into the culture synergist.

C: 벡터 pANlac1 및 pANlac2에 amdS 및 pyrG 선택마커(markers)의 결합C: binding of amdS and pyrG markers to the vectors pANlac1 and pANlac2

벡터 각각 5㎍을 하루밤 NOT I로 소화시켜 pANlac 1 및 pANlac2를 선형화하였다(linearize).5 μg of each vector was digested with NOT I overnight to linearize pANlac 1 and pANlac2.

그 다음으로, 포유동물의 어린새끼장의 알칼린 포스파타아제(calf intestinal alkaline phosphatase), 페놀/클로로포름 추출물 및 에타놀 침전물로 처리하였다.Subsequently, they were treated with calf intestinal alkaline phosphatase, phenol / chloroform extract and ethanol precipitates of mammalian pups.

그 선택마커 amdS(아세트아미다아제) 및 pyrG(오로티딘-5'-모노포스페이트 데카르복실라아제)의 유전자가 폴라스미드 pAN52-11에 존재하여, NOT I으로 소화시킨 다음, 크기 6.4kb의 단편으로서 분리할 수 있었다.The genes of the selectable markers amdS (acetamidase) and pyrG (orotidine-5'-monophosphate decarboxylase) are present in polamide pAN52-11, digested with NOT I, and then sized to 6.4 kb. It could be separated as a fragment.

선형화시키고 포스파타아제 처리를 한 벡터 pANlac 1 및 pANlac2각각 0.2㎍을 분리한 Not I 단편 0.6㎍에 결찰시켜, 에.콜리 JM109를 형질전환하였다.E. coli JM109 was transformed by ligation into 0.6 μg of Not I fragment, which was linearized and treated with phosphatase treated vectors pANlac 1 and pANlac2, respectively.

그 폴라스미드 DNA를 이들의 형질전환에서 얻은 앰피실린-내성콜로니에서 제조하여, NOT I로 절단시키고 아가로스겔 전기영동법에 의해 분석하였다.The polamide DNAs were prepared in ampicillin-resistant colonies obtained from their transformation, cleaved with NOT I and analyzed by agarose gel electrophoresis.

벡터 pANlac1과의 형질전환에서 얻은 8개의 분석 클론중 6개와, 벡터 pANlac 2와의 형질전환에서 얻은 7개의 분석 클론중 5개에는 6.4kb 유전자 NOT I단편이 포함되어있다.Six of the eight analytical clones obtained from transformation with the vector pANlac1 and five of seven analytical clones obtained from the transformation with the vector pANlac 2 contained a 6.4 kb gene NOT I fragment.

그 선택 마커유전자를 가진 벡터를 pANlaclS(크기 15.3kb, 도 1)와 pANlac2S (크기 17.2kb, 도 2)로 하였다.The vectors with the selectable marker gene were set to pANlaclS (size 15.3 kb, FIG. 1) and pANlac2S (size 17.2 kb, FIG. 2).

6개의 그 얻어진 pANlac1S 클론중 3개에는 도 1에 나타낸 필요한 배향위치에서 Not I 단편이 포함되었으며, 5개의 그 얻어진 pANlac2S 클론중 하나에는 도 2에서 나타낸 필요한 배향위치에서 Not I 단편이 포함되었다.Three of the six obtained pANlac1S clones contained a Not I fragment at the required orientation shown in FIG. 1 and one of the five obtained pANlac2S clones included a Not I fragment at the required orientation shown in FIG.

실시예 7Example 7

아스페르길러스의 형질전환Transformation of Aspergillus

균주 아스페르길러스 니거 AB1.13(pryG_)(W. van Hartingsveldt, I.E. Mattern, C.M.J. van Zeij1, P.H. pouwels 및 C.A.M.J.J. van den Hondel(1987) Mol. Gen. Genet. 206, 71-75) 및 아스페르길러스 아와모리(균주 ATCC 11358)를 그 형질전환용으로 사용하였다.Strains Aspergillus niger AB1.13 (pryG _ ) (W. van Hartingsveldt, IE Mattern, CMJ van Zeij1, PH pouwels and CAMJJ van den Hondel (1987) Mol. Gen. Genet. 206, 71-75) and As Pergillus awamori (strain ATCC 11358) was used for the transformation.

그 아스페르길러스 형질전환을 종래기술(P.J. Punt 및 C.A.J.J. van den Hondel(1992), Meth. Enzymology 216, 447-457)에 의해 실시하였다.The Aspergillus transformation was carried out by the prior art (P. J. Punt and C. A. J. J. van den Hondel (1992), Meth. Enzymology 216, 447-457).

아스페르길러스 원형질체(protoplasts)를 그 미셀률을 노보짐(Novozym) 234로 처리시켜 얻었다.Aspergillus protoplasts were obtained by treating the micelle rate with Novozym 234.

하나의 플라스크에서 얻은 미셀륨을 살균에렌메이어 플라스크내에서, OM배지(0.27M 칼슘클로라이드, 0.6M NaCl)에서 용균효소 혼합물 노보짐(Novozym) 234(Novo Nordisk)를 용해시켜, 살균여과시켜 새로 제조한 용액 15㎖에 현탁시켰다.Newly prepared by disintegrating the mycelium obtained from one flask in a sterile Erlenmeyer flask, dissolving the lytic enzyme mixture Novozym 234 (Novo Nordisk) in OM medium (0.27 M calcium chloride, 0.6 M NaCl). Suspended in 15 ml of one solution.

그 효소용액에서 재현탁시킨 미셀륨을 30℃에서 1시간∼3시간동안 느린속도(80rpm)로 배양하였다.The micelles resuspended in the enzyme solution were incubated at 30 ° C. for 1 to 3 hours at a slow speed (80 rpm).

그 배양을 할때, 그 원형질체의 생성을 현미경으로 관찰하였다.When incubating, the production of the protoplasts was observed under a microscope.

자유롭게 이동할 수 있는 원형질체는 일반적으로 1시간후에 관찰되었다.Freely moving protoplasts were generally observed after 1 hour.

다수의 자유롭게 이동할 수 있는 원형질체를 얻은 다음, 이들의 원형질체를 글라스필터, 미라클로드(Miracloth)(상품: calbiochem)를 통한 여과에 의해 그 남아있는 미셀륨과 분리시켜 주의있게 STC 배지액(1.2M 소르비톨, 50mM 칼슘클로라이드, 35mM NaCl, 10mM 트리스-HCl, pH7.5)으로 세척하였다.After obtaining a large number of freely movable protoplasts, these protoplasts were separated from the remaining micelles by filtration through a glass filter, Miracloth (commercial calbiochem) and carefully removed STC broth (1.2M sorbitol). , 50 mM calcium chloride, 35 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl, pH7.5).

원형질체는 살균샘플용기내에서 그 현탁액의 원심분리에 의해 분리하고 (2000rpm, 4℃, 10분간) 2회 STC 배지액으로 세척하였다.Protoplasts were separated by centrifugation of the suspension in a sterile sample vessel (2000 rpm, 4 ° C., 10 minutes) and washed twice with STC medium.

그 원형질체의 농도는 계수챔버내에서 현미경에 의해 측정하였다.The concentration of the protoplasts was measured under a microscope in the counting chamber.

그 원형질체 현탁액은 원형질체 재생 및 형질전환 실험에서 농도 1 x 108원형질체/㎖로 조정하였다.The protoplast suspension was adjusted to concentration 1 × 10 8 protoplasts / ml in protoplast regeneration and transformation experiments.

아스페르길러스 니거 및 아스페르길러스 아와모리에서의 원형질체를 플라스미드 pANlac1S 및 pANlac2S로 형질전환하였다.Protoplasts in Aspergillus niger and Aspergillus awamori were transformed with plasmids pANlac1S and pANlac2S.

두개의 원형질체에는 선택마커(marker)로서 pyrG 유전자(오로티딘-5'- 포스페이트 데카르복실라아제의 코드)와 amdS 유전자(아세트아미라아제의 코드)를 포함하였다.The two protoplasts included the pyrG gene (code of orotidine-5'-phosphate decarboxylase) and the amdS gene (code of acetamylase) as select markers.

분취량 0.1㎖의 원형질체를 10㎍의 플라스미드 DNA와 12㎖용 배양용기내에서 혼합시켜 25분간 얼음에서 배양하였다.An aliquot of 0.1 ml of protoplasts was mixed with 10 µg of plasmid DNA in a 12 ml culture vessel and incubated on ice for 25 minutes.

그 다음, 1.25㎖의 60% PEG 4000용액(60% PEG4000, 50mM 칼슘클로라이드, 10mM tris-HCl, pH7.5)을 형질전환 혼합액에 혼합을 반복하면서 서서히 추가하였다.Then, 1.25 mL of 60% PEG 4000 solution (60% PEG4000, 50 mM calcium chloride, 10 mM tris-HCl, pH7.5) was slowly added to the transformed mixture with repeated mixing.

20℃에서 20분간 더 배양한 다음, 그 반응용기를 STC 배지액으로 충전시켜 4℃에서 10분간 혼합하여 원심분리시켰다.After further incubating at 20 ° C. for 20 minutes, the reaction vessel was filled with STC medium solution, mixed at 4 ° C. for 10 minutes, and centrifuged.

그 펠릿은 재현탁시켜, 소르비톨로 안정화시킨 삼투성있는 선택배지에서 피복하였다.The pellet was resuspended and coated in an osmotic selective medium stabilized with sorbitol.

그 플레이트를 30℃에서 7일간 배양하고, 콜로니의 성장을 첵크하였다.The plate was incubated at 30 ° C. for 7 days to check the growth of colonies.

수회시험에서 형질전환율(rate)은 아스페르길러스 니거의 폴라스미드 DNA ㎍당 형질전환체1-5와 아스페르길러스 아와모리의 플라스미드 DNA ㎍당 형질전환체 0.1-0.5 이었다.In several trials, the transformation rate was transformant 1-5 per μg of Polismid DNA of Aspergillus niger and 0.1-0.5 transformant per μg of Plasmid DNA of Aspergillus awamori.

형질전환체는 선택플레이트로 옮겨 아세트아미드로 정제하였다.Transformants were transferred to selection plates and purified with acetamide.

복제수가 높은 형질전환체는 선택 플레이트상에 아크릴 아마이드로 피복함으로써 확인하였다.Transformants with high copy numbers were identified by coating with acrylamide on a selection plate.

아크릴아마이드는 아세트아마이드와 비교하여 amdS 유전자에 의해 엔코딩한 아세트 아미라아제 효소의 빈약한 기재로서, amdS 유전자의 복제수가 높은 형질전환체로만 성장을 도울 수 있다.Acrylamide is a poor substrate of the acetamilase enzyme encoded by the amdS gene as compared to acetamide, and can only help growth with transformants with a high copy number of the amdS gene.

그 락카아제 효소의 기능적인 발현을 할 수 있는 형질전환체는 이들의 형질전환체를 glaA 촉진제의 발현유도물질, 말토덱스트린으로 플레이트상에 일반적으로 피복함으로써 확인하였으며, 2일간 28℃에서 성장시킨 다음, ABTS 한천(0.1% ABTS, 1%아가로스, 막일베인(McIllvaine)버퍼액에서 pH4.5)으로 커버하였다.Transformants capable of functional expression of the laccase enzymes were identified by coating these transformants with plates of malAdextrin, an expression inducer of glaA promoter, and growing at 28 ° C. for 2 days. And ABTS agar (0.1% ABTS, 1% agarose, pH 4.5 in McIllvaine buffer solution).

락카아제-발현 형질전환체는 녹색할로(green halo)형성에 의해 나타내었다.The laccase-expressing transformants were shown by green halo formation.

포자현탁액(spore suspensions)을 형질전환체에서 제조하였으며, 그 형질전환체는 아크릴아마이드 플레이트상에서 양호한 성장을 나타내었으며, 활성테스트에서 ABTS와의 양성반응을 나타내었다.Spore suspensions were prepared in transformants, which showed good growth on acrylamide plates and showed positive reaction with ABTS in the activity test.

실시예 8Example 8

아스페르길러스에서 트라메티스 버스콜러 락카아제 Lac5.5의 발현Expression of Trametis Bus-Collar Lacase Lac5.5 in Aspergillus

아스페르길러스에서 락카아제 Lac5.5의 발현은 진탕한 플라스크 스케일 (flask scale)에서 조사하였다.Expression of laccase Lac5.5 in Aspergillus was examined on a shaken flask scale.

다음의 배지를 사용하였다:The following medium was used:

원수(tap water)에 말토덱스트린을 용해한 5%(w/v)용액을 20분간 오토클레이브에서 처리하였다.5% (w / v) solution of maltodextrin dissolved in tap water was treated in an autoclave for 20 minutes.

그 다음, 이 기본배지액 500㎖에 1M 마그네슘설페이트 1㎖, 1000 x 미량원소용액 0.5㎖, 50 x AspA 용액 10㎖ 및 10%(w/v)카사미노산 5㎖를 첨가하였다.To 500 ml of this base broth was added 1 ml of 1M magnesium sulfate, 0.5 ml of 1000 × trace element solution, 10 ml of 50 × AspA solution and 5 ml of 10% (w / v) casamino acid.

그 100 x 미량원소용액은 다음 조성을 가진다:The 100 x trace element solution has the following composition:

ZnSO4x 7H2O 2.2g,ZnSO 4 x 7H 2 O 2.2 g,

H3BO31.1g,H 3 BO 3 1.1 g,

MnCl2x 4H2O 0.5g,0.5 g MnCl 2 x 4H 2 O,

FeSO4x 7H2O 0.5g,0.5 g FeSO 4 x 7H 2 O,

CoCl2x 5H2O 0.17g,0.17 g of CoCl 2 x 5H 2 O,

CuSO4x 5H2O 0.16g,CuSO 4 x 5H 2 O 0.16 g,

Na2MoO4x 2H2O 0.15g 및0.15 g Na 2 MoO 4 x 2H 2 O and

EDTA 5g을 H2O 80㎖에 용해하였다.5 g of EDTA was dissolved in 80 ml of H 2 O.

50 x AspA용액은 다음 조성을 가진다:The 50 x AspA solution has the following composition:

NaNO3150g, KCl 13g, KH2PO438g을 H2O 500㎖에 용해시키고, 10M KOH를 사용하여 pH5.5로 조정하였다.150 g of NaNO 3 , 13 g of KCl, and 38 g of KH 2 PO 4 were dissolved in 500 mL of H 2 O and adjusted to pH5.5 using 10M KOH.

최종농도 0.5mM의 배지액에 CuSO4x 5H2O를 또 첨가하였다.CuSO 4 x 5H 2 O was further added to the medium solution of the final concentration of 0.5 mM.

발현실험을 위하여, 300㎖용 에렌메이어 플라스크에서의 배양배지액 50㎖를 1 x 106포자/㎖를 사용하여 배양하였다.For expression experiments, 50 ml of culture medium in a 300 ml Erenmeyer flask was incubated with 1 × 10 6 spores / ml.

배양은 진탕배양기내에서 30℃에서 300rpm으로 실시하였다.Cultivation was performed at 300 ° C. at 30 ° C. in a shaker incubator.

샘플을 일주일간 일별로 취출하여 배양상증액의 락카아제활성을 측정하였다.최대락카아제 활성을 60∼100시간의 성장에 대하여 관찰한 결과, 그 활성은 0.5 ∼2.5U/㎖이었다.The samples were taken out for one week and the laccase activity of the culture supernatant was measured. The maximum laccase activity was observed for 60 to 100 hours of growth, and the activity was 0.5 to 2.5 U / ml.

그 락카아제 활성은 비색측정법에 의해 기재 ABTS(분석치 0.1mM)로 막일베인버퍼액(McIllvaine buffer) (PH4.5, 온도 37℃)에서 측정하였다.The laccase activity was measured in a McIllvaine buffer (PH4.5, temperature 37 ° C.) using a baseline ABTS (analytical value 0.1 mM) by colorimetry.

막일베인버퍼액은 0.2M Na2HPO4용액에 대하여 0.1M 구연산용액을 pH4.5로 될때까지 적정시켜 제조하였다.Makil vane buffer solution was prepared by titrating 0.1 M citric acid solution to pH 4.5 with respect to 0.2 M Na 2 HPO 4 solution.

420nm에서 흡광증가를 측정하였다(420nm에서 ABTS의 흡광계수: 3.6 x 1041 x mol-1x cm-1).The absorbance increase was measured at 420 nm (absorption coefficient of ABTS at 420 nm: 3.6 x 10 4 1 x mol -1 x cm -1 ).

락카아제활성 1U는 분당변환된 ABTS 기재 1mol로 정의하였다.Lactase activity 1U was defined as 1 mol of ABTS substrate converted per minute.

실시예 9Example 9

피키아 파스토리스(pichia pastoris)에서 트라메티스 버시콜러 락카아제 Lac 5.5의 발현Expression of Trametis Versicolor Lacquer Lac 5.5 in pichia pastoris

인비트로겐(Invitrogen)에서 시판용으로 얻을 수 있는 발현시스템을 그 관련발현벡터(pPIC3 및 pPIC9) 및 파키아파스토리스 균주(GS115 및 KM71)와 함께 사용하였다.An expression system commercially available from Invitrogen was used in conjunction with its associated expression vectors (pPIC3 and pPIC9) and Pachiapastoris strains (GS115 and KM71).

그 파키아 파스토리스 균주 GS115 및 KM71은 히스티딘-영양요구성 (histidine- auxotrophic)이 있다.The Pachia Pastoris strains GS115 and KM71 are histidine- auxotrophic.

그 발현벡터에는 피키아 파스토리스에서 얻은 알코올옥시다아제 유전자 AOX1의 종료암호(terminator)와 촉진제를 포함하였다.The expression vector contained the terminator and promoter of the alcohol oxidase gene AOX1 obtained from Pichia pastoris.

트라메티스 버시콜로락카아제 Lac5.5의 cDNA유전자를 이들의 2개의 유전자조정 구성요소사이에서 클로닝을 하였다.The cDNA gene of Trametis versicolaclacase Lac5.5 was cloned between their two genetically regulated components.

그 벡터 pP1C9에는 위치가 설정된 AOX1 촉진제의 하류(downstream)에서 삭카로미세스 세리비시애(Saccharomyces cerevisiae)에서 얻은 알파-팩터단백질의 신호배열에 대하여 코딩한 DNA 배열과, 그 다음으로 인식배열 Glu-Lys-Arg-Glu-Ala-Glu-Ala(SEQ ID NO: 15)에 대하여 코딩한 짧은 DNA섹션(section)을 포함하였다.The vector pP1C9 contains a DNA sequence coded for the signal sequence of an alpha-factor protein obtained from Saccharomyces cerevisiae downstream of the positioned AOX1 promoter, followed by the recognition sequence Glu-Lys. A short DNA section encoded for -Arg-Glu-Ala-Glu-Ala (SEQ ID NO: 15) was included.

그 벡터에는 에.콜리에서 선택용으로 앰피실린-내성유전자를 포함하였다.The vector contained an ampicillin-resistant gene for selection in E. coli.

그 벡터에는 피키아 파스토리스의 선택용으로 피키아 파스토리스에서 얻은 HIS4 유전자를 포함하였다.The vector contained the HIS4 gene from Pichia pastoris for selection of Pichia pastoris.

A: 락카아제 Lac5.5의 신호배열을 가진 락카아제 Lac5.5발현벡터의 구조A: Structure of laccase Lac5.5 expression vector having a signal sequence of laccase Lac5.5

폴라스미드 pLac5.5 및 프라이머 K 및 L을 락카아제 유전자의 증폭에 사용하였다.Polismid pLac5.5 and primers K and L were used for amplification of the laccase enzyme.

프라이머 F 및 G는 다음의 배열을 가졌다:Primers F and G had the following arrangement:

프라이머 K:Primer K:

5'-ACTCGAGAATTCACCATGACTGGGCTGCGTCTTCTTCC-3' (SEQ ID NO: 16)5'-ACTCGAGAATTCACCATGACTGGGCTGCGTCTTCTTCC-3 '(SEQ ID NO: 16)

프라이머 L:Primer L:

5'-ACTAGAGCGGCCGCCTATCACTGGTCGTCAGCGTCGAGGGC-3' (SEQ ID NO: 17)5'-ACTAGAGCGGCCGCCTATCACTGGTCGTCAGCGTCGAGGGC-3 '(SEQ ID NO: 17)

프라이머 K에는 Eco RI 분리부위(밑줄)의 배열과 그 다음으로 락카아제 Lac5.5 신호배열의 제1의 7개 아미노산에 대한 DNA 배열을 포함하였다.Primer K included an array of Eco RI cleavage sites (underlined) followed by a DNA sequence for the first seven amino acids of the laccase Lac5.5 signal sequence.

프라이머 L에는 Not I 분리부위(밑줄)의 배열과 그 다음으로 보충역배향위치 (complementary and reverse orientation)에서 해독정지코돈(translation stop codon) 및 락카아제 Lac5.5의 최종의 7개 아미노산에 대한 DNA 배열을 포함하였다.Primer L contains a sequence of Not I isolation sites followed by a translation stop codon at the complementary and reverse orientation and the DNA sequence for the last 7 amino acids of laccase Lac5.5. It included.

PCR증폭은 통상의 기술자에게 공지된 종래의 기술에 의해 실시하였다.PCR amplification was carried out by conventional techniques known to those skilled in the art.

pLac5.5 DNA 20ng를, 벤트(Vent)중합효소 0.5U, 1mM MgCl2, 4개의 dNTPs 각각 0.2mM, 프라이머 K 및 L 각각의 경우 100 pmol을 추가로 포함한 50㎕ PCR 반응액에 사용하였다.20 ng of pLac5.5 DNA was used in a 50 μl PCR reaction containing 0.5 U of Vent polymerase, 1 mM MgCl 2 , 4 dNTPs each 0.2 mM, primer K and L 100 pmol each.

필요한 PCR 생성물의 소정의 증폭에 대한 다른 조건은 다음과 같다:Other conditions for the desired amplification of the required PCR product are as follows:

94℃에서 5분간, 그 다음으로 94℃에서 1분간, 55℃에서 1분간 및 72℃에서 2분간의 25 사이클.25 cycles of 5 minutes at 94 ° C, then 1 minute at 94 ° C, 1 minute at 55 ° C and 2 minutes at 72 ° C.

예측되는 크기 1.5kb를 가진 PCR 단편을 얻었다.PCR fragments with the expected size of 1.5 kb were obtained.

그 PCR단편은 아가로스겔 전기영동법에 의해 정제시키고, 제한효소 Eco R1 및 Not I로 절단시키며, 에타놀로 침전시켜 H2O중에 흡수시켰다.The PCR fragment was purified by agarose gel electrophoresis, digested with restriction enzymes Eco R1 and Not I, precipitated with ethanol and taken up in H 2 O.

그 벡터 pPIC3는 Eco RI 및 Not I로 절단시키고, 아가로스겔 전기영동법에 의해 정제하고, 알칼린포스파타아제로 분리시켜 처리하였다.The vector pPIC3 was digested with Eco RI and Not I, purified by agarose gel electrophoresis and separated and treated with alkaline phosphatase.

그 다음으로 페놀/클로로포름(3:1의 비)으로 추출하고, 에타놀침전을 하였다.Then, the mixture was extracted with phenol / chloroform (ratio of 3: 1) and subjected to ethanol precipitation.

PCR증폭에 의해 제조한 락카아제 Lac5.5의 DNA단편을 이와같이하여 제조한 pPIC3벡터에 결찰하였으며, 에.콜리 톱(top) 10F'세포(인비트로겐: Invitrogen)를 이것으로 형질전환하였다.The DNA fragment of laccase Lac5.5 prepared by PCR amplification was ligated to the pPIC3 vector thus prepared, and E. coli top 10F 'cells (Invitrogen) were transformed therewith.

플라스미드 DNA는 앰피실린-내성클론으로부터 분리시켜, 클로닝을 한 1.5kb삽입물은 EcoRI 및 Not I로 제한소화에 의해 확인하였다.Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant clones and cloned 1.5 kb inserts were identified by restriction digestion with EcoRI and Not I.

조사한 12개의 클론중 9개가 양성이었다.Nine of the 12 clones examined were positive.

이와같이하여 얻은 벡터는 명칭 pL512(도 3)로 나타내었다.The vector thus obtained is represented by the name pL512 (FIG. 3).

B: 삭카로미세스 세리비시애에서 그 알파-팩터의 신호배열을 가진 락카아제 Lac5.5 발현벡터의 구성B: Composition of laccase Lac5.5 expression vector with its alpha-factor signal sequence in Saccharomyces cerevisiae

플라스미드 pLac5.5 및 프라이머 L 및 M을 사용하여 락카아제 유전자를 중폭하였다.Lactase gene was heavy using plasmid pLac5.5 and primers L and M.

프라이머 M은 다음 배열을 가졌다:Primer M had the following arrangement:

프라이머 M:Primer M:

5'-ACTCGAGAATTCGGGATCGGGCCTGTGCTCGACCTCACG-3' (SEQ ID NO: 18)5'-ACTCGAGAATTCGGGATCGGGCCTGTGCTCGACCTCACG-3 '(SEQ ID NO: 18)

프라이머 M에는 Eco R1분리부위(밑줄부분)의 배열과, 그 다음으로 프로세싱을 한 락카아제 Lac5.5의 추정되는 N-말단의 제1의 9개 아미노산에 대한 DNA 배열을 포함하였다.Primer M included an array of Eco R1 cleavage sites (underlined), followed by DNA sequences for the first nine amino acids of the putative N-terminus of laccase Lac5.5 which were then processed.

그 프로세싱을 한 락카아제 Lac5.5의 N-말단은 다른 락카아제배열과의 비교에서 추정하였다.The N-terminus of the laccase Lac5.5 that did the processing was estimated in comparison with other laccase arrangements.

그 락카아제 Lac5.5의 프로세싱 형태에 대한 DNA 단편을 이 실시예의 A항에서 설명한 바와 같이 pLac5.5 cDNA과 프라이머 L 및 M을 사용하여 PCR 증폭에 의해 제조하였다.DNA fragments for the processing form of the laccase Lac5.5 were prepared by PCR amplification using pLac5.5 cDNA and primers L and M as described in section A of this Example.

그 벡터 pPIC9를 EcoRI 및 Not I로 절단시켜, 이 실시예의 A항에서 설명한 pPIC3 벡터와 같이 제조하고, PCR 증폭에 의해 제조한 락카아제 Lac5.5의 DNA단편에 결찰하였으며, 에.콜리 톱 10F'세포(인비트로겐:Invitrogen)을 이것으로 형질전환하였다.The vector pPIC9 was cleaved with EcoRI and Not I, ligated to the DNA fragment of laccase Lac5.5 prepared by the pPIC3 vector described in Section A of this Example, and prepared by PCR amplification. Cells (Invitrogen) were transformed with them.

그 플라스미드 DNA를 앰피실린-내성 클론으로 분리하여, 그 클로닝을 한 1.5kb의 삽입물을 Eco RI 및 Not I로 제한소화에 의해 확인하였다.The plasmid DNA was isolated into ampicillin-resistant clones and the cloned 1.5 kb insert was identified by restriction digestion with Eco RI and Not I.

조사한 12개의 클론중 3개가 양성이었다.Three of the 12 clones examined were positive.

이와같이하여 얻어진 벡터는 명칭 pL532(도 4)로 나타내었다.The vector thus obtained is represented by the name pL532 (FIG. 4).

C: 피키아 파스토리스(Pichia pastoris)의 형질전환C: Transformation of Pichia pastoris

피키아 파스토리스 균주 GS115 및 KM71을 우선 YPD배지(1% 효모추출물, 2% 펩톤, 2% 덱스트로오스) 5㎖중에 30℃에서 하룻밤동안 배양하였다.Pichia pastoris strains GS115 and KM71 were first incubated overnight at 30 ° C. in 5 ml of YPD medium (1% yeast extract, 2% peptone, 2% dextrose).

이 예비배양물중 0.2㎖를 사용하여 250㎖의 YPD 배지 각각에 2개의 주배양물을 접종하고, 광농도(OD600nm)가 1.3-1.5로 될때까지 30℃에서 하룻밤 배양을 다시 실시하였다.Two main cultures were inoculated into each 250 ml of YPD medium using 0.2 ml of the preculture, and the culture was again incubated overnight at 30 ° C. until the light concentration (OD600 nm) was 1.3-1.5.

그 다음, 250㎖의 주배양물에서 얻은 효모세포를 원심분리시키고(5분간 1500xg)시간당 H2O 200㎖로 2회 및 1M소르비톨 10㎖ 로 1회 세척시킨다음, 최종적으로 1M소르비톨 0.5㎖에 흡수시켰다.The yeast cells obtained from 250 ml of main culture were then centrifuged (1500xg for 5 minutes), washed twice with 200 ml of H 2 O per hour and once with 10 ml of 1 M sorbitol, and finally in 0.5 ml of 1 M sorbitol. Absorbed.

벡터 pL512 또는 pL532의 플라스미드 DNA를 Stu 1 또는 Nsi I로 선형화시켜, 에타놀로 침전시키고, ㎕당 DNA 1㎕의 농도에서 H2O에 흡수시켰다.Plasmid DNA of the vector pL512 or pL532 was linearized with Stu 1 or Nsi I, precipitated with ethanol and taken up in H 2 O at a concentration of 1 μl of DNA per μl.

형질전환 혼합물에는 피키아파스토리스세포 80㎕와, 선형화벡터 DNA 10㎍을 포함하였다.The transformation mixture contained 80 µl of pichia pastoris cells and 10 µg of linearized vector DNA.

형질전환은 1500V, 25㎌ 및 200 Ohm(BioRad Gene Pulser)에서 이렉트로포레이숀(electroporation)에 의해 실시하였다.Transformation was performed by electroporation at 1500V, 25 Hz and 200 Ohm (BioRad Gene Pulser).

그 방전시간은 약 4.2msec이었다.The discharge time was about 4.2 msec.

1M 소르비톨 1㎖를 그 형질전환혼합물에 첨가하였으며, 이것을 30분간 얼음에서 배양한 다음, 히스티딘이 없는 MD플레이트(1.34% YNB, 효모질소기재, 4 x 10-5바이오틴, 1% 덱스트로오스, 1.5% 한천)상에 0.3㎖분취량으로 피복하였다.1 ml of 1M sorbitol was added to the transfection mixture, which was incubated on ice for 30 minutes and then histidine-free MD plate (1.34% YNB, yeast substrate, 4 x 10 -5 biotin, 1% dextrose, 1.5 % Agar) in 0.3 ml aliquots.

형질전환체는 30℃에서 3-5일간 배양한후에 출현하였다.The transformants appeared after 3-5 days of incubation at 30 ° C.

형질전환체는 MD플레이트상에서 2회 선조접종(streaking)을 시켜 정제하였다.Transformants were purified by two striaking inoculations on MD plates.

락카아제 생산업자들은 MM인디케이터 플레이트(indicator plates)상에서 확인하였다.Lackase producers were identified on MM indicator plates.

MM 인디케이터 플레이트에는 1.34% YNB, 4 x 10-5% 바이오틴, 0.5% 메타놀, 1.5% 한천, 1mM ABTS 및 0.1mM Cu설페이트가 포함되였다.MM indicator plates included 1.34% YNB, 4 × 10 −5 % biotin, 0.5% methanol, 1.5% agar, 1 mM ABTS and 0.1 mM Cu sulfate.

유도물질 메타놀을 페트리디쉬의 뚜껑(lid)에 설정시켜, 콜로니를 메타놀로 확산에 의해 공급할 수 있도록 하기 위하여 매일 보충하였다.Inducer metanole was set in the lid of the Petri dish and supplemented daily so that colonies could be fed by diffusion into the methanol.

락카아제 제조업자들은 30℃에서 2-3일간 배양한 다음에 그린헤일로우(green halo)를 발생시켰다.Lacquer makers incubated for 2-3 days at 30 ° C. and then produced green halo.

E. 진탕플라스크에서의 발현E. Expression in shake flasks

50㎖의 EMGY배지(1% 효모추출물, 2% 펩톤, 0.1mK포스페이트, pH6.0, 1.34% YNB, 4 x 10-5% 바이오틴, 1% 글리세롤)에 락카아제-생성피키아 파스토리스 형질전환체로 접종시켜 300rpm과 28℃에서 48시간동안 진탕기에서 배양하였다.Lactase-producing Pichia pastoris transformation in 50 ml of EMGY medium (1% yeast extract, 2% peptone, 0.1mK phosphate, pH6.0, 1.34% YNB, 4 × 10 -5 % biotin, 1% glycerol) The inoculation was incubated in a shaker for 48 hours at 300rpm and 28 ℃.

이 예비배양물에서 얻은 세포를 원심분리(1500xg, 10분간)에 의해 분리시켜, 10㎖의 주배양배지(MMY, 1%효모추출물, 2%펩톤, 1.34YNB, 4 x 10-5% 바이오틴, 3% 메타놀)에 현탁시켰다.The cells obtained in this pre-culture was separated by centrifugation (1500xg, 10 minutes), the main culture medium of 10㎖ (MMY, 1% yeast extract, 2% peptone, 1.34YNB, 4 x 10 -5% biotin, 3% methanol).

그 주배양배지를 진탕기에서 300rpm 및 실온에서 더 배양하였다.The main culture medium was further incubated at 300 rpm and room temperature in a shaker.

그 주배양배지에는 24시간의 간격으로 메타놀(배지 0.3㎖/10㎖)을 보충하였다.The main culture medium was supplemented with methanol (0.3 ml / 10 ml) at intervals of 24 hours.

재조합형 락카아제 Lac5.5의 생산은 24시간후에 시작하였다.Production of recombinant laccase Lac5.5 started after 24 hours.

4U/㎖까지의 생산율(Production rate)은 그 주배양배지의 개시 190시간후에 얻었다.Production rates up to 4 U / mL were obtained 190 hours after the start of the main culture medium.

실시예 10Example 10

재조합형 락카아제 Lac5.5의 분리Isolation of Recombinant Lacase Lac5.5

재조합형 락카아제 Lac5.5는 실시예 8에서 설명한 바와 같이 진탕플라스크내에서 형질전환시킨 아스페르길러스 균주를 배양시켜 얻었다.Recombinant laccase Lac5.5 was obtained by culturing the transformed Aspergillus strain in shake flasks as described in Example 8.

락카아제 Lac5.5를 함유한 배양물 상증액을 직교류여과(cross-flow filtration)에 의해 농축하였다.Culture supernatants containing laccase Lac5.5 were concentrated by cross-flow filtration.

30KD의 배제한계(exclusion limit)를 가진 사르토콘 미세여과 모듈(Sartocon microfiltration modules)(Sartorius)을 여기에 사용하였다.Sartocon microfiltration modules (Sartorius) with an exclusion limit of 30 KD were used here.

그 다음, 농축시킨 락카아제 Lac5.5를 pH6.0의 20mM Na포스페이트중에서 친액성화(lyophilization)시켜 용해하였다.The concentrated laccase Lac5.5 was then dissolved by lyophilization in 20 mM Naphosphate at pH 6.0.

그 농축시킨 재조합형 락카아제 Lac5.5의 활성은 18.6U/㎖이었다.The concentrated recombinant laccase Lac5.5 had an activity of 18.6 U / ml.

직교류여과에 의해 농축시킨 락카아제는 pH6.5, 20mM bistris-HCl에 대하여 투석하였다.The laccases concentrated by cross flow filtration were dialyzed against pH6.5, 20 mM bistris-HCl.

그 다음으로, 전도도 1.5mS/cm를 측정하였다.Next, the conductivity 1.5 mS / cm was measured.

그 다음, 투석락카아제(dialyzed laccase)는 pH6.5와 20mM bistris-HCl(부하버퍼액)에서 평형을 이룬 DEAE-세파로스(Pharmacia)의 컬럼상에서 크로마토그래피에 의해 처리하였다.Dialyzed laccase was then treated by chromatography on a column of DEAE-Sepharose (Pharmacia) equilibrated at pH6.5 and 20 mM bistris-HCl (load buffer solution).

이와같은 상태하에서, 그 락카아제는 DEAE-세파로스에 결합한다.Under this condition, the laccase binds to DEAE-Sepharose.

부하버퍼액에서 0-0.5M NaCl의 선상규배(linear gadient)로 용출할 때, 그 락카아제 활성은 0.15M NaCl의 염농도에서 회복되었다.When eluted with a linear gadient of 0-0.5 M NaCl in the load buffer solution, the laccase activity was restored at a salt concentration of 0.15 M NaCl.

DEAE-세파로스 컬럼에서의 락카아제 프랙션(Laccase fraction)을 20% 포화암모늄설페이트 및 pH4.5(최종농도 20mM)의 Na 아세테이트와 혼합하였다.The laccase fraction on the DEAE-Sepharose column was mixed with 20% saturated ammonium sulfate and pH 4.5 (final concentration 20 mM) of Na acetate.

그 pH는 아세트산으로 pH4.5까지 조정하였다.The pH was adjusted to pH 4.5 with acetic acid.

그 다음, 이와같이하여 제조한 락카아제 프랙션을 부하버퍼액(20mM Na아세테이트, pH4.5, 20%포화암모늄설페이트)에서 평형으로 한 페닐-세파로스의 컬럼 (pharmacia)상에서 크로마토그래피 처리를 하였다.The laccase fraction thus prepared was then chromatographed on a column of phenyl-sepharose pharmacia equilibrated in a load buffer solution (20 mM Naacetate, pH4.5, 20% ammonium sulfate).

이 상태에서, 락카아제는 페닐-세파로스에 결합하였다.In this state, laccase bound to phenyl-sepharose.

pH4.5, 20mM Na 아세테이트에서 20-0% 포화암모늄설페이트의 선상규배로 용출할때 락카아제활성은 암모늄설페이트 포화도 16%에서 회복되었다.The laccase activity was recovered at 16% ammonium sulfate saturation when eluted with a linear regime of 20-0% saturated ammonium sulfate in pH 4.5, 20 mM Na acetate.

그 락카아제 프랙션은 pH6.5, 20mM bistris-HCl에 대하여 투석시키고, DEAE-세파로스에 결합시켜 농축시킨 다음에, 0.3M NaCl로 용출처리를 밟았다.The laccase fraction was dialyzed against pH6.5, 20 mM bistris-HCl, bound to DEAE-Sepharose, concentrated, and eluted with 0.3 M NaCl.

0.3M NaCl로 용출 및 결합처리는 pH6.5, 20mM bistris-HCl에서 각각 실시하였다.Elution with 0.3M NaCl and binding were performed at pH6.5 and 20mM bistris-HCl, respectively.

출발물질을 기준으로 한 락카아제활성의 수율은 20%이었다.The yield of laccase activity based on the starting material was 20%.

그 분리 락카아제는 N-말단아미노산 배열에 의해 분석하였다.The isolated laccase was analyzed by N-terminal amino acid sequence.

이 분석에 의해 결정한 배열, Gly ILe Gly Pro Val Leu Asp Leu Thr Ile Ser Arg Ala Val(SEQ ID NO: 19)는 cDNA 배열 및 상동비교에서 유도된 성숙 락카아제 Lac 5.5의 N말단과 일치하였다.The arrangement determined by this analysis, Gly Ile Gly Pro Val Leu Asp Leu Thr Ile Ser Arg Ala Val (SEQ ID NO: 19), was consistent with the N-terminus of mature laccase Lac 5.5 derived from cDNA sequence and homology comparison.

실시예 11Example 11

재조합형 락카아제 Lac5.5의 생화학적 성질Biochemical Properties of Recombinant Lacase Lac5.5

실시예 8에서 설명한 바와 같이 아스페르길러스에서 제조한 재조합형 락카아제 Lac5.5의 최적의 pH 및 온도와 안정성있는 pH 및 온도를 조사하였다.As described in Example 8, the optimum pH and temperature and stable pH and temperature of the recombinant laccase Lac5.5 prepared by Aspergillus were investigated.

이 실험에서, 재조합형 락카아제 Lac5.5 버퍼액을 우선 세파덱스(Sephadex) G25(Pharmacia, PD10 컬럼)에서 pH4.5의 막일베인버퍼액(McIllvaine buffer)으로 대치하였다.In this experiment, recombinant laccase Lac5.5 buffer was first replaced with a Sepildex buffer of pH4.5 in Sephadex G25 (Pharmacia, PD10 column).

A: 최적 pHA: optimum pH

도 5에 나타낸 pH값 각각에 대하여 적합한 완충용액은 비완충(unbuffered)Na시트레이트용액과 Na 포스페이트용액을 적합하게 혼합시켜 제조하였다.Suitable buffer solutions for each of the pH values shown in FIG. 5 were prepared by suitably mixing the unbuffered Na citrate solution with the Na phosphate solution.

그 다음, 재조합형 락카아제 Lac5.5의 락카아제 활성은 온도 37℃. 각각의 pH에서 측정하였다.Then, the laccase activity of recombinant laccase Lac5.5 was at 37 ° C. It was measured at each pH.

도 5에서 나타낸 바와 같이, 락카아제 Lac5.5는 기재 ABTS의 강산성범위에서 최적의 활성을 가진다.As shown in FIG. 5, laccase Lac5.5 has optimal activity in the strongly acidic range of the base ABTS.

B: pH 안정성B: pH stability

락카아제 Lac5.5는 pH3.0, 4.5 및 6.0(온도 37℃)에서 맥일베인 완충용액중에 예비배양을 하였다.Lacase Lac5.5 was pre-cultured in McIllbain buffer at pH 3.0, 4.5 and 6.0 (temperature 37 ° C.).

분취액(aliquots)을 0, 30, 60 및 120분후에 취하여 pH4.5의 막일베인 완충용액중에 희석하였다.Aliquots were taken after 0, 30, 60 and 120 minutes and diluted in membrane ilvane buffer at pH4.5.

그 락카아제 활성은 pH4.5 및 6.0에서 예비처리에 의해 악영향을 주지않았다.The laccase activity was not adversely affected by pretreatment at pH4.5 and 6.0.

pH3.0에서 락카아제의 반감기는 60분과 120분사이에 있었다(도 6).The half-life of laccase at pH 3.0 was between 60 and 120 minutes (FIG. 6).

C: 최적온도C: optimum temperature

그 재조합형 락카아제 Lac5.5의 락카아제 활성은 도 7에 나타낸 온도에서 측정하였다.The laccase activity of the recombinant laccase Lac5.5 was measured at the temperature shown in FIG.

그 락카아제 활성은 pH4.5의 막일베인 완충용액에서 ABTS분석치를 사용하여 측정하였다.The laccase activity was measured using ABTS assay in membrane ilvane buffer at pH4.5.

락카아제 Lac5.5의 최적온도가 70℃임을 이 활성측정에서 기대이상으로 확인하였다.The optimal temperature of laccase Lac5.5 was 70 ° C, which was higher than expected in this activity measurement.

측정한 락카아제활성이 최대치의 반일때의 온도는 50℃와 80℃이었다.The temperature when the measured laccase activity was half of the maximum was 50 ° C and 80 ° C.

D: 온도안정성D: Temperature Stability

락카아제 Lac5.5는 온도 45, 55 및 65℃에서 pH4.5의 막일베인 완충용액에서 예비배양을 하였다.Lacase Lac5.5 was pre-cultured in membrane ilvane buffer at pH 4.5 at temperatures 45, 55 and 65 ° C.

0, 30, 60 및 120분후 분취량을 취하여 pH4.5의 맥일베인 완충용액중에 희석하였다.Aliquots were taken after 0, 30, 60 and 120 minutes and diluted in McIllvane buffer at pH4.5.

그 락카아제 활성을 37℃에서 측정하였다.The laccase activity was measured at 37 ° C.

그 락카아제활성은 45℃의 예비처리에 의해 악영향을 주지않았다.The laccase activity was not adversely affected by pretreatment at 45 ° C.

55℃에서 120분간 예비배양후 측정한 결과, 아직도 잔류되어있는 활성이 80%임을 나타내었다.Measurements after preincubation at 55 ° C. for 120 minutes indicated 80% of the remaining activity.

65℃에서의 락카아제 반감기는 60분이었다(도 8).The laccase half life at 65 ° C. was 60 minutes (FIG. 8).

배열리스트Array list

(1)일반정보(1) General Information

(i)출원인(i) Applicant

(A)성명: 콘소튬 휘르 에렉트로헤미쉐 인두스트리 게엠베하(A) Full Name: Consodium Wheate Electrohemiche Instituri GmbH

(B)가명: 지엘스타트 스트라세 20(B) Alias: Gielstad Strasse 20

(C)시명: 뮨헨(C) City Name: Munich

(E)국가명: 독일연방공화국(E) Country name: Federal Republic of Germany

(F)우편번호: 데-81379(F) Zip code: De-81379

(G)전화번호: 089 74844 0(G) Phone: 089 74844 0

(H)팩스번호: 089 74844 350(H) Fax number: 089 74844 350

(ii)출원명칭: DNA 배열, 그 DNA 배열의 발현, 그 DNA 배열에 의해 엔코딩한(ii) Application name: DNA sequence, expression of the DNA sequence, encoded by the DNA sequence

호열성 락카아제 및 그 사용Thermophilic laccase and its use

(iii)배열수: 19(iii) Array Number: 19

(iv)컴퓨터-판독가능한 형태(iv) computer-readable form

(A)중간타입: 플롭피 디스크(Floppy disk)(A) Intermediate type: floppy disk

(B)컴퓨터: IBM PC 컴패티블(B) Computer: IBM PC Compatible

(C)조작시스템: PC-DOS/MS-DOS(C) Operating System: PC-DOS / MS-DOS

(D)소프트웨어: 페이턴트인릴리스 #1.0, 버전 #1.25(EPO)(D) Software: Patent In Release # 1.0, Version # 1.25 (EPO)

(2)SEQ ID NO: 1의 정보:(2) SEQ ID NO: 1, Information:

(i)배열특성:(i) Array characteristics:

(A)길이: 1572개 염기쌍(A) Length: 1572 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스(strandedness): 단일(C) strandedness: single

(D)토폴로지(Topology): 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS∼mRNS(ii) Molecular type: cDNS to mRNS

(iii)하이포테티컬(Hypothetical): 없음(NO)(iii) Hypothetical: None

(iii)앤티센스(antisense): 없음(NO)(iii) antisense: NO

(vi)기원(original source):(vi) original source:

(A)생물체트라메티스 버시콜러:(Trametes Versicolor)(A) Organisms trametis versicolor: (Trametes Versicolor)

(B)균주: TV-1(B) strain: TV-1

(vii)직접원(immediate source):(vii) immediate source:

(B)클론: plac55(B) clone: plac55

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:1:(xi) Array description: SEQ ID NO: 1:

(2)SEQ ID NO: 2의 정보:(2) Information of SEQ ID NO: 2:

(i)배열특성:(i) Array characteristics:

(A)길이: 1572개 염기쌍(A) Length: 1572 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스(strandedness): 단일(C) strandedness: single

(D)토폴로지(Topology): 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS∼mRNS(ii) Molecular type: cDNS to mRNS

(iii)하이포테티컬: 없음(iii) High Potential: None

(iii)앤티센스: 없음(iii) Antisense: None

(vi)기원:(vi) Origin:

(A)생물체:트라메티스 버시콜러(A) Creature: Tramethis versicola

(B)균주: TV-1(B) strain: TV-1

(vii)직접원:(vii) direct employees:

(B)클론: plac55(B) clone: plac55

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:2:(xi) Array description: SEQ ID NO: 2:

(2)SEQ ID NO: 3의 정보:(2) Information of SEQ ID NO: 3:

(i)배열특성:(i) Array characteristics:

(A)길이: 524개의 아미노산(A) Length: 524 amino acids

(B)타입: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: 단백질(ii) Molecular Type: Protein

(iii)하이포테티컬: 있음(yes)(iii) High Potential: Yes

(vi)기원:(vi) Origin:

(A)생물체: 트라메티스 버시콜러(A) Creature: Tramethis versicola

(B)균주: TV-1(B) strain: TV-1

(ix)특징:(ix) Features:

(A)명칭/키(Key): 단백질(A) Name / Key: Protein

(B)위치: 1..524(B) Location: 1..524

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:3:(xi) Array description: SEQ ID NO: 3:

(2)SEQ ID NO: 4의 정보:(2) Information of SEQ ID NO: 4:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 17개의 염기쌍(A) Length: 17 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스: 단일(C) Trendedness: Single

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS(ii) Molecular Type: cDNS

(iii)하이포테티컬: 있음(yes)(iii) High Potential: Yes

(iii)앤티센스: 없음(NO)(iii) Antisense: None

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:4:(xi) Array description: SEQ ID NO: 4:

TGGCAYGGNT TYTTYCA 17TGGCAYGGNT TYTTYCA 17

(2)SEQ ID NO: 5의 정보:(2) Information of SEQ ID NO: 5:

(i)배열특성:(i) Array characteristics:

(A)길이: 14개의 염기쌍(A) Length: 14 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스: 단일(C) Trendedness: Single

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS(ii) Molecular Type: cDNS

(iii)하이포테티컬: 있음(yes)(iii) High Potential: Yes

(iii)앤티센스: 없음(NO)(iii) Antisense: None

(xi)분자설명: SEQ ID NO:5:(xi) Molecular description: SEQ ID NO: 5:

TCDATRTGRC ARTG 14TCDATRTGRC ARTG 14

(2)SEQ ID NO: 6의 정보:(2) Information of SEQ ID NO: 6:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 27개의 염기쌍(A) Length: 27 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스: 단일(C) Trendedness: Single

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS(ii) Molecular Type: cDNS

(iii)하이포테티컬: 있음(yes)(iii) High Potential: Yes

(iii)앤티센스: 없음(NO)(iii) Antisense: None

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:6:(xi) Array description: SEQ ID NO: 6:

ATTCAGGGAT CCTGGTAYCA YWSNCAY 27ATTCAGGGAT CCTGGTAYCA YWSNCAY 27

(2)SEQ ID NO: 7의 정보:(2) Information of SEQ ID NO: 7:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 27개의 염기쌍(A) Length: 27 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스: 단일(C) Trendedness: Single

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS(ii) Molecular Type: cDNS

(iii)하이포테티컬: 있음(yes)(iii) High Potential: Yes

(iii)앤티센스: 없음(NO)(iii) Antisense: None

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:7:(xi) Array description: SEQ ID NO: 7:

ATACGAGGAT CCRTGNCCRT GNARRTG 27ATACGAGGAT CCRTGNCCRT GNARRTG 27

(2)SEQ ID NO: 8의 정보:(2) SEQ ID NO: 8, Information:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 3284개의 염기쌍(A) Length: 3284 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스: 단일(C) Trendedness: Single

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: DNS게놈(ii) Molecular Type: DNS Genome

(iii)하이포테티컬: 없음(NO)(iii) High Potential: None

(iii)앤티센스: 없음(NO)(iii) Antisense: None

(vi)기원:(vi) Origin:

(A)생물체: 트라메티스버시콜러(A) Creature: Tramethisversikol

(B)균주: TV-1(B) strain: TV-1

(vii)직접원:(vii) direct employees:

(B)클론: plac56chr(B) clone: plac56chr

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:8:(xi) Array description: SEQ ID NO: 8:

(2)SEQ ID NO: 9의 정보:(2) Information of SEQ ID NO: 9:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 39개의 염기쌍(A) Length: 39 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스: 단일(C) Trendedness: Single

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS(ii) Molecular Type: cDNS

(iii)하이포테티컬: 있음(iii) High Potential: Yes

(iii)앤티센스: 없음(iii) Antisense: None

(xi)분자설명: SEQ ID NO:9:(xi) Molecular description: SEQ ID NO: 9:

CCGGAATTCA TGACTGGGCT GCGTCTCCTT CCTTCCTTC 39CCGGAATTCA TGACTGGGCT GCGTCTCCTT CCTTCCTTC 39

(2)SEQ ID NO: 10의 정보:(2) SEQ ID NO: 10's Information:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 19개의 염기쌍(A) Length: 19 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스: 단일(C) Trendedness: Single

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS(ii) Molecular Type: cDNS

(iii)하이포테티컬: 있음(iii) High Potential: Yes

(iii)앤티센스: 없음(iii) Antisense: None

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:10:(xi) Array description: SEQ ID NO: 10:

GAGAGGCCCG GGAGCCTGG 19GAGAGGCCCG GGAGCCTGG 19

(2)SEQ ID NO: 11의 정보:(2) Information of SEQ ID NO: 11:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 31개의 염기쌍(A) Length: 31 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스: 단일(C) Trendedness: Single

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS(ii) Molecular Type: cDNS

(iii)하이포테티컬: 있음(iii) High Potential: Yes

(iii)앤티센스: 없음(iii) Antisense: None

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:11:(xi) Array description: SEQ ID NO: 11:

GCTGAATTCG AAGACATCCC CGACACCAAG G 31GCTGAATTCG AAGACATCCC CGACACCAAG G 31

(2)SEQ ID NO: 12의 정보:(2) SEQ ID NO: 12's Information:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 42개의 염기쌍(A) Length: 42 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스: 단일(C) Trendedness: Single

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS(ii) Molecular Type: cDNS

(iii)하이포테티컬: 있음(yes)(iii) High Potential: Yes

(iii)앤티센스: 없음(NO)(iii) Antisense: None

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:12:(xi) Array description: SEQ ID NO: 12:

TGCTCTAGAA AGCTTAAGTT CACTGGTCGT CAGCGTCGAG GG 42TGCTCTAGAA AGCTTAAGTT CACTGGTCGT CAGCGTCGAG GG 42

(2)SEQ ID NO: 13의 정보:(2) Information of SEQ ID NO: 13:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 43개의 염기쌍(A) Length: 43 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스: 단일(C) Trendedness: Single

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS(ii) Molecular Type: cDNS

(iii)하이포테티컬: 없음(NO)(iii) High Potential: None

(iii)앤티센스: 없음(NO)(iii) Antisense: None

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:13:(xi) Array description: SEQ ID NO: 13:

CCGGAATTCG ATATCCAAGC GCGGGATCGG GCCTGTGCTC GAC 43CCGGAATTCG ATATCCAAGC GCGGGATCGG GCCTGTGCTC GAC 43

(2)SEQ ID NO: 14의 정보:(2) Information of SEQ ID NO: 14:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 4개의 아미노산(A) Length: 4 amino acids

(B)타입: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: 펩티드(ii) Molecular Type: Peptide

(iii)하이포테티컬: 있음(yes)(iii) High Potential: Yes

(v)단편타입: 내부(v) Short piece type: Internal

(vi)기원:(vi) Origin:

(A)생물체: 아스페르길러스 니거(Aspergillus niger)(A) Creature: Aspergillus niger

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:14:(xi) Array description: SEQ ID NO: 14:

(2)SEQ ID NO: 15의 정보:(2) SEQ ID NO: 15, Information:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 7개의 아미노산(A) Length: 7 amino acids

(B)타입: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: 펩티드(ii) Molecular Type: Peptide

(iii)하이포테티컬: 있음(yes)(iii) High Potential: Yes

(v)단편타입: 내부(v) Short piece type: Internal

(vi)기원:(vi) Origin:

(A)생물체: 삭카로미세스 세레비시애(Saccharomyces cerevisiae)(A) Creature: Saccharomyces cerevisiae

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:15:(xi) Array description: SEQ ID NO: 15:

(2)SEQ ID NO: 16의 정보:(2) SEQ ID NO: 16, Information:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 38개의 염기쌍(A) Length: 38 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스: 단일(C) Trendedness: Single

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS(ii) Molecular Type: cDNS

(iii)하이포테티컬: 있음(yes)(iii) High Potential: Yes

(v)앤티센스: 없음(NO)(v) Antisense: None

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:16:(xi) Array description: SEQ ID NO: 16:

ACTCGAGAAT TCACCATGAC TGGGCTGCGT CTTCTTCC 38ACTCGAGAAT TCACCATGAC TGGGCTGCGT CTTCTTCC 38

(2)SEQ ID NO: 17의 정보:(2) Information of SEQ ID NO: 17:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 41개의 염기쌍(A) Length: 41 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스: 단일(C) Trendedness: Single

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS(ii) Molecular Type: cDNS

(iii)하이포테티컬: 있음(yes)(iii) High Potential: Yes

(v)앤티센스: 없음(NO)(v) Antisense: None

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:17:(xi) Array description: SEQ ID NO: 17:

ACTAGAGCGG CCGCCTATCA CTGGTCGTCA GCGTCGAGGGC 41ACTAGAGCGG CCGCCTATCA CTGGTCGTCA GCGTCGAGGGC 41

(2)SEQ ID NO: 18의 정보:(2) SEQ ID NO: 18, Information:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 39개의 염기쌍(A) Length: 39 base pairs

(B)타입: 핵산(B) type: nucleic acid

(C)스트랜디드네스: 단일(C) Trendedness: Single

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: cDNS(ii) Molecular Type: cDNS

(iii)하이포테티컬: 있음(yes)(iii) High Potential: Yes

(v)앤티센스: 없음(NO)(v) Antisense: None

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:18:(xi) Array description: SEQ ID NO: 18:

ACTCGAGAAT TCGGGATCGG GCCTGTGCTC GACCTCACG 39ACTCGAGAAT TCGGGATCGG GCCTGTGCTC GACCTCACG 39

(2)SEQ ID NO: 19의 정보:(2) Info of SEQ ID NO: 19:

(i)배열특징:(i) Array Features:

(A)길이: 14개의 아미노산(A) Length: 14 amino acids

(B)타입: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(D)토폴로지: 선상(D) Topology: Shipboard

(ii)분자타입: 펩티드(ii) Molecular Type: Peptide

(iii)하이포테티컬: 없음(NO)(iii) High Potential: None

(v)단편타입: N-말단(v) Short piece type: N-terminal

(xi) 배열설명: SEQ ID NO:19:(xi) Array description: SEQ ID NO: 19:

본 발명은 락카아제 활성을 가진 단백질에 대하여 코드화하며, DNA 배열위치 76~위치 1572 까지의 SEQ ID NO:1 또는 위치 76~위치 1572 까지의 SEQ ID NO : 2로 이루어진 DNA 배열 또는 그 DNA 배열과 80% 이상의 배열상동(sequence homology)을 가진 DNA 배열에 관한 것이다.The present invention codes for a protein having laccase activity, and comprises a DNA sequence consisting of SEQ ID NO: 1 from SEQ ID NO: 76 to position 1572 or SEQ ID NO: 2 from position 76 to position 1572 and a DNA sequence thereof. It relates to a DNA sequence having more than 80% sequence homology.

SEQ ID NO:1 과 SEQ ID NO:2 는 단백질의 분비에 대한 신호배열에 대하여 코드화하는 DNA 배열을 위치1~위치 75까지 나타낸다.SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 show DNA sequences encoding positions 1 to 75 for signal sequence for secretion of proteins.

이 신호배열은 단백질분비에 대한 다른 신호배열에 의해 대치시킬 수 있다.This signal sequence can be replaced by another signal sequence for protein secretion.

그 새로운 DNA 배열은 예로서 바시디오미세티스(Basidiomycetes)균주, 트라메티스 버시콜러(Trametes versicolor)TV-1(DSMZ에 기탁, 기탁번호 11523)에서 클로닝(loning)에 의해 얻을수 있다.The new DNA sequence can be obtained, for example, by cloning from the Basidiomycetes strain, Trametis versicolor TV-1 (deposited in DSMZ, Accession No. 11523).

이 취득을 위하여 공지의 방법에 의해 얻어진 트라메티스버시콜러 TV-1으로부터 유전자뱅크(gene bank)이 설정되었다.For this acquisition, a gene bank was set from Trametisversicollar TV-1 obtained by a known method.

이것이 cDNA 또는 게놈유전자뱅크(genomic gene bank)이다.This is a cDNA or genomic gene bank.

이 유전자뱅크에서 새로운 DNA 배열을 분리하기 위하여, 락카아제-특이성 DNA 배열을 포함한 DNA프로브(probes)를 사용하였다.To isolate new DNA sequences in this genebank, DNA probes containing laccase-specific DNA sequences were used.

이 타입의 DNA프로브는 예로서 트라메티스버시콜러 TV-1의 게놈 DNA에서 DNA프라이머(primers)를 사용하는 PCR반응에 의해 얻을수 있다.This type of DNA probe can be obtained, for example, by PCR using DNA primers from the genomic DNA of Tramethisversacler TV-1.

사용한 그 프라이머는 길이가 바람직하게는 14-27bp인 퇴보 DNA섹션 (degenerate DNA Sections)이며, 그 DNA은 공지의 락카아제 유전자의 배열과의 비교에 의해 설정된다.The primers used are degenerate DNA sections, preferably 14-27 bp in length, and the DNA is established by comparison with an array of known laccase genes.

프라이머로서 적합한 DNA섹션은 이미 설정된 DNA섹션의 올리고뉴클레오티드합성에 의해 얻는것이 바람직하다.It is preferable that the DNA section suitable as a primer is obtained by oligonucleotide synthesis of the already established DNA section.

새로운 락카아제 유전자는 예로서 실시예 1~5에서 설명한바와같이 하여 분리시킬수 있따.New laccase enzymes can be isolated as described in Examples 1-5, for example.

이와같이 실시예에 의해 분리된 락카아스 유전자는 통상의 기술자에 공지된 기술에 의해 변형시킬수 있다.Thus, the laccaas gene isolated by the Example can be modified by the technique known to a person skilled in the art.

예로서, 그 배열의 바람직한 어느 위치에서, 사이트방향의 돌연변이유발 (site directed mutagenesis)에 의해 변형시킬 수 있다.For example, at any preferred position in the configuration, modifications can be made by site directed mutagenesis.

따라서, 본 발명은 또 락카아제 활성을 가진 단백질에 대하여 코드화하며, 그 DNA 배열 위치 76~위치 1572 의 SEQ ID NO:1 또는 위치76 ~ 위치1572의 SEQ ID NO:2와 80%이상의 배열상동(Sequence homology)을 가진 DNA 배열로 구성되는 DNA 배열에 관한 것이다.Accordingly, the present invention also encodes for a protein having laccase activity, wherein the DNA sequence comprises SEQ ID NO: 1 at positions 76 to 1572 or SEQ ID NO: 2 at positions 76 to 15157 for at least 80% homology. It relates to a DNA sequence consisting of a DNA sequence having a sequence homology.

그 새로운 DNA을 발현하기 위하여, 후자를 공지의 방법으로 발현벡터에서 클로닝(cloning)한다.In order to express the new DNA, the latter is cloned in an expression vector by known methods.

그 락카아제 유전자를 포함하는 발현벡터를 미생물에 도입시켜, 그 미생물에서 발현시킨다.An expression vector containing the laccase gene is introduced into a microorganism and expressed in the microorganism.

그 발현벡터는 숙주생물체의 게놈에 결합되어 그 생물체와 함께 복제가 되는 DNA구조로 할수 있다.The expression vector can be a DNA structure that binds to the genome of a host organism and replicates with the organism.

또, 그 발현벡터는 예로서 플라스미드, 인조염색체 또는 대비할 수 있는 외염색체 유전요소(extra chromosomal genetic element)등 그 숙주게놈에 결합하지 않은 자동복제 DNA구조로 할수 있다.The expression vector may be, for example, an autoreplicating DNA structure that does not bind to the host genome, such as a plasmid, artificial chromosome or contrasting extra chromosomal genetic element.

적합한 발현벡터는 다음의 유전요소를 포함하는 것이 바람직하다.Suitable expression vectors preferably include the following genetic elements.

숙주생물체에서 락카아제 유전자의 발현을 촉진하는 촉진제(promoter), 이것은 발현효율(expression efficiency)을 높게할 수 있도록 하기 위하여 강한 촉진제가 바람직하다.A promoter that promotes the expression of the laccase gene in the host organism, which is preferably a strong promoter in order to increase the expression efficiency.

이 촉진제는 락카아제 유전자의 5'말단에 기능적으로 결합하는 것이 바람직하다.This promoter is preferably functionally bound to the 5 'end of the laccase gene.

적합하며 촉진제는 tac촉진제, 섭틸리신(subtilisin)촉진제, GAL촉진제, TAKA 아릴라아제 촉진제, 폴리헤드린 촉진제, 글루코아밀라아제 촉진제, gapDH 촉진제 및 알코올 옥시디아제 촉진제의 그룹에서 선택한다.Suitable and accelerators are selected from the group of tac promoters, subtilisin promoters, GAL promoters, TAKA arylase promoters, polyhedrin promoters, glucoamylase promoters, gapDH promoters and alcohol oxydiaze promoters.

그 tac 촉진제는 에.콜리(E.coli)에서의 발현에 적합하고 바람직하며, 그 섭틸리신 촉진제는 바실러스(Bacillus)에서의 발현에, 그 GAL 촉진제는 그 효모 삭카로미세스 세리비시애(Saccharomyces cerevisiae)에서의 발현에, 그 TAKA 아밀라아제 촉진제는 아스페르길러스 니거(Aspergillus niger)에서의 발현에, 그 폴리헤드린촉진제(polyhedrin promoter), 또는 그 아스페르길러스니거에서의 글루코아밀라아제 촉진제 또는 그 효모피키아 파스토리스(pichia pastoris)에서의 알코올 옥시다아제 촉진제는 바쿠로비루스-감염 곤충세포에서의 발현에 각각 적합하고 바람직하다.The tac promoter is suitable and preferred for expression in E. coli, the subtilisin promoter for expression in Bacillus, the GAL promoter for the yeast Saccharomyces cerevisiae (Saccharomyces) cerevisiae), its TAKA amylase promoter is expressed in Aspergillus niger, its polyhedrin promoter, or its glucoamylase promoter or its yeast in Aspergillus niger. Alcohol oxidase promoters in pichia pastoris are each suitable and preferred for expression in baculovirus-infected insect cells.

아스페르길러스니거의 글루코아밀라아제 촉진제 또는 효모 피키아파스토리스의 알코올 옥시다아제 촉진제는 새로운 호열성 락카아제의 발현에 특히 적합하다.Glucoamylase promoters of Aspergillus niger or alcohol oxidase promoters of yeast Pichia pastoris are particularly suitable for the expression of new thermophilic laccases.

그 발현벡터는 또 숙주생물체에 적합하고, 전사종결(transcription ter- mination)에 적합한 신호와, 진핵생물에서, 락카아제 유전자의 3'말단에 기능적으로 결합할 필요가 있는 폴리아데닐화(polyadenylation)용 부가신호를 포함하는 것이 바람직하다.The expression vector is also suitable for host organisms, for transcription termination, and for polyadenylation in eukaryotes that need to functionally bind to the 3 'end of the laccase gene. It is preferable to include an additional signal.

그 발현단백질은 그 숙주생물체에 의해 그 배지에 분비되는 것이 바람직하다.The expression protein is preferably secreted into the medium by the host organism.

그 숙주생물체에 의한 분비물은 N-말단 신호배열에 의해 조성된다.The secretions produced by the host organism are formed by the N-terminal signal sequence.

그 신호배열은 락카아제 유전자에 존재한 자연신호배열(natural signal sequence)이거나, 또는 코딩(coding)DNA 가 발현벡터에서 락카아제 유전자의 5'말단에 기능적으로 결합한 비상동(heterologous)신호배열이다.The signal sequence is a natural signal sequence present in the laccase gene or a heterologous signal sequence in which a coding DNA functionally binds to the 5 'end of the laccase gene in an expression vector.

다음의 분비단백질의 신호배열이 바람직하다:The signal sequence of the following secreted proteins is preferred:

클레브시엘라 옥시토카(Klebsiella oxytoca)에서의 알파-시클로덱스트린 글루코실 전이효소, 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis)에서의 섭틸리신 (subtilisin), 삭카로미세스 세리비시애(Saccharomyces cerevisiae)에서의 알파-팩터(alpha-factor), 핀키아 파스토리스(pinchia pastoris)에서의 인산효소, 아스페르길러스 니거에서의 알파-아밀라아제, 아스페르길러스 니거 또는 아스페르길러스 아와모리(awamori)에서의 글루코아밀라아제 또는 락카아제 유전자에 자연적으로 존재한 신호배열.Alpha-cyclodextrin glucosyl transferase in Klebsiella oxytoca, subtilisin in Bacillus subtilis, in Saccharomyces cerevisiae Alpha-factor, phosphatase in pinchia pastoris, alpha-amylase in Aspergillus niger, glucocorticoid in Aspergillus niger or Aspergillus awamori Signal sequences naturally present in amylase or laccase enzymes.

락카아제 유전자에 자연적으로 존재한 신호배열이 특히 적합하며, 다음의 비상동신호배열이 있다:Signal sequences that are naturally present in the laccase gene are particularly suitable and include the following nonhomologous signal sequences:

아스페르길러스 니거 또는 아스페르길러스아와모리에서 글루코아밀라아제의 신호배열, 삭카로미세스 세리비시애에서의 알파-팩터 또는 피키아 파스토리스에서의 인산효소의 신호배열.Signaling arrangement of glucoamylase in Aspergillus niger or Aspergillus awamori, alpha-factor in Saccharomyces cerevisiae or phosphatase in Pichia pastoris.

그 락카아제의 분비물은 융합단백질의 발현에 의해 얻을 수도 있다.The laccase secretion can also be obtained by expression of a fusion protein.

여기서, 이 단백질의 분비단편(secreted fragment) 또는 분비단백질의 유전자가 그 발현벡터에서 락카아제 유전자에 기능적으로 결합되어있다.Here, the secreted fragment or secreted protein gene of this protein is functionally linked to the laccase gene in the expression vector.

이와관련하여 아스페르길러스 니거에서의 글루코아밀라아제와 호열성 락카아제의 N-말단 단편으로 이루어진 융합단백질의 발현이 특히 바람직하다.In this connection, the expression of fusion proteins consisting of N-terminal fragments of glucoamylase and thermophilic laccase in Aspergillus niger is particularly preferred.

또, 그 글루코아밀라아제와 락카아제 사이의 결합점을 선택하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to select the point of attachment between the glucoamylase and laccase.

따라서, 이 결합점의 아미노산 배열은 숙주세포의 분비기구내에서 처리하는 펩티다아제의 인식부위(recognition site)로서 작용하여, 그 발현융합단백질은 생체내에서 분해되고, 락카아제는 유리된다.Therefore, the amino acid sequence of this binding point acts as a recognition site of the peptidase to be processed in the secretory mechanism of the host cell, so that the expression fusion protein is degraded in vivo and the laccase is released.

또, 그 발현벡터는 선택마커(selection marker)의 유전자를 포함하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the expression vector contains the gene of a selection marker.

그 유전자에 의해 엔코딩 한 그 선택마커는 그 숙주생물체의 항생물질에 대한 내성을 주거나 또는 그 숙주생물체의 결함을 보충할 수 있다.The selection marker encoded by the gene can confer resistance to the antibiotic of the host organism or compensate for the defect of the host organism.

바람직한 선택마커는 앰피실린, 카나마이신, 클로람페니콜, 테트라사이클린, 하이그로마이신, 제오신 또는 비알라포스등 항생물질에 대한 내성을 주는 유전자이다.Preferred selection markers are genes that are resistant to antibiotics such as ampicillin, kanamycin, chloramphenicol, tetracycline, hygromycin, zeosin or bialaphos.

성장결함을 보충하는 바람직한 선택마커는 amdS, pyrG, trpC, His4, niaD, argB 또는 hygB등의 유전자가 있다.Preferred selection markers to compensate for growth defects are genes such as amdS, pyrG, trpC, His4, niaD, argB or hygB.

선택마커로서, amdS 및 pyrG유전자 및 His4및 항생물질 제오신에 대한 내성유전자가 특히 적합하다.As selection markers, genes resistant to the amdS and pyrG genes and to his4 and the antibiotic zeocin are particularly suitable.

또, 그 선택마커 유전자는 하나의 DNA 분자내에서 락카아제 유전자와 함께 존재할 수 있으며, 또 2개의 유전자가 서로 다른 DNA분자내에서 별도로 존재할 수 있다.In addition, the selection marker gene may exist together with the laccase gene in one DNA molecule, and the two genes may exist separately in different DNA molecules.

후자의 경우, 그 숙주생물체는 2개의 DNA분자와 함께 동시형질전환 (cotransformation)을 한다.In the latter case, the host organism undergoes cotransformation with two DNA molecules.

이와같이, 본 발명은 또 새로운 DNA 배열을 구성하는 발현벡터에 관한 것이다.In this way, the present invention also relates to an expression vector constituting a new DNA sequence.

그 새로운 발현벡터를 발현하는 적합하고 바람직한 미생물에는 에.콜리 (E.coli) 또는 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis)등의 세균기원의 미생물, 삭카로미세스 또는 피키아속의 효모, 또는 그밖에 아스페르길러스, 트리코데르마, 뉴로스포라 또는 쉬조필룸(schyzophillum)속의 사상균 또는 바쿨로비루스-감염곤충세포등의 진핵세포배양물등 진핵기원의 미생물이 있다.Suitable and preferred microorganisms expressing the new expression vectors include microorganisms of bacterial origin such as E. coli or Bacillus subtilis, yeasts of Saccharomyces or Pichia, or other Aspergillus. There are microorganisms of eukaryotic origin such as filamentous fungi of genus Rus, Trichoderma, Neurospora or Schyzophillum or culture of eukaryotic cells such as baculovirus-infected insect cells.

아스페르길러스니거 또는 아스페르길러스 아와모리등 아스페르길러스속의 사상균 또는 삭카로미세스 세리비시애 또는 피키아파스토리스등의 효모가 특히 바람직하다.Especially preferred are filamentous fungi of the genus Aspergillus, such as Aspergillus niger or Aspergillus awamori, or yeasts such as Saccharomyces cerevisiae or Pichia pastoris.

그 새로운 DNA에 의해 엔코딩을 한 단백질은 다음의 생화학적 특성을 가진다:Proteins encoded by the new DNA have the following biochemical properties:

그 단백질은 락카아제의 효소활성을 가진다.The protein has the enzymatic activity of laccase.

그 효소활성의 최적 pH는 산성범위내에 있으며, 최고치 pH2.0을 가지고, 반-최대효소활성으로 pH4.0을 가진다.The optimum pH of the enzyme activity is in the acidic range, has a peak pH of 2.0, and a pH of 4.0 for a half-maximal enzyme activity.

온도 45℃와 pH4.5∼6.0에서의 효소안정성은 2시간까지의 기간에서 100%이다.Enzyme stability at a temperature of 45 ° C. and pH 4.5-6.0 is 100% for a period up to 2 hours.

온도 45℃와 pH3.0에서의 효소안정성은 1시간까지의 기간에서 50%이고, pH4.5에서의 최적온도는 70℃이다.The enzyme stability at a temperature of 45 ° C. and pH 3.0 was 50% for a period of up to 1 hour, and the optimum temperature at pH 4.5 was 70 ° C.

온도 65`∼75℃에서의 효소활성은 최대활성의 80%이다.Enzyme activity at the temperature of 65'-75 degreeC is 80% of the maximum activity.

온도 50℃∼80℃에서의 그 효소활성은 최대활성의 50%이다.The enzyme activity at a temperature of 50 ° C to 80 ° C is 50% of the maximum activity.

pH4.5와 온도 55℃이내에서의 효소안정성은 2시간까지의 기간동안에 90%이다.Enzyme stability between pH4.5 and temperature 55 ° C is 90% for a period up to 2 hours.

pH4.5와 온도 65℃에서의 효소안정성은 1시간까지의 기간동안에 50%이다.The enzyme stability at pH 4.5 and at 65 ° C. is 50% for a period of up to 1 hour.

그 새로운 단백질은 그 단백질 배열 SEQ ID NO: 3으로 구성되어있다.The new protein consists of the protein sequence SEQ ID NO: 3.

그 새로운 단백질은 위에서 설명한 미생물에서 새로운 DNA 배열을 발현시켜 제조하는 것이 바람직하다.The new protein is preferably produced by expressing a new DNA sequence in the microorganism described above.

그 DNA는 그 미생물에서 위에서 설명한 발현벡터중 하나를 사용하여 발현시키는 것이 바람직하다.The DNA is preferably expressed in the microorganism using one of the expression vectors described above.

이와같이, 본 발명은 새로운 DNA 배열 또는 새로운 발현벡터로 이루어지는 미생물에 관한 것이다.As such, the present invention relates to a microorganism consisting of a new DNA sequence or a new expression vector.

미생물과 그 미생물에서 그 단백질을 분비하도록 하는 발현시스템 (expression systems)을 조합시켜 사용하는 것이 특히 바람직하다.Particular preference is given to using a combination of microorganisms and expression systems which allow them to secrete their proteins.

이와같이 바람직한 조합예는 다음과 같다:Such preferred combinations are as follows:

아스페르길러스 니거 또는 아스테르길러스 아와모리에서 그 새로운 DNA 배열을 발현시키는 글루코아밀라아제의 사용Use of glucoamylase to express its new DNA sequence in Aspergillus niger or Astermoris awamori

이 발현시스템에서 사용한 바람직한 분비신호는 호열성락카아제 그 자체 또는 글루코아밀라아제-락카아제 용융단배질의 글루코아밀라아제 부분의 신호배열이다.The preferred secretion signal used in this expression system is the thermophilic laccase itself or the signal sequence of the glucoamylase portion of the glucoamylase-laccase melt protein.

피키아파스토리스에서 새로운 DNA 배열을 발현하는 알코올옥시다아제 촉진제의 사용Use of Alcohol Oxidase Promoters Expressing New DNA Sequences in Pichia pastoris

이 발현시스템에서 사용한 분비신호는 호열성락카아제 그자체의 신호배열 또는 삭카로미세스 세리비시애에서의 알파-팩터의 신호배열 또는 피키아 파스토리스에서의 인산효소의 신호배열이 바람직하다.The secretion signal used in this expression system is preferably a signal sequence of thermophilic laccase itself or an alpha-factor signal sequence in Saccharomyces cerevisiae or a phosphatase signal sequence in Pichia pastoris.

그 새로운 단백질은 락카아제로 알려진 모든 사용분야에 적합하다.The new protein is suitable for all uses known as laccases.

이들의 단백질은 특히 펄프의 탈리그닌화 및 고분자집합체의 해중합에 적합하다.These proteins are particularly suitable for delignification of pulp and depolymerization of polymer assemblies.

락카아제는 또 폐지의 탈잉크화에, 폐수처리에서 방향족 화합물의 중합, 특히 펄프표백에서 나온 리그닌함유폐수의 중합에 또는 오염토양의 해독 (detoxifi- cation)에서의 광범위한 응용에 사용된다.Lacase is also used for the deinking of waste paper, the polymerization of aromatic compounds in wastewater treatment, in particular for the polymerization of lignin-containing wastewater from pulp bleaching or for detoxification of contaminated soil.

또, 사용분야는 염료의 산화 및 안료를 생성하는 전구물질 성분과의 반응에 의한 염료의 활성화에 관한 것이다.The field of use also relates to the activation of dyes by oxidation of the dyes and reaction with precursor components which produce pigments.

유기합성에서의 사용분야에는 방향족 화합물의 커플링반응 또는 방향족화합물의 치환체의 산화가 있으며, 이와관련하여 예로서 카르복실산의 또 다른 산화를 회피하는 그 대응 알데히드에 대한 벤질알코올의 산화를 들 수 있다.Areas of use in organic synthesis include coupling reactions of aromatic compounds or oxidation of substituents of aromatic compounds, and in this connection, for example, oxidation of benzyl alcohols to their corresponding aldehydes, which avoids further oxidation of carboxylic acids. have.

위에서 설명한 사용에서 락카아제는 그 관련반응에서 그 락카아제 자체를 사용할 수 있고, 또 그 밖에 반응촉진조정제(mediator)와 조합시켜 사용할 수 있다.In the uses described above, laccases can use the laccases themselves in their associated reactions, or else in combination with mediators.

이와같은 조정제의 예로는 ABTS 또는 N-히드록시벤조트리아졸이 있다.Examples of such modifiers are ABTS or N-hydroxybenzotriazole.

이와같이, 본 발명은 또 펄프의 탈리그린화, 고분자 집합체의 해중합, 폐지의 탈잉크화, 폐수, 특히 펄스표백에서 얻어진 리그닌함유폐수에서 방향족화합물의 중합, 염료의 산화, 안료를 형성하는 염료의 활성화, 유기합성에서 방향족 화합물의 커플링반응 또는 방향족 화합물의 측쇄산화에 쓰이는 새로운 단백질의 사용에 관한 것이다.As such, the present invention also relates to degreasing of pulp, depolymerization of polymer aggregates, deinking of waste paper, waste water, especially polymerization of aromatic compounds in lignin-containing wastewater obtained from pulse bleaching, oxidation of dyes, and activation of dyes to form pigments. And the use of new proteins for the coupling reaction of aromatic compounds in organic synthesis or for the side chain oxidation of aromatic compounds.

위에서 설명한 사용은 그 새로운 락카아제 단백질 그 자체를 사용하거나, 또는 반응촉진조정제와 조합하여 실시할 수 있다.The use described above can be carried out using the new laccase protein itself or in combination with a promoter.

본 발명에 의해 새로운 단백질이 얻어지며, 이 새로운 단백질은 펄프의 탈리그닌화, 고분자 집합체의 해중합, 폐지의 탈잉크화, 폐수로서 펄프표백에서 얻어진 리그닌함유폐수에서 방향족 화합물의 중합, 염료의 산화, 안료를 형성하는 염료의 활성화, 유기합성에서 방향족 화합물의 커플링반응 또는 항향족화합물의 측쇄산화에 사용할 수 있다.A new protein is obtained by the present invention, the new protein can be deliginized of pulp, depolymerization of polymer aggregates, deinked waste paper, polymerization of aromatic compounds in lignin-containing wastewater obtained from pulp bleaching as wastewater, oxidation of dyes, It can be used for activation of dyes forming pigments, coupling reactions of aromatic compounds in organic synthesis, or branched oxidation of antiaromatic compounds.

또, 오염토양의 해독에 사용할 수 있다.It can also be used to detoxify contaminated soil.

이 새로운 단백질은 락카아제로 알려진 모든 응용분야에 적합하다.This new protein is suitable for all applications known as laccases.

Claims (10)

락카아제활성을 가진 단백질에 대하여 코딩을 하는 DNA 배열에 있어서,In the DNA sequence encoding the protein having laccase activity, 위치 76∼위치 1572의 SEQ ID NO: 1 또는 위치 76∼위치 1572의 SEQ ID NO:2의 DNA 배열 또는 80%이상의 상기 DNA 배열을 가진 배열상동(sequence homology)의 DNA 배열로 이루어짐을 특징으로 하는 DNA 배열.Consisting of a DNA sequence of SEQ ID NO: 1 of positions 76 to 1515 or a SEQ ID NO: 2 of positions 76 to 1572 or a sequence homology of DNA having at least 80% of the DNA sequence DNA array. 제1항의 DNA 배열로 이루어진 발현벡터.An expression vector consisting of the DNA array of claim 1. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 숙주생물체(host organism)에서 락카아제 유전자의 발현을 조정하는 촉진제(promoter)와, 그 숙주생물체에 적합하고, 제1항의 DNA 배열의 3'말단에 기능적으로 결합하는 전사종료신호(signals for transcription termination)를 추가로 구성함을 특징으로 하는 발현벡터.Promoters for regulating the expression of laccase genes in host organisms, and signals for transcription termination, suitable for the host organism and functionally binding to the 3 ′ end of the DNA sequence of claim 1. Expression vector characterized in that it further comprises. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 촉진제는 tac촉진제, 섭틸리신(subtilisin)촉진제, GAL 촉진제, TAKA 아밀라아제 촉진제, 폴리헤드린(polyhedrin)촉진제, 글루코아밀라아제 촉진제, GAPDH 촉진제 및 알코올옥시디아제촉진제의 그룹에서 선택함을 특징으로 하는 발현벡터.The promoter is an expression vector characterized in that it is selected from the group of tac promoters, subtilisin promoters, GAL promoters, TAKA amylase promoters, polyhedrin promoters, glucoamylase promoters, GAPDH promoters and alcohol oxidase promoters. . 제 3항 또는 제 4항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, N-말단신호배열을 추가로 구성함을 특징으로 하는 발현벡터.Expression vector characterized in that it further comprises an N-terminal signal sequence. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, N-말단신호배열은 락카아제 유전자에 존재한 자연신호배열(natural singal sequence)이거나 또는 다음 분비단백질(secreted proteins)의 신호배열의 그룹으로서, 클레브시엘라 옥시토카(Klebsiella oxytoca)에서의 알파-시클로덱스트린글루코실전이효소, 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis)에서의 섭틸리신(subtilisin), 삭카로미세스 세레비시애(Saccharomyces cerevisiae)에서의 알파-팩터(alpha-factor), 피키아 파스토리스(pichia pastoris)에서의 산포스파타아제(acid phosphatase), 아스페르길러스 니거(Aspergillus niger)에서의 알파-아밀라아제 또는 아스페르길러스 니거 또는 아스페르길러스 아와모리(Aspergillus awamori)에서의 글루코아밀라아제의 그룹에서 선택함을 특징으로 하는 발현벡터.The N-terminal signal sequence is a natural singal sequence present in the laccase gene or a group of signal sequences of the following secreted proteins, and alpha- in Klebsiella oxytoca. Cyclodextrin glucosyltransferase, subtilisin in Bacillus subtilis, alpha-factor in Saccharomyces cerevisiae, pica pastoris group of acid phosphatase in pichia pastoris, alpha-amylase in Aspergillus niger or glucoamylase in Aspergillus niger or Aspergillus awamori Expression vector characterized in that selected from. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 락카아제 유전자에 분비단백질 유전자(gene for a secreted protein) 또는 단백질의 분비단편(secreted fragment)의 유전자섹션(gene section)을 기능적으로 연관시킴을 특징으로 하는 발현벡터.An expression vector characterized by functionally correlating a gene section of a secreted fragment of a gene or a secreted protein gene to a laccase enzyme. 제 2항의 발현벡터로 이루어진 미생물균주.Microbial strain consisting of the expression vector of claim 2. 단백질 배열 SEQ ID NO:3으로 이루어진 단백질.Protein sequence consisting of the SEQ ID NO: 3. 펄프의 탈리그닌화, 고분자응집체의 해중합, 폐지의 탈잉크화, 폐수로서 펄프표백에서 얻은 리그닌함유 폐수중의 유기화합물의 중합, 염료의 산화 또는 안료를 형성하기 위한 염료의 활성화에 쓰이는 제9항의 단백질을 방향족화합물의 커플링반응 또는 방향족 화합물의 측쇄산화반응의 유기합성에 사용하는 방법.Clause 9 used for deligination of pulp, depolymerization of polymer aggregates, deinking waste paper, polymerization of organic compounds in lignin-containing wastewater obtained from pulp bleaching as wastewater, oxidation of dyes or activation of dyes to form pigments. A method in which a protein is used for organic synthesis of a coupling reaction of an aromatic compound or a side chain oxidation reaction of an aromatic compound.
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