KR20020014923A - Novel Bacillus sp. for the Stable Expression of Foreign Proteins - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided is a novel Bacillus sp. whose wprA gene encoding WprA, proteinase of the Bacillus subtilis, is destroyed by homologous recombination to stably express foreign proteins without damaging them. The foreign proteins are produced by transforming the strains with an expression vector and cultured. CONSTITUTION: The preparation method of the Bacillus sp. strain comprises the steps of: constructing gene replacement vector containing wprA gene, Bacillus origin and E. coli origin in which resistant genes to ampicillin and tetracycline are inserted; transforming Bacillus subtilis WB600 using the vector; selecting tetracycline resistant strains and heat-treating them to eliminate the unincorporated vector; screening the genomic DNA of the selected strains by polymerase chain reaction and confirming that wrpA gene is destructed from the genomic DNA of the selected strains; and identifying the strain Bacillus subtilis LB700 (KCTC 18039P) and using it as a host strain to express staphylokinase in a large amount.

Description

외래 단백질을 안정하게 발현하는 바실러스 속 미생물{Novel Bacillus sp. for the Stable Expression of Foreign Proteins}Bacillus sp. Microorganism stably expressing foreign protein {Novel Bacillus sp. for the Stable Expression of Foreign Proteins}

본 발명은 외래 단백질을 안정하게 발현하는 신규한 바실러스 속 균주에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 외래 단백질을 안정하게 발현할 수 있도록, 바실러스 속 균주의 단백질 가수분해효소의 유전자가 파괴된 신규한 바실러스 속 균주 및 그를 이용한 외래 단백질의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel Bacillus sp. Strain that stably expresses foreign proteins. More specifically, the present invention relates to a novel Bacillus sp. Strain in which the gene of the proteolytic enzyme of the Bacillus sp. Strain has been destroyed so as to stably express the foreign protein, and a method for producing a foreign protein using the same.

바실러스 속 균주(Bacillus sp.)는 인간에게 질병을 유발시키지 않으면서도,단백질 분비기구가 잘 발달되어 있고, 전체 유전자 염기서열이 알려져 있는 등의 여러가지 장점을 가지고 있다. 또한, 그가 가지고 있는 내재성 분비신호 서열로 인하여, 매우 중요한 외래 단백질의 생산균주로 알려져 있어, 다른 미생물과 달리 매우 활발히 연구가 진행되어 왔다. 그러나, 바실러스 속 균주를 이용할 경우, 외래 단백질의 생산수율이 낮을 뿐만 아니라, 생산된 외래 단백질의 안정성이 저하되는 현상이 빈번하게 관찰되고 있는 바, 이러한 현상의 주요원인은 바실러스 속 균주 자체에서 분비되는 단백질가수분해효소에 의한 외래 단백질의 분해이다. 예를 들어, 혈전용해제로 알려진 스타필로키나제의 경우, 자연계에서 포도상구균(Staphylococcus aureus)에서 극히 적은 양으로 생산되고 있으므로, 이를 바실러스 속 균주에서 대량으로 생산하려는 시도가 있었으나(참조: Behnke, D., and D. Gerlach., Mol. Gen. Genet., 210:528-534(1987); Schlott, B., et al., Bio/Technology., 12:185-189(1994); Lee, S. J. et al., Biotechnol. Lett., 20:113-116(1998)), 전기 균주의 단백질가수분해효소의 활성으로 인하여, 낮은 생산수율을 보였음은 물론, 생산된 스타필로키나제의 안정성이 저하됨이 알려졌다. Bacillus sp. Strain ( Bacillus sp. ) Has a number of advantages, such as a well-developed protein secretion mechanism, the entire gene sequence is known, without causing disease in humans. In addition, because of his endogenous secretion signal sequence, it is known as a very important foreign protein production strain, and unlike other microorganisms have been studied very actively. However, when using strains of the genus Bacillus, not only is the yield of foreign proteins low, but also the phenomenon that the stability of the produced foreign proteins is frequently observed, the main cause of this phenomenon is secreted from the strains of the genus Bacillus itself Degradation of foreign proteins by proteolytic enzymes. For example, staphylokinase, also known as thrombolytics, is produced in very small quantities in Staphylococcus aureus in nature, and there have been attempts to produce it in large quantities in strains of the genus Bacillus (see Behnke, D. and D. Gerlach, Mol. Gen. Genet., 210: 528-534 (1987); Schlott, B., et al., Bio / Technology., 12: 185-189 (1994); Lee, SJ et al., Biotechnol. Lett., 20: 113-116 (1998)), due to the activity of the proteolytic enzymes of the above strain, it was found that the low yield, as well as the stability of the produced staphylokinase.

이러한 단점을 극복하기 위하여, 바실러스 속 균주의 단백질가수분해효소 7개를 파괴시키고, 레반수크라제(levansucrase)의 프로모터와 분비신호서열 뒤에 스타필로키나제 유전자를 위치시켜 수크로스(sucrose)로 스타필로키나제의 발현을 유도할 수 있는 균주가 개발되기도 하였으나(참조: Ye, R. et al., Biotechnol. Bioeng., 62:87-96(1999)), 이로부터 생산된 스타필로키나제의 안정성이 낮다는 문제점은 해결할 수 없었다.In order to overcome this drawback, 7 protein hydrolases of Bacillus strains are destroyed, and the staphylokinase gene is placed after the levansucrase promoter and secretion signal sequence, thereby sucrose as sucrose. Although strains have been developed that can induce the expression of kinases (Ye, R. et al., Biotechnol. Bioeng., 62: 87-96 (1999)), the staphylokinases produced therefrom have low stability. The problem could not be solved.

따라서, 외래 단백질을 안정하게 발현시킬 수 있는 바실러스 속 균주를 개발하여야 할 필요성이 끊임없이 대두되었다.Therefore, there is a constant need to develop strains of the genus Bacillus that can stably express foreign proteins.

이에, 본 발명자들은 외래 단백질을 안정하게 발현시킬 수 있는 바실러스 속 균주를 개발하는 방법을 확립하고자 예의 연구노력한 결과, 바실러스 속 균주의 단백질 가수분해효소인 WprA를 코딩하는 유전자인 wprA 유전자가 파괴된 바실러스 속 균주를 외래 단백질의 발현벡터로 형질전환시켜 작제된 형질전환체에서 외래 단백질이 대량으로 발현되며, 전기 발현된 외래 단백질이 단백질 가수분해효소에 대해 안정적이므로, wprA 유전자가 파괴된 바실러스 속 균주가 외래 단백질을 안정하게 생산할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors have made intensive research to establish a method for developing a Bacillus strain capable of stably expressing foreign proteins. As a result, the wprA gene, which is a gene encoding WprA, a protease of the Bacillus strain, has been destroyed. Since the foreign strain is expressed in a large amount by transforming the genus strain with the expression vector of the foreign protein, and the foreign protein expressed in the past is stable to proteolytic enzymes, the strain of Bacillus sp. It was confirmed that the foreign protein can be stably produced, and the present invention was completed.

결국, 본 발명의 주된 목적은 바실러스 속 균주의 wprA 유전자가 파괴된 바실러스 속 균주를 제공하는 것이다.After all, the main object of the present invention is to provide a Bacillus sp. Strain in which the wprA gene of the Bacillus sp. Strain has been destroyed.

본 발명의 다른 목적은 전기 균주를 외래 단백질의 발현벡터로 형질전환시키고, 배양하며, 이로부터 외래 단백질을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for transforming an electric strain with an expression vector of a foreign protein, culturing, and preparing a foreign protein therefrom.

도 1은 유전자 교환벡터 pDWPRA의 유전자 지도이다.1 is a genetic map of the gene exchange vector pDWPRA.

도 2는 배양시간에 따른 형질전환 균주의 성장곡선과 스타필로키나제의 발현 양상을 나타내는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the growth curve of the transformed strain and the expression of staphylokinase according to the culture time.

도 3은 각 균주의 배양액에 포함된 단백질분해효소에 의한 스타필로키나제의 활성의 변화를 나타내는 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the change of staphylokinase activity by the protease contained in the culture of each strain.

본 발명의 신규한 바실러스 속(Bacillus sp.) 균주는 바실러스 속 균주에서 외래 단백질을 안정하게 발현시킬 수 있도록, 단백질 가수분해효소인 WprA를 코딩하는 유전자인 wprA 유전자가 파괴되어, WprA가 발현되지 않도록 작제된 균주이다.In the novel Bacillus sp. Strain of the present invention, in order to stably express foreign proteins in the Bacillus sp. Strain, the wprA gene, which is a gene encoding the protein hydrolase WprA, is destroyed so that the WprA is not expressed. It is a constructed strain.

이하, 본 발명의 바실러스 속 균주를 보다 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, the strain of the genus Bacillus of the present invention will be described in more detail.

바실러스 서브틸리스 WB600 균주에서 발현되는 wprA 유전자를 불활성화시키기 위하여, 암피실린 저항유전자, 테트라사이클린 저항유전자, 테트라사이클린 저항유전자가 중간에 삽입된 wprA 유전자, 바실러스 오리진 및 대장균의 오리진을 포함하는 유전자 교환벡터(gene replacement vector)를 제조하고, 이를 사용하여 바실러스 서브틸리스 WB600 균주를 형질전환 시켰다. 그런 다음, 테트라사이클린 저항성 균주를 선별하고, 이를 열처리하여 전이되지 않은(unincorporated) 벡터를 제거한다. 선별된 균주의 제노믹 DNA를 중합효소연쇄반응(PCR)의 방법으로 스크리닝하여, 선별된 균주의 제노믹 DNA에서 wrpA 유전자가 붕괴되었음을 확인하고, 제노믹 DNA에서 wprA 유전자가 파괴된 균주를 "바실러스 서브틸리스 LB700(Bacillus subtilis,LB700)"이라 명명하고, 이를 2000년 8월 16일자로 국제기탁기관인 한국과학기술연구원 부설 생명공학연구소(KRIBB) 유전자은행(KCTC, 대한민국 대전광역시 유성구 어은동 52 소재)에 기탁번호 KCTC 18039P로 기탁하였다.In order to inactivate the wprA gene expressed in the Bacillus subtilis WB600 strain, a gene exchange vector comprising an ampicillin resistance gene, a tetracycline resistance gene, a tetracycline resistance gene in between, a wprA gene, a Bacillus origin and an E. coli origin A gene replacement vector was prepared and used to transform the Bacillus subtilis WB600 strain. The tetracycline resistant strains are then selected and heat treated to remove unincorporated vectors. The genome DNA of the selected strains was screened by polymerase chain reaction (PCR) to confirm that the wrpA gene was disrupted in the genomic DNA of the selected strain, and the strain in which the wprA gene was destroyed in the genomic DNA was referred to as "bacillus." The subtilis LB700 ( Bacillus subtilis, LB700), which was named on August 16, 2000, is a KRIBB Gene Bank (KCTC, 52 Eoeun-dong, Yuseong-gu, Daejeon, Korea). Deposited as KCTC 18039P.

서브틸리신 프로모터 및 신호서열(subtilisin promoter and signal sequence, SPS), 카나마이신 저항유전자, 스타필로키나제(staphylokinase, SAK)를 코딩하는 유전자, 바실러스 오리진 및 대장균의 오리진을 포함하는 스타필로키나제 발현벡터를 사용하여 바실러스 서브틸리스 LB700, 바실러스 서브틸리스 WB600, 바실러스 서브틸리스 DB431을 형질전환시킨 다음, 이들 각각을 배양하였다. 이들의 배양액을 검사한 결과, 형질전환된 바실러스 서브틸리스 LB700을 배양한 배양액에 가장 많은 량의 스타필로키나제가 축적되며, 전기 균주의 배양액에서 수득한 스타필로키나제의 안정성이 가장 우수함을 확인하였다. 이로부터, 바실러스 서브틸리스 LB700는 외래 단백질을 안정하게 생산할 수 있는 균주임을 알 수 있었다.Uses of the Staphylokinase expression vector, including the subtilisin promoter and signal sequence (SPS), the kanamycin resistance gene, the gene encoding staphylokinase (SAK), the Bacillus origin, and the E. coli origin Bacillus subtilis LB700, Bacillus subtilis WB600, Bacillus subtilis DB431 were transformed, and each of them was incubated. As a result of examination of these cultures, it was confirmed that the highest amount of staphylokinase was accumulated in the culture medium of transformed Bacillus subtilis LB700, and the stability of the staphylokinase obtained from the culture medium of the above strains was the best. . From this, it was found that Bacillus subtilis LB700 is a strain capable of stably producing foreign proteins.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention. .

실시예 1: 바실러스 서브틸리스 LB700의 작제 Example 1 Construction of Bacillus subtilis LB700

바실러스 속 균주의 wprA 유전자를 상동재조합(homologous recombination)의 방법으로 파괴하기 위하여, 유전자 교환벡터(gene replacement vector)를 다음과 같이 작제하였다: 먼저, 바실러스 서브틸러스 WB600(Bacillus subtilis WB600)의 제노믹 DNA를 주형으로 하고, 프라이머 WPR-F: 5'-CCCGAATTCTTGATAGAGCTGGTTTTTTT TATA-3'(서열번호 1)와 프라이머 WPR-R: 5'-GCAGAATTCGCACAGCTTCGGCTTATCGGAATT-3'(서열번호 2)를 사용하여 중합효소연쇄반응(PCR)을 수행한 다음, 얻어진 PCR 절편을 EcoRI으로 절단하고 이를 pUC19에 도입하여 pUC19-wprA를 작제하였다. 전기벡터를 Bst1107I와 EcoRV로 절단하여 wprA를 포함하는 절편을 수득하고, 이를 XhoI 연결체와 융합시켰다. pUCTV2를 XhoI으로 절단하여 수득한 테트라사이클린 저항유전자를 wprA를 포함하는 절편의 XhoI 위치에 삽입하여, 테트라사이클린 저항유전자에 의해 파괴된 wprA 절편(tet-disrupted wprA fragment)을 수득하고, 전기 절편을 XhoI으로 절단된 pUCTV2의 EcoRI 부위에 삽입하여 유전자 교환벡터인 pDWPRA를 작제하였다(참조: 도 1).In order to disrupt the wprA gene of the Bacillus strain by homologous recombination, a gene replacement vector was constructed as follows: First, the genome of Bacillus subtilis WB600 was used. DNA was used as the template, and the polymerase chain reaction was performed using primers WPR-F: 5'-CCCGAATTCTTGATAGAGCTGGTTTTTTT TATA-3 '(SEQ ID NO: 1) and primers WPR-R: 5'-GCAGAATTCGCACAGCTTCGGCTTATCGGAATT-3' (SEQ ID NO: 2). PCR) was then performed, and the obtained PCR fragment was cut with EcoRI and introduced into pUC19 to construct pUC19-wprA. The electrical vector was cleaved with Bst1107I and EcoRV to obtain a fragment comprising wprA, which was fused with XhoI conjugates. The tetracycline resistance gene obtained by cleaving pUCTV2 with XhoI was inserted at the XhoI position of the fragment containing wprA to obtain a tet-disrupted wprA fragment destroyed by the tetracycline resistance gene, and the electrical fragment was XhoI. PDWPRA, a gene exchange vector, was constructed by inserting into the EcoRI site of pUCTV2 digested (see FIG. 1).

전기 pDWPRA를 사용한 상동재조합에 의하여, 바실러스 서브틸러스 WB600을 형질전환시키고, 전기 형질전환된 균주를 30℃의 온도조건하에 테트라사이클린이 함유된 고체배지에서 배양하여, 테트라사이클린에 대한 저항성이 있는 균주를 선별한 다음, 42℃의 LB배지 5ml에 옮겨서 전이되지 않은(unincorporated) 벡터를 제거하고, 이로부터 염색체(chromosome)를 수득하였다. 전기 염색체를 PvuII로 절단한 다음, 이들을 주형으로 하고 프라이머 WPRP-F: 5'-TGCCAATTGGTTTTCAATTGTTTTAATAGA-3'(서열번호 3)와 프라이머 TETP-R: 5'-TAAAATTTGGTTGTGTCGTAAATTCGATTG-3'(서열번호 4)를 사용하여 PCR을 수행하였다. 이로부터 얻어진 PCR 절편은 wprA 유전자를 포함하므로, WprA의 활성부위를 코딩하는 유전자부위를 확인하여 wprA 유전자의 파괴여부를 알아보았다. 즉, 확인용 프루브로 WPRS-F: 5'-ACTTAAATTAATCACCTTTGCTCCTTTGTC-3'(서열번호 5)와 WPRS-R: 5'-CTGCGCTGACAGCCTTCATGACATTCA-3'(서열번호 6)를 사용한 혼성화(hybridization) 방법을 적용하여, 전기 염색체에서 WprA의 활성부위를 코딩하는 유전자부위를 검색한 결과, WprA의 활성부위를 코딩하는 유전자가 파괴되었음을 확인하였다.By homologous recombination using pDWPRA, Bacillus subtilis WB600 was transformed, and the transformed strain was cultivated in a solid medium containing tetracycline under a temperature condition of 30 ° C., which was resistant to tetracycline. Was screened and transferred to 5 ml of LB medium at 42 ° C. to remove the unincorporated vector, from which a chromosome was obtained. The electrochromosomes were digested with PvuII, then templated and used with primers WPRP-F: 5'-TGCCAATTGGTTTTCAATTGTTTTAATAGA-3 '(SEQ ID NO: 3) and primer TETP-R: 5'-TAAAATTTGGTTGTGTCGTAAATTCGATTG-3' (SEQ ID NO: 4). PCR was performed. Since the PCR fragment obtained from the wprA gene was included, the gene region encoding the active region of WprA was identified to determine whether the wprA gene was destroyed. That is, by using the hybridization method using the WPRS-F: 5'-ACTTAAATTAATCACCTTTGCTCCTTTGTC-3 '(SEQ ID NO: 5) and WPRS-R: 5'-CTGCGCTGACAGCCTTCATGACATTCA-3' (SEQ ID NO: 6) as a confirmation probe, Searching for the gene region encoding the active site of WprA on the chromosome, it was confirmed that the gene encoding the active site of WprA was destroyed.

이에, 본 발명자들은 전기 선별된 균주를 "바실러스 서브틸리스 LB700(Bacillus subtilisLB700)"이라 명명하고, 이를 2000년 8월 16일자로 국제기탁기관인 한국과학기술연구원 부설 생명공학연구소(KRIBB) 유전자은행(KCTC, 대한민국 대전광역시 유성구 어은동 52 소재)에 기탁번호 KCTC 18039P로 기탁하였다.Accordingly, the present inventors named the previously selected strain " Bacillus subtilis LB700", and the August 16, 2000, the Korea Institute of Science and Technology (KRIBB) Gene Bank of Korea Institute of Science and Technology (KCTC, 52, Eeun-dong, Yuseong-gu, Daejeon, Korea) was deposited with the accession number KCTC 18039P.

실시예 2: 스타필로키나제의 제조 Example 2 Preparation of Staphylokinase

바실러스 속 균주에서 불안정하게 발현되는 것으로 알려진 스타필로키나제를 전기 바실러스 서브틸러스 LB700(KCTC 18039P) 균주에서 다음과 같이 제조하였다: 먼저, 플라스미드 pKWZ의 서브틸리신 프로모터 및 신호서열(subtilisin promoter and signal sequence, SPS)을 pUC18의 HindIII-EcoRI 부위에 삽입한 것을 주형으로 하고, 프라이머 SPS-F: 5'-AGCGGATAACAATTTCACACAGGA-3'(서열번호 7)와 프라이머 SPS-R: 5'-TTGAGCTCGCCGGCCTGCGCAGACATGTTGCT-3'(서열번호 8)을 사용하여 PCR을 수행하여, SacI과 NaeI 제한효소 절단부위가 추가된 SPS 절편을 수득하였다. 전기 절편을 EcoRI과 SacI으로 절단하고, pUC19의 EcoRI-SacI 부위에 삽입시킨 후, 다시 EcoRI과 PstI으로 절단한 다음, pKK223-3의 EcoRI-PstI 부위에 삽입시켰다. 이어, pUB110의 복제기원(origin of replication)과 카나마이신 저항유전자를 SPS를 포함하는 pKK223-3에 삽입시켜서 pSM704를 작제하였다.Staphylokinase known to be unstable in Bacillus sp. Strains was prepared from the Bacillus subtilis LB700 (KCTC 18039P) strain as follows: First, the subtilisin promoter and signal sequence of plasmid pKWZ. , SPS) was inserted into the HindIII-EcoRI site of pUC18 as a template, primer SPS-F: 5'-AGCGGATAACAATTTCACACAGGA-3 '(SEQ ID NO: 7) and primer SPS-R: 5'-TTGAGCTCGCCGGCCTGCGCAGACATGTTGCT-3' PCR was performed using No. 8) to obtain SPS fragments to which SacI and NaeI restriction enzyme cleavage sites were added. The electrical sections were cut into EcoRI and SacI, inserted into the EcoRI-SacI site of pUC19, then further cut into EcoRI and PstI site, and then inserted into the EcoRI-PstI site of pKK223-3. Subsequently, pSM704 was constructed by inserting the origin of replication of pUB110 and the kanamycin resistance gene into pKK223-3 containing SPS.

한편, S. aureus(NCTC 10033)의 염색체 DNA를 주형으로 하고, 프라이머 SAK-F: 5'-TCAAGTTCATTCGACAAAGGAAAAT-3'(서열번호 9)와 프라이머 SAK-R: 5'-GGGAAGCTTATTTCTTTTCTATAACAACCTTTG-3'(서열번호 10)을 사용하여 PCR을 수행하고, SAK를 코딩하는 유전자를 포함하는 PCR 절편을 수득하였다. 전기 PCR 절편을 HindIII로 절단하고, pSM704의 NaeI-HindIII 부위에 삽입하여, SAK 발현벡터인 pSAK704를 작제하였다.On the other hand, chromosomal DNA of S. aureus (NCTC 10033) was used as a template, and primers SAK-F: 5'-TCAAGTTCATTCGACAAAGGAAAAT-3 '(SEQ ID NO: 9) and primers SAK-R: 5'-GGGAAGCTTATTTCTTTTCTATAACAACCTTTG-3' (SEQ ID NO: PCR was performed using 10) and PCR fragments containing the gene encoding SAK were obtained. The PCR fragment was cut with HindIII and inserted into the NaeI-HindIII site of pSM704 to construct pSAK704, a SAK expression vector.

작제된 pSAK704를 사용하여, 실시예 1의 바실러스 서브틸리스 LB700, DB431 및 WB600을 형질전환시켰다. 형질전환된 각 균주를 250 ml의 Luria-Bertani 배양액에 접종한 후, 37℃에서 24시간 동안 배양하고, 각 균주의 성장률과 SAK의 발현량을 시간별로 측정하였다(참조: 도 2).The constructed pSAK704 was used to transform Bacillus subtilis LB700, DB431 and WB600 of Example 1. Each transformed strain was inoculated into 250 ml of Luria-Bertani culture, followed by incubation at 37 ° C. for 24 hours, and the growth rate of each strain and the expression level of SAK were measured over time (see FIG. 2).

도 2에서, ()은 LB700의 성장곡선, ()는 DB431의 성장곡선, ()은 WB600의 성장곡선, ()은 LB700의 배양액에 분비된 SAK의 양, ()은 DB431의 배양액에 분비된 SAK의 양 및 ()은 WB600의 배양액에 분비된 SAK의 양을 나타낸다. 도 2에서 보듯이, 세 균주의 성장 양상은 거의 유사하였으나, SAK의 발현양상은 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 즉, SAK의 발현양은 DB431 및 WB600에서는 12시간을 정점으로하여 시간이 지날수록 감소하였으나, LB700에서는 계속 증가하며, 일정시간 후, 그 양이 유지됨을 알 수 있었다.In Figure 2, ( ) Is the growth curve of LB700, ( ) Is the growth curve of DB431, ( ) Is the growth curve of WB600, ( ) Is the amount of SAK secreted in the culture medium of LB700, ( ) Is the amount of SAK secreted in the culture medium of DB431 and ( ) Represents the amount of SAK secreted in the culture medium of WB600. As shown in Figure 2, the growth patterns of the three strains were almost similar, but it can be seen that there is a big difference in the expression pattern of SAK. That is, the expression level of SAK was decreased as time passed by 12 hours peaked in DB431 and WB600, but continued to increase in LB700, after a certain time, the amount was found to be maintained.

실시예 3: 스타필로키나제의 안정성 검사 Example 3 Stability Test of Staphylokinase

전기 실시예 2에서는 다른 균주에 비하여 바실러스 서브틸리스 LB700 균주에서 SAK가 대량으로 생산된다는 결과를 얻었는데, 이러한 결과가 SAK가 단백질 가수분해효소인 WprA에 의해 분해되는 비율이 현저하게 줄어들었기 때문인지를 확인하였다.In Example 2, SAK was produced in a large amount in the Bacillus subtilis LB700 strain compared to other strains, which is due to the significantly reduced rate of SAK degradation by WprA, a protease. It was confirmed.

먼저, 다른 SAK 발현벡터를 사용하여 대장균을 형질전환시키고, 이를 배양하며, 이로부터 순수분리된 SAK를 수득하였다. 한편, 전기 바실러스 바실러스 LB700, DB431 및 WB600을 37℃에서 24시간 동안 배양한 다음, 배양물을 원심분리하고, 여과하여 배양액을 수득하였다. 이어, 각 배양액 1㎖를 분취하고, 이들 각각에 순수분리된 SAK 5mg를 첨가한 다음, 37℃에서 방치하여 방치시간별로 SAK의 활성을 측정하였다(참조: 도 3). SAK의 활성은 40㎕의 SAK가 포함된 배양액과 10mM 인간의 플라스미노겐 40㎕를 20mM 인산완충용액(pH 7.5) 900㎕에 첨가하고, 25℃에서 25분간 반응시킨 다음, 20㎕의 50mM S-2251(V-0882, Sigma Aldrich Co., .U.S.A.)를 혼합시키고, 450nm에서의 흡광도를 측정하여 결정하였다.First, E. coli was transformed using another SAK expression vector and cultured, thereby obtaining purely isolated SAK. Meanwhile, Bacillus Bacillus LB700, DB431 and WB600 were incubated at 37 ° C. for 24 hours, and then the culture was centrifuged and filtered to obtain a culture solution. Subsequently, 1 ml of each culture was aliquoted, and 5 mg of purely isolated SAK was added to each of them, followed by standing at 37 ° C. to measure the activity of SAK by standing time (see FIG. 3). The activity of SAK was added to a culture solution containing 40 μl SAK and 40 μl of 10 mM human plasminogen to 900 μl of 20 mM phosphate buffer (pH 7.5), followed by reaction at 25 ° C. for 25 minutes, followed by 20 μl of 50 mM S. -2251 (V-0882, Sigma Aldrich Co., USA) was mixed and determined by measuring absorbance at 450 nm.

도 3은 SAK와 배양액이 혼합된 직후의 활성을 100으로 하였을 때, 방치시간 별로 각 균주의 배양액과 혼합된 SAK의 활성을 나타낸 그래프이다. 도 3에서 보듯이, DB431와 WB600의 배양액과 혼합된 SAK의 활성은 방치 2시간 후, 처음 활성의 50%를 나타내고 있으나, LB700의 배양액과 혼합된 SAK의 활성은 방치 24시간 후에도, 처음 활성의 60% 정도가 유지됨을 알 수 있었다.Figure 3 is a graph showing the activity of SAK mixed with the culture medium of each strain for each time left when the activity immediately after mixing the SAK and culture medium to 100. As shown in FIG. 3, the activity of SAK mixed with the culture medium of DB431 and WB600 was 50% of the initial activity after 2 hours of incubation, but the activity of SAK mixed with the culture of LB700 was the first activity after 24 hours of incubation. It was found that about 60% was maintained.

이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 외래 단백질을 안정하게발현시킬 수 있는, 바실러스 속 균주의 wprA 유전자가 파괴된 바실러스 속 균주를 제공한다. 본 발명의 바실러스 속 균주를 사용하여 외래 단백질을 발현시킬 경우, 발현된 외래 단백질이 바실러스 속 균주의 단백질 가수분해효소에 대해 안정적이므로, 안정하게 외래 단백질을 발현시킬 수 있다.As described and demonstrated in detail above, the present invention provides a strain of the genus Bacillus, which is capable of stably expressing foreign proteins, in which the wprA gene of the strain of the genus Bacillus is destroyed. When the foreign protein is expressed using the Bacillus sp. Strain of the present invention, since the expressed foreign protein is stable to the protease of the Bacillus sp. Strain, the foreign protein can be stably expressed.

이상으로 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계에 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 기술은 단지 바람직한 실시예 뿐이며, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Having described the specific part of the content of the present invention in detail, for those skilled in the art, such a technology is only a preferred embodiment, the actual scope of the present invention is the appended claims and their equivalents. It will be defined by.

Claims (7)

바실러스 속(Bacillus sp.) 균주에서 외래 단백질을 안정하게 발현시킬 수 있도록, 바실러스 속 균주의 WprA를 코딩하는 유전자인 wprA가 파괴된 바실러스 속 균주.A Bacillus sp. Strain in which wprA, a gene encoding WprA of the Bacillus sp. Strain, has been destroyed so as to stably express a foreign protein in a Bacillus sp. Strain. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, wprA 유전자의 파괴는 상동재조합(homologous recombination)에 의해Destruction of the wprA gene is by homologous recombination 수행되는 것을 특징으로 하는Characterized in that 바실러스 속 균주.Bacillus genus strains. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상동재조합은 파괴된 wprA 유전자를 포함하는 유전자 교환벡터(geneHomologous recombination is a gene exchange vector containing a destroyed wprA gene. replacement vector)를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는using a replacement vector) 바실러스 속 균주.Bacillus genus strains. 바실러스 서브틸리스 WB600의 wprA 유전자가 파괴된 바실러스 서브틸리스LB700(Bacillus subtilisLB700, KCTC 18039P). Bacillus subtilis LB700, KCTC 18039P, in which the wprA gene of Bacillus subtilis WB600 was destroyed. 제 1항의 바실러스 속 균주를 숙주 미생물로 사용하여 외래 단백질의 발현벡터로 형질전환시키고, 이를 배양한 배양액으로부터 외래 단백질을 수득하는 공정을 포함하는, wprA 유전자가 파괴된 바실러스 속 균주에서 외래 단백질을 제조하는 방법.Using the Bacillus sp. Strain of claim 1 as a host microorganism, transforming with an expression vector of a foreign protein, and obtaining a foreign protein from the culture medium cultured therefrom, a foreign protein is produced from the strain of Bacillus sp. How to. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 숙주 미생물은 바실러스 서브틸리스 LB700(Bacillus subtilisLB700,The host microorganism is Bacillus subtilis LB700, KCTC 18039P)인 것을 특징으로 하는KCTC 18039P) wprA 유전자가 파괴된 바실러스 속 균주에서 외래 단백질을 제조하는 방법.A method for producing a foreign protein in Bacillus strains with the wprA gene destroyed. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 외래 단백질은 스타필로키나제(staphylokinase)인 것을 특징으로 하는The foreign protein is characterized in that the staphylokinase (staphylokinase) wprA 유전자가 파괴된 바실러스 속 균주에서 외래 단백질을 제조하는 방법.A method for producing a foreign protein in Bacillus strains with the wprA gene destroyed.
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