KR20020059122A - Thermostable maltogenic amylase producing branched oligosaccharides, gene coding the same, and microorganism producing the same amylase - Google Patents

Thermostable maltogenic amylase producing branched oligosaccharides, gene coding the same, and microorganism producing the same amylase Download PDF

Info

Publication number
KR20020059122A
KR20020059122A KR1020000087691A KR20000087691A KR20020059122A KR 20020059122 A KR20020059122 A KR 20020059122A KR 1020000087691 A KR1020000087691 A KR 1020000087691A KR 20000087691 A KR20000087691 A KR 20000087691A KR 20020059122 A KR20020059122 A KR 20020059122A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
amylase
producing
same
seq
acarbose
Prior art date
Application number
KR1020000087691A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박관화
정태규
정경아
김태집
이수복
김영완
조희연
Original Assignee
박관화
정태규
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박관화, 정태규 filed Critical 박관화
Priority to KR1020000087691A priority Critical patent/KR20020059122A/en
Publication of KR20020059122A publication Critical patent/KR20020059122A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/24Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405Glucanases
    • C12N9/2408Glucanases acting on alpha -1,4-glucosidic bonds
    • C12N9/2411Amylases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE: Provided are thermostable maltogenic amylase having thermo stability and producing branched oligosaccharides from starch, its coding gene, and a microorganism, Bacillus thermoalkalophilus ET2, producing the amylase. CONSTITUTION: The producing method of amylase by using Bacillus thermoalkalophilus ET2(KCTC 0084BP) comprises the steps of: manufacturing a plasmid vector including DNA sequence consisting of DNA sequence of SEQ ID NO:1 or DNA sequence of its allele and coding amylase; transforming a host with the vector; and culturing the transformed host.

Description

분지올리고당을 생성하는 내열성 말토제닉 아밀라제, 그것을 코딩하는 유전자 및 그것을 생산하는 미생물{Thermostable maltogenic amylase producing branched oligosaccharides, gene coding the same, and microorganism producing the same amylase}Heat-resistant maltogenic amylase that produces branched oligosaccharides, genes encoding it and microorganisms that produce it {Thermostable maltogenic amylase producing branched oligosaccharides, gene coding the same, and microorganism producing the same amylase}

본 발명은 내열성 말토제닉 아밀라제 및 그것을 코딩하는 유전자 및 그것을 생산하는 미생물에 관한 것이다.The present invention relates to heat resistant maltogenic amylases and genes encoding them and microorganisms producing them.

전분을 가수분해하여 주로 말토오스를 생산하고, 풀루란을 분해하여 주로 판노오스를 생성하며, 사이클로덱스트린을 강력하게 분해하는 특이한 효소적 특성을 가지는 말토제닉 아밀레이즈의 예로는 한국특허 제186716호에 기재된, 바실러스 스테아로서모필러스 (Bacillus stearothermophilusKFCC-10896)부터 생산되는 아밀라제, 미국특허 5,583,039호에 기재된 바실러스 리케니포미스 (Bacillus licheniformisATCC 27811), 한국특허공개 2000-47164호에 기재된 서머스속(Thermussp. IM6501 KCTC 0527BP)에서 분리된 아밀라제, 또는 이들과 실질적으로 동일한 성질을 가지는 효소 및 이들과 실질적으로 동일한 성질을 가지며 유전자 재조합 기술에 생산되는 효소 등을 들 수 있고, 상기의 말토제닉 아밀라제를 액화전분에 처리하면 분지올리고당을 얻을 수 있다.Examples of maltogenic amylases that have specific enzymatic properties that hydrolyze starch to produce mainly maltose, break down pullulan to produce mainly pannose, and strongly degrade cyclodextrins are described in Korean Patent No. 186716. , Amylase produced from Bacillus stearothermophilus KFCC-10896, Bacillus licheniformis ATCC 27811 in US Pat. No. 5,583,039, Thermus sp in Korean Patent Publication No. 2000-47164 Amylase isolated from IM6501 KCTC 0527BP), or an enzyme having substantially the same properties as those thereof, and an enzyme produced by genetic recombination technology having substantially the same properties as these, and liquefied starch of the above-mentioned maltogenic amylase. Treatment with can yield branched oligosaccharides.

한국특허공개 2000-47164호의 고온성균주인 서머스속에서 분리된 아밀레이즈는 아카보오스를 분해하며, 아카보오스를 분해하여 생성된 아카비오신-글루코오스를 여러 가지 당수용체에 전이할 수 있는 내열성 아밀라제로 최적작용온도는 60℃라고 보고되고 있는데, 이는 상기 특성을 가지는 아밀라제 가운데 가장 내열성이다.Amylase isolated from Thermos, a high-temperature strain of Korean Patent Application Laid-Open No. 2000-47164, decomposes acarbose and heat-resistant amylase that can transfer acarbosecin-glucose produced by decomposing acarbose to various sugar receptors. It is reported that the optimum operating temperature is 60 ℃, which is the most heat resistant among the amylase having the above characteristics.

아카보오스는 불포화 사이클리톨(cyclitol)분자, 아미노당, 그리고 두 분자의 포도당으로 구성되는 유사사당류(pseudotetrasaccharide)로, 탄수화물 분해효소에 의해 더 이상 분해되지 않은 것으로 보고되고 있으며, 아카보오스를 묽은 황산으로 100℃에서 1시간 정도 가열하여 얻어지는 아카비오신-글루코오스는 유사삼당류(pseudotrisaccharide, 이하 PTS)로서, 아카보오스의 환원성 말단의 포도당 한 분자가 가수분해되어 제거된 유사삼당류의 일종으로 알려져 있다.Acarbose is a pseudotetrasaccharide composed of unsaturated cyclitol molecules, amino sugars, and two molecules of glucose, which have been reported to be no longer degraded by carbohydrate degrading enzymes. Acabiocin-glucose obtained by heating at 100 ° C. with dilute sulfuric acid for about 1 hour is pseudotrisaccharide (PTS), a pseudotrisaccharide in which a molecule of glucose at the reducing end of acarbose is hydrolyzed and removed. Known as

본 발명의 목적은 최적작용온도가 매우 높은 말토제닉 아밀라제를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide maltogenic amylases with very high optimum operating temperatures.

본 발명의 또다른 목적은 말토제닉 아밀라제를 코딩하는 유전자를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a gene encoding a maltogenic amylase.

본 발명의 또다른 목적은 최적작용온도가 매우 높은 말토제닉 아밀라제를 생산하는 미생물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a microorganism producing maltogenic amylase having a very high optimum operating temperature.

본 발명의 또다른 목적은 말토제닉 아밀라제를 코딩하는 유전자를 포함한 재조합 미생물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a recombinant microorganism comprising a gene encoding a maltogenic amylase.

도 1은 β-사이클로덱스트린, 전분, 풀루란을 기질로 하였을 때, 본 발명의 아밀라제의 온도 특성 곡선이다( -- ○-- 가용성 전분, - ▼ - : β-사이클로덱스트린).1 is a temperature characteristic curve of amylase of the present invention when using β-cyclodextrin, starch, pullulan as a substrate (− ○ − soluble starch, − ▼ −: β-cyclodextrin).

도 2은 β-사이클로덱스트린을 기질로 하였을 때 본 발명의 아밀라제의 pH 특성 곡선이다 (- ●- : 50mM 소디움 아세테이트 완충용액, -- ○-- 50mM 포스페이트 완충용액, - ▲- : 50mM 트리스 완충용액 - △- : 50mM 글리신 소디움하이드록시드 완충용액).Figure 2 is a pH characteristic curve of amylase of the present invention when using a β-cyclodextrin as a substrate (-●-: 50mM sodium acetate buffer,-○-50mM phosphate buffer,-▲-: 50mM Tris buffer solution Δ-: 50 mM glycine sodium hydroxide buffer solution.

도 3는 여러 가지 기질에 대한, 본 발명 아밀라제의 작용 형태를 보여주는 박층크로마토그래피의 결과이다. 도 4에서, 표준물질(M1): G1∼G7: 말토덱스트린, 표준물질(M2): PTS :유사삼당(pseudotrichsaccharide), Acb: 아카보오스, IAcb: 이소아카보오스, 기질: A: β-사이클로덱스트린, B: 전분, C:플루란, D: 아카보오스이다.3 is the result of thin layer chromatography showing the mode of action of amylase of the present invention on various substrates. In Fig. 4, reference material (M1): G1 to G7: maltodextrin, reference material (M2): PTS: pseudotrichsaccharide, Acb: acarbose, IAcb: isocarbose, substrate: A: β- Cyclodextrin, B: starch, C: flurane, D: acarbose.

도 4은 본 발명의 아밀라제의 아카비오신-글루코오스 전이 특성을 보여주는고속이온크로마토그래피의 결과이다 (α-MG: 알파-메틸 글루코피라노사이드, G1: 글루코스, α-1,6, α-1,4, α-1,3: 각각 알파-1,6, 알파-1,4, 알파-1,3 글루코시딕 결합으로 연결된 이당류, PTS: 유사삼당, Acb: 아카보오스).Figure 4 is a result of high-speed ion chromatography showing the acarbiosine-glucose transition properties of the amylase of the present invention (α-MG: alpha-methyl glucopyranoside, G1: glucose, α-1,6, α-1 , 4, α-1,3: disaccharides linked by alpha-1,6, alpha-1,4, alpha-1,3 glucosidic bonds, PTS: pseudotrisaccharide, Acb: acarbose).

도 5은 본 발명의 아밀라제가 분지올리고당을 생산하는 형태를 보여주는 고속이온크로마토그래피의 결과이다 (G1: 글루코스, IM: 이소말토오스, G2: 말토오스, IP: 이소판노스, Pan: 판노스, BDP4: 분지된 사당류).5 is a result of high-speed ion chromatography showing the form of amylase of the present invention to produce branched oligosaccharides (G1: glucose, IM: isomaltose, G2: maltose, IP: isopanose, Pan: pannos, BDP4: Branched tetrasaccharide).

본 발명은 새로운 내열성 말토제닉 아밀라제에 관한 것이다.The present invention relates to a novel heat resistant maltogenic amylase.

본 발명에 따른 말토제닉 아밀라제는 전분을 가수분해하여 주로 말토오스와 소량의 글루코오스를 생산하고, 풀루란을 분해하여 주로 판노오스를 생성하며, 사이클로덱스트린을 강력하게 분해하여 주로 말토오스와 소량의 글루코오스를 생성한다. 본 발명의 아밀라제는 특이하게 아밀라제의 저해제로 알려진 아카보오스를 글루코오스와 아카비오신-글루코오스로 가수분해하고 아카비오신-글루코오스를 여러 가지 당수용체에 전이하여 다양한 형태의 전이산물을 생성하며 또한 액화전분에 이 효소를 처리하는 경우 분지올리고당을 생산할 수 있다.Maltogenic amylase according to the present invention hydrolyzes starch to produce mainly maltose and a small amount of glucose, decomposes pullulan to produce pannose, and strongly decomposes cyclodextrin to produce mainly maltose and a small amount of glucose. do. Amylase of the present invention specifically hydrolyzes acarbose, known as an inhibitor of amylase, to glucose and acarbiocin-glucose and transfers acarbiocin-glucose to various sugar receptors to produce various forms of transition products and also liquefy. Treating this enzyme with starch can produce branched oligosaccharides.

본 발명의 아밀라제는 β-사이클로덱스트린을 기질로 하였을 때, 최적 pH가 약 8.0이고, 최적 작용온도가 약 70℃이다. 분자량은 말디토프/질량분석기 (Maldi Tof/Mass, Matrix aided laser desorption ionization time of flight/Mass spectroscopy)로 측정하였을 때 약 69,045달톤이다.The amylase of the present invention has an optimum pH of about 8.0 and an optimum operating temperature of about 70 ° C when using β-cyclodextrin as a substrate. The molecular weight is about 69,045 Daltons as measured by Maldi Tof / Mass (Matrix aided laser desorption ionization time of flight / Mass spectroscopy).

또한 본 발명은 신규한 내열성 말토제닉 아밀라제를 코딩하는 유전자에 관한 것이다.The present invention also relates to a gene encoding a novel heat resistant maltogenic amylase.

본 발명에 따른 유전자는 서열번호 1에 기재된 것과 실질적으로 동일한 DNA 서열, 서열번호 1의 대립형질(allele)인 DNA 서열, 서열번호 1이 코딩하는 아밀라제와 기능적으로 동일한 아밀라제를 코딩하는 서열 및 이들 서열의 일부로, 아카보오스 분해성 아밀라제를 코딩하는 DNA 서열을 포함한다. 이와 같은 본 발명의 유전자는 예를 들어 바실러스 서모알칼로필러스 ET2로부터 분리하거나, 서열번호 1 또는 그것의 일부를 이용하여 다른 미생물로부터 분리하거나, 전부 또는 일부를 합성할 수 있다.The gene according to the present invention comprises a DNA sequence substantially identical to that described in SEQ ID NO: 1, a DNA sequence which is an allele of SEQ ID NO: 1, a sequence encoding an amylase functionally identical to an amylase encoded by SEQ ID NO: 1, and these sequences. As part of, it comprises a DNA sequence encoding acarbose degradable amylase. Such genes of the present invention can be isolated from, for example, Bacillus thermoalophilus ET2, or isolated from other microorganisms using SEQ ID NO: 1 or part thereof, or synthesized in whole or in part.

또한 본 발명은 신규한 내열성 말토제닉 아밀라제를 생산하는 미생물에 관한 것이다. 본 발명자들은 미국 미시간주의 늪지대에서 전분분해 특성이 있는 고온성 균주를 탐색하였으며, 이중 우수한 고온성 균주를 선정하고 동정하여 바실러스 서모알칼로필러스 ET2으로 명명하고, 1998년 10월 31일자로 대한민국 대전광역시 유성구 어은동 52번지에 주소를 둔 생명공학연구소 부설 유전자은행(Korean Collection for Type Cultures)에 기탁하였으며 기탁번호(KCTC 0884BP)를 부여받았다.The invention also relates to microorganisms producing novel heat resistant maltogenic amylases. The present inventors searched for high-temperature strains having starch decomposition properties in swamps of Michigan, USA, and selected and identified excellent high-temperature strains, named Bacillus thermoalkalophilus ET2, Daejeon, Korea on October 31, 1998. It was deposited with the Korean Collection for Type Cultures, an affiliated biotechnology research institute, located at 52 Eun-dong, Yuseong-gu, Korea, and was assigned a deposit number (KCTC 0884BP).

또한 본 발명은 본 발명에 따른 아밀라제 유전자를 포함하는 형질전환체에 관한 것이다.The present invention also relates to a transformant comprising an amylase gene according to the present invention.

본 발명에 따른 형질전환체는 본 발명의 아밀라제 유전자를 공지된 방법에 따라 적당한 벡터에 삽입하여 재조합 벡터를 제조하고, 제조된 벡터를 그 재조합 벡터와 양립할 수 있는 숙주에 도입시키고, 아카보오스 분해성 아밀라제를 생산하는 형질전환체를 선별함에 의해 제조할 수 있다. 이 때 사용되는 벡터의 종류는 한정되지 않으며, 공지된 다양한 벡터를 사용할 수 있다. 사용되는 숙주 종류 역시 한정되지 않으며, 재조합 벡터와 양립할 수 있는 공지된 다양한 숙주에 도입할 수 있다.The transformant according to the present invention inserts the amylase gene of the present invention into a suitable vector according to a known method to produce a recombinant vector, introduces the produced vector into a host compatible with the recombinant vector, and acarbose. It can be prepared by selecting a transformant that produces a degradable amylase. The type of vector used at this time is not limited, and various known vectors may be used. The type of host used is also not limited, and may be introduced into a variety of known hosts that are compatible with recombinant vectors.

구체적인 예로는, 숙주로E. coliMC1061를 사용하고, 플라즈미드 p6xHis119(Kim et al., 1999, Appl. Environ. Microbiol., 65(4):1644-1651)에 본 발명의 말토오스생성 내열성 아밀라제 유전자를 삽입시켜 얻은 재조합 DNA(p6xHBTMA)을 숙주에 도입시켜 얻은 형질전환체(E. coliBTMA)를 만들 수 있다.As a specific example, E. coli MC1061 is used as a host, and the plasmid p6xHis119 (Kim et al., 1999, Appl. Environ. Microbiol., 65 (4): 1644-1651) uses the maltose-generating heat resistant amylase gene of the present invention. The recombinant DNA (p6xHBTMA) obtained by insertion can be introduced into a host to produce a transformant ( E. coli BTMA).

또한 본 발명은 바실러스 서모알칼로필러스 ET2에서 유래된 본 발명에 따른 아밀라제 유전자를 대량 생산하는 방법에 관한 것으로, 본 발명의 방법은 바실러스 서모알칼로필러스 ET2에서 유래되고 아카보오스를 분해하는 아밀라제를 코딩하며, 서열번호 1과 실질적으로 동일하거나 서열번호 1의 대립형질인 DNA 서열의 일부로 이루어지는 DNA 서열을 포함하는 플라즈미드 벡타를 제조하는 단계, 숙주세포를 상기 벡타로 형질전환시키는 단계 및 형질전환된 숙주세포를 배양하는 단계로 이루어진다.In addition, the present invention relates to a method for mass production of amylase gene according to the present invention derived from Bacillus thermoalophilus ET2, the method of the present invention is derived from Bacillus thermoalkalophilus ET2 and degrades acarbose Preparing a plasmid vector comprising a DNA sequence encoding an amylase and comprising a portion of a DNA sequence that is substantially identical to SEQ ID NO: 1 or an allele of SEQ ID NO: 1, transforming a host cell with the vector, and transforming Culturing the prepared host cells.

본 발명에 따른 형질전환체를 사용하여 말토오스생성 내열성 아밀라제를 생산하는 경우, 모균주를 사용했을 때 세포 배양기간이 1-2일이고 배양온도가 55℃인데 비하여, 배양기간을 12시간 이내로 단축하고 배양온도도 37℃로 낮추어 미생물 배양비용을 줄일 수 있으며, 효소의 생산성도 크게 증가시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따른 아카보오스 분해성 아밀라제는 반응최적온도가 70℃로 매우 높고, 열안정성이 뛰어나므로, 고온에서 효소반응이 가능하여 짧은 시간 내에 반응을 완료할 수 있으며, 발효과정에서 다른 미생물의 오염 등을 방지할 수 있다.In the case of producing maltose-resistant heat resistant amylase using the transformant according to the present invention, the cell culture period is 1-2 days and the culture temperature is 55 ° C. when the parent strain is used. Lowering the culture temperature to 37 ℃ can reduce the cost of microbial culture, it can also significantly increase the productivity of the enzyme. In addition, the acarbose degradable amylase according to the present invention is very high as the optimum temperature of the reaction 70 ℃, and excellent thermal stability, it is possible to complete the reaction in a short time by the enzymatic reaction at a high temperature, the fermentation process of other microorganisms Contamination can be prevented.

본 발명의 방법에서 사용된, 바실러스 서모알칼로필러스 ET2로부터 염색체를 분리하는 방법, 분리된 염색체를 적당한 크기로 자르는 방법, 원하는 벡터에 연결하는 방법 및 상기 벡터를 세포에 도입하는 방법 등은 이 분야에 잘 알려져 있는방법들, 예를 들어 Molecular Cloning 1, 2, 3; A laboratory manual (J. Sambrook, E.F. Fritsch, T. Maniatis)에 기재된 방법을 참고하여 수행될 수 있다.As used in the method of the present invention, a method for separating a chromosome from Bacillus thermoalophilus ET2, a method for cutting an isolated chromosome into an appropriate size, a method for linking to a desired vector, a method for introducing the vector into a cell, and the like Methods well known in the art, for example Molecular Cloning 1, 2, 3; A laboratory manual (J. Sambrook, E. F. Fritsch, T. Maniatis) can be carried out with reference to the method described.

본 발명의 명세서에 기재된 배지 및 사용 용액의 조성을 아래에 기재한다.The composition of the medium and the solution used described in the specification of the present invention are described below.

LBS 배지(pH 7.0): 박토-트립톤 10g/l, 효모추출물 5g/l, NaCl 5g/l, 가용성 전분 5g/lLBS medium (pH 7.0): 10 g / l bacto-tryptone, 5 g / l yeast extract, 5 g / l NaCl, 5 g / l soluble starch

LBA 배지(pH 7.0) : LB 배지에 100μ g/ml의 엠피실린(ampicilin) 첨가LBA medium (pH 7.0): 100 μg / ml of ampicillin added to LB medium

유전자 공여균주: 바실러스 서모알칼로필러스 ET2Gene Donor Strains: Bacillus Thermoalkalophilus ET2

숙주세포:E. coliMC1061 (supE44 △lacU169 (Φ80 lacZ△M15) hsdR17 recAl endA1 gyrA96 thi-1 relA1)Host cell: E. coli MC1061 (supE44 ΔlacU169 (Φ 80 lacZΔM15) hsdR17 recAl endA1 gyrA96 thi-1 relA1)

벡터 : p6xHis119Vector: p6xHis119

형질전환에 사용한 용액의 조성Composition of the solution used for transformation

용액 1: 1% 글루코오스, 50mM Na2EDTA, 25mM 트리스 완충액 (pH 8.0), 5mg/ml 라이소자임Solution 1: 1% glucose, 50 mM Na 2 EDTA, 25 mM Tris buffer, pH 8.0, 5 mg / ml lysozyme

용액 2: 0.2N 수산화나트륨, 1% SDSSolution 2: 0.2 N sodium hydroxide, 1% SDS

용액 3: 60ml 5M 포타슘아세테이트, 11.5ml 글래셜 아세트산, 28.5ml 증류수Solution 3: 60ml 5M potassium acetate, 11.5ml glacial acetic acid, 28.5ml distilled water

형질전환용액 1: 50mM 염화칼슘 용액Transformation solution 1: 50 mM calcium chloride solution

형질전환용액 2: 100mM 염화칼슘 용액Transformation solution 2: 100 mM calcium chloride solution

TE 용액: 10mM 트리스 완충액(pH 8.0), 1.0mM Na2EDTA(pH 8.0)TE solution: 10 mM Tris buffer (pH 8.0), 1.0 mM Na 2 EDTA (pH 8.0)

또한 본 발명은 서열번호 1과 실질적으로 동일하거나 서열번호 1의 대립형질인 DNA 서열 또는 서열번호 1에 의해 코딩되는 아밀라제와 기능적으로 동일한 효소를 코딩하는 DNA 서열에 의해 코딩되는 아밀라제에 관한 것이다.The present invention also relates to an amylase encoded by a DNA sequence that is substantially identical to SEQ ID NO: 1 or an allele of SEQ ID NO: 1 or an enzyme that is functionally identical to an amylase encoded by SEQ ID NO: 1.

본 발명자들의 한국특허공개 2000-25033호에 기재된 바에 의해 실시될 수 있으며, 그 명세서 내용은 본 출원 명세서 내용에 포함된다.The present invention can be carried out as described in Korean Patent Publication No. 2000-25033, the contents of which are included in the contents of the present application specification.

이하 본 발명을 실시예를 통해 더욱 자세히 설명하고자 하나, 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited by these Examples.

실시예 1. 미생물 선별 및 동정Example 1 Microbial Screening and Identification

채취한 토양시료를 멸균수에 현탁시킨 후, 원심분리하여 상등액만을 취하고, 이를 1.5% 한천이 함유된 LBS 고체배지에 도말하여 55℃에서 12시간 배양하였다. 각각의 고체배지에 요오드 용액(I20.203%, KI 5.2%)을 처리하여 전분분해능이 있는 균주를 한 주 선발하고, 그 미생물학적, 생리적 특성을 이용하여 동정하여 바실러스 서모알칼로필러스 ET2로 명명하였다. 이 선발균주의 최적생육온도는 55℃였다.The collected soil samples were suspended in sterile water, followed by centrifugation to take only the supernatant, which was plated on LBS solid medium containing 1.5% agar and incubated at 55 ° C. for 12 hours. Each solid medium was treated with iodine solution (I 2 0.203%, KI 5.2%) to select a strain having starch resolution for one week and identified using Bacillus thermoalkalophilus ET2 using its microbiological and physiological characteristics. Named it. The optimum growth temperature of this strain was 55 ° C.

실시예 2. 형질전환체 제조Example 2. Transformant Preparation

바실러스 서모알칼로필러스 ET2(이하 모균주라고 함)를 LBS배지 50ml에 접종하여 55℃에서 배양하고 원심분리하여 균체를 회수하였다. Dubnau, D. and R. D. Abenson, 1971, J. Mol. Biol., 56, 209-221에 기재된 방법을 기초로 염색체 DNA를 분리하였다. 즉, 회수된 균체에 라이소자임을 처리하여 원형질체 세포로 만든 다음 SDS(sodium dodecyl sulfate)를 넣어 세포를 완전히 파괴한 후 전체 반응액에 대해 농도가 1몰이 되도록 소디움 클로라이드를 첨가하여 단백질을 침전시켰다. 이것을원심분리하여 상등액만을 취하고, 페놀:클로로포름:아이소아밀알콜의 혼합액(각 용액의 부피의 비 = 25:24:1)을 상등액과 동일한 부피로 첨가하여 액 중의 단백질 등 불순물을 제거하였다. 이 과정을 수 회 반복하였다. 두 배 부피의 99%의 에탄올을 첨가하여 침전시키고, 이것을 유리막대로 감아서 분리하여 1/10x SSC 완충용액 (3M 소디움 클로라이드, 0.3M 소디움 시트레이트)에 녹였다.Bacillus thermoalophilus ET2 (hereinafter referred to as parent strain) was inoculated in 50 ml of LBS medium, cultured at 55 ° C, and centrifuged to recover the cells. Dubnau, D. and R. D. Abenson, 1971, J. Mol. Chromosomal DNA was isolated based on the method described in Biol., 56, 209-221. In other words, the recovered cells were treated with lysozyme to form protoplast cells, and then SDS (sodium dodecyl sulfate) was added to completely destroy the cells. Sodium chloride was added to the total reaction solution to precipitate the protein. This was centrifuged and only the supernatant was taken, and a mixture of phenol: chloroform: isoamyl alcohol (ratio of the volume of each solution = 25: 24: 1) was added in the same volume as the supernatant to remove impurities such as protein in the solution. This process was repeated several times. Two volumes of 99% ethanol were added to precipitate, which was wound up with a glass rod to separate and dissolved in 1/10 × SSC buffer (3M sodium chloride, 0.3M sodium citrate).

플라스미드 p6xHis119를 지니고 있는 대장균과 플라스미드 pUC18을 지니고 있는 대장균을 각각 LBA 배지 5ml에 접종하여 37℃에서 대수기까지 배양한 후, 배양액 1.5 ml을 원심분리하여 균체를 회수하였다. 회수된 균체에 100 μl의 용액 1을 넣고 심하게 흔들어 준 후 실온에서 5분간 방치하였다. 여기에 용액 2를 200 μl 첨가하고 섞은 후, 얼음 속에서 5분간 방치하였다. 여기에 용액 3을 150 μl 넣고 잘 섞은 후, 다시 얼음 속에서 5분간 방치한 후 4℃에서 15분간 원심분리하여 상등액만을 깨끗한 튜브로 옮겼다. 상등액에 같은 부피의 페놀혼합액(페놀:클로로포름:아이소아밀알콜 = 25:24:1 (부피비))을 넣어 단백질을 제거한 후 2배 부피의 빙냉(ice-cold) 에탄올을 넣어 4℃에서 15분간 원심분리하여 플라스미드를 침전시키고 이것을 5μl의 TE 용액에 녹였다 (Molecular Cloning 1, 2, 3; A laboratory manual (J. Sambrook, et al.).E. coli with plasmid p6xHis119 and E. coli with plasmid pUC18 were respectively inoculated in 5 ml of LBA medium and incubated at 37 ° C. to log phase, and the cells were recovered by centrifugation of 1.5 ml of the culture medium. 100 μl of Solution 1 was added to the recovered cells, shaken vigorously, and left at room temperature for 5 minutes. 200 μl of Solution 2 was added thereto, mixed, and left to stand in ice for 5 minutes. 150 μl of Solution 3 was added thereto, mixed well, and then left in ice for 5 minutes, followed by centrifugation at 4 ° C. for 15 minutes to transfer only the supernatant to a clean tube. Add the same volume of phenol mixture (phenol: chloroform: isoamyl alcohol = 25: 24: 1 (volume ratio)) to the supernatant to remove protein, and then add 2 volumes of ice-cold ethanol and centrifuge at 4 ° C for 15 minutes. The plasmids were separated and precipitated and dissolved in 5 μl of TE solution (Molecular Cloning 1, 2, 3; A laboratory manual (J. Sambrook, et al.).

실시예 1에서 얻은 모균주의 염색체 유전자에 대해 말토제닉 아밀라제류에 특이적으로 결합하는 2종의 올리고 뉴클레오타이드 프라이머 MA-II (5'-GACGGYTGGCGBYTNGATGT-3'), MA-IV (5'-TCATGACTGCCSAGCARRTT-3')를 사용하여 중합효소연쇄반응을 수행하였다. 이로부터 약 300bp 크기의 유전자 단편이 증폭되었으며, 이 단편의 염기서열을 분석하여 말토제닉 아밀라제 유전자의 일부분임을 확인하고, 새로이 2종의 올리고 뉴클레오타이드 프라이머 BS1822N (5'-CGAATGGCGTTATCCGCTTTT-3'), BS1822C (5'-GTTCAGCACGGATTTCGTCTT-3')를 고안하였다.Two oligonucleotide primers MA-II (5'-GACGGYTGGCGBYTNGATGT-3 '), MA-IV (5'-TCATGACTGCCSAGCARRTT-, which specifically binds maltogenic amylases to the chromosomal genes of the parent strain obtained in Example 1 3 ') was used to perform polymerase chain reaction. From this, a gene fragment of about 300 bp was amplified, and the nucleotide sequence of the fragment was analyzed to confirm that it was a part of the maltogenic amylase gene. 5'-GTTCAGCACGGATTTCGTCTT-3 ').

한편 실시예 1에서 얻은 모균주의 염색체 DNA를 제한효소인 BamHI으로 절단하고, 동일효소로 완전히 절단한 플라스미드 pUC18에 라이게이션하여 염색체 DNA 라이브러리를 제조하였다. BamHI 염색체 DNA 라이브러리에 대한 BS1822C 및 유니버샬 포워드 시퀀싱 프라이머(universal forward sequencing primer, 5'-GTAAAACGACGGCCAGT-3')를 이용한 중합효소연쇄반응의 결과, 약 2.3kb의 DNA 단편을 얻었고, 이 단편을 다시 pUC18에 클로닝하여 염기서열을 결정하였다.Meanwhile, the chromosomal DNA of the parent strain obtained in Example 1 was cut with BamHI, a restriction enzyme, and ligated to plasmid pUC18, which was cut completely with the same enzyme, to prepare a chromosomal DNA library. Polymerase chain reaction with BS1822C and universal forward sequencing primer (5'-GTAAAACGACGGCCAGT-3 ') on the BamHI chromosomal DNA library yielded a DNA fragment of about 2.3 kb, which was returned to pUC18. Cloning to determine the sequence.

또한 동일한 방법으로 모균주 염색체 DNA의 SalI으로 절단한 염색체 DNA 라이브러리를 제조하였으며, BS1822N 및 유니버샬 포워드 시퀀싱 프라이머를 이용하여 약 1.9kb의 DNA 단편을 얻어 역시 염기서열을 결정하였다. 말토제닉 아밀라제 유전자를 분리하기 위하여, 상기 두 DNA 단편의 염기서열 정보로부터 유전자의 암호화 부위가 포함되는 BTMA5 (5'-GTGGCAAAGCATATGTTGAAAGAAGCC-3'), BTMA3 (5'-GCCGAAGCGGAAGCTTACATCGAACG-3') 프라이머를 고안하고 모균주 염색체 DNA에 대해 중합효소연쇄반응을 실시하여 약 2.2kb의 생성물을 얻었다. 증폭된 유전자 절편을 NdeI과 HindIII로 처리하고, 이를 동일효소로 완전히 절단한 p6xHis119 벡터와 라이게이션시켰다. 형질전환을 위하여, LB배지 5ml에 숙주세포인E.coliMC1061을 접종하여 37℃에서 12시간 배양한 다음 배양액 1.0ml을 새로운 LB 배지 50ml에 접종하고 600nm에서 흡광도가 0.5가 될 때까지 배양하였다. 배양액 1.5 ml을 4℃에서 7000 x g로 5분간 원심분리하여 균체를 회수한 뒤 0.75 ml의 형질전환용액 1을 넣고 균체를 현탁하여 얼음 속에서 30분간 방치하였다. 4℃에서 6000 x g로 2분간 원심분리하여 균체를 다시 회수하였다. 회수된 균체에 0.15ml의 형질전환용액 2를 넣고 균체를 현탁시킨 다음 얼음 속에서 30분간 방치하였다.In addition, a chromosomal DNA library digested with SalI of the parent strain chromosomal DNA was prepared, and a DNA fragment of about 1.9 kb was obtained using BS1822N and universal forward sequencing primers to determine the base sequence. To isolate the maltogenic amylase gene, we devised BTMA5 (5'-GTGGCAAAGCATATGTTGAAAGAAGCC-3 '), BTMA3 (5'-GCCGAAGCGGAAGCTTACATCGAACG-3') primers, which contain coding regions of the genes from the sequence information of the two DNA fragments. The polymerase chain reaction was performed on the parent strain chromosomal DNA to obtain a product of about 2.2 kb. The amplified gene segments were treated with NdeI and HindIII and ligated with p6xHis119 vector digested completely with the same enzyme. For transformation, 5 ml of LB medium was inoculated with E. coli MC1061, a host cell, and incubated at 37 ° C. for 12 hours, and then 1.0 ml of the culture was inoculated in 50 ml of fresh LB medium and the absorbance was 0.5 at 600 nm. The cells were recovered by centrifuging 1.5 ml of the culture solution at 7000 xg for 5 minutes at 4 ° C., and then, 0.75 ml of the transformed solution 1 was added thereto, and the cells were suspended for 30 minutes in ice. Cells were recovered again by centrifugation at 6000 xg for 2 minutes at 4 ° C. 0.15ml of the transformed solution 2 was added to the recovered cells, and the cells were suspended and left in ice for 30 minutes.

현탁액 0.15 ml과 약 500 ng의 상기 라이게이션한 용액을 혼합하고 얼음 속에서 1시간 방치한 후 42℃에서 2분간 열충격을 주었다. 여기에 1ml의 LB배지를 넣고 37℃에서 1시간 배양시킨 다음 1.5%의 한천이 함유된 LBA 고체 배지에 도말하여 엠피실린에 대해 내성을 보이는 균주를 선별하여 형질전환체를 1차 선별하였다.0.15 ml of the suspension and about 500 ng of the ligated solution were mixed and left to stand in ice for 1 hour and then subjected to thermal shock at 42 ° C. for 2 minutes. 1 ml of LB medium was incubated at 37 ° C. for 1 hour, and then plated on 1.5% agar-containing LBA solid medium to select strains showing resistance to empicillin.

1차 선별된 형질전환체를 가용성 전분이 1% 함유된 LBA 고체배지에 접종하여 37℃에서 약 12시간 배양하고, 여기에 디-사이클로세린 (D-cycloserine) 3 mg을 함유하는 0.6% 한천배지를 5 ml씩 형질전환체가 배양된 고체배지위에 부은 후 37℃에서 12시간 다시 배양하였다. 이 고체배지에 요오드 용액을 부어 균 주위에 투명한 환을 보이는 균주를 아밀라제 생성균주 (Escherichia coliMC1061/p6xHBTMA)로 최종 선발하였다.The first selected transformants were inoculated in LBA solid medium containing 1% soluble starch and incubated at 37 ° C. for about 12 hours, and 0.6% agar medium containing 3 mg of D-cycloserine was added thereto. 5 ml each of the transformants was poured into a culture medium and cultured again at 37 ° C. for 12 hours. Iodine solution was poured into the solid medium, and a strain showing a transparent ring around the bacteria was finally selected from the amylase producing strain (Esherichia coli MC1061 / p6xHBTMA).

실시예 3. 아밀라제 유전자 염기서열 분석Example 3 Amylase Gene Sequencing

실시예 2에서 선발한 균주(Escherichia coliMC1061/p6xHBTMA)로부터 플라스미드 p6xHBTMA를 분리하고, 아밀라제 유전자를 함유하는 약 3kb의 DNA 단편을 다양한 제한효소로 처리하여 적당한 크기로 플라스미드 pUC18에 서브클로닝하였다. 이처럼 제조된 각각의 플라스미드 DNA 염기서열을 ABI377 PRISM 자동서열분석기(Perkin-Elmer Co.)를 이용하여 결정하였다(서열번호 1). 아밀라제 유전자는 서열번호 1의 염기 1~1791인 DNA 서열로 이루어짐을 알 수 있다.Plasmid p6xHBTMA was isolated from the strain selected in Example 2 (Esherichia coli MC1061 / p6xHBTMA), and DNA fragments of about 3 kb containing the amylase gene were treated with various restriction enzymes and subcloned into plasmid pUC18 at appropriate sizes. Each plasmid DNA sequence thus prepared was determined using an ABI377 PRISM autosequencer (Perkin-Elmer Co.) (SEQ ID NO: 1). Amylase gene can be seen that consists of the DNA sequence of the base 1 ~ 1791 of SEQ ID NO: 1.

실시예 4. 아카보오스 분해성 아밀라제의 정제Example 4 Purification of Acarbose Degradable Amylase

말토오스생성 아밀라제 생산 균주(Escherichia coliMC1061/p6xHBTMA)를 LBA배지에 접종하여 37℃에서 10시간 배양하고 원심분리하여 균체를 얻었다. 회수한 균체를 pH 7.5의 50 mM 트리스 완충용액으로 현탁시킨 다음 초음파로 파괴한 뒤 원심분리하여 상등액을 취하였다. p6xHBTMA로부터 발현된 아밀라제의 아미노 말단에는 6개의 히스티딘 잔기가 결합되어 있으므로, 이 상등액을 Ni-NTA컬럼(Stratagene Co., USA)을 통과시켜 정제하였고 효소 역가를 측정하였다.Maltose-producing amylase producing strain (Esherichia coli MC1061 / p6xHBTMA) was inoculated in LBA medium and incubated at 37 ° C. for 10 hours and centrifuged to obtain cells. The recovered cells were suspended in 50 mM Tris buffer solution at pH 7.5, disrupted by ultrasonication, and centrifuged to obtain supernatant. Since six histidine residues were bound to the amino terminus of amylase expressed from p6xHBTMA, the supernatant was purified by passing through a Ni-NTA column (Stratagene Co., USA) and enzyme titers were measured.

효소 역가는 효소액 0.05 ml에 pH 8.0의 50mM 글리신 소디움 하이드록사이드 완충용액 0.2 ml와 1%(w/v)의 β-사이클로덱스트린 용액 0.25 ml를 넣은 후 70℃에서 10분간 반응시키고 DNS 용액을 넣어 반응을 중단시킨 뒤 5분간 끓여 발색시켜 575 nm에서 흡광도를 측정하여 결정하였다. 흡광도 차이가 1.0 일 때 1단위로 정한다.Enzyme titer was added to 0.05 ml of enzyme solution, 0.2 ml of 50 mM glycine sodium hydroxide buffer solution at pH 8.0 and 0.25 ml of 1% (w / v) β-cyclodextrin solution. The reaction was stopped and then boiled for 5 minutes to develop color, and then determined by measuring absorbance at 575 nm. When the absorbance difference is 1.0, it is determined by 1 unit.

말디토프/질량분석기(Maldi Tof/Mass, PerSeptive Biosystem Framingham, USA)를 이용한 분석 결과, 분자량은 약 69.045 달톤이었다.The molecular weight was about 69.045 Daltons as a result of analysis using Malditof / Mass, PerSeptive Biosystem Framingham, USA.

실시예 5. 말토오스생성 내열성 아밀라제의 효소적 특성Example 5 Enzymatic Properties of Maltose-Generated Heat-Resistant Amylase

(1) 온도 특성(1) temperature characteristics

순수하게 분리정제된 효소의 작용 최적온도를 알아보기 위해 1% β-사이클로덱스트린 및 30% 액화된 옥수수 전분을 각각 기질로 함유하는 pH 6.0의 50mM 글리신 소디움 하이드록사이드 완충용액 0.25 ml과 기질을 함유하지 않는 동일한 완충용액 0.2 ml을 섞어 각 반응온도에서 예열시킨 후, 실시예 4에서 얻은 효소액을 0.05 ml 넣고 효소 역가를 측정하였다. 결과를 도 1에 나타낸다 (-- ○-- 가용성 전분, - ▼- : β-사이클로덱스트린).To determine the optimum temperature for the purely purified enzyme, 0.25 ml of 50 mM glycine sodium hydroxide buffer solution at pH 6.0 containing 1% β-cyclodextrin and 30% liquefied corn starch as substrates and substrate After mixing 0.2 ml of the same buffer solution, which was not added, and preheating the mixture at each reaction temperature, 0.05 ml of the enzyme solution obtained in Example 4 was added to measure the enzyme titer. The results are shown in Fig. 1 (-○-soluble starch,-▼-: β-cyclodextrin).

(2) pH 특성(2) pH characteristics

효소 활성에 대한 pH의 영향을 알아보기 위하여, 효소용액을 pH를 달리한 완충용액 0.2ml와, β-사이클로덱스트린 1%를 함유하는 증류수 0.25 ml을 섞어 60℃에서 5분간 예열시키고, 실시예 4에서 얻은 효소액을 각각의 pH 완충용액으로 희석한 효소액 0.05 ml을 첨가하여 30분간 반응시켜 실시예 4에 기재된 방법으로 효소활성을 측정하였다. 결과를 도 2에 나타낸다 (- ●- : 50mM 소디움 아세테이트 완충용액, -- ○-- 50mM 포스페이트 완충용액, - ▲- : 50mM 트리스 완충용액 - △- : 50mM 글리신 소디움하이드록시드 완충용액). pH 구간별 완충용액은 다음과 같다.In order to determine the effect of pH on the enzyme activity, the enzyme solution was preheated at 60 ° C. for 5 minutes by mixing 0.2 ml of the buffer solution with different pH and 0.25 ml of distilled water containing 1% of β-cyclodextrin, and Example 4 The enzyme solution obtained above was reacted for 30 minutes by adding 0.05 ml of the enzyme solution diluted with each pH buffer solution, and the enzyme activity was measured by the method described in Example 4. The results are shown in Fig. 2 (-●-: 50 mM sodium acetate buffer,-○-50 mM phosphate buffer,-▲-: 50 mM Tris buffer solution-Δ-: 50 mM glycine sodium hydroxide buffer solution). The buffer solution for each pH section is as follows.

pH 4.0∼pH 6.0 : 소디움 아세테이트pH 4.0-pH 6.0: sodium acetate

pH 6.0∼pH 8.0 : 소디움 포스페이트pH 6.0-pH 8.0: sodium phosphate

pH 8.0∼pH 10.0 : 글리신 소디움 하이드록사이드pH 8.0-pH 10.0: glycine sodium hydroxide

실시예 6. 기질분해특성Example 6 Substrate Degradation Characteristics

pH 8.0의 50mM 글리신 소디움 하이드록사이드 완충용액을 사용하고, 0.5%(w/v)의 풀루란, β-사이클로덱스트린, 전분, 아카보오스를 각각 기질로 사용하여 5 CU의 효소액과 70℃에서 12시간 반응시킨 후, 각각의 생성물을 채취하여 박층크로마토그래피로 생성물을 분석하였다. 이를 도 3에 나타낸다 (표준물질(M1):G1~G7: 말토덱스트린, 표준물질(M2): PTS :유사삼당(pseudotrichsaccharide), Acb: 아카보오스, IAcb: 이소아카보오스, 기질: A: β-사이클로덱스트린, B: 전분, C:플루란, D: 아카보오스). 도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 아밀라제는 풀루란에 작용하여 주로 판노오스와 미량의 글루코오스와 말토오스를 생성하고, β-사이클로덱스트린을 분해하여 다량의 말토오스와 소량의 글루코오스를 생성한다. 또한 아카보오스를 분해하여 글루코오스와 아카비오신-글루코오스를 생성한다. 본 발명의 말토오스생성 내열성 아밀라제의 전분, 풀루란, 그리고 β-사이클로덱스트린 분해력을 비교한 결과 전분분해력:풀루란분해력:β-사이클로덱스트린분해력이 22:100:1297인 것으로 나타났다.50 mM glycine sodium hydroxide buffer solution at pH 8.0 and 0.5% (w / v) of pullulan, β-cyclodextrin, starch, and acarbose were used as substrates at 5 CU and 70 ° C. After reacting for 12 hours, each product was collected and analyzed by thin layer chromatography. This is shown in FIG. 3 (Standards (M1): G1 to G7: Maltodextrin, Standards (M2): PTS: pseudotrichsaccharide, Acb: Acarbose, IAcb: Isoacabose, Substrate: A: β-cyclodextrin, B: starch, C: flurane, D: acarbose). As can be seen in Figure 4, the amylase according to the present invention acts on pullulan to produce mainly panose, trace amounts of glucose and maltose, and break down β-cyclodextrin to produce a large amount of maltose and a small amount of glucose. It also breaks down acarbose to produce glucose and acabiocin-glucose. The starch, pullulan, and β-cyclodextrin degradability of the maltose-producing heat resistant amylase of the present invention were found to be 22: 100: 1297.

실시예 7. 당전이특성Example 7 Current Transfer Characteristics

효소의 당전이능력을 알아보기 위하여 5%(W/V) 아카보스 및 10%(W/V) 알파-메틸 글루코피라노사이드를 각각 공여체와 수용체로 하여 효소액을 아카보스 1mg당 1U이 되게 첨가하고 글리신 소디움 하이드록사이드 완충용액 (pH 8.0) 0.5ml에서 70℃에서 18시간 반응시킨 후 각 생성물을 고속이온크로마토그래피를 이용해 분석하였으며 이를 도 4에 나타냈다 (α-MG: 알파-메틸 글루코피라노사이드, G1: 글루코스, α-1,6, α-1,4, α-1,3: 각각 알파-1,6, 알파-1,4, 알파-1,3 글루코시딕 결합으로 연결된 이당류, PTS : 유사삼당, Acb: 아카보오스). 또한 30%(W/V) 전분이 있는 글리신 소디움 하이드록사이드 완충용액 0.5ml에서 효소액을 기질 1g당 40U를 넣어 동일한 조건으로 반응시킨 결과를 고속이온크로마토그래피로 분석하였으며 이를 도5에 나타냈다 (G1 : 글루코스, IM : 이소말토오스, G2: 말토오스, IP : 이소판노스, Pan: 판노스, BDP4: 분지된 사당류).To determine the enzyme's ability to transfer sugar, 5% (W / V) acarbose and 10% (W / V) alpha-methyl glucopyranoside were used as donors and acceptors, respectively. After reacting for 18 hours at 70 ° C. in 0.5 ml of sodium hydroxide buffer solution (pH 8.0), each product was analyzed by high-speed ion chromatography and shown in FIG. 4 (α-MG: alpha-methyl glucopyranoside, G1: glucose, α-1,6, α-1,4, α-1,3: disaccharides linked by alpha-1,6, alpha-1,4, alpha-1,3 glucosidic bond, respectively, PTS: Pseudotrisaccharide, Acb: acarbose). In addition, the reaction of the enzyme solution in 0.5 ml of glycine sodium hydroxide buffer solution containing 30% (W / V) starch was carried out under the same conditions by adding 40 U per gram of substrate. The result was analyzed by high-speed ion chromatography (G1). : Glucose, IM: isomaltose, G2: maltose, IP: isopanose, Pan: pannose, BDP4: branched tetrasaccharide).

도 4과 5에서 이 아밀라제가 당전이능을 가지고 있으며 이로부터 다량의 분지올리고당을 생성함을 알 수 있다.It can be seen from FIGS. 4 and 5 that the amylase has a glycolysis capacity and produces a large amount of branched oligosaccharides.

본 발명에 따른 말토제닉 아밀라제는 내열성이 우수하고 이를 이용하여 전분으로부터 다량의 분지올리고당을 합성해낼 수 있으며, 또한 본 발명에 따른 유전자를 이용하여 본 발명의 효소와 유사한 기능을 나타내는 효소를 코딩하는 유전자를 다른 미생물로부터 분리할 수 있다.Maltogenic amylase according to the present invention is excellent in heat resistance and can be used to synthesize a large amount of branched oligosaccharides from starch, and also by using the gene according to the present invention, a gene encoding an enzyme having a similar function to the enzyme of the present invention. Can be separated from other microorganisms.

Claims (4)

서열번호 1과 실질적으로 동일하거나 서열번호 1의 대립형질인 DNA 서열 또는 서열번호 1에 의해 코딩되는 아밀라제와 기능적으로 동일한 효소를 코딩하는 DNA 서열.A DNA sequence encoding an enzyme substantially identical to SEQ ID NO: 1 or an allele of SEQ ID NO: 1 or an enzyme functionally identical to an amylase encoded by SEQ ID NO: 1. 바실러스 서모알칼로필러스 ET2에서 유래되고, 아래와 같은 특성을 가지며, 아카보오스 분해능이 있는 아밀라제:Amylase derived from Bacillus thermoallocophilus ET2 and having the following properties and having an acarbose resolution: i) 말디토프/질량분석기(Maldi Tof/Mass)로 측정한 분자량이 약 69,045 달톤i) A molecular weight of about 69,045 Daltons as measured by Maldi Tof / Mass ii) 반응최적 온도: 약 70℃,ii) optimum temperature of reaction: about 70 ° C, iii) 반응최적 pH: 약 8.0iii) optimum pH: about 8.0 바실러스 서모알칼로필러스 ET2에서 유래되고 아카보오스를 분해하는 아밀라제를 코딩하며, 서열번호 1과 실질적으로 동일하거나 서열번호 1의 대립형질인 DNA 서열 또는 그것의 일부로 이루어지는 DNA 서열을 포함하는 플라즈미드 벡타를 제조하는 단계;A plasmid vector that encodes an amylase that is derived from Bacillus thermoalophilus ET2 and degrades acarbose and comprises a DNA sequence that is substantially the same as SEQ ID NO: 1 or an allele of SEQ ID NO: 1 or a portion thereof. Preparing a; 숙주를 상기 벡타로 형질전환시키는 단계; 및Transforming a host with said vector; And 형질전환된 숙주 세포를 배양하는 단계로 이루어지는, 아카보오스 분해능이 있는 아밀라제를 생산하는 방법.A method for producing amylase capable of acarbose resolution, comprising culturing the transformed host cell. 바실러스 서모알칼로필러스 ET2 KCTC 0884BPBacillus thermoalkalophilus ET2 KCTC 0884BP
KR1020000087691A 2000-12-30 2000-12-30 Thermostable maltogenic amylase producing branched oligosaccharides, gene coding the same, and microorganism producing the same amylase KR20020059122A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000087691A KR20020059122A (en) 2000-12-30 2000-12-30 Thermostable maltogenic amylase producing branched oligosaccharides, gene coding the same, and microorganism producing the same amylase

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000087691A KR20020059122A (en) 2000-12-30 2000-12-30 Thermostable maltogenic amylase producing branched oligosaccharides, gene coding the same, and microorganism producing the same amylase

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020059122A true KR20020059122A (en) 2002-07-12

Family

ID=27690490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000087691A KR20020059122A (en) 2000-12-30 2000-12-30 Thermostable maltogenic amylase producing branched oligosaccharides, gene coding the same, and microorganism producing the same amylase

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20020059122A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100625100B1 (en) * 2002-07-15 2006-09-19 주식회사 제노포커스 Maltopentaose-Producing Amylase and Process for Producing Maltopentaose
KR100699431B1 (en) * 2004-10-04 2007-03-27 재단법인서울대학교산학협력재단 Brewing method with maltogenic amylase
WO2008093911A1 (en) * 2007-02-01 2008-08-07 Cj Cheiljedang Corporation A method for preparing enzymatically highly branched-amylose and amylopectin cluster

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50744B1 (en) * 1968-06-12 1975-01-11
US4284722A (en) * 1978-08-16 1981-08-18 Cpc International Inc. Heat and acid-stable alpha-amylase enzymes and processes for producing the same
US4493893A (en) * 1981-01-15 1985-01-15 Cpc International Inc. Process for cloning the gene coding for a thermostable alpha-amylase into Escherichia coli and Bacillus subtilis
US5958739A (en) * 1996-06-06 1999-09-28 Genencor International Inc. Mutant α-amylase
KR20000047164A (en) * 1998-12-30 2000-07-25 박관화 Heat resistant amylase decomposing acarbose, transferring acarbiosin-glucose into the saccharide receptors, the gene coding amylase, and microorganism producing amylase

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50744B1 (en) * 1968-06-12 1975-01-11
US4284722A (en) * 1978-08-16 1981-08-18 Cpc International Inc. Heat and acid-stable alpha-amylase enzymes and processes for producing the same
US4493893A (en) * 1981-01-15 1985-01-15 Cpc International Inc. Process for cloning the gene coding for a thermostable alpha-amylase into Escherichia coli and Bacillus subtilis
US5958739A (en) * 1996-06-06 1999-09-28 Genencor International Inc. Mutant α-amylase
KR20000047164A (en) * 1998-12-30 2000-07-25 박관화 Heat resistant amylase decomposing acarbose, transferring acarbiosin-glucose into the saccharide receptors, the gene coding amylase, and microorganism producing amylase

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Appl Environ Microbiol 1999 Apr;65(4):1644-51 *
Biochim Biophys Acta 2000 May 23;1478(2):333-40 *
Biotechnol Appl Biochem 1998 Aug;28 ( Pt 1):61-8 *
Eur J Biochem 1998 Apr 1;253(1):251-62 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100625100B1 (en) * 2002-07-15 2006-09-19 주식회사 제노포커스 Maltopentaose-Producing Amylase and Process for Producing Maltopentaose
KR100699431B1 (en) * 2004-10-04 2007-03-27 재단법인서울대학교산학협력재단 Brewing method with maltogenic amylase
WO2008093911A1 (en) * 2007-02-01 2008-08-07 Cj Cheiljedang Corporation A method for preparing enzymatically highly branched-amylose and amylopectin cluster

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH04500756A (en) Bacterial mutant α-amylase with high stability to heat, acid and/or alkali
Taylor et al. Specific DNA cleavage mediated by the integrase of conjugative transposon Tn916
Wu et al. Surface display of transglucosidase on Escherichia coli by using the ice nucleation protein of Xanthomonas campestris and its application in glucosylation of hydroquinone
JPH0286779A (en) Improved type recombinant dna, transformant containing the same and production of heat-resistant glucose dehydrogenase therewith
JP2003523203A (en) Bacterial isolate of the genus Klebsiella and isomaltulose synthase gene isolated therefrom
EP0877084B1 (en) Thermostable diaphorase gene
AU708538B2 (en) Sucrose metabolism mutants
KR20020059122A (en) Thermostable maltogenic amylase producing branched oligosaccharides, gene coding the same, and microorganism producing the same amylase
KR100898384B1 (en) Thermostable sulfolobus sulfataricus-derived ?-glycosyl transferase and preparation method of branched cyclodextrin with the same
KR100367154B1 (en) Amylase with Acabose Resolution, Genes That Encode It, Microorganisms That Produce It, and Its Uses
JP2005237393A (en) METHOD FOR CLONING AND PRODUCING BglII RESTRICTION ENDONUCLEASE AND MODIFICATION METHYLASE
US8669089B2 (en) Ulvan lyase, method for manufacturing same, and uses thereof
KR100921980B1 (en) Nostoc sp-derived amylopullulanase and preparation method of maltooligosaccharide with the same
JP3658323B2 (en) Trehalose synthase protein, gene, plasmid, microorganism, and method for producing trehalose
CN116042554B (en) Dextran monooxygenase with high enzymatic activity and high thermal stability, and preparation method and application thereof
WO2018154083A1 (en) Single-strand binding protein
KR102090672B1 (en) Thermostable Cyclodextran Glucanotransferase, Recombinant Vector Containing Gene of the Enzyme, and Transformant Transformed by the Vector
KR100270508B1 (en) Novel cephalosporin deacetylase gene and preparation method of protein using the same
JPH10262674A (en) Gene coding for alkaline phosphatase
WO2002070718A1 (en) Dna encoding l-ribose isomerae and use thereof
JP3557271B2 (en) DNA encoding an enzyme, recombinant DNA containing the same, and transformant
KR100310932B1 (en) Discovery of Staphylococcus haemolyticus L62(KCTC 8957P) producing a novel lipase and development of its efficient production method using Escherichia coli BL21(DE3)/pSHML(KCTC 8956P)
JP2001321179A (en) New method for producing raffinose
JPH089979A (en) Heat resistant methionine aminopeptitase and its gene
KR20110128168A (en) An alpha-xylosidase mutants modified at their proton-donor/acceptor catalyst and high efficiency transglycosylation with the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
B701 Decision to grant
NORF Unpaid initial registration fee