KR20060092663A - Detergent and oxidant-stable haloalkalophilic protease and a gene coding it - Google Patents

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KR20060092663A KR1020050013731A KR20050013731A KR20060092663A KR 20060092663 A KR20060092663 A KR 20060092663A KR 1020050013731 A KR1020050013731 A KR 1020050013731A KR 20050013731 A KR20050013731 A KR 20050013731A KR 20060092663 A KR20060092663 A KR 20060092663A
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Abstract

본 발명은 바실러스 클라우지 I-52 균주에서 생산된 단백질 분해효소 및 이를 암호화하는 유전자에 관한 것으로서, 구체적으로 극심한 환경 조건하에서도 활성을 유지하는 바실러스 클라우지 I-52 균주 유래의 단백질 분해효소 및 이를 암호화하는 유전자에 관한 것이다. 본 발명의 단백질 분해효소는 의류용 또는 콘택트 렌즈용 세제의 성분으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 식품, 사료, 천연 가죽 등의 가공 및 유기 폐기물의 처리에 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to a protease produced in Bacillus cloudi I-52 strain and a gene encoding the same, specifically, a protease derived from Bacillus cloudi I-52 strain that maintains activity even under extreme environmental conditions and It relates to a gene encoding. The protease of the present invention can be used not only as a component of a detergent for clothing or contact lenses, but also useful for processing food, feed, natural leather and the like and processing of organic waste.

Description

계면활성제 및 산화제에 매우 안정한 호염, 호알카리성 단백질 분해효소 및 이를 암호화하는 유전자{Detergent and oxidant-stable haloalkalophilic protease and a gene coding it}Detergent and oxidant-stable haloalkalophilic protease and a gene coding it} which is very stable to surfactants and oxidants

도 1 은 pH 변화에 따른 본 발명의 단백질 분해효소의 효소 활성을 나타낸 그래프이고, 1 is a graph showing the enzyme activity of the protease of the present invention according to the pH change,

도 2 는 온도 변화에 따른 본 발명의 단백질 분해효소의 효소 활성을 나타낸 그래프이고, Figure 2 is a graph showing the enzyme activity of the protease of the present invention with temperature changes,

도 3 은 염 농도 변화에 따른 본 발명의 단백질 분해효소의 상대 활성을 나타낸 그래프이고, 3 is a graph showing the relative activity of the protease of the present invention according to the salt concentration change,

도 4 는 음이온성 계면 활성제인 소디움 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate)의 농도에 따른 본 발명의 단백질 분해효소의 효소 활성을 나타낸 그래프이고, 4 is a graph showing the enzyme activity of the protease of the present invention according to the concentration of sodium dodecyl sulfate, an anionic surfactant,

도 5 는 과산화 수소수의 농도에 따른 본 발명의 단백질 분해효소의 효소 활성을 나타낸 그래프이고, 5 is a graph showing the enzyme activity of the protease of the present invention according to the concentration of hydrogen peroxide solution,

도 6 은 소디움 퍼보레이트의 농도에 따른 본 발명의 단백질 분해효소의 효소 활성을 나타낸 그래프이고, 6 is a graph showing the enzymatic activity of the protease of the present invention according to the concentration of sodium perborate,

도 7 은 본 발명의 단백질 분해효소를 시판되고 있는 상용세제와 함께 두었을 때, 본 발명의 단백질 분해효소가 효소 안정성을 유지하는지를 실험한 결과를 나타내는 그래프이고, 7 is a graph showing the results of experiments to determine whether the protease of the present invention maintains enzyme stability when the protease of the present invention is placed with a commercial detergent.

도 8 은 세제 성분인 LAS(15%) 존재하에서 바실러스 클라우지가 생산한 단백질 분해효소에 의한 세척력을 나타낸 그래프이고, Figure 8 is a graph showing the washing power by the protease produced by Bacillus Cluj in the presence of detergent component LAS (15%),

도 9 는 바실러스 클라우지가 생산한 단백질 분해효소에 의한 대두박 분해 능력을 나타낸 사진이고, 9 is a photograph showing the soybean meal decomposition ability by the protease produced by Bacillus Cluj,

레인 M: 단백질 분자량 마커,Lane M: protein molecular weight marker,

레인 1: 처리 전, 레인 2: 처리 후 2 시간,Lane 1: before treatment, lane 2: 2 hours after treatment,

레인 3: 처리 후 4 시간, 레인 4: 처리 후 8 시간,Lane 3: 4 hours after treatment, lane 4: 8 hours after treatment,

레인 5: 처리 후 16 시간Lane 5: 16 hours after treatment

도 10 은 바실러스 클라우지가 생산한 단백질 분해효소에 의한 대두박의 트립신 억제자(Soybean trypsin inhibitor, SBTI)의 분해 능력을 나타낸 그래프이고, FIG. 10 is a graph showing the degradability of soybean trypsin inhibitor (SBTI) of soybean meal by protease produced by Bacillus clown,

도 11 은 바실러스 클라우지 I-52의 염색체 DNA를 주형으로 하여 중합효소 연쇄반응 시 사용되는 프라이머의 위치와 증폭되는 부분을 나타내는 모식도이고, 11 is a schematic diagram showing the positions and amplified portions of primers used in the polymerase chain reaction using the chromosomal DNA of Bacillus cloud I-52 as a template;

도 12 는 각 프라이머 조합으로 중합효소 연쇄반응한 결과를 나타내는 겔 전기영동 사진이고, 12 is a gel electrophoresis picture showing the results of polymerase chain reaction with each primer combination,

레인 M: 100 bp 래더 DNA 분자량 마커,Lane M: 100 bp ladder DNA molecular weight marker,

레인 1: 프라이머 F2/R1 조합 레인 2: 프라이머 F2/R2 조합Lane 1: primer F2 / R1 combination lane 2: primer F2 / R2 combination

레인 3: 프라이머 F2/R3 조합 레인 4: 프라이머 F3/R2 조합Lane 3: primer F2 / R3 combination lane 4: primer F3 / R2 combination

레인 4: 프라이머 F3/R2 조합 레인 6: 프라이머 F3/R3 조합Lane 4: Primer F3 / R2 Combination Lane 6: Primer F3 / R3 Combination

도 13 은 프라이머 F3/R2 조합으로 얻어진 중합효소 연쇄반응 산물을 pGEM-Teay 플라스미드에 도입한 후, 이를 제한효소로 절단하여 삽입되어 있는 DNA 단편을 확인한 결과를 나타내는 겔 전기영동 사진이고, FIG. 13 is a gel electrophoresis photograph showing the results of introducing a polymerase chain reaction product obtained from a primer F3 / R2 combination into a pGEM-Teay plasmid, and then cutting the DNA fragment with the restriction enzyme to confirm the DNA fragment inserted therein.

레인 M: 람다 DNA 분자량 마커,Lane M: lambda DNA molecular weight marker,

레인 1: 삽인된 DNA 단편의 EcoRI 처리 산물Lane 1: EcoRI treatment product of the inserted DNA fragment

도 14 은 성숙 프로테아제(BCAP) 발현용 플라스미드(pT7-BCAP)의 모식도이고, 14 is a schematic diagram of the plasmid for expression of mature protease (BCAP) (pT7-BCAP),

도 15 는 성숙 프로테아제(BCAP)를 암호화 하는 유전자를 pT7-7 플라스미드에 도입한 후, 이를 제한효소로 절단하여 삽입되어 있는 DNA 단편을 확인한 결과를 나타내는 겔 전기영동 사진이고, 15 is a gel electrophoresis photograph showing the results of confirming the DNA fragment inserted by introducing a gene encoding a mature protease (BCAP) into the pT7-7 plasmid, and then cleaved with a restriction enzyme.

레인 M: 람다(λ) DNA 분자량 마커,Lane M: lambda (λ) DNA molecular weight marker,

레인 1, 2 및 3: 삽입된 DNA 단편의 Nco I 과 Hind III 처리 산물, 각 클론 1, 2 및 3Lanes 1, 2 and 3: Nco I and Hind III treatment products of inserted DNA fragments, clones 1, 2 and 3

도 16은 성숙 프로테아제를 발현하는 형질전환체에 IPTG를 첨가하여 배양함으로써 유도된 성숙 프로테아제를 SDS-PAGE로 분석한 결과를 나타낸 사진이고, 16 is a photograph showing the result of SDS-PAGE analysis of a mature protease induced by culturing by adding IPTG to a transformant expressing a mature protease,

레인 M: 단백질 분자량 마커,Lane M: protein molecular weight marker,

레인 1: IPTG 유도 전, 레인 2: IPTG 유도 후 1 시간,Lane 1: before IPTG induction, lane 2: 1 hour after IPTG induction,

레인 3: IPTG 유도 후 2 시간, 레인 4: IPTG 유도 후 3 시간,Lane 3: 2 hours after IPTG induction, lane 4: 3 hours after IPTG induction,

화살표: 발현 유도된 성숙 프로테아제 밴드,Arrow: expression induced mature protease band,

도 17 은 서열번호 1으로 기재되는 유전자를 포함하는 바실러스 클라우지(Bacillus clausii) 게놈 삽입용 플라스미드(pHPS-BCAP)의 모식도이다. FIG. 17 is a schematic diagram of a Bacillus clausii genome insertion plasmid (pHPS-BCAP) comprising the gene set forth in SEQ ID NO: 1. FIG.

본 발명은 바실러스 클라우지 I-52 균주에서 생산된 단백질 분해효소 및 이를 암호화하는 유전자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 극심한 환경 조건하에서도 활성을 유지하는 바실러스 클라우지 I-52 균주 유래의 단백질 분해효소 및 이를 암호화하는 유전자에 관한 것이다.The present invention relates to a protease produced in Bacillus cloudi I-52 strain and a gene encoding the same, and more particularly, a protease derived from Bacillus cloudi I-52 strain that maintains activity even under extreme environmental conditions. And to a gene encoding the same.

단백질 분해효소는 그 용도가 다양하여 혈전의 용해 등과 같은 사람의 질병 치료용 이외에도 의류용 세제의 성분, 콘택트 렌즈 세정제의 성분으로 이용될 뿐만 아니라 우유 단백질의 변형, 견섬유의 고무질 제거(silk degumming), 사료의 개선, 가죽의 침지(soaking), 제모(dehairing), 엑스선 필름(X-ray)으로부터 은의 회수 및 단백질 용액 농축에 사용되는 한외 여과막의 재생 등에 다양하게 이용되고 있다. 미생물의 산물 가운데 효소의 유용성은 이미 널리 알려진 것으로 산업용 효소 시장은 10억불 이상이라고 한다. 산업용 효소 시장 중 단백질 분해효소가 60% 이상으로 가장 큰 비율을 차지하며 그 시장성은 더욱 증가하고 있다. 단백질 분해효소는 상당히 오랜 세월동안 산업적으로 이용되어 왔는데, 의약품, 낙농업, 피혁산 업, 식품산업, 사료산업, 필름 제조, 폐기물 처리, 세제 등 그 이용 범위가 매우 광범위하다.Proteolytic enzymes are used in a variety of applications, and can be used not only for treating human diseases such as dissolution of blood clots, but also as a component of clothing detergents and contact lens cleaners, as well as milk protein modification, silk degumming, Various applications include improving feed, soaking leather, dehairing, recovering silver from X-rays, and regenerating ultrafiltration membranes used to concentrate protein solutions. The usefulness of enzymes in microbial products is well known and the industrial enzyme market is said to be over $ 1 billion. Proteolytic enzymes account for the largest portion of the industrial enzyme market (over 60%), and its marketability is increasing. Proteolytic enzymes have been used industrially for quite some time, with a wide range of uses, including pharmaceuticals, dairy, leather, food, feed, film making, waste disposal and detergents.

세제 첨가제로서 단백질 분해효소는 세탁용에서부터 콘택트 렌즈 세척용, 의치 세척용 등 매우 다양하며 산업용 단백질 분해효소의 약 25%는 세탁용으로 판매되고 있다. 1956년 처음 상품명 BIO-40 이란 이름으로 세균 프로테아제가 세탁용으로 소개된 이래 현재 130억 톤의 단백질 분해효소가 세제용으로 생산되고 있다. 세제용 프로테아제는 음식물, 혈액 또는 체액 성분까지 제거할 수 있는 넓은 기질 특이성, 알카리성 환경, 계면 활성제 및 높은 온도에서 효소의 활성을 잃지 않는 안정성 등을 지니고 있어야 한다. 과거에는 식물에서 유래한 프로테아제가 주로 사용되었으나 근래에는 미생물, 특히 바실러스 속의 미생물이 단백질 분해효소 생산을 위해 가장 많이 사용되고 있다. As a detergent additive, protease is widely used for washing, contact lens cleaning, denture cleaning, and about 25% of industrial protease is sold for washing. Since the introduction of the bacterial protease for washing under the trade name BIO-40 in 1956, 13 billion tons of proteolytic enzymes have been produced for detergents. Detergent proteases should have a broad substrate specificity to remove food, blood or bodily fluids, an alkaline environment, surfactants and stability that will not lose enzyme activity at high temperatures. In the past, plant-derived proteases were mainly used, but nowadays, microorganisms, particularly those of the genus Bacillus, are most commonly used for protease production.

단백질 분해효소는 작용 양상에 따라 엑소프로테아제(exoproteases)와 엔도프로테아제(endoprotease), 활성 부위의 기능기에 따라 세린 프로테아제, 아스파르틱 프로테아제 및 시스테인 프로테아제로 분류되기도 하며 효소 활성의 최적 pH에 따라 알카리성, 중성, 산성 프로테아제, 생성 위치에 따라 세포내 프로테아제(intracellular protease), 세포외 프로테아제(extracellular protease)로 분류되기도 한다. 이들 중 알카리성 프로테아제는 주로 세제 산업에 주로 활용되는데 주로 바실러스 라이체니포미스(Bacillus licheniformis)와 같은 바실러스 속의 미생물과 아스페르지루스 오리자에(Aspergillus oryzae)와 같은 곰팡이를 주로 이용하 지만 대부분은 바실러스 속의 미생물을 이용하여 생산한다. Proteolytic enzymes are classified into exoproteases, endoproteases, and serine proteases, aspartic proteases, and cysteine proteases, depending on the functional site of the active site, depending on the mode of action. Acidic proteases, depending on the location of production, may be classified as intracellular protease or extracellular protease. Alkaline proteases are mainly used in the detergent industry, mainly because they use microorganisms such as Bacillus licheniformis and fungi such as Aspergillus oryzae , but most of them are of the genus Bacillus. Produced using microorganisms.

단백질 분해효소를 산업적 용도에서 사용하는 경우 생체 내부의 항상적 환경에 비해 변화가 심하고, 보다 극심한 생체 외부 환경에서 단백질 분해효소가 활성을 유지해야 하기 때문에 매우 안정한 단백질 분해효소가 요구된다. 예를 들어, 계면활성제 존재 시 대부분의 단백질은 활성이 감소하거나 완전히 사라지기 때문에, 세제에 사용되는 단백질 분해효소는 극히 제한되어 있으며, 고농도로 세제를 사용할 경우 이에 함유된 단백질 분해효소의 활성을 기대하기 어렵다. 게다가 생체 외부 환경에서는 극심한 pH에 노출, 중금속에의 노출, 산화-환원 정도 등의 조건 변화가 생체 내부에 비해 훨씬 심한데, 이들 조건은 모두 일반적으로 효소의 활성에 강하게 영향을 주어, 이들 조건이 적정 범위를 벗어나면 효소는 급격히 활성을 잃게 된다. 따라서, 단백질 분해효소가 본격적으로 산업에 이용되기 위해서는, 극심하고 불안정한 물리적, 화학적 조건에도 불구하고 활성을 유지하는 것이 요구된다. When proteolytic enzymes are used in industrial applications, there is a need for highly stable proteolytic enzymes because the changes are severe compared to the internal environment of the living body, and the protease must be kept active in the more extreme external living environment. For example, protease used in detergents is extremely limited because most proteins decrease or disappear completely in the presence of a surfactant. When using detergents at high concentrations, the protease activity contained in them is expected. Difficult to do In addition, in the external environment, changes in conditions such as exposure to extreme pH, exposure to heavy metals, and degree of oxidation-reduction are much more severe than in vivo. All of these conditions generally strongly affect the activity of enzymes, and these conditions are appropriate. Outside the range, the enzyme rapidly loses its activity. Therefore, in order for protease to be used in industry in earnest, it is required to maintain activity despite severe and unstable physical and chemical conditions.

즉, 단백질 분해효소가 산업용으로 사용되기 위해서는 첫째, 계면활성제에 의하여 단백질 분해효소의 활성이 억제를 받지 말아야 하고, 둘째 산소계 표백제에 의하여 그 활성이 억제를 받지 말아야 하고, 셋째 높은 pH 조건에서 활성을 유지하는 알칼리성 단백질 분해효소이어야 하며, 넷째 중 저온(20~30℃)에서 높은 효소 활성을 가져야 하며, 다섯째 중금속에 의하여 효소 활성이 억제를 받지 말아야 하며, 여섯째 효소 활성에 칼슘이온을 필요로 하지 말아야 한다. 그 외 세제 첨가제 로 사용하기 위하여 효소를 그래뉼 형태로 제조할 때, 중심 물질로 소금을 사용하기 때문에 높은 염(10% 이상의 소금)이 존재하는 조건에서도 효소의 활성을 유지하는 호염성 단백질 분해효소일 경우 산업용 효소로서 더욱 가치가 있는 것으로 알려져 있다. That is, in order for the protease to be used in industry, first, the activity of the protease should not be inhibited by the surfactant, and the activity of the protease should not be inhibited by the oxygen-based bleach. Must be alkaline protease to be maintained, must have high enzyme activity at low temperature (20 ~ 30 ℃) of the fourth, enzyme activity should not be inhibited by the heavy metal, and calcium ion should not be needed for enzyme activity of the sixth. do. When preparing enzymes in granule form for use as detergent additives, it is a basophilic protease that maintains the activity of enzymes even in the presence of high salt (more than 10% salt) because salt is used as the core substance. It is known to be of further value as an industrial enzyme.

호염성 단백질 분해효소의 가치는 특별히 고염도 식품에 응용에서 찾을 수 있다. 우리나라는 전통 고염도 식품인 젓갈류와 장류의 독특한 풍미는 숙성과정 중에 단백질 분해효소의 작용에 의해 단백질로부터 생성되는 아미노산에 의해 이루어지는데 이들 발효식품은 장기 유통을 위하여 15% 이상의 식염을 첨가하는데 이러한 높은 농도의 염도에서도 효소 활성을 유지하는 것이 필요하다. The value of basophil protease can be found in applications especially for high salt foods. In Korea, the unique flavors of salted fish and jangjang, which are traditional high-salt foods, are made up of amino acids produced from proteins by the action of proteolytic enzymes during the ripening process. These fermented foods add more than 15% of salt for long-term distribution. It is necessary to maintain enzyme activity even at high concentrations of salinity.

상기와 같은 조건들을 충족시키는 단백질 분해효소를 제조하기 위하여 미국 특허 제534075호, 제6136553호 및 대한민국 특허 제 10-0258740호는 기존의 단백질 분해효소로부터 특이적인 돌연변이를 적용하여 보다 우수하고 안정성이 높은 단백질 분해효소를 개발하였다고 명시되어 있다. 또한, 미국 특허 제6162635호 등에서는 상기의 조건을 충족하는 단백질 분해효소를 생산하는 균주들을 토양 등 자연계로부터 탐색하여 산업용으로 사용하려고 시도하였다고 기재되어 있다. 그러나 돌연변이체는 많은 경우에 효소의 활성이 낮아지는 문제점을 가지고 있으며, 아직까지 상기의 모든 조건을 충족시키는 단백질 분해효소가 제조되지 못하고 있는 실정이다. 특히 산소계 표백제 및 계면활성제에 모두 안정한 단백질 분해효소는 극히 제한적으로 보고되고 있는 실정이다. In order to prepare a protease that satisfies the above conditions, US Pat. Nos. 534075, 6136553, and Republic of Korea Patent No. 10-0258740 apply specific mutations from existing proteases to provide better and higher stability. It is stated that proteolytic enzymes have been developed. In addition, US Pat. No. 6162635 and the like describe an attempt to find industrial strains that produce protease that satisfies the above conditions from natural systems such as soil. However, the mutant has a problem in that the activity of the enzyme is lowered in many cases, and so far, proteolytic enzymes satisfying all the above conditions have not been prepared. In particular, proteolytic enzymes that are stable to both oxygen-based bleaches and surfactants have been reported to be extremely limited.

이에, 본 발명자들은 바실러스 클라우지(Bacillus clausii I-52, KCTC 10277BP, 대한민국 특허출원 10-2002-0037420, 등록번호 제046582) 유래의 알칼리성 단백질 분해효소가 계면활성제, 산화제, 고농도의 염 존재 하에서도 매우 높은 활성을 유지하고 있음을 발견하여 산업적으로 유용하게 사용될 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다. Thus, the inventors of the Bacillus Cluj (Bacillus clausiiI-52, KCTC 10277BP,Republic of Korea Patent Application 10-2002-0037420, Registration No. 046582The present invention was completed by confirming that alkaline proteolytic enzymes derived from c) can maintain a very high activity even in the presence of a surfactant, an oxidizing agent, and a high concentration of salt, and thus can be used industrially.

본 발명의 목적은 계면활성제, 산화제, 고농도의 염에 안정하여 산업적으로 유용하게 사용할 수 있는 단백질 분해효소를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a protease which is stable to a surfactant, an oxidizing agent, and a high concentration of salt, which can be useful industrially.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a protease, characterized in that it comprises an amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3.

또한, 본 발명은 상기 단백질 분해효소를 코딩하는 유전자를 제공한다.The present invention also provides a gene encoding the protease.

또한, 본 발명은 상기 유전자를 포함하는 발현벡터를 제공한다.The present invention also provides an expression vector comprising the gene.

또한, 본 발명은 상기 발현벡터가 도입된 형질전환체를 제공한다.The present invention also provides a transformant into which the expression vector is introduced.

또한, 본 발명은 상기 유전자를 포함하는 바실러스 게놈 삽입용 발현벡터를 제공한다.In addition, the present invention provides an expression vector for Bacillus genome insertion comprising the gene.

또한, 본 발명은 상기 발현벡터가 도입된 형질전환체를 제공한다.The present invention also provides a transformant into which the expression vector is introduced.

또한, 본 발명은 상기 단백질 분해효소를 포함하는 의류용 또는 콘택트렌즈용 세제를 제공한다.The present invention also provides a detergent for clothing or contact lenses containing the protease.

또한, 본 발명은 상기 단백질 분해효소를 이용하여 식품, 사료, 직물, 천연 가죽을 가공하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for processing food, feed, textiles, natural leather using the protease.

아울러, 본 발명은 상기 단백질 분해효소를 이용하여 유기 폐기물을 분해하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for decomposing organic waste using the protease.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소를 제공한다.The present invention provides proteolytic enzymes comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3.

본 발명자들은 생장 조건이 극히 열악한 서해 연안 갯벌로부터 바실러스 클라우지(Bacillus clausii) 균주 I-52를 분리하고 상기 균주로부터 극심한 물리, 화학적 조건하에서도 뛰어난 안정성을 갖는 단백질 분해효소를 수득하였다. 본 발명자들은 상기 단백질 분해효소의 염기서열(서열번호 1) 및 아미노산 서열(서열번호 2 및 3)을 결정하였다. The present inventors isolated Bacillus clausii strain I-52 from the western coastal tidal flat with extremely poor growth conditions and obtained protease having excellent stability even under extreme physical and chemical conditions. The inventors determined the nucleotide sequence ( SEQ ID NO: 1 ) and amino acid sequence ( SEQ ID NO: 2 and 3 ) of the protease.

본 발명의 단백질 분해효소는 381개의 아미노산으로 구성되어 있고 N-말단의 32 아미노산 잔기들은 시그날 서열이고, 107 번째 아미노산인 알라닌(Alanine, Ala)은 활성형 단백질의 N-말단 아미노산임을 확인하였다. 이 중, 활성형 단백질 분해효소 부분은 서열번호 3으로 기재되는 275 개 아미노산 잔기로 이루어져 있으며, 세린계 단백질 분해효소에 공통적으로 존재하는 3가지 활성관련 아미노산 (catalytic triad)인 Asp32, His64 및 Ser221 잔기들을 포함하고 있어 상기 단백질 분해효소는 전형적인 세린 계열 단백질 분해효소의 한 종류임을 확인하였다. The protease of the present invention is composed of 381 amino acids, the 32 amino acid residues of the N-terminal is a signal sequence, the 107th amino acid Alanine (Alanine, Ala) was confirmed to be the N-terminal amino acid of the active protein. Among them, the active protease moiety is composed of 275 amino acid residues as set forth in SEQ ID NO: 3, and Asp32, His64, and Ser221 residues, which are three activity-related amino acids common to serine protease It was confirmed that the protease is a type of a typical serine protease.

본 발명의 단백질 분해효소는 높은 pH, 계면활성제, 산화제, 유기용매 및 중금속 등의 다양한 물리 화학적 조건하에서도 활성을 유지하는 안정한 효소이다. 본 발명의 단백질 분해효소는 pH 7.0 ~ pH 12.0의 넓은 pH 영역에서 단백질 분해활성을 나타내고, 최대 활성을 나타내기 위해서는 pH 9.0 ~ pH 12.0 인 것이 바람직하며, pH 10.0 ~ pH 11.0 인 것이 더욱 바람직하고, pH 11.0인 것이 가장 바람직하다(도 1 참조). 또한, 본 발명의 단백질 분해효소는 10 ~ 70℃에서 단백질 분해활성을 나타내고, 최대 활성을 나타내기 위해서는 40 ~ 65℃인 것이 바람직하고, 55 ~ 65℃인 것이 더욱 바람직하고, 60 ~ 65℃인 것이 가장 바람직하다(도 2 참조). 본 발명의 단백질 분해효소는 소금이 2~5% 정도로 존재할 때 효소의 최대 활성을 나타낼 뿐만 아니라 20%의 고농도로 존재할 때에도 효소 활성이 안정하게 유지하는 호염성 단백질 분해효소임을 확인하였다(도 3 참조). 본 발명의 단백질 분해효소는 비이온성 계면활성제 뿐만 아니라 SDS(sodium dodecyl sulfate)와 같은 강한 음이온성 계면 활성제의 존재 하에서도 높은 단백질 분해 활성을 유지하는데, 특히 5%의 SDS 로 3일 동안 처리하여도 활성을 거의 잃지 않았고(도 4 참조) 강력한 산화제로 알려진 과산화수소 및 소디움 퍼보레이트(sodium perborate)의 존재 하에서도 활성을 거의 잃지 않는 매우 안정한 효소로 판명되었다(도 5도 6 참조). 이러한 일련의 효소학적인 특성으로부터 본 발명의 바실러스 클라우지 유래의 단백 질 분해효소는 다양한 산업상 사용 가능성을 가지고 있음을 확인할 수 있었다.Proteolytic enzymes of the present invention are stable enzymes that maintain activity even under various physicochemical conditions such as high pH, surfactants, oxidants, organic solvents and heavy metals. The protease of the present invention exhibits proteolytic activity in a wide pH range of pH 7.0 to pH 12.0, in order to exhibit maximum activity, it is preferably pH 9.0 to pH 12.0, more preferably pH 10.0 to pH 11.0, Most preferred is pH 11.0 (see FIG. 1 ). Further, the protease of the present invention exhibits proteolytic activity at 10 to 70 ° C, and in order to exhibit maximum activity, it is preferably 40 to 65 ° C, more preferably 55 to 65 ° C, and 60 to 65 ° C. Most preferred (see FIG. 2 ). Proteolytic enzymes of the present invention was confirmed that the salt is a basophilic protease that not only shows the maximum activity of the enzyme when present in about 2 to 5%, but also maintains the enzyme activity even when present in a high concentration of 20% (see Figure 3 ). ). The proteolytic enzyme of the present invention maintains high proteolytic activity even in the presence of not only anionic surfactants but also strong anionic surfactants such as sodium dodecyl sulfate (SDS), especially when treated with 5% SDS for 3 days. It turned out to be a very stable enzyme that almost lost its activity (see FIG. 4 ) and almost lost its activity even in the presence of hydrogen peroxide and sodium perborate, known as a powerful oxidant (see FIGS . 5 and 6 ). From this series of enzymatic properties, it could be confirmed that the protease derived from Bacillus cluj of the present invention has various industrial applications.

또한, 본 발명은 상기 단백질 분해효소를 코딩하는 유전자를 제공한다.The present invention also provides a gene encoding the protease.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 단백질 분해효소를 코딩하는 유전자 서열은 하기와 같이 분석하였다. 구체적으로, 바실러스 클라우지로부터 염색체 DNA 를 분리한 다음, 분리된 DNA를 주형으로, 중합효소 연쇄반응을 수행하여 본 발명의 단백질 분해효소의 DNA 단편을 얻고(도 11 12 참조) 이의 염기서열을 결정하였다(서열번호 1). Gene sequences encoding the protease of the present invention having the characteristics as described above were analyzed as follows. Specifically, the chromosomal DNA is isolated from the Bacillus cloud, and then the isolated DNA is used as a template to perform a polymerase chain reaction to obtain a DNA fragment of the protease of the present invention (see FIGS. 11 and 12 ). Was determined ( SEQ ID NO: 1 ).

또한, 본 발명은 상기 유전자를 포함하는 발현벡터를 제공한다.The present invention also provides an expression vector comprising the gene.

본 발명에서는 극심한 조건에서도 활성을 유지할 수 있는 본 발명의 단백질 분해효소를 활성 형태로 생산하기 위해 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 단백질 분해효소 유전자를 형질전환용 발현벡터에 도입하였다. 이렇게 제조된 발현벡터를 본 발명에서는 “pT7-BCAP"(BCAP: Bacillus clausii Alkaline Protease)이라 명명하였다(도 14 참조).In the present invention, a protease gene having an amino acid sequence as set forth in SEQ ID NO: 3 was introduced into an expression vector for transformation in order to produce the protease of the present invention, which can maintain activity even under extreme conditions, in an active form. The expression vector thus prepared was named “ pT7 -BCAP” (BCAP: Bacillus clausii Alkaline Protease) in the present invention (see FIG. 14 ).

또한, 본 발명은 상기 발현벡터가 도입된 형질전환체를 제공한다.The present invention also provides a transformant into which the expression vector is introduced.

상기 제조된 발현벡터는 적당한 숙주세포에 형질도입시킴으로써 활성 형태의 단백질 분해효소를 발현할 수 있는 형질전환체를 제조할 수 있다. 본 발명에서는 상기 형질전환 벡터 pT7-BCAP 를 대장균에 형질 도입시킴으로써 안정한 형태로 본 발명 의 단백질 분해효소를 생산할 수 있는 형질전환체를 제조하였다 (도 15 참조).The prepared expression vector may be transformed to express the protease of the active form by transduction into a suitable host cell. In the present invention, a transformant capable of producing the protease of the present invention in a stable form by introducing the transforming vector pT7-BCAP into Escherichia coli (see FIG. 15 ).

또한, 본 발명은 상기 유전자를 포함하는 바실러스 게놈 삽입용 재조합 발현벡터를 제공한다.The present invention also provides a recombinant expression vector for Bacillus genome insertion comprising the gene.

본 발명의 단백질 분해효소를 암호화하는 프로모터 부분을 포함하는 서열번호 1의 DNA를 바실러스 클라우지의 게놈에 삽입(integration)하기 위한 재조합 발현벡터를 제작하여 “pHPS-BCAP”라 명명하였다(도 17 참조). 상기 발현벡터는 바실러스 클라우지의 염색체에 삽입되어 염색체 내의 BCAP 카피 수를 증가시키는데 이용될 수 있다.A recombinant expression vector for integrating the DNA of SEQ ID NO: 1 containing the promoter portion encoding the protease of the present invention into the genome of the Bacillus cloud was constructed and named "pHPS-BCAP" (see FIG. 17 ). . The expression vector can be inserted into the chromosome of Bacillus cloud and used to increase the number of BCAP copies in the chromosome.

또한, 본 발명은 상기 발현벡터가 도입된 형질전환체를 제공한다.The present invention also provides a transformant into which the expression vector is introduced.

상기 발현벡터 pHPS-BCAP를 E. coli JM109에 형질전환시키고 이를 2005년 1월 26일자로 한국생명공학연구소 유전자 은행에 기탁하였다(수탁번호:KCTC 10772BP) The expression vector pHPS-BCAP was transformed into E. coli JM109 and deposited on January 26, 2005 with the Korea Biotechnology Research Institute Gene Bank (Accession Number: KCTC 10772BP).

또한, 본 발명은 상기 단백질 분해효소를 포함하는 의류용 또는 콘택트렌즈용 세제, 상기 단백질 분해효소를 이용하여 식품, 사료, 직물, 천연 가죽을 가공하는 방법 및 상기 단백질 분해효소를 이용하여 유기 폐기물을 분해하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention is a detergent for clothing or contact lenses comprising the protease, a method for processing food, feed, textiles, natural leather using the protease and organic waste using the protease Provide a way to disassemble.

단백질 분해효소를 산업적 용도에서 사용하는 경우 생체 내부의 항상적 환경에 비해 변화가 심하고, 보다 극심한 생체 외부 환경에서 단백질 분해효소가 활성 을 유지해야 하기 때문에 매우 안정한 단백질 분해효소가 요구된다. 즉 생체 외부 환경에서는 극심한 pH에 노출, 중금속에의 노출, 산화-환원 정도 등의 조건 변화가 생체 내부에 비해 훨씬 심한데, 이들 조건은 모두 일반적으로 효소의 활성에 강하게 영향을 주어, 이들 조건이 적정 범위를 벗어나면 효소는 급격히 활성을 잃게 된다. 따라서, 단백질 분해효소가 본격적으로 산업에 이용되기 위해서는, 극심하고 불안정한 물리적, 화학적 조건에도 불구하고 활성을 유지하는 것이 요구된다.The use of proteolytic enzymes in industrial applications requires a very stable proteolytic enzyme because the changes are more severe than the internal environment of the living body, and the protease must remain active in the more severe external environment. In other words, in the external environment, changes in conditions such as exposure to extreme pH, exposure to heavy metals, and degree of oxidation-reduction are much more severe than in vivo. All of these conditions generally strongly affect the activity of enzymes, and these conditions are appropriate. Outside the range, the enzyme rapidly loses its activity. Therefore, in order for protease to be used in industry in earnest, it is required to maintain activity despite severe and unstable physical and chemical conditions.

상기 단백질 분해효소는 알카리성 환경, 계면 활성제 및 높은 온도에서 효소의 활성을 잃지 않는 안정성을 지니고 음식물, 혈액 또는 체액 성분까지 제거할 수 있는 넓은 기질 특이성을 가지므로 포함하는 상기 단백질 분해효소는 SDS, 옥틸글루코시드(octylglucoside), Brij-35, Triton 계열 및 Tween 계열등 공지의 합성 계면활성제 또는 천연 계면활성제와 함께 상기 세제의 성분으로 포함될 수 있다. 이와 더불어 광범위한 pH, 산화-환원 환경에서도 활성을 유지하므로, 식품, 사료, 직물, 천연가죽 등의 가공 공정에도 폭넓게 사용할 수 있고 중금속의 존재 하에서도 높은 활성을 유지하므로 폐기물 분해에도 사용할 수 있다. The protease is an alkaline environment, a surfactant, and stability at a high temperature does not lose the activity of the enzyme and has a broad substrate specificity that can remove food, blood or body components, so the protease comprises SDS, octyl It may be included as a component of the detergent together with known synthetic surfactants or natural surfactants such as glucoside, octylglucoside, Brij-35, Triton series and Tween series. In addition, since it maintains its activity in a wide range of pH, redox environment, it can be widely used in processing processes such as food, feed, textiles, natural leather, etc., and can be used for waste decomposition because it maintains high activity even in the presence of heavy metals.

상기 단백질 분해효소를 포함하는 세제는 일반적인 의류용 또는 콘택트렌즈용 세제의 제조 방법에 따라 제조될 수 있고 상기 단백질 분해효소를 이용한 가공 방법 또는 분해 방법에 특별한 제약은 없다. 공지의 방법에 본 발명의 단백질 분해효소를 첨가하여 실시하는 모든 방법이 본 발명의 범주에 포함된다.Detergents containing the protease may be prepared according to a general method of manufacturing a detergent for clothing or contact lenses, and there is no particular limitation on the processing method or the degradation method using the protease. All methods performed by adding the protease of the present invention to known methods are included in the scope of the present invention.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1> 단백질 분해효소의 염기서열 및 아미노산 서열 분석 Example 1 Base Sequence and Amino Acid Sequence Analysis of Protease

<1-1> 게놈 DNA 분리<1-1> Genomic DNA Isolation

호염성, 호알카리성 미생물 바실러스 클라우지(Bacillus clausii)를 3 ml Trypitic soy broth(TSB)에 접종하여 37℃에서 250 rpm 으로 진탕배양한 후 100 ml 의 TSB 배지를 포함하는 500 ml 의 삼각 플라스크에 재접종하여 24 시간 동안 배양하였다. 배양액을 5,000× g로 원심 분리하여 수확된 바실러스에 라이소좀(lysozyme)과 단백질 가수분해효소 K(Proteinase K)를 첨가하여 상온에서 18 시간 동안 반응시키고, 같은 부피의 페놀 용액을 첨가하여 상온에서 20 분간 잘 섞어 준 후 13,000 ×g 로 20 분간 원심 분리하여 상등액을 회수하였다. 동일한 과정을 반복한 후 상등액에 같은 부피의 클로로포름과 이소아밀알코올(chloroform/isoamyl alcohol) 혼합액(24:1)을 첨가하여 상온에서 20 분간 잘 섞어 준 후 13,000 ×g 로 20 분간 원심 분리하여 상등액을 회수하였다. 이에 같은 부피의 클로로포름을 첨가하여 상온에서 20 분간 잘 섞어 준 후 13,000 ×g 로 20 분간 원심 분리하여 상등액을 회수하고 2 배 부피의 에탄올을 첨가한 후, DNA 침전물이 생성될 때 까지 상온에서 천천히 섞어 주었다. 멸균된 파스퇴르 피펫으로 용액 속의 게놈 DNA를 회수하고 회수한 DNA 는 70% 에탄올로 세척하여 잔존하는 염을 제거하며, 무균 조작대(clean bench)에서 건조시킨 후, 1 ml TE 완충액(10 mM Tris-HCl, pH 8.2/1 mM EDTA)에 용해하였다. 수득한 DNA 는 1% agarose 전기영동을 수행하여 확인하였다. Bacillus clausii was inoculated into 3 ml Trypitic soy broth (TSB) and shaken at 250 rpm at 37 ° C for 500 ml of Erlenmeyer flasks containing 100 ml of TSB medium. Inoculation was incubated for 24 hours. The culture solution was centrifuged at 5,000 × g and lysozyme and proteinase K were reacted at room temperature for 18 hours, and the same volume of phenol solution was added at 20 ° C. The mixture was mixed well for 1 minute and centrifuged at 13,000 × g for 20 minutes to recover the supernatant. After repeating the same process, add the same volume of chloroform and isoamyl alcohol mixture (24: 1) to the supernatant, mix well at room temperature for 20 minutes, and centrifuge at 13,000 × g for 20 minutes. Recovered. Add the same volume of chloroform and mix well at room temperature for 20 minutes, then centrifuge at 13,000 × g for 20 minutes to recover the supernatant, add 2 volumes of ethanol, and slowly mix at room temperature until a DNA precipitate is formed. gave. The sterile Pasteur pipette recovers genomic DNA from the solution, and the recovered DNA is washed with 70% ethanol to remove remaining salts, dried on a sterile bench, and then in 1 ml TE buffer (10 mM Tris-). HCl, pH 8.2 / 1 mM EDTA). The obtained DNA was confirmed by performing 1% agarose electrophoresis.

<실시예 1-2> 염기서열 분석Example 1-2 Sequence Analysis

서열번호 4, 5로 기재되는 정방향 프라이머 F2 및 각각 서열번호 6, 7, 8로 기재되는 역방향 프라이머 R1, R2, R3를 합성하였다(도 11 참조). Forward primers F2 described in SEQ ID NOs: 4, 5 and reverse primers R1, R2, R3 described in SEQ ID NOs: 6, 7, 8, respectively, were synthesized (see FIG. 11 ).

<1-1> 에서 분리한 바실러스 클라우지 게놈 DNA 를 주형으로 하고 상기 프라이머를 여러 가지로 조합하여 하여 중합효소 연쇄반응을 시켰다. Taq DNA 중합효소를 이용하여 94℃에서 2분간 전변성(per-denaturation) 시키고, 94℃에서 1 분, 60℃ 에서 1 분, 72℃ 에서 1 분씩의 조건으로, 30 싸이클의 PCR 을 수행한 결과, 각 프라이머 조합에 따른 PCR 산물을 수득하였다(도 12 참조), 이 중 프라이머 F3/R2 의 조합으로 얻어진 PCR 산물을 발현벡터 pGEM T easy(Promega, USA)에 클로닝하여(도 13 참조) 염기서열을 분석한 결과, 전체 DNA 크기는 2280 bp 이었으며 (서열번호 1), TCTACT(872-877)은 -35 sequence, TACAAT(897-902)는 -10 sequence 로 바실러스 클라우지 유래 단백질 분해효소에 대한 프로모터 부분을 포함하는 바실러스 클라우지 유래 단백질 분해효소의 전체 유전자임을 확인하였다.Bacillus cloud genomic DNA isolated in <1-1> was used as a template, and the above primers were combined in various ways to perform a polymerase chain reaction. After 30 minutes of per-denaturation at 94 ° C using Taq DNA polymerase, PCR was carried out for 30 cycles under conditions of 1 minute at 94 ° C, 1 minute at 60 ° C, and 1 minute at 72 ° C. , PCR products were obtained according to each primer combination (see FIG. 12 ). Among them, PCR products obtained by the combination of primers F3 / R2 were cloned into the expression vector pGEM T easy (Promega, USA) (see FIG. 13 ) . As a result, the total DNA size was 2280 bp (SEQ ID NO: 1), TCTACT (872-877) was -35 sequence and TACAAT (897-902) was -10 sequence. It was confirmed that the whole gene of the Bacillus cloudage-derived protease including the part.

<1-3> 아미노산 서열 분석<1-3> amino acid sequence analysis

<1-2> 에서 얻어진 전체 DNA의 염기서열(서열 번호 1)을 블라스트(BLAST)로 분석한 결과, 상기 DNA는 서열번호 2로 기재되는 381개 아미노산을 암호화하는 1143 bp 의 개방해독틀(Open reading frame)로 구성되어 있고 N-말단의 32 아미노 산 잔기들은 시그날 서열, 107 번째 아미노산인 알라닌(Alanine, Ala)이 활성형 단백질의 N-말단 아미노산임을 확인하였다. 이 중, 활성형 단백질 분해효소 부분은 서열번호 3으로 기재되는 275 개 아미노산 잔기로 이루어져 있으며, 세린계 단백질 분해효소에 공통적으로 존재하는 3가지 활성관련 아미노산(catalytic triad)인 Asp32, His64 및 Ser221 잔기들을 포함하고 있어 상기 단백질 분해효소는 전형적인 세린 계열 단백질 분해효소의 한 종류임을 확인하였다. 상기의 서열번호 3으로 기재되는 활성형 단백질 부분을 바실러스 클라우지 활성형 단백질(Bacillus clausii Alkaline Protease)이라는 의미에서 BCAP이라 명명하였다. As a result of analyzing the nucleotide sequence ( SEQ ID NO: 1 ) of the entire DNA obtained in <1-2> by Blast, the DNA was 1143 bp of open reading frame encoding 381 amino acids of SEQ ID NO: 2. 32 amino acid residues of the N-terminal were identified by the signal sequence, 107th amino acid Alanine (Ala), as the N-terminal amino acid of the active protein. Among them, the active protease moiety is composed of 275 amino acid residues as set forth in SEQ ID NO: 3, and Asp32, His64 and Ser221 residues, which are three activity-related amino acids common to serine protease It was confirmed that the protease is a type of a typical serine protease. The active protein portion described in SEQ ID NO: 3 was named BCAP in the sense of Bacillus clausii Alkaline Protease.

<실시예 2> 활성형 단백질 분해효소 발현벡터 구축 및 형질전환Example 2 Construction and Transformation of Active Protease Expression Vector

본 발명에서 분석된 바실러스 클라우지 유래 활성형 단백질 분해효소의 유전자를 포함하는 발현벡터를 제조하기 위하여, pGEM T easy-BCAP를 주형으로 하고, 서열번호 9 및 10으로 기재되는 프라이머를 사용하여 중합효소 연쇄 반응을 수행하였다. Taq DNA 중합효소를 이용하여 94℃에서 2분간 전변성(per-denaturation) 시키고, 94℃에서 1 분, 60℃ 에서 1 분, 72℃ 에서 1 분씩의 조건으로, 30 싸이클의 PCR 을 수행하여 증폭된 서열번호 3으로 기재되는 275 개 아미노산 잔기를 암호화하는 825 bp 크기의 DNA 서열을 포함하는 약 870 bp 크기의 DNA 단편을 전기영동한 후 DNA 용출 키트로 분리하고 상기 DNA 단편과 pT7-7 플라스미드(Roche Applied Sscience) 를 Nco I 및 Hind Ⅲ 로 각각 이중 절단(double digestion)한 후 접합시켜 상기 벡터 pT7-BCAP로 명명하고 E. coli BL21(DE3)를 형질전환하였다. 구체적 으로 형질전환용 세포(competent cell) E. coli BL21(DE3) 100 ul 에 발현벡터 pT7-BCAP 0.1 내지 0.5 ug 을 첨가하여 얼음에 30 분간 방치한 후 42℃에서 1.5 분간 열 충격을 주고, 1 ml 의 LB 배지를 첨가하여 37℃ 에서 1 시간 동안 배양한 후, 앰피실린(50 ug/ml), IPTG 및 X-gal 이 첨가된 LB 아가 평판 배지에 도말하고 37℃ 에서 16 시간 동안 배양하여 형질전환체를 수득하였다. 형질 전환된 대장균은 앰피실린이 첨가된 LB 액체배지에 접종하여 배양하고, 그 배양액의 일부를 취하여 알칼라인 용해 방법에 따라 플라스미드를 추출하여 클로닝된 부위의 제한효소로 절단하여 유전자가 도입되었는지를 확인하였다(도 15 참조).In order to prepare an expression vector comprising the gene of the Bacillus cloudage-derived active protease analyzed in the present invention, pGEM T easy-BCAP is used as a template, and the polymerases are prepared using primers described in SEQ ID NOs: 9 and 10. Chain reactions were performed. Amplify by 30 cycles of PCR using Taq DNA polymerase for 2 minutes per-denaturation at 94 ° C, 1 minute at 94 ° C, 1 minute at 60 ° C, and 1 minute at 72 ° C. DNA fragments of about 870 bp comprising a 825 bp DNA sequence encoding 275 amino acid residues as set forth in SEQ ID NO: 3 were subjected to electrophoresis and isolated with a DNA elution kit and the DNA fragment and pT7-7 plasmid ( Roche Applied Sscience) was double digested with Nco I and Hind III and conjugated to name the vector pT7-BCAP and transformed E. coli BL21 (DE3). Specifically, 0.1 to 0.5 ug of the expression vector pT7-BCAP was added to 100 ul of the transformed cell E. coli BL21 (DE3), and left on ice for 30 minutes, and then subjected to heat shock at 42 ° C. for 1.5 minutes. After incubation for 1 hour at 37 ° C by adding ml of LB medium, smeared on LB agar plate medium to which ampicillin (50 ug / ml), IPTG and X-gal were added and incubated for 16 hours at 37 ° C A convert was obtained. The transformed E. coli was inoculated and cultured in LB liquid medium to which ampicillin was added, and a portion of the culture was taken to extract a plasmid according to the alkaline lysis method, and then digested with restriction enzymes at the cloned site to confirm that the gene was introduced. ( See FIG. 15 ).

<실시예 3> 재조합 단백질 발현유도Example 3 Induction of Recombinant Protein Expression

<실시예 2> 에서 발현벡터 pT7-BCAP 로 형질전환된 E. coli BL21(DE3)를 암피실린(50 ug/ul)을 포함하는 LB 배지에 접종하여 37℃ 에서 밤새 배양하여 종균으로 사용하였다. 암피실린을 포함하는 100 ml 의 LB 배지(500 ml 삼각 플라스크)에 상기 종균 1 ml 을 접종한 후, 600 nm 에서 흡광도가 0.6 내지 0.8 에 도달할 때까지 배양하였다. 단백질의 합성을 유도하기 위하여 IPTG 를 1 mM 이 되도록 첨가한 다음, 매 시간별로 배양액 1 ml 씩을 취했다. 이를 SDS-PAGE 시료 처리 용액(0.05 M Tris-HCl, pH 6.8, 0.1 M DTT, 2% SDS, 10% 글리세롤 및 0.1% 브로모페놀 블루) 20 ul 에 현탁하여 100℃ 에서 5 분간 가열하여 세포를 파괴한 후 램리 등의 방법(Laemmli, U.K., 1970, Nature, 227, 680-685)으로 전기영동시켰다. 전기영동이 끝난 젤은 쿠마시 브릴리언트 블루 알-250 용액(Coomassie brilliant blue R-250) 으로 염색하여 pT7-BCAP로 형질전환시킨 E.coli에서 생산된 단백질을 확인하였다. In <Example 2> E. coli BL21 (DE3) transformed with the expression vector pT7-BCAP was inoculated in LB medium containing ampicillin (50 ug / ul) and incubated overnight at 37 ℃ was used as a seed. 1 ml of the seed was inoculated into 100 ml of LB medium (500 ml Erlenmeyer flask) containing ampicillin, and then cultured at 600 nm until the absorbance reached 0.6 to 0.8. To induce the synthesis of protein, IPTG was added to 1 mM, and then 1 ml of the culture was taken every hour. The cells were suspended in 20 ul of SDS-PAGE sample treatment solution (0.05 M Tris-HCl, pH 6.8, 0.1 M DTT, 2% SDS, 10% glycerol and 0.1% bromophenol blue) and heated at 100 ° C. for 5 minutes. After destruction, the cells were electrophoresed by Lamley et al. (Laemmli, UK, 1970, Nature, 227, 680-685). After the electrophoresis gel was stained with Coomassie brilliant blue R-250 solution (Coomassie brilliant blue R-250) to confirm the protein produced in E. coli transformed with pT7-BCAP.

그 결과, ITPG 유도에 의해 시간이 지남에 따라 본 발명의 성숙 프로테아제가 발현됨을 확인하였다(도 16 참조).As a result, it was confirmed that the mature protease of the present invention is expressed over time by ITPG induction (see FIG. 16 ).

<실시예 4> 프로모터 포함하는 단백질 분해효소 유전자 삽입용 플라스미드 제작Example 4 Preparation of Plasmid for Protease Gene Insertion Including Promoter

본 발명에서 분석된 바실러스 클라우지 유래 단백질 분해효소의 프로모터를 포함하는 서열번호 1 의 DNA 서열이 클로닝 되어있는 pGEM-Teay 플라스미드와 바실러스 게놈 삽입용 플라스미드 pHPS9(ACTC)를 EcoRI 으로 각각 처리하고 전기 영동한 후 DNA 용출 키트로 분리하였다. 이를 접합시킨 후, E.coli JM109에 <실시예 3> 과 같이 형질전환시켰다. 마커는 암피실린 대신 클로로암페니콜을 사용하였다. 형질전환체로부터 플라스미드를 추출하여 클로닝된 부위의 제한효소로 절단하여 서열번호 1 의 DNA 단편이 도입되었는지를 확인한 후, 서열번호 1 의 DNA 단편이 도입된 상기 형질전환 벡터를 “pHPS-BCAP”로 명명하였다(도 17 참조).The pGEM-Teay plasmid and the Bacillus genome insertion plasmid pHPS9 (ACTC), each of which was cloned from the DNA sequence of SEQ ID NO: 1 including the promoter of Bacillus cluj derived protease analyzed in the present invention, were respectively treated with EcoRI and electrophoresed. And then separated by DNA elution kit. After conjugation, E. coli JM109 was transformed as in <Example 3> . Marker used chloroamphenicol instead of ampicillin. After extracting the plasmid from the transformant and cutting it with the restriction enzyme of the cloned site to confirm that the DNA fragment of SEQ ID NO: 1 was introduced, the transformed vector into which the DNA fragment of SEQ ID NO: 1 was introduced was referred to as "pHPS-BCAP". Named (see FIG. 17 ).

<실시예 5> 단백질 분해효소의 활성 측정Example 5 Activity Determination of Protease

단백질 분해효소의 활성을 분석하기 위하여, 세포 배양 상등액을 회수하여 활성을 측정하였다. 구체적으로, 0.1 M 글리신-NaOH 완충용액(pH 11.0)에 최종 농도가 0.5%가 되게 함마스탄 카제인(Hammerstan casein)을 녹인 기질 용액 0.5 ml 에 100 ~ 1000 배 희석한 효소 용액 0.1 ml 을 가하여 잘 섞어준 후 60℃ 에서 10 분간 반응시키고 10% 트리클로르 아세트산(TCA) 0.5 ml를 가하여 반응을 중단시켰 다. 상기 용액을 얼음에서 10 분간 방치하여 반응하지 않은 단백질을 침전시키고, 원심 분리하여 상등액을 취한 후 275 nm 에서 생성된 티로신 양을 측정하였다. 이 때, 단백질 분해효소 1 유니트(Unit)는 1분 동안에 1 마이크로 그람(ug)의 티로신 생성에 필요한 효소의 양으로 정의하였다.In order to analyze the activity of proteolytic enzymes, cell culture supernatants were collected and measured for activity. Specifically, 0.1 ml of enzyme solution diluted 100 to 1000 times was added to 0.5 ml of substrate solution in which Hammerstan casein was dissolved in 0.1 M glycine-NaOH buffer (pH 11.0) to a final concentration of 0.5%. After the reaction, the reaction was stopped at 60 ° C. for 10 minutes and 0.5 ml of 10% Trichlor acetic acid (TCA) was added to stop the reaction. The solution was left on ice for 10 minutes to precipitate unreacted protein, centrifuged to obtain supernatant, and the amount of tyrosine produced at 275 nm was measured. At this time, one unit of protease was defined as the amount of enzyme required to produce 1 microgram (ug) of tyrosine in 1 minute.

<실시예 6> 단백질 분해효소 활성의 최적 조건 분석Example 6 Analysis of Optimal Conditions for Protease Activity

<6-1> 단백질 분해효소 활성의 최적 pH<6-1> Optimal pH of protease activity

본 발명자들은 상기 <실시예 2> 에서 생산한 단백질 분해효소가 최대의 활성을 낼 수 있는 최적 pH 를 알아보고자 하였다. pH 7.0~7.5 범위에서는 0.1 M 인산 나트륨 완충액을, pH 8.0~9.5 범위에서는 0.1 M 트리스-염산 완충액을, pH 10.0~pH 12.0 범위에서는 0.1 M 글리신-NaOH 완충액을 사용하여 단백질 분해효소의 활성을 측정하였다.The present inventors wanted to find out the optimal pH at which the protease produced in <Example 2> can exhibit maximum activity. Protease activity was measured using 0.1 M sodium phosphate buffer at pH 7.0-7.5, 0.1 M tris-hydrochloride buffer at pH 8.0-9.5, and 0.1 M glycine-NaOH buffer at pH 10.0-pH 12.0. It was.

그 결과, 단백질 분해효소는 pH 8.0~12.0 범위에서 활성이 높으며 최적 pH는 11.0 임을 알 수 있었다(도 1 참조).As a result, the protease was found to have high activity in the pH 8.0 ~ 12.0 range and the optimum pH is 11.0 (see Figure 1 ).

<6-2> 단백질 분해효소 활성의 최적 온도<6-2> Optimum Temperature of Protease Activity

본 발명자들은 단백질 분해효소가 활성을 나타내는 최적 온도를 알아보았다. 구체적으로, 카제인(0.5%)을 0.1 M 글리신-NaOH 완충용액(pH 11.0)을 사용하여 제조하였으며, 온도 10~70℃ 범위에서 효소 활성을 측정하였다.The inventors have found the optimum temperature at which protease shows activity. Specifically, casein (0.5%) was prepared using 0.1 M glycine-NaOH buffer solution (pH 11.0), and enzyme activity was measured at a temperature of 10 to 70 ° C.

그 결과, 단백질 분해효소 활성의 최적 온도는 60~65℃ 임을 알 수 있었다(도 2 참 조).As a result, it was found that the optimum temperature of the protease activity was 60 ~ 65 ℃ (see Figure 2 ).

<6-3> 단백질 분해효소 활성의 최적 염도<6-3> Optimal Salinity of Protease Activity

배양 배지(대두박 2%, 밀가루 1%, 물엿 2%, 구연산나트륨 0.5%, 인산칼륨 0.5%, 황산 마그네슘, 0.5 mM, 탄산나트륨 0.6%)에 24 시간 동안 배양한 종균을 2%가 되게 접종하고, 37℃에서 48시간 동안 진탕 배양하였다. 상기 균주를 원심분리한 후, 배양 상등액을 회수하여 배양 상등액에 소금의 농도를 0~20% 되게 첨가한 후 상기 <실시예 5>과 동일한 방법으로 효소 활성을 측정하였다. 그 결과, 0.1~10% 농도로 소금을 첨가하였을 때 효소 활성이 증가하였으며, 0.5~로 첨가하여 주는 것이 바람직하였으며, 1% 농도로 소금을 첨가하여 주는 것이 더욱 바람직하였다. Inoculate 2% of the seedlings incubated for 24 hours in a culture medium (2% soybean meal, 1% wheat flour, 2% starch syrup, 0.5% sodium citrate, 0.5% potassium phosphate, magnesium sulfate, 0.5 mM, 0.6% sodium carbonate), Shake incubation for 48 hours at 37 ℃. After centrifugation of the strain, the culture supernatant was recovered, and the concentration of salt was added to the culture supernatant to 0-20%, and the enzyme activity was measured in the same manner as in <Example 5> . As a result, the enzyme activity increased when the salt was added at a concentration of 0.1 to 10%, it was preferable to add 0.5 ~, it was more preferable to add the salt at a concentration of 1%.

그 결과, 바실러스 클라우지 유래 단백질 분해효소는 고농도의 염(10% 이상)이 존재하여도 효소 활성이 억제되지 않았으며 특히 20% 소금 존재 하에서도 75% 이상의 효소 활성이 유지되어 바실러스 클라우지 유래 단백질 분해효소는 호염성(halophilic) 단백질 분해효소임을 알 수 있어 사업용, 특히 세제 첨가제 및 식품 가공용으로 사용 가능성을 확인할 수 있었다(도 3 참조).As a result, the Bacillus Cluj-derived protease did not inhibit the enzyme activity even in the presence of a high concentration of salt (10% or more), and in particular, at least 75% of the enzyme activity was maintained even in the presence of 20% salt. It can be seen that the degrading enzyme is a halophilic proteolytic enzyme, thereby confirming the possibility of use for business, in particular, detergent additives and food processing (see FIG. 3 ).

<실시예 7> 단백질 분해효소의 안정성 분석Example 7 Stability Analysis of Protease

<7-1> 단백질 분해효소의 계면활성제에 대한 안정성<7-1> Stability of Protease against Surfactant

본 발명자들은 상기 <실시예 6> 에서 생산한 단백질 분해효소가 계면활성제 에 대해 안정성을 갖는지 알아보기 위하여 음이온성 계면활성제로 처리하여 효소의 활성을 알아보았다. 구체적으로 계면활성제로 SDS 를 1%, 5% 또는 10%로 처리하였을 때의 단백질 분해효소의 활성을 측정하였다.The present inventors examined the activity of the enzyme by treating with an anionic surfactant in order to determine whether the protease produced in Example 6 is stable to the surfactant. Specifically, the activity of protease was measured when SDS was treated with 1%, 5% or 10% as a surfactant.

그 결과, 본 발명의 단백질 분해효소는 5%의 SDS 로 3일 동안 처리하여도 그 활성을 거의 잃지 않는, SDS 에 매우 안정한 효소임을 확인하였다(도 4 참조).As a result, it was confirmed that the protease of the present invention was a very stable enzyme for SDS that hardly loses its activity even after treatment with 5% SDS for 3 days (see FIG. 4 ).

<7-2> 단백질 분해효소의 산화제에 대한 안정성<7-2> Stability of Protease against Oxidizer

본 발명자들은 단백질 분해효소가 산화제에 대해 안정성을 갖는지 알아보기 위하여, 과산화수소수(hydrogen peroxide) 및 소디움 퍼보레이트(sodium perborate)와 같은 산화제로 처리한 후 각 시간별로 남아 있는 효소의 활성을 측정하였다. 구체적으로, 산화제로는 강력한 산화제로 알려진 과산화수소수를 1%, 5% 또는 10%로 처리하였을 때의 단백질 분해효소의 활성을 측정하였으며 소디움 퍼보레이트를 1% 또는 2.5%로 처리하였을 때의 단백질 분해효소의 활성을 측정하였다.In order to find out whether the protease is stable to the oxidizing agent, the present inventors measured the activity of the enzyme remaining at each time after treatment with an oxidizing agent such as hydrogen peroxide and sodium perborate. Specifically, as an oxidant, protease activity was measured when 1%, 5%, or 10% of hydrogen peroxide solution, which is known as a powerful oxidant, was measured, and proteolysis when sodium perborate was treated with 1% or 2.5%. The activity of the enzyme was measured.

그 결과, 본 발명의 단백질 분해효소는 10%의 과산화수소수 및 2.5%의 소디움 퍼보레이트로 3일 동안 처리하여도 그 활성을 거의 잃지 않는 산화제에 매우 안정한 효소임을 확인하였다( 도 5도 6 참조).As a result, it was confirmed that the protease of the present invention is an enzyme that is very stable to an oxidant which almost loses its activity even after treatment with 10% hydrogen peroxide solution and 2.5% sodium perborate for 3 days (see FIGS . 5 and 6 ). ).

<실시예 8> 단백질 분해효소의 상용 세제에 대한 안정성Example 8 Stability of Protease to Commercial Detergent

본 발명자들은 단백질 분해효소가 산화제에 대해 안정성을 갖는지 알아보기 위하여, 국내에서 시판되고 있는 상용세제에 대한 안정성을 측정하였다. In order to find out whether the protease is stable to an oxidizing agent, the present inventors measured the stability of a commercial detergent commercially available in Korea.

그 결과, 본 발명의 단백질 분해효소는 시판되고 있는 상용 세제를 2.5%로 처리한 후 상온에서 4 주간 방치하여도 효소 활성을 잃지 않는 매우 안정한 효소임을 알 수 있어 세제 첨가제로 사용 가능함을 확인하였다(도 7 참조).As a result, the proteolytic enzyme of the present invention was found to be a very stable enzyme that does not lose enzymatic activity even after being left at room temperature for 4 weeks after treatment with commercially available commercial detergent at 2.5%. See FIG. 7 ).

<실시예 9> 단백질 분해효소의 세척력 시험Example 9 Detergency Test of Protease

본 발명자들은 바실러스 클라우지 유래 단백질 분해효소가 세제 첨가제로 사용하기 적합한 지를 알아보기 위하여 <실시예 6> 에서 생산한 단백질 분해효소를 사용하여 세척력 시험을 하였다. 사용한 오염포는 혈액과 우유로 오염된 국제 기준의 면 시험포(EMPA 116)과 혈액과 우유로 오염된 국제 기준의 혼합 섬유 시험포(EMPA 117)를 사용하여 세척력을 시험하였다. The present inventors were subjected to the washing power test using the protease produced in Example 6 in order to determine whether the Bacillus cluj derived protease is suitable for use as a detergent additive. The used contaminated cloth was tested for washing power using an international standard cotton test cloth (EMPA 116) contaminated with blood and milk and an international standard mixed fiber test cloth (EMPA 117) contaminated with blood and milk.

그 결과, 본 발명의 단백질 분해효소는 상용 계면활성제인 LAS(linear alkylbenzene sulfonates)가 15% 존재하는 조건에서 대조군에 비해 높은 세척력을 나타내는 것을 알 수 있어 세제 첨가제로 사용 가능함을 확인하였다(도 8 참조).As a result, the proteolytic enzyme of the present invention was found to show a higher washing power than the control in the condition that the commercial surfactant LAS (linear alkylbenzene sulfonates) 15% is present it was confirmed that it can be used as a detergent additive (see Figure 8 ).

<실시예 10> 단백질 분해효소의 대두박 분해 시험<Example 10> Soybean meal digestion test of protease

<10-1> 대두박 분해 시험<10-1> soybean meal decomposition test

본 발명자들은 바실러스 클라우지 유래 단백질 분해효소가 사료 첨가제로 사용하기 적합한 지를 알아보기 위하여 <실시예 6> 에서 생산한 단백질 분해효소를 사용하여 대두박 분해 시험을 하였다. 10%가 되게끔 대두박을 증류수에 가한 후 상온에서 상기 효소를 전체 대두박 부피의 0.5%가 되게 가한 후 교반한 후 SDS- PAGE 법으로 대두박 분해 정도를 측정하였다.The inventors performed soybean meal digestion test using the protease produced in Example 6 to determine whether the Bacillus cluj derived protease is suitable for use as a feed additive. Soybean meal was added to distilled water to 10%, and the enzyme was added to 0.5% of the total soybean meal volume at room temperature, followed by stirring. The degree of soybean meal degradation was measured by SDS-PAGE.

그 결과, 본 발명의 단백질 분해효소는 2 시간 내에 대두박을 효율적으로 분해하는 것을 확인하였다(도 9 참조).As a result, it was confirmed that the protease of the present invention efficiently degrades soybean meal within 2 hours (see FIG. 9 ).

<10-2> 대두박 분해 시 트립신 억제자 분해 시험<10-2> Trypsin Inhibitor Degradation Test in Soybean Meal

본 발명자들은 바실러스 클라우지 유래 단백질 분해효소가 사료 첨가제로 사용하기 적합한지를 알아보기 위하여 <실시예 6> 에서 생산한 단백질 분해효소를 사용하여 대두박 분해 시험을 하였다. 대두박에는 항 영양 인자로 알려진 트립신 억제자(Soybean trypsin inhibitor, SBTI)가 존재하여 대두박을 주 단백질 공급원으로 하였을 때 단백질의 소화율을 감소시키는 것으로 알려져 있다. 따라서 바실러스 클라우지 유래 단백질 분해효소 처리에 의해 대두박 트립신 억제자의 불활성화하여 사료첨가제로 사용될 수 있는지 조사하였다. The inventors performed soybean meal digestion test using the protease produced in Example 6 to determine whether the Bacillus cluj derived protease is suitable for use as a feed additive. Soybean meal has a soybean trypsin inhibitor (SBTI), which is known as an anti-nutritive factor, and is known to reduce protein digestibility when soybean meal is the main protein source. Therefore, we investigated whether it can be used as feed additive by inactivating soybean meal trypsin inhibitor by treatment with Bacillus cloudage-derived protease.

그 결과, 본 발명의 단백질 분해효소는 2 시간 내에 약 80% 정도의 대두박 트립신 억제자를 불활성화하며 16 시간 처리하였을 때 거의 완벽하게 트립신 억제자를 불활성화 시키는 것을 확인하였다(도 10 참조). As a result, the protease of the present invention inactivated about 80% of soybean meal trypsin inhibitors within 2 hours, and almost completely inactivated trypsin inhibitors after 16 hours of treatment (see FIG. 10 ).

본 발명의 단백질 분해효소는 중금속, 유기용매, 낮은 온도 및 극심한 환원적 환경에서도 활성을 유지하고, 높은 pH, 높은 염농도, SDS와 같은 음이온성 계면활성제, 과산화수소수와 같은 강력한 산화제, 시중에 판매되는 상용세제 존재하여 도 매우 안정한 효소이다. 따라서 상기 단백질 분해효소는 의류용 또는 콘택트렌즈용 세제의 성분, 사료, 식품, 직물, 천연가죽 등의 가공 및 유기 폐기물의 처리 등 다양한 산업적 용도로 유용하게 사용될 수 있고 특히 상기 단백질 분해효소의 호염성 특성은 전통 장류 및 젓갈과 같은 고염도 식품의 숙성시, 단 시간에 아미노산을 생성을 가능하게 하므로 상기 분해효소는 식품의 숙성 시간을 단축시키는데 이용될 수 있다.The protease of the present invention is active in heavy metals, organic solvents, low temperatures and extreme reducing environments, high pH, high salt concentration, anionic surfactants such as SDS, strong oxidizing agents such as hydrogen peroxide, commercially available It is a very stable enzyme even in the presence of a commercial detergent. Therefore, the protease may be usefully used for various industrial purposes, such as processing of clothing or contact lens detergents, processing of feed, food, textiles, natural leather and the like, and processing organic wastes. The property enables the production of amino acids in a short time when fermenting high-salt foods such as traditional soy sauce and salted fish, so that the enzyme can be used to shorten the ripening time of the food.

<110> INHA UNIVERSITY <120> Detergent and oxidant-stable haloalkalophilic protease and a gene coding this protease <130> 4P-12-36 <160> 10 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 2280 <212> DNA <213> 1 <400> 1 aacgttgaca ttcggcacac tccttttcat ttatatcgta accgaagaac gttcaaaaaa 60 ccaaatcatc aagccgccat tttcacttcg ccggcacatt gagagaataa tggacaaatc 120 cggtatcctc ttcatagccg ttttgctcat acaagcttct tgccttccgg ttgtggtgct 180 cagtctgaag cgttaaacat tttgccccgt tttcccctgc ataatccttt gcggcagaaa 240 gcagccggcc gccggctccc tttgtacgcg catgaggaac gacaaataag tcatttaata 300 tgtagatcct tttcattgac acagaagaaa acgttggata gagctgggta aagcctatga 360 attctccatt ttcttctgct atcaaaataa cagactcgtg attttccaaa cgagctttca 420 aaaaagcctc cgccccttgc aaatcggatg cctgtctata aaattcacga tattggttaa 480 acaacggcgc aatggcggcc gcatctgatg tctttgcttg gcgaatgttc atcttatttc 540 ttcctccctc tcaataattt ttttattcta tcccttttct gtaaagttta tttttcagaa 600 tacttttatc atcatgcttt gaaaaaatat cacgataata tccattgttc tcacggaagc 660 atatacaggt catttgaacg aattttttcg acaggaattt gcagggactc aggagcattt 720 aacctaaaaa agcatgacat ttcagcataa tgaacattta ctcatgtcta ttttcgttct 780 tttctgtatg aaaatagtta tttcgagtct ctacggaaat agcgagagat gatataccta 840 aatagagata aaatcatctc aaaaaaatgg gtctactaaa atattattcc atctattaca 900 ataaattcac agaatagtct tttaagtaag tctactctga atttttttaa aaggagaggg 960 taaagagtga gaagcaaaaa attgtggatc agcttgttgt ttgcgttaac gttaatcttt 1020 acgatggcgt tcagcaacac gtctgcgcag gctgccggaa aaagcagtac agaaaagaaa 1080 tacattgtcg gatttaagca gacaatgagt gccatgagtt ccgccaagaa aaaggatgtt 1140 atttctgaaa aaggcggaaa ggttcaaaag caatttaagt atgttaacgc ggccgcagca 1200 acattggatg aaaaagctgt aaaagaattg gaaaaagatc cgagcgttgc atatgtggaa 1260 gaagatcata ttgcacatga atatgcgcaa tctgttcctt atggcatttc tcaaattaaa 1320 gcgccggctc ttcactctca aggctacaca ggctctaacg taaaagtagc tgttattgac 1380 agcggaattg actcttctca tcctgactta aacgtcagag gcggagcaag tttcgtacct 1440 tctgaaacaa acccatacca ggacggcagt tctcacggta cgcatgtagc cggtacgatt 1500 gccgctctta ataactcaat cggtgttctg ggcgtagcgc caagcgcatc attatatgca 1560 gtaaaagtgc ttgattcaac aggaagcggc caatatagct ggattattaa cggcattgag 1620 tgggccattt ccaacaatat ggatgttatc aacatgagcc ttggcggacc tactggttct 1680 acagcgctga aaacagtcgt tgacaaagcc gtttccagcg gtatcgtcgt tgctgccgct 1740 gccggaaacg aaggttcgtc cggaagctca agcacagtcg gctaccctgc aaaatatcct 1800 tctactattg cggtaggtgc ggtaaacagc agcaaccaaa gagcttcatt ctcaagcgca 1860 ggttctgagc ttgatgtgat ggctcctggc gtatccatcc aaagcacact tcctggaggc 1920 acttacggtg cttacaacgg cacgtccatg gcgactcctc acgttgccgg agcagcagcg 1980 ttaattcttt ctaagcaccc gacttggaca aacgcgcaag tccgtgatcg tttagaaagc 2040 actgcaacat atcttggaaa ctctttctac tatggaaaag ggttaatcaa cgtacaagca 2100 gctgcacaat aatagtaaaa agaagcaggt tcctccatac ctgcttcttt ttatttgtca 2160 gcatcctgat gttccggcgc attctcttct ttttccgcat gttgaatccg ttccatgatc 2220 gacggatggc tgcctctgaa aatcttcaca agcaccggag gatcaacctg gctcagcccc 2280 2280 <210> 2 <211> 381 <212> PRT <213> 2 <400> 2 Met Arg Ser Lys Lys Leu Trp Ile Ser Leu Leu Phe Ala Leu Thr Leu 1 5 10 15 Ile Phe Thr Met Ala Leu Ser Asn Met Ser Ala Gln Ala Ala Gly Lys 20 25 30 Ser Ser Thr Glu Lys Lys Tyr Ile Val Gly Phe Lys Gln Thr Met Ser 35 40 45 Ala Met Ser Ser Ala Lys Lys Lys Asp Val Ile Ser Glu Lys Gly Gly 50 55 60 Lys Val Gln Lys Gln Phe Lys Tyr Val Asn Ala Ala Ala Ala Thr Leu 65 70 75 80 Asp Glu Lys Ala Val Lys Glu Leu Lys Lys Asp Pro Ser Val Ala Tyr 85 90 95 Val Glu Glu Asp His Ile Ala His Glu Tyr Ala Gln Ser Val Pro Tyr 100 105 110 Gly Ile Ser Gln Ile Lys Ala Pro Ala Leu His Ser Gln Gly Tyr Thr 115 120 125 Gly Ser Asn Val Lys Val Ala Val Ile Asp Ser Gly Ile Asp Ser Ser 130 135 140 His Pro Asp Leu Asn Val Arg Gly Gly Ala Ser Phe Val Pro Ser Glu 145 150 155 160 Thr Asn Pro Tyr Gln Asp Gly Ser Ser His Gly Thr His Val Ala Gly 165 170 175 Thr Ile Ala Ala Leu Asn Asn Ser Ile Gly Val Leu Gly Val Ala Pro 180 185 190 Ser Ala Ser Leu Tyr Ala Val Lys Val Leu Asp Ser Thr Gly Ser Gly 195 200 205 Gln Tyr Ser Trp Ile Ile Asn Gly Ile Glu Trp Ala Ile Ser Asn Asn 210 215 220 Met Asp Val Ile Asn Met Ser Leu Gly Gly Pro Thr Gly Ser Thr Ala 225 230 235 240 Leu Lys Thr Val Val Asp Lys Ala Val Ser Ser Gly Ile Val Val Ala 245 250 255 Ala Ala Ala Gly Asn Glu Gly Ser Ser Gly Ser Thr Ser Thr Val Gly 260 265 270 Tyr Pro Ala Lys Tyr Pro Ser Thr Ile Ala Val Gly Ala Val Asn Ser 275 280 285 Ser Asn Gln Arg Ala Ser Phe Ser Ser Ala Gly Ser Glu Leu Asp Val 290 295 300 Met Ala Pro Gly Val Ser Ile Gln Ser Thr Leu Pro Gly Gly Thr Tyr 305 310 315 320 Gly Ala Tyr Asn Gly Thr Ser Met Ala Thr Pro His Val Ala Gly Ala 325 330 335 Ala Ala Leu Ile Leu Ser Lys His Pro Thr Trp Thr Asn Ala Gln Val 340 345 350 Arg Asp Arg Leu Glu Ser Thr Ala Thr Tyr Leu Gly Asn Ser Phe Tyr 355 360 365 Tyr Gly Lys Gly Leu Ile Asn Val Gln Ala Ala Ala Gln 370 375 380 <210> 3 <211> 275 <212> PRT <213> 3 <400> 3 Ala Gln Ser Val Pro Tyr Gly Ile Ser Gln Ile Lys Ala Pro Ala Leu 1 5 10 15 His Ser Gln Gly Tyr Thr Gly Ser Asn Val Lys Val Ala Val Ile Asp 20 25 30 Ser Gly Ile Asp Ser Ser His Pro Asp Leu Asn Val Arg Gly Gly Ala 35 40 45 Ser Phe Val Pro Ser Glu Thr Asn Pro Tyr Gln Asp Gly Ser Ser His 50 55 60 Gly Thr His Val Ala Gly Thr Ile Ala Ala Leu Asn Asn Ser Ile Gly 65 70 75 80 Val Leu Gly Val Ala Pro Ser Ala Ser Leu Tyr Ala Val Lys Val Leu 85 90 95 Asp Ser Thr Gly Ser Gly Gln Tyr Ser Trp Ile Ile Asn Gly Ile Glu 100 105 110 Trp Ala Ile Ser Asn Asn Met Asp Val Ile Asn Met Ser Leu Gly Gly 115 120 125 Pro Thr Gly Ser Thr Ala Leu Lys Thr Val Val Asp Lys Ala Val Ser 130 135 140 Ser Gly Ile Val Val Ala Ala Ala Ala Gly Asn Glu Gly Ser Ser Gly 145 150 155 160 Ser Thr Ser Thr Val Gly Tyr Pro Ala Lys Tyr Pro Ser Thr Ile Ala 165 170 175 Val Gly Ala Val Asn Ser Ser Asn Gln Arg Ala Ser Phe Ser Ser Ala 180 185 190 Gly Ser Glu Leu Asp Val Met Ala Pro Gly Val Ser Ile Gln Ser Thr 195 200 205 Leu Pro Gly Gly Thr Tyr Gly Ala Tyr Asn Gly Thr Ser Met Ala Thr 210 215 220 Pro His Val Ala Gly Ala Ala Ala Leu Ile Leu Ser Lys His Pro Thr 225 230 235 240 Trp Thr Asn Ala Gln Val Arg Asp Arg Leu Glu Ser Thr Ala Thr Tyr 245 250 255 Leu Gly Asn Ser Phe Tyr Tyr Gly Lys Gly Leu Ile Asn Val Gln Ala 260 265 270 Ala Ala Gln 275 <210> 4 <211> 24 <212> DNA <213> primer F2 <400> 4 gaagcacgtt tacatcggtc tggc 24 <210> 5 <211> 24 <212> DNA <213> Primer F3 <400> 5 ggggctgagc caggttgatc ctcc 24 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> R1 <400> 6 gcatctgatg tctttgcttg gcg 23 <210> 7 <211> 23 <212> DNA <213> R2 <400> 7 aacgttgaca ttcggcacac tcc 23 <210> 8 <211> 24 <212> DNA <213> Primer R3 <400> 8 tggcaaaggc accagccagt cacc 24 <210> 9 <211> 30 <212> DNA <213> BCAP-F1 <400> 9 ggggcatatg atatgcgcaa tctgttcctt 30 <210> 10 <211> 32 <212> DNA <213> BCAP-R1 <400> 10 ccccaagctt ttattgtgca gctgcttgta cg 32 <110> INHA UNIVERSITY <120> Detergent and oxidant-stable haloalkalophilic protease and a gene          coding this protease <130> 4P-12-36 <160> 10 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 2280 <212> DNA <213> 1 <400> 1 aacgttgaca ttcggcacac tccttttcat ttatatcgta accgaagaac gttcaaaaaa 60 ccaaatcatc aagccgccat tttcacttcg ccggcacatt 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aaggagaggg 960 taaagagtga gaagcaaaaa attgtggatc agcttgttgt ttgcgttaac gttaatcttt 1020 acgatggcgt tcagcaacac gtctgcgcag gctgccggaa aaagcagtac agaaaagaaa 1080 tacattgtcg gatttaagca gacaatgagt gccatgagtt ccgccaagaa aaaggatgtt 1140 atttctgaaa aaggcggaaa ggttcaaaag caatttaagt atgttaacgc ggccgcagca 1200 acattggatg aaaaagctgt aaaagaattg gaaaaagatc cgagcgttgc atatgtggaa 1260 gaagatcata ttgcacatga atatgcgcaa tctgttcctt atggcatttc tcaaattaaa 1320 gcgccggctc ttcactctca aggctacaca ggctctaacg taaaagtagc tgttattgac 1380 agcggaattg actcttctca tcctgactta aacgtcagag gcggagcaag tttcgtacct 1440 tctgaaacaa acccatacca ggacggcagt tctcacggta cgcatgtagc cggtacgatt 1500 gccgctctta ataactcaat cggtgttctg ggcgtagcgc caagcgcatc attatatgca 1560 gtaaaagtgc ttgattcaac aggaagcggc caatatagct ggattattaa cggcattgag 1620 tgggccattt ccaacaatat ggatgttatc aacatgagcc ttggcggacc tactggttct 1680 acagcgctga aaacagtcgt tgacaaagcc gtttccagcg gtatcgtcgt tgctgccgct 1740 gccggaaacg aaggttcgtc cggaagctca agcacagtcg gctaccctgc aaaatatcct 1800 tctactattg cggtaggtgc ggtaaacagc agcaaccaaa gagcttcatt ctcaagcgca 1860 ggttctgagc ttgatgtgat ggctcctggc gtatccatcc aaagcacact tcctggaggc 1920 acttacggtg cttacaacgg cacgtccatg gcgactcctc acgttgccgg agcagcagcg 1980 ttaattcttt ctaagcaccc gacttggaca aacgcgcaag tccgtgatcg tttagaaagc 2040 actgcaacat atcttggaaa ctctttctac tatggaaaag ggttaatcaa cgtacaagca 2100 gctgcacaat aatagtaaaa agaagcaggt tcctccatac ctgcttcttt ttatttgtca 2160 gcatcctgat gttccggcgc attctcttct ttttccgcat gttgaatccg ttccatgatc 2220 gacggatggc tgcctctgaa aatcttcaca agcaccggag gatcaacctg gctcagcccc 2280                                                                         2280 <210> 2 <211> 381 <212> PRT <213> 2 <400> 2 Met Arg Ser Lys Lys Leu Trp Ile Ser Leu Leu Phe Ala Leu Thr Leu   1 5 10 15 Ile Phe Thr Met Ala Leu Ser Asn Met Ser Ala Gln Ala Ala Gly Lys              20 25 30 Ser Ser Thr Glu Lys Lys Tyr Ile Val Gly Phe Lys Gln Thr Met Ser          35 40 45 Ala Met Ser Ser Ala Lys Lys Lys Asp Val Ile Ser Glu Lys Gly Gly      50 55 60 Lys Val Gln Lys Gln Phe Lys Tyr Val Asn Ala Ala Ala Ala Thr Leu  65 70 75 80 Asp Glu Lys Ala Val Lys Glu Leu Lys Lys Asp Pro Ser Val Ala Tyr                  85 90 95 Val Glu Glu Asp His Ile Ala His Glu Tyr Ala Gln Ser Val Pro Tyr             100 105 110 Gly Ile Ser Gln Ile Lys Ala Pro Ala Leu His Ser Gln Gly Tyr Thr         115 120 125 Gly Ser Asn Val Lys Val Ala Val Ile Asp Ser Gly Ile Asp Ser Ser     130 135 140 His Pro Asp Leu Asn Val Arg Gly Gly Ala Ser Phe Val Pro Ser Glu 145 150 155 160 Thr Asn Pro Tyr Gln Asp Gly Ser Ser His Gly Thr His Val Ala Gly                 165 170 175 Thr Ile Ala Ala Leu Asn Asn Ser Ile Gly Val Leu Gly Val Ala Pro             180 185 190 Ser Ala Ser Leu Tyr Ala Val Lys Val Leu Asp Ser Thr Gly Ser Gly         195 200 205 Gln Tyr Ser Trp Ile Ile Asn Gly Ile Glu Trp Ala Ile Ser Asn Asn     210 215 220 Met Asp Val Ile Asn Met Ser Leu Gly Gly Pro Thr Gly Ser Thr Ala 225 230 235 240 Leu Lys Thr Val Val Asp Lys Ala Val Ser Ser Gly Ile Val Val Ala                 245 250 255 Ala Ala Ala Gly Asn Glu Gly Ser Ser Gly Ser Thr Ser Thr Val Gly             260 265 270 Tyr Pro Ala Lys Tyr Pro Ser Thr Ile Ala Val Gly Ala Val Asn Ser         275 280 285 Ser Asn Gln Arg Ala Ser Phe Ser Ser Ala Gly Ser Glu Leu Asp Val     290 295 300 Met Ala Pro Gly Val Ser Ile Gln Ser Thr Leu Pro Gly Gly Thr Tyr 305 310 315 320 Gly Ala Tyr Asn Gly Thr Ser Met Ala Thr Pro His Val Ala Gly Ala                 325 330 335 Ala Ala Leu Ile Leu Ser Lys His Pro Thr Trp Thr Asn Ala Gln Val             340 345 350 Arg Asp Arg Leu Glu Ser Thr Ala Thr Tyr Leu Gly Asn Ser Phe Tyr         355 360 365 Tyr Gly Lys Gly Leu Ile Asn Val Gln Ala Ala Ala Gln     370 375 380 <210> 3 <211> 275 <212> PRT <213> 3 <400> 3 Ala Gln Ser Val Pro Tyr Gly Ile Ser Gln Ile Lys Ala Pro Ala Leu   1 5 10 15 His Ser Gln Gly Tyr Thr Gly Ser Asn Val Lys Val Ala Val Ile Asp              20 25 30 Ser Gly Ile Asp Ser Ser His Pro Asp Leu Asn Val Arg Gly Gly Ala          35 40 45 Ser Phe Val Pro Ser Glu Thr Asn Pro Tyr Gln Asp Gly Ser Ser His      50 55 60 Gly Thr His Val Ala Gly Thr Ile Ala Ala Leu Asn Asn Ser Ile Gly  65 70 75 80 Val Leu Gly Val Ala Pro Ser Ala Ser Leu Tyr Ala Val Lys Val Leu                  85 90 95 Asp Ser Thr Gly Ser Gly Gln Tyr Ser Trp Ile Ile Asn Gly Ile Glu             100 105 110 Trp Ala Ile Ser Asn Asn Met Asp Val Ile Asn Met Ser Leu Gly Gly         115 120 125 Pro Thr Gly Ser Thr Ala Leu Lys Thr Val Val Asp Lys Ala Val Ser     130 135 140 Ser Gly Ile Val Val Ala Ala Ala Ala Gly Asn Glu Gly Ser Ser Gly 145 150 155 160 Ser Thr Ser Thr Val Gly Tyr Pro Ala Lys Tyr Pro Ser Thr Ile Ala                 165 170 175 Val Gly Ala Val Asn Ser Ser Asn Gln Arg Ala Ser Phe Ser Ser Ala             180 185 190 Gly Ser Glu Leu Asp Val Met Ala Pro Gly Val Ser Ile Gln Ser Thr         195 200 205 Leu Pro Gly Gly Thr Tyr Gly Ala Tyr Asn Gly Thr Ser Met Ala Thr     210 215 220 Pro His Val Ala Gly Ala Ala Ala Leu Ile Leu Ser Lys His Pro Thr 225 230 235 240 Trp Thr Asn Ala Gln Val Arg Asp Arg Leu Glu Ser Thr Ala Thr Tyr                 245 250 255 Leu Gly Asn Ser Phe Tyr Tyr Gly Lys Gly Leu Ile Asn Val Gln Ala             260 265 270 Ala Ala Gln         275 <210> 4 <211> 24 <212> DNA <213> primer F2 <400> 4 gaagcacgtt tacatcggtc tggc 24 <210> 5 <211> 24 <212> DNA <213> Primer F3 <400> 5 ggggctgagc caggttgatc ctcc 24 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> R1 <400> 6 gcatctgatg tctttgcttg gcg 23 <210> 7 <211> 23 <212> DNA <213> R2 <400> 7 aacgttgaca ttcggcacac tcc 23 <210> 8 <211> 24 <212> DNA <213> Primer R3 <400> 8 tggcaaaggc accagccagt cacc 24 <210> 9 <211> 30 <212> DNA <213> BCAP-F1 <400> 9 ggggcatatg atatgcgcaa tctgttcctt 30 <210> 10 <211> 32 <212> DNA <213> BCAP-R1 <400> 10 ccccaagctt ttattgtgca gctgcttgta cg 32  

Claims (13)

서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소.A proteolytic enzyme comprising an amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3. 제 1항에 있어서, 상기 분해효소는 서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소.The protease according to claim 1, wherein the degrading enzyme has an amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. 제 1항의 단백질 분해효소를 코딩하는 유전자.Gene encoding the protease of claim 1. 제 3항에 있어서, 상기 유전자는 서열번호 1로 기재되는 것을 특징으로 하는 유전자.4. The gene of claim 3, wherein the gene is set forth in SEQ ID NO: 1. 제 3항의 유전자를 포함하는 발현벡터.An expression vector comprising the gene of claim 3. 제 5항에 있어서, 상기 발현벡터는 pT7-BCAP임을 특징으로 하는 발현벡터. The expression vector of claim 5, wherein the expression vector is pT7-BCAP. 제 5항의 발현벡터가 도입된 형질전환체.A transformant into which the expression vector of claim 5 is introduced. 제 3항의 유전자를 포함하는 바실러스 게놈 삽입용 발현벡터.An expression vector for Bacillus genome insertion comprising the gene of claim 3. 제 8항에 있어서, 상기 발현벡터는 pHPS-BCAP임을 특징으로 하는 발현벡터.9. The expression vector of claim 8, wherein the expression vector is pHPS-BCAP. 제 8항의 발현벡터가 도입된 형질전환체 JM109/pHPS-BCAP (수탁번호:KCTC 10772BP).The transformant JM109 / pHPS-BCAP (accession number: KCTC 10772BP) into which the expression vector of claim 8 was introduced. 제 1항의 단백질 분해효소를 포함하는 의류용 또는 콘택트렌즈용 세제.A detergent for clothing or contact lenses comprising the protease of claim 1. 제 1항의 단백질 분해효소를 이용하여 식품, 사료, 직물, 천연 가죽을 가공하는 방법.A method for processing food, feed, textiles, and natural leather using the protease of claim 1. 제 1항의 단백질 분해효소를 이용하여 유기 폐기물을 분해하는 방법.Method for decomposing organic waste using the protease of claim 1.
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