KR20110092881A - A novel isomerase and l- rhamnulose production using the same enzyme - Google Patents

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이경미
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Abstract

PURPOSE: A novel isomerase is provided to make optimal reaction condition for producing L-rhamnulose and to produce a large amount of L-rhamnulose. CONSTITUTION: A novel isomerase contains monosaccharide having amino acid sequences of sequence number 4. The monosaccharide is selected from rhamnose, mannose, talose, and gulose. The enzyme is derived from Bacillus halodurance of heat resistance.

Description

신규 이성화효소 및 이를 이용한 L-람뉼로오스 생산방법 {A novel isomerase and L- rhamnulose production using the same enzyme}A novel isomerase and L-rhamnulose production using the same enzyme}

본 발명은 신규 이성화효소 및 그를 이용한 L-람뉼로오스의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내열성을 나타내는 이성화효소, 이를 코딩하는 핵산 분자, 상기 핵산 분자를 포함하는 벡터, 상기 벡터를 포함하는 형질전환체 및 상기 L-람노오스 이성화효소를 이용한 L-람뉼로오스의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel isomerase and a method for preparing L-ramnulos using the same, and more particularly, to an isomerase exhibiting heat resistance, a nucleic acid molecule encoding the same, a vector comprising the nucleic acid molecule, and a vector comprising the vector. The present invention relates to a method for preparing L-Ranulose using a transformant and the L-Ranose Isomerase.

최근 의약분야에서 L-탄수화물 및 그로부터 유래된 뉴클레오사이드 유도체의 사용이 크게 증가하고 있는 가운데 특히, 몇 가지의 변형된 뉴클레오사이드는 유용한 항바이러스제로서 상당한 잠재성을 보이고 있다. L-람뉼로오스는 희소당으로서, D-싸이코오스, L-갈락토오스, L- 프럭토오스, D-타가토오스 및 L-자일룰로오스와 함께 식품산업 및 다른 많은 항 바이러스 제재의 합성에 있어서 중요한 육탄당이다. L-뉴클레오사이드는 D-뉴클레오사이드와 비교할 때, 체내의 뉴클레아제 등의 공격으로부터 높은 안정성을 가지므로 치료용 재료로서 사용될 수 있는 잠재성이 높은 후보 물질이다.In recent years, the use of L-carbohydrates and nucleoside derivatives derived therefrom is greatly increasing in the medical field, in particular, several modified nucleosides have shown considerable potential as useful antiviral agents. L-Ranulose is a rare saccharide, combined with D-cycose, L-galactose, L-fructose, D-tagatose and L-xylulose in the food industry and in the synthesis of many other antiviral agents. Is an important hexose. L-nucleosides are high potential candidates that can be used as therapeutic materials because they have high stability against nucleases and the like in the body when compared to D-nucleosides.

상기와 같은 중요성 및 유용성에도 불구하고, D-람뉼로오스와 달리 L-람뉼로오스는 자연계에 소량 존재할 뿐만 아니라, L-람뉼로오스를 생산할 수 있는 방법이 알려져 있으나 상대적으로 높은 비용이 소요된다. 따라서, 저비용으로 상업적으로 L-람뉼로오스를 생산할 수 있는 방법이 요구되고 있다.Despite the importance and usefulness as above, unlike D-Ranulose, L-Ranulose is not only present in nature in a small amount, but a method for producing L-Ranulose is known, but requires relatively high cost. . Therefore, there is a need for a method that can produce L-ramnulose commercially at low cost.

람노오스 이성화효소를 이용한 희소당 생산연구가 보고 (Leang K and Izumori K (2004) J. Biosci. Bioeng. 97(6): 383-388; Menavuvu BT and Izumori K(2006) J. Biosci Bioeng.101(4):340-345) 되고 있지만, 낮은 수율 및 대량 합성의 어려움 등 단점을 가지고 있다 (Bhuiyan SH and Izumori K. (1999) J. Biosci. Bioeng. 88(5):567-70). 또한, 상기의 방법은 일련의 화학반응으로서, 장시간을 요구하며, 상대적으로 고비용의 화학물질을 필요로 하고 불필요한 부산물이 생성되며, 많은 노동력을 필요로 한다. 따라서, 미생물 및 그의 효소를 사용하여 L-람노오스로부터 L-람뉼로오스를 생화학적으로 생산하는 방법이 요구되고 있다. 또한, 이와 같은 생촉매를 사용하여 L-람뉼로오스를 생산하는 효소적 생산방법은 상기 단점을 극복할 수 있을 것으로 기대되고 있다.A rare sugar production study using rhamose isomerase (Leang K and Izumori K (2004) J. Biosci. Bioeng. 97 (6): 383-388; Menavuvu BT and Izumori K (2006) J. Biosci Bioeng.101) (4): 340-345), but has disadvantages such as low yield and difficulty of mass synthesis (Bhuiyan SH and Izumori K. (1999) J. Biosci. Bioeng. 88 (5): 567-70). In addition, the above method is a series of chemical reactions, which require a long time, require relatively expensive chemicals, produce unnecessary by-products, and require a lot of labor. Therefore, there is a need for a method of biochemically producing L-Ranulose from L-Ranose using microorganisms and enzymes thereof. In addition, the enzymatic production method for producing L-ramnulose using such a biocatalyst is expected to overcome the above disadvantages.

본 발명에서는 L-람노오스로부터 L-람뉼로오스를 생산할 수 있는 람노오스 이성화효소 및 그와 같은 효소를 이용하여 L-람뉼로오스를 생산할 수 있는 최적 반응 조건을 제시함으로써, L-람뉼로오스를 높은 수율로 저렴하게 대량 생산할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.In the present invention, L-Ranulose by presenting the optimum reaction conditions for the production of L-Ranulose by using a rhamnose isomerase capable of producing L-Ranulose from L-Ranose and such enzymes To provide a method for mass production at low cost with high yield.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고, 상기의 필요성에 의하여 안출된 것으로서 본 발명의 첫 번째 목적은 이성화효소를 제공하는 것이다.The present invention solves the above problems, and the first object of the present invention to be devised by the necessity to provide an isomerase.

본 발명의 두 번째 목적은 상기 이성화효소를 코딩하는 유전자를 제공하는 것이다.It is a second object of the present invention to provide a gene encoding the isomerase.

본 발명의 세 번째 목적은 상기 이성화효소의 유전자를 포함한 재조합 발현벡터를 제공하는 것이다.A third object of the present invention is to provide a recombinant expression vector containing the gene of the isomerase.

본 발명의 네 번째 목적은 형질 전환된 재조합 대장균을 포함하는 모든 형질전환 균주를 제공하는 것이다.It is a fourth object of the present invention to provide all the transforming strains including the transformed recombinant E. coli.

본 발명의 다섯 번째 목적은 형질 전환된 재조합 대장균을 이용한 재조합 이화효소를 제공하는 것이다.A fifth object of the present invention is to provide a recombinant catalytic enzyme using the transformed recombinant E. coli.

본 발명의 여섯 번째 목적은 상기 효소를 이용하여 L-람노오스로부터 람노오스로부터 L-람뉼로오스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.A sixth object of the present invention is to provide a method for producing L-ramnulos from rhamnose from L-rhamnoose using the enzyme.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 단당류, 바람직하게는 람노오스, 만노오스 , 탈로오스 및 귤로오스로 구성된 군으로부터 선택된 단당류에 대하여 특이적인 이성화효소를 제공한다.본 발명의 이성화효소는 서열번호 4로 표시되는 아미노산서열을 가진 것을 특징으로 한다. 또, 서열번호 4의 아미노산서열에 대해서, 이들 아미노산서열을 가진 단백질이 표시하는 이성화효소 활성이 손상되지 않는 범위 내에서, 1 이상의 아미노산의 결실, 치환 및 부가의 적어도 1종의 변이가 도입된 변이 이성화효소도 본 발명에 관한 이성화효소에 포함된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a specific isomerase for a monosaccharide selected from the group consisting of monosaccharides, preferably rhamnose, mannose, taloose, and cellulose. The isomerase of the present invention is SEQ ID NO: 4 Characterized by having an amino acid sequence represented by. In addition, in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, a mutation in which one or more amino acid deletions, substitutions, and additions of at least one variant of one or more amino acids is introduced within a range in which isomerase activity indicated by a protein having these amino acid sequences is not impaired. Isomerase is also included in the isomerase which concerns on this invention.

또, 본 발명에는 서열번호 4의 아미노산서열을 가진 이성화효소를 코딩하는 이성화효소 유전자가 포함되고, 그 유전자서열로서는 서열번호 3으로 표시되는 것을 들 수 있다. 또, 이들 서열번호 3의 염기서열을 변이시켜서 얻게 되는 상기한 변이 이성화효소를 코딩하는 변이 이성화효소도 본 발명에 관한 이성화효소 유전자에 포함된다.In addition, the present invention includes an isomerase gene encoding an isomerase having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, and the gene sequence includes those represented by SEQ ID NO: 3. In addition, the mutant isomerase encoding the mutant isomerase obtained by mutating these nucleotide sequences of SEQ ID NO: 3 is also included in the isomerase gene of the present invention.

또, 본 발명에는, 상기 본 발명의 이성화효소 유전자를 함유하는 재조합벡터, 상기 재조합벡터에 의해서 형질전환된 형질전환체가 포함된다. 또한, 본 발명에는, 이 형질전환체를 배양하여, 얻게 되는 배양물로부터 본 발명의 이성화효소를 분리하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 이성화효소의 제조방법이 포함된다.In addition, the present invention includes a recombinant vector containing the isomerase gene of the present invention and a transformant transformed by the recombinant vector. The present invention also includes a method for producing the isomerase of the present invention, wherein the isomerase of the present invention is isolated from the culture obtained by culturing the transformant.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명의 이성화효소 유전자는 바실러스 할로듀란스의 균체로부터 분리된 것이다. 먼저, 본 발명의 이성화효소 유전자를 가진 균주로부터 염색체 DNA를 취득한다. The isomerase gene of the present invention is isolated from the cells of Bacillus halodurans. First, chromosomal DNA is obtained from a strain having the isomerase gene of the present invention.

다음에, 설계한 올리고뉴클레오타이드를 프라이머로 하고, 바실러스 할로듀란스 균주의 염색체 DNA를 주형으로 해서 폴리머라제 연쇄반응(PCR)을 행하여, 이성화효소 유전자를 부분적으로 증폭한다. 이와 같이 해서 얻게 된 PCR 증폭 단편은 바실러스 할로듀란스 균주의 이성화효소 유전자에 100% 가까운 상동성을 가진 단편으로서, 콜로니하이브리디제이션을 행할 때의 프로브로서 높은 S/N비를 기대할 수 있는 동시에, 하이브리디제이션의 스트린전시(stringency)제어를 용이하게 한다. 상기의 PCR 증폭 단편을 적당한 시약을 사용해서 표지하고, 상기 염색체 DNA라이브러리에 대해서 콜로니 하이브리디제이션을 행하여, 이성화효소 유전자를 선발한다(Current Protocols in Molecular Biology, 1권, 603페이지, 1994년). Next, a polymerase chain reaction (PCR) is carried out using the designed oligonucleotide as a primer, and the chromosomal DNA of the Bacillus halodurans strain as a template to partially amplify the isomerase gene. The PCR amplified fragment thus obtained was a fragment having 100% homology to the isomerase gene of the Bacillus halodurans strain, and at the same time, a high S / N ratio can be expected as a probe for colony hybridization. Facilitate stringency control of hybridization. The PCR amplification fragment is labeled with a suitable reagent, and colony hybridization is performed on the chromosomal DNA library to select isomerase genes (Current Protocols in Molecular Biology, Vol. 1, p. 603, 1994).

상기의 방법에 의해 선발된 대장균으로부터 알칼리법(Current Protocols in Molecular Biology, 1권, 161페이지, 1994년)을 사용해서 플라스미드를 회수함으로써, L-람노오스 이성화효소 유전자를 함유하는 DNA단편을 얻을 수 있다. 또한, 상기 방법에 의해 염기서열을 결정한 후에는, 상기 염기서열을 가진 DNA단편의 제한효소에 의한 분해에 의해 조제한 DNA단편을 프로브로 해서 하이브리다이즈함으로써 본 발명의 전체 유전자를 얻는 것이 가능하다. 서열번호 3에는 본 발명의 이성화효소 유전자의 염기서열을 서열번호 4에는 상기 유전자가 코딩하는 아미노산 서열을 표시한다.DNA fragments containing L-Ranose isomerase gene can be obtained by recovering the plasmid from the E. coli selected by the above method using alkaline method (Current Protocols in Molecular Biology, Vol. 1, p. 161, 1994). have. After determining the nucleotide sequence by the above method, it is possible to obtain the entire gene of the present invention by hybridizing the DNA fragment prepared by digestion by restriction enzymes of the DNA fragment having the nucleotide sequence as a probe. SEQ ID NO: 3 shows the nucleotide sequence of the isomerase gene of the present invention, SEQ ID NO: 4 shows the amino acid sequence encoded by the gene.

본 발명의 형질전환된 미생물은, 본 발명의 재조합벡터를, 상기 재조합벡터를 제작할 때에 사용한 발현벡터에 적합한 숙주 속에 도입함으로써 얻게 된다. 예를 들면 대장균 등의 세균을 숙주로서 사용하는 경우는, 본 발명에 관한 재조합벡터는, 그 자신이 숙주 속에서 자율복제 가능한 동시에, 프로모터, 본 발명의 이성화효소 유전자를 함유하는 DNA 및 전사종결서열 등의 발현에 필요한 구성을 가진 것임이 바람직하다. 본 발명에 사용된 발현벡터로서는 pQE80L 벡터를 사용하였으나 상기의 요건을 만족하는 발현벡터이면 어느 것이나 사용가능하다.The transformed microorganism of the present invention is obtained by introducing the recombinant vector of the present invention into a host suitable for the expression vector used when producing the recombinant vector. For example, when a bacterium such as E. coli is used as a host, the recombinant vector according to the present invention can autonomously replicate in the host, and at the same time, a promoter, DNA containing the isomerase gene of the present invention, and a transcription sequence It is preferable to have what is necessary for expression of these. As the expression vector used in the present invention, pQE80L vector was used, but any expression vector satisfying the above requirements can be used.

본 발명에 관한 이성화효소의 제조는, 이것을 코딩하는 유전자를 가진 재조합벡터에 의해 숙주를 형질전환해서 얻은 형질전환체를 배양하고, 배양물(배양균체 또는 배양상청액)속에 유전자 산물인 이성화효소를 생성 축적시켜, 배양물로부터 효소를 취득함으로써 행하여진다.In the production of the isomerase according to the present invention, a transformant obtained by transforming a host with a recombinant vector having a gene encoding the same is cultured, and a isomerase which is a gene product is produced in culture (cultured cell or culture supernatant). By accumulating and obtaining enzyme from the culture.

본 발명의 이성화효소의 취득 및 정제는, 얻게 되는 배양물 중으로부터, 균체 또는 상청액을 원심 회수하여, 균체파쇄, 친화성크로마토그래피, 양이온 또는 음이온교환크로마토그래피 등을 단독으로 또는 조합함으로써 행할 수 있다. Acquisition and purification of the isomerase of the present invention can be carried out by centrifuging the cells or supernatant from the obtained culture, and then, individually or in combination, cell disruption, affinity chromatography, cation or anion exchange chromatography. .

본 발명자는 높은 수율로 L-람뉼로오스를 제조할 수 있는 효소를 개발하고자 바실러스 할로듀란스로부터 L-람노오스 이성화효소의 유전자를 클로닝 하였다. 전기 유전자를 삽입한 재조합 균주가 L-람노오스로부터 높은 수율로 L-람뉼로오스를 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 부산물의 생성을 크게 감소시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.The present inventors cloned the gene of L-Rhamnose isomerase from Bacillus halodurans to develop an enzyme capable of producing L-Ranulose with high yield. It was confirmed that the recombinant strain in which the gene was inserted could not only prepare L-ranulose with high yield from L-rhamnose, but also greatly reduce the production of by-products, and completed the present invention.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 산업적으로 유용한 호열성 또는 내열성 L-람노오스 이성화 효소를 제조하기 위하여 바실러스 할로듀란스의 유전자로부터 L-람노오스 이성화효소를 암호화하는 유전자를 클로닝하고, 전기 유전자의 염기서열 및 그로부터 유추되는 아미노산 서열을 분석한다. The present invention clones a gene encoding L-Rhamnose isomerase from a gene of Bacillus halodurans to produce an industrially useful thermophilic or heat-resistant L-Rhamnose isomerase, and the base sequence of the electric gene and inferred therefrom. Analyze the amino acid sequence.

본 발명의 L-람노오스 이성화효소는 L-람노오스를 기질로 하여 이성화반응을 촉매하여 L-람뉼로오스를 형성하는 효소로서, 보다 바람직하게는 입체이성질체에 대한 특이성을 갖고 L-람노오스를 L-람뉼로오스로 전환시킬 수 있는 능력을 갖는 L-람노오스 이성화효소를 의미한다.L-Ranose isomerase of the present invention is an enzyme that forms L-Ranulose by catalyzing the isomerization reaction using L-Ranose as a substrate, and more preferably has L-Ranose as a specificity for stereoisomers. L-rhamnose isomerase with the ability to convert to L-Ranulose.

본 발명의 L-람노오스 이성화효소는 다음의 특징을 갖는다: (ⅰ) 최적 온도가 60-75℃; (ⅱ) 최적 pH가6.0-10.0; (ⅲ) 분자량이 약 48kDa; (ⅳ) Mn2 + 또는 Co2 + 존재 시 활성의 증가하며, L-Rhamose isomerase of the present invention has the following characteristics: (iii) the optimum temperature is 60-75 ° C; (Ii) an optimum pH of 6.0-10.0; (Iii) have a molecular weight of about 48 kDa; (Ⅳ) and increase in the Mn + 2 or Co 2 + activity when present,

바람직하게는, 본 발명의 L-람노오스 이성화효소는 최적 온도가 70-75℃, 최적 pH가 6.5-10.0이고, 보다 바람직하게는 최적 온도가 70℃이고, 최적 pH가 약 7.0이다.Preferably, the L-rhamose isomerase of the present invention has an optimum temperature of 70-75 ° C., an optimal pH of 6.5-10.0, more preferably an optimum temperature of 70 ° C., and an optimum pH of about 7.0.

본 발명의 L-람노오스 이성화효소는 1mM Mn2 + 또는 Co2 + 존재 시 활성이 각각 100배, 93배 증가한다. L- ramno agarose isomerase of the present invention is active upon 1mM Mn + 2 or Co + 2 present respectively increased 100-fold and 93-fold.

본 발명에서 얻어진 바실러스 할로듀란스 유래 L-람노오스 이성화효소의 Km 값은 약 369 mM, k cat 값은 약 8971 min-1, k cat/Km 값은 17 min-1mM-1이다. The K m value of the Bacillus halodurans-derived L-rhamose isomerase obtained in the present invention is about 369 mM, k cat value is about 8971 min −1 , and k cat / K m value is 17 min −1 mM −1 .

본 발명의 L-람노오스 이성화효소는 기질의 두번째 세번째 자리의 탄소에 하이드록실 작용기를 가지는 L-람노오스, L- 만노오스 , L-탈로오스 그리고 D- 글루코오스에 특이적인 활성을 나타낸다. 이러한 기질특이성을 가지는 본 발명의 효소는 매우 특이하다 할 것이며, 당 혼합물로부터 L-람뉼로오스의 생산에 유용하게 적용될 것이다.The L-rhamnose isomerase of the present invention exhibits specific activity to L-rhamnose, L-mannose, L-talose and D-glucose having hydroxyl functional groups at the carbon of the second and third sites of the substrate. The enzyme of the present invention having such substrate specificity will be very specific and will be usefully applied for the production of L-ramnulos from sugar mixtures.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 L-람노오스 이성화효소를 코딩하는 유전자 서열을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a gene sequence encoding the aforementioned L-rhamnose isomerase.

본 발명은 L-람노오스 이성화효소를 이용하여 기질인 L-람노오스로부터 L-람뉼로오스를 제조하는 방법을 함께 제공한다.The present invention also provides a method for producing L-Ranulose from L-Ranose as a substrate using L-Ranose Isomerase.

본 발명의 L-람노오스 이성화효소에 의해 생산된 L-람뉼로오스는 L-리보뉴클레오사이드, L-올리고리보뉴클레오사이드 및 다른 많은 치료용 제재의 합성에 있어서 골격을 구성하는 중요한 핵심 육탄당이다. 여기서 유도된 뉴클레오사이드는 유용한 항바이러스제로서 상당한 잠재성을 보이고 있다. 따라서 L-람노오스로부터 L-람뉼로오스의 전환은 L-람뉼로오스의 생산을 위한 기본 단계로서 중요하게 작용할 것이다.L-Ranulose produced by the L-Rhamnose isomerase of the present invention is an important core grenade that constitutes the backbone in the synthesis of L-ribonucleosides, L-oligoribonucleosides and many other therapeutic agents. It is a party. The nucleosides derived here have shown considerable potential as useful antiviral agents. Therefore, the conversion of L-Ranulose from L-Rannose will play an important role as a basic step for the production of L-Ranulose.

도 1은 바실러스 할로듀란스 균주로부터 유래된 L-람노오스 이성화효소 유전자를 포함하는 발현벡터의 제조방법을 나타내는 도이다.
도 2는 바실러스 할로듀란스 균주로부터 유래된 L-람노오스 이성화효소의 SDS-PAGE 젤 사진이다.
도 3(a)는 바실러스 할로듀란스 균주로부터 유래된 L-람노오스 이성화효소의 pH에 따른 반응활성을 나타낸 그래프이다.
도 3(b)는 바실러스 할로듀란스 균주로부터 유래된 L-람노오스 이성화효소의 온도에 따른 반응활성을 나타낸 그래프이다.
도 4는 바실러스 할로듀란스 균주로부터 유래된 L-람노오스 이성화효소의 L-람노오스 기질 농도에 따른 효소 활성을 나타낸 그래프이다.
도 5(a)는 바실러스 할로듀란스 균주로부터 얻은 조효소액을 이용하여 L-람뉼로오스를 생산하는 방법에서의, L-람노오스 이성화효소의 적정 효소 농도를 나타낸 도이다.
도 5(b)는 바실러스 할로듀란스 균주로부터 얻은 조효소액을 이용하여 L-람뉼로오스를 합성한 결과를 나타낸 도이다.
도 5(c)는 바실러스 할로듀란스 균주로부터 얻은 조효소액을 이용하여 L-람뉼로오스의 생산량을 나타낸 도이다.
1 is a view showing a method for producing an expression vector comprising the L-rhamnose isomerase gene derived from the Bacillus halodurans strain.
2 is a SDS-PAGE gel photograph of L-Rhamnose isomerase derived from Bacillus halodurans strain.
Figure 3 (a) is a graph showing the reaction activity according to the pH of L- rhamnose isomerase derived from the Bacillus halodurans strain.
Figure 3 (b) is a graph showing the reaction activity according to the temperature of L- rhamnose isomerase derived from the Bacillus halodurans strain.
Figure 4 is a graph showing the enzyme activity according to the L- rhamnose substrate concentration of L-rhamnose isomerase derived from Bacillus halodurans strain.
Figure 5 (a) is a diagram showing the appropriate enzyme concentration of L- rhamnose isomerase in the method for producing L-ramnulos using the coenzyme solution obtained from the Bacillus halodurans strain.
Figure 5 (b) is a diagram showing the results of synthesizing L-ramnulos using the crude enzyme solution obtained from the Bacillus halodurans strain.
Figure 5 (c) is a diagram showing the production of L-ramnulos using the crude enzyme solution obtained from the Bacillus halodurans strain.

이하, 비한정적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 의도로 기재된 것으로서 본 발명의 범위는 하기 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되지 아니한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through non-limiting examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention and the scope of the present invention is not to be construed as limited by the following examples.

실시예Example 1: L-람노오스 이성화효소의 유전자  1: Gene of L-Rhamnose Isomerase 클로닝Cloning

바실러스 할로듀란스(ATCC BAA-125)를 37℃에서 배양하고, 원심분리(8000g, 10분)하여 균체를 수득하였다. 전기 수득된 균체로부터 게놈 DNA를 분리하고, 바실러스 할로듀란스 이성화효소를 암호화하는 유전자의 염기서열을 이용하여 프라이머 BHLI F-5 GCG GAT CCA TGA GCA TGA AAA GTC A -3 와 BHLI R-5 TTA AGC TTA TGG CGC TGG AGC AGC -3 (서열번호 2)를 제작하여 PCR을 행하였다. PCR 산물 즉, 바실러스 할로듀란스에서 증폭된 L-람노오스 이성화효소를 포함한 유전자를 pGEM T-easy 벡터에 삽입하여 염기서열을 분석하였다(서열번호 3).Bacillus halodurans (ATCC BAA-125) was incubated at 37 ℃ and centrifuged (8000g, 10 minutes) to obtain the cells. Isolate genomic DNA from the cells obtained previously, using the base sequence of the gene encoding the Bacillus halodurance isomerase primers BHLI F-5 GCG GAT CCA TGA GCA TGA AAA GTC A-3 and BHLI R-5 TTA AGC TTA TGG CGC TGG AGC AGC-3 (SEQ ID NO: 2) was prepared and PCR was performed. The nucleotide sequence was analyzed by inserting a PCR product, that is, a gene containing L-rhamnose isomerase amplified in Bacillus halodurans into the pGEM T-easy vector (SEQ ID NO: 3).

실시예Example 2: 재조합 발현 벡터 및 재조합 균주 제조  2: Preparation of Recombinant Expression Vectors and Recombinant Strains

실시예 1에 따른 L-람노오스 이성화효소를 암호화하는 유전자를 이용하여, 전기 내열성 L-람노오스 이성화효소를 대장균에서 대량으로 발현시키기 위하여, 발현 벡터 pQE80L(Qiagen, USA)의 BamHⅠ과 Hind III 부위에 상기 효소 유전자를 삽입한 후 대장균 BL21(DE3)(Novagen Madison, WI)에 형질 전환시켰다 (도 1).BamHI and Hind III sites of the expression vector pQE80L (Qiagen, USA) to express a large amount of heat-resistant L-rhamnose isomerase in Escherichia coli using a gene encoding L-rhamnose isomerase according to Example 1 After inserting the enzyme gene into E. coli BL21 (DE3) (Novagen Madison, WI) was transformed (Fig. 1).

실시예Example 3: 재조합 L-람노오스 이성화효소의 발현 및 순수 분리 3: Expression and Pure Separation of Recombinant L-Ranose Isomerase

상기 실시예 2에서 재조된 재조합 균주를 LB 배지에 접종하고 37℃에서 24시간 동안 배양한 다음 SDS-PAGE 젤에서 발현된 단백질을 확인하였다 (도 2).The recombinant strain prepared in Example 2 was inoculated in LB medium and incubated at 37 ° C. for 24 hours to confirm the protein expressed in the SDS-PAGE gel (FIG. 2).

상기 실시예3의 방법으로 발현시킨 재조합 L-람노오스 이성화효소를 정제하기 위하여, 재조합 균주 배양액을 원심분리 (8000×g, 10분)하여 균체만을 모은 후, 초음파처리하여 대장균의 세포벽을 파쇄하고, 20,000×g에서20분간 원심분리 하여 침전물(균체)을 제거하고 상등액을 수득하였다. 이어, 상기상등액을70℃에서15분간 열처리하고, 20,000×g에서 20분간 원심분리하여 침전물을 제거한 후, 상등액을 수득한 후, 최종적으로 Ni-NTA 컬럼 (Qiagen, USA)을 이용한 컬럼 크로마토그래피를 수행하여, 재조합 L-람노오스 이성화효소를 순수 분리하였다 (도 2).In order to purify the recombinant L-rhamose isomerase expressed by the method of Example 3, the recombinant strain culture solution was centrifuged (8000 × g, 10 minutes) to collect only the cells, and then subjected to sonication to disrupt the cell wall of Escherichia coli. , Centrifuged at 20,000 × g for 20 minutes to remove the precipitate (cells) to obtain a supernatant. Subsequently, the supernatant was heat-treated at 70 ° C. for 15 minutes, centrifuged at 20,000 × g for 20 minutes to remove precipitates, and then the supernatant was obtained. Finally, column chromatography using a Ni-NTA column (Qiagen, USA) was performed. By doing so, the recombinant L-rhamose isomerase was purely separated (FIG. 2).

실시예Example 4: L-람노오스 이성화효소의 특성 실험 4: Characterization of L-Ranose Isomerase

상기 실시예 4에서 분리된 L-람노오스 이성화효소의 물리 화학적 특성을 조사하였으며, 기질로서 L-람노오스(Sigma, St. Louis, MO)를 사용하였다.The physical and chemical properties of the L-rhamnose isomerase isolated in Example 4 were investigated, and L-rhamnose (Sigma, St. Louis, MO) was used as a substrate.

실시예Example 4-1:  4-1: 열안정성Thermal stability 및 최적 온도 And optimum temperature

L-람노오스 이성화효소의 이성화 활성에 대한 열안정성을 측정하기 위하여, 효소를 50mM 말레이트 완충액 (pH 7)에서 0-2 시간 동안 50, 60, 70 또는 80℃에서 1 mM Mn2+ 존재 또는 부재 하에서 반응시키면서, 일정간격으로 시료를 채취하여 잔존 활성을 측정하였다. 효소의 잔존 활성은 시료를 채취하여 시스테인-카바졸-황산 분석법으로 측정하였다. 바실러스 할로듀란스로부터 얻어진 본 발명의 L-람노오스 이성화효소는 60℃에서 Mn2 +의 존재 하에 15시간 이상 90% 이상의 활성을 보이는 안정성을 나타내었다. 한편, 본 발명의 L-람노오스 이성화효소는 70℃에서 최적온도가 형성되었다 (도 3a).To determine the thermostability of the isomerization activity of L-Ranose isomerase, the enzyme was present in 1 mM Mn 2+ at 50, 60, 70 or 80 ° C. for 0-2 hours in 50 mM maleate buffer (pH 7) or While reacting in the absence, samples were taken at regular intervals and the remaining activity was measured. The residual activity of the enzyme was measured by a cysteine-carbazole-sulfuric acid assay by taking a sample. Bacillus L- ramno of the present invention obtained from the halo Durance agarose isomerase exhibited stability exhibit greater than 90% activity for more than 15 hours in the presence of Mn + 2 in 60 ℃. On the other hand, L-rhamnose isomerase of the present invention was the optimum temperature was formed at 70 ℃ (Fig. 3a).

실시예Example 4-2: 최적  4-2: Optimal pHpH

최적 pH의 측정은 70℃에서 다음의 완충액 (50mM)을 사용하여 실시하였다: 소디움 아세테이트/아세트산 완충액 (pH 4.0-5.0), 말레이트 완충액 (pH 5.0-7.0) 및 Tris-HCl 완충액 (pH 7.0-10.0). 시료를 채취하여 실시예 2의 방법으로 효소 활성을 측정하였다. 도3에서 확인할 수 있듯이, L-람노오스 이성화효소의 최적 pH는 70 ℃에서 7이었으며, 최고 수준 활성의 50% 이상이 pH 5.0~10.0에서 유지되었다 (도 3b).The determination of the optimal pH was carried out at 70 ° C. using the following buffer (50 mM): sodium acetate / acetic acid buffer (pH 4.0-5.0), malate buffer (pH 5.0-7.0) and Tris-HCl buffer (pH 7.0- 10.0). A sample was taken and enzyme activity was measured by the method of Example 2. As can be seen in Figure 3, the optimum pH of L-rhamnose isomerase was 7 at 70 ℃, more than 50% of the highest level of activity was maintained at pH 5.0 ~ 10.0 (Fig. 3b).

실시예Example 4-3: 금속이온의 효과 4-3: Effect of Metal Ions

순수 정제된 효소에 최종농도 10mM의 EDTA를 처리하여 24시간 이상 방치 후에 50mM 말레이트 완충액으로 투석한 후 본 실험을 위한 효소 용액으로 사용하였다. 최종농도 1mM의 MgCl2, MnCl2, CoCl2, ZnCl2, CaCl2, FeSO4, CuSO4, KCl, HgCl2, 또는 BaCl2와 함께 5분 동안 50 mM 말레이트 완충액에서 효소를 전 배양한 후 효소의 잔존 활성을 측정하였다. 1mM 농도에서 다양한 금속의 L-람노오스 이성화효소 활성에 대한 영향은 표 1에 나타내었다. Mn2 + 또는 Co2 + 첨가는 대조군에 대하여 각각 100배 및 93배 활성을 증가시켰다.Pure purified enzyme was treated with EDTA at a final concentration of 10 mM and after standing for 24 hours or more, dialyzed with 50 mM maleate buffer and used as an enzyme solution for this experiment. Preincubate the enzyme in 50 mM malate buffer for 5 min with MgCl 2 , MnCl 2 , CoCl 2 , ZnCl 2 , CaCl 2 , FeSO 4 , CuSO 4 , KCl, HgCl 2 , or BaCl 2 at a final concentration of 1 mM The remaining activity of the enzyme was measured. The effect on the L-rhamnose isomerase activity of various metals at 1 mM concentration is shown in Table 1. Mn + 2 or Co + 2 addition is increased 100-fold and 93-fold activity relative to the control group, respectively.

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1은 다양한 금속의 L-람노오스 이성화효소 활성에 대한 영향을 나타낸 표이다.Table 1 shows the effect of various metals on L-rhamnose isomerase activity.

실시예Example 4-4: L-람노오스 이성화효소의 동역학적 매개변수 4-4: Kinetic Parameters of L-Rhamnose Isomerase

다양한 농도의 L-람노오스 (5-500mM)를 기질로 하여 70℃, pH 7 (50mM 말레이트 완충액)에서 5분 동안 1mM Mn2 +의 존재 하에서 효소를 반응시킨 후, 비선형 회귀분석을 통하여 동역학적 매개변수를 측정하였다 (도 4). 바실러스 할로듀란스로부터 유래된 L-람노오스 이성화효소의 L-람노오스에 대한 Kcat 값은 8971 min-1, k cat/Km 값은 17min-1mM-1로 결정되었다. 이는 현재까지 보고된 해당 효소 중 높은 L-람노오스의 전환속도 및 촉매 활성에 해당한다.70 ℃ to the L- ramno agarose (5-500mM) in various concentrations as a substrate, pH 7 (50mM maleate buffer) were reacted in the enzyme in the presence of 1mM Mn + 2 for 5 minutes, copper through a non-linear regression analysis Mechanical parameters were measured (FIG. 4). The K cat value for L-Rhamnose of L-Rhamnose isomerase derived from Bacillus halodurans was determined to be 8971 min −1 , and the value of k cat / K m was 17 min −1 mM −1 . This corresponds to the conversion rate and catalytic activity of high L-rhamose among the enzymes reported to date.

실시예Example 5: 신규 L-람노오스 이성화효소를 이용한 L-  5: L- Using Novel L-Ranose Isomerase 람뉼로오스Ramnulos 생산방법 Production method

실시예Example 5-1: L- 5-1: L- 람뉼로오스Ramnulos 생산을 위한 최적 온도 Optimum temperature for production

상기 실시예 3에서 순수 분리한 L-람노오스 이성화효소를 이용하여 L-람뉼로오스의 생산실험을 다음과 같은 조건에서 수행하였다. L-람노오스 이성화효소를 이용하는 본 발명의 L-람뉼로오스 생산방법에서, 온도를 변화시키면서 L-람노오스와 L-람뉼로오스의 비율을 확인하였다.Production of L-Ranulose was performed under the following conditions using L-Ranose Isomerase purely separated in Example 3. In the production method of L-Ranulose of the present invention using L-Ranose Isomerase, the ratio of L-Ranose and L-Ranulose was confirmed while changing the temperature.

미생물 생산배지로는 LB를 사용하였고 효소 생산배지로는 글리세롤 10g L-1, 펩톤 1g L-1, 효모 추출물 30g L-1, 이인산칼륨 0.14g L-1, 일인산나트륨 1g L-1로 구성된 배지를 사용하였다. 600nm에서의 흡광도가 0.6이 될 때, 0.1mM ITPG를 첨가하여 효소 생산을 유도하였다. 상기 과정 중의 교반 속도는 200 rpm, 배양 온도는 37℃로 유지하였다.As microbial production medium, LB was used. As enzyme production medium, glycerol 10g L -1 , peptone 1g L -1 , yeast extract 30g L -1 , potassium diphosphate 0.14g L -1 , sodium monophosphate 1g L -1 Configured medium was used. When the absorbance at 600 nm was 0.6, 0.1 mM ITPG was added to induce enzyme production. Stirring speed during the process was 200 rpm, the culture temperature was maintained at 37 ℃.

균 배양과 효소 정제 방법은 실시예 3과 같이 수행하였으며, 1g L-1의 기질 용액, 1mM Mn2 +의 존재 하에서 25, 40, 55, 70, 75℃의 온도 하에서 효소와 기질을 반응시켰다. 표 2에 나타난 바와 같이, 반응 온도를 60-75℃로 유지하였을 때 우수한 수율을 나타냈으며, 특히 70℃에서 L-람뉼로오스의 생산이 가장 높았다. 따라서, 본 발명의 L-람뉼로오스 생산 방법에서 L-람노오스 이성화효소와 기질의 반응 시 최적 온도는 60-75℃ 사이임을 알 수 있다.Bacterial culture and enzyme purification method was carried out as performed in Example 3, 1g L -1 of substrate solution and allowed to react for enzyme and substrate at a temperature of 25, 40, 55, 70, 75 ℃ in the presence of 1mM Mn + 2. As shown in Table 2, the yield was excellent when the reaction temperature was maintained at 60-75 ℃, especially the production of L- lanulose at 70 ℃ was the highest. Therefore, it can be seen that the optimum temperature during the reaction of L-rhamnose isomerase and substrate in the L-ramnulose production method of the present invention is between 60-75 ℃.

Figure pat00002
Figure pat00002

표 2는 반응 온도에 따르는 L-람뉼로오스의 생산 수율을 나타낸 표이다.Table 2 is a table showing the production yield of L-ramnulose according to the reaction temperature.

실시예Example 5-2: L- 5-2: L- 람뉼로오스Ramnulos 생산을 위한 최적 효소 농도 Optimum enzyme concentration for production

바실러스 할로듀란스 유래 신규 L-람노오스 이성화효소를 이용하는 본 발명의 L-람뉼로오스 생산방법에서, L-람노오스 이성화효소의 적정 효소 농도를 확인하였으며, 그 결과는 도 5(a)에 나타내었다. In the production method of L-Ranulose of the present invention using a novel L-Ranose isomerase derived from Bacillus halodurans, the appropriate enzyme concentration of L-Ranose isomerase was confirmed, and the results are shown in FIG. 5 (a). It was.

도 5(a)에 나타난 바와 같이, L- 람뉼로오스 생산에서 L-람노오스 이성화효소의 적정 효소 농도는 10000 units ml-1이었다.As shown in FIG. 5 (a), the titre enzyme concentration of L-rhamnose isomerase was 10000 units ml −1 in L-ramnulos production.

실시예Example 5-3: L- 5-3: L- 람뉼로오스Ramnulos 생산을 위한 최적 초기 기질 농도 Optimal initial substrate concentration for production

L-람노오스 이성화효소를 이용하는 본 발명의 L-람뉼로오스 생산방법에서, 초기 기질의 농도를 변화시키면서 L- 람뉼로오스의 생산량을 확인하였다. 균 배양과 효소 정제 방법은 실시예 3과 같이 수행하였으며, 1mM Mn2 +의 존재 하에서 기질인 L-람노오스의 농도를 10-500g L-1로 하여 L- 람뉼로오스 생성량을 측정하였다. 그 결과는 도 5(b)에 나타내었다.In the L-Ranulose production method of the present invention using L-Ranose isomerase, the production amount of L-Ranulose was confirmed while changing the concentration of the initial substrate. Bacterial culture and enzyme purification were carried out as in Example 3, in the presence of 1mM Mn + 2 concentration of the substrate, L- ramno agarose as 10-500g L -1 were measured by agarose amount L- ramnyul. The results are shown in Figure 5 (b).

도 5(b)에 나타난 바와 같이, L- 람뉼로오스 생산에서 기질인 L-람노오스를 10g L-1로 하였을 때, L-람노오스에서 L- 람뉼로오스의 변환 비율은 55%였고, 기질인 L-람노오스를 500g L-1로 하였을 때, L-람노오스에서 L- 람뉼로오스로의 변환 비율은 51%였다. 따라서, 최종 농도를 고려하여 본 발명의 L- 람뉼로오스 생산 방법에서 초기 기질의 농도는 300g L-1로 하였다. As shown in FIG. 5 (b), when L-rhamnose, which is a substrate in L-Ranulose production, was 10g L −1 , the conversion ratio of L-Ranulose to L-Rannoose was 55%, When the substrate L-rhamose was set to 500 g L -1 , the conversion ratio of L-rhamnose to L-ramnulose was 51%. Therefore, in consideration of the final concentration, the concentration of the initial substrate was 300g L -1 in the method of producing L-ranulose of the present invention.

실시예Example 5-4:  5-4: 바실러스Bacillus 할로듀란스Halodurance 유래 신규 L-람노오스 이성화효소를 이용한 최적 조건에서의 L- L- under Optimum Conditions Using Derived Novel L-Ranose Isomerase 람뉼로오스Ramnulos 생산 production

신규 L-람노오스 이성화효소를 이용한 최대 L- 람뉼로오스 생산을 위하여 하기의 최적 조건에서 이성화 반응을 수행하였다. 500g L-1의 기질 용액, L-람노오스 이성화효소 10000 units ml-1, 70℃, 1mM Mn2 +의 존재 하에서 L- 람뉼로오스의 생산실험을 수행하였으며, 그 결과는 도 5(c)에 나타내었다.The isomerization reaction was carried out under the following optimum conditions for maximum L-ranulose production using the novel L-Ranose isomerase. Substrate solution of 500g L -1, L- ramno agarose was carried out in the production of trehalose under the experimental isomerase 10000 units ml -1, 70 ℃, the presence of 1mM Mn + 2 to L- ramnyul, the result is Fig. 5 (c) Shown in

도 5(c)에 나타난 바와 같이, L-람노오스의 생산성은 264.5 L-1 h-1, L-람노오스로부터 L- 람노오스의 전환율은 56%, 생산농도는 281.3g L- 1 이었다. 이러한 수율 및 최종 농도는 L-람노오스로부터 L- 람뉼로오스 생산에서 매우 우수한 수치이다. 따라서 본 발명의 L- 람뉼로오스 생산 방법은 기존의 방법에 비해 우수한 수율 및 고농도로 L- 람뉼로오스의 생산이 가능하도록 한다. As shown in Figure 5 (c), the productivity of L- ramno agarose was 264.5 L -1 h -1, the conversion of L- ramno agarose from L- ramno trehalose is 56%, the production levels 281.3g L - 1. These yields and final concentrations are very good values for L-ranulose production from L-rhamnose. Therefore, the production method of L- lanululose of the present invention enables the production of L- lanululose with excellent yield and high concentration compared to the conventional method.

<110> Konkuk University Industrial Cooperation Corp. <120> A novel isomerase and L- rhamnulose production using the same enzyme <160> 4 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 gcggatccat gagcatgaaa agtca 25 <210> 2 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ttaagcttat ggcgctggag cagc 24 <210> 3 <211> 1257 <212> DNA <213> Bacillus halodurans <400> 3 atgagcatga aaagtcaatt tgagcgagcg aaaatagaat atggacaatg gggcattgac 60 gtagaggaag cacttgagcg gttgaagcaa gttccaatat cgatccattg ctggcaagga 120 gacgatgtag gcggcttcga attgagcaaa ggcgagttgt ctggcgggat tgatgtgacg 180 ggagattatc cagggaaagc gaccacccct gaagagttac ggatggactt agaaaaagcg 240 ctgtcgctga tcccgggaaa gcatcgcgtt aatttgcatg cgatttatgc agaaacggac 300 ggtaaagtgg tggagcggga tcaactcgaa ccgaggcatt ttgaaaagtg ggtccgttgg 360 gcgaaaaggc atgggctagg gctagatttt aacccgacgt tgttttctca tgaaaaagcg 420 aaagacggac tgacccttgc tcacccagac caagcgatcc gtcagttttg gatcgaccat 480 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Phe Glu Arg Ala Lys Ile Glu Tyr Gly Gln 1 5 10 15 Trp Gly Ile Asp Val Glu Glu Ala Leu Glu Arg Leu Lys Gln Val Pro 20 25 30 Ile Ser Ile His Cys Trp Gln Gly Asp Asp Val Gly Gly Phe Glu Leu 35 40 45 Ser Lys Gly Glu Leu Ser Gly Gly Ile Asp Val Thr Gly Asp Tyr Pro 50 55 60 Gly Lys Ala Thr Thr Pro Glu Glu Leu Arg Met Asp Leu Glu Lys Ala 65 70 75 80 Leu Ser Leu Ile Pro Gly Lys His Arg Val Asn Leu His Ala Ile Tyr 85 90 95 Ala Glu Thr Asp Gly Lys Val Val Glu Arg Asp Gln Leu Glu Pro Arg 100 105 110 His Phe Glu Lys Trp Val Arg Trp Ala Lys Arg His Gly Leu Gly Leu 115 120 125 Asp Phe Asn Pro Thr Leu Phe Ser His Glu Lys Ala Lys Asp Gly Leu 130 135 140 Thr Leu Ala His Pro Asp Gln Ala Ile Arg Gln Phe Trp Ile Asp His 145 150 155 160 Cys Ile Ala Ser Arg Lys Ile Gly Glu Tyr Phe Gly Lys Glu Leu Glu 165 170 175 Thr Pro Cys Leu Thr Asn Ile Trp Ile Pro Asp Gly Tyr Lys Asp Thr 180 185 190 Pro Ser Asp Arg Leu Thr Pro Arg Lys Arg Leu Lys Glu Ser Leu Asp 195 200 205 Gln Ile Phe Ala Ala Glu Ile Asn Glu Ala Tyr Asn Leu Asp Ala Val 210 215 220 Glu Ser Lys Leu Phe Gly Ile Gly Ser Glu Ser Tyr Val Val Gly Ser 225 230 235 240 His Glu Phe Tyr Leu Ser Tyr Ala Leu Lys Asn Asp Lys Leu Cys Leu 245 250 255 Leu Asp Thr Gly His Tyr His Pro Thr Glu Thr Val Ser Asn Lys Ile 260 265 270 Ser Ala Met Leu Leu Phe His Asp Lys Leu Ala Leu His Val Ser Arg 275 280 285 Pro Val Arg Trp Asp Ser Asp His Val Val Thr Phe Asp Asp Glu Leu 290 295 300 Arg Glu Ile Ala Leu Glu Ile Val Arg Asn Asp Ala Leu Asp Arg Val 305 310 315 320 Leu Ile Gly Leu Asp Phe Phe Asp Ala Ser Ile Asn Arg Ile Ala Ala 325 330 335 Trp Thr Ile Gly Thr Arg Asn Val Ile Lys Ala Leu Leu Phe Ala Met 340 345 350 Leu Ile Pro His Lys Gln Leu Lys Glu Trp Gln Glu Thr Gly Asp Tyr 355 360 365 Thr Arg Arg Leu Ala Val Leu Glu Glu Phe Lys Thr Tyr Pro Leu Gly 370 375 380 Ala Ile Trp Asn Glu Tyr Cys Glu Arg Met Asn Val Pro Ile Lys Glu 385 390 395 400 Glu Trp Leu Lys Glu Ile Ala Ile Tyr Glu Lys Glu Val Leu Leu Gln 405 410 415 Arg His <110> Konkuk University Industrial Cooperation Corp. <120> A novel isomerase and L- rhamnulose production using the same          enzyme <160> 4 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 gcggatccat gagcatgaaa agtca 25 <210> 2 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ttaagcttat ggcgctggag cagc 24 <210> 3 <211> 1257 <212> DNA <213> Bacillus halodurans <400> 3 atgagcatga aaagtcaatt tgagcgagcg aaaatagaat atggacaatg gggcattgac 60 gtagaggaag cacttgagcg gttgaagcaa gttccaatat cgatccattg ctggcaagga 120 gacgatgtag gcggcttcga attgagcaaa ggcgagttgt ctggcgggat tgatgtgacg 180 ggagattatc cagggaaagc gaccacccct gaagagttac ggatggactt agaaaaagcg 240 ctgtcgctga tcccgggaaa gcatcgcgtt aatttgcatg cgatttatgc agaaacggac 300 ggtaaagtgg tggagcggga tcaactcgaa ccgaggcatt ttgaaaagtg ggtccgttgg 360 gcgaaaaggc atgggctagg gctagatttt aacccgacgt tgttttctca tgaaaaagcg 420 aaagacggac tgacccttgc tcacccagac caagcgatcc gtcagttttg gatcgaccat 480 tgtatcgcta gtcgaaagat tggtgagtat tttgggaaag agctcgagac cccgtgttta 540 acgaacattt ggattcctga tggttacaaa gatacaccga gtgatcgctt gacccctcga 600 aaacgattaa aggaatcgct ggatcaaatt tttgctgctg agatcaatga agcgtacaat 660 cttgatgcgg tggaaagcaa gctgtttggc atcggctctg aatcatatgt cgtcggctcc 720 cacgagtttt atttaagcta tgccttgaaa aatgataagc tctgcttact cgatacaggc 780 cattaccacc cgactgaaac ggtctctaat aaaatttccg cgatgctcct ttttcatgat 840 aagctcgctt tacacgtctc ccgaccggtt cgctgggata gcgatcacgt cgtcacgttt 900 gatgatgagc tgagggaaat tgccttggaa attgtgcgaa acgatgctct tgatcgcgtc 960 ctgatcggat tggatttctt tgatgcgagc attaatcgaa tcgcggcgtg gacgattgga 1020 acgcgcaatg tgattaaagc attgttgttc gctatgctca tcccgcacaa acagttaaaa 1080 gagtggcagg agacaggaga ttatacgaga cggttggcag tgctagaaga atttaaaacg 1140 tatccgctgg gcgcgatatg gaatgaatat tgcgaaagga tgaatgtgcc cattaaagag 1200 gagtggctca aggagattgc gatttatgag aaagaagtgc tgctccagcg ccattag 1257 <210> 4 <211> 418 <212> PRT <213> Bacillus halodurans <400> 4 Met Ser Met Lys Ser Gln Phe Glu Arg Ala Lys Ile Glu Tyr Gly Gln   1 5 10 15 Trp Gly Ile Asp Val Glu Glu Ala Leu Glu Arg Leu Lys Gln Val Pro              20 25 30 Ile Ser Ile His Cys Trp Gln Gly Asp Asp Val Gly Gly Phe Glu Leu          35 40 45 Ser Lys Gly Glu Leu Ser Gly Gly Ile Asp Val Thr Gly Asp Tyr Pro      50 55 60 Gly Lys Ala Thr Thr Pro Glu Glu Leu Arg Met Asp Leu Glu Lys Ala  65 70 75 80 Leu Ser Leu Ile Pro Gly Lys His Arg Val Asn Leu His Ala Ile Tyr                  85 90 95 Ala Glu Thr Asp Gly Lys Val Val Glu Arg Asp Gln Leu Glu Pro Arg             100 105 110 His Phe Glu Lys Trp Val Arg Trp Ala Lys Arg His Gly Leu Gly Leu         115 120 125 Asp Phe Asn Pro Thr Leu Phe Ser His Glu Lys Ala Lys Asp Gly Leu     130 135 140 Thr Leu Ala His Pro Asp Gln Ala Ile Arg Gln Phe Trp Ile Asp His 145 150 155 160 Cys Ile Ala Ser Arg Lys Ile Gly Glu Tyr Phe Gly Lys Glu Leu Glu                 165 170 175 Thr Pro Cys Leu Thr Asn Ile Trp Ile Pro Asp Gly Tyr Lys Asp Thr             180 185 190 Pro Ser Asp Arg Leu Thr Pro Arg Lys Arg Leu Lys Glu Ser Leu Asp         195 200 205 Gln Ile Phe Ala Ala Glu Ile Asn Glu Ala Tyr Asn Leu Asp Ala Val     210 215 220 Glu Ser Lys Leu Phe Gly Ile Gly Ser Glu Ser Tyr Val Val Gly Ser 225 230 235 240 His Glu Phe Tyr Leu Ser Tyr Ala Leu Lys Asn Asp Lys Leu Cys Leu                 245 250 255 Leu Asp Thr Gly His Tyr His Pro Thr Glu Thr Val Ser Asn Lys Ile             260 265 270 Ser Ala Met Leu Leu Phe His Asp Lys Leu Ala Leu His Val Ser Arg         275 280 285 Pro Val Arg Trp Asp Ser Asp His Val Val Thr Phe Asp Asp Glu Leu     290 295 300 Arg Glu Ile Ala Leu Glu Ile Val Arg Asn Asp Ala Leu Asp Arg Val 305 310 315 320 Leu Ile Gly Leu Asp Phe Phe Asp Ala Ser Ile Asn Arg Ile Ala Ala                 325 330 335 Trp Thr Ile Gly Thr Arg Asn Val Ile Lys Ala Leu Leu Phe Ala Met             340 345 350 Leu Ile Pro His Lys Gln Leu Lys Glu Trp Gln Glu Thr Gly Asp Tyr         355 360 365 Thr Arg Arg Leu Ala Val Leu Glu Glu Phe Lys Thr Tyr Pro Leu Gly     370 375 380 Ala Ile Trp Asn Glu Tyr Cys Glu Arg Met Asn Val Pro Ile Lys Glu 385 390 395 400 Glu Trp Leu Lys Glu Ile Ala Ile Tyr Glu Lys Glu Val Leu Leu Gln                 405 410 415 Arg his        

Claims (9)

서열번호 4의 아미노산 서열을 가지는 단당류에 대하여 특이적인 이성화효소.Isomerase specific for a monosaccharide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4. 제 1항에 있어서, 상기 단당류는 람노오스, 만노오스 , 탈로오스 및 귤로오스로 구성된 군으로부터 선택된 단당류인 것을 특징으로 하는 이성화효소.According to claim 1, wherein the monosaccharide isomerase, characterized in that the monosaccharide selected from the group consisting of rhamnose, mannose, talose and cellulose. 제 1항에 있어서, 상기 효소는 바실러스 할로듀란스에서 유래한 것을 특징으로 하는 이성화효소.The isomerase of claim 1, wherein the enzyme is derived from Bacillus halodurans. 제 1항에 있어서, 상기 효소는 내열성인 이성화효소.The isomerase of claim 1, wherein the enzyme is heat resistant. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 효소를 코딩하는 유전자.Gene encoding the enzyme of any one of claims 1 to 4. 제 5항에 있어서, 상기 유전자는 서열번호 3의 염기서열을 가지는 유전자.The gene according to claim 5, wherein the gene has a nucleotide sequence of SEQ ID NO. 바실러스 할로듀란스에서 유래한 서열번호 3의 염기서열을 가지는 이성화효소 유전자를 포함하는 재조합 발현벡터로 형질전환된 균주를 배양하여 이성화효소를 제조하는 방법.A method for producing an isomerase by culturing a strain transformed with a recombinant expression vector comprising an isomerase gene having a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 derived from Bacillus halodurans. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 람노오스 이성화효소를 이용하여 L-람노오스로부터 L-람뉼로오스를 제조하는 방법.A method for producing L-Ranulose from L-Ranose using the Rhamnose isomerase of any one of claims 1 to 4. 제 8항에 있어서, 상기 방법은 최적 온도가 60-75℃, 최적 pH가 6.0-10.0인 L-람노오스로부터 L-람뉼로오스를 제조하는 방법.The method of claim 8, wherein the method produces L-Ranulose from L-Ranose with an optimal temperature of 60-75 ° C. and an optimal pH of 6.0-10.0.
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