KR20150091652A - Novel dehydrin gene from Cerastium arcticum and use thereof - Google Patents

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KR20150091652A
KR20150091652A KR1020140012131A KR20140012131A KR20150091652A KR 20150091652 A KR20150091652 A KR 20150091652A KR 1020140012131 A KR1020140012131 A KR 1020140012131A KR 20140012131 A KR20140012131 A KR 20140012131A KR 20150091652 A KR20150091652 A KR 20150091652A
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Abstract

The present invention relates to a novel dehydrin gene derived from a polar microorganism and a dehydrin peptide coded thereby. In addition, the present invention relates to a composition for increasing stress resistance and a composition for increasing fermentation activity, which comprise the gene and the dehydrin peptide as active ingredients. According to the present invention, the dehydrin peptide and a polynuleotide for coding the same can be usefully used in production of biodiesel by significantly increasing resistance to non-biological stress of a cell and significantly increasing an output of ethanol in yeast.

Description

신규한 극지 미생물 유래 디하이드린 유전자 및 그 용도 {Novel dehydrin gene from Cerastium arcticum and use thereof}Novel dehydrin gene from Cerastium arcticum and use thereof.

본 발명은 신규한 극지 미생물 유래 디하이드린 유전자 및 이에 의하여 코딩되는 디하이드린 단백질에 관한 것이다. The present invention relates to a novel polar microbial-derived dihydrin gene and a dihydrin protein encoded thereby.

또한 본 발명은 상기 유전자 및 디하이드린 펩타이드를 유효성분으로 포함하는, 스트레스 저항성 증가용 조성물 및 발효 활성 증가용 조성물에 관한 것이다.
The present invention also relates to a composition for increasing stress resistance and a composition for increasing fermentation activity comprising the gene and a dihydrin peptide as an effective ingredient.

최근 수세기 동안 세계 에너지시장의 주류를 이루었던 화석에너지가 고갈되기 시작하면서 수많은 종류의 대체에너지가 개발되기 시작하였다. 그 중의 하나가 생물학적 방법을 이용한 바이오 에탄올의 생산으로 현재 많은 연구자들에 의해 연구되고 있으며 수송연료에서 기존의 화석연료에 의존하던 부분을 바이오 에탄올로 대체가 가능하리라 전망되고 있다. As the fossil energy, which has been the mainstream of the global energy market in recent years, began to run down, many kinds of alternative energy began to be developed. One of them is currently being studied by many researchers for the production of bioethanol using biological methods and it is expected that it will be possible to substitute bioethanol for the part that relies on conventional fossil fuel in transportation fuel.

현재 대표적인 경제선진국인 미국, 프랑스, EU등은 휘발유에 에탄올을 5~15% 혼합한 E5, E10, E15 등을 사용하고 있으며 대표적인 바이오 에탄올의 수출국인 브라질의 경우 휘발유에 25%의 에탄올을 혼합한 E25를 주 수송연료로 사용하고 있다.The US, France, and the EU, which are the most developed countries in the world, currently use E5, E10, and E15 mixed with 5 to 15% ethanol in gasoline. Brazil, which is a major exporter of bioethanol, mixes 25% ethanol with gasoline E25 as the main transport fuel.

그럼에도 불구하고 바이오 에탄올 생산 및 유통에 대한 가격경쟁력은 아직까지 화석연료에 비해 많이 떨어지는 실정이다. 화석연료의 매장량이 차츰 떨어지고 산유국들의 고유가 정책이 벌어지면서 2004년도에는 바이오에탄올의 경제성이 소폭증가 하였지만 다시 유가가 안정되면서 바이오에탄올의 가격경쟁력에 대한 문제는 바이오에탄올 생산의 큰 화두로서 자리를 잡았다. Nevertheless, the price competitiveness of bioethanol production and distribution is far lower than that of fossil fuels. As the reserves of fossil fuels gradually decreased and the oil price policy of oil producing countries increased, the economical efficiency of bioethanol increased slightly in 2004, but the price competitiveness of bioethanol became a hot topic of bioethanol production again as oil prices stabilized.

바이오에탄올의 경제성을 증가시키기 위해서는 크게 두 가지의 방법이 제시되고 있다. 먼저 기존의 주 기질이었던 전분에 비해 가격이 상당히 저렴한 lignocellulose를 에탄올발효의 주 기질로 사용하는 방법으로 lignocellulose의 분해산물인 glucose외 xylose, galactose, mannose, arabinose 등을 이용 할 수 있는 균주의 개발, 산을 이용한 가수분해가 아닌 생물학적 분해효소인 lignocellulase 군(群) 의 개발 등이 이루어지고 있으며, 바이오에탄올 발효의 전 과정에서 비용을 줄이기 위한 공정학적인 방법과 그에 따른 다양한 균주개발 및 효소공학적인 연구가 이루어지고 있다Two methods are proposed to increase the economical efficiency of bioethanol. As a method to use lignocellulose, which is much cheaper than starch, which is the main substrate, as a main substrate of ethanol fermentation, the development of strains capable of using xylose, galactose, mannose and arabinose, which are degradation products of lignocellulose, And the development of a lignocellulase group (group), which is a biodegradation enzyme, rather than hydrolysis using biodegradable enzymes, has been carried out. In order to reduce the cost in the entire process of bioethanol fermentation, Be done

이에, 본 발명자들은 바이오 에탄올의 생산의 효율을 높일 수 있는 유전자원을 개발하기 위하여 노력한 결과, 신규한 극지 미생물 Cerastium arcticum 종 유래 디하이드린 유전자를 확인하였으며, 이 유전자가 숙주세포에 비생물학적 스트레스 저항성을 부여함과 더불어 알코올 발효 효율을 현저하게 향상시키는 것을 확인하고, 본 발명의 완성하기에 이르렀다.
Accordingly, the present inventors have made efforts to develop a genetic resource capable of increasing the production efficiency of bioethanol, and as a result, Cerastium arcticum species-derived dihydrin gene. The present inventors confirmed that this gene imparts abiotic stress resistance to the host cell and remarkably improves the alcohol fermentation efficiency, thus completing the present invention.

본 발명의 일 양상은 극지 미생물 Cerastium arcticum 종 유래 데하이드린 펩타이드 및 이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공하는 것이다. One aspect of the present invention relates to a method for producing microorganism Cerastium arcticum species derived dehydrin peptides and polynucleotides encoding the same.

또한 본 발명의 다른 양상은 상기 펩타이드 또는 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 포함하는, 스트레스 저항성 증가용 조성물을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a composition for increasing stress resistance, comprising the above peptide or polynucleotide as an active ingredient.

또한, 본 발명의 다른 양상은 상기 펩타이드 또는 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 포함하는, 발효 활성 증가용 조성물 및 이를 이용하여 알코올을 생산하는 방법을 제공하는 것이다.
Another aspect of the present invention is to provide a composition for increasing fermentation activity comprising the peptide or polynucleotide as an active ingredient and a method for producing alcohol using the same.

본 발명의 일 양상은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 극지 미생물 Cerastium arcticum 종 유래 디하이드린 펩타이드를 제공하는 것이다. One aspect of the present invention is to provide a dihydrin peptide derived from the polar microorganism Cerastium arcticum species comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

디하이드린 (dehydrin, DHN)이란, 저온 또는 가뭄 스트레스 조건 하의 식물에서 발현하는 단백질 군으로서, 친수성을 띄며, 내열 활성을 갖는다. Dehydrin (DHN) is a group of proteins expressed in plants under low-temperature or drought-stress conditions. They are hydrophilic and have heat-resistant activity.

본 발명의 상기 디하이드린 펩타이드는 한국 다산 북극 기지 (Dasan Korean Arctic Research Station)로부터 수득한 Cerastium arcticum L. (Caryophyllaceae)로부터 유래한 펩타이드로서, 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 것을 특징으로 한다.
The above-mentioned dihydrin peptide of the present invention can be obtained from Cerastium < RTI ID = 0.0 > (Dasan Korean Arctic Research Station) The peptide derived from arcticum L. (Caryophyllaceae) is characterized by being composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

본 발명의 다른 양상은 상기 디하이드린 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다. Another aspect of the present invention provides a polynucleotide encoding said dihydrin peptide.

상기 “폴리뉴클레오티드 (polynucleotide)”는 단일가닥 또는 이중가닥 형태로 존재하는 ep옥시리보뉴클레오티드 또는 리보뉴클레오티드의 중합체이다. RNA 게놈 서열, DNA(gDNA 및 cDNA) 및 이로부터 전사되는 RNA 서열을 포괄하며, 특별하게 다른 언급이 없는 한 천연의 폴리뉴클레오티드의 유사체를 포함한다. The " polynucleotide " is a polymer of epoxyribonucleotides or ribonucleotides present in single-stranded or double-stranded form. RNA genomic sequences, DNA (gDNA and cDNA) and RNA sequences transcribed therefrom, and include analogs of natural polynucleotides unless otherwise specified.

상기 디하이드린 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 바람직하게는 서열번호 2의 염기서열로 이루어질 수 있다.The polynucleotide encoding the dihydrin peptide may preferably consist of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.

상기 폴리뉴클레오티드는 상기 디하이드린 펩타이드를 코딩하는 뉴클레오티드 서열뿐만 아니라, 그 서열에 상보적인(complementary) 서열도 포함한다. 상기 상보적인 서열은 완벽하게 상보적인 서열뿐만 아니라, 실질적으로 상보적인 서열도 포함한다. , 이는 당업계에 공지된 가혹 조건 (stringent conditions) 하에서, 예를 들어, 서열번호 1의 아미노산을 코딩하는 뉴클레오티드 서열과 혼성화될 수 있는 서열을 의미한다.The polynucleotide includes a nucleotide sequence encoding the dihydrin peptide as well as a complementary sequence to the sequence. The complementary sequence includes not only perfectly complementary sequences but also substantially complementary sequences. , Which means a sequence that can hybridize under stringent conditions known in the art, for example, to a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

또한 상기 폴리뉴클레오티드는 변형될 수 있다. 상기 변형은 뉴클레오티드의 추가, 결실 또는 비보존적 치환 또는 보존적 치환을 포함한다. 상기 아미노산 서열을 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 상기 뉴클레오티드 서열에 대하여 실질적인 동일성을 나타내는 뉴클레오티드 서열도 포함하는 것으로 해석된다. 상기의 실질적인 동일성은, 상기 뉴클레오티드 서열과 임의의 다른 서열을 최대한 대응되도록 얼라인하고, 당업계에서 통상적으로 이용되는 알고리즘을 이용하여 얼라인된 서열을 분석한 경우에, 최소 80%의 상동성, 최소 90%의 상동성 또는 최소 95%의 상동성을 나타내는 서열일 수 있다.
The polynucleotide may also be modified. Such modifications include addition, deletion or non-conservative substitution or conservative substitution of nucleotides. The polynucleotide encoding the amino acid sequence is also interpreted to include a nucleotide sequence that exhibits substantial identity to the nucleotide sequence. The above substantial identity is determined by aligning the nucleotide sequence with any other sequence as closely as possible, and analyzing the aligned sequence using algorithms commonly used in the art to obtain a sequence having at least 80% homology, At least 90% homology or at least 95% homology.

본 발명의 다른 양상은 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a recombinant vector comprising the polynucleotide.

용어 "벡터(vector)"는 숙주 세포에서 목적 유전자를 발현시키기 위한 수단을 의미한다. 예를 들어, 플라스미드 벡터, 코즈미드 벡터 및 박테리오파아지 벡터, 아데노바이러스 벡터, 레트로바이러스 벡터 및 아데노-연관 바이러스 벡터와 같은 바이러스 벡터를 포함한다. 상기 재조합 벡터로 사용될 수 있는 벡터는 당업계에서 종종 사용되는 플라스미드 (예를 들면, pSC101, pGV1106, pACYC177, ColE1, pKT230, pME290, pBR322, pUC8/9, pUC6, pBD9, pHC79, pIJ61, pLAFR1, pHV14, pGEX 시리즈, pET 시리즈 및 pUC19 등), 파아지 (예를 들면, λgt4λB, λ-Charon, λΔz1 및 M13 등) 또는 바이러스 (예를 들면, CMV, SV40 등)를 조작하여 제작될 수 있다.The term "vector" means means for expressing a gene of interest in a host cell. For example, viral vectors such as plasmid vectors, cosmid vectors and bacteriophage vectors, adenovirus vectors, retroviral vectors, and adeno-associated viral vectors. The vector that can be used as the recombinant vector may be a plasmid (for example, pSC101, pGV1106, pACYC177, ColE1, pKT230, pME290, pBR322, pUC8 / 9, pUC6, pBD9, pHC79, pIJ61, pLAFR1, pHV14 , pGEX series, pET series, and pUC19), phage (e.g.,? gt4? B,? -charon,?? z1 and M13) or viruses (e.g., CMV, SV40 and the like).

상기 재조합 벡터에서 서열번호 1의 아미노산 서열을 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 프로모터에 작동적으로 연결될 수 있다. 용어 "작동적으로 연결된(operatively linked)"은 뉴클레오티드 발현 조절 서열(예를 들면, 프로모터 서열)과 다른 뉴클레오티드 서열 사이의 기능적인 결합을 의미한다. 따라서, 이에 의해 상기 조절 서열은 상기 다른 뉴클레오티드 서열의 전사 및/또는 해독을 조절할 수 있다.The polynucleotide encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in the recombinant vector may be operatively linked to a promoter. The term "operatively linked" refers to the functional linkage between a nucleotide expression control regulatory sequence (e.g., a promoter sequence) and another nucleotide sequence. Thus, the regulatory sequence may thereby regulate transcription and / or translation of the other nucleotide sequence.

상기 재조합 벡터는, 전형적으로 클로닝을 위한 벡터 또는 발현을 위한 벡터로서 구축될 수 있다. 상기 발현용 벡터는 당업계에서 식물, 동물 또는 미생물에서 외래의 단백질을 발현하는데 사용되는 통상의 것을 사용할 수 있다. 상기 재조합 벡터는 당업계에 공지된 다양한 방법을 통해 구축될 수 있다. The recombinant vector can typically be constructed as a vector for cloning or as a vector for expression. The expression vector may be any conventional vector used in the art to express foreign proteins in plants, animals or microorganisms. The recombinant vector may be constructed by a variety of methods known in the art.

상기 재조합 벡터는 원핵 세포 또는 진핵 세포를 숙주로 하여 구축될 수 있다. 예를 들어, 사용되는 벡터가 발현 벡터이고, 원핵 세포를 숙주로 하는 경우에는, 전사를 진행시킬 수 있는 강력한 프로모터 (예를 들어, pLλ프로모터, trp 프로모터, lac 프로모터, tac 프로모터, T7 프로모터 등), 해독의 개시를 위한 라이보좀 결합 자리 및 전사/해독 종결 서열을 포함하는 것이 일반적이다. 진핵 세포를 숙주로 하는 경우에는, 벡터에 포함되는 진핵 세포에서 작동하는 복제원점은 f1 복제원점, SV40 복제원점, pMB1 복제원점, 아데노 복제원점, AAV 복제원점, CMV 복제원점 및 BBV 복제원점 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 포유동물 세포의 게놈으로부터 유래된 프로모터 (예를 들어, 메탈로티오닌 프로모터) 또는 포유동물 바이러스로부터 유래된 프로모터 (예를 들어, 아데노바이러스 후기 프로모터, 백시니아 바이러스 7.5K 프로모터, SV40 프로모터, 사이토메갈로바이러스 (CMV) 프로모터 및 HSV의 tk 프로모터)가 이용될 수 있으며, 전사 종결 서열로서 폴리아데닐화 서열을 일반적으로 갖는다.
The recombinant vector may be constructed with prokaryotic or eukaryotic cells as hosts. For example, when the vector used is an expression vector and a prokaryotic cell is used as a host, a strong promoter capable of promoting transcription (for example, pL? Promoter, trp promoter, lac promoter, tac promoter, T7 promoter, etc.) , A ribosome binding site for initiation of translation, and a transcription / translation termination sequence. When the eukaryotic cell is used as a host, the origin of replication that functions in the eukaryotic cells contained in the vector is f1 replication origin, SV40 replication origin, pMB1 replication origin, adeno replication origin, AAV replication origin, CMV replication origin, and BBV replication origin But is not limited thereto. Also, promoters derived from the genome of mammalian cells (e.g., metallothionein promoter) or mammalian viruses (e.g., adenovirus late promoter, vaccinia virus 7.5K promoter, SV40 promoter, The cytomegalovirus (CMV) promoter and the tk promoter of HSV) can be used, and generally have a polyadenylation sequence as a transcription termination sequence.

본 발명의 또 다른 양상은 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공한다. Yet another aspect of the present invention provides a host cell transformed with the recombinant vector.

숙주 세포는 당업계에 공지된 어떠한 숙주 세포도 이용할 수 있으며, 그 예로서 동물, 식물, 진균, 세균 및 바이러스 등이 있다. 원핵 세포로는, 예를 들어, E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1, E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 츄린겐시스와 같은 바실러스 속 균주, 그리고 살모넬라 티피무리움, 세라티아 마르세슨스 및 다양한 슈도모나스 종과 같은 장내균과 균주 등이 있으며, 진핵 세포에 형질 전환시키는 경우에는 숙주 세포로서, 효모(Saccharomyce cerevisiae), 곤충 세포, 식물 세포 및 동물 세포, 예를 들어, SP2/0, CHO(Chinese hamster ovary) K1, CHO DG44, PER.C6, W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, Huh7, 3T3, RIN 및 MDCK 세포주 등이 이용될 수 있다.The host cell can be any host cell known in the art, and examples thereof include animals, plants, fungi, bacteria, and viruses. Examples of prokaryotic cells include E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1, E. coli LE392, E. coli B, E. coli X1776, E. coli W3110, Bacillus subtilis, Bacillus strains such as Bacillus thuringiensis, and Enterobacteria and strains such as Salmonella typhimurium, Serratia marcesensus and various Pseudomonas sp., And when transforming eukaryotic cells, yeast (Saccharomyce cerevisiae) , Insect cells, plant cells and animal cells such as SP2 / 0, Chinese hamster ovary CHO, CHO DG44, PER.C6, W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, Huh7, 3T3, RIN And MDCK cell lines.

폴리뉴클레오티드 또는 이를 포함하는 재조합 벡터의 숙주 세포 내로의 삽입은, 당업계에 널리 알려진 삽입 방법을 사용할 수 있다. 상기 운반 방법은 예를 들어, 숙주 세포가 원핵 세포인 경우, CaCl2 방법 또는 전기 천공 방법 등을 사용할 수 있고, 숙주 세포가 진핵 세포인 경우에는, 미세 주입법, 칼슘 포스페이트 침전법, 전기 천공법, 리포좀-매개 형질감염법 및 유전자 밤바드먼트 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. E. coli 등의 미생물을 이용하는 경우 생산성은 동물세포 등에 비하여 높은 편이나 당화 (glycosylation) 문제로 인해 온전한 (intact) Ig 형태의 항체 생산에는 적당하지 않지만, Fab 및 Fv와 같은 항원 결합 단편의 생산에는 사용될 수 있다.The insertion of a polynucleotide or a recombinant vector containing the polynucleotide into a host cell can be carried out using an insertion method well known in the art. For example, when the host cell is a prokaryotic cell, the CaCl 2 method or the electroporation method can be used. When the host cell is a eukaryotic cell, the microinjection method, the calcium phosphate precipitation method, the electroporation method, Liposome-mediated transfection methods, and gene bombardment, but the present invention is not limited thereto. When E. coli and other microorganisms are used, the productivity is higher than that of animal cells, but it is not suitable for intact Ig-type antibody production due to glycosylation problem. However, production of antigen-binding fragments such as Fab and Fv Can be used.

상기 형질 전환된 숙주 세포를 선별하는 방법은 선택 표지에 의해 발현되는 표현형을 이용하여, 당업계에 널리 알려진 방법에 따라 용이하게 실시할 수 있다. 예를 들어, 상기 선택 표지가 특정 항생제 내성 유전자인 경우에는, 상기 항생제가 함유된 배지에서 형질전환체를 배양함으로써 형질전환체를 용이하게 선별할 수 있다.
The method of selecting the transformed host cells can be easily carried out according to a method widely known in the art by using a phenotype expressed by a selection marker. For example, when the selection mark is a specific antibiotic resistance gene, the transformant can be easily selected by culturing the transformant in a medium containing the antibiotic.

또한, 본 발명의 또 다른 양상은 상기 디하이드린 펩타이드 또는 이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 포함하는, 스트레스 저항성 증가용 조성물을 제공한다. Yet another aspect of the present invention provides a composition for increasing stress resistance, comprising the dihydrin peptide or a polynucleotide encoding the same as an active ingredient.

상기 스트레스는 수분, 염분, 저온, 고온, 삼투압, 산화, 환원, 알코올 및 기아 (starvation)로 이루어지는 군으로부터 선택된 비생물학적 스트레스일 수 있다. 또한 상기 스트레스는 동물, 식물, 진균, 세균 및 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택된 세포에 대한 스트레스일 수 있다. 가장 바람직하게는 상기 스트레스는 효모세포에 대한 스트레스일 수 있다. The stress may be an abiotic stress selected from the group consisting of moisture, salinity, low temperature, high temperature, osmotic pressure, oxidation, reduction, alcohol and starvation. The stress may also be stress on cells selected from the group consisting of animals, plants, fungi, bacteria and viruses. Most preferably, the stress may be stress on yeast cells.

본 발명의 구체예에서는 본 발명의 디하이드린을 코딩하는 폴리뉴클레오티드가 형질전환된 효모의 경우, H2O2, MD, t-MD, 및 t-BOOH의 존재하에서 야생형의 효모에 비하여 비생물학적 스트레스에 대하여 현저하게 높은 저항성을 나타냄을 확인하였다. In the embodiment of the present invention, in the case of the yeast transformed with the polynucleotide encoding the dihydrin of the present invention, in the presence of H 2 O 2 , MD, t-MD, and t-BOOH, It was confirmed that it exhibited remarkably high resistance to stress.

또한, 상기 스트레스 저항성은 스트레스 저항성은 활성산소의 억제 활성, 또는 분자 샤페론 활성에 의한 것일 수 있다.
In addition, the stress resistance may be due to the inhibitory activity of active oxygen, or the molecular chaperone activity.

본 발명의 또 다른 양상은 상기 디하이드린 펩타이드 또는 이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 포함하는, 발효 활성 증가용 조성물을 제공한다. 상기 발효는 효모의 알코올 발효일 수 있다. Yet another aspect of the present invention provides a composition for increasing fermentation activity comprising the dihydrin peptide or a polynucleotide encoding the same as an active ingredient. The fermentation may be an alcohol fermentation of yeast.

본 발명의 일 구체예에서는, 본 발명의 CaDHN에 의하여 형질전환된 효모를 이용한 발효의 경우, 야생형 세포에 비하여 에탄올 생산량이 현저하게 높았으며, 잔여 글루코오스 함량은 현저히 감소하는 것을 확인하였다.In one embodiment of the present invention, the fermentation using yeast transformed with CaDHN of the present invention produced significantly higher ethanol production than the wild type cells, and the residual glucose content was remarkably decreased.

이에 따라, 본 발명은 (1) 상기 디하이드린을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 효모세포에 삽입하는 단계; 및 (2) 상기 효모세포를 배양하는 단계를 포함하는, 알코올 생산 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a method for preparing a yeast cell, comprising: (1) inserting a polynucleotide encoding the dihydrin into yeast cells; And (2) culturing the yeast cell.

상기의 삽입은 상기 디하이드린을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 효모세포에 전달할 수 있는 방법이면 그 방법을 제한하지 않으며, 그 예는 상기한 바와 같다.Such insertion does not limit the method as long as it can deliver the polynucleotide encoding the dihydrin to the yeast cell, and examples thereof are as described above.

또한, 상기의 알코올은 에탄올 일 수 있다. In addition, the alcohol may be ethanol.

또한, 상기 발효에 있어서, 발효원은 당류일 수 있으며, 상기 당은 단당류, 이당류 또는 다당류일수 있다. 또한, 탄소수에 따라 2내지 9 탄당 등일 수 있다. 2탄당 (diose)의 예로는 글라이콜알데하이드가 있으며; 3탄당 (Triose)의 예로는 케토트리오스, 케토트리오스 등이 있다. 또한 4탄당 (Tetrose)의 예로는 케토테트로스, 알도테트로스 등이 있으며; 오탄당 (Pentose)의 예로는 케토펜토스(리불로스, 자일룰로스), 알도펜토스(리보스, 아라비노스, 자일로스, 릭소스), 데옥시당(데옥시리보스); 육탄당 (Hexose)의 예로는 케토헥소스(프시코스, 프럭토스(과당), 소르보스, 타가토스), 알도헥소스(알로스, 알트로스, 글루코스(포도당), 마노스, 굴로스, 이도스, 갈락토스, 탈로스, 데옥시당(푸코스, 푸쿨로스, 람노스) 등일 수 있다.
In the fermentation, the fermentation source may be a sugar, and the sugar may be a monosaccharide, a disaccharide or a polysaccharide. Further, it may be 2 to 9 carbon atoms depending on the number of carbon atoms. An example of a diose is glycol aldehyde; Examples of triose are ketotriose, ketotriose, and the like. Examples of tetrads include ketotetros, aldotetros, and the like; Examples of Pentose include ketopentose (Ribulos, xylulose), aldopentos (ribose, arabinose, xylose, ricosource), deoxy sugar (deoxyribose); Examples of Hexose include, but are not limited to, ketohexose (psicose, fructose, sorbose, tagatose), aldohexose (alos, altrose, glucose, mannose, gulose, Galactose, talos, deoxy sugar (fucose, fuculose, rhamnose), and the like.

본 발명에 따른 디하이드린 펩타이드 및 이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 세포의 비생물학적 스트레스에 대한 저항성을 현저하게 증가시키며, 효모에서의 에탄올 생산량을 유의적으로 증가시키는 바, 바이오 디젤 생산에 매우 유용하게 사용될 수 있다.
The dihydrin peptide according to the present invention and the polynucleotide encoding the same remarkably increase the resistance to abiotic stress of the cells and significantly increase the ethanol production in the yeast so that they are very useful for the production of biodiesel .

도 1은 본 발명의 CaDHN의 아미노산 서열 및 그 특징을 분석한 결과이다.
도 1a에서 보존된 8개의 세린 잔기를 포함하는 S 마디 (segment)를 노란색으로 표시하였으며, 5개의 K 마디를녹색으로 표시하였다.
도 1b의 상부 패널에서는 CaDHN의 보존된 부위 및 하부 패널에서는 SKn-type DHN를 모식화하였다. K: K 마디, S: S 마디,Φ: Φ 마디, n은 K 마디의 수이다.
도 2는 CaDHN 유전자의 이형 발현 및 형질전환된 효모 세포의 스트레스 저항성을 나타낸 도이다.
도 2a은 배양 5시간 후의 CaDHN 발현 (좌측 패널) 및 최종 CaDHN 발현 (우측 패널)을 나타낸다. 항-Dhn 항체를 이용하여 웨스턴 블롯을 수행한 결과이다. S. cerevisiae 유래 Tub 항체를 로딩 대조군으로 사용하였다.
도 2b는 세포 외 자극의 존재하에서 CaDHN-매개 스트레스 저항성을 나타낸 도이다.
도 2c는 1시간 동안 25 mM H2O2의 존재 하에서의 세포의 형태 (상위 패널) 및 DCFHDA를 이용한 산화환원상태 분석결과이다 (하위 패널).
도 3은 CaDHN 발현 효모에서의 발효능 및 세포 생존능을 나타낸 도이다.
도 4는 CaDHN의 ROS 청소부 활성 및 분자 샤페론 활성을 나타낸 도이다.
FIG. 1 shows the results of analysis of the amino acid sequence and characteristics of CaDHN of the present invention.
The S segment containing the eight serine residues conserved in Figure 1A is shown in yellow and the five K segments are shown in green.
In the upper panel of FIG. 1B, SK n -type DHN was modeled in the conserved region of CaDHN and the lower panel. K: K-segment, S: S-segment, Φ: Φ segment, n is the number of K segments.
FIG. 2 is a graph showing the expression of the CaDHN gene and the stress resistance of transformed yeast cells. FIG.
Figure 2a shows CaDHN expression (left panel) and final CaDHN expression (right panel) after 5 hours of incubation. The results are shown in Western blotting using an anti-Dhhn antibody. S. cerevisiae-derived Tub antibody was used as a loading control.
Figure 2b shows CaDHN-mediated stress resistance in the presence of extracellular stimulation.
FIG. 2C shows the results of the redox state analysis using DCFHDA (upper panel) and cell morphology (lower panel) in the presence of 25 mM H 2 O 2 for 1 hour.
FIG. 3 is a graph showing the efficacy and cell viability in CaDHN-expressing yeast.
4 is a graph showing the activity of ROS scavenging activity and molecular chaperone activity of CaDHN.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, these examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예Example 1:  One: CaDHNCaDHN -발현 재조합 효모 및 E. - expressing recombinant yeast and E. coli. colicoli 의 설계 Of design

한국 다산 북극 기지 (Dasan Korean Arctic Research Station)의 스발바르 제도의 Brogger-Halvoya (N75 55″, E11 54″)로부터 C. arcticum L. (Caryophyllaceae)를 수득하였다. 총 RNA는 RNeasy Plant Mini kit (Qiagen, Hilden, Germany)를 이용하여 C. arcticum의 잎으로부터 분리하였다. cDNA 프로브는 RT-PCR (reverse transcription- PCR) 프리믹스 키트 (Bioneer, Daejeon, Korea)를 이용하여 합성하였다. CaDHN 코딩부위는 ExTaq 폴리머라아제 (Takara Bio Inc., Tokyo, Japan)를 이용한 PCR로 cDNA로부터 증폭하였고, 5′-ACGGCTAGCATGTCGAACTTACACCCAACC-3′ 및 5′-AGCGGATCCTTAGTAACCCTTGTGAGCTTTATC-3′ 각각을 센스 프라이머 및 안티센스 프라이머로 이용하였다. 밑줄친 서열이 NheI 및 BamHI 제한효소 자리를 나타낸다. PCR 반응 조건은 하기와 같다.C. arcticum L. (Caryophyllaceae) was obtained from Brogger-Halvoya (N75 55 ", E11 54") of Svalbard, Dasan Korean Arctic Research Station, Korea. Total RNA was isolated from the leaves of C. arcticum using the RNeasy Plant Mini kit (Qiagen, Hilden, Germany). cDNA probes were synthesized using RT-PCR (reverse transcription-PCR) premix kit (Bioneer, Daejeon, Korea). CaDHN coding region is ExTaq polymerase (Takara Bio Inc., Tokyo, Japan ) were amplified from the cDNA by PCR using, 5'-ACG GCTAGC ATGTCGAACTTACACCCAACC-3 ' and 5'-AGC TTAGTAACCCTTGTGAGCTTTATC GGATCC-3', respectively the sense primer And antisense primers. The underlined sequences represent NheI and BamHI restriction enzyme sites. The PCR reaction conditions are as follows.

일차 변성 (initial denaturation)은 94 ℃에서 3분간, 94 ℃에서 30초간, 54 ℃에서 30초간, 72 ℃에서 1분간 30 사이클, 최종 확장 (final extension)은 72 ℃에서 7분간. Initial denaturation is 30 minutes at 94 ° C for 3 minutes, 94 ° C for 30 seconds, 54 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 1 minute, and final extension at 72 ° C for 7 minutes.

PCR 산물은 Gel Extraction kit (Nucleogen, Siheung, Korea)를 이용하여 정제하였고, TOPO TA 클로닝 벡터 (Invitrogen, Carlsbad, USA)에 삽입하였다. 클로닝된 플라스미드는 PCR에 의하여 돌연변이가 일어나지 않음을 확인하기 위하여 T7 프라이머 세트를 이용하여 시퀀싱하였고, 그 다음 NheI 및 BamHI 제한 효소로 분해하였다. 분해된 플라스미드 DNA 조각은 E. coli 발현 백터 pKM260 (Euroscarf, Frankfurt, Germany) 내로 연결 (ligation)하고, 결과 플라스미드를 pKM260::CaDHN로 명명하였다. 또한, CaDHN 유전자를 포함하는 TOPO TA 클로닝 벡터는 EcoRI 제한효소로 분해시키고, 그 뒤 플라스미드 DNA 조각은 효소 발현 백터 p426GPD (Euroscarf, Frankfurt, Germany) 내로 연결하였다. 클로닝된 플라스미드는 GPD1 (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) 프로모터 부위에 어닐링되는, PF 프라이머 (5′-TGTTTTCTTCACCAATCAG-3′)를 이용하여 시퀀싱하였고, 이는 적합한 유전자 연결 (gene ligation) 및 유전자 방향 (gene direction)를 확인하기 위함이다. 결과 플라스미드를 p426GPD::CaDHN으로 명명하였다. 수용성 (Competent) E. coli DH5α 세포 (Takara Bio Inc., Tokyo, Japan)를 이용하여, 암피실린 (50 ㎍mL-1)를 포함하는 LB (Luria-Bertani) 브로스에서 각 플라스미드 DNA를 증폭하였다. 각각의 플라스미드 DNA를 플라스미드 분리 키트 (Nucleogen, Siheung, Korea)를 이용하여 분리하고, 결과 플라스미드를 S. cerevisiae 및 E. coli에 형질전환시켰다 (표 1). S. cerevisiae BY4741 세포를 YPD 브로스 (1 % 효소 추출물, 2 % 펩톤, 및 2 % 글루코스)에서 밤새 배양하였으며, 신선한 YPD 브로스에 인큐베이션 시킨 뒤, 600 nm (A600)에서의 배양물의 광밀도가 약 1.0 (1×107 cells mL-1)에 도달할때 까지, 교반 (160 rpm)과 함께, 4시간동안 30 ℃에서 인큐베이션 시켰다. 그 뒤, 결과 효소 세포를 PEG/LiCl 방법 (Gietz and Woods 2001)에 따라 p426GPD::CaDHN 플라스미드로 형질전환시켰다. 형질전환된 세포를 0.67 % 효모 니트로겐 베이스 (Yeast Nitrogen Base)를 포함하고, 아미노산이 없으며, 황산암모늄을 포함하고, 우라실이 없는 0.192 % 효모 합성 드롭아웃 아가 배지 (Sigma, St. Louis, USA), 및 2 % 글루코스, 및 2 % 아가를 포함하는 효모 합성 드롭아웃 아가 배지 (yeast synthetic dropout agar medium)에 위치시켰다. 샘플을 30 ℃에서 3일간 인큐베이션 하였다. 양상 콜로니는 우라실이 없는 배지에서 성장한다. 형질전환주 (p426GPD 또는 p426GPD::CaDHN)를 이어지는 실험에 사용하였다. E. coli BL21 (DE3; Invitrogen, Carlsbad, USA)은 CaCl2-매개 방법 (Kim et al. 2012)을 이용하여 pKM260::CaDHN 플라스미드로 형질전환시켰다. 양성 형질전환체는 37 ℃에서 24시간 동안 50 ㎍mL- 1 를 포함하는 LB 아가 플레이트에서 성장하였다. 형질전환된 플라스미드 (pKM260 또는 pKM260::CaDHN)를 포함하는 균주를 이어지는 실험에 사용하였다.
The PCR product was purified using Gel Extraction kit (Nucleogen, Siheung, Korea) and inserted into the TOPO TA cloning vector (Invitrogen, Carlsbad, USA). The cloned plasmid was sequenced using a T7 primer set to confirm that no mutation occurred by PCR and then digested with NheI and BamHI restriction enzymes. The digested plasmid DNA fragment was ligated into E. coli expression vector pKM260 (Euroscarf, Frankfurt, Germany) and the resulting plasmid was designated pKM260 :: CaDHN. In addition, the TOPO TA cloning vector containing the CaDHN gene was digested with EcoRI restriction enzyme, and the plasmid DNA fragment was then ligated into the enzyme expression vector p426GPD (Euroscarf, Frankfurt, Germany). The cloned plasmids were sequenced using a PF primer (5'-TGTTTTCTTCACCAATCAG-3 ') annealed to the GPD1 (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) promoter region, which was sequenced using appropriate gene ligation and gene direction ). The resulting plasmid was designated p426GPD :: CaDHN. Each plasmid DNA was amplified in LB (Luria-Bertani) broth containing ampicillin (50 mL mL -1 ) using competent E. coli DH5α cells (Takara Bio Inc., Tokyo, Japan). Each plasmid DNA was isolated using a plasmid isolation kit (Nucleogen, Siheung, Korea) and the resulting plasmids were transformed into S. cerevisiae and E. coli (Table 1). S. cerevisiae BY4741 cells were cultured overnight in YPD broth (1% enzyme extract, 2% peptone, and 2% glucose), incubated in fresh YPD broth and incubated at about 600 nm (A 600 ) until it reaches the 1.0 (1 × 10 7 cells mL -1), with stirring (160 rpm), it was incubated at 30 ℃ for 4 hours. The resulting enzyme cells were then transformed with the p426GPD :: CaDHN plasmid according to the PEG / LiCl method (Gietz and Woods 2001). Transformed cells were grown in 0.192% yeast synthetic dropout agar medium (Sigma, St. Louis, USA) containing 0.67% yeast nitrogen base and no amino acid, ammonium sulfate, , And yeast synthetic dropout agar medium containing 2% glucose, and 2% agar. The samples were incubated at 30 DEG C for 3 days. Colonies grow on a medium without uracil. Transgenic strains (p426GPD or p426GPD :: CaDHN) were used in subsequent experiments. E. coli BL21 (DE3; Invitrogen, Carlsbad, USA) was transformed with the pKM260 :: CaDHN plasmid using CaCl 2 -mediated method (Kim et al. Positive transformants ㎍mL 50 for 24 hours at 37 ℃ - were grown in LB agar plates containing 1. A strain containing the transformed plasmid (pKM260 or pKM260 :: CaDHN) was used in subsequent experiments.

실시예Example 2:  2: 웨스턴Western 블롯Blot 분석 analysis

E. coli 및 효모 세포를 각각 LB 및 YPD 배지에서 배양하였다. 중간-로그기 (mid-log phase) (A600=4.0; OD=0.6) 또는 오버타임 효모 세포로부터, 20 mM HEPES, pH 7.4; 5 % 글리세롤; 1 mM DTT (dithiothreitol); 1 mM PMSF phenylmethylsulfonyl fluoride (phenylmethylsulfonyl fluoride); 및 EDTA ethylenediaminetetraacetic acid (ethylenediaminetetraacetic acid)-부재 프로테아제 억제제 칵테일 (Roche Applied Science, Indianapolis, USA)를 포함하는 용해 버퍼 (lysis buffer) 중의 유리 비드를 이용하여 조단백질을 추출하였다. 얼음 상에서 2분의 간격으로 단백질 추출물을 1분간 4차례 와류시킨 후, 20 분간 4 ℃에서 13,000 rpm으로 원심분리하였다. E. coli의 경우, 암피실린 (50 ㎍mL-1)이 존재하는 LB 브로스에서 자란 중간-로그기 세포 (A660=0.4)에 0.5 mM IPTG (isopropyl-β-Dthiogalactopyranoside)를 처리하고, 37 ℃에서 3시간 동안 인큐베이션 하였다. 뒤이어 50 mM 인산나트륨, pH 8.0; 0.3 M NaCl; 10 mM 이미다졸; 1 mM PMSF; 및 EDTA-부재 프로테아제 억제제 칵테일 (Roche Applied Science, Indianapolis, USA)을 포함하는 용해 버퍼로 조추출물을 제조하였다. 각각의 조추출물은 13,000 rpm으로 30 분동안 4 ℃에서 원심분리하여 수집하였다.E. coli and yeast cells were cultured in LB and YPD medium, respectively. From the mid-log phase ( A600 = 4.0; OD = 0.6) or over time yeast cells, 20 mM HEPES, pH 7.4; 5% glycerol; 1 mM DTT (dithiothreitol); 1 mM PMSF phenylmethylsulfonyl fluoride (phenylmethylsulfonyl fluoride); And crude extracts were extracted with glass beads in lysis buffer containing EDTA ethylenediaminetetraacetic acid-free protease inhibitor cocktail (Roche Applied Science, Indianapolis, USA). Protein extracts were vortexed four times for 1 minute on ice at 2 minute intervals and then centrifuged at 13,000 rpm at 4 ° C for 20 minutes. In the case of E. coli, 0.5 mM IPTG (isopropyl- beta -Dthiogalactopyranoside) was treated with medium-logarithmic cells (A 660 = 0.4) grown in LB broth in the presence of ampicillin (50 mL mL -1 ) And incubated for 3 hours. Followed by 50 mM sodium phosphate, pH 8.0; 0.3 M NaCl; 10 mM imidazole; 1 mM PMSF; And an EDTA-free protease inhibitor cocktail (Roche Applied Science, Indianapolis, USA). Each crude extract was collected by centrifugation at 13,000 rpm for 30 minutes at 4 ° C.

효모 및 E. coli의 조추출물의 단백질 농도를 Protein Dye Reagent (Bio-Rad, Hercules, USA)를 이용하여 결정하였으며, 뒤이어 20 ㎍의 단백질에 대하여 15 % SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis)를 수행하였다. 전기영동 후, 180 mA에서 3시간동안 4 ℃에서 단백질을 PVDF (polyvinyl difluoride) 막 (Bio-Rad, Hercules, USA)으로 전기영동으로써 이동시켰다. 뒤이어, 막을 5 % 탈지유 및 TBST (25 mM Tris-HCl, pH 7.4; 150 mM NaCl; 및 0.05 % Tween-20) 중 0.02% 아지드화 나트륨을 포함하는 블로킹 버퍼 중에서 1 시간동안 실온에서 인큐베이션 하였으며, 뒤이어 4 ℃에서 블로킹 버퍼로 1:1,000으로 희석된 항-His 태그 (Invitrogen, Carlsbad, USA) 및 항-DHN 항체와 함께 밤새 배양하였다. 블롯을 TBST으로 40분 동안 세척하였으며 (4회 세척, 각각 10분간), 그 후 아지드화 나트륨이 부재하는 블로킹 버퍼로 1:2,000~1:4,000으로 희석된, 홀스레디쉬 과산화수소 (horseradish peroxidase)와 접합된 항-마우스 및 항-토끼 항체 (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA)와 함께, 1.5시간 동안 실온에서 배양하였다. TBST으로 40분간 세척 후, 항체와의 결합은 enhanced chemiluminescence Western blotting detection reagent (GE Healthcare, Piscataway, USA)을 이용하여 시각화 하였다. 항-S. cerevisiae 튜블린 및 항-E. coli DnaJ (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA) 항체를 효모 및 E. coli에 대한 각각의 로딩 대조군으로 사용하였다.
Protein concentrations of yeast and E. coli crude extracts were determined using Protein Dye Reagent (Bio-Rad, Hercules, USA), followed by 15% SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis) Respectively. After electrophoresis, the proteins were transferred by electrophoresis to polyvinyl difluoride (PVDF) membranes (Bio-Rad, Hercules, USA) at 4O < 0 > C for 3 hours at 180 mA. Subsequently, the membranes were incubated at room temperature for 1 hour in blocking buffer containing 0.02% sodium azide in 5% skim milk and TBST (25 mM Tris-HCl, pH 7.4; 150 mM NaCl; and 0.05% Tween-20) Followed by overnight incubation at 4 ° C with anti-His tags (Invitrogen, Carlsbad, USA) and anti-DHN antibody diluted 1: 1,000 with blocking buffer. The blots were washed with TBST for 40 min (4 washes, each for 10 min), then horseradish peroxidase diluted 1: 2,000 to 1: 4,000 with blocking buffer absent sodium azide And anti-rabbit antibody (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA) conjugated with the anti-rabbit antibody for 1.5 hours at room temperature. After washing with TBST for 40 min, binding to the antibody was visualized using enhanced chemiluminescence Western blotting detection reagent (GE Healthcare, Piscataway, USA). Anti-S. cerevisiae tubulin and anti-E. The E. coli DnaJ (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA) antibody was used as a loading control for yeast and E. coli, respectively.

실시예Example 3:  3: 비생물학적Abiotic ( ( abioticabiotic ) 스트레스에 대한 세포 반응) Cell response to stress

중간-로그기 (A600=4.0) 까지 YPD 브로스에서 성장한 효모 세포를 1시간 동안 교반 (160 rpm)으로, 25 mM H2O2, 0.2 mM MD menadione (menadione, 불수용성 형태), 10 mM t-BOOH tert-butyl hydroperoxide (tert-butyl hydroperoxide), 5 M NaCl, 0.1 M ZnCl2, 10 mM CuCl2, 0.2 % SDS, 50 mM CoCl2, 및 0.4 M 젖산에 노출시켰다. 그 뒤 신선한 YPD 브로스로 10-배 단계희석하였다. 그 다음, 5 ㎕의 희석된 용액을 YPD 아가 (2 % 아가에 YPD를 더함) 플레이트에 로딩시킨 뒤, 30 ℃에서 2-3일간 인큐베이션 한 후, 촬영하였다. 동결 및 융해를 위하여, 효모 세포 배양물 (1.0 mL)를 1시간 동안 -70 ℃에서 동결시키고, 1시간동안 실온에서 융해시켰다. 이 과정을 3번 반복하였다. 에탄올에 대한 스트레스를 모니터하기 위하여, 중간-로그기 (A600=4.0) 및 정지기 (A600=8.0)의 효모 세포를 다양한 농도의 에탄올 (0, 12, 16, 및 20 %)에 1시간 동안 교반과 함께 노출시키고, YPD 브로스로 단계희석한 다음, YPD 아가 플레이트에 로딩시켰다. 모든 아가 플레이트는 30 ℃에서 3일 간 인큐베이션 하였다.
Yeast cells grown in YPD broth until mid-logarithmic (A 600 = 4.0) were incubated for 1 h at 160 rpm with 25 mM H 2 O 2 , 0.2 mM MD menadione (menadione, water insoluble form), 10 mM t -BOOH tert-butyl hydroperoxide, 5 M NaCl, 0.1 M ZnCl 2 , 10 mM CuCl 2 , 0.2% SDS, 50 mM CoCl 2 , and 0.4 M lactic acid. It was then diluted 10-fold with fresh YPD broth. Then, 5 [mu] l of the diluted solution was loaded onto YPD agar (2% agar added YPD) plate, incubated at 30 [deg.] C for 2-3 days and then photographed. For freezing and thawing, yeast cell cultures (1.0 mL) were frozen at -70 ° C for 1 hour and allowed to thaw at room temperature for 1 hour. This process was repeated three times. Yeast cells in medium-logarithmic ( A600 = 4.0) and stationary ( A600 = 8.0) yeast cells were plated at various concentrations of ethanol (0, 12, 16, and 20%) for 1 hour With stirring, stepwise diluted with YPD broth, and then loaded onto YPD agar plates. All agar plates were incubated at 30 DEG C for 3 days.

실시예Example 4: 형태적인 변화 및 산화 환원 상태에 대한 분석 4: Analysis of morphological change and redox state

25 mM H2O2에 1시간 동안 노출된 중간-로그기 (A600=4.0) 세포의 형태적 변화를 ×400 배율의 형광 현미경 (Nikon, Tokyo, Japan)을 이용하여 시각화하였다. 세포질 ROS (cytosolic ROS)를 측정하기 위하여, 중간-로그기 세포를 20분간 30 ℃에서 50 ㎛ DCFHDA (2′,7′-dichlorofluorescein diacetate, Invitrogen, Carlsbad, USA)와 함께 인큐베이션하고, 25 mM H2O2에 1시간동안 노출시킨 후, PBS (pH 7.3 내지 pH 7.5)로 두차례 세척한 뒤, 동일한 PBS 버퍼에 재현탁시켰다. 세포를 형광 프로브와 함께 로딩시킨 후 형광 현미경 (여기파장, 488 nm; 방사파장, 525 nm)으로 시각화 하였다.
The morphological changes of the medium-log (A 600 = 4.0) cells exposed to 25 mM H 2 O 2 for 1 hour were visualized using a x400 magnification fluorescent microscope (Nikon, Tokyo, Japan). To measure cytosolic ROS, medium-logarithmic cells were incubated with 50 μM DCFHDA (2 ', 7'-dichlorofluorescein diacetate, Invitrogen, Carlsbad, USA) at 30 ° C. for 20 minutes and resuspended in 25 mM H 2 O 2 for 1 hour, washed twice with PBS (pH 7.3 to pH 7.5) and resuspended in the same PBS buffer. Cells were loaded with a fluorescent probe and visualized with a fluorescence microscope (excitation wavelength, 488 nm; emission wavelength, 525 nm).

실시예Example 5: 실험실-수준  5: Lab-level 회분식Batch 발효 ( Fermentation ( LaboratoryLaboratory -- scalescale batchbatch fermentationfermentation ))

발효 능력을 측정하기 위하여, 교반기 (160 rpm) 상에서 30 ℃에서 84 시간동안 또는 18 ℃에서 180시간 동안, 20 % 글루코스 및 1 % 효모 추출물을 포함하는 GY 배지에서, 호기성 발효 조건 하에서 효모세포를 성장시켰다. 알코올 액체비중계 (hydrometer) (REF 503; Korins, Incheon, Korea)를 이용하여 측정하여, 발효 후 증류액에서의 알코올 농도를 퍼센트 (v/v)로 결정하였다. 잔여 총 당 농도는 N1 Hand-Held Refractometer (Atago, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 실온에서 3,000 rpm로 5분간 원심분리하여 세포 파괴물을 제거한 후 알코올 및 잔존 당 농도를 수득하였다. 30 ℃의 발효과정에서의 세포 생존율을 측정하기 위하여, 다양한 시간 포인트 (24 및 72 시간)의 세포를 수확하고, YPD 브로스로 10-9까지 단계 희석 한 후, YPD 아가 플레이트에 5 ㎕의 희석된 용액을 로딩시켰다. 세포를 3일간 30 ℃에서 인큐베이션 하고 촬영하였다. 낮은 온도 발효 (18 ℃)에서는 스트리킹 어세이 (streaking assay)를 통하여 세포 생존율을 측정하였다. 간략하게, 세포를 24 시간 및 180 시간에서 샘플링하고, YPD 아가 플레이트에 스트리킹 한 후, 30 ℃에서 2-3일간 인큐베이션 하였다.
Yeast cells were grown under aerobic fermentation conditions in a GY medium containing 20% glucose and 1% yeast extract at 30 ° C. for 84 hours or at 18 ° C. for 180 hours on a stirrer (160 rpm) . The alcohol concentration in the distillate after fermentation was determined as a percentage (v / v) using an alcohol liquid hydrometer (REF 503; Korins, Incheon, Korea). The residual total sugar concentration was measured using a N1 Hand-Held Refractometer (Atago, Tokyo, Japan). The cells were centrifuged at 3,000 rpm for 5 minutes at room temperature to remove cell debris, and alcohol and residual glucose concentration were obtained. Cells at various time points (24 and 72 hours) were harvested to determine cell viability during the fermentation process at 30 ° C., diluted stepwise to 10 -9 with YPD broth, and then plated on YPD agar plates with 5 μl of diluted The solution was loaded. Cells were incubated for 3 days at 30 < 0 > C and photographed. Cell viability was measured by streaking assay at low temperature fermentation (18 ℃). Briefly, cells were sampled at 24 and 180 hours, streaked on YPD agar plates, and incubated at 30 DEG C for 2-3 days.

실시예Example 5:  5: ROSROS 청소부 ( Cleaner ( scavengerscavenger ) 및 분자 ) And molecules 샤페론Chaperone ( ( chaperonechaperone ) 유사 활성에 대한 In ) In Similar Activity for In vitrovitro 어세이Assay

CaDHN 단백질 정제를 위하여, pKM260::CaDHN 플라스미드를 포함하는 E. coli BL21 (DE3) 세포를 50 ㎍mL-1의 암피실린이 보충된 LB 배지에 37 ℃에서 교반 (200 rpm)과 함께 배양하였다. 배양물이 중간 로그기 (A660=0.4)에 도달하였을 때, IPTG를 최종 농도 0.5 mM 으로 첨가하고, 배양물을 3시간동안 37 ℃ 인큐베이션 하였다. 그 다음 세포를 4 ℃에서 10분간 5,000 rpm으로 원심분리하여 수학하였으며, 차가운 PBS로 세척하였다. 결과 세포 펠렛을 50 mM 인산나트륨, pH 7.5; 0.3M NaCl; 10 mM 이미다졸; 1 mM PMSF; EDTA-부재 프로테아제 억제제 칵테일 (Roche Applied Science, Indianapolis, USA); 및 라이소좀 (0.3 mgmL-1; Sigma, St. Louis, USA)을 포함하는 용해버퍼에 재현탁시켰다. 현탁앨을 얼음위에서 30분간 인큐베이션 시킨 다음 세포 파괴를 위하여 초음파처리를 하였다. 세포 잔해물의 제거를 위하여 파쇄액 (homogenate)을 4 ℃에서 30분간 15,000 rpm에서 원심분리하고, 용해성 단백질을 포함하는 상청액을 4 ℃에서 IMAC (immobilized metal affinity chromatography)를 이용하여 정제하였다. 뒤이은 모든 과정은 4 ℃에서 수행하였다. 정제된 상청액을 Ni-NTA 친화 레진 (Qiagen, Hilden, Germany)을 포함하는 컬럼에 중력을 이용하여 로딩시켰으며, 상기 컬럼은 리소자임이 없는 용해 버퍼로 선균질화 (preequilibrate)시켰다. 그 다음 컬럼을 세척 버퍼 (50 mM 인산나트륨, pH 7.5; 0.3 M NaCl; 및 50 mM 이미다졸)로 2회 세척하고, Ni-NTA 레진에 결합된 CaDHN 단백질을 용출 버퍼 (50 mM 인산염, pH 7.5; 0.3 M NaCl; 및 0.25 M 이미다졸)를 이용하여 용출시켰다. 용출된 CaDHN 단백질을 사이즈-분리 막으로 여과하였다. 막에 붙은 CaDHN 단백질을 4 ℃에서 1 mM PMSF 및 프로테아제 억제 칵테일을 포함하는, 차가운 20 mM의 인산칼륨, pH 7.2에 재현탁시켰다. 이 정제된 CaDHN 단백질 (2 ㎍)을 15 % SDS-PAGE 상에서 로딩시키고, 50 V로 수행하였으며, CBB R-250으로 염색한 다음, 탈색시켰다. 100 ㎛ 자일리톨 오랜지, 250 ㎛ FAS (ammonium ferrous sulfate), 100 mM 솔비톨, 및 25 mM 황산을 포함하는 FOX (ferrous oxidation of xylenol-orange) 시약 (Kim et al. 2011)을 이용하여 ROS 청소 활성을 측정하였다. CaDHN 및 카탈라아제 (Sigma, Hercules, USA) 각각 5 ㎍을 17 μM H2O2 용액에 첨가한 후, 용액을 25 ℃에서 15분간 인큐베이션하였다. 그 뒤, 50 ㎕의 반응 혼합물을 950 ㎕의 FOX 시약에 첨가하였다. 그 다음 혼합물을 실온에서 1시간동안 인큐베이션 하였으며, 뒤이어 560 nm에서의 흡광도를 측정하기 전 모든 응집제를 제거하기 위하여 원심분리하였다. ROS 청소 활성은 효소 없는 17 ㎛ H2O2 용액에서 100 %로 간주하였다. For CaDHN protein purification, E. coli BL21 (DE3) cells containing the pKM260 :: CaDHN plasmid were incubated with LB medium supplemented with 50 ug mL- 1 of ampicillin at 37 ° C with stirring (200 rpm). When the culture reached an intermediate logarithmic (A 660 = 0.4), IPTG was added to a final concentration of 0.5 mM and the culture was incubated at 37 ° C for 3 hours. The cells were then centrifuged at 5,000 rpm for 10 min at 4 ° C and washed with cold PBS. The resulting cell pellet was resuspended in 50 mM sodium phosphate, pH 7.5; 0.3 M NaCl; 10 mM imidazole; 1 mM PMSF; EDTA-deficient protease inhibitor cocktail (Roche Applied Science, Indianapolis, USA); And lysosomes (0.3 mg mL -1 ; Sigma, St. Louis, USA). Suspended eggs were incubated on ice for 30 minutes and sonicated for cell destruction. For removal of cell debris, homogenate was centrifuged at 15,000 rpm for 30 minutes at 4 ° C, and the supernatant containing soluble protein was purified using IMAC (immobilized metal affinity chromatography) at 4 ° C. All subsequent steps were carried out at 4 ° C. The purified supernatant was loaded onto a column containing Ni-NTA affinity resin (Qiagen, Hilden, Germany) using gravity and the column was preequilibrated with lysis buffer free of lysozyme. The column was then washed twice with wash buffer (50 mM sodium phosphate, pH 7.5; 0.3 M NaCl; and 50 mM imidazole) and CaDHN protein bound to Ni-NTA resin was eluted with elution buffer (50 mM phosphate, pH 7.5 ; 0.3 M NaCl; and 0.25 M imidazole). The eluted CaDHN protein was filtered through a size-separation membrane. The CaDHN protein attached to the membrane was resuspended in cold 20 mM potassium phosphate, pH 7.2, containing 1 mM PMSF and protease inhibitory cocktail at 4 ° C. The purified CaDHN protein (2 [mu] g) was loaded on 15% SDS-PAGE, performed at 50 V, stained with CBB R-250 and discolored. ROS scavenging activity was measured using a ferrooxidation of xylenol-orange (FOX) reagent (Kim et al. 2011) containing 100 μM xylitol orange, 250 μM ammonium ferrous sulfate, 100 mM sorbitol and 25 mM sulfuric acid Respectively. 5 μg each of CaDHN and catalase (Sigma, Hercules, USA) was added to 17 μM H 2 O 2 solution, and the solution was incubated at 25 ° C for 15 minutes. Thereafter, 50 [mu] l of the reaction mixture was added to 950 [mu] l of FOX reagent. The mixture was then incubated at room temperature for 1 hour, followed by centrifugation to remove any coagulant before measurement of absorbance at 560 nm. The ROS scavenging activity was determined using an enzyme-free 17 [mu] M H 2 O 2 Solution was considered to be 100%.

샤페론-유사 활성 역시 CaDHN의 분자 샤페론 활성을 분석하여 측정하였다. 카탈라아제 (1 ㎍; CAT; Sigma, Hercules, USA) 및 CaDHN 용액 (1 ㎍)을 50 mM 인산칼륨 ((pH 7.5)에 첨가하고 50 ℃에서 15분간 가열하였다. 카탈라아제 (1 ㎍)를 포함하는 G6PDH (Glucose-6-phosphate dehydrogenase; 1 ㎍; Sigma, Hercules, USA) 및 Hsp90 (human heat shock protein 90; 1 ㎍, Sigma, Hercules, USA) 용액을 각각 음성대조군 및 양성 대조군으로 사용하였다. 각각의 샘플을 특정시간에 회수하고, 카탈라아제 활성을 1분동안 240 nm에서의 흡광도를 바탕으로 측정하였다. 카탈라아제만을 포함하는 용액의 효소 활성을 100 %로 간주하였다.
Chaperone-like activity was also measured by analyzing the molecular chaperone activity of CaDHN. Catalase (1 μg; CAT; Sigma, Hercules, USA) and CaDHN solution (1 μg) were added to 50 mM potassium phosphate (pH 7.5) and heated for 15 minutes at 50 ° C. G6PDH containing catalase (1 μg) (Sigma, Hercules, USA) and Hsp90 (human heat shock protein 90; 1,, Sigma, Hercules, USA) were used as negative control and positive control, respectively. Was recovered at a specific time and the catalase activity was measured based on the absorbance at 240 nm for 1 min. The enzyme activity of the solution containing catalase alone was regarded as 100%.

실시예Example 6:  6: DHNDHN 아미노산의 다중서열배치 ( Multiple sequence alignment of amino acids ( MultipleMultiple sequencesequence alignmentalignment ))

DNA Data Bank of Japan (DDBJ) ClustalW software (http://clustalw.ddbj.nig.ac.jp/)을 이용하여 CaDHN를 기존의 DHN 서열과 얼라인 (align, 배치)시켰다. 사용된 아미노산 서열은 하기와 같다: C. arcticum (CaDHN; accession number ADM14335), Oryza sativa (OsDHN; accession number ABS44866), Phaseolus vulgaris (PvDHN; accession number AAB00554), Citrus × paradisi (CpDHN; accession number AAN78125), Arabidopsis thaliana (AtDHN; accession number CAA62449), Citrus unshiu (CuDHN; accession number BAA74736), H. vulgare (HvDHN; accession number AAF01696), Zea mays (ZmDHN; accession number AAA33480), Glycine max (GmDHN; accession number AAB71225), 및 Nicotiana tabacum (NtDHN; accession number BAD13498).
CaDHN was aligned with the existing DHN sequence using the DNA Data Bank of Japan (DDBJ) ClustalW software ( http://clustalw.ddbj.nig.ac.jp/ ). The amino acid sequences used are as follows: C. arcticum (CaDHN; accession number ADM14335), Oryza sativa (OsDHN; accession number ABS44866), Phaseolus vulgaris (PvDHN; accession number AAB00554), Citrus paradisi (CpDHN; accession number AAN78125) , Accession number AAA33480), Glycine max (GmDHN; accession number AAB71225), Arabidopsis thaliana (AtDHN; accession number CAA62449), Citrus unshiu (CuDHN; accession number BAA74736), H. vulgare (HvDHN; accession number AAF01696), Zea mays ), And Nicotiana tabacum (NtDHN; accession number BAD13498).

실시예Example 7: 통계적 분석 7: Statistical analysis

모든 실험은 최소 3회 독립적으로 수행하였으며, 결과는 평균 및 표준편차로 나타내었다. 스포팅 (spotting), 스트레킹 어세이 (streaking assay), 산화환원상태, 및 발효능 실험은 동일한 조건하에서 독립적으로 최소 2회 실시하였다.
All experiments were performed at least 3 times independently and the results were expressed as mean and standard deviation. The spotting, streaking assay, redox status, and efficacy experiments were performed at least twice independently under the same conditions.

실시예Example 8:  8: CaDHNCaDHN 의 분자특성의 확인Identification of molecular properties of

한국 다산 북극 기지에서 수득한 C. arcticum 의 잎조직으로부터, 디하이드린 유전자 (dehydrin gene, CaDHN)를 GeneFishing 및 게놈 워킹 분석 (genome walking analyse)을 수행하였다. CaDHN 유전자는 813개의 뉴클레오티드로 이루어지며 270개의 아미노산을 포함한다. CaDHN 효소의 예상 분자량은 약 30 kDa이다. 상기 디하이드린 펩타이드의 서열정보는 서열번호 1에 나타내었으며, 상기 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 서열정보는 서열번호 2에 나타내었다.Gene Fishing and genome walking analysis were performed on the dehydrin gene (CaDHN) from the leaf tissue of C. arcticum obtained from the Dasan Arctic Base, Korea. The CaDHN gene consists of 813 nucleotides and contains 270 amino acids. The expected molecular weight of the CaDHN enzyme is about 30 kDa. The sequence information of the dihydrin peptide is shown in SEQ ID NO: 1, and the sequence information of the polynucleotide encoding the peptide is shown in SEQ ID NO:

CaDHN 효소의 분자특성을 확인하기 위하여 CaDHN에 대하여, 종래 공개된 OsDHN, CpDHN, AtDHN, CuDHN, HvDHN, ZmDHN, GmDHN, NtDHN, 및 PvDHN 서열로 MSA (multiple sequence alignment)을 수행하였다. CaDHN와 기타 DHN의 조합 배치 (Pairwise alignment)를 the DDBJ ClustalW software을 이용하여 수행하였다. MSD (multiple sequence alignment) was performed on CaDHN in order to confirm the molecular characteristics of CaDHN enzyme with the previously disclosed OsDHN, CpDHN, AtDHN, CuDHN, HvDHN, ZmDHN, GmDHN, NtDHN and PvDHN sequences. Pairwise alignment of CaDHN and other DHNs was performed using the DDBJ ClustalW software.

그 결과를 도 1에 나타내었다. MSA에서 5개의 K 마디 (segment)-유사 부위 및 1개의 S 마디-유사 부위를 나타내었다 (도. 1a, b). 3개의 K 마디는 기타 DHNs에 비하여 매우 보존되어 있었다 (도. 1a). CaDHN는 OsDHN, CpDHN, AtDHN, CuDHN, HvDHN, ZmDHN, GmDHN, NtDHN, 및 PvDHN에 대하여 각각 43, 36, 40, 32, 46, 63, 47, 63, 및 37 %의 상동성을 나타내었다. 이러한 결과는 CaDHN에 보존된 도메인 및 비보존된 도메인이 존재한다는 것을 나타낸다.
The results are shown in Fig. MSA showed five K segment-like regions and one S segment-like region (Fig. 1a, b). Three K-nodes were highly conserved compared to other DHNs (Fig. 1a). CaDHN showed 43, 36, 40, 32, 46, 63, 47, 63, and 37% homology to OsDHN, CpDHN, AtDHN, CuDHN, HvDHN, ZmDHN, GmDHN, NtDHN and PvDHN respectively. These results indicate that CaDHN conserved domains and non-conserved domains are present.

실시예Example 9:  9: CaDHNCaDHN -발현 재조합 효모의 구성- Composition of expressed recombinant yeast

CaDHN에 따른 생성물은 다른 DHN 유전자의 생성물과 비교하여 분자수준에서 구조적 상이함을 상기 실시예 8 및 도 1에 나타내었다. 이러한 결과를 바탕으로, CaDHN의 이형 발현 (heterologous expression)이 효모세포에서 비생물학적 스트레스에 대한 저항성에 영향을 미치는지 여부에 대하여 분석하였다. 이를 위하여, CaDHN 유전자의 ORF (open reading frame)을 포함하는 cDNA을 효모 벡터 p426GPD 내로 클로닝하여, 효모 GPD1 프로모터의 컨트롤 하에서 표적 유전자의 구성적 발현 (constitutive expression)이 가능하게 하였다 Mumberg et al. 1995). EcoRI 제한효소에 따른 분해에 따라, 삽입된 DNA 가닥이 약 840 bp 인 것을 확인하였다. 구성된 효모에서 ORF의 개시 (orientation)가 정확한지 확인하기 위하여 시퀀싱을 한 후, S. cerevisiae BY4741 균주에 이를 삽입하였다. The product according to CaDHN is shown in Example 8 and Fig. 1 above in terms of the structural difference at the molecular level as compared with the product of the other DHN gene. Based on these results, we analyzed whether the heterologous expression of CaDHN affects the resistance to abiotic stress in yeast cells. For this, cDNA containing the ORF (open reading frame) of the CaDHN gene was cloned into the yeast vector p426GPD to enable the constitutive expression of the target gene under the control of the yeast GPD1 promoter. Mumberg et al. 1995). Based on the digestion according to the EcoRI restriction enzyme, it was confirmed that the inserted DNA strand was about 840 bp. Sequencing was performed to confirm that the ORF orientation was correct in the constructed yeast and then inserted into S. cerevisiae BY4741 strain.

본 발명에 사용된 균주의 정보는 하기 표 1에 나타내었다.The information on the strains used in the present invention is shown in Table 1 below.

Figure pat00001
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CaDHN 유전자의 효과적인 발현을 웨스턴 블롯으로 확인하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다. Effective expression of the CaDHN gene was confirmed by Western blotting, and the results are shown in Fig.

도 2a (좌측 패널)에 나타난 바와 같이, anti-CaDHN 항체를 이용한 면역블롯팅 분석을 통하여, 정상 조건 하에서 중간-로그기로 성장한 CaDHN-발현 형질전환 (transgenic, TG) 효모세포의 생성물이 단일 밴드로서 나타났다. 동일한 조건 하에서 빈 백터를 포함하는 야생형 세포 (WT)은 확인되지 않았다. As shown in FIG. 2A (left panel), immunoblot analysis using anti-CaDHN antibody showed that the product of CaDHN-expressing transgenic (TG) yeast cells grown in mid-logarithm under normal conditions is a single band appear. Under the same conditions, wild type cells (WT) containing empty vectors were not identified.

또한, CaDHN의 생산은 배양 후 6시간 (A600=3.5~4.0)에서 가장 높음을 확인하였으며, 그 뒤, 유전자의 발현은 포화가 되었다 (도 2a, 우측 패널). 이 결과를 바탕으로, A600=4.0 에 해당하는 효모세포를 이후의 실험에 사용하였다.
In addition, the production of CaDHN was confirmed to be highest at 6 hours (A 600 = 3.5 to 4.0) after incubation, after which the expression of the gene became saturated (Fig. 2a, right panel). Based on these results, yeast cells corresponding to A 600 = 4.0 were used in subsequent experiments.

실시예Example 10: 변형된  10: Modified CaDHNCaDHN -발현 효모 세포의 - Expression of yeast cells 비생물학적Abiotic 스트레스에 대한 세포 반응의 분석  Analysis of cell response to stress

CaDHN의 발현이 환경적 스트레스에 대한 세포의 반응성을 향상시키는지 여부를 확인하기 위하여, CaDHN 유전자를 포함하는 p426GPD 플라스미드 또는 벡터만으로 형질전환된 효모세포 (TG 및 WT)의 세포 생존력을 분석하였다. 스트레스에 대한 반응은 스포팅 어세이를 바탕으로 측정하였다. In order to confirm whether the expression of CaDHN improves the cell response to environmental stress, cell viability of yeast cells (TG and WT) transformed with p426GPD plasmid or vector containing CaDHN gene was analyzed. The response to stress was measured based on the sporting assay.

그 결과를 도 2b에 나타내었다. H2O2, MD, t-BOOH, NaCl, ZnCl2, 동결 및 융해를 포함하는 외인성 자극 (exogenous stimuli)의 존재하에서 TG 세포가 WT 세포에 비하여 매우 빠르게 회복된 반면, CuCl2, SDS, 및 CoCl2에 대해서는 더 예민함을 확인하였다 (도 2b). 정상적인 조건 하에서는 TG 와 WT 세포 사이에 차이가 없었다. The results are shown in FIG. 2B. TG cells recovered much faster than WT cells in the presence of exogenous stimuli including H 2 O 2 , MD, t-BOOH, NaCl, ZnCl 2 , freezing and thawing, whereas CuCl 2 , SDS, and And more sensitive for CoCl 2 (FIG. 2B). There was no difference between TG and WT cells under normal conditions.

이러한 결과를 뒷받침하기 위하여, 성장동력학 (growth kinetics)를 수행하였다. TG 세포는 H2O2, MD, t-MD, 및 t-BOOH의 존재에서 WT 세포보다 나은 적응력을 나타내었다.
To support this result, growth kinetics was performed. TG cells showed better adaptability than WT cells in the presence of H 2 O 2 , MD, t-MD, and t-BOOH.

또한, TG 세포에서의 CaDHN 발현에 따른 스트레스 저항성이 산화 환원 항상성 (redox homeostasis)을 개선시키는지 여부를 결정하였다. 산화 환원 상태는 세포의 하이드로페록사이드 (hydroperoxide) 수준으로 결정하였으며, 이는 사이토졸 산화민감성 프로브 (cytosolic oxidantsensitive probe) DCFHDA를 이용하여 결정하였다. 강한 형광 화합물 DCF (dichlorofluorescein)에 대한 DCFHDA의 산화성 변환 (oxidative conversion)은 25 mM H2O2의 존재 또는 비존재하에서 측정하였다. In addition, it was determined whether the stress resistance due to CaDHN expression in TG cells improves redox homeostasis. The redox state was determined at the hydroperoxide level of the cells, which was determined using a cytosolic oxidant sensitive probe DCFHDA. The oxidative conversion of DCFHDA to the strong fluorescent compound DCF (dichlorofluorescein) was measured in the presence or absence of 25 mM H 2 O 2 .

그 결과를 도 2c에 나타내었다. 도 2c에 나타난 바와 같이, DCF의 형광은 1시간 동안 25 mM H2O2에서 WT 및 TG 세포 모두에서 증가하였지만, TG 세포에서보다 WT 세포에서 세포내 하이드로페록사이드 (hydroperoxide) 강도가 더 강했다 (도 2c). H2O2에 의한 산화 스트레스 조건 하에서 산화환원 상태의 완화는 세포 회복능과 반비례하였다. 또한, 염색하지 않은 세포는 형광 염색과 비교하기 위하여 형광 현미경을 이용하여 영상화 하였다. 일반적인 형태학적 분석을 통하여, 산화 스트레스 조건에서 WT와 TG 세포간의 형태적 차이가 확인된 반면, 정상적인 조건에서는 차이가 확인되지 않았다. The results are shown in FIG. 2C. As shown in FIG. 2C, the fluorescence of DCF was increased in both WT and TG cells at 25 mM H 2 O 2 for 1 hour, but intracellular hydroperoxide intensity was stronger in WT cells than in TG cells ( 2c). Under oxidative stress conditions by H 2 O 2 , relaxation of the redox state was inversely proportional to cell recovery. In addition, non-stained cells were imaged using a fluorescence microscope for comparison with fluorescent staining. Through morphological analysis, morphological differences between WT and TG cells were confirmed under oxidative stress conditions, but no difference was observed under normal conditions.

산화된 세포의 차이를 분석하기 위하여, SEM (scanning electron microscope) 및 TEM (transmission electron microscope) 분석을 수행하였다. H2O2의 처리 전, WT 및 TG 세포의 형태는 영향을 받지 않은 것으로 확인된 반면, H2O2를 처리한 뒤 60 분 후에는 TG 세포에 비하여 WT 세포가 유의적으로 변형된 것을 확인하였다. TEM 분석에서는 H2O2존재 하에서, TG 세포에 비하여 WT 세포에서 매우 높게 세포 손상이 나타났다. 정상적인 조건 하에서는 WT 세포와 TG 세포사이에 차이가 없었다.SEM (scanning electron microscope) and TEM (transmission electron microscope) analysis were performed to analyze the difference of oxidized cells. Although the morphology of WT and TG cells was not affected before treatment with H 2 O 2 , it was confirmed that WT cells were more significantly modified than TG cells after 60 minutes of treatment with H 2 O 2 Respectively. In the TEM analysis, the cell damage was significantly higher in WT cells than in TG cells in the presence of H 2 O 2 . There was no difference between WT and TG cells under normal conditions.

따라서, 이러한 결과는 CaDHN 의 효모세포에서의 이형 발현이 세포내 산화환원 항상성의 유지, 및 H2O2에 의하여 발생하는 하이드로페록사이드의 감소를 통한 형태적 특징의 유지를 통하여 비생물학적 스트레스에 대한 저항성을 부여한다는 것을 나타낸다.
Therefore, these results suggest that the expression of CaDHN in yeast cells is related to the maintenance of intracellular redox homeostasis and the maintenance of morphological characteristics through the reduction of hydroperoxide caused by H 2 O 2 Thereby imparting resistance.

실시예Example 11:  11: 회분식Batch 발효 ( Fermentation ( batchbatch fermentationfermentation ) 조건하에서의 ) Conditions CaDHNCaDHN 발현의 영향의 확인 Identification of the effect of expression

먼저, 다양한 농도의 에탄올에 대한 반응을 조사하였다. 효모 세포를 로그기 (log phase) (A600= 4.0) 또는 정지기 (stationary phase) (A600=8.0)까지 배양하였다. 그 다음 1시간 동안 교반과 함께 12, 16, 및 20 %의 에탄올에 노출시켰으며, 연속 하고, YPD 아가 플레이트 상에 스포팅 (spotting) 하였다. First, the response to various concentrations of ethanol was investigated. Group (log phase) the yeast cell log (A 600 = 4.0) or stationary phase (stationary phase) were cultured to (A 600 = 8.0). Then exposed to 12, 16, and 20% ethanol with stirring for 1 hour, followed by sequential, spotting on YPD agar plates.

그 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3a에 나타난 바와 같이, 로그기 또는 정지기 모두에서 상이한 에탄올에 노출된 TG 효모 세포의 반응은 WT 세포보다 더 높았으며, 이러한 반응은 농도- 및 기- (phase) 비례적으로 나타났다 (도 3a). 특히, TG 세포에서의 에탄올 적응 (adaptation)은 정지기에서 보다 로그기에서 가시적으로 나타났다. CaDHN가 발현된 TG 세포는 WT 세포보다 높은 에탄올 농도 및 ROS-유도 산화 스트레스에 저항성이 있는 바, TG 세포 또는 WT 효모세포를 이용한 GY 배지에서의 글루코오스-기반 실험실-규모의 회분식 발효를 호기성 조건하에서 30 및 18 ℃에서 수행하였다. The results are shown in Fig. As shown in FIG. 3A, the response of TG yeast cells exposed to different ethanol at both the logger and the stator was higher than that of WT cells, and the response was proportional to concentration and phase (FIG. 3A ). In particular, ethanol adaptation in TG cells was more visible in the log than in the stasis. CaDHN-expressing TG cells are resistant to higher ethanol concentration and ROS-induced oxidative stress than WT cells, suggesting that glucose-based laboratory-scale batch fermentation in GY medium using TG cells or WT yeast cells can be performed under aerobic conditions 30 and 18 < 0 > C.

산업적 발효 (industrial fermentation)에서 일반적으로 사용하는 온도인, 30 ℃에서 TG 및 WT 세포는 알코올 수율 및 잔여 글루코오스 함량에 있어서 매우 큰 차이를 나타내었다. 84시간동안 30 ℃에서의 발효의 경우, TG 세포의 알코올 수율이 WT 세포에 비하여 약 23 % 더 높은 것이 확인되었다. 최종 알코올 농도는 TG 및 WT 세포에서 각각 13.3 % (0.63±0.03 gg-1) 및 10.2 % (0.48±0.04 gg-1)이었다. 잔여 글루코오스 함량은 알코올 농도 수율과 반비례하였다 (도 3b). 또한, 발효동안의 WT와 TG 세포는 세포 생존율에 있어서 큰 차이를 나타내었다. 특히, GY 배지에서의 84 시간 동안의 배양에서 TG 세포는 WT 세포에 비하여 매우 현저하게 높은 세포 생존률을 나타내었다 (도 3c). 낮은 온도 18 ℃에서의 배양에서도 WT 세포와 TG 세포간에 유사한 결과가 나타났다. 동일한 발효 배지가 사용됨에도 불구하고 알코올 농도 및 잔여 글루코오스 농도가 WT 세포와 TG 세포에서 큰 차이가 나타났다. 특히, TG 세포로부터 생산된 알코올의 수율은 WT 세포에서 생산된 것에 비하여 약 30 % 더 높았으며, 18 ℃에서 180 시간동안 발효시킨 후의, TG 세포 및 WT 세포에서 생산된 최종 알코올 농도는 각각 13.2 % (0.62±0.04 gg-1) 및 9.4 % (0.44±0.02 gg-1) 였다 (도 3d). 발효 수율과 더불어, TG 세포는 WT 세포에 비하여 동일한 발효 조건 하에서 더 저항성이 큼을 확인할 수 있었다 (도 3e). The TG and WT cells at 30 ℃, which is the temperature commonly used in industrial fermentation, showed a great difference in the alcohol yield and residual glucose content. In the case of fermentation at 30 ° C. for 84 hours, the alcohol yield of TG cells was found to be about 23% higher than that of WT cells. The final alcohol concentration was 13.3% (0.63 ± 0.03 gg -1 ) and 10.2% (0.48 ± 0.04 gg -1 ) in TG and WT cells, respectively. The residual glucose content was inversely proportional to the alcohol concentration yield (Fig. 3B). In addition, WT and TG cells during fermentation showed a large difference in cell viability. In particular, in the culture for 84 hours in the GY medium, the TG cells exhibited a remarkably high cell survival rate as compared with the WT cells (FIG. 3C). Similar results were obtained between WT and TG cells at a low temperature of 18 ° C. Although the same fermentation medium was used, the alcohol concentration and residual glucose concentration were significantly different between WT and TG cells. In particular, the yields of alcohols produced from TG cells were about 30% higher than those produced from WT cells. The final alcohol concentrations produced in TG and WT cells after fermentation at 18 ° C for 180 hours were 13.2% (0.62 ± 0.04 gg -1 ) and 9.4% (0.44 ± 0.02 gg -1 ) (FIG. 3D). In addition to the yield of fermentation, TG cells were found to be more resistant under the same fermentation conditions as WT cells (Fig. 3E).

따라서, 이러한 결과는 CaDHN의 발현이 중간 또는 낮은 온도에서의 배양 능력을 향상시킨다는 것을 나타내며, 이는 발효시 TG 세포에서의 알코올 수율을 증가시키는 매우 중요한 요인이다.
Thus, these results indicate that the expression of CaDHN improves the ability to culture at medium or low temperatures, which is a very important factor in increasing the alcohol yield in TG cells during fermentation.

실시예Example 12:  12: inin vitro 에서의in vitro CaDHNCaDHN of ROSROS 청소 ( cleaning ( scavengingscavenging ) 및 분자 ) And molecules 샤페론Chaperone -유사 활성의 확인- Identification of similar activities

CaDHN의 분자특성을 분석하기 위하여, 제조합 His-CaDHN 융합 구성을 개발하고 E. coli BL21 (DE3) 세포에 형질전환시켰다. 이의 발현은 anti-His tag 및 anti-Dhn 항체를 이용한 웨스턴 블롯으로 확인하였다. To analyze the molecular characteristics of CaDHN, a combined His-CaDHN fusion construct was developed and transformed into E. coli BL21 (DE3) cells. Its expression was confirmed by Western blot using anti-His tag and anti-Dhn antibody.

그 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4a에 나타난 바와 같이, CaDHN-발현 E. coli (TF) 세포에서는 단일 신호가 확인된 반면, 동일한 조건 하에서 빈 백터 (pKM260)를 포함하는 야생형 (WT) 대조군 세포의 경우 아무런 신호도 관찰되지 않았다 (도 4a). CaDHN 단백질은 Ni-NTA 레진을 이용한 IMAC 방법을 통하여 정제되었다. 단백질은 DTT의 존재 또는 비존재하에서 동일한 분자량을 나타내었으며 (도 4b) 이에 따라 이는 모노머 형태로 존재한다는 것을 확인하였다.
The results are shown in Fig. As shown in Figure 4a, no signal was observed in CaDHN-expressing E. coli (TF) cells, whereas in the wild type (WT) control cells containing the empty vector (pKM260) under the same conditions (Fig. 4A). CaDHN protein was purified by IMAC method using Ni-NTA resin. The protein showed the same molecular weight in the presence or absence of DTT (Fig. 4b) and thus was found to be in monomeric form.

in vitro에서 CaDHN가 H2O2를 H2O로 변형시키는 ROS 청소부 (scavenger) 역할을 수행하는지 여부를 확인하기 위하여 하이드로페록사이드 수준을 FOX 어세이를 이용하여 분광광도법적으로 분석하였다. 이는 산성 조건 하에서, 하이드로페록사이드에 의하여 제1철 이온(ferrous ion)이 제2철 이온(ferric ion)으로 산화되는 것에 따른 색의 형성을 바탕으로 한다. CaDHN의 활성은 CAT (catalase)의 활성과 비교하여 평가하였으며, 그 결과를 도 4c에 나타내었다.To determine whether CaDHN plays a role as a ROS scavenger in transforming H 2 O 2 to H 2 O in vitro, the level of hydroperoxide was analyzed spectrophotometrically using FOX assay. This is based on the formation of color due to oxidation of ferrous ions to ferric ions by hydroperoxides under acidic conditions. The activity of CaDHN was evaluated in comparison with that of CAT (catalase), and the results are shown in FIG. 4C.

도 4c에 나타난 바와 같이, 17 ㎛ H2O2를 포함하는 CaDHN 용액 (1 ㎍)에서의 흡광도는 17 ㎛ H2O2 만을 포함하는 용액의 흡광도에 비하여 4.5-배 더 낮은 반면, CaDHN 용액의 흡광도는 CAT 용액보다 2배 더 높았다. 17 ㎛ H2O2를 포함하는 CAT 용액 (1 ㎍)의 흡광도는 20 mM 인산칼륨 (pH 7.2) 단독으로부터 얻은 공시험값 (blank value)과 거의 유사하였다. 이러한 결과는 CaDHN가 H2O2를 H2O로 변형시키는 ROS 청소부 (scavenger) 역할을 수행할 수 있다는 것을 나타낸다.
As shown in Figure 4c, the absorbance at CaDHN solution (1 ㎍) containing 17 ㎛ H 2 O 2 is 17 ㎛ H 2 O 2 The absorbance of the CaDHN solution was two times higher than that of the CAT solution. The absorbance of the CAT solution (1 ㎍) containing 17 쨉 m H 2 O 2 was almost similar to the blank value obtained from 20 mM potassium phosphate (pH 7.2) alone. These results indicate that CaDHN can act as a ROS scavenger to transform H 2 O 2 to H 2 O.

또한, CaDHN가 높은 온도 (50 ℃)에서 단백질의 불활성화를 막은 분자 샤페론-유사 활성을 갖는지 여부를 확인하였다. 그 결과를 도 4 d에 나타내었다. It was also confirmed whether CaDHN had a molecular chaperone-like activity that blocked protein inactivation at high temperature (50 ° C). The result is shown in Fig. 4D.

도 4d에 나타난 바와 같이, CaDHN를 포함하는 용액에서의 CAT 활성은 CaDHN가 없는 용액에서의 CAT의 활성에 비하여 약 3배 이상 높았다. 분자 샤페론-유사 활성의 양성대조군으로 사용된 Hsp90와는 다르게, CaDHN는 열불활성 (thermal inactivation)에 대한 반응속도상수 (rate constant)을 늦춤으로써 CAT를 안정화시켰다. 반면, 음성대조군으로 사용된 G6PDH를 포함하는 용액에서의 CAT의 활성은 단백질을 추가하지 않은 용액내에서의 CAT 활성과 유사하였다 (도 4d). CaDHN의 열보호성 (thermoprotective) 활성은 CaDHN와 CAT 컴포머 (comformer)의 일시적인 상호작용에 기인하며, 이는 자연-유사적이거나, 활성 어세이 중 되돌아갈 수 있다. As shown in FIG. 4d, the CAT activity in the solution containing CaDHN was about three times higher than the activity of CAT in the solution without CaDHN. Unlike Hsp90, which was used as a positive control for molecular chaperone-like activity, CaDHN stabilized CAT by slowing the rate constant for thermal inactivation. On the other hand, the activity of CAT in solutions containing G6PDH used as a negative control was similar to the CAT activity in solutions without added protein (Fig. 4d). The thermoprotective activity of CaDHN is due to the transient interaction of CaDHN with the CAT comformer, which can be either natural-like or reversible among active assays.

따라서, 이 결과는 CaDHN가 H2O2를 중성화 시키는 ROS 청소부, 및 열-유도 단백질 불활성화를 완화하는 분자 샤페론의 역할을 수행함으로써, 세포 방어 시스템에서 다양한 기능을 수행하는 매우 중요한 분자가 될 수 있음을 나타낸다.
Thus, the results show that CaDHN acts as a ROS scavenger to neutralize H 2 O 2 and a molecular chaperone to mitigate heat-induced protein inactivation, making it a very important molecule to perform various functions in cell defense systems .

<110> Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Novel dehydrin gene from Cerastium arcticum and use thereof <130> 1-80 <160> 2 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 270 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> dehydrin peptides sequence <400> 1 Met Ser Asn Leu His Pro Thr Gly Gly Glu Thr Glu Thr Thr Asn Thr 1 5 10 15 Asp Arg Gly Leu Phe Gly Phe Gly Lys Lys Thr Glu Thr Pro Val Ala 20 25 30 Thr Pro Thr Glu Pro Pro His Lys Pro Thr Leu Thr Glu Lys Leu His 35 40 45 Arg Ser Gly Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Asp Glu Glu Val Ile Glu 50 55 60 Asn Gly Ala Lys Ile Arg Lys Pro Arg Arg Lys Gly Ile Ala Gly Lys 65 70 75 80 Ile Lys Asp Lys Leu Pro Gly Gly His Lys Asp Glu Tyr Glu Thr Ala 85 90 95 Thr Pro Ile Ala Ala Gly Glu Tyr Tyr His Gln Glu Pro Asn Lys His 100 105 110 Ala Ser Asp Arg Gly Val Ala Glu Lys Ile Lys Glu Lys Leu Pro Gly 115 120 125 Gly His Lys Asp Glu Tyr Gly Thr Ala Pro Thr Gly Asp His Cys His 130 135 140 Gln Glu Gln Asn Lys His Ala Ser Glu Met Gly 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agactgcgac tcctattgct 300 gcgggtgagt actatcacca ggagccgaac aagcacgctt cagacagggg agtagcggag 360 aagatcaagg aaaagttacc aggcggtcac aaggatgaat acgggacagc gcctaccggt 420 gaccactgcc accaggagca gaacaagcac gcttctgaga tgggtgcggc ggagaaaatc 480 aaggacaagt tgccaggcgg acagaaggat gaatacggga ctgcgcctac tggcgaccac 540 taccaccggg accagaacaa gcatactgcg gcaggaaaca cgcattaccc cgagggaaac 600 aaggggtttg ttggcaatgt taaggataaa ttgccgggaa atcagacaga cgtgaaccat 660 caccagcagc agcaacagca cccggctgtt catgtttcac aacaggcggt ccaggagccg 720 catcatgaga agaaagggct cttagacaac attaaggaca agatgcccgg cggccacaag 780 gatgatgctg ataaagctca caagggttac taa 813 <110> Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Novel dehydrin gene from Cerastium arcticum and use thereof <130> 1-80 <160> 2 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 270 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> Dehydrin peptides sequence <400> 1 Met Ser Asn Leu His Pro Thr Gly Gly Glu Thr Glu Thr Thr Asn Thr   1 5 10 15 Asp Arg Gly Leu Phe Gly Phe Gly Lys Lys Thr Glu Thr Pro Val Ala              20 25 30 Thr Pro Thr Glu Pro Pro His Lys Pro Thr Leu Thr Glu Lys Leu His          35 40 45 Arg Ser Gly Ser Ser Ser Ser Ser Ser Asp Glu Glu Val Ile Glu      50 55 60 Asn Gly Ala Lys Ile Arg Lys Pro Arg Arg Lys Gly Ile Ala Gly Lys  65 70 75 80 Ile Lys Asp Lys Leu Pro Gly Gly His Lys Asp Glu Tyr Glu Thr Ala                  85 90 95 Thr Pro Ile Ala Ala Gly Glu Tyr Tyr His Gln Glu Pro Asn Lys His             100 105 110 Ala Ser Asp Arg Gly Val Ala Glu Lys Ile Lys Glu Lys Leu Pro Gly         115 120 125 Gly His Lys Asp Glu Tyr Gly Thr Ala Pro Thr Gly Asp His Cys His     130 135 140 Gln Glu Gln Asn Lys His Ala Ser Glu Met Gly Ala Ala Glu Lys Ile 145 150 155 160 Lys Asp Lys Leu Pro Gly Gly Gln Lys Asp Glu Tyr Gly Thr Ala Pro                 165 170 175 Thr Gly Asp His Tyr His Arg Asp Gln Asn Lys His Thr Ala Ala Gly             180 185 190 Asn Thr His Tyr Pro Glu Gly Asn Lys Gly Phe Val Gly Asn Val Lys         195 200 205 Asp Lys Leu Pro Gly Asn Gln Thr Asp Val Asn His His Gln Gln Gln     210 215 220 Gln Gln His Pro Ala Val His Val Ser Gln Gln Ala Val Gln Glu Pro 225 230 235 240 His His Glu Lys Lys Gly Leu Leu Asp Asn Ile Lys Asp Lys Met Pro                 245 250 255 Gly Gly His Lys Asp Asp Ala Asp Lys Ala His Lys Gly Tyr             260 265 270 <210> 2 <211> 813 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> dehydrin nucleotides sequence <400> 2 atgtcgaact tacacccaac cggaggcgaa accgagacca ctaatactga tagaggcctg 60 tttggcttcg gtaagaagac ggaaaccccc gtcgccaccc cgactgagcc accacacaag 120 cctactctca cggagaagct tcaccgctcg ggcagtagta gctctagctc gtcagatgag 180 gaggtaatag aaaatggtgc gaagattagg aagccgagga ggaagggaat agcagggaaa 240 atcaaggaca agcttccggg tggtcacaag gatgaatacg agactgcgac tcctattgct 300 gcgggtgagt actatcacca ggagccgaac aagcacgctt cagacagggg agtagcggag 360 aagatcaagg aaaagttacc aggcggtcac aaggatgaat acgggacagc gcctaccggt 420 gaccactgcc accaggagca gaacaagcac gcttctgaga tgggtgcggc ggagaaaatc 480 aaggacaagt tgccaggcgg 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Claims (14)

서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 극지 미생물 세라티움 아크티큠 (Cerastium arcticum)종 유래 디하이드린 펩타이드.A dihydrin peptide derived from the Polar microorganism Cerastium arcticum species consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. 청구항 1의 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드.A polynucleotide encoding the peptide of claim 1. 청구항 2에 있어서, 상기 폴리뉴클레오티드는 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 것인, 폴리뉴클레오티드.3. The polynucleotide of claim 2, wherein the polynucleotide comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. 청구항 2의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 재조합 벡터. A recombinant vector comprising the polynucleotide of claim 2. 청구항 4의 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포.A host cell transformed with the recombinant vector of claim 4. 청구항 5에 있어서, 상기 숙주세포는 동물, 식물, 진균, 세균 및 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는, 숙주세포. 6. The host cell of claim 5, wherein the host cell is selected from the group consisting of an animal, a plant, a fungus, a bacterium, and a virus. 청구항 1의 디하이드린 펩타이드 또는 청구항 2의 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 포함하는, 스트레스 저항성 증가용 조성물.A composition for increasing stress resistance, comprising the dihydrin peptide of claim 1 or the polynucleotide of claim 2 as an active ingredient. 청구항 7에 있어서, 상기 스트레스 저항성은 수분, 염분, 저온, 고온, 삼투압, 산화, 환원, 알코올 및 기아 (starvation)로 이루어지는 군으로부터 선택된 비생물학적 스트레스 저항성인 것을 특징으로 하는, 스트레스 저항성 증가용 조성물.The composition according to claim 7, wherein the stress resistance is abiotic stress resistance selected from the group consisting of moisture, salinity, low temperature, high temperature, osmotic pressure, oxidation, reduction, alcohol and starvation. 청구항 7에 있어서, 상기 스트레스는 동물, 식물, 진균, 세균 및 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택된 세포에 대한 스트레스인 것을 특징으로 하는, 스트레스 저항성 증가용 조성물.8. The composition according to claim 7, wherein the stress is stress on cells selected from the group consisting of animals, plants, fungi, bacteria and viruses. 청구항 9에 있어서, 상기 진균세포는 효모인 것을 특징으로 하는, 스트레스 저항성 증가용 조성물.The composition according to claim 9, wherein the fungal cell is yeast. 청구항 7에 있어서, 상기 스트레스 저항성은 활성산소의 억제 활성, 또는 분자 샤페론 활성에 의한 것임을 특징으로 하는, 스트레스 저항성 증가용 조성물.[Claim 7] The composition according to claim 7, wherein the stress resistance is due to active oxygen inhibition activity, or molecular chaperone activity. 청구항 1의 디하이드린 펩타이드 또는 청구항 2의 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 포함하는, 발효 활성 증가용 조성물.A composition for increasing fermentation activity comprising the dihydrin peptide of claim 1 or the polynucleotide of claim 2 as an active ingredient. 청구항 12에 있어서, 상기 발효는 효모의 알코올 발효인 것을 특징으로 하는, 발효 활성 증가용 조성물. The composition for increasing fermentation activity according to claim 12, wherein the fermentation is an alcohol fermentation of yeast. (1) 청구항 2의 폴리뉴클레오티드를 효모세포에 삽입하는 단계; 및
(2) 상기 효모세포를 배양하는 단계를 포함하는,
알코올 생산 방법.
(1) inserting the polynucleotide of claim 2 into a yeast cell; And
(2) culturing the yeast cells.
Alcohol production method.
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