KR20160000205A - A NOVEL SALT-RESISTANT α-GALACTOSIDASE GENE FROM HERMETIA ILLUCENS AND USES THEREOF - Google Patents

A NOVEL SALT-RESISTANT α-GALACTOSIDASE GENE FROM HERMETIA ILLUCENS AND USES THEREOF Download PDF

Info

Publication number
KR20160000205A
KR20160000205A KR1020140077294A KR20140077294A KR20160000205A KR 20160000205 A KR20160000205 A KR 20160000205A KR 1020140077294 A KR1020140077294 A KR 1020140077294A KR 20140077294 A KR20140077294 A KR 20140077294A KR 20160000205 A KR20160000205 A KR 20160000205A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
galactosidase
gene
alpha
asn
agas2
Prior art date
Application number
KR1020140077294A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101582194B1 (en
Inventor
이창묵
윤상홍
구본성
이영석
Original Assignee
대한민국(농촌진흥청장)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한민국(농촌진흥청장) filed Critical 대한민국(농촌진흥청장)
Priority to KR1020140077294A priority Critical patent/KR101582194B1/en
Publication of KR20160000205A publication Critical patent/KR20160000205A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101582194B1 publication Critical patent/KR101582194B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/24Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2465Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1) acting on alpha-galactose-glycoside bonds, e.g. alpha-galactosidase (3.2.1.22)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli

Landscapes

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

Abstract

The present invention relates to an α-galactosidase gene isolated from a rarely culturable microorganism present in the intestine of Hermetia illucens larvae, and uses of the same. The present invention isolates a novel enzyme gene, which degrades α-1,6-glycosidic bonds at the terminal of unreduced α-galactoside, from the rarely culturable microorganism in the intestine of Hermetia illucens larvae, and develops a novel strain expressing the same massively, thereby being effectively applied in various industrial processes using a phytomacromolecule hemicellulose. In addition, an effect on hydrolysis of carbohydrate of the novel enzyme gene in accordance with the present invention can be used in the sugar industry, bean products (soymilk, syrup) processes, the paper/pulp industry, the feed industry, the drug development industry, etc.

Description

고염도하에서 안정한 활성을 가진 신규 알파 갈락토스 분해 효소 유전자 Agas2와 이로부터 생산한 재조합 효소의 이용 {A novel salt-resistant α-galactosidase gene from Hermetia illucens and uses thereof}The present invention relates to a novel α-galactosidase gene Agas2 and a recombinant enzyme produced therefrom, which have stable activity under a high salt level, and a novel salt-resistant α-galactosidase gene from Hermetia illucens and uses thereof.

본 발명은 동애등에 유충 장내에 존재하는 난배양 미생물로부터 분리한 알파 갈락토시다아제(α-galactosidase) 유전자 및 이의 용도에 관한 것이다.
The present invention relates to an α-galactosidase gene isolated from an egg-culturing microorganism existing in a larva of a larva and the use thereof.

식용작물 바이오매스로부터 주로 이루어진 제 1세대 바이오연료 추출은 순 에너지 손실, 온실가스 배출, 식품가격 상승 등 많은 문제를 안고 있다. Extraction of first generation biofuels, mainly from edible crop biomass, has many problems, including net energy loss, greenhouse gas emissions, and rising food prices.

반면에 재생가능 리그노셀룰로오스 바이오매스로부터 이루어지는 제 2세대 바이오에탄올 생산은 에너지 및 환경 관점에서 많은 장점이 있다. On the other hand, second generation bioethanol production from renewable lignocellulosic biomass has many advantages in terms of energy and environment.

이와 관련한 헤미셀룰로오스 바이오매스 공정에서, 기존에는 헤미셀룰로오스의 복합구조특성으로 인하여 통상적인 분리가 가능한 미생물이나 곰팡이 자체를 직접 이용하거나 일부 알려진 알파 갈락토시다아제 유전자를 대장균에서 이종 발현하여 이용하였다.In the related hemicellulosic biomass process, microorganisms or fungi that can be separated conventionally due to the complex structure characteristic of hemicellulose have been directly used, or some known alpha-galactosidase gene has been heterologously expressed in E. coli.

그러나 헤미셀룰로오스 바이오매스 공정은 높은 염농도 및 수용성 유기용매, 단백질분해효소, 비이온성 계면활성제와 폭넓은 산도 하에서 이루어져 효소 활성에 부적합하며, 정제 단계가 많고 복잡하여 경제적 손실이 따르는 문제점이 있었다.
However, the hemicellulosic biomass process has a high salt concentration, a water-soluble organic solvent, a protease, a nonionic surfactant and a wide acidity, which are inadequate for enzyme activity, and have many purification steps and economic losses.

국내 공개 특허 제10-2013-0117550호Korean Patent Publication No. 10-2013-0117550

본 발명의 목적은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 폴리펩티드를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

본 발명의 다른 목적은 상기 폴리펩티드를 암호화하는 유전자를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a gene encoding the polypeptide.

본 발명의 다른 목적은 상기 유전자를 보유하는 벡터를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a vector carrying the gene.

본 발명의 다른 목적은 상기 벡터로 형질전환된 형질전환체를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a transformant transformed with said vector.

본 발명의 다른 목적은 내염성을 가지는 알파 갈락토시다아제(α-galactosidase) 생산 방법을 제공하기 위한 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method for producing alpha -galactosidase having salt tolerance.

본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 폴리펩티드를 제공한다.The present invention provides a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

상기 폴리펩티드는 내염성을 가지는 알파 갈락토시다아제(α-galactosidase)일 수 있다.The polypeptide may be a salt tolerant alpha-galactosidase.

알파 갈락토시다아제란, 세균·효모·사상균·고등식물(종자) 및 동물에 널리 존재하는 효소로, 알릴 및 알킬-D-갈락토시드를 가수분해하여 갈락토오스를 생성하고 생성한 갈락토오스 잔기를 다른 당·알코올 및 페놀로 전이한다. α와 β형의 두 가지 효소로 존재하며, α-갈락토시다아제는 멜리비아제·라피나아제라고도 하고 α-갈락토시드 외에 멜리비스, 리피노스, 그 밖에 올리고당에 작용한다.
Alpha-galactosidase is an enzyme widely found in bacteria, yeast, mold, plant (seed) and animal, hydrolyzing allyl and alkyl-D-galactoside to produce galactose and converting the produced galactose residue into another Transfer to sugar, alcohol and phenol. It exists as two enzymes of α and β type, and α-galactosidase is also called melibiase · raffinase and acts on melisis, lipinose, and other oligosaccharides in addition to α-galactoside.

본 발명은 상기 폴리펩티드를 암호화하는 유전자를 제공한다.The present invention provides a gene encoding said polypeptide.

상기 유전자는 동애등에(Hermetia illucens)에서 유래한 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 동애등에 장내에 존재하는 난배양 미생물로부터 유래한 것일 수 있다.The gene may be derived from Hermetia illucens , but is not limited thereto. More specifically, it may be derived from an egg-culturing microorganism existing in the intestines of a human being.

동애등에(Hermetia illucens)란, 파리목(Diptera)에 속하는 곤충으로 한국(귀화), 일본(귀화), 미국, 캐나다, 중남미 일원, 하와이 등지에 분포하고 있다. 체장 12-20mm의 가늘고 긴 형태의 검은색 몸을 가지고 있으며, 제 2 복절에 백색 또는 황갈색의 크고 반투명한 무늬가 있다. 음식물쓰레기 및 각종 유기물을 먹이로 하며 이에 따라 동애등에를 이용한 친환경 음식물쓰레기 처리 및 자원화에 대한 연구가 이루어지고 있다. Hermetia illucens is an insect belonging to Diptera . It is distributed in Korea (naturalized), Japan (naturalized), USA, Canada, Central and South America, and Hawaii. It has a slender, long black body with a length of 12-20mm and a large, translucent pattern of white or tan on the second leg. Food waste and various organic matter are fed, and research on eco-friendly food waste disposal and recycling using Donghae has been conducted.

또한, 상기 유전자는 서열번호 2의 염기서열로 이루어진 유전자와 이에 따른 cDNA 및 DNA를 모두 포함한다.In addition, the gene includes both the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and the corresponding cDNA and DNA.

상기 cDNA 또는 DNA에 따른 폴리뉴클레오티드에 대한 "서열 상동성의 %"는 두 개의 최적으로 배열된 서열과 비교 영역을 비교함으로써 확인되며, 비교 영역에서의 폴리뉴클레오티드 서열의 일부는 두 서열의 최적 배열에 대한 참고 서열(추가 또는 삭제를 포함하지 않음)에 비해 추가 또는 삭제(즉, 갭)를 포함할 수 있다.
"% Of sequence homology" for polynucleotides according to the cDNA or DNA is confirmed by comparing the comparison region with two optimally arranged sequences, and a portion of the polynucleotide sequence in the comparison region is the (I.e., a gap) relative to a reference sequence (not including additions or deletions).

본 발명은 상기 유전자를 포함하는 벡터를 제공한다.The present invention provides a vector containing the gene.

용어 “벡터(vector)”는 적합한 숙주 내에서 DNA를 발현시킬 수 있는 적합한 조절 서열에 작동 가능하게 연결된 DNA 서열을 보유하는 DNA 제조물을 의미한다. 벡터는 플라스미드, 파지 입자, 또는 간단하게 잠재적 게놈 삽입물일 수 있다. 적당한 숙주로 형질전환되면 벡터는 숙주 게놈과 무관하게 복제하고 기능할 수 있거나, 또는 일부 경우에 게놈 그 자체에 통합될 수 있다.The term " vector " means a DNA construct that retains a DNA sequence operably linked to a suitable regulatory sequence capable of expressing the DNA in the appropriate host. The vector may be a plasmid, phage particle, or simply a potential genome insert. Once transformed into the appropriate host, the vector can replicate and function independently of the host genome, or, in some cases, integrate into the genome itself.

용어 “발현 벡터”는 목적한 코딩 서열과, 특정 숙주 생물에서 작동 가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다. 진핵세포에서 이용 가능한 프로모터, 인핸서, 종결신호 및 폴리아데닐레이션 신호는 공지되어 있다.The term " expression vector " means a recombinant DNA molecule comprising a desired coding sequence and a suitable nucleic acid sequence necessary for expressing a coding sequence operably linked in a particular host organism. Promoters, enhancers, termination signals and polyadenylation signals available in eukaryotic cells are known.

발현 벡터는 하나 이상의 선택성 마커를 포함할 수 있다. 상기 마커는 통상적으로 화학적인 방법으로 선택될 수 있는 특성을 갖는 핵산 서열로, 형질전환된 세포를 비형질전환 세포로부터 구별할 수 있는 모든 유전자가 이에 해당된다. 그 예로는 글리포세이트(glyphosate) 또는 포스피노트리신 (phosphinothricin)과 같은 제초제 저항성 유전자, 카나마이신 (kanamycin), G418, 블레오마이신 (Bleomycin), 하이그로마이신 (hygromycin), 클로람페니콜 (chloramphenicol)과 같은 항생제 내성 유전자가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자에 의해 적절히 선택 가능하다.The expression vector may comprise one or more selectable markers. The marker is typically a nucleic acid sequence having a property that can be selected by a chemical method, and includes all genes capable of distinguishing a transformed cell from a non-transformed cell. Examples include herbicide resistance genes such as glyphosate or phosphinothricin, antibiotics such as kanamycin, G418, Bleomycin, hygromycin, chloramphenicol, Resistant gene, but are not limited thereto, and can be appropriately selected by those skilled in the art.

용어 "프로모터"는 구조 유전자로부터의 DNA 업스트림의 영역을 의미하며 전사를 개시하기 위하여 RNA 폴리머라아제가 결합하는 DNA 분자를 말한다. 본 발명의 일실시예에 따른 벡터에서, 프로모터는 CaMV 35S, 액틴, 유비퀴틴, pEMU, MAS 또는 히스톤 프로모터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The term "promoter " refers to a region of DNA upstream from a structural gene and refers to a DNA molecule to which an RNA polymerase binds to initiate transcription. In a vector according to an embodiment of the present invention, the promoter may be, but is not limited to, CaMV 35S, actin, ubiquitin, pEMU, MAS or histone promoter.

상기 벡터는 단백질 대량 발현용인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.The vector is preferably used for large-scale expression of proteins, but is not limited thereto, and may be appropriately selected by those skilled in the art.

본 발명에 따른 상기 벡터는 pET21a일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
The vector according to the present invention may be pET21a, but is not limited thereto.

본 발명은 상기 벡터로 형질전환된 형질전환체를 제공한다.The present invention provides a transformant transformed with said vector.

상기 형질전환체는 대장균인 것이 바람직하며 수탁번호 KACC95128P로 기탁된 형질전환체인 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.The transformant is preferably Escherichia coli, more preferably a transformant deposited under Accession No. KACC95128P, but is not limited thereto.

본 발명의 벡터를 안정되면서 연속적으로 클로닝 및 발현시킬 수 있는 형질전환체는 당업계에 공지된 어떠한 형질전환체도 이용할 수 있으며, 예컨대, 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 있다. Transformants capable of continuously cloning and expressing the vector of the present invention in a stable manner can be any transformants known in the art such as E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1, E . coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, Bacillus subtilis, Bacillus strains such as Bacillus Chuo ringen sheath, and Salmonella typhimurium, Serratia, and various Pseudomonas species and CL Marseille And the like.

또한, 본 발명의 벡터를 진핵 세포에 형질전환시키는 경우에는 형질전환체로서, 효모(Saccharomyce cerevisiae), 곤충세포, 사람세포(예컨대, CHO 세포주(Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN 및 MDCK 세포주) 및 식물세포 등이 이용될 수 있다.In addition, when the vector of the present invention is transformed into eukaryotic cells, yeast ( Saccharomyce cerevisiae), and the like insect cells, human cells (e.g., CHO cells (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN and MDCK cell lines) and plant cell may be used.

본 발명의 벡터를 형질전환체 내로 운반하는 방법은, 형질전환체가 원핵 세포인 경우, CaCl2 방법 (Cohen, S.N. et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9:2110-2114(1973)), 하나한 방법 (Hanahan, D., J. Mol. Biol., 166:557-580(1983)) 및 전기천공 방법 (Dower, W.J. et al., Nucleic. Acids Res., 16:6127-6145(1988)) 등에 의해 실시될 수 있다. The method of delivering the vector of the present invention into a transformant can be carried out by the CaCl2 method (Cohen, SN et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9: 2110-2114 (1973) ), One method (Hanahan, D., J. Mol. Biol., 166: 557-580 (1983)) and electroporation (Dower, WJ et al., Nucleic Acids Res., 16: 6127-6145 (1988)).

또한, 숙주세포가 진핵세포인 경우에는, 미세주입법(Capecchi, M.R., Cell, 22:479(1980)), 칼슘포스페이트 침전법 (Graham, F.L. et al., Virology, 52:456(1973)), 전기천공법(Neumann, E. et al., EMBO J., 1:841(1982)), 리포좀-매개 형질감염법(Wong, T.K. et al., Gene, 10:87(1980)), DEAE-덱스트란 처리법(Gopal, Mol. Cell Biol., 5:1188-1190(1985)), 및 유전자 밤바드먼트(Yang et al., Proc.Natl. Acad. Sci., 87:9568-9572(1990)) 등에 의해 벡터를 형질전환체 내로 주입할 수 있다. In addition, when the host cell is a eukaryotic cell, microinjection (Capecchi, MR, Cell, 22: 479 (1980)), calcium phosphate precipitation (Graham, FL et al., Virology, 52: 456 (Wong, TK et al., Gene, 10: 87 (1980)), DEAE- (Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 87: 9568-9572 (1990)) and dextran treatment (Gopal, Mol. Cell Biol., 5: 1188-1190 ) Or the like can be injected into the transformant.

상기 방법들은 이 기술분야에 널리 공지되어 있다.
Such methods are well known in the art.

본 발명은The present invention

(1) 동애등에 유래 유전자로부터 서열번호 2의 염기서열로 이루어진 유전자를 분리하는 단계;(1) isolating the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 from the gene derived from Donghae and the like;

(2) 상기 유전자를 벡터에 클로닝하는 단계;(2) cloning the gene into a vector;

(3) 상기 벡터를 형질전환체에 형질전환하는 단계;(3) transforming the vector into a transformant;

(4) 상기 형질전환체로부터 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 폴리펩티드를 정제하는 단계를 포함하는 내염성을 가지는 알파 갈락토시다아제(α-galactosidase) 생산 방법을 제공한다.
(4) purifying a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 from the transformant, to produce a salt tolerant alpha -galactosidase.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 동애등에 유충에서 인공 배양이 불가능한 장내 미생물 유래 메타게놈 은행을 구축하였으며, 이로부터 발명자 고유의 독특한 고속선발 시스템을 이용하여 셀룰로오스 기질을 분해하는 신규 클론을 선발하였다. 해당 클론이 포함하는 난배양 미생물 유래 유전자 염기서열을 분석하여 1,932bp 유전자 및 이에 따른 643개 아미노산 부위가 헤미셀룰로오스를 분해하는 신규한 유전자임을 발견하였다. In a specific embodiment of the present invention, the present inventors have constructed a metagenome bank derived from intestinal microorganisms that can not be artificially cultured in larvae of Donga and others. From this, a novel clone capable of degrading the cellulose substrate using a unique high- Respectively. By analyzing the gene sequence derived from the egg culturing microorganism contained in the clone, it was found that the 1,932 bp gene and thus the 643 amino acid sites are a novel gene that breaks hemicellulose.

또한, 본 발명자들은 상기 유전자를 대장균에서 대량 발현하여 효과적으로 비환원성 알파 갈락토시드 말단의 알파-1,6-갈락토시딕 결합을 분해하는 신규한 균주를 발명하였다. 상기 균주에서 정제한 α-갈락토시다아제 효소는 높은 염 농도(4M)에서 30% 이상의 효소 활성과 90% 이상의 효소 활성 안정성을 보였고, 수용성 유기용매(10%, v/v)와 비이온성 계면활성제(1%, v/v), 단백질 분해효소(1:10, w/w) 및 폭넓은 pH 범위 (pH4.0~11.0)에서도 높은 효소 활성을 유지하였다.
In addition, the inventors of the present invention invented a novel strain capable of mass-expressing the gene in E. coli and effectively degrading the alpha-1, 6-galactosidic bond at the terminal of the non-reducing alpha-galactoside. The α-galactosidase enzyme purified from the strain showed more than 30% enzyme activity and more than 90% enzyme activity stability at a high salt concentration (4M), and the water-soluble organic solvent (10%, v / v) High enzyme activity was maintained even in the active agent (1%, v / v), proteolytic enzyme (1:10, w / w) and wide pH range (pH 4.0 to 11.0).

본 발명이 제공하는 알파 갈락토시다아제 효소는 알파-1,6-갈락토시딕 결합 말단으로 곁사슬을 형성하는 여러 종류의 탄수화물에 대한 가수분해 기능을 가지므로 사탕무설탕 제조 등의 설탕 산업, 두유·당밀 등의 콩과 식품 공정, 제지·펄프 산업, 동물 사료, 의약품 개발 등에 이용될 수 있다.The alpha-galactosidase enzyme provided by the present invention has a hydrolytic function for various kinds of carbohydrates that form a side chain at the alpha-1, 6-galactosidic bond end. Therefore, the sugar industry such as candy sugar- · It can be used for soybean and food processing such as molasses, paper and pulp industry, animal feed, drug development and so on.

또한, 본 발명이 제공하는 알파 갈락토시다아제 효소는 고염도의 음식물 쓰레기 분해에 탁월한 기능을 발휘하므로 이와 관련하여 산업적으로 이용될 수 있다.In addition, the alpha-galactosidase enzyme provided by the present invention exerts an excellent function in the decomposition of garbage of high saltiness and can be industrially used in this regard.

한편, 기존 헤미셀룰로오스 바이오매스 공정에서는 헤미셀룰로오스의 복합구조특성으로 인하여 통상적인 분리가 가능한 미생물이나 곰팡이 자체를 직접 이용하거나 일부 알려진 알파 갈락토시다아제 유전자를 대장균에서 이종 발현하여 이용하였으나, 높은 염농도 및 광범위한 산도 하에서 이루어져 효소 활성에 부적합하며, 정제 단계가 많고 복잡하여 경제적 손실이 따르는 문제점이 있었다. 본 발명이 제공하는 알파 갈락토시다아제 효소는 대장균 발현 시, 높은 염농도 및 수용성 유기용매, 단백질분해효소, 비이온성 계면활성제와 폭넓은 산도 하에서 안정성 있는 분해 능력을 발휘하여, 헤미셀룰로오스 바이오매스 재활용 공정에서 정제 단계의 수를 최소화할 수 있으며 이에 따라 경제적 손실이 저감될 수 있다.
On the other hand, in the existing hemicellulose biomass process, microorganisms or fungi which can be separated by conventional methods due to the complex structure characteristic of hemicellulose were directly used or some known alpha-galactosidase gene was expressed in Escherichia coli. However, , Which is inadequate for enzyme activity, has many purification steps and is complicated, resulting in economic loss. The alpha-galactosidase enzyme provided by the present invention exhibits a stable decomposing ability in the presence of a high salt concentration, a water-soluble organic solvent, a proteolytic enzyme, a nonionic surfactant and a wide acidity in the expression of Escherichia coli, The number of purification steps can be minimized and thus the economic loss can be reduced.

본 발명은 동애등에(Hermetia illucens) 유충 장내의 난배양 미생물로부터 비환원성 알파 갈락토사이드 말단의 알파-1,6-갈락토시딕 결합을 분해하는 신규 효소 유전자를 분리하고, 이를 대량으로 발현하는 신종 균주를 개발하여 식물성 고분자 헤미셀룰로오스를 이용하는 다양한 산업적 공정과정에서 효율적으로 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 신규 효소 유전자의 탄수화물 가수분해 효과는 설탕 산업, 콩과 식품(두유·당밀) 공정, 제지·펄프 산업, 동물 사료 산업, 의약품 개발 산업 등에 이용될 수 있다.
The invention (such Hermetia dongae The present inventors isolated a novel enzyme gene capable of degrading the alpha-1, 6-galactosidic bond at the terminal of non-reducing alpha-galactoside from an egg-culturing microorganism in a larva of a larva and developed a new strain expressing it in large quantities, Can be efficiently applied in various industrial processes using hemicellulose. In addition, the carbohydrate hydrolyzing effect of the novel enzyme gene according to the present invention can be utilized in the sugar industry, soybean and food (soymilk, molasses) process, paper and pulp industry, animal feed industry, drug development industry and the like.

도 1은 신규 알파 갈락토시다아제의 아미노산 서열이다: 밑줄이 그어진 붉은색 부분은 그람 음성/양성 미생물에서 유래하는 신호 펩타이드 서열로, 본 발명에 따른 신규 알파 갈락토시다아제 아미노산 서열은 이를 제외한 나머지 부분임.
도 2는 신규 알파 갈락토시다아제의 도메인 보존 도메인 분석 결과이다.
도 3은 신규 알파 갈락토시다아제의 계통분석도이다.
도 4는 신규 알파 갈락토시다아제의 대장균 이종 대량발현 결과이다: 1은 유도(Induction) 전의 대장균 조단백질, 2는 신규 알파 갈락토시다아제를 대량발현한 대장균 조단백질, 3은 수용성 단백질, 4는 정제된 신규 알파 갈락토시다아제.
도 5는 신규 알파 갈락토시다아제의 생화학적 특성을 분석한 그래프이다: A는 신규 알파 갈락토시다아제의 최적 활성 온도, B는 신규 알파 갈락토시다아제의 내열성, C는 신규 알파 갈락토시다아제의 최적 활성 pH, D는 신규 알파 갈락토시다아제의 pH 안정성.
도 6은 화학물 첨가제들에 대한 신규 알파 갈락토시다아제의 활성 안정성을 분석한 그래프이다: A는 유기용매에 대한 신규 알파 갈락토시다아제의 활성 안정성, B는 계면활성제에 대한 신규 알파 갈락토시다아제의 활성 안정성, C는 금속이온에 대한 신규 알파 갈락토시다아제의 활성 안정성.
도 7은 고염도 하에서 신규 알파 갈락토시다아제의 효소 활성과 활성 안정성을 분석한 그래프이다: A는 염화나트륨과 염화칼륨으로 전처리한 신규 알파 갈락토시다아제의 효소 잔류활성 안정성, B는 염화나트륨과 염화칼륨이 포함된 인산칼륨 완충용액에서의 신규 알파 갈락토시다아제 효소 활성 억제도.
도 8은 단백질분해효소들에 대한 신규 알파 갈락토시다아제의 안정성을 분석한 그래프이다.
1 is the amino acid sequence of a novel alpha-galactosidase: the underlined red portion is a signal peptide sequence derived from a gram negative / positive microorganism, and the novel alpha-galactosidase amino acid sequence according to the present invention is the Part.
Figure 2 shows the result of analysis of the domain conservation domain of the novel alpha-galactosidase.
Figure 3 is a phylogenetic diagram of the novel alpha-galactosidase.
Fig. 4 shows the results of the large-scale expression of the novel α-galactosidase E. coli heterogeneous: 1 is the E. coli crude protein before induction, 2 is the E. coli crude protein expressing the large amount of new α-galactosidase, 3 is water-soluble protein, New alpha-galactosidase.
FIG. 5 is a graph showing the biochemical characteristics of novel alpha-galactosidase: A is the optimum temperature of the new alpha-galactosidase, B is the heat resistance of the novel alpha-galactosidase, C is the new alpha-galactosidase PH, D is the pH stability of the novel α-galactosidase.
Figure 6 is a graphical analysis of the activity stability of novel alpha-galactosidase for chemical additives: A is the activity stability of the novel alpha-galactosidase to the organic solvent, B is the fresh alpha-galactosidase activity for the surfactant, Activity stability of cidase, and C is activity stability of novel alpha-galactosidase to metal ion.
FIG. 7 is a graph showing the enzyme activity and activity stability of novel α-galactosidase under high salt concentration: A is stability of enzyme residual activity of novel α-galactosidase pretreated with sodium chloride and potassium chloride, B is sodium chloride and potassium chloride, Inhibition of New Alpha - Galactosidase Enzyme Activity in Potassium Phosphate Buffer Included.
8 is a graph showing the stability of novel alpha-galactosidase to proteolytic enzymes.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the following examples are intended to illustrate the contents of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following examples. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

<< 실시예Example 1>  1> 동애등에Dong Ae 유충 장내 미생물  Larva intestinal microorganism 메타게놈Meta genome 유전자은행 구축 Construction of gene bank

동애등에 유충을 핀으로 고정하여 전체 장을 핀셋으로 적출하여 멸균된 해부칼로 몸통에서 분리하였다. 분리한 장 조직은 이를 용기에 모은 뒤, 박테리아 DNA 분리 키트(MoBio Laboratories, USA)를 사용하여 장내 미생물 전체 메타게놈을 분리하였다. 분리된 유충 메타게놈은 DNA에 섞어있는 장내 불순물을 제거하기 위하여 전기영동용 로딩 완충용액(60% 글리세롤, 0.025% 프로모페놀 블루, 0.025% 자일렌 시아놀)을 넣어 혼합하고 0.8% 저융점 아가로스 젤(0.5×TBE: 45 mM 트리스 베이스, 45 mM 붕산, 1 mM EDTA)에 DNA 시료를 넣은 후, 펄스필드 젤 전기영동(Pulsed Field Gel Electrophoresis, PFGE)의 CHEF III 시스템(BioRad, USA)을 이용하여 6 V/cm로 14시간 동안 전기영동 하였다. 35kb이상의 DNA를 포함하는 아가로스 블록만을 자른 다음 아가로스 분해 효소를 넣어 1시간 동안 반응시킨 후 70℃에서 10분간 아가로스 분해 효소를 비활성화시켰으며, 이 반응액에 2.5배의 에탄올을 첨가하여 원심분리한 후 침전된 DNA 펠렛을 적당한 농도로 TE 완충용액에 용해하여 메타게놈 유전자은행를 만드는 데에 사용하였다.The larvae were fixed with a pin on the dorsal tail, and the whole field was removed with tweezers and separated from the body by a sterilized anatomical knife. The isolated intestinal tissues were collected in a container, and then the entire metachronous intestinal microorganism was isolated using a bacterial DNA isolation kit (MoBio Laboratories, USA). The isolated larval metagenomes were prepared by adding loading buffer (60% glycerol, 0.025% promophenol blue, 0.025% xylenesianol) for electrophoresis in order to remove intestinal impurities mixed with DNA, and mixing them with 0.8% low melting point agarose DNA samples were loaded into a gel (0.5 × TBE: 45 mM Tris base, 45 mM boric acid, 1 mM EDTA) and then analyzed using a CHEF III system (BioRad, USA) of Pulsed Field Gel Electrophoresis (PFGE) And electrophoresed at 6 V / cm for 14 hours. Agarose block containing DNA of 35 kb or more was cut, agarose degrading enzyme was added, and reaction was carried out for 1 hour, and agarose degrading enzyme was inactivated at 70 ° C for 10 minutes. 2.5 times of ethanol was added to the reaction solution, After separation, the precipitated DNA pellet was dissolved in TE buffer to an appropriate concentration and used to make a metagenome gene bank.

포스미드(Fosmid) 라이브러리 제작은 정제한 DNA 25μl(5μg)에 5개의 T4 폴리머레이즈와 2개의 T4 폴리뉴클레오타이드 인산화효소 그리고 6개의 클레나우 절편(Klenow fragment)(Takara Co., Japan)를 가한 후 반응액량을 50μl로 조절하고 37℃에서 30분간 반응시켜 DNA의 말단을 평활화하여 제작하였다. 반응이 끝난 후 동량의 페놀/클로로포름/이소아밀알코올(25:24:1, v/v/v)을 첨가하여 섞은 다음 10분간 원심분리하고 상등액을 모아서 동량의 클로로포름/이소아밀알코올(24:1, v/v)을 첨가하여 혼합한 후에 12,000rpm에서 10분간 원심분리하여 상등액만을 취하고 2.5배의 100% 에탄올을 넣어 1시간 동안 상온에서 방치한 다음 원심분리하여 상등액은 버리고 70% 에탄올로 DNA를 세척하여 DNA를 준비하였다. EpiFOS5 포스미드 벡터(Epicentre, USA)에 말단-수리(end-repaired) DNA를 첨가하여 16℃에서 16시간 동안 라이게이션(ligation) 반응시켰다. 인비트로 패키징(packaging)을 위해 16℃에서 16시간 동안 반응한 시료들을 70℃에서 10분간 열처리하여 연결효소(ligase)를 불활성화시켰다. 라이게이션한 반응액 7.5μl에 맥스 람다 패키징 농축 키트(MAX lambda packaging extracts kit)(Epicentre, USA)의 농축액 25μl를 공기방울이 생기지 않게 조심스레 섞어 준 다음 30℃에서 90분간 반응시켰다. 여기에 다시 파지 농축액 25μl를 넣어 파이펫을 사용해 공기방울이 생기지 않게 조심스레 섞어 준 다음 30℃에서 1시간 30분간 반응시켜 인비트로 패키징을 수행하였다. SM 완충용액을 1ml 첨가하여 위아래로 잘 섞어 준 다음 여기에 25μl의 클로로롬을 넣어 다시 패키징되지 않은 물질들을 불활성화시켰다. 원심분리를 조심스럽게 하여 정치한 다음 4℃에 보관하였고 상등액을 대장균 Epi100균에 감염시켜 총 92,000여 개별 형질전환된 균주로 구성된 메타게놈 유전자은행을 완성하였다.
The Fosmid library was prepared by adding 5 T4 polymerase, 2 T4 polynucleotide kinase, and 6 Klenow fragments (Takara Co., Japan) to 25 μl (5 μg) of the purified DNA, The volume of the solution was adjusted to 50 μl and incubated at 37 ° C for 30 minutes to make the DNA ends smoothed. After the reaction was completed, the same amount of phenol / chloroform / isoamyl alcohol (25: 24: 1, v / v / v) was added and the mixture was centrifuged for 10 minutes. The supernatant was collected and washed with an equal volume of chloroform / isoamyl alcohol , v / v) were added and mixed. Then, the mixture was centrifuged at 12,000 rpm for 10 minutes, and the supernatant was taken. 2.5 times 100% ethanol was added and incubated at room temperature for 1 hour. The supernatant was discarded and DNA was extracted with 70% DNA was prepared by washing. The end-repaired DNA was added to the EpiFOS5 phosphide vector (Epicenter, USA) and subjected to a ligation reaction at 16 ° C for 16 hours. The samples reacted for 16 h at 16 ° C for in vitro packaging were heat treated at 70 ° C for 10 min to inactivate the ligase. To the 7.5 μl of the ligation reaction solution, 25 μl of the concentrate of the MAX lambda packaging extract kit (Epicenter, USA) was carefully mixed so as not to cause air bubbles and reacted at 30 ° C. for 90 minutes. Again, 25 μl of the phage concentrate was added, carefully mixed with a pipette to prevent air bubbles, and then incubated at 30 ° C for 1 hour and 30 minutes for in vitro packaging. 1 ml of SM buffer solution was added and mixed well. Subsequently, 25 μl of chloroform was added to inactivate the unpackaged materials. Centrifugation was carefully performed, and the mixture was stored at 4 ° C. The supernatant was infected with Escherichia coli Epi100 to complete a metagenome gene bank composed of 92,000 individual transformed strains.

<< 실시예Example 2> 셀룰로오스 분해 활성 유전자 스크리닝 2> Cellulase digestion active gene screening

셀룰로오스 배지에서 분해 활성을 나타내는 메타게놈 클론을 검정하기 위하여 0.1% 염화나트륨, 0.1% 박토-트립톤, 0.05% 박토-이스트 익스트렉트가 함유된 기초배지에 1% 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC, Sigma Co. USA)과 항생제 클로람페니콜(20μg/ml)을 첨가한 평판배지에 레플리카 핀(replica pin)을 이용하여 각 개별 메타게놈 균주를 접종 후 28℃에서 5일간 배양하였다. 배양이 종료된 평판배지를 콩코레드(Congo Red) 염색시약을 이용하여 상온에서 5분간 충분히 염색한 뒤, 멸균수로 세척하여 균체 주위에 노란색의 환이 형성되는 것의 유무로 셀룰로오스 분해 효소 생산능력을 검정하였다. 이후 메타게놈 클론의 오염이나 대장균 숙주에 의한 위양성(false-positive)을 확인하기 위하여, 일차 스크리닝을 통하여 선발된 메타게놈에서 분리한 포스미드를 대장균 숙주 DH5α 균주에 다시 형질전환시켜 동일한 스크리닝을 통하여 반복적으로 노란색의 환이 형성되는 것을 확인하였으며, 분리한 포스미드를 하이드로셰어(HydroShear)(DigiLab, USA)를 사용하여 평균 4kb 단편으로 절단하고 전체 절편을 실시예 1에서 표기한 바와 같이 DNA 말단을 평활화하여 pUC118/EcoRV/CIP 처리한 벡터에 클로닝하여 대장균 DH5α에 전기천공(electroporation)하여 샷-건 서브클론 라이브러리(shot-gun subclone library)를 제작하였다. 이를 사용하여 앞의 셀룰로오스 배지에 반복적으로 도말하며 셀룰로오스 분해 능력을 보이는 클론을 최종적으로 양성균으로 선발하였다.
In order to test the metagenomic clones showing degradative activity in the cellulose medium, 1% carboxymethylcellulose (CMC, Sigma Co.) was added to a basal medium containing 0.1% sodium chloride, 0.1% bacto-tryptone, and 0.05% bacto-yeast extract. USA) and antibiotic chloramphenicol (20 μg / ml) were inoculated with each individual metagenome using a replica pin and cultured at 28 ° C for 5 days. The culture medium was then stained with Congo Red dyeing reagent at room temperature for 5 minutes and then washed with sterile water to determine the ability of cellulose degrading enzyme production to form yellow rings around the cells. Respectively. In order to confirm contamination of the meta-genomic clone or false-positive result of Escherichia coli host, the fosmid isolated from the metagenome selected through the primary screening was transformed into the E. coli host DH5 [alpha] strain and repeatedly subjected to the same screening , And the separated phosmid was cut into an average 4-kb fragment using HydroShear (DigiLab, USA), and the whole fragment was further purified by smoothing the DNA end as indicated in Example 1 The vector was cloned into the pUC118 / EcoRV / CIP-treated vector and electroporation was carried out on E. coli DH5α to prepare a shot-gun subclone library. Using this, a clone that repeatedly stained the cellulosic medium and exhibited cellulolytic ability was finally selected as a positive strain.

<< 실시예Example 3> 신규 알파  3> New Alpha 갈락토시다아제Galactosidase 유전자 분석 Gene analysis

실시예 2에서 선발된 셀룰로오스 분해 활성을 나타낸 클론으로부터 전체 2,007bp의 염기서열을 확보하였다. 이를 도 1과 같이 아미노산 서열로 해독한 뒤 그 가운데 그람 음성/양성 미생물에서 유래한 신호 펩타이드 서열이 N-말단 25개 아미노산에 존재하는 것을 확인하였다(붉은색). 이 부위를 제거한 1,932bp 염기서열에 해당하는 643개 아미노산 서열이 알파 갈락토시다아제 효소 기능을 가진 것으로 추정하고, 해당 643개 아미노산을 Agas2(알파 갈락토시다아제 S2, α-galactosidase S2)로 명명하였다. Agas2에서 유래한 단백질의 크기는 73.3kDa이며 pI는 5.33으로 추정되었다.
A total nucleotide sequence of 2,007 bp was obtained from the clone showing the cellulolytic activity selected in Example 2. As shown in FIG. 1, the peptide was decoded into an amino acid sequence, and a signal peptide sequence derived from a gram negative / positive microorganism was found to exist in 25 amino acids at the N-terminal (red color). It is assumed that the 643 amino acid sequence corresponding to the 1,932-bp base sequence from which this site was deleted has an alpha-galactosidase enzyme function, and the corresponding 643 amino acids are named as Agas2 (alpha galactosidase S2, alpha -galactosidase S2) Respectively. The size of the protein derived from Agas2 was 73.3 kDa and the pI was estimated to be 5.33.

<< 실시예Example 4> 신규 알파  4> New Alpha 갈락토시다아제Galactosidase 유전자의 보존 도메인 분석 Analysis of conserved domains of genes

Agas2(알파 갈락토시다아제 S2, α-galactosidase S2) 아미노산 염기서열을 사용하여 도 2와 같이 보존 도메인(conserved domain) 분석을 한 결과, CAZy 데이터베이스에서 분류되어 있는 글리코실 하이드로레이즈(glycosyl hydrolase, GH) 패밀리들 중 GH97에 속한다는 것을 확인하였다(http://www.cazy.org/fam/acc_GH.html). Agas2 염기서열을 대상으로 GenBank에 알려진 아미노산 서열과의 상동성 비교를 BalstX 알고리즘을 통하여 수행하였다. 가장 높은 상동성은 Dysgonomonas gadei에서 유래한 가설 단백질로 동일성 70%, 유사성 82%를 보였다.
As a result of conserved domain analysis using the amino acid sequence of Agas2 (alpha-galactosidase S2, alpha -galactosidase S2) as shown in FIG. 2, glycosyl hydrolase (GH ) Belonging to the family GH97 (http://www.cazy.org/fam/acc_GH.html). A comparison of homology with the amino acid sequences known to GenBank in the Agas2 base sequence was performed using the BalstX algorithm. The highest homology is Dysgonomonas Hypothetical protein derived from gadei showed 70% identity and 82% similarity.

<< 실시예Example 5> 신규 알파  5> New Alpha 갈락토시다아제Galactosidase 유전자의 계통분석 Systematic analysis of genes

실시예 4에서 확인된 아미노산 서열을 Mega5 프로그램(www.megasoftware.net)을 사용하여 도 3과 같이 계통분석한 결과, Dysgonomonas sp.와 유사하나 아직까지 알려지지 않은 신규한 알파 갈락토시다아제 효소임을 확인하였다. BlastP 검색에서는 유의성을 보인 갈락토시다아제 유전자와 GenBank 번호를 확인하였다. 가지에 있는 숫자는 부트스트랩 분석치(1,000 resampling)이다.
The amino acid sequence identified in Example 4 was systematically analyzed using Mega5 program (www.megasoftware.net) as shown in FIG. 3, and as a result, Dysgonomonas but it was confirmed that it is a novel α - galactosidase enzyme which has not yet been known. In the BlastP search, the galactosidase gene and the GenBank number showing the significance were confirmed. The number on the branch is the bootstrap analysis (1,000 resampling).

<< 실시예Example 6> 신규 알파  6> New Alpha 갈락토시다아제Galactosidase 유전자의 대장균 이종 대량발현 E. coli heterogeneous expression of genes

Agas2(알파 갈락토시다아제 S2, α-galactosidase S2) 단백질을 대장균에서 대량발현하기 위하여, 해당 유전자의 개방형 해독틀(open reading frame, ORF)를 pET21a에 클로닝하고 대장균 BL21(DE3) 균주에 도입한 후, IPTG 0.5mM로 20℃에서 20시간 동안 유도(induction) 하였다. 발현된 단백질을 분리정제하기 위하여 Agas2로 형질 전환된 대장균의 50mL 배양액을 원심분리를 통해 세포만을 수득하였고, 이를 10ml 용해 완충용액(50mM K2HPO4(pH7.0), 300mM 염화나트륨, 0mM 이미다졸)에 재현탁한 후 초음파 파쇄기를 이용하여 세포를 파쇄하였다. 파쇄한 세포를 15,000rpm에서 15분간 원심 분리한 뒤 상층액을 수득하여, 셀룰라아제 분리에 필요한 조효소액으로 이용하였다. 상기의 방법으로 확보한 조효소액에서 Agas2 단백질은 아미노산 C-말단에 임의로 붙여준 6XHis-Tag을 사용하여 TALON 금속 친화력 레진(BD Bioscience Clontech)과 섞어 주어 컬럼에 결합하였다. 조효소의 레진에 결합 후, 10 볼륨의 세척 완충용액(50mM K2HPO4(pH7.0), 300mM 염화나트륨, 10mM 이미다졸)로 씻어 준 다음 Agas2 단백질을 5 볼륨의 용출 완충용액(50mM K2HPO4(pH7.0), 300mM 염화나트륨, 150mM 이미다졸)을 사용하여 통상의 알려진 방법으로 순수 분리하였다. 단백질의 농축과 이미다졸 투석은 분자량 10kDa 이상을 농축할 수 있는 YM10 막(Amicon Ultra, Millipore Co.)을 이용한 한회여과를 통하여 농축하였다. 최종 정제된 단백질은 SDS-PAGE 전기영동하였으며, 75kDa의 Agas2 단백질이 대량발현된 것을 확인하였다(도 4).
An open reading frame (ORF) of the gene was cloned into pET21a and introduced into Escherichia coli BL21 (DE3) strain in order to mass-express Agas2 (alpha-galactosidase S2, alpha -galactosidase S2) protein in E. coli Followed by induction with IPTG 0.5 mM at 20 &lt; 0 &gt; C for 20 hours. To isolate and purify the expressed protein, only 50 ml of a culture solution of Escherichia coli transformed with Agas2 was centrifuged to obtain cells. To this, 10 ml of lysis buffer (50 mM K 2 HPO 4 (pH 7.0), 300 mM sodium chloride, ), And the cells were disrupted using an ultrasonic disintegrator. The disrupted cells were centrifuged at 15,000 rpm for 15 minutes, and then the supernatant was obtained and used as the crude enzyme solution necessary for the cellulase separation. The Agas2 protein was bound to the column by mixing with a TALON metal affinity resin (BD Bioscience Clontech) using a 6XHis-Tag randomly attached to the C-terminus of the amino acid in the crude enzyme solution. After binding to the coenzyme resin, the cells were washed with 10 volumes of wash buffer (50 mM K 2 HPO 4 (pH 7.0), 300 mM sodium chloride, 10 mM imidazole) and Agas2 protein was eluted with 5 volumes of elution buffer (50 mM K 2 HPO 4 (pH 7.0), 300 mM sodium chloride, 150 mM imidazole). Protein concentration and imidazole dialysis were concentrated by one-time filtration through a YM10 membrane (Amicon Ultra, Millipore Co.) capable of concentrating above a molecular weight of 10 kDa. The final purified protein was subjected to SDS-PAGE electrophoresis, and it was confirmed that a 75 kDa Agas2 protein was mass-expressed (FIG. 4).

<< 실시예Example 7> 신규 알파  7> New Alpha 갈락토시다아제의Galactosidase 생화학적 특성 분석 Biochemical characterization

Agas2(알파 갈락토시다아제 S2, α-galactosidase S2) 단백질의 최적 활성을 나타내는 온도를 확인하기 위해, 정제된 Agas2 단백질 0.1μg을 인산칼륨 완충용액(50mM K2HPO4(pH7.0), 200μl)하에서 5분간 1mM p-니트로페닐-알파-D-갈락토피라노시드(p-Nitrophenyl-a-D-galactophyranoside)와 반응하여 p-니트로페닐 생성량을 분광 광도계로 405nm에서 측정하였다. 그 결과, Agas2 단백질은 25 ~ 50℃에서 효소 활성을 나타내었으며 40℃에서 최고의 활성을 나타내었다(도 5, (A)). To determine the temperature at which the optimal activity of the Agas2 (alpha-galactosidase S2, alpha -galactosidase S2) protein was determined, 0.1 μg of the purified Agas2 protein was dissolved in potassium phosphate buffer solution (50 mM K 2 HPO 4 (pH 7.0) ) under five minutes 1mM p-nitrophenyl was measured at 405nm with a spectrophotometer. Yield-nitrophenyl-alpha -D- galacto pyrano seed (p -Nitrophenyl-aD-galactophyranoside) reacting with p. As a result, the Agas2 protein showed enzyme activity at 25 to 50 DEG C and showed the highest activity at 40 DEG C (FIG. 5, (A)).

또한, Agas2 단백질의 내열성를 확인하기 위해, 각각 서로 다른 온도에서 총 4시간 동안 방치하며 일정한 간격으로 표준 어세이 반응(인산칼륨 완충용액(50mM K2HPO4(pH7.0), 200μl)하에서 정제된 Agas2 단백질 0.1μg을 1mM p-니트로페닐-알파-D-갈락토피라노시드와 40℃에서 5분간 반응) 방식에 따라 분해 산물의 양을 측정하였다. 그 결과, Agas2 단백질은 적정 온도인 40℃에서도 4시간 동안 85% 이상의 안정된 효소 활성을 유지하였다(도 5, (B)). In addition, in order to determine the naeyeolseongreul Agas2 protein, respectively, to each other under the purified left standing for a total of 4 hours at different temperatures, the standard assay reaction (potassium phosphate buffer solution at regular intervals (50mM K 2 HPO 4 (pH7.0 ), 200μl) 0.1 g of Agas2 protein was reacted with 1 mM p -nitrophenyl-alpha-D-galactopyranoside at 40 DEG C for 5 minutes). As a result, the Agas2 protein maintained a stable enzyme activity of 85% or more for 4 hours at an appropriate temperature of 40 ° C (FIG. 5, (B)).

Agas2 단백질의 최적 활성 pH를 확인하기 위해, 각각 아세트산나트륨(pH4.0~6.0), 인산칼륨(pH6.0~7.5), HEPES(4-(2-하이드록시에틸)-1-피페라진에탄술폰산, 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid)(pH7.5~8.5), CHES(N-사이클로헥실-2-아미노에탄술폰산, N-Cyclohexyl-2-aminoethanesulfonic acid)(pH8.5~10.0), 글리신-NaOH(pH10.0~11.0) 완충용액을 이용하여 p-니트로페닐-알파-D-갈락토피라노시드의 분해 활성을 40℃에서 5분간 측정하였다. 그 결과, Agas2 단백질은 pH6.0~9.0의 범위에서 효소 활성을 보이며, pH7.0에서 최적의 활성을 나타내었다(도 5, (C)). To determine the optimum active pH of the Agas2 protein, sodium acetate (pH 4.0-6.0), potassium phosphate (pH 6.0-7.5), HEPES (4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazine ethanesulfonic acid , 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazineethanesulfonic acid (pH 7.5 to 8.5), CHES (N-cyclohexyl-2-aminoethanesulfonic acid) ) And glycine-NaOH (pH 10.0 to 11.0) buffer solution, the activity of decomposing p -nitrophenyl-alpha-D-galactopyranoside was measured at 40 DEG C for 5 minutes. As a result, the Agas2 protein exhibited an enzyme activity in the range of pH 6.0 to 9.0, and showed optimal activity at pH 7.0 (FIG. 5, (C)).

Agas2 단백질의 pH 안정성을 확인하기 위해, 각각 서로 다른 pH 하에서 Agas2 단백질을 40℃에서 15시간 동안 방치한 뒤, 표준 어세이 반응 방법에 따라 분해 산물의 양을 측정하였다. 그 결과, Agas2 단백질은 pH4.0~11.0의 다양한 pH 범위에서 70% 이상의 효소 활성을 나타내었다(도 5, (D)).
To confirm the pH stability of the Agas2 protein, the Agas2 protein was allowed to stand at 40 DEG C for 15 hours under different pH, and the amount of the degradation product was measured according to the standard assay method. As a result, the Agas2 protein showed more than 70% enzyme activity at various pH ranges of pH 4.0 to 11.0 (Fig. 5, (D)).

<< 실시예Example 8>  8> 화학물Chemicals 첨가제들에 대한 신규 알파  New Alpha for Additives 갈락토시다아제의Galactosidase 활성 안정성 분석 Active Stability Analysis

화학물 첨가제들에 대한 Agas2(알파 갈락토시다아제 S2, α-galactosidase S2) 단백질의 효소 활성을 분석하기 위하여, 먼저 억제제가 없는 정제된 Agas2 단백질(0.05μg/μl, 최종 10μg)를 30℃에서 30분간 전배양 한 뒤, 2μl(최종 0.1μg)을 분주하여 표준 어세이 반응 방법 하에서 반응시켜 p-니트로페놀 생성량을 분광광도계로 405nm에서 측정하였다. 이 값을 표준반응 100%로 하였다.To analyze the enzyme activities of Agas2 (alpha-galactosidase S2, alpha -galactosidase S2) proteins on chemical additives, purified Agas2 protein (0.05 μg / μl, final 10 μg) After 30 minutes of preincubation, 2 μl (final 0.1 μg) was dispensed and reacted under standard assays to determine the amount of p - nitrophenol produced by the spectrophotometer at 405 nm. This value was set as the standard reaction 100%.

유기용매에 대한 효소의 활성 안정성을 확인하기 위하여, 서로 다른 유기용매(10%)에 0.05μg/μl의 Agas2 단백질을 넣고 30℃에서 30분간 전배양 한 후, 표준 어세이 반응 방법에 따라 생성된 p-니트로페놀 양을 서로 비교하였다. 그 결과, Agas2 단백질은 수용성 유기용매에 매우 높은 활성 안정성을 나타내었다(도 6, (A)).In order to confirm the stability of the enzyme activity against the organic solvent, 0.05 μg / μl of Agas2 protein was added to different organic solvents (10%) and the cells were pre-cultured at 30 ° C. for 30 minutes. The amount of p - nitrophenol was compared with each other. As a result, the Agas2 protein showed a very high activity stability in a water-soluble organic solvent (Fig. 6 (A)).

계면활성제에 대한 효소의 활성 안정성을 확인하기 위하여, 각 1%([v/w] 또는 [v/v]) 농도 하에서 Agas2 단백질을 30℃에서 30분간 전배양 한 후, 표준 어세이 반응 방법에 따라 생성된 p-니트로페놀 양을 비교하였다. 그 결과, Agas2 단백질은 비이온성계면활성제에 매우 높은 활성 안정성을 보였고, 이온성계면활성제인 CTAB(세틸트라이메틸암모늄 브로마이드, Cetyltrimethyl ammonium bromide)(양이온성)과 SDS(도데실황산나트륨, sodium dodecyl sulfate)(음이온성)에서도 각각 50%, 20%의 활성을 나타내었다(도 6, (B)).To confirm the activity stability of the enzyme against the surfactant, the Agas2 protein was pre-incubated at 30 占 폚 for 30 minutes under 1% ([v / w] or [v / v] The amount of p - nitrophenol produced was compared. As a result, Agas2 protein showed very high activity stability in nonionic surfactants. It was found that the ionic surfactant CTAB (Cetyltrimethyl ammonium bromide) (cationic) and SDS (sodium dodecyl sulfate ) (Anionic) showed activity of 50% and 20%, respectively (Fig. 6, (B)).

금속이온에 대한 효소의 활성 안정성을 확인하기 위하여, 각 금속이온 1mM에 Agas2 단백질을 넣고 30℃에서 30분간 전배양 한 후, 표준 어세이 반응 방법에 따라 생성된 p-니트로페놀 양을 비교하였다. 그 결과, Agas2 단백질은 염화수은 및 EDTA를 제외한 염화마그네슘, 염화망간, 염화구리, 염화아연, 황산제일철, 염화카드뮴, 염화코발트, 염화니켈, 염화칼슘에 대하여 35% 이상의 활성을 나타내었다(도 6, (C)).
To confirm the stability of the enzyme activity against metal ions, Agas2 protein was added to 1 mM of each metal ion and incubated at 30 ℃ for 30 min. Then, the amount of p - nitrophenol produced by the standard assay method was compared. As a result, the Agas2 protein exhibited activity of 35% or more with respect to magnesium chloride, manganese chloride, copper chloride, zinc chloride, ferrous sulfate, cadmium chloride, cobalt chloride, nickel chloride and calcium chloride except for mercury chloride and EDTA (FIG. (Fig.

<< 실시예Example 9>  9> 고염도High saltiness 하에서 신규 알파  Under the new alpha 갈락토시다아제의Galactosidase 효소 활성 안정성 분석 Enzyme activity stability analysis

염 농도에 따른 Agas2(알파 갈락토시다아제 S2, α-galactosidase S2) 단백질의 효소 활성 안정성을 확인하기 위하여, 서로 다른 농도(0 ~ 4M)의 염화나트륨 또는 염화칼륨이 포함된 인산칼륨 완충용액(50mM K2HPO4(pH7.0)) 하에서 정제된 Agas2 단백질(0.05μg/μl)을 넣고 30℃에서 30분간 전배양하였다. 이후, 2μl(최종 0.1μg) 시료를 분주하여, 1mM의 p-니트로페닐-알파-D-갈락토피라노시드와 40℃에서 5분간 반응한 후, 생성된 p-니트로페놀의 상대적인 양을 분광광도계로 405nm에서 측정하여 효소의 잔류 활성을 비교하였다. 그 결과, Agas2 단백질은 염화나트륨 또는 염화칼륨 하의 4M의 높은 염농도에서도 90% 이상의 높은 효소 활성 안정성을 나타내었다(도 7, (A)). In order to confirm the stability of the enzyme activity of Agas2 (alpha-galactosidase S2, alpha -galactosidase S2) protein according to the salt concentration, potassium phosphate buffer solution (50 mM K 2 HPO 4 (pH 7.0)) and incubated at 30 ° C for 30 minutes. Subsequently, 2 μl (final 0.1 μg) sample was dispensed and reacted with 1 mM p -nitrophenyl-α-D-galactopyranoside at 40 ° C. for 5 minutes, and the relative amount of p- The residual activity of the enzyme was compared by measuring with a photometer at 405 nm. As a result, the Agas2 protein exhibited a high enzyme activity stability of 90% or more even at a salt concentration of 4M under sodium chloride or potassium chloride (Fig. 7 (A)).

Agas2 효소 활성이 고염도 하에서 억제되는 정도를 확인하기 위하여, 상기 인산칼륨 완충용액(50mM K2HPO4(pH7.0), 200μl)에 염화나트륨과 염화칼륨을 서로 다른 농도(0 ~ 4M)가 되도록 첨가하였다. 여기에 0.1μg의 정제된 Agas2와 1mM의 p-니트로페닐-알파-D-갈락토피라노시드를 첨가하여 상기 표준 어세이 반응 방법에 따라 생성된 p-니트로페놀 양을 비교하였다. 그 결과, 특이하게도 Agas2 단백질은 4M의 고염도 하에서도 30% 이상의 효소 활성을 나타내었다 (도 7, (B)).To confirm the degree of inhibition of the Agas2 enzyme activity under high salt loading, sodium chloride and potassium chloride were added to the potassium phosphate buffer solution (50 mM K 2 HPO 4 (pH 7.0), 200 μl) at different concentrations (0 to 4 M) Respectively. To this was added 0.1 μg of purified Agas2 and 1 mM p -nitrophenyl-alpha-D-galactopyranoside to compare the amount of p -nitrophenol produced according to the standard assay method. As a result, specifically, the Agas2 protein showed an enzyme activity of 30% or more even under 4M of high salt (Fig. 7, (B)).

이런 특성은 기존의 알파 갈락토시다아제에서는 잘 보고되지 않은 특징이다.
These properties are not well documented in conventional alpha-galactosidases.

<< 실시예Example 10> 단백질분해효소들에 대한 신규 알파  10> New alpha for proteolytic enzymes 갈락토시다아제의Galactosidase 안정성 분석 Stability analysis

단백질분해효소에 대한 Agas2(알파 갈락토시다아제 S2, α-galactosidase S2) 단백질의 안정성을 확인하기 위하여, 서로 다른 단백질분해효소가 과다하게 존재하는(Agas2 : protease = 1 : 10, [w/w]) 완충용액에 0.05μg/μl의 Agas2 단백질을 넣고 30℃에서 30분간 전배양 하였다. 여기에서 2μl(최종 0.1μg)을 분주하여 1mM의 p-니트로페닐-알파-D-갈락토피라노시드를 기질로 한 표준 어세이 반응 방법에 따라 생성된 p-니트로페놀 양을 비교하였다. 그 결과, Agas2 단백질은 여러 단백질분해효소들에 의해 분해되지 않고, 70% 이상의 매우 높은 안정성을 나타냄을 확인하였다(도 8).
In order to confirm the stability of Agas2 (alpha-galactosidase S2, alpha -galactosidase S2) protein to proteolytic enzymes, the presence of excess protease (Agas2: protease = 1:10, [w / ]) Buffer (0.05 μg / μl of Agas2 protein) and incubated at 30 ° C for 30 minutes. Here, 2 μl (final 0.1 μg) was dispensed to compare the amount of p -nitrophenol produced by a standard assay reaction method using 1 mM p -nitrophenyl-α-D-galactopyranoside as a substrate. As a result, it was confirmed that the Agas2 protein was not degraded by various proteolytic enzymes and showed very high stability of 70% or more (FIG. 8).

<< 실시예Example 11> 신규 알파  11> New Alpha 갈락토시다아제의Galactosidase 기질 특이성 분석 Substrate specificity analysis

표준 어세이 반응 방법에 따라 표 1과 같이, Agas2(알파 갈락토시다아제 S2, α-galactosidase S2) 단백질의 기질 특이성을 확인하였다(bND, 검출되지 않음). As shown in Table 1, the substrate specificity of Agas2 (alpha-galactosidase S2, alpha -galactosidase S2) protein was confirmed according to the standard assay reaction method ( b ND, not detected).

p-니트로페닐 그룹이 치환된 당유도체의 경우, 표준 어세이 반응 방법 조건 하에서 정제된 Agas2 단백질 0.1μg과 1mM의 p-니트로페닐-알파-D-갈락토피라노시드를 반응시킨 후, 생성된 p-니트로페놀 양을 분광광도계로 405nm에서 측정하였다. In the case of the p -nitrophenyl group-substituted sugar derivative, 0.1 μg of purified Agas2 protein and 1 mM p -nitrophenyl-alpha-D-galactopyranoside were reacted under the standard assay reaction conditions, The amount of p - nitrophenol was measured with a spectrophotometer at 405 nm.

올리고당의 경우, 표준 어세이 반응 방법 조건 하에서 정제된 Agas2 0.1μg과 1mM의 p-니트로페닐-알파-D-갈락토피라노시드를 반응시킨 후, 생성된 글루코오스의 양을 글루코오스 어세이 키트(Sigma, USA)를 사용하여 540nm에서 측정하였다.In the case of oligosaccharides, 0.1 μg of purified Agas2 and 1 mM of p -nitrophenyl-alpha-D-galactopyranoside were reacted under standard assay reaction conditions, and the amount of glucose produced was measured using a glucose assay kit (Sigma , USA) at 540 nm.

고분자성 다당류의 경우, 표준 어세이 반응 방법 조건 하에서 정제된 Agas2 단백질 10μg과 0.5%의 p-니트로페닐-알파-D-갈락토피라노시드를 반응시킨 후, 생성된 갈락토오스 양을 DNS(3,5-디니트로살리실산, 3,5-dinitrosalicylic acid) 방법(Miller, 1959)을 사용하여 540nm에서 측정하였다.In the case of polymeric polysaccharides, 10 μg of purified Agas2 protein was reacted with 0.5% p - nitrophenyl - α - D - galactopyranoside under standard assay reaction conditions and the amount of galactose produced was measured by DNS (3, 5-dinitrosalicylic acid) method (Miller, 1959).

1 단위는 1분간 1μmol의 생산물(p-니트로페놀, 글루코오스, 갈락토오스)을 만드는데 필요한 효소의 양으로 정의하였다.
One unit was defined as the amount of enzyme required to produce 1 μmol of product ( p - nitrophenol, glucose, galactose) for 1 minute.

SubstrateSubstrate Specific activity (U/mg)a Specific activity (U / mg) a p-Nitrophenyl-α-D-galactopyranoside p- Nitrophenyl-a-D-galactopyranoside 128.37±2.93128.37 + - 2.93 α-D-Melibiosealpha-D-Melibiose 53.02±3.5853.02 + - 3.58 Locust bean gumLocust bean gum 0.32±0.020.32 ± 0.02 Guar gumGuar gum 0.24±0.010.24 ± 0.01 p-Nitrophenyl-β-D-galactopyranoside p- Nitrophenyl-ss-D-galactopyranoside NDb ND b p-Nitrophenyl-α-D-glucopyranoside p- Nitrophenyl-a-D-glucopyranoside NDND p-Nitrophenyl-β-D-glucopyranoside p- Nitrophenyl-ss-D-glucopyranoside NDND p-Nitrophenyl-α-D-mannopyranoside p- Nitrophenyl-a-D-mannopyranoside NDND p-Nitrophenyl-β-D-mannopyranoside p- Nitrophenyl-ss-D-mannopyranoside NDND LactoseLactose NDND MaltoseMaltose NDND CellobioseCellobiose NDND

농업유전자자원센터Agriculture Gene Resource Center KACC95128PKACC95128P 2014040920140409

<110> Republic of Korea <120> a-galactosidase gene from Hermetia illucens and uses thereof <130> P14R12D0268 <160> 2 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 643 <212> PRT <213> a-galactosidase S2 protein from Hermetia illucens <400> 1 Gln Lys Gln Phe Leu Val Gln Ser Pro Asp Asn Glu Leu Lys Val Asn 1 5 10 15 Ile Ser Val Gly Asn Thr Ile Glu Tyr Ser Val Ser His Asn Gly Asp 20 25 30 Leu Met Ile Ala Asn Ser Pro Ile Ser Met Ser Leu Thr Asn Gly Lys 35 40 45 Ser Phe Gly Ile Asn Pro Arg Leu Ala Gly Leu Ser Ser Lys Thr Leu 50 55 60 Asn Asp Thr Ile Thr Ala Ser Val Tyr Lys Arg Lys Glu Ile Ala Asp 65 70 75 80 Thr Tyr Asn Glu Leu Ile Leu Arg Phe Lys Glu Gly Phe Ser Leu Val 85 90 95 Phe Arg Ala Tyr Asn Asp Gly Ile Ala Tyr Arg Phe Val Ser Asn Leu 100 105 110 Lys Lys Pro Phe Glu Val Lys Ser Glu Glu Val Asn Phe Asn Phe Pro 115 120 125 Thr Asp Gln Lys Ala Tyr Ile Pro Tyr Val Gln Ile Ile Lys Glu Pro 130 135 140 Ile Glu Lys Gln Phe Tyr Asn Ser Phe Glu Asn Thr Tyr Gln His Ile 145 150 155 160 Asn Ile Ser Gln Trp Asp Lys Lys Arg Leu Ala Phe Leu Pro Leu Val 165 170 175 Val Glu Gly Val Asn Gly Lys Lys Val Cys Ile Thr Glu Ser Asp Leu 180 185 190 Thr Asn Tyr Pro Gly Met Tyr Leu Tyr Asn Gly Asn Gly Ser Thr Thr 195 200 205 Leu Ser Gly Val Phe Ala Pro Tyr Pro Lys Asp Ile Lys Gln Gly Gly 210 215 220 His Asn Met Leu Gln Gly Glu Val Gln Ser Ala Glu Pro Tyr Ile Ala 225 230 235 240 Arg Tyr Asn Gly Ala Thr Asn Phe Pro Trp Arg Ile Ile Ile Val Ser 245 250 255 Glu Asn Asp Lys Glu Leu Ala Asp Asn Asp Met Val Tyr Lys Leu Ala 260 265 270 Thr Pro Asn Lys Leu Ala Asp Ala Ser Trp Ile Lys Pro Gly Lys Val 275 280 285 Ala Trp Asp Trp Trp Asn Asp Trp Asn Leu Tyr Asp Val Asp Phe Arg 290 295 300 Ser Gly Ile Asn Asn Glu Thr Tyr Lys Tyr Tyr Ile Asp Phe Ala Ser 305 310 315 320 Gln His Gly Ile Glu Tyr Val Ile Leu Asp Glu Gly Trp Ala Val Asn 325 330 335 Leu Gln Ala Asp Leu Phe Gln Val Val Pro Glu Ile Asp Leu Lys Glu 340 345 350 Leu Val Asp Tyr Ala Asn Lys Lys Asn Val Gly Leu Ile Leu Trp Ala 355 360 365 Gly Tyr Tyr Ala Phe Asn Lys Asp Ile Glu Gly Ile Cys Lys His Tyr 370 375 380 Ser Glu Met Gly Ile Lys Gly Phe Lys Val Asp Phe Met Asp Arg Asp 385 390 395 400 Asp Gln Pro Met Val Asp Phe His Tyr Arg Ala Ala Glu Ile Ala Ala 405 410 415 Lys Tyr His Met Met Leu Asp Tyr His Gly Thr Tyr Lys Pro Thr Gly 420 425 430 Leu Gln Arg Thr Phe Pro Asn Val Ile Asn Phe Glu Gly Val His Gly 435 440 445 Leu Glu Gln Met Lys Trp Ser Pro Glu Ser Val Asp Gln Val Thr Tyr 450 455 460 Asp Val Thr Ile Pro Phe Ile Arg Met Val Ala Gly Pro Leu Asp Tyr 465 470 475 480 Thr Gln Gly Ala Met Arg Asn Ala Ser Lys Gly Asn Tyr Arg Pro Val 485 490 495 Asn Ser Glu Pro Met Ser Gln Gly Thr Arg Cys Arg Gln Leu Ala Glu 500 505 510 Tyr Ile Ile Phe Glu Ser Pro Leu Asn Met Leu Cys Asp Asn Pro Ser 515 520 525 Asn Tyr Met Arg Glu Lys Glu Cys Thr Glu Phe Ile Ala Asn Val Pro 530 535 540 Thr Val Trp Asp Asn Thr Ile Ala Leu Asn Gly Lys Ile Gly Glu Tyr 545 550 555 560 Ile Thr Ile Ala Arg Glu Lys Asp Asp Val Trp Tyr Val Gly Ser Leu 565 570 575 Thr Asn Trp Asp Ala Arg Thr Leu Asp Val Asp Leu Ser Phe Leu Gly 580 585 590 Glu Gly Ser Phe Lys Ala Glu Val Phe Lys Asp Gly Ala Asn Ala Asp 595 600 605 Arg Ser Gly His Asp Tyr Lys Lys Glu Val Ile Asp Ile Pro Ser Asp 610 615 620 Arg Lys Leu Ser Ile Pro Met Ala Ser Gly Gly Gly Tyr Val Met Lys 625 630 635 640 Ile Tyr Lys <210> 2 <211> 1932 <212> DNA <213> a-galactosidase S2 gene from Hermetia illucens <400> 2 caaaagcagt tcttggtaca gtctcctgat aacgagctta aagtaaacat atctgttggt 60 aatacgatag aatattctgt atcccacaat ggagatctaa tgatagcaaa ctcacctata 120 tcaatgtctt tgaccaacgg gaaatctttc ggaataaacc ccagattagc aggcttatct 180 tctaagacat tgaatgatac aataactgct tcggtatata aacgaaaaga aattgcagat 240 acttataatg agcttattct tagattcaaa gaaggattca gccttgtatt cagggcatac 300 aacgatggta tagcctatcg cttcgtttca aacttgaaaa aaccttttga agtaaaaagt 360 gaagaggtaa atttcaattt cccgaccgat cagaaagcgt atattcctta tgtacagatc 420 ataaaagaac ctattgagaa gcaattttac aattcgttcg aaaatacgta ccagcatata 480 aatatatctc agtgggacaa aaaacgtctg gcttttctgc ccttggtagt agagggtgta 540 aacggcaaga aagtatgtat tacggaatct gacctgacaa attatccggg gatgtatcta 600 tataatggta atgggtctac tactttaagc ggggtatttg caccttatcc taaggatata 660 aaacaaggtg gtcacaatat gctacagggt gaagtacagt cggcagaacc ttatattgca 720 cgatacaacg gagcaactaa tttcccttgg cgcatcataa tcgtttcgga gaatgataag 780 gaactggctg ataatgacat ggtatataag ctggctaccc ccaataagct ggcagatgct 840 tcgtggatca aacccggaaa agtggcttgg gattggtgga atgactggaa tctgtacgat 900 gttgatttcc gttcgggtat caataatgaa acgtataaat attatattga ttttgcttcg 960 caacatggta tcgaatatgt aatattggac gagggttggg ctgtaaatct gcaagccgac 1020 ttatttcagg tagttcccga aatagatcta aaagagctgg ttgattatgc caataaaaag 1080 aacgtaggac ttatcctatg ggcaggatac tatgctttta ataaagacat cgaaggtatc 1140 tgcaaacatt attcggaaat gggtatcaaa ggctttaagg ttgactttat ggacagggac 1200 gatcagccaa tggtagactt ccactatcgg gcagccgaga ttgccgcaaa ataccacatg 1260 atgctcgatt atcacggcac atataaaccg acgggattgc aacgtacatt ccccaatgtt 1320 atcaattttg aaggtgttca cggattggag caaatgaaat ggtcgcccga aagcgtagat 1380 caggttacat acgatgttac tatacctttt atcagaatgg tagccggacc tcttgattat 1440 actcaggggg ctatgcgtaa tgcttctaaa ggcaattatc gccctgtcaa cagtgagccg 1500 atgagtcagg gtacacgctg ccgtcagtta gcggaatata ttatattcga atcgcctctg 1560 aatatgctat gcgataaccc gtccaattat atgcgtgaga aagaatgtac cgagttcata 1620 gccaatgtgc caacagtatg ggacaatact atagctttga atggaaaaat aggtgaatac 1680 atcactattg cacgagagaa agacgatgtg tggtatgtag gttcgcttac caactgggat 1740 gcaagaacac ttgatgttga tttgtcattt ctgggagaag gcagctttaa ggctgaggtc 1800 tttaaagacg gtgcgaatgc cgaccgatcg ggacatgatt ataaaaaaga agtaattgac 1860 ataccatctg accgaaaact aagtattcca atggcttcgg gcggtggtta tgtgatgaaa 1920 atttacaagt ag 1932 <110> Republic of Korea <120> a-galactosidase gene from Hermetia illucens and uses thereof <130> P14R12D0268 <160> 2 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 643 <212> PRT <213> a-galactosidase S2 protein from Hermetia illucens <400> 1 Gln Lys Gln Phe Leu Val Gln Ser Pro Asp Asn Glu Leu Lys Val Asn   1 5 10 15 Ile Ser Val Gly Asn Thr Ile Glu Tyr Ser Val Ser His Asn Gly Asp              20 25 30 Leu Met Ile Ala Asn Ser Pro Ile Ser Ser Ser Leu Thr Asn Gly Lys          35 40 45 Ser Phe Gly Ile Asn Pro Arg Leu Ala Gly Leu Ser Ser Lys Thr Leu      50 55 60 Asn Asp Thr Ile Thr Ala Ser Val Tyr Lys Arg Lys Glu Ile Ala Asp  65 70 75 80 Thr Tyr Asn Glu Leu Ile Leu Arg Phe Lys Glu Gly Phe Ser Leu Val                  85 90 95 Phe Arg Ala Tyr Asn Asp Gly Ile Ala Tyr Arg Phe Val Ser Asn Leu             100 105 110 Lys Lys Pro Phe Glu Val Lys Ser Glu Glu Val Asn Phe Asn Phe Pro         115 120 125 Thr Asp Gln Lys Ala Tyr Ile Pro Tyr Val Gln Ile Ile Lys Glu Pro     130 135 140 Ile Glu Lys Gln Phe Tyr Asn Ser Phe Glu Asn Thr Tyr Gln His Ile 145 150 155 160 Asn Ile Ser Gln Trp Asp Lys Lys Arg Leu Ala Phe Leu Pro Leu Val                 165 170 175 Val Glu Gly Val Asn Gly Lys Lys Val Cys Ile Thr Glu Ser Asp Leu             180 185 190 Thr Asn Tyr Pro Gly Met Tyr Leu Tyr Asn Gly Asn Gly Ser Thr Thr         195 200 205 Leu Ser Gly Val Phe Ala Pro Tyr Pro Lys Asp Ile Lys Gln Gly Gly     210 215 220 His Asn Met Leu Gln Gly Glu Val Gln Ser Ala Glu Pro Tyr Ile Ala 225 230 235 240 Arg Tyr Asn Gly Ala Thr Asn Phe Pro Trp Arg Ile Ile Ile Val Ser                 245 250 255 Glu Asn Asp Lys Glu Leu Ala Asp Asn Asp Met Val Tyr Lys Leu Ala             260 265 270 Thr Pro Asn Lys Leu Ala Asp Ala Ser Trp Ile Lys Pro Gly Lys Val         275 280 285 Ala Trp Asp Trp Trp Asn Asp Trp Asn Leu Tyr Asp Val Asp Phe Arg     290 295 300 Ser Gly Ile Asn Asn Glu Thr Tyr Lys Tyr Tyr Ile Asp Phe Ala Ser 305 310 315 320 Gln His Gly Ile Glu Tyr Val Ile Leu Asp Glu Gly Trp Ala Val Asn                 325 330 335 Leu Gln Ala Asp Leu Phe Gln Val Val Pro Glu Ile Asp Leu Lys Glu             340 345 350 Leu Val Asp Tyr Ala Asn Lys Lys Asn Val Gly Leu Ile Leu Trp Ala         355 360 365 Gly Tyr Tyr Ala Phe Asn Lys Asp Ile Glu Gly Ile Cys Lys His Tyr     370 375 380 Ser Glu Met Gly Ile Lys Gly Phe Lys Val Asp Phe Met Asp Arg Asp 385 390 395 400 Asp Gln Pro Met Val Asp Phe His Tyr Arg Ala Ala Glu Ile Ala Ala                 405 410 415 Lys Tyr His Met Met Leu Asp Tyr His Gly Thr Tyr Lys Pro Thr Gly             420 425 430 Leu Gln Arg Thr Phe Pro Asn Val Ile Asn Phe Glu Gly Val His Gly         435 440 445 Leu Glu Gln Met Lys Trp Ser Pro Glu Ser Val Asp Gln Val Thr Tyr     450 455 460 Asp Val Thr Ile Pro Phe Ile Arg Met Val Ala Gly Pro Leu Asp Tyr 465 470 475 480 Thr Gln Gly Ala Met Arg Asn Ala Ser Lys Gly Asn Tyr Arg Pro Val                 485 490 495 Asn Ser Glu Pro Met Ser Gln Gly Thr Arg Cys Arg Gln Leu Ala Glu             500 505 510 Tyr Ile Ile Phe Glu Ser Pro Leu Asn Met Leu Cys Asp Asn Pro Ser         515 520 525 Asn Tyr Met Arg Glu Lys Glu Cys Thr Glu Phe Ile Ala Asn Val Pro     530 535 540 Thr Val Trp Asp Asn Thr Ile Ala Leu Asn Gly Lys Ile Gly Glu Tyr 545 550 555 560 Ile Thr Ile Ala Arg Glu Lys Asp Asp Val Trp Tyr Val Gly Ser Leu                 565 570 575 Thr Asn Trp Asp Ala Arg Thr Leu Asp Val Asp Leu Ser Phe Leu Gly             580 585 590 Glu Gly Ser Phe Lys Ala Glu Val Phe Lys Asp Gly Ala Asn Ala Asp         595 600 605 Arg Ser Gly His Asp Tyr Lys Lys Glu Val Ile Asp Ile Pro Ser Asp     610 615 620 Arg Lys Leu Ser Ile Pro Met Ala Ser Gly Gly Gly Tyr Val Met Lys 625 630 635 640 Ile Tyr Lys             <210> 2 <211> 1932 <212> DNA <213> a-galactosidase S2 gene from Hermetia illucens <400> 2 caaaagcagt tcttggtaca gtctcctgat aacgagctta aagtaaacat atctgttggt 60 aatacgatag aatattctgt atcccacaat ggagatctaa tgatagcaaa ctcacctata 120 tcaatgtctt tgaccaacgg gaaatctttc ggaataaacc ccagattagc aggcttatct 180 tctaagacat tgaatgatac aataactgct tcggtatata aacgaaaaga aattgcagat 240 acttataatg agcttattct tagattcaaa gaaggattca gccttgtatt cagggcatac 300 aacgatggta tagcctatcg cttcgtttca aacttgaaaa aaccttttga agtaaaaagt 360 gaagaggtaa atttcaattt cccgaccgat cagaaagcgt atattcctta tgtacagatc 420 ataaaagaac ctattgagaa gcaattttac aattcgttcg aaaatacgta ccagcatata 480 aatatatctc agtgggacaa aaaacgtctg gcttttctgc ccttggtagt agagggtgta 540 aacggcaaga aagtatgtat tacggaatct gacctgacaa attatccggg gatgtatcta 600 tataatggta atgggtctac tactttaagc ggggtatttg caccttatcc taaggatata 660 aaacaaggtg gtcacaatat gctacagggt gaagtacagt cggcagaacc ttatattgca 720 cgatacaacg gagcaactaa tttcccttgg cgcatcataa tcgtttcgga gaatgataag 780 gaactggctg ataatgacat ggtatataag ctggctaccc ccaataagct ggcagatgct 840 tcgtggatca aacccggaaa agtggcttgg gattggtgga atgactggaa tctgtacgat 900 gttgatttcc gttcgggtat caataatgaa acgtataaat attatattga ttttgcttcg 960 caacatggta tcgaatatgt aatattggac gagggttggg ctgtaaatct gcaagccgac 1020 ttatttcagg tagttcccga aatagatcta aaagagctgg ttgattatgc caataaaaag 1080 aacgtaggac ttatcctatg ggcaggatac tatgctttta ataaagacat cgaaggtatc 1140 tgcaaacatt attcggaaat gggtatcaaa ggctttaagg ttgactttat ggacagggac 1200 gatcagccaa tggtagactt ccactatcgg gcagccgaga ttgccgcaaa ataccacatg 1260 atgtcgatt atcacggcac atataaaccg acgggattgc aacgtacatt ccccaatgtt 1320 atcaattttg aaggtgttca cggattggag caaatgaaat ggtcgcccga aagcgtagat 1380 caggttacat acgatgttac tatacctttt atcagaatgg tagccggacc tcttgattat 1440 actcaggggg ctatgcgtaa tgcttctaaa ggcaattatc gccctgtcaa cagtgagccg 1500 atgagtcagg gtacacgctg ccgtcagtta gcggaatata ttatattcga atcgcctctg 1560 aatatgctat gcgataaccc gtccaattat atgcgtgaga aagaatgtac cgagttcata 1620 gccaatgtgc caacagtatg ggacaatact atagctttga atggaaaaat aggtgaatac 1680 atcactattg cacgagagaa agacgatgtg tggtatgtag gttcgcttac caactgggat 1740 gcaagaacac ttgatgttga tttgtcattt ctgggagaag gcagctttaa ggctgaggtc 1800 tttaaagacg gtgcgaatgc cgaccgatcg ggacatgatt ataaaaaaga agtaattgac 1860 ataccatctg accgaaaact aagtattcca atggcttcgg gcggtggtta tgtgatgaaa 1920 atttacaagt ag 1932

Claims (10)

서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 폴리펩티드.1. A polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. 제1항에 있어서, 상기 폴리펩티드는 내염성을 가지는 알파 갈락토시다아제(α-galactosidase)인 것을 특징으로 하는 폴리펩티드.The polypeptide according to claim 1, wherein the polypeptide is a salt tolerant alpha-galactosidase. 제1항의 폴리펩티드를 암호화하는 유전자.A gene encoding the polypeptide of claim 1. 제3항에 있어서, 상기 유전자는 동애등에 유래인 것을 특징으로 하는 유전자.4. The gene according to claim 3, wherein the gene is derived from Donghae or the like. 제3항에 있어서, 상기 유전자는 서열번호 2의 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는 유전자.4. The gene according to claim 3, wherein the gene comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2. 제3항에 따른 유전자를 포함하는 벡터.A vector comprising the gene according to claim 3. 제6항의 벡터로 형질전환된 형질전환체.A transformant transformed with the vector of claim 6. 제7항에 있어서, 상기 형질전환체는 대장균인 것을 특징으로 하는 형질전환체.8. The transformant according to claim 7, wherein the transformant is Escherichia coli. 제8항에 있어서, 상기 형질전환체는 수탁번호 KACC95128P로 기탁된 것을 특징으로 하는 형질전환체.9. The transformant according to claim 8, wherein said transformant is deposited under Accession No. KACC95128P. (1) 동애등에 유래 유전자로부터 서열번호 2의 염기서열로 이루어진 유전자를 분리하는 단계;
(2) 상기 유전자를 벡터에 클로닝하는 단계;
(3) 상기 벡터를 형질전환체에 형질전환하는 단계; 및
(4) 상기 형질전환체로부터 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 폴리펩티드를 정제하는 단계;
를 포함하는 내염성을 가지는 알파 갈락토시다아제(α-galactosidase)의 생산 방법.
(1) isolating the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 from the gene derived from Donghae and the like;
(2) cloning the gene into a vector;
(3) transforming the vector into a transformant; And
(4) purifying a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 from the transformant;
A method for producing a salt tolerant alpha -galactosidase.
KR1020140077294A 2014-06-24 2014-06-24 A novel salt-resistant -galactosidase gene from Hermetia illucens and uses thereof KR101582194B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140077294A KR101582194B1 (en) 2014-06-24 2014-06-24 A novel salt-resistant -galactosidase gene from Hermetia illucens and uses thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140077294A KR101582194B1 (en) 2014-06-24 2014-06-24 A novel salt-resistant -galactosidase gene from Hermetia illucens and uses thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160000205A true KR20160000205A (en) 2016-01-04
KR101582194B1 KR101582194B1 (en) 2016-01-06

Family

ID=55164150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140077294A KR101582194B1 (en) 2014-06-24 2014-06-24 A novel salt-resistant -galactosidase gene from Hermetia illucens and uses thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101582194B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130117550A (en) 2012-04-18 2013-10-28 부경대학교 산학협력단 Novel microorganism having degrading acitivity of cellulose, protein and lipid

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130117550A (en) 2012-04-18 2013-10-28 부경대학교 산학협력단 Novel microorganism having degrading acitivity of cellulose, protein and lipid

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NCBI GenBank Accession No. WP_006799951: hypothetical protein [Dysgonomonas gadei] (2013.06.04.) *

Also Published As

Publication number Publication date
KR101582194B1 (en) 2016-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NZ598403A (en) Polypeptides having cellulolytic enhancing activity and polynucleotides encoding same
EP3031926B1 (en) Thermostable beta-glucosidase
JP6340647B2 (en) Super thermostable cellobiohydrolase
JP6354462B2 (en) Thermostable xylanase belonging to GH family 10
EP3031912A1 (en) Thermostable ss-xylosidase
KR20110069809A (en) A prokaryotic expansin protein for activating cellulose expansion and cellulose-degrading composition comprising the same
JPWO2016072448A1 (en) Endoxylanase mutant, enzyme composition for biomass degradation, and method for producing sugar solution
JP6364662B2 (en) Thermostable β-xylosidase belonging to GH family 3
KR101582194B1 (en) A novel salt-resistant -galactosidase gene from Hermetia illucens and uses thereof
US11371032B2 (en) Beta glucosidase with high glucose tolerance, high thermal stability and broad PH activity spectrum
KR101278608B1 (en) Cellulase gene CS10 from Hermetia illucens and uses thereof
EP3201333A1 (en) Compositions comprising beta-mannanase and methods of use
JP6586659B2 (en) Thermostable glycoside hydrolase
KR101582185B1 (en) An alkaline-stable and organic solvent-tolerant endo-1,4-beta-mannanase EM6 and uses thereof
JP6319904B2 (en) Thermostable β-glucosidase
KR102092429B1 (en) Polypeptide with reinforced beta-glucosidase activity at low temperature
KR20160051932A (en) A NOVEL α-GLUCOSIDASE GENE FROM HERMETIA ILLUCENS WITH STABLE ACTIVITY IN HIGH-CONCENTRATION ORGANIC SOLVENT, AND USES THEREOF
KR101791564B1 (en) A nobel β-glucosidase gene Bgls6 with persistent activity in the aqueous organic solvents and the recombinant β-glucosidase from transformed strain using thereof
Bulakhov et al. Properties of Chimeric Polysaccharide Monooxygenase with an Attached Cellulose Binding Module and Its Use in the Hydrolysis of Cellulose-Containing Materials in the Composition of Cellulase Complexes
JP5777128B2 (en) Novel cellulase
US20180016565A1 (en) Mannanase and use thereof
KR101491770B1 (en) An organic solvent-tolerant endo-1,4-β-mannanase gene EM17 and recombination mannannase from transformed strain using thereof
KR101834493B1 (en) A novel β-Mannosidase and producing method thereof
JP2017175957A (en) Thermostable cellobiohydrolase
KR101475838B1 (en) Noble xylanase, Gene coding for the xylanase, and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant