KR20180042870A - Method for crystallization of CgLOG protein - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method of producing Cg LOG protein crystals. More specifically, the present invention relates to a method of crystallizing Cg LOG protein originated from Corynebacterium glutamicum, to a method of screening for a Cg LOG protein activity modulator by using a three-dimensional structure of the protein, and to a method of producing cytokinin by using the Corynebacterium glutamicum. Since Cg LOG protein is an enzyme producing biologically available cytokinin, the crystals of Cg LOG protein, the method of crystallizing the protein, and the three-dimensional structure thereof provided in the present invention may be used to provide information useful in the Cg LOG protein processing for improving the efficiency of cytokinin production.

Description

CgLOG 단백질 결정체의 제조 방법{Method for crystallization of CgLOG protein}Method for Crystallization of CgLOG Protein Crystals [

본 발명은 CgLOG 단백질 결정체의 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 유래의 CgLOG 단백질의 결정화 방법, 상기 단백질의 3차 구조를 이용하여 CgLOG 단백질의 활성 조절제를 스크리닝하는 방법, 및 상기 코리네박테리움 글루타미쿰을 이용한 사이토키닌(cytokinin)의 생산 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the preparation of Cg LOG protein crystals, specifically, Corynebacterium glutamicum (Corynebacterium glutamicum- derived Cg LOG protein, a method for screening the activity regulator of the Cg LOG protein using the tertiary structure of the protein, and a method for producing cytokinin using the Corynebacterium glutamicum ≪ / RTI >

사이토키닌(cytokinin)은 식물의 성장과 발달을 조절하는 중요한 역할을 수행하는 식물호르몬으로서, N6-(δ2-아이소펜테닐)아데닌(N6-(δ2-isopentenyl)adenine; iP) 또는 트랜스-제아틴(trans-zeatin; tZ) 등의 N6-변형 아데닌이다. 사이토키닌은 뉴클레오타이드(nucleotide), 뉴클레오사이드(nucleoside) 및 글루코사이드(glucoside) 등의 당 잔기와 결합할 수 있으나, 이러한 결합 형태는 식물 사이토키닌 수용체에 대하여 활성이 감소하거나, 불활성화된다(Sakakibara H. et al., Annu Rev Plant Biol, 57, 431-49, 2006). Between the non-talkie (cytokinin) is a plant hormone that plays a key role in regulating the growth and development of plants, N 6 - (δ 2 - iso-pentenyl) adenine (N 6 - (δ 2 -isopentenyl ) adenine; iP) or trans- claim ahtin (trans-zeatin; tZ) - N 6 a modified adenine and the like. Cytokinins can bind to sugar residues such as nucleotides, nucleosides and glucosides, but such binding forms diminish or inactivate activity against plant cytokinin receptors Sakakibara H. et al., Annu Rev Plant Biol, 57, 431-49, 2006).

이러한 사이토키닌의 생합성 경로는 메발로네이트 경로(mevalonate pathway)로부터 유래한 DMAPP(dimethylallyl pyrophosphate)로부터 시작되며, IPT(isopentenyltransferase)에 의하여 프레닐화(prenylated)된다. 아데닐산-IPT(adenylate-IPT)는 DMAPP에 ATP/ADP 또는 아데닐산을 결합시키며, tRNA-IPT는 tRNA의 37 위치의 아데닌 모이어티의 N6-원자를 변형시킨다. 아이소펜테닐화(isopentenylated) 생성물은 탈인산화 또는 tRNA의 분해에 의하여 대사물질인 iPRMP(N-(δ-isopentenyl)adenosine 5'-monophosphate)로 전환된다. 뉴클레오타이드 iPRMP는 뉴클레오타이드 분해효소(nucleotidase)에 의하여 탈인산화되고, 상기 분해효소에 의해 탈리보실화되어 활성화된 염기(nucleobase)를 생성한다. 이전의 연구를 통해, 단일 단계의 사이토키닌 활성화 경로가 처음으로 규명되었고, LOG(lonely guy)라고 불리는 신규의 사이토키닌 활성화 효소가 출현하였다(Kurakawa, T. et al., Nature, 445, 652-5, 2007). LOG는 iPRMP 또는 tZRMP(trans-zeatin riboside 5'-monophosphate) 등과 같은 사이토키닌 전구체에서 N6-치환 염기(N6-substituted base) 및 리보스 5'-1일산염(ribose 5'-monophosphate) 간의 결합을 가수분해함으로써 탈인산리보실화를 통해 활성화된 사이토키닌을 생산한다.The biosynthetic pathway of this cytokinin originates from dimethylallyl pyrophosphate (DMAPP) derived from the mevalonate pathway and is prenylated by IPT (isopentenyltransferase). Adenylate-IPT binds ATP / ADP or adenylate to DMAPP and tRNA-IPT transforms the N 6 -atom of the adenine moiety at the 37-position of the tRNA. The isopentenylated product is converted to the metabolite iPRMP (N- (δ-isopentenyl) adenosine 5'-monophosphate) by dephosphorylation or degradation of the tRNA. The nucleotide iPRMP is dephosphorylated by a nucleotidase and is cleaved by the above-mentioned cleavage enzyme to generate an activated nucleobase. Previous studies have identified a single-step cytokinin activation pathway first, and a novel cytokinin activating enzyme called LOG (lonely guy) has emerged (Kurakawa, T. et al., Nature, 445, 652-5, 2007). LOG is N 6 from the non-talkie precursor such as between iPRMP or tZRMP (trans-zeatin riboside 5'-monophosphate) - between the base substitution (N 6 -substituted base) and ribose 5'-1 monoxide salt (ribose 5'-monophosphate) Hydrolysis of the bond yields activated cytokinin through deoxyinophosphorylation.

전술한 바와 같은 LOG의 사이토키닌 생산 기능이 규명되기 전, LOG는 리신 탈카복시화 효소(lysine decarboxylase; LDC)일 것이라고 추정되어 왔으며, 이는 별다른 실험적인 증거 없이 Pfam 데이터베이스에 따라 이루어졌다(Kukimoto-Niino, M. et al., Protein Sci., 13, 3038-42, 2004). 최근에는 벼(Oryza sativa), 애기장대(Arabidopsis thaliana), 맥각병균(Claviceps purpurea), 또는 결핵균(Mycobacterium tuberculosis) 등의 여러 유기체로부터 유래한 LOG 단백질의 생화학 및 기능학적 연구가 수행되고 있다. 형태학 및 대사학적 분석에 따르면, LOG-매개 단일 단계 경로는 주요한 사이토키닌 생산 경로일 것으로 제안되고 있으며, 이는 애기장대의 정상적인 성장 및 발달에 필수적임이 보고되었다(Kuroha, T. et al., Plant Cell, 21, 3152-69, 2009). 또한, 활성상태의 사이토키닌을 생산하는 효소인 전구체포스포리보히드록시라제(phosphoribohydrolase)의 활성 메커니즘에 대한 보고가 부족함에도 불구하고, 단백질의 구조적 연구를 통해, LOG는 동형이량체적인 배열(homodimeric disposition)을 가지며, 활성부위에는 고도로 보존된 "PGGXGTXXE" 모티프를 갖는다는 연구 결과가 발표되었다(Jeon, W.B. et al., Proteins, 65, 1051-4, 2006; Dzurova, L. et al., Proteins, 83, 1539-46, 2015). 그러나, 전술한 유기체 이외의 LOG 단백질, 특히 박테리아 유래의 LOG 단백질에 대한 연구는 전무한 실정이다.Prior to the identification of the cytokinin production function of LOGs as described above, it has been postulated that LOG would be a lysine decarboxylase (LDC), which was done according to the Pfam database without further experimental evidence (Kukimoto- Niino, M. et al., Protein Sci., 13, 3038-42, 2004). In recent years Rice ( Oryza sativa ), Arabidopsis thaliana , Claviceps purpurea , Mycobacterium tuberculosis , and the like, have been undergoing biochemical and functional studies of LOG proteins. According to morphological and metabolic analyzes, the LOG-mediated single step pathway has been suggested to be a major cytokinin production pathway, which is essential for the normal growth and development of Arabidopsis (Kuroha, T. et al., Plant Cell, 21, 3152-69, 2009). In addition, despite the lack of reports on the active mechanism of the active form of cytokinin, phosphoribohydrolase, a structural study of the protein revealed that LOG has a homodimeric arrangement homozygous disposition and a highly conserved "PGG X GT XX E" motif in the active site (Jeon, WB et al., Proteins, 65, 1051-4, 2006; Dzurova, L. et al. et al., Proteins, 83, 1539-46, 2015). However, there has been no research on LOG proteins other than the above-mentioned organisms, particularly LOG proteins derived from bacteria.

한편, 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum)은 토양에 서식하는 박테리아로서, 아미노산, 뉴클레오타이드 또는 비타민 등을 생산하는 능력이 탁월하여, 이를 산업에 활용하기 위한 많은 연구가 수행되고 있다(Vertes, A.A. et al, Appl. Environ. Microbiol., 71, 7633-42, 2005). 그중에서도 L-리신(L-lysine)은 산업에서 가장 많은 관심을 받고 있으며, 이와 관련하여 코리네박테리아를 이용하여 L-리신을 제조하는 방법(한국등록특허 10-0782867) 또는 L-리신 생합성 경로 유전자를 증폭시켜 코리네박테리움 글루타미쿰에서 L-리신의 생산을 증가시키는 방법(한국등록특허 10-0760222) 등이 개발된 바 있다. 특히, C. glutamicum ATCC 13032는 LDC(lysine decarboxylase, pfam03641) 및 뉴클레오타이드 결합 단백질로 지정된 Cg2612의 유전자 산물을 포함하고 있음이 밝혀졌다. 상술한 LDC는 탈카복시화 반응(decarboxylation reaction)에 의하여 L-리신을 카다베린(cadaverine)으로 전환시키며, PLP(pyridoxal 5'-phosphate) 의존적 효소로 알려져 있다.On the other hand, Corynebacterium ( Corynebacterium < RTI ID = 0.0 > glutamicum ) is a bacterium that lives in soil, and has excellent ability to produce amino acids, nucleotides or vitamins, and many studies have been conducted to utilize this in industry (Vertes, AA et al., Appl. Environ. Microbiol. 71, 7633-42, 2005). Among them, L-lysine has attracted the greatest interest in the industry. In this connection, a method for producing L-lysine using corynebacterium (Korean Patent No. 10-0782867) or a method for producing L-lysine biosynthetic pathway gene To increase the production of L-lysine in Corynebacterium glutamicum (Korean Patent No. 10-0760222) have been developed. In particular, C. glutamicum ATCC 13032 has been found to contain the gene product of Cg 2612 designated as LDC (lysine decarboxylase, pfam03641) and a nucleotide binding protein. The above-mentioned LDC converts L-lysine to cadaverine by a decarboxylation reaction and is known as a PLP (pyridoxal 5'-phosphate) dependent enzyme.

효소 등의 단백질은 그 기능을 나타내기 위해서는 3차 구조를 가져야 하며, 관련 단백질을 제어하여 산업에 이용하기 위해서는 단백질의 구조 정보와 활성 부위(촉매 부위), 기질과의 결합 구조가 규명될 필요가 있다. 그러나, 현재까지 사이토키닌의 생합성에 관여하는 코리네박테리움 글루타미쿰 유래 효소 및 이의 3차 구조는 규명된 바 없어, 단백질의 구조에 기반하여 상기 단백질의 활성을 조절하는데 어려움이 있었다.Proteins such as enzymes must have a tertiary structure in order to exhibit their functions. In order to control the related proteins and to use them in industry, it is necessary to identify the structural information of the protein and the binding structure between the active site (catalyst site) and the substrate have. However, the enzyme derived from Corynebacterium glutamicum involved in the biosynthesis of cytokinin and its tertiary structure have not been elucidated so far, and it has been difficult to control the activity of the protein based on the structure of the protein.

이러한 배경하에, 본 발명자들은 코리네박테리움 글루타미쿰 유래의 Cg2612 유전자 산물의 기능을 규명하기 위하여 상기 단백질의 구조를 규명하고자 예의 노력한 결과, Cg2612 단백질의 결정체를 효과적으로 제조할 수 있는 방법을 규명하고, 이로부터 제조된 결정체를 획득하였다. 또한, 상기 결정체로부터 Cg2612의 구조를 규명한 결과, Cg2612는 LOG로 기능함을 확인였고, 이를 CgLOG로 명명함으로써, 본 발명을 완성하였다.Under these circumstances, the present inventors have made intensive efforts to identify the structure of the Cg 2612 gene product derived from Corynebacterium glutamicum, and as a result, have found that a method for effectively producing a crystal of Cg 2612 protein And the crystals prepared therefrom were obtained. In addition, as a result of identifying the structure of the crystals from 2612 Cg, Cg 2612 was confirmed that the function as LOG, by naming them as Cg LOG, and completed the present invention.

본 발명의 하나의 목적은 (i) CgLOG 단백질을 함유하는 단백질 용액과 (ii) 말산(malic acid) 및 PEG(polyethylene glycol)를 포함하는 저수조(reservior) 용액을 서로 혼합하여 방울 혼합 증기 확산법(hanging-drop vapor-diffusion method)으로 결정화시키는 단계를 포함하는, 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 유래의 LOG(CgLOG) 단백질의 결정화 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a protein solution containing (i) a Cg LOG protein and (ii) a reservoir solution comprising malic acid and PEG (polyethylene glycol) ( Cg LOG) protein derived from Corynebacterium glutamicum , which comprises crystallizing the LOG ( Cg LOG) protein by a hanging-drop vapor-diffusion method.

본 발명의 다른 하나의 목적은 (a) 표 1에 나타낸 원자 좌표를 가지는 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 유래의 LOG(CgLOG) 단백질의 3차 구조를 이용하여 CgLOG 단백질 활성 조절 후보 펩타이드 또는 CgLOG 단백질 결합 후보 화합물을 생성 또는 선별하는 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계에서 생성 또는 선별된 후보 펩타이드 또는 화합물이 CgLOG 단백질의 활성을 조절하는지 여부를 확인하는 단계를 포함하는, CgLOG 단백질의 활성 조절제의 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for the production of (a) Corynebacterium < RTI ID = 0.0 > ( Corynebacterium < / RTI > producing or selecting a Cg LOG protein activity-regulating candidate peptide or Cg LOG protein binding candidate compound using the tertiary structure of LOG ( Cg LOG) protein derived from glutamicum ; And (b) to provide a screening method for the active control agent, Cg LOG protein comprising the step of verifying whether or not the step (a) is produced or selected candidate peptide or compound in step modulates the activity of Cg LOG protein.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum)을 배지에서 배양하는 단계; 및 상기 배양된 미생물 또는 배양 배지로부터 사이토키닌(cytokinin)을 회수하는 단계를 포함하는, 사이토키닌의 생산 방법을 제공하는 것이다.Yet another object of the present invention is to provide a method for producing Corynebacterium glutamicum by culturing Corynebacterium glutamicum in a medium; And recovering the cytokinin from the cultured microorganism or culture medium. The present invention also provides a method for producing cytochinin.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 양태는 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 유래의 LOG(CgLOG) 단백질의 결정화 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, one aspect of the present invention provides a method for crystallizing LOG ( Cg LOG) protein derived from Corynebacterium glutamicum .

단백질 결정 구조를 규명하는 방법으로는 여러 종류가 있으나, NMR Spectroscopy를 이용한 방법과 x-선 결정화를 이용한 방법 등 크게 두 가지가 주로 사용되고 있다. NMR Spectroscopy는 분자의 NMR 스펙트럼에서 관찰할 수 있는 화학적인 원인에 의한 신호의 변화를 해석하여 분자의 특정 원자 사이의 거리를 예측하는 원리를 이용한 것이다. NMR 실험을 통해 얻은 화학적인 변화 데이터를 분석하여 한 단백질 내에 표지된 원자 사이의 거리에 대한 집합을 얻고, 실험으로 결정된 모든 거리에 대한 정보와 충분히 들어맞는 모델 또는 모델의 집합을 생성하므로, 방대한 데이터의 수집 및 분석에 상당한 투자를 해야 한다는 맹점이 있다. 한편, x-선 결정화법은 물질의 결정체를 x-선 발생 장치에 넣고 결정체의 원자를 둘러싸고 있는 전자의 구름에 의해 반사되는 x-선을 분석해 결과를 얻는 원리를 이용한 것이다. 단백질 결정체는 개별적인 단백질 분자가 규칙적인 격자 내에 정돈된 형태를 하고 있으므로 단백질 결정체에 의해 반사된 x-선이 규칙적인 패턴을 갖고 있음을 이용하여 단백질 결정체에서 산란되어 반사하는 x-선으로 단백질의 전자 밀도를 생성해 단백질 구조 분석을 하는 방법이다. 그러나, 순수한 단백질 샘플이 필요하여 단백질의 결정화가 필요한 맹점이 있다. There are many methods for characterizing the protein crystal structure, but there are mainly two methods such as a method using NMR spectroscopy and a method using x-ray crystallization. NMR Spectroscopy uses a principle that predicts the distance between specific atoms of a molecule by analyzing the signal change due to chemical causes that can be observed in the NMR spectrum of the molecule. By analyzing the chemical change data obtained through NMR experiments, we obtain a set of distances between the labeled atoms in a protein and generate a set of models or models that are well suited to the information of all distances determined experimentally, There is a blind spot to invest considerably in the collection and analysis of On the other hand, the x-ray crystallization method is based on the principle of putting a crystal of a substance into an x-ray generator and analyzing an x-ray reflected by a cloud of electrons surrounding the atom of the crystal to obtain a result. Because protein crystals are arranged in a regular lattice of individual protein molecules, x-rays reflected by protein crystals have a regular pattern, so that x-rays scattered in protein crystals reflect the electrons of proteins It is a method to analyze protein structure by generating density. However, there is a need for a pure protein sample, which requires the crystallization of the protein.

본 발명에서는 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 유래의 LOG 단백질인 CgLOG 단백질의 결정체를 최적으로 제조할 수 있는 방법을 규명하였고, 이로부터 CgLOG 단백질의 결정체를 획득하여 x-선 분석을 통해 3차 구조를 규명하여, 이의 활성 조절제를 개발할 수 있는 기반을 구축하였다. 또한, CgLOG 단백질의 3차 구조를 이용하여 CgLOG 단백질의 기능을 규명함으로써, 이의 활성 조절제를 이용하여 사이토키닌을 생산할 수 있는 기반을 구축하였다.In the present invention Corynebacterium glutamicum (Corynebacterium glutamicum) it was identified a way to manufacture a crystal of the LOG protein derived from Cg LOG protein at best, and to obtain a crystal of Cg LOG protein therefrom identifying the three-dimensional structure through the x- ray analysis, its activity modulators Based on the results of the study. Furthermore, by identifying the function Cg of the LOG protein using a three-dimensional structure of the Cg LOG protein, it was well-positioned to produce between the non-talkie with a counter-active agent.

본 발명의 용어, "CgLOG 단백질"은 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 유래의 LOG(LONELY GUY) 단백질을 의미하며, 구체적으로 사이토키닌 리보스 5'-1인산염 포스포리보히드록시라제(Cytokinin riboside 5'-monophosphate phosphoribohydrolase)를 의미한다. 상기 LOG는 비활성 사이토키닌 염기를 생물학적으로 활성을 나타내는 염기의 형태로 전환시켜 결론적으로 사이토키닌을 생산하는 효소이다. 따라서, CgLOG 단백질이 상술한 작용을 촉매하는지 구조적으로 규명하고, 실제로 사이토키닌의 생산에 관여한다면, 이의 3차 구조 및 구조에 바탕을 둔 작용 기작을 밝힘으로써 상기 단백질의 활성을 조절하는 물질을 설계하여 효과적으로 사이토키닌을 생산할 수 있는 기반을 제공할 수 있다. 이에, 본 발명에서는 CgLOG 단백질의 결정체를 제조하고, 제조된 결정체에서 CgLOG 단백질의 3차 구조를 규명하였다.The term " Cg LOG protein" of the present invention means a LOG (LONELY GUY) protein derived from Corynebacterium glutamicum , specifically, a cytokinin ribose 5'-1 phosphate phospholipid hydroxy Lysine (Cytokinin riboside 5'-monophosphate phosphoribohydrolase). The LOG is an enzyme that converts an inactive cytokinin base to a form of a biologically active base, resulting in cytokinin production. Therefore, if the Cg LOG protein is structurally determined to catalyze the above-mentioned action, and if it is actually involved in the production of cytokinin, a substance that regulates the activity of the protein by identifying its action mechanism based on its tertiary structure and structure Can provide a basis for producing cytokinins effectively. Thus, in the present invention, the crystal of the Cg LOG protein was prepared and the tertiary structure of the Cg LOG protein was determined in the prepared crystal.

본 발명에서, 상기 'CgLOG'는 'Cg2612'와 동일한 의미로 혼용되어 사용될 수 있다.In the present invention, ' Cg LOG' may be used in the same meaning as ' Cg 2612'.

본 발명에서, "결정화"를 이룰 수 있게 한다는 것 또는 "결정성"을 갖는다는 것은 단백질을 X-선 단백질 3차 구조 분석을 위한 적합한 상태로 만들어 주기 위해 단백질을 균일한 액상으로부터 일정한 모양과 크기를 갖는 고체입자를 형성하게 하거나 단백질의 결정 상태를 더욱 안정하게 하는 것을 말한다. 단백질의 3차원 구조는 단백질의 생체 내 작용을 이해하는 데 매우 중요하다. 즉, 고분자인 단백질을 구성하는 원자의 배열과 3차원 구조를 안다면, CgLOG 단백질의 3차 구조 분석이 가능하며 CgLOG 단백질의 활성을 통해 효율적인 사이토키닌 생산의 기반을 마련할 수 있으므로 의약 또는 식품산업 등에서 상기 단백질의 3차 구조를 규명하는 것은 중요한 과제이다.In the present invention, the term " crystallization " or having "crystallinity" means that the protein is converted from a homogeneous liquid phase into a uniform shape and size To form solid particles having a high crystallinity and to stabilize the crystalline state of the protein. The three-dimensional structure of proteins is very important for understanding the in vivo action of proteins. In other words, if you know the array and the three-dimensional structure of the atoms constituting the polymer, a protein, can be three-dimensional structure analysis of Cg LOG protein, and can through the activity of Cg LOG protein to prepare the foundation for efficient between talkie non manufacturing a medicament or a It is an important task to identify the tertiary structure of the protein in the food industry.

본 발명의 CgLOG 단백질 결정체는, 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열을 가지며, 공간군(space group)이 I222이고, 단위 셀 디멘션(unit-cell dimension)은 a = 113.51 ± 5 Å, b = 130.50 ± 5 Å, c = 150.51 ± 5 Å 및 α=β=γ=90°인 결정체일 수 있으며, 더욱 구체적으로 상기 단위 셀 디멘션은 a = 113.51 Å, b = 130.50 Å, c = 150.51 Å 및 α=β=γ=90°인 결정체일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The Cg LOG protein crystal of the present invention has an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 and has a space group of I 2 22 and a unit cell dimension of a = 113.51 5 A and b = 130.5 Å, c = 150.51 Å, and α = β = γ = 90 °. More specifically, the unit cell dimensions may be a = 113.51 Å, b = 130.50 Å, c = = [beta] = [gamma] = 90 [deg.].

상기 용어, '공간군(space group)'은 결정의 단위 세포(unit cell)의 대칭(symmetry)으로서, 대칭요소들을 조합하면 군(group)을 형성한다. 상기 공간은 공간 그룹과 혼용될 수 있다.The term 'space group' is a symmetry of a unit cell of a crystal, and a combination of symmetry elements forms a group. The space may be mixed with a space group.

상기 용어, '단위 셀 디멘션(unit-cell dimension)'은 격자계수로도 불리며, 단위 셀은 공간군을 구성하는 가장 해석이 용이한 최소 반복 단위(repeating unit)로서, 세 결정학적 축(crystallographic axes)으로 정의될 수 있으며, 이 세 벡터(vector)에 대한 길이(a, b, c)와 이들이 서로 이루는 각(α, β, γ)일 수 있다.The term 'unit cell dimension' is also referred to as a lattice constant. The unit cell is the smallest repeating unit which is the most easily interpretable and constitutes a space group. The unit cell is a crystallographic axes, And may be the lengths ( a , b , c ) of the three vectors and the angles (?,?,?) Between them.

상기 위상정보는 중금속 치환법(Multiple Isomorphous Replacement), 다중파장분석법(Multiwavelength Anomalous Dispersion) 및 구조 치환법(Molecular Replacement) 등을 통해 얻을 수 있다. 첫째, 중금속치환법은 여러 결정을 중금속으로 치환하여 데이터를 모은 후, 그 정보를 분석하여 위상정보를 얻는 것이다. 둘째, 다중파장분석법은 중금속 대신에 결정 내의 특이적인 금속 또는 원자를 이용하여 여러 파장에서의 그 원자의 변칙(anomalous)을 이용하여 데이터를 모은 후 위상 정보를 얻는 것으로 널리 이용되고 있는 기술 중 하나이다. 즉 여러 결정에서 데이터를 수집하는 번거로움 없이 하나의 결정으로부터 분자생물학적 방법을 이용하여 아미노산 메티오닌이 셀레늄-메티오닌(Se-Met)으로 치환되어 이 셀레늄 원자를 이용하여 쉽게 데이터를 얻을 수 있으나, 이 방법은 꼭 방사광에서만 얻어야 하는 단점이 있다. 셋째, 구조 치환법은 이미 알려진 유사한 구조로부터 위상문제를 해결하는 방법으로, 이는 알려진 구조가 증가함에 따라 널리 이용되는 방법으로서, 각각의 구조를 데이터로부터 얻은 후, 이 데이터와 우리의 모델이 최대한 잘 맞게 해주는 정밀화단계 과정이 진행된다. 이러한 과정은 공지의 여러 가지 프로그램(CCP4, Coot, Quanta, CNS 등)을 이용하여 수행되며, 각각의 각도 및 결합길이 등의 표준화 과정이 필요한데, 이 과정에서는 컴퓨터의 성능과 눈으로 보고 직접 모델을 얻어진 전자밀도 지도에 맞추는 과정이 반복 수행된다. 구조 정밀화 작업 후 분석단계에서는 그 구조로부터 여러 가지 정보를 유추 해석해 내며, 이러한 분석단계에서 구조에 바탕을 둔 작용기작에 대한 연구를 할 수 있으며, 이러한 정확한 작용기작에 대한 연구는 신약개발에 필요한 여러 가지 정보를 얻어내는 기반이 된다. 또한, 그 단백질에 대한 조절화합물과의 복합체의 구조를 통해서는 직접적인 관련 잔기들을 알 수 있으므로, 그 다음 단계의 조절화합물 연구에 중요한 정보를 제공하게 된다.The phase information may be obtained through a multiple isomorphous replacement method, a multiwavelength anomalous dispersion method, and a molecular replacement method. First, the heavy metal substitution method is to collect data by replacing several crystals with heavy metals, and then analyzing the information to obtain phase information. Second, multiwavelength spectroscopy is one of the technologies widely used to obtain phase information after collecting data by using anomalous atoms at various wavelengths using specific metals or atoms in the crystals instead of heavy metals. In other words, without the hassle of collecting data from various determinations, the amino acid methionine can be easily replaced with selenium-methionine (Se-Met) by using a molecular biological method from one crystal to easily obtain data using this selenium atom. Has to be obtained only from the synchrotron radiation. Third, the structure replacement method is a method to solve the phase problem from a similar structure already known. This is a widely used method as the known structure increases. After obtaining each structure from the data, The refinement step process is performed. This process is performed by using various known programs (CCP4, Coot, Quanta, CNS, etc.), and standardization processes such as angle and coupling length are required. In this process, The process of fitting to the obtained electron density map is repeatedly performed. In the analysis stage after the structure refinement, various information can be inferred from the structure, and research on the mechanism based on the structure in the analysis stage can be conducted. It is the basis for obtaining branch information. In addition, the structure of the complex with the modulating compound for the protein can be directly related to the residues, providing important information for the next step in the study of regulatory compounds.

본 발명에서는 분자 치환법을 사용하여, 코리네박테리움 글루타미쿰 유래의 LOG(CgLOG) 단백질 구조의 위상정보를 얻었으며, CgLOG 단백질에 대한 원자 좌표 를 하기 표 1에 나타내었다.In the present invention, the phase information of the LOG ( Cg LOG) protein structure derived from Corynebacterium glutamicum was obtained using the molecular substitution method, and the atomic coordinates of the Cg LOG protein are shown in Table 1 below.

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구체적으로, 본 발명은 (i) CgLOG 단백질을 함유하는 단백질 용액과 (ii) 말산(malic acid) 및 PEG(polyethylene glycol)를 포함하는 저수조(reservior) 용액을 서로 혼합하여 방울 혼합 증기 확산법(hanging-drop vapor-diffusion method)으로 결정화시키는 단계를 포함하는, 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 유래의 LOG(CgLOG) 단백질의 결정화 방법을 제공한다.Specifically, the present invention relates to a method of mixing a protein solution containing (i) a Cg LOG protein and (ii) a reservoir solution containing malic acid and PEG (polyethylene glycol) ( Cg LOG) protein derived from Corynebacterium glutamicum, comprising the step of crystallizing LOG ( Cg LOG) protein, which comprises crystallizing the LOG ( Cg LOG) protein.

이와 같은 결정체의 제조는, 공지의 다양한 결정화 방법을 이용할 수 있으며, 구체적으로 증기 확산법(vapor-diffusion method), 더욱 구체적으로 방울 혼합 증기 확산법(hanging-drop vapor-diffusion method)에 의해 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Such a crystal can be produced by various known crystallization methods, and can be performed by a vapor-diffusion method, more specifically, a hanging-drop vapor-diffusion method , But is not limited thereto.

증기 확산법에서는, 단백질 용액이 결정체를 생산하기에 적절한 농도의 침전제를 가진 큰 수용성 저수조 용액과 평형 상태가 되도록 한다. 일반적으로, 정제된 단백질 용액을 동량 정도의 저수조 용액과 혼합하여 침전제의 농도가 결정화에 필요한 절반 정도로 되게 하고, 이 용액을 저수조 위쪽을 밀폐한 커버슬립 아래에 매달거나, 용기 상단에 부착한다. 그 다음, 밀폐한 용기를 1일 내지 1년, 대개 2 내지 6주간 두어 결정체가 커지도록 한다. 구체적으로, 증기 확산법은 밀폐된 공간에 모액의 작은 방울과 훨씬 큰 규모의 저수조 용액이 분리된 채 공존할 때, 이들 사이에 물 또는 다른 휘발성 물질의 이동이 일어나게 되고, 단백질의 용액조건에서 슈퍼포화상태가 되며, 그러한 열역학적 준안정 상태에서 침전제의 변화에 따라 단백질이 침전되는 것을 이용한 결정화 방법이다. 단백질이 침전될 때 그 속도가 느리게 진행되면서 안정된 결정화 상태가 되고, 침전제로 알려져 있는 것은 농축상태의 단백질 용액의 용해도를 줄여 주는 역할을 하게 되며, 단백질 분자 주위의 상대적인 흡착층을 감소시키기 위하여 단백질들은 서로 모여들며 이것이 결정을 형성하게 된다. In the vapor diffusion method, the protein solution is brought into equilibrium with a large water-soluble reservoir solution having a concentration of precipitant suitable for producing crystals. Generally, the purified protein solution is mixed with an equal volume of reservoir solution to bring the concentration of the precipitant to about half that required for crystallization, and the solution is suspended above the reservoir under a closed cover slip or attached to the top of the container. Then, the sealed container is left for 1 day to 1 year, usually for 2 to 6 weeks, so that the crystal becomes large. Specifically, the vapor diffusion method causes water or other volatile substances to migrate between a small droplet of the mother liquid and a much larger reservoir solution in an enclosed space while separating them, and the super saturated , And the crystallization method using the precipitation of the protein in accordance with the change of the precipitant in the thermodynamically metastable state. When the protein is precipitated, the rate is slowed down to a stable crystallization state. What is known as a precipitant serves to reduce the solubility of the protein solution in the concentrated state. In order to reduce the relative adsorption layer around the protein molecule, They gather together and this forms crystals.

저수조 용액은 이와 같은 침전제, 완충액, 염, 계면활성제(detergent) 등이 여러 농도로 섞여 있게 되는데, 단백질 용액과 이런 다양한 조건의 저수조 용액이 보통의 경우 1:1의 비율로 섞어 방울을 형성하게 되고, 이렇게 얻어진 방울을 놓은 후 밀봉한다. 이때, 초기에는 방울 중 단백질의 농도가 저수조 용액의 농도와 차이가 있어서 단백질이 결정 상태로 존재하지 않는다. 이렇게 밀봉된 상태로 놓아두면 서서히 평형이 이루어지고, 상기에 설명한 원리에 의해 특정상태의 조건에서 결정이 형성되는 것이다. 특히, 방울 혼합 증기 확산법은 단백질 구조를 분석하기에 충분한 크기의 결정을 제공하는 방법이다. 방울 혼합 증기 확산법은 샘플이 포함된 시약과 액체 상태의 순수한 시약을 증기 평형 상태에 있는 용기 상단에 부착한다. 용기에 비해 시약의 함량이 적은 샘플이 평형에 도달하기 위해서 샘플에 포함된 물이 용기로 떨어지게 하므로, 액체 상태의 시약과 농도가 같아질 때까지 샘플에 함유된 물이 제거되고, 결과적으로 평형 상태에 도달한 단백질 결정을 얻을 수 있다.The reservoir solution is mixed with various concentrations of such precipitants, buffers, salts, and detergents. The protein solution and the reservoir solution of these various conditions usually mix with each other at a ratio of 1: 1 to form droplets , And the thus obtained droplets are placed and sealed. At this time, the concentration of the protein in the droplet differs from the concentration of the reservoir solution in the initial stage, so that the protein does not exist in a crystalline state. When it is left in such a sealed state, the equilibrium is gradually made, and crystals are formed under the condition of a specific state by the above-described principle. Particularly, the droplet mixed vapor diffusion method is a method of providing a crystal of sufficient size to analyze the protein structure. The droplet mixing vapor diffusion method attaches the sample containing reagent and pure reagent in liquid state to the top of the vessel in vapor equilibrium. The sample contained in the sample is dropped into the container so that the sample with a smaller reagent content than the container reaches equilibrium, so that the water contained in the sample is removed until the concentration with the liquid reagent becomes equal, Can be obtained.

이와 같은 증기 확산법에서 저수조 용액 중의 침전제뿐만 아니라 염, 완충액 및 계면활성제의 종류와 적정 농도, 용액의 pH 및 실험온도는 단백질의 종류에 따라 달리 선택되고, 경우에 따라서는 단백질의 결정형성에 있어서 아주 중요한 요소가 된다.In such a vapor diffusion method, the kind and proper concentration of salt, buffer and surfactant, the pH of the solution and the temperature of the test as well as the precipitant in the reservoir solution are selected depending on the type of the protein, and in some cases, It becomes an important factor.

이에, 본 발명에서는 CgLOG 단백질의 결정형성을 가져올 수 있는 최적화된 CgLOG 단백질의 결정화 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a method of crystallizing an optimized Cg LOG protein to bring the crystal form of Cg LOG protein.

구체적으로, 본 발명의 CgLOG 단백질 결정화 방법은 (i) 50 내지 150 mg/ml, 구체적으로 60 내지 120 mg/ml의 CgLOG 단백질을 함유하는 단백질 용액과; (ii) 0.1 내지 0.3 M, 구체적으로 0.2M의 말산 및 15 내지 35%(v/v), 구체적으로 24%(v/v) PEG를 포함하는 저수조 용액을 서로 혼합하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the Cg LOG protein crystallization method of the present invention comprises (i) a protein solution containing 50 to 150 mg / ml, specifically 60 to 120 mg / ml of Cg LOG protein; (ii) a water tank solution containing 0.1 to 0.3 M, specifically 0.2 M malic acid and 15 to 35% (v / v), specifically 24% (v / v) PEG, , But is not limited thereto.

상기 저수조 용액에 단백질 용액을 혼합하는 경우에는 저수조 용액과 단백질 용액이 구체적으로 1:1의 비율이 되도록 혼합하나, 이에 제한되는 것은 아니다.When the protein solution is mixed into the reservoir solution, the reservoir solution and the protein solution are mixed in a ratio of 1: 1, but the present invention is not limited thereto.

또한, 상술한 바와 같이 혼합한 용액을 저수조 위쪽을 밀폐한 커버슬립 아래, 또는 용기 상단에 부착하여 결정체가 커지도록 하며, 비제한적인 예로 1 내지 7일, 구체적으로 2일 정도가 되면 적절한 CgLOG 단백질 결정체를 수득할 수 있다.Further, by attaching the mixed solution under a cover slip sealed to reservoir top, or top of the vessel, as described above, and so as to increase the crystal, when the non-limiting examples 1 to 7, in detail the two days appropriate Cg LOG Protein crystals can be obtained.

본 발명의 구체적인 일 실시예에서는, CgLOG 단백질을 90mg/ 의 농도로 포함하는 1.0㎕의 단백질 용액을 0.2 M DL-말산(DL-malic acid), pH 7.0 및 24% PEG 3350을 포함하는 1.0㎕의 저수조 용액과 혼합한 다음, 이를 0.5 ml의 저수조 용액에 대하여 방울 혼합 증기 확산법으로 결정체를 제조하였다. 밀폐한 용기를 둔 지 2일 후 약 0.3 x 0.3 x 0.1 mm의 최대 크기의 우수한 품질의 결정체를 수득하였다(실시예 1-2).In a specific embodiment of the present invention, 1.0 μl of a protein solution containing a Cg LOG protein at a concentration of 90 mg / ml was diluted with 1.0 ml containing 0.2 M DL-malic acid, pH 7.0 and 24% PEG 3350 Mu] l of the reservoir solution, and then the resulting solution was mixed with 0.5 ml of the reservoir solution to prepare crystals by a droplet mixed vapor diffusion method. Two days after placing the sealed container, a crystal of excellent quality of a maximum size of about 0.3 x 0.3 x 0.1 mm was obtained (Example 1-2).

본 발명의 다른 구체적인 일 실시예에서는, CgLOG 단백질의 결정체를 수득하고, 이를 x-선 분석한 후, 분자 치환법을 통하여 CgLOG 단백질의 구조를 규명하였다. In another specific embodiment of the present invention, the crystal of the Cg LOG protein is obtained, and after x-ray analysis thereof, the structure of the Cg LOG protein is identified through molecular replacement.

구체적으로, CgLOG 단백질은 두 개의 이량체를 포함하며(도 2), 상기 이량체화를 통해 활성부위로서 기능하는 포켓을 구성하고, 보존된 "PGGXGTXXE" 모티프가 상기 포켓의 표면에 존재함을 확인하였다(도 5). 이러한 CgLOG 단백질은 다른 생물 유래 LOG 단백질과 구조적으로 유사하며, 아미노산 서열에 대하여 높은 상동성을 나타냄을 확인하였고, 또한 리신 탈카복시화 효소(lysine decarboxylase; LDC) 활성은 없지만 포스포리보히드로라제(phosphoribohydrolase) 활성이 높음을 확인하여, LOG로 기능함을 확인하였다(도 6).Specifically, the Cg LOG protein comprises two dimers (FIG. 2), constituting a pocket functioning as an active site through the dimerization, and a conserved "PGG X GT XX E" motif on the surface of the pocket (FIG. 5). These Cg LOG proteins are structurally similar to other biologically derived LOG proteins and have high homology to the amino acid sequence and have no lysine decarboxylase (LDC) activity, but phospholipid hydrolase phosphoribohydrolase activity was confirmed to be high, it was confirmed to function as LOG (FIG. 6).

다른 하나의 양태는 CgLOG 단백질의 활성 조절제의 스크리닝 방법을 제공한다.Another embodiment provides a method of screening for an activity modulator of the Cg LOG protein.

구체적으로, 본 발명은 (a) 표 1에 나타낸 원자 좌표를 가지는 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 유래의 LOG(CgLOG) 단백질의 3차 구조를 이용하여 CgLOG 단백질 활성 조절 후보 펩타이드 또는 CgLOG 단백질 결합 후보 화합물을 생성 또는 선별하는 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계에서 생성 또는 선별된 후보 펩타이드 또는 화합물이 CgLOG 단백질의 활성을 조절하는지 여부를 확인하는 단계를 포함하는, CgLOG 단백질의 활성 조절제의 스크리닝 방법을 제공한다.More specifically, the present invention comprises (a) four corridor having the atomic coordinates shown in Table 1 tumefaciens glutamicum (Corynebacterium glutamicum) Origin of LOG (Cg LOG) using a three-dimensional structure of the protein Cg LOG protein activity regulatory candidate peptide Or a Cg LOG protein binding candidate compound; And (b) a method for screening of modulators of the activity, Cg LOG protein comprising the step of verifying whether or not the step (a) is produced or selected candidate compounds or peptides in step modulates the activity of Cg LOG protein.

상기 CgLOG 단백질에 대한 원자좌표는 컴퓨터와 같은 계산 장치로의 연속적인 사용을 위한 매체에 저장될 수 있다. 전형적으로 상기 좌표는 자기 또는 광학매체와 같은 다량의 데이터를 저장하는 데 유용한 매체(즉, 플로피 디스크, 하드 디스크, 컴팩트 디스크, 마그네토-광학 매체 또는 전자 매체 등)에 저장될 수 있다. 이와 관련한 컴퓨터, 저장매체, 네트워킹 및 다른 장치 또는 기술의 선택은 구조/계산 화학 분야의 당업자에게 익숙할 것이다.The atomic coordinates for the Cg LOG protein can be stored in a medium for subsequent use with a computing device such as a computer. Typically, the coordinates may be stored in a medium useful for storing large amounts of data, such as magnetic or optical media (i.e., floppy disks, hard disks, compact disks, magneto-optical media or electronic media, etc.). The selection of computers, storage media, networking and other devices or technologies in this regard will be familiar to those skilled in the art of structural / computational chemistry.

또한, 본 발명에서 규명한 CgLOG 단백질의 3차원 구조를 바탕으로 원자좌표 및/또는 3차원 구조 표시에 대한 데이터를 포함하는 컴퓨터-판독 매체를 이용하여 상호작용 부위를 포함하는 다양한 단백질 부위에 대한 정보를 제공 받을 수 있다. In addition, based on the three-dimensional structure of the Cg LOG protein identified in the present invention, a computer-readable medium containing data on atomic coordinates and / Information can be provided.

상기 스크리닝 방법의 (a) 단계는 (i) 표 1에 나타낸 원자 좌표를 이용하여 CgLOG 단백질의 3차 구조를 설계하는 단계; 및 (ii) 상기 설계된 3차 구조를 이용하여 CgLOG 단백질 활성 조절 후보 펩타이드 또는 CgLOG 단백질 결합 후보 화합물을 생성 또는 선별하는 단계를 포함할 수 있다. The step (a) of the screening method includes (i) designing a tertiary structure of Cg LOG protein using the atomic coordinates shown in Table 1; And (ii) generating or screening a Cg LOG protein activity modulating candidate peptide or Cg LOG protein binding candidate compound using the designed tertiary structure.

또한, 상기 (i) 단계는 상기 단백질들에 대한 3차 구조에 대한 원자 좌표 등에 대한 데이터를 적절한 소프트웨어 프로그램과 함께 컴퓨터상에 입력하는 단계; 및 시각화 및 추가적인 컴퓨터 조작이 가능한 3차원적 단백질 구조로 나타내는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The step (i) may further comprise the steps of: inputting data on atomic coordinates and the like to the tertiary structure of the proteins on a computer together with an appropriate software program; And a three-dimensional protein structure capable of visualization and further computer manipulation.

또한, 상기 (ii) 단계는 일 예로 분자 도킹 시뮬레이션(Molecular docking simulation)을 통해 수행될 수 있으며, 구체적으로 AutoDock, GOLD(Genetic Optimisation for Ligand Docking), FlexX(Flexible docking using an incremental construction algorithm), ICM(Internal Coordinate Mechanics) 등의 프로그램을 이용하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The step (ii) may be performed through a molecular docking simulation, for example, AutoDock, GOLD (Genetic Optimization for Ligand Docking), FlexX (Flexible docking using an incremental construction algorithm) (Internal Coordinate Mechanics), and the like, but the present invention is not limited thereto.

또한, 본 발명의 스크리닝 방법은 (b) 상기 (a) 단계에서 생성 또는 선별한, CgLOG 단백질 조절 후보 펩타이드 또는 화합물이 CgLOG 단백질의 활성을 조절하는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.In addition, the screening method of the present invention includes the step of (b) judging whether the Cg LOG protein regulatory candidate peptide or compound produced or selected in the step (a) regulates the activity of the Cg LOG protein.

상기 (b) 단계에서, 후보 물질이 CgLOG 단백질의 활성을 저해한다면, 이는 CgLOG 단백질의 활성 저해제로 판단할 수 있으며, 후보 물질이 CgLOG 단백질의 활성을 높인다면 CgLOG 단백질 활성화제로 판단할 수 있다. If the above in step (b), the candidate substance inhibits the activity of Cg LOG protein, which can determine the active inhibitors of Cg LOG protein, if the candidate compound increases the activity of the LOG protein Cg Cg LOG protein activator.

또한, 상기 스크리닝 방법은 설계된 3차 구조를 이용하여 (b) 단계에서 스크리닝된 CgLOG 단백질 활성 조절제보다, CgLOG 단백질 활성을 조절하는 능력이 더 큰 물질을 추가로 스크리닝할 수 있고, 이와 같은 방법으로 CgLOG 단백질에 대해 조절 효과가 큰 물질을 규명해낼 수 있다.In addition, the screening method can further screen a substance having a greater ability to regulate Cg LOG protein activity than the Cg LOG protein activity modulator screened in step (b) using the designed tertiary structure, Which can be used to identify substances with a moderating effect on the Cg LOG protein.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum)을 배지에서 배양하는 단계; 및 상기 배양된 미생물 또는 배양 배지로부터 사이토키닌(cytokinin)을 회수하는 단계를 포함하는, 사이토키닌(cytokinin)을 생산하는 방법을 제공하는 것이다.Yet another object of the present invention is to provide a method for producing Corynebacterium glutamicum by culturing Corynebacterium glutamicum in a medium; And recovering the cytokinin from the cultured microorganism or culture medium. The present invention also provides a method for producing cytokinin.

본 발명의 용어, "배양"은 상기 미생물을 적당히 인공적으로 조절한 환경조건에서 생육시키는 것을 의미한다. 본 발명의 배양과정은 당업계에 알려진 적당한 배지와 배양조건에 따라 이루어질 수 있다. 구체적인 배양 온도, 배양 시간 및 배지의 pH 등의 조건은 당업자의 일반적인 지식 또는 종래에 공지된 방법에 따라서 수행될 수 있으며, 이에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 또한, 배양 방법에는 회분식 배양(batch culture), 연속식 배양(cintinuous culture) 및 유가식 배양(fed-batch culture)이 포함될 수 있으며, 구체적으로는 배치 공정 또는 주입 배치 또는 반복 주입 배치 공정(fed batch or repeated fed batch process)에서 연속식으로 배양할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The term "cultivation" of the present invention means that the microorganism is grown under moderately artificially controlled environmental conditions. The culturing process of the present invention can be carried out according to a suitable culture medium and culture conditions known in the art. Conditions such as the specific culture temperature, incubation time, and pH of the medium can be carried out according to the general knowledge of the person skilled in the art or according to conventionally known methods and can be suitably adjusted accordingly. In addition, the culture method may include a batch culture, a cintinuous culture, and a fed-batch culture, and specifically, a batch process or an injection batch or a repeated batch process or a repeated fed batch process, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 배지는 본 발명의 CgLOG 단백질의 활성 조절제의 스크리닝 방법을 통해 스크리닝한 활성 조절제를 포함할 수 있으며, 구체적으로 상기 활성 조절제는 펩타이드 또는 화합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 활성 조절제는 CgLOG 단백질의 활성을 높이는 CgLOG 단백질 활성화제일 수 있으며, 이에 따라 코리네박테리움 글루타미쿰의 사이토키닌 생산능이 증가될 수 있다.In the present invention, the medium may include an activity modulator screened through a screening method of an activity modulator of the Cg LOG protein of the present invention. Specifically, the activity modulator may be a peptide or a compound, but is not limited thereto. In addition, the activity regulator may be a Cg LOG protein activator that enhances the activity of the Cg LOG protein, thereby increasing cytokinin production capacity of Corynebacterium glutamicum.

배양에 사용되는 배지는 적절한 방식으로 특정 균주의 요건을 충족해야 하며, 상기 배지에서 사용될 수 있는 탄소원으로는 글루코즈, 사카로즈, 락토즈, 프락토즈, 말토즈, 전분, 셀룰로즈와 같은 당 및 탄수화물, 대두유, 해바라기유, 피마자유, 코코넛유 등과 같은 오일 및 지방, 팔미트산, 스테아린산, 리놀레산과 같은 지방산, 글리세롤, 에탄올과 같은 알코올, 아세트산과 같은 유기산 등이 포함될 수 있다. 이들 물질은 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 사용될 수 있는 질소원으로는 펩톤, 효모 추출물, 육즙, 맥아 추출물, 옥수수 침지액, 대두밀 및 요소 또는 무기 화합물, 예를 들면 황산암모늄, 염화암모늄, 인산암모늄, 탄산암모늄 및 질산암모늄 등이 포함될 수 있고, 질소원 또한 개별적으로 또는 혼합물로서 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 사용될 수 있는 인원으로는 인산이수소칼륨 또는 인산수소이칼륨 또는 상응하는 나트륨-함유 염 등이 포함될 수 있다. 또한, 배양 배지는 성장에 필요한 황산마그네슘 또는 황산철과 같은 금속염을 함유할 수 있다. 마지막으로, 상기 물질에 더하여 아미노산 및 비타민과 같은 필수 성장 물질이 사용될 수 있다. 또한, 배양 배지에 적절한 전구체들이 사용될 수 있다. 상기 원료들은 배양과정에서 배양물에 적절한 방식에 의해 회분식으로 또는 연속식으로 첨가될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The medium used for culturing should meet the requirements of a specific strain in an appropriate manner and the carbon sources that can be used in the medium include sugars and carbohydrates such as glucose, saccharose, lactose, fructose, maltose, starch, cellulose, Oils and fats such as soybean oil, sunflower oil, castor oil, coconut oil and the like, fatty acids such as palmitic acid, stearic acid and linoleic acid, alcohols such as glycerol and ethanol, and organic acids such as acetic acid. These materials may be used individually or as a mixture, but are not limited thereto. Examples of nitrogen sources that may be used include peptone, yeast extract, gravy, malt extract, corn steep liquor, soybean meal and urea or inorganic compounds such as ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium carbonate and ammonium nitrate , The nitrogen source may also be used individually or as a mixture, but is not limited thereto. Potential for use may include potassium dihydrogenphosphate or dipotassium hydrogenphosphate or the corresponding sodium-containing salts and the like. In addition, the culture medium may contain a metal salt such as magnesium sulfate or iron sulfate necessary for growth. Finally, in addition to these materials, essential growth materials such as amino acids and vitamins can be used. In addition, suitable precursors may be used in the culture medium. The raw materials may be added to the culture in a batch process, either batchwise or continuously, in an appropriate manner, but are not limited thereto.

또한, 배양 중에 수산화암모늄, 수산화칼륨, 암모니아, 인산 및 황산과 같은 화합물을 배양물에 적절한 방식으로 첨가하여, 배양물의 pH를 조정할 수 있다. 배양 중에는 지방산 폴리클리콜 에스테르와 같은 소포제를 사용하여 기포 생성을 억제할 수 있다. 또한 배양물의 호기 상태를 유지하기 위하여, 배양물 내로 산소 또는 산소 함유 기체를 주입하거나 혐기 및 미호기 상태를 유지하기 위해 기체의 주입 없이 혹은 질소, 수소 또는 이산화탄소 가스를 주입할 수 있다. Also, during culture, compounds such as ammonium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, phosphoric acid and sulfuric acid may be added to the culture in an appropriate manner to adjust the pH of the culture. During the culture, defoaming agents such as fatty acid polyclicol esters can be used to inhibit the formation of bubbles. In order to maintain the aerobic state of the culture, it is also possible to inject oxygen or oxygen-containing gas into the culture or to inject nitrogen, hydrogen or carbon dioxide gas without injecting gas to maintain anaerobic and microorganism conditions.

배양물의 온도는 보통 27℃ 내지 37℃, 구체적으로는 30℃ 내지 35℃이다. 배양기간은 원하는 유용 물질의 생산량이 수득될 때까지 계속 될 수 있으며, 구체적으로는 10 내지 100시간일 수 있다. 사이토키닌(cytokinin)은 배양 배지 중으로 배출되거나, 미생물 중에 포함되어 있을 수 있다.The temperature of the culture is usually 27 ° C to 37 ° C, specifically 30 ° C to 35 ° C. The incubation period may be continued until the desired amount of useful material is obtained, and may be 10 to 100 hours. Cytokinin may be released into the culture medium or contained in microorganisms.

또한, 상기 미생물 또는 배양 배지로부터 사이토키닌(cytokinin)을 회수하는 방법은 당업계에 널리 알려져 있다. 예를 들어, 여과, 음이온 교환 크로마토그래피, 결정화 및 HPLC 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, methods for recovering cytokinin from the microorganism or the culture medium are well known in the art. For example, filtration, anion exchange chromatography, crystallization and HPLC may be used, but the present invention is not limited thereto.

CgLOG 단백질은 생물학적으로 이용가능한 사이토키닌(cytokinin)을 생산하는 효소이므로, 본 발명에서 제공하는 CgLOG 단백질의 결정체, 상기 단백질의 결정화 방법 및 이의 3차 구조는, 사이토키닌의 생산 효율을 증가시키기 위한 CgLOG 단백질 가공에 유용한 정보를 제공할 수 있다. Since the Cg LOG protein is an enzyme that produces a biologically available cytokinin, the crystals of the Cg LOG protein, the method of crystallizing the protein, and the tertiary structure thereof provide the cytokinin production efficiency Lt; RTI ID = 0.0 > Cg LOG < / RTI >

도 1은 I222 결정체에서, CgLOG의 사량체 구조의 카툰 다이아그램(cartoon diagram)을 보여준다. 두 이량체 사이의 상호작용을 보여주며, 각 폴리펩타이드는 서로 다른 색으로 표시하였다. Mol III 유래 K194 및 Mol II에 결합한 인산염 분자는 각각 청색 및 주황색의 막대 모델로 표시하였다. K194 및 인산염 분자 사이의 수소결합은 점선으로 나타내었다.
도 2는 수용액 상태에서, CgLOG의 SAXS 분석 결과를 보여준다. A는 CgLOG 단백질의 x-선 분산 프로필의 기니에 플롯(Guinier plot)이고, B는 CgLOG 단백질의 x-선 분산 프로필이다. 개방 표시는 실험적 데이터를 나타내며, 적색의 선은 DAMMIF 프로그램에 의한 가장 낮은 χ2 = 0.027 값을 갖는 더미 원자 모델로부터 유래한 x-선 분산 프로필을 보여준다. 막대 청색 선은 CRYSOL 프로그램을 이용하여 CgLOG 단백질의 이량체 결정체 구조로부터 계산한 이론의 SAXS 곡선을 보여준다. 이때, 실험적 및 이론적 선의 차이 (χ2)는 0.348이었다. C는 CgLOG 단백질을 위한 쌍 거리 분포 (pair distance distribution p(r)) 함수이며, 이는 GNOM 프로그램을 이용한 실험적인 SAXS의 데이터의 분석을 기반으로 하였다. D는 CgLOG의 3D 모델 구조를 보여준다.
도 3은 CgLOG의 전체적인 구조를 보여준다. A는 사이토키닌 생산의 생합성 경로를 보여주는 개략도이다. B는 LOG의 아미노산 서열을 보여주며, CgLOG의 구조를 기반으로 이차 구조의 요소를 확인하였다. 촉매 및 AMP 결합과 관련한 잔기는 각각 적색 및 청색으로 나타내었고; 프레닐-그룹 결합 관련 잔기는 주황색의 삼각형으로 나타내었다. PGGXGTXXE 모티프는 보라색의 점선 사각형으로 구분하였다. CgLOG, MtLOG, AtLOG, OsLOG 및 CpLOG는 각각 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum), 결핵균(Mycobacterium tuberculosis), 애기장대(Arabidopsis thaliana), 벼(Oryza sativa), 및 맥각병균(Claviceps purpurea)으로부터 유래한 LOG의 약어이다. C는 CgLOG의 단량체 구조를 나타내는 카툰 다이아그램으로서, AMP와 결합한 미코박테리움 마리눔(Mycobacterium marinum) 유래 LOG(MmLOG)와 중첩시킨 이미지이다. 결합한 AMP는 CgLOG의 아포 형태에 나타내었다. D는 CgLOG의 이량체 구조를 나타내는 카툰 다이아그램으로서, 아래의 구조는 위의 구조를 수평으로 90° 회전시킨 것이다. 결합한 AMP 분자는 상기 C에 나타낸 바와 같다.
도 4는 CgLOG의 이량체 경계면을 보여준다. 하나의 단량체는 정전기적 전위 표면 모델로 나타내었으며, 다른 단량체는 카툰 다이아그램으로 나타내었다. 아래쪽의 이미지는 위쪽의 이미지를 수직방향으로 90° 회전한 것이다. 이량체에서 세 개의 나선을 표시하였다.
도 5는 LOG에서 보존된 아미노산을 보여준다. CgLOG 구조는 선을 이용한 표면 다이아그램으로 나타내었다. 아미노산의 보존 정도를 서로 다른 색으로 표시하였으며, 활성부위는 점선의 원으로 표시하였다.
도 6은 CgLOG의 효소 활성을 보여주는 그래프 및 이미지이다. A는 EcCadA 및 CgLOG의 LDC(lysine decarboxylase) 어세이 결과를 보여주는 그래프로서, PLP가 존재하거나 존재하지 않는 조건에서 활성을 측정하였다. 모든 실험은 독립적으로 세 번 수행하였다. B 및 C는 EcCadA(B) 및 CgLOG(C)의 포스포히드록시라제(phosphorobohydrolase) 활성을 나타낸다. 상기 활성은 TLC에서 반응 혼합액을 점의 형태로 올려두고, 반응시킴으로써 탐지하였다. AMP 및 아데닌 기준을 표시하였고, 반응 배양시간은 도면의 하단에 기재하였다.
도 7은 CgLOG의 활성부위를 보여준다. A는 CgLOG AMP 결합부위의 입체구조를 보여주는 카툰 다이아그램이다. AMP 결합과 관련한 잔기는 선 형태로 표시하였고, 결합한 글리세롤 및 인산염 분자는 막대 형태로 표시하였다. 상기 글리세롤 및 인산염 분자의 안정화와 관련한 수소결합은 적색의 점선 형태로 나타내었다. PGGXGTXXE 모티프는 녹색으로 표시하였으며, 효소에 의하여 가수분해되는 아데닌-N9 및 리보스-C1 사이의 공유결합은 별표로 표시하였다. B는 위치-지정 돌연변이 실험의 결과를 보여주는 이미지이다. AMP 및 아데닌 기준을 표시하였다. C는 프레닐-그룹(prenyl-group) 결합위치를 보여주며, CgLOG 구조를 AtLOG3과 중첩하였다. 결합한 AMP 분자는 자홍색의 막대 모델로 표시하였고, 두 개의 효소적 잔기(CgLOG에서 R39 및 E122)와 프레닐-그룹 결합부위의 배열과 관련한 잔기는 CgLOG 및 AtLOG 각각에서 회색 및 청색의 선 형태로 나타내었다. 잠재적 프레닐-그룹 결합부위를 청색의 원으로 표시하였다.
도 8은 결합한 인산염 및 글리세롤 분자의 전자밀도 지도를 보여주며, CgLOG 구조를 카툰 다이아그램으로 나타내었다. 활성부위에 위치한 "PGGXGTXXE" 모티프는 녹색으로 구분하였다. 인산염 및 글리세롤 분자가 결합한 전자 밀도 지도는 청색의 그물로 표시하였고, 1.2 σ로 윤곽을 잡았다.
도 9는 다른 LOG와 CgLOG를 구조적으로 비교한 결과를 보여준다. A는 전체적인 구조를 비교한 결과를 보여준다. CgLOG, AtLOG, CpLOG 및 MmLOG의 단량체 구조를 중첩하였고, 각각 회색, 청색, 주황색 및 녹색의 카툰 다이아그램으로 나타내었다. MmLOG 구조에 결합한 AMP 분자를 자홍색의 막대 모델로 나타내었다. LOG의 N-말단 및 C-말단을 표시하였다. CpLOG에서 발견되는 구조적 차이점은 적색의 점 형태의 원으로 표시하였고, AtLOG3에서 α3-β4 의 비뚤어진 연결 루프는 청색의 점선으로 나타내었다. B는 AMP 결합부위의 구조적으로 비교한 결과를 보여준다. AMP 결합과 관련한 네 개의 LOG의 잔기는 선 모델로 나타내었고, 상기 A에서 나타낸 바와 같은 색으로 표시하였다. LOG의 "PGGXGTXXE" 모티프는 적색으로 구분하여 표시하였다. C는 프레닐-그룹 결합부위를 구조적으로 비교한 결과를 보여준다. 잠재적인 프레닐-그룹 결합부위의 배열과 관련한 네 개의 LOG의 잔기는 선 모델로 표시하였고, 상기 A에서 나타낸 바와 같은 색으로 표시하였다.
Figure 1 shows a cartoon diagram of the tetrameric structure of Cg LOG in I 222 crystals. The interaction between the two dimers is shown, and each polypeptide is labeled with a different color. Phosphate molecules bound to K194 and Mol II from Mol III were labeled with blue and orange rod models, respectively. Hydrogen bonds between K194 and phosphate molecules are shown in dashed lines.
Figure 2 shows the results of SAXS analysis of Cg LOG in aqueous solution. A is plotted (Guinier plot) in guinea of x- ray distribution profile Cg LOG protein, B is a x- ray distribution profile Cg LOG protein. The open symbols represent the experimental data and the red line shows the x-ray distribution profile derived from the dummy atom model with the lowest χ 2 = 0.027 value by the DAMMIF program. The bar blue line shows the SAXS curve of the theory calculated from the dimer crystal structure of the Cg LOG protein using the CRYSOL program. The difference between the experimental and theoretical lines (χ 2 ) was 0.348. C is a pair distance distribution p ( r ) function for the Cg LOG protein, which is based on the analysis of experimental SAXS data using the GNOM program. D shows the 3D model structure of Cg LOG.
Figure 3 shows the overall structure of Cg LOG. A is a schematic diagram showing the biosynthetic pathway of cytokinin production. B shows the amino acid sequence of LOG and the element of secondary structure was confirmed based on the structure of Cg LOG. The residues associated with the catalyst and AMP linkage are shown in red and blue, respectively; Residues related to prenyl-group bonding are represented by the orange triangles. PGG X GT XX E motifs are separated by a purple dotted rectangle. Cg LOG, Mt LOG, At LOG, Os LOG, and Cp LOG is an abbreviation for LOG derived from Corynebacterium glutamicum , Mycobacterium tuberculosis , Arabidopsis thaliana , Oryza sativa , and Claviceps purpurea , respectively. C is a cartoon diagram showing the monomer structure of Cg LOG, It is an image superimposed with LOG ( Mm LOG) originating from Mycobacterium marinum . The combined AMPs are shown in the apo form of Cg LOG. D is a cartoon diagram showing the dimer structure of Cg LOG, and the structure below is the structure rotated 90 degrees horizontally. The combined AMP molecule is as shown in C above.
4 shows the dimer interface of Cg LOG. One monomer is represented by an electrostatic potential surface model, and the other monomer is represented by a cartoon diagram. The lower image is the upper image rotated 90 ° in the vertical direction. Three helixes were displayed in the dimer.
Figure 5 shows amino acids conserved in the LOG. The CgLOG structure is represented by a surface diagram using lines. The degree of conservation of amino acids is indicated by different colors, and the active sites are indicated by circles with dashed lines.
6 is a graph and an image showing the enzyme activity of Cg LOG. A is a graph showing the results of LDC (lysine decarboxylase) assay of Ec CadA and Cg LOG, and activity was measured in the presence or absence of PLP. All experiments were performed independently three times. B and C show the phosphorobohydrolase activity of Ec CadA (B) and Cg LOG (C). The activity was detected by reacting the reaction mixture in the form of dots on TLC. AMP and adenine standards were indicated, and the reaction incubation time was described at the bottom of the figure.
Figure 7 shows the active site of Cg LOG. A is a cartoon diagram showing the conformation of the Cg LOG AMP binding site. The residues associated with AMP binding are shown in linear form and bound glycerol and phosphate molecules in rod form. The hydrogen bonds associated with stabilization of the glycerol and phosphate molecules are shown in red dotted lines. The PGG X GT XX E motif is shown in green, and the covalent bond between the adenine-N 9 and ribose-C 1 hydrolyzed by the enzyme is marked with an asterisk. B is an image showing the results of a position-directed mutagenesis experiment. AMP and adenine standards were indicated. C shows the prenyl-group binding position, and the Cg LOG structure overlapped with At LOG3. The bound AMP molecule was represented by a magenta rod model and the residues related to the arrangement of the two enylic residues (R39 and E122 in the Cg LOG) and the prenyl-group binding site were the gray and blue lines at Cg LOG and At LOG, Respectively. The potential prenyl-group binding sites are represented by the blue circle.
Figure 8 shows the electron density map of bound phosphates and glycerol molecules, and the Cg LOG structure is shown in a cartoon diagram. The "PGG X GT XX E" motifs located at the active site were green. An electron density map, in which the phosphate and glycerol molecules are combined, is indicated by a blue net and outlined by 1.2 σ.
Figure 9 shows the results of structural comparison of other LOG and Cg LOG. A shows the result of comparing the overall structure. The monomer structures of Cg LOG, At LOG, Cp LOG, and Mm LOG were superimposed and represented by cartoon diagrams of gray, blue, orange and green, respectively. The AMP molecule combined with the Mm LOG structure is represented by a magenta rod model. The N-terminus and the C-terminus of LOG were indicated. The structural differences found in the Cp LOG are represented by red dotted circles, and the crooked connection loop of α3-β4 at At LOG3 is represented by the dotted blue line. B shows the structural comparison of AMP binding sites. The residues of the four LOGs related to AMP binding are represented by the line model and indicated by the color as indicated by A above. The "PGG X GT XX E" motifs in the LOG are shown in red. C shows the structural comparison of the prenyl-group binding sites. The residues of the four LOGs related to the arrangement of the potential prenyl-group binding sites are indicated by the line model and are indicated by the color as indicated in A. above.

이하, 본 발명을 하기 실시예에서 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 이들에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically in the following examples. However, these examples are provided only to aid understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

실시예Example 1. 실험방법 1. Experimental Method

실시예Example 1-1. 1-1. CgCg LOGLOG 단백질의 발현 및 정제 Protein expression and purification

코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) ATCC 13032로부터 유래한 LOG의 유전자 Cg2612(또는 CgLOG)는 C. glutamicum의 염색체로부터 PCR을 통해 증폭하였다. 이때, 서열번호 1(forward, 5'-GCGC CATATG ACTTCGCTTTTCGACGCCCC-3') 및 서열번호 2(reverse, 5'-GCGC CTCGAG CCATTTTGGTGCTGGTGGAGTCC-3')의 서열을 갖는 프라이머를 이용하였다. Corynebacterium < RTI ID = 0.0 > glutamicum ) The gene Cg 2612 (or Cg LOG) of LOG derived from ATCC 13032 was amplified by PCR from the chromosome of C. glutamicum . At this time, a primer having a sequence of SEQ ID NO: 1 (forward, 5'-GCGC CATATG ACTTCGCTTTTCGACGCCCC-3 ') and SEQ ID NO: 2 (reverse, 5'-GCGC CTCGAG CCATTTTGGTGCTGGTGGAGTCC-3') was used.

상기 PCR 생성물을 C-말단에 6xHis를 갖는 pET30a(Novagen)에 서브클로닝하였고, 상기 벡터가 도입된 형질전환 대장균 BL21(DE3)을 100 mg/L 카나마이신(kanamycin)이 포함된 37℃의 LB 배지에서 OD600이 0.6이 될 때까지 배양하였다. 1.0 mM IPTG(1-thio-β-D-galactopyranoside)로 유도한 이후, 18℃에서 20시간 동안 추가로 배양하였다. 상기 배양액을 15분 동안 5,000 x g, 및 4℃에서 원심분리하여 세포 펠렛을 수득하였고, 차가운 A 버퍼(50mM Tris-HCl, pH 8.0)에 재현탁하여 초음파처리함으로써 분쇄하였다. 세포 잔해물은 11,000 x g에서 1시간 동안 원심분리함으로써 제거하였고, 용해물을 Ni-NTA 아가로스 컬럼(Qiagen)에 결합시켰다. 20 mM 이미다졸(imidazole)이 포함된 A 버퍼로 헹군 뒤, 결합한 단백질을 A 버퍼의 500 mM 이미다졸로 용출하였다. HiTrap Q 이온교환 크로마토그래피 및 사이즈 배제 크로마토그래피를 통해 추가적인 정제를 수행하였고, 정제된 상기 단백질을 50 mM Tris-HCl, pH 8.0에 30 mg/ml의 농도로 농축시켜 -80℃에 보관하였다. 이때, CgLOG 단백질 발현에 이용된 미생물 종류, 벡터 종류, 서열 등의 정보는 하기 표 2에 정리하였다.The PCR product was subcloned into pET30a (Novagen) having 6xHis at the C-terminus. The transformed E. coli BL21 (DE3) into which the vector was introduced was inoculated in LB medium containing 100 mg / L kanamycin And cultured until the OD600 reached 0.6. After induction with 1.0 mM IPTG (1-thio- [beta] -D-galactopyranoside), the cells were further cultured at 18 [deg.] C for 20 hours. The culture was centrifuged at 5,000 xg for 15 minutes and at 4 DEG C to obtain cell pellets, resuspended in cold A buffer (50 mM Tris-HCl, pH 8.0) and sonicated. Cell debris was removed by centrifugation at 11,000 xg for 1 hour and the lysate was bound to a Ni-NTA agarose column (Qiagen). After rinsing with A buffer containing 20 mM imidazole, the bound protein was eluted with 500 mM imidazole in A buffer. Additional purification was performed by HiTrap Q ion exchange chromatography and size exclusion chromatography, and the purified protein was concentrated to a concentration of 30 mg / ml in 50 mM Tris-HCl, pH 8.0 and stored at -80 [deg.] C. Herein, the information on the kind of microorganism, vector type, sequence, etc. used for Cg LOG protein expression is summarized in Table 2 below.

한편, CgLOG 위치-지정 돌연변이, 및 대장균으로부터 유래한 CadA의 생산 및 정제는 전술한 방법과 동일하게 준비하였다.On the other hand, the production and purification of Cg LOG position-designating mutants and CadA derived from Escherichia coli were prepared in the same manner as described above.

미생물 종류Microbial species 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) Corynebacterium < RTI ID = 0.0 > glutamicum ) DNA 종류DNA type Chromosomal DNAChromosomal DNA 전방향 프라이머Omni-directional primer 5'-GCGC CATATG ACTTCGCTTTTCGACGCCCC-3' (서열번호 1)5'-GCGC CATATG ACTTCGCTTTTCGACGCCCC-3 '(SEQ ID NO: 1) 역방향 프라이머Reverse primer 5'-GCGC CTCGAG CCATTTTGGTGCTGGTGGAGTCC-3' (서열번호 2)5'-GCGC CTCGAG CCATTTTGGTGCTGGTGGAGTCC-3 '(SEQ ID NO: 2) 클로닝 벡터Cloning vector pET30apET30a 발현 숙주Expression host 대장균 BL21(DE3)Escherichia coli BL21 (DE3) CgLOG 유전자의 염기서열The base sequence of the Cg LOG gene 5'-ttaccattttggtgctggtggagtccaggtctgcattgcctttagcagggcatgcgggtcggattccacgatgaggcactcaaagaagtctcgcttgataaatccacgctgggtcatctgctcaagcatttccagcaggggctgccaaaaaccatcgacatcataaagtgcgacgggcttttgatgaatgcccagctgttgccaggtccagacctcgaaaagttcttccaaggtgccggcgccaccgggcatggcgataaaaccatcgccaagttctgccatgcgacgcttgcggatgtgcatatcaggaacgatttcaagttcggtgagcttttcatgcccaagctcacccttcataagtgattccgtgatgacgccaaaggcttcgccacctgattccaggaacgcatccgcgacgatacccatgagccccacttttccgccaccgtaaaccaagtcgatgccgcggtctaccgcggttttcgccaaggtttgagccgcttgcgtgtacagcgaggaactgccgagcgccgagcccgtgaaaacggtgacgcgttggagggttggggcgtcgaaaagcgaagtcat-3'(서열번호 3)5'-ttaccattttggtgctggtggagtccaggtctgcattgcctttagcagggcatgcgggtcggattccacgatgaggcactcaaagaagtctcgcttgataaatccacgctgggtcatctgctcaagcatttccagcaggggctgccaaaaaccatcgacatcataaagtgcgacgggcttttgatgaatgcccagctgttgccaggtccagacctcgaaaagttcttccaaggtgccggcgccaccgggcatggcgataaaaccatcgccaagttctgccatgcgacgcttgcggatgtgcatatcaggaacgatttcaagttcggtgagcttttcatgcccaagctcacccttcataagtgattccgtgatgacgccaaaggcttcgccacctgattccaggaacgcatccgcgacgatacccatgagccccacttttccgccaccgtaaaccaagtcgatgccgcggtctaccgcggttttcgccaaggtttgagccgcttgcgtgtacagcgaggaactgccgagcgccgagcccgtgaaaacggtgacgcgttggagggttggggcgtcgaaaagcgaagtcat-3 '(SEQ ID NO: 3) CgLOG 단백질의 아미노산 서열The amino acid sequence of the Cg LOG protein MTSLFDAPTLQRVTVFTGSALGSSSLYTQAAQTLAKTAVDRGIDLVYGGGKVGLMGIVADAFLESGGEAFGVITESLMKGELGHEKLTELEIVPDMHIRKRRMAELGDGFIAMPGGAGTLEELFEVWTWQQLGIHQKPVALYDVDGFWQPLLEMLEQMTQRGFIKRDFFECLIVESDPHALLKAMQTWTPPAPKW(서열번호 4)MTSLFDAPTLQRVTVFTGSALGSSSLYTQAAQTLAKTAVDRGIDLVYGGGKVGLMGIVADAFLESGGEAFGVITESLMKGELGHEKLTELEIVPDMHIRKRRMAELGDGFIWGWGQLTHELDVWTWQQLGIHQKPVALYDVDGFWQPLLEMLEQMTQRGFIKRDFFECLIVESDPHALLKAMQTWTPPAPKW (SEQ ID NO: 4)

실시예Example 1-2.  1-2. CgCg LOGLOG 단백질 결정체의 제조 Preparation of protein crystals

상기 실시예 1-1을 통해 정제한 CgLOG 단백질의 결정화는 20℃에서 방울 혼합 증기 확산법(hanging-drop vapor-diffusion method)을 통해 수행하였고, Hampton Research사 및 Emerald BioSystems사의 희소행렬 스크린(sparse-matrix screens)을 이용하였다. 각 실험을 1.0 ㎕의 단백질 용액(protein solution) 및 1.0 ㎕의 저수조 용액(reservoir solution)을 혼합하는 단계와 0.5 ml의 저수조 용액에 평형화하는 단계로 구성하였다.The crystallization of the Cg LOG protein purified through Example 1-1 was carried out by a hanging-drop vapor-diffusion method at 20 ° C. and a sparse- matrix screens. Each experiment consisted of mixing 1.0 μl of protein solution and 1.0 μl of reservoir solution and equilibration to 0.5 ml of reservoir solution.

방울 혼합 증기 확산법을 이용한 수차례의 최적화 과정 끝에, 0.2 M DL-말산(DL-malic acid), pH 7.0 및 24% PEG 3350으로 구성된 저수조 용액을 이용하였을 때, 2일째에 약 0.3 x 0.3 x 0.1 mm의 최대 크기의 단백질 결정체를 제조할 수 있음을 확인하였다. 상기 결정체를 저온에서 보호하기 위하여, 30%의 글리세롤이 포함된 저수조 용액을 이용하였다.At the end of several optimization steps using the mixed vapor diffusion method, when the reservoir solution composed of 0.2 M DL-malic acid, pH 7.0 and 24% PEG 3350 was used, it was found to be about 0.3 x 0.3 x 0.1 mm of the protein crystals. To protect the crystals at low temperature, a reservoir solution containing 30% glycerol was used.

실시예Example 1-3.  1-3. CgCg LOGLOG 단백질의 구조 결정 Determination of protein structure

단백질 결정체와 관련한 결과는 포항 가속기 실험실(Pohang Accelerator Laboratory; PAL, Pohang, Korea)의 7A 빔라인 및 1 Å의 해상도에서 QUANTUM 270 CCD 검출기(San Diego, CA, USA)를 사용하여 수집하였다. CgLOG 결정체는 2.3 Å의 해상도에서 회절하였다. HKL2000 suite(Otwinowski & Minor, 1997)를 사용하여 상기 데이터를 색인화하고, 통합시키고, 스케일화하였다.Results related to protein crystals were collected using a 7A beamline from Pohang Accelerator Laboratory (PAL, Pohang, Korea) and a QUANTUM 270 CCD detector (San Diego, CA, USA) at 1 A resolution. The Cg LOG crystals were diffracted at a resolution of 2.3 Å. The data was indexed, integrated, and scaled using the HKL2000 suite (Otwinowski & Minor, 1997).

CgLOG의 구조는 MOLREP를 이용한 분자 치환 방법을 통해 규명하였으며, 검색 모델로서 애기장대(A. thaliana)의 LOG(AtLOG, PDB CODE 2A33)를 사용하였다. 모델의 제작은 WinCoot 프로그램을 이용하였으며, REFMAC5를 이용하여 재정비하였다. 이에 따른 데이터의 통계는 하기 표 3에 나타내었다. CgLOG의 정제된 모델은 Protein Data Bank (PDB CODE 5ITS)에 공개되었다.The structure of Cg LOG was identified by molecular substitution method using MOLREP and LOG ( At LOG, PDB CODE 2A33) of A. thaliana was used as a retrieval model. The model was created using the WinCoot program and rearranged using REFMAC5 . The statistics of the data are shown in Table 3 below. A refined model of Cg LOG was published in the Protein Data Bank (PDB CODE 5 IT).

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실시예Example 1-4.  1-4. SAXSSAXS 측정 방법 How to measure

SAXS(Small-angle x-선 scattering) 측정은 포항 가속기 실험실(Pohang Accelerator Laboratory, Pohang, Korea)의 4C SAXS II 빔라인을 이용하여 수행하였다. 4.00 m의 샘플과 탐지기의 거리(A sample-to-detector distance; SDD) 및 SAXS를 위해 1.00m를 사용하였다. 분산 벡터(q = (4) sin)의 규모는 0.1 nm-1 < q < 6.50 nm-1이었고, 이때 2θ는 분산각도, 및 λ는 x-선 광선의 파장을 의미한다. 모든 분산은 FP50-HL 냉장 순환기(JULABO, Germany)를 이용하여 4℃에서 수행하였다. 데이터는 각각의 방사선 손상을 모니터링하는 6개의 연속하는 프레임으로부터 0.1분 간격으로 수집하였다. CgLOG의 측정은 0.5 ~ 4.5 mg/ml의 낮은 농도에서 수행하였다. 각 2D SAXS 패턴은 반경 방향으로 광선 중심에서 평균화하였고, 방사선 샘플 뒤에 배치된 섬광계수기로 측정된 투과된 x-선 광선의 강도로 표준화하였다. Rg,G(radius of gyration; 선회반경) 값은 기니에 분석(Guinier analysis)을 이용한 분산 데이터로부터 추정하였다. 분자량(molecular mass; MM)은 QR 방법을 기반으로 한 분산 커프를 통해 계산하였고, 쌍거리분포(pair distance distribution; p(r))의 함수는 GNOM 프로그램를 이용한 간접적인 푸리에 변환(Fourier transform) 방법을 통해 수집하였다.Small-angle x-ray scattering (SAXS) measurements were performed using a 4C SAXS II beamline from the Pohang Accelerator Laboratory (Pohang, Korea). A sample-to-detector distance (SDD) of 4.00 m and a distance of 1.00 m for SAXS were used. The scale of the dispersion vector ( q = (4 / λ ) sin) was 0.1 nm -1 < q <6.50 nm -1 , where 2 θ is the angle of dispersion and λ is the wavelength of the x-ray beam. All dispersions were performed at 4 [deg.] C using an FP50-HL refrigerated circulator (JULABO, Germany). Data were collected at intervals of 0.1 min from six consecutive frames monitoring each radiation injury. Cg LOG was measured at a low concentration of 0.5 to 4.5 mg / ml. Each 2D SAXS pattern was averaged at the radial center of the beam and normalized to the intensity of the transmitted x-ray beam measured with a scintillation counter placed after the radiation sample. R g and radius of gyration ( G ) values were estimated from distributed data using Guinier analysis. The molecular weight (molecular mass; MM) was calculated from the dispersion cuff based on Q R Method pair distance distribution (pair distance distribution; p (r )) function GNOM indirect Fourier transform (Fourier transform) using Programs of the method Lt; / RTI &gt;

실시예Example 1-5. 3D 구조의  1-5. 3D structure SAXSSAXS 모델 구성 Model Configuration

3D 구조의 SAXS 모델을 구성하기 위하여, ab initio 구조 규명 프로그램인 DAMMIF을 이용하였다. 각각의 모델 구성을 위해, 다섯 개의 독립적인 모델을 선택하였고, DAMAVER 프로그램을 이용하여 평균 정렬하였다. CRYSOL 프로그램을 이용하여 원자 모델로부터 SAXS 곡선을 계산하였다. 전체적인 모양 및 디멘션의 비교를 위해, SUPCOMB 프로그램을 이용하여 원자의 결정 모델의 리본 다이아그램을 재구성한 더미 원자 모델(dummy atom model)에 중첩하였다.To construct the SAXS model of the 3D structure, ab initio DAMMIF, a structural analysis program, was used. For each model configuration, five independent models were selected and averaged using the DAMAVER program. SAXS curves were calculated from the atomic model using the CRYSOL program. For comparison of the overall shape and dimension, the ribbon diagram of the atomic crystal model was superimposed on the reconstructed dummy atom model using the SUPCOMB program.

이상, 상기 실시예에 의해 확인한 내용을 하기 실험예로 정리하였다.The contents confirmed by the above examples are summarized in the following experimental examples.

실험예Experimental Example 1. 단백질 결정체 X선 분석 1. Protein crystal X-ray analysis

Cg2612(또는 CgLOG) 단백질의 기능을 규명하기 위하여 효소의 구조를 규명하였다. Cg 2612 (or Cg LOG) The structure of the enzyme was identified to clarify the function of the protein.

먼저, 2.3 Å 해상도에서 상기 단백질의 결정체를 분석하였다. 그 결과, Cg2612의 결정체는 I-중심 사방정계의 단위셀 디멘션(dimensions) a=113.51 Å, b=130.50 Å, 및 c=140.51 Å을 갖는 공간군 I222에 속함을 확인하였다. 각 비대칭 유닛당 네 개의 Cg2612 분자를 가지며, 단백질 질량의 유닛당 결정체의 부피는 약 3.10 Å Da-1임을 확인하였고, 이를 통해 약 60.31%의 용매 함량을 가지고 있음을 알 수 있었다.First, the crystal of the protein was analyzed at a resolution of 2.3 Å. As a result, it was confirmed that the crystals of Cg 2612 belong to the space group I 222 having unit cell dimensions a = 113.51 Å, b = 130.50 Å, and c = 140.51 Å in the I-centered orthorhombic system. It has been confirmed that the Cg 2612 molecule per each asymmetric unit has a volume of crystallite per unit of protein mass of about 3.10 Å Da -1 and that it has a solvent content of about 60.31%.

실험예Experimental Example 2.  2. CgCg LOGLOG 단백질의 구조 및 활성 분석 Structure and activity analysis of proteins

실험예Experimental Example 2-1. 2-1. CgCg LOGLOG 단백질의 전체적인 구조 The overall structure of proteins

Cg2612 단백질의 기능을 규명하기 위하여 효소의 구조를 규명하였다. Cg 2612 The structure of the enzyme was identified to clarify the function of the protein.

그 결과, 도 1에서 볼 수 있듯이, Cg2612는 구분되는 두 개의 이량체를 포함함을 확인하였다. Cg2612의 분자 I, II, III, 및 IV는 전자 밀도 지도에서 관찰 가능한 각각의 9-191, 3-195, 3-190, 및 2-195 잔기를 포함하고 있었다. 특히, 한 개의 이량체로부터 유래한 Lys194가 다른 이량체의 활성부위에서 인산염과 상호작용함을 확인하였고, I222 공간군의 결정화 압축은 인위적인 생성물로서 사량체의 배열을 야기함을 확인하였다. 또한, 하기 표 4의 SAXS 결과를 통해, Cg2612는 이량체의 상태임을 확인하였으며, 이러한 Cg2612의 이량체 결정 구조는 SAXS 3D-구조 모델에 잘 맞음을 확인하였다(도 2).As a result, as shown in FIG. 1, it was confirmed that Cg 2612 contained two separated dimers. Molecules I, II, III, and IV of Cg 2612 contained each of the 9-191, 3-195, 3-190, and 2-195 residues observable on an electron density map. In particular, it was confirmed that Lys194 derived from one dimer interacts with phosphate at the active site of the other dimer, and crystallization compression of the I 222 space group results in the arrangement of tetramers as an artificial product. From the results of SAXS in Table 4, it was confirmed that Cg 2612 is a dimer state, and the dimer crystal structure of Cg 2612 was confirmed to fit the SAXS 3D-structure model (FIG. 2).

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한편, 도 3의 B 및 C에서 볼 수 있듯이, Cg2612의 단량체 구조는 로스만폴드(Rossmann fold)에 속하는 α/β 접힘을 나타냄을 확인하였고 7개의 평행하는 β-스트랜드(β-strand)로 이루어진 중심 β-시트(β-sheet)는 8개의 α-헬릭스(α-helice)에 둘러싸여 있음을 확인하였다. On the other hand, as can be seen in FIGS. 3B and 3C, it was confirmed that the monomer structure of Cg 2612 exhibited α / β folding belonging to the Rossmann fold, and the 7 parallel strands of β-strand It has been confirmed that the central β-sheet formed is surrounded by eight α-helices.

아울러, 도 3의 D 및 도 4에서 볼 수 있듯이, Cg2612의 이량체화는 조밀한 도메인 접힘을 나타내었는데, 이량체화의 경계면은 주로 α5- 및 α6-헬릭스로 구성되어 있었고, α4-헬릭스는 부분적으로 이량체화를 돕고 있음을 확인하였다. 매립된 경계면의 영역은 1,563 Å(AB 이량체 및 CD 이량체의 평균)임을 PISA를 통해 확인하였고, 그 부분에 포함된 잔기는 약 24.5%임을 확인하였다. 두 폴리펩타이드의 이량체화는 활성부위로서 기능하는 포켓을 구성하며, 보존된 "PGGXGTXXE" 모티프가 상기 포켓의 표면에 존재함을 확인하였다(도 5).In addition, as shown in FIG. 3 D and FIG. 4, the dimerization of Cg 2612 showed dense domain folding, the interface of dimerization mainly consisting of α5- and α6-helix, and α4- And it is confirmed that it supports dimerization. The area of the buried interface was found to be 1,563 Å (average of AB dimer and CD dimer), and it was confirmed by PISA that the residue contained in this portion was about 24.5%. The dimerization of the two polypeptides constituted a pocket functioning as an active site, confirming that a conserved "PGG X GT XX E" motif was present on the surface of the pocket (FIG. 5).

실험예Experimental Example 3.  3. CgCg LOGLOG 단백질 구조를 이용한 기능 규명 Characterization using protein structure

실험예Experimental Example 3-1. 구조 비교를 통한 기능 규명 3-1. Identification of function through structure comparison

DALI 서버를 이용한 구조적 비교를 통해, Cg2612의 구조는 A. thaliana의 LOG3(AtLOG3, PDB CODE 2A33, Z-score 29.4) 및 LOG8(AtLOG8, PDB CODE 1YDH, z-score 30.4)과 유사함을 확인하였다. 또한, C. purpurea(CpLOG, PDB CODE 5AJT, Z-score 26.8) 및 M. marinum(MmLOG, PDB CODE 3SBX, Z-score 27.7)이 Cg2612와 구조적으로 유사함을 확인하였다. 또한, 이러한 구조적 상동성은 Cg2612와 동일한 아미노산을 33% 이상 공유하고 있음을 알 수 있었다. Cg2612와 구조적으로 유사한 단백질들이 LOG 단백질이며, 상기 단백질들의 구조뿐만 아니라 아미노산 서열의 높은 유사성을 통해, Cg2612가 LOG로 기능함을 알 수 있었다.Through structural comparison using DALI server, the structure of Cg 2612 is similar to LOG3 ( At LOG3, PDB CODE 2A33, Z-score 29.4) and LOG8 ( At LOG8, PDB CODE 1YDH, z-score 30.4) of A. thaliana Respectively. In addition, it was confirmed that C. purpurea ( Cp LOG, PDB CODE 5AJT, Z-score 26.8) and M. marinum ( Mm LOG, PDB CODE 3SBX, Z-score 27.7) were structurally similar to Cg 2612. It was also found that this structural homology shares more than 33% of the same amino acids as Cg 2612. Proteins structurally similar to Cg 2612 are LOG proteins, and Cg 2612 functions as a LOG through not only the structure of the proteins but also the high similarity of amino acid sequences.

실험예Experimental Example 3-2. 리신  3-2. Lee Sin 탈카복시화Decarboxylation 효소(lysine  Enzyme (lysine decarboxylasedecarboxylase ; ; LDCLDC ) 활성 분석) Activity analysis

LOG는 LDC 활성을 가짐이 보고됨에 따라(Kukimoto-Niino, M. et al., Protein Sci., 13, 3038-42, 2004), Cg2612의 생화학적 기능을 규명하기 위하여 Cg2612의 LDC 활성을 분석하였다. LOG is the LDC activity is reported as having the (Kukimoto-Niino, M. et al ., Protein Sci., 13, 3038-42, 2004), LDC activity of Cg 2612 to investigate the biochemical functions of Cg 2612 Respectively.

이를 위해, LDC 어세이를 수행하였고, 대장균 유래 리신 탈카복시화 효소(EcCadA)와 그 결과를 비교하였다. 구체적으로, LDC 활성은 리신 옥시다제(lysine oxidase) 및 퍼옥시다제(peroxidase)를 이용한 L-리신의 잔여 농도를 측정함으로써 확인하였다. LDC 반응 이후, 리신 옥시다제는 남아있는 리신을 6-amino-2-oxohexanoate, NH3, 및 H2O2로 전환하고, H2O2는 퍼옥시다제에 의하여 ABTS(2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)로 환원되는데, 환원된 ABTS는 412 nm 흡광도에서 분광광도 방법(spectrophotometric method)을 통해 탐지하였다. 상기 어세이는 100 mM 인산염, pH 6.0, 0.1 M L-리신, 0.2 mM 피리독살인산(pyridoxal-5-phosphate) 및 25 ㎍의 정제 효소가 포함된 200 ㎕의 반응용액으로 30℃에서 수행하였으며, 반응 혼합물을 100℃에서 5분간 가열하여 반응을 종결하였다. 13,500 × g에서 1분간 원심분리한 이후, 인산염 버퍼에 0.1 unit/ml의 리신 옥시다제 및 1 unit/ml의 퍼옥시다제가 포함된 2x 반응 용액을 반응 혼합물에 첨가하였다.For this, an LDC assay was performed and the results were compared with the E. coli-derived lysine decarboxylase ( Ec CadA). Specifically, the LDC activity was confirmed by measuring the residual concentration of L-lysine using lysine oxidase and peroxidase. After LDC reaction, lysine oxidase to remain in the lysine 6-amino-2-oxohexanoate, NH 3, and converted to H 2 O 2, and by the multidrug H 2 O 2 is a peroxy ABTS (2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid), and the reduced ABTS was detected at 412 nm absorbance by spectrophotometric method. The assay was performed using 100 mM phosphate, pH 6.0, 0.1 M L-lysine , 0.2 mM pyridoxal-5-phosphate and 25 μg of purified enzyme at 30 ° C. The reaction mixture was heated at 100 ° C. for 5 minutes to terminate the reaction. × g for 1 minute, 2 × reaction solution containing 0.1 unit / ml of lysine oxidase and 1 unit / ml peroxidase in phosphate buffer was added to the reaction mixture.

그 결과, 도 6의 A에서 볼 수 있듯이, Cg2612는 어떠한 리신 탈카복시화 효소 활성을 나타내지 않음을 확인하였고, 반면에 EcCadA는 높은 활성을 나타냄을 확인하였다. 상기 결과를 통해, Cg2612는 리신 탈카복시화 효소가 아님을 알 수 있었다.As a result, as shown in FIG. 6A, it was confirmed that Cg 2612 showed no lysine decarboxylase activity, while Ec CadA showed high activity. From the above results, it was found that Cg 2612 was not a lysine decarboxylase.

실험예Experimental Example 3-3.  3-3. 포스포리보히드로라제Phospholipohydrolase (( phosphoribohydrolasephosphoribohydrolase ) 활성 분석) Activity analysis

포스포리보히드로라제는 비활성 사이토키닌 염기를 생물학적으로 활성을 나타내는 염기의 형태로 전환시키는 효소이므로, Cg2612의 생화학적 기능을 규명하기 위하여 Cg2612의 포스포리보히드로라제 활성을 분석하였다.Phospholipids beam dihydro cyclase enzyme because it is the conversion of non-talkie between inactive base in the form of a base represents the biologically active, we analyzed the phospholipid beam dihydro cyclase activity of Cg 2612 to investigate the biochemical functions of Cg 2612.

포스포리보히드로라제의 기질로 AMP(adenosine monophosphate)를 이용하였는데, 자연의 사이토키닌 전구체를 획득하지 못하였고, LOG의 포스포리보히드로라제 활성을 확인한 기존의 연구에서도 AMP 기질을 사용하였기 때문에(Samanovic, M.I. et al., Mol. Cell, 57, 984-94, 2015), 본 발명에서도 AMP를 이용하였다. 구체적으로, 상기 효소의 활성은 TLC(thin layer chromatography) 방법으로 분리한 아데닌 고리 화합물을 탐지함으로써 확인하였다. 효소 반응을 20 mM AMP, 36 mM Tris-HCl, pH 8.0, 및 23 μM 정제된 효소의 혼합액을 이용하여 30℃에서 수행하였고, 95℃에서 1.5분 동안 가열하여 반응을 종결하였다. 이후, 반응 혼합액을 PEI-cellulose-F plastic TLC 시트(Merck Millipore)에 점의 형태로 올렸다. 이동상은 1 M 염화나트륨을 사용하였고, TLC 챔버에 둔 후 완전히 건조시켰다. 아데닌-고리를 포함하는 화합물을 UV 램프(290 nm)에서 탐지하였다.Since AMP (adenosine monophosphate) was used as a substrate of phospholipid hydrolase, a natural cytokinin precursor could not be obtained, and since the AMP substrate was used in a previous study confirming the phospholipase hydrolase activity of LOG Samanovic, MI et al., Mol. Cell, 57, 984-94, 2015). In the present invention, AMP was also used. Specifically, the activity of the enzyme was confirmed by detecting an adenine ring compound separated by a thin layer chromatography (TLC) method. The enzyme reaction was carried out at 30 ° C using a mixture of 20 mM AMP, 36 mM Tris-HCl, pH 8.0, and 23 μM purified enzyme, and the reaction was terminated by heating at 95 ° C for 1.5 minutes. Thereafter, the reaction mixture was poured onto a PEI-cellulose-F plastic TLC sheet (Merck Millipore) in the form of a dot. The mobile phase was 1 M sodium chloride, placed in a TLC chamber and completely dried. Compounds containing an adenine-ring were detected in a UV lamp (290 nm).

그 결과, 도 6의 B에서 볼 수 있듯이, Cg2612는 포스포리보히드로라제 활성을 가지며, 반응 시간이 지남에 따라 활성이 증가함을 확인하였다. AMP의 가수분해가 반응 30분 이후 부터 관찰되었기 때문에, 상기 효소의 활성이 매우 강한 것은 아님을 알 수 있었다. 반면에, 도 5의 C에서 볼 수 있듯이, EcCadA는 AMP 기질에 대하여 포스포리보히드로라제 활성을 나타내지 않음을 확인하였다. As a result, as shown in FIG. 6B, it was confirmed that Cg 2612 had phospholipid hydrolase activity and increased activity over the reaction time. As the hydrolysis of AMP was observed from 30 minutes after the reaction, it was found that the activity of the enzyme was not very strong. On the other hand, as can be seen in Fig. 5C, Ec CadA did not show phospholipid hydrolase activity on the AMP substrate.

LOG는 AMP보다 자연의 사이토키닌 전구체에 대하여 높은 포스포리보히드로라제 활성을 나타내므로(Hinsch, J. et al., Environmental microbiology, 2015; Samanovic, M.I. et al., Mol. Cell, 57, 984-94, 2015), 이를 통해 Cg2612는 본 발명에서 확인한 AMP에 대한 활성보다 자연의 사이토키닌 전구체에 대하여 더 우수한 활성을 나타낼 것임을 알 수 있었다. 상기 결과를 통해, Cg2612는 LDC 패밀리 효소는 아니며, 대신 LOG 패밀리에 속함을 알 수 있었다. 이에, Cg2612를 CgLOG로 명명하였다.Since LOG exhibits a higher phospholipid hydrolase activity on natural cytokinin precursors than AMP (Hinsch, J. et al., Environmental Microbiology, 2015; Samanovic, MI et al., Mol. Cell, 57, 984 -94, 2015). As a result, it was found that Cg 2612 exhibited more excellent activity against natural cytokinin precursor than the activity against AMP confirmed in the present invention. From the above results, it was found that Cg 2612 is not an LDC family enzyme but belongs to the LOG family. Thus, Cg 2612 was named Cg LOG.

실험예Experimental Example 4. LOG의 사이토카인 생산 방식 규명  4. Identification of cytokine production method of LOG

실험예Experimental Example 4-1. LOG의 활성부위 확인 4-1. Identify active site of LOG

효소의 활성부위(active site)는 촉매 작용이 이루어지는 부분이므로, Cg2612(이하, CgLOG로 명명함)의 사이토카인 생산 방식을 규명하기 위하여, 활성부위 및 이의 구조를 확인하였다.Since the active site of the enzyme is a catalytic site, the active site and its structure have been confirmed in order to identify the production method of Cg 2612 (hereinafter referred to as Cg LOG) cytokine production.

그 결과, 도 7의 A에서 볼 수 있듯이, CgLOG의 활성부위는 "PGGXGTXXE" 모티프 근처에 위치함을 확인하였고, AMP와 복합체를 형성한 MmLOG와 중첩함으로써 CgLOG의 AMP 안정화를 확인하였다. 인산염 모이어티는 Gly116, Ala117 및 Gly118의 주쇄; 및 Thr119 및 Ser19의 측쇄와 수소결합을 형성하고 있으며, 리보스 모이어티는 주로 Arg99와 리보스 모이어티의 두 히드록시 그룹 사이의 수소결합 상호작용을 안정화시킴을 확인하였다. 또한, 아데닌 고리를 안정화시키기 위하여, Met96, Lys100, 및 Glu121의 소수성 및 친수성 잔기가 아데닌 결합부위를 형성하며, Arg99 및 Glu122의 두 촉매 잔기는 아데닌-N9 및 리보스-C1 사이의 공유결합이 가수분해되는 결합의 근처에 위치함을 확인하였다. 아울러, AMP 결합 및 효소적 촉매와 관련하는 잔기들 중에서, Gly116, Ala117, Gly118, Thr119, Glu121, 및 Glu122는 "PGGXGTXXE" 모티프에 위치함을 확인하였다.As a result, as shown in Fig. 7A, it was confirmed that the active site of Cg LOG was located near the motif of "PGG X GT XX E &quot;, and the AMP stabilization of the Cg LOG by overlapping with the Mm LOG complexed with AMP Respectively. Phosphate moieties include the main chains of Gly116, Ala117 and Gly118; And Thr119 and Ser19, and that the ribose moiety mainly stabilizes the hydrogen bond interaction between Arg99 and the two hydroxy groups of the ribose moiety. In addition, to stabilize the adenine ring, the hydrophobic and hydrophilic residues of Met96, Lys100, and Glu121 form an adenine binding site, and the two catalytic residues Arg99 and Glu122 share a covalent bond between adenine-N 9 and ribose-C 1 Lt; RTI ID = 0.0 &gt; hydrolyzed &lt; / RTI &gt; bond. In addition, among the residues associated with AMP binding and enzymatic catalysis, it was confirmed that Gly116, Ala117, Gly118, Thr119, Glu121, and Glu122 were located in the "PGG X GT XX E" motif.

상기 결과를 통해, 상기 모티프는 뉴클레오티드 결합부위로서 기능함을 알 수 있었다. 또한, 하나의 인산염 및 하나의 글리세롤 분자는 AMP 결합부위에 결합하며, 상기 분자들은 각각 인산염 모이어티 및 리보스 고리의 안정화를 모방함을 확인하였다(도 7의 A 및 도 8).From the above results, it can be seen that the motif functions as a nucleotide binding site. In addition, one phosphate and one glycerol molecule were bound to the AMP binding site, confirming that the molecules mimic the stabilization of the phosphate moiety and the ribose ring, respectively (FIGS. 7A and 8).

실험예Experimental Example 4-2. LOG의 기질 결합부위 규명 4-2. Identification of substrate binding sites in LOG

상기 실험예 4-1을 통해 확인한 CgLOG의 활성부위에서, AMP 결합 및 효소 촉매에 대한 잔기들의 연관성을 확인하기 위해, 위치-특이적 돌연변이를 유발하였다. A site-specific mutation was induced in the active site of the Cg LOG identified in Experimental Example 4-1 in order to confirm the association of AMP binding and residues to the enzyme catalyst.

촉매 기능에 필수적인 잔기인 알라닌을 치환한 결과, 포스포리보히드로라제 활성이 완전히 손실됨을 확인하였다. 다만, 하나의 예외로서, S19A 돌연변이는 야생형보다 활성이 우수함을 확인하였다. 이를 통해, AMP 안정화와 관련된 대부분의 잔기는 모든 LOG에서 보존되어 있음을 확인하였고, CgLOG에서 관찰된 활성부위의 구조는 LOG 패밀리 효소로 분류됨을 확인하였다.As a result of substitution of alanine which is a residue essential for the catalytic function, it was confirmed that the phospholipid hydrolase activity was completely lost. However, as an exception, it was confirmed that the S19A mutation was more active than the wild type. It was confirmed that most residues related to AMP stabilization were conserved in all LOGs, and that the structure of the active site observed in Cg LOG was classified as LOG family enzyme.

한편, 프레닐 그룹(prenyl-group) 결합부위가 밝혀졌음에도 불구하고(Dzurova, L. et al., Proteins, 83, 1539-46, 2015), 자연의 기질과 결합한 LOG 구조가 부재함에 따라, 프레닐 그룹의 안정화 또는 사이토키닌 전구체의 N6-변형 모이어티 등은 여전히 규명되지 않은 상태이다. 이에 따라, 아데닌 모이어티의 배열을 통해 N6-프레닐 그룹의 결합부위를 규명하였다. On the other hand, despite the fact that the prenyl-group binding site has been revealed (Dzurova, L. et al., Proteins, 83, 1539-46, 2015) Stabilization of the prenyl group or the N 6 -modification moiety of the cytokinin precursor remains unidentified. Thus, the binding sites of N 6 -prenyl groups were identified through the arrangement of adenine moieties.

그 결과, 도 7의 C에서 볼 수 있듯이, CgLOG에서 Met96, His97, Lys100, Glu125, 및 Trp129는 프레닐 그룹 결합부위를 형성함을 확인하였다. 또한, 이러한 잔기들은 AtLOG3, OsLOG, 및 CpLOG에서 발견되는 잔기들과 동일한 것임을 확인하였다(도 3의 A 및 도 7의 C). 상기 결과를 통해, 본 발명자들은 CgLOG는 사이토키닌-활성화 효소로서 기능하며, 상기 효소는 기질로서 식물 또는 식물-상호작용 곰팡이로부터 유래한 다른 LOG와 유사한 사이토키닌 전구체를 이용함을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 7C, it was confirmed that Met96, His97, Lys100, Glu125, and Trp129 in the Cg LOG form a prenyl group binding site. It was also confirmed that these residues are the same as those found in At LOG3, Os LOG, and Cp LOG (FIGS. 3A and 7C). Through the above results, the present inventors confirmed that Cg LOG functions as a cytokinin-activating enzyme, and that the enzyme uses a cytokinin precursor similar to other LOGs derived from plant or plant-interacting fungi as a substrate.

실험예Experimental Example 4-3. 다른 LOG와  4-3. Other LOGs CgCg LOG와의With LOG 구조 비교 Structure comparison

본 발명의 CgLOG의 특징을 자세히 분석하기 위하여, 연구가 많이 수행된 다른 생물, 즉 애기장대(Arabidopsis thaliana), 맥각병균(Claviceps purpurea), 또는 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)로부터 유래한 각각 AtLOG3, CpLOG, 또는 MmLOG의 LOG 단백질과 CgLOG의 구조를 비교하였다. In order to analyze the characteristics of the Cg LOG of the present invention in detail, other studies in which a lot of studies have been carried out, namely Arabidopsis thaliana , Claviceps purpurea ), or Mycobacterium tuberculosis The structure of LOG protein and Cg LOG of At LOG3, Cp LOG, or Mm LOG were compared.

그 결과, 도 9의 A에서 볼 수 있듯이, 상기 네 개의 LOG 구조의 전체적인 접힘이 서로 비슷함에도 불구하고, CpLOG는 특이한 구조적 특징을 나타냄을 확인하였다. 세 개의 다른 LOG와 비교하였을 때, CpLOG는 C-말단 부위에서 추가의 헬릭스를 가지며, 연장되는 α3-β4 및 α4-β5의 연결되는 루프(loop)를 포함함을 확인하였다. 또한, α3-β4의 연장된 연결 루프는 AMP 결합부위 근처에 위치함을 확인하였다. As a result, it can be seen from FIG. 9A that although the four folds of the four LOG structures are similar to each other, Cp LOG shows a unique structural characteristic. When compared to the three other LOGs, the Cp LOG was found to have an additional helix at the C-terminal site and to include a linked loop of extended α3-β4 and α4-β5. Furthermore, it was confirmed that the extended connecting loop of? 3-? 4 was located near the AMP binding site.

그러나, 도 9의 B에서 볼 수 있듯이, MmLOG에서 상기 부위는 Glu80 잔기를 포함하며, 이는 리보스 고리의 히드록시 그룹과 수소결합을 형성함을 확인하였다. 상기 결과를 종합하여, C-말단 부위는 LOG에 따라 다양함을 확인하였고, 리보스 고리는 각 단백질에 따라 조금씩 다름을 확인하였다. 또한, 상기 부위의 구조적 다른점을 제외하고, LOG는 비슷한 AMP 결합 모드를 가지며, "PGGXGTXXE" 모티프에서 보존된 잔기는 다른 보존된 잔기들과 마찬가지로 AMP 안정화에 기여함을 확인하였다.However, as can be seen from FIG. 9B, in the Mm LOG, the site contained the Glu80 residue, confirming that it forms a hydrogen bond with the hydroxy group of the ribose ring. Based on the above results, it was confirmed that the C-terminal region varied according to the LOG, and the ribose ring was slightly different depending on each protein. Also, with the exception of the structural differences of the site, LOG has a similar AMP binding mode, confirming that the residues conserved in the "PGG X GT XX E" motif contribute to AMP stabilization like other conserved residues.

한편, MmLOG에서는 예외를 발견하였다. 다른 LOG에서는 세린(serine) 및 글루타메이트(glutamate)가 AMP 안정화에 기여하지만, MmLOG에서는 Ala19 및 Asp120가 위치함을 확인하였다(도 9의 B). 상기 네 개의 LOG는 두 촉매 잔기를 가지며, CgLOG의 Arg99 및 Glu122는 같은 곳에 위치함을 확인하였다. 상기 결과를 통해, 이러한 LOG는 동일한 효소적 메커니즘을 통해 반응을 촉매함을 확인하였다.On the other hand, Mm LOG found an exception. In other LOGs, serine and glutamate contribute to AMP stabilization, whereas Ala19 and Asp120 are located in Mm LOG (Fig. 9B). The four LOGs had two catalytic residues and Arg99 and Glu122 of Cg LOG were located at the same location. From these results, it was confirmed that this LOG catalyzes the reaction through the same enzymatic mechanism.

아울러, 프레닐 그룹 결합부위의 비교를 통해, LOG 기질 특이성을 확인할 수 있었다. In addition, LOG substrate specificity could be confirmed by comparison of prenyl group binding sites.

도 9의 C에서 볼 수 있듯이, CgLOG에서, AtLOG3 및 CpLOG는 프레닐 그룹 결합부위에서 Met96, His97, Lys100, Glu125, 및 Trp129의 잔기를 포함하고 있음을 확인하였다. 그러나, MmLOG는 CgLOG, AtLOG3, 및 CpLOG와 비교할 때, 프레닐-그룹 결합부위에서 큰 차이를 나타냄을 확인하였다. MmLOG에서 프레닐-그룹 결합부위는 다른 세 개의 LOG와는 다르게, 글루타메이트(glutamate), 트립토판(tryptophan) 및 히스티딘(histidine) 잔기의 부위에 Asp124, Glu128, 및 Trp96 잔기가 위치함을 확인하였다. As can be seen in FIG. 9C, in Cg LOG, At LOG3 and Cp LOG contained residues of Met96, His97, Lys100, Glu125, and Trp129 at the prenyl group binding site. However, it was confirmed that Mm LOG shows a large difference at the prenyl-group binding sites when compared with Cg LOG, At LOG3, and Cp LOG. In the Mm LOG, the prenyl -group binding site was found to contain Asp124, Glu128, and Trp96 residues at the sites of glutamate, tryptophan, and histidine residues, unlike the other three LOGs.

상기 결과를 통해, CgLOG는 식물 또는 식물-상호작용 곰팡이에서 유래한 LOG로부터 생산된 것과 유사한 사이토키닌을 생산할 것임을 알 수 있었다. 그러나, MmLOG는 CgLOG, AtLOG3 및 CpLOG와는 다른 유형의 사이토키닌을 생산할 것이며, 이를 통해 Mycobacterium 속과 같은 포유류-상호작용 박테리아는 다른 종류의 사이토키닌을 생산하는데 이용될 수 있음을 알 수 있었다.The results show that Cg LOG will produce cytokinins similar to those produced from LOGs derived from plant or plant-interacting fungi. However, Mm LOG will produce a different type of cytokinin than Cg LOG, At LOG3 and Cp LOG, which means that mammalian-interacting bacteria such as Mycobacterium genus can be used to produce other types of cytokinins Could know.

<110> Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Method for crystallization of CgLOG protein <130> KPA160339-KR <160> 4 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 gcgccatatg acttcgcttt tcgacgcccc 30 <210> 2 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 gcgcctcgag ccattttggt gctggtggag tcc 33 <210> 3 <211> 588 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CgLOG cDNA <400> 3 ttaccatttt ggtgctggtg gagtccaggt ctgcattgcc tttagcaggg catgcgggtc 60 ggattccacg atgaggcact caaagaagtc tcgcttgata aatccacgct gggtcatctg 120 ctcaagcatt tccagcaggg gctgccaaaa accatcgaca tcataaagtg cgacgggctt 180 ttgatgaatg cccagctgtt gccaggtcca gacctcgaaa agttcttcca aggtgccggc 240 gccaccgggc atggcgataa aaccatcgcc aagttctgcc atgcgacgct tgcggatgtg 300 catatcagga acgatttcaa gttcggtgag cttttcatgc ccaagctcac ccttcataag 360 tgattccgtg atgacgccaa aggcttcgcc acctgattcc aggaacgcat ccgcgacgat 420 acccatgagc cccacttttc cgccaccgta aaccaagtcg atgccgcggt ctaccgcggt 480 tttcgccaag gtttgagccg cttgcgtgta cagcgaggaa ctgccgagcg ccgagcccgt 540 gaaaacggtg acgcgttgga gggttggggc gtcgaaaagc gaagtcat 588 <210> 4 <211> 195 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Recombinant CgLOG <400> 4 Met Thr Ser Leu Phe Asp Ala Pro Thr Leu Gln Arg Val Thr Val Phe 1 5 10 15 Thr Gly Ser Ala Leu Gly Ser Ser Ser Leu Tyr Thr Gln Ala Ala Gln 20 25 30 Thr Leu Ala Lys Thr Ala Val Asp Arg Gly Ile Asp Leu Val Tyr Gly 35 40 45 Gly Gly Lys Val Gly Leu Met Gly Ile Val Ala Asp Ala Phe Leu Glu 50 55 60 Ser Gly Gly Glu Ala Phe Gly Val Ile Thr Glu Ser Leu Met Lys Gly 65 70 75 80 Glu Leu Gly His Glu Lys Leu Thr Glu Leu Glu Ile Val Pro Asp Met 85 90 95 His Ile Arg Lys Arg Arg Met Ala Glu Leu Gly Asp Gly Phe Ile Ala 100 105 110 Met Pro Gly Gly Ala Gly Thr Leu Glu Glu Leu Phe Glu Val Trp Thr 115 120 125 Trp Gln Gln Leu Gly Ile His Gln Lys Pro Val Ala Leu Tyr Asp Val 130 135 140 Asp Gly Phe Trp Gln Pro Leu Leu Glu Met Leu Glu Gln Met Thr Gln 145 150 155 160 Arg Gly Phe Ile Lys Arg Asp Phe Phe Glu Cys Leu Ile Val Glu Ser 165 170 175 Asp Pro His Ala Leu Leu Lys Ala Met Gln Thr Trp Thr Pro Pro Ala 180 185 190 Pro Lys Trp 195 <110> Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Method for crystallization of CgLOG protein <130> KPA160339-KR <160> 4 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 gcgccatatg acttcgcttt tcgacgcccc 30 <210> 2 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 gcgcctcgag ccattttggt gctggtggag tcc 33 <210> 3 <211> 588 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CgLOG cDNA <400> 3 ttaccatttt ggtgctggtg gagtccaggt ctgcattgcc tttagcaggg catgcgggtc 60 ggattccacg atgaggcact caaagaagtc tcgcttgata aatccacgct gggtcatctg 120 ctcaagcatt tccagcaggg gctgccaaaa accatcgaca tcataaagtg cgacgggctt 180 ttgatgaatg cccagctgtt gccaggtcca gacctcgaaa agttcttcca aggtgccggc 240 gccaccgggc atggcgataa aaccatcgcc aagttctgcc atgcgacgct tgcggatgtg 300 catatcagga acgatttcaa gttcggtgag cttttcatgc ccaagctcac ccttcataag 360 tgattccgtg atgacgccaa aggcttcgcc acctgattcc aggaacgcat ccgcgacgat 420 acccatgagc cccacttttc cgccaccgta aaccaagtcg atgccgcggt ctaccgcggt 480 tttcgccaag gtttgagccg cttgcgtgta cagcgaggaa ctgccgagcg ccgagcccgt 540 gaaaacggtg acgcgttgga gggttggggc gtcgaaaagc gaagtcat 588 <210> 4 <211> 195 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Recombinant CgLOG <400> 4 Met Thr Ser Leu Phe Asp Ala Pro Thr Leu Gln Arg Val Thr Val Phe   1 5 10 15 Thr Gly Ser Ala Leu Gly Ser Ser Ser Leu Tyr Thr Gln Ala Ala Gln              20 25 30 Thr Leu Ala Lys Thr Ala Val Asp Arg Gly Ile Asp Leu Val Tyr Gly          35 40 45 Gly Gly Lys Val Gly Leu Met Gly Ile Val Ala Asp Ala Phe Leu Glu      50 55 60 Ser Gly Gly Glu Ala Phe Gly Val Ile Thr Glu Ser Leu Met Lys Gly  65 70 75 80 Glu Leu Gly His Glu Lys Leu Thr Glu Leu Glu Ile Val Pro Asp Met                  85 90 95 His Ile Arg Lys Arg Arg Met Ala Glu Leu Gly Asp Gly Phe Ile Ala             100 105 110 Met Pro Gly Gly Ala Gly Thr Leu Glu Glu Leu Phe Glu Val Trp Thr         115 120 125 Trp Gln Gln Leu Gly Ile His Gln Lys Pro Val Ala Leu Tyr Asp Val     130 135 140 Asp Gly Phe Trp Gln Pro Leu Leu Glu Met Leu Glu Gln Met Thr Gln 145 150 155 160 Arg Gly Phe Ile Lys Arg Asp Phe Phe Glu Cys Leu Ile Val Glu Ser                 165 170 175 Asp Pro His Ala Leu Leu Lys Ala Met Gln Thr Trp Thr Pro Pro Ala             180 185 190 Pro Lys Trp         195

Claims (11)

(i) CgLOG 단백질을 함유하는 단백질 용액과 (ii) 말산(malic acid) 및 PEG(polyethylene glycol)를 포함하는 저수조(reservior) 용액을 서로 혼합하여 방울 혼합 증기 확산법(hanging-drop vapor-diffusion method)으로 결정화시키는 단계를 포함하는, 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 유래의 LOG(CgLOG) 단백질의 결정화 방법.
(i) a protein solution containing a Cg LOG protein and (ii) a reservoir solution containing malic acid and PEG (polyethylene glycol) are mixed with each other to form a hanging-drop vapor-diffusion method ) by including a crystallization step, Corynebacterium glutamicum (Corynebacterium glutamicum- derived LOG ( Cg LOG) protein.
제1항에 있어서, 상기 CgLOG 단백질의 농도는 50 내지 150 mg/ml인 것인, 방법.
The method of claim 1, wherein the concentration of the Cg LOG protein is 50 to 150 mg / ml.
제1항에 있어서, 상기 말산의 농도는 0.1 내지 0.3 M인 것인, 방법.
The method of claim 1, wherein the concentration of malic acid is between 0.1 and 0.3 M.
제1항에 있어서, 상기 PEG의 농도는 15 내지 35%(v/v)인 것인, 방법.
The method of claim 1, wherein the concentration of PEG is from 15 to 35% (v / v).
제1항에 있어서, 상기 저수조 용액의 pH는 6 내지 8인 것인, 방법.
The method of claim 1, wherein the pH of the reservoir solution is from 6 to 8.
(a) 표 1에 나타낸 원자 좌표를 가지는 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 유래의 LOG(CgLOG) 단백질의 3차 구조를 이용하여 CgLOG 단백질 활성 조절 후보 펩타이드 또는 CgLOG 단백질 결합 후보 화합물을 생성 또는 선별하는 단계; 및
(b) 상기 (a) 단계에서 생성 또는 선별된 후보 펩타이드 또는 화합물이 CgLOG 단백질의 활성을 조절하는지 여부를 확인하는 단계를 포함하는, CgLOG 단백질의 활성 조절제의 스크리닝 방법.
(a) Using the tertiary structure of the LOG ( Cg LOG) protein derived from Corynebacterium glutamicum having the atomic coordinates shown in Table 1, the Cg LOG protein activity regulatory candidate peptide or Cg LOG protein binding candidate Generating or selecting a compound; And
(b) wherein (a) generating or screening candidate peptides or compound in step is a screening method for the active control agent of Cg LOG including the steps to determine whether to adjust the activity of the protein, Cg LOG protein.
제6항에 있어서, 상기 3차 구조를 이용하여 (b) 단계에서 스크리닝된 CgLOG 단백질의 활성 조절제보다, CgLOG 단백질의 활성을 조절하는 능력이 더 큰 물질을 스크리닝하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
7. The method of claim 6, further comprising screening for a substance having a greater ability to modulate the activity of the Cg LOG protein than the activity modulator of the Cg LOG protein screened in step (b) using the tertiary structure How, one.
코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum)을 배지에서 배양하는 단계; 및 상기 배양된 미생물 또는 배양 배지로부터 사이토키닌(cytokinin)을 회수하는 단계를 포함하는, 사이토키닌(cytokinin)의 생산 방법.
Corynebacterium &lt; RTI ID = 0.0 &gt; glutamicum ) in a medium; And recovering cytokinin from the cultured microorganism or culture medium. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11. &lt; / RTI &gt;
제8항에 있어서, 상기 배지는 제6항 또는 제7항의 스크리닝 방법을 통해 스크리닝한 활성 조절제를 포함하는 것인, 생산 방법.
9. The production method according to claim 8, wherein said medium comprises an activity modulator screened through the screening method of claim 6 or 7.
제8항에 있어서, 상기 활성 조절제는 펩타이드 또는 화합물인 것인, 생산 방법.
9. The method of claim 8, wherein the activity modulator is a peptide or a compound.
제8항에 있어서, 상기 활성 조절제는 CgLOG 단백질의 활성화제인 것인, 생산 방법.9. The method of claim 8, wherein said activity modulator is an activator of a Cg LOG protein.
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KR20140044469A (en) * 2012-10-05 2014-04-15 상지대학교산학협력단 Corynebacterium sp. microorganism having enhanced l-threonine productivity by regulation of dapa activity and a method of producing l-threonine using the same
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