KR20210081195A - Constitutively expressed vector on the surface using promoter of galactose mutarotase from Lactobacillus casei and thereof utilization - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a promoter of a galactose mutarotase gene derived from Lactobacillus casei and uses thereof, and more particularly, to a promoter of a galactose mutarotase gene derived from Lactobacillus casei having a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, an expression vector containing the promoter and a microorganism transformed with the expression vector, wherein the microorganism transformed with the expression vector containing the promoter according to the present invention can effectively express a target protein on a fungus body surface to be useful as a vaccine delivery system, and the like. In addition, the present invention relates to the surface expression vector having pgsA, a gene encoding polygamma-glutamic acid synthase, and a method of expressing the target protein on the surface of the microorganism using the vector, wherein the vector into which foreign genes are inserted transforms the microorganism and allows a foreign protein to be stably expressed on the surface of the microorganism.

Description

락토바실러스 카제이 유래 갈락토오스 뮤타로테이즈 유전자의 프로모터를 이용한 항시적 고발현 표면발현벡터 및 그 이용 {Constitutively expressed vector on the surface using promoter of galactose mutarotase from Lactobacillus casei and thereof utilization}Constitutively expressed vector on the surface using promoter of galactose mutarotase from Lactobacillus casei and its utilization}

본 발명은 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei) 유래 갈락토오스 뮤타로테이즈(galactose mutarotase) 유전자의 프로모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 서열번호 1의 염기서열로 표시되는 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei) 유래 갈락토오스 뮤타로테이즈(galactose mutarotase) 유전자의 프로모터, 상기 프로모터를 함유하는 발현벡터 및 상기 발현벡터로 형질전환된 미생물에 관한 것이다.The present invention relates to a promoter of a galactose mutarotase gene derived from Lactobacillus casei , and more particularly, Lactobacillus casei represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 (Lactobacillus casei) It relates to a promoter of a derived galactose mutarotase gene, an expression vector containing the promoter, and a microorganism transformed with the expression vector.

또한, 본 발명은 바실러스 속 균주 유래의 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질(pgsA)을 이용하여 외래 단백질을 미생물의 표면에 효과적으로 발현시키는 새로운 벡터에 관한 것이고, 나아가 본 발명은 바실러스속 균주 유래의 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질을 이용하여 외래단백질을 미생물의 표면에 발현시키는 단백질의 제조방법에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a new vector for effectively expressing a foreign protein on the surface of a microorganism using the extracellular membrane protein (pgsA) involved in the synthesis of polygammaglutamic acid derived from a Bacillus sp. strain, and further the present invention relates to a Bacillus sp. strain It relates to a method for producing a protein that expresses a foreign protein on the surface of a microorganism using the extracellular membrane protein involved in the synthesis of derived polygamma-glutamic acid.

식품미생물 중 가장 중요한 미생물군인 유산균(lactic acid bacteria)은 다양한 식품에 이용되어 오면서 안전성이 입증된(GRAS: generally recognized as safe) 미생물이며, 플라스미드, 박테리오파아지, 트랜스포존 등을 지니고 있어 유전자 도입을 위한 자체 벡터개발이 가능하고, 또한 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의한 형질전환이 용이하며, 식용 선택마커 유전자들도 확보되어 있기 때문에 식용으로 사용하기에 가장 적합한 균주라 할 수 있다. 또한, 유산균은 장내 유해균 억제 작용 및 정장작용, 혈중 콜레스테롤 감소 기능, 영양학적 가치 증진, 병원체감염 억제 작용, 간경화 개선 작용, 항암작용, 노화억제 작용, 대식세포 활성화를 통한 면역 증강 작용 등의 효능을 가지고 있다.Lactic acid bacteria, the most important microorganism group among food microorganisms, are microorganisms that have been used in various foods and have proven safety (GRAS: generally recognized as safe), and have plasmids, bacteriophages, transposons, etc. Since vector development is possible, transformation by a method commonly used in the art is easy, and edible selection marker genes are also secured, it can be said to be the most suitable strain for use as food. In addition, lactic acid bacteria have the effect of inhibiting harmful bacteria in the intestine and intestinal tract, reducing blood cholesterol, enhancing nutritional value, inhibiting pathogen infection, improving liver cirrhosis, anticancer action, inhibiting aging, and enhancing immunity through macrophage activation. Have.

유산균에서 유용한 외래 단백질을 생산하기 위해서는 고효율의 프로모터(J. M. van der Vossen et al., Appl. Environ. Microbial., Vol.53, pp 2452-2457, 1987; Teija Koivula et al., Appl. Environ. Microbial., Vol.57, pp 333-340, 1991; Pascalle G. G. A. et al., Appl. Environ. Microbial., Vol.62, pp 3662-3667, 1996)의 확보가 필요 하지만, 현재까지의 유산균 유전체에 대한 연구진행 상황은 매우 미흡한 실정이다. 유산균의 유전체는 현재까지 비피도박테리움 론검(Bifidobacterium longum NCC 2705), 엔터로코커스 패칼리스 (Enterococcus faecalis V583), 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum WFCS1)에 대해서만 유전체 염기서열이 해독된 상태이며, 현재 다양한 종의 유산균의 유전체 해독연구가 진행되고 있으며, 더불어 지금까지 유산균에서 분리된 프로모터로는 스트렙토코커스 써모필러스 A054, 락토코커스 락티스 MG1614, 락토코커스 크레모티스 Wg2의 게놈 유래의 항시발현 프로모터(Philippe Slos et al., Appl. Environ. Microbial., Vol. 57, pp 1333-1339,1991; Teija Koivula et al., Appl. Environ. Microbial., Vol.57, pp 333-340, 1991; J. M. van der Vossen et al., Appl. Environ. Microbial., Vol.53, pp 2452-2457, 1987)만이 알려져 있다.In order to produce useful exogenous proteins in lactic acid bacteria, high-efficiency promoters (JM van der Vossen et al., Appl. Environ. Microbial., Vol.53, pp 2452-2457, 1987; Teija Koivula et al., Appl. Environ. Microbial) ., Vol.57, pp 333-340, 1991; Pascalle GGA et al., Appl. Research progress is very poor. The genome of lactic acid bacteria has so far been deciphered only for Bifidobacterium longum NCC 2705, Enterococcus faecalis V583, and Lactobacillus plantarum WFCS1. Currently, genome detoxification studies of various species of lactic acid bacteria are being conducted. In addition, as promoters isolated from lactic acid bacteria so far, the constitutive expression promoters derived from the genomes of Streptococcus thermophilus A054, Lactococcus lactis MG1614, and Lactococcus cremotis Wg2 ( Philippe Slos et al., Appl. Environ. Microbial., Vol. 57, pp 1333-1339, 1991; Teija Koivula et al., Appl. Environ. Microbial., Vol. 57, pp 333-340, 1991; JM van der Vossen et al., Appl. Environ. Microbial., Vol. 53, pp 2452-2457, 1987) are known.

최근 들어 미국 및 유럽에서 유산균을 이용한 라이브 백신 개발, 유용한 호르몬제의 장내 운반체에 대한 연구 및 이를 위한 효율적인 유전자원의 확보와 유산균용 삽입 벡터 개발에 대한 연구가 진행되고 있다. 특히, 유산균에 함유된 다량의 구성성분인 비메틸화된(unmethylated) CpG DNA, 지질타이코산(lipoteichoic acid), 펩티도글리칸 등이 면역상승제(adjuvant)로서의 역할을 한다고 알려져 있기 때문에 유산균이 백신전달체(vehicle)로서의 유용성이 높이 평가되고 있다. 또한 유산균은 담즙산 및 위산에 저항성을 나타내어 장까지의 항원전달이 가능하기 때문에 장내 점막면역을 유도할 수 있다는 점에서 많은 장점을 가지고 있다(Jos F. M. K. Seegers, Trends Biotechnol., Vol. 20, pp 508-515, 2002).Recently, in the United States and Europe, research on the development of live vaccines using lactic acid bacteria, the study of the intestinal carrier of useful hormones, the securing of efficient genetic resources and the development of the insertion vector for the lactic acid bacteria are in progress. In particular, since it is known that unmethylated CpG DNA, lipoteichoic acid, peptidoglycan, etc., which are a large amount of components contained in lactic acid bacteria, act as adjuvants, lactic acid bacteria are vaccines. The usefulness as a vehicle (vehicle) is highly evaluated. In addition, lactic acid bacteria have many advantages in that they can induce intestinal mucosal immunity because they are resistant to bile acid and gastric acid, and thus antigen delivery to the intestine is possible (Jos FMK Seegers, Trends Biotechnol., Vol. 20, pp 508- 515, 2002).

그러나 유산균의 백신전달체로 사용하기 위해서는 질병 예방용 항체 생성을 위한 항원단백질을 균체의 내부 또는 외부에 제시되어 항원항체반응이 원활하게 이루어지도록 하는 기술의 개발이 필요하며, 실제로 HPV(Human papilloma virus)의 L1 단백질이 내부발현되는 유산균을 이용한 항체 유도능 확인(Karina Araujo Aires et al., Appl. Environ. Microbiol. Vol. 72, pp 745-752, 2006) 및 IL-2(Interleukin-2)의 유산균 분비발현 균주를 이용한 질병 치료 효능 확인(Lothar Steidler et al., Nat. Biotechnol. Vol. 21, pp 785-789, 2003) 등 이밖에도 유산균이 벡신전달체로서 적합함을 규명한 다양한 연구 결과들이 발표되고 있다.However, in order to use it as a vaccine carrier for lactic acid bacteria, it is necessary to develop a technology that allows the antigen-antibody reaction to occur smoothly by presenting the antigen protein for the generation of antibodies for disease prevention inside or outside the cell, and in fact, HPV (Human papilloma virus) Confirmation of antibody inducibility using lactic acid bacteria in which L1 protein is internally expressed (Karina Araujo Aires et al., Appl. Environ. Microbiol. Vol. 72, pp 745-752, 2006) and lactic acid bacteria of IL-2 (Interleukin-2) In addition, various research results have been published confirming that lactic acid bacteria are suitable as a vaccine carrier, such as confirmation of disease treatment efficacy using secretory-expressing strains (Lothar Steidler et al., Nat. Biotechnol. Vol. 21, pp 785-789, 2003). .

상기에서 기술한 바와 같이 목적단백질을 발현하는 유산균에 대한 다양한 용도 개발과 학문적 연구가 활발하게 이루어지고 있으나, 아직까지는 발현되는 목적단백질의 발현양이 불충분하다는 문제점과 유도적 발현 프로모터를 이용했을 때 체내 투여 시의 지속적인 발현이 불가할 수도 있다는 등의 문제가 있다.As described above, various uses of lactic acid bacteria expressing the target protein and academic research are being actively conducted, but there is still a problem that the expression amount of the target protein to be expressed is insufficient and when an inducible expression promoter is used, There is a problem such as that continuous expression at the time of administration may not be possible.

또한, 세포 표면발현은 단백질이나 펩타이드 등을 적절한 표면발현 모체(anchoring motif)와 융합시켜서 그람 음성, 양성균, 곰팡이, 효모, 동물세포의 표면에 발현시키는 기술을 말한다 (Lee S. Y., et al., Trends Biotechnol., 21:4552, 2003). 최초의 세포 표면발현 기술은 1980년대 상대적으로 표면이 단순한 파지를 이용하여 펩타이드나 작은 단백질을 필라멘터스 파지(filamentous phage)의 pIII와 융합하여 발현시켜 이를 표면발현 시스템(surface-expression system)이라고 하였다. 파아지를 이용한 세포 표면발현은 항체의 스크리닝이나, epitope, high-affinity ligand 등의 스크리닝에 사용되었으나, 파아지의 표면에 발현될 수 있는 단백질의 크기가 상대적으로 제한되어 있어서 한계점을 드러내게 되었다. 따라서, 그 대안으로 박테리아를 이용한 세포 표면발현이 개발되었다. 박테리아나 효모와 같은 미생물의 표면 단백질을 표면발현 모체(surface anchoring motif)로 사용하여 외래 단백질을 미생물 표면에 안정적으로 발현시키는 분야이다.In addition, cell surface expression refers to a technology for expressing on the surface of gram-negative, positive bacteria, mold, yeast, and animal cells by fusing proteins or peptides with an appropriate anchoring motif (Lee SY, et al., Trends). Biotechnol., 21:4552, 2003). The first cell surface expression technology was in the 1980s, using phage with a relatively simple surface, and fusion of a peptide or a small protein with pIII of a filamentous phage and expressing this was called a surface-expression system. . Cell surface expression using phage has been used for antibody screening, epitope, high-affinity ligand screening, etc. However, the size of the protein that can be expressed on the surface of the phage is relatively limited, revealing a limitation. Therefore, as an alternative, cell surface expression using bacteria was developed. It is a field in which foreign proteins are stably expressed on the surface of microorganisms by using a surface protein of microorganisms such as bacteria or yeast as a surface anchoring motif.

특정 유기체의 외막단백질을 이용하여 외래단백질을 세포표면에 발현시키기 위해서는 적당한 표면단백질과 외래단백질을 유전자 수준에서 서로 연결하여 융합단백질이 생합성되도록 하고, 이들이 안정하게 세포내막을 통과하여 세포표면에 부착되어 유지되도록 해야 한다. 이를 위해서는 다음과 같은 성질을 갖는 단백질을 표면발현의 모체로 사용하는 것이 바람직하다: 첫째, 세포내막을 통과할 수 있는 분비신호(secretion signal)를 N-말단에 가지고 있고, 둘째, 세포 외막 표면에 안정적으로 부착될 수 있는 표적신호(targeting signal)를 가져야 하며, 셋째, 세포의 성장에 악영향을 끼치지 않는 범위 내에서 세포표면에 다량으로 발현되어 단백질의 활성이 높게 나타날 수 있으면서, 마지막으로, 단백질의 크기에 관계없이 안정적으로 발현되어 다양한 반응에 이용될 수 있어야 한다 (Georgiou et al., TIBTECH, 11:6, 1993). 이러한 표면발현 모체는 숙주세포의 표면에 외막단백질의 N-말단이나 C-말단, 또는 단백질의 중앙에 삽입되도록 유전적으로 조작할 필요도 있다 (Lee et al., TIBTECH, 21:45, 2003)In order to express a foreign protein on the cell surface using the outer membrane protein of a specific organism, an appropriate surface protein and the foreign protein are linked together at the gene level so that the fusion protein is biosynthesized, and these proteins pass through the inner cell membrane stably and are attached to the cell surface. should be kept For this purpose, it is preferable to use a protein having the following properties as a parent for surface expression: First, it has a secretion signal that can pass through the inner cell membrane at the N-terminus, and second, it has the following properties on the surface of the outer cell membrane. It must have a targeting signal that can be stably attached, and thirdly, it is expressed in a large amount on the cell surface within a range that does not adversely affect the growth of the cell, so that the activity of the protein can be high, and finally, the protein It should be stably expressed irrespective of the size of the protein so that it can be used for various reactions (Georgiou et al., TIBTECH, 11:6, 1993). Such a surface-expressing parent also needs to be genetically engineered to be inserted into the N-terminus or C-terminus of the outer membrane protein on the surface of the host cell, or in the center of the protein (Lee et al., TIBTECH, 21:45, 2003).

세균의 표면에 단백질이 발현되기 위해서는, 세포 내에서 생합성된 단백질이 세포막을 통과할 수 있는 분비신호(secretion signal)가 그 단백질의 일차 서열상에 있어야 한다. 또한 그람음성 세균인 경우는 세포내막과 세포막공간을 통과하여 세포외막에 삽입 부착되어 막 외부로 돌출되게 안착되어야 한다. 세균의 경우 이러한 분비신호와 세포 표면에 안착하게 하는 표적신호(targeting signal)를 갖고 있는 단백질로는 표면단백질, 특수한 효소, 독소단백질 등을 예로 들 수 있다. 실제로 이들 단백질이 갖는 분비신호와 표적신호 등을 적당한 프로모터와 함께 사용하면 세균의 표면에 단백질을 성공적으로 발현시킬 수 있다. 외래 단백질의 표면 발현에 사용된 세균의 표면단백질은 세포외막 단백질, 지질단백질(lipoprotein), 분비단백질, 세포 표면기관 단백질 등 크게 4가지로 나눌 수 있다. 현재까지 주로 그람음성 세균에 존재하는 표면단백질, 예를들면, LamB, PhoE, OmpA 등을 이용하여 필요한 외래단백질을 세균의 표면에 발현시키려는 시도가 이루어졌다. 이들 단백질을 이용한 경우 외래단백질을 세포표면에 돌출한 루프(loop)에 삽입시키므로 구조적으로 삽입할 수 있는 단백질의 크기가 제한된다. 또한 삽입될 외래단백질의 C-말단과 N-말단이 입체적으로 가깝게 위치하여야 하므로, 그 거리가 멀 경우에는 연결 펩타이드로 두 말단 사이를 가깝게 하여야 하는 문제가 있다.In order for the protein to be expressed on the surface of bacteria, a secretion signal through which the protein biosynthesized within the cell can pass through the cell membrane must be present on the primary sequence of the protein. Also, in the case of Gram-negative bacteria, they must pass through the inner cell membrane and the cell membrane space, be inserted and attached to the outer cell membrane, and be seated to protrude outside the membrane. In the case of bacteria, surface proteins, special enzymes, toxin proteins, and the like, may be exemplified as proteins having such secretion signals and targeting signals that allow them to settle on the cell surface. In fact, if the secretion signal and target signal of these proteins are used together with an appropriate promoter, the protein can be expressed successfully on the surface of bacteria. Bacterial surface proteins used for surface expression of foreign proteins can be roughly divided into four types: extracellular membrane proteins, lipoproteins, secreted proteins, and cell surface organ proteins. Attempts have been made to express necessary foreign proteins on the surface of bacteria using surface proteins mainly present in Gram-negative bacteria, for example, LamB, PhoE, OmpA, and the like. When these proteins are used, the size of the protein that can be structurally inserted is limited because the foreign protein is inserted into a loop protruding from the cell surface. In addition, since the C-terminus and the N-terminus of the foreign protein to be inserted must be sterically close to each other, there is a problem in that the two ends must be brought close to each other with a linking peptide when the distance is long.

실제로 LamB 나 PhoE를 이용한 경우 50-60개 이상의 아미노산으로 이루어진 외래 폴리펩타이드를 삽입하면 구조적 제한을 가져와 안정한 막단백질을 형성하지 못하였다 [Charbit et al., J. Immunol., 139: 1658-1664 (1987) ; Agterberg et al., Vaccine, 8: 85-91 (1990)]. OmpA를 사용하여 외래단백질을 돌출된 루프에 삽입한 경우도 있지만 구조적 제한을 극복하기 위하여 세포외막에 안착하게 할 수 있는 최소한의 표적신호를 포함하는 일부 OmpA 단편만을 사용하였다. 이러한 방법으로 베타락타머제(-lactamase)를 OmpA 표적신호 C-말단에 연결하여 세포표면에 발현시킨 사례가 있다.In fact, in the case of using LamB or PhoE, the insertion of a foreign polypeptide consisting of 50-60 amino acids or more resulted in a structural restriction and failed to form a stable membrane protein [Charbit et al., J. Immunol., 139: 1658-1664 ( 1987); Agterberg et al., Vaccine, 8: 85-91 (1990)]. In some cases, a foreign protein was inserted into the protruding loop using OmpA, but only some OmpA fragments containing a minimal target signal capable of being seated on the outer cell membrane were used to overcome structural limitations. In this way, there is a case in which beta-lactamase (-lactamase) was linked to the C-terminus of the OmpA target signal and expressed on the cell surface.

또한 최근에 알려진 표면발현에 사용된 그람음성 세균의 세포외막 단백질로 슈도모나스(Pseudomonas)속 유래의 빙핵활성 단백질(Ice-nucleation protein, INP)을 이용한 표면 발현이 시도되었다 [Jung et al., Nat, Biotechnol, 16: 576-560 (1998), Jung et al., Enzyme Microb. Technol, 22(5): 348-354 (1998), Lee et al., Nat. Biotechnol, 18: 645-648 (2000)]. 정(Jung) 등은 N-말단, 중앙의 반복구간 그리고 C-말단으로 구성된 빙핵활성 단백질의 C-말단에 레반슈크레이즈 (levansucrase)를, 그리고 중앙의 반복구간이 삭제된 N-말단 그리고 C-말단으로 구성된 빙핵활성 단백질의 C-말단에 카복실메틸셀룰레이즈(carboxymethylcellulase)를 융합하여 각각을 표면 발현시켜 효소 활성을 측정 확인하였다. 이(Lee) 등은 역시 N-말단, 혹은 N-말단과 C-말단으로 구성된 빙핵활성 단백질의 각각의 말단에 B형 간염 바이러스의 표면항원과 C형 간염바이러스의 코아(core) 항원을 대장균 또는 살모넬라 타이피 Ty21a (Salmonella typhi Ty21a) 균주의 표면에 발현시킨 다음 이들이 복합 생백신으로서 사용될 수 있음을 확인하였다.In addition, surface expression using Ice-nucleation protein (INP) derived from the genus Pseudomonas as an extracellular membrane protein of Gram-negative bacteria used for surface expression was recently attempted [Jung et al., Nat, Biotechnol, 16: 576-560 (1998), Jung et al., Enzyme Microb. Technol, 22(5): 348-354 (1998), Lee et al., Nat. Biotechnol, 18: 645-648 (2000)]. Jung et al. (Levansucrase) at the C-terminus of the cryo-activation protein consisting of the N-terminus, the central repeat section, and the C-terminus, and the N-terminal and C-terminal repeats with the central repeat deleted. The enzyme activity was measured and confirmed by fusion of carboxymethylcellulase to the C-terminus of the ice-nuclear activity protein composed of the terminals and surface expression of each. Lee et al. also reported that the surface antigen of the hepatitis B virus and the core antigen of the hepatitis C virus were added to E. coli or After expression on the surface of Salmonella typhi Ty21a strain, it was confirmed that they can be used as a live combined vaccine.

지질단백질도 표면단백질로서 표면 발현에 이용되고 있다. 특히 대장균의 지질단백질은 그 N-말단에 분비신호를 갖고 세포내막을 통과할 수 있으며, 말단의 시스테인(L-cysteine)이 공유결합으로 세포외막 지질 또는 세포내막 지질과 직접 부착되어 있다. 주 지질단백질인 Lpp는 N-말단은 세포외막에, C-말단은 세포벽(peptidoglycan, PG)에 결합되어 있어 세포외막 단백질 OmpA 단편과 연결될 경우 안정적으로 외래단백질을 세포외막까지 분비하여 표면 발현할 수 있다[Francisco et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 489: 2713-2717 (1992)]. 또 다른 지질단백질인 TraT는 지질단백질의 이러한 특성을 이용하여 폴리오바이러스의 C3 에피톱과 같은 펩타이드를 표면발현 하는데 사용되었다[Felici et al., J. Mol. Biol., 222: 301-310 (1991)]. 또한 아직 정확한 기능은 밝혀지지 않은 세포벽 부착형 지질단백질(Peptidoglycan-associated lipoprotein, PAL)도 재조합 항체의 표면발현에 사용되었다[Fuchs et al., Bio/Technology, 9: 1369-1372(1991)], 이 경우 PAL의 C-말단은 세포벽에 연결되고 N-말단은 재조합 항체에 연결되어 융합단백질이 표면 발현되었다.Lipoproteins are also used for surface expression as surface proteins. In particular, Escherichia coli lipoprotein has a secretion signal at its N-terminus and can pass through the inner cell membrane, and the terminal cysteine (L-cysteine) is directly attached to the outer membrane lipid or the intracellular membrane lipid through a covalent bond. The main lipoprotein, Lpp, is bound to the cell wall (peptidoglycan, PG) at the N-terminus and the C-terminus to the cell wall (peptidoglycan, PG). There is [Francisco et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 489: 2713-2717 (1992)]. Another lipoprotein, TraT, was used to surface-express peptides such as the C3 epitope of poliovirus using these properties of the lipoprotein [Felici et al., J. Mol. Biol., 222: 301-310 (1991)]. In addition, cell wall-attached lipoprotein (PAL), whose exact function has not yet been elucidated, was also used for surface expression of recombinant antibodies [Fuchs et al., Bio/Technology, 9: 1369-1372 (1991)], In this case, the C-terminus of PAL was linked to the cell wall and the N-terminus was linked to the recombinant antibody to surface-express the fusion protein.

세포외막을 통과하는 분비단백질도 표면단백질로서 이용될 수 있으나 그람음성 세균의 경우 분비단백질이 발달되어 있지 않으며, 몇몇 분비단백질의 경우만 그 특유의 분비기작에 관여하는 단백질들이 존재하여 세포외막 통과를 돕고 있다. 예를 들어 클랩시엘라(Klebsiella) 속의 풀룰란아제 (pullulanase)는 지질단백질로 그의 N-말단이 지방질로 치환되어 세포외막에 부착되어 있다가 완전히 세포 배양액 중으로 분비된다. 코낵커(Kornacker)등이 풀룰란아제의 N-말단 단편을 이용하여 베타락타머제를 세포 표면에 발현시켰으나 발현된 풀룰란아제-베타락타머제 융합단백질은 잠시 세포 표면에 부착되어있다가 세포 배양액 중으로 유리되는 단점이 있었다. 또한 이를 이용하여 세포막 공간(periplasmic space) 단백질인 알칼린 포스파타제(alkaline phosphatase)를 발현시킨 경우, 이의 분비를 위해서는 적어도 14개 이상의 단백질이 관련되므로 안정적으로 표면 발현되지 않았다[Kornacker et al., Mol. Microl., 4: 1101-1109 (1990)].Secreted proteins that pass through the outer membrane can also be used as surface proteins, but in the case of Gram-negative bacteria, secreted proteins are not developed. are helping For example, Klebsiella genus pullulanase (pullulanase) is a lipoprotein whose N-terminus is substituted with lipid, is attached to the outer membrane, and is completely secreted into the cell culture medium. Kornacker et al. expressed beta-lactamer on the cell surface using the N-terminal fragment of pullulanase, but the expressed pullulanase-betalactamer fusion protein was briefly attached to the cell surface and then transferred to the cell culture medium. There was a downside. In addition, when alkaline phosphatase, which is a periplasmic space protein, was expressed using this, at least 14 proteins were involved for its secretion, so it was not stably surface-expressed [Kornacker et al., Mol. Microl., 4: 1101-1109 (1990)].

독특한 분비체계를 갖고 있는 병원 미생물 나이세리아(Neisseria) 유래의 IgA 프로테아제는 C-말단에 존재하는 단편에 N-말단에 존재하는 프로테아제를 세포외막에 안착하게 하는 신호를 갖고 있다. 일단 세포외막에 도달하여 세포 표면에 돌출한 프로테아제는 자신의 가수분해능에 의해 세포 배양액으로 분비된다. 크라우저(Klauser) 등은 이 IgA 프로테아제 -단편을 이용하여 약 12kDa의 콜레라 독소 B 소단위를 안정적으로 세포 표면에 발현시켰다 [Klauser et al., EMBO J., 9:1991-1999 (1990)]. 그러나 분비과정 중 세포막 공간에서 일어난 단백질의 접힘 (protein folding)에 의해 융합단백질의 분비는 억제되었다.IgA protease from Neisseria, a pathogenic microorganism with a unique secretion system, has a signal that allows the N-terminal protease to settle on the outer membrane in a fragment present at the C-terminus. Once the protease reaches the outer cell membrane and protrudes on the cell surface, it is secreted into the cell culture medium by its hydrolysis ability. Klauser et al. stably expressed a cholera toxin B subunit of about 12 kDa on the cell surface using this IgA protease-fragment [Klauser et al., EMBO J., 9:1991-1999 (1990)]. However, secretion of the fusion protein was inhibited by protein folding that occurred in the cell membrane space during the secretion process.

이외에도 그람음성 세균의 경우 세포 표면에 존재하여 표면 발현에 응용할 수 있는 세포기관으로는 편모(Flagella), 필리(Pili) 및 핌브리아(Fimbriae) 등이 있다. 편모의 구성 소단위인 편모단백질(Flagellin)을 이용하여 콜레라 독소 B소단위와 B형 간염 바이러스로부터 유래한 펩타이드가 안정적으로 발현되었으며 이들은 그에 대한 항체와 강력하게 반응하였다[Newton et al., Science, 244: 70-72 (1989)]. 세포 표면에 실처럼 생긴 핌브리아의 구성단백질인 핌브린(fimbrilin)을 이용하여 외래 펩타이드의 발현을 시도한 결과 작은 펩타이드의 경우만 성공적으로 발현되었다[Hedegaard et al.,Gene, 85:115-124 (1989)].In addition, in the case of Gram-negative bacteria, organelles that exist on the cell surface and can be applied to surface expression include flagella, Pili, and Fimbriae. Peptides derived from the cholera toxin B subunit and hepatitis B virus were stably expressed using the flagellin, a constituent subunit of flagella, and they reacted strongly with the antibody [Newton et al., Science, 244: 70-72 (1989)]. When the expression of foreign peptides was attempted using fimbrilin, a component protein of fimbria that looks like a thread on the cell surface, only small peptides were successfully expressed [Hedegaard et al., Gene, 85:115-124 (Hedegaard et al., Gene, 85:115-124 (Hedegaard et al., Gene, 85:115-124 (Hedegaard et al., Gene, 85:115-124) 1989)].

위와 같은 그람음성 세균의 표면단백질에 의한 표면 발현 시도 외에 그람양성 세균의 표면단백질을 이용한 표면 발현이 최근에 시도되었다[Samuelson et al., J. Bacteriol., 177:1470-1476 (1995)]. 이 경우도 세포 내막을 통과할 수 있는 분비신호와 세포막에 부착되는 표면발현 모체를 필요로 한다. 실제로 스타필로코쿠스 (Staphylococcus hyicus) 유래의 리파제를 분비신호로 사용하고, 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus) 유래의 프로테인A를 막 부착 모체로 사용하여 80개 아미노산으로 이루어진 말라리아 항원(malaria blood stage antigen)과 스트렙토코쿠스 단백질G 유래의 알부민 부착 단백질을 효과적으로 그람양성 세균의 표면에 발현시킨 사례가 있다.In addition to the above-mentioned surface expression attempts by surface proteins of Gram-negative bacteria, surface expression using surface proteins of Gram-positive bacteria was recently attempted [Samuelson et al., J. Bacteriol., 177:1470-1476 (1995)]. In this case, too, a secretion signal that can pass through the cell membrane and a surface-expressing matrix attached to the cell membrane are required. In fact, lipase derived from Staphylococcus hyicus is used as a secretion signal, and protein A derived from Staphylococcus aureus is used as a membrane-attached matrix to form a malaria antigen consisting of 80 amino acids. blood stage antigen) and streptococcus protein G-derived albumin adhesion protein were effectively expressed on the surface of Gram-positive bacteria.

상기한 그람음성 및 양성 세균의 표면 발현에 대한 연구를 통해 많은 유용한 단백질 발현 시스템이 개발되어 미국, 유럽과 일본 등에서 출원된 바 있다. 이중에서 특히 그람음성 세균의 세포외막 단백질을 이용한 경우가 5건(WO9504069, WO9324636, WO9310214, EP603672, US5356797) 보고 되었고, 세포 표면 기관인 필리(pili)를 이용한 경우가 한 건(WO9410330)이 있으며, 또한 세포 표면 지질단백질(lipoprotein)을 이용한 경우도 한 건(WO9504079)이 보고되었다.Many useful protein expression systems have been developed through studies on the surface expression of gram-negative and positive bacteria, and have been applied for in the United States, Europe, and Japan. Among them, 5 cases (WO9504069, WO9324636, WO9310214, EP603672, US5356797) using the extracellular membrane protein of Gram-negative bacteria have been reported, and there is one case using the cell surface organ, pili (WO9410330), and also One case using cell surface lipoprotein (WO9504079) was also reported.

이상과 같이 세균의 세포외막 단백질을 이용하여 외래단백질을 세포 표면에 발현시키기 위해서는 적당한 세포외막 단백질과 외래단백질을 유전자수준에서 서로 연결하여 융합단백질이 생합성되도록 유도하고, 이들이 안정하게 세포내막을 통과하여 세포외막에 부착되어 유지되도록 해야 한다. 하지만 위의 조건을 모두 만족시키는 표면발현 모체는 아직까지 개발되지 않은 상태이고 현재까지는 상기한 경우의 단점을 보완하는 수준이다.As described above, in order to express foreign proteins on the cell surface using bacterial extracellular membrane proteins, appropriate extracellular membrane proteins and foreign proteins are linked to each other at the gene level to induce biosynthesis of fusion proteins, and these proteins stably pass through the inner cell membrane. It must remain attached to the outer cell membrane. However, a surface-expressing matrix that satisfies all of the above conditions has not yet been developed, and so far is at a level that compensates for the disadvantages of the above case.

한편, 본 발명자들은 바실러스(Bacillus subtilis var. Chungkookjang) 속 균주 유래의 폴리감마글루탐산의 합성 복합체 유전자(pgsBCA)를 새로운 표면발현 모체로 활용하여, 외래단백질을 미생물의 표면에 효과적으로 발현시키는 새로운 벡터와 상기 벡터로 형질전환된 미생물의 표면에 목적단백질을 발현시키는 방법을 개발한바 있다(대한민국 특허등록 제0469800호).On the other hand, the present inventors utilize the synthetic complex gene (pgsBCA) of polygamma-glutamic acid derived from Bacillus subtilis var. Chungkookjang genus strain as a new surface expression matrix, and a novel vector for effectively expressing foreign proteins on the surface of microorganisms and the A method of expressing a target protein on the surface of a microorganism transformed with a vector has been developed (Korean Patent Registration No. 0469800).

이에 본 발명자들은 상기 특허에 기재된 표면발현 모체를 이용하여 항원 또는 항원결정기를 유산균에서 안정적으로 고발현 시킬 수 있는 벡터가 개발된다면, 항원이 유산균의 표면에 노출되기 때문에 인체 친화적이며 효율적으로 면역반응을 유도할 수 있는 백신의 제조가 가능할 것으로 판단하고, 목적단백질을 유산균에서 고발현 시킬 수 있는 프로모터를 선별하는 과정을 수행한 결과, 기존에 사용하던 프로모터에 비해, 갈락토오스 뮤타로테이즈 유전자의 프로모터를 이용할 경우, 유전자 발현이 향상되는 것을 확인하였고, 나아가 바실러스 속 균주 유래의 폴리감마글루탐산의 합성 유전자(pgsA)를 새로운 표면발현 모체로 활용하는 것에 대하여 예의 검토하고 연구한 바, pgsA 유전자를 이용하여, 외래단백질을 미생물의 표면에 효과적으로 발현시키는 새로운 벡터, 및 미생물의 표면에 외래단백질을 다량 발현시키는 방법을 개발하여 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors have developed a vector capable of stably and high expression of an antigen or epitope in lactic acid bacteria using the surface-expressing matrix described in the above patent, since the antigen is exposed to the surface of the lactic acid bacteria, human body-friendly and efficient immune response. As a result of determining that it is possible to produce an inducible vaccine and selecting a promoter capable of high expression of the target protein in lactic acid bacteria, the promoter of the galactose mutarotase gene was improved compared to the previously used promoter. When used, it was confirmed that gene expression is improved, and further, using the synthetic gene (pgsA) of polygammaglutamic acid derived from the Bacillus sp. strain as a new surface-expressing matrix was intensively reviewed and studied, using the pgsA gene, The present invention was completed by developing a new vector for effectively expressing a foreign protein on the surface of a microorganism, and a method for expressing a large amount of the foreign protein on the surface of a microorganism.

본 발명의 주된 목적은 목적유전자의 발현상승을 유도하는 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei) 유래 프로모터를 제공하는데 있다.The main object of the present invention is to provide a promoter derived from Lactobacillus casei that induces an increase in expression of a target gene.

본 발명의 다른 목적은 상기 프로모터 및 목적단백질을 코딩하는 유전자가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 발현벡터를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an expression vector characterized in that the promoter and the gene encoding the target protein are linked.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 발현벡터로 형질전환된 미생물 및 상기 형질전환된 미생물을 이용하여 목적단백질의 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a microorganism transformed with the expression vector and a method for producing a target protein using the transformed microorganism.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 형질전환된 미생물을 이용하여 미생물 백신을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing a microbial vaccine using the transformed microorganism.

본 발명의 또 다른 목적은 미생물의 표면에 외래단백질을 대량 발현 시킬 수 있는 표면 발현모체로서 바실러스 속 균주에서 유래한 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질을 선택하고, 이를 이용하여 외래단백질이나 펩타이드를 미생물 표면에 발현시킬 수 있는 목적단백질의 표면발현벡터를 제조하고, 이것으로 형질전환된 다양한 형질전환체에서 외래단백질이 효율적으로 형질전환체의 표면에 발현시키는 방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to select an extracellular membrane protein involved in the synthesis of polygamma-glutamic acid derived from a Bacillus sp. strain as a surface expression matrix capable of large-scale expression of a foreign protein on the surface of a microorganism, and use this to select a foreign protein or An object of the present invention is to prepare a target protein surface expression vector capable of expressing a peptide on the surface of a microorganism, and to provide a method for efficiently expressing a foreign protein on the surface of the transformant in various transformants transformed with this vector.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei) 유래 갈락토오스 뮤타로테이즈(galactose mutarotase) 유전자의 프로모터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a promoter of a galactose mutarotase gene derived from Lactobacillus casei.

본 발명에 있어서, 상기 프로모터는 서열번호 1로 표시되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the promoter may be characterized in that it is represented by SEQ ID NO: 1.

본 발명은 또한, 상기 프로모터의 말단에 목적유전자가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 발현벡터 및 상기 발현벡터로 형질전환된 미생물을 제공한다.The present invention also provides an expression vector characterized in that a target gene is linked to the end of the promoter, and a microorganism transformed with the expression vector.

본 발명은 또한, 상기 프로모터, 폴리감마글루탐산 합성효소 복합체 유전자 및 목적단백질을 코딩하는 유전자가 연결되어 있는 미생물 표면 발현벡터 및 상기 표면 발현벡터로 형질전환된 미생물을 제공한다.The present invention also provides a microorganism surface expression vector to which the promoter, the polygamma-glutamic acid synthase complex gene, and a gene encoding a target protein are linked, and a microorganism transformed with the surface expression vector.

본 발명에 있어서, 상기 목적단백질은 항원인 것을 특징으로 할 수 있다. 구체적으로 목적 단백질은 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효소저해제, 신호전달 단백질 혹은 그 일부분, 항체 혹은 그 일부분, 단쇄항체, 결합단백질, 결합도메인, 펩타이드, 항원, 부착단백질, 구조단백질, 조절단백질, 독소단백질, 사이토카인, 전사조절 인자, 혈액응고 인자 및 식물 생체방어 유도 단백질로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the target protein may be characterized as an antigen. Specifically, the target protein includes a hormone, a hormone analog, an enzyme, an enzyme inhibitor, a signal transduction protein or a portion thereof, an antibody or a portion thereof, a single-chain antibody, a binding protein, a binding domain, a peptide, an antigen, an adhesion protein, a structural protein, a regulatory protein, a toxin It may be characterized as any one selected from the group consisting of proteins, cytokines, transcriptional regulatory factors, blood coagulation factors, and plant biodefense inducing proteins.

본 발명에 있어서, 상기 폴리감마글루탐산 합성효소 복합체 유전자는 pgsA, pgsB 및 pgsC 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the polygamma-glutamic acid synthase complex gene may be characterized in that at least one of pgsA, pgsB, and pgsC.

본 발명은 또한, 상기 형질전환된 미생물을 배양하는 것을 특징으로 하는 목적단백질을 미생물 표면에 발현시키는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for expressing a target protein on the surface of the microorganism, characterized in that the culture of the transformed microorganism.

본 발명은 또한, (a) 상기 미생물 표면 발현벡터로 형질전환된 미생물을 배양하여 미생물 표면에 항원을 표면발현하는 단계; 및 (b) 상기 항원이 표면발현된 미생물을 회수하는 단계를 포함하는 미생물 백신의 제조방법을 제공한다.The present invention also comprises the steps of (a) culturing a microorganism transformed with the microorganism surface expression vector to surface-express an antigen on the surface of the microorganism; And (b) provides a method for producing a microbial vaccine comprising the step of recovering the antigen surface-expressed microorganism.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리감마글루탐산 합성효소 복합체를 코드하는 유전자 pgsA와 목적단백질을 코드하는 유전자를 포함하는 목적단백질의 표면발현벡터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a surface expression vector of a target protein comprising the gene pgsA encoding the polygamma-glutamic acid synthase complex and the gene encoding the target protein.

본 발명에 있어서, 상기 유전자 pgsA는 폴리감마글루탐산을 생산하는 바실러스 속 균주에서 유래한 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the gene pgsA may be characterized in that it is derived from a Bacillus sp. strain that produces polygamma-glutamic acid.

본 발명에 있어서, 상기 폴리감마글루탐산 합성효소 복합체를 코드하는 유전자 pgsA는 서열번호 18 내지 22 및 29 내지 31 중 어느 하나의 염기서열을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다. 바람직하게는 상기 폴리감마글루탐산 합성효소 복합체를 코드하는 유전자 pgsA는 서열번호 18 내지 21 및 29 내지 31 중 어느 하나의 염기서열을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the gene pgsA encoding the polygamma-glutamic acid synthase complex may have any one of nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 18 to 22 and 29 to 31. Preferably, the gene pgsA encoding the polygamma-glutamic acid synthetase complex may have a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 18 to 21 and 29 to 31.

본 발명에 있어서, 상기 유전자 pgsA의 말단부위에 링커가 삽입되어 있고, 상기 삽입된 링커에 목적단백질을 코딩하는 유전자가 삽입되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, a linker may be inserted into the end portion of the gene pgsA, and a gene encoding a target protein may be inserted into the inserted linker.

본 발명에 있어서, 상기 목적단백질은 표면발현에 유리하도록 목적단백질의 아미노산 서열 중 일부분이 제거되거나 위치 특이적으로 돌연변이된 것임을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the target protein may be characterized in that a part of the amino acid sequence of the target protein is removed or site-specifically mutated to favor surface expression.

본 발명은 또한, 상기 표면발현벡터로 형질전환된 미생물을 제공한다. 본 발명에 있어서, 형질전환에 사용된 미생물은 목적단백질의 세포 표면발현에 유리하도록, 발현된 목적단백질을 분해하는데 관련된 세포 내 또는 세포 외의 단백질 분해효소를 생산하지 못하도록 변형된 것임을 특징으로 할 수 있다. The present invention also provides a microorganism transformed with the surface expression vector. In the present invention, the microorganism used for transformation may be characterized in that it is modified so as not to produce intracellular or extracellular proteolytic enzymes involved in decomposing the expressed target protein so as to favor the cell surface expression of the target protein. .

본 발명에 있어서, 상기 미생물은 유산균인 것을 특징으로 할 수 있다. 본 발명에서 상기 유산균은 락토바실러스 속, 스트렙토코커스 속 및 비피도박테리움 속을 포함할 수 있다. 대표적으로 락토바실러스 속은 락토바실러스 아시도필러스(L. acidophilus), 락토바실러스 카제이(L. casei), 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum), 락토바실러스 퍼멘툼(L. ferementum), 락토바실러스 델브루엑키(L. delbrueckii), 락토바실러스 존스니(L. johnsonii LJI), 락토바실러스 료터리(L. reuteri) 및 락토바실러스 불가리커스(L. bulgaricus); 스트렙토코커스 속은 스트렙토코커스 서모필러스(S. thermophilus); 비피도박테리움 속은 비피도박테리움 인판티스(B. infantis), 비피도박테리움 비피덤(B. bifidum), 비피도박테리움 론검(B. longum), 비피도박테리움 슈도론검(B. psuedolongum), 비피도박테리움 브레브(B. breve), 비피도박테리움 락티스 Bb-12(B. lactis Bb-12) 및 비피도박테리움 아돌레센티스(B. adolescentis) 등을 숙주로 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 락토바실러스 속이다.In the present invention, the microorganism may be characterized in that the lactic acid bacteria. In the present invention, the lactic acid bacteria may include the genus Lactobacillus, the genus Streptococcus and the genus Bifidobacterium. Representative Lactobacillus genus is Lactobacillus acidophilus ( L. acidophilus ), Lactobacillus casei ( L. casei ), Lactobacillus plantarum ( L. plantarum ), Lactobacillus fermentum ( L. ferementum ), Lactobacillus Delbruecki ( L. delbrueckii ), Lactobacillus johnsonii ( L. johnsonii LJI ), Lactobacillus reuteri ( L. reuteri ) and Lactobacillus bulgaricus ( L. bulgaricus ); Streptococcus genus is Streptococcus thermophilus ( S. thermophilus ); The genus Bifidobacterium Bifidobacterium Infante Tees (B. infantis), Bifidobacterium Bifidobacterium bonus (B. bifidum), Bifidobacterium rongeom (B. longum), Bifidobacterium pseudo rongeom (B. psuedolongum ), Bifidobacterium breve ( B. breve ), Bifidobacterium lactis Bb-12 ( B. lactis Bb-12 ) and Bifidobacterium adolesentis ( B. adolescentis ) and the like can be used as hosts. and, more preferably, the genus Lactobacillus.

본 발명은 또한, 상기 형질전환된 미생물을 배양하여 목적단백질을 세포표면에 발현하는 단계 및 목적단백질이 표면에 발현된 세포를 회수하는 단계를 포함하는 목적단백질의 세포표면 발현방법을 제공한다.The present invention also provides a cell surface expression method of a target protein comprising the steps of culturing the transformed microorganism to express the target protein on the cell surface, and recovering cells in which the target protein is expressed on the surface.

본 발명에 있어서, 목적단백질은 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효소저해제, 신호전달 단백질 혹은 그 일부분, 항체 혹은 그 일부분, 단쇄항체, 결합단백질, 결합도메인, 펩타이드, 항원, 부착단백질, 구조단백질, 조절단백질, 독소단백질, 사이토카인, 전사조절 인자, 혈액응고 인자 및 식물 생체방어 유도 단백질로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the target protein is a hormone, a hormone analog, an enzyme, an enzyme inhibitor, a signal transduction protein or a portion thereof, an antibody or a portion thereof, a single-chain antibody, a binding protein, a binding domain, a peptide, an antigen, an adhesion protein, a structural protein, a regulation It may be characterized as any one selected from the group consisting of proteins, toxin proteins, cytokines, transcriptional regulatory factors, blood coagulation factors and plant biodefense inducing proteins.

본 발명은 또한, 상기 방법에 의해 제조되고, 항원이 표면에 발현된 세포를 인간을 제외한 척추동물에 투여하여 체액성 면역 또는 세포성 면역을 유도하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다. The present invention also provides a method characterized in that humoral immunity or cellular immunity is induced by administering the cells prepared by the above method and expressing the antigen on the surface to vertebrates other than humans.

본 발명은 또한, 상기 방법에 의해 제조되고, 항원이 표면에 발현된 세포를 인간을 제외한 척추동물에 투여하여 면역반응을 유도하고, 상기 면역반응에 의해 생성된 항체를 회수하는 것을 특징으로 하는 척추동물에서 항체를 제조하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a spine, characterized in that the cells prepared by the above method and expressed on the surface of the antigen are administered to vertebrates other than humans to induce an immune response, and to recover the antibody generated by the immune response. A method of making an antibody in an animal is provided.

본 발명은 또한, 상기 벡터는 그람음성균 또는 그람양성균에 적용되는 것을 특징으로 하는 목적단백질의 표면발현벡터를 제공한다.The present invention also provides a surface expression vector of a target protein, characterized in that the vector is applied to Gram-negative or Gram-positive bacteria.

본 발명은 또한, (a) 미생물 표면발현용 벡터에 목적단백질을 코드하는 유전자를 삽입하여 재조합 벡터를 제조하는 단계; (b) 상기 재조합 벡터로 그람음성 또는 그람양성 숙주세포를 형질전환하는 단계; 및 (c) 상기 형질전환된 숙주세포를 배양하여 목적단백질을 숙주세포 표면에 발현하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그람음성 또는 그람양성 숙주세포의 표면에 목적단백질을 발현시키는 방법을 제공한다. The present invention also comprises the steps of (a) inserting a gene encoding a target protein into a vector for microbial surface expression to prepare a recombinant vector; (b) transforming a gram-negative or gram-positive host cell with the recombinant vector; and (c) culturing the transformed host cell to express the target protein on the surface of the host cell. It provides a method for expressing the target protein on the surface of a gram-negative or gram-positive host cell.

본 발명은 목적단백질을 유산균에서 고발현 시킬 수 있는 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei) 유래의 갈락토오스 뮤타로테이즈(galactose mutarotase) 프로모터 및 상기 프로모터를 이용한 발현용 벡터를 제공하는 효과가 있다. 상기 벡터는 목적단백질을 표면 발현시키는 유전자를 함유하고 있기 때문에 상기 벡터를 이용한 형질전환체에서는 목적단백질을 효과적으로 균체 표면에 발현시킬 수 있어 유산균을 백신 전달체로서 활용할 수 있다.The present invention has an effect of providing a galactose mutarotase promoter derived from Lactobacillus casei capable of high expression of a target protein in lactic acid bacteria and a vector for expression using the promoter. Since the vector contains a gene for surface-expressing the target protein, the transformant using the vector can effectively express the target protein on the cell surface, so that the lactic acid bacteria can be used as a vaccine carrier.

또한 본 발명에 따른, 목적단백질의 표면발현벡터는 목적단백질을 안정하게 발현시킬 수 있으며, 본 발명에 따른 표면발현벡터는 목적단백질을 항시적으로 발현시키면서, 동시에 재조합 미생물에 표면발현시켜 필요로 하는 백신제조용 항원 제작 등에 유용하게 쓰일 수 있다.In addition, the surface expression vector of the target protein according to the present invention can stably express the target protein, and the surface expression vector according to the present invention constantly expresses the target protein while simultaneously surface-expressing the target protein to a recombinant microorganism. It can be usefully used in the production of antigens for vaccine production.

도 1. 본 발명의 갈락토오스 뮤타로테이즈 (galactose mutarotase) 프로모터를 수득하는 방법을 나타낸 것이다.
도 2. 본 발명의 갈락토오스 뮤타로테이즈 (galactose mutarotase) 프로모터를 이용하여 구축된 표면 발현용 벡터의 유전자 지도를 나타낸 것이다.
도 3. 본 발명의 발현벡터로 형질전환시킨 유산균과 비교하여 각 프로모터 간의 목적단백질 발현 정도를 웨스턴 블러팅을 통해 나타낸 것이다.
도 4. Confocal 형광현미경을 이용하여 본 발명의 발현벡터로 목적단백질이 미생물 표면에 발현 하는 것을 확인한 것이다.
도 5. 본 발명에 의한 락토바실러스 카제이를 숙주로 하는 표면발현벡터, pKV-Pald-PgsA-EGFP의 유전자 지도를 나타낸 것이다.
도 6. 본 발명에 의한 락토바실러스 카제이를 숙주로 하는 표면발현벡터(pKV-Pald-pgsA1), PgsA motif 1-60 a.a -EGFP의 유전자 지도를 나타낸 것이다.
도 7. 본 발명에 의한 락토바실러스 카제이를 숙주로 하는 표면발현벡터(pKV-Pald-pgsA2), PgsA motif 1-70 a.a -EGFP의 유전자 지도를 나타낸 것이다.
도 8. 본 발명에 의한 락토바실러스 카제이를 숙주로 하는 표면발현벡터(pKV-Pald-pgsA3), PgsA motif 1-80 a.a -EGFP의 유전자 지도를 나타낸 것이다.
도 9. 본 발명에 의한 락토바실러스 카제이를 숙주로 하는 표면발현벡터(pKV-Pald-pgsA5), PgsA motif 1-100 a.a -EGFP의 유전자 지도를 나타낸 것이다.
도 10. 본 발명에 의한 락토바실러스 카제이를 숙주로 하는 표면발현벡터(pKV-Pald-pgsA5), pKV-PgsA 1-188 a.a-EGFP의 유전자 지도를 나타낸 것이다.
도 11. 본 발명에 의한 락토바실러스 카제이를 숙주로 하는 표면발현벡터(pKV-Pald-pgsA6), PgsA motif 25-60 a.a -EGFP의 유전자 지도를 나타낸 것이다.
도 12. 본 발명에 의한 락토바실러스 카제이를 숙주로 하는 표면발현벡터(pKV-Pald-pgsA7), PgsA motif 25-70 a.a -EGFP의 유전자 지도를 나타낸 것이다.
도 13. 본 발명에 의한 락토바실러스 카제이를 숙주로 하는 표면발현벡터(pKV-Pald-pgsA8), PgsA motif 25-100 a.a -EGFP의 유전자 지도를 나타낸 것이다.
도 14. 본 발명의 표면발현벡터 pKV-Pald-pgsA1 내지 pKV-Pald-pgsA8로 형질 전환시킨 락토바실러스 카제이에서 EGFP 단백질의 표면발현을 보여주는 웨스턴 블러팅 사진을 나타낸 것이다.
1 shows a method for obtaining a galactose mutarotase promoter of the present invention.
Figure 2. A gene map of a vector for surface expression constructed using the galactose mutarotase promoter of the present invention is shown.
Figure 3. The expression level of the target protein between each promoter compared to the lactic acid bacteria transformed with the expression vector of the present invention is shown through Western blotting.
Figure 4. It was confirmed that the target protein was expressed on the surface of the microorganism with the expression vector of the present invention using a confocal fluorescence microscope.
Fig. 5 shows a genetic map of the surface expression vector pKV-Pald-PgsA-EGFP using Lactobacillus casei as a host according to the present invention.
6 shows a genetic map of the surface expression vector (pKV-Pald-pgsA1), PgsA motif 1-60 aa-EGFP using Lactobacillus casei as a host according to the present invention.
Figure 7. A gene map of the surface expression vector (pKV-Pald-pgsA2), PgsA motif 1-70 aa-EGFP using Lactobacillus casei as a host according to the present invention.
Fig. 8 shows a genetic map of the surface expression vector (pKV-Pald-pgsA3), PgsA motif 1-80 aa-EGFP using Lactobacillus casei as a host according to the present invention.
9. A genetic map of the surface expression vector (pKV-Pald-pgsA5), PgsA motif 1-100 aa-EGFP using Lactobacillus casei as a host according to the present invention.
10. Shows a genetic map of the surface expression vector (pKV-Pald-pgsA5), pKV-PgsA 1-188 aa-EGFP using Lactobacillus casei as a host according to the present invention.
11. Shows a genetic map of the surface expression vector (pKV-Pald-pgsA6), PgsA motif 25-60 aa-EGFP using Lactobacillus casei as a host according to the present invention.
12. A genetic map of the surface expression vector (pKV-Pald-pgsA7), PgsA motif 25-70 aa-EGFP using Lactobacillus casei as a host according to the present invention.
13. A gene map of the surface expression vector (pKV-Pald-pgsA8) and PgsA motif 25-100 aa-EGFP using Lactobacillus casei as a host according to the present invention is shown.
14. Western blotting photographs showing the surface expression of EGFP protein in Lactobacillus casei transformed with the surface expression vectors pKV-Pald-pgsA1 to pKV-Pald-pgsA8 of the present invention.

본 발명은, 일 관점에서, 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei) 유래 갈락토오스 뮤타로테이즈(galactose mutarotase) 유전자의 프로모터에 관한 것이다.The present invention, in one aspect, Lactobacillus casei ( Lactobacillus casei ) It relates to a promoter of a galactose mutarotase (galactose mutarotase) gene derived.

본 발명에서는 갈락토오스 뮤타로테이즈 유전자의 프로모터를 수득하기 위하여, PCR 방법으로 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei)의 genome에서 증폭하고, 유전자 클로닝 기술을 이용하여 락토바실러스 카제이 유래 700 bp의 프로모터(서열번호 1)를 분리하였다. 본 발명의 갈락토오스 뮤타로테이즈 프로모터는 락토바실러스 카제이에 존재하는 갈락토오스 뮤타로테이즈 유전자의 발현을 유도하는 프로모터이다. 일반적으로 프로모터는 RNA 중합효소가 결합하여 전사개시를 유도하는 부분을 포함하며 프로모터의 염기서열에 따라 RNA 합성 정도가 결정되기 때문에 프로모터에 따라 유전자의 발현강도가 다를 수 있다.In the present invention, in order to obtain the promoter of the galactose mutarotase gene, amplified from the genome of Lactobacillus casei by a PCR method, and using a gene cloning technique, a promoter of 700 bp derived from Lactobacillus casei (sequence) No. 1) was isolated. The galactose mutarotase promoter of the present invention is a promoter that induces expression of the galactose mutarotase gene present in Lactobacillus casei. In general, a promoter includes a portion to which RNA polymerase binds to induce transcription initiation, and since the degree of RNA synthesis is determined according to the nucleotide sequence of the promoter, the expression intensity of a gene may vary depending on the promoter.

본 발명의 프로모터에 의한 발현유도 능력을 측정하기 위하여 상기 프로모터를 포함하는 발현벡터와 기존의 알돌레이즈 (aldolase) 프로모터를 포함하는 발현벡터에 각각 EGFP 유전자를 삽입하고, 상기 제작된 벡터들을 사용하여 락토바실러스 카제이를 형질전환 시킨 다음, 각 프로모터에 의해 발현 유도된 EGFP의 발현 정도를 웨스턴 블러팅을 통해 비교하였다. 그 결과 갈락토오스 뮤타로테이즈 (galactose mutarotase) 프로모터를 포함하는 벡터의 형질전환체에서 EGFP의 발현 정도가 효과적으로 증가한 것이 확인되었으며, 본 발명 프로모터의 발현유도 세기 또한 기존의 알돌레이즈 프로모터에 비해 강하다는 사실을 확인하였다.In order to measure the expression inducing ability by the promoter of the present invention, the EGFP gene was inserted into the expression vector containing the promoter and the expression vector containing the conventional aldolase promoter, respectively, and the lactose gene was used using the prepared vectors. After transforming Bacillus casei, the expression level of EGFP induced by each promoter was compared through Western blotting. As a result, it was confirmed that the expression level of EGFP was effectively increased in the transformant of the vector containing the galactose mutarotase promoter, and the expression induction strength of the promoter of the present invention is also stronger than that of the conventional aldolase promoter. was confirmed.

본 발명은, 다른 관점에서, 상기 갈락토오스 뮤타로테이즈 프로모터와 목적단백질을 코딩하는 유전자를 함유하는 발현벡터 및 상기 발현벡터로 형질전환된 미생물에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to an expression vector containing the galactose mutarotase promoter and a gene encoding a target protein, and a microorganism transformed with the expression vector.

발현벡터는 통상적으로 전사를 가능하게 하는 프로모터, 프로모터의 다운스트림에 목적단백질을 발현하는 유전자, 미생물 내에서 자기 복제하여 증폭할 수 있는 유전자 및 목적하는 벡터를 선별하기 위한 선택마커 유전자가 최소한 필요하며, 목적유전자를 제외한 상기 유전자들은 벡터의 백본(backbone) 및 선택된 숙주에 따라 달라질 수 있다. 벡터 제작에 있어서 상기 최소한으로 필요한 유전자들은 당업자에게는 널리 알려져 있으며, 유전자 발현 조건 및 목적에 따라 용이하게 선택할 수 있다. 통상적으로 상기 벡터의 백본은 pWV01, pAMβ1의 replication origin을 가진 것 등을 사용할 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.Expression vectors typically require at least a promoter enabling transcription, a gene expressing a target protein downstream of the promoter, a gene capable of self-replication and amplification in microorganisms, and a selection marker gene for selecting the target vector. , except for the target gene, the genes may vary depending on the backbone of the vector and the selected host. The minimally necessary genes for vector construction are well known to those skilled in the art, and can be easily selected according to the gene expression conditions and purpose. Typically, as the backbone of the vector, pWV01, one having a replication origin of pAMβ1, etc. may be used, but the present invention is not limited thereto.

목적유전자뿐만 아니라 추가적으로 조절 부위를 포함하는 유전자 발현을 목적으로 하는 벡터 또는 DNA 서열을 적합한 숙주세포에 삽입하기 위해 다양한 방법 및 수단을 사용할 수 있다. 예를 들면, 트렌스포메이션 (transformation), 트렌스팩션 (transfection), 콘쥬게이션 (conjugation), 원형질체 융합법 및 칼슘 포스페이트 침전법과 같은 생화학적 방법이나, DEAE(diethylminoehtyl) 덱스트란, 또는 일렉트로포레이션 (electroporation) 등의 물리적인 방법을 사용할 수 있다.A variety of methods and means can be used to insert a vector or DNA sequence for gene expression that includes a target gene as well as an additional regulatory region into a suitable host cell. For example, transformation (transformation), transfection (transfection), conjugation (conjugation), protoplast fusion method and biochemical methods such as calcium phosphate precipitation method, DEAE (diethylminoehtyl) dextran, or electroporation (electroporation) Physical methods such as

발현벡터를 적절한 숙주세포에 삽입한 다음, 당업계에 알려진 통상의 기술을 사용하여 형질전환체만을 선별할 수 있는 항생물질을 포함하는 숙주의 생장에 적합한 선택배지를 사용하여 목적유전자를 발현할 수 있는 벡터를 함유하는 형질전환체를 선별할 수 있다.After inserting the expression vector into an appropriate host cell, the target gene can be expressed using a selection medium suitable for host growth containing an antibiotic capable of selecting only transformants using conventional techniques known in the art. Transformants containing the vector can be selected.

본 발명은, 또 다른 관점에서, 상기 갈락토오스 뮤타로테이즈 프로모터, 폴리감마글루탐산 합성효소 복합체 유전자 및 목적단백질을 코딩하는 유전자가 연결되어 있는 미생물 표면 발현벡터 및 상기 표면발현 벡터로 형질전환된 미생물에 관한 것이다.In another aspect, the present invention provides a microbial surface expression vector to which the galactose mutarotase promoter, the polygamma-glutamic acid synthase complex gene, and the gene encoding the target protein are linked, and the microorganism transformed with the surface expression vector. it's about

상기 프로모터의 다운스트림에는 표면발현 모체인 폴리감마글루탐산 합성효소 복합체의 유전자를 포함하는데, 상기 표면발현 모체는 벡터의 DNA 서열상에서 프로모터와 목적유전자의 사이에 위치한다. 상기 표면발현 모체의 유전자는 아미노산으로 코딩된 이후에는 목적단백질의 전반부에 연결되어 발현된 단백질이 세포막의 지질과의 결합하도록 유도하는 작용을 하기 때문에 목적단백질이 표면 발현되는데 결정적인 역할을 한다. 상기 표면발현 모체의 유전자를 프로모터 및 목적유전자와 연결하는 방법은 PCR (polymerase chain reaction), 제한효소 절단 (restriction enzyme digestion) 및 라이게이션법 (ligation) 등 당업자에 의해 용이하게 실시될 수 있는 통상의 기술을 사용할 수 있다.Downstream of the promoter, the gene of the polygamma-glutamic acid synthetase complex, which is a surface expression parent, is included, and the surface expression matrix is located between the promoter and the target gene on the DNA sequence of the vector. The surface-expressing parent gene plays a decisive role in surface expression of the target protein because it is linked to the first half of the target protein after it is encoded with amino acids and acts to induce the expressed protein to bind with the lipid of the cell membrane. The method of linking the surface-expressing parent gene with the promoter and the target gene is a conventional method that can be easily performed by those skilled in the art, such as PCR (polymerase chain reaction), restriction enzyme digestion, and ligation. technology can be used.

본 명세서에서 '숙주', 또는 '미생물'은 프로바이오틱(probiotic)의 그람양성균인 유산균을 의미하며, 일반적인 프로바이오틱 미생물의 선별기준에는 (i) 인간유래의 미생물일 것; (ii) 담즙, 산, 효소 및 산소에 안정적일 것; (iii) 장내 점막에 부착하는 능력이 있을 것; (iv) 소화기관 내에서 콜로니를 형성할 수 있는 능력이 있을 것; (v) 항박테리아성 물질을 생산할 수 있을 것; 및 (vi) 효능이나 안정성이 증명될 수 있을 것 등의 조건이 포함되어 있다. 상기 조건을 근거로 유산균은 인체 내에서의 생장이 친화적, 무해한 균이라는 것이 명백하다. 따라서, 유산균을 숙주로 하는 형질전환체를 인체에 적용시켜 질병의 예방 또는 치료를 위한 유전자 전달 또는 단백질 전달 등의 용도로 사용할 경우, 균주를 사용하는 통상의 백신제조 방법과는 달리 균주의 비독성화 또는 무독성화의 단계가 요구되지 않는다.As used herein, the term 'host' or 'microorganism' refers to lactic acid bacteria that are gram-positive bacteria of probiotics, and the general selection criteria for probiotic microorganisms include (i) human-derived microorganisms; (ii) stable to bile, acids, enzymes and oxygen; (iii) have the ability to adhere to the intestinal mucosa; (iv) have the ability to colonize in the digestive tract; (v) capable of producing antibacterial substances; and (vi) that efficacy or safety can be demonstrated. Based on the above conditions, it is clear that lactic acid bacteria are friendly and harmless bacteria that grow in the human body. Therefore, when a transformant using lactic acid bacteria as a host is applied to the human body and used for purposes such as gene transfer or protein transfer for the prevention or treatment of diseases, the non-toxicity of the strain is different from the conventional vaccine manufacturing method using the strain. or no step of detoxification is required.

본 발명에서 상기 미생물은 락토바실러스 속, 스트렙토코커스 속 및 비피도박테리움 속을 포함할 수 있다. 대표적으로 락토바실러스 속은 락토바실러스 아시도필러스(L. acidophilus), 락토바실러스 카제이(L. casei), 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum), 락토바실러스 퍼멘툼(L. ferementum), 락토바실러스 델브루엑키(L. delbrueckii), 락토바실러스 존스니(L. johnsonii LJI), 락토바실러스 료터리(L. reuteri) 및 락토바실러스 불가리커스(L. bulgaricus); 스트렙토코커스 속은 스트렙토코커스 서모필러스(S. thermophilus); 비피도박테리움 속은 비피도박테리움 인판티스(B. infantis), 비피도박테리움 비피덤(B. bifidum), 비피도박테리움 론검(B. longum), 비피도박테리움 슈도론검(B. psuedolongum), 비피도박테리움 브레브(B. breve), 비피도박테리움 락티스 Bb-12(B. lactis Bb-12) 및 비피도박테리움 아돌레센티스(B. adolescentis) 등을 숙주로 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 락토바실러스 속이다.In the present invention, the microorganism may include the genus Lactobacillus, the genus Streptococcus and the genus Bifidobacterium. Representative Lactobacillus genus is Lactobacillus acidophilus ( L. acidophilus ), Lactobacillus casei ( L. casei ), Lactobacillus plantarum ( L. plantarum ), Lactobacillus fermentum ( L. ferementum ), Lactobacillus Delbruecki ( L. delbrueckii ), Lactobacillus johnsonii ( L. johnsonii LJI ), Lactobacillus reuteri ( L. reuteri ) and Lactobacillus bulgaricus ( L. bulgaricus ); Streptococcus genus is Streptococcus thermophilus ( S. thermophilus ); The genus Bifidobacterium Bifidobacterium Infante Tees (B. infantis), Bifidobacterium Bifidobacterium bonus (B. bifidum), Bifidobacterium rongeom (B. longum), Bifidobacterium pseudo rongeom (B. psuedolongum ), Bifidobacterium breve ( B. breve ), Bifidobacterium lactis Bb-12 ( B. lactis Bb-12) and Bifidobacterium adolecentis ( B. adolescentis ), etc. can be used as hosts. and, more preferably, the genus Lactobacillus.

본 발명에서는 상기 프로모터와 표면발현 모체인 pgsA가 연결된 염기서열을 포함하고, 목적유전자로서 EGFP 유전자의 발현할 수 있는 발현벡터(pKV-Pgm-pgsA-EGFP)를 제작하였으며, 상기 발현벡터를 락토바실러스 카제이에 삽입하여 EGFP를 발현하는 형질전환체를 제조하였다.In the present invention, an expression vector (pKV-Pgm-pgsA-EGFP) including the nucleotide sequence in which the promoter and pgsA, which is the surface expression parent, is linked, and capable of expressing the EGFP gene as a target gene was prepared, and the expression vector was Lactobacillus Transformants expressing EGFP were prepared by inserting into casei.

본 발명의 향상된 유전자 발현능력을 가지는 프로모터로 발현되는 목적단백질은 균체 표면에 발현되며, 따라서 본 발명의 형질전환된 미생물은 백신(vaccine)으로 사용할 수 있다.The target protein expressed by the promoter having improved gene expression ability of the present invention is expressed on the cell surface, and therefore the transformed microorganism of the present invention can be used as a vaccine.

본 발명은, 또 다른 관점에서, 상기 표면 발현벡터로 형질전환된 유산균을 이용하는 것을 특징으로 하는 미생물 백신의 제조방법에 관한 것이다.The present invention, in another aspect, relates to a method for producing a microbial vaccine, characterized in that using the lactic acid bacteria transformed with the surface expression vector.

백신은 질병에 대한 예방의 목적으로 생유기물을 사용하여 면역 시스템을 자극시키는데 사용되는 약제이다. 면역 활성화는 유기체 내에서 항체 생성, T-림프구의 자극, 또는 다른 면역세포(예: 대식세포)를 자극하여 항원을 효율적으로 제거하기 위한 과정을 의미한다. 상기에 대한 자세한 면역학의 개관은 당업계의 통상의 기술을 가진 자들은 쉽게 이해된다(Barrett, J. T., Textbook of Immunology, 1983).Vaccines are drugs used to stimulate the immune system using live organisms for the purpose of preventing disease. Immune activation refers to a process in an organism to efficiently remove antigens by producing antibodies, stimulating T-lymphocytes, or stimulating other immune cells (eg macrophages). A detailed overview of immunology for the above is readily understood by those of ordinary skill in the art (Barrett, J. T., Textbook of Immunology, 1983).

항원으로서의 목적단백질을 발현하는 형질전환된 미생물 백신의 투여대상은 포유동물일 수 있으며, 보다 바람직하게는 인간일 수 있다.An administration target of the transformed microbial vaccine expressing a target protein as an antigen may be a mammal, and more preferably a human.

상기 백신 조성물의 제법은 표준 기법을 사용하여 실시할 수 있으며, 투여자에게 적합한 투여량은 유전자 생성물의 항원성에 따라 변하며 존재하는 백신의 전형적인 면역 반응을 유도하기에 충분한 양이면 되며 일상적 실험 과정을 거쳐 필요량을 쉽게 판단할 수 있다. 전형적인 초기의 백신 용량은 체중kg당 항원 0.001 내지 1mg이며, 바람직한 수준의 보호를 제공하기에 필요에 따라 양을 증가하거나 다중 용량을 사용한다. 상기의 양은 당해 기술분야에 속하는 전문가에 의해 결정될 수 있고, 제제화 방법, 투여 방식, 투여자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해서도 다양하게 처방될 수 있다.The preparation of the vaccine composition can be carried out using standard techniques, and the dosage suitable for the administerer varies depending on the antigenicity of the gene product, and is sufficient as long as it is sufficient to induce a typical immune response of the existing vaccine, and is subjected to routine testing. You can easily determine the amount you need. A typical initial vaccine dose is 0.001 to 1 mg antigen per kg body weight, increasing in amounts or using multiple doses as needed to provide the desired level of protection. The above amount can be determined by a person skilled in the art, and depends on factors such as formulation method, administration method, age, weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate, and reaction sensitivity of the administration. It can also be prescribed in a variety of ways.

백신이 항체를 생성함에 있어 효과적이기 위해서는, 항원성 물질이 백신 처리된 대상의 항체-생성 기전이 실현될 수 있도록 체내로 유입되어야 한다. 따라서 면역반응을 위해서는 유전자 산물의 미생물 운반체가 체내에 우선 도입되어야 한다. 본 발명의 형질전환체에서 제시되는 항원에 의한 바람직한 반응을 자극하기 위해서는, 정맥주사, 근육주사, 피하주사 등과 같은 투여방법이 가능하지만, 경구 투여, 위 삽입에 의해 또는 분무제 형태로 장 또는 폐로 직접 투여함이 바람직하다.In order for the vaccine to be effective in producing antibodies, the antigenic material must be introduced into the body so that the antibody-producing mechanism of the vaccinated subject can be realized. Therefore, for an immune response, the microbial carrier of the gene product must first be introduced into the body. In order to stimulate a desired response by the antigen presented in the transformant of the present invention, administration methods such as intravenous injection, intramuscular injection, subcutaneous injection, etc. are possible, but oral administration, gastric insertion, or directly into the intestine or lung in the form of a spray administration is preferred.

백신 조성물을 투여자에게 경구 투여하기 위해서는 친액성 형태, 예를 들면 캡슐 형태로 제공되는 것이 유용하다. 상기 캡슐은 Eudragate S, Eudragate L, 셀룰로오즈 아세테이트, 셀룰로오즈 프탈레이트 또는 히드록시 프로필메틸 셀룰로오즈를 포함하는 장용피복으로 제공된다. 상기 캡슐류는 그 자체로 사용하거나 투여하기 전에 현탁액과 같이 친액성 물질을 재조성하여 사용할 수도 있다. 재조성은 형질전환된 미생물의 생존에 적합한 pH의 완충액에서 수행하는 것이 효과적이다. 위산으로부터 상기 형질전환된 미생물 및 백신을 보호하기 위하여 매회 백신 투여 이전에 중탄산나트륨 제제를 투여하는 것이 유용할 수 있다. 선택적으로 백신은 비경구투여, 비내투여 또는 유선내 투여용으로 제조될 수 있다.For oral administration of the vaccine composition to a recipient, it is useful to provide it in a lyophilic form, for example in the form of a capsule. The capsules are provided in an enteric coating containing Eudragate S, Eudragate L, cellulose acetate, cellulose phthalate or hydroxy propylmethyl cellulose. The capsules may be used as such, or a lyophilic substance may be reconstituted such as a suspension prior to administration. It is effective to carry out the recomposition in a buffer of a pH suitable for the survival of the transformed microorganism. It may be useful to administer a sodium bicarbonate formulation prior to each vaccine administration to protect the transformed microorganism and vaccine from gastric acid. Alternatively, the vaccine may be formulated for parenteral administration, intranasal administration or intramammary administration.

본 발명의 프로모터를 포함하며 항원으로서 작용할 수 있는 목적단백질을 발현하는 유전자를 함유하고 있는 형질전환된 유산균은 소화기관 내 점막에서 콜로니를 형성하면서 목적하는 효능이 얻어질 수 있도록 하며, 상기의 유산균이 목적하는 형질 전환성질을 유지하며, 원활한 콜로니 형성을 위해 벡터 내 선택 항생물질을 동시에 투여할 수 있으며, 상기의 수단으로써 형질전환체가 분열하는 과정에서 파생될 수 있는 벡터를 가지지 않은 목적하지 않는 유산균의 발생을 제어할 수 있다. 상기의 선별방법은 당업계의 통상의 기술로 용이하게 수행될 수 있으며, 상기 과정에서 사용될 수 있는 선택항생물질은 발현벡터 내 포함되어 있는 항생물질 유전자에 따라 달라질 수 있다.The transformed lactic acid bacteria containing the promoter of the present invention and containing a gene expressing a target protein that can act as an antigen forms colonies in the mucous membrane of the digestive tract so that the desired efficacy can be obtained, and the lactic acid bacteria In order to maintain the desired transforming properties and to form a smooth colony, a selective antibiotic in the vector can be administered at the same time, and by means of the above means, undesirable lactic acid bacteria that do not have a vector that can be derived in the process of dividing the transformant occurrence can be controlled. The above selection method can be easily performed by a conventional technique in the art, and the selection antibiotic that can be used in the process may vary depending on the antibiotic gene contained in the expression vector.

또한, 하기 실시예 5에서 제조된 표면발현 벡터(pKV-Pald-PgsA-EGFP)를 사용해서 유산균 숙주에서 보다 안정적으로 높은 발현율을 나타낼 수 있도록 PgsA의 유전자를 단편으로 하는 개량을 실시하였다.In addition, by using the surface expression vector (pKV-Pald-PgsA-EGFP) prepared in Example 5 below, the PgsA gene was modified into fragments so that it could more stably exhibit a high expression rate in the lactic acid bacteria host.

먼저, PgsA 단편 중 1-60 a.a, 1-70 a.a, 1-80 a.a, 1-100 a.a, 1-188 a.a를 포함하는 PgsA 단편을 확보하기 위하여, 표면발현 벡터 (pKV-Pald-PgsA-EGFP)을 주형으로 서열번호 8 내지 17의 프라이머를 사용해서 PCR을 수행하여 수득하였다.First, in order to obtain a PgsA fragment containing 1-60 aa, 1-70 aa, 1-80 aa, 1-100 aa, 1-188 aa among the PgsA fragments, a surface expression vector (pKV-Pald-PgsA-EGFP ) was obtained by performing PCR using the primers of SEQ ID NOs: 8 to 17 as a template.

그 결과, 알돌레이즈 프로모터를 포함하며, 각각의 PgsA motif 단편을 포함하는 DNA 절편을 확보 하였으며, 상기 절편의 5' 말단에는 SphI 제한효소를 포함하고 있으며, 상기 절편의 3' 말단에는 BamHI 제한효소 부위를 포함하고 있다. 확보된 DNA 절편에 SphI과 BamHI을 처리하여 절편을 확보하였다. 또한, 각각의 PgsA1 내지 A5 motif 단편이 서열번호 18 내지 22의 염기서열을 갖는 것을 확인하였다. As a result, a DNA fragment including the aldolase promoter and each PgsA motif fragment was obtained, and the SphI restriction enzyme was included at the 5' end of the fragment, and the BamHI restriction enzyme site was located at the 3' end of the fragment. contains The obtained DNA fragment was treated with SphI and BamHI to secure the fragment. In addition, it was confirmed that each of the PgsA1 to A5 motif fragments had the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 18 to 22.

한편, PgsA 단편 중 25-60 a.a, 25-70 a.a, 25-100 a.a를 포함하는 PgsA 단편을 확보하기 위하여, 표면발현 벡터 (pKV-Pald-PgsA-EGFP)을 주형으로 서열번호 23 내지 28의 프라이머를 사용하여 PCR을 수행하여 수득하였다. On the other hand, in order to secure a PgsA fragment containing 25-60 aa, 25-70 aa, and 25-100 aa among the PgsA fragments, the surface expression vector (pKV-Pald-PgsA-EGFP) is used as a template of SEQ ID NOs: 23 to 28 It was obtained by performing PCR using primers.

그 결과, 각각의 PgsA motif 단편을 포함하는 DNA 절편을 확보 하였으며, 상기 절편의 5' 말단에는 EcoRV 제한효소를 포함하고 있으며, 상기 절편의 3' 말단에는 BamHI 제한효소 부위를 포함하고 있다. 확보된 DNA 절편에 EcoRV와 BamHI을 처리하여 절편을 확보하였다. 또한, 각각의 PgsA motif 단편이 서열번호 29 내지 31의 염기서열을 갖는 것을 확인하였다. As a result, DNA fragments including each PgsA motif fragment were obtained, and EcoRV restriction enzyme was included at the 5' end of the fragment, and the BamHI restriction enzyme site was included at the 3' end of the fragment. The obtained DNA fragment was treated with EcoRV and BamHI to secure the fragment. In addition, it was confirmed that each PgsA motif fragment has the nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 29 to 31.

본 발명은 미생물의 표면에 외래단백질을 대량 발현 시킬 수 있는 새로운 표면 발현모체로서 바실러스 속 균주에서 유래한 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질을 선택하고, 이를 이용하여 외래단백질이나 펩타이드를 미생물 표면에 발현 시킬 수 있는 표면발현벡터를 제조하고, 이것으로 형질전환된 다양한 형질전환체에서 외래단백질이 효율적으로 형질전환체의 표면에 발현시키는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention selects an extracellular membrane protein involved in the synthesis of polygamma-glutamic acid derived from a Bacillus sp. strain as a new surface expression matrix capable of large-scale expression of foreign proteins on the surface of microorganisms, and uses them to produce foreign proteins or peptides in microorganisms An object of the present invention is to provide a method for preparing a surface expression vector that can be expressed on the surface and efficiently expressing a foreign protein on the surface of the transformant in various transformants transformed with this vector.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 폴리감마글루탐산 합성효소 복합체를 이루는 유전자 pgsA를 포함하는 미생물 표면발현벡터 및 상기 벡터에 의해 형질전환된 균주를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a microbial surface expression vector comprising the gene pgsA constituting the polygamma-glutamic acid synthase complex and a strain transformed by the vector.

본 발명은 또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 상기 미생물 표면발현벡터를 이용하여 외래 단백질을 형질전환균주의 표면에 발현시키는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for expressing a foreign protein on the surface of a transformant using the microbial surface expression vector in order to achieve the above object.

유전자 pgsA가 코딩하는 단백질은 바실러스 속에 존재하는 세포외막 단백질로서 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis IFO3336; 낫또균; Biochem. Biophy. Research Comm., 263, 6-12, 1999), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis ATCC9945; Biotech. Bioeng. 57(4), 430-437, 1998), 바실러스 안쓰라시스(Bacillus anthracis; J. Bacteriology, 171, 722-730, 1989) 등으로부터 생산되는 식용, 수용성, 음이온성, 생분해성 고분자물질인 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 단백질이다.The protein encoded by the gene pgsA is an extracellular membrane protein present in Bacillus subtilis (Bacillus subtilis IFO3336; Natto bacteria; Biochem. Biophy. Research Comm., 263, 6-12, 1999), Bacillus licheniformis (Bacillus subtilis IFO3336; Bacillus. licheniformis ATCC9945; Biotech. Bioeng. 57(4), 430-437, 1998), Bacillus anthracis; J. Bacteriology, 171, 722-730, 1989) edible, water-soluble, anionic, It is a protein involved in the synthesis of polygamma-glutamic acid, a biodegradable polymer.

낫또균(Bacillus subtilis IFO3336)의 경우, 세균으로부터 분리된 세포외막 단백질은 총 922개의 아미노산으로 이루어진 단백질로 pgsB, pgsC 및 pgsA로 이루어져 있으며, pgsB는 393 아미노산으로, pgsC는 149 아미노산으로 그리고 pgsA는 380 아미노산으로 구성이 되어 있다. 아시우찌(Ashiuchi) 등은 바실러스 낫또균 유래의 폴리감마글루탐산의 합성 유전자획 클로닝하고 대장균에 형질전환하여 대장균에서의 폴리감마글루탐산의 합성을 관찰한 바 있다[Ashiuchi et al., Biochem. Biophy. Res. Communications, 263: 6-12 (1999)].In the case of Bacillus subtilis IFO3336, the extracellular membrane protein isolated from bacteria is a protein consisting of a total of 922 amino acids, consisting of pgsB, pgsC and pgsA, pgsB is 393 amino acids, pgsC is 149 amino acids, and pgsA is 380 amino acids. It is composed of amino acids. Ashiuchi et al. have observed the synthesis of polygammaglutamic acid in Escherichia coli by cloning and transforming the polygammaglutamic acid synthesis gene extract derived from Bacillus natto [Ashiuchi et al., Biochem. Biophys. Res. Communications, 263: 6-12 (1999)].

그러나 상기 폴리감마글루탐산 합성효소 복합체를 이루는 단백질 pgsA의 구체적인 역할 및 기능은 아직 밝혀지지 않았다. 다만, 복합체 구성 단백질 중 pgsB는 아마이드 리게이즈계로서 pgsB의 N-말단의 특이 아미노산이 세포막 혹은 세포벽과 상호작용을 하고, pgsA의 경우 N-말단과 C-말단에 친수성의 특이 아미노산 서열을 갖고 있어서, pgsB의 도움과 더불어 이들 아미노산 서열이 세포내막을 통과할 수 있는 분비신호 와 표적 및 부착신호를 갖고 있는 것으로 추측된다.However, the specific role and function of the protein pgsA constituting the polygamma-glutamic acid synthetase complex has not yet been elucidated. However, among the complex proteins, pgsB is an amide ligase system, and the specific amino acid at the N-terminus of pgsB interacts with the cell membrane or cell wall, and in the case of pgsA, it has a hydrophilic specific amino acid sequence at the N-terminus and C-terminus. In addition to the help of pgsB, it is presumed that these amino acid sequences have a secretion signal, a target, and an adhesion signal that can pass through the inner cell membrane.

본 발명자들의 연구결과, 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질은 그의 아미노산 일차 서열 구조와 특성상 외래단백질을 세포 표면에 발현시키는 표면발현 모체로서 많은 장점이 있음이 밝혀졌다: 첫째, 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질은 폴리감마글루탐산의 합성 및 세포외로의 분비를 위해서 세포 표면에 다량 발현될 수 있고, 둘째, 발현된 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질은 세포 주기상 휴지기에서도 안정하게 유지되며, 셋째, 구조적으로 특히 pgsA의 경우 세포 표면에 돌출되어 있으며, 넷째로는 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질은 그 기원이 그람양성 세균의 표면으로 다양한 그람양성 세균 뿐만이 아니라 그람음성 세균의 표면에서 안정되게 발현될 수 있다는 점등의 장점이 있다.As a result of the study of the present inventors, it was found that the extracellular membrane protein involved in the synthesis of polygamma-glutamic acid has many advantages as a surface expression matrix for expressing foreign proteins on the cell surface due to its amino acid primary sequence structure and characteristics: First, polygammaglutamic acid The extracellular membrane protein involved in the synthesis of polygamma-glutamic acid can be expressed in large amounts on the cell surface for the synthesis and extracellular secretion of polygamma-glutamic acid. Second, the extracellular membrane protein involved in the synthesis of the expressed polygammaglutamic acid is at rest in the cell cycle. Thirdly, structurally, especially in the case of pgsA, it protrudes on the cell surface, and fourthly, the extracellular membrane protein involved in the synthesis of polygamma-glutamic acid has its origin on the surface of Gram-positive bacteria, and not only in various Gram-positive bacteria. However, there is an advantage of lighting that it can be stably expressed on the surface of Gram-negative bacteria.

본 발명은 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질의 특성을 이용하여 외래단백질을 세균의 표면에 발현할 수 있는 유용한 벡터를 제공하는데 그 목적이 있다. 특히, 본 발명의 목적단백질의 표면발현벡터는 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질의 일차 서열상에 갖고 있는 분비신호와 표적신호를 포함한다.An object of the present invention is to provide a useful vector capable of expressing a foreign protein on the surface of bacteria by using the properties of the extracellular membrane protein involved in the synthesis of polygamma-glutamic acid. In particular, the surface expression vector of the target protein of the present invention includes a secretion signal and a target signal possessed on the primary sequence of the extracellular membrane protein involved in the synthesis of polygamma-glutamic acid.

또한, 본 발명은 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질의 특성을 이용한 표면발현벡터를 사용하여 외래단백질을 미생물의 표면에 발현시키는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 특히, 본 발명은 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질을 이용하여 외래단백질을 미생물의 표면에 발현시킴으로 세포의 파쇄 또는 단백질의 분리정제 과정을 거치지 않고 효율적으로 외래단백질을 이용할 수 있는 외래단백질의 제조방법을 제공한다.Another object of the present invention is to provide a method for expressing a foreign protein on the surface of a microorganism using a surface expression vector using the characteristics of the extracellular membrane protein involved in the synthesis of polygamma-glutamic acid. In particular, the present invention uses the extracellular membrane protein involved in the synthesis of polygamma-glutamic acid to express the foreign protein on the surface of the microorganism, so that the foreign protein can be efficiently used without cell disruption or protein separation and purification. It provides a manufacturing method of

또한, 본 발명에서 상기 "목적단백질"또는 "외래단백질"은 상기 단백질을 발현하는 형질전환된 숙주세포에서는 정상적으로는 존재할 수 없는 단백질을 의미한다. 예를 들면, 유산균에서 바이러스 유래 또는 종양 유래 단백질을 인위적으로 발현하도록 조작하였을 경우, 상기 단백질을 외래단백질 또는 목적단백질이라 한다.In addition, in the present invention, the "target protein" or "foreign protein" refers to a protein that cannot normally exist in a transformed host cell expressing the protein. For example, when lactic acid bacteria are engineered to artificially express a virus-derived or tumor-derived protein, the protein is referred to as a foreign protein or a target protein.

보다 구체적으로, 상기 목적단백질은 바람직하게는 감염성 미생물, 면역질환 유래 항원 또는 종양 유래의 항원, 예를 들면 진균성 병원체, 박테리아, 기생충, 장내 기생충(helminth), 바이러스 또는 알러지 유발물질 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다. 보다 상세하게는, 상기 항원은 파상풍 톡소이드(tetanus toxoid), 인플루엔자 바이러스의 헤마어글루티닌(hemagglutinin) 또는 핵단백질, 디프테리아 톡소이드(diphtheria toxoid), HIV의 gp120 또는 그 단편, HIV의 gag 단백질, IgA 프로티나아제(protease), 인슐린 펩티드 B, 스폰고스포라 서브테라네(Spongospora subterranea) 항원, 비브리오즈(Vibriose) 항원, 살모넬라(Salmonella) 항원, 뉴모코쿠스 항원(Pmeumococcus), RSV(Respiratory syncytial virus) 항원, 헤모필러스 인플루엔자(Hemophilus influenza) 외막 단백질, 스트렙토코쿠스 누모니애(Streptococcus pneumoniae) 항원, 헬리코박터 파이로리(Helicobacter pylori)의 우레아제(urease), 네세리아 메닝기티디스(Neisseria meningitidis)의 필린(pilin), 네세리아 고노로에아(N. gonorrhoeae)의 필린(pilin), 멜라노마-관련 단백질(melanoma associated antigens: TRP2, MAGE-1, MAGE-3, gp100, 티로신아제, MART-1, HSP-70, beta-HCG), HPV-16, -18, -31, --35, 또는 -45에서 유래하는 E1, E2, E6 및 E7을 포함하는 인간파필로마바이러스(Human papillomma virus)의 항원, CEA 종양항원, 정상 또는 변이된 ras 단백질, 정상 또는 변이된 p53, Muc1, pSA 등을 포함하며, 또한, 콜레라, 디프테리아, 헤모필러스(Haemophilus), A형 간염, B형 간염, 인플루엔자, 홍역, 뇌염, 이하선염, 백일해, 수두, 폐렴(pneumococcal pneumonia), 소아마비, 공수병, 루벨라(rubella), 파상풍, 결핵, 애디슨병(Addison's disease), 면역반응 유발물질(immunogen), 알레르기 유발 물질(allergen), 고형 종양 및 혈액종양을 포함하는 암, 후천성 면역결핍증, 신장, 심장, 이자, 폐 뼈, 간 등의 이식 거부 시 관여하는 인자 등에서 유래하는 당업계 알려진 항원 및 자가면역을 유발하는 항원 등을 포함할 수 있다.More specifically, the target protein is preferably an antigen derived from an infectious microorganism, an immune disease, or an antigen derived from a tumor, for example, a fungal pathogen, bacteria, parasite, intestinal parasite (helminth), virus or an allergen. may, but is not limited thereto. More specifically, the antigen is tetanus toxoid, hemagglutinin or nucleoprotein of influenza virus, diphtheria toxoid, gp120 of HIV or a fragment thereof, gag protein of HIV, IgA pro Tinase (protease), insulin peptide B, Spongospora subterranea antigen, Vibriose antigen, Salmonella antigen, Pmeumococcus antigen, RSV (Respiratory syncytial virus) antigen , Hemophilus influenza outer membrane protein, Streptococcus pneumoniae antigen, Helicobacter pylori urease, Neisseria meningitidis pilin , N. gonorrhoeae pilin, melanoma-associated antigens: TRP2, MAGE-1, MAGE-3, gp100, tyrosinease, MART-1, HSP-70 , beta-HCG), HPV-16, -18, -31, --35, or -45 antigens of human papillomavirus including E1, E2, E6 and E7 derived from -45, CEA tumor antigens, normal or mutated ras protein, normal or mutated p53, Muc1, pSA, etc., and also include cholera, diphtheria, Haemophilus, hepatitis A, hepatitis B, influenza, measles, encephalitis, Mumps, whooping cough, chickenpox, pneumococcal pneumonia, polio, rabies, rubella, tetanus, tuberculosis, Addison's disease, immune response triggers en), antigens known in the art derived from allergens, cancer including solid tumors and hematological tumors, acquired immunodeficiency syndrome, factors involved in transplant rejection of kidney, heart, pancreas, lung bone, liver, etc. Antigens that induce autoimmunity may be included.

따라서, 본 발명의 표면 발현 방법으로 생산된 외래단백질을 다양한 용도에 제공할 수 있다. 본 용도에는 항체 및 효소의 효과적인 생산이 있으며, 이외에도 항원, 부착 또는 흡착 단백질 및 새로운 생리 활성 물질을 스크리닝하기 위한 펩티드라이브러리의 생산 등이 포함된다.Accordingly, the foreign protein produced by the surface expression method of the present invention can be provided for various uses. This application includes the effective production of antibodies and enzymes, as well as the production of peptide libraries for screening antigens, adhesion or adsorption proteins, and novel physiologically active substances.

바실러스 속 균주에서 유래한 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질을 포함한 모든 종류의 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 유전자를 이용한 표면발현벡터는 모두 본 발명의 범위에 포함된다.Surface expression vectors using genes involved in the synthesis of all kinds of polygammaglutamic acid, including the extracellular membrane protein involved in the synthesis of polygammaglutamic acid derived from Bacillus sp. strain, are all included in the scope of the present invention.

또한 본 발명의 폴리감마글루탐산의 합성 유전자를 이용한 표면발현벡터는 외래단백질을 미생물의 표면에 발현하기 위해 모든 균주에 적용할 수 있고, 바람직하게는 그람음성 세균, 더욱 바람직하게는 대장균, 살모넬라 타이피, 살모넬라 타이피뮤리움, 비브리모 콜레라, 마이코박테리움 보비스, 시겔라, 그리고 그람양성 세균, 바람직하게는 바실러스, 락토바실러스, 락토코커스, 스테필로코커스, 리스테리아 모노싸이토제네스, 스트랩토코커스 균주 등에 적용할 수 있다. 상기 균주를 이용한 모든 외래단백질의 제조방법은 본 발명의 범위에 포함된다.In addition, the surface expression vector using the polygamma-glutamic acid synthetic gene of the present invention can be applied to all strains to express foreign proteins on the surface of microorganisms, preferably Gram-negative bacteria, more preferably Escherichia coli, Salmonella typhi , Salmonella typhimurium, Vibrimo cholera, Mycobacterium bovis, Shigella, and Gram-positive bacteria, preferably Bacillus, Lactobacillus, Lactococcus, Stephylococcus, Listeria monocytogenes, Streptococcus strains, etc. can be applied. All methods for preparing foreign proteins using the strain are included in the scope of the present invention.

필요에 따라 폴리감마글루탐산의 합성 유전자의 N-말단 혹은 C-말단에 모든 또는 일부 제한 효소의 다양한 인식 부위를 삽입할 수 있고, 이들 제한효소 부위가 삽입된 표면발현벡터는 모두 본 발명의 범위에 포함된다.If necessary, various recognition sites of all or some restriction enzymes can be inserted into the N-terminus or C-terminus of the polygamma-glutamic acid synthesis gene, and all surface expression vectors into which these restriction enzyme sites are inserted are within the scope of the present invention. Included.

구체적으로 본 발명은 바실러스 속 균주에서 유래한 폴리감마글루탐산 합성 유전자인 pgsA를 포함하고, pgsA의 C-말단에 제한효소 인식부위를 삽입하여 다양한 외래단백질 유전자를 손쉽게 클로닝할 수 있는 표면발현벡터 pKV-Pald-pgsA1 내지 pKV-Pald-pgsA8를 제공한다.Specifically, the present invention includes pgsA, a polygamma-glutamic acid synthesis gene derived from a Bacillus sp. strain, and inserts a restriction enzyme recognition site at the C-terminus of pgsA to facilitate cloning of various foreign protein genes. Pald-pgsA1 to pKV-Pald-pgsA8 are provided.

본 발명은 폴리감마글루탐산의 합성에 관여하는 세포외막 단백질의 복합체중 세포외막 단백질의 복합체인 pgsA로 구성되어 pgsA의 C-말단에 EGFP 단백질의 N-말단을 연결하여, EGFP 단백질을 융합단백질 형태로 그람양성균의 표면에 발현할 수 있는 표면발현벡터 pKV-Pald-pgsA1 내지 pKV-Pald-pgsA8을 제공한다.The present invention is composed of pgsA, which is a complex of extracellular membrane proteins, among the complex of extracellular membrane proteins involved in the synthesis of polygamma-glutamic acid, and connects the N-terminus of the EGFP protein to the C-terminus of pgsA, thereby converting the EGFP protein into a fusion protein. Provided are surface expression vectors pKV-Pald-pgsA1 to pKV-Pald-pgsA8 that can be expressed on the surface of Gram-positive bacteria.

특히 일 실시예에 따르면, 바실러스 서브틸리스 청국장(Bacillus subtilis var. chungkookjang, KCTC 0697BP)로부터 폴리감마글루탐산 합성에 관여하는 세포외막 단백질의 유전자 pgsA를 획득하였으나, 유전자는 폴리감마글루탐산을 생산하는 모든 바실러스 속 균주로부터 pgsA를 획득하여 벡터를 제조하거나 외래 단백질을 표면발현시키는 것도 본 발명의 범위에 포함될 것이다. 예컨대, 바실러스 서브틸리스 청국장에 존재하는 pgsA 유전자의 염기서열과 80% 이상의 상동성을 갖는 타 균주 유래의 pgsA 유전자를 사용하여 벡터를 제조하거나 외래 단백질을 표면발현시키는 것도 본 발명의 범위에 포함될 것이다.In particular, according to one embodiment, the gene pgsA of the extracellular membrane protein involved in polygamma-glutamic acid synthesis was obtained from Bacillus subtilis chungkookjang (Bacillus subtilis var. chungkookjang, KCTC 0697BP), but the gene is all Bacillus producing polygammaglutamic acid. Obtaining pgsA from a genus strain to prepare a vector or to surface-express a foreign protein will also be included in the scope of the present invention. For example, using the pgsA gene derived from another strain having at least 80% homology with the nucleotide sequence of the pgsA gene present in Bacillus subtilis cheonggukjang will be included in the scope of the present invention to prepare a vector or surface-express a foreign protein. .

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 단백질이 효율적으로 대장균 세포표면에 발현되는지 알아보기 위하여 향상된 녹색형광단백질(enhanced Green fluorescent protein, EGFP)을 모델 단백질로 선택하여 확인하였다. "EGFP(enhanced green fluorescent protein) 유전자"는 생체 내에서 녹색 빛을 내 해당 단백질을 발현하는 세포를 쉽게 관찰하게 해주는 유전자로, 형광 현미경으로 관찰이 가능한 이점이 있다. GFP는 jellyfish(Aequorea Victoria)에서 기원한 초록 형광 단백질로써 여러 연구분야에서 유전자 발현의 중요한 마커로 이용되고 있다. EGFP는 GFP의 돌연변이체로써 본래 GFP의 64번째 페닐알라닌(Phenylalanine) 아미노산 서열이 류신(Leucine)으로, 65번째에 위치되어 있는 세린(Serine) 아미노산 서열은 트레오닌(Threonine)으로 교체함으로써 본래의 GFP보다 더 강한 형광신호를 발광하는 장점이 있다.According to another embodiment of the present invention, in order to check whether the protein is efficiently expressed on the E. coli cell surface, enhanced green fluorescent protein (EGFP) was selected and confirmed as a model protein. "Enhanced green fluorescent protein (EGFP) gene" is a gene that emits green light in a living body and makes it easy to observe cells expressing the corresponding protein, and has the advantage of being observable with a fluorescence microscope. GFP is a green fluorescent protein originating from jellyfish (Aequorea Victoria) and has been used as an important marker of gene expression in various research fields. EGFP is a mutant of GFP, and the 64th phenylalanine amino acid sequence of GFP is leucine and the 65th serine amino acid sequence is replaced with Threonine. There is an advantage of emitting a strong fluorescent signal.

본 발명자들은 상기 제작된 pKV-Pald-pgsA1 내지 pKV-Pald-pgsA8 재조합 벡터에 EGFP 유전자를 삽입하여 표면발현벡터를 제작하고, 이를 이용하여 락토바실러스 카제이를 형질변환시킨 다음, 배양하여 발현을 유도하고, 배양액을 일정량 채취하여 단백질을 수득하였다. 수득한 상기 단백질을 SDS-PAGE로 분석하고, 항-EGFP 항체를 이용하여 웨스턴 블로팅(western blotting)을 수행한 결과, 상기 제작된 pKV-Pald-pgsA1 내지 pKV-Pald-pgsA8 재조합 벡터에 단백질 EGFP가 성공적으로 삽입되어 세포표면에 발현되었음을 확인하였다. The present inventors insert the EGFP gene into the pKV-Pald-pgsA1 to pKV-Pald-pgsA8 recombinant vector prepared above to prepare a surface expression vector, transform Lactobacillus casei using this, and then culture to induce expression Then, a certain amount of the culture medium was collected to obtain a protein. The obtained protein was analyzed by SDS-PAGE, and western blotting was performed using an anti-EGFP antibody. As a result, the protein EGFP was added to the prepared pKV-Pald-pgsA1 to pKV-Pald-pgsA8 recombinant vectors. was successfully inserted and it was confirmed that it was expressed on the cell surface.

또한, 상기 실시예에서는 EGFP 단백질을 외래 단백질로 사용하였으나, 기타 다른 효소, 항원, 항체, 부착단백질 또는 흡착단백질 등 어떠한 단백질도 외래 단백질이 될 수 있을 것이다.In addition, although EGFP protein was used as a foreign protein in the above embodiment, any protein such as other enzymes, antigens, antibodies, adhesion proteins or adsorption proteins may be foreign proteins.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

특히, 하기 실시예에서는 표면발현벡터를 제작하기 위한 모티프로 pgsA 유전자를 사용하였으나, 이외에도 pgsB, pgsC 또는 이들의 조합을 사용한 경우에도 유사한 결과를 얻을 수 있다는 것은 본 출원인의 선행특허(WO2003/014360)에서 확인된 바와 같이 당업자에게 자명하다 할 것이다.In particular, in the following examples, the pgsA gene was used as a motif for constructing a surface expression vector, but it is also possible to obtain similar results when pgsB, pgsC, or a combination thereof is used in addition to the prior patent of the present applicant (WO2003/014360) It will be apparent to those skilled in the art as identified in

또한, 하기 실시예에서는 그람양성균에 적용되는 표면발현벡터를 제조하고, 숙주세포로 락토바실러스 카제이를 사용하였으나, 락토바실러스 카제이 이외의 여하한 그람양성균을 숙주세포로 활용할 수 있을 것이며, 그람양성균 이외에 여하한 그람음성균 및 그 밖의 세균들로 형질전환시키는 것도 당업자에게는 자명할 것이다.In addition, in the following examples, a surface expression vector applied to Gram-positive bacteria was prepared, and Lactobacillus casei was used as a host cell, but any Gram-positive bacteria other than Lactobacillus casei may be utilized as host cells, and Gram-positive bacteria In addition, transformation with any gram-negative bacteria and other bacteria will be apparent to those skilled in the art.

실시예 1: 락토바실러스 카제이 유래 갈락토오스 뮤타로테이즈 프로모터의 확보Example 1: Securing of galactose mutarotase promoter derived from Lactobacillus casei

락토바실러스 카제이 (Lactobacillus casei)의 genome으로부터 갈락토오스 뮤타로테이즈 유전자의 프로모터 부위에 해당하는 700 bp의 DNA 단편을 PCR방법을 통해 확보하였다.A 700 bp DNA fragment corresponding to the promoter region of the galactose mutarotase gene was obtained from the genome of Lactobacillus casei through PCR.

락토바실러스 카제이는 기본 배지인 MRS 배지(1% 카제인하이드로라이세이트, 1.5% 이스트추출물, 2% 덱스트로즈, 0.2% 암모니움시트르산, 0.5% 소디움아세테이트, 0.01% 마그네슘설페이트, 0.05% 망간설페이트 및 0.2% 디포타시움포스페이트, Acumedia Manufacturers, Inc.)에서 배양하였으며, 배양된 락토바실러스 1x109 개의 균체를 파쇄하여 얻어진 용액을 PCR의 주형으로 사용하였다. Lactobacillus casei is a basal MRS medium (1% casein hydrolysate, 1.5% yeast extract, 2% dextrose, 0.2% ammonium citric acid, 0.5% sodium acetate, 0.01% magnesium sulfate, 0.05% manganese sulfate and 0.2% dipotacium phosphate, cultured in Acumedia Manufacturers, Inc.), and a solution obtained by disrupting the cultured Lactobacillus 1x10 9 cells was used as a template for PCR.

유전자 클로닝 시 벡터 내 삽입이 용이하도록 SphI와 XhoI의 절단부위가 프라이머(서열번호 2 및 서열번호 3)의 각 말단에 위치하도록 제작하였으며, 상기의 프라이머를 이용하여 PCR을 수행한 결과, 총 길이 700 bp(서열번호 1)의 증폭 산물을 확보하였으며, PCR 증폭산물은 pGEM-Teasy vector (Promega Co., USA)에 클로닝하여 염기서열을 분석하였다(도 1).To facilitate insertion into the vector during gene cloning, the cleavage sites of SphI and XhoI were prepared to be located at each end of the primers (SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3). As a result of performing PCR using the primers, a total length of 700 An amplification product of bp (SEQ ID NO: 1) was obtained, and the PCR amplification product was cloned into pGEM-Teasy vector (Promega Co., USA) and the nucleotide sequence was analyzed (FIG. 1).

서열번호 2: 5'-TACGGCATGCTTGAATTGGTTTCTTACGAT-3'SEQ ID NO: 2: 5'-TACGGCATGCTTGAATTGGTTTCTTACGAT-3'

서열번호 3: 5'-TACGCTCGAGGTTGAATTACCTCCTAATAG-3'SEQ ID NO: 3: 5'-TACGCTCGAGGTTGAATTACCTCCTAATAG-3'

실시예 2: 갈락토오스 뮤타로테이즈 프로모터를 이용한 EGFP 단백질 표면발현 벡터(pKV-Pgm-pgsA-EGFP)의 구축Example 2: Construction of EGFP protein surface expression vector (pKV-Pgm-pgsA-EGFP) using galactose mutarotase promoter

갈락토오스 뮤타로테이즈 프로모터에 의해 발현 유도되는 EGFP 단백질의 발현벡터를 제조하기 위해, 대장균 및 락토바실러스 카세이에서 복제가 가능한 RepE를 복제원점(replication origin)으로 가지는 벡터에 락토바실러스 카세이 유래의 갈락토오스 뮤타로테이즈 프로모터를 삽입한 다음, 상기 프로모터의 다운스트림에 바실러스(Bacillus subtilis var. Chungkookjang) 유래의 표면발현 모체인 pgsA를 도입하고, pgsA의 카르복시 말단에 목적유전자를 삽입할 수 있는 BamHI, XbaI의 제한효소 사이트를 추가하여 갈락토오스 뮤타로테이즈 프로모터를 포함하는 pKV-Pgm-pgsA 벡터를 제조하였다. 상기 pgsA 유전자는 대한민국 특허등록 제0469800호에 개시된 것을 사용하였다.In order to prepare an expression vector for EGFP protein expression induced by the galactose mutarotase promoter, galactose mutaro derived from Lactobacillus casei was added to a vector having RepE, which can be replicated in Escherichia coli and Lactobacillus casei, as the replication origin (replication origin). After inserting the Tase promoter, pgsA, which is a surface expression parent derived from Bacillus subtilis var. Chungkookjang, is introduced downstream of the promoter, and BamHI, XbaI that can insert a target gene into the carboxy terminus of pgsA By adding an enzyme site, a pKV-Pgm-pgsA vector containing a galactose mutarotase promoter was prepared. The pgsA gene disclosed in Korean Patent Registration No. 0469800 was used.

EGFP 유전자는 합성 EGFP 유전자 단편을 주형으로 서열번호 4와 서열번호 5를 프라이머로 하여 PCR을 수행한 후 수득하였다. The EGFP gene was obtained after PCR was performed using the synthetic EGFP gene fragment as a template and SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 5 as primers.

서열번호 4: 5'-TGGTGGATCCGTGAGCAAGGGCGAGGAGCTG-3'SEQ ID NO: 4: 5'-TGGTGGATCCGTGAGCAAGGGCGAGGAGCTG-3'

서열번호 5: 5'-TGACTCTAGAACTAGTGTCGACGGTACCTTACTTGTACAGCTCGTCC-3'SEQ ID NO: 5: 5'-TGACTCTAGAACTAGTGTCGACGGTACCTTACTTGTACAGCTCGTCC-3'

그 결과, 5'말단에는 BamHI 제한효소 부위를 포함하고 있고, 3'말단에는 XbaI 제한효소 부위를 포함하고 있는 DNA 절편을 확보하였다. EGFP 유전자를 포함하고 있는 755bp의 확보된 DNA 절편을 BamHI 과 XbaI으로 절단하여 pKV-Pgm-pgsA 벡터의 pgsA C 말단에 연결함으로써, 유산균 숙주에 형질전환 했을 경우 EGFP 단백질을 균체 외부에 표면 발현할 수 있는 발현벡터 pKV-Pgm-pgsA-EGFP를 완성하였다 (도 2).As a result, a DNA fragment containing a BamHI restriction enzyme site at the 5' end and an XbaI restriction enzyme site at the 3' end was obtained. The 755bp DNA fragment containing the EGFP gene is cut with BamHI and XbaI and linked to the pgsA C terminus of the pKV-Pgm-pgsA vector. When transformed into a lactobacillus host, the EGFP protein can be surface-expressed outside the cell. An expression vector pKV-Pgm-pgsA-EGFP was completed ( FIG. 2 ).

실시예 3: 웨스턴 블러팅을 통한 목적단백질의 발현여부 및 발현유도 세기 확인Example 3: Confirmation of expression of target protein and intensity of expression induction through Western blotting

본 실시예에서는 실시예 2에서 제작된 pKV-Pgm-pgsA-EGFP 발현벡터로 락토바실러스 카제이를 형질전환 시키고, 상기 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이를 배양하여 EGFP 단백질의 발현을 확인하였다. In this example, Lactobacillus casei was transformed with the pKV-Pgm-pgsA-EGFP expression vector prepared in Example 2, and the transformed recombinant Lactobacillus casei was cultured to confirm the expression of EGFP protein.

신규 갈락토오스 뮤타로테이즈 프로모터의 발현유도 세기를 기존 알돌레이즈 프로모터와 비교하여 신규 프로모터의 발현유도력을 확인하기 위하여 각 프로모터에는 리포터 유전자로서 EGFP 유전자를 연결하여 발현벡터를 구축하고 락토바실러스 카제이에 각각 형질전환 하였다. 그리고 EGFP 발현 양을 웨스턴 블러팅을 통해 비교하였다.In order to confirm the expression inducing power of the new promoter by comparing the expression induction strength of the new galactose mutarotase promoter with the existing aldolase promoter, an expression vector was constructed by linking the EGFP gene as a reporter gene to each promoter, and Lactobacillus casei Each was transformed. And the amount of EGFP expression was compared through Western blotting.

먼저, 본원발명의 표면발현벡터로 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이를 MRS배지 (Lactobacillus MRS, Becton Dickinson and Company Sparks, USA), 30℃에서 정치배양하여 EGFP 단백질의 표면발현을 유도하였다.First, the recombinant Lactobacillus casei transformed with the surface expression vector of the present invention was cultured in MRS medium (Lactobacillus MRS, Becton Dickinson and Company Sparks, USA), at 30° C. to induce surface expression of the EGFP protein.

상기 배양된 락토바실러스 카제이의 전세포를 SDS-폴리아크릴아미드 젤 전기영동 및 EGFP에 대한 특이 항체를 이용한 웨스턴 블러팅을 수행하여 상기 융합단백질의 발현을 확인하였다.The cultured whole cells of Lactobacillus casei were subjected to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and Western blotting using a specific antibody against EGFP to confirm the expression of the fusion protein.

구체적으로 발현이 유도된 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이 전세포를 동일한 세포농도에서 얻은 단백질로 디네이쳐(denature)시켜 시료를 준비하고, 이를 SDS-폴리아크릴아미드 젤 전기영동으로 분석한 다음 분획된 단백질들을 PVDF (polyvinylidene-difluoride membranes, Bio-Rad) 멤브레인에 옮겼다. 단백질들이 옮겨진 PVDF 멤브레인을 블로킹 완충용액(50 mM Tris-HCl, 5 % 스킴 밀크(skim milk), pH 8.0)에서 1시간 동안 블로킹 시킨 다음, EGFP에 대한 각 토끼 유래의 폴리클론 1차 항체를 블로킹 완충용액에 1000배 희석하여 1시간 동안 반응시켰다. 반응이 끝난 멤브레인은 완충용액으로 세척하고 HRP (Horseradish Peroxidase)가 접합된 토끼 유래 항체에 대한 2차 항체를 블로킹 완충용액에 10000배 희석하여 1시간 동안 반응시켰다. 반응이 끝난 멤브레인은 완충용액으로 세척하고 세척된 멤브레인에 기질(Lumigen PS-3 acridan, H202)을 첨가하여 약 2분간 발색시키고 CCD 카메라로 EGFP에 대한 특이 항체와 상기 융합단백질간의 특이적인 결합을 확인하였다.Specifically, the transformed recombinant Lactobacillus casei whole cells induced in expression were denatured with the protein obtained at the same cell concentration to prepare a sample, which was analyzed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, and then fractionated Proteins were transferred to PVDF (polyvinylidene-difluoride membranes, Bio-Rad) membranes. The PVDF membrane onto which the proteins were transferred was blocked in blocking buffer (50 mM Tris-HCl, 5% skim milk, pH 8.0) for 1 hour, and then each rabbit-derived polyclonal antibody to EGFP was blocked. It was diluted 1000-fold in buffer and reacted for 1 hour. After the reaction, the membrane was washed with a buffer solution, and a secondary antibody against a rabbit-derived antibody conjugated with HRP (horseradish peroxidase) was diluted 10,000 times in blocking buffer and reacted for 1 hour. After the reaction is completed, the membrane is washed with a buffer solution, and a substrate (Lumigen PS-3 acridan, H 2 0 2 ) is added to the washed membrane to develop color for about 2 minutes. Binding was confirmed.

도 3은 본원발명의 세포표면발현벡터로 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이 전세포에서 EGFP 단백질의 발현양을 확인하기 위해 웨스턴 블러팅을 수행한 결과를 나타낸 것이다. 각각 Lane SM은 Protein size marker, Lane 1은 Lactobacillus casei (empty vector), Lane 2 및 3은 Lactobacillus casei (pKV-Pgm-pgsA-EGFP), Lane 4는 Lactobacillus casei (pKV-Pald-pgsA-EGFP)의 발현을 나타낸다.Figure 3 shows the results of Western blotting to confirm the expression level of the EGFP protein in recombinant Lactobacillus casei whole cells transformed with the cell surface expression vector of the present invention. Lane SM is a protein size marker, Lane 1 is Lactobacillus casei (empty vector), Lane 2 and 3 are Lactobacillus casei (pKV-Pgm-pgsA-EGFP), Lane 4 is Lactobacillus casei (pKV-Pald-pgsA-EGFP) indicates expression.

목적단백질의 발현벡터 pKV-Pald-pgsA-EGFP(Lane 4)와 대비하여 본원발명의 pKV-Pgm-pgsA-EGFP(Lane 2 및 3) 발현벡터에서 목적단백질의 발현이 확인되었을 뿐 아니라 발현양에 있어 더욱 뛰어난 것을 확인하였다. 이는 본원발명의 갈락토오스 뮤타로테이즈(galactose mutarotase) 프로모터가 발현벡터 내에서 목적단백질을 안정적으로 발현시키며 알돌레이즈(Aldoalse) 프로모터와 대비하여 더욱 강하게 발현시킬 수 있음을 나타낸다(도 3).In contrast to the expression vector pKV-Pald-pgsA-EGFP (Lane 4) of the target protein, the expression of the target protein was confirmed in the pKV-Pgm-pgsA-EGFP (Lane 2 and 3) expression vector of the present invention as well as the expression level. It was confirmed that it was even better. This indicates that the galactose mutarotase promoter of the present invention stably expresses the target protein in the expression vector and can be expressed more strongly compared to the Aldoalse promoter (FIG. 3).

실시예 4: Confocal 형광 현미경을 이용한 두 목적단백질의 미생물 표면 발현 확인Example 4: Confirmation of microbial surface expression of two target proteins using a confocal fluorescence microscope

본원발명의 표면발현벡터의 발현정도를 확인하기 위해 형광이미지를 공초점 현미경(Confocal microscopy, Carl Zeiss LSM800)을 통해 관찰하였다. In order to confirm the expression level of the surface expression vector of the present invention, the fluorescence image was observed through a confocal microscope (Carl Zeiss LSM800).

본원발명의 표면발현벡터(pKV-Pgm-pgsA-EGFP)로 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이를 MRS배지 (Lactobacillus MRS, Becton Dickinson and Company Sparks, USA), 30℃에서 정치배양하여 EGFP 단백질의 표면발현을 유도하였다. 그리고 EGFP의 특이 항체로 binding 시킨 후 Alexa488 (green)로 immunostaining 하여 공초첨 현미경으로 EGFP의 세포 표면발현을 확인 하였다.Recombinant Lactobacillus casei transformed with the surface expression vector of the present invention (pKV-Pgm-pgsA-EGFP) was cultured in MRS medium (Lactobacillus MRS, Becton Dickinson and Company Sparks, USA), 30° C. expression was induced. After binding with a specific antibody of EGFP, immunostaining was performed with Alexa488 (green), and cell surface expression of EGFP was confirmed by confocal microscopy.

그 결과, 도 4에 도시된 바와 같이, 본원발명의 발현벡터로 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이에서 안정적으로 형광이 발현되는 것을 확인할 수 있었다. As a result, as shown in FIG. 4 , it was confirmed that fluorescence was stably expressed in the recombinant Lactobacillus casei transformed with the expression vector of the present invention.

따라서, 본원발명의 발현벡터는 유산균에 형질전환을 통해 통상의 백신제조 방법과는 달리 균주의 비독성화 또는 무독성화의 단계가 요구되지 않으며 목적단백질을 보다 강하게 발현하므로 미생물 백신의 제조에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.Therefore, the expression vector of the present invention does not require the step of detoxification or detoxification of the strain, unlike the conventional vaccine production method through transformation of lactic acid bacteria, and expresses the target protein more strongly, so it can be used for the production of a microbial vaccine. It is expected that there will be

실시예 5 : 표면발현벡터 pKV-Pald-pgsA-EGFP의 제조Example 5: Preparation of surface expression vector pKV-Pald-pgsA-EGFP

상기 EGFP 발현 벡터를 제조하기 위하여 pKV-Pald-PgsA-E7 (대한민국 등록특허 제10-1471043호 참조)에서 제조된 표면발현 벡터를 사용해서 PgsA의 C-terminal에 EGFP 단백질을 코딩하는 유전자를 삽입시켜서 유산균에서 표면발현할 수 있는 벡터 pKV-Pald-PgsA-EGFP을 확보하였다.To prepare the EGFP expression vector, a gene encoding the EGFP protein was inserted into the C-terminal of PgsA using the surface expression vector prepared in pKV-Pald-PgsA-E7 (refer to Korean Patent No. 10-1471043). A vector pKV-Pald-PgsA-EGFP that can be surface-expressed in lactic acid bacteria was obtained.

먼저, pKV-Pald-PgsA-E7 벡터에서 pgsA와 융합된 HPV16 E7 유전자를 제거하고 EGFP를 코딩하는 유전자를 삽입하였다. 합성 EGFP 유전자 단편을 주형으로 서열번호 6과 서열번호 7을 프라이머로 사용해서 PCR을 수행하여 수득하였다. First, the HPV16 E7 gene fused with pgsA was removed from the pKV-Pald-PgsA-E7 vector, and a gene encoding EGFP was inserted. The synthetic EGFP gene fragment was obtained by performing PCR using SEQ ID NO: 6 and SEQ ID NO: 7 as primers as a template.

서열번호 6: 5' TGGTGGATCCGTGAGCAAGGGCGAGGAGCTG 3'SEQ ID NO: 6: 5' TGGTGGATCCGTGAGCAAGGGCGAGGAGCTG 3'

서열번호 7: 5' TGACTCTAGAACTAGTGTCGACGGTACCTTACTTGTACAGCTCGTCC 3'SEQ ID NO: 7: 5' TGACTCTAGAACTAGTGTCGACGGTACCTTACTTGTACAGCTCGTCC 3'

그 결과, EGFP 유전자를 포함하고 있는 755bp의 절편을 확보하였으며, 상기 절편의 5'말단에는 BamHI 제한효소 부위를 포함하고 있으며, 상기절편의 3'말단에는 XbaI 제한효소 부위를 포함하고 있다. 확보된 DNA 절편에 BamHI과 XbaI 제한효소를 처리하여 절단하여 741bp 절편을 확보하였다.As a result, a 755 bp fragment containing the EGFP gene was obtained, and the 5' end of the fragment contained a BamHI restriction site, and the 3' end of the fragment contained an XbaI restriction site. The obtained DNA fragment was treated with BamHI and XbaI restriction enzymes and cut to obtain a 741bp fragment.

pKV-Pald-PgsA-E7를 BamHI과 XbaI으로 절단하여 HPV16 E7 유전자 부분을 제거하고 벡터부분을 확보하였다.The pKV-Pald-PgsA-E7 was digested with BamHI and XbaI to remove the HPV16 E7 gene portion and secure the vector portion.

BamHI과 XbaI으로 절단한 E7 유전자를 함유하고 있는 DNA 단편을 같은 제한효소로 절단한 벡터와 연결하여 pKV-Pald-PgsA-EGFP을 완성하였다 (도 5).The DNA fragment containing the E7 gene digested with BamHI and XbaI was ligated with the vector digested with the same restriction enzyme to complete pKV-Pald-PgsA-EGFP (FIG. 5).

실시예 6: 표면발현벡터 PgsA motif 개량Example 6: Surface expression vector PgsA motif improvement

본 실시예에서는 실시예 5에서 제조된 표면발현 벡터(pKV-Pald-PgsA-EGFP)를 사용해서 유산균 숙주에서 보다 안정적으로 높은 발현율을 나타낼 수 있도록 PgsA의 유전자를 단편으로 하는 개량을 실시하였다.In this example, using the surface expression vector (pKV-Pald-PgsA-EGFP) prepared in Example 5, the PgsA gene was modified into fragments so that it could more stably exhibit a high expression rate in the lactic acid bacteria host.

먼저, PgsA 단편 중 1-60 a.a, 1-70 a.a, 1-80 a.a, 1-100 a.a, 1-188 a.a를 포함하는 PgsA 단편을 확보하기 위하여, 표면발현 벡터 (pKV-Pald-PgsA-EGFP)을 주형으로 아래의 프라이머를 사용해서 PCR을 수행하여 수득하였다.First, in order to obtain a PgsA fragment containing 1-60 aa, 1-70 aa, 1-80 aa, 1-100 aa, 1-188 aa among the PgsA fragments, a surface expression vector (pKV-Pald-PgsA-EGFP ) was obtained by performing PCR using the following primers as a template.

PgsA motif 1-60 a.aPgsA motif 1-60 a.a

서열번호 8: SEQ ID NO: 8:

5' TCGAGCATGCAATACCCACTTATTGCGATTTGCT 3'5' TCGAGCATGCAATACCCACTTATTGCGATTTGCT 3'

서열번호 9: 5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTGAGAGTACGTCGTCAGAATACGTT 3'SEQ ID NO: 9: 5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTGAGAGTACGTCGTCAGAATACGTT 3'

PgsA motif 1-70 a.aPgsA motif 1-70 a.a

서열번호 10:SEQ ID NO: 10:

5' TCGAGCATGCAATACCCACTTATTGCGATTTGCT3'5' TCGAGCATGCAATACCCACTTATTGCGATTTGCT3'

서열번호 11: SEQ ID NO: 11:

5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTCCCATCATAATATCGCCTACAAAT 3'5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTCCCATCATAATATCGCCTACAAAT 3'

PgsA motif 1-80 a.aPgsA motif 1-80 a.a

서열번호 12: SEQ ID NO: 12:

5' TCGAGCATGCAATACCCACTTATTGCGATTTGCT3'5' TCGAGCATGCAATACCCACTTATTGCGATTTGCT3'

서열번호 13:SEQ ID NO: 13:

5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTTTTTGCTCCGTTACTTTTTCAACA 3'5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTTTTTGCTCGTTACTTTTTCAACA 3'

PgsA motif 1-100 a.aPgsA motif 1-100 a.a

서열번호 14:SEQ ID NO: 14:

5' TCGAGCATGCAATACCCACTTATTGCGATTTGCT3'5' TCGAGCATGCAATACCCACTTATTGCGATTTGCT3'

서열번호 15:SEQ ID NO: 15:

5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTGCTACATAATCCGAGGCTCTAAAG 3'5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTGCTACATAATCCGAGGCTCTAAAG 3'

PgsA motif 1-188 a.aPgsA motif 1-188 a.a

서열번호 16: SEQ ID NO: 16:

:5 TCGAGCATGCAATACCCACTTATTGCGATTTGCT 3':5 TCGAGCATGCAATACCCACTTATTGCGATTTGCT 3'

서열번호 17:SEQ ID NO: 17:

5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCGACTTTCTGGTACGAAATTTTCTTT 3'5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCGACTTTCTGGTACGAAATTTTCTTT 3'

그 결과, 알돌레이즈 프로모터를 포함하며, 각각의 PgsA motif 단편을 포함하는 DNA 절편을 확보 하였으며, 상기 절편의 5' 말단에는 SphI 제한효소를 포함하고 있으며, 상기 절편의 3' 말단에는 BamHI 제한효소 부위를 포함하고 있다. 확보된 DNA 절편에 SphI과 BamHI을 처리하여 절편을 확보하였다. 또한, 각각의 PgsA1 내지 A5 motif 단편이 아래와 같은 염기서열을 갖는 것을 확인하였다. As a result, a DNA fragment including the aldolase promoter and each PgsA motif fragment was obtained, and the SphI restriction enzyme was included at the 5' end of the fragment, and the BamHI restriction enzyme site was located at the 3' end of the fragment. contains The obtained DNA fragment was treated with SphI and BamHI to secure the fragment. In addition, it was confirmed that each of the PgsA1 to A5 motif fragments had the following nucleotide sequence.

PgsA 1-60 a.a 단편서열(PgsA1)PgsA 1-60 a.a fragment sequence (PgsA1)

서열번호 18:SEQ ID NO: 18:

5'ATGAAAAAAGAACTGAGCTTTCATGAAAAGCTGCTAAAGCTGACAAAACAGCAAAAAAAGAAAACCAATAAGCACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCA 3'5'ATGAAAAAAGAACTGAGCTTTCATGAAAAGCTGCTAAAGCTGACAAAACAGCAAAAAAAGAAAACCAATAAGCACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCA 3'

PgsA 1-70 a.a 단편서열(PgsA2)PgsA 1-70 a.a fragment sequence (PgsA2)

서열번호 19:SEQ ID NO: 19:

5'ATGAAAAAAGAACTGAGCTTTCATGAAAAGCTGCTAAAGCTGACAAAACAGCAAAAAAAGAAAACCAATAAGCACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCAGCCTCATTTGTAGGCGATATTATGATGGGA 3'5'ATGAAAAAAGAACTGAGCTTTCATGAAAAGCTGCTAAAGCTGACAAAACAGCAAAAAAAGAAAACCAATAAGCACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCGAACGTATTCTGACGACGTACTCTCAGCCTCATTTGATGG

PgsA 1-80 a.a 단편서열(PgsA3)PgsA 1-80 a.a fragment sequence (PgsA3)

서열번호 20:SEQ ID NO: 20:

5'ATGAAAAAAGAACTGAGCTTTCATGAAAAGCTGCTAAAGCTGACAAAACAGCAAAAAAAGAAAACCAATAAGCACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCAGCCTCATTTGTAGGCGATATTATGATGGGACGCTATGTTGAAAAAGTAACGGAGCAAAAA 3'5'ATGAAAAAAGAACTGAGCTTTCATGAAAAGCTGCTAAAGCTGACAAAACAGCAAAAAAAGAAAACCAATAAGCACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCGGAAACGTGTATTCTGACGACGTACTTAACAGTAGACTAAATTTG 3'

PgsA 1-100 a.a 단편서열(PgsA4)PgsA 1-100 a.a fragment sequence (PgsA4)

서열번호 21:SEQ ID NO: 21:

5'ATGAAAAAAGAACTGAGCTTTCATGAAAAGCTGCTAAAGCTGACAAAACAGCAAAAAAAGAAAACCAATAAGCACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCAGCCTCATTTGTAGGCGATATTATGATGGGACGCTATGTTGAAAAAGTAACGGAGCAAAAAGGGGCAGACAGTATTTTTCAATATGTTGAACCGATCTTTAGAGCCTCGGATTATGTAGCA 3'5'ATGAAAAAAGAACTGAGCTTTCATGAAAAGCTGCTAAAGCTGACAAAACAGCAAAAAAAGAAAACCAATAAGCACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCAGCCTCATTTGTAGGCGATATTATGATGGGACGCTATGTTGAAAAAGTAACGGAGCAAAAAGGGGCAGACAGTATTTTTCAATATGTTGAACCGATCTTTAGAGCCTCGGATTATGTAGCA 3 '

PgsA 1-188 a.a 단편서열(PgsA5)PgsA 1-188 a.a fragment sequence (PgsA5)

서열번호 22:SEQ ID NO: 22:

5'ATGAAAAAAGAACTGAGCTTTCATGAAAAGCTGCTAAAGCTGACAAAACAGCAAAAAAAGAAAACCAATAAGCACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCAGCCTCATTTGTAGGCGATATTATGATGGGACGCTATGTTGAAAAAGTAACGGAGCAAAAAGGGGCAGACAGTATTTTTCAATATGTTGAACCGATCTTTAGAGCCTCGGATTATGTAGCAGGAAACTTTGAAAACCCGGTAACCTATCAAAAGAATTATAAACAAGCAGATAAAGAGATTCATCTGCAGACGAATAAGGAATCAGTGAAAGTCTTGAAGGATATGAATTTCACGGTTCTCAACAGCGCCAACAACCACGCAATGGATTACGGCGTTCAGGGCATGAAAGATACGCTTGGAGAATTTGCGAAGCAAAACCTTGATATCGTTGGAGCGGGATACAGCTTAAGTGATGCGAAAAAGAAAATTTCGTACCAGAAAGTC 3'5'ATGAAAAAAGAACTGAGCTTTCATGAAAAGCTGCTAAAGCTGACAAAACAGCAAAAAAAGAAAACCAATAAGCACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCAGCCTCATTTGTAGGCGATATTATGATGGGACGCTATGTTGAAAAAGTAACGGAGCAAAAAGGGGCAGACAGTATTTTTCAATATGTTGAACCGATCTTTAGAGCCTCGGATTATGTAGCAGGAAACTTTGAAAACCCGGTAACCTATCAAAAGAATTATAAACAAGCAGATAAAGAGATTCATCTGCAGACGAATAAGGAATCAGTGAAAGTCTTGAAGGATATGAATTTCACGGTTCTCAACAGCGCCAACAACCACGCAATGGATTACGGCGTTCAGGGCATGAAAGATACGCTTGGAGAATTTGCGAAGCAAAACCTTGATATCGTTGGAGCGGGATACAGCTTAAGTGATGCGAAAAAGAAAATTTCGTACCAGAAAGTC 3 '

상기 pKV-Pald-PgsA-EGFP를 SphI과 BamHI으로 절단하여 알돌레이즈 프로모터와 PgsA 유전자 부분을 제거한 벡터부분을 확보하였다. The pKV-Pald-PgsA-EGFP was digested with SphI and BamHI to obtain a vector part from which the aldolase promoter and PgsA gene part were removed.

SphI과 BamHI으로 절단한 알돌레이즈 프로모터를 포함하며, 각각의 PgsA motif 단편 유전자를 함유하고 있는 DNA 단편을 같은 제한효소로 절단한 벡터와 연결하여 개량된 벡터를 완성하였다(도 6 내지 도 10). A DNA fragment containing the aldolase promoter digested with SphI and BamHI and containing each PgsA motif fragment gene was ligated with a vector digested with the same restriction enzyme to complete an improved vector ( FIGS. 6 to 10 ).

한편, PgsA 단편 중 25-60 a.a, 25-70 a.a, 25-100 a.a를 포함하는 PgsA 단편을 확보하기 위하여, 표면발현 벡터 (pKV-Pald-PgsA-EGFP)을 주형으로 아래의 프라이머를 사용하여 PCR을 수행하여 수득하였다. On the other hand, in order to obtain a PgsA fragment containing 25-60 aa, 25-70 aa, and 25-100 aa among the PgsA fragments, the surface expression vector (pKV-Pald-PgsA-EGFP) was used as a template using the following primers. It was obtained by performing PCR.

PgsA motif 25-60 a.aPgsA motif 25-60 a.a

서열번호 23:SEQ ID NO: 23:

5' CGCTGGATATCTACATGCACGTATTTATTGCCATTCCG 3'5' CGCTGGATATCTACATGCACGTATTTATTGCCATTCCG 3'

서열번호 24:SEQ ID NO: 24:

5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTGAGAGTACGTCGTCAGAATACGTT 3'5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTGAGAGTACGTCGTCAGAATACGTT 3'

PgsA motif 25-70 a.aPgsA motif 25-70 a.a

서열번호 25:SEQ ID NO: 25:

5' CGCTGGATATCTACATGCACGTATTTATTGCCATTCCG 3'5' CGCTGGATATCTACATGCACGTATTTATTGCCATTCCG 3'

서열번호 26:SEQ ID NO: 26:

5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTCCCATCATAATATCGCCTACAAAT 3'5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTCCCATCATAATATCGCCTACAAAT 3'

PgsA motif 25-100 a.aPgsA motif 25-100 a.a

서열번호 27:SEQ ID NO: 27:

5' CGCTGGATATCTACATGCACGTATTTATTGCCATTCCG 3'5' CGCTGGATATCTACATGCACGTATTTATTGCCATTCCG 3'

서열번호 28:SEQ ID NO: 28:

5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTGCTACATAATCCGAGGCTCTAAAG 3'5'TACGGGATCCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCAGAACCACCTGCTACATAATCCGAGGCTCTAAAG 3'

그 결과, 각각의 PgsA motif 단편을 포함하는 DNA 절편을 확보 하였으며, 상기 절편의 5' 말단에는 EcoRV 제한효소를 포함하고 있으며, 상기 절편의 3' 말단에는 BamHI 제한효소 부위를 포함하고 있다. 확보된 DNA 절편에 EcoRV와 BamHI을 처리하여 절편을 확보하였다. 또한, 각각의 PgsA motif 단편이 아래와 같은 염기서열을 갖는 것을 확인하였다. As a result, DNA fragments including each PgsA motif fragment were obtained, and EcoRV restriction enzyme was included at the 5' end of the fragment, and the BamHI restriction enzyme site was included at the 3' end of the fragment. The obtained DNA fragment was treated with EcoRV and BamHI to secure the fragment. In addition, it was confirmed that each PgsA motif fragment has the following nucleotide sequence.

PgsA 25-60 a.a 단편서열(PgsA6)PgsA 25-60 a.a fragment sequence (PgsA6)

서열번호 29:SEQ ID NO: 29:

5'CACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCA 3'5'CACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCA 3'

PgsA 25-70 a.a 단편서열(PgsA7)PgsA 25-70 a.a fragment sequence (PgsA7)

서열번호 30:SEQ ID NO: 30:

5'CACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCAGCCTCATTTGTAGGCGATATTATGATGGGA 35'CACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCAGCCTCATTTGTAGGCGATATTATGATGGGA 3

PgsA 25-100 a.a 단편서열(PgsA8)PgsA 25-100 a.a fragment sequence (PgsA8)

서열번호 31:SEQ ID NO: 31:

5'CACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCAGCCTCATTTGTAGGCGATATTATGATGGGACGCTATGTTGAAAAAGTAACGGAGCAAAAAGGGGCAGACAGTATTTTTCAATATGTTGAACCGATCTTTAGAGCCTCGGATTATGTAGCA 3'5'CACGTATTTATTGCCATTCCGATCGTTTTTGTCCTTATGTTCGCTTTCATGTGGGCGGGAAAAGCGGAAACGCCGAAGGTCAAAACGTATTCTGACGACGTACTCTCAGCCTCATTTGTAGGCGATATTATGATGGGACGCTATGTTGAAAAAAGTAACGGAGCAAAAAGGGGCAGACAGTGATTATTTTTCAATA 3'

pKV-Pald-PgsA-EGFP를 EcoRV와 BamHI으로 절단하여 PgsA 유전자 부분을 제거한 벡터부분을 확보하였다. pKV-Pald-PgsA-EGFP was digested with EcoRV and BamHI to obtain a vector part from which the PgsA gene part was removed.

EcoRV와 BamHI으로 절단한 각각의 PgsA motif 단편 유전자를 함유하고 있는 DNA 단편을 같은 제한효소로 절단한 벡터와 연결하여 개량된 벡터를 완성하였다(도 11 내지 도 13). An improved vector was completed by ligating a DNA fragment containing each PgsA motif fragment gene digested with EcoRV and BamHI with a vector digested with the same restriction enzyme ( FIGS. 11 to 13 ).

실시예 7: PgsA motif 개량 표면발현벡터 형질전환체의 발현 확인Example 7: Confirmation of expression of PgsA motif improved surface expression vector transformant

본 실시예에서는 실시예 5에서 제작된 PgsA motif 개량 표면발현벡터로 락토바실러스 카제이를 형질전환 시키고, 상기 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이를 배양하여 EGFP 단백질의 발현을 확인하였다. 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이에서 개량된 단편 pgsA1 내지 A8 중 어느 하나와 융합된 EGFP 단백질의 발현 여부를 조사하였다.In this example, Lactobacillus casei was transformed with the PgsA motif improved surface expression vector prepared in Example 5, and the transformed recombinant Lactobacillus casei was cultured to confirm the expression of EGFP protein. The expression of the EGFP protein fused with any one of the improved fragments pgsA1 to A8 in the transformed recombinant Lactobacillus casei was examined.

PgsA motif 단편 표면발현벡터로 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이를 MRS배지 (Lactobacillus MRS, Becton Dickinson and Company Sparks, USA), 30℃에서 정치배양하여 폴리감마글루탐산을 합성하는 유전자 단편 pgsA1 내지 A8 중 어느 하나의 C-말단과 융합된 EGFP 단백질의 표면발현을 유도하였다.Any one of the gene fragments pgsA1 to A8 for synthesizing polygamma-glutamic acid by statically culturing recombinant Lactobacillus casei transformed with the PgsA motif fragment surface expression vector in MRS medium (Lactobacillus MRS, Becton Dickinson and Company Sparks, USA) at 30°C. Surface expression of EGFP protein fused with one C-terminus was induced.

상기 배양된 락토바실러스 카제이의 전세포를 SDS-폴리아크릴아미드 젤 전기영동 및 EGFP에 대한 특이 항체를 이용한 웨스턴블럿팅을 수행하여 상기 융합단백질의 발현을 확인하였다.The cultured whole cells of Lactobacillus casei were subjected to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and western blotting using a specific antibody against EGFP to confirm the expression of the fusion protein.

구체적으로 발현이 유도된 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이 전세포를 동일한 세포농도에서 얻은 단백질로 디네이쳐(denature)시켜 시료를 준비하고, 이를 SDS-폴리아크릴아미드 젤 전기영동으로 분석한 다음 분획된 단백질들을 PVDF (polyvinylidene-difluoride membranes, Bio-Rad) 멤브레인에 옮겼다. 단백질들이 옮겨진 PVDF 멤브레인을 블로킹 완충용액(50 mM 트리스 염산, 5 % 스킴 밀크(skim milk), pH 8.0)에서 1시간 동안 흔들어 블로킹시킨 다음, EGFP에 대한 토끼 유래의 폴리클론 1차 항체를 블로킹 완충용액에 1000배 희석하여 1시간 동안 반응시켰다. 반응이 끝난 멤브레인은 완충용액으로 세척하고 HRP가 접합된 토끼에 대한 2차 항체를 블로킹 완충용액에 10000배 희석하여 1시간 동안 반응시켰다. 반응이 끝난 멤브레인은 완충용액으로 세척하고 세척된 멤브레인에 기질(lumigen PS-3 acridan, H202)을 첨가하여 약 2분간 발색시키고 CCD 카메라로 EGFP에 대한 특이 항체와 상기 융합단백질간의 특이적인 결합을 확인하였다 (도 14).Specifically, the transformed recombinant Lactobacillus casei whole cells induced in expression were denatured with the protein obtained at the same cell concentration to prepare a sample, which was analyzed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, and then fractionated Proteins were transferred to PVDF (polyvinylidene-difluoride membranes, Bio-Rad) membranes. The PVDF membrane to which the proteins were transferred was blocked by shaking in a blocking buffer solution (50 mM Tris hydrochloric acid, 5% skim milk, pH 8.0) for 1 hour, and then a rabbit-derived polyclonal primary antibody against EGFP was blocked in blocking buffer. The solution was diluted 1000 times and reacted for 1 hour. After the reaction, the membrane was washed with a buffer solution, and the HRP-conjugated rabbit secondary antibody was diluted 10000 times in the blocking buffer and reacted for 1 hour. After the reaction is completed, the membrane is washed with a buffer solution, a substrate (lumigen PS-3 acridan, H202) is added to the washed membrane to develop color for about 2 minutes, and the specific binding between the EGFP-specific antibody and the fusion protein is confirmed with a CCD camera. (Fig. 14).

도 14는 본원발명과 비교하여 대조군으로 설정된 개량되지 않은 pgsA가 삽입된 pKV-Pald-pgsA 재조합 발현벡터에 따른 락토바실러스 카제이에서의 발현양상(lane 6 및 11) 및 본원발명에 따른 개량된 pgsA1 내지 A8가 삽입된 pKV-Pald-pgsA1 내지 A8 재조합 발현벡터에 따른 락토바실러스 카제이에서의 발현양상(lane 1 내지 5 및 lane 7 내지 10)을 나타낸다. 14 is an expression pattern (lane 6 and 11) in Lactobacillus casei according to the pKV-Pald-pgsA recombinant expression vector into which unmodified pgsA set as a control is inserted compared to the present invention (lane 6 and 11) and improved pgsA1 according to the present invention The expression patterns (lanes 1 to 5 and lanes 7 to 10) in Lactobacillus casei according to the pKV-Pald-pgsA1 to A8 recombinant expression vectors into which to A8 are inserted are shown.

구체적으로, 도 14의 lane 1은 PgsA motif 1-60 a.a에 EGFP를 발현시킨 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이이고, lane 2은 PgsA motif 1-70 a.a, lane 3은 PgsA motif 1-80 a.a, lane 4는 PgsA motif 1-100 a.a에 EGFP를 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이의 발현이다. lane 5는 PgsA motif 1-188 a.a에 EGFP가 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이의 단백질 발현을 나타낸다. lane 6은 pKV-Pald-PgsA-EGFP가 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이의 단백질 발현을 나타낸다.Specifically, lane 1 of FIG. 14 is a recombinant Lactobacillus casei transformed with EGFP expression in PgsA motif 1-60 aa, lane 2 is PgsA motif 1-70 aa, lane 3 is PgsA motif 1-80 aa, Lane 4 is the expression of recombinant Lactobacillus casei transformed with EGFP in PgsA motif 1-100 aa. Lane 5 shows the protein expression of recombinant Lactobacillus casei transformed with EGFP in PgsA motif 1-188 a.a. Lane 6 shows protein expression of recombinant Lactobacillus casei transformed with pKV-Pald-PgsA-EGFP.

또한, 도 14의 lane 7은 PgsA motif 25-60 a.a에 EGFP를 발현시킨 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이이고, lane 8은 PgsA motif 25-70 a.a, lane 9는 PgsA motif 25-100 a.a에 EGFP를 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이의 발현이다. lane 10는 PgsA motif 1-188 a.a에 EGFP가 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이의 단백질 발현을 나타낸다. lane 11은 pKV-Pald-PgsA-EGFP가 형질전환된 재조합 락토바실러스 카제이의 단백질 발현을 나타낸다.In addition, lane 7 of FIG. 14 is a recombinant Lactobacillus casei transformed with EGFP expression in PgsA motif 25-60 aa, lane 8 is PgsA motif 25-70 aa, lane 9 is PgsA motif 25-100 aa with EGFP is the expression of the transformed recombinant Lactobacillus casei. lane 10 shows the protein expression of recombinant Lactobacillus casei transformed with EGFP in PgsA motif 1-188 a.a. lane 11 shows protein expression of recombinant Lactobacillus casei transformed with pKV-Pald-PgsA-EGFP.

개량되지 아니한 pKV-Pald-pgsA-EGFP 표면발현벡터에 의한 EGFP 융합단백질의 발현과 비교하면 개량된 PgsA motif 단편을 포함하는 EGFP 융합 단백질이 더 강하게 발현됨을 확인하였다. Compared to the expression of the EGFP fusion protein by the non-modified pKV-Pald-pgsA-EGFP surface expression vector, it was confirmed that the EGFP fusion protein containing the improved PgsA motif fragment was more strongly expressed.

<110> SEWON <120> Highly expressed vector on the surface using promoter of galactose mutarotase from Lactobacillus casei and thereof utilization <130> O/PAPCT-QQ0208 <150> KR 10-2018-0120546 <151> 2018-10-10 <160> 31 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 700 <212> DNA <213> Lactobacillus casei <400> 1 ttgaattggt ttcttacgat ggtaagacca acgaaactgg tacagctgca tgggctaaag 60 ctaagcctga aaaggtcatc aagatcacca aggaattcag caagccgcaa tacaatgttt 120 ctgttttgaa gcttgaagtt ccagttgatc aaaagtttgt tgaaggctac accgatgacg 180 gcgttacccc tgtttacagc aaggaagaag ccgctaagta ttacaaggaa cagtcagatg 240 caacggatct cccattcatc ttcctgtccg ctggtgtcac caacgaattg ttccttgaag 300 aactcaagtt tgctaagcaa gcaggttcag cctttaatgg tgttctctgt ggccgtgcaa 360 cttggaagcc gggtgttaag ccatatgctg ctgaaggcga agctgctggt aagaagtggc 420 tgcagaccga aggcaaggct aacattgatc gtttgaacaa ggtgcttgca gaaactgcaa 480 ccccttggac tgacaaagtt gaaggttaat ctttaaccat agttgcaaga aaggaccgat 540 tatgatgatc ggttcttttt ttatgactgc ggacatgttt ttgtgaccac tgcaaacatc 600 aaaatgaagt tcgaaaaact tgctaacaat cattacaggt cagtgatcca gtggtagact 660 ggtattgaat gcgttttcgt ctattaggag gtaattcaac 700 <210> 2 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer <400> 2 tacggcatgc ttgaattggt ttcttacgat 30 <210> 3 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer <400> 3 tacgctcgag gttgaattac ctcctaatag 30 <210> 4 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer <400> 4 tggtggatcc gtgagcaagg gcgaggagct g 31 <210> 5 <211> 47 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer <400> 5 tgactctaga actagtgtcg acggtacctt acttgtacag ctcgtcc 47 <210> 6 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 6 tggtggatcc gtgagcaagg gcgaggagct g 31 <210> 7 <211> 47 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 7 tgactctaga actagtgtcg acggtacctt acttgtacag ctcgtcc 47 <210> 8 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 8 tcgagcatgc aatacccact tattgcgatt tgct 34 <210> 9 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 9 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct gagagtacgt 60 cgtcagaata cgtt 74 <210> 10 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 10 tcgagcatgc aatacccact tattgcgatt tgct 34 <210> 11 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 11 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct cccatcataa 60 tatcgcctac aaat 74 <210> 12 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 12 tcgagcatgc aatacccact tattgcgatt tgct 34 <210> 13 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 13 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct ttttgctccg 60 ttactttttc aaca 74 <210> 14 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 14 tcgagcatgc aatacccact tattgcgatt tgct 34 <210> 15 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 15 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct gctacataat 60 ccgaggctct aaag 74 <210> 16 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 16 tcgagcatgc aatacccact tattgcgatt tgct 34 <210> 17 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 17 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccaccg actttctggt 60 acgaaatttt cttt 74 <210> 18 <211> 180 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA1 <400> 18 atgaaaaaag aactgagctt tcatgaaaag ctgctaaagc tgacaaaaca gcaaaaaaag 60 aaaaccaata agcacgtatt tattgccatt ccgatcgttt ttgtccttat gttcgctttc 120 atgtgggcgg gaaaagcgga aacgccgaag gtcaaaacgt attctgacga cgtactctca 180 180 <210> 19 <211> 210 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA2 <400> 19 atgaaaaaag aactgagctt tcatgaaaag ctgctaaagc tgacaaaaca gcaaaaaaag 60 aaaaccaata agcacgtatt tattgccatt ccgatcgttt ttgtccttat gttcgctttc 120 atgtgggcgg gaaaagcgga aacgccgaag gtcaaaacgt attctgacga cgtactctca 180 gcctcatttg taggcgatat tatgatggga 210 <210> 20 <211> 240 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA3 <400> 20 atgaaaaaag aactgagctt tcatgaaaag ctgctaaagc tgacaaaaca gcaaaaaaag 60 aaaaccaata agcacgtatt tattgccatt ccgatcgttt ttgtccttat gttcgctttc 120 atgtgggcgg gaaaagcgga aacgccgaag gtcaaaacgt attctgacga cgtactctca 180 gcctcatttg taggcgatat tatgatggga cgctatgttg aaaaagtaac ggagcaaaaa 240 240 <210> 21 <211> 300 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA4 <400> 21 atgaaaaaag aactgagctt tcatgaaaag ctgctaaagc tgacaaaaca gcaaaaaaag 60 aaaaccaata agcacgtatt tattgccatt ccgatcgttt ttgtccttat gttcgctttc 120 atgtgggcgg gaaaagcgga aacgccgaag gtcaaaacgt attctgacga cgtactctca 180 gcctcatttg taggcgatat tatgatggga cgctatgttg aaaaagtaac ggagcaaaaa 240 ggggcagaca gtatttttca atatgttgaa ccgatcttta gagcctcgga ttatgtagca 300 300 <210> 22 <211> 564 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA5 <400> 22 atgaaaaaag aactgagctt tcatgaaaag ctgctaaagc tgacaaaaca gcaaaaaaag 60 aaaaccaata agcacgtatt tattgccatt ccgatcgttt ttgtccttat gttcgctttc 120 atgtgggcgg gaaaagcgga aacgccgaag gtcaaaacgt attctgacga cgtactctca 180 gcctcatttg taggcgatat tatgatggga cgctatgttg aaaaagtaac ggagcaaaaa 240 ggggcagaca gtatttttca atatgttgaa ccgatcttta gagcctcgga ttatgtagca 300 ggaaactttg aaaacccggt aacctatcaa aagaattata aacaagcaga taaagagatt 360 catctgcaga cgaataagga atcagtgaaa gtcttgaagg atatgaattt cacggttctc 420 aacagcgcca acaaccacgc aatggattac ggcgttcagg gcatgaaaga tacgcttgga 480 gaatttgcga agcaaaacct tgatatcgtt ggagcgggat acagcttaag tgatgcgaaa 540 aagaaaattt cgtaccagaa agtc 564 <210> 23 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 23 cgctggatat ctacatgcac gtatttattg ccattccg 38 <210> 24 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 24 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct gagagtacgt 60 cgtcagaata cgtt 74 <210> 25 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 25 cgctggatat ctacatgcac gtatttattg ccattccg 38 <210> 26 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 26 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct cccatcataa 60 tatcgcctac aaat 74 <210> 27 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 27 cgctggatat ctacatgcac gtatttattg ccattccg 38 <210> 28 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 28 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct gctacataat 60 ccgaggctct aaag 74 <210> 29 <211> 108 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA6 <400> 29 cacgtattta ttgccattcc gatcgttttt gtccttatgt tcgctttcat gtgggcggga 60 aaagcggaaa cgccgaaggt caaaacgtat tctgacgacg tactctca 108 <210> 30 <211> 138 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA7 <400> 30 cacgtattta ttgccattcc gatcgttttt gtccttatgt tcgctttcat gtgggcggga 60 aaagcggaaa cgccgaaggt caaaacgtat tctgacgacg tactctcagc ctcatttgta 120 ggcgatatta tgatggga 138 <210> 31 <211> 228 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA8 <400> 31 cacgtattta ttgccattcc gatcgttttt gtccttatgt tcgctttcat gtgggcggga 60 aaagcggaaa cgccgaaggt caaaacgtat tctgacgacg tactctcagc ctcatttgta 120 ggcgatatta tgatgggacg ctatgttgaa aaagtaacgg agcaaaaagg ggcagacagt 180 atttttcaat atgttgaacc gatctttaga gcctcggatt atgtagca 228 <110> SEWON <120> Highly expressed vector on the surface using promoter of galactose mutarotase from Lactobacillus casei and thereof utilization <130> O/PAPCT-QQ0208 <150> KR 10-2018-0120546 <151> 2018-10-10 <160> 31 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 700 <212> DNA <213> Lactobacillus casei <400> 1 ttgaattggt ttcttacgat ggtaagacca acgaaactgg tacagctgca tgggctaaag 60 ctaagcctga aaaggtcatc aagatcacca aggaattcag caagccgcaa tacaatgttt 120 ctgttttgaa gcttgaagtt ccagttgatc aaaagtttgt tgaaggctac accgatgacg 180 gcgttacccc tgtttacagc aaggaagaag ccgctaagta ttacaaggaa cagtcagatg 240 caacggatct cccattcatc ttcctgtccg ctggtgtcac caacgaattg ttccttgaag 300 aactcaagtt tgctaagcaa gcaggttcag cctttaatgg tgttctctgt ggccgtgcaa 360 cttggaagcc gggtgttaag ccatatgctg ctgaaggcga agctgctggt aagaagtggc 420 tgcagaccga aggcaaggct aacattgatc gtttgaacaa ggtgcttgca gaaactgcaa 480 ccccttggac tgacaaagtt gaaggttaat ctttaaccat agttgcaaga aaggaccgat 540 tatgatgatc ggttcttttt ttatgactgc ggacatgttt ttgtgaccac tgcaaacatc 600 aaaatgaagt tcgaaaaact tgctaacaat cattacaggt cagtgatcca gtggtagact 660 ggtattgaat gcgttttcgt ctattaggag gtaattcaac 700 <210> 2 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer <400> 2 tacggcatgc ttgaattggt ttcttacgat 30 <210> 3 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer <400> 3 tacgctcgag gttgaattac ctcctaatag 30 <210> 4 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer <400> 4 tggtggatcc gtgagcaagg gcgaggagct g 31 <210> 5 <211> 47 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer <400> 5 tgactctaga actagtgtcg acggtacctt acttgtacag ctcgtcc 47 <210> 6 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 6 tggtggatcc gtgagcaagg gcgaggagct g 31 <210> 7 <211> 47 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 7 tgactctaga actagtgtcg acggtacctt acttgtacag ctcgtcc 47 <210> 8 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 8 tcgagcatgc aatacccact tattgcgatt tgct 34 <210> 9 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 9 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct gagagtacgt 60 cgtcagaata cgtt 74 <210> 10 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 10 tcgagcatgc aatacccact tattgcgatt tgct 34 <210> 11 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 11 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct cccatcataa 60 tatcgcctac aaat 74 <210> 12 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 12 tcgagcatgc aatacccact tattgcgatt tgct 34 <210> 13 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 13 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct ttttgctccg 60 ttactttttc aaca 74 <210> 14 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 14 tcgagcatgc aatacccact tattgcgatt tgct 34 <210> 15 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 15 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct gctacataat 60 ccgaggctct aaag 74 <210> 16 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 16 tcgagcatgc aatacccact tattgcgatt tgct 34 <210> 17 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 17 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccaccg actttctggt 60 acgaaatttt cttt 74 <210> 18 <211> 180 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA1 <400> 18 atgaaaaaag aactgagctt tcatgaaaag ctgctaaagc tgacaaaaca gcaaaaaaag 60 aaaaccaata agcacgtatt tattgccatt ccgatcgttt ttgtccttat gttcgctttc 120 atgtgggcgg gaaaagcgga aacgccgaag gtcaaaacgt attctgacga cgtactctca 180 180 <210> 19 <211> 210 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA2 <400> 19 atgaaaaaag aactgagctt tcatgaaaag ctgctaaagc tgacaaaaca gcaaaaaaag 60 aaaaccaata agcacgtatt tattgccatt ccgatcgttt ttgtccttat gttcgctttc 120 atgtgggcgg gaaaagcgga aacgccgaag gtcaaaacgt attctgacga cgtactctca 180 gcctcatttg taggcgatat tatgatggga 210 <210> 20 <211> 240 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA3 <400> 20 atgaaaaaag aactgagctt tcatgaaaag ctgctaaagc tgacaaaaca gcaaaaaaag 60 aaaaccaata agcacgtatt tattgccatt ccgatcgttt ttgtccttat gttcgctttc 120 atgtgggcgg gaaaagcgga aacgccgaag gtcaaaacgt attctgacga cgtactctca 180 gcctcatttg taggcgatat tatgatggga cgctatgttg aaaaagtaac ggagcaaaaa 240 240 <210> 21 <211> 300 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA4 <400> 21 atgaaaaaag aactgagctt tcatgaaaag ctgctaaagc tgacaaaaca gcaaaaaaag 60 aaaaccaata agcacgtatt tattgccatt ccgatcgttt ttgtccttat gttcgctttc 120 atgtgggcgg gaaaagcgga aacgccgaag gtcaaaacgt attctgacga cgtactctca 180 gcctcatttg taggcgatat tatgatggga cgctatgttg aaaaagtaac ggagcaaaaa 240 ggggcagaca gtatttttca atatgttgaa ccgatcttta gagcctcgga ttatgtagca 300 300 <210> 22 <211> 564 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA5 <400> 22 atgaaaaaag aactgagctt tcatgaaaag ctgctaaagc tgacaaaaca gcaaaaaaag 60 aaaaccaata agcacgtatt tattgccatt ccgatcgttt ttgtccttat gttcgctttc 120 atgtgggcgg gaaaagcgga aacgccgaag gtcaaaacgt attctgacga cgtactctca 180 gcctcatttg taggcgatat tatgatggga cgctatgttg aaaaagtaac ggagcaaaaa 240 ggggcagaca gtatttttca atatgttgaa ccgatcttta gagcctcgga ttatgtagca 300 ggaaactttg aaaacccggt aacctatcaa aagaattata aacaagcaga taaagagatt 360 catctgcaga cgaataagga atcagtgaaa gtcttgaagg atatgaattt cacggttctc 420 aacagcgcca acaaccacgc aatggattac ggcgttcagg gcatgaaaga tacgcttgga 480 gaatttgcga agcaaaacct tgatatcgtt ggagcgggat acagcttaag tgatgcgaaa 540 aagaaaattt cgtaccagaa agtc 564 <210> 23 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 23 cgctggatat ctacatgcac gtatttattg ccattccg 38 <210> 24 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 24 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct gagagtacgt 60 cgtcagaata cgtt 74 <210> 25 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 25 cgctggatat ctacatgcac gtatttattg ccattccg 38 <210> 26 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 26 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct cccatcataa 60 tatcgcctac aaat 74 <210> 27 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 27 cgctggatat ctacatgcac gtatttattg ccattccg 38 <210> 28 <211> 74 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 28 tacgggatcc accagaacca ccagaaccac cagaaccacc agaaccacct gctacataat 60 ccgaggctct aaag 74 <210> 29 <211> 108 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA6 <400> 29 cacgtattta ttgccattcc gatcgttttt gtccttatgt tcgctttcat gtgggcggga 60 aaagcggaaa cgccgaaggt caaaacgtat tctgacgacg tactctca 108 <210> 30 <211> 138 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA7 <400> 30 cacgtattta ttgccattcc gatcgttttt gtccttatgt tcgctttcat gtgggcggga 60 aaagcggaaa cgccgaaggt caaaacgtat tctgacgacg tactctcagc ctcatttgta 120 ggcgatatta tgatggga 138 <210> 31 <211> 228 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> pgsA8 <400> 31 cacgtattta ttgccattcc gatcgttttt gtccttatgt tcgctttcat gtgggcggga 60 aaagcggaaa cgccgaaggt caaaacgtat tctgacgacg tactctcagc ctcatttgta 120 ggcgatatta tgatgggacg ctatgttgaa aaagtaacgg agcaaaaagg ggcagacagt 180 atttttcaat atgttgaacc gatctttaga gcctcggatt atgtagca 228

Claims (25)

락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei) 유래 갈락토오스 뮤타로테이즈(galactose mutarotase) 유전자의 프로모터.
Lactobacillus casei (Lactobacillus casei) derived from galactose mutarotase (galactose mutarotase) gene promoter.
제1항에 있어서, 서열번호 1의 염기서열을 가지는 것을 특징으로 하는 프로모터.
The promoter according to claim 1, characterized in that it has the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
제1항의 프로모터 및 목적단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 발현벡터.
An expression vector comprising the gene encoding the promoter and target protein of claim 1 .
제3항의 발현벡터로 형질전환된 미생물.
A microorganism transformed with the expression vector of claim 3.
제1항의 프로모터, 폴리감마글루탐산 합성효소 복합체 유전자 및 목적단백질을 코딩하는 유전자가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 미생물 표면 발현벡터.
The microbial surface expression vector characterized in that the promoter of claim 1, the polygamma-glutamic acid synthase complex gene, and the gene encoding the target protein are linked.
제5항에 있어서, 목적단백질은 항원인 것을 특징으로 하는 미생물 표면 발현벡터.
The microbial surface expression vector according to claim 5, wherein the target protein is an antigen.
제5항에 있어서, 폴리감마글루탐산 합성효소 복합체 유전자는 pgsA, pgsB 및 pgsC 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 미생물 표면 발현벡터.
The microbial surface expression vector according to claim 5, wherein the polygamma-glutamic acid synthase complex gene is any one or more of pgsA, pgsB, and pgsC.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 미생물 표면 발현벡터로 형질전환된 미생물.
A microorganism transformed with the microorganism surface expression vector of any one of claims 5 to 7.
제8항에 있어서, 미생물은 유산균인 것을 특징으로 하는 미생물.
The microorganism according to claim 8, wherein the microorganism is a lactic acid bacterium.
제5항에 있어서, 상기 폴리감마글루탐산 합성효소 복합체를 코드하는 유전자는 pgsA이고, 서열번호 18 내지 21 및 29 내지 31 중 어느 하나의 염기서열을 가지는 것을 특징으로 하는 목적단백질의 표면발현벡터.
The surface expression vector of claim 5, wherein the gene encoding the polygamma-glutamic acid synthase complex is pgsA, and has any one of nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 18 to 21 and 29 to 31.
제10항에 있어서, 상기 유전자 pgsA는 폴리감마글루탐산을 생산하는 바실러스 속 균주에서 유래한 것을 특징으로 하는 목적단백질의 표면발현벡터.
The surface expression vector of claim 10, wherein the gene pgsA is derived from a Bacillus sp. strain that produces polygamma-glutamic acid.
제10항에 있어서, 상기 폴리감마글루탐산 합성효소 복합체를 코드하는 유전자 pgsA는 서열번호 22의 염기서열을 가지는 것을 특징으로 하는 목적단백질의 표면발현벡터.
The surface expression vector of claim 10, wherein the gene pgsA encoding the polygamma-glutamic acid synthase complex has the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 22.
제10항에 있어서, 상기 유전자 pgsA의 말단부위에 링커가 삽입되어 있고, 상기 삽입된 링커에 목적단백질을 코딩하는 유전자가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 목적단백질의 표면발현벡터.
[11] The surface expression vector of claim 10, wherein a linker is inserted at the end of the gene pgsA, and a gene encoding the target protein is inserted into the inserted linker .
제10항에 있어서, 상기 목적단백질은 표면발현에 유리하도록 목적단백질의 아미노산 서열 중 일부분이 제거되거나 위치 특이적으로 돌연변이된 것임을 특징으로 하는 목적단백질의 표면발현벡터.
The surface expression vector of the target protein according to claim 10, wherein a part of the amino acid sequence of the target protein is removed or site-specifically mutated so that the target protein is advantageous for surface expression.
제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벡터는 그람음성균 또는 그람양성균에 적용되는 것을 특징으로 하는 목적단백질의 표면발현벡터.
The surface expression vector of any one of claims 10 to 14, wherein the vector is applied to Gram-negative or Gram-positive bacteria.
제10항 내지 제14항 중 어느 한 항의 표면발현벡터로 형질전환된 미생물.
A microorganism transformed with the surface expression vector of any one of claims 10 to 14.
제16항에 있어서, 형질전환에 사용된 미생물은 목적단백질의 세포 표면발현에 유리하도록, 발현된 목적단백질을 분해하는데 관련된 세포 내 또는 세포 외의 단백질 분해효소를 생산하지 못하도록 변형된 것임을 특징으로 하는 형질전환된 미생물.
17. The transformation according to claim 16, wherein the microorganism used for transformation is modified so as not to produce an intracellular or extracellular protease related to decomposing the expressed target protein so as to favor the cell surface expression of the target protein. converted microorganisms.
제16항에 있어서, 미생물은 유산균인 것을 특징으로 하는 형질전환된 미생물.
The transformed microorganism according to claim 16, wherein the microorganism is a lactic acid bacterium.
제8항의 형질전환된 미생물을 배양하는 것을 특징으로 하는 목적단백질을 미생물 표면에 발현시키는 방법.
A method of expressing a target protein on the surface of a microorganism, characterized in that culturing the transformed microorganism of claim 8.
다음 단계를 포함하는 미생물 백신의 제조방법:
(a) 제6항의 미생물 표면 발현벡터로 형질전환된 미생물을 배양하여 미생물 표면에 항원을 표면발현하는 단계;

(b) 상기 항원이 표면발현된 미생물을 회수하는 단계.
A method for preparing a microbial vaccine comprising the steps of:
(a) culturing the microorganism transformed with the microorganism surface expression vector of claim 6 to surface-express the antigen on the surface of the microorganism;
and
(b) recovering the microorganism on which the antigen is surface-expressed.
제20항에 있어서, 미생물은 유산균인 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 20, wherein the microorganism is a lactic acid bacterium.
제16항의 형질전환된 미생물을 배양하여 목적단백질을 세포표면에 발현하는 단계 및 목적단백질이 표면에 발현된 세포를 회수하는 단계를 포함하는 목적단백질의 세포표면 발현방법.
A cell surface expression method of a target protein comprising the steps of culturing the transformed microorganism of claim 16 to express the target protein on the cell surface and recovering the cells in which the target protein is expressed on the surface.
제22항에 있어서, 목적단백질은 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효소저해제, 신호전달 단백질 혹은 그 일부분, 항체 혹은 그 일부분, 단쇄항체, 결합단백질, 결합도메인, 펩타이드, 항원, 부착단백질, 구조단백질, 조절단백질, 독소단백질, 사이토카인, 전사조절 인자, 혈액응고 인자 및 식물 생체방어 유도 단백질로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
23. The method of claim 22, wherein the target protein is a hormone, a hormone analog, an enzyme, an enzyme inhibitor, a signal transduction protein or a portion thereof, an antibody or a portion thereof, a single-chain antibody, a binding protein, a binding domain, a peptide, an antigen, an adhesion protein, a structural protein, A method, characterized in that any one selected from the group consisting of regulatory proteins, toxin proteins, cytokines, transcriptional regulatory factors, blood coagulation factors, and plant biodefense inducing proteins.
제23항의 방법에 의해 제조되고, 항원이 표면에 발현된 세포를 인간을 제외한 척추동물에 투여하여 체액성 면역 또는 세포성 면역을 유도하는 것을 특징으로 하는 방법.
A method, characterized in that humoral immunity or cellular immunity is induced by administering the cells prepared by the method of claim 23 and expressing the antigen on the surface to vertebrates other than humans.
하기의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그람음성 또는 그람양성 숙주세포의 표면에 목적단백질을 발현시키는 방법 :
(a) 제24항의 목적단백질의 표면발현벡터에 목적단백질을 코드하는 유전자를 삽입하여 재조합 벡터를 제조하는 단계;
(b) 상기 재조합 벡터로 그람음성 또는 그람양성 숙주세포를 형질전환하는 단계; 및
(c) 상기 형질전환된 숙주세포를 배양하여 목적단백질을 숙주세포 표면에 발현하는 단계.



A method of expressing a target protein on the surface of a gram-negative or gram-positive host cell, comprising the steps of:
(a) preparing a recombinant vector by inserting a gene encoding the target protein into the surface expression vector of the target protein of claim 24;
(b) transforming a gram-negative or gram-positive host cell with the recombinant vector; and
(c) culturing the transformed host cell to express the target protein on the host cell surface.



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