KR20220067190A - Novel Pseudoalteromonas sp. ArcC09 strain with high cellulolytic ability, the strain-derived cellulase, and its production method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a novel cellulase derived from Pseudoalteromonas isolated from Arctic seawater. The cellulose of the present invention is a low-temperature active enzyme having high cellulose-degrading activity even at low temperatures, and shows excellent activity even at a temperature of 15 ℃ or less. The cellulose of the present invention is characterized by having different optimal temperature and pH conditions compared to previously-reported cellulose. Accordingly, a reaction can be terminated or started simply by adjusting the temperature or pH conditions, and is particularly useful in industries where it is difficult to conduct a reaction outside a specific temperature or pH range. In addition, the cellulose according to the present invention is characterized in that the activity thereof significantly increases when metal ions or chemical reagents are added. As such, when the corresponding reaction solution is used, the cellulose-degrading activity can be significantly increased.

Description

저온에서 셀룰로오즈 고분해능을 갖는 신규 슈도알테로모나스 ArcC09 균주, 균주 유래 셀룰라아제 및 이의 생산방법{Novel Pseudoalteromonas sp. ArcC09 strain with high cellulolytic ability, the strain-derived cellulase, and its production method}Novel Pseudoalteromonas ArcC09 strain having high resolution of cellulose at low temperature, strain-derived cellulase and production method thereof {Novel Pseudoalteromonas sp. ArcC09 strain with high cellulolytic ability, the strain-derived cellulase, and its production method}

본 발명은 북극 해수에서 분리된 저온에서 셀룰로오즈 고분해능을 갖는 신규 슈도알테로모나스속 균주, 상기 균주 유래의 신규 저온 활성 셀룰라아제, 및 이의 생산방법에 관한 것으로, 상기 셀룰라아제는 기존에 보고된 셀룰라아제와 상이한 최적 활성 온도(저온 활성) 및 pH 특성을 가지며 특히, 금속이온이 첨가되거나 SDS, EDTA 존재 아래에서 매우 높은 활성을 갖는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a novel Pseudoalteromonas sp. strain having a high resolution of cellulose at a low temperature isolated from arctic seawater, a novel low-temperature active cellulase derived from the strain, and a production method thereof, wherein the cellulase is different from the previously reported cellulase. It has an active temperature (low-temperature activity) and pH characteristics, and in particular, it is characterized by having a very high activity in the presence of metal ions or SDS or EDTA.

셀룰로오스(Cellulose)는 β-1,4,-글리코시드 결합(β-1,4,-glycosidic linkage)을 통해 연결된 글루코스 단위로 구성된 다당류이다. 셀룰로오스는 세계에서 가장 풍부한 재생 가능 생물 자원으로 간주된다. 목질 셀룰로오스인 리그노셀룰로오스 바이오매스(lignocellulosic biomass)의 유용성이 보고되면서, 효율이 높은 셀룰라아제의 개발에 대한 관심이 증가하고 있다(Gomes et al. 2015). 셀룰로오스는 펄프 및 제지, 세제 및 바이오연료 산업과 같은 다양한 분야에서, 광범위하게 응용되고 있다 (Srivastava et al. 2014). 종래의 많은 연구에서, 1,4-β-D-glucan-4-glucanohydrolases (EC 3.2.1.4, endoglucanases), 1,4-β-D-glucan glucanohydrolases (EC 3.2.1.74, exoglucanases), 1,4-β-D-glucan cellobiohydrolases (EC 3.2.1.91, cellobiohydrolases), 및 β-glucoside glucohydrolases (EC 3.2.1.21, β-glucosidases)와 같은 여러 종류의 셀룰라아제가 보고된 바 있다 (Lynd et al. 2002).Cellulose is a polysaccharide composed of glucose units linked through β-1,4,-glycosidic linkage. Cellulose is considered the world's most abundant renewable biomass. As the usefulness of lignocellulosic biomass, which is lignocellulosic, has been reported, interest in the development of highly efficient cellulase is increasing (Gomes et al. 2015). Cellulose has a wide range of applications in various fields such as the pulp and paper, detergent and biofuel industries (Srivastava et al. 2014). In many previous studies, 1,4-β-D-glucan-4-glucanohydrolases (EC 3.2.1.4, endoglucanases), 1,4-β-D-glucan glucanohydrolases (EC 3.2.1.74, exoglucanases), 1,4 Several types of cellulase have been reported, such as -β-D-glucan cellobiohydrolases (EC 3.2.1.91, cellobiohydrolases), and β-glucoside glucohydrolases (EC 3.2.1.21, β-glucosidases) (Lynd et al. 2002).

셀룰로오스계 물질을 발효가능한 당으로 가수분해 하려는 경우, 다음의 세가지 주요 셀룰라아제 시스템이 필요하다: To hydrolyze cellulosic materials into fermentable sugars, three main cellulase systems are needed:

i) 엔도글루카네이즈(endoglucanase; Sharma et al. 2016),i) endoglucanase (Sharma et al. 2016),

ii) 셀로바이오하이드롤레이즈(cellobiohydrolases; Zhu and McBride 2017),ii) cellobiohydrolases (Zhu and McBride 2017);

iii) β-글리코시데이즈(β-glucosidases; Parisutham et al. 2017).iii) β-glycosidases (β-glucosidases; Parisutham et al. 2017).

엔도글루카네이즈는 새로운 사슬 끝을 만드는 무질서 부위의 내부 결합을 무작위적으로 절단하는 효소이며, 셀로바이오하이드롤레이즈는 엔도글루카네이즈에 의해 생성 및 노출된 사슬 끝에서, 2 내지 4개의 단위 당을 절단하여, 셀로비오스(cellobiose)와 같은 짧은 다당류를 생성하는 효소이다. β-글리코시데이즈는 셀로바이오하이드롤레이즈가 생성한 2 내지 4개의 단위 당으로 구성된 다당류를 단당류로 가수분해하는 효소이다.Endoglucanase is an enzyme that randomly cleaves the internal bonds of disordered sites that make new chain ends, and cellobiohydrolase is produced and exposed by endoglucanase at the end of the chain, producing 2 to 4 units of sugar. It is an enzyme that cleaves to produce short polysaccharides such as cellobiose. β-glycosidase is an enzyme that hydrolyzes polysaccharides composed of 2 to 4 unit sugars produced by cellobiohydrolase into monosaccharides.

셀룰라아제는 현재 효소 시장에서 가장 큰 산업 효소군 중 하나이다(Arbige et al. 2019; Trivedi et al. 2016). 셀룰라아제는 바이오 연료, 쓰레기 분해, 동물 사료, 세탁세제, 식품 및 섬유 등 광범위한 산업에 포괄적으로 유용하게 사용된다. Cellulase is currently one of the largest industrial enzyme families on the enzyme market (Arbige et al. 2019; Trivedi et al. 2016). Cellulase has a broad range of useful uses in a wide range of industries, including biofuels, waste digestion, animal feed, laundry detergent, food and textiles.

현재까지 보고된 대부분의 셀룰라아제 생산자는 육상 환경의 공급원으로서, 트리코더마 리세이(Trichoderma reesei; Bischof et al. 2016), 뉴로스포라 크라사(Neurospora crassa; Dogaris et al. 2013), 페니실리움 옥살리쿰(Penicillium oxalicum; Li et al. 2017), 및 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger; (Stricker et al. 2008)와 같은 진균류(fungi), 및 클로스트리디움 아세토부틸리쿰(Clostridium acetobutylicum; Doi and Kosugi 2004), 클로스트리디움 테르모셀룸(Clostridium thermocellum; Olson et al. 2010), 바실러스 할로듀란스(Bacillus halodurans; Annamalai et al. 2013), 아시도테르무스 셀룰로리티쿠스(Acidothermus cellulolyticus; Wang et al. 2015a), 페니바실러스 속(Paenibacillus sp.; Kanchanadumkerng et al. 2017), 및 바실러스 린체니포르미스(Bacillus licheniformis; Marco et al. 2017)와 같은 박테리아(bacteria)등이 있다. 상기 보고된 셀룰로오스 분해 활성을 나타내는 미생물의 대부분은 중온 또는 고온에서 최적의 활성을 나타내는 셀룰라아제를 생산하는 것을 특징으로 하며, 셀룰로오스 슬러리를 당화시키기 위해서는 더욱 높은 온도(60 ~ 70℃) 및 더욱 많은 에너지를 필요로 한다.Most of the cellulase producers reported to date are sources of terrestrial environments, such as Trichoderma reesei (Bischof et al. 2016), Neurospora crassa (Dogaris et al. 2013), Penicillium oxalicum. ( Penicillium oxalicum ; Li et al. 2017), and Aspergillus niger ; (Stricker et al. 2008), and fungi such as, and Clostridium acetobutylicum ; Kosugi 2004), Clostridium thermocellum ( Olson et al. 2010), Bacillus halodurans ( Annamalai et al. 2013), Acidothermus cellulolyticus ; Wang et al. al. 2015a), the genus Paenibacillus ( Paenibacillus sp .; Kanchanadumkerng et al. 2017), and bacteria such as Bacillus licheniformis (Marco et al. 2017). Cellulose reported above Most of the microorganisms exhibiting decomposition activity are characterized by producing cellulase exhibiting optimal activity at medium or high temperature, and a higher temperature (60 ~ 70 ° C) and more energy are required to saccharify the cellulose slurry.

최근, 해양 환경에서 셀룰라아제를 포함하는 다양한 효소가 저온활성, 알칼리 및 헤일로 내성과 같은 육상 환경의 효소와는 상이한 특성을 나타내어 새로운 생체 촉매로서 연구가 활발히 진행되고 있다 (Jin et al. 2019).Recently, various enzymes including cellulase in the marine environment exhibit different properties from enzymes in the terrestrial environment, such as low-temperature activity, alkali and halo resistance, and research as a new biocatalyst is being actively conducted (Jin et al. 2019).

저온 활성 셀룰라아제(cold-active cellulases)는 비교적 낮은 온도 및 적은 에너지를 사용하여 셀룰로오스를 분해하는 효소로, 상기한 효소보다 더욱 낮은 온도 및 적은 에너지로도 셀룰로오스 슬러리를 당화시킬 수 있다 (Maharana and Ray 2015). 최근의 보고에 따르면, 심해 지역의 저온성균(psychrophiles)이 생산하는 저온 활성 효소는 산업에서 매우 유용한 자원으로 각광받고 있으며, 상기 저온 활성 효소의 유연한 구조가 저온에서도 활성을 유지하는데 도움이 된다는 점이 밝혀진 바 있다. 다양한 산업에서 저온 활성 효소를 사용하는 경우, 반응을 촉진하는데 필요한 공정 시간과 에너지를 절약할 수 있으며, 낮은 온도에서 수행되는 저온 반응 공정은 오염의 발생을 줄이고, 원하지 않는 부산물의 생산을 줄인다. 또한, 열 안정성이 낮기 때문에, 효소가 필요하지 않은 공정에서 고온으로의 온도 조절을 통해 원치 않는 부산물을 방지할 수 있다. 나아가 저온 활성 셀룰라아제는 온도에 민감한 섬유 산업 분야에서, 원하지 않는 섬유질 만을 제거할 수 있다 (Kumar et al. 2011). Cold-active cellulases are enzymes that decompose cellulose using a relatively low temperature and low energy, and can saccharify a cellulose slurry at a lower temperature and less energy than the enzymes described above (Maharana and Ray 2015) ). According to a recent report, cold-activated enzymes produced by psychrophiles in the deep sea area are spotlighted as a very useful resource in industry, and it has been found that the flexible structure of the cold-activated enzyme helps to maintain activity even at low temperatures. there is a bar When a low-temperature active enzyme is used in various industries, the process time and energy required to promote the reaction can be saved, and the low-temperature reaction process performed at a low temperature reduces the occurrence of contamination and reduces the production of unwanted by-products. In addition, due to the low thermal stability, unwanted by-products can be prevented by controlling the temperature to a high temperature in a process that does not require an enzyme. Furthermore, low-temperature active cellulase can only remove unwanted fibers in the temperature-sensitive textile industry (Kumar et al. 2011).

다양한 산업 분야에서 공정의 온도, pH와 같은 반응 조건이 매우 다양하기 때문에, 상이한 최적 활성 조건을 갖는 저온 활성 셀룰라아제의 다양성을 확보하는 것이 매우 중요하다. 그럼에도 불구하고, 보고된 저온성 균의 종류 및 특성이 한정적이며, 특히 저온 활성 셀룰라아제에 대한 연구는 극히 제한적으로 다양성이 매우 부족하기 때문에, 최적활성범위의 온도 및 pH 조건에서 최적 활성을 나타내는 셀룰라아제의 다양성이 매우 부족한 상황이다 (Caf et al. 2014; Souza et al. 2016; Wang et al. 2015b; Yang and Dang 2011).Since reaction conditions such as temperature and pH of the process are very diverse in various industrial fields, it is very important to secure diversity of low-temperature-activated cellulase having different optimal activity conditions. Nevertheless, the types and characteristics of reported low-temperature bacteria are limited, and in particular, research on low-temperature active cellulase is extremely limited and the diversity is very limited. Diversity is very scarce (Caf et al. 2014; Souza et al. 2016; Wang et al. 2015b; Yang and Dang 2011).

저온 활성 셀룰라아제와 관련하여, 슈도알테로모나스 종 (Pseudoalteromonas haloplanktis, Pseudoalteromonas sp. NO3, 및 Pseudoalteromonas sp. DY3) 유래의 몇몇 셀룰라아제가 동정되어 특성이 분석되었다(Garsoux et al. 2004; Kim et al. 2009; Zeng et al. 2006). 상기 슈도알테로모나스 유래의 셀룰라아제(분자량 38~52kDa)는 모두 40℃에서 최적 활성을 나타내며, 최적 pH의 경우 각각 약 pH 8(Pseudoalteromonas haloplanktis), 약 pH 8(Pseudoalteromonas sp. NO3)및 약 pH 4(Pseudoalteromonas sp. DY3)인 것으로 보고된다. 저온 활성 셀룰라아제는 좁은 온도 범위 또는 pH 범위에서 강력한 셀룰로오스 분해활성을 나타내기 때문에, 다양한 최적 조건을 갖는 저온 활성 셀룰라아제의 다양성 확보가 중요하나, 현재 보고된 저온 활성 셀룰라아제의 종류는 소수에 불과하다.With respect to low-temperature active cellulases, several cellulases from Pseudoalteromonas haloplanktis , Pseudoalteromonas sp. NO3, and Pseudoalteromonas sp. DY3 have been identified and characterized (Garsoux et al. 2004; Kim et al. 2009). ; Zeng et al. 2006). All of the Pseudoalteromonas-derived cellulase (molecular weight 38-52 kDa) exhibit optimal activity at 40° C., and at the optimal pH, about pH 8 ( Pseudoalteromonas haloplanktis ), about pH 8 ( Pseudoalteromonas sp. NO3), and about pH 4 ( Pseudoalteromonas sp. DY3). Since low-temperature-activated cellulase exhibits strong cellulase activity in a narrow temperature range or pH range, it is important to secure diversity of low-temperature-activated cellulase having various optimal conditions, but the types of low-temperature-activated cellulase currently reported are only a few.

이러한 배경기술 아래에서, 본 발명자들은 기존에 보고되지 않은 범위의 최적 활성 조건을 나타내는 신규 저온 활성 셀룰라아제의 개발을 통해 저온 활성 셀룰라아제의 다양성을 확보하고자 예의 노력한 결과, 북극 해수에서 저온에서도 높은 셀룰로오스 분해능을 나타내는 신규한 슈도알테로모나스 속 균주를 동정하였으며, 이로부터 신규한 저온 활성 셀룰라아제를 분리하였다. 신규한 저온 활성 셀룰라아제가 높은 셀룰로오스 분해 활성을 나타낼 뿐 아니라, 최적의 활성을 나타내는 반응 조건(온도, pH 및 금속이온 첨가제 등)이 기존에 보고된 다른 저온 활성 셀룰라아제들과 상이함을 확인하였으며, 상기 신규 저온 활성 셀룰라아제를 생산하도록 재조합된 숙주세포를 저온에서 배양하여 셀룰라아제를 생산하는 경우에 현저히 높은 셀룰로오스 분해활성을 나타내는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Under this background, the present inventors made diligent efforts to secure diversity of low-temperature-active cellulase through the development of novel low-temperature-activated cellulase that exhibits optimal activity conditions in a previously unreported range. A novel Pseudoalteromonas sp. strain was identified, and a novel low-temperature active cellulase was isolated therefrom. It was confirmed that the novel low-temperature-activated cellulase exhibits high cellulase activity, and the reaction conditions (temperature, pH, and metal ion additives, etc.) that exhibit optimal activity are different from other previously reported low-temperature-activated cellulases, When the recombinant host cells to produce a novel low-temperature active cellulase are cultured at a low temperature to produce cellulase, it was confirmed that they exhibit a remarkably high cellulolytic activity, and thus the present invention has been completed.

본 배경기술 부분에 기재된 상기 정보는 오직 본 발명의 배경에 대한 이해를 향상시키기 위한 것이며, 이에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 있어 이미 알려진 선행기술을 형성하는 정보를 포함하지 않을 수 있다.The information described in the background section is only for improving the understanding of the background of the present invention, and it does not include information forming prior art known to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. it may not be

본 발명의 목적은 저온에서도 높은 셀룰로오스 분해 활성을 갖는 신규 슈도알테로모나스 속 균주를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a novel Pseudoalteromonas sp. strain having a high cellulolytic activity even at a low temperature.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 균주 유래의 신규 셀룰라아제, 이의 제조방법 및 용도를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a novel cellulase derived from the strain, its preparation method and use.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기탁번호 KCTC 14216BP로 기탁된 슈도알테로모나스(Pseudoalteromonas sp.) ArcC09 균주를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a Pseudoalteromonas sp. ArcC09 strain deposited with accession number KCTC 14216BP.

본 발명은 또한 슈도알테로모나스(Pseudoalteromonas sp.) ArcC09 균주 유래의 셀룰라아제를 제공한다.The present invention also provides a cellulase derived from Pseudoalteromonas sp. ArcC09 strain.

본 발명은 또한, 상기 셀룰라아제를 코딩하는 핵산을 제공한다.The present invention also provides a nucleic acid encoding the cellulase.

본 발명은 또한, 상기 핵산을 포함하는 벡터를 제공한다.The present invention also provides a vector comprising the nucleic acid.

본 발명은 또한, 상기 핵산 또는 재조합 벡터가 도입된 재조합 숙주세포를 제공한다.The present invention also provides a recombinant host cell into which the nucleic acid or recombinant vector is introduced.

본 발명은 또한, 다음 단계를 포함하는 셀룰라아제의 생산 방법을 제공한다:The present invention also provides a method for producing cellulase comprising the steps of:

(a) 상기 재조합 숙주세포를 배양하여 서열번호 14의 아미노산 서열로 표시되는 셀룰라아제를 생성하는 단계;(a) culturing the recombinant host cell to produce a cellulase represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14;

(b) 생성된 셀룰라아제를 회수하는 단계.(b) recovering the produced cellulase.

본 발명은 또한, 상기 셀룰라아제를 포함하는 셀룰로오스 가수분해용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for hydrolysis of cellulose comprising the cellulase.

본 발명의 균주는 15℃이하의 저온에서도 높은 셀룰로오스 분해 활성을 나타내는 신규한 균주로서, 종래 보고된 다른 셀룰로오스 분해 균주 또는 슈도알테로모나스속 균주보다 현저히 높은 활성을 나타낸다. 또한, 본 발명의 균주 유래의 셀룰라아제는 저온에서도 높은 셀룰로오스 분해 활성을 갖는 저온 활성 효소로서, 15℃ 이하에서도 우수한 활성을 나타내며, 기존에 보고된 셀룰라아제와 상이한 최적 온도 및 pH 조건을 갖는 것을 특성으로 하므로, 온도 또는 pH 조건의 조절만으로도 간단하게 반응을 종료 또는 시작시킬 수 있으며, 특정한 온도 또는 pH 범위 밖에서 실시가 어려운 산업에 특히 유용하다. 또한, 본 발명에 따른 셀룰라아제는 금속이온이나 화학적 시약을 첨가하는 경우 그 활성이 현저히 증가하는 특성을 나타내는바, 해당 반응액을 이용하는 경우 셀룰로오스 분해 활성을 추가로 현저히 증가시킬 수 있다.The strain of the present invention is a novel strain that exhibits high cellulolytic activity even at a low temperature of 15° C. or less, and exhibits significantly higher activity than other previously reported cellulolytic strains or Pseudoalteromonas sp. strains. In addition, the cellulase derived from the strain of the present invention is a low-temperature active enzyme having a high cellulolytic activity even at a low temperature, and exhibits excellent activity even at 15° C. or less, and has different optimal temperature and pH conditions from previously reported cellulase. , the reaction can be terminated or started simply by adjusting the temperature or pH conditions, and is particularly useful in industries where it is difficult to carry out outside a specific temperature or pH range. In addition, the cellulase according to the present invention exhibits a characteristic of significantly increasing the activity when metal ions or chemical reagents are added, and when the corresponding reaction solution is used, the cellulase activity can be further significantly increased.

도 1a는 셀룰라아제 활성을 기준으로 최종 동정된 10종의 균주의 계통수(Phylogenic tree)이다. Neighbor-joining 방법 및 1000 부트스트랩 복제(1,000 bootstrap replications)를 사용한 MEGA6 소프트웨어로 계통수를 작성하였다. 스케일 바는 베이스 위치(base position)당 0.02의 substitutions를 나타낸다. 바실러스 할로듀란스(Bacillus halodurans)는 외집단으로 사용되었다.
도 1b는 각 세포 배양 반응 용액에서 측정된 셀룰라아제 활성을 나타낸 것이다. 각 데이터는 3회 이상 수행된 시험 값의 평균이며, 오차 막대는 표준 편차를 나타낸다.
도 2는 각 정제 단계에서 셀룰라아제의 SDS-PAGE 결과를 나타낸 것이다. 각 레인의 정보는 다음과 같다:
M 레인: 단백질 마커(BIORAD, Precision Plus ProteinTM Standards);
lane 1: 수득한 상층액(Crude supernatant);
lane 2: 암모늄 설페이트 침전법으로 수집된 단백질;
lane 3: 소수성 상호작용 크로마토그래피로 정제된 효소 분획;
lane 4: 크기 배제 크로마토그래피로 정제된 효소 분획;
lane 5: 정제된 셀룰라아제의 자이모그래피.
도 3은 온도 와 pH에 따른 셀룰라아제의 활성(U/mg)을 분석한 것이다.
도 3a는 각 온도에서 측정된 ArcC09 유래의 셀룰라아제(○)의 활성 및 시판되는 A.niger 유래의 셀룰라아제(●)의 활성을 나타낸 것이다. 해당 시험은 각 효소에 대한 최적의 pH 조건에서 수행되었다.
도 3b는 각 pH 조건에서 측정된 ArcC09 유래의 셀룰라아제의 활성 (○, △, □) 및 시판되는 A.niger 유래의 셀룰라아제의 활성(●, ▼, ■)을 나타낸 것이다. 해당 시험은 각 효소에 대한 최적의 온도 조건(ArcC09: 55℃, A.niger: 65℃)에서 수행되었다. 각 pH 조건을 위한 버퍼는 아래와 같다:
50 mM Sodium acetate buffer pH 3.0-6.0 (○/●);
50 mM potassium phosphate buffer pH 6.0-8.0 (△/▼); 및
50 mM Tris-HCl buffer pH 7.0-9.0 (□/■).
도 4는 셀룰라아제의 온도 및 pH 안정성을 확인한 결과이다. 각 데이터는 3회 이상 수행된 시험 값의 평균이며, 오차 막대는 표준 편차를 나타낸다.
도 4a는 온도(5 ~ 85℃)에 따른 ArcC09 유래의 셀룰라아제(○)의 활성 및 시판되는 A.niger 유래의 셀룰라아제(●)의 활성을 나타낸 것이다. 효소는 최적 pH 조건에서 1시간 동안 5 ~ 85℃의 조건에서 기질 없이 인큐베이트 한 뒤, 최적 온도 조건(ArcC09는 55℃, A. niger cellulase는 65℃)에서 기질과 반응시켜 효소의 활성이 유지되는지 확인하였다.
도 4b는 pH 조건 (pH3 ~11)에 따른 ArcC09 유래의 셀룰라아제(○)의 활성 및 시판되는 A. niger 유래의 셀룰라아제(●)의 활성을 나타낸 것이다. 효소는 4℃에서 사전 배양 된 뒤, 각각 55℃(ArcC09 유래) 및 65℃(A. niger 유래) 조건에서 측정되었다.
도 5는 금속 이온 또는 화학적 시약의 첨가에 따른 ArcC09 유래의 셀룰라아제의 활성(a) 및 시판되는 A. niger 유래의 셀룰라아제의 활성(b)을 나타낸 것이다. 표준 조건(첨가가 없는 효소 반응, 대조군)은 진한 회색 막대로 표시되었다. 각 데이터는 3회 이상 수행된 시험 값의 평균이며, 오차 막대는 표준 편차를 나타낸다.
도 6은 ArcC09 유래의 셀룰라아제의 유전자의 모식도 이다.
도 7은 ArcC09 셀룰라아제의 촉매 모듈 또는 전체 ORF로 형질전환된 균주의 가용성, 불용성 분획 및 농축된 상층액의 SDS-PAGE 결과이다.
도 7a는 15℃ 유도 조건 아래에서 전체 ORF 및 촉매 모듈의 형질전환체 및 농축된 상층액의 분획에서 염색된 단백질 밴드를 나타낸다.
도 7b는 37℃ 유도 조건 아래에서 전체 ORF 및 촉매 모듈의 형질전환체의 불용성 단백질 분획을 나타낸 것이다.
S: 가용성 분획, IS: 불용성 분획, M:단백질 마커.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 발명자들은 북극 뷰포트 해(Arctic Beaufort Sea)에서 수집된 토양 및 해수 로부터 4600개 이상의 미생물 중에서 높은 셀룰로오스 분해 활성을 나타내는 10종의 박테리아를 동정하였다. 이들의 16S rRNA를 분석해 본 결과, 슈도알테로모나스 속(genus Pseudoalteromonas, 9종) 및 파라글라시에콜라 속(genus Paraglaciecola, 1종) 에 속하는 신균주 임을 확인하였고, 상기 균주의 게놈 DNA의 라이브러리를 구축하였다. 특히, 슈도알테로모나스(Pseudoalteromonas sp.) ArcC09는 다른 동정 균주에 비해 현저하게 높은 셀룰로오스 분해 활성을 나타내는 것을 확인하고 한국생물자원센터(KCTC)에 기탁하였다.
따라서, 본 발명은 일 관점에서, 기탁번호 KCTC 14216BP로 기탁된 슈도알테로모나스 속(Pseudoalteromonas sp.) ArcC09 균주에 관한 것이다.
본 발명의 균주는 약 15℃ 이하의 저온에서도 높은 셀룰로오스 분해활성을 나타내는 것을 특징으로 하며, 특히 다른 슈도알테로모나스 속 균주 또는 다른 셀룰로오스 분해활성을 갖는 균주보다도 높은 저온 셀룰로오스 분해활성을 나타내는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 균주는 상기 균주의 배양액, 상기 배양액의 농축물, 상기 배양액의 건조물, 상기 배양액의 추출물 또는 이의 조합의 형태로 셀룰로오스를 가수분해하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 가장 높은 셀룰로오스 분해활성을 나타내는 Pseudoalteromonas sp. ArcC09 유래의 셀룰라아제를 정제하여 특성을 분석한 결과, 기존의 균주와 상이한 범위의 최적 활성 조건(pH, 온도)을 갖는 저온 활성 효소임을 확인하였으며, 다양한 금속이온 또는 화학적 시약을 첨가하는 경우 더욱 높은 셀룰로오스 분해 활성을 나타내는 것을 확인하였으며, 시퀀싱을 통해 셀룰로오스 분해 활성을 나타내는 촉매 모듈(Catalytic module, 서열번호 13) 및 전체 ORF(Open Reading Frame, 서열번호 14)의 아미노산 및 핵산 서열을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 다른 관점에서, 기탁번호 KCTC 14216BP로 기탁된 슈도알테로모나스 속(Pseudoalteromonas sp.) ArcC09 균주에서 유래한 것을 특징으로 하는 저온 활성 셀룰라아제에 관한 것이다.
본 발명의 용어, “셀룰라아제”는 셀룰로오스를 가수분해 할 수 있는 효소를 포괄적으로 지칭하는 용어로, “셀룰로오스 분해 효소”와 동일한 의미에서 상호호환적으로 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 셀룰라아제는 서열번호 13의 아미노산 서열로 표시되는 촉매 모듈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 셀룰라아제는 서열번호 14의 아미노산 서열로 표시되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 셀룰라아제는 저온 활성을 나타내는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 셀룰라아제는 약 45℃ 내지 60℃의 온도 조건에서, 바람직하게는 약 55℃에서 최적의 셀룰로오스 분해 활성을 나타내는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 용어 "저온 활성"이란 종래 보고된 셀룰라아제의 활성이 대부분 상실되는 낮은 온도에서도 활성을 나타낼 수 있음을 의미하며, 특히 본 발명에서는 약 15℃이하의 온도에서 최적 활성의 10% ~ 40%의 충분한 셀룰로오스 분해 활성 및 온도 안정성을나타내는 것을 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 셀룰라아제는 약 pH 6 내지 pH 7.5의 pH 조건에서, 바람직하게는 약 pH 7에서 최적의 셀룰로오스 분해 활성을 나타내는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 셀룰라아제는 엔도글루카네이즈(Endoglucanase)인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 본 발명에서는 특정 아미노산 서열 및 염기 서열을 기재하였으나, 본 발명에서 실시하고자 하는 효소와 실질적으로 동일한 아미노산 서열 및 이를 코딩하는 염기 서열이 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명의 용어 “실질적으로 동일한”은, 아미노산 또는 염기서열의 상동성이 매우 높은 경우를 포함하고, 그 밖에도 서열의 상동성과는 무관하게 구조적 특징을 공유하거나 본 발명에서 사용된 것과 동일한 기능을 가지는 단백질을 의미한다. 본 발명의 핵심을 구성하는 서열을 제외한 다른 서열이 일부 결실된 효소 또는 이를 코딩하는 염기서열의 단편도 본 발명에 포함될 수 있으며, 따라서 본 발명은 단편의 길이와는 무관하게 본 발명에서 사용된 것과 동일한 기능을 가지는 아미노산 또는 염기 서열을 모두 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 실질적으로 동일한 아미노산 서열은 본 발명에 따른 셀룰라아제 중 하나 이상의 특정 아미노산이 보존적으로 치환된 것을 특징으로 하는 셀룰라아제를 포함할 수 있다.
상기 “보존적 치환”이란 1개 이상의 아미노산을 해당 셀룰라아제의 생물학적 또는 생화학적 기능 및/또는 특성의 손실을 야기하지 않는 유사한 생화학적 특성을 갖는 아미노산으로 치환하는 것을 포함하는 변형을 의미한다.
“보존적 아미노산 치환”은 아미노산 잔기를 유사한 측쇄를 갖는 아미노산 잔기로 대체시키는 치환이다. 유사한 측쇄를 갖는 아미노산 잔기 부류는 해당 기술분야에 규정되어 있으며, 잘 알려져 있다. 이들 부류는 염기성 측쇄를 갖는 아미노산(예를 들어, 라이신, 아르기닌, 히스티딘), 산성 측쇄를 갖는 아미노산(예를 들어, 아스파르트산, 글루탐산), 대전되지 않은 극성 측쇄를 갖는 아미노산(예를 들어, 글리신, 아스파라진, 글루타민, 세린, 트레오닌, 티로신, 시스테인), 비-극성 측쇄를 갖는 아미노산(예를 들어, 알라닌, 발린, 류신, 이소류신, 프롤린, 페닐알라닌, 메티오닌, 트립토판), 베타-분지된 측쇄를 갖는 아미노산(예를 들어, 트레오닌, 발린, 이소류신) 및 방향족 측쇄를 갖는 아미노산(예를 들어, 티로신, 페닐알라닌, 트립토판, 히스티딘)을 포함한다.
본 발명은 다른 관점에서, 상기 셀룰라아제를 코딩하는 핵산에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 “핵산”은 세포, 세포 용해물(lysate) 중에 존재하거나, 또는 부분적으로 정제된 형태 또는 실질적으로 순수한 형태로 존재할 수도 있다. 핵산은 알칼리/SDS 처리, CsCl 밴드화(banding), 컬럼 크로마토그래피, 아가로스 겔 전기 영동 및 해당 기술분야에 잘 알려진 기타의 것을 포함하는 표준 기술에 의해 다른 세포 성분 또는 기타 오염 물질, 예를 들어 다른 세포의 핵산 또는 단백질로부터 정제되어 나올 경우 "단리"되거나 "실질적으로 순수한" 것이다. 본 발명의 핵산은 예를 들어 DNA 또는 RNA일 수 있다.
본 발명의 정의상 "실질적으로 순수한"이란 본 발명에 따른 폴리펩타이드 및 폴리펩타이드를 코딩하는 DAN 서열이 박테리아로부터 유래된 다른 단백질을 실질적으로 포함하지 않는 것을 의미한다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 핵산을 포함하는 벡터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 셀룰라아제의 절편의 발현을 위하여, 셀룰라아제를 코딩하는 DNA를 표준 분자 생물학 기술(예를 들어 PCR 증폭 또는 셀룰라아제를 발현하는 하이브리도마를 사용한 cDNA 클로닝 등)로 수득할 수 있으며, DNA가 전사 및 번역 제어 서열에 "작동가능하게 결합"되어 발현 벡터 내로 삽입될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어, "작동가능하게 결합"은 벡터 내의 전사 및 번역 제어 서열이 셀룰라아제를 코딩하는 핵산(유전자)의 전사 및 번역을 조절하는 기능을 하도록 셀룰라아제를 코딩하는 핵산이 벡터 내로 도입되는 것을 의미할 수 있다. 상기 발현 벡터 및 발현 제어 서열은 사용되는 발현용 숙주세포와 적합하도록 선택될 수 있다. 상기 셀룰라아제를 코딩하는 핵산은 표준 방법(예를 들어 셀룰라아제를 코딩하는 핵산과 벡터 상의 상보성 제한 효소 부위의 라이게이션, 또는 제한 효소 부위가 전혀 존재하지 않을 경우 블런트(blunt) 말단 라이게이션)으로 발현 벡터 내로 삽입될 수 있다.
상기 벡터는 숙주세포에서 셀룰라아제를 코딩하는 핵산의 발현을 제어하는 조절서열을 포함할 수 있다. "조절서열"은 셀룰라아제를 코딩하는 핵산의 전사 또는 번역을 제어하는 프로모터, 그러한 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열 및 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함한다. 예를 들면, 원핵생물에 적합한 조절 서열은 프로모터, 임의로 오퍼레이터 서열 및 리보좀 결합 부위를 포함한다. 진핵세포에 적합한 조절 서열은 프로모터, 폴리아데닐화 신호 및 인핸서가 포함될 수 있다.
본 발명의 조절서열의 예에는, 상기 프로모터 이외에도, 예를 들어, SV40 또는 아데노바이러스의 초기 및 후기 프로모터들, lac 시스템, trp 시스템, TAC 또는 TRC 시스템, T3 및 T7 프로모터들, 파지 람다의 주요 오퍼레이터 및 프로모터 영역, fd 코드 단백질의 조절 영역, 3-포스포글리세레이트 키나제 또는 다른 글리콜분해 효소에 대한 프로모터, 상기 포스파타제의 프로모터들, 예를 들어 Pho5, 효모 알파-교배 시스템의 프로모터 및 원핵세포 또는 진핵 세포 또는 이들의 바이러스의 유전자의 발현을 조절하는 것으로 알려진 구성과 유도의 기타 다른 서열 및 이들의 여러 조합이 포함된다. T7 RNA 폴리메레이즈 프로모터 Φ10은 E. coli에서 단백질을 발현시키는데 유용하게 사용될 수 있다.
통상의 기술자는 형질전환시킬 숙주세포의 선택, 단백질의 발현 수준 등과 같은 인자에 따라 조절 서열을 달리 선택하여, 발현 벡터의 디자인이 달라질 수 있음을 인식할 수 있다.
본 발명에서 용어 "벡터 (vector)"는 적합한 숙주 내에서 DNA를 발현시킬 수 있는 적합한 조절 서열에 작동가능하게 연결된 DNA 서열을 함유하는 DNA 제조물을 의미한다. 벡터는 플라스미드, 파지 입자, 또는 간단하게 잠재적 게놈 삽입물일 수 있다. 적당한 숙주로 형질전환되면, 벡터는 숙주 게놈과 무관하게 복제하고 기능할 수 있거나, 또는 일부 경우에 게놈 그 자체에 통합될 수 있다. 플라스미드가 현재 벡터의 가장 통상적으로 사용되는 형태이므로, 본 발명의 명세서에서 "플라스미드 (plasmid)" 및 "벡터 (vector)"는 때로 상호 교환적으로 사용된다. 그러나, 본 발명은 당업계에 알려진 또는 알려지게 되는 바와 동등한 기능을 갖는 벡터의 다른 형태를 포함한다. 대장균에서 사용되는 단백질 발현 벡터로는 Novagen (미국) 사의 pET 계열; Invitrogen (미국)의 pBAD 계열; Takara (일본)의 pHCE 나 pCOLD; 제노포커스 (대한미국)의 pACE 계열; 등을 사용할 수 있다. 고초균에서는 게놈의 특정부분에 목적 유전자를 삽입하여 단백질 발현을 구현하거나, MoBiTech (독일)의 pHT 계열의 벡터, 등을 사용할 수 있다. 곰팡이나 효모에서도 게놈 삽입이나 자가복제 벡터들 이용하여 단백질 발현이 가능하다. Agrobacterium tumefaciensAgrobacterium rhizogenes 등의 T-DNA 시스템을 이용하여 식물용 단백질 발현 벡터를 사용할 수 있다. 포유동물 세포 배양물 발현을 위한 전형적인 발현 벡터는 예를 들면 pRK5 (EP 307,247호), pSV16B (WO 91/08291호) 및 pVL1392 (Pharmingen)을 기초로 한다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 핵산 또는 벡터가 도입된 재조합 숙주세포에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 재조합 숙주세포는 비제한적인 예를 들어, 대장균, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 스트렙토마이세스 속 (Streptomyces sp.), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 프로테우스 미라빌리스(Proteus mirabilis) 또는 스타필로코쿠스 속(Staphylococcus sp.)과 같은 원핵 세포; 아스페르길러스 속(Aspergillus sp.)과 같은 진균, 피치아 파스토리스(Pichia pastoris), 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 쉬조사카로마세스 속(Schizosaccharomyces sp.) 및 뉴로스포라 크라사(Neurospora crassa)와 같은 효모 또는 그 밖의 하등진핵 세포; 곤충으로부터의 세포와 같은 고등 진핵생물의 세포와 같은 진핵 세포일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 재조합 숙주세포는 식물이나 포유동물로부터 유래할 수 있다. 바람직하게는, 원숭이 신장 세포7(COS7: monkey kidney cells)세포, NSO 세포, SP2/0, 차이니즈 햄스터 난소(CHO: Chinese hamster ovary) 세포, W138, 어린 햄스터 신장(BHK: baby hamster kidney)세포, MDCK, 골수종 세포주, HuT 78 세포 및 HEK293 세포 등이 이용가능하지만 이에 한정되지 않는다. 특히 바람직하게는 CHO 세포가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 핵산 또는 상기 벡터는 숙주세포에 “형질주입” 또는 트랜스펙션(transfection)된다. "형질주입" 또는 "트랜스펙션”시키기 위해 원핵 또는 진핵 숙주세포 내로 외인성 핵산(DNA 또는 RNA)을 도입하는 데에 통상 사용되는 여러 종류의 다양한 기술, 예를 들어 전기 영동법, 인산칼슘 침전법, DEAE-덱스트란 트랜스펙션 또는 리포펙션(lipofection) 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 셀룰라아제를 발현시키기 위해 다양한 발현 숙주/벡터 조합이 이용될 수 있다. 진핵숙주에 적합한 발현 벡터로는 이들로 한정되는 것은 아니지만 SV40, 소 유두종바이러스, 아데노바이러스, 아데노-연관 바이러스(adeno-associated virus), 시토메갈로바이러스 및 레트로바이러스로부터 유래된 발현 조절 서열이 포함된다. 세균 숙주에 사용할 수 있는 발현 벡터에는 pET, pRSET, pBluescript, pGEX2T, pUC벡터, col E1, pCR1, pBR322, pMB9 및 이들의 유도체와 같이 대장균(Escherichia coli)에서 얻어지는 세균성 플라스미드, RP4와 같이 보다 넓은 숙주 범위를 갖는 플라스미드, λgt10과 λgt11, NM989와 같은 매우 다양한 파지 람다(phage lambda) 유도체로 예시될 수 있는 파지 DNA, 및 M13과 필라멘트성 단일가닥의 DNA 파지와 같은 기타 다른 DNA 파지가 포함된다. 효모 세포에 유용한 발현 벡터는 2μm 플라스미드 및 그의 유도체이다. 곤충 세포에 유용한 벡터는 pVL941이다.
본 발명에 따른 셀룰라아제를 코딩하는 핵산이 숙주세포에 도입되는 경우, 숙주세포의 게놈에 도입되어 염색체 상 인자로서 도입될 수 있으며, 숙주세포의 게놈 밖에서, 독립된 플라스미드 또는 벡터등의 형태로로 존재할 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 있어 상기 셀룰라아제를 코딩하는 핵산을 숙주세포의 게놈 염색체에 삽입하여서도 재조합 벡터를 숙주세포에 도입한 경우와 동일한 효과를 가질 것은 자명하다 할 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 슈도알테로모나스 ArcC09 유래의 셀룰라아제 유전자의 촉매 모듈(서열번호 13) 및 ORF(서열번호 14)를 벡터에 클로닝한 뒤, E. coli BL21(DE3)에 도입하여 발현시켰다. 15℃ 에서 발현된 전체 ORF의 셀룰로오스 분해 활성은 37℃에서 발현된 전체 ORF 보다 약 2배 높은 셀룰로오스 분해 활성을 나타내는 것을 확인하였다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 다음 단계를 포함하는 셀룰라아제의 생산 방법에 관한 것이다:
(a) 상기 재조합 숙주세포를 배양하여 서열번호 14의 아미노산 서열로 표시되는 셀룰라아제를 생성하는 단계;
(b) 생성된 셀룰라아제를 회수하는 단계.
본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계는 15 내지 37℃의 온도 조건에서 제1항의 균주 또는 제5항의 재조합 숙주세포를 배양하여 셀룰라아제를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 확인한 것과 같이, 저온 조건에서 재조합 숙주세포를 배양하여 셀룰라아제를 생성한 경우, E. Coli의 통상 배양 온도인 37℃에서 배양하여 생산한 셀룰라아제 보다 활성이 약 2배 이상 뛰어나므로, 본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계는 10 내지 25℃의 온도 조건에서 제1항의 균주 또는 제5항의 재조합 숙주세포를 배양하여 셀룰라아제를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다. 더욱 바람직하게는 15℃에서 제1항의 균주 또는 제5항의 재조합 숙주세포를 배양하여 셀룰라아제를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 셀룰라아제를 발현할 수 있는 재조합 발현 벡터가 숙주세포 내로 도입될 경우, 셀룰라아제는 숙주세포에서 발현되기에 충분한 기간 동안, 또는 더 바람직하게는 숙주세포가 배양되는 배양 배지 내로 본 발명의 셀룰라아제가 분비되게 하기에 충분한 기간 동안 숙주세포를 배양함으로써 제조될 수 있다.
상기 배양된 재조합 숙주세포로부터 셀룰라아제의 회수는 통상적인 생화학 분리 기술, 예를 들어 단백질 침전제에 의한 처리(염석법), 원심분리, 초음파 파쇄, 한외여과, 투석법, 분자체 크로마토그래피(겔여과), 흡착크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피, 친화도 크로마토그래피 등의 각종 크로마토그래피 등을 이용할 수 있으며, 통상적으로 순도가 높은 단백질을 분리 및 정제하기 위하여 이들을 조합하여 이용될 수 있다.
한편, 본 발명자들은 본 발명의 셀룰라아제의 특성을 규명하던 중, 본 발명의 저온 활성 셀룰라아제가 기존의 셀룰라아제와 상이한 최적 온도 및 pH 조건을 나타낼 뿐만 아니라, 특히, 금속이온이나 계면활성제(SDS), 금속 봉쇄제(EDTA)와 같은 화학적 시약을 첨가한 반응액에서 반응시 그 활성이 현저히 증가되는 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 또 다른 관점에서, 기탁번호 KCTC 14216BP로 기탁된 슈도알테로모나스 (Pseudoalteromonas sp.) ArcC09 균주, 상기 균주의 배양액, 상기 배양액의 농축액, 상기 배양액의 건조물, 상기 배양액의 추출물, 상기 균주 유래의 셀룰라아제 및 제6항의 생산 방법으로 생산된 셀룰라아제 중 어느 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 셀룰로오스 가수분해용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 용어 "배양액","농축물" 또는 "건조물"은 균주를 배양하여 수득된 배양액 자체, 상기 배양액 또는 이로부터 균주를 제거하여 수득된 배양 상층액의 농축물 또는 동결 건조물을 의미하며, "배양 상층액", "조건 배양액" 또는 "조정 배지" 등과 호환적으로 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 조성물은 금속 이온을 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 바람직하게는 Na2+, Ba2+, Mn2+, 및 Zn2+로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속을 포함하는 것, 더욱 바람직하게는 Mn2+ 및/또는 Zn2+을 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 금속 이온은 조성물에 0.01mM~0.1M, 바람직하게는 0.1mM ~ 0.01M로 포함되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 있어서, 상기 조성물은 SDS 또는 EDTA를 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 셀룰라아제 또는 이를 포함하는 조성물은 다양한 산업분야에 셀룰로오스의 분해 및/또는 제거를 위해 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 조성물은 바이오 연료, 쓰레기 분해, 동물 사료, 세탁세제, 식품 또는 섬유 분야에 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
1A is a phylogenetic tree of 10 strains finally identified based on cellulase activity. A phylogenetic tree was created with MEGA6 software using the neighbor-joining method and 1000 bootstrap replications. Scale bars represent substitutions of 0.02 per base position. Bacillus halodurans was used as an outgroup.
Figure 1b shows the cellulase activity measured in each cell culture reaction solution. Each data is the average of the test values performed at least three times, and the error bars represent the standard deviation.
Figure 2 shows the SDS-PAGE results of cellulase in each purification step. The information for each lane is as follows:
M lane: protein markers (BIORAD, Precision Plus Protein™ Standards);
lane 1: obtained supernatant (Crude supernatant);
lane 2: protein collected by ammonium sulfate precipitation method;
lane 3: enzyme fraction purified by hydrophobic interaction chromatography;
lane 4: enzyme fraction purified by size exclusion chromatography;
lane 5: Zymography of purified cellulase.
Figure 3 is an analysis of the activity (U / mg) of cellulase according to temperature and pH.
Figure 3a shows the activity of ArcC09-derived cellulase (○) measured at each temperature and the commercially available A.niger-derived cellulase (●) activity. The test was performed at the optimum pH condition for each enzyme.
Figure 3b shows the activity (○, △, □) of the cellulase derived from ArcC09 and the activity of the commercially available A.niger-derived cellulase (●, ▼, ■) measured at each pH condition. The test was performed under optimum temperature conditions for each enzyme (ArcC09: 55°C, A.niger: 65°C). Buffers for each pH condition are as follows:
50 mM sodium acetate buffer pH 3.0-6.0 (○/●);
50 mM potassium phosphate buffer pH 6.0-8.0 (Δ/▼); and
50 mM Tris-HCl buffer pH 7.0-9.0 (□/■).
4 is a result confirming the temperature and pH stability of cellulase. Each data is the average of the test values performed at least three times, and the error bars represent the standard deviation.
Figure 4a shows the activity of ArcC09-derived cellulase (○) and commercially available A.niger- derived cellulase (●) according to temperature (5-85° C.). The enzyme is incubated without a substrate at 5 ~ 85°C for 1 hour at the optimum pH condition, and then reacts with the substrate at the optimum temperature condition (ArcC09 at 55°C, A. niger cellulase at 65°C) to maintain enzyme activity. It was confirmed that
Figure 4b shows the activity of ArcC09-derived cellulase (○) and commercially available A. niger -derived cellulase (●) according to pH conditions (pH3-11). Enzymes were pre-incubated at 4°C and then measured at 55°C (derived from ArcC09) and 65°C (derived from A. niger ), respectively.
5 shows the activity of ArcC09-derived cellulase (a) and commercially available A. niger -derived cellulase (b) according to the addition of metal ions or chemical reagents. Standard conditions (enzyme reaction without addition, control) are indicated by dark gray bars. Each data is the average of the test values performed at least three times, and the error bars represent the standard deviation.
Fig. 6 is a schematic diagram of the ArcC09-derived cellulase gene.
7 is an SDS-PAGE result of the soluble and insoluble fractions and the concentrated supernatant of strains transformed with the catalytic module of ArcC09 cellulase or whole ORF.
Figure 7a shows the stained protein bands in the transformants of the whole ORF and catalytic module and fractions of the concentrated supernatant under 15 °C induction conditions.
Figure 7b shows the total ORF and the insoluble protein fraction of the transformant of the catalytic module under induction conditions at 37 °C.
S: soluble fraction, IS: insoluble fraction, M: protein marker.
Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is those well known and commonly used in the art.
The present inventors identified 10 types of bacteria exhibiting high cellulolytic activity among more than 4600 microorganisms from soil and seawater collected from the Arctic Beaufort Sea. As a result of analyzing their 16S rRNA, it was confirmed that the new strain belongs to the genus Pseudoalteromonas (9 species) and the genus Paraglaciecola (1 species), and the genomic DNA library of the strain was built. In particular, it was confirmed that Pseudoalteromonas sp. ArcC09 exhibited significantly higher cellulolytic activity compared to other identified strains, and was deposited with the Korea Biological Resources Center (KCTC).
Therefore, in one aspect, the present invention relates to a Pseudoalteromonas sp. ArcC09 strain deposited with accession number KCTC 14216BP.
The strain of the present invention is characterized in that it exhibits high cellulolytic activity even at a low temperature of about 15° C. or less, and in particular, it exhibits higher low-temperature cellulolytic activity than other Pseudoalteromonas sp. strains or other strains having cellulosic activity. do.
The strain of the present invention may be used to hydrolyze cellulose in the form of a culture solution of the strain, a concentrate of the culture solution, a dried product of the culture solution, an extract of the culture solution, or a combination thereof.
In another embodiment of the present invention, Pseudoalteromonas sp. As a result of analyzing the characteristics of the cellulase derived from ArcC09, it was confirmed that it is a low-temperature active enzyme with an optimal activity condition (pH, temperature) in a range different from that of the existing strain, and when various metal ions or chemical reagents are added, higher cellulose It was confirmed that the degradation activity was confirmed, and the amino acid and nucleic acid sequences of the catalyst module (Catalytic module, SEQ ID NO: 13) and the entire ORF (Open Reading Frame, SEQ ID NO: 14) showing cellulolytic activity through sequencing were confirmed.
Accordingly, from another aspect, the present invention relates to a low-temperature active cellulase, characterized in that it is derived from the Pseudoalteromonas sp. ArcC09 strain deposited with the accession number KCTC 14216BP.
As used herein, the term “cellulase” refers to an enzyme capable of hydrolyzing cellulose, and may be used interchangeably in the same meaning as “cellulosic enzyme”.
In the present invention, the cellulase may be characterized in that it comprises a catalyst module represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13.
In the present invention, the cellulase may be characterized in that it is represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14.
In the present invention, the cellulase may be characterized in that it exhibits low-temperature activity.
In the present invention, the cellulase may be characterized in that it exhibits optimal cellulolytic activity at a temperature condition of about 45°C to 60°C, preferably at about 55°C.
The term "low temperature activity" of the present invention means that it can exhibit activity even at a low temperature at which most of the previously reported activity of cellulase is lost. means that it exhibits sufficient cellulolytic activity and temperature stability.
In the present invention, the cellulase may be characterized in that it exhibits optimal cellulolytic activity at a pH condition of about pH 6 to pH 7.5, preferably at about pH 7.
In the present invention, the cellulase may be characterized in that the endoglucanase (Endoglucanase).
In the present invention, although a specific amino acid sequence and base sequence have been described in the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the amino acid sequence substantially identical to the enzyme to be practiced in the present invention and the nucleotide sequence encoding the same are within the scope of the present invention. will be.
As used herein, the term “substantially identical” includes cases in which homology of amino acids or nucleotide sequences is very high, and in addition, they share structural features regardless of sequence homology or have the same function as used in the present invention. means protein. A fragment of an enzyme or a nucleotide sequence encoding the enzyme in which a sequence other than the sequence constituting the core of the present invention is partially deleted may also be included in the present invention, and therefore, the present invention is the same as used in the present invention regardless of the length of the fragment. All amino acids or nucleotide sequences having the same function are included.
In the present invention, the substantially identical amino acid sequence may include a cellulase in which one or more specific amino acids in the cellulase according to the present invention are conservatively substituted.
The term "conservative substitution" means a modification comprising substituting one or more amino acids with amino acids having similar biochemical properties that do not cause loss of biological or biochemical functions and/or properties of the cellulase.
A “conservative amino acid substitution” is a substitution in which an amino acid residue is replaced by an amino acid residue having a similar side chain. Classes of amino acid residues having similar side chains have been defined in the art and are well known. These classes include amino acids with basic side chains (eg lysine, arginine, histidine), amino acids with acidic side chains (eg aspartic acid, glutamic acid), amino acids with uncharged polar side chains (eg glycine) , asparagine, glutamine, serine, threonine, tyrosine, cysteine), amino acids with non-polar side chains (eg, alanine, valine, leucine, isoleucine, proline, phenylalanine, methionine, tryptophan), beta-branched side chains amino acids with aromatic side chains (eg, tyrosine, phenylalanine, tryptophan, histidine) and amino acids with aromatic side chains (eg, threonine, valine, isoleucine).
In another aspect, the present invention relates to a nucleic acid encoding the cellulase.
As used herein, “nucleic acid” may be present in a cell, a cell lysate, or may be present in a partially purified or substantially pure form. Nucleic acids can be removed from other cellular components or other contaminants, e.g., by standard techniques including alkali/SDS treatment, CsCl banding, column chromatography, agarose gel electrophoresis, and others well known in the art. It is "isolated" or "substantially pure" when it has been purified from the nucleic acid or protein of another cell. The nucleic acid of the invention may be, for example, DNA or RNA.
"Substantially pure" as used herein means that the polypeptides according to the invention and the DAN sequences encoding the polypeptides are substantially free of other proteins derived from bacteria.
In another aspect, the present invention relates to a vector comprising the nucleic acid.
For the expression of the cellulase fragment according to the present invention, DNA encoding the cellulase can be obtained by standard molecular biology techniques (eg, PCR amplification or cDNA cloning using a cellulase-expressing hybridoma, etc.), and the DNA is It can be "operably linked" to transcriptional and translational control sequences and inserted into an expression vector.
As used herein, the term "operably linked" means that a nucleic acid encoding a cellulase is introduced into a vector such that transcriptional and translational control sequences in the vector function to regulate the transcription and translation of the nucleic acid (gene) encoding the cellulase. can mean that The expression vector and expression control sequence may be selected to be compatible with the host cell used for expression. The cellulase-encoding nucleic acid is prepared by standard methods (e.g., ligation of a cellulase-encoding nucleic acid with a complementary restriction enzyme site on a vector, or blunt end ligation if no restriction enzyme site is present) into an expression vector can be inserted into
The vector may contain regulatory sequences for controlling the expression of a nucleic acid encoding a cellulase in a host cell. "Regulatory sequence" refers to a promoter that controls the transcription or translation of a nucleic acid encoding a cellulase, any operator sequence to regulate such transcription, a sequence encoding a suitable mRNA ribosome binding site, and a sequence that controls the termination of transcription and translation. include For example, regulatory sequences suitable for prokaryotes include a promoter, optionally an operator sequence, and a ribosome binding site. Regulatory sequences suitable for eukaryotes may include promoters, polyadenylation signals and enhancers.
Examples of regulatory sequences of the present invention include, in addition to the promoter, early and late promoters of, for example, SV40 or adenovirus, lac system, trp system, TAC or TRC system, T3 and T7 promoters, major operator of phage lambda and promoter regions, regulatory regions of fd coding proteins, promoters for 3-phosphoglycerate kinase or other glycolytic enzymes, promoters of said phosphatases, such as Pho5, promoters of yeast alpha-crossing systems and prokaryotic or eukaryotic cells Other sequences of construction and induction known to regulate the expression of genes in cells or viruses thereof, and various combinations thereof are included. The T7 RNA polymerase promoter Φ10 can be usefully used to express proteins in E. coli .
A person skilled in the art can recognize that the design of the expression vector may vary by selecting different control sequences depending on factors such as the selection of a host cell to be transformed, the level of protein expression, and the like.
As used herein, the term “vector” refers to a DNA preparation containing a DNA sequence operably linked to a suitable regulatory sequence capable of expressing the DNA in a suitable host. A vector may be a plasmid, a phage particle, or simply a potential genomic insert. Upon transformation into an appropriate host, the vector may replicate and function independently of the host genome, or in some cases may be integrated into the genome itself. Since a plasmid is currently the most commonly used form of vector, "plasmid" and "vector" are sometimes used interchangeably in the context of the present invention. However, the present invention includes other forms of vectors that have an equivalent function as known or coming to be known in the art. Examples of protein expression vectors used in E. coli include the pET family of Novagen (USA); pBAD family of Invitrogen (USA); pHCE or pCOLD from Takara (Japan); pACE family of Xenofocus (Korea USA); etc. can be used. In Bacillus subtilis, protein expression can be realized by inserting a target gene into a specific part of the genome, or a pHT-based vector from MoBiTech (Germany) can be used. In mold or yeast, protein expression is possible using genome insertion or self-replicating vectors. A plant protein expression vector can be used using a T-DNA system such as Agrobacterium tumefaciens or Agrobacterium rhizogenes . Typical expression vectors for expression in mammalian cell culture are, for example, based on pRK5 (EP 307,247), pSV16B (WO 91/08291) and pVL1392 (Pharmingen).
In another aspect, the present invention relates to a recombinant host cell into which the nucleic acid or vector is introduced.
In the present invention, the recombinant host cells include, but are not limited to, E. coli, Bacillus subtilis , Streptomyces sp., Pseudomonas sp., Proteus mirabilis. ( Proteus mirabilis ) or prokaryotic cells such as Staphylococcus sp.; Fungi such as Aspergillus sp., Pichia pastoris , Saccharomyces cerevisiae , Schizosaccharomyces sp. and Neurospora yeast or other lower eukaryotic cells such as Neurospora crassa ; It may be a eukaryotic cell such as a cell of a higher eukaryote such as a cell from an insect.
In the present invention, the recombinant host cell may be derived from a plant or a mammal. Preferably, monkey kidney cells 7 (COS7) cells, NSO cells, SP2/0, Chinese hamster ovary (CHO) cells, W138, baby hamster kidney (BHK: baby hamster kidney) cells, MDCK, myeloma cell lines, HuT 78 cells and HEK293 cells are available, but are not limited thereto. Particularly preferably, CHO cells may be used, but the present invention is not limited thereto.
The nucleic acid or the vector is “transfected” or transfected into a host cell. A variety of different techniques commonly used to introduce exogenous nucleic acids (DNA or RNA) into prokaryotic or eukaryotic host cells for “transfection” or “transfection” such as electrophoresis, calcium phosphate precipitation, DEAE-dextran transfection or lipofection may be used.
Various expression host/vector combinations can be used to express the cellulase according to the present invention. Expression vectors suitable for eukaryotic hosts include, but are not limited to, expression control sequences derived from SV40, bovine papillomavirus, adenovirus, adeno-associated virus, cytomegalovirus and retrovirus. Expression vectors that can be used for bacterial hosts include bacterial plasmids obtained from Escherichia coli, such as pET, pRSET, pBluescript, pGEX2T, pUC vectors, col E1, pCR1, pBR322, pMB9 and derivatives thereof, and a broader host such as RP4. plasmids with a range, phage DNA exemplified by a wide variety of phage lambda derivatives such as λgt10 and λgt11, NM989, and other DNA phages such as M13 and filamentous single-stranded DNA phages. Useful expression vectors for yeast cells are 2 μm plasmids and derivatives thereof. A useful vector for insect cells is pVL941.
When the nucleic acid encoding the cellulase according to the present invention is introduced into a host cell, it can be introduced into the genome of the host cell and introduced as a chromosomal factor, and can exist outside the genome of the host cell in the form of an independent plasmid or vector. have. For those skilled in the art to which the present invention pertains, it will be apparent that even when the cellulase-encoding nucleic acid is inserted into the genomic chromosome of the host cell, it will have the same effect as when the recombinant vector is introduced into the host cell.
In another embodiment of the present invention, the catalytic module (SEQ ID NO: 13) and ORF (SEQ ID NO: 14) of the cellulase gene derived from Pseudoalteromonas ArcC09 are cloned into a vector, and then introduced into E. coli BL21 (DE3) was expressed. It was confirmed that the cellulosic activity of the total ORF expressed at 15°C was about twice higher than that of the total ORF expressed at 37°C.
In another aspect, the present invention relates to a method for the production of cellulase comprising the steps of:
(a) culturing the recombinant host cell to produce a cellulase represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14;
(b) recovering the produced cellulase.
In the present invention, the step (a) may be characterized in that the cellulase is produced by culturing the strain of claim 1 or the recombinant host cell of claim 5 at a temperature of 15 to 37°C.
As confirmed in one embodiment of the present invention, when cellulase is produced by culturing recombinant host cells under low temperature conditions, the activity of E. Coli is about twice or more superior to that of cellulase produced by culturing at 37° C., which is the normal culture temperature. Therefore, in the present invention, step (a) may be characterized in that the cellulase is produced by culturing the strain of claim 1 or the recombinant host cell of claim 5 under a temperature condition of 10 to 25 °C. More preferably, it may be characterized in that the cellulase is produced by culturing the strain of claim 1 or the recombinant host cell of claim 5 at 15°C.
When a recombinant expression vector capable of expressing the cellulase of the present invention is introduced into a host cell, the cellulase is produced for a period sufficient for expression in the host cell, or more preferably, the cellulase of the present invention is introduced into the culture medium in which the host cell is cultured. It can be prepared by culturing the host cell for a period sufficient to allow it to be secreted.
The recovery of cellulase from the cultured recombinant host cells is carried out by conventional biochemical separation techniques, for example, treatment with a protein precipitating agent (salting-out method), centrifugation, ultrasonic disruption, ultrafiltration, dialysis, molecular sieve chromatography (gel filtration). , adsorption chromatography, ion exchange chromatography, various chromatography such as affinity chromatography, etc. may be used, and a combination thereof may be used in order to isolate and purify a protein having high purity in general.
Meanwhile, while the present inventors were investigating the characteristics of the cellulase of the present invention, the low-temperature active cellulase of the present invention not only exhibits optimal temperature and pH conditions different from those of conventional cellulase, but also, in particular, metal ions or surfactants (SDS), metals It was confirmed that the activity was significantly increased during the reaction in a reaction solution to which a chemical reagent such as a sequestering agent (EDTA) was added.
Therefore, in another aspect, the present invention is Pseudoalteromonas sp. ArcC09 strain deposited with accession number KCTC 14216BP, the culture solution of the strain, the concentrate of the culture solution, the dried product of the culture solution, the extract of the culture solution, the It relates to a composition for hydrolysis of cellulose comprising, as an active ingredient, any one or more of strain-derived cellulase and the cellulase produced by the production method of claim 6.
As used herein, the term "culture medium", "concentrate" or "dry material" refers to the culture medium itself obtained by culturing the strain, the culture medium or the concentrate or freeze-dried product of the culture supernatant obtained by removing the strain therefrom, "Culture supernatant", "conditioned culture medium" or "conditioned medium" and the like can be used interchangeably.
In the present invention, the composition may be characterized in that it further comprises a metal ion, preferably Na 2+ , Ba 2+ , Mn 2+ , and any one or more selected from the group consisting of Zn 2+ It may be characterized in that it further comprises a metal, more preferably Mn 2+ and/or Zn 2+ .
In the present invention, the metal ion may be characterized in that it is included in the composition in an amount of 0.01mM to 0.1M, preferably 0.1mM to 0.01M, but is not limited thereto.
In the present invention, the composition may be characterized in that it further comprises SDS or EDTA.
The cellulase of the present invention or a composition comprising the same can be used without limitation for decomposition and/or removal of cellulose in various industrial fields. For example, the composition of the present invention may be used in biofuel, waste decomposition, animal feed, laundry detergent, food or textile fields, but is not limited thereto.

실시예Example

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.

실시예 1. 재료 및 방법Example 1. Materials and Methods

실시예 1-1: 셀룰라아제 생산 박테리아의 동정Example 1-1: Identification of cellulase-producing bacteria

CTD(전도도, 온도 및 깊이)막, 박스 코어 샘플(Box core sample), 상층해수(head sea water), 북극 뷰포트 해(Arctic Beaufort Sea)에서 수집된 토양 및 해수로부터 4600개 이상의 미생물이 동정되었다. 동정된 균주를 R2A (MB Cell), Marine Broth (2216, BD Difco), ZoBell, Super ZoBell (2% [w/v] glucose added to ZoBell media), ISP Medium 4 (BD Difco), 및 YPG 배지 (0.5% [w/v] 효모 추출물, 0.5% [w/v] 펩톤(peptone), 1% [w/v] 글루코스(glucose)) 플레이트를 사용하여 배양하고, 셀룰라아제 생성 박테리아를 동정하였다. 플레이트를 15℃에서 3일동안 인큐베이션하고, 0.1% [w/v] 콩고 레드(Congo red)를 10분간 처리한 후 1M NaCl로 세척하여 세포 외 셀룰로오스 분해 활성을 나타내는 박테리아를 선택하였다 (Teather and Wood 1982).More than 4600 microorganisms were identified from soil and seawater collected from CTD (conductivity, temperature and depth) membranes, box core samples, head sea water, and the Arctic Beaufort Sea. The identified strains were R2A (MB Cell), Marine Broth (2216, BD Difco), ZoBell, Super ZoBell (2% [w/v] glucose added to ZoBell media), ISP Medium 4 (BD Difco), and YPG medium ( 0.5% [w/v] yeast extract, 0.5% [w/v] peptone, 1% [w/v] glucose) plates were used for culture, and cellulase-producing bacteria were identified. The plate was incubated at 15° C. for 3 days, treated with 0.1% [w/v] Congo red for 10 minutes, and washed with 1 M NaCl to select bacteria exhibiting extracellular cellulolytic activity (Teather and Wood). 1982).

콜로니를 둘러싼 밝은 오랜지색의 클리어 존을 관찰하여, 54개의 균주를 분류하였으며, 클리어 존의 크기를 측정하여 크기에 따라 순차적으로 나열하였다. 가장 큰 클리어 존을 나타낸 10개의 박테리아 균주를 선택하였으며, 액체 배양 브로스를 사용하여 셀룰로오스 분해활성을 테스트하였다(표 1). 도 2에 도시된 것과 같이 슈도알테로모나스 ArcC09는 다른 균주에 비해 현저히 뛰어난 셀룰로오스 분해 활성을 나타내어, 이를 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC)에 기탁하고, 추가 연구를 진행하였다(기탁번호: KCTC 14216BP).By observing the bright orange clear zone surrounding the colony, 54 strains were classified, and the size of the clear zone was measured and sequentially arranged according to the size. Ten bacterial strains exhibiting the largest clear zone were selected, and cellulolytic activity was tested using liquid culture broth (Table 1). As shown in FIG. 2 , Pseudoalteromonas ArcC09 exhibited significantly superior cellulolytic activity compared to other strains, and deposited it at the Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology Biological Resources Center (KCTC) and conducted additional research (Accession No.: KCTC) 14216BP).

균주명strain name 위치location 깊이 (m)Depth (m) SourceSource 기탁번호deposit number ArcC01ArcC01 N 70.47.3328 W 135.34.0492N 70.47.3328 W 135.34.0492 4242 CTD membraneCTD membrane PAMC 28210PAMC 28210 ArcC02ArcC02 N 69.53.6405 W 138.16.4598 N 69.53.6405 W 138.16.4598 2525 CTD membraneCTD membrane PAMC 28386PAMC 28386 ArcC03ArcC03 N 70.23.7278 W 135.18.7483 N 70.23.7278 W 135.18.7483 3030 CTD membraneCTD membrane PAMC 28228PAMC 28228 ArcC04ArcC04 N 70.27.5440 W 134.33.6664 N 70.27.5440 W 134.33.6664 1515 CTD membraneCTD membrane PAMC 28293PAMC 28293 ArcC05ArcC05 N 70.48.1111 W 136.05.9811 N 70.48.1111 W 136.05.9811 740740 Head sea waterhead sea water PAMC 28387PAMC 28387 ArcC06ArcC06 N 69.42.0681 W 137.32.3191 N 69.42.0681 W 137.32.3191 2424 CTD membraneCTD membrane PAMC 28388PAMC 28388 ArcC07ArcC07 N 70.39.3456 W 138.21.1199 N 70.39.3456 W 138.21.1199 200200 CTD membraneCTD membrane ArcC08ArcC08 N 70.39.3456 W 138.21.1199 N 70.39.3456 W 138.21.1199 200200 CTD membraneCTD membrane PAMC 28368PAMC 28368 ArcC09ArcC09 N 70.39.3456 W 138.21.1199 N 70.39.3456 W 138.21.1199 200200 CTD membraneCTD membrane PAMC 28369PAMC 28369 ArcC10ArcC10 N 69.42.0681 W 137.32.3191 N 69.42.0681 W 137.32.3191 00 CTD membraneCTD membrane PAMC 28374PAMC 28374

*슈도알테로모나스 ArcC07을 제외한 모든 균주는 한국 극지 데이터센터의 PAMC 균주은행(Polar and Alpine Microbial Collection)에 기탁함*All strains except Pseudoalteromonas ArcC07 were deposited with the Polar and Alpine Microbial Collection (PAMC) of the Korea Polar Data Center.

실시예 1-2: 셀룰라아제 생산 박테리아의 동정Example 1-2: Identification of cellulase-producing bacteria

상기 표 1의 10개 균주는 27F 프라이머 및 1492R 프라이머를 사용한 16S rRNA PCR을 통해 동정하였으며, 518F 및 800R 프라이머를 사용하여 시퀀싱하였다(표 2). The 10 strains in Table 1 were identified through 16S rRNA PCR using the 27F primer and the 1492R primer, and sequenced using the 518F and 800R primers (Table 2).

프라이머primer 서열5'-3'SEQ ID NO:5'-3' 서열번호SEQ ID NO: 27F27F AGA GTT TGA TCC TGG CTC AGAGA GTT TGA TCC TGG CTC AG 1One 1492R1492R TAC GGY TAC CTT GTT ACG ACT TTAC GGY TAC CTT GTT ACG ACT T 22 518F518F CCA GCA GCC GCG GTA ATA CGCCA GCA GCC GCG GTA ATA CG 33 800R800R TAC CAG GGT ATC TAA TCCTAC CAG GGT ATC TAA TCC 44

EzTaxon 프로그램(www.eztaxon.org, Chun et al. 2007)을 사용하여 시퀀싱된 콘티그(contig)를 정렬하고, 가장 가깝게 매치된 균주들을 결정했다. 계통수(phylogenetic tree)는 컴퓨터 프로그램 MEGA6(Mura et al. 2013)의 인접 결합 방법(neighbor-joining method; Saitou and Nei 1987)을 사용하여 16S rRNA 유전자 서열 데이터를 기반으로 구축되었다. 바실러스 할로듀란스(Bacillus halodurans)는 외집단(outgroup)으로 포함되었다.The sequenced contigs were aligned using the EzTaxon program (www.eztaxon.org, Chun et al. 2007) and the closest matched strains determined. A phylogenetic tree was constructed based on 16S rRNA gene sequence data using the neighbor-joining method (Saitou and Nei 1987) of the computer program MEGA6 (Mura et al. 2013). Bacillus halodurans was included as an outgroup.

실시예 1-3: 박테리아의 배양 및 셀룰로오스 분해 활성 분석Example 1-3: Bacterial culture and cellulolytic activity analysis

선별된 박테리아를 1g/L의 셀룰로오스를 함유하는 액체 ZoBell 배지(펩톤(peptone) 5 g/L, 효모 추출물(yeast extract) 1 g/L, FePO4H2O 0.01 g/L, 해수(sea water) 750 mL/L, pH 7.6으로 조정)에서 15℃에서 3일간 배양하였다. 10개의 미생물 배양물을 원심 분리(9,000xg, 30분)하여 상층액을 획하고, CMC 가수분해 속도를 분석하여 활성을 측정하였다. 50mM 소듐 아세테이트 버퍼(pH 5.0)에서 0.5mL CMC (1% [w/v])에 0.1ml의 상기 배양 상층액을 첨가한 뒤 37℃에서 15분동안 배양하여 셀룰로오스 분해 활성을 분석하였다. 0.6mL의 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS) 시약을 첨가하여 반응을 중단시키고 Scinco S-3100 분광광도계 (Scinco, Korea)를 사용하여 OD540을 측정하였다 (Caf et al. 2014). 밀리그램당 활성 단위 (U/mg)는 단백질 1mg당 1분동안 환원 당 1μmol을 방출하는데 필요한 양으로 정의하였다. 시판되는 셀룰라아제 (Cellulase from A. niger, C1184, Sigma, USA)를 표준 셀룰라아제로 사용하였다.Liquid ZoBell medium (peptone 5 g/L, yeast extract 1 g/L, FePO 4 4H 2 O 0.01 g/L, seawater water) at 750 mL/L, pH adjusted to 7.6) at 15° C. for 3 days. The supernatant was obtained by centrifugation (9,000xg, 30 minutes) of 10 microbial cultures, and the activity was measured by analyzing the CMC hydrolysis rate. Cellulolytic activity was analyzed by adding 0.1 ml of the culture supernatant to 0.5 mL CMC (1% [w/v]) in 50 mM sodium acetate buffer (pH 5.0) and incubating at 37° C. for 15 minutes. The reaction was stopped by adding 0.6 mL of 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS) reagent, and the OD540 was measured using a Scinco S-3100 spectrophotometer (Scinco, Korea) (Caf et al. 2014). Units of activity per milligram (U/mg) were defined as the amount required to release 1 μmol of reducing sugar per 1 minute per milligram of protein. A commercially available cellulase (Cellulase from A. niger , C1184, Sigma, USA) was used as a standard cellulase.

실시예 1-4: 셀룰라아제의 정제Example 1-4: Purification of cellulase

배양 브로스를 4℃, 9,000 × g에서 30분간 원심분리하고 단백질의 석출을 위해 상층액을 수집하였다. 암모늄 설페이트((NH4)2SO4)을 용액이 70% [w/v] 포화상태에 도달할 때까지 4℃에서 부드럽게 교반하며 첨가했다. 용액을 9,000 × g에서 30분간 원심분리하고 침전물을 10mL의 20mM 포타슘 포스페이트 버퍼(potassium phosphate buffer (pH 7.0))에 용해시켰다. 2mL의 조효소 추출물(crude enzyme extract)을 페닐-세파로스 컬럼(Phenyl-Sepharose column (HiTrap, GE, USA; 5 × 5 ml))에 로딩하였다. 효소는 1.0mL/min의 유속으로 1% 이소프로판올과 함께 첨가된 20mM 포타슘 포스페이트 버퍼(pH 7.0)을 사용하여 용출하였다. 활성 분획을 풀링하고 20mM 포타슘 포스페이트 버퍼(pH 7.0)가 있는 Superdex 75 (GE, USA) 컬럼에 로딩한 뒤 활성 분핵을 풀링하고 Vivaspin 20(10kDa cut-off) (GE, USA)을 사용하여 농축하였다.The culture broth was centrifuged at 4° C., 9,000 × g for 30 minutes, and the supernatant was collected for protein precipitation. Ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) was added with gentle stirring at 4° C. until the solution reached 70% [w/v] saturation. The solution was centrifuged at 9,000 × g for 30 minutes, and the precipitate was dissolved in 10 mL of 20 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0). 2mL of crude enzyme extract was loaded on a Phenyl-Sepharose column (HiTrap, GE, USA; 5 × 5 ml). The enzyme was eluted using 20 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0) added with 1% isopropanol at a flow rate of 1.0 mL/min. The active fractions were pooled and loaded onto a Superdex 75 (GE, USA) column with 20 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0), then the active fractions were pooled and concentrated using Vivaspin 20 (10 kDa cut-off) (GE, USA). .

실시예 1-5: 겔전기영동 및 자이모그래피Example 1-5: Gel Electrophoresis and Zymography

셀룰라아제의 분자량과 순도는 SDS-PAGE와 자이모그래피(Zymography)를 사용하여 확인하였다. SDS-PAGE 겔을 EZ-Gel 염색 용액(DoGenBio, South Korea)으로 염색하여 단백질 밴드를 시각화 하였다. 자이모그래피를 위해 50mM Tris 버퍼로 세척된 SDS-PAGE 겔을 1 % [w / v] CMC가 첨가 된 15 % [w / v] 한천 플레이트 위에 두었다. 플레이트를 15℃에서 4시간동안 배양하고 0.1% [w / v] 콩고 레드 용액으로 염색 하였다. 10 분 동안 염색 한 후 1M 염화나트륨을 사용하여 염색을 제거하였다.The molecular weight and purity of cellulase were confirmed using SDS-PAGE and zymography. Protein bands were visualized by staining the SDS-PAGE gel with EZ-Gel staining solution (DoGenBio, South Korea). For zymography, SDS-PAGE gels washed with 50 mM Tris buffer were placed on a 15% [w/v] agar plate with 1% [w/v] CMC added thereto. Plates were incubated at 15°C for 4 hours and stained with 0.1% [w/v] Congo Red solution. After staining for 10 minutes, 1M sodium chloride was used to remove the stain.

실시예 1-6: 정제된 셀룰라아제의 특성 분석Example 1-6: Characterization of purified cellulase

효소 활성은 10℃ 간격으로 5 ~ 85℃ 범위에서 분석되었다. 효소와 CMC 를 각 온도에서 30분 동안 배양한 뒤 온도에 따른 셀룰로오스 분해 활성을 분석하였다. 효소의 열 안정성은 정제된 효소를 원하는 온도에서 1시간동안 사전 인큐베이션 한 뒤, 표준 분석 조건 아래에서 결정되었다.Enzyme activity was analyzed in the range of 5 to 85 °C at 10 °C intervals. After incubating the enzyme and CMC at each temperature for 30 minutes, the cellulosic activity according to the temperature was analyzed. The thermal stability of the enzyme was determined under standard analytical conditions after pre-incubation of the purified enzyme at the desired temperature for 1 hour.

효소 활성에 대한 pH의 영향은 pH3.0 내지 pH9.0 범위에서 분석되었다. 활성은 정제된 효소를 최적의 온도에서 1시간동안 다양한 버퍼 시스템으로 사전 인큐베이션 한 뒤, 분석되었다. 본 연구에 사용된 버퍼 시스템(50mM)은 다음과 같다: sodium acetate (pH 3.0 ~ 6.0), potassium phosphate (pH 6.0 ~ 8.0), Tris-HCl (pH 7.0 ~ 9.0).The effect of pH on enzyme activity was analyzed in the range of pH3.0 to pH9.0. Activity was analyzed after pre-incubation of the purified enzyme with various buffer systems at the optimum temperature for 1 hour. The buffer systems (50 mM) used in this study were: sodium acetate (pH 3.0 to 6.0), potassium phosphate (pH 6.0 to 8.0), and Tris-HCl (pH 7.0 to 9.0).

Cl2 및 SO4 염으로 금속 이온(1mM)과 같은 다양한 첨가제와 1mM의 화학 시약을 첨가하고 효소 활성에 미치는 영향을 조사하였다.Various additives such as metal ions (1 mM) and 1 mM chemical reagents were added as Cl 2 and SO 4 salts, and the effect on enzyme activity was investigated.

실시예 1-7: 슈도알테로 모나스 ArcC09 엔도글루카네이즈 유전자의 시퀀싱 및 클로닝Example 1-7: Sequencing and cloning of pseudoaltero monas ArcC09 endoglucanase gene

단백질 서열은 한국 기초 과학 연구원에서 에드만 분해법(Edman degradation method)으로 N-말단 아미노산 서열 분석을 통해 분석하였다. 유사한 단백질 정보를 알기 위해 NCBI 데이터 베이스를 통해 서열 결과와 아미노산 서열을 검색하였다. 업로드된 게놈 서열을 참조하여, forward primer(5'-TTTAAGGAAATACGATG-3') 및 reverse primer(5'-TTACTTTATTAAACGCGC-3)를 전장 엔도글루카네이즈 유전자 시퀀싱에 사용하였다. 전체 ORF 및 촉매 모듈(Catalytic module) 형질전환체(Transformants)를 구축하기 위해 나열된 하기 표 3에 나열된 프라이머를 사용하여 클로닝하였다. 엔도글루카네이즈의 추정 분자량은 ExPASy, pl/Mw 툴을 사용하여 계산하였다.The protein sequence was analyzed through N-terminal amino acid sequence analysis using the Edman degradation method at the Korea Institute of Basic Science. To find similar protein information, sequence results and amino acid sequences were searched through the NCBI database. With reference to the uploaded genome sequence, forward primer (5'-TTTAAGGAAATACGATG-3') and reverse primer (5'-TTACTTTATTAAACGCGC-3) were used for full-length endoglucanase gene sequencing. Cloned using the primers listed in Table 3 below listed to construct the entire ORF and Catalytic module Transformants. The estimated molecular weight of endoglucanase was calculated using the ExPASy, pl/Mw tool.

프라이머primer 서열(5'-3')sequence (5'-3') 서열 번호SEQ ID NO: Full endoglucanase primer(Forward)Full endoglucanase primer (Forward) TTTAAGGAAATACGATGTTTAAGGAAAATACGATG 55 Full endoglucanase primer(Reverse)Full endoglucanase primer (Reverse) TTACTTTATTAAACGCGCTTACTTTATTAAAACGCGC 66 ORF-FORF-F ATGGATAACAGTTTAATTAATATGGATAACAGTTTAATTAAT 77 ORF-RORF-R TTAATTACAACTATAAAGAAGTTAATTACAACTATAAAGAAG 88 Catalytic module-FCatalytic module-F GCTGTTGAGAAATTAACGGTTGCTGTTGAGAAATTAACGGTT 99 Catalytic module-RCatalytic module-R GTTTTTATCATTAATAGACCAGTTTTTATCATTAATAGACCA 1010

실시예 1-8: 엔도글루카네이즈 유전자의 발현Example 1-8: Expression of endoglucanase gene

구축된 전체 ORF 및 촉매 모듈(Catalytic module) 형질전환체는 15 및 37℃ 조건에서 과발현하였다. 균주는 OD600=0.5가 될 때까지 배양하였으며, 1mM IPTG를 첨가하여 다음날 수확하였다. 상측액은 10kDa 스핀 멤브레인(Pierce?? Protein Concentrator PES, Cat. 88527)으로 최대 50배까지 농축하였다. 수확된 세포를 초음파 처리하고 13,000 rpm, 30 분간 원심분리하여 가용성 및 불용성 분획으로 분리하였다. 각 분획을 8-16% 농도구배 사전 제작 SDS-PAGE 겔 (Mini-PROTEAN® TGX?? Precast Gels, Cat. 4561104)에 로딩하였다. The constructed whole ORF and catalytic module transformants were overexpressed at 15 and 37°C conditions. The strain was cultured until OD600=0.5, and 1 mM IPTG was added and harvested the next day. The supernatant was concentrated up to 50 times with a 10 kDa spin membrane (Pierce® Protein Concentrator PES, Cat. 88527). The harvested cells were sonicated and centrifuged at 13,000 rpm for 30 minutes to separate soluble and insoluble fractions. Each fraction was loaded on an 8-16% gradient pre-made SDS-PAGE gel (Mini-PROTEAN® TGX® Precast Gels, Cat. 4561104).

실시예 2. 셀룰라아제 생산 박테리아의 동정 및 선택Example 2. Identification and selection of cellulase producing bacteria

북극 뷰포트 해(Arctic Beaufort Sea)에서 분리된 균주(4,600 종 이상)를 15℃에서 일간 CMC(Carboxymethyl cellulose) 플레이트에서 배양한 결과, 54개의 박테리아 균주가 플레이트 콜로니 주변에 헤일로(halo)를 만들어 셀룰라아제 생산자로 확인되었다. 이 중 10개의 균주는 상대적으로 큰 헤일로를 생성하여 저온 활성 셀룰라아제를 생산하는 후보 균주로 선정되었다. 획득한 10개의 후보 균주 중 9개의 균주가 슈도알테로모나스 속(genus Pseudoalteromonas)속으로 밝혀졌으며, 다른 하나의 균주는 파라글라시에콜라 속(genus Paraglaciecola)에 속하는 것으로 확인 되었다(도 1a).As a result of culturing strains (more than 4,600 species) isolated from the Arctic Beaufort Sea on CMC (Carboxymethyl cellulose) plates at 15°C for a day, 54 bacterial strains formed halos around plate colonies to produce cellulase. was confirmed as Of these, 10 strains were selected as candidate strains that produced relatively large halos to produce low-temperature active cellulase. Nine of the obtained 10 candidate strains were identified as the genus Pseudoalteromonas , and the other strain was identified as belonging to the genus Paraglaciecola (Fig. 1a).

계통수 분석은 Pseudoalteromonas sp. ArcC01 및 Pseudoalteromonas. sp. ArcC06는 각각 단일계통수 클레이드(monophylogenic clade)에서 Pseudoalteromonas arctica와 99.73 및 99.66%의 유사성을 나타내었으며, ArcC03, ArcC04 및 ArcC10은 각각 단일 계통수 클레이드에서 Pseudoalteromonas fuliginea (99.86 %), Pseudoalteromonas translucida (99.93 %) 및 Paraglaciecola mesophila (99.51 %)와 유사했다. 나머지 분리 균주(ArcC02, 05, 07, 08 및 09)는 종래 보고된 균주와 단일계통을 생성하지 않았다.Phylogenetic analysis of Pseudoalteromonas sp. ArcC01 and Pseudoalteromonas . sp. ArcC06 showed 99.73 and 99.66% similarity to Pseudoalteromonas arctica in the monophylogenic clade, respectively, and ArcC03, ArcC04 and ArcC10 were Pseudoalteromonas fuliginea (99.86%) and Pseudoalteromonas fuliginea (99.86%) and Pseudoalteromonas fuliginea (99.86%) in the single phylogenetic clade, respectively. and Paraglaciecola mesophila (99.51%). The remaining isolated strains (ArcC02, 05, 07, 08 and 09) did not produce a single lineage with the previously reported strains.

CMC를 기질로 사용하여 10명의 후보 균주가 분비하는 셀룰라아제의 활성을 평가하여 540nm에서의 광학 밀도를 측정하여 생성된 환원 당을 정량하였다. 특이 활성 단위(U/mg)는 단백질 밀리그램당 분당 환원당 1μmol의 생산으로 계산하였다. ArcC09의 셀룰라아제가 가장 높은 활성을 나타내는 것으로 확인되었으며(OD540=0.79), ArcC09의 셀룰라아제를 선택하여 연구를 수행하였다(도 1b).CMC was used as a substrate to evaluate the activity of cellulase secreted by 10 candidate strains, and the resulting reducing sugar was quantified by measuring the optical density at 540 nm. Specific activity units (U/mg) were calculated as production of 1 μmol per minute reduction per milligram protein. It was confirmed that the cellulase of ArcC09 showed the highest activity (OD540=0.79), and the study was performed by selecting the cellulase of ArcC09 (FIG. 1b).

실시예 3. ArcC09 유래의 셀룰라아제 정제Example 3. Cellulase Purification from ArcC09

셀룰라아제는 단백질 침전법을 사용하여 ArcC09에서 정제한 뒤, 2차 직교 크로마토그래피 방법(two orthogonal chromatography)을 사용하였다. 암모늄 설페이트 침전에 의해 2.3U/mg의 특이 활성을 나타내는 배양 상등액으로부터 단백질을 수집하였다. 암모늄 설페이트 침전은 13.9U/mg의 특이 활성으로 총 활성의 86.8%를 산출하였다. 암모늄 설페이트 침전물을 페닐 세파로스 컬럼에 처리한 경우, 셀룰로오스 분해 활성을 나타내는 피크를 20 mM Tris-HCl (pH 7.0) 중 1% isopropanol에 의해 용출하였다. 부분적으로 정제된 효소 용액은 7.6의 정제 폴드에서 17.5U/mg의 특이 활성을 나타내었다. 겔 여과 크로마토 그래피 후, 10.6 폴드의 정제 향상과 함께 13.2%의 총 셀룰라아제 활성 수율을 얻었다(표 4). Cellulase was purified in ArcC09 using a protein precipitation method, and then a second orthogonal chromatography method was used. Proteins were collected from the culture supernatant exhibiting a specific activity of 2.3 U/mg by ammonium sulfate precipitation. Ammonium sulfate precipitation yielded 86.8% of total activity with a specific activity of 13.9 U/mg. When the ammonium sulfate precipitate was treated on a phenyl sepharose column, a peak showing cellulolytic activity was eluted with 1% isopropanol in 20 mM Tris-HCl (pH 7.0). The partially purified enzyme solution exhibited a specific activity of 17.5 U/mg in a purification fold of 7.6. After gel filtration chromatography, a total cellulase activity yield of 13.2% was obtained with a purification improvement of 10.6 fold (Table 4).

Purification stepsPurification steps Total protein (mg)Total protein (mg) Specific activity (U/mg)Specific activity (U/mg) Total activity (unit)Total activity (unit) Yield (%)Yield (%) Purification (fold)Purification (fold) Culture supernatantCulture supernatant 134.0134.0 2.32.3 310.0310.0 100.0100.0 1.01.0 (NH4)2SO4 precipitation(NH 4 ) 2 SO 4 precipitation 19.419.4 13.913.9 269.2269.2 86.886.8 6.06.0 Phenyl-SepharosePhenyl-Sepharose 4.44.4 17.517.5 77.077.0 24.824.8 7.67.6 Superdex 75Superdex 75 1.71.7 24.624.6 40.840.8 13.213.2 10.610.6

효소의 순도는 단일 단백질 밴드가 관찰된 SDS-PAGE를 사용하여 확인하였으며, 그 질량은 자이모그래피를 통해 약 28kDa인 것으로 추정되었다(도 2). The purity of the enzyme was confirmed using SDS-PAGE in which a single protein band was observed, and the mass was estimated to be about 28 kDa through zymography (FIG. 2).

실시예 4. pH 및 온도에 따른 셀룰라아제의 분해 활성 및 안정성 분석Example 4. Degradation activity and stability analysis of cellulase according to pH and temperature

정제된 효소를 사용하여 다양한 온도 및 pH에서의 셀룰로오스 분해 활성을 분석하였으며, 대조군으로는 A. niger 유래의 시판되는 셀룰라아제를 사용하였다. 전반적으로 ArcC09유래의 효소는 55℃와 pH7에서 가장 활성이 높은 반면 시중에서 판매되는 셀룰라아제는 65℃와 pH4에서 최대 활성을 나타내었다(도 3). 구체적으로 ArcC09 유래의 정제된 셀룰라아제의 활성은 약 55℃에서 가장 높게 나타났으며, 55℃이상에서는 셀를로오스 분해 활성이 급격하게 감소하는 것으로 나타났다. ArcC09 유래의 정제된 효소는 55℃의 활성을 100%로 비교할 때, 5℃ 및 15℃에서 각각 10.3%(5.4U/mg) 및 36.4%(19.3U/mg)의 상대활성을 나타냈다. 대조적으로 시판되는 셀룰라아제는 시험된 온도 범위에서 일정 수준의 셀룰로오스 활성이 유지되었으며, 최적 온도는 65℃로 나타났다. 저온 조건(15℃ 이하)에서 ArcC09 유래의 셀룰라아제의 절대 활성은 시판되는 효소보다 높게 나타났으며(시판되는 효소 활성: 5℃ 및 15℃에서 각각 1.2 및 12.4 U/mg), 이는 ArcC09 유래의 본 발명의 셀룰라아제가 저온에서 높은 활성을 나타내는 저온 활성 효소임을 입증하는 것이다(도 3).Cellulolytic activity at various temperatures and pHs was analyzed using the purified enzyme, and a commercially available cellulase derived from A. niger was used as a control. Overall, the ArcC09-derived enzyme had the highest activity at 55°C and pH7, whereas the commercially available cellulase showed the greatest activity at 65°C and pH4 (Fig. 3). Specifically, the activity of ArcC09-derived purified cellulase was highest at about 55°C, and cellulose-degrading activity was rapidly decreased at 55°C or higher. The purified enzyme derived from ArcC09 showed relative activities of 10.3% (5.4 U/mg) and 36.4% (19.3 U/mg) at 5°C and 15°C, respectively, when comparing the activity at 55°C as 100%. In contrast, commercially available cellulase maintained a certain level of cellulosic activity in the temperature range tested, with an optimum temperature of 65°C. The absolute activity of the cellulase derived from ArcC09 under low temperature conditions (below 15°C) was higher than that of a commercially available enzyme (commercially available enzyme activity: 1.2 and 12.4 U/mg at 5°C and 15°C, respectively), which is It is to prove that the cellulase of the present invention is a low-temperature active enzyme that exhibits high activity at low temperature (FIG. 3).

상기 두 종류의 셀룰라아제는 온도 및 pH 안정성과 관련하여 서로 다른 특성을 나타낸다(도 4). ArcC09 유래 셀룰라아제를 55℃ 이상에서 1시간 배양하면 활성이 거의 사라지는 반면 A. niger 유래의 시판되는 셀룰라아제는 85℃에서 1시간 배양한 뒤에도 40%의 활성을 유지하였다(도 4a). 또한, ArcC09 유래 셀룰라아제를 pH의 양 극단(산성 및 염기성)에서 활성을 잃는 반면, A. niger 유래의 시판되는 셀룰라아제는 pH 9.0까지 활성이 유지되는 것을 확인하였다 (도 b).The two types of cellulase show different properties with respect to temperature and pH stability (FIG. 4). When the ArcC09-derived cellulase was cultured at 55° C. or higher for 1 hour, the activity almost disappeared, whereas the commercially available cellulase derived from A. niger maintained 40% activity even after 1 hour incubation at 85° C. (FIG. 4a). In addition, it was confirmed that ArcC09-derived cellulase loses activity at both extremes of pH (acidic and basic), whereas commercially available cellulase derived from A. niger maintains activity up to pH 9.0 (Fig. b).

실시예 5. 금속 이온 및 화학 시약이 셀룰라아제의 활성에 미치는 영향Example 5. Effect of metal ions and chemical reagents on the activity of cellulase

ArcC09 유래의 셀룰라아제 및 상업용 셀룰라아제에 대해 금속 이온 및 기타 첨가제의 효과를 평가하기 위해 다양한 조건에서 이들의 활성을 측정하였다(도 5). 각 첨가된 물질 옆의 괄호는 첨가하지 않은 경우를 100%로 하였을 때 상대적 활성을 나타낸다.To evaluate the effect of metal ions and other additives on ArcC09-derived cellulase and commercial cellulase, their activity was measured under various conditions (FIG. 5). Parentheses next to each added substance indicate the relative activity when 100% is not added.

ArcC09 효소는 Cu2+ (7.9%) 및 선형 알킬벤젠 설포네이트(linear alkylbenzene sulfonate; LAS)(2.7%)를 첨가하는 경우에 활성이 대부분 상실되는 것으로 나타났으며, H2O2(80.8%)에서는 약간의 활성 감소가 나타났다. 반면, Na2+ (118.3%), Ba2+ (114.8%), SDS(sodium dodecyl sulfate) (117.9%), 및 EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid) (114.9%)를 첨가하는 경우에 약 10~20%의 활성 증가가 나타나는 것으로 확인되었다. Mn2+ (142.9%) 또는 Zn2+ (129.1%)를 첨가하는 경우에는 약 29% 내지 43%의 강력한 활성 향상을 나타내는 것을 확인하였다. ArcC09 enzyme was found to lose most of its activity when Cu 2+ (7.9%) and linear alkylbenzene sulfonate (LAS) (2.7%) were added, and H 2 O 2 (80.8%) showed a slight decrease in activity. On the other hand, when Na 2+ (118.3%), Ba 2+ (114.8%), sodium dodecyl sulfate (SDS) (117.9%), and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) (114.9%) are added, about 10 to 20% of It was confirmed that an increase in activity appeared. When Mn 2+ (142.9%) or Zn 2+ (129.1%) was added, it was confirmed that a strong activity improvement of about 29% to 43% was exhibited.

대조적으로 A. niger 유래의 시판되는 셀룰라아제는 Cu2+(104%)를 첨가하는 경우 유의미한 변화를 나타내지 않았으며, Ba2+(88.6%), Zn2+(77.6%), SDS(68.8%), 및 H2O2(76.9%)를 첨가하는 경우에 셀룰로오스 분해활성이 더욱 감소하고, LAS(0%) 의 경우애는 활성이 아예 소멸하는 것을 확인하였다. Mn2+ (123.0% )를 첨가하는 경우에는 약20%의 활성 향상이 증가하였다(도 5).In contrast, commercially available cellulase derived from A. niger did not show a significant change when Cu 2+ (104%) was added, Ba 2+ (88.6%), Zn 2+ (77.6%), SDS (68.8%) , and H 2 O 2 When adding (76.9%), cellulosic activity was further reduced, and in the case of LAS (0%), it was confirmed that the activity completely disappeared. When Mn 2+ (123.0%) was added, the activity improvement was increased by about 20% (FIG. 5).

실시예 6. ArcC09 유래 셀룰라아제(엔도글루카네이즈)의 시퀀싱 및 클로닝Example 6. Sequencing and Cloning of ArcC09-derived Cellulase (Endoglucanase)

N-말단 시퀀싱을 통해 AVEKLTVSGN 서열을 분석하고, NCBI 리서치를 통해 Pseudoalteromonas sp. 유래의 서열 일치 유전자를 나열하였다. 가장 가까운 5개의 유전자를 선택하고 공개된 서열 정보의 프라이머를 사용하여 PCR 을 수행하였다. 전체 ORF는 ATG 코돈으로 시작하여 TAA 코돈으로 끝나는 1,479bp 길이의 서열이었으며, 전체 ORF와 촉매 모듈(Catalytic module)의 계산된 분자량은 43kDa와 29kDa로 확인되었다(도 6 및 표 5). AVEKLTVSGN sequence was analyzed through N-terminal sequencing, and Pseudoalteromonas sp. The sequence-matched genes from which they were derived are listed. The closest five genes were selected and PCR was performed using primers of published sequence information. The total ORF was a sequence of 1,479 bp in length starting with the ATG codon and ending with the TAA codon, and the calculated molecular weights of the total ORF and the catalytic module were 43 kDa and 29 kDa ( FIGS. 6 and 5 ).

서열order 서열 번호SEQ ID NO: 핵산서열 (5'-3')Nucleic acid sequence (5'-3') 촉매 모듈
Catalytic module
catalyst module
Catalytic module
GCTG TTGAGAAATT AACGGTTAGT GGTAATCAAA TTCTTGCTGG TGGTGAAAAT ACGAGCTTTG CAGGTACCAG CTTATTCTGG AGTAACACGG GGTGGGGGGC TGAAAAATTT TATACCGCAG AAACAGTAGC ACGTGCTAAG TCTGAATTTA ATGCAACATT GATTCGCGCG GCAATAGGCC ATGGGTCAAG TGCTGGTGGT AGCTTAAATT ATGACTGGGA TGGGAATATG AGCCGTCTTG ATACTGTTGT AAATGCTGCT ATTAGCGAAG ATATGTACGT TATTATTGAC TTTCATAGCC ATGAAGCACA TACAGATCAG GCTACTGCCG TTCGATTTTT TGAAGACGTA GCTACAAAGT ATGGGCAATA CGATAATGTT ATTTATGAGA TTTATAACGA GCCGTTACAA ATTTCATGGG CTAACGATAT TAAGCCTTAC GCCGAAACTG TAATTGATAA AATTAGAGCA ATCGATCCTG ATAATTTAAT TGTGGTTGGT ACACCAACAT GGTCTCAAGA CGTTGATGTG GCATCACAAG ATCCGATAGA TCGCGCCAAT ATTGCTTACA CTCTGCACTT TTATGCTGGC ACGCACGGAC AATCATATCG AAATAAAGCG CAAACAGCAC TCGACAACGG TATTGCATTG TTTGCTACAG AGTGGGGGAC AGTTAATGCT GATGGCAATG GTGGTGTTAA TGCTAATGAA ACAGATGCAT GGATGGCATT TTTTAAAACA AACAATATTA GTCACGCTAA CTGGTCTATT AATGATAAAA ACGCTG TTGAGAAATT AACGGTTAGT GGTAATCAAA TTCTTGCTGG TGGTGAAAAT ACGAGCTTTG CAGGTACCAG CTTATTCTGG AGTAACACGG GGTGGGGGGC TGAAAAATTT TATACCGCAG AAACAGTAGC ACGTGCTAAG TCTGAATTTA ATGCAACATT GATTCGCGCG GCAATAGGCC ATGGGTCAAG TGCTGGTGGT AGCTTAAATT ATGACTGGGA TGGGAATATG AGCCGTCTTG ATACTGTTGT AAATGCTGCT ATTAGCGAAG ATATGTACGT TATTATTGAC TTTCATAGCC ATGAAGCACA TACAGATCAG GCTACTGCCG TTCGATTTTT TGAAGACGTA GCTACAAAGT ATGGGCAATA CGATAATGTT ATTTATGAGA TTTATAACGA GCCGTTACAA ATTTCATGGG CTAACGATAT TAAGCCTTAC GCCGAAACTG TAATTGATAA AATTAGAGCA ATCGATCCTG ATAATTTAAT TGTGGTTGGT ACACCAACAT GGTCTCAAGA CGTTGATGTG GCATCACAAG ATCCGATAGA TCGCGCCAAT ATTGCTTACA CTCTGCACTT TTATGCTGGC ACGCACGGAC AATCATATCG AAATAAAGCG CAAACAGCAC TCGACAACGG TATTGCATTG TTTGCTACAG AGTGGGGGAC AGTTAATGCT GATGGCAATG GTGGTGTTAA TGCTAATGAA ACAGATGCAT GGATGGCATT TTTTAAAACA AACAATATTA GTCACGCTAA CTGGTCTATT AATGATAAAA AC 1111
전체 ORFfull ORF ATGGATAACA GTTTAATTAA TCACAACAAA AGGAACTTTA AAGTGACGAG CTTATCGTTA GCTTTATTAT TAGGTTGTTC AACAATGGCT AATGCCGCTG TTGAGAAATT AACGGTTAGT GGTAATCAAA TTCTTGCTGG TGGTGAAAAT ACGAGCTTTG CAGGTACCAG CTTATTCTGG AGTAACACGG GGTGGGGGGC TGAAAAATTT TATACCGCAG AAACAGTAGC ACGTGCTAAG TCTGAATTTA ATGCAACATT GATTCGCGCG GCAATAGGCC ATGGGTCAAG TGCTGGTGGT AGCTTAAATT ATGACTGGGA TGGGAATATG AGCCGTCTTG ATACTGTTGT AAATGCTGCT ATTAGCGAAG ATATGTACGT TATTATTGAC TTTCATAGCC ATGAAGCACA TACAGATCAG GCTACTGCCG TTCGATTTTT TGAAGACGTA GCTACAAAGT ATGGGCAATA CGATAATGTT ATTTATGAGA TTTATAACGA GCCGTTACAA ATTTCATGGG CTAACGATAT TAAGCCTTAC GCCGAAACTG TAATTGATAA AATTAGAGCA ATCGATCCTG ATAATTTAAT TGTGGTTGGT ACACCAACAT GGTCTCAAGA CGTTGATGTG GCATCACAAG ATCCGATAGA TCGCGCCAAT ATTGCTTACA CTCTGCACTT TTATGCTGGC ACGCACGGAC AATCATATCG AAATAAAGCG CAAACAGCAC TCGACAACGG TATTGCATTG TTTGCTACAG AGTGGGGGAC AGTTAATGCT GATGGCAATG GTGGTGTTAA TGCTAATGAA ACAGATGCAT GGATGGCATT TTTTAAAACA AACAATATTA GTCACGCTAA CTGGTCTATT AATGATAAAA ACGAAGGGGC TTCGTTATTC ACCCCTGGCG GCAGTTGGAA TTCATTAACC GCTTCAGGCA CTAAAGTTAA AGAGATCATT CAAGGTTGGG GTGGCAGTAC CGTTGCTTTA GACTCTGATG GCGATGGTAT AAGTGACAGC CTTGATCAGT GTGATAATAC TCCTGCAGAT ACAGTGGTTG ATAGTATTGG TTGTGCGGTA ACTGATGCCG ATGCTGATGG TATTAGCGAT AGTGTTGATC AATGTCCAAA TACACCTGCA GGGGAAACTG TTAATGATGT GGGTTGTGCT GTTGAAGTAG TTGAACCACA AAGTGATGCG GATAATGATG GAGTGAATGA TGATATTGAT CAGTGCCCAG ATACACCCGC AGGTACAAAT GTTGATGCAA ATGGATGTAG TGTTGTGAGT TCAACCGATT GTAATGGTAT TAATACATAC CCTAATTGGG TGAAAAAGGA TTATTCGGCC GGTCCATTTA CACACAATAA CACCGACGAC AAAATACAAT ATCAAGGCAA TGCATACAGT GCAAATTGGT ATACAAACAG CCTTCCAGGA AGTGATGCTT CGTGGACGCT TCTTTATAGT TGTAATTAAATGGATAACA GTTTAATTAA TCACAACAAA AGGAACTTTA AAGTGACGAG CTTATCGTTA GCTTTATTAT TAGGTTGTTC AACAATGGCT AATGCCGCTG TTGAGAAATT AACGGTTAGT GGTAATCAAA TTCTTGCTGG TGGTGAAAAT ACGAGCTTTG CAGGTACCAG CTTATTCTGG AGTAACACGG GGTGGGGGGC TGAAAAATTT TATACCGCAG AAACAGTAGC ACGTGCTAAG TCTGAATTTA ATGCAACATT GATTCGCGCG GCAATAGGCC ATGGGTCAAG TGCTGGTGGT AGCTTAAATT ATGACTGGGA TGGGAATATG AGCCGTCTTG ATACTGTTGT AAATGCTGCT ATTAGCGAAG ATATGTACGT TATTATTGAC TTTCATAGCC ATGAAGCACA TACAGATCAG GCTACTGCCG TTCGATTTTT TGAAGACGTA GCTACAAAGT ATGGGCAATA CGATAATGTT ATTTATGAGA TTTATAACGA GCCGTTACAA ATTTCATGGG CTAACGATAT TAAGCCTTAC GCCGAAACTG TAATTGATAA AATTAGAGCA ATCGATCCTG ATAATTTAAT TGTGGTTGGT ACACCAACAT GGTCTCAAGA CGTTGATGTG GCATCACAAG ATCCGATAGA TCGCGCCAAT ATTGCTTACA CTCTGCACTT TTATGCTGGC ACGCACGGAC AATCATATCG AAATAAAGCG CAAACAGCAC TCGACAACGG TATTGCATTG TTTGCTACAG AGTGGGGGAC AGTTAATGCT GATGGCAATG GTGGTGTTAA TGCTAATGAA ACAGATGCAT GGATGGCATT TTTTAAAACA AACAATATTA GTCACGCTAA CTGGTCTATT AATGATAAAA ACGAAGGGGC TTCGTTATTC ACCCCTGGCG GCAGTTGGAA TTCATTAACC GCTTCAGGCA CTAAAGTTAA AGAGATCATT CAAGGTTGGG GTGGCAGTAC CGTTGCTTTA GACTCTGATG GCGATGGTAT AAGTGACAGC CTTGATCAGT GTGATAATAC TCCTGCAGAT ACAGTGGTTG ATAGTATTGG TTGTGCGGTA ACTGATGCCG ATGCTGATGG TATTAGCGAT AGTGTTGATC AATGTCCAAA TACACCTGCA GGGGAAACTG TTAATGATGT GGGTTGTGCT GTTGAAGTAG TTGAACCACA AAGTGATGCG GATAATGATG GAGTGAATGA TGATATTGAT CAGTGCCCAG ATACACCCGC AGGTACAAAT GTTGATGCAA ATGGATGTAG TGTTGTGAGT TCAACCGATT GTAATGGTAT TAATACATAC CCTAATTGGG TGAAAAAGGA TTATTCGGCC GGTCCATTTA CACACAATAA CACCGACGAC AAAATACAAT ATCAAGGCAA TGCATACAGT GCAAATTGGT ATACAAACAG CCTTCCAGGA AGTGATGCTT CGTGGACGCT TCTTTATAGT TGTAATTAA 1212 아미노산 서열(N'-C')Amino acid sequence (N'-C') 촉매 모듈catalyst module AVEKLTVS GNQILAGGEN TSFAGTSLFW SNTGWGAEKF YTAETVARAK SEFNATLIRA AIGHGSSAGG SLNYDWDGNM SRLDTVVNAA ISEDMYVIID FHSHEAHTDQ ATAVRFFEDV ATKYGQYDNV IYEIYNEPLQ ISWANDIKPY AETVIDKIRA IDPDNLIVVG TPTWSQDVDV ASQDPIDRAN IAYTLHFYAG THGQSYRNKA QTALDNGIAL FATEWGTVNA DGNGGVNANE TDAWMAFFKT NNISHANWSI NDKNAVEKLTVS GNQILAGGEN TSFAGTSLFW SNTGWGAEKF YTAETVARAK SEFNATLIRA AIGHGSSAGG SLNYDWDGNM SRLDTVVNAA ISEDMYVIID FHSHEAHTDQ ATAVRFFEDV ATKYGQYDNV IYEIYNEPLQ ISWANDIKPY AETVIDKIRA IDPDNLIVVG TPTWSQDVDV ASQDPIDRAN IAYTLHFYAG THGQSYRNKA QTALDNGIAL FATEWGTVNA DGNGGVNANE TDAWMAFFKT NNISHANWSI NDKN 1313 전체 ORFfull ORF MDNSLINHNK RNFKVTSLSL ALLLGCSTMA NAAVEKLTVS GNQILAGGEN TSFAGTSLFW SNTGWGAEKF YTAETVARAK SEFNATLIRA AIGHGSSAGG SLNYDWDGNM SRLDTVVNAA ISEDMYVIID FHSHEAHTDQ ATAVRFFEDV ATKYGQYDNV IYEIYNEPLQ ISWANDIKPY AETVIDKIRA IDPDNLIVVG TPTWSQDVDV ASQDPIDRAN IAYTLHFYAG THGQSYRNKA QTALDNGIAL FATEWGTVNA DGNGGVNANE TDAWMAFFKT NNISHANWSI NDKNEGASLF TPGGSWNSLT ASGTKVKEII QGWGGSTVAL DSDGDGISDS LDQCDNTPAD TVVDSIGCAV TDADADGISD SVDQCPNTPA GETVNDVGCA VEVVEPQSDA DNDGVNDDID QCPDTPAGTN VDANGCSVVS STDCNGINTY PNWVKKDYSA GPFTHNNTDD KIQYQGNAYS ANWYTNSLPG SDASWTLLYS CNMDNSLINHNK RNFKVTSLSL ALLLGCSTMA NAAVEKLTVS GNQILAGGEN TSFAGTSLFW SNTGWGAEKF YTAETVARAK SEFNATLIRA AIGHGSSAGG SLNYDWDGNM SRLDTVVNAA ISEDMYVIID FHSHEAHTDQ ATAVRFFEDV ATKYGQYDNV IYEIYNEPLQ ISWANDIKPY AETVIDKIRA IDPDNLIVVG TPTWSQDVDV ASQDPIDRAN IAYTLHFYAG THGQSYRNKA QTALDNGIAL FATEWGTVNA DGNGGVNANE TDAWMAFFKT NNISHANWSI NDKNEGASLF TPGGSWNSLT ASGTKVKEII QGWGGSTVAL DSDGDGISDS LDQCDNTPAD TVVDSIGCAV TDADADGISD SVDQCPNTPA GETVNDVGCA VEVVEPQSDA DNDGVNDDID QCPDTPAGTN VDANGCSVVS STDCNGINTY PNWVKKDYSA GPFTHNNTDD KIQYQGNAYS ANWYTNSLPG SDASWTLLYS CN 1414

촉매 모듈은 33번째에서부터 294번째 아미노산 서열로 구성된다. 상기 촉매 모듈 및 전체 ORF 도메인을 pET28 벡터에 클로닝하여 E.coli BL21(DE3)에서 발현시켰다. 균주의 발현 유도는 15℃ 및 37℃에서 수행되었다. 균주의 가용성 분획 및 농축된 상층액은 SDS-PAGE 겔의 밴드 분획을 나타냈다. 전체 ORF는 15℃ 및 37℃에서 모두 발현되었으나, 추정되는 크기의 밴드가 관찰되지는 않았다. 반면, 촉매 모듈(Catalytic module)은 예상된 크기에서 두꺼운 밴드를 나타냈다(도 7).The catalyst module consists of amino acid sequences from 33 to 294. The catalytic module and the entire ORF domain were cloned into pET28 vector and expressed in E. coli BL21 (DE3). Expression induction of the strain was performed at 15 °C and 37 °C. The soluble fraction of the strain and the concentrated supernatant showed the band fraction of the SDS-PAGE gel. The total ORF was expressed at both 15°C and 37°C, but no bands of the estimated size were observed. On the other hand, the catalytic module showed a thick band at the expected size (Fig. 7).

15℃ 이하에서 전체 ORF의 셀룰로오스 분해 활성은 37℃조건 보다 더 높은 Unit/mg를 나타내었다. 반면, 매우 높은 발현율에도 불구하고, 촉매 모듈은 모든 온도에서 활성을 나타내지 않았다(표 6).The cellulosic activity of the whole ORF at 15°C or lower showed a higher Unit/mg than the 37°C condition. On the other hand, despite the very high expression rate, the catalytic module did not show activity at all temperatures (Table 6).

ORFORF Catalytic moduleCatalytic module 37°C soluble protein37°C soluble protein 45.29 U/mg45.29 U/mg NANA 15°C soluble protein15°C soluble protein 84.24 U/mg84.24 U/mg NANA 15°C sup. (x50)15°C sup. (x50) 150.58 U/mg150.58 U/mg NANA

*NA: No Activity*NA: No Activity

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As a specific part of the present invention has been described in detail above, for those of ordinary skill in the art, it is clear that this specific description is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby. will be. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

[기탁정보][Deposit information]

기탁기관명 : 한국생명공학연구원Name of deposit institution: Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology

수탁번호 : KCTC14216BPAccession number: KCTC14216BP

수탁일자 : 20200616Deposit date: 20200616

<110> Korea Ocean Research & Development Institute <120> Novel Pseudoalteromonas sp. ArcC09 strain with high cellulolytic ability, the strain-derived cellulase, and its production method <130> P20-B269 <160> 14 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 27F primer <400> 1 agagtttgat cmtggctcag 20 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 1492R primer <400> 2 tacggytacc ttgttacgac tt 22 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 518F primer <400> 3 ccagcagccg cggtaatacg 20 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 800R primer <400> 4 taccagggta tctaatcc 18 <210> 5 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Full endoglucanase primer(Forward) <400> 5 tttaaggaaa tacgatg 17 <210> 6 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Full endoglucanase primer(Reverse) <400> 6 ttactttatt aaacgcgc 18 <210> 7 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ORF primer(Foward) <400> 7 atggataaca gtttaattaa t 21 <210> 8 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ORF primer(Reverse) <400> 8 ttaattacaa ctataaagaa g 21 <210> 9 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Catalytic module primer(Forward) <400> 9 gctgttgaga aattaacggt t 21 <210> 10 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Catalytic module primer(Reverse) <400> 10 gtttttatca ttaatagacc a 21 <210> 11 <211> 786 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Catalytic module gene <400> 11 gctgttgaga aattaacggt tagtggtaat caaattcttg ctggtggtga aaatacgagc 60 tttgcaggta ccagcttatt ctggagtaac acggggtggg gggctgaaaa attttatacc 120 gcagaaacag tagcacgtgc taagtctgaa tttaatgcaa cattgattcg cgcggcaata 180 ggccatgggt caagtgctgg tggtagctta aattatgact gggatgggaa tatgagccgt 240 cttgatactg ttgtaaatgc tgctattagc gaagatatgt acgttattat tgactttcat 300 agccatgaag cacatacaga tcaggctact gccgttcgat tttttgaaga cgtagctaca 360 aagtatgggc aatacgataa tgttatttat gagatttata acgagccgtt acaaatttca 420 tgggctaacg atattaagcc ttacgccgaa actgtaattg ataaaattag agcaatcgat 480 cctgataatt taattgtggt tggtacacca acatggtctc aagacgttga tgtggcatca 540 caagatccga tagatcgcgc caatattgct tacactctgc acttttatgc tggcacgcac 600 ggacaatcat atcgaaataa agcgcaaaca gcactcgaca acggtattgc attgtttgct 660 acagagtggg ggacagttaa tgctgatggc aatggtggtg ttaatgctaa tgaaacagat 720 gcatggatgg cattttttaa aacaaacaat attagtcacg ctaactggtc tattaatgat 780 aaaaac 786 <210> 12 <211> 1479 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Full ORF gene <400> 12 atggataaca gtttaattaa tcacaacaaa aggaacttta aagtgacgag cttatcgtta 60 gctttattat taggttgttc aacaatggct aatgccgctg ttgagaaatt aacggttagt 120 ggtaatcaaa ttcttgctgg tggtgaaaat acgagctttg caggtaccag cttattctgg 180 agtaacacgg ggtggggggc tgaaaaattt tataccgcag aaacagtagc acgtgctaag 240 tctgaattta atgcaacatt gattcgcgcg gcaataggcc atgggtcaag tgctggtggt 300 agcttaaatt atgactggga tgggaatatg agccgtcttg atactgttgt aaatgctgct 360 attagcgaag atatgtacgt tattattgac tttcatagcc atgaagcaca tacagatcag 420 gctactgccg ttcgattttt tgaagacgta gctacaaagt atgggcaata cgataatgtt 480 atttatgaga tttataacga gccgttacaa atttcatggg ctaacgatat taagccttac 540 gccgaaactg taattgataa aattagagca atcgatcctg ataatttaat tgtggttggt 600 acaccaacat ggtctcaaga cgttgatgtg gcatcacaag atccgataga tcgcgccaat 660 attgcttaca ctctgcactt ttatgctggc acgcacggac aatcatatcg aaataaagcg 720 caaacagcac tcgacaacgg tattgcattg tttgctacag agtgggggac agttaatgct 780 gatggcaatg gtggtgttaa tgctaatgaa acagatgcat ggatggcatt ttttaaaaca 840 aacaatatta gtcacgctaa ctggtctatt aatgataaaa acgaaggggc ttcgttattc 900 acccctggcg gcagttggaa ttcattaacc gcttcaggca ctaaagttaa agagatcatt 960 caaggttggg gtggcagtac cgttgcttta gactctgatg gcgatggtat aagtgacagc 1020 cttgatcagt gtgataatac tcctgcagat acagtggttg atagtattgg ttgtgcggta 1080 actgatgccg atgctgatgg tattagcgat agtgttgatc aatgtccaaa tacacctgca 1140 ggggaaactg ttaatgatgt gggttgtgct gttgaagtag ttgaaccaca aagtgatgcg 1200 gataatgatg gagtgaatga tgatattgat cagtgcccag atacacccgc aggtacaaat 1260 gttgatgcaa atggatgtag tgttgtgagt tcaaccgatt gtaatggtat taatacatac 1320 cctaattggg tgaaaaagga ttattcggcc ggtccattta cacacaataa caccgacgac 1380 aaaatacaat atcaaggcaa tgcatacagt gcaaattggt atacaaacag ccttccagga 1440 agtgatgctt cgtggacgct tctttatagt tgtaattaa 1479 <210> 13 <211> 262 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> catalytic module-amino acid <400> 13 Ala Val Glu Lys Leu Thr Val Ser Gly Asn Gln Ile Leu Ala Gly Gly 1 5 10 15 Glu Asn Thr Ser Phe Ala Gly Thr Ser Leu Phe Trp Ser Asn Thr Gly 20 25 30 Trp Gly Ala Glu Lys Phe Tyr Thr Ala Glu Thr Val Ala Arg Ala Lys 35 40 45 Ser Glu Phe Asn Ala Thr Leu Ile Arg Ala Ala Ile Gly His Gly Ser 50 55 60 Ser Ala Gly Gly Ser Leu Asn Tyr Asp Trp Asp Gly Asn Met Ser Arg 65 70 75 80 Leu Asp Thr Val Val Asn Ala Ala Ile Ser Glu Asp Met Tyr Val Ile 85 90 95 Ile Asp Phe His Ser His Glu Ala His Thr Asp Gln Ala Thr Ala Val 100 105 110 Arg Phe Phe Glu Asp Val Ala Thr Lys Tyr Gly Gln Tyr Asp Asn Val 115 120 125 Ile Tyr Glu Ile Tyr Asn Glu Pro Leu Gln Ile Ser Trp Ala Asn Asp 130 135 140 Ile Lys Pro Tyr Ala Glu Thr Val Ile Asp Lys Ile Arg Ala Ile Asp 145 150 155 160 Pro Asp Asn Leu Ile Val Val Gly Thr Pro Thr Trp Ser Gln Asp Val 165 170 175 Asp Val Ala Ser Gln Asp Pro Ile Asp Arg Ala Asn Ile Ala Tyr Thr 180 185 190 Leu His Phe Tyr Ala Gly Thr His Gly Gln Ser Tyr Arg Asn Lys Ala 195 200 205 Gln Thr Ala Leu Asp Asn Gly Ile Ala Leu Phe Ala Thr Glu Trp Gly 210 215 220 Thr Val Asn Ala Asp Gly Asn Gly Gly Val Asn Ala Asn Glu Thr Asp 225 230 235 240 Ala Trp Met Ala Phe Phe Lys Thr Asn Asn Ile Ser His Ala Asn Trp 245 250 255 Ser Ile Asn Asp Lys Asn 260 <210> 14 <211> 492 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Full ORF-amino acid <400> 14 Met Asp Asn Ser Leu Ile Asn His Asn Lys Arg Asn Phe Lys Val Thr 1 5 10 15 Ser Leu Ser Leu Ala Leu Leu Leu Gly Cys Ser Thr Met Ala Asn Ala 20 25 30 Ala Val Glu Lys Leu Thr Val Ser Gly Asn Gln Ile Leu Ala Gly Gly 35 40 45 Glu Asn Thr Ser Phe Ala Gly Thr Ser Leu Phe Trp Ser Asn Thr Gly 50 55 60 Trp Gly Ala Glu Lys Phe Tyr Thr Ala Glu Thr Val Ala Arg Ala Lys 65 70 75 80 Ser Glu Phe Asn Ala Thr Leu Ile Arg Ala Ala Ile Gly His Gly Ser 85 90 95 Ser Ala Gly Gly Ser Leu Asn Tyr Asp Trp Asp Gly Asn Met Ser Arg 100 105 110 Leu Asp Thr Val Val Asn Ala Ala Ile Ser Glu Asp Met Tyr Val Ile 115 120 125 Ile Asp Phe His Ser His Glu Ala His Thr Asp Gln Ala Thr Ala Val 130 135 140 Arg Phe Phe Glu Asp Val Ala Thr Lys Tyr Gly Gln Tyr Asp Asn Val 145 150 155 160 Ile Tyr Glu Ile Tyr Asn Glu Pro Leu Gln Ile Ser Trp Ala Asn Asp 165 170 175 Ile Lys Pro Tyr Ala Glu Thr Val Ile Asp Lys Ile Arg Ala Ile Asp 180 185 190 Pro Asp Asn Leu Ile Val Val Gly Thr Pro Thr Trp Ser Gln Asp Val 195 200 205 Asp Val Ala Ser Gln Asp Pro Ile Asp Arg Ala Asn Ile Ala Tyr Thr 210 215 220 Leu His Phe Tyr Ala Gly Thr His Gly Gln Ser Tyr Arg Asn Lys Ala 225 230 235 240 Gln Thr Ala Leu Asp Asn Gly Ile Ala Leu Phe Ala Thr Glu Trp Gly 245 250 255 Thr Val Asn Ala Asp Gly Asn Gly Gly Val Asn Ala Asn Glu Thr Asp 260 265 270 Ala Trp Met Ala Phe Phe Lys Thr Asn Asn Ile Ser His Ala Asn Trp 275 280 285 Ser Ile Asn Asp Lys Asn Glu Gly Ala Ser Leu Phe Thr Pro Gly Gly 290 295 300 Ser Trp Asn Ser Leu Thr Ala Ser Gly Thr Lys Val Lys Glu Ile Ile 305 310 315 320 Gln Gly Trp Gly Gly Ser Thr Val Ala Leu Asp Ser Asp Gly Asp Gly 325 330 335 Ile Ser Asp Ser Leu Asp Gln Cys Asp Asn Thr Pro Ala Asp Thr Val 340 345 350 Val Asp Ser Ile Gly Cys Ala Val Thr Asp Ala Asp Ala Asp Gly Ile 355 360 365 Ser Asp Ser Val Asp Gln Cys Pro Asn Thr Pro Ala Gly Glu Thr Val 370 375 380 Asn Asp Val Gly Cys Ala Val Glu Val Val Glu Pro Gln Ser Asp Ala 385 390 395 400 Asp Asn Asp Gly Val Asn Asp Asp Ile Asp Gln Cys Pro Asp Thr Pro 405 410 415 Ala Gly Thr Asn Val Asp Ala Asn Gly Cys Ser Val Val Ser Ser Thr 420 425 430 Asp Cys Asn Gly Ile Asn Thr Tyr Pro Asn Trp Val Lys Lys Asp Tyr 435 440 445 Ser Ala Gly Pro Phe Thr His Asn Asn Thr Asp Asp Lys Ile Gln Tyr 450 455 460 Gln Gly Asn Ala Tyr Ser Ala Asn Trp Tyr Thr Asn Ser Leu Pro Gly 465 470 475 480 Ser Asp Ala Ser Trp Thr Leu Leu Tyr Ser Cys Asn 485 490 <110> Korea Ocean Research & Development Institute <120> Novel Pseudoalteromonas sp. ArcC09 strain with high cellulolytic ability, the strain-derived cellulase, and its production method <130> P20-B269 <160> 14 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 27F primer <400> 1 agagtttgat cmtggctcag 20 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 1492R primer <400> 2 tacggytacc ttgttacgac tt 22 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 518F primer <400> 3 ccagcagccg cggtaatacg 20 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 800R primer <400> 4 taccagggta tctaatcc 18 <210> 5 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Full endoglucanase primer (Forward) <400> 5 tttaaggaaa tacgatg 17 <210> 6 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Full endoglucanase primer (Reverse) <400> 6 ttactttatt aaacgcgc 18 <210> 7 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ORF primer (Forward) <400> 7 atggataaca gtttaattaa t 21 <210> 8 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ORF primer (Reverse) <400> 8 ttaattacaa ctataaagaa g 21 <210> 9 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Catalytic module primer (Forward) <400> 9 gctgttgaga aattaacggt t 21 <210> 10 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Catalytic module primer (Reverse) <400> 10 gtttttatca ttaatagacc a 21 <210> 11 <211> 786 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Catalytic module gene <400> 11 gctgttgaga aattaacggt tagtggtaat caaattcttg ctggtggtga aaatacgagc 60 tttgcaggta ccagcttatt ctggagtaac acggggtggg gggctgaaaa attttatacc 120 gcagaaacag tagcacgtgc taagtctgaa tttaatgcaa cattgattcg cgcggcaata 180 ggccatgggt caagtgctgg tggtagctta aattatgact gggatgggaa tatgagccgt 240 cttgatactg ttgtaaatgc tgctattagc gaagatatgt acgttattat tgactttcat 300 agccatgaag cacatacaga tcaggctact gccgttcgat tttttgaaga cgtagctaca 360 aagtatgggc aatacgataa tgttatttat gagatttata acgagccgtt acaaatttca 420 tgggctaacg atattaagcc tacgccgaa actgtaattg 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gctacaaagt atgggcaata cgataatgtt 480 atttatgaga tttataacga gccgttacaa atttcatggg ctaacgatat taagccttac 540 gccgaaactg taattgataa aattagagca atcgatcctg ataatttaat tgtggttggt 600 acaccaacat ggtctcaaga cgttgatgtg gcatcacaag atccgataga tcgcgccaat 660 attgcttaca ctctgcactt ttatgctggc acgcacggac aatcatatcg aaataaagcg 720 caaacagcac tcgacaacgg tattgcattg tttgctacag agtgggggac agttaatgct 780 gatggcaatg gtggtgttaa tgctaatgaa acagatgcat ggatggcatt ttttaaaaca 840 aacaatatta gtcacgctaa ctggtctatt aatgataaaa acgaaggggc ttcgttattc 900 acccctggcg gcagttggaa ttcattaacc gcttcaggca ctaaagttaa agagatcatt 960 caaggttggg gtggcagtac cgttgcttta gactctgatg gcgatggtat aagtgacagc 1020 cttgatcagt gtgataatac tcctgcagat acagtggttg atagtattgg ttgtgcggta 1080 actgatgccg atgctgatgg tattagcgat agtgttgatc aatgtccaaa tacacctgca 1140 ggggaaactg ttaatgatgt gggttgtgct gttgaagtag ttgaaccaca aagtgatgcg 1200 gataatgatg gagtgaatga tgatattgat cagtgcccag atacacccgc aggtacaaat 1260 gttgatgcaa atggatgtag tgttgtgagt tcaaccgatt gtaatggtat taatacatac 1320 cctaattggg tgaaaaagga ttattcggcc ggtccattta cacacaataa caccgacgac 1380 aaaatacaat atcaaggcaa tgcatacagt gcaaattggt atacaaacag ccttccagga 1440 agtgatgctt cgtggacgct tctttatagt tgtaattaa 1479 <210> 13 <211> 262 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> catalytic module-amino acid <400> 13 Ala Val Glu Lys Leu Thr Val Ser Gly Asn Gln Ile Leu Ala Gly Gly 1 5 10 15 Glu Asn Thr Ser Phe Ala Gly Thr Ser Leu Phe Trp Ser Asn Thr Gly 20 25 30 Trp Gly Ala Glu Lys Phe Tyr Thr Ala Glu Thr Val Ala Arg Ala Lys 35 40 45 Ser Glu Phe Asn Ala Thr Leu Ile Arg Ala Ala Ile Gly His Gly Ser 50 55 60 Ser Ala Gly Gly Ser Leu Asn Tyr Asp Trp Asp Gly Asn Met Ser Arg 65 70 75 80 Leu Asp Thr Val Val Asn Ala Ala Ile Ser Glu Asp Met Tyr Val Ile 85 90 95 Ile Asp Phe His Ser His Glu Ala His Thr Asp Gln Ala Thr Ala Val 100 105 110 Arg Phe Phe Glu Asp Val Ala Thr Lys Tyr Gly Gln Tyr Asp Asn Val 115 120 125 Ile Tyr Glu Ile Tyr Asn Glu Pro Leu Gln Ile Ser Trp Ala Asn Asp 130 135 140 Ile Lys Pro Tyr Ala Glu Thr Val Ile Asp Lys Ile Arg Ala Ile Asp 145 150 155 160 Pro Asp Asn Leu Ile Val Val Gly Thr Pro Thr Trp Ser Gln Asp Val 165 170 175 Asp Val Ala Ser Gln Asp Pro Ile Asp Arg Ala Asn Ile Ala Tyr Thr 180 185 190 Leu His Phe Tyr Ala Gly Thr His Gly Gln Ser Tyr Arg Asn Lys Ala 195 200 205 Gln Thr Ala Leu Asp Asn Gly Ile Ala Leu Phe Ala Thr Glu Trp Gly 210 215 220 Thr Val Asn Ala Asp Gly Asn Gly Gly Val Asn Ala Asn Glu Thr Asp 225 230 235 240 Ala Trp Met Ala Phe Phe Lys Thr Asn Asn Ile Ser His Ala Asn Trp 245 250 255 Ser Ile Asn Asp Lys Asn 260 <210> 14 <211> 492 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Full ORF-amino acid <400> 14 Met Asp Asn Ser Leu Ile Asn His Asn Lys Arg Asn Phe Lys Val Thr 1 5 10 15 Ser Leu Ser Leu Ala Leu Leu Leu Gly Cys Ser Thr Met Ala Asn Ala 20 25 30 Ala Val Glu Lys Leu Thr Val Ser Gly Asn Gln Ile Leu Ala Gly Gly 35 40 45 Glu Asn Thr Ser Phe Ala Gly Thr Ser Leu Phe Trp Ser Asn Thr Gly 50 55 60 Trp Gly Ala Glu Lys Phe Tyr Thr Ala Glu Thr Val Ala Arg Ala Lys 65 70 75 80 Ser Glu Phe Asn Ala Thr Leu Ile Arg Ala Ala Ile Gly His Gly Ser 85 90 95 Ser Ala Gly Gly Ser Leu Asn Tyr Asp Trp Asp Gly Asn Met Ser Arg 100 105 110 Leu Asp Thr Val Val Asn Ala Ala Ile Ser Glu Asp Met Tyr Val Ile 115 120 125 Ile Asp Phe His Ser His Glu Ala His Thr Asp Gln Ala Thr Ala Val 130 135 140 Arg Phe Phe Glu Asp Val Ala Thr Lys Tyr Gly Gln Tyr Asp Asn Val 145 150 155 160 Ile Tyr Glu Ile Tyr Asn Glu Pro Leu Gln Ile Ser Trp Ala Asn Asp 165 170 175 Ile Lys Pro Tyr Ala Glu Thr Val Ile Asp Lys Ile Arg Ala Ile Asp 180 185 190 Pro Asp Asn Leu Ile Val Val Gly Thr Pro Thr Trp Ser Gln Asp Val 195 200 205 Asp Val Ala Ser Gln Asp Pro Ile Asp Arg Ala Asn Ile Ala Tyr Thr 210 215 220 Leu His Phe Tyr Ala Gly Thr His Gly Gln Ser Tyr Arg Asn Lys Ala 225 230 235 240 Gln Thr Ala Leu Asp Asn Gly Ile Ala Leu Phe Ala Thr Glu Trp Gly 245 250 255 Thr Val Asn Ala Asp Gly Asn Gly Gly Val Asn Ala Asn Glu Thr Asp 260 265 270 Ala Trp Met Ala Phe Phe Lys Thr Asn Asn Ile Ser His Ala Asn Trp 275 280 285 Ser Ile Asn Asp Lys Asn Glu Gly Ala Ser Leu Phe Thr Pro Gly Gly 290 295 300 Ser Trp Asn Ser Leu Thr Ala Ser Gly Thr Lys Val Lys Glu Ile Ile 305 310 315 320 Gln Gly Trp Gly Gly Ser Thr Val Ala Leu Asp Ser Asp Gly Asp Gly 325 330 335 Ile Ser Asp Ser Leu Asp Gln Cys Asp Asn Thr Pro Ala Asp Thr Val 340 345 350 Val Asp Ser Ile Gly Cys Ala Val Thr Asp Ala Asp Ala Asp Gly Ile 355 360 365 Ser Asp Ser Val Asp Gln Cys Pro Asn Thr Pro Ala Gly Glu Thr Val 370 375 380 Asn Asp Val Gly Cys Ala Val Glu Val Val Glu Pro Gln Ser Asp Ala 385 390 395 400 Asp Asn Asp Gly Val Asn Asp Asp Ile Asp Gln Cys Pro Asp Thr Pro 405 410 415 Ala Gly Thr Asn Val Asp Ala Asn Gly Cys Ser Val Val Ser Ser Thr 420 425 430 Asp Cys Asn Gly Ile Asn Thr Tyr Pro Asn Trp Val Lys Lys Asp Tyr 435 440 445 Ser Ala Gly Pro Phe Thr His Asn Asn Thr Asp Asp Lys Ile Gln Tyr 450 455 460 Gln Gly Asn Ala Tyr Ser Ala Asn Trp Tyr Thr Asn Ser Leu Pro Gly 465 470 475 480 Ser Asp Ala Ser Trp Thr Leu Leu Tyr Ser Cys Asn 485 490

Claims (13)

기탁번호 KCTC 14216BP로 기탁된 슈도알테로모나스(Pseudoalteromonas sp.) ArcC09 균주.
Pseudoalteromonas sp. ArcC09 strain deposited with accession number KCTC 14216BP.
셀룰라아제 기탁번호 KCTC 14216BP로 기탁된 슈도알테로모나스(Pseudoalteromonas sp.) ArcC09 균주에서 유래한 것을 특징으로 하는 저온 활성 셀룰라아제.
Cellulase Accession No. KCTC 14216BP Pseudoalteromonas ( Pseudoalteromonas sp.) Low-temperature active cellulase, characterized in that derived from the ArcC09 strain.
제2항에 있어서, 상기 저온 활성 셀룰라아제는 서열번호 14의 아미노산 서열로 표시되는 것을 특징으로 하는 저온 활성 셀룰라아제.
The low-temperature-active cellulase according to claim 2, wherein the low-temperature active cellulase is represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14.
제2항의 저온 활성 셀룰라아제를 코딩하는 핵산.
A nucleic acid encoding the low temperature active cellulase of claim 2 .
제4항의 핵산이 도입된 재조합 벡터.
A recombinant vector into which the nucleic acid of claim 4 is introduced.
제4항의 핵산 또는 제5항의 재조합 벡터가 도입된 재조합 숙주세포.
A recombinant host cell into which the nucleic acid of claim 4 or the recombinant vector of claim 5 is introduced.
다음 단계를 포함하는 셀룰라아제의 생산 방법:
(a) 기탁번호 KCTC 14216BP로 기탁된 슈도알테로모나스(Pseudoalteromonas sp.) ArcC09 균주 또는 제6항의 재조합 숙주세포를 배양하여 셀룰라아제를 생성하는 단계;
(b) 생성된 셀룰라아제를 회수하는 단계.
A method for producing cellulase comprising the steps of:
(a) generating cellulase by culturing the Pseudoalteromonas sp. ArcC09 strain deposited with accession number KCTC 14216BP or the recombinant host cell of claim 6;
(b) recovering the produced cellulase.
제7항에 있어서, 상기 셀룰라아제는 서열번호 14의 아미노산 서열로 표시되는 것을 특징으로 하는 셀룰라아제의 생산방법.
The method according to claim 7, wherein the cellulase is represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14.
제7항에 있어서, 상기 (a) 단계는 10 내지 25℃의 저온에서 제6항의 재조합 숙주세포를 배양하여 셀룰라아제를 생성하는 것을 특징으로 하는 셀룰라아제의 생산방법.
The method according to claim 7, wherein in step (a), the cellulase is produced by culturing the recombinant host cell of claim 6 at a low temperature of 10 to 25°C.
기탁번호 KCTC 14216BP로 기탁된 슈도알테로모나스(Pseudoalteromonas sp.) ArcC09 균주, 상기 균주의 배양액, 상기 배양액의 농축액, 상기 배양액의 건조물, 상기 배양액의 추출물, 상기 균주 유래의 셀룰라아제 및 제7항의 생산 방법으로 생산된 셀룰라아제 중 어느 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 셀룰로오스 가수분해용 조성물.
Pseudoalteromonas sp. ArcC09 strain deposited with accession number KCTC 14216BP, the culture solution of the strain, the concentrate of the culture solution, the dried product of the culture solution, the extract of the culture solution, the cellulase derived from the strain, and the production method of claim 7 A composition for hydrolysis of cellulose comprising any one or more of the produced cellulase as an active ingredient.
제10항에 있어서, 상기 조성물은 금속이온을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
11. The composition of claim 10, wherein the composition further comprises a metal ion.
제11항에 있어서, 상기 금속이온은 Na2+, Ba2+, Mn2+, 및 Zn2+로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속 이온을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 11, wherein the metal ion further comprises any one or more metal ions selected from the group consisting of Na 2+ , Ba 2+ , Mn 2+ , and Zn 2+ .
제10항에 있어서, SDS 또는 EDTA를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.11. The composition of claim 10, further comprising SDS or EDTA.
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