KR20230004466A - Process for producing sulfated polysaccharide and process for producing PAPS - Google Patents

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아키 니시바라
료스케 가토
마사히로 구라츠
미키로 하야시
신-이치 하시모토
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렌슬러 폴리테크닉 인스티튜트
가부시키가이샤 오츠까 세이야꾸 고죠
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Abstract

본 발명의 목적은 황산마그네슘과 같은 저렴한 원료의 혼합 시 미생물 또는 이의 처리물의 대사 활성을 이용하는 PAPS 생산/재생 시스템을 황산화 효소를 발현하는 미생물 또는 이의 처리물 또는 추출물과 반응시켜 황산화된 다당류를 용이하게 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 저렴한 원료로부터 PAPS를 제조하는 실용적인 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 황산화된 다당류의 제조 방법 및 PAPS의 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법들은 발현 가능한 방식으로 도입된 ATP 설퍼릴라제를 코딩하는 유전자 및 APS 키나아제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 코리네박테리움(Corynebacterium) 속의 세균의 형질전환체(a)로서, 상기 형질전환체(a)의 세포 원형질막이 물질-투과성인 형질전환체(a) 또는 형질전환체(a)의 처리물을 제조하는 단계; 및 ATP 또는 ATP 공급원, 황산 이온 공급원 및 형질전환체(a) 또는 이의 처리물을 함유하는 반응 용액을 사용하여 PAPS를 제조하기 위한 반응을 수행하는 단계를 포함한다.An object of the present invention is to produce sulfated polysaccharides by reacting a PAPS production/regeneration system using the metabolic activity of microorganisms or their processed products when mixing inexpensive raw materials such as magnesium sulfate with microorganisms expressing sulfate enzymes or their processed products or extracts. It is to provide an easy manufacturing method. Another object of the present invention is to provide a practical method for producing PAPS from inexpensive raw materials. The present invention relates to a method for producing sulfated polysaccharide and a method for producing PAPS, said methods comprising at least a gene encoding an ATP sulfurylase and a gene encoding an APS kinase introduced in an expressible manner. As a bacterial transformant (a) of the genus Bacterium ( Corynebacterium ), the cell plasma membrane of the transformant (a) is material-permeable to prepare a transformant (a) or a treated product of the transformant (a) step; and performing a reaction for producing PAPS using a reaction solution containing ATP or an ATP source, a sulfate ion source, and the transformant (a) or a processed product thereof.

Description

황산화된 다당류의 제조 방법 및 PAPS의 제조 방법Process for producing sulfated polysaccharide and process for producing PAPS

본 발명은 ATP 설퍼릴라제(sulfurylase) 및 APS 키나제(아데닐릴설페이트 키나제)를 발현하는 코리네박테리움(Corynebacterium) 속의 세균을 사용하여 글루코스 및 아데닌과 같은 저렴한 원료로부터 3'-포스포아데노신 5'-포스포설페이트(이하, PAPS로 지칭됨)를 제조하는 방법, 및 코리네박테리움 속의 세균 및 다양한 황산화 효소를 발현하는 원핵생물에 속하는 미생물을 사용하여 황산화된 다당류를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention uses bacteria of the genus Corynebacterium expressing ATP sulfurylase and APS kinase (adenylyl sulfate kinase) to produce 3'-phosphoadenosine 5' from inexpensive raw materials such as glucose and adenine. -A method for producing phosphosulfate (hereinafter referred to as PAPS) and a method for producing sulfated polysaccharides using bacteria belonging to the genus Corynebacterium and microorganisms belonging to prokaryotes expressing various sulfate enzymes will be.

PAPS는 미생물부터 고등 유기체에 이르는 광범위하게 존재하는 조효소이며 생체내에서 설페이트 기의 공여체로서 기능을 한다. 고등 유기체에서, PAPS는 콘드로이틴 설페이트 및 헤파란 설페이트와 같은 글리코사미노글리칸의 생합성을 위해 요구된다. 황산화된 생체내 대사산물은 다양한 생리적 기능을 갖고 있는 것으로 알려져 있으며, PAPS 자체는 육모제(PTL 1), 보습 효과를 갖는 피부용 외용제(PTL 2) 등으로 사용될 것으로 기대된다.PAPS is a coenzyme that exists widely from microorganisms to higher organisms and functions as a donor of sulfate groups in vivo. In higher organisms, PAPS is required for the biosynthesis of glycosaminoglycans such as chondroitin sulfate and heparan sulfate. Sulfated in vivo metabolites are known to have various physiological functions, and PAPS itself is expected to be used as a hair growth agent (PTL 1) and an external skin preparation having a moisturizing effect (PTL 2).

PAPS의 제조 방법으로서, 원료로서 ATP를 사용하여, 정제된 효모로부터 유래된 ATP 설퍼릴라제, 푸른 곰팡이로부터 유래된 APS 키나제 및 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli)로부터 유래된 피로포스파타제를 사용하는 방법(NPL 1); 상기 방법에서와 같이 원료로서 ATP를 사용하여 호열성 세균으로부터 유래된 열안정성 ATP 설퍼릴라제, APS 키나제 및 효모로부터 유래된 피로포스파타제를 사용하는 방법(PTL 3); 원료로서 아데노신 5'-모노포스페이트(이하 AMP로 지칭)를 사용하여, 열안정성 세균으로부터 유래된 ATP 설퍼릴라제, APS 키나제 및 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa)로부터 유래된 폴리포스페이트 키나제를 사용하는 방법(PTL 4); 등이 알려져 있다. A method for producing PAPS, using ATP as a raw material, using ATP sulfurylase derived from purified yeast, APS kinase derived from blue mold, and pyrophosphatase derived from Escherichia coli ( NPL 1); a method using thermostable ATP sulfurylase derived from thermophilic bacteria, APS kinase and pyrophosphatase derived from yeast using ATP as a raw material as in the above method (PTL 3); Using adenosine 5'-monophosphate (hereinafter referred to as AMP) as a raw material, ATP sulfurylase derived from thermostable bacteria, APS kinase, and polyphosphate kinase derived from Pseudomonas aeruginosa method (PTL 4); etc. are known.

한편, 글루코스 및 아데닌 등과 같은 저렴한 원료의 사용 시, 세균 세포의 막을 크실렌 또는 계면활성제를 처리하여 그에 대한 투과성을 부여한 코리네박테리움 암모니아게네스(Corynebacterium ammoniagenes)의 돌연변이 균주를 이용하여 ATP를 산업적으로 생산하는 방법이 알려져 있다(NPL 2).On the other hand, when using inexpensive raw materials such as glucose and adenine, the bacterial cell membrane is treated with xylene or a surfactant to impart permeability to it. Using a mutant strain of Corynebacterium ammoniagenes , industrially producing ATP Production methods are known (NPL 2).

PAPS는 매우 불안정한 화합물이다. 심지어 조효소(crude enzyme)를 이용하는 방법에서도, 숙주로서 에스케리키아 콜라이에 의해 재조합적으로 발현되는 열안정성 세균으로부터 유래된 ATP 설퍼릴라제 및 APS 키나제의 조효소를 제조한 후, 반응 전에 가열 처리하고 이를 통해 에스케리키아 콜라이로부터 유래된 오염 효소의 활성을 억제함으로써 PAPS가 제조된다(PTL 4)PAPS is a very unstable compound. Even in the method using crude enzymes, crude enzymes of ATP sulfurylase and APS kinase derived from a thermostable bacterium recombinantly expressed by Escherichia coli as a host are prepared, followed by heat treatment before reaction, and PAPS is produced by inhibiting the activity of a contaminating enzyme derived from Escherichia coli via (PTL 4)

PTL8은 PAPS가 에스케리키아 콜라이의 조효소 용액에서 분해된다고 개시하고 있다. 에스케리키아 콜라이는 PAPS의 분해와 관련된 일부 효소를 가지고 있으며, 이러한 효소의 유전자를 결실시켜 PAPS의 분해를 억제할 수 있다.PTL8 discloses that PAPS is degraded in a coenzyme solution of Escherichia coli. Escherichia coli has some enzymes involved in the degradation of PAPS, and the degradation of PAPS can be inhibited by deleting the genes for these enzymes.

황산화된 다당류인 헤파린은 주요 항응고제이며 혈전색전증 및 파종성 혈관내 응고 증후군을 위해 및 인공 투석 동안 및 체외 순환 시 응고 방지 등을 위해 사용된다. 산업적으로, 대부분의 헤파린은 돼지의 장 점막으로부터 추출 및 정제된다. 2008년에 돼지 유래의 헤파린이 불순물로 오염됨으로 인해 발생한 사망 사고 이후, 비동물 유래 생산관리/품질관리 헤파린에 대한 연구개발이 수행되어 왔다. Heparin, a sulfated polysaccharide, is the principal anticoagulant and is used for thromboembolism and disseminated intravascular coagulation syndrome and for anticoagulation during artificial dialysis and in extracorporeal circulation. Industrially, most heparin is extracted and purified from porcine intestinal mucosa. Since the fatal accident caused by contamination of porcine-derived heparin with impurities in 2008, research and development on non-animal-derived production control/quality control heparin has been conducted.

구체적 예로서, 일부 그람-음성 미생물의 협막 다당류인 발효적으로 생산 및 정제된 N-아세틸헤파로산(이하 헤파로산으로 지칭)을 화학적으로 N-탈아세틸화 및 N-황산화한 후, 효소적 에피머화 및 황산화하여, 돼지로부터 유래된 것과 동일한 구조 및 항응고 활성을 갖는 헤파린을 산출하는 방법이 있다(PTL 5 내지 7 및 NPL 3 및 4). As a specific example, after chemically N-deacetylation and N-sulfation of fermentatively produced and purified N-acetylheparoic acid (hereinafter referred to as heparoic acid), which is a capsular polysaccharide of some Gram-negative microorganisms, There are methods by enzymatic epimerization and sulphation to yield heparin with the same structure and anticoagulant activity as that derived from porcine (PTLs 5-7 and NPLs 3 and 4).

콘드로이틴 설페이트는 또 다른 유용한 황산화된 다당류로서 알려져 있으며, 관절통용 약물 및 각막 표면층 보호를 위한 점안제로서 사용되어 왔다. 다양한 동물 조직으로부터 추출 및 정제된 콘드로이틴 설페이트가 사용되었지만, 최근에는 헤파린과 동일한 방식으로 원료로서 에스케리키아 콜라이로부터 유래된 협막 다당류를 사용하는, 황산화 효소를 사용하는 방법이 보고되었다(NPL 5 및 6). Chondroitin sulfate is known as another useful sulfated polysaccharide and has been used as a drug for joint pain and as an eye drop to protect the superficial layer of the cornea. Chondroitin sulfate extracted and purified from various animal tissues has been used, but recently a method using a sulfation enzyme using capsular polysaccharide derived from Escherichia coli as a raw material in the same way as heparin has been reported (NPL 5 and 6).

원료로서 미생물의 협막으로부터 유래된 다당류를 사용하는, 정제된 효소를 사용하여 황산화를 수행하는 방법에서, PAPS는 황산화 효소의 반응에서 설페이트 기의 공여체로서 역할을 하고 조효로서 요구된다. 원료로서 미생물의 협막으로부터 유래된 협막 다당류를 사용하여 황산화된 다당류를 제조하는 상기 언급한 방법에서, 기질 다당류로의 PAPS의 설페이트 기 전이에 의해 3'-포스포아데노신 5'-포스페이트(이하, PAP로 지칭)가 생성되고 p-니트로페닐 설페이트의 설페이트 기가 PAP로 효소적으로 전이됨으로써 PAPS가 재생되고 다당류의 효소적 황산화 반응이 진행된다(PTL 6 및 NPL 3).In a method for carrying out sulfation using a purified enzyme, which uses polysaccharides derived from capsular membranes of microorganisms as a raw material, PAPS serves as a donor of sulfate groups in the reaction of sulfation enzymes and is required as a cofactor. In the above-mentioned method for producing sulfated polysaccharide using capsular polysaccharide derived from the capsular membrane of microorganisms as a raw material, 3'-phosphoadenosine 5'-phosphate (hereinafter, PAP) is generated and the sulfate group of p-nitrophenyl sulfate is enzymatically transferred to PAP, thereby regenerating PAPS and enzymatic sulfation of the polysaccharide proceeds (PTL 6 and NPL 3).

PTL 1; WO2012/057336PTL 1; WO2012/057336 PTL 2: JP-A-2012-201665PTL 2: JP-A-2012-201665 PTL 3: JP-A-H5-137588PTL 3: JP-A-H5-137588 PTL 4: 일본 특허 제 4505011호PTL 4: Japanese Patent No. 4505011 PTL 5: 일본 특허 제 5830464호PTL 5: Japanese Patent No. 5830464 PTL 6: 미국 특허 제8771995호PTL 6: US Patent No. 8771995 PTL 7: WO2018/048973PTL 7: WO2018/048973 PTL 8: WO2020/013346PTL 8: WO2020/013346

NPL 1: Glycobiology vol. 21, no. 6, pp. 771-780, 2011NPL 1: Glycobiology vol. 21, no. 6, p. 771-780, 2011 NPL 2: Biosci. Biotechnol. Biochem. 65 (3), 644-650, 2001NPL 2: Biosci. Biotechnol. Biochem. 65 (3), 644-650, 2001 NPL 3: Carbohydrate Polymers 122 (2015) 399-407NPL 3: Carbohydrate Polymers 122 (2015) 399-407 NPL 4: Advanced Drug Delivery Reviews 97 (2016) 237-249NPL 4: Advanced Drug Delivery Reviews 97 (2016) 237-249 NPL 5: Metabolic Engineering 27 (2015) 92-100NPL 5: Metabolic Engineering 27 (2015) 92-100 NPL 6: Biotechnology and Bioengineering 115 (2018) 1561-1570NPL 6: Biotechnology and Bioengineering 115 (2018) 1561-1570

NPL 1과 PTL 1 및 2에 기재된 종래의 PAPS 제조 방법은 각각 원료로서 ATP 및 AMP와 같은 비교적 고가의 뉴클레오티드를 사용하고, 세균을 배양한 후 세균 세포를 분리하고 초음파 처리 등에 의해 세균 세포를 파괴하고 원심분리함으로써 제조되는 효소 또는 조효소를 사용한다. 따라서, 이러한 방법들을 산업적 규모로 수행하는 것은 쉽지 않다. Conventional PAPS production methods described in NPL 1 and PTL 1 and 2 each use relatively expensive nucleotides such as ATP and AMP as raw materials, culture bacteria, separate bacterial cells, destroy bacterial cells by ultrasonic treatment, etc. Enzymes or coenzymes produced by centrifugation are used. Therefore, it is not easy to carry out these methods on an industrial scale.

반면, 상술한 바와 같이, PAPS의 제조를 위해 원료로서 ATP 또는 AMP를 사용하는 정제된 효소 또는 조효소를 사용하는 방법이 알려져 있지만, 미생물 자체를 사용하여 PAPS를 제조하는 예는 알려져 있지 않다. 또한, 상술한 바와 같이 PAPS는 매우 불안정한 화합물이며, 종래 기술에서는 조효소가 사용되는 경우에 효소를 오염시키는 활성을 열 처리에 의해 억제하는 것과 같은 복잡한 단계가 수행된다.On the other hand, as described above, although methods using purified enzymes or coenzymes using ATP or AMP as raw materials for the production of PAPS are known, examples of producing PAPS using microorganisms themselves are not known. In addition, as described above, PAPS is a very unstable compound, and in the prior art, when a coenzyme is used, complicated steps such as inhibiting the activity contaminating the enzyme by heat treatment are performed.

상기 사항을 고려하면, 숙주로서 코리네박테리움 속의 세균에서 ATP 설퍼릴라제 및 APS 키나제를 단순히 발현시킴으로써 산업적으로 ATP를 제조하는 방법과 유사한 방법으로 PAPS를 제조할 수 있다고 예측하기는 어렵다. 이는 에스케리키아 콜라이의 경우와 마찬가지로, 코리네박테리움 속도 PAPS의 분해와 관련된 일부 효소를 갖기 때문이다. Considering the above, it is difficult to predict that PAPS can be produced by a method similar to the method of industrially producing ATP by simply expressing ATP sulfurylase and APS kinase in a bacterium of the genus Corynebacterium as a host. This is because, as in the case of Escherichia coli, Corynebacterium rates have some enzymes involved in the degradation of PAPS.

또한, 상술한 바와 같이, 다당류를 효소적으로 황산화하는 종래의 방법은 황산화 효소를 발현하는 미생물을 배양한 후, 수집 및 초음파 처리 등을 수행하여 생성되는 세포 용해물로부터 정제된 복수의 황산화 효소를 사용한다. 이들 방법은 산업적 규모로 구현하기가 쉽지 않았다. 또한 원료로서 고가의 PAPS 및 p-니트로페닐 설페이트가 요구되었다.In addition, as described above, in the conventional method of enzymatically sulfating polysaccharides, a plurality of sulfuric acids purified from cell lysates produced by culturing microorganisms expressing sulfating enzymes, collecting and ultrasonicating, etc. use enzymes These methods were not easy to implement on an industrial scale. In addition, expensive PAPS and p-nitrophenyl sulfate were required as raw materials.

따라서, 본 발명의 목적은 황산마그네슘과 같은 저렴한 원료의 혼합 시 미생물 또는 이의 처리물의 대사 활성을 이용하는 PAPS 생산/재생 시스템을 황산화 효소를 발현하는 미생물 또는 이의 처리물 또는 추출물과 반응시켜 황산화된 다당류를 용이하게 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 저렴한 원료로부터 PAPS를 제조하는 실용적인 방법을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to react a PAPS production / regeneration system using the metabolic activity of microorganisms or their processed products when mixing inexpensive raw materials such as magnesium sulfate with microorganisms expressing sulfate enzymes or their processed products or extracts to produce sulfated It is to provide a method for easily producing polysaccharides. Another object of the present invention is to provide a practical method for producing PAPS from inexpensive raw materials.

본 발명의 발명자들은 다음의 발견 (1) 및 (2)에 기초하여 본 발명을 완성하였다. The inventors of the present invention completed the present invention based on the following findings (1) and (2).

(1) PAPS는, 숙주로서 ATP 생산능을 갖는 코리네박테리움 속의 세균을 사용하는 재조합 DNA 기술에 의해 ATP 설퍼릴라제 및 APS 키나제 활성이 향상된 균주를 배양하고 계면활성제 등으로 그에 대해 막 투과성을 부여하고 글루코스 및 아데닌과 같은 원료를 첨가함으로써 관련 분야의 방법에 비해 보다 쉽고 저렴하게 제조될 수 있다.(1) PAPS cultivates strains with improved ATP sulfurylase and APS kinase activities by recombinant DNA technology using bacteria of the genus Corynebacterium having ATP-producing ability as a host, and membrane permeability thereof with a surfactant or the like It can be produced more easily and inexpensively than methods in the related art by adding raw materials such as glucose and adenine.

(2) 황산화된 다당류는, (1)에 기재된 ATP 설퍼릴라제 및 APS 키나제 활성이 향상된 균주를 PAPS 생산/재생 반응을 책임지는 미생물 세균 세포로서 사용하고 에피머라제 및/또는 황산화 효소를 발현하는 원핵생물에 속하는 미생물에 막 투과성을 부여하고 혼합 반응을 수행함으로써, 효소 정제 또는 PAPS 첨가 없이 세균 세포 및 황산마그네슘과 같은 저렴한 원료를 사용하여 제조될 수 있다. (2) For sulfated polysaccharides, the strains with improved ATP sulfurylase and APS kinase activities described in (1) are used as microbial bacterial cells responsible for PAPS production/regeneration reactions, and epimerase and/or sulfation enzymes are used. By imparting membrane permeability to microorganisms belonging to expressing prokaryotes and performing a mixing reaction, it can be produced using bacterial cells and inexpensive raw materials such as magnesium sulfate without enzymatic purification or addition of PAPS.

즉, 본 발명은 다음과 같다. That is, the present invention is as follows.

1. 하기 단계 (1-1) 및 (1-2)를 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법: 1. A method for producing a sulfated polysaccharide comprising the following steps (1-1) and (1-2):

(1-1) 발현 가능한 방식으로 도입된, ATP 설퍼릴라제를 코딩하는 유전자 및 APS 키나제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 코리네박테리움 속의 세균의 형질전환체(a) 또는 형질전환체(a)의 처리물을 제조하는 단계; 및 (1-1) A bacterial transformant (a) or transformant of the genus Corynebacterium, which contains at least a gene encoding ATP sulfurylase and a gene encoding APS kinase, introduced in an expressible manner ( preparing the treated product of a); and

(1-2) ATP 또는 ATP 공급원, 황산 이온 공급원 및 형질전환체(a) 또는 이의 처리물을 함유하는 반응 용액을 사용하여 PAPS를 제조하기 위한 반응을 수행하는 단계.(1-2) A step of carrying out a reaction for producing PAPS using a reaction solution containing ATP or an ATP source, a sulfate ion source, and a transformant (a) or a processed product thereof.

2. 1에 있어서, 하기 단계 (2-1) 및 (2-2)를 추가로 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법:2. The method for producing a sulfated polysaccharide according to 1, further comprising the following steps (2-1) and (2-2):

(2-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 C5-에피머라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(b) 또는 형질전환체(b)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및 (2-1) Transformants (b) or processed products or extracts of transformants (b) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding C5-epimerase introduced in an expressible manner manufacturing; and

(2-2) 형질전환체(b) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 C5-에피머화를 수행하는 단계.(2-2) Incorporating the transformant (b) or a treated product or extract thereof into a reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to perform C5-epimerization.

3. 1 또는 2에 있어서, 발현 가능한 방식으로 도입된 설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 포함하는 형질전환체 또는 상기 형질전환체의 처리물 또는 추출물에 의해 황산화를 수행하는 단계를 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법.3. Sulfuric acid according to 1 or 2, comprising the step of performing sulfation with a transformant containing a gene encoding a sulfotransferase introduced in an expressible manner or a treated product or extract of the transformant. Methods for preparing polysaccharides.

4. 3에 있어서, 하기 단계 (3-1) 및 (3-2)를 추가로 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법:4. The method for producing a sulfated polysaccharide according to 3, further comprising the following steps (3-1) and (3-2):

(3-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 2-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(c) 또는 형질전환체(c)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및(3-1) a transformant (c) of a microorganism belonging to a prokaryote or a processed product of a transformant (c), which contains at least a gene encoding 2-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner; preparing an extract; and

(3-2) 형질전환체(c) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 2-O-황산화를 수행하는 단계. (3-2) Incorporating the transformant (c) or a treated product or extract thereof into a reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to perform 2-O-sulfation.

5. 3 또는 4에 있어서, 하기 단계 (3'-1) 내지 (3'-3)을 추가로 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법:5. The method for producing a sulfated polysaccharide according to 3 or 4, further comprising the following steps (3'-1) to (3'-3):

(3'-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 C5-에피머라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(b) 또는 형질전환체(b)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; (3'-1) Transformants (b) or processed products or extracts of transformants (b) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding C5-epimerase introduced in an expressible manner Preparing;

(3'-2) 발현 가능한 방식으로 도입된 2-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(c) 또는 형질전환체(c)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및 (3'-2) Transformants (c) or treated products of transformants (c) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding 2-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner or preparing an extract; and

(3'-3) 형질전환체(b) 또는 이의 처리물 또는 추출물, 및 형질전환체(c) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 C5-에피머화 및 2-O-황산화를 수행하는 단계.(3'-3) Transformant (b) or its processed product or extract, and transformant (c) or its processed product or extract were incorporated into the reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to form C5-epi performing merization and 2-O-sulfation.

6. 3 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 하기 단계 (4-1) 및 (4-2)를 추가로 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법: 6. The method for producing a sulfated polysaccharide according to any one of 3 to 5, further comprising the following steps (4-1) and (4-2):

(4-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 6-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(d) 또는 형질전환체(d)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및 (4-1) Transformants (d) or treated products of transformants (d) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding 6-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner, or preparing an extract; and

(4-2) 형질전환체(d) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 6-O-황산화를 수행하는 단계.(4-2) A step of incorporating the transformant (d) or a treated product or extract thereof into a reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to perform 6-O-sulfation.

7. 3 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 하기 단계 (5-1) 및 (5-2)를 추가로 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법: 7. The method for producing a sulfated polysaccharide according to any one of 3 to 6, further comprising the following steps (5-1) and (5-2):

(5-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 3-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(e) 또는 형질전환체(e)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및 (5-1) Transformants (e) or treated products of transformants (e) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding 3-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner, or preparing an extract; and

(5-2) 형질전환체(e) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 3-O-황산화를 수행하는 단계.(5-2) Incorporating the transformant (e) or a treated product or extract thereof into a reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to perform 3-O-sulfation.

8. 황산화된 다당류의 제조 방법으로서, 8. As a method for producing sulfated polysaccharides,

발현 가능한 방식으로 도입된, ATP 설퍼릴라제를 코딩하는 유전자 및 APS 키나제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 코리네박테리움 속의 세균의 형질전환체(a) 또는 형질전환체(a)의 처리물과, 하기로부터 선택된 적어도 하나를, ATP 또는 ATP 공급원, 황산 이온 공급원 및 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 황산화된 다당류를 생성하는 단계를 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법:Transformant (a) or treatment of transformant (a) of a bacterium of the genus Corynebacterium comprising at least a gene encoding ATP sulfurylase and a gene encoding APS kinase, introduced in an expressible manner And, incorporating at least one selected from the following into a reaction solution in the presence of ATP or an ATP source, a sulfate ion source, and N-sulfoheparoic acid to produce a sulfated polysaccharide, wherein the production of a sulfated polysaccharide Way:

발현 가능한 방식으로 도입된 C5-에피머라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(b) 또는 형질전환체(b)의 처리물 또는 추출물,Transformants (b) or treated products or extracts of transformants (b) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding C5-epimerase introduced in an expressible manner;

발현 가능한 방식으로 도입된 2-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(c) 또는 형질전환체(c)의 처리물 또는 추출물,Transformants (c) or processed products or extracts of transformants (c) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding 2-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner;

발현 가능한 방식으로 도입된 6-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(d) 또는 형질전환체(d)의 처리물 또는 추출물, 및 A transformant (d) or a treated product or extract of a transformant (d) of a microorganism belonging to a prokaryote, which contains at least a gene encoding 6-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner, and

발현 가능한 방식으로 도입된 3-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(e) 또는 형질전환체(e)의 처리물 또는 추출물.A transformant (e) or a treated product or extract of a transformant (e) of a microorganism belonging to a prokaryote, which contains at least a gene encoding 3-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner.

9. 7에 있어서, 형질전환체(a) 또는 이의 처리물, 및 형질전환체(b) 내지 (e) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 ATP 또는 ATP 공급원, 황산 이온 공급원 및 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 황산화된 다당류를 생성하는 단계를 추가로 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법.9. The transformant (a) or the treated product thereof, and the transformants (b) to (e) or the treated product or extract thereof according to 9. 7 are ATP or an ATP source, a sulfate ion source, and N-sulfoheparoic acid A method for producing a sulfated polysaccharide, further comprising the step of generating a sulfated polysaccharide by incorporating into the reaction solution in the presence of

10. 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 헤파린을 제조하기 위한 것인 황산화된 다당류의 제조 방법.10. The method for producing a sulfated polysaccharide according to any one of 1 to 9, which is for producing heparin.

11. 하기 단계 (i) 및 (ii)를 포함하는, PAPS의 제조 방법:11. A method for preparing PAPS, comprising the following steps (i) and (ii):

(i) 발현 가능한 방식으로 도입된, ATP 설퍼릴라제를 코딩하는 유전자 및 APS 키나제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 코리네박테리움 속의 세균의 형질전환체 또는 상기 형질전환체의 처리물을 제조하는 단계; 및 (i) Preparation of a bacterial transformant of the genus Corynebacterium or a treatment of the transformant, comprising at least a gene encoding ATP sulfurylase and a gene encoding APS kinase, introduced in an expressible manner doing; and

(ii) ATP 또는 ATP 공급원, 황산 이온 공급원, 및 단계 (i)에서 제조된 형질전환체 또는 이의 처리물을 함유하는 반응 용액을 사용하여 PAPS를 제조하기 위한 반응을 수행하는 단계.(ii) carrying out a reaction for producing PAPS using a reaction solution containing ATP or an ATP source, a sulfate ion source, and the transformant prepared in step (i) or a processed product thereof.

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법에 따르면, 황산화된 다당류는 미생물의 대사 활성을 이용하는 PAPS 생산/재생 시스템 및 황산화 효소를 발현하는 미생물 또는 이의 처리물 또는 추출물을 이용하여 쉽고 저렴하게 제조될 수 있다. 또한, 본 발명의 PAPS의 제조 방법에 따르면, PAPS는 미생물 또는 이의 처리물의 대사 활성을 이용하여 쉽고 저렴하게 제조될 수 있다. 게다가, 본 발명의 방법에서 코리네박테리움 속을 사용함으로써, PAPS의 분해를 피하기 위해 복잡한 방식으로 유전자를 변형할 필요가 없다.According to the method for producing sulfated polysaccharide of the present invention, sulfated polysaccharide is easily and inexpensively produced by using a PAPS production/regeneration system using the metabolic activity of microorganisms and microorganisms expressing sulfate enzymes or processed products or extracts thereof. It can be. In addition, according to the method for producing PAPS of the present invention, PAPS can be easily and inexpensively produced by using the metabolic activity of microorganisms or their processed products. Moreover, by using the genus Corynebacterium in the method of the present invention, it is not necessary to modify the gene in a complex way to avoid degradation of PAPS.

[도 1] 도 1은 에스케리키아 콜라이 K5 균주의 염색체 상의 헤파로산 합성 유전자 클러스터의 개략도를 도시한다.
[도 2] 도 2는 헤파로산 생산에 관여하는 효소의 개략도를 도시한다.
[도 3] 도 3은 헤파로산 생합성 경로의 개략도를 도시한다.
[도 4] 도 4는 N-설포헤파로산의 2-O-황산화 반응 시험에서 반응 용액의 상청액에 함유된 PAPS 농도의 시간-의존적 변화를 나타내는 그래프이다.
[도 5] 도 5는 N-설포헤파로산의 2-O-황산화 반응 시험에서 불포화 이당류 HPLC 분석에서의 델타-UA, 2S-GlcNS의 면적비의 시간-의존적 변화를 나타내는 그래프이다.
[도 6] 도 6은 2-O-황산화 N-설포헤파로산의 6-O-황산화 반응 시험에서 반응 용액의 상청액에 함유된 PAPS 농도의 시간-의존적 변화를 나타내는 그래프이다.
[도 7] 도 7은 2-O-황산화 N-설포헤파로산의의 6-O-황산화 반응 시험에서 불포화 이당류 HPLC 분석에서의 델타-UA, 2S-GlcN, 6S의 면적비의 시간-의존적 변화를 나타내는 그래프이다.
[도 8] 도 8은 2-O-황산화된 N-설포헤파로산의 6-O-위치 및 3-O-위치 황산화 반응 시험에서 반응 용액의 상청액에 함유된 PAPS 농도의 시간-의존적 변화를 나타내는 그래프이다.
[도 9] 도 9는 PAPS 생산 시험에서 반응 용액의 상청액에 함유된 PAPS 농도의 시간-의존적 변화를 나타내는 그래프이다.
[Figure 1] Figure 1 shows a schematic diagram of the heparoic acid synthesis gene cluster on the chromosome of Escherichia coli K5 strain.
[Figure 2] Figure 2 shows a schematic diagram of enzymes involved in heparoic acid production.
[Figure 3] Figure 3 shows a schematic diagram of the heparoic acid biosynthetic pathway.
[Fig. 4] Fig. 4 is a graph showing the time-dependent change in PAPS concentration contained in the supernatant of the reaction solution in the 2-O-sulfation reaction test of N-sulfoheparoic acid.
[Fig. 5] Fig. 5 is a graph showing the time-dependent change in the area ratio of delta-UA and 2S-GlcNS in the HPLC analysis of unsaturated disaccharides in the 2-O-sulfation reaction test of N-sulfoheparoic acid.
[Figure 6] Figure 6 is a graph showing the time-dependent change in PAPS concentration contained in the supernatant of the reaction solution in the 6-O-sulfation reaction test of 2-O-sulfated N-sulfoheparoic acid.
[Figure 7] Figure 7 shows the time-of area ratios of delta-UA, 2S-GlcN, and 6S in HPLC analysis of unsaturated disaccharides in the 6-O-sulfation reaction test of 2-O-sulfated N-sulfoheparoic acid. It is a graph showing the dependent change.
[Figure 8] Figure 8 is a time-dependent analysis of the PAPS concentration contained in the supernatant of the reaction solution in the 6-O-position and 3-O-position sulfuration reaction test of 2-O-sulfated N-sulfoheparoic acid. It is a graph showing change.
[Figure 9] Figure 9 is a graph showing the time-dependent change of the PAPS concentration contained in the supernatant of the reaction solution in the PAPS production test.

<형질전환체><Transformant>

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법은 1) PAPS 공급/재생의 단계가 세균세포를 이용한 반응에 의해 수행됨을 특징으로 한다. 본 발명의 방법에서, 바람직하게는, 2) C5-에피머화, 3) 2-O-황산화, 4) 6-O-황산화 및 5) 3-O-황산화의 단계 중 적어도 하나도 세균 세포를 이용한 반응에 의해 수행된다. 이하, 각 반응에 사용되는 형질전환체(a) 내지 (e)를 설명할 것이다.The method for producing sulfated polysaccharide of the present invention is characterized in that 1) the step of supplying/reproducing PAPS is performed by a reaction using bacterial cells. In the method of the present invention, preferably, at least one of the steps of 2) C5-epimerization, 3) 2-O-sulfation, 4) 6-O-sulfation and 5) 3-O-sulfation is carried out in bacterial cells. It is carried out by a reaction using Hereinafter, transformants (a) to (e) used in each reaction will be described.

<<형질전환체(a): PAPS의 공급/재생>><<Transformant (a): supply/regeneration of PAPS>>

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법에서, PAPS의 공급/재생은 발현 가능한 방식으로 도입된, ATP 설퍼릴라제를 코딩하는 유전자 및 APS 키나제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 코리네박테리움 속에 속하는 미생물의 형질전환체(a) 또는 형질전환체(a)의 처리물을 이용하여 수행된다.In the production method of the sulfated polysaccharide of the present invention, the supply/regeneration of PAPS is introduced in an expressible manner into Corynebacterium genus, which contains at least a gene encoding ATP sulfurylase and a gene encoding APS kinase. It is performed using a transformant (a) or a treated product of the transformant (a) of a microorganism to which it belongs.

코리네박테리움 속의 박테리아 종의 예는 코리네박테리움 암모니아게네스, 코리네박테리움 아세토아시도필룸(Corynebacterium acetoacidophilum), 코리네박테리움 아세토글루타미쿰(Corynebacterium acetoglutamicum), 코리네박테리움 알카놀리티쿰(Corynebacterium alkanolyticum), 코리네박테리움 칼루나에(Corynebacterium callunae), 코리네박테리움 크레나툼(Corynebacterium crenatum) 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum), 코리네박테리움 릴리움(Corynebacterium lilium), 코리네박테리움 멜라세콜라(Corynebacterium melassecola), 코리네박테리움 써모아미노게네스(Corynebacterium thermoaminogenes)(코리네박테리움 이피션스(Corynebacterium efficiens)) 및 코리네박테리움 헤르쿨리스(Corynebacterium herculis)를 포함한다.Examples of bacterial species of the genus Corynebacterium are Corynebacterium ammoniagenes, Corynebacterium acetoacidophilum, Corynebacterium acetoglutamicum , Corynebacterium alkanoli Ticum ( Corynebacterium alkanolyticum ), Corynebacterium callunae ( Corynebacterium callunae ), Corynebacterium crenatum ( Corynebacterium crenatum ) Corynebacterium glutamicum ( Corynebacterium glutamicum ), Corynebacterium lilium ( Corynebacterium lilium ) , Corynebacterium melassecola , Corynebacterium thermoaminogenes ( Corynebacterium efficiens ) and Corynebacterium herculis ( Corynebacterium herculis ) include

코리네박테리움 속의 균주의 예는 코리네박테리움 암모니아게네스(코리네박테리움 스테셔니스(Corynebacterium stationis)) ATCC 6871 및 ATCC 6872, 코리네박테리움 아세토아시도필룸 ATCC 13870, 코리네박테리움 아세토글루타미쿰 ATCC 15806, 코리네박테리움 알카놀리티쿰 ATCC 21511, 코리네박테리움 칼루나에 ATCC 15991, 코리네박테리움 크레나툼 AS1.542, 코리네박테리움 글루타미쿰 ATCC 13020, ATCC 13032, ATCC 13060, ATCC 13869 및 FERM BP-734, 코리네박테리움 릴리움 ATCC 15990, 코리네박테리움 멜라세콜라 ATCC 17965, 코리네박테리움 이피션스(코리네박테리움 써모아미노게네스) AJ12340 (FERM BP-1539), 코리네박테리움 헤르쿨리스 ATCC 13868, 브레비박테리움 디바리카툼(Brevibacterium divaricatum)(코리네박테리움 글루타미쿰) ATCC 14020, 브레비박테리움 플라붐(Brevibacterium flavum)(코리네박테리움 글루타미쿰) ATCC 13826, ATCC 14067, 및 AJ12418(FERM BP-2205) 및 브레비박테리움 락토퍼멘툼(Brevibacterium lactofermentum)(코리네박테리움 글루타미쿰) ATCC 13869를 포함한다.Examples of strains of the genus Corynebacterium include Corynebacterium ammoniagenes ( Corynebacterium stationis ) ATCC 6871 and ATCC 6872, Corynebacterium acetoacidophilum ATCC 13870, Corynebacterium Acetoglutamicum ATCC 15806, Corynebacterium alkanoliticum ATCC 21511, Corynebacterium calunaae ATCC 15991, Corynebacterium crenatum AS1.542, Corynebacterium glutamicum ATCC 13020, ATCC 13032, ATCC 13060, ATCC 13869 and FERM BP-734, Corynebacterium Lilium ATCC 15990, Corynebacterium melasecol ATCC 17965, Corynebacterium efficiency (Corynebacterium thermoaminogenes) AJ12340 (FERM BP -1539), Corynebacterium herculis ATCC 13868, Brevibacterium divaricatum (Corynebacterium glutamicum) ATCC 14020, Brevibacterium flavum (Corynebacterium flavum) glutamicum) ATCC 13826, ATCC 14067, and AJ12418 (FERM BP-2205) and Brevibacterium lactofermentum (Corynebacterium glutamicum) ATCC 13869.

코리네박테리움 속에 속하는 세균은 또한 종래에는 브레비박테리움 속으로 분류되었지만 현재는 코리네박테리움 속에 통합된 세균을 포함한다(Int. J. Syst. Bacteriol., 41, 255 (1991)). 또한, 코리네박테리움 스테셔니스는 또한 종래에는 코리네박테리움 암모니아게네스로 분류되었으나 현재는 16S rRNA 뉴클레오티드 서열 분석 등에 의해 코리네박테리움 스테셔니스로 재분류된 세균을 포함한다[Int. J Syst. Evol. Microbiol., 60, 874-879 (2010)].Bacteria belonging to the genus Corynebacterium also include bacteria previously classified in the genus Brevibacterium but now incorporated into the genus Corynebacterium (Int. J. Syst. Bacteriol., 41, 255 (1991)). In addition, Corynebacterium stethosis also includes bacteria conventionally classified as Corynebacterium ammoniagenes, but now reclassified as Corynebacterium stethosis by 16S rRNA nucleotide sequence analysis or the like [Int. J Syst. Evol. Microbiol., 60, 874-879 (2010)].

이들 균주는 예를 들어 아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션(American Type Culture Collection)(주소: 미국 20852 메릴랜드주 록빌 파크론 드라이브 12301, 사서함 1549, 버지니아주 20108 마나사스)으로부터 입수 가능하다. 즉, 각 균주마다 등록번호가 부여되고, 이 등록번호를 이용하여 균주를 취득할 수 있다(https://www.atcc.org/ 참조). 각 균주에 해당하는 등록 번호는 아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션의 카탈로그에 설명되어 있다. 또한, 이들 균주는 예를 들어 각 균주가 기탁된 기탁기관으로부터 입수할 수 있다. 코리네박테리움 속의 세균은 야생형 균주, 이의 돌연변이 균주 또는 인공 재조합체일 수 있다. These strains are available, for example, from the American Type Culture Collection, 12301 Park Lawn Drive, Rockville, Md. 20852, P.O. Box 1549, Manassas, Va. 20108 USA. That is, a registration number is assigned to each strain, and the strain can be obtained using the registration number (see https://www.atcc.org/). The registration number corresponding to each strain is described in the catalog of the American Type Culture Collection. In addition, these strains can be obtained, for example, from the depository institution where each strain is deposited. Bacteria of the genus Corynebacterium may be wild-type strains, mutant strains thereof, or artificial recombinants thereof.

본 발명에서, ATP 설퍼릴라제를 코딩하는 유전자 및 APS 키나제를 코딩하는 유전자는 발현 가능한 방식으로 코리네박테리움 속의 세균에 도입된다. In the present invention, the gene encoding ATP sulfurylase and the gene encoding APS kinase are introduced into a bacterium of the genus Corynebacterium in an expressible manner.

ATP 설퍼릴라제는 하기 반응식에 의해 설페이트로부터 아데노신 5'-포스포설페이트(APS)를 생성한다.ATP sulfurylase generates adenosine 5'-phosphosulfate (APS) from sulfate by the following reaction scheme.

[반응식 1][Scheme 1]

Figure pct00001
Figure pct00001

(상기 식에서, ATP는 아데노신 5'-트리포스페이트를 나타낸다.)(In the above formula, ATP represents adenosine 5'-triphosphate.)

ATP 설퍼릴라제의 일 양상은 MET3이다. ATP 설퍼릴라제의 기원은 특별히 제한되지 않고, 이의 예는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 캔디다 알비칸스(Candida albicans), 쉬조사카로마이세스 폼베(Shizosaccharomyces pombe), 야로위아 리폴리티카(Yarrowia lipolytica), 뉴로스포라 크라싸(Neurospora crassa), 페니실리움 크리소게눔(Penicillium chrysogenum), 클루이베로마이세스 락티스(Kluyveromyces lactis), 푸사리움 푸지쿠로이(Fusarium fujikuroi), 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 또는 아시비아 고시피이(Ashbya gossypii)로부터 유래된 ATP 설퍼릴라제를 포함하며, 그 중에서도 사카로마이세스 세레비지애로부터 유래된 ATP 설퍼릴라제가 바람직하다.One aspect of ATP sulfurylase is MET3. The origin of ATP sulfurylase is not particularly limited, examples thereof include Saccharomyces cerevisiae , Candida albicans , Shizosaccharomyces pombe , Yarrowia lipopoly Tika ( Yarrowia lipolytica ), Neurospora crassa , Penicillium chrysogenum , Kluyveromyces lactis , Fusarium fujikuroi , Aspergillus ATP sulfurylase derived from Aspergillus oryzae or Ashbya gossypii is included, and among these, ATP sulfurylase derived from Saccharomyces cerevisiae is preferred.

ATP 설퍼릴라제를 코딩하는 유전자의 예는 서열번호 22에 나타낸 뉴클레오티드 서열을 포함한다. 이의 예는 ATP 설퍼릴라제 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하고 서열번호 22에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 95% 이상 및 특히 바람직하게는 98% 이상 동일한 뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA; 및 ATP 설퍼릴라제 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하고 서열번호 22에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 엄격한 조건 하에 혼성화하는 뉴클레오티드 서열 또는 상기 뉴클레오티드 서열에 상보적인 뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA를 추가로 포함한다. 용어 "엄격한 조건"은 소위 특이적 하이브리드가 형성되고 비특이적 하이브리드가 형성되지 않는 조건을 지칭한다. 이의 예는 보다 높은 수준에서 서로 동일한 DNA, 예를 들어 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 보다 바람직하게는 95% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 97% 이상 및 특히 바람직하게는 99% 이상 서로 동일한 DNA가 서로 혼성화하고 보다 낮은 수준에서 서로 동일한 DNA가 서로 혼성화하지 않는 조건; 또는 세척이 60℃, 1 x SSC 및 0.1% SDS, 바람직하게는 60℃, 0.1 x SSC 및 0.1% SDS, 및 보다 바람직하게는 68℃, 0.1 x SSC 및 0.1% SDS에 상응하는 염 농도 및 온도에서 1회, 바람직하게는 2 내지 3회 수행되는, 표준 서던 혼성화에서 세척을 위한 조건인 조건을 포함한다.An example of a gene encoding ATP sulfurylase includes the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 22. An example thereof is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more and particularly preferably 95% or more and particularly preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 90% or more of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 22 that encodes a polypeptide having ATP sulfurylase activity. DNA comprising nucleotide sequences that are at least 98% identical; and DNA comprising a nucleotide sequence encoding a polypeptide having ATP sulfurylase activity and hybridizing under stringent conditions to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 22 or a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence. The term “stringent conditions” refers to conditions under which so-called specific hybrids are formed and non-specific hybrids are not formed. Examples thereof are DNAs that are identical to each other at a higher level, for example, 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, even more preferably 97% or more and particularly preferably 99% or more of each other. conditions in which identical DNAs hybridize to each other and, at a lower level, identical DNAs to each other do not hybridize to each other; or a salt concentration and temperature where the wash corresponds to 60°C, 1 x SSC and 0.1% SDS, preferably 60°C, 0.1 x SSC and 0.1% SDS, and more preferably 68°C, 0.1 x SSC and 0.1% SDS. It includes conditions that are conditions for washing in a standard Southern hybridization, which is performed once, preferably 2 to 3 times in .

형질전환체에서의 ATP 설퍼릴라제 활성은 형질전환체의 세포 추출액에서 ATP 설퍼릴라제 활성 값의 증가에 의해 확인된다. ATP 설퍼릴라제 활성은 문헌[[Medina DC et al., Temperature effects on the allosteric transition of ATP sulfurylase from Penicillium chrysogenum. Arch. Biochem. Biophys. 1; 393 (1): 51-60 (2001)]에 설명된 방법에 의해 확인될 수 있다.ATP sulfurylase activity in the transformant is confirmed by an increase in the ATP sulfurylase activity value in the cell extract of the transformant. ATP sulfurylase activity is described by Medina DC et al., Temperature effects on the allosteric transition of ATP sulfurylase from Penicillium chrysogenum. Arch. Biochem. Biophys. One; 393 (1): 51-60 (2001).

본 발명에서 동일성에 관한 수치는 달리 특정되지 않는 한 당업자에게 알려진 상동성 검색 프로그램을 이용하여 계산된 수치일 수 있다. 뉴클레오티드 서열에 대한 수치의 예는 BLAST[J. Mol. Biol., 215, 403 (1990)]의 디폴트 파라미터를 사용하여 계산된 수치를 포함하며, 아미노산 서열에 대한 수치의 예는 BLAST2[Nucleic Acids Res., 25, 3389(1997), Genome Res., 7, 649 (1997), http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Education/BLASTinfo/information3.htmL]의 디폴트 파라미터를 사용하여 계산된 수치를 포함한다. In the present invention, unless otherwise specified, numerical values related to identity may be numerical values calculated using a homology search program known to those skilled in the art. Examples of numerical values for nucleotide sequences are BLAST [J. Mol. Biol., 215, 403 (1990)], examples of numerical values for amino acid sequences include BLAST2 [Nucleic Acids Res., 25, 3389 (1997), Genome Res., 7 , 649 (1997), http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Education/BLASTinfo/information3.htmL].

APS 키나제는 하기 반응식에 따라 APS로부터 PAPS를 생성한다.APS kinase generates PAPS from APS according to the reaction scheme below.

[반응식 2][Scheme 2]

Figure pct00002
Figure pct00002

(상기 식에서, ADP는 아데노신 5'-디포스페이트를 나타낸다.)(In the above formula, ADP represents adenosine 5'-diphosphate.)

APS 키나제의 일 양상은 MET14를 포함한다. APS 키나제의 유래는 특별히 제한되지 않고, 이의 예는 사카로마이세스 세레비지애, 캔디다 알비칸스, 쉬조사카로마이세스 폼베, 야로위아 리폴리티카, 뉴로스포라 크라싸, 페니실리움 크리소게눔, 클루이베로마이세스 락티스, 푸사리움 푸지쿠로이, 아스퍼질러스 오리재 또는 아시비아 고시피이로부터 유래된 APS 키나제를 포함하며, 그 중에서도 사카로마이세스 세레비지애로부터 유래된 APS 키나제가 바람직하다.One aspect of APS kinase includes MET14. The origin of APS kinase is not particularly limited, and examples thereof are Saccharomyces cerevisiae, Candida albicans, Shizoscharomyces pombe, Yarrowia lipolytica, Neurospora crassa, Penicillium chrysogenum , including APS kinases derived from Kluyveromyces lactis, Fusarium fujicuroi, Aspergillus duckweed or Asiatic gossipii, among which APS kinases derived from Saccharomyces cerevisiae are preferred. .

APS 키나제를 코딩하는 유전자의 예는 서열번호 23에 나타낸 뉴클레오티드 서열을 포함한다. 이의 예는 추가로 APS 키나제 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하고 서열번호 23에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 95% 이상 및 특히 바람직하게는 98% 이상 동일한 뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA; 및 APS 키나제 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하고 서열번호 23에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 엄격한 조건 하에 혼성화하는 뉴클레오티드 서열 또는 상기 뉴클레오티드 서열에 상보적인 뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA를 추가로 포함한다.An example of a gene encoding APS kinase includes the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO:23. An example thereof further encodes a polypeptide having APS kinase activity and is preferably at least 80%, more preferably at least 90%, even more preferably at least 95% and particularly preferably at least 95% identical to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 23. DNA comprising nucleotide sequences that are at least 98% identical; and DNA comprising a nucleotide sequence encoding a polypeptide having APS kinase activity and hybridizing under stringent conditions to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 23 or a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence.

형질전환체에서 APS 키나제 활성은 형질전환체의 세포 추출액에서 APS 키나제 활성 값의 증가에 의해 확인된다. APS 키나제 활성은 문헌[Renosto F. et al., Adenosine 5'-phosphosulfate kinase from Penicillium chrysogenum. Purification and kinetic characterization. J. Biol. Chem. 259 (4): 2113-2123 (1984)]에 설명된 방법에 의해 확인될 수 있다.APS kinase activity in the transformant is confirmed by an increase in the APS kinase activity value in the cell extract of the transformant. APS kinase activity is described by Renosto F. et al., Adenosine 5'-phosphosulfate kinase from Penicillium chrysogenum. Purification and kinetic characterization. J. Biol. Chem. 259 (4): 2113-2123 (1984).

ATP 설퍼릴라제를 코딩하는 유전자 및 APS 키나제를 코딩하는 유전자를 코리네박테리움 속의 세균 내로 도입하는 것은 상술한 DNA를 각각 숙주의 염색체에 혼입하거나 상술한 DNA를 숙주에서 증폭될 수 있는 적절한 플라스미드 벡터에 클로닝하고 벡터를 숙주 내로 도입함으로써 수행될 수 있다.Introducing the gene encoding ATP sulfurylase and the gene encoding APS kinase into a bacterium of the genus Corynebacterium involves either incorporating the above-described DNA into the host's chromosome or using an appropriate plasmid vector capable of amplifying the above-described DNA in the host. cloning and introducing the vector into the host.

플라스미드 벡터는 코리네박테리움 속의 세균에서 자율 복제 기능을 제어하는 유전자를 갖는 한 임의의 플라스미드 벡터일 수 있다. 이의 구체적 예는 브레비박테리움 락토퍼멘툼 2256[JP-A-S58-67699], [Miwa, K. et al., Cryptic plasmids in glutamic acid-producing bacteria. Agric. Biol. Chem. 48: 2901-2903 (1984)], 및 [Yamaguchi, R. et al., Determination of the complete nucleotide sequence of the Brevibacterium lactofermentum plasmid pAM330 and the analysis of its genetic information. Nucleic Acids Symp. Ser. 16: 265-267 (1985)]; pHM1519[Miwa, K. et al., Cryptic plasmids in glutamic acid-producing bacteria. Agric. Biol. Chem. 48: 2901-2903 (1984)] 및 코리네박테리움 글루타미쿰 ATCC 3058로부터 유래되는 pCRY30[Kurusu, Y. et al., Identification of plasmid partition function in coryneform bacteria. Appl. Environ. Microbiol. 57: 759-764 (1991)]; pCG4[JP-A-S57-183799] 및 [Katsumata, R. et al., Protoplast transformation of glutamate-producing bacteria with plasmid DNA. J. Bacteriol., 159: 306-311 (1984)], pAG1, pAG3, pAG14 및 pAG50[JP-A-S62-166890], 및 코리네박테리움 글루타미쿰 T250으로부터 유래되는 pEK0, pEC5, 및 pEKEx1[Eikmanns, B.J. et al., A family of Corynebacterium glutamicum/Escherichia coli shuttle vectors for cloning, controlled gene expression, and promoter probing. Gene, 102: 93-98 (1991)] 등을 포함한다.The plasmid vector may be any plasmid vector as long as it has a gene controlling autonomous replication function in bacteria of the genus Corynebacterium. Specific examples thereof are Brevibacterium lactofermentum 2256 [JP-A-S58-67699], [Miwa, K. et al., Cryptic plasmids in glutamic acid-producing bacteria. Agric. Biol. Chem. 48: 2901-2903 (1984)], and [Yamaguchi, R. et al., Determination of the complete nucleotide sequence of the Brevibacterium lactofermentum plasmid pAM330 and the analysis of its genetic information. Nucleic Acids Symp. Ser. 16: 265-267 (1985)]; pHM1519 [Miwa, K. et al., Cryptic plasmids in glutamic acid-producing bacteria. Agric. Biol. Chem. 48: 2901-2903 (1984)] and pCRY30 derived from Corynebacterium glutamicum ATCC 3058 [Kurusu, Y. et al., Identification of plasmid partition function in coryneform bacteria. Appl. Environ. Microbiol. 57: 759-764 (1991)]; pCG4 [JP-A-S57-183799] and [Katsumata, R. et al., Protoplast transformation of glutamate-producing bacteria with plasmid DNA. J. Bacteriol., 159: 306-311 (1984)], pAG1, pAG3, pAG14 and pAG50 [JP-A-S62-166890], and pEK0, pEC5, and pEKEx1 derived from Corynebacterium glutamicum T250. [Eikmanns, B.J. et al., A family of Corynebacterium glutamicum/Escherichia coli shuttle vectors for cloning, controlled gene expression, and promoter probing. Gene, 102: 93-98 (1991)];

프로모터는 숙주 또는 이종 프로모터로부터 유래된 프로모터일 수 있다. 이의 예는 코리네박테리움 글루타미쿰 R로부터 유래되는 글리세르알데히드 3-포스페이트 데하이드로게나제 A 유전자(gapA)의 프로모터 PgapA, 말레이트 데하이드로게나제 유전자(mdh)의 프로모터 Pmdh, 락테이트 데하이드로게나제 A 유전자(ldhA)의 프로모터 PldhA 등을 포함한다. The promoter may be a promoter derived from a host or a heterologous promoter. Examples thereof include promoter PgapA of glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase A gene (gapA) derived from Corynebacterium glutamicum R, promoter Pmdh of malate dehydrogenase gene (mdh), lactate dehydrogenase gene (mdh), and promoter PldhA of hydrogenase A gene (ldhA).

터미네이터의 예는 에스케리키아 콜라이 rRNA 오페론의 rrnB T1T2 터미네이터, 에스케리키아 콜라이의 trpA 터미네이터, 브레비박테리움 락토퍼멘툼의 trp 터미네이터 등을 포함한다.Examples of the terminator include the rrnB T1T2 terminator of the Escherichia coli rRNA operon, the trpA terminator of Escherichia coli, the trp terminator of Brevibacterium lactofermentum, and the like.

본 발명의 일 양상으로서, PAPS의 분해와 관련된 효소의 유전자 발현은 감쇠되지 않는다. PAPS의 분해와 관련된 효소의 유전자의 예는 cysQ 유전자 및 CP01850 유전자를 포함한다. 형질전환체(a)의 일 양상으로서, cysQ 유전자 및 CP01850 유전자로부터 선택된 적어도 하나의 유전자의 발현이 감쇠되지 않는다.As one aspect of the present invention, gene expression of enzymes involved in the degradation of PAPS is not attenuated. Examples of genes of enzymes involved in the degradation of PAPS include the cysQ gene and the CP01850 gene. As one aspect of the transformant (a), the expression of at least one gene selected from the cysQ gene and the CP01850 gene is not attenuated.

<<형질전환체(b): C5-에피머화>> <<Transformant (b): C5-epimerization>>

본 발명에 따른 황산화된 다당류의 제조 방법에서, N-설포헤파로산의 C5-에피머화는 발현 가능한 방식으로 도입된 C5-에피머라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(b) 또는 형질전환체(b)의 처리물 또는 추출물을 사용하여 수행된다.In the method for preparing sulfated polysaccharide according to the present invention, the C5-epimerization of N-sulfoheparoic acid is carried out by a prokaryotic microorganism belonging to prokaryotes, which contains at least a gene encoding C5-epimerase introduced in an expressible manner. It is carried out using a transformant (b) of or a treated product or extract of transformant (b).

C5-에피머라제는 글루쿠론산(GlcUA) 잔기의 이두론산(IdoA) 잔기로의 이성질화를 촉매할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. C5-에피머라제는 동물, 식물, 미생물 등으로부터 유래될 수 있다. 예를 들어, 인간 C5-에피머라제가 C5-에피머라제로서 사용될 수 있다. C5-epimerase is not particularly limited as long as it can catalyze the isomerization of glucuronic acid (GlcUA) residues to iduronic acid (IdoA) residues. C5-epimerase may be derived from animals, plants, microorganisms, and the like. For example, human C5-epimerase can be used as the C5-epimerase.

C5-에피머라제를 코딩하는 유전자의 예는 서열번호 24에 나타낸 뉴클레오티드 서열을 포함한다. 이의 예는 C5-에피머라제 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하고 서열번호 24에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 95% 이상 및 특히 바람직하게는 98% 이상 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖는 DNA; 및 C5-에피머라제 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하고 서열번호 24에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 엄격한 조건 하에 혼성화하는 뉴클레오티드 서열 또는 상기 뉴클레오티드 서열에 상보적인 뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA를 추가로 포함한다.An example of a gene encoding C5-epimerase includes the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 24. An example thereof is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, even more preferably 95% or more and particularly preferably 95% or more of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 24 encoding a polypeptide having C5-epimerase activity. DNA having a nucleotide sequence that is 98% or more identical; and DNA comprising a nucleotide sequence encoding a polypeptide having C5-epimerase activity and hybridizing under stringent conditions to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 24 or a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence.

형질전환체에서의 C5-에피머라제 활성은 형질전환체의 세포 추출액에서 C5-에피머라제 활성 값의 증가에 의해 확인된다. C5-에피머라제 활성은 문헌[Babu P. et al., A rapid, nonradioactive assay for measuring heparan sulfate C-5 epimerase activity using hydrogen/deuterium exchange-mass spectrometry. Methods. Mol. Biol. 1229: 209-219 (2015)]에 설명된 방법에 의해 측정될 수 있다.The C5-epimerase activity in the transformant is confirmed by an increase in the C5-epimerase activity value in the cell extract of the transformant. C5-epimerase activity is described by Babu P. et al., A rapid, nonradioactive assay for measuring heparan sulfate C-5 epimerase activity using hydrogen/deuterium exchange-mass spectrometry. Methods. Mol. Biol. 1229: 209-219 (2015)].

이하, 설포트랜스퍼라제를 발현하는 형질전환체를 설명할 것이다. 본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법에서, 황산화는 발현 가능한 방식으로 도입된 설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 포함하는 형질전환체, 또는 상기 형질전환체의 처리물 또는 추출물을 사용하여 수행된다. 본 발명에서, 설포트랜스퍼라제는 설페이트 기를 다당류에 전이시켜 황산화된 다당류를 생성하는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 설포트랜스퍼라제의 예는 2-O-설포트랜스퍼라제(2-OST), 6-O-설포트랜스퍼라제(6-OST) 및 3-O-설포트랜스퍼라제(3-OST)를 포함한다.Hereinafter, transformants expressing sulfotransferase will be described. In the production method of the sulfated polysaccharide of the present invention, the sulfated is carried out using a transformant containing a gene encoding a sulfotransferase introduced in an expressible manner, or a treated product or extract of the transformant. . In the present invention, the sulfotransferase is not particularly limited as long as it produces a sulfated polysaccharide by transferring a sulfate group to the polysaccharide. Examples of sulfotransferases include 2-O-sulfotransferase (2-OST), 6-O-sulfotransferase (6-OST) and 3-O-sulfotransferase (3-OST).

<<형질전환체(c): 2-O-황산화>><<Transformant (c): 2-O-sulfation>>

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법에서, 2-O-황산화는 발현 가능한 방식으로 도입된 2-O-설포트랜스퍼라제(2-OST)를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(c) 또는 형질전환체(c)의 처리물 또는 추출물을 사용하여 수행된다.In the production method of the sulfated polysaccharide of the present invention, 2-O-sulfation belongs to prokaryotes, which contain at least a gene encoding 2-O-sulfotransferase (2-OST) introduced in an expressible manner. It is carried out using the transformant (c) of the microorganism or a treated product or extract of the transformant (c).

2-OST는 O-2 위치에서 IdoA 잔기의 황산화를 촉매할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 또한, 2-OST는 동물, 식물, 미생물 등으로부터 유래될 수 있다. 예를 들어 햄스터로부터 유래된 2-OST가 2-OST로서 사용될 수 있다. 2-OST is not particularly limited as long as it can catalyze the sulfation of the IdoA residue at the O-2 position. Additionally, 2-OSTs may be derived from animals, plants, microorganisms, and the like. For example, a 2-OST derived from a hamster can be used as the 2-OST.

2-OST를 코딩하는 유전자의 예는 서열번호 19에 나타낸 뉴클레오티드 서열을 포함한다. 이의 예는 2-OST 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하고 서열번호 19에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 95% 이상 및 특히 바람직하게는 98% 이상 동일한 뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA; 및 2-OST 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하고 서열번호 19에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 엄격한 조건 하에 혼성화하는 뉴클레오티드 서열 또는 상기 뉴클레오티드 서열에 상보적인 뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA를 추가로 포함한다.An example of a gene encoding 2-OST includes the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 19. An example of this is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, even more preferably 95% or more and particularly preferably 98% or more of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 19 encoding a polypeptide having 2-OST activity. DNA containing nucleotide sequences that are at least % identical; and DNA comprising a nucleotide sequence encoding a polypeptide having 2-OST activity and hybridizing under stringent conditions to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 19 or a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence.

형질전환체에서의 2-OST 활성은 형질전환체의 세포 추출액에서 2-OST 활성 값의 증가에 의해 확인된다. 2-OST 활성은 문헌[Zhang J. et al., High cell density cultivation of recombinant Escherichia coli strains expressing 2-O-sulfotransferase and C5-epimerase for the production of bioengineered heparin. Appl. Biochem. Biotechnol. 175(6): 2986-2995 (2015)]에 설명된 방법에 의해 확인될 수 있다.2-OST activity in the transformant was confirmed by an increase in the 2-OST activity value in the cell extract of the transformant. 2-OST activity is described by Zhang J. et al., High cell density cultivation of recombinant Escherichia coli strains expressing 2-O-sulfotransferase and C5-epimerase for the production of bioengineered heparin. Appl. Biochem. Biotechnol. 175(6): 2986-2995 (2015).

<형질전환체(d): 6-O-황산화>><Transformant (d): 6-O-sulfated>>

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법에서, 6-O-황산화는 발현 가능한 방식으로 도입된 6-O-설포트랜스퍼라제(6-OST)를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(d) 또는 형질전환체(d)의 처리물 또는 추출물을 사용하여 수행된다. In the production method of the sulfated polysaccharide of the present invention, 6-O-sulfation belongs to prokaryotes, which contain at least a gene encoding 6-O-sulfotransferase (6-OST) introduced in an expressible manner. It is carried out using a transformant (d) of a microorganism or a treated product or extract of a transformant (d).

6-OST는 O-6 위치에서 N-황산화된 글루코사민(GlcNS) 잔기의 황산화를 촉매할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 6-OST는 동물, 식물, 미생물 등 중 임의의 것으로부터 유래될 수 있다. 6-OST의 예는 햄스터로부터 유래된 6-OST-1 및 마우스로부터 유래된 6-OST-3을 포함한다.6-OST is not particularly limited as long as it can catalyze the sulfation of an N-sulfated glucosamine (GlcNS) residue at the O-6 position. 6-OSTs can be derived from any of animals, plants, microorganisms, and the like. Examples of 6-OST include 6-OST-1 derived from hamsters and 6-OST-3 derived from mice.

6-OST를 코딩하는 유전자의 예는 서열번호 25에 나타낸 뉴클레오티드 서열을 포함한다. 이의 예는 6-OST 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하고 서열번호 22에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 95% 이상 및 특히 바람직하게는 98% 이상 동일한 뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA; 및 6-OST 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하고 서열번호 25에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 엄격한 조건 하에 혼성화하는 뉴클레오티드 서열 또는 상기 뉴클레오티드 서열에 상보적인 뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA를 추가로 포함한다.An example of a gene encoding 6-OST includes the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 25. An example of this is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more and particularly preferably 98% or more of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 22 encoding a polypeptide having 6-OST activity. DNA containing nucleotide sequences that are at least % identical; and DNA comprising a nucleotide sequence encoding a polypeptide having 6-OST activity and hybridizing under stringent conditions to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 25 or a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence.

형질전환체에서의 6-OST 활성은 형질전환체의 세포 추출액에서 6-OST 활성 값의 증가에 의해 확인된다. 6-OST 활성은 문헌[Zhang J. et al., High cell density cultivation of a recombinant Escherichia coli strain expressing a 6-O-sulfotransferase for the production of bioengineered heparin. J. Appl. Microbiol. 118(1): 92-98 (2015)]에 설명된 방법에 의해 확인될 수 있다.6-OST activity in the transformant was confirmed by an increase in the 6-OST activity value in the cell extract of the transformant. 6-OST activity is described by Zhang J. et al., High cell density cultivation of a recombinant Escherichia coli strain expressing a 6-O-sulfotransferase for the production of bioengineered heparin. J. Appl. Microbiol. 118(1): 92-98 (2015).

<<형질전환체(e): 3-O-황산화>> <<Transformant (e): 3-O-sulfation>>

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법에서, 3-O-황산화는 발현 가능한 방식으로 도입된 3-O-설포트랜스퍼라제(3-OST)를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(e) 또는 형질전환체(e)의 처리물 또는 추출물을 사용하여 수행된다.In the production method of the sulfated polysaccharide of the present invention, 3-O-sulfation belongs to prokaryotes, which contain at least a gene encoding 3-O-sulfotransferase (3-OST) introduced in an expressible manner. It is carried out using a transformant (e) of a microorganism or a treated product or extract of the transformant (e).

3-OST는 O-3 위치에서 N-황산화/6-O-황산화된 글루코사민 잔기의 황산화를 촉매할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 3-OST는 동물, 식물, 미생물 등으로부터 유래될 수 있다. 예를 들어, 마우스로부터 유래된 3-OST-1이 3-OST로서 사용될 수 있다.3-OST is not particularly limited as long as it can catalyze the sulfation of the N-sulfated/6-O-sulfated glucosamine residue at the O-3 position. 3-OSTs can be derived from animals, plants, microorganisms, and the like. For example, 3-OST-1 derived from mice can be used as 3-OST.

3-OST를 코딩하는 유전자의 예는 서열번호 26에 나타낸 뉴클레오티드 서열을 포함한다. 이의 예는 3-OST 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하고 서열번호 26에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 95% 이상 및 특히 바람직하게는 98% 이상 동일한 뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA; 및 3-OST 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하고 서열번호 26에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 엄격한 조건 하에 혼성화하는 뉴클레오티드 서열 또는 상기 뉴클레오티드 서열에 상보적인 뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA를 추가로 포함한다.An example of a gene encoding 3-OST includes the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 26. An example of this is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, even more preferably 95% or more and particularly preferably 98% or more of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 26 encoding a polypeptide having 3-OST activity. DNA containing nucleotide sequences that are at least % identical; and DNA comprising a nucleotide sequence encoding a polypeptide having 3-OST activity and hybridizing under stringent conditions to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 26 or a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence.

형질전환체에서의 3-OST 활성은 형질전환체의 세포 추출액에서 3-OST 활성 값의 증가에 의해 확인된다. 3-OST 활성은 문헌[Jin W. et al., Increased soluble heterologous expression of a rat brain 3-O-sulfotransferase 1 - A key enzyme for heparin biosynthesis. Protein Expr. Purif. 151:23-29 (2018)]에 설명된 방법에 의해 확인될 수 있다.3-OST activity in the transformant was confirmed by an increase in the 3-OST activity value in the cell extract of the transformant. 3-OST activity is described by Jin W. et al., Increased soluble heterologous expression of a rat brain 3-O-sulfotransferase 1 - A key enzyme for heparin biosynthesis. Protein Expr. Purif. 151:23-29 (2018)].

<<원핵생물에 속하는 미생물>> <<Microorganism belonging to prokaryotic organisms>>

본 발명에서 형질전환체의 숙주로서 사용되는 원핵생물에 속하는 미생물은 본 발명의 소정의 유전자를 발현할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 이의 예는 에스케리키아 속, 세라티아(Serratia) 속, 바실러스(Bacillus) 속, 코리네박테리움 속, 마이크로박테리움(Microbacterium) 속 및 슈도모나스 속에 속하는 미생물과 같은 세균을 포함하고, 에스케리키아 속의 세균이 바람직하게 사용된다.Microorganisms belonging to prokaryotes to be used as hosts of transformants in the present invention are not particularly limited as long as they can express a predetermined gene of the present invention. Examples thereof include bacteria such as microorganisms belonging to the genus Escherichia, the genus Serratia , the genus Bacillus , the genus Corynebacterium, the genus Microbacterium and the genus Pseudomonas, Bacteria are preferably used.

본 발명에서 사용하는 에스케리키아 속에 속하는 세균은 특별히 제한되지 않고, 이의 예는 미생물학의 전문가에게 알려진 분류에 의해 에스케리키아 속으로 분류된 세균을 포함한다. 에스케리키아 속에 속하는 세균의 예는 문헌[Backmann, BJ 1996. Derivations and Genotypes of some mutant derivatives of Escherichia coli K-12, p. 2460-2488. Table 1. In F.D. Neidhardt (ed.), Escherichia coli and Salmonella Cellular and Molecular Biology/Second Edition, American Society for Microbiology Press, Washington, DC]에 설명된 세균을 포함한다.The bacteria belonging to the genus Escherichia used in the present invention are not particularly limited, and examples thereof include bacteria classified into the genus Escherichia by a classification known to microbiology experts. Examples of bacteria belonging to the genus Escherichia are described in Backmann, BJ 1996. Derivations and Genotypes of some mutant derivatives of Escherichia coli K-12, p. 2460-2488. Table 1. In F.D. Neidhardt (ed.), Escherichia coli and Salmonella Cellular and Molecular Biology/Second Edition, American Society for Microbiology Press, Washington, DC.

에스케리키아 속에 속하는 세균의 예는 에스케리키아 콜라이를 포함한다. 에스케리키아 콜라이의 예는 W3110 균주(ATCC 27325) 및 MG1655 균주(ATCC 47076)와 같은 에스케리키아 콜라이 K-12주; 에스케리키아 콜라이 K5 균주(ATCC 23506); BL21(DE3) 균주와 같은 에스케리키아 콜라이 B 균주; 에스케리키아 콜라이 니슬( Nissle) 1917 균주(DSM 6601); 및 이들의 유도체 균주를 포함한다.Examples of bacteria belonging to the genus Escherichia include Escherichia coli. Examples of Escherichia coli include Escherichia coli strain K-12, such as strain W3110 (ATCC 27325) and strain MG1655 (ATCC 47076); Escherichia coli K5 strain (ATCC 23506); Escherichia coli B strains such as the BL21 (DE3) strain; Escherichia coli Nissle 1917 strain (DSM 6601); and their derivative strains.

이들 균주는 예를 들어 아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션(주소: 미국 메릴랜드주 20852 록빌 파크론 드라이브 12301, 사서함 1549, 버지니아주 20108 마나사스)으로부터 입수 가능하다. 즉, 각 균주마다 등록번호가 부여되고, 이 등록번호를 이용하여 균주를 취득할 수 있다(https://www.atcc.org/ 참조). 각 균주에 해당하는 등록 번호는 아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션의 카탈로그에 설명되어 있다. 또한, BL21(DE3) 균주는 예를 들어 라이프 테크놀로지스(Life Technologies)(제품 번호 C6000-03)로부터 입수할 수 있다.These strains are available, for example, from the American Type Culture Collection (address: 12301 Park Lawn Drive, Rockville, MD 20852, P.O. Box 1549, Manassas, VA 20108). That is, a registration number is assigned to each strain, and the strain can be obtained using the registration number (see https://www.atcc.org/). The registration number corresponding to each strain is described in the catalog of the American Type Culture Collection. In addition, the BL21(DE3) strain is available, for example, from Life Technologies (product number C6000-03).

유전자를 발현 가능한 방식으로 도입할 목적으로, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환에 사용되는 벡터로서 숙주에서 자율적으로 복제할 수 있는 벡터를 사용할 수 있다. 벡터는 바람직하게는 다중카피 벡터이다. 또한, 벡터는 형질전환체를 선택하기 위해 바람직하게는 문헌[Karl Friehs, Plasmid Copy Number and Plasmid Stability, Adv Biochem Engin/Biotechnol 86: 47-82 (2004)]에 설명된 항생제 내성 유전자 또는 다른 유전자와 같은 마커를 갖는다. 게다가, 벡터는 삽입된 유전자를 발현하기 위해 프로모터 또는 터미네이터를 가질 수 있다. 벡터의 예는 세균 플라스미드로부터 유래된 벡터, 효모 플라스미드로부터 유래된 벡터, 박테리오파지로부터 유래된 벡터, 코스미드, 파지미드 등을 포함한다.For the purpose of introducing a gene in an expressible manner, a vector capable of autonomously replicating in a host may be used as a vector used for transformation of microorganisms belonging to prokaryotes. The vector is preferably a multicopy vector. In addition, the vector is preferably combined with an antibiotic resistance gene or other gene as described in Karl Friehs, Plasmid Copy Number and Plasmid Stability, Adv Biochem Engin/Biotechnol 86: 47-82 (2004) to select transformants. have the same markers. Additionally, vectors may have promoters or terminators to express the inserted gene. Examples of vectors include vectors derived from bacterial plasmids, vectors derived from yeast plasmids, vectors derived from bacteriophages, cosmids, phagemids, and the like.

에스케리키아 콜라이 속 세균에서 자가 복제할 수 있는 벡터의 구체적 예는 pUC19, pUC18, pHSG299, pHSG399, pHSG398, pBR322, 및 pSTV29(모두 Takara Bio Inc.로부터), pACYC184 및 pMW219(Nippon Gene), pTrc99A(Pharmacia), pPROK 벡터(Clontech), pKK233-2(Clontech), pET 벡터(Novagen), pQE 벡터(Qiagen) 및 넓은 숙주 범위 벡터 RSF1010을 포함한다.Specific examples of vectors capable of autonomous replication in bacteria of the genus Escherichia coli include pUC19, pUC18, pHSG299, pHSG399, pHSG398, pBR322, and pSTV29 (all from Takara Bio Inc.), pACYC184 and pMW219 (Nippon Gene), pTrc99A ( Pharmacia), pPROK vector (Clontech), pKK233-2 (Clontech), pET vector (Novagen), pQE vector (Qiagen) and wide host range vector RSF1010.

프로모터는 숙주 또는 이종 프로모터로부터 유래된 프로모터일 수 있다. 프로모터는 도입될 유전자의 내인성 프로모터 또는 다른 유전자의 프로모터일 수 있다.The promoter may be a promoter derived from a host or a heterologous promoter. The promoter may be an endogenous promoter of the gene to be introduced or a promoter of another gene.

터미네이터의 예는 T7 터미네이터, T4 터미네이터, fd 파지 터미네이터, tet 터미네이터 및 trpA 터미네이터를 포함한다. Examples of terminators include T7 terminators, T4 terminators, fd phage terminators, tet terminators and trpA terminators.

상기 언급한 형질전환체(b) 내지 (e)에서, 원핵생물에 속하는 미생물에 도입된 유전자 중 2개 이상이 하나의 형질전환체에 도입될 수 있다. 보다 구체적으로, 예를 들어, C5-에피머라제를 코딩하는 유전자 및 2-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 원핵생물에 속하는 하나의 미생물에 도입하여 하나의 형질전환체를 형성할 수 있다.In the above-mentioned transformants (b) to (e), two or more of the genes introduced into microorganisms belonging to prokaryotes may be introduced into one transformant. More specifically, for example, a gene encoding C5-epimerase and a gene encoding 2-O-sulfotransferase can be introduced into one microorganism belonging to a prokaryote to form one transformant. .

<<형질전환체의 처리물>><<Processed product of transformants>>

본 발명에서 형질전환체의 처리물은 그 안에서 세균 세포의 세포 원형질막이 투과성이 되는 물질을 지칭한다. 본 발명에서, 세포 원형질막이 물질-투과성이라 지칭될 때, 이는 다양한 작은(이온 등) 및 큰(단백질 등) 분자가 확산에 의해 세포 막을 투과함으로써 세포 막을 자유롭게 출입할 수 있음을 의미한다. 본 발명에서 형질전환체의 처리물은 바람직하게는 막 투과성을 부여하기 위한 처리로 인해 성장 능력을 상실한 휴지기 세균 세포이다.In the present invention, the treated material of a transformant refers to a substance in which the cell plasma membrane of a bacterial cell becomes permeable. In the present invention, when a cell plasma membrane is referred to as material-permeable, it means that various small (such as ions) and large (such as proteins) molecules can freely enter and exit the cell membrane by penetrating the cell membrane by diffusion. In the present invention, the treated product of the transformant is preferably a dormant bacterial cell that has lost growth ability due to treatment for imparting membrane permeability.

형질전환체 처리물의 예는 형질전환체인 세균 세포의 계면활성제 처리물, 세균 세포의 용매 처리물, 세균 세포의 효소 처리물, 효소 공급원으로서 세균 세포의 배양물과 동일한 기능을 유지하는 살아있는 세균 세포를 함유하는 처리물, 예컨대 세균 세포의 고정된 생성물, 세균 세포의 초음파 처리물 및 세균 세포의 기계적으로 분쇄된 처리물을 포함한다.Examples of a transformant treatment include a surfactant treatment of bacterial cells as a transformant, a solvent treatment of bacterial cells, an enzyme treatment of bacterial cells, and live bacterial cells that maintain the same function as the culture of bacterial cells as an enzyme source. processing products containing, such as immobilized products of bacterial cells, sonicated products of bacterial cells and mechanically disrupted products of bacterial cells.

세포 원형질막을 물질-투과성으로 만드는 방법의 예는 화학적 처리 및 기계적 처리를 포함한다. 본 발명의 제조 방법에서, 형질전환체의 세포 원형질막을 물질 투과성으로 만드는 시기는 본 발명의 효과가 나타나는 한 특별히 제한되지 않는다. 각 형질전환체의 세포 원형질막은 미리 물질-투과성으로 만들거나, 반응에 사용되는 형질전환체를 서로 접촉되게 하여 반응을 수행할 때 이루어질 수 있다.Examples of methods for making cell plasma membrane material-permeable include chemical treatment and mechanical treatment. In the production method of the present invention, the time to make the cell plasma membrane of the transformant permeable is not particularly limited as long as the effect of the present invention is exhibited. The cell plasma membrane of each transformant can be made material-permeable in advance, or it can be made when the reaction is carried out by bringing the transformants used in the reaction into contact with each other.

화학 처리의 예는 계면 활성제를 사용하는 방법, 유기 용매를 사용하는 방법 및 효소를 사용하는 방법을 포함한다. 계면활성제로서, 단백질 등에 대한 작용이 (이온성 계면활성제에 비해) 더 약하기 때문에, 비이온성 계면활성제가 바람직하다. 계면활성제의 예는 디지토닌, 사포닌, Triton X100, Triton X114, Tween 20, Tween 80, N,N-비스(3-D-글루콘아미도프로필)콜아미드[BIGCHAP], N,N-비스(3-D-글루콘아미도프로필) 데옥시콜아미드[데옥시-BIGCHAP], NIKKOLBL-9EX[폴리옥시에틸렌(9)라우릴에테르], 옥타노일-N-메틸글루카미드[MEGA-8], 염화벤잘코늄 등을 포함한다.Examples of chemical treatment include a method using a surfactant, a method using an organic solvent, and a method using an enzyme. As surfactants, nonionic surfactants are preferred because their action on proteins and the like is weaker (compared to ionic surfactants). Examples of surfactants are digitonin, saponin, Triton X100, Triton X114, Tween 20, Tween 80, N,N-bis(3-D-gluconamidopropyl)colamide [BIGCHAP], N,N-bis( 3-D-gluconamidopropyl) deoxycholamide [deoxy-BIGCHAP], NIKKOLBL-9EX [polyoxyethylene (9) lauryl ether], octanoyl-N-methylglucamide [MEGA-8] , benzalkonium chloride, and the like.

유기 용매의 예는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 기타 알코올 등을 포함한다. 효소의 예는 리소자임, 아크로모펩티다제 등을 포함한다. Examples of organic solvents include benzene, toluene, xylene, other alcohols, and the like. Examples of enzymes include lysozyme, achromopeptidase, and the like.

상술한 물질로의 처리 농도, 온도, 시간 등과 같은 조건은 세포의 종류에 따라 다르며, 원하는 분석을 수행하기 위해서는 적절한 조건을 설정해야 하지만 일반적인 처리 농도는 2℃ 내지 37℃의 온도 및 1분 내지 30분의 시간에서 10 내지 1000 마이크로그램/ml 및 보다 일반적으로 20 내지 200 마이크로그램/ml이다.Conditions such as concentration, temperature, and time of treatment with the above-mentioned substances vary depending on the type of cell, and appropriate conditions must be set in order to perform the desired assay. 10 to 1000 micrograms/ml and more usually 20 to 200 micrograms/ml in a time of minutes.

기계적 처리의 예는 초음파 처리 및 기계적 연마 처리를 포함한다.Examples of mechanical treatment include ultrasonic treatment and mechanical polishing treatment.

<<형질전환체의 추출물>> <<Extract of transformants>>

본 발명에서 형질전환체의 추출물의 예는 형질전환체인 세균 세포로부터 수득한 조효소 추출물, 상기와 같이 처리된 세균 세포로부터 수득한 정제된 효소(예를 들어, 화학적 또는 기계적으로), 상술한 형질전환체 또는 이의 처리물을 배양하여 수득한 배양물의 농축물 및 배양물의 건조 생성물을 포함한다. 형질전환체 추출물의 예는 또한 배양물을 원심분리 또는 여과하여 수득한 세균 세포, 건조된 세균 세포 및 동결건조된 세균 세포를 포함한다.Examples of the extract of the transformant in the present invention include the coenzyme extract obtained from the transformant bacterial cells, the purified enzyme obtained from the bacterial cells treated as above (e.g., chemically or mechanically), the transformants described above. It includes a concentrate of a culture obtained by culturing a sieve or a processed product thereof, and a dried product of the culture. Examples of transformant extracts also include bacterial cells obtained by centrifuging or filtering cultures, dried bacterial cells, and lyophilized bacterial cells.

<<형질전환 방법 및 형질전환체의 배양 방법>> <<Transformation method and method for culturing transformants>>

공지된 형질전환 방법이 제한 없이 사용될 수 있다. 이러한 공지된 방법의 예는 염화칼슘/염화루비듐 방법, 인산칼슘 방법, DEAE-덱스트란 매개 형질감염, 전기 펄스 방법 등을 포함한다. 그 중에서, 코리네형 세균에 대해서는 전기 펄스 방법이 적합하며, 전기 펄스 방법은 공지된 방법[Kurusu, Y. et al., Electroporation-transformation system for Coryneform bacteria by auxotrophic complementation. Agric Biol. Chem. 54: 443-447 (1990)]에 의해 수행될 수 있다.Known transformation methods can be used without limitation. Examples of such known methods include the calcium chloride/rubidium chloride method, calcium phosphate method, DEAE-dextran mediated transfection, electric pulse method, and the like. Among them, the electric pulse method is suitable for coryneform bacteria, and the electric pulse method is a known method [Kurusu, Y. et al., Electroporation-transformation system for Coryneform bacteria by auxotrophic complementation. Agric Biol. Chem. 54: 443-447 (1990)].

형질전환체는 각각의 반응 전에 미생물을 배양하기 위해 일반적으로 사용되는 배지를 사용하여 배양함으로써 성장시키는 것이 바람직하다. 배지로서, 일반적으로 탄소 공급원, 질소 공급원, 무기 염류 및 기타 영양 물질을 함유하는 천연 배지 또는 합성 배지를 사용할 수 있다.The transformant is preferably grown by culturing using a medium generally used for culturing microorganisms before each reaction. As a medium, a natural or synthetic medium can be used, which generally contains a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts and other nutrients.

탄소 공급원은 ATP 공급원일 수 있다. 탄소 공급원의 예는 글루코스, 프럭토스, 수크로스, 만노스, 말토스, 만니톨, 자일로스, 아라비노스, 갈락토스, 전분, 당밀, 소르비톨 및 글리세린과 같은 탄수화물 또는 당 알코올; 아세트산, 시트르산, 락트산, 푸마르산, 말레산 및 글루콘산과 같은 유기산; 에탄올 및 프로판올과 같은 알코올을 포함한다. 탄소 공급원으로서, 1종을 단독으로 사용할 수 있거나, 이의 2종 이상을 혼합할 수 있다. 일반적으로, 배지 중 이들 탄소 공급원의 농도가 약 0.1 내지 10(w/v%)이면 충분하다.The carbon source may be an ATP source. Examples of carbon sources include carbohydrates or sugar alcohols such as glucose, fructose, sucrose, mannose, maltose, mannitol, xylose, arabinose, galactose, starch, molasses, sorbitol and glycerin; organic acids such as acetic acid, citric acid, lactic acid, fumaric acid, maleic acid and gluconic acid; and alcohols such as ethanol and propanol. As a carbon source, one type may be used alone, or two or more types thereof may be mixed. Generally, a concentration of about 0.1 to 10 (w/v%) of these carbon sources in the medium is sufficient.

질소 공급원의 예는 염화암모늄, 황산암모늄, 암모늄 니트레이트 및 암모늄 아세테이트, 요소, 암모니아수, 나트륨 니트레이트, 칼륨 니트레이트 등과 같은 무기 또는 유기 암모늄 화합물을 포함한다. 또한, 옥수수 침지액, 육류 추출물, 펩톤, NZ-아민, 단백질 가수분해물, 아미노산과 같은 질소-함유 유기 화합물 등을 사용하는 것도 가능하다. 질소 공급원으로서, 1종을 단독으로 사용할 수 있거나, 이의 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 배지 중의 질소 공급원의 농도는 사용되는 질소 화합물에 따라 다양하지만, 일반적으로 0.1 내지 10(w/v%)이다. Examples of the nitrogen source include inorganic or organic ammonium compounds such as ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium nitrate and ammonium acetate, urea, aqueous ammonia, sodium nitrate, potassium nitrate and the like. It is also possible to use corn steep liquor, meat extracts, peptones, NZ-amines, protein hydrolysates, nitrogen-containing organic compounds such as amino acids, and the like. As a nitrogen source, one type may be used alone, or two or more types thereof may be mixed and used. The concentration of the nitrogen source in the medium varies depending on the nitrogen compound used, but is generally 0.1 to 10 (w/v%).

무기 염의 예는 황산마그네슘, 황산망간, 황산아연 및 황산코발트와 같은 황산 이온 공급원 이외에도, 제1인산칼륨, 제2인산칼륨, 질산제1철, 염화나트륨, 탄산칼슘 등을 포함한다. 무기염으로서, 1종을 단독으로 사용할 수 있거나, 이의 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 배지 중 무기 염의 농도는 사용되는 무기염에 따라 다양하지만, 일반적으로 약 0.01 내지 1(w/v%)이다.Examples of inorganic salts include monobasic potassium phosphate, dibasic potassium phosphate, ferrous nitrate, sodium chloride, calcium carbonate, and the like, in addition to sulfate ion sources such as magnesium sulfate, manganese sulfate, zinc sulfate, and cobalt sulfate. As the inorganic salt, one type may be used alone, or two or more types thereof may be mixed and used. The concentration of the inorganic salt in the medium varies depending on the inorganic salt used, but is generally about 0.01 to 1 (w/v%).

영양 물질의 예는 육류 추출물, 펩톤, 폴리펩톤, 효모 추출물, 건조 효모, 옥수수 침지액, 탈지분유, 탈지 대두 염산염 가수분해물, 동물 및 식물 또는 미생물 세균 세포의 추출물 및 이들의 분해 생성물 등을 포함하며, 이의 농도는 일반적으로 약 0.1 내지 10(w/v%)이다. 또한, 필요한 경우 비타민이 첨가될 수 있다. 비타민의 예는 비오틴, 티아민(비타민 B1), 피리독신(비타민 B6), 판토텐산, 이노시톨, 니코틴산 등을 포함한다. 배지의 pH는 바람직하게는 약 6 내지 8이다.Examples of nutritional substances include meat extract, peptone, polypeptone, yeast extract, dried yeast, corn steep liquor, skim milk powder, skim soybean hydrochloride hydrolysate, extracts of animal and plant or microbial bacterial cells and their degradation products, and the like; , its concentration is generally about 0.1 to 10 (w/v%). In addition, vitamins may be added if necessary. Examples of vitamins include biotin, thiamine (vitamin B1), pyridoxine (vitamin B6), pantothenic acid, inositol, nicotinic acid and the like. The pH of the medium is preferably about 6 to 8.

미생물을 위한 배양 배지의 바람직한 예는 A 배지를 포함한다[Inui, M. et al., Metabolic analysis of Corynebacterium glutamicum during lactate and succinate productions under oxygen deprivation conditions. J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 7:182-196 (2004)], BT 배지[Omumasaba, C.A. et al., Corynebacterium glutamicum glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase isoforms with opposite, ATP-dependent regulation. J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 8:91-103 (2004)] 등을 포함한다. 구체적인 배양 조건으로서, 예를 들어 배양 온도는 약 15℃ 내지 45℃이고, 배양 시간은 약 1일 내지 7일이다.Preferred examples of culture media for microorganisms include A medium [Inui, M. et al., Metabolic analysis of Corynebacterium glutamicum during lactate and succinate productions under oxygen deprivation conditions. J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 7:182-196 (2004)], BT medium [Omumasaba, C.A. et al., Corynebacterium glutamicum glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase isoforms with opposite, ATP-dependent regulation. J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 8:91-103 (2004)]; As specific culture conditions, for example, the culture temperature is about 15° C. to 45° C., and the culture time is about 1 day to 7 days.

<황산화된 다당류의 제조 방법><Method for producing sulfated polysaccharide>

본 발명에 따른 황산화된 다당류의 제조 방법의 일 양상은 황산화된 다당류의 제조 방법으로서, 형질전환체(a) 또는 이의 처리물, 및 형질전환체(b) 내지 (e) 또는 이들의 처리물 또는 추출물로부터 선택된 적어도 하나를 ATP 또는 ATP 공급원, 황산 이온 공급원 및 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 황산화된 다당류를 생성하는 단계를 포함하는 방법이다. One aspect of the method for producing a sulfated polysaccharide according to the present invention is a method for producing a sulfated polysaccharide, which includes transformants (a) or treated products thereof, and transformants (b) to (e) or treated products thereof. A method comprising introducing at least one selected from water or an extract into a reaction solution in the presence of ATP or an ATP source, a sulfate ion source, and N-sulfoheparoic acid to produce a sulfated polysaccharide.

본 발명에 따른 황산화된 다당류의 제조 방법의 일 양상으로서, 이의 예는 황산화된 다당류의 제조 방법으로서, ATP 또는 ATP 공급원, 황산 이온 공급원 및 N-설포헤파로산의 존재 하에 형질전환체(a) 또는 이의 처리물, 및 형질전환체(b) 내지 (e) 또는 이들의 처리물 또는 추출물을 함유하는 반응 용액을 사용하여 황산화된 다당류를 생성하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다.As one aspect of the method for producing a sulfated polysaccharide according to the present invention, an example thereof is a method for producing a sulfated polysaccharide, wherein a transformant ( a) or a treated product thereof, and a reaction solution containing transformants (b) to (e) or treated products or extracts thereof to produce a sulfated polysaccharide.

또한, 본 발명에 따른 황산화된 다당류의 제조 방법의 일 양상은 황산화된 다당류의 제조 방법으로서, 형질전환체(b) 내지 (e) 또는 이들의 처리물 또는 추출물로부터 선택된 적어도 하나를 PAPS 및 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 황산화된 다당류를 생성하는 단계를 포함하는 방법이다.In addition, one aspect of the method for producing a sulfated polysaccharide according to the present invention is a method for producing a sulfated polysaccharide, wherein at least one selected from transformants (b) to (e) or a processed product or extract thereof is used as PAPS and A method comprising the step of introducing a sulfated polysaccharide into a reaction solution in the presence of N-sulfoheparoic acid.

본 발명의 제조 방법에서, 각 형질전환체는 초기에 반응 용액에 첨가될 수 있거나, 순차적으로 첨가될 수 있거나, 초기에 그리고 순차적으로 첨가될 수 있다. 각 형질전환체를 초기에 반응 용액에 첨가하는 양상의 구체적 예는 형질전환체(a) 또는 이의 처리물, 및 형질전환체(b) 내지 (e) 또는 이들의 처리물 또는 추출물을 ATP 또는 ATP 공급원, 황산 이온 공급원 및 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 초기에 첨가함으로써 황산화된 다당류가 생성되는 양상을 포함한다.In the production method of the present invention, each transformant may be initially added to the reaction solution, may be added sequentially, or may be added initially and sequentially. A specific example of the aspect of adding each transformant to the reaction solution at the beginning is the transformant (a) or a processed product thereof, and the transformants (b) to (e) or a processed product or extract thereof, ATP or ATP It includes an aspect in which sulfated polysaccharide is produced by initial addition to the reaction solution in the presence of a source, a source of sulfate ions, and N-sulfoheparoic acid.

형질전환체(a) 또는 이의 처리물, 및 형질전환체(b) 내지 (e) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 사용하는 본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법에서, 1) 형질전환체(a) 또는 이의 처리물을 사용한 PAPS의 공급/재생, 2) 형질전환체(b) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 사용한 C5-에피머화, 3) 형질전환체(c) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 사용한 2-O-황산화, 4) 형질전환체(d) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 사용한 6-O-황산화 및 5) 형질전환체(e) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 사용한 3-O-황산화를 수행할 수 있다.In the method for producing a sulfated polysaccharide of the present invention using a transformant (a) or a processed product thereof, and a transformant (b) to (e) or a processed product or extract thereof, 1) a transformant (a) ) or supply / regeneration of PAPS using its processed material, 2) C5-epimerization using transformant (b) or its processed material or extract, 3) transformant (c) or its processed material or extract 2-O-sulfation, 4) 6-O-sulfation using a transformant (d) or a treatment or extract thereof, and 5) 3-O- using a transformant (e) or a treatment or extract thereof. Sulfation can be carried out.

이하, 각각의 단계를 개별적으로 설명할 것이지만, 원하는 황산화된 다당류가 수득될 수 있는 한 2) C5-에피머화, 3) 2-O-황산화, 4) 6-O-황산화 및 5) 3-O-황산화의 순서는 특별히 제한되지 않는다.Hereinafter, each step will be described individually, but as long as the desired sulfated polysaccharide can be obtained, 2) C5-epimerization, 3) 2-O-sulfation, 4) 6-O-sulfation and 5) The order of 3-O-sulfation is not particularly limited.

또한, 이하, 1) PAPS의 공급/재생, 2) C5-에피머화, 3) 2-O-황산화, 4) 6-O-황산화 및 5) 3-O-황산화의 각 반응을 개별적으로 설명할 것이지만, 이들 반응 중 2가지 이상이 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 이들 반응은 형질전환체(a) 또는 이의 처리물, 및 형질전환체(b) 내지 (e) 또는 이들의 처리물 또는 추출물을 모두 함유하는 반응 용액을 사용하여 동시에 수행될 수 있다.In addition, each reaction of 1) supply/regeneration of PAPS, 2) C5-epimerization, 3) 2-O-sulfation, 4) 6-O-sulfation, and 5) 3-O-sulfation is separately However, two or more of these reactions may be carried out simultaneously. For example, these reactions can be carried out simultaneously using a reaction solution containing both transformants (a) or treated products thereof, and transformants (b) to (e) or treated products or extracts thereof. .

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법에 의해 제조되는 황산화된 다당류의 예는 헤파린을 포함한다.An example of the sulfated polysaccharide produced by the method for producing a sulfated polysaccharide of the present invention includes heparin.

<<PAPS의 공급/재생>><<Supply/regeneration of PAPS>>

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법은 하기 단계 (1-1) 및 (1-2)를 포함함을 특징으로 한다:The method for producing a sulfated polysaccharide of the present invention is characterized by comprising the following steps (1-1) and (1-2):

(1-1) 발현 가능한 방식으로 도입된, ATP 설퍼릴라제를 코딩하는 유전자 및 APS 키나제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 코리네박테리움 속의 세균의 형질전환체(a) 또는 형질전환체(a)의 처리물을 제조하는 단계; 및(1-1) A bacterial transformant (a) or transformant of the genus Corynebacterium, which contains at least a gene encoding ATP sulfurylase and a gene encoding APS kinase, introduced in an expressible manner ( preparing the treated product of a); and

(1-2) ATP 또는 ATP 공급원, 황산 이온 공급원 및 형질전환체(a) 또는 이의 처리물을 함유하는 반응 용액을 사용하여 PAPS를 제조하기 위한 반응을 수행하는 단계.(1-2) A step of carrying out a reaction for producing PAPS using a reaction solution containing ATP or an ATP source, a sulfate ion source, and a transformant (a) or a processed product thereof.

형질전환체(a) 또는 이의 처리물에 의해 발현되는 ATP 설퍼릴라제 및 APS 키나제가 형질전환체(a) 또는 이의 처리물에서 ATP 또는 ATP 공급원 및 황산 이온 공급원과 반응하고 이를 통해 PAPS가 생산된다. PAPS는 황산화된 다당류 생산에서 설페이트 기의 공여체로서 기능을 한다. 또한, 형질전환체(a) 또는 이의 처리물에 의해 생산되는 PAPS가 황산화된 다당류의 제조 방법에 사용되고 이를 통해 PAP가 수득된다. 형질전환체(a) 또는 이의 처리물에 의해 이 PAP로부터 PAPS가 생산될 수 있다. 따라서, 형질전환체(a) 또는 이의 처리물을 반응 용액에 혼입함으로써 PAPS가 공급/재생될 수 있다. ATP sulfurylase and APS kinase expressed by the transformant (a) or a treatment thereof react with ATP or an ATP source and a sulfate ion source in the transformant (a) or a treatment thereof, thereby producing PAPS . PAPS functions as a donor of sulfate groups in sulfated polysaccharide production. In addition, PAPS produced by the transformant (a) or its processed product is used in a method for producing sulfated polysaccharide, through which PAP is obtained. PAPS can be produced from this PAP by the transformant (a) or a processed product thereof. Therefore, PAPS can be supplied/regenerated by incorporating the transformant (a) or its treated product into the reaction solution.

<<C5-에피머화>><<C5-epimerization>>

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법은 바람직하게는 하기 단계 (2-1) 및 (2-2)를 포함한다: The method for producing a sulfated polysaccharide of the present invention preferably includes the following steps (2-1) and (2-2):

(2-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 C5-에피머라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(b) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및(2-1) preparing a transformant (b) of a microorganism belonging to a prokaryote, or a processed product or extract thereof, containing at least a gene encoding C5-epimerase introduced in an expressible manner; and

(2-2) 형질전환체(b) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 C5-에피머화를 수행하는 단계. (2-2) Incorporating the transformant (b) or a treated product or extract thereof into a reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to perform C5-epimerization.

단계 (2-2)에서, N-설포헤파로산의 C5-에피머화는 C5-에피머라제를 발현하는 형질전환체(b) 또는 이의 처리물 또는 추출물에 의해 수행된다. In step (2-2), C5-epimerization of N-sulfoheparoic acid is carried out by the transformant (b) expressing C5-epimerase or a treated product or extract thereof.

<<2-O-황산화>><<2-O-Sulfation>>

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법은 바람직하게는 하기 단계 (3-1) 및 (3-2)를 포함한다: The method for producing a sulfated polysaccharide of the present invention preferably includes the following steps (3-1) and (3-2):

(3-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 2-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(c) 또는 형질전환체(c)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및 (3-1) a transformant (c) of a microorganism belonging to a prokaryote or a processed product of a transformant (c), which contains at least a gene encoding 2-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner; preparing an extract; and

(3-2) 형질전환체(c) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 2-O-황산화를 수행하는 단계. (3-2) Incorporating the transformant (c) or a treated product or extract thereof into a reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to perform 2-O-sulfation.

단계 (3-2)에서, N-설포헤파로산의 2-O-황산화는 설페이트 기의 공여체로서 형질전환체(a) 또는 이의 처리물에 의해 생산된 PAPS를 사용하여 2-O-설포트랜스퍼라제를 발현하는 형질전환체(c) 또는 이의 처리물 또는 추출물에 의해 수행된다. In step (3-2), 2-O-sulfation of N-sulfoheparoic acid is carried out using PAPS produced by the transformant (a) or its treatment as a sulfate group donor to form 2-O-sulfo Transformants expressing transferase (c) or treated products or extracts thereof.

단계 (2-2)에서 제조된 황산화된 다당류가 반응 용액에 존재하는 경우, 이 단계에서 제조된 황산화된 다당류의 2-O-황산화가 수행된다. 예를 들어, C5-에피머화를 갖는 N-설포헤파로산이 존재하는 경우, C5-에피머화를 갖는 N-설포헤파로산의 2-O-황산화가 수행된다. When the sulfated polysaccharide prepared in step (2-2) is present in the reaction solution, 2-O-sulfation of the sulfated polysaccharide prepared in this step is performed. For example, when N-sulfoheparoic acid with C5-epimerization is present, 2-O-sulfation of N-sulfoheparoic acid with C5-epimerization is performed.

상기 언급된 C5-에피머화 및 2-O-황산화는 동시에 수행될 수 있다. 즉, 본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법의 일 양상은 바람직하게는 하기 단계 (3'-1) 내지 (3'-3)을 포함한다: The aforementioned C5-epimerization and 2-O-sulfation can be carried out simultaneously. That is, one aspect of the method for producing a sulfated polysaccharide of the present invention preferably includes the following steps (3'-1) to (3'-3):

(3'-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 C5-에피머라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(b) 또는 형질전환체(b)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; (3'-1) Transformants (b) or processed products or extracts of transformants (b) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding C5-epimerase introduced in an expressible manner Preparing;

(3'-2) 발현 가능한 방식으로 도입된 2-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(c) 또는 형질전환체(c)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및(3'-2) Transformants (c) or treated products of transformants (c) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding 2-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner or preparing an extract; and

(3'-3) 형질전환체(b) 또는 이의 처리물 또는 추출물, 및 형질전환체(c) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 C5-에피머화 및 2-O-황산화를 수행하는 단계.(3'-3) Transformant (b) or its processed product or extract, and transformant (c) or its processed product or extract were incorporated into the reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to form C5-epi performing merization and 2-O-sulfation.

<<6-O-황산화>><<6-O-Sulfated>>

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법은 바람직하게는 하기 단계 (4-1) 및 (4-2)를 포함한다:The method for producing a sulfated polysaccharide of the present invention preferably includes the following steps (4-1) and (4-2):

(4-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 6-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(d) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및 (4-1) preparing a transformant (d) of a microorganism belonging to a prokaryote, or a processed product or extract thereof, containing at least a gene encoding 6-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner; and

(4-2) 형질전환체(d) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 6-O-황산화를 수행하는 단계.(4-2) A step of incorporating the transformant (d) or a treated product or extract thereof into a reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to perform 6-O-sulfation.

단계 (4-2)에서, N-설포헤파로산의 6-O-황산화는 설페이트 기의 공여체로서 형질전환체(a) 또는 이의 처리물에 의해 생산된 PAPS를 사용하여 6-O-설포트랜스퍼라제 또는 이의 처리물 또는 추출물을 발현하는 형질전환체(d) 또는 이의 처리물 또는 추출물에 의해 수행된다.In step (4-2), 6-O-sulfation of N-sulfoheparoic acid is carried out using PAPS produced by the transformant (a) or its treatment as a sulfate group donor to form 6-O-sulfo It is carried out by the transformant (d) expressing the transferase or a treatment or extract thereof or a treatment or extract thereof.

단계 (2-2), (3-2) 또는 (3'-3)에서 제조된 황산화된 다당류가 반응 용액에 존재하는 경우, 이 단계에서 제조된 황산화된 다당류의 6-O-황산화가 수행된다.When the sulfated polysaccharide prepared in step (2-2), (3-2) or (3′-3) is present in the reaction solution, 6-O-sulfation of the sulfated polysaccharide prepared in this step is carried out

예를 들어, C5-에피머화를 갖는 N-설포헤파로산이 존재하는 경우, C5-에피머화를 갖는 N-설포헤파로산의 6-O-황산화가 수행된다. 2-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로손이 존재하는 경우, 2-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산의 6-O-황산화가 수행된다.For example, when N-sulfoheparoic acid with C5-epimerization is present, 6-O-sulfation of N-sulfoheparoic acid with C5-epimerization is performed. When N-sulfoheparosone with 2-O-sulfation is present, 6-O-sulfation of N-sulfoheparosic acid with 2-O-sulfation is performed.

C5-에피머화 및 2-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산이 존재하는 경우, C5-에피머화 및 2-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산의 6-O-황산화가 수행된다. When N-sulfoheparoic acid with C5-epimerization and 2-O-sulfation is present, 6-O-sulfation of N-sulfoheparoic acid with C5-epimerization and 2-O-sulfation takes place do.

<<3-O-황산화>><<3-O-Sulfated>>

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법은 바람직하게는 하기 단계 (5-1) 및 (5-2)를 포함한다: The method for producing a sulfated polysaccharide of the present invention preferably includes the following steps (5-1) and (5-2):

(5-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 3-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(e) 또는 형질전환체(e)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및 (5-1) Transformants (e) or treated products of transformants (e) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding 3-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner, or preparing an extract; and

(5-2) 형질전환체(e) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 3-O-황산화를 수행하는 단계. (5-2) Incorporating the transformant (e) or a treated product or extract thereof into a reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to perform 3-O-sulfation.

단계 (5-2)에서, N-설포헤파로산의 3-O-황산화는 설페이트 기의 공여체로서형질전환체(a) 또는 이의 처리물에 의해 생산된 PAPS를 사용하여 3-O-설포트랜스퍼라제를 발현하는 형질전환체(e) 또는 이의 처리물 또는 추출물에 의해 수행된다. In step (5-2), 3-O-sulfation of N-sulfoheparoic acid is performed as a sulfate group donor using PAPS produced by transformant (a) or its treatment product to obtain 3-O-sulfo Transformants expressing transferase (e) or treated products or extracts thereof.

단계 (2-2), (3-2), (3'-3) 또는 (4-2)에서 제조된 황산화된 다당류가 반응 용액에 존재하는 경우, 이 단계에서 제조된 황산화된 다당류의 3-O-황산화가 수행된다.When the sulfated polysaccharide prepared in step (2-2), (3-2), (3′-3) or (4-2) is present in the reaction solution, the amount of the sulfated polysaccharide prepared in this step 3-O-sulfation is performed.

예를 들어, C5-에피머화를 갖는 N-설포헤파로산이 존재하는 경우, C5-에피머화를 갖는 N-설포헤파로산의 3-O-황산화가 수행된다. 2-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산이 존재하는 경우, 2-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산의 3-O-황산화가 수행된다. 6-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산이 존재하는 경우, 6-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산의 3-O-황산화가 수행된다. For example, when N-sulfoheparoic acid with C5-epimerization is present, 3-O-sulfation of N-sulfoheparoic acid with C5-epimerization is performed. When N-sulfoheparoic acid with 2-O-sulfation is present, 3-O-sulfation of N-sulfoheparoic acid with 2-O-sulfation is performed. When N-sulfoheparoic acid with 6-O-sulfation is present, 3-O-sulfation of N-sulfoheparoic acid with 6-O-sulfation is performed.

C5-에피머화 및 2-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산이 존재하는 경우, C5-에피머화 및 2-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산의 3-O-황산화가 수행된다. C5-에피머화 및 6-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산이 존재하는 경우, C5-에피머화 및 6-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산의 3-O-황산화가 수행된다. 2-O-황산화 및 6-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산이 존재하는 경우, 2-O-황산화 및 6-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산의 3-O-황산화가 수행된다. When N-sulfoheparoic acid with C5-epimerization and 2-O-sulfation is present, 3-O-sulfation of N-sulfoheparoic acid with C5-epimerization and 2-O-sulfation takes place do. In the presence of N-sulfoheparoic acid with C5-epimerization and 6-O-sulfation, 3-O-sulfation of N-sulfoheparoic acid with C5-epimerization and 6-O-sulfation takes place do. 3-O of N-sulfoheparoic acid with 2-O-sulfation and 6-O-sulfation, if present - sulfation is carried out;

C5-에피머화, 2-O-황산화 및 6-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산이 존재하는 경우, C5-에피머화, 2-O-황산화 및 6-O-황산화를 갖는 N-설포헤파로산의 3-O-황산화가 수행된다.When N-sulfoheparoic acid with C5-epimerization, 2-O-sulfation and 6-O-sulfation is present, it has C5-epimerization, 2-O-sulfation and 6-O-sulfation 3-O-sulfation of N-sulfoheparoic acid is performed.

<<반응 조건>> <<reaction conditions>>

상기 언급한 1) PAPS의 공급/재생, 2) C5-에피머화, 3) 2-O-황산화, 4) 6-O-황산화 및 5) 3-O-황산화의 반응 조건을 하기에서 설명할 것이다. The reaction conditions for the above-mentioned 1) supply/regeneration of PAPS, 2) C5-epimerization, 3) 2-O-sulfation, 4) 6-O-sulfation, and 5) 3-O-sulfation are described below. I will explain.

반응 용액의 pH는 바람직하게는 약 6 내지 8이다. 반응 동안, 암모니아 수용액, 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액 등과 함께 반응 용액의 pH를 중성에 가깝게, 특히 약 7로 제어하기 위한 pH 제어제를 사용하여 반응을 수행하는 것이 바람직하다.The pH of the reaction solution is preferably about 6 to 8. During the reaction, it is preferable to carry out the reaction using a pH control agent for controlling the pH of the reaction solution close to neutral, particularly about 7 together with an aqueous ammonia solution, an aqueous sodium hydroxide solution, an aqueous potassium hydroxide solution or the like.

반응 동안의 반응 온도, 즉 형질전환체의 생존 온도는 바람직하게는 20℃ 내지 50℃ 및 보다 바람직하게는 25℃ 내지 47℃이다. 반응 시간은 바람직하게는 약 1 내지 7일 및 보다 바람직하게는 약 1 내지 3일이다. 배양은 회분식, 유가식 및 연속식 중 임의의 것일 수 있다. 그 중에서도 회분식이 바람직하다. The reaction temperature during the reaction, that is, the survival temperature of the transformant is preferably 20°C to 50°C and more preferably 25°C to 47°C. The reaction time is preferably about 1 to 7 days and more preferably about 1 to 3 days. Cultivation can be any of batch, fed-batch and continuous. Among them, a batch type is preferable.

통기 조건 반응은 환원 조건 또는 미호기 조건 하에 수행될 수 있다. 환원 조건은 반응 용액의 산화-환원 전위로 정의된다. 반응 용액의 산화-환원 전위는 바람직하게는 약 -200mV 내지 -500mV 및 보다 바람직하게는 -250mV 내지 -500mV이다.Aeration conditions The reaction may be conducted under reducing conditions or under aerobic conditions. Reduction conditions are defined by the oxidation-reduction potential of the reaction solution. The oxidation-reduction potential of the reaction solution is preferably about -200mV to -500mV and more preferably -250mV to -500mV.

반응 용액의 환원 상태는 레자주린 지시제를 사용하여 용이하게 추정할 수 있고, 산화-환원 전위차계를 사용하여 정확하게 측정할 수 있다. 환원 조건 하에 반응 용액을 제조하는 방법으로서, 공지된 방법을 제한 없이 사용할 수 있다.The reduction state of the reaction solution can be easily estimated using a resazurin indicator and can be accurately measured using an oxidation-reduction potentiometer. As a method for preparing a reaction solution under reducing conditions, a known method can be used without limitation.

구체적으로, 반응 용액을 위한 수용액은 증류수 등을 열 처리 또는 감압 처리하여 용존 가스를 제거함으로써 환원 조건 하에 수득할 수 있다. 또한, 적절한 환원제(예를 들어, 티오글리콜산, 아스코르브산, 시스틴 하이드로클로라이드, 머캅토아세트산, 티올아세트산, 글루타티온, 황화나트륨 등)를 첨가하여 환원 조건 하에 반응 용액을 위한 수용액을 제조할 수 있다. 이들 방법의 적절한 조합도 환원 조건 하에 반응 용액을 위한 수용액을 제조하는 효과적인 방법이다. Specifically, an aqueous solution for the reaction solution can be obtained under reducing conditions by subjecting distilled water or the like to heat treatment or reduced pressure to remove dissolved gases. In addition, an appropriate reducing agent (eg, thioglycolic acid, ascorbic acid, cystine hydrochloride, mercaptoacetic acid, thiolacetic acid, glutathione, sodium sulfide, etc.) may be added to prepare an aqueous solution for the reaction solution under reducing conditions. An appropriate combination of these methods is also an effective method for preparing an aqueous solution for a reaction solution under reducing conditions.

반응 동안 환원 조건이 유지되는 경우, 반응 시스템의 외부로부터 산소의 혼합을 가능한 한 방지하는 것이 바람직하고, 이러한 방법의 구체적 예는 반응 시스템을 질소 가스 또는 이산화탄소 가스와 같은 불활성 가스로 봉입하는 방법을 포함한다.When reducing conditions are maintained during the reaction, it is preferable to prevent mixing of oxygen from the outside of the reaction system as much as possible, and specific examples of such a method include a method of sealing the reaction system with an inert gas such as nitrogen gas or carbon dioxide gas. do.

반응 동안 미호기성 조건이 유지되는 경우, 반응은 통기 속도가 0.5 vvm 등의 값 또는 보다 낮은 값으로 설정되고 교반 속도가 500 rpm 등의 낮은 값 또는 보다 낮은 값으로 설정되는 조건 하에 수행될 수 있다. 일부 경우에, 반응은 반응 개시 후 적절한 시기에 통기가 중단되고 혐기성 상태의 정도가 100 rpm 이하의 교반 속도의 조건 하에 증가되는 상태와 조합하여 수행될 수 있다.When microaerobic conditions are maintained during the reaction, the reaction can be carried out under conditions in which the aeration rate is set to a value such as 0.5 vvm or lower, and the agitation rate is set to a lower value such as 500 rpm or lower. In some cases, the reaction may be carried out in combination with a state in which aeration is stopped at an appropriate time after initiation of the reaction and the degree of anaerobic state is increased under the condition of an agitation speed of 100 rpm or less.

<<황산화된 다당류의 수집>><<Collection of sulfated polysaccharides>>

황산화된 다당류는 상술한 바와 같이 배양함으로써 반응 용액에서 생산된다. 황산화된 다당류는 반응 용액을 회수함으로써 수집될 수 있고, 또한 황산화된 다당류는 공지된 방법에 의해 반응 용액으로부터 분리될 수 있다. 이러한 공지된 방법의 예는 증류법, 막 투과법, 유기 용매 추출법 등을 포함한다.Sulfated polysaccharide is produced in the reaction solution by culturing as described above. The sulfated polysaccharide can be collected by recovering the reaction solution, and also the sulfated polysaccharide can be separated from the reaction solution by a known method. Examples of such known methods include distillation, membrane permeation, organic solvent extraction, and the like.

<<N-설포헤파로산의 제조>><<Manufacture of N-sulfoheparoic acid>>

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법에 사용되는 N-설포헤파로산은 헤파로산을 탈아세틸화, 해중합 및 N-황산화함으로써 수득된다. 헤파로산의 제조 및 헤파로산으로부터의 N-설포헤파로산 제조는 공지된 방법(예를 들어 WO2018/048973)에 의해 수행될 수 있다. The N-sulfoheparoic acid used in the method for preparing the sulfated polysaccharide of the present invention is obtained by deacetylation, depolymerization and N-sulfation of heparoic acid. The preparation of heparoic acid and the preparation of N-sulfoheparoic acid from heparoic acid can be carried out by known methods (eg WO2018/048973).

헤파로산의 제조 방법의 예는 하기 (a1)의 유전자 변형을 갖고 헤파로산 생산능을 갖는 원핵생물에 속하는 미생물을 배지에서 배양하여 배지에서 헤파로산을 제조하고 그 배지로부터 헤파로산을 수집하는 방법을 포함한다:An example of a method for producing heparoic acid is to culture a microorganism belonging to a prokaryotic organism having the genetic modification of (a1) and having the ability to produce heparoic acid in a medium to produce heparoic acid in the medium, and producing heparosic acid from the medium. How to collect includes:

(a1) kpsS 유전자의 발현 수준을 증가시키는 유전자 변형. (a1) Genetic modification that increases the expression level of the kpsS gene.

원핵생물에 속하는 미생물은 (a1) 이외에도 하기 유전자 변형(a2) 및 (a3) 중 적어도 하나를 추가로 가질 수 있다:Microorganisms belonging to prokaryotes may further have at least one of the following genetic modifications (a2) and (a3) in addition to (a1):

(a2) kfiA, kfiB, kfiC 및 kfiD 유전자로부터 선택된 적어도 하나의 유전자의 발현 수준을 증가시키는 유전자 변형; 및 (a2) genetic modification to increase the expression level of at least one gene selected from kfiA, kfiB, kfiC and kfiD genes; and

(a3) yhbJ 유전자의 기능 상실을 유발하는 유전자 변형.(a3) Genetic alterations causing loss of function of the yhbJ gene.

kpsS 유전자는 영역 I, 영역 II 및 영역 III의 유전자 군 중 영역 I에 의해 코딩되는 유전자이다. kpsS는 헤파로산 합성의 개시에 관여한다. 헤파로산 생산에서, kpsS는, kpsC와 함께, 내막의 포스파티딜글리세롤에 다수의 Kdo 링커를 첨가하는 역할을 한다.The kpsS gene is a gene encoded by region I in a group of genes of region I, region II and region III. kpsS is involved in the initiation of heparoic acid synthesis. In heparoic acid production, kpsS, together with kpsC, is responsible for adding multiple Kdo linkers to the phosphatidylglycerol of the inner membrane.

kpsS 유전자로서, 에스케리키아 속으로부터 유래된 kpsS 유전자가 바람직하다. 이의 구체적 예는 에스케리키아 콜라이 K5 균주의 kpsS 유전자를 포함한다. 에스케리키아 콜라이 K5 균주의 kpsS 유전자의 뉴클레오티드 서열 및 이 유전자에 의해 코딩되는 단백질의 아미노산 서열은 공개 데이터베이스로부터 취득할 수 있다. 에스케리키아 콜라이 K5 균주의 kpsS 유전자는 진뱅크(GenBank) 수탁번호 CAA52659.1로 등록되어 있다.As the kpsS gene, the kpsS gene derived from the genus Escherichia is preferred. A specific example thereof includes the kpsS gene of Escherichia coli K5 strain. The nucleotide sequence of the kpsS gene of Escherichia coli K5 strain and the amino acid sequence of the protein encoded by this gene can be obtained from public databases. The kpsS gene of Escherichia coli K5 strain has been registered with GenBank under accession number CAA52659.1.

kpsS 유전자의 예는 서열번호 27에 나타낸 뉴클레오티드 서열을 갖는 DNA, 또는 서열번호 27에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 90% 이상 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖고 헤파로산 생산능을 갖는 원핵생물에 속하는 미생물에서 발현 수준이 증가될 때 미생물의 헤파로산 생산능을 증가시키는 특성을 갖는 DNA를 포함한다.An example of the kpsS gene is DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 27, or a nucleotide sequence that is 90% or more identical to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 27, and the expression level is increased in microorganisms belonging to prokaryotes having the ability to produce heparoic acid It contains DNA that has the property of increasing the ability of microorganisms to produce heparoic acid when they are produced.

kfiA, kfiB, kfiC 및 kfiD는 영역 I, 영역 II 및 영역 III의 유전자 군 중 영역 II에 의해 코딩되는 유전자이다. 도 2에 도시된 바와 같이, kfiA, kfiB, kfiC 및 kfiD는 헤파로산 합성에 관여하며, 당류를 첨가하여 헤파로산을 합성하는 역할을 한다. kfiA, kfiB, kfiC and kfiD are genes encoded by region II in the gene clusters of region I, region II and region III. As shown in FIG. 2, kfiA, kfiB, kfiC, and kfiD are involved in heparoic acid synthesis, and play a role in synthesizing heparoic acid by adding saccharides.

kfiA, kfiB, kfiC 또는 kfiD 유전자로서, 에스케리키아 속으로부터 유래된 kfiA, kfiB, kfiC 또는 kfiD 유전자가 바람직하다. 이의 구체적 예는 에스케리키아 콜라이 K5균주의 kfiA, kfiB, kfiC 또는 kfiD 유전자를 포함한다. 에스케리키아 콜라이 K5 균주의 kfiA, kfiB, kfiC 또는 kfiD 유전자의 뉴클레오티드 서열 및 이 유전자에 의해 코딩되는 단백질의 아미노산 서열은 공개 데이터베이스로부터 수득될 수 있다. kfiA는 진뱅크 수탁번호 CAA54711.1로서 등록되어 있고; kfiB는 진뱅크 수탁번호 CAE55824.1로 등록되어 있고; kfiC는 진뱅크 수탁번호 CAA54709.1로 등록되어 있고; kfiD는 진뱅크 수탁번호 CAA54708.1로 등록되어 있다.As the kfiA, kfiB, kfiC or kfiD gene, the kfiA, kfiB, kfiC or kfiD gene derived from the genus Escherichia is preferred. Specific examples thereof include the kfiA, kfiB, kfiC or kfiD genes of Escherichia coli K5 strain. The nucleotide sequences of the kfiA, kfiB, kfiC or kfiD genes of Escherichia coli K5 strain and the amino acid sequences of the proteins encoded by these genes can be obtained from public databases. kfiA is registered as GenBank Accession No. CAA54711.1; kfiB is registered with Genbank accession number CAE55824.1; kfiC is registered with GenBank accession number CAA54709.1; kfiD is registered with Genbank under the accession number CAA54708.1.

kfiA 유전자의 예는 서열번호 28에 나타낸 뉴클레오티드 서열을 갖는 DNA, 또는 서열번호 28에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 90% 이상 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖고 헤파로산 생산능을 갖는 원핵생물에 속하는 미생물에서 발현 수준이 증가될 때 미생물의 헤파로산 생산능을 증가시키는 특성을 갖는 DNA를 포함한다.An example of the kfiA gene is DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 28, or a nucleotide sequence that is 90% or more identical to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 28, and the expression level is increased in microorganisms belonging to prokaryotes having the ability to produce heparose acid. It contains DNA that has the property of increasing the ability of microorganisms to produce heparoic acid when they are produced.

kfiB 유전자의 예는 서열번호 29에 나타낸 뉴클레오티드 서열을 갖는 DNA, 또는 서열번호 29에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 90% 이상 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖고 헤파로산 생산능을 갖는 원핵생물에 속하는 미생물에서 발현 수준이 증가될 때 미생물의 헤파로산 생산능을 증가시키는 특성을 갖는 DNA를 포함한다. An example of the kfiB gene is DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 29, or a nucleotide sequence that is 90% or more identical to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 29, and the expression level is increased in microorganisms belonging to prokaryotes having the ability to produce heparoic acid. It contains DNA that has the property of increasing the ability of microorganisms to produce heparoic acid when they are produced.

kfiC 유전자의 예는 서열번호 30에 나타낸 뉴클레오티드 서열을 갖는 DNA, 또는 서열번호 30에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 90% 이상 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖고 헤파로산 생산능을 갖는 원핵생물에 속하는 미생물에서 발현 수준이 증가될 때 미생물의 헤파로산 생산능을 증가시키는 특성을 갖는 DNA를 포함한다.An example of the kfiC gene is DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 30, or a nucleotide sequence that is 90% or more identical to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 30, and the expression level is increased in microorganisms belonging to prokaryotes having the ability to produce heparoic acid. It contains DNA that has the property of increasing the ability of microorganisms to produce heparoic acid when they are produced.

kfiD 유전자의 예는 서열번호 31에 나타낸 뉴클레오티드 서열을 갖는 DNA, 또는 서열번호 31에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 90% 이상 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖고 헤파로산 생산능을 갖는 원핵생물에 속하는 미생물에서 발현 수준이 증가될 때 미생물의 헤파로산 생산능을 증가시키는 특성을 갖는 DNA를 포함한다.An example of the kfiD gene is DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 31, or a nucleotide sequence that is 90% or more identical to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 31, and the expression level is increased in microorganisms belonging to prokaryotes having the ability to produce heparoic acid It contains DNA that has the property of increasing the ability of microorganisms to produce heparoic acid when they are produced.

도 3은 헤파로산 생합성 경로의 개략도를 도시한다. GlmS는 헤파로산의 전구체인 UDP-N-아세틸글루코사민 공급 경로의 제1 효소이며 프럭토스-6-포스페이트에서 글루코사민-6-포스페이트로의 반응을 촉매하는 효소이다. YhbJ는 GlmS를 음성적으로 조절하는 효소이다.Figure 3 shows a schematic diagram of the heparoic acid biosynthetic pathway. GlmS is the first enzyme in the supply pathway of UDP-N-acetylglucosamine, a precursor of heparoic acid, and is an enzyme that catalyzes the reaction from fructose-6-phosphate to glucosamine-6-phosphate. YhbJ is an enzyme that negatively regulates GlmS.

yhbJ 유전자로서, 에스케리키아 속으로부터 유래된 yhbJ 유전자가 바람직하다. 이의 구체적 예는 에스케리키아 콜라이 K-12 균주의 yhbJ 유전자를 포함한다. 에스케리키아 콜라이 K-12 균주의 yhbJ 유전자의 뉴클레오티드 서열 및 이 유전자에 의해 코딩되는 단백질의 아미노산 서열은 공개 데이터베이스로부터 취득할 수 있다. 에스케리키아 콜라이 K-12 균주의 yhbJ 유전자는 진뱅크 수탁번호 BAE77249.1로 등록되어 있다.As the yhbJ gene, the yhbJ gene derived from the genus Escherichia is preferred. A specific example thereof includes the yhbJ gene of Escherichia coli K-12 strain. The nucleotide sequence of the yhbJ gene of Escherichia coli strain K-12 and the amino acid sequence of the protein encoded by this gene can be obtained from public databases. The yhbJ gene of Escherichia coli strain K-12 has been registered with GenBank accession number BAE77249.1.

yhbJ 유전자의 예는 서열번호 32에 나타낸 뉴클레오티드 서열을 갖는 DNA, 또는 서열번호 32에 나타낸 뉴클레오티드 서열과 90% 이상 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖고 헤파로산 생산능을 갖는 원핵생물에 속하는 미생물에서 발현 수준이 증가될 때 미생물의 헤파로산 생산능을 증가시키는 특성을 갖는 DNA를 포함한다.An example of the yhbJ gene is DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 32, or a nucleotide sequence that is 90% or more identical to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 32, and the expression level is increased in microorganisms belonging to prokaryotes having the ability to produce heparoic acid It contains DNA that has the property of increasing the ability of microorganisms to produce heparoic acid when they are produced.

상기 (a1) 내지 (a3)의 각 유전자는 예를 들어 상술한 각 유전자의 뉴클레오티드 서열을 사용하는 BLAST 검색 또는 FASTA 검색에 의해 공개 데이터베이스로부터 용이하게 취득할 수 있다. 또한, 예를 들어 주형으로서 세균과 같은 미생물의 염색체를 사용하고 프라이머로서 이들 공지된 유전자 서열에 기초하여 제조된 올리고뉴클레오티드를 사용하는 PCR에 의해 각 유전자의 상동체를 수득할 수 있다.Each of the genes (a1) to (a3) can be easily obtained from a public database by, for example, BLAST search or FASTA search using the nucleotide sequence of each gene described above. Further, for example, homologs of each gene can be obtained by PCR using a chromosome of a microorganism such as a bacterium as a template and oligonucleotides prepared based on these known gene sequences as primers.

상기 (a1) 내지 (a3)의 각 유전자는, 유전자에 의해 코딩되는 단백질의 본래 기능(예를 들어, 활성 또는 특성)이 유지되는 한, 유전자의 변이체일 수 있다. 유전자의 변이체에 의해 코딩된 단백질이 이의 본래 기능을 유지하는지 여부를 확인할 수 있다; 구체적으로, 예를 들어 본래 기능이 헤파로산 생산 능력을 향상시키는 것인 경우, 유전자의 변이체를 헤파로산 생산능을 갖는 원핵생물에 속하는 미생물에 도입함으로써 확인할 수 있다.Each of the genes (a1) to (a3) may be a variant of the gene as long as the original function (eg, activity or characteristic) of the protein encoded by the gene is maintained. It can be confirmed whether the protein encoded by the variant of the gene retains its original function; Specifically, for example, when the original function is to improve the heparoic acid-producing ability, it can be confirmed by introducing a variant of the gene into a microorganism belonging to prokaryotic organisms having the heparoic acid-producing ability.

상기 (a1) 내지 (a3)의 각 유전자의 변이체는 코딩된 단백질의 특정 위치에 있는 아미노산 잔기가 치환, 결실, 삽입 또는 첨가되도록 유전자의 코딩 영역을 변형시킴으로써 부위 지향적 돌연변이유발 방법에 따라 수득될 수 있다. 또한, 상기 (a1) 내지 (a3)의 각 유전자의 변이체는 예를 들어 돌연변이 처리에 의해서도 수득될 수 있다.Variants of each gene of (a1) to (a3) can be obtained by site-directed mutagenesis by modifying the coding region of a gene such that an amino acid residue at a specific position of the encoded protein is substituted, deleted, inserted, or added. there is. In addition, variants of each gene of (a1) to (a3) can also be obtained by, for example, mutagenesis.

상기 유전자(a1) 내지 (a3) 각각은 이들의 본래 기능이 유지되는 한, 하나 또는 수개의 위치에 있는 하나 또는 수개의 아미노산이 치환, 결실, 삽입 또는 첨가된 아미노산 서열을 갖는 단백질을 코딩하는 유전자일 수 있다. 예를 들어, 코딩된 단백질에서 이의 N-말단 및/또는 C-말단은 연장되거나 단축될 수 있다. 어구 "하나 또는 수개"는 단백질의 3차원 구조에서 아미노산 잔기의 위치와 유형에 따라 상이하다. 이의 구체적 예는 1 내지 50개, 1 내지 40개, 1 내지 30개를 포함하고, 바람직하게는 1 내지 20개, 보다 바람직하게는 1 내지 10개, 보다 더욱 바람직하게는 1 내지 5개 및 특히 바람직하게는 1 내지 3개이다.Each of the genes (a1) to (a3) is a gene encoding a protein having an amino acid sequence in which one or several amino acids at one or several positions are substituted, deleted, inserted, or added as long as their original functions are maintained. can be For example, the N-terminus and/or C-terminus of an encoded protein may be extended or shortened. The phrase “one or several” differs depending on the position and type of amino acid residues in the three-dimensional structure of a protein. Specific examples thereof include 1 to 50, 1 to 40, 1 to 30, preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, even more preferably 1 to 5, and especially Preferably it is 1-3 pieces.

상술한 바와 같은 하나 또는 수개의 아미노산의 치환, 결실, 삽입 또는 첨가는 단백질의 기능이 정상적으로 유지시키는 보존적 돌연변이이다. 보존적 돌연변이의 대표는 보존적 치환이다. 보존적 치환은 치환 부위가 방향족 아미노산인 경우에 Phe, Trp, Tyr 사이에 치환이 발생하는 돌연변이이고, 치환 부위가 소수성 아미노인 경우에 Leu, Ile, Val 사이에 치환이 발생하는 돌연변이이고, 치환 부위가 극성 아미노산인 경우에 Gln 및 Asn 사이에 치환이 발생하고, 치환 부위가 염기성 아미노산인 경우에 Lys, Arg 및 His 사이에 치환이 발생하고, 치환 부위가 산성 아미노산인 경우에 Asp 및 Glu 사이에 치환이 발생하고, 치환 부위가 하이드록실 기를 갖는 아미노산인 경우에 Ser 및 Thr 사이에 치환이 발생한다. 보존적 치환으로 고려되는 치환의 특정 예는 Ala의 Ser 또는 Thr로의 치환; Arg의 Gln, His 또는 Lys로의 치환; Asn의 Glu, Gln, Lys, His 또는 Asp로의 치환; Asp의 Asn, Glu 또는 Gln으로의 치환; Cys의 Ser 또는 Ala로의 치환; Gln의 Asn, Glu, Lys, His, Asp 또는 Arg로의 치환; Glu의 Gly, Asn, Gln, Lys 또는 Asp로의 치환; Gly의 Pro로의 치환; His의 Asn, Lys, Gln, Arg 또는 Tyr로의 치환; Ile의 Leu, Met, Val 또는 Phe로의 치환; Leu의 Ile, Met, Val 또는 Phe로의 치환; Lys의 Asn, Glu, Gln, His 또는 Arg로의 치환; Met의 Ile, Leu, Val 또는 Phe로의 치환; Phe의 Trp, Tyr, Met, Ile 또는 Leu로의 치환; Ser의 Thr 또는 Ala로의 치환; Thr의 Ser 또는 Ala로의 치환; Trp의 Phe 또는 Tyr로의 치환; Tyr의 His, Phe 또는 Trp로의 치환; 및 Val의 Met, Ile 또는 Leu로의 치환을 포함한다. 또한, 상술한 바와 같은 아미노산의 치환, 결실, 삽입, 첨가, 이의 역전 등은 유전자가 유래된 유기체에서의 개체 차이 또는 종 차이에 기초한 돌연변이와 같은 천연 발생 돌연변이에 의해 유발되는 치환, 결실, 삽입 및 첨가, 역전 등(돌연변이체 또는 변이체)을 포함한다.Substitution, deletion, insertion or addition of one or several amino acids as described above is a conservative mutation that maintains normal protein function. Representative of conservative mutations are conservative substitutions. Conservative substitutions are mutations in which substitution occurs between Phe, Trp, and Tyr when the substitution site is an aromatic amino acid, and substitution occurs between Leu, Ile, and Val when the substitution site is a hydrophobic amino acid. When is a polar amino acid, substitution occurs between Gln and Asn, when the substitution site is a basic amino acid, substitution occurs between Lys, Arg, and His, and when the substitution site is an acidic amino acid, substitution occurs between Asp and Glu occurs, and substitution occurs between Ser and Thr when the substitution site is an amino acid having a hydroxyl group. Specific examples of substitutions that are considered conservative include Ala to Ser or Thr; substitution of Arg with Gln, His or Lys; substitution of Asn with Glu, Gln, Lys, His or Asp; replacement of Asp with Asn, Glu or Gln; substitution of Cys with Ser or Ala; substitution of Gln with Asn, Glu, Lys, His, Asp or Arg; substitution of Glu with Gly, Asn, Gln, Lys or Asp; substitution of Gly with Pro; substitution of His with Asn, Lys, Gin, Arg or Tyr; substitution of Ile with Leu, Met, Val or Phe; substitution of Leu with Ile, Met, Val or Phe; substitution of Lys with Asn, Glu, Gln, His or Arg; substitution of Met with Ile, Leu, Val or Phe; substitution of Phe with Trp, Tyr, Met, He or Leu; substitution of Ser for Thr or Ala; substitution of Thr with Ser or Ala; substitution of Trp for Phe or Tyr; substitution of Tyr with His, Phe or Trp; and substitution of Val with Met, He or Leu. In addition, substitution, deletion, insertion, addition, and reversal of amino acids as described above are caused by naturally occurring mutations such as mutations based on individual differences or species differences in organisms from which genes are derived, substitutions, deletions, insertions and Includes additions, inversions, etc. (mutants or variants).

또한, 상기 (a1) 내지 (a3)의 각 유전자는 이들의 본래 기능이 유지되는 한, 전체 아미노산 서열과 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 보다 바람직하게는 95% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 97% 이상 및 특히 바람직하게는 99% 이상 동일한 단백질을 코딩하는 유전자일 수 있다. In addition, each gene of (a1) to (a3) is 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more of the entire amino acid sequence, even more preferably, as long as their original functions are maintained. may be a gene encoding a protein that is 97% or more and particularly preferably 99% or more identical.

또한, 상기 (a1) 내지 (a3)의 각 유전자는 이들의 본래 기능이 유지되는 한, 뉴클레오티드 서열의 전체 또는 일부분에 상보적인 서열과 같은 공지된 유전자 서열로부터 제조될 수 있는 프로브와 엄격한 조건 하에 혼성화하는 DNA일 수 있다. 용어 "엄격한 조건"은 소위 특이적 하이브리드가 형성되고 비특이적 하이브리드가 형성되지 않는 조건을 지칭한다. 이의 예는 보다 높은 수준에서 서로 동일한 DNA, 예를 들어 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 보다 바람직하게는 95% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 97% 이상 및 특히 바람직하게는 99% 이상 서로 동일한 DNA가 서로 혼성화하고 보다 낮은 수준에서 서로 동일한 DNA는 서로 혼성화하지 않는 조건; 또는 세척이 60℃, 1 x SSC 및 0.1% SDS, 바람직하게는 60℃, 0.1 x SSC 및 0.1% SDS, 및 보다 바람직하게는 68℃, 0.1 x SSC 및 0.1% SDS에 상응하는 염 농도 및 온도에서 1회, 바람직하게는 2 내지 3회 수행되는, 표준 서던 혼성화에서 세척을 위한 조건인 조건을 포함한다.In addition, each gene of (a1) to (a3) hybridizes under stringent conditions with a probe that can be prepared from a known gene sequence, such as a sequence complementary to all or part of the nucleotide sequence, as long as their original function is maintained It may be DNA that The term “stringent conditions” refers to conditions under which so-called specific hybrids are formed and non-specific hybrids are not formed. Examples thereof are DNAs that are identical to each other at a higher level, for example, 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, even more preferably 97% or more and particularly preferably 99% or more of each other. conditions in which identical DNAs hybridize to each other and, at a lower level, DNAs identical to each other do not hybridize to each other; or a salt concentration and temperature where the wash corresponds to 60°C, 1 x SSC and 0.1% SDS, preferably 60°C, 0.1 x SSC and 0.1% SDS, and more preferably 68°C, 0.1 x SSC and 0.1% SDS. It includes conditions that are conditions for washing in a standard Southern hybridization, which is performed once, preferably 2 to 3 times in .

상기 혼성화에 사용되는 프로브는 각 유전자의 상보적 서열의 일부분일 수 있다. 이러한 프로브는 프라이머로서 공지된 서열에 기초하여 제조된 올리고뉴클레오티드를 사용하고 주형으로서 상기 (a1) 내지 (a3)의 각 유전자를 함유하는 DNA 단편을 사용하는 PCR에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 약 300bp 길이를 갖는 DNA 단편이 프로브로서 사용될 수 있다. 약 300bp 길이를 갖는 DNA 단편이 프로브로서 사용되는 경우, 혼성화에서 세척을 위한 조건의 예는 50℃, 2 x SSC 및 0.1% SDS의 조건을 포함한다.A probe used for the hybridization may be a part of a complementary sequence of each gene. Such a probe can be prepared by PCR using an oligonucleotide prepared based on a known sequence as a primer and using a DNA fragment containing each gene of (a1) to (a3) above as a template. For example, a DNA fragment with a length of about 300 bp can be used as a probe. When a DNA fragment with a length of about 300 bp is used as a probe, examples of conditions for washing in hybridization include conditions of 50°C, 2 x SSC and 0.1% SDS.

또한, 코돈 축퇴성은 숙주에 따라 상이하기 때문에, 상기 (a1) 내지 (a3)의 각 유전자는 이들의 본래 기능이 유지되는 한, 임의의 코돈을 동등한 코돈으로 대체하여 수득한 유전자일 수 있다. 예를 들어, 표 1 내지 3의 유전자는 사용되는 숙주의 코돈 사용 빈도에 따라 최적의 코돈을 갖도록 변형될 수 있다. In addition, since codon degeneracy differs depending on the host, each of the above genes (a1) to (a3) may be a gene obtained by replacing an arbitrary codon with an equivalent codon as long as their original functions are maintained. For example, the genes in Tables 1 to 3 can be modified to have optimal codons according to the codon usage frequency of the host used.

돌연변이 처리의 예는 상기 (a1) 내지 (a3)의 각 유전자의 뉴클레오티드 서열을 갖는 DNA 분자를 하이드록실아민 등으로 시험관내 처리하는 방법; 상기 (a1) 내지 (a3)의 각 유전자를 보유하는 미생물을 X선, 자외선, 또는 N-메틸-N'-니트로-N-니트로소구아니딘(NTG), 에틸 메탄설포네이트(EMS) 및 메틸 메탄설포네이트(MMS)와 같은 돌연변이원으로 처리하는 방법 등을 포함한다.Examples of the mutation treatment include in vitro treatment of a DNA molecule having the nucleotide sequence of each gene of (a1) to (a3) with hydroxylamine or the like; Microorganisms having each gene of (a1) to (a3) are irradiated with X-rays, ultraviolet light, or N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG), ethyl methanesulfonate (EMS) and methyl methane and treatment with mutagens such as sulfonate (MMS).

<<<유전자 발현을 증가시키기 위한 유전자 변형>>> <<<Gene modification to increase gene expression>>>

어구 "유전자 발현의 증가"는 유전자의 발현이 비변형 균주의 것과 비교하여 상승되는 것을 의미한다. 유전자의 발현을 증가시키는 일 양상의 예는 유전자의 발현이 비변형 균주의 것에 비해 바람직하게는 1.5배 이상 증가되고, 보다 바람직하게는 2배 이상 증가되고, 보다 더욱 바람직하게는 3배 이상 증가되는 양상을 포함한다.The phrase “increase in gene expression” means that the expression of a gene is elevated compared to that of an unmodified strain. An example of one aspect of increasing the expression of a gene is that the expression of the gene is preferably increased by 1.5 times or more, more preferably by 2 times or more, and even more preferably by 3 times or more compared to that of the unmodified strain. include the aspect

또한, 어구 "유전자 발현이 증가된다"는 표적 유전자가 본래 발현되는 균주에서의 표적 유전자의 발현 증가뿐만 아니라, 표적 유전자가 본래 발현되지 않는 균주에서 표적 유전자가 발현되는 것을 의미한다. 즉, 어구 "유전자 발현이 증가된다"는 예를 들어 표적 유전자를 갖지 않는 균주 내로 표적 유전자가 도입되고 그 안에서 표적 유전자가 발현되는 경우를 포함한다. 또한, 어구 "유전자 발현이 증가된다"는 어구 "유전자 발현이 향상된다" 또는 "유전자 발현이 상승된다"로도 지칭된다.In addition, the phrase "gene expression is increased" means that the target gene is expressed in a strain in which the target gene is not naturally expressed, as well as an increase in the expression of the target gene in a strain in which the target gene is naturally expressed. That is, the phrase "gene expression is increased" includes, for example, the case where the target gene is introduced into a strain having no target gene and the target gene is expressed therein. The phrase "gene expression is increased" is also referred to as the phrase "gene expression is enhanced" or "gene expression is elevated".

유전자 발현의 증가는 예를 들어 유전자의 카피 수를 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 유전자의 카피 수를 증가시키는 것은 유전자를 숙주의 염색체 내로 도입함으로써 달성될 수 있다. 염색체 내로의 유전자 도입은 예를 들어 상동 재조합을 사용하여 수행될 수 있다(Miller I, J.H. Experiments in Molecular Genetics, 1972, Cold Spring Harbor Laboratory). 유전자의 하나의 카피만이 도입될 수 있거나, 이의 2개 이상의 카피가 도입될 수 있다.An increase in gene expression can be achieved, for example, by increasing the copy number of a gene. Increasing the copy number of a gene can be achieved by introducing the gene into the host's chromosome. Introduction of genes into chromosomes can be performed using, for example, homologous recombination (Miller I, J.H. Experiments in Molecular Genetics, 1972, Cold Spring Harbor Laboratory). Only one copy of a gene may be introduced, or two or more copies of it may be introduced.

예를 들어, 염색체 상에 다수의 카피를 갖는 서열을 표적화하면서 상동 재조합을 수행함으로써 유전자의 다수의 카피를 염색체 내로 도입할 수 있다. 염색체 상에 다수의 카피를 갖는 서열의 예는 반복 DNA 서열(반복 DNA) 및 트랜스포존의 양 말단에 존재하는 역 반복체를 포함한다.For example, multiple copies of a gene can be introduced into a chromosome by performing homologous recombination while targeting a sequence with multiple copies on the chromosome. Examples of sequences with multiple copies on a chromosome include repetitive DNA sequences (repetitive DNA) and inverted repeats present at both ends of a transposon.

대안적으로, 상동 재조합은 표적 물질의 생산에 불필요한 유전자와 같은 염색체 상의 적절한 서열을 표적화하면서 수행될 수 있다. 상동 재조합은 예를 들어 선형 DNA를 사용하는 방법, 감온성 복제 기점을 함유하는 플라스미드를 사용하는 방법, 접합 전달이 가능한 플라스미드를 사용하는 방법, 숙주에서 기능하는 복제 기점을 갖지 않는 자살 벡터를 사용하는 방법 또는 파지를 사용한 형질도입 방법에 의해 수행될 수 있다. 또한, 유전자는 트랜스포존 또는 Mini-Mu를 사용하여 염색체 내로 무작위로 도입될 수도 있다(JP-A-H2-109985).Alternatively, homologous recombination can be performed while targeting appropriate sequences on the chromosome, such as genes unnecessary for the production of the target substance. Homologous recombination includes, for example, the use of linear DNA, the use of plasmids containing a temperature-sensitive origin of replication, the use of plasmids capable of conjugative delivery, and the use of suicide vectors without an origin of replication that function in the host. Alternatively, it may be performed by a transduction method using phage. Also, the gene may be randomly introduced into the chromosome using a transposon or Mini-Mu (JP-A-H2-109985).

표적 유전자가 염색체 내로 도입되었는지 여부는 유전자의 전체 또는 일부분에 상보적인 서열을 갖는 프로브를 사용한 서던 혼성화, 유전자의 서열에 기초하여 제조된 프라이머를 사용한 PCR 등에 의해 확인할 수 있다. Whether or not the target gene has been introduced into the chromosome can be confirmed by Southern hybridization using a probe having a sequence complementary to all or part of the gene, PCR using primers prepared based on the sequence of the gene, or the like.

또한, 유전자의 카피수는 유전자를 함유하는 벡터를 숙주 내로 도입함으로써 증가시킬 수도 있다. 예를 들어, 표적 유전자를 함유하는 DNA 단편을 숙주에서 기능하는 벡터에 라이게이션(ligating)하여 유전자에 대한 발현 벡터를 작제하고 숙주를 이 발현 벡터로 형질전환함으로써 유전자의 카피 수를 증가시킬 수 있다. 표적 유전자를 함유하는 DNA 단편은, 예를 들어 주형으로서 표적 유전자를 갖는 미생물의 게놈 DNA를 사용한 PCR에 의해 수득할 수 있다. 형질전환 방법은 특별히 제한되지 않고, 종래에 공지된 방법을 사용할 수 있다.Also, the copy number of a gene can be increased by introducing a vector containing the gene into a host. For example, copy number of the gene can be increased by constructing an expression vector for the gene by ligating a DNA fragment containing the target gene to a vector that functions in the host and transforming the host with the expression vector. . A DNA fragment containing the target gene can be obtained, for example, by PCR using genomic DNA of a microorganism having the target gene as a template. The transformation method is not particularly limited, and conventionally known methods can be used.

벡터로서, 숙주 세포에서 자가 복제할 수 있는 벡터가 사용될 수 있다. 벡터는 바람직하게는 다중카피 벡터이다. 또한, 형질전환체를 선택하기 위해 벡터는 바람직하게는 문헌[Karl Friehs, Plasmid Copy Number and Plasmid Stability, Adv Biochem Engin/Biotechnol 86: 47-82 (2004)]에 설명된 항생제 내성 유전자 또는 다른 유전자와 같은 마커를 갖는다. 또한, 벡터는 삽입된 유전자를 발현하기 위해 프로모터 또는 터미네이터를 가질 수 있다. 벡터의 예는 세균 플라스미드로부터 유래된 벡터, 효모 플라스미드로부터 유래된 벡터, 박테리오파지로부터 유래된 벡터, 코스미드, 파지미드 등을 포함한다.As a vector, a vector capable of autonomous replication in a host cell can be used. The vector is preferably a multicopy vector. In addition, the vector is preferably combined with an antibiotic resistance gene or other gene as described in Karl Friehs, Plasmid Copy Number and Plasmid Stability, Adv Biochem Engin/Biotechnol 86: 47-82 (2004) to select transformants. have the same markers. In addition, the vector may have a promoter or terminator to express the inserted gene. Examples of vectors include vectors derived from bacterial plasmids, vectors derived from yeast plasmids, vectors derived from bacteriophages, cosmids, phagemids, and the like.

에스케리키아 콜라이와 같은 엔테로박테리아세애(Enterobacteriaceae)의 세균에서 자가 복제할 수 있는 벡터의 구체적 예는 pUC19, pUC18, pHSG299, pHSG399, pHSG398, pBR322 및 pSTV29(모두 Takara Bio Inc.로부터), pACYC184 및 pMW219(Nippon Gene), pTrc99A(Pharmacia), pPROK 벡터(Clontech), pKK233-2(Clontech), pET 벡터(Novagen), pQE 벡터(Qiagen) 및 넓은 숙주 범위 벡터 RSF1010를 포함한다.Specific examples of vectors capable of autonomous replication in bacteria of the family Enterobacteriaceae , such as Escherichia coli, include pUC19, pUC18, pHSG299, pHSG399, pHSG398, pBR322 and pSTV29 (all from Takara Bio Inc.), pACYC184 and pMW219 (Nippon Gene), pTrc99A (Pharmacia), pPROK vector (Clontech), pKK233-2 (Clontech), pET vector (Novagen), pQE vector (Qiagen) and wide host range vector RSF1010.

유전자를 도입하는 경우, 본 발명에서 유전자 변형을 갖는 원핵생물에 속하는 미생물에 유전자가 보유되면 충분하다. 구체적으로, 본 발명의 세균에서 기능하는 프로모터 서열의 제어 시 발현되도록 유전자가 도입되면 충분하다. 프로모터는 숙주로부터 유래된 프로모터 또는 이종 프로모터일 수 있다. 프로모터는 도입될 유전자의 내인성 프로모터 또는 다른 유전자의 프로모터일 수 있다. 프로모터로서, 예를 들어 후술하는 보다 강력 프로모터를 사용할 수 있다. In the case of introducing a gene, it is sufficient if the gene is retained in a microorganism belonging to a prokaryotic organism having genetic modification in the present invention. Specifically, it is sufficient if the gene is introduced so as to be expressed under the control of a promoter sequence that functions in the bacterium of the present invention. The promoter may be a host-derived promoter or a heterologous promoter. The promoter may be an endogenous promoter of the gene to be introduced or a promoter of another gene. As a promoter, a stronger promoter described below can be used, for example.

전사를 종결시키기 위한 터미네이터는 유전자의 하류에 배치될 수 있다. 터미네이터는 본 발명의 세균에서 기능하는 한 특별히 제한되지 않는다. 터미네이터는 숙주로부터 유래된 터미네이터 또는 이종 터미네이터일 수 있다. 터미네이터는 도입될 유전자에 특이적인 터미네이터일 수 있거나 다른 유전자의 터미네이터일 수 있다. 터미네이터의 구체적 예는 T7 터미네이터, T4 터미네이터, fd 파지 터미네이터, tet 터미네이터 및 trpA 터미네이터를 포함한다. A terminator for terminating transcription can be placed downstream of the gene. The terminator is not particularly limited as long as it functions in the bacterium of the present invention. Terminators can be host-derived terminators or heterologous terminators. The terminator may be a terminator specific to the gene to be introduced or may be a terminator of another gene. Specific examples of the terminator include T7 terminator, T4 terminator, fd phage terminator, tet terminator and trpA terminator.

다양한 미생물에서 사용될 수 있는 벡터, 프로모터, 터미네이터는 예를 들어 문헌["Basic Lecture 8 on Microbiology, Gene Engineering, KYORITSU SHUPPAN, 1987"]에 상세히 설명되어 있으며, 이들을 사용할 수 있다.Vectors, promoters, and terminators that can be used in various microorganisms are described in detail in, for example, "Basic Lecture 8 on Microbiology, Gene Engineering, KYORITSU SHUPPAN, 1987", and these can be used.

또한, 2개 이상의 유전자가 도입된 경우, 각 유전자가 본 발명의 세균에서 발현 가능한 방식으로 유지되면 충분하다. 예를 들어, 각 유전자는 단일 발현 벡터에 모두 보유될 수 있거나 염색체 상에 모두 보유될 수 있다. 또한, 각 유전자는 복수의 발현 벡터 상에 개별적으로 보유될 수 있거나, 단일 또는 복수의 발현 벡터 및 염색체 상에 개별적으로 보유될 수 있다. 또한, 2개 이상의 유전자가 오페론을 형성하여 도입될 수 있다. "2개 이상의 유전자가 도입되는 경우"의 예는 2개 이상의 효소를 각각 코딩하는 유전자를 도입하는 경우, 단일 효소를 형성하는 2개 이상의 서브유닛을 각각 코딩하는 유전자를 도입하는 경우 및 이들의 조합을 포함한다.In addition, when two or more genes are introduced, it is sufficient if each gene is maintained in a manner capable of being expressed in the bacterium of the present invention. For example, each gene may be all carried in a single expression vector or may be all carried on a chromosome. In addition, each gene may be individually carried on a plurality of expression vectors, or individually carried on a single or a plurality of expression vectors and chromosomes. Also, two or more genes can be introduced by forming an operon. Examples of "when two or more genes are introduced" are when genes encoding two or more enzymes are introduced, when genes encoding two or more subunits forming a single enzyme are introduced, and combinations thereof. includes

도입될 유전자는 숙주에서 기능하는 단백질을 코딩하는 한 특별히 제한되지 않는다. 도입될 유전자는 숙주로부터 유래된 유전자 또는 이종 유전자일 수 있다. 도입될 유전자는 예를 들어 유전자의 뉴클레오티드 서열에 기초하여 설계된 프라이머를 사용하고 주형으로서 유전자를 갖는 유기체의 게놈 DNA 또는 유전자를 보유하는 플라스미드 등을 사용하는 PCR에 의해 수득될 수 있다. 또한, 도입될 유전자는 예를 들어 유전자의 뉴클레오티드 서열에 기초하여 전체적으로 합성될 수 있다[Gene, 60(1), 115-127(1987)]. The gene to be introduced is not particularly limited as long as it encodes a protein that functions in the host. The gene to be introduced may be a gene derived from the host or a heterologous gene. The gene to be introduced can be obtained, for example, by PCR using primers designed based on the nucleotide sequence of the gene and using genomic DNA of an organism having the gene or a plasmid carrying the gene or the like as a template. Also, the gene to be introduced can be entirely synthesized based on, for example, the nucleotide sequence of the gene [Gene, 60(1), 115-127 (1987)].

또한, 유전자의 전사 효율을 향상시킴으로써 유전자 발현의 증가가 달성될 수 있다. 유전자의 전사 효율을 개선하는 것은 예를 들어 염색체 상의 유전자의 프로모터를 보다 강력한 프로모터로 대체함으로써 달성될 수 있다. "강력한 프로모터"는 천연 발생 야생형 프로모터에 비해 유전자 전사를 향상시키는 프로모터를 지칭한다.In addition, an increase in gene expression can be achieved by improving the efficiency of transcription of a gene. Improving the transcription efficiency of a gene can be achieved, for example, by replacing the gene's promoter on the chromosome with a stronger promoter. "Strong promoter" refers to a promoter that enhances gene transcription relative to a naturally occurring wild-type promoter.

"강력한 프로모터"의 예는 uspA 프로모터, T7 프로모터, trp 프로모터, lac 프로모터, thr 프로모터, tac 프로모터, trc 프로모터, tet 프로모터, araBAD 프로모터, rpoH 프로모터, PR 프로모터 및 PL 프로모터와 같은 공지된 고발현 프로모터를 포함한다.Examples of "strong promoters" include known high expression promoters such as uspA promoter, T7 promoter, trp promoter, lac promoter, thr promoter, tac promoter, trc promoter, tet promoter, araBAD promoter, rpoH promoter, PR promoter and PL promoter. include

또한, 보다 강력한 프로모터로서, 종래의 고활성 유형의 프로모터를 다양한 리포터 유전자를 이용하여 수득할 수 있다. 예를 들어, 프로모터 영역의 -35 및 -10 영역을 컨센서스 서열(consensus sequence)에 더 가깝게 함으로써 프로모터의 활성을 증가시킬 수 있다(WO2000/18935).In addition, as a more powerful promoter, a conventional highly active type of promoter can be obtained using various reporter genes. For example, promoter activity can be increased by bringing the -35 and -10 regions of the promoter region closer to the consensus sequence (WO2000/18935).

고활성 유형 프로모터의 예는 다양한 tac-유사 프로모터(Katashkina JI et al. 러시아 연방 특허출원 2006134574) 및 pnlp8 프로모터(국제 WO2010/027045)를 포함한다. 프로모터 강도를 평가하는 방법 및 강력한 프로모터의 예는 공지된 문헌[Prokaryotic promoters in biotechnology. Biotechnol. Annu. Rev., 1, 105-128 (1995) 등]에 설명되어 있다. Examples of highly active type promoters include various tac-like promoters (Katashkina JI et al. Russian Federation Patent Application 2006134574) and the pnlp8 promoter (International WO2010/027045). Methods for evaluating promoter strength and examples of strong promoters are described in Prokaryotic promoters in biotechnology. Biotechnol. Annu. Rev., 1, 105-128 (1995), etc.].

또한, 유전자 발현 수준의 증가는 유전자의 번역 효율을 향상시킴으로써 달성될 수 있다. 유전자의 번역 효율의 개선은 예를 들어 염색체 상의 유전자의 샤인-달가노(Shine-Dalgarno: SD) 서열(리보솜 결합 부위(RBS)로도 불림)을 보다 강력한 SD 서열로 대체함으로써 달성될 수 있다. In addition, an increase in the level of gene expression can be achieved by improving the translation efficiency of a gene. An improvement in the efficiency of translation of a gene can be achieved, for example, by replacing the Shine-Dalgarno (SD) sequence (also called the ribosome binding site (RBS)) of the gene on the chromosome with a more robust SD sequence.

"보다 강력한 SD 서열"은 mRNA 번역이 천연 발생 야생형 SD 서열보다 개선된 SD 서열을 지칭한다. 보다 강력한 SD 서열의 예는 파지 T7의 유전자 10의 RBS를 포함한다[Olins P.O. et al, Gene, 1988, 73, 227-235]. 또한, RBS와 개시 코돈 사이의 스페이서 영역, 특히 개시 코돈(5'-UTR)의 바로 상류 서열에서의 수개 뉴클레오티드의 치환, 삽입 또는 결실은 mRNA의 안정성 및 번역 효율에 상당한 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며, 따라서 유전자의 번역 효율은 이들을 변형함으로써 향상될 수 있다. "More potent SD sequences" refers to SD sequences whose mRNA translation is improved over naturally occurring wild-type SD sequences. Examples of more robust SD sequences include the RBS of gene 10 of phage T7 [Olins P.O. et al, Gene, 1988, 73, 227-235]. In addition, it is known that substitution, insertion or deletion of several nucleotides in the spacer region between the RBS and the initiation codon, especially in the sequence immediately upstream of the initiation codon (5'-UTR), significantly affects the stability and translation efficiency of mRNA, Thus, the translational efficiency of genes can be improved by modifying them.

본 발명에서, 프로모터, SD 서열 및 RBS와 개시 코돈 사이의 스페이서 영역과 같이 유전자의 발현에 영향을 미치는 부위는 "발현 제어 영역"으로도 총칭된다. 발현 제어 영역은 프로모터 검색 벡터 또는 GENETYX와 같은 유전자 검색 소프트웨어를 사용하여 결정될 수 있다. 이들 발현 제어 영역의 변형은 예를 들어 감온성 벡터를 사용한 방법 또는 Red 구동 통합(Red driven integration) 방법(WO2005/010175)에 의해 수행될 수 있다. In the present invention, sites that affect gene expression, such as promoters, SD sequences, and spacer regions between RBS and initiation codons, are also collectively referred to as "expression control regions". Expression control regions can be determined using promoter search vectors or gene search software such as GENETYX. Modification of these expression control regions can be performed, for example, by a method using a thermosensitive vector or a Red driven integration method (WO2005/010175).

유전자 번역 효율의 개선은 또한, 예를 들어 코돈 변형에 의해 달성될 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 유전자의 이종 발현이 수행되는 경우 등에서, 유전자의 번역 효율은 유전자에 존재하는 희귀 코돈을 보다 빈번하게 사용되는 동의 코돈(synonymous codon)으로 대체함으로써 개선될 수 있다.Improvements in gene translation efficiency can also be achieved, for example, by codon modification. Specifically, for example, when heterologous expression of a gene is performed, the translation efficiency of a gene can be improved by replacing rare codons present in the gene with more frequently used synonymous codons.

코돈 치환은 예를 들어 표적 돌연변이를 DNA의 표적 부위 내로 도입하는 부위 지향적 돌연변이유발 방법에 의해 수행될 수 있다. 부위 지향적 돌연변이유발 방법의 예는 PCR을 이용한 방법[Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, H.A. Eds., Stockton press (1989); Carter, P., Meth. In Enzymol., 154, 382 (1987)] 및 파지를 이용한 방법[Kramer, W. and Frits, H.J., Meth. In Enzymol., 154, 350 (1987); Kunkel, T.A. et al., Meth. In Enzymol., 154, 367 (1987)]을 포함한다. 대안적으로, 코돈이 치환된 유전자 단편이 전체적으로 합성될 수도 있다. 다양한 유기체에서 코돈 사용 빈도는 "코돈 사용 데이터베이스" [http://www.kazusa.or.jp/codon; Nakamura, Y. et al, Nucl. Acids Res., 28, 292 (2000)]에 설명되어 있다.Codon substitution can be performed, for example, by site-directed mutagenesis methods that introduce target mutations into target sites of DNA. An example of a site-directed mutagenesis method is a method using PCR [Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, H.A. Eds., Stockton press (1989); Carter, P., Meth. In Enzymol., 154, 382 (1987)] and phage methods [Kramer, W. and Frits, H.J., Meth. In Enzymol., 154, 350 (1987); Kunkel, T.A. et al., Meth. In Enzymol., 154, 367 (1987)]. Alternatively, gene fragments with codon substitutions may be wholly synthesized. Codon usage frequencies in various organisms can be found in the "Codon Usage Database" [http://www.kazusa.or.jp/codon; Nakamura, Y. et al, Nucl. Acids Res., 28, 292 (2000).

또한, 유전자의 발현은 유전자의 발현을 증가시키는 조절인자를 증폭시키거나 유전자의 발현을 감소시키는 조절인자를 결실 또는 약화시킴으로써 증가될 수도 있다. 상술한 바와 같은 유전자의 발현을 증가시키는 기술은 단독으로 사용될 수 있거나 임의의 조합으로 사용될 수 있다. Expression of a gene may also be increased by amplifying a regulator that increases expression of a gene or deleting or attenuating a regulator that decreases expression of a gene. The techniques for increasing the expression of genes as described above may be used alone or in any combination.

유전자의 발현 증가는 예를 들어 유전자의 전사량 증가를 확인하거나 유전자로부터 발현되는 단백질 양의 증가를 확인함으로써 확인될 수 있다. 또한, 유전자의 발현 증가는 예를 들어 그 유전자로부터 발현되는 단백질의 활성 증가를 확인함으로써 확인될 수 있다. An increase in expression of a gene can be confirmed, for example, by confirming an increase in the amount of transcription of the gene or an increase in the amount of protein expressed from the gene. In addition, increased expression of a gene can be confirmed, for example, by confirming an increase in the activity of a protein expressed from the gene.

유전자 전사량의 증가를 확인하는 것은 유전자로부터 전사된 mRNA의 양을 야생 균주 또는 모 균주와 같은 비변형 균주와 비교함으로써 수행될 수 있다. mRNA의 양을 평가하는 방법의 예는 노던 하이브리드화, RT-PCR 등[Sambrook, J., et al., Molecular Cloning A Laboratory Manual/Third Edition, Cold spring Harbor Laboratory Press, Cold spring Harbor (USA), 2001]을 포함한다. mRNA 양의 증가는 예를 들어 mRNA 양이 비변형 균주의 것에 비해 바람직하게는 1.5배 이상 증가, 보다 바람직하게는 2배 이상 증가 및 보다 더욱 바람직하게는 3배 이상 증가한 경우를 지칭한다.Confirmation of an increase in the amount of gene transcription can be performed by comparing the amount of mRNA transcribed from the gene with a wild strain or an unmodified strain such as a parental strain. Examples of methods for evaluating the amount of mRNA include Northern hybridization, RT-PCR, etc. [Sambrook, J., et al., Molecular Cloning A Laboratory Manual/Third Edition, Cold spring Harbor Laboratory Press, Cold spring Harbor (USA), 2001]. An increase in the amount of mRNA refers to, for example, a case in which the amount of mRNA is preferably increased by 1.5 times or more, more preferably by 2 times or more, and even more preferably by 3 times or more compared to that of the unmodified strain.

단백질 양의 증가는 예를 들어 항체를 사용한 웨스턴 블롯에 의해 확인될 수 있다. 단백질 양의 증가는 예를 들어 단백질 양이 비변형 균주의 것에 비해 바람직하게는 1.5배 이상 증가, 보다 바람직하게는 2배 이상 증가 및 보다 더욱 바람직하게는 3배 이상 증가한 경우를 지칭한다.An increase in the amount of protein can be confirmed, for example, by Western blot using an antibody. An increase in the amount of protein refers to, for example, a case in which the amount of protein is preferably increased by 1.5 times or more, more preferably by 2 times or more, and even more preferably by 3 times or more compared to that of the unmodified strain.

단백질 활성의 증가는 예를 들어 단백질 활성을 측정함으로써 확인될 수 있다. 단백질 활성의 증가는 예를 들어 단백질 활성이 비변형 균주의 것에 비해 바람직하게는 1.5배 이상 증가, 보다 바람직하게는 2배 이상 증가 및 보다 더욱 바람직하게는 3배 이상 증가한 경우를 지칭한다.An increase in protein activity can be confirmed, for example, by measuring protein activity. An increase in protein activity refers to, for example, a case in which the protein activity is preferably increased 1.5 times or more, more preferably 2 times or more, and even more preferably 3 times or more compared to that of the unmodified strain.

상술한 유전자의 발현을 증가시키는 기술은 상기 유전자(a1) 및 (a2) 각각의 발현을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. The technique of increasing the expression of the gene described above can be used to enhance the expression of each of the genes (a1) and (a2).

kpsS 유전자의 발현을 증가시키는 유전자 변형은 바람직하게는 kpsS 유전자의 발현 제어 영역의 변형 및 카피 수를 증가시키는 유전자 변형 중 적어도 하나이다. kpsFEDUCS 유전자는 헤파로산 생산 유전자 군으로서 존재하지만, 실시예에서 후술하는 바와 같이, 본 발명의 발명자들은 그 중에서도 kpsS 유전자만의 발현을 증가시킴으로써 헤파로산 생산을 특히 개선하는 효과가 수득된다는 것을 밝혀냈다. 따라서, kpsS 유전자의 발현을 증가시키는 유전자 변형으로서, kpsS 유전자의 카피수를 증가시키는 유전자 변형이 특히 바람직하다. The genetic modification to increase the expression of the kpsS gene is preferably at least one of modification of the expression control region of the kpsS gene and genetic modification to increase the copy number. The kpsFEDUCS gene exists as a group of heparoic acid production genes, but as described later in the Examples, the inventors of the present invention found that the effect of particularly improving heparoic acid production was obtained by increasing the expression of only the kpsS gene among them. . Therefore, as the genetic modification that increases the expression of the kpsS gene, genetic modification that increases the copy number of the kpsS gene is particularly preferred.

kfiA, kfiB, kfiC 및 kfiD 유전자로부터 선택된 적어도 하나의 유전자의 발현을 증가시키는 유전자 변형은 바람직하게는 kfiA, kfiB, kfiC 및 kfiD 유전자로부터 선택된 적어도 하나의 유전자의 발현 제어 영역의 변형 및 유전자의 카피 수 증가 중 적어도 하나이다. 도 1에 도시된 바와 같이, kfiA, kfiB, kfiC 및 kfiD 유전자는 오페론을 구성한다. kfiA, kfiB, kfiC 및 kfiD 유전자로 구성된 전체 오페론을 향상시키는 유전자 변형이 바람직하고, kfiA, kfiB, kfiC 및 kfiD 유전자의 발현 제어 영역의 변형이 보다 바람직하다.The genetic modification to increase the expression of at least one gene selected from the kfiA, kfiB, kfiC and kfiD genes is preferably a modification of the expression control region and copy number of the gene selected from the kfiA, kfiB, kfiC and kfiD genes. at least one of the increases. As shown in Figure 1, the kfiA, kfiB, kfiC and kfiD genes constitute an operon. Gene modification that enhances the entire operon composed of the kfiA, kfiB, kfiC and kfiD genes is preferred, and modification of the expression control region of the kfiA, kfiB, kfiC and kfiD genes is more preferred.

<<<유전자 기능 상실을 유발하는 유전자 변형>>><<<Genetic alterations that cause gene loss of function>>>

상기 (a3)의 yhbJ 유전자의 기능 상실을 유발하는 유전자 변형의 예는 yhbJ에 상응하는 부분에 의해 코딩되는 단백질의 기능이 숙주로서 원핵생물에 속하는 미생물의 게놈 DNA 내의 yhbJ에 상응하는 부분을 코딩하는 DNA를 변형시킴으로써 감소되거나 완전히 정지되는 유전자 변형을 포함한다.An example of the genetic modification causing loss of function of the yhbJ gene of (a3) above is that the function of the protein encoded by the portion corresponding to yhbJ is a host that encodes the portion corresponding to yhbJ in the genomic DNA of a microorganism belonging to prokaryotes. Includes genetic alterations that are reduced or stopped completely by altering DNA.

본 발명의 방법에서, yhbJ에 상응하는 부분을 코딩하는 DNA에 첨가되는 변형의 형태는 yhbJ에 상응하는 유전자에 의해 코딩되는 단백질의 기능이 감소되거나 완전히 정지되는 한 특별히 제한되지 않고, 공지된 방법이 적절히 사용될 수 있다. In the method of the present invention, the form of modification added to the DNA encoding the portion corresponding to yhbJ is not particularly limited as long as the function of the protein encoded by the gene corresponding to yhbJ is reduced or completely stopped, and known methods can be used appropriately.

yhbJ에 상응하는 부분에 의해 코딩되는 단백질의 기능을 감소시키거나 완전히 정지시키는 형태의 예는 하기 변형 (I) 내지 (III) 중 어느 하나를 포함한다:Examples of forms that reduce or completely stop the function of the protein encoded by the portion corresponding to yhbJ include any one of the following modifications (I) to (III):

(I) yhbJ에 상응하는 부분을 코딩하는 DNA의 전부 또는 일부분이 제거된다.(I) All or part of the DNA encoding the region corresponding to yhbJ is removed.

(II) 하나 또는 수개의 치환, 결실 또는 첨가가 yhbJ에 상응하는 부분을 코딩하는 DNA에 대해 이루어진다.(II) One or several substitutions, deletions or additions are made to the DNA encoding the portion corresponding to yhbJ.

(III) yhbJ에 상응하는 부분을 코딩하는 DNA가 변형 전에 DNA 서열과 80% 미만 동일한 DNA 서열로 대체된다. (III) DNA encoding the portion corresponding to yhbJ is replaced with a DNA sequence that is less than 80% identical to the DNA sequence prior to modification.

yhbJ 유전자의 기능 상실의 예는 yhbJ 유전자의 활성이 비변형 균주의 것에 비해 바람직하게는 20% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이하 및 보다 더욱 바람직하게는 5% 이하인 경우를 포함한다. yhbJ의 활성은 노던 블로팅 방법, 웨스턴 블로팅 방법 등에 의해 glmS의 발현 수준을 조사함으로써 확인될 수 있다[Kalamorz F. et al, (2007) "Feedback control of glucosamine-6-phosphate synthase GlmS expression depends on the small RNA GlmZ and involves the novel protein YhbJ in Escherichia coli." Mol Microbiol. 65 (6):1518-33].Examples of loss of function of the yhbJ gene include cases where the activity of the yhbJ gene is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, and still more preferably 5% or less compared to that of the unmodified strain. The activity of yhbJ can be confirmed by examining the expression level of glmS by Northern blotting method, Western blotting method, etc. [Kalamorz F. et al, (2007) "Feedback control of glucosamine-6-phosphate synthase GlmS expression depends on the small RNA GlmZ and involves the novel protein YhbJ in Escherichia coli." Mol Microbiol. 65 (6):1518-33].

본 발명의 황산화된 다당류의 제조 방법에서, 반응 용액의 경우에, 헤파로산을 공지된 방법에 의해 화학적으로 변형시켜 수득되는 N-설포헤파로산을 사용할 수 있으며, 여기서 헤파로산은 상술한 헤파로산 제조 방법에 의해 수득된다.In the method for producing the sulfated polysaccharide of the present invention, in the case of the reaction solution, N-sulfoheparoic acid obtained by chemically transforming heparoic acid by a known method can be used, wherein heparoic acid is Obtained by the heparoic acid production method.

<PAPS의 제조 방법><Method for producing PAPS>

본 발명의 PAPS의 제조 방법은 PAPS 제조 반응이 ATP 공급원, 황산 이온 공급원 및 상술한 형질전환체(a) 또는 이의 처리물을 반응 용액에 혼입하여 수행됨을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 PAPS 제조 방법은 하기 단계 (i) 및 (ii)를 포함한다: The method for producing PAPS of the present invention is characterized in that the reaction for producing PAPS is carried out by incorporating an ATP source, a sulfate ion source, and the above-described transformant (a) or a treated product thereof into a reaction solution. That is, the method for producing PAPS of the present invention includes the following steps (i) and (ii):

(i) 발현 가능한 방식으로 도입된, ATP 설퍼릴라제를 코딩하는 유전자 및 APS 키나제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 코리네박테리움 속의 세균의 형질전환체로서, 상기 형질전환체의 세포 원형질막이 물질-투과성인 형질전환체 또는 이의 처리물을 생성하는 단계; 및 (i) a bacterial transformant of the genus Corynebacterium comprising at least a gene encoding ATP sulfurylase and a gene encoding APS kinase, introduced in an expressible manner, wherein the cell plasma membrane of the transformant is generating a substance-permeable transformant or a treatment product thereof; and

(ii) ATP 공급원, 황산 이온 공급원 및 상기 단계 (i)에서 제조된 형질전환체 또는 이의 처리물을 함유하는 반응 용액을 사용하여 PAPS를 제조하기 위한 반응을 수행하는 단계.(ii) performing a reaction for producing PAPS using a reaction solution containing an ATP source, a sulfate ion source, and the transformant prepared in step (i) or a treated product thereof.

본 발명의 PAPS의 제조 방법에 따르면, PAPS는 ATP 설퍼릴라제 및 APS 키나제를 발현하는 코리네박테리움 속의 세균의 형질전환체 또는 이의 처리물을 사용하여 세균 세포 반응에 의해 제조될 수 있다.According to the method for producing PAPS of the present invention, PAPS can be produced by bacterial cell reaction using transformants of bacteria of the genus Corynebacterium expressing ATP sulfurylase and APS kinase or processed products thereof.

실시예Example

하기에 실시예를 나타내지만, 본 발명은 다음의 실시예로 제한되지 않는다.Examples are shown below, but the present invention is not limited to the following examples.

실시예 1Example 1

코리네박테리움 암모니아게네스 DE3 플라스미드의 작제Construction of Corynebacterium ammoniagenes DE3 plasmid

코리네박테리움 암모니아게네스 야생 균주 ATCC 6872의 염색체 상의 gltD-purT 사이에 T7 RNA 폴리머라제 유전자를 함유하는 람다 DE3을 삽입하기 위한 플라스미드를 다음과 같이 작제하였다. gltD 측면을 증폭시키기 위한 2종의 프라이머[gltD-purT_1(서열번호 1) 및 gltD-purT_2BX(서열번호 2)] 및 purT 측면을 증폭시키기 위한 2종의 프라이머[gltD-purT_3BX](서열번호 3) 및 gltD-purT_4(서열번호 4)]를 설계하였다.A plasmid for inserting lambda DE3 containing the T7 RNA polymerase gene between gltD-purT on the chromosome of Corynebacterium ammoniagenes wild strain ATCC 6872 was constructed as follows. Two primers to amplify the gltD side [gltD-purT_1 (SEQ ID NO: 1) and gltD-purT_2BX (SEQ ID NO: 2)] and two primers to amplify the purT side [gltD-purT_3BX] (SEQ ID NO: 3) and gltD-purT_4 (SEQ ID NO: 4)] were designed.

이때, 1차 PCR에서 증폭된 gltD 플랭킹 단편과 purT 플랭킹 단편을 연결하기 위한 2차 PCR(융합 PCR)을 수행하기 위해, purT 플랭킹 단편을 증폭시키기 위한 5' 프라이머(gltD-purT_4; 서열번호 4)의 3' 측면의 약 25개 염기의 서열에 상보적인 서열을 gltD 플랭킹 단편을 증폭시키기 위한 3' 프라이머(gltD-purT_2BX; 서열번호 2)의 5' 측면에 첨가하였다. 또한, In-Fusion 클로닝을 위한 서열을 gltD 플랭킹 단편을 증폭시키기 위한 5' 프라이머(gltD-purT_1)와 purT 플랭킹 단편을 증폭시키기 위한 3' 프라이머(gltD-purT_4)의 5' 측면에 첨가하였다. 추가로, BglII 및 XhoI 인식 서열을 gltD 측면 및 purT 측면의 선호하는 부분에 첨가하여 람다 DE3을 삽입하였다.At this time, in order to perform the second PCR (fusion PCR) for linking the gltD flanking fragment amplified in the first PCR and the purT flanking fragment, a 5' primer (gltD-purT_4; sequence) for amplifying the purT flanking fragment A sequence complementary to the sequence of about 25 bases on the 3' side of No. 4) was added to the 5' side of the 3' primer (gltD-purT_2BX; SEQ ID NO: 2) for amplifying the gltD flanking fragment. In addition, sequences for In-Fusion cloning were added to the 5' side of the 5' primer (gltD-purT_1) to amplify the gltD flanking fragment and the 3' primer (gltD-purT_4) to amplify the purT flanking fragment. . Additionally, lambda DE3 was inserted by adding BglII and XhoI recognition sequences to the preferred parts of the gltD and purT sides.

코리네박테리움 암모니아게네스의 야생형 균주인 코리네박테리움 암모니아게네스 ATCC 6872 균주(이하, ATCC 6872로 지칭함)의 염색체 DNA를 사이토(Saito) 등[Biochim. Biophys. Acta 72, 619 (1963)]의 방법에 따라 생성하였다.The chromosomal DNA of Corynebacterium ammoniagenes ATCC 6872 strain (hereinafter referred to as ATCC 6872), a wild type strain of Corynebacterium ammoniagenes, was prepared by Saito et al. [Biochim. Biophys. Acta 72, 619 (1963)].

주형으로서 염색체 DNA를 사용하여, gltD 플랭킹 단편 및 purT 플랭킹 단편을 증폭시키기 위한 1차 PCR을 수행하고, 이를 통해 gltD 플랭킹 상의 약 0.8kb의 DNA 단편 및 purT 플랭킹 상의 약 0.8kb의 DNA 단편을 수득하였다. 다음으로, 2차 PCR을 수행하여 이들 gltD 플랭킹 단편과 purT 플랭킹 단편을 연결하고, 이를 통해 약 1.6kb의 DNA 단편(gltD-BX-purT)을 수득하였다.Using chromosomal DNA as a template, primary PCR was performed to amplify the gltD flanking fragment and the purT flanking fragment, through which a DNA fragment of about 0.8 kb on the gltD flanking and a DNA of about 0.8 kb on the purT flanking was performed. A fragment was obtained. Next, secondary PCR was performed to link these gltD flanking fragments and purT flanking fragments, thereby obtaining a DNA fragment (gltD-BX-purT) of about 1.6 kb.

바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)의 레반수크라제 유전자 sacB를 함유하는 2.6kb의 PstI DNA 단편[Mol. Microbiol., 6, 1195 (1992)]이 카나마이신 내성 유전자를 갖는 에스케리키아 콜라이의 벡터 pHSG299의 PstI 절단 부위[Gene, 61, 63, (1987)]에 함유되어 있는 플라스미드 pESB30을 BamHI로 절단하였다. 그 후, 상기에서 수득된 gltD-BX-purT 단편을 In-Fusion 클로닝 키트(Takara Bio Inc.)를 사용하여 연결하였다. 반응 생성물을 사용하여, 에스케리키아 콜라이 DH5알파[TOYOBO CO., LTD. 제조]를 통상적인 방법[Molecular cloning: a laboratory manual, 3rd ed., 2001, Cold Spring Harbor Laboratory Press]에 따라 형질전환시켰다. A 2.6 kb PstI DNA fragment containing the levansucrase gene sacB of Bacillus subtilis [Mol. Microbiol., 6, 1195 (1992)] plasmid pESB30 contained in the PstI cut site [Gene, 61, 63, (1987)] of Escherichia coli vector pHSG299 having kanamycin resistance gene was digested with BamHI. Then, the gltD-BX-purT fragment obtained above was ligated using an In-Fusion cloning kit (Takara Bio Inc.). Using the reaction product, Escherichia coli DH5 alpha [TOYOBO CO., LTD. production] was transformed according to a conventional method [Molecular cloning: a laboratory manual, 3 rd ed., 2001, Cold Spring Harbor Laboratory Press].

수득된 균주를 20 마이크로그램/ml의 카나마이신을 함유하는 LB 한천 배지[ 물 1 L 중에 박토트립톤(Difco 제조) 10 g, 효모 추출물(Difco 제조) 5 g, 염화나트륨 10 g 및 박토 한천(Difco 제조) 16 g을 함유하고 이의 pH가 pH 7.0으로 조정된 배지]에서 배양하고 형질전환된 균주를 선택하였다. 표적 클론을 콜로니 PCR에 의해 선택한 후, 형질전환된 균주를 20 마이크로그램/ml의 카나마이신을 함유하는 LB 배지(한천이 함유되지 않은 것 제외하고는 LB 한천 배지와 동일한 조성을 갖는 배지)에 접종하고, 밤새 배양하고, 이를 통해 QIAprep Spin Miniprep 키트(Qiagen)를 사용하여 수득된 배양 브로쓰로부터 플라스미드를 제조하였다. 뉴클레오티드 서열 분석은 상기 플라스미드가 약 1.6kb의 gltD-BX-purT 단편이 pESB30에 삽입된 구조를 가짐을 확인시켜 주었다.The obtained strain was prepared in LB agar medium containing 20 micrograms/ml of kanamycin [10 g of bactotryptone (manufactured by Difco), 5 g of yeast extract (manufactured by Difco), 10 g of sodium chloride and bacto agar (manufactured by Difco) in 1 L of water. ) in a medium containing 16 g and its pH adjusted to pH 7.0], and transformed strains were selected. After target clones were selected by colony PCR, the transformed strain was inoculated into LB medium containing 20 micrograms/ml of kanamycin (a medium having the same composition as LB agar medium except that it did not contain agar), An overnight culture was used to prepare plasmids from the resulting culture broth using the QIAprep Spin Miniprep kit (Qiagen). Nucleotide sequence analysis confirmed that this plasmid had a structure in which a gltD-BX-purT fragment of about 1.6 kb was inserted into pESB30.

후속적으로, 주형으로서 에스케리키아 콜라이 BL21(DE3)로부터 추출된 염색체 DNA를 사용하고 DE3-for_Xho(서열번호 5)와 DE3-rev_Bgl(서열번호 6)의 프라이머를 사용하여 PCR에 의해 증폭시켰다. XhoI 인식 서열을 DE3-for_Xho에 첨가하고 BglII 인식 서열을 DE3-rev_Bgl에 첨가하였다. 이 단편과, 약 1.6kb의 gltD-BX-purT 단편이 pESB30에 삽입된 구조를 갖는 플라스미드를 XhoI 및 BglII로 절단한 다음, DNA 라이게이션 키트(Takara Bio Inc.)로 연결시켰다.Subsequently, chromosomal DNA extracted from Escherichia coli BL21 (DE3) was used as a template and amplified by PCR using primers of DE3-for_Xho (SEQ ID NO: 5) and DE3-rev_Bgl (SEQ ID NO: 6). The XhoI recognition sequence was added to DE3-for_Xho and the BglII recognition sequence was added to DE3-rev_Bgl. A plasmid having a structure in which this fragment and a gltD-BX-purT fragment of about 1.6 kb were inserted into pESB30 was digested with XhoI and BglII, and then ligated with a DNA ligation kit (Takara Bio Inc.).

에스케리키아 콜라이 DH5 알파를 상술한 바와 같은 동일한 방법으로 형질전환시키고, 이렇게 수득된 균주를 20 마이크로그램/ml의 카나마이신을 함유하는 LB 한천 배지에서 배양하고 형질전환된 균주를 선택하였다. 형질전환된 균주를 20 마이크로그램/ml의 카나마이신을을 함유하는 LB 배지에 접종하고 밤새 배양하고, 이를 통해 QIAprep Spin Miniprep 키트(Qiagen)를 사용하여 수득된 배양 브로쓰로부터 플라스미드를 제조하였다. 뉴클레오티드 서열 분석은 상기 플라스미드가 4.5kb의 람다 DE3 단편이 pESB30 상의 약 1.6kb의 gltD-purT 사이에 삽입된 구조를 가짐을 확인시켜 주었다. 상기 플라스미드를 pC-DE3으로 지정하였다.Escherichia coli DH5 alpha was transformed in the same manner as described above, and the strain thus obtained was cultured on LB agar medium containing 20 micrograms/ml of kanamycin, and the transformed strain was selected. Transformed strains were inoculated into LB medium containing 20 micrograms/ml of kanamycin and cultured overnight, whereby plasmids were prepared from the obtained culture broth using the QIAprep Spin Miniprep kit (Qiagen). Nucleotide sequence analysis confirmed that this plasmid had a structure in which a 4.5 kb lambda DE3 fragment was inserted between about 1.6 kb of gltD-purT on pESB30. This plasmid was designated pC-DE3.

실시예 2Example 2

코리네박테리움 암모니아게네스의 람다 DE3-삽입된 균주의 작제Construction of lambda DE3-inserted strains of Corynebacterium ammoniagenes

PC-DE3는 레스트(Rest) 등의 방법[Appl. Microbiol. Biotech., 52, 541 (1999)]에 따라 전기천공법에 의해 ATCC 6872 균주 내로 도입하고, 카나마이신 내성 균주를 선택하였다. 카나마이신 내성 균주의 것으로부터 수득된 염색체의 구조를 서던 혼성화[Molecular cloning: a laboratory manual, 3rd ed., 2001, Cold Spring Harbor Laboratory Press]에 의해 조사하였을 때, pC-DE3가 캠벨(Campbell)형 상동 재조합에 의해 염색체에 통합되었다는 것이 확인되었다.PC-DE3 is based on the method of Rest et al. [Appl. Microbiol. Biotech., 52, 541 (1999)] into ATCC 6872 strain by electroporation, and kanamycin-resistant strains were selected. When the structure of the chromosome obtained from the kanamycin-resistant strain was investigated by Southern hybridization [Molecular cloning: a laboratory manual, 3 rd ed., 2001, Cold Spring Harbor Laboratory Press], pC-DE3 was found to be of the Campbell type. It was confirmed that it was integrated into the chromosome by homologous recombination.

형질전환된 균주(단일 재조합체)를 Suc 한천 배지[물 1 L 중에 수크로스 100 g, 육류 추출물 7 g, 펩톤 10g, 염화나트륨 3 g, 효모 추출물(Difco 제조) 5 g 및 박토 한천(Difco 제조) 15 g을 함유하고 이의 pH가 pH 7.2로 조정된 배지]에 적용하고 30℃에서 1일 동안 배양하고, 성장하는 콜로니를 선택하였다. sacB 유전자가 존재한 균주는 수크로스를 자살 기질로 전환시키기 때문에 이 배지에서 성장할 수 없었다[J. Bacteriol., 174, 5462(1991)]. 반면에, 염색체 근처에 존재하는 람다 DE3-삽입 유형과 야생형 사이의 2차 상동 재조합에 의해 sacB 유전자가 결실된 균주는 자살 기질을 생성하지 않으면서 이 배지에서 성장할 수 있었다. 이러한 상동 재조합 동안, 람다 DE3 단편이 gltD-purT 사이에 삽입된 균주 또는 야생형 구조는 acB와 함께 탈락되었다. 이때, 야생형 구조가 sacB와 함께 탈락한 균주에서, 람다 DE3-삽입 유형으로의 유전자 대체가 발생하였다. The transformed strain (single recombinant) was mixed with Suc agar medium [100 g of sucrose, 7 g of meat extract, 10 g of peptone, 3 g of sodium chloride, 5 g of yeast extract (manufactured by Difco) and bacto agar (manufactured by Difco) in 1 L of water. medium containing 15 g and its pH adjusted to pH 7.2], incubated at 30° C. for 1 day, and growing colonies were selected. Strains with the sacB gene could not grow on this medium because it converts sucrose into a suicide substrate [J. Bacteriol., 174, 5462 (1991)]. On the other hand, the strain in which the sacB gene was deleted by secondary homologous recombination between the lambda DE3-inserted type and the wild type present near the chromosome could grow on this medium without generating a suicide substrate. During this homologous recombination, strains or wild-type constructs in which the lambda DE3 fragment was inserted between gltD-purT were eliminated along with acB. At this time, gene replacement with the lambda DE3-inserted type occurred in the strain in which the wild-type structure was eliminated together with sacB.

ATCC 6872의 gltD-purT 사이에 람다 DE3이 삽입된 균주를 DE3-for_Xho 및 DE3-rev_Bgl의 프라이머로 수득된 제2 재조합체를 사용하여 콜로니 PCR에 의해 수득하였다. 상기 균주를 ATCC 6872(DE3)로 지정하였다.A strain in which lambda DE3 was inserted between gltD-purT of ATCC 6872 was obtained by colony PCR using a second recombinant obtained with primers of DE3-for_Xho and DE3-rev_Bgl. This strain was designated ATCC 6872 (DE3).

실시예 3Example 3

MET3-MET14A를 발현하기 위한 DNA 단편을 갖는 플라스미드의 작제Construction of a plasmid with a DNA fragment for expressing MET3-MET14A

플라스미드 pCS299P[Appl. Microbiol. Biotech., 63, 592 (2004)]를 BamHI로 분해하였다. pCET_Fw2(서열번호 7) 및 pCET_Rv2(서열번호 8)와 주형으로서 pET21b를 사용하여 PCR을 수행하여 lacI-PT7을 함유하는 DNA 단편을 수득하였다. 이들을 QIAquick PCR 정제 키트(Qiagen)로 정제하고 In-Fusion 클로닝 키트(Takara Bio Inc.)를 사용하여 연결하였다. 반응 생성물을 이용하여, 에스케리키아 콜라이 DH5 알파(TOYOBO CO., LTD. 제조)를 통상적인 방법에 따라 형질전환시키고, 20 마이크로그램/ml의 카나마이신을 함유하는 LB 한천 배지에서 배양하고, 형질전환된 균주를 선택하였다. 표적 클론을 콜로니 PCR에 의해 선별한 후, 형질전환된 균주를 20 마이크로그램/ml의 카나마이신을 함유하는 LB 배지에 접종하고 밤새 배양하고, 이를 통해 QIAprep Spin Miniprep 키트(Qiagen)를 사용하여 수득된 배양 브로쓰로부터 플라스미드를 제조하였다. 뉴클레오티드 서열 분석은 상기 플라스미드가 pET21b로부터 유래된 약 1.9kb의 lacI-PT7 DNA 단편이 pCS299P에 삽입된 구조를 갖는 플라스미드였음을 확인시켜 주었다. 상기 플라스미드를 pCET212로 지정하였다. Plasmid pCS299P [Appl. Microbiol. Biotech., 63, 592 (2004)] was digested with BamHI. PCR was performed using pCET_Fw2 (SEQ ID NO: 7) and pCET_Rv2 (SEQ ID NO: 8) and pET21b as a template to obtain a DNA fragment containing lacI-PT7. They were purified with the QIAquick PCR purification kit (Qiagen) and ligated using the In-Fusion cloning kit (Takara Bio Inc.). Using the reaction product, Escherichia coli DH5 alpha (manufactured by TOYOBO CO., LTD.) was transformed according to a conventional method, cultured in LB agar medium containing 20 micrograms/ml kanamycin, and transformed strains were selected. After target clones were selected by colony PCR, the transformed strain was inoculated into LB medium containing 20 micrograms/ml of kanamycin and cultured overnight, thereby culturing obtained using the QIAprep Spin Miniprep kit (Qiagen) Plasmids were prepared from the broth. Nucleotide sequence analysis confirmed that this plasmid had a structure in which a lacI-PT7 DNA fragment of about 1.9 kb derived from pET21b was inserted into pCS299P. This plasmid was designated pCET212.

후속적으로, 사카로마이세스 세레비지애로부터 유래된 MET3 및 MET14가 pCET212의 T7 프로모터의 하류에 삽입된 플라스미드를 작제하였다. 사카로마이세스 세레비지애 S288C 균주(이하 S288C로 지칭)의 염색체 DNA로부터 MET3를 증폭시키기 위한 2종의 프라이머(MET3_1(서열번호 9) 및 MET3_2(서열번호 10)) 및 MET14를 증폭시키기 위한 2종의 프라이머(MET14_3(서열번호 11) 및 MET14_4(서열번호 12))를 설계하였다. Subsequently, plasmids in which MET3 and MET14 derived from Saccharomyces cerevisiae were inserted downstream of the T7 promoter of pCET212 were constructed. Two primers (MET3_1 (SEQ ID NO: 9) and MET3_2 (SEQ ID NO: 10)) for amplifying MET3 from chromosomal DNA of Saccharomyces cerevisiae S288C strain (hereinafter referred to as S288C) and 2 for amplifying MET14 Species primers (MET14_3 (SEQ ID NO: 11) and MET14_4 (SEQ ID NO: 12)) were designed.

이때, 1차 PCR에서 증폭된 MET3 단편과 MET14 단편을 연결하는 2차 PCR(융합 PCR)을 수행하기 위해, MET14를 증폭시키기 위한 5' 프라이머(MET14_3; 서열번호 11)의 5' 측면 상의 약 15개 염기의 서열에 상보적인 서열을 MET3을 증폭시키기 위한 3' 프라이머(MET3_2; 서열번호 10)의 5' 측면에 첨가하고, MET3_3의 5' 측면 상의 약 15개 염기의 서열에 상보적인 서열을 MET14_3의 5' 측면에 첨가하였다. 또한, In-Fusion 클로닝을 위한 서열을 MET3을 증폭시키기 위한 5' 프라이머(MET3_1) 및 MET13을 증폭시키기 위한 3' 프라이머(MET14_4)의 5' 측면에 첨가하였다. 주형으로서 S288C 균주의 염색체 DNA를 사용하여, MET3 및 MET14를 증폭시키기 위한 1차 PCR을 수행하고, 이를 통해 MET3의 DNA 단편 약 1.5kb 및 하류 영역의 DNA 단편 약 0.6kb을 수득하였다. 다음으로, 2차 PCR을 수행하여 이들 MET3 단편과 MET14 단편을 연결하고, 이를 통해 약 2.1kb의 DNA 단편(MET3-MET14)을 수득하였다. 상기 DNA 단편을 QIAquick PCR 정제 키트(Qiagen)를 사용하여 정제한 다음, In-Fusion 클로닝 키트(Takara Bio Inc.)를 사용하여 NdeI 및 XhoI로 분해된 pCET212에 연결하였다. 반응 생성물을 사용하여, 에스케리키아 콜라이 DH5α(TOYOBO CO., LTD. 제조)를 통상적인 방법에 따라 형질전환시켰다. 이렇게 수득된 균주를 20 마이크로그램/ml의 카나마이신을 함유하는 LB 한천 배지에서 배양하고 형질전환된 균주를 선택하였다. 표적 클론을 PCR에 의해 선택한 후, 형질전환된 균주를 20 마이크로그램/ml의 카나마이신을 함유하는 LB 배지에 접종하고 밤새 배양하고, 이를 통해 QIAprep Spin Miniprep 키트(Qiagen)를 사용하여 수득된 배양 브로쓰로부터 플라스미드를 제조하였다. 뉴클레오티드 서열 분석은 플라스미드가 약 2.1kb의 MET3-MET14 단편이 pCET212에 삽입된 구조를 가짐을 확인시켜 주었다. 상기 플라스미드를 pSC-3-13으로 지정하였다. pSC-3-13을 ATCC 6872(DE3)로 형질전환시켜, 코리네박테리움 암모니아게네스의 PAPS-생산 ATCC 6872(DE3)/pSC-3-13 균주를 수득하였다.At this time, in order to perform the second PCR (fusion PCR) linking the MET3 fragment and the MET14 fragment amplified in the first PCR, about 15 on the 5' side of the 5' primer (MET14_3; SEQ ID NO: 11) for amplifying MET14. A sequence complementary to a sequence of 15 bases was added to the 5' side of a 3' primer (MET3_2; SEQ ID NO: 10) for amplifying MET3, and a sequence complementary to a sequence of about 15 bases on the 5' side of MET3_3 was added to MET14_3. was added to the 5' side of In addition, sequences for In-Fusion cloning were added to the 5' side of the 5' primer (MET3_1) to amplify MET3 and the 3' primer (MET14_4) to amplify MET13. Using the chromosomal DNA of strain S288C as a template, primary PCR was performed to amplify MET3 and MET14, thereby obtaining a DNA fragment of about 1.5 kb of MET3 and a DNA fragment of about 0.6 kb of the downstream region. Next, secondary PCR was performed to link these MET3 and MET14 fragments, and through this, a DNA fragment (MET3-MET14) of about 2.1 kb was obtained. The DNA fragment was purified using a QIAquick PCR purification kit (Qiagen) and then ligated into pCET212 digested with NdeI and XhoI using an In-Fusion cloning kit (Takara Bio Inc.). Using the reaction product, Escherichia coli DH5α (manufactured by TOYOBO CO., LTD.) was transformed according to a conventional method. The strains thus obtained were cultured on LB agar medium containing 20 micrograms/ml of kanamycin, and transformed strains were selected. After target clones were selected by PCR, the transformed strains were inoculated into LB medium containing 20 micrograms/ml of kanamycin and cultured overnight, thereby obtaining culture broth using the QIAprep Spin Miniprep kit (Qiagen). A plasmid was prepared from Nucleotide sequence analysis confirmed that the plasmid had a structure in which a MET3-MET14 fragment of about 2.1 kb was inserted into pCET212. This plasmid was designated pSC-3-13. pSC-3-13 was transformed into ATCC 6872(DE3) to obtain a PAPS-producing ATCC 6872(DE3)/pSC-3-13 strain of Corynebacterium ammoniagenes.

실시예 4Example 4

샤페론 단백질을 발현하기 위한 DNA 단편을 갖는 플라스미드의 작제Construction of Plasmids with DNA Fragments for Expressing Chaperone Proteins

Gro_F(서열번호 13) 및 Gro_R(서열번호 14)을 사용하고 주형으로서 에스케리키아 콜라이 BL21(DE3) 균주의 염색체 DNA를 사용하여 PCR을 수행하고, 이를 통해 GroES-GroEL을 함유하는 DNA 단편을 수득하였다. 다음으로, 주형으로서 pKD46[[Datsenko, K.A., Warner, B.L., Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America, Vol. 97. 6640-6645 (2000)]을 사용하고 AraC_ParaB_F(서열번호 15) 및 AraC_ParaB_R(서열번호 16)을 사용하여 PCR을 수행하고, 이를 통해 AraC_ParaB를 함유하는 DNA 단편을 수득하였다. pCDF-SmOri-F(서열번호 17) 및 pCDF-SmOri-R(서열번호 18)을 사용하고 주형으로서 pCDF-Duet1(Novagen)을 사용하여 PCR을 수행하고, 이를 통해 스트렙토마이신 내성 유전자 및 ColdDF 복제 기점을 함유하는 DNA 단편을 수득하였다. 이들을 QIAquick PCR 정제 키트(Qiagen)에 의해 정제하고 In-Fusion 클로닝 키트(Takara Bio Inc.)를 사용하여 연결하였다. 반응 생성물을 사용하여, 통상적인 방법에 따라 에스케리키아 콜라이 DH5 알파(TOYOBO CO., LTD. 제조)를 형질전환시키고, 50 마이크로그램/ml의 스트렙토마이신을 함유하는 LB 한천 배지에서 배양하고, 형질전환된 균주를 선택하였다. 표적 클론을 콜로니 PCR에 의해 선택한 후, 형질전환된 균주를 50 마이크로그램/ml의 스트렙토마이신을 함유하는 LB 배지에 접종하고 밤새 배양하고, 이를 통해 QIAprep Spin Miniprep 키트(Qiagen)를 사용하여 수득된 배양 브로쓰로부터 플라스미드를 제조하였다. 뉴클레오티드 서열 분석은 상기 플라스미드가 pKD46으로부터 유래된 AraC-ParaB DNA 단편 약 1.2kb 및 BL21(DE3)로부터 유래된 GroES-GroEL DNA 단편 약 2.0kb가 pCDF-Duet1에 삽입된 구조를 가짐을 확인시켜 주었다. 상기 플라스미드를 pGro(Sm)로 지정하였다.PCR was performed using Gro_F (SEQ ID NO: 13) and Gro_R (SEQ ID NO: 14) and chromosomal DNA of Escherichia coli BL21 (DE3) strain as a template, thereby obtaining a DNA fragment containing GroES-GroEL did Next, pKD46 [[Datsenko, K.A., Warner, B.L., Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America, Vol. 97. 6640-6645 (2000)] and PCR was performed using AraC_ParaB_F (SEQ ID NO: 15) and AraC_ParaB_R (SEQ ID NO: 16), thereby obtaining a DNA fragment containing AraC_ParaB. PCR was performed using pCDF-SmOri-F (SEQ ID NO: 17) and pCDF-SmOri-R (SEQ ID NO: 18) and pCDF-Duet1 (Novagen) as a template, through which streptomycin resistance gene and ColdDF origin of replication A DNA fragment containing was obtained. They were purified by the QIAquick PCR purification kit (Qiagen) and ligated using the In-Fusion cloning kit (Takara Bio Inc.). Using the reaction product, Escherichia coli DH5 alpha (manufactured by TOYOBO CO., LTD.) was transformed according to a conventional method, cultured on LB agar medium containing 50 micrograms/ml streptomycin, and Transformed strains were selected. After target clones were selected by colony PCR, the transformed strain was inoculated into LB medium containing 50 micrograms/ml of streptomycin and cultured overnight, thereby culturing obtained using the QIAprep Spin Miniprep kit (Qiagen) Plasmids were prepared from the broth. Nucleotide sequence analysis confirmed that the plasmid had a structure in which an AraC-ParaB DNA fragment of about 1.2 kb derived from pKD46 and a GroES-GroEL DNA fragment of about 2.0 kb derived from BL21 (DE3) were inserted into pCDF-Duet1. This plasmid was designated pGro(Sm).

실시예 5Example 5

C5-에피머라제, 2OST, 6OST-3 및 3OST-1을 발현하는 에스케리키아 콜라이의 작제Construction of Escherichia coli Expressing C5-Epimerase, 2OST, 6OST-3 and 3OST-1

인간 C5-에피머라제(E53-N609)의 촉매 도메인 영역을 문헌[Biochemical and Biophysical Research Communications Volume 339, Issue 2, 13 January 2006, pages 597-602]에 설명된 방법에 따라 pMAL-C2X 벡터(New England Biolabs)에 클로닝하여 MBP-C5를 작제하였다. MBP-C5를 pGro7(Takara Bio Inc.)과 함께 Origami-B(DE3)(Novagen)로 형질전환시키고 이를 통해 C5-에피머라제를 발현하는 에스케리키아 콜라이의 Origami-B(DE3)/MBP-C5_pGro7 균주를 작제하였다.The catalytic domain region of human C5-epimerase (E53-N609) was transferred to the pMAL-C2X vector (New England Biolabs) to construct MBP-C5. MBP-C5 was transformed with Origami-B(DE3) (Novagen) together with pGro7 (Takara Bio Inc.) and Origami-B(DE3)/MBP- A C5_pGro7 strain was constructed.

서열번호 19는 차이니즈 햄스터로부터 유래되고 에스케리키아 콜라이에서의 발현을 위해 코돈 최적화된 2-O-설포트랜스퍼라제 이소형 1의 촉매 도메인(R51-N356)의 뉴클레오티드 서열을 나타낸다. 주형으로서 상술한 바와 같이 인공적으로 합성된 서열 및 서열번호 20 및 21의 프라이머를 사용하여 PCR을 수행하였다. 이 PCR 단편을 라이게이션 독립적 클로닝(Ligation Independent cloning) 방법[Methods Mol Biol. 2009; 498: 105-115]에 의해 pET-His6-MBP-TEV-LIC(Addgene)에 클로닝하여 H-MBP-2OST를 작제하였다. H-MBP-2OST를 pGro(Sm)와 함께 Origami-B(DE3)(Novagen)로 형질전환시키고, 이를 통해 2OST를 발현하는 에스케리키아 콜라이의 Origami-B(DE3)/H-MBP-2OST_pGro(Sm) 균주를 작제하였다.SEQ ID NO: 19 shows the nucleotide sequence of the catalytic domain (R51-N356) of 2-O-sulfotransferase isoform 1, which is derived from Chinese hamster and codon optimized for expression in Escherichia coli. PCR was performed using the sequence artificially synthesized as described above and the primers of SEQ ID NOs: 20 and 21 as templates. This PCR fragment was subjected to a ligation independent cloning method [Methods Mol Biol. 2009; 498: 105-115] to construct H-MBP-2OST by cloning into pET-His6-MBP-TEV-LIC (Addgene). H-MBP-2OST was transformed with Origami-B (DE3) (Novagen) together with pGro (Sm), whereby Origami-B (DE3) / H-MBP-2OST_pGro ( Sm) strains were constructed.

마우스로부터 유래된 6-O-설포트랜스퍼라제 이소형 3의 촉매 도메인(P120-L424)을 문헌[Chemistry & Biology Volume 14, Issue 9, 21 September 2007, pages 986-993]에 설명된 방법에 의해 pMAL-C2X 벡터(New England Biolabs)에 클로닝하여 MBP-6OST3을 작제하였다. MBP-6OST3를 pGro7(Takara Bio Inc.)과 함께 Origami-B(DE3)(Novagen)로 형질전환시키고, 이를 통해 6OST-3을 발현하는 에스케리키아 콜라이의 Origami-B(DE3)/MBP-6OST3_pGro7 균주를 작제하였다.The catalytic domain (P120-L424) of mouse-derived 6-O-sulfotransferase isoform 3 was isolated from pMAL by the method described in Chemistry & Biology Volume 14, Issue 9, 21 September 2007, pages 986-993. MBP-6OST3 was constructed by cloning into the -C2X vector (New England Biolabs). Origami-B(DE3)/MBP-6OST3_pGro7 of Escherichia coli expressing 6OST-3 by transforming MBP-6OST3 with Origami-B(DE3) (Novagen) together with pGro7 (Takara Bio Inc.) Strains were constructed.

마우스로부터 유래된 3-O 설포트랜스퍼라제의 촉매 도메인(G48-H311)을 문헌[J Biol Chem. 2004 Jun 11; 279 (24): 25789-97]에 설명된 방법에 의해 pET28a 벡터(Novagen)에 클로닝하여 HIS-3OST1을 작제하였다. HIS-3OST1을 pGro(Sm)와 함께 BL21-CodonPlus(DE3)-RIL(Agilent Technologies)로 형질전환시키고, 이를 통해 3OST1을 발현하는 에스케리키아 콜라이의 RIL/HIS-3OST1_pGro(Sm) 균주를 작제하였다.The catalytic domain (G48-H311) of 3-O sulfotransferase derived from mouse was prepared by J Biol Chem. 2004 Jun 11; 279 (24): 25789-97] to construct HIS-3OST1 by cloning into the pET28a vector (Novagen). HIS-3OST1 was transformed with BL21-CodonPlus(DE3)-RIL (Agilent Technologies) together with pGro(Sm), through which the RIL/HIS-3OST1_pGro(Sm) strain of Escherichia coli expressing 3OST1 was constructed .

실시예 6Example 6

N-설포헤파로산 및 2-O-황산화된 N-설포헤파로산의 제조Preparation of N-sulfoheparoic acid and 2-O-sulfated N-sulfoheparoic acid

특허문헌[WO2018/048973 A1]에 설명된 방법에 따라 에스케리키아 콜라이 K5 균주 또는 니슬 균주를 이용하여 발효시킴으로써 헤파로산을 제조하였다. 상기 문헌에 따라, 수득된 헤파로산을 화학적으로 탈아세틸화 및 해중합한 다음, 화학적으로 N-황산화하였다. 그 후, 에탄올 침전에 의해 분별하여 N-설포헤파로산을 수득하였다. 수득된 N-설포헤파로산을 동일한 문헌에 따라 효소 반응에 의해 우론산 잔기의 C5 위치의 에피머화 및 2-O 위치의 황산화를 거친 다음, 에탄올 침전에 의해 분별하고 이를 통해 2-O-황산화된 N-설포헤파로산을 수득하였다.According to the method described in the patent document [WO2018/048973 A1], heparoic acid was prepared by fermentation using Escherichia coli K5 strain or Nissl strain. According to the above literature, the obtained heparoic acid was chemically deacetylated and depolymerized and then chemically N-sulfated. Thereafter, fractionation by ethanol precipitation gave N-sulfoheparoic acid. The obtained N-sulfoheparoic acid was subjected to epimerization at the C5 position of the uronic acid residue and sulfation at the 2-O position by an enzymatic reaction according to the same literature, followed by fractionation by ethanol precipitation and 2-O- Sulfated N-sulfoheparoic acid was obtained.

실시예 7Example 7

ATCC 6872(DE3)/pSC-3-13의 배양Cultivation of ATCC 6872 (DE3)/pSC-3-13

실시예 3에서 수득된 ATCC 6872(DE3)/pSC-3-13 균주를 50 마이크로그램/ml의 카나마이신을 함유하는 BY-글루코스 한천 배지[물 1 L 중에 글루코스 10 g, 통상의 부용 배지(Kyokuto Pharmaceutical Industrial Co., Ltd. 제조) 20 g, 효모 추출물(Difco 제조) 5 g 및 박토 한천(Difco 제조) 20 g을 함유하는 배지]에 접종하고 30℃에서 밤새 배양하였다.The ATCC 6872 (DE3) / pSC-3-13 strain obtained in Example 3 was mixed with BY-glucose agar medium containing 50 micrograms / ml of kanamycin [10 g of glucose in 1 L of water, a conventional bouillon medium (Kyokuto Pharmaceutical Industrial Co., Ltd.) 20 g, yeast extract (manufactured by Difco) 5 g, and bacto agar (manufactured by Difco) 20 g] and incubated overnight at 30°C.

2개 플레이트의 세균 세포를 2 L 에를렌마이어 플라스크 내의 350 ml의 1차 종균 배지[글루코스 50g/L, 하이 폴리펩톤(High Polypeptone)(Nihon Pharmaceutical Co., Ltd. 제조) 10g/L, 효모 추출물(Asahi) 10g/L, KH2PO4 1g/L, K2HPO4 1g/L, (NH4)2SO4 0.5g/L, 요소 0.5g/L, L-시스틴 0.03g/L, MgSO4-7H2O 1g/L, CaCl2-2H2O 0.1g/L, ZnSO4-7H2O 0.01g/L, FeSO4-7H2O 0.01g/L, MnSO4-5H2O 0.02g/L, D-칼슘 판토테네이트 0.01 g/L, 비오틴 40마이크로그램/L, 티아민 하이드로클로라이드 0.005 g/L 및 니코틴산 0.005g/L을 함유하고 이의 pH가 수산화나트륨에 의해 pH 7.2로 조정되고, 오토클레이브를 이용하여 122℃에서 20분 동안 멸균한 후 L-시스테인 0.1 g/L, 티오황산나트륨 1 g/L 및 카나마이신 0.1 g/L이 개별적으로 첨가된 배지]에 접종하고 30℃에서 220 rpm의 교반 속도로 24시간 동안 배양하였다.Two plates of bacterial cells were cultured in 350 ml of a primary seed medium [glucose 50 g/L, High Polypeptone (manufactured by Nihon Pharmaceutical Co., Ltd.) 10 g/L, yeast extract in a 2 L Erlenmeyer flask. (Asahi) 10 g/L, KH 2 PO 4 1 g/L, K 2 HPO 4 1 g/L, (NH 4 ) 2 SO 4 0.5 g/L, Urea 0.5 g/L, L-Cystine 0.03 g/L, MgSO 4 -7H 2 O 1g/L, CaCl 2 -2H 2 O 0.1g/L, ZnSO 4 -7H 2 O 0.01g/L, FeSO 4 -7H 2 O 0.01g/L, MnSO 4 -5H 2 O 0.02g /L, D-calcium pantothenate 0.01 g/L, biotin 40 micrograms/L, thiamine hydrochloride 0.005 g/L and nicotinic acid 0.005 g/L, the pH of which is adjusted to pH 7.2 with sodium hydroxide; After sterilization at 122°C for 20 minutes using an autoclave, it was inoculated into a medium to which 0.1 g/L of L-cysteine, 1 g/L of sodium thiosulfate, and 0.1 g/L of kanamycin were individually added] and 220 rpm at 30°C. Incubated for 24 hours at an agitation speed.

6 L 배양조 내의 1700 ml의 2차 종균 배지[글루코스 100g/L, 프럭토스 4g/L, 효모 추출물(Asahi 제조) 10g/L, KH2PO4 1.25g/L, K2HPO4 1g/L, 글루탐산나트륨 일수화물 2.1 g/L, L-시스틴 0.02 g/L, MgSO4-7H2O 1.25g/L, CaCl2-2H2O 0.1g/L, CuSO4-5H2O 0.002g/L, ZnSO4-7H2O 0.01g/L, FeSO4-7H2O 0.02g/L, MnSO4-5H2O 0.02g/L, D-칼슘 판토테네이트 0.015 g/L, 비오틴 40 마이크로그램/L, 니코틴산 0.005 g/L 및 ADEKA NOL LG-109(ADEKA 제조) 1 ml/L를 함유하고 이의 pH가 수산화나트륨에 의해 pH 7.2로 조정되고, 개별적으로 요소를 3.2g/L로 첨가한 후 122℃의 오토클레이브에서 20분간 멸균되고, 티아민 하이드로클로라이드 0.1g/L, L-시스테인 0.3g/L, 티오황산나트륨 2.5g/L 및 카나마이신 0.2g/L가 개별적으로 첨가된 배지]에 300 ml의 상기 배양액을 접종하고, 18% 암모니아수로 이의 pH를 6.8로 조정하면서 30℃, 650 rpm의 교반 속도 및 2 L/분의 통기 속도의 배양 조건 하에 24시간 동안 배양하였다.1700 ml of secondary seed medium in a 6 L culture tank [glucose 100 g/L, fructose 4 g/L, yeast extract (manufactured by Asahi) 10 g/L, KH 2 PO 4 1.25 g/L, K 2 HPO 4 1 g/L , monosodium glutamate monohydrate 2.1 g/L, L-cystine 0.02 g/L, MgSO 4 -7H 2 O 1.25 g/L, CaCl 2 -2H 2 O 0.1 g/L, CuSO 4 -5H 2 O 0.002 g/L , ZnSO 4 -7H 2 O 0.01 g/L, FeSO 4 -7H 2 O 0.02 g/L, MnSO 4 -5H 2 O 0.02 g/L, D-calcium pantothenate 0.015 g/L, biotin 40 micrograms/L L, 0.005 g/L of nicotinic acid and 1 ml/L of ADEKA NOL LG-109 (manufactured by ADEKA), the pH of which was adjusted to pH 7.2 with sodium hydroxide, and after individually adding urea at 3.2 g/L, 122 Sterilized in an autoclave at °C for 20 minutes, 0.1 g/L of thiamine hydrochloride, 0.3 g/L of L-cysteine, 2.5 g/L of sodium thiosulfate, and 0.2 g/L of kanamycin were individually added] to 300 ml of the above medium. The culture medium was inoculated and cultured for 24 hours under culture conditions of 30°C, agitation rate of 650 rpm and aeration rate of 2 L/min while adjusting its pH to 6.8 with 18% aqueous ammonia.

6 L 배양조 내의 1700 ml의 주 배양 배지[KH2PO4 10g/L, K2HPO4 10g/L, 글루탐산나트륨 일수화물 1g/L, L-시스틴 0.02g/L, CaCl2-2H2O 0.1g/L, CuSO4-5H2O 0.005g/L, ZnSO4-7H2O 0.01g/L, FeSO4-7H2O 0.02g/L, 비오틴 150 마이크로그램/L, 니코틴산 0.005 g/L, 요소 2 g/L 및 ADEKA NOL LG-109 (ADEKA 제조) 1 ml/L를 함유하고, 오토클레이브에서 122℃에서 20분 동안 멸균한 후, 글루코스 125g/L, 프럭토스 25g/L, MgSO4-7H2O 10g/L, MnSO4-5H2O 0.02g/L, D-칼슘 판토테네이트 0.015 g/L, 티아민 하이드로클로라이드 0.005 g/L, L-시스테인 0.15 g/L, 티오황산나트륨 2.5 g/L 및 카나마이신 0.2 g/L이 개별적으로 첨가된 배지]에 300 ml의 상기 배양액을 접종하고, 용존 산소 양이 1ppm 이하로 저하되지 않도록 교반 속도를 650 rpm 내지 900 rpm로 조절하고 18% 암모니아수로 이의 pH를 6.8로 조정하면서 30℃ 및 2 L/분의 통기 속도의 배양 조건 하에 25시간 동안 배양하였다.1700 ml of main culture medium [KH 2 PO 4 10 g/L, K 2 HPO 4 10 g/L, monosodium glutamate monohydrate 1 g/L, L-cystine 0.02 g/L, CaCl 2 -2H 2 O in 6 L culture tank 0.1 g/L, CuSO 4 -5H 2 O 0.005 g/L, ZnSO 4 -7H 2 O 0.01 g/L, FeSO 4 -7H 2 O 0.02 g/L, Biotin 150 micrograms/L, Nicotinic acid 0.005 g/L , containing 2 g/L of urea and 1 ml/L of ADEKA NOL LG-109 (manufactured by ADEKA), sterilized in an autoclave at 122° C. for 20 minutes, 125 g/L glucose, 25 g/L fructose, and MgSO 4 -7H 2 O 10 g/L, MnSO 4 -5H 2 O 0.02 g/L, D-calcium pantothenate 0.015 g/L, thiamine hydrochloride 0.005 g/L, L-cysteine 0.15 g/L, sodium thiosulfate 2.5 g /L and 0.2 g/L of kanamycin were added separately] with 300 ml of the culture medium, and the stirring speed was adjusted to 650 rpm to 900 rpm so that the amount of dissolved oxygen did not fall below 1 ppm, and 18% ammonia water was added. It was cultured for 25 hours under culture conditions of 30°C and an aeration rate of 2 L/min while adjusting its pH to 6.8.

이 기간 동안, 배양을 시작한지 6시간 후에 최종 농도가 1 mM이 되도록 IPTG를 첨가하고, 비오틴 100 마이크로그램/L, 니코틴산 0.015 g/L, 칼슘 D-판토테네이트 0.015 g/L 및 티아민 하이드로클로라이드 0.005 g/L를 배양을 시작한지 10시간 후에 추가로 첨가하였다. 배양 종료 후, 배양액을 원심분리기에 의해 세균 세포와 배양 상청액으로 분리하고 이를 통해 펠렛을 습윤한 세균 세포로서 수득하고 -80℃에서 동결시켰다.During this period, IPTG was added to a final concentration of 1 mM 6 hours after the start of the culture, 100 micrograms/L of biotin, 0.015 g/L of nicotinic acid, 0.015 g/L of calcium D-pantothenate and thiamine hydrochloride. 0.005 g/L was further added 10 hours after the start of the culture. After the end of the culture, the culture medium was separated into bacterial cells and culture supernatant by centrifugation, whereby a pellet was obtained as wet bacterial cells and frozen at -80°C.

실시예 8Example 8

Origami-B (DE3)/MBP-C5_pGro7, Origami-B (DE3)/H-MBP-2OST_pGro (Sm), Origami-B (DE3)/MBP-6OST3_pGro7 및 RIL/HIS-3OST1_pGro (Sm)의 배양Culture of Origami-B (DE3)/MBP-C5_pGro7, Origami-B (DE3)/H-MBP-2OST_pGro (Sm), Origami-B (DE3)/MBP-6OST3_pGro7 and RIL/HIS-3OST1_pGro (Sm)

실시예 5에서 수득된 Origami-B(DE3)/MBP-C5_pGro7 균주를 50 마이크로그램/mL 암피실린, 20 마이크로그램/mL 클로람페니콜, 15 마이크로그램/mL 테트라사이클린 및 15 마이크로그램/mL 카나마이신을 함유하는 5 mL의 TB 배지를 함유하는 대형 시험관에 접종하고 30℃에서 16시간 동안 배양하였다. 1.2% 배양액을 50 마이크로그램/mL 암피실린, 20 마이크로그램/mL 클로람페니콜, 15 마이크로그램/mL 테트라사이클린 및 15 마이크로그램/mL 카나마이신을 함유하는 500 mL의 TB 배지를 함유하는 배플 에를렌마이어 플라스크에 접종하고 37℃에서 6시간 동안 진탕 배양하였다. 그 후, 여기에 최종 농도 1 mM의 IPTG 및 최종 농도 4 mM의 아라비노스를 첨가하고, 28℃에서 20시간 동안 배양을 수행하였다. 그 후, 배양액을 원심분리하고 이를 통해 펠렛을 습윤한 세균 세포로서 수득하고 -80℃에서 동결시켰다.The Origami-B(DE3)/MBP-C5_pGro7 strain obtained in Example 5 was treated with 5 micrograms/mL ampicillin, 20 micrograms/mL chloramphenicol, 15 micrograms/mL tetracycline and 15 micrograms/mL kanamycin. It was inoculated into a large test tube containing mL of TB medium and incubated for 16 hours at 30°C. Inoculate 1.2% culture into baffled Erlenmeyer flasks containing 500 mL of TB medium containing 50 micrograms/mL ampicillin, 20 micrograms/mL chloramphenicol, 15 micrograms/mL tetracycline and 15 micrograms/mL kanamycin and incubated with shaking at 37°C for 6 hours. Thereafter, IPTG at a final concentration of 1 mM and arabinose at a final concentration of 4 mM were added thereto, and culture was performed at 28° C. for 20 hours. The culture was then centrifuged to obtain a pellet as wet bacterial cells through which it was frozen at -80°C.

실시예 5에서 수득된 Origami-B(DE3)/H-MBP-2OST_pGro(Sm) 균주를 50 마이크로그램/mL 암피실린, 50 마이크로그램/mL 스트렙토마이신, 15 마이크로그램/mL 테트라사이클린 및 15 마이크로그램/mL 카나마이신을 함유하는 5 mL의 TB 배지를 함유하는 대형 시험관에 접종하고 30℃에서 16시간 동안 배양하였다. 1.2% 배양액을 50 마이크로그램/mL 암피실린, 50 마이크로그램/mL 스트렙토마이신, 15 마이크로그램/mL 테트라사이클린 및 15 마이크로그램/mL 카나마이신을 함유하는 500mL의 TB 배지를 함유하는 배플 에를렌마이어 플라스크에 접종하고 30℃에서 12시간 동안 진탕 배양하였다. 그 후, 여기에 최종 농도 1 mM의 IPTG 및 최종 농도 4 mM의 아라비노스를 첨가하고, 28℃에서 20시간 동안 배양을 수행하였다. 그 후, 배양액을 원심분리하고 이를 통해 펠렛을 습윤한 세균 세포로서 수득하고 -80℃에서 동결시켰다.The Origami-B(DE3)/H-MBP-2OST_pGro(Sm) strain obtained in Example 5 was treated with 50 microgram/mL ampicillin, 50 microgram/mL streptomycin, 15 microgram/mL tetracycline and 15 microgram/mL ampicillin. It was inoculated into a large test tube containing 5 mL of TB medium containing mL kanamycin and incubated at 30°C for 16 hours. 1.2% culture was inoculated into baffled Erlenmeyer flasks containing 500 mL of TB medium containing 50 micrograms/mL ampicillin, 50 micrograms/mL streptomycin, 15 micrograms/mL tetracycline and 15 micrograms/mL kanamycin and incubated with shaking at 30°C for 12 hours. Thereafter, IPTG at a final concentration of 1 mM and arabinose at a final concentration of 4 mM were added thereto, and culture was performed at 28° C. for 20 hours. The culture was then centrifuged to obtain a pellet as wet bacterial cells through which it was frozen at -80°C.

실시예 5에서 수득된 Origami-B(DE3)/MBP-6OST3_pGro7 균주를 50 마이크로그램/mL 암피실린, 20 마이크로그램/mL 클로람페니콜, 15 마이크로그램/mL 테트라사이클린 및 15 마이크로그램/mL 카나마이신을 함유하는 5 mL의 TB 배지를 함유하는 대형 시험관에 접종하고 30℃에서 16시간 동안 배양하였다. 1.2% 배양액을 50 마이크로그램/mL 암피실린, 20 마이크로그램/mL 클로람페니콜, 15 마이크로그램/mL 테트라사이클린 및 15 마이크로그램/mL 카나마이신을 함유하는 500 mL의 TB 배지를 함유하는 배플 에를렌마이어 플라스크에 접종하고 37℃에서 4시간 동안 진탕 배양하였다. 그 후, 여기에 최종 농도 1 mM의 IPTG 및 최종 농도 4 mM의 아라비노스를 첨가하고, 28℃에서 20시간 동안 배양을 수행하였다. 그 후, 배양액을 원심분리하고 이를 통해 펠렛을 습윤한 세균 세포로서 수득하고 -80℃에서 동결시켰다.The Origami-B(DE3)/MBP-6OST3_pGro7 strain obtained in Example 5 was treated with 5 micrograms/mL ampicillin, 20 micrograms/mL chloramphenicol, 15 micrograms/mL tetracycline and 15 micrograms/mL kanamycin. It was inoculated into a large test tube containing mL of TB medium and incubated for 16 hours at 30°C. Inoculate 1.2% culture into baffled Erlenmeyer flasks containing 500 mL of TB medium containing 50 micrograms/mL ampicillin, 20 micrograms/mL chloramphenicol, 15 micrograms/mL tetracycline and 15 micrograms/mL kanamycin and incubated at 37°C for 4 hours with shaking. Thereafter, IPTG at a final concentration of 1 mM and arabinose at a final concentration of 4 mM were added thereto, and culture was performed at 28° C. for 20 hours. The culture was then centrifuged to obtain a pellet as wet bacterial cells through which it was frozen at -80°C.

실시예 5에서 수득된 RIL/HIS-3OST1_pGro(Sm) 균주를 50 마이크로그램/ml의 스트렙토마이신, 15 마이크로그램/mL의 카나마이신을 함유하는 5 mL의 TB 배지를 함유하는 대형 시험관에 접종하고 30℃에서 16시간 동안 배양하였다. 1.2% 배양액을 50 마이크로그램/mL 스트렙토마이신 및 15 마이크로그램/mL 카나마이신을 함유하는 500 mL의 TB 배지를 함유하는 배플 삼각 플라스크에 접종하고, 37℃에서 4시간 동안 진탕 배양하였다. 그 후, 여기에 최종 농도 1 mM의 IPTG와 최종 농도 4 mM의 아라비노스를 첨가하고, 28℃에서 20시간 동안 배양을 수행하였다. 그 후, 배양액을 원심분리하고 이를 통해 펠렛을 습윤한 세균 세포로서 수득하고 -80℃에서 동결시켰다.The RIL/HIS-3OST1_pGro (Sm) strain obtained in Example 5 was inoculated into a large test tube containing 5 mL of TB medium containing 50 micrograms/ml of streptomycin and 15 micrograms/mL of kanamycin, and incubated at 30°C. incubated for 16 hours. The 1.2% culture was inoculated into a baffled Erlenmeyer flask containing 500 mL of TB medium containing 50 micrograms/mL streptomycin and 15 micrograms/mL kanamycin, and cultured at 37°C for 4 hours with shaking. Thereafter, IPTG at a final concentration of 1 mM and arabinose at a final concentration of 4 mM were added thereto, and culture was performed at 28° C. for 20 hours. The culture was then centrifuged to obtain a pellet as wet bacterial cells through which it was frozen at -80°C.

실시예 9Example 9

ATCC 6872 (DE3)/pSC-3-13, Origami-B (DE3)/MBP-C5_pGro7 및 Origami-B (DE3)/H-MBP-2OST_pGro (Sm)을 사용한 N-설포헤파로산의 2-O 위치에서의 황산화 반응에 대한 시험2-O of N-sulfoheparoic acid using ATCC 6872 (DE3)/pSC-3-13, Origami-B (DE3)/MBP-C5_pGro7 and Origami-B (DE3)/H-MBP-2OST_pGro (Sm) Test for in situ sulfation reaction

실시예 7 및 8에서 수득된 ATCC 6872 (DE3)/pSC-3-13, Origami-B (DE3)/MBP-C5_pGro7 및 Origami-B (DE3)/H-MBP-2OST_pGro (Sm)의 동결건 세균 세포 각각을 동결된 세균 세포의 중량이 333 g/L가 되도록 증류수에 현탁시켜 세균 세포 현탁액을 제조하였다. 이렇게 수득된 30 ml의 ATCC 6872(DE3)/pSC-3-13 세균 세포 현탁액, 6 ml의 Origami-B (DE3)/MBP-C5_pGro7 세균 세포 현탁액 및 6 mL의 Origami-B (DE3)/H- MBP-2OST_pGro (Sm) 세균 세포 현탁액을 250ml 생물반응기 내의 18 ml의 반응 용액[글루코스 60g/L, KH2PO4 8.75g/L, K2HPO4 15g/L, MgSO4-7H2O 20g/L, D-칼슘 판토테네이트 0.3 g/L, 니코틴산 0.2 g/L, 아데닌 4.05 g/L, 염화벤잘코늄 1.25 g/L, ADEKA NOL LG-109(ADEKA 제조) 1 ml/L 및 N-설포헤파로산 1 g/L(실시예 6에서 제조)를 함유하는 수용액]에 첨가하고, 2.8% 암모니아 수용액으로 이의 pH를 6.5로 조정하면서 37℃, 500 rpm의 교반 속도 및 0.75 ml/분의 통기 속도의 배양 조건 하에 22시간 동안 반응시켰다. 이 기간 동안, 배양을 시작한지 6시간 후에 글루코스 60 g/L, MgSO4-7H2O 5.0 g/L 및 아데닌 2.7 g/L를 추가로 첨가하였다. Freeze-dried bacteria of ATCC 6872 (DE3)/pSC-3-13, Origami-B (DE3)/MBP-C5_pGro7 and Origami-B (DE3)/H-MBP-2OST_pGro (Sm) obtained in Examples 7 and 8 A bacterial cell suspension was prepared by suspending each of the cells in distilled water so that the frozen bacterial cell weight was 333 g/L. 30 ml of thus obtained ATCC 6872 (DE3)/pSC-3-13 bacterial cell suspension, 6 ml of Origami-B (DE3)/MBP-C5_pGro7 bacterial cell suspension and 6 mL of Origami-B (DE3)/H- MBP-2OST_pGro (Sm) bacterial cell suspension was mixed with 18 ml of reaction solution in a 250 ml bioreactor [glucose 60 g/L, KH 2 PO 4 8.75 g/L, K 2 HPO 4 15 g/L, MgSO 4 -7H 2 O 20 g/L L, D-calcium pantothenate 0.3 g/L, nicotinic acid 0.2 g/L, adenine 4.05 g/L, benzalkonium chloride 1.25 g/L, ADEKA NOL LG-109 (manufactured by ADEKA) 1 ml/L and N-sulfo in an aqueous solution containing 1 g/L of heparoic acid (prepared in Example 6)] and adjusting its pH to 6.5 with 2.8% aqueous ammonia at 37°C, a stirring speed of 500 rpm and aeration of 0.75 ml/min. It was reacted for 22 hours under the culture condition of speed. During this period, 60 g/L of glucose, 5.0 g/L of MgSO 4 -7H 2 O, and 2.7 g/L of adenine were further added 6 hours after the start of the culture.

반응 동안 샘플링을 적절히 수행하여 반응 용액을 수득하였다. 수득된 반응 용액을 적절히 희석한 다음, 원심분리하고, Shimadzu Corporation에 의해 제조된 HPLC를 사용하여 UV 검출기로 254 nm에서 흡광도를 측정하여 PAPS를 검출 및 정량화하였다. 그 결과는 도 4에 나타낸다. 또한, 효소 분해에 의한 불포화 이당류의 생성 및 HPLC에 의한 분석을 특허문헌[WO2018/048973 A1]에 따라 수행하였다.Sampling was appropriately performed during the reaction to obtain a reaction solution. The obtained reaction solution was appropriately diluted and then centrifuged, and the absorbance was measured at 254 nm with a UV detector using HPLC manufactured by Shimadzu Corporation to detect and quantify PAPS. The results are shown in FIG. 4 . In addition, the production of unsaturated disaccharide by enzymatic degradation and analysis by HPLC were performed according to the patent document [WO2018/048973 A1].

즉, 수득된 반응 용액을 원심분리하고, 생성된 상청액을 가열하고 80℃에서 10분 동안 유지시켜 단백질을 변성시켰다. 단백질 변성 후의 용액을 원심분리하고, 생성된 상청액을 3k 분자량 필터 디바이스(Merck 제조)를 사용하여 한외여과에 의해 탈염하였다. 탈염 후의 용액을 헤파리나제 I, II, III(Sigma 제조, 그러나 다른 헤파리나제도 사용될 수 있다) 각각을 0.5 U/ml 함유하는 헤파리나제 반응 용액[50 mM 암모늄 아세테이트 및 2 mM 염화칼슘으로 구성됨]에 공급하고 35℃에서 2시간 동안 효소 분해시켰다. 효소 분해 후의 용액을 95℃에서 15분 동안 유지시켜 헤파리나아제를 불활성화시켰다.That is, the obtained reaction solution was centrifuged, and the resulting supernatant was heated and maintained at 80° C. for 10 minutes to denature the protein. The solution after protein denaturation was centrifuged, and the resulting supernatant was desalted by ultrafiltration using a 3k molecular weight filter device (manufactured by Merck). The solution after desalting was prepared as a heparanase reaction solution [consisting of 50 mM ammonium acetate and 2 mM calcium chloride] containing 0.5 U/ml of each of heparanase I, II, and III (manufactured by Sigma, but other heparinase may also be used). and enzymatically digested at 35° C. for 2 hours. The solution after enzymatic digestion was maintained at 95° C. for 15 minutes to inactivate heparinase.

헤파리나아제 불활성화 후의 용액을 Shimadzu HPLC 및 강한 음이온 교환 컬럼(spherisorb-SAX 크로마토그래피 컬럼, 4.0 x 250 mm, 5 마이크로미터, Waters 제조)을 사용한 이동상 A[1.8 mM 인산이수소나트륨을 함유하고 인산으로 이의 pH를 pH 3.0으로 조정한 수용액] 및 이동상 B[1.8 mM 인산이수소나트륨 및 1 M 과염소산나트륨을 함유하고 인산으로 이의 pH를 pH 3.0으로 조정한 수용액]의 구배 용출 모드 분석을 거치게 함으로써 불포화 이당류 분석을 수행하였다.The solution after heparanase inactivation was purified by Shimadzu HPLC and a strong anion exchange column (spherisorb-SAX chromatography column, 4.0 x 250 mm, 5 micrometers, manufactured by Waters), mobile phase A [containing 1.8 mM sodium dihydrogen phosphate and phosphoric acid Unsaturation by subjecting an aqueous solution whose pH was adjusted to pH 3.0 with 3.0] and mobile phase B [aqueous solution containing 1.8 mM sodium dihydrogenphosphate and 1 M sodium perchlorate, the pH of which was adjusted to pH 3.0 with phosphoric acid] to gradient elution mode analysis. Disaccharide analysis was performed.

232 nm에서 흡광도를 UV 검출기로 측정하여 불포화 이당류를 검출하였다. 델타-UA-GlcNS 및 델타-UA, 2S-GlcNS의 체류 시간을 불포화 이당류 표준 시약(Iduron 제조)과 비교하여 확인하였다. 검출된 델타-UA-GlcNS와 델타-UA, 2S-GlcNS의 총 면적에 대한 델타-UA, 2S-GlcNS의 면적비를 구하여 2-O-황산화를 확인하였다. 그 결과는 도 5에 나타낸다.Unsaturated disaccharides were detected by measuring absorbance at 232 nm with a UV detector. The retention times of delta-UA-GlcNS and delta-UA, 2S-GlcNS were compared with an unsaturated disaccharide standard reagent (manufactured by Iduron) and confirmed. 2-O-sulfation was confirmed by calculating the area ratio of delta-UA and 2S-GlcNS to the total area of delta-UA-GlcNS, delta-UA and 2S-GlcNS detected. The results are shown in FIG. 5 .

실시예 10Example 10

ATCC 6872(DE3)/pSC-3-13 및 Origami-B(DE3)/MBP-6OST3_pGro7을 사용한 2-O-황산화된 N-설포헤파로산의 6-O 위치에서의 황산화 반응에 대한 시험Test for sulfation reaction at the 6-O position of 2-O-sulfated N-sulfoheparoic acid using ATCC 6872 (DE3)/pSC-3-13 and Origami-B (DE3)/MBP-6OST3_pGro7

실시예 7 및 8에서 수득된 ATCC 6872(DE3)/pSC-3-13 및 Origami-B(DE3)/MBP-6OST3_pGro7의 동결된 세균 세포 각각을 동결된 세균 세포의 중량이 333 g/L가 되도록 증류수에 현탁시켜 세균 세포 현탁액을 제조하였다. 이렇게 수득된 30 ml의ATCC 6872(DE3)/pSC-3-13 세균 세포 현탁액 및 6 ml의 Origami-B(DE3)/MBP-6OST3_pGro7 세균 세포 현탁액뿐만 아니라, 6ml의 증류수를 250 ml 생물반응기 내의 18 ml의 반응 용액[글루코스 60g/L, KH2PO4 8.75g/L, K2HPO4 15g/L, MgSO4-7H2O 20g/L, D-칼슘 판토네이트 0.3 g/L, 니코틴산 0.2 g/L, 아데닌 4.05 g/L, 염화벤잘코늄 1.25 g/L, ADEKA NOL LG-109(ADEKA 제조) 1 ml/L 및 2-O-황산화된 N-설포헤파로산 0.5 g/L(실시예 6에서 제조)을 함유하는 수용액]에 첨가하고, 2N 수산화칼륨 수용액으로 이의 pH를 7.4로 조정하면서 32℃, 500 rpm의 교반 속도 및 0.75 ml/분의 통기 속도의 배양 조건 하에 22시간 동안 반응시켰다. Each of the frozen bacterial cells of ATCC 6872 (DE3) / pSC-3-13 and Origami-B (DE3) / MBP-6OST3_pGro7 obtained in Examples 7 and 8 was prepared so that the weight of the frozen bacterial cells was 333 g / L. A bacterial cell suspension was prepared by suspending in distilled water. 30 ml of ATCC 6872 (DE3)/pSC-3-13 bacterial cell suspension and 6 ml of Origami-B (DE3)/MBP-6OST3_pGro7 bacterial cell suspension thus obtained, as well as 6 ml of distilled water were added to 18 ml in a 250 ml bioreactor. ml of the reaction solution [glucose 60 g/L, KH 2 PO 4 8.75 g/L, K 2 HPO 4 15 g/L, MgSO 4 -7H 2 O 20 g/L, D-calcium pantonate 0.3 g/L, nicotinic acid 0.2 g /L, adenine 4.05 g/L, benzalkonium chloride 1.25 g/L, ADEKA NOL LG-109 (manufactured by ADEKA) 1 ml/L and 2-O-sulfated N-sulfoheparoic acid 0.5 g/L (Example prepared in Example 6)], and reacted for 22 hours under culturing conditions of 32° C., stirring rate of 500 rpm and aeration rate of 0.75 ml/min while adjusting its pH to 7.4 with 2N aqueous potassium hydroxide solution. made it

이 기간 동안, 배양을 시작한지 6시간 후에 글루코스 60g/L, MgSO4-7H2O 5.0 g/L 및 아데닌 2.7g/L를 추가로 첨가하였다. 반응 동안 샘플링을 적절히 수행하여 반응 용액을 수득하였다. 실시예 9와 동일한 방법을 사용하여, PAPS의 검출 및 정량화를 수행하였다. 그 결과는 도 6에 나타낸다.During this period, 60 g/L of glucose, 5.0 g/L of MgSO 4 -7H 2 O, and 2.7 g/L of adenine were further added 6 hours after the start of the culture. Sampling was appropriately performed during the reaction to obtain a reaction solution. Detection and quantification of PAPS was performed using the same method as in Example 9. The results are shown in FIG. 6 .

또한, 반응 후 당 사슬에 함유된 황산화된 조성을 실시예 9와 동일한 방법에 의해 분석하였다. 델타-UA, 2S-GlcNS 및 델타-UA, 2S-GlcN, 6S의 체류 시간을 불포화 이당류 표준 시약(Iduron 제조)과 비교하여 확인하였다. 검출된 델타-UA, 2S-GlcNS와 델타-UA, 2S-GlcN, 6S의 총 면적에 대한 델타-UA, 2S-GlcN, 6S의 면적비를 구하여 6-O-황산화를 확인하였다. 그 결과는 도 7에 나타낸다.In addition, the sulfated composition contained in the sugar chain after the reaction was analyzed by the same method as in Example 9. The retention times of delta-UA, 2S-GlcNS, and delta-UA, 2S-GlcN, and 6S were compared with unsaturated disaccharide standard reagents (manufactured by Iduron) and confirmed. 6-O-sulfation was confirmed by calculating the area ratio of delta-UA, 2S-GlcN, and 6S to the total area of delta-UA, 2S-GlcNS, and delta-UA, 2S-GlcN, and 6S detected. The results are shown in FIG. 7 .

실시예 11Example 11

ATCC 6872 (DE3)/pSC-3-13, Origami-B (DE3)/MBP-6OST3_pGro7 및 RIL/HIS-3OST1_pGro (Sm)을 사용한 2-O-황산화된 N-설포헤파로산의 6-O 위치 및 3-O 위치에서의 황산화 반응에 대한 시험6-O of 2-O-sulfated N-sulfoheparoic acid using ATCC 6872 (DE3)/pSC-3-13, Origami-B (DE3)/MBP-6OST3_pGro7 and RIL/HIS-3OST1_pGro (Sm) Test for sulfation reaction at position and 3-O position

실시예 10에 설명된 조건 하에 22시간 동안 반응을 수행하였다. 이 기간 동안, 반응을 시작한지 3시간 후에, 실시예 8에서 수득된 IL/HIS-3OST1_pGro(Sm)의 동결된 세균 세포를 동결된 세균 세포의 중량이 333 g/L가 되도록 증류수에 현탁시키고 6 ml의 제조된 세균 세포 현탁액을 첨가하였다. 반응 동안 샘플링을 적절히 수행하여 반응 용액을 수득하였다. 실시예 9와 동일한 방법을 사용하여, PAPS의 검출 및 정량화를 수행하였다. 그 결과는 도 8에 나타낸다.The reaction was carried out for 22 hours under the conditions described in Example 10. During this period, 3 hours after starting the reaction, the frozen bacterial cells of IL/HIS-3OST1_pGro (Sm) obtained in Example 8 were suspended in distilled water so that the weight of the frozen bacterial cells was 333 g/L and 6 ml of the prepared bacterial cell suspension was added. Sampling was appropriately performed during the reaction to obtain a reaction solution. Detection and quantification of PAPS was performed using the same method as in Example 9. The results are shown in FIG. 8 .

반응 종료 후, 반응 용액을 원심분리하고, 생성된 상청액을 적절히 희석한 후, BIOPHEN(등록상표) ANTI-IIa 측정 키트(Hyphen Biomed 제조)를 이용하여 항-IIa 활성을 측정하여 3-O-황산화를 확인하였다. 또한, RIL/HIS-3OST1_pGro(Sm)가 첨가되지 않은 음성 대조군으로서 실시예 10의 반응 후의 용액의 항-IIa 활성을 또한 측정하였다. BIOPHEN(등록상표) UFH 교정기(Hyphen Biomed 제조)를 사용하여 검량선을 작성하였다. 그 결과는 표 1에 나타낸다.After completion of the reaction, the reaction solution was centrifuged, and the resulting supernatant was appropriately diluted, and then the anti-IIa activity was measured using a BIOPHEN (registered trademark) ANTI-IIa assay kit (manufactured by Hyphen Biomed), and 3-O-sulfuric acid Anger was confirmed. In addition, as a negative control in which RIL/HIS-3OST1_pGro(Sm) was not added, the anti-IIa activity of the solution after the reaction of Example 10 was also measured. A calibration curve was prepared using a BIOPHEN (registered trademark) UFH calibrator (manufactured by Hyphen Biomed). The results are shown in Table 1.

표 1. 항-IIa 활성의 측정 결과Table 1. Measurement results of anti-IIa activity RIL/HIS-30ST1_pGro(Sm)의 첨가Addition of RIL/HIS-30ST1_pGro(Sm) 항-IIa 활성(IU/ml - 상청액)Anti-IIa activity (IU/ml - supernatant) 첨가adding 375375 첨가되지 않음not added -36-36

실시예 12Example 12

실시예 7에서 수득된 ATCC 6872(DE3)/pSC-3-13의 동결된 세균 세포를 동결된 세균 세포의 중량이 333 g/L가 되도록 증류수에 현탁시켜 세균 세포 현탁액을 제조하였다. 이렇게 수득된 30 ml의 세균 세포 현탁액을 250 ml 생물반응기 내의 30 ml의 반응 용액[글루코스 60g/L, KH2PO4 8.75g/L, K2HPO4 15g/L, MgSO4-7H2O 20g/L, D-칼슘 판토테네이트 0.3 g/L, 니코틴산 0.2 g/L, 아데닌 4.05 g/L, 염화벤잘코늄 0.625 g/L, ADEKA NOL LG-109(ADEKA 제조) 1 ml/L을 함유하는 수용액]에 첨가하고, 2N 수산화칼륨 수용액으로 이의 pH를 7.4로 조정하면서 32℃, 500 rpm의 교반 속도, 0.75 mL/분의 통기 속도의 배양 조건 하에 22시간 동안 반응시켰다. A bacterial cell suspension was prepared by suspending the frozen bacterial cells of ATCC 6872(DE3)/pSC-3-13 obtained in Example 7 in distilled water so that the weight of the frozen bacterial cells was 333 g/L. 30 ml of the bacterial cell suspension thus obtained was mixed with 30 ml of the reaction solution [glucose 60 g/L, KH 2 PO 4 8.75 g/L, K 2 HPO 4 15 g/L, MgSO 4 -7H 2 O 20 g/L in a 250 ml bioreactor. /L, D-calcium pantothenate 0.3 g/L, nicotinic acid 0.2 g/L, adenine 4.05 g/L, benzalkonium chloride 0.625 g/L, ADEKA NOL LG-109 (manufactured by ADEKA) 1 ml/L aqueous solution], and reacted for 22 hours under culture conditions of 32°C, a stirring rate of 500 rpm, and an aeration rate of 0.75 mL/min while adjusting its pH to 7.4 with a 2N aqueous solution of potassium hydroxide.

이 기간 동안, 반응을 시작한지 6시간 후에 글루코스 60 g/L, KH2PO4 2.19 g/L, K2HPO4 3.75 g/L, MgSO4-7H2O 5.0 g/L 및 아데닌 2.7 g/L를 추가로 첨가하였다. 반응 동안 샘플링을 적절히 수행하여 반응 용액을 수득하였다.During this period, 60 g/L of glucose, 2.19 g/L of KH 2 PO 4 , 3.75 g/L of K 2 HPO 4 , 5.0 g/L of MgSO 4 -7H 2 O and 2.7 g/L of adenine were added 6 hours after starting the reaction. Additional L was added. Sampling was appropriately performed during the reaction to obtain a reaction solution.

수득된 반응 용액을 적절히 희석한 다음, 원심분리하고, Shimadzu Corporation에 의해 제조된 HPLC를 사용하여 UV 검출기로 254 nm에서 흡광도를 측정하여 PAPS를 검출 및 정량화하였다. 그 결과는 도 9에 나타낸다.The obtained reaction solution was appropriately diluted and then centrifuged, and the absorbance was measured at 254 nm with a UV detector using HPLC manufactured by Shimadzu Corporation to detect and quantify PAPS. The results are shown in FIG. 9 .

상술한 바와 같이, PAPS를 생산 및 재생할 수 있는 코리네박테리움 속의 세균 및 황산화 효소를 발현하는 원핵생물에 속하는 미생물을 글루코스, 아데닌 및 황산마그네슘과 같은 원료에 첨가하여 반응시켰고, 이를 통해 다당류로부터 황산화된 다당류가 효율적으로 제조되었다.As described above, bacteria belonging to the genus Corynebacterium capable of producing and regenerating PAPS and microorganisms belonging to prokaryotes expressing sulfate enzymes were added to raw materials such as glucose, adenine, and magnesium sulfate, and reacted, thereby reducing polysaccharides from polysaccharides. Sulfated polysaccharides were produced efficiently.

본 발명이 상세히 그리고 이의 구체적인 실시양태를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 본원에 인용된 모든 참고문헌은 그 전체가 통합된다. 본 출원은 2020년 4월 3일에 출원된 국제출원 제PCT/JP2020/015388호에 기초하며, 이의 전체 내용은 본원에 참조로 통합된다.Although the invention has been described in detail and with reference to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. All references cited herein are incorporated in their entirety. This application is based on International Application No. PCT/JP2020/015388 filed on April 3, 2020, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

SEQUENCE LISTING <110> RENSSELAER POLYTECHNIC INSTITUTE OTSUKA PHARMACEUTICAL FACTORY, INC KIRIN BIOMATERIALS CO., LTD. <120> Method for producing sulfated polysaccharide and method for producing PAPS <130> W531376 <150> PCT/JP2020/015388 <151> 2020-04-03 <160> 32 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthesized Oligonucleotide for primer <400> 1 cggtacccgg ggatccgact ggccagtaca ggctg 35 <210> 2 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthesized Oligonucleotide for primer <400> 2 agcgactcga gtttagatct tcaatgctca acccgacctg 40 <210> 3 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthesized Oligonucleotide for primer <400> 3 attgaagatc taaactcgag tcgcttgacg atgttcaact 40 <210> 4 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthesized Oligonucleotide for primer <400> 4 cgactctaga ggatcgtttg tcgcgggcga cgata 35 <210> 5 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthesized Oligonucleotide for primer <400> 5 tttctcgaga actgcgcaac tcgtgaaagg 30 <210> 6 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthesized Oligonucleotide for primer <400> 6 tttagatctg ttacgcgaac gcgaagtc 28 <210> 7 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthesized Oligonucleotide for primer <400> 7 cggtacccgg ggatcgctta atgcgccgct acaggg 36 <210> 8 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthesized Oligonucleotide for primer <400> 8 atgcctgcag gtcgaggagc tgactgggtt gaagg 35 <210> 9 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthesized Oligonucleotide for primer <400> 9 gaaggagata tacatatgcc tgctcctcac ggtgg 35 <210> 10 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthesized Oligonucleotide for primer <400> 10 gttgtgtctc ctctattaaa atacaaaaaa gccat 35 <210> 11 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthesized Oligonucleotide for primer <400> 11 tagaggagac acaacatggc tactaatatt acttg 35 <210> 12 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<213> Escherichia coli <400> 30 atgaacgcag aatatataaa tttagttgaa cgtaaaaaga aattagggac aaatattggt 60 gctcttgatt ttttattatc aattcataag gagaaagttg atcttcaaca taaaaactcg 120 cctttaaaag gtaacgataa ccttattcac aaaagaataa acgaatacga caatgtactt 180 gaactatcta agaatgtatc agctcagaat tctggcaatg agttttctta tttattggga 240 tatgcagatt ctcttagaaa agttggtatg ttggatactt atattaaaat tgtttgttat 300 ctaacaattc aatctcgtta ttttaaaaat ggcgaacgag ttaagctttt tgaacatata 360 agtaacgctc tacggtattc aaggagtgat tttctcatta atcttatttt tgaacgatat 420 atcgaata ta taaaccatct aaaattgtcg cccaaacaaa aagattttta tttttgtacg 480 aagttttcaa aatttcatga ttatactaaa aatggatata aatatttagc atttgataat 540 caagccgatg cagggtatgg cctgacttta ttattaaatg caaacgatga tatgcaagat 600 agttataatc tactccctga gcaagaactt tttatttgta atgctgtaat agataatatg 660 aatatttata ggagtcaatt taacaaatgt ctacgaaaat acgatttatc agaaataact 720 gatatatacc caaataaaat tatattgcaa ggaattaagt tcgataagaa aaaaaatgtt 780 tatggaaaag atcttgttag tataataatg tcagtattca attcagaaga 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Claims (11)

하기 단계 (1-1) 및 (1-2)를 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법:
(1-1) 발현 가능한 방식으로 도입된, ATP 설퍼릴라제를 코딩하는 유전자 및 APS 키나제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 코리네박테리움(Corynebacterium) 속의 세균의 형질전환체(a) 또는 형질전환체(a)의 처리물을 제조하는 단계; 및
(1-2) ATP 또는 ATP 공급원, 황산 이온 공급원 및 형질전환체(a) 또는 이의 처리물을 함유하는 반응 용액을 사용하여 PAPS를 제조하기 위한 반응을 수행하는 단계.
A method for producing a sulfated polysaccharide comprising the following steps (1-1) and (1-2):
(1-1) Transformant (a) or transformation of a bacterium of the genus Corynebacterium , which contains at least a gene encoding ATP sulfurylase and a gene encoding APS kinase, introduced in an expressible manner Preparing a treated product of the conversion product (a); and
(1-2) A step of carrying out a reaction for producing PAPS using a reaction solution containing ATP or an ATP source, a sulfate ion source, and a transformant (a) or a processed product thereof.
제1항에 있어서, 하기 단계 (2-1) 및 (2-2)를 추가로 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법:
(2-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 C5-에피머라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(b) 또는 형질전환체(b)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및
(2-2) 형질전환체(b) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 C5-에피머화를 수행하는 단계.
The method for producing a sulfated polysaccharide according to claim 1, further comprising the following steps (2-1) and (2-2):
(2-1) Transformants (b) or processed products or extracts of transformants (b) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding C5-epimerase introduced in an expressible manner manufacturing; and
(2-2) Incorporating the transformant (b) or a treated product or extract thereof into a reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to perform C5-epimerization.
제1항 또는 제2항에 있어서, 발현 가능한 방식으로 도입된 설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 포함하는 형질전환체 또는 상기 형질전환체의 처리물 또는 추출물에 의해 황산화를 수행하는 단계를 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법.The method of claim 1 or 2, comprising the step of performing sulfation with a transformant containing a gene encoding a sulfotransferase introduced in an expressible manner or a treated product or extract of the transformant , A method for producing sulfated polysaccharides. 제3항에 있어서, 하기 단계 (3-1) 및 (3-2)를 추가로 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법:
(3-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 2-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(c) 또는 형질전환체(c)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및
(3-2) 형질전환체(c) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 2-O-황산화를 수행하는 단계.
The method for producing a sulfated polysaccharide according to claim 3, further comprising the following steps (3-1) and (3-2):
(3-1) a transformant (c) of a microorganism belonging to a prokaryote or a processed product of a transformant (c), which contains at least a gene encoding 2-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner; preparing an extract; and
(3-2) Incorporating the transformant (c) or a treated product or extract thereof into a reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to perform 2-O-sulfation.
제3항 또는 제4항에 있어서, 하기 단계 (3'-1) 내지 (3'-3)을 추가로 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법:
(3'-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 C5-에피머라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(b) 또는 형질전환체(b)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계;
(3'-2) 발현 가능한 방식으로 도입된 2-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(c) 또는 형질전환체(c)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및
(3'-3) 형질전환체(b) 또는 이의 처리물 또는 추출물, 및 형질전환체(c) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 C5-에피머화 및 2-O-황산화를 수행하는 단계.
The method for producing a sulfated polysaccharide according to claim 3 or 4, further comprising the following steps (3'-1) to (3'-3):
(3'-1) Transformants (b) or processed products or extracts of transformants (b) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding C5-epimerase introduced in an expressible manner Preparing;
(3'-2) Transformants (c) or treated products of transformants (c) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding 2-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner or preparing an extract; and
(3'-3) Transformant (b) or its processed product or extract, and transformant (c) or its processed product or extract were incorporated into the reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to form C5-epi performing merization and 2-O-sulfation.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 단계 (4-1) 및 (4-2)를 추가로 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법:
(4-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 6-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(d) 또는 형질전환체(d)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및
(4-2) 형질전환체(d) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 6-O-황산화를 수행하는 단계.
The method for producing a sulfated polysaccharide according to any one of claims 3 to 5, further comprising the following steps (4-1) and (4-2):
(4-1) Transformants (d) or treated products of transformants (d) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding 6-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner, or preparing an extract; and
(4-2) A step of incorporating the transformant (d) or a treated product or extract thereof into a reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to perform 6-O-sulfation.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 단계 (5-1) 및 (5-2)를 추가로 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법:
(5-1) 발현 가능한 방식으로 도입된 3-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(e) 또는 형질전환체(e)의 처리물 또는 추출물을 제조하는 단계; 및
(5-2) 형질전환체(e) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 3-O-황산화를 수행하는 단계.
The method for producing a sulfated polysaccharide according to any one of claims 3 to 6, further comprising the following steps (5-1) and (5-2):
(5-1) Transformants (e) or treated products of transformants (e) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding 3-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner, or preparing an extract; and
(5-2) Incorporating the transformant (e) or a treated product or extract thereof into a reaction solution in the presence of N-sulfohepharoic acid to perform 3-O-sulfation.
황산화된 다당류의 제조 방법으로서,
발현 가능한 방식으로 도입된, ATP 설퍼릴라제를 코딩하는 유전자 및 APS 키나제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 코리네박테리움 속의 세균의 형질전환체(a) 또는 형질전환체(a)의 처리물과, 하기로부터 선택된 적어도 하나를, ATP 또는 ATP 공급원, 황산 이온 공급원 및 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 황산화된 다당류를 생성하는 단계를 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법:
발현 가능한 방식으로 도입된 C5-에피머라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(b) 또는 형질전환체(b)의 처리물 또는 추출물,
발현 가능한 방식으로 도입된 2-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(c) 또는 형질전환체(c)의 처리물 또는 추출물,
발현 가능한 방식으로 도입된 6-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(d) 또는 형질전환체(d)의 처리물 또는 추출물, 및
발현 가능한 방식으로 도입된 3-O-설포트랜스퍼라제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 원핵생물에 속하는 미생물의 형질전환체(e) 또는 형질전환체(e)의 처리물 또는 추출물.
As a method for producing a sulfated polysaccharide,
Transformant (a) or treatment of transformant (a) of a bacterium of the genus Corynebacterium comprising at least a gene encoding ATP sulfurylase and a gene encoding APS kinase, introduced in an expressible manner And, incorporating at least one selected from the following into a reaction solution in the presence of ATP or an ATP source, a sulfate ion source, and N-sulfoheparoic acid to produce a sulfated polysaccharide, wherein the production of a sulfated polysaccharide Way:
Transformants (b) or treated products or extracts of transformants (b) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding C5-epimerase introduced in an expressible manner;
Transformants (c) or processed products or extracts of transformants (c) of microorganisms belonging to prokaryotes, which contain at least a gene encoding 2-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner;
A transformant (d) or a treated product or extract of a transformant (d) of a microorganism belonging to a prokaryote, which contains at least a gene encoding 6-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner, and
A transformant (e) or a treated product or extract of a transformant (e) of a microorganism belonging to a prokaryote, which contains at least a gene encoding 3-O-sulfotransferase introduced in an expressible manner.
제8항에 있어서, 형질전환체(a) 또는 이의 처리물, 및 형질전환체(b) 내지 (e) 또는 이의 처리물 또는 추출물을 ATP 또는 ATP 공급원, 황산 이온 공급원 및 N-설포헤파로산의 존재 하에 반응 용액에 혼입하여 황산화된 다당류를 생성하는 단계를 추가로 포함하는, 황산화된 다당류의 제조 방법.The method of claim 8, wherein the transformant (a) or a treated product thereof and the transformants (b) to (e) or a treated product or extract thereof are prepared from ATP or an ATP source, a sulfate ion source and N-sulfoheparoic acid A method for producing a sulfated polysaccharide, further comprising the step of generating a sulfated polysaccharide by incorporating into the reaction solution in the presence of 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 헤파린을 제조하기 위한 것인 황산화된 다당류의 제조 방법.10. The method for producing a sulfated polysaccharide according to any one of claims 1 to 9 for producing heparin. 하기 단계 (i) 및 (ii)를 포함하는, PAPS의 제조 방법:
(i) 발현 가능한 방식으로 도입된, ATP 설퍼릴라제를 코딩하는 유전자 및 APS 키나제를 코딩하는 유전자를 적어도 포함하는, 코리네박테리움 속의 세균의 형질전환체 또는 상기 형질전환체의 처리물을 제조하는 단계; 및
(ii) ATP 또는 ATP 공급원, 황산 이온 공급원, 및 단계 (i)에서 제조된 형질전환체 또는 이의 처리물을 함유하는 반응 용액을 사용하여 PAPS를 제조하기 위한 반응을 수행하는 단계.
A process for preparing PAPS, comprising the following steps (i) and (ii):
(i) Preparation of a bacterial transformant of the genus Corynebacterium or a treatment of the transformant, comprising at least a gene encoding ATP sulfurylase and a gene encoding APS kinase, introduced in an expressible manner doing; and
(ii) carrying out a reaction for producing PAPS using a reaction solution containing ATP or an ATP source, a sulfate ion source, and the transformant prepared in step (i) or a processed product thereof.
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