KR940003652B1 - Method of preparing of polypeptide possessing cyclomaltodextrin glucano transferase activity - Google Patents

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Abstract

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Description

시클로말토덱스트린 글루카노트랜스퍼라제 활성을 갖는 폴리펩티드의 제조방법Method for preparing a polypeptide having cyclomaltodextrin glucanotransferase activity

제1도는 재조합 DNA pTCH201, 특히 바실러스 스테아로테르모필러스로부터 유도된 폴리펩티드 유전자를 갖고 있는 DNA 단편의 제한 도표.1 is a restriction plot of DNA fragments having polypeptide genes derived from recombinant DNA pTCH201, particularly Bacillus stearotermophilus.

제2도는 재조합 DNA pTCU211, 특히 바실러스 스테아로테르모필러스로부터 유도된 폴리펩티드 유전자를 갖고 있는 DNA 단편의 제한 도표.2 is a restriction plot of DNA fragments having polypeptide genes derived from recombinant DNA pTCU211, particularly Bacillus stearotermophilus.

제3도는 재조합 DNA pMAH2, 특히 바실러스 마세란스로 부터 유도된 폴리펩티드 유전자를 갖고 있는 DNA 단편의 제한 도표.3 is a restriction plot of DNA fragments having polypeptide genes derived from recombinant DNA pMAH2, in particular Bacillus maserans.

제4도는 재조합 DNA pMAU210, 특히 바실러스 마세란스로 부터 유도된 폴리펩티드 유전자를 갖고 있는 DNA 단편의 제한 도표.4 is a restriction plot of DNA fragments having polypeptide genes derived from recombinant DNA pMAU210, in particular Bacillus maserans.

제5도는 에쉐리히아 콜리 TCH201 유래의 폴리펩티드 시료의 폴리아크릴아미드 겔 칼럼에서 pH 4~6 범위에서 등전점 분획 결과를 나타낸 그래프.FIG. 5 is a graph showing isoelectric point fractionation results at a pH range of 4 to 6 in a polyacrylamide gel column of an E. coli TCH201-derived polypeptide sample.

본 발명은 폴리펩티드 및 그 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 시클로말토덱스트린 글루카노트랜스퍼라제 활성을 갖는 폴리펩티드 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polypeptide and a method for producing the same. In particular, the present invention relates to a polypeptide having cyclomaltodextrin glucanotransferase activity and a method for producing the same.

본 발명 전체를 통해서 아미노산, 펩티드 등은 본 기술분야에서 통상 사용되고 있는 약어로서 표시하였으며, 이와 같은 약어들의 예는 다음과 같다.Throughout the present invention, amino acids, peptides, and the like are indicated as abbreviations commonly used in the art, and examples of such abbreviations are as follows.

광학 이성체가 존재하는 경우, 별도 명시가 없는 한 아미노산의 약어는 L-이성체를 의미한다.Where optical isomers are present, unless otherwise indicated, the abbreviation for amino acid means L-isomer.

DNA는 디옥시리보핵산 ; RNA는 리보핵산 ; A는 아데닌 ; T는 티민 ; G는 구아닌 ; C는 사이토신 ; dNTP는 디옥시누클레오티드 트리포스페이트 ; ddNTP는 디디옥시누클레오티드 트리포스페이트 ; dCTP는 디옥시사이티딘 트리포스페이트 ; SDS는 소디움 도데실 술페이트 ; Ala는 알라닌 ; Arg는 아르기닌 ; Asn은 아스파라긴 ; Asp는 아스파르트산 ; Cys는 시스테인 ; Gln은 글루타민 ; Glu는 글루탐산 ; Gly는 글리신 ; His는 히스티딘, Ile는 이소류우신 ; Leu는 류우신 ; Lys는 리신 ; Met는 메티오닌 ; Phe는 페닐알라닌 ; Pro는 프롤린 ; Ser는 세린 ; Thr는 트레오닌 ; Trp는 트립토판 ; Tyr는 티로신 ; Val은 발린 ; 또 CGTase는 시클로말토덱스트린 글루카노트랜스퍼라제의 약어이다.DNA is deoxyribonucleic acid; RNA is ribonucleic acid; A is adenine; T is thymine; G is guanine; C is cytosine; dNTP is deoxynucleotide triphosphate; ddNTP is didioxynucleotide triphosphate; dCTP is dioxycytidine triphosphate; SDS is sodium dodecyl sulfate; Ala is alanine; Arg is arginine; Asn is asparagine; Asp is aspartic acid; Cys is cysteine; Gln is glutamine; Glu is glutamic acid; Gly is glycine; His is histidine and Ile isoleucine; Leu leucine; Lys is Lysine; Met is methionine; Phe is phenylalanine; Pro is proline; Ser is serine; Thr is threonine; Trp is tryptophan; Tyr is tyrosine; Val is valine; CGTase is an abbreviation of cyclomaltodextrin glucanotransferase.

용어 “폴리펩티드”는 “CGTase 활성을 갖는 폴리펩티드”를 의미한다.The term “polypeptide” means “polypeptide with CGTase activity”.

CGTase, 또는 마세란스(macerans) 아미라제는 바실러스 마세란스(Bacillus macerans)에 의해 제조되는 효소로서 다년간 공지되어 왔다.CGTase, or macerans amirase, has been known for many years as an enzyme produced by Bacillus macerans.

최근에 CGTase가 바실러스 스테아로테르모필러스(Bacillus stearothermophilus) 및 바실러스 서클란스(Bacillus circulans) 종(種)과 같은 기타 미생물에 의해서 제조될 수 있다는 사실을 발견하였다.It has recently been discovered that CGTase can be produced by other microorganisms such as Bacillus stearothermophilus and Bacillus circulans species.

CGTase의 당류 전이활성은 현재 많은 산업분야에서 사용되고 있다.The sugar transfer activity of CGTase is currently used in many industries.

예를들어, 시클로덱스트린은 젤라틴화된 녹말에 CGTase를 작용시켜서 제조할 수 있으며, 한편 글리코실수크로오스 제조에는 액화녹말과 수크로오스의 혼합용액에 CGTase를 작용시켜서 녹말로 부터 수크로오스로 변화시키는 당류 전이반응을 사용하게 된다.For example, cyclodextrins can be prepared by applying CGTase to gelatinized starch, while glycosyl sucrose can be prepared by the action of CGTase on a mixture of liquefied starch and sucrose to change sugars from starch to sucrose. Will be used.

시클로덱스트린은 현재 휘발성이거나 또는 산화되기 쉬운 유기화합물과의 안정된 내포 착화합물(inclusion complex)을 형성하기 위한 주체로서 그 수요가 증대하고 있으며, 한편 글리코실수크로오스는 일본국 오까야마겐 소재의 하야시바라 주식회사에서 “Coupling Sugar”라는 등록상표로서 시판중에 있는 연한 단맛을 갖고 치아부식성이 낮은 감미제로서 그 수요가 증대되고 있다.Cyclodextrins are currently increasing in demand as a main agent for forming stable inclusion complexes with organic compounds which are volatile or susceptible to oxidation, while glycosyl sucrose is manufactured by Hayashibara Co., Ltd., Okamayama, Japan. Coupling Sugar ”is a registered trademark that has a light sweet taste on the market and is low in corrosion resistance.

이같은 요구를 충족시키기 위해서 안정적인 CGTase 공급을 가능하게 하는 수단의 개발이 긴급히 요청되었으며, 이는 CGTase 활성을 갖는 폴리펩티드의 아미노산 배열순서 결정을 필요로 하고 있다.In order to meet this demand, the urgent need for the development of a means to enable a stable supply of CGTase, which requires the determination of the amino acid sequence of a polypeptide having CGTase activity.

그러나, 이와같은 아미노산 배열순서는 그다지 알려진 것이 없었다.However, such an amino acid sequence is not well known.

본 발명자들은 폴리펩티드의 아미노산 배열순서를 결정하고 ; 유전자 재조합법에 의하여 광범위한 폴리펩티드 공급원을 확보하며 ; 또한, 폴리펩티드 생산성을 증대시키기 위해서 연구를 진행하였다.We determine the amino acid sequence of the polypeptides; Securing a wide range of polypeptide sources by gene recombination; In addition, studies were conducted to increase polypeptide productivity.

그 결과로서, 본 발명자들은 폴리펩티드가 다음 군에서 선정한 1개 또는 그 이상의 부분 아미노산 배열순서로 구성되며, 또 특히, 이들 부분 아미노산 배열순서 (a), (b), (c), (d) 및 (e)는 폴리펩티드의 N-말단 인접부위에 배열 위치한다는 사실을 발견하였다.As a result, the inventors have shown that the polypeptide consists of one or more partial amino acid sequence sequences selected from the following groups, and in particular, these partial amino acid sequence sequences (a), (b), (c), (d) and (e) was found to be arranged in the N-terminal proximal region of the polypeptide.

(a) Asn-Lys-Ile-Asn-Asp-Gly-Tyr-Leu-Thr,(a) Asn-Lys-Ile-Asn-Asp-Gly-Tyr-Leu-Thr,

(b) Pro-Val-Phe-Thr-Phe-Gly-Glu-Trp-Phe-Leu,(b) Pro-Val-Phe-Thr-Phe-Gly-Glu-Trp-Phe-Leu,

(c) Val-Thr-Phe-Ile-Asp-Asn-His-Asp-Met-Asp-Arg-Phe,(c) Val-Thr-Phe-Ile-Asp-Asn-His-Asp-Met-Asp-Arg-Phe,

(d) Ile-Tyr-Tyr-Gly-Thr-Glu-Gln-Tyr-Met-Thr-Gly-Asn-Gly-Asp-Pro-Asn-Asn-Arg, 및(d) Ile-Tyr-Tyr-Gly-Thr-Glu-Gln-Tyr-Met-Thr-Gly-Asn-Gly-Asp-Pro-Asn-Asn-Arg, and

(e) Asn-Pro-Ala-Leu-Ala-Tyr-Gly(e) Asn-Pro-Ala-Leu-Ala-Tyr-Gly

폴리펩티드는 가용성녹말로 부터 시클로덱스트린을 형성하고 ; SDS-폴리아크릴아미드 전기영동에서 분자량 70,000±10,000달톤을 나타내며 ; 또 200±30단위/mg 단백질의 고유활성을 갖는 것으로 특징지을 수 있다.The polypeptide forms a cyclodextrin from soluble starch; SDS-polyacrylamide electrophoresis shows a molecular weight of 70,000 ± 10,000 Daltons; It can also be characterized as having a specific activity of 200 ± 30 units / mg protein.

본 발명자들은 또한 바실러스 스테아로테르모필러스와, 바실러스 마세란스로 부터 유도된 폴리펩티드가 각각 표 2a 및 표 5a에 수록한 아미노산 배열순서를 갖는다는 사실을 발견하였다. 이들 2개 아미노산 배열순서는 다음에 설명하기로 한다.We also found that Bacillus stearotermophilus and polypeptides derived from Bacillus maserans have the amino acid sequence listed in Tables 2a and 5a, respectively. These two amino acid sequences will be described later.

이밖에도, 본 발명자들은 발생 미생물(producer microorganism)로 부터의 폴리펩티드 분비를 조절하는 암호펩티드의 아미노산 배열순서를 결정하였다.In addition, the inventors determined the amino acid sequence of the coding peptides that regulate the secretion of polypeptides from producer microorganisms.

본 발명과 그 특징을 다음에 설명하기로 한다.The invention and its features will be described next.

본 발명에서, 폴리펩티드의 아미노산 배열순서는 CGTase 발생 미생물로 부터 폴리펩티드 유전자를 클로닝(cloning)하고, 또 이 폴리펩티드 유전자의 배열을 검사해서 결정하였다.In the present invention, the amino acid sequence of the polypeptide was determined by cloning the polypeptide gene from the CGTase-generating microorganism and examining the sequence of the polypeptide gene.

N-말단을 포함하는 아미노산 배열순서는 고도로 정제된 폴리펩티드를 가스상(gas phase) 단백질 배열 순서 측정기로서 분석해서 결정할 수 있다.The amino acid sequence comprising the N-terminus can be determined by analyzing the highly purified polypeptide as a gas phase protein sequence sequencer.

폴리펩티드 유전자의 클로닝Cloning of Polypeptide Genes

본 발명에서, 폴리펩티드 생성능력을 갖는 공여 미생물(donor microorganism)로 부터 DNA를 분리하여, 이 DNA를 예를들어 초음파 또는 제한효소와 함께 소화(digesting)시켜서 수득된 DNA 단편(斷片) 및 이와 동일한 방법으로 벡터를 분할해서 수득되는 벡터단편을 예를들어 DNA 리가아제와 함께 결합시켜서 폴리펩티드 유전자를 포함하는 재조합 DNA를 수득하였다.In the present invention, DNA fragments obtained by separating DNA from donor microorganisms having the ability to produce a polypeptide, and digesting the DNA with, for example, ultrasound or restriction enzymes, and the same method. The vector fragment obtained by dividing the vector into the above was combined with, for example, a DNA ligase to obtain a recombinant DNA containing a polypeptide gene.

공여 미생물은 폴리펩티드를 생성하는 박테리아 중에서 선정된다. 이같은 박테리아의 예로는 바실러스 마세란스, 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium), 바실러스 서쿨란스, 바실러스 폴리믹삭(Bacillus polymyxa) 및 바실러스 스테아로테르모필러스와 같은 바실러스속의 박테리아 및 예를들어 일본국 특허 공개 소47-20373호, 동 50-63, 189호, 동 50-88, 290호 및 Hans Bender 저술의 Archives of Microbiology, Vol. 111, 271 내지 282페이지(1977)에 기술되어 있는 클레브시엘라 뉴우모니애(Klebsiella pneumoniae)와 같은 클레브시엘라 속의 박테리아를 들 수 있다.Donor microorganisms are selected from bacteria that produce polypeptides. Examples of such bacteria include bacteria of the genus Bacillus, such as Bacillus maserans, Bacillus megaterium, Bacillus circulans, Bacillus polymyxa, and Bacillus stearotermophilus, for example Japanese Patent Application 47-20373, 50-63, 189, 50-88, 290, and Hans Bender, Archives of Microbiology, Vol. Bacteria of the genus Klebsiella, such as Klebsiella pneumoniae, described on pages 111, 271 to 282 (1977).

폴리펩티드 생성능력이 유전자공학 방법으로 도입된 재조합 미생물은 공여 미생물로서 사용될 수 있다.Recombinant microorganisms whose polypeptide generation capacity has been introduced by genetic engineering methods can be used as donor microorganisms.

공여 미생물의 DNA는 이 공여 미생물을 예를들어 폭기-교반 조건하의 액상배지 중에서 약 1 내지 3일간 배양하고, 원심분리해서 이들 미생물을 배지로 부터 수거한 후, 이들 미생물을 용해시켜서 제조할 수 있다. 임 용균(溶菌) 방법의 예로는 리소자임 또는 β-글루카나제를 사용하는 세포막 가수분해 효소처리와 초음파 처리를 들 수 있다.Donor microorganisms can be prepared by incubating the donor microorganisms, for example, in a liquid medium under aeration-stirring conditions for about 1 to 3 days, centrifuging the microorganisms from the medium, and then dissolving these microorganisms. . Examples of the Ryongyong bacterium method include cell membrane hydrolase treatment and ultrasonic treatment using lysozyme or β-glucanase.

필요하다면, 프로테아제와 같은 기타 효소 및/또는 소디움 라우릴 술페이트와 같은 계면활성제를 조합하여 사용할 수 있다. 물론, 필요하다면 냉동-해동 처리를 행할 수 있다.If necessary, other enzymes such as proteases and / or surfactants such as sodium lauryl sulfate may be used in combination. Of course, freeze-thaw treatment can be performed if necessary.

수득된 용해물로 부터 DNA를 분리하기 위해서는, 페놀추출, 단백질 제거, 프로테아제 처리, 리보뉴우클레아제 처리, 알코올 침강 및 원심분리와 같은 종래의 방법을 2개 또는 그 이상 조합하여 사용할 수 있다.In order to separate DNA from the obtained lysate, two or more conventional methods such as phenol extraction, protein removal, protease treatment, ribonuclease treatment, alcohol precipitation and centrifugation can be used in combination.

DNA 결합(ligation)은 DNA 단편과 벡터 단편을 예를들어, 초음파처리 또는 제한효소처리에 의해 행할 수 있으나, 제한효소, 특히, 전술한 뉴클레오티드에 특징적으로 작용하는 제한효소를 사용하는 것이 완만한 삽입을 위해 바람직하다.DNA ligation can be carried out by, for example, sonication or restriction enzyme treatment of DNA fragments and vector fragments, but slow insertion using restriction enzymes, in particular restriction enzymes which are characteristic of the above-described nucleotides. Preferred for

특히, 적합한 제한효소는 타입 II(Type II) 제한효소로서, 이들의 예로는 EcoRI, HindIII, BamHI, SalI, SlaI, XmaI, MboI, XbaI, SacI, PstI 등을 들 수가 있다.In particular, suitable restriction enzymes are Type II restriction enzymes, and examples thereof include EcoRI, HindIII, BamHI, SalI, SlaI, XmaI, MboI, XbaI, SacI, PstI and the like.

숙주미생물 중에서 자율적으로 증식하는 박테리오파지(Bacteriophages)와 플라스미드가 벡터로서 적합하다.Bacteriophages and plasmids that autonomously proliferate in host microorganisms are suitable as vectors.

에쉐리히아 콜리(Escherichia coli) 종의 미생물이 숙주로서 사용되는 경우, λgt·λc 및 λgt·λB와 같은 박테리오파지를 사용할 수 있으며, 한편 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 종의 미생물을 숙주로서 사용한 경우에는 ρ11, Ψ1 및 Ψ105를 사용할 수 있다.When microorganisms of Escherichia coli species are used as hosts, bacteriophages such as λgt · λc and λgt · λB may be used, while microorganisms of Bacillus subtilis species are used as hosts. Ρ11, Ψ1, and Ψ105 can be used for this.

플라스미드에 관해 언급하면, 에쉐리히아 콜리 종의 미생물을 숙주로 사용하는 경우, pBR 322 및 pBR 325와 같은 플라스미드를 사용할 수 있으며, 한편 바실러스 서브틸리스 종의 숙주미생물에 대해서는 pUB110, pTZ4(pTP4) 및 pC194를 사용할 수 있다. 2개 또는 그 이상의 상이한 숙주미생물 중에서 자율적으로 증식하는 플라스미드, 예를들어 pHV14, TRp7, YEp7 및 pBS7은 벡터로서 사용될 수 있다. 이들 벡터는 DNA 소화에서 사용된 것과 동일형의 제한효소로서 분할시켜서 벡터 단편을 수득할 수 있다.Referring to the plasmids, when using microorganisms of Escherichia coli as a host, plasmids such as pBR 322 and pBR 325 can be used, while pUB110, pTZ4 (pTP4) for host microorganisms of Bacillus subtilis species. And pC194 can be used. Plasmids that autonomously proliferate in two or more different host microorganisms, such as pHV14, TRp7, YEp7 and pBS7, can be used as vectors. These vectors can be cleaved as restriction enzymes of the same type as those used in DNA digestion to obtain vector fragments.

DNA 단편과 벡터 단편은 DNA 리가아제를 사용하는 종래의 방법에 따라 결합시킨다. 예를들어, DNA 단편과 벡터 단편을 우선 어니일링(annealing) 처리하고, 이어서 생체외에서 적당한 DNA 리가아제를 작용시켜서 재조합 DNA를 수득한다. 필요한 경우에는 어니일링 처리한 단편들을 숙주미생물에 도입하여 이를 생체내에서 DNA 리가아제와 작용시켜서, 이러한 재조합 DNA를 제조할 수 있다.DNA fragments and vector fragments are combined according to conventional methods using DNA ligase. For example, DNA fragments and vector fragments are first annealed and then ex vivo to effect the appropriate DNA ligase to obtain recombinant DNA. If necessary, the annealed fragments can be introduced into a host microorganism and reacted with the DNA ligase in vivo to produce such recombinant DNA.

본 발명에서 사용 가능한 숙주미생물은 재조합 DNA가 자율적, 지속적으로 증식하여 그 특징을 발현할 수 있는 미생물들이다. 특히, α-아미라제 생산능력이 없는 미생물(EC 3.2.1.1)을 편리하게 사용할 수 있는데, 그 이유는 이같은 미생물을 사용하는 경우 분비된 폴리펩티드의 분리 및 정제를 촉진시킬 수 있기 때문이다.Host microorganisms usable in the present invention are microorganisms capable of expressing their characteristics by autonomously and continuously proliferating recombinant DNA. In particular, microorganisms lacking the ability to produce α-amylases (EC 3.2.1.1) can be conveniently used because such microorganisms can facilitate the isolation and purification of secreted polypeptides.

재조합 DNA는 종래의 방법에 따라 숙주미생물에 도입시킬 수가 있다. 예를들어, 숙주미생물이 에쉐리히아 콜리 종에 속하는 경우, 재조합 DNA의 도입은 칼슘이온 존재하에서 행하며, 한편 바실러스속의 숙주미생물을 사용하는 경우에는 가능한 세포- 및 원형질- 방법을 적용할 수 있다.Recombinant DNA can be introduced into host microorganisms according to conventional methods. For example, when the host microorganism belongs to Escherichia coli species, the introduction of recombinant DNA is carried out in the presence of calcium ions, while the cell- and protoplasm-methods possible can be applied when using a host microorganism of the genus Bacillus.

재조합 DNA가 도입된 재조합 미생물은 녹말을 함유한 판상배지상에서 성장하여 녹말을 시클로덱스트린으로 전환시키는 클론(clones)을 수거해서 선별한다.Recombinant microorganisms into which recombinant DNA has been introduced are collected by screening clones that grow on platelets containing starch and convert the starch to cyclodextrins.

본 발명자들은 이같은 방식으로 클론화한 폴리펩티드 유전자를 가진 재조합 DNA는 재조합 미생물로 부터 분리한 후에 다른 숙주미생물중으로 용이하게 도입시킬 수 있다는 사실을 발견하였다. 또한, 이 유전자를 함유한 재조합 DNA를 제한효소와 더불어 숙성시켜서 수득된 폴리펩티드 유전자를 함유하는 DNA 단편을 동일한 방법으로 수득한 벡터 단편과 용이하게 결합시킬 수 있다는 사실을 발견하였다.The inventors have found that recombinant DNA with polypeptide genes cloned in this manner can be easily introduced into other host microorganisms after separation from the recombinant microorganism. It has also been found that DNA fragments containing polypeptide genes obtained by aging recombinant DNA containing this gene with restriction enzymes can be easily combined with vector fragments obtained in the same manner.

이밖에, 본 발명자들은 본 발명에 따라 수득된 재조합 DNA중의 폴리펩티드 유전자는 일본국 오오사까 소재의 도요보 캄파니 리미티드로 부터 구입한 제한효소 PvuII에 의해 분할되어 폴리펩티드 유전자를 발현시키는 능력을 상실하게 되는데, 그 이유는 재조합 DNA가 PvuII 제한 분할부위를 갖고 있기 때문이다.In addition, the inventors of the present invention, the polypeptide gene in the recombinant DNA obtained according to the present invention is divided by the restriction enzyme PvuII purchased from Toyo Co., Ltd., Osaka, Japan loses the ability to express the polypeptide gene The reason for this is that the recombinant DNA has a PvuII restriction fragment.

폴리펩티드 유전자의 배열Array of polypeptide genes

폴리펩티드 유전자는 Gene Vol. 9, 259 내지 268페이지(1982)에 기술된 바와같이 연쇄-종결 방법으로 배열된다.Polypeptide genes are described in Gene Vol. 9, 259-268 (1982), arranged in a chain-termination method.

이 방법은 폴리펩티드 유전자를 함유하는 클론화된 DNA 단편을 제한효소를 사용해서 pUC18과 같은 적합한 플라스미드의 삽입부위로 삽입시키는 단계를 포함하고 있다. 수득된 재조합 플라스미드는 에쉐리히아 콜리 JM 83과 같은 적합한 에쉐리히아 콜리 균주내로 형질변환시켜 도입한 후, 이어 이 플라스미드를 포함하는 재조합 미생물을 선별한다.This method involves inserting a cloned DNA fragment containing a polypeptide gene into a site of insertion of a suitable plasmid such as pUC18 using restriction enzymes. The recombinant plasmid obtained is transformed into a suitable Escherichia coli strain such as Escherichia coli JM 83, followed by screening for recombinant microorganisms comprising the plasmid.

재조합 프랄스미드는 증식된 재조합 미생물로 부터 제조된다.Recombinant prasmids are made from propagated recombinant microorganisms.

수득된 재조합 플라스미드를 합성 프라이머(primer)와 함께 어니일링시킨 다음, Klenow 단편을 이 혼합물에 작용시켜 보충 DNA를 형성함은 물론 프라이머를 확대시킨다.The resulting recombinant plasmid is annealed with synthetic primers, and then the Klenow fragment is acted on this mixture to form supplemental DNA as well as to enlarge the primers.

그 후에, 이 혼합물을 순차적으로 폴리아크릴아미드 전기영동 등과 방사선 자동사진법으로 처리한 다음, 폴리펩티드 유전자의 배열순서를 확인한다.Thereafter, the mixture is sequentially subjected to polyacrylamide electrophoresis or the like by radiograph, and then the sequence of polypeptide genes is confirmed.

세포로 부터의 폴리펩티드 분비를 조절하는 암호펩티드도 동일한 방법으로 배열순서를 확인할 수 있다.Coding peptides that regulate the secretion of polypeptides from cells can also be sequenced in the same manner.

폴리펩티드의 아미노산 배열Amino acid sequence of the polypeptide

폴리펩티드의 아미노산 배열은 폴리펩티드 유전자의 DNA 배열로 부터 결정한다. 암호펩티드의 아미노산 배열도 동일한 방법으로 결정한다.The amino acid sequence of the polypeptide is determined from the DNA sequence of the polypeptide gene. The amino acid sequence of the coding peptide is also determined in the same manner.

N-말단을 함유하는 폴리펩티드의 부분아미노산 배열Partial amino acid sequence of the polypeptide containing the N-terminus

바시러스속에 속하는 폴리펩티드 발생 미생물을 영양배지와 함께 배양해서 폴리펩티드를 제조한다. 이 배양액을 원심분리해서 수득한 상청액을 황산암모늄 분별, 이온교환 크로마토그래피 및 고성능 액체 크로마토그래피 방법으로 정제해서 고순도 폴리펩티드 시료를 수득한다. 이 시료를 Journal of Biological Chemistry, Vol. 256, 7990 내지 7997페이지(1981)에 기술된 방법에 따라 가스상 단백질 배열순서 측정기로서 분열시키고, 고성능 액체 크로마토그래피로서 고착시킨 후, N-말단을 함유하는 부분아미노산 배열을 결정한다.Polypeptide-generating microorganisms belonging to the genus Bacillus are cultured with nutrient medium to produce polypeptide. The supernatant obtained by centrifugation of the culture was purified by ammonium sulfate fractionation, ion exchange chromatography, and high performance liquid chromatography to obtain a high purity polypeptide sample. This sample was reviewed in Journal of Biological Chemistry, Vol. Partial amino acid sequences containing the N-terminus are determined after cleavage as a gas phase protein sequencer and fixed as high performance liquid chromatography according to the methods described in pages 256, 7990 to 7997 (1981).

재조합 미생물에 의한 폴리펩티드의 제조Preparation of Polypeptides by Recombinant Microorganisms

본 발명자들은 재조합 미생물을 영양배지에서 배양해 줌으로서 많은 양의 폴리펩티드를 지속적으로 제조할 수 있다는 사실을 발견하였다.The inventors have discovered that large amounts of polypeptides can be continuously produced by culturing recombinant microorganisms in a nutrient medium.

이 영양배지에는 예를들어, 탄소원, 질소원, 무기물 또 필요하다면 소량의 아미노산 및 비타민과 같은 유기양분이 포함되어 있다.The nutrient medium contains, for example, carbon sources, nitrogen sources, minerals and, if necessary, organic nutrients such as small amounts of amino acids and vitamins.

탄소원으로는 녹말, 녹말 부분 가수분해물과 글루코오스, 푸룩토오스 및 수크로오스와 같은 당류가 적합하다. 질소원으로는 암모니아가스, 암모니아수, 암모늄염 및 질산염과 같은 무기질소원 ; 펩톤, 효모추출액과 같은 유기질소원 ; 및 탈지대두, 옥수수 침지액 및 육즙액이 적합하다.Suitable carbon sources are starch, starch hydrolyzate and sugars such as glucose, fructose and sucrose. Examples of nitrogen sources include inorganic nitrogen sources such as ammonia gas, ammonia water, ammonium salts and nitrates; Organic nitrogen sources such as peptone and yeast extract; And skim soybeans, corn steep liquor and gravy are suitable.

재조합 미생물은 배지를 pH 4 내지 10, 25℃ 내지 65℃로 유지하면서 폭기-교반 조간하에서 약 1 내지 4일간 영양배지 중에서 배양시켜서 폴리펩티드를 축적한다.Recombinant microorganisms accumulate polypeptide by incubating the medium in a nutrient medium for about 1 to 4 days under aeration-stirring tidal phase while maintaining the medium at pH 4-10, 25-65 ° C.

배양액중의 폴리펩티드는 일반적으로 그 상태 그대로 사용할 수 있으나, 배양액은 사용하기 전에 여과 및 원심분리와 같은 종래방법에 따라 폴리펩티드 용액과 세포로 분리해서 사용한다.The polypeptide in the culture may generally be used as it is, but the culture is separated into a polypeptide solution and a cell according to conventional methods such as filtration and centrifugation before use.

폴리펩티드가 세포중에 존재하는 경우, 이들 세포를 우선 초음파, 계면활성제 및/또는 세포막 가수분해효소(Cytohydrolyst)로서 처리한 후, 여과 및 원심분리를 행해서 폴리펩티드 함유 용액을 분리한다.If polypeptides are present in the cells, these cells are first treated with ultrasound, surfactants and / or Cytohydrolysts, followed by filtration and centrifugation to separate the polypeptide-containing solution.

이같이 수득한 폴리펩티드 함유 용액은 예를들어 진공농축, 멤브레인 휠터를 사용한 농축, 황산암모늄 또는 황산나트륨을 사용하는 염석, 메탄올, 에탄올 또는 아세톤을 사용하는 분별침강의 방법을 조합하여 정제해줌으로서 산업용 폴리펩티드로 사용가능한 고순도 폴리펩티드 시료를 수득한다.The polypeptide-containing solution thus obtained is used as an industrial polypeptide by, for example, purifying a combination of vacuum concentration, concentration using a membrane filter, salt precipitation using ammonium sulfate or sodium sulfate, and fractional precipitation using methanol, ethanol or acetone. Obtain a high purity polypeptide sample as much as possible.

이 폴리펩티드의 질을 보다 더 개선하기 위해서, 사용하기 전에 그 CGTase 활성을 상실하지 않는 범위에서 폴리펩티드의 아미노산 배열을 부분적으로 치환, 제거, 첨가 또는 변형시킬 수가 있다.In order to further improve the quality of this polypeptide, the amino acid sequence of the polypeptide can be partially substituted, eliminated, added or modified prior to its use without losing its CGTase activity.

CGTase 활성의 1단위는 다음 반응조건하에서 15mg 가용성 녹말의 요오드 발색을 40℃에서 10분간에 걸쳐서 완전히 탈색시키는 폴리펩티드의 양으로 정의된다. 즉, 0.02M 아세테이트 완충액(pH 5.5)과 2×10-3M 염화칼슘을 함유하는 0.3w/w% 가용성 녹말용액 5ml에 0.2ml의 희석된 효소용액을 첨가하고, 이 혼합물을 40℃에서 10분간 배양한 다음 0.5ml의 반응 혼합물을 시료로 채취하여 여기에다 15ml의 0.02M 황산 수용액을 첨가해서 효소반응을 정지시킨다. 이 반응 혼합물에 0.2ml의 0.1N I2-KI 용액을 첨가해서 발색시킨 후, 파장 660nm에서 흡광도를 측정한다.One unit of CGTase activity is defined as the amount of polypeptide that completely decolorizes iodine coloration of 15 mg soluble starch at 40 ° C. over 10 minutes under the following reaction conditions. That is, 0.2 ml of diluted enzyme solution is added to 5 ml of 0.3 w / w% soluble starch solution containing 0.02 M acetate buffer (pH 5.5) and 2 × 10 −3 M calcium chloride, and the mixture is stirred at 40 ° C. for 10 minutes. After incubation, 0.5 ml of the reaction mixture is taken as a sample, and 15 ml of 0.02 M aqueous sulfuric acid solution is added to stop the enzymatic reaction. 0.2 ml of 0.1NI 2 -KI solution was added to the reaction mixture for color development, and then the absorbance was measured at a wavelength of 660 nm.

재조합 미생물의 기탁Deposit of Recombinant Microorganisms

재조합 미생물인 에쉐리히아 콜리 TCH 201, 에쉐리히아 콜리 MAH 2, 바실러스 서브틸리스 MAU 210 및 바실러스 서브틸리스 TCU 211은 일본국 이바라끼겐 츠쿠바시 히가시 1쪼오메 1-3번지 소재의 The Fermentation Research Institute, Agency of Industrial Science and Technology에 각각 기탁번호 FERM BP-2109, 2110, 2111 및 2112로 1984년 11월 2일 기탁되었다.Recombinant microorganisms Escherichia coli TCH 201, Escherichia coli MAH 2, Bacillus subtilis MAU 210 and Bacillus subtilis TCU 211 are the fermentation of 1-3 Chuo, Higashi, Ibarakigen, Japan. Deposited on November 2, 1984 to the Research Institute, Agency of Industrial Science and Technology with access numbers FERM BP-2109, 2110, 2111 and 2112, respectively.

본 발명에 따른 몇가지 실시태양을 다음에 기술한다.Some embodiments according to the present invention are described below.

[실시예 1]Example 1

에쉐리히아 콜리에 대한 바실러스 스테아로테르모필러스 폴리펩티드 유전자의 클로닝(cloning)Cloning of Bacillus stearotermophilus polypeptide gene against Escherichia coli

(1) 바실러스 스테아로테르모필러스의 내열성 폴리펩티드 유전자를 갖는 염색체 DNA의 제조(1) Preparation of chromosomal DNA having heat resistant polypeptide gene of Bacillus stearotermophilus

바실러스 스테아로테르모필러스의 내열성 폴리펩티드 유전자는 갖는 염색체 DNA를 Saito 및 Miura가 Biochimica et Biophisica Acta, Vol. 72, 619 내지 629페이지(1963)에 기술한 방법에 따라 제조하였다.The heat resistant polypeptide gene of Bacillus stearotermophilus has a chromosomal DNA having Saito and Miura by Biochimica et Biophisica Acta, Vol. Prepared according to the method described in pages 72, 619-629 (1963).

바실러스 스테아로테르모필러스 FERM-P No. 2225의 종배양(seed culture)을 격렬한 교반조건하에서 50℃에서 뇌-심장 침출 배지에서 하루밤 행하였다. 이 배양액으로 부터 원심분리로 수거한 세포들을 트리스-아미노메탄, 염산, EDTA 및 염화나트륨을 함유하는 TES완충액(pH 8.0)에 현탁시키고, 2mg/ml의 리소자임을 첨가하여 37℃에서 30분간 배양하였다. 배양혼합물을 동결시키고, -20℃에서 하루밤 방치한 후 트리스-아미노메탄, 염산, 소디움 라우릴 술페이트 및 염화나트륨을 함유하는 TSS 완충액(pH 9.0)을 첨가해서 60℃로 가열하고, TES 완충액(pH 7.5)과 페놀의 혼합물(1 : 4 부피비율)을 첨가하여 얼음냉각수로서 냉각한 다음 원심분리해서 상청액을 수득하였다. 이 상청액에 2부피의 차거운 에탄올을 첨가해서 조(粗) 염색체 DNA를 회수한 다음, 이를 염화나트륨과 시트르산 삼나트륨을 함유하는 SSC완충액(pH 7.1)에 용해시킨 후, 이 혼합물에 미합중국 미죠리주 소재의 Sigma Chemical Company에서 시판하고 있는 리보뉴클레아제인 “RNase A”와 일본국 도오교 소재의 Kaken Pharmaceutical Co., Ltd.에서 시판하고 있는 프로테아제인 “Pronase E”를 첨가하고, 새로이 조제한 TES완충액과 페놀 혼합물을 첨가해서 냉각 원심분리한 후, 2부피의 차거운 에탄올을 첨가해서 정제된 염색체 DNA를 회수하였다. 이 염색체 DNA를 트리스-아미노메탄, 염산 및 EDTA를 함유하는 완충액(pH 7.5)에 용해시켜서 -20℃에서 보관하였다.Bacillus stearotermophilus FERM-P No. Seed culture of 2225 was performed overnight in brain-heart leaching medium at 50 ° C. under vigorous stirring conditions. Cells collected by centrifugation from this culture were suspended in TES buffer (pH 8.0) containing tris-aminomethane, hydrochloric acid, EDTA and sodium chloride, and incubated at 37 ° C for 30 minutes with the addition of 2 mg / ml lysozyme. The culture mixture was frozen, left overnight at -20 ° C and then heated to 60 ° C by addition of TSS buffer (pH 9.0) containing tris-aminomethane, hydrochloric acid, sodium lauryl sulfate and sodium chloride, TES buffer (pH 7.5) and a mixture of phenol (1: 4 volume ratio) were added, cooled with ice cooling water, and then centrifuged to obtain a supernatant. Two volumes of cold ethanol was added to the supernatant to recover crude chromosomal DNA, which was then dissolved in SSC buffer containing pH 7.1 and sodium chloride and trisodium citrate. RNase A, a ribonuclease marketed by Sigma Chemical Company, and Pronase E, a protease marketed by Kaken Pharmaceutical Co., Ltd. of Tokyo, Japan. After cooling and centrifugation, two volumes of cold ethanol were added to recover purified chromosomal DNA. This chromosomal DNA was dissolved in buffer containing pH-aminomethane, hydrochloric acid and EDTA (pH 7.5) and stored at -20 ° C.

(2) 플라스미드 pBR 322의 제조(2) Preparation of Plasmid pBR 322

Journal of Bacteriology, Vol. 127, 1524 내지 1537페이지(1976)에 J. Meyer 등이 기재한 방법에 따라서 에쉐리히아 콜리로 부터 플라스미드 pBR 322(ATCC 37013)을 분리하였다.Journal of Bacteriology, Vol. Plasmid pBR 322 (ATCC 37013) was isolated from Escherichia coli according to the method described by J. Meyer et al. On pages 127, 1524-1537 (1976).

(3) 폴리펩티드 유전자를 갖는 재조합 DNA의 제조(3) Preparation of Recombinant DNA Having Polypeptide Genes

실시예 1-(1)에서 제조한 내열성 폴리펩티드 유전자를 갖고 있는 정제된 염색체 DNA를 일본국 도야마 소재의 Nippon Gene Co., Ltd.로 부터 구입한 제한효소 Mbo I과 함께 부분 소화시켜서 1 내지 20kbp의 DNA 단편을 수득하였다. 이와는 별도로 실시예 1-(2)에서 제조한 pBR 322 시편을 Nippon Gene Co., Ltd.로 부터 구입한 제한효소 BamH I로서 완전 분할시키고, 또 이 분할생성물에 일본국 교오도 소재의 Takara Shuzo Co., Ltd.로 부터 구입한 에쉐리히아 콜리 알카리 포스파타제를 가해주어 플라스미드 단편의 5´-말단을 탈인화(脫燐化)시킴은 물론 플라스미드 단편의 자체 결합을 방지시킨다.The purified chromosomal DNA having the heat resistant polypeptide gene prepared in Example 1- (1) was partially digested with restriction enzyme Mbo I purchased from Nippon Gene Co., Ltd., Toyama, Japan, DNA fragments were obtained. Separately, the pBR 322 specimen prepared in Example 1- (2) was completely divided into restriction enzyme BamH I purchased from Nippon Gene Co., Ltd., and the split product was obtained from Takara Shuzo Co., Kyoto, Japan. E. coli alkaline phosphatase purchased from., Ltd. is added to dephosphorize the 5′-end of the plasmid fragment as well as to prevent self-bonding of the plasmid fragment.

이들 2개 단편에 Nippon Gene Co., Ltd.로 부터 구입한 T4, DNA 리가아제를 4℃에서 하루밤 가해줌으로서 이들 2개 단편을 결합시켜서 재조합 DNA를 수득하였다.T 4 , DNA ligase purchased from Nippon Gene Co., Ltd. was added to these two fragments overnight at 4 ° C. to bind these two fragments to obtain recombinant DNA.

(4) 에쉐리히아 클리에 재조합 DNA 도입(4) Introduction of Recombinant DNA into E. coli

아밀라제 생성능력을 가진 균주인 에쉐리히아 콜리 HB 101(ATCC 33694)를 숙주로 사용하였다.E. coli HB 101 (ATCC 33694), a strain having amylase production capacity, was used as a host.

이들 미생물을 37℃에서 L-육즙에서 4시간 동안 배양하고, 또 이 배양액으로 부터 원심분리로 수거한 세포들을 50mM 염화망간을 함유하는 10mM 아세테이트 완충액(pH 5.6)중에 현탁시킨 후, 재차 원심분리로 수거해서 125mM 염화망간을 함유하는 10mM 아세테이트 완충액(pH 5.6)에 재현탁시키고, 실시예 1-(3)에서 제조한 재조합 DNA를 첨가하여 얼음냉각수 중에서 30분간 방치하였다. 이어, 이 혼합물을 37℃로 가온하여 L-육즙을 첨가하고, 50μg/ml의 암피실린과 2mg/ml 녹말을 함유하는 L-육즙 한천 판상 배지에 전개시킨 후, 37℃에서 24시간 배양에서 군체(colony)를 형성하였다.The microorganisms were incubated for 4 hours in L-juice at 37 ° C., and the cells collected by centrifugation from this culture were suspended in 10 mM acetate buffer (pH 5.6) containing 50 mM manganese chloride, and then again centrifuged. The mixture was collected and resuspended in 10 mM acetate buffer (pH 5.6) containing 125 mM manganese chloride, and the recombinant DNA prepared in Example 1- (3) was added and left in ice-cooled water for 30 minutes. The mixture was then warmed to 37 ° C. to add L-juice, developed on L-juice agar plate medium containing 50 μg / ml ampicillin and 2 mg / ml starch, and then colonized in a 24-hour incubation at 37 ° C. colony).

녹말을 시클로덱스트린으로 변화시킨 군체를 요드-발색방법으로 선별하였다. 이같이 해서, 폴리펩티드 유전자를 갖는 재조합 DNA가 도입된 미생물을 선별하였다. 이어, 재조합 미생물을 증식시키고, 또 실시예 1-(2)에서의 플라스미드 제조방법에 따라 이 증식미생물로 부터 재조합 DNA를 추출해서 이를 제한효소에 가해주어 제한분할부위를 결정하고, 또 Nippon Gene Co., Ltd.로 부터 구입한 제한효소 EcoR I와 함께 완전 소화시켰다. 소화생성물을 실시예 1-(3)에서와 유사하게 T4DNA 리가아제에 가해주어 재조합 DNA를 수득하고, 이어, 실시예 1-(4)에서의 방법에 따라 재조합 미생물의 선별을 행하였다. 이 재조합 미생물들은 폴리펩티드 유전자를 운반하는 비교적 작은 크기의 재조합 DNA를 함유하고 있었다.Colonies whose starches were changed to cyclodextrins were selected by the iodine-coloring method. In this way, microorganisms into which recombinant DNA having a polypeptide gene were introduced were selected. Subsequently, the recombinant microorganism was grown, and the recombinant DNA was extracted from the proliferating microorganism according to the plasmid preparation method in Example 1- (2) and added to the restriction enzyme to determine the restriction division site. Complete digestion with restriction enzyme EcoR I purchased from. Digestion products were added to T 4 DNA ligase similarly as in Example 1- (3) to obtain recombinant DNA, followed by selection of recombinant microorganisms according to the method in Example 1- (4). These recombinant microorganisms contained a relatively small size of recombinant DNA carrying a polypeptide gene.

이어, 이 재조합 DNA와 플라스미드 pBR 322를 Nippon Gene Co., Ltd.로 부터 구입한 제한효소 Sal I과 함께 완전 소화시키고, 또 EcoR I의 경우에서와 유사하게 처리해서 폴리펩티드 유전자를 운반하는 훨씬 작은 크기의 재조합 DNA를 포함하는 재조합 미생물을 선별하였다.This recombinant DNA and plasmid pBR 322 were then completely digested with the restriction enzyme Sal I purchased from Nippon Gene Co., Ltd., and treated much like the case of EcoR I to deliver a polypeptide gene. Recombinant microorganisms containing recombinant DNA were selected.

이들 미생물과 그 재조합 DNA는 각각 “에쉐리히아 콜리 TCH 201(FERM BP-2109)” 및 “pTCH 291”로서 명명하였다.These microorganisms and their recombinant DNA were named "Esheria coli TCH 201 (FERM BP-2109)" and "pTCH 291", respectively.

이 재조합 DNA pTCH 201, 특히 바실러스 스테아로테르모필러스 미생물로 부터 유도된 DNA 단편의 제한도표는 제1도에 수록한 바와 같다.Restriction diagrams of DNA fragments derived from this recombinant DNA pTCH 201, in particular Bacillus stearotermophilus microorganisms, are shown in FIG.

제1도는 이 재조합 DNA가 Toyobo Co., Ltd.로 부터 구입한 제한효소 Pvu II, Nippon Gene Co., Ltd.로 부터 구입한 Kpn I, Hind III, 또는 Takara Shuzo Co., Ltd.로 부터 구입한 Xba I중 어느 하나에 의해서는 분할될 수 있으나, Nippon Gene Co., Ltd.로 부터 구입 가능한 Ecor I, BamH I, Pst I, Xho I, Bgl II 또는 Acc I으로는 분할되지 않음을 나타내고 있다.Figure 1 shows that this recombinant DNA is purchased from Kpn I, Hind III, or Takara Shuzo Co., Ltd., a restriction enzyme Pvu II purchased from Toyobo Co., Ltd., from Nippon Gene Co., Ltd. It can be divided by any one of Xba I, but not by Ecor I, BamH I, Pst I, Xho I, Bgl II or Acc I available from Nippon Gene Co., Ltd. .

[실시예 2]Example 2

바실러스 서브틸리스에 대한 바실러스 스테아로테르모필러스 폴리펩티드 유전자의 클로닝Cloning of Bacillus Stearotermophilus Polypeptide Gene Against Bacillus Subtilis

(1) 재조합 DNA pTCH 201의 제조(1) Preparation of Recombinant DNA pTCH 201

실시예 1-(2)의 방법에 따라 에쉐리히아 콜리 TCH 201(FERM BP-2109)로 부터 재조합 DNA pTCH 201을 분리하였다.Recombinant DNA pTCH 201 was isolated from Escherichia coli TCH 201 (FERM BP-2109) according to the method of Example 1- (2).

(2) 플라스미드 pUB 110의 제조(2) Preparation of the plasmid pUB 110

Journal of Bacteriology, Vol. 134, 318 내지 329페이지(1978)에 Gryczan 등이 기술한 방법에 따라 바실러스 서브틸리스로 부터 플라스미드 pUB 110(ATCC 37015)을 분리하였다.Journal of Bacteriology, Vol. Plasmid pUB 110 (ATCC 37015) was isolated from Bacillus subtilis according to the method described by Gryczan et al. On pages 134, 318-329 (1978).

(3) 폴리펩티드 유전자를 갖는 재조합 DNA의 제조(3) Preparation of Recombinant DNA Having Polypeptide Genes

실시예 2-(1)에서 제조한 내열성 폴리펩티드 유전자를 갖는 재조합 DNA pTCH 201에 동시에 제한효소 EcoR I 및 Xba I을 가해서 이를 완전 소화시켰다.Restriction enzymes EcoR I and Xba I were simultaneously added to the recombinant DNA pTCH 201 having the heat-resistant polypeptide gene prepared in Example 2- (1) to completely digest it.

별도로 실시예 2-(2)에서 제조한 플라스미드 pUB 110 시편에 동일한 방법으로 제한효소 EcoR I 및 Xba I을 가해서 이를 완전히 분할시켰다.Separately, the restriction enzymes EcoR I and Xba I were added to the plasmid pUB 110 specimen prepared in Example 2- (2) in the same manner to divide them completely.

수득된 단편(斷片)들에 실시예 1-(3)에서와 유사하게 T4DNA 리가아제를 가해주어 재조합 DNA를 수득하였다.T 4 DNA ligase was added to the obtained fragments similarly as in Example 1- (3) to obtain recombinant DNA.

(4) 바실러스 서브릴리스에 재조합 DNA의 도입(4) Introduction of recombinant DNA into Bacillus subrelease

본 실시예에서, 아미랄제 생성능력을 갖는 균주인 바실러스 서브틸리스 715A를 숙주로 사용하였다. 이들 미생물을 28℃에서 뇌-심장 침출 배지에서 5시간 동안 배양하고, 또 이 배양액으로 부터 원심분리해서 수거한 세포들을 Proceeding of the National Academy of Sciences of the USA, Vol, 73, 2151 내지 2155페이지(1976)에서 Schaeffer 등이 기술한 방법에 따라 원형질 현탁액으로 제조하였다.In this example, Bacillus subtilis 715A, a strain having the ability to generate amiralase, was used as a host. These microorganisms were incubated at 28 ° C. in brain-heart leaching medium for 5 hours, and the cells collected by centrifugation from the culture were collected from the Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, Vol, 73, 2151-2155. 1976) to produce a plasma suspension according to the method described by Schaeffer et al.

이 현탁액에 실시예 2-(3)에서 제조한 재조합 DNA를 첨가한 다음, 이 혼합물을 Agricultural and Biological Chemistry, Vol. 46, 1617 내지 1621페이지(1982)에서 Sekiguchi 등이 기술한 방법에 따라서 처리해서 형질변환시켜 250μg/ml 카나마이신과 10mg/ml 스타치를 함유하는 HCP 배지에 전개시키고, 28℃에서 72시간 동안 배양해서 군체를 형성하였다.To this suspension was added the recombinant DNA prepared in Example 2- (3), and then the mixture was added to Agricultural and Biological Chemistry, Vol. Treated and transformed according to the method described by Sekiguchi et al. On pages 46, 1617 to 1621 (1982), developed in HCP medium containing 250 μg / ml kanamycin and 10 mg / ml starch and incubated at 28 ° C. for 72 hours to colonize Was formed.

이들 군체로 부터 내열성 폴리펩티드 유전자를 갖는 재조합 DNA가 도입된 재조합 미생물을 실시예 1-(4)의 방법으로 선별하였다.Recombinant microorganisms into which recombinant DNA having a heat resistant polypeptide gene were introduced from these colonies were selected by the method of Example 1- (4).

이들 미생물과 그 재조합 DNA를 각각 “바실러스 서브틸리스 TCU 211(FERM BP-2112)” 및 “pTCU 211”로 명명하였다.These microorganisms and their recombinant DNA were named "Bacillus subtilis TCU 211 (FERM BP-2112)" and "pTCU 211", respectively.

재조합 DNA pTCU 211, 특히 바실러스 스테아로테르모필러스 미생물로 부터 유도된 DNA 단편의 제한 도표는, 제2도에 수록한 바와 같다. 제2도는 이 재조합 DNA가 제한효소 Pvu II, Kpn I 또는 Hind III 중 어느 하나에 의해서는 분할 가능하나, EcoR I, BamH I, Pst I, Xho I, Bgl II, Acc I 또는 Xba I으로는 분할되지 않음을 나타내고 있다.Restriction diagrams of DNA fragments derived from recombinant DNA pTCU 211, particularly Bacillus stearotermophilus microorganisms, are as shown in FIG. Figure 2 shows that this recombinant DNA can be cleaved by any of the restriction enzymes Pvu II, Kpn I or Hind III, but by EcoR I, BamH I, Pst I, Xho I, Bgl II, Acc I or Xba I. It is not shown.

[실시예 3]Example 3

N-말단을 함유하는 바실러스 스테아로테르모필러스 폴리펩티드의 부분 아미노산 배열Partial Amino Acid Sequences of Bacillus Stearotermophilus Polypeptide Containing N-terminus

(1) 폴리펩티드의 제조(1) Preparation of Polypeptides

바실러스 스테아로테르모필러스 FERM-P No. 2225를 실시예 5의 방법으로 액상 배지에서 배양해서 폴리펩티드를 제조하였다. 이 배양액으로 부터 원심분리해서 수득한 상청액을 황산암모늄으로 염석시켜서 폴리펩티드 분획물을 수득하고, 이를 일본국 소재의 Toyo Soda Manufacturing Co., Ltd. 에서 시판하고 있는 음이온교환제 “DEAE Toyopearl 650”을 사용하여 칼람 크로마토그래피로 정제하고, 또 스웨덴 업프살라 소재의 Pharmacia Fine Chemicals AB 제품인 “Mono P”를 사용하는 크로마토포커싱(Chromatofocusing)을 행하여 고순도 폴리펩티드 시료를 수득하였다.Bacillus stearotermophilus FERM-P No. 2225 was cultured in a liquid medium by the method of Example 5 to prepare a polypeptide. The supernatant obtained by centrifugation from this culture was salted with ammonium sulfate to obtain a polypeptide fraction, which was obtained from Toyo Soda Manufacturing Co., Ltd., Japan. Purified by column chromatography using the commercially available anion exchanger, DEAE Toyopearl 650, and chromatofocusing using “Mono P” from Pharmacia Fine Chemicals AB, Uppsala, Sweden. Obtained.

Journal of Biological Chemistry, Vol. 244, 4406페이지(1969)에서 K. Weber 및 M. Osborn에 의해 기술된 방법에 따른 SDS-폴리아크릴아미드 전기영동에서 폴리펩티드 시료는, 분자량 70,000±10,000 달톤을 나타내었다.Journal of Biological Chemistry, Vol. Polypeptide samples in SDS-polyacrylamide electrophoresis according to the method described by K. Weber and M. Osborn on pages 244, 4406 (1969) showed a molecular weight of 70,000 ± 10,000 Daltons.

이 폴리펩티드의 고유활성은 200±30단위/mg 표1b.The native activity of this polypeptide is 200 ± 30 units / mg Table 1b.

(2) N-말단을 포함하는 폴리펩티드의 부분 아미노산 배열(2) partial amino acid sequence of polypeptide comprising N-terminus

실시예 3-(1)의 방법으로 제조한 폴리펩티드 시료를 미합중국 캘리포니아 소재의 Applied Biosystems Inc. 제품인 가스상 단백질 배열 분석기인 “Model 470 A”에 공급한 다음, 고성능 액체 크로마토그래피 분석을 행해서 N-말단을 함유하는 부분 아미노산 배열 순서를 결정하였다. 이 부분 아미노산 배열순서는 Ala-Gly-Asn-Leu-Asn-Lys-Val-Asn-Phe-Thr이었다.Polypeptide samples prepared by the method of Example 3- (1) were prepared using Applied Biosystems Inc., California, USA. The product was supplied to a gaseous protein sequence analyzer "Model 470 A", followed by high performance liquid chromatography analysis to determine the partial amino acid sequence containing the N-terminus. This partial amino acid sequence was Ala-Gly-Asn-Leu-Asn-Lys-Val-Asn-Phe-Thr.

[실시예 4]Example 4

바실러스 스테아로테르모필러스로부터 유도한 폴리펩티드 유전자의 배열순서와 폴리펩티드의 아미노산 배열순서Sequence of Polypeptide Gene Derived from Bacillus Stearotermophilus and Sequence of Amino Acids of Polypeptide

(1) 플라스미드 pUC 18의 제조(1) Preparation of Plasmid pUC 18

플라스미드가 도입된 에쉐리히아 콜리 JM 83(ATCC 35607)으로 부터 실시예 1-(2)의 방법을 따라 플라스미드 pUC 18을 제조하였다.Plasmid pUC 18 was prepared following the method of Example 1- (2) from Escherichia coli JM 83 (ATCC 35607) introduced with plasmid.

(2) 폴리펩티드 유전자를 갖고 있는 재조합 DNA의 제조(2) Preparation of Recombinant DNA Having Polypeptide Genes

실시예 2-(3)의 방법으로 제조한 폴리펩티드 유전자를 갖고 있는 단편을 제한효소들과 숙성시켜 수득되는 단편과 실시예 4-(1)의 방법으로 제조한 pUC 18 시료를 동일 방법으로 분할에서 수득한 플라스미드 단편을 T4DNA 리가아제에 가해서 재조합 DNA를 수득하였다.A fragment obtained by aging a fragment having a polypeptide gene prepared by the method of Example 2- (3) with restriction enzymes and a pUC 18 sample prepared by the method of Example 4- (1) were divided in the same manner. The obtained plasmid fragment was added to T 4 DNA ligase to obtain recombinant DNA.

(3) 에쉐리히아 콜리에 재조합 DNA의 도입(3) introduction of recombinant DNA into Escherichia coli

본 실시예에서 에쉐리히아 콜리 JM 83을 숙주로서 사용하였다. 재조합 DNA를 실시예 1-(4)의 방법에 따라 이 미생물에 도입시켜서 이 미생물을 형질변환시켰다.In this example Escherichia coli JM 83 was used as the host. Recombinant DNA was introduced into this microorganism according to the method of Example 1- (4) to transform the microorganism.

재조합 미생물들을 5-브로모-4-클로로-3-인도일-β-갈락토시드(Xgal)를 함유하는 배지에 접종시키고 무색의 반점을 형성하는 미생물을 선별하였다.Recombinant microorganisms were inoculated in a medium containing 5-bromo-4-chloro-3-indoyl-β-galactoside (Xgal) and microorganisms forming colorless spots were selected.

(4) 재조합 미생물로 부터 재조합 DNA의 제조(4) Preparation of recombinant DNA from recombinant microorganisms

재조합 미생물을 50μg/ml의 암피실린을 함유하는 L-육즙 배지에서 배양하여 수득된 세포들을 알카리 축소 제조법으로 처리해서 재조합 DNA를 수득하였다.Cells obtained by culturing the recombinant microorganisms in L-juice medium containing 50 μg / ml of ampicillin were treated by an alkali reduction method to obtain recombinant DNA.

(5) 재조합 DNA의 배열순서(5) Sequence of recombinant DNA

재조합 DNA는 디데옥시 연쇄 종결방법(Dideoxy chain terminator method)으로 배열시켰다.Recombinant DNA was arranged by the Dideoxy chain terminator method.

실시예 4-(4)에서 제조한 재조합 DNA와 17개 염기로 구성된 합성 프라이머를 혼합하고 60℃에서 20분간 어니얼링 시킨 후, dNTP, ddNTP, (α-32P) dCTP 및 Klenow 단편을 첨가하고, 37℃에서 30분간 반응시켜서 프라이머를 5´-부위로 부터 3´-부위를 향해 확장시켰다. 이같이 해서 보충 DNA를 수득하였다. 이 보충 DNA에 과잉량의 dNTP를 첨가한 후 이 혼합물을 37℃에서 30분간 반응시키고 나서 염료 혼합물의 포름아미드용액을 첨가해서 반응을 중단시켰다. 이 반응혼합물을 3분간 비등시키고, 또 6% 폴리아크릴아미드 겔상에서 약 25mA(약 2000볼트)에서 전기영동시켜서 확장된 보충 DNA를 분리하였다. 전기영동 종료후에 겔을 고착시켜 탈수하였다.After mixing the recombinant DNA prepared in Example 4- (4) and the synthetic primer consisting of 17 bases and annealing at 60 ° C. for 20 minutes, dNTP, ddNTP, (α-32P) dCTP and Klenow fragment were added. The primer was extended from 5′-site to 3′-site by reaction at 37 ° C. for 30 minutes. In this way, supplementary DNA was obtained. After excess dNTP was added to the supplemental DNA, the mixture was allowed to react at 37 DEG C for 30 minutes, followed by addition of formamide solution of the dye mixture to stop the reaction. The reaction mixture was boiled for 3 minutes and electrophoresed at about 25 mA (about 2000 volts) on a 6% polyacrylamide gel to separate expanded supplemental DNA. After the end of electrophoresis, the gel was fixed and dehydrated.

탈수한 겔을 오토그래프 분석을 행하고 폴리펩티드 유전자를 라디오 오토그램상의 염기 밴드를 분석해서 측정하였다.The dehydrated gel was subjected to autograph analysis, and the polypeptide gene was measured by analyzing the base band on the radio autogram.

수득된 결과는 표 1a에 수록한 바와 같았다.The results obtained were as listed in Table 1a.

이 폴리펩티드 유전자의 5´-말단 상부에 위치하는 암호펩티드 유전자의 배열순서를 동일한 방법으로 측정하였다.The sequence of coding peptide genes located on the 5'-terminal top of the polypeptide gene was measured in the same manner.

수득결과는 표1b에 수록한 바와 같다.The results obtained are shown in Table 1b.

(6) 폴리펩티드의 아미노산 배열순서(6) amino acid sequence of polypeptide

폴리펩티드의 아미노산 배열순서를 표 1a에 수록된 배열순서를 참고로 해서 결정하였으며, 또 그 결과는 표 2a에 수록한 바와 같다.The amino acid sequence of the polypeptide was determined with reference to the sequence listed in Table 1a, and the results are shown in Table 2a.

암호펩티드의 아미노산 배열순서를 동일한 방법으로 결정하였으며, 또 그 결과는 표 2b에 수록한 바와 같다.The amino acid sequence of the coding peptide was determined in the same manner, and the results are shown in Table 2b.

이들 자료들은 바실러스 스테아로테르모필러스로부터 유도된 폴리펩티드가 표 2a에 수록한 것과 같은 아미노선 배열순서를 갖고 있다는 사실을 확인하고 있다.These data confirm that the polypeptide derived from Bacillus stearotermophilus has the amino acid sequence shown in Table 2a.

[표 1a]TABLE 1a

Figure kpo00001
Figure kpo00001

[표 1b]TABLE 1b

Figure kpo00002
Figure kpo00002

[표 2a]TABLE 2a

Figure kpo00003
Figure kpo00003

[표 2b]TABLE 2b

Figure kpo00004
Figure kpo00004

[실시예 5]Example 5

재조합 미생물에 의한 폴리펩티드의 제조Preparation of Polypeptides by Recombinant Microorganisms

바실러스 스테아로테르모필러스로부터 유도된 내열성 폴리펩티드 유전자를 갖고 있는 재조합 DNA가 도입된 재조합 미생물 에쉐리히아 콜리 TCH 201(FERM BP-2109) 및 바실러스 서브틸리스 TCU 211(FERM BP-2112)로서 폴리펩티드를 제조하였다.Polypeptides as recombinant microorganisms Escherichia coli TCH 201 (FERM BP-2109) and Bacillus subtilis TCU 211 (FERM BP-2112) introduced with recombinant DNA carrying a heat resistant polypeptide gene derived from Bacillus stearotermophilus. Prepared.

이들 재조합 미생물의 폴리펩티드 생성능력을 이들의 CGTase 활성에 대하여 숙주미생물과 공여 바실러스 스테아로테르모필러스 미생물의 생성 능력을 비교하였다.The polypeptide-generating ability of these recombinant microorganisms was compared with that of host microorganisms and that of donor Bacillus stearotermophilus microorganisms for their CGTase activity.

1.0w/v% 옥수수 침지액, 0.1w/v% 황산암모늄, 1.0w/v% 탄산칼슘, 1w/v% 녹말 및 물로 구성되는 액상배지의 pH를 7.2로 조종하고 120℃에서 20분간 가열해서 살균한 후 냉각하였다. 에쉐리히아 콜리 TCH 201의 경우에 액체배지에 50μg/ml의 암피실린을 첨가한 후 미생물을 이 액체배지에 접종하였다. 에쉐리히아 콜리 HB 101은 항생물질을 첨가하지 않고 액체배지에 접종하였다. 각개 경우에 미생물을 37℃의 격렬한 교반 조건하에서 48시간 동안 배양하였다.PH of liquid medium consisting of 1.0w / v% corn steep liquor, 0.1w / v% ammonium sulfate, 1.0w / v% calcium carbonate, 1w / v% starch and water was adjusted to 7.2 and heated at 120 ° C. for 20 minutes. After sterilization and cooling. In the case of Escherichia coli TCH 201, 50 μg / ml of ampicillin was added to the liquid medium and then microorganisms were inoculated into the liquid medium. Escherichia coli HB 101 was inoculated in liquid medium without the addition of antibiotics. In each case the microorganisms were incubated for 48 hours under vigorous stirring conditions at 37 ° C.

이와 별도로 바실러스 서브틸리스 TCU 211을 부수적으로 5μg/ml의 카나마이신을 함유하는 액체비지에 접종하는 한편 바실러스 서브틸티스 715A를 항생물질을 첨가하지 않고 액체배지에 접종하였다. 각개 경우에 미생물을 28℃에서 72시간 동안 배양하였다.Separately, Bacillus subtilis TCU 211 was incidentally inoculated into liquid busys containing 5 μg / ml kanamycin while Bacillus subtilis 715A was inoculated into liquid medium without the addition of antibiotics. In each case the microorganisms were incubated at 28 ° C. for 72 hours.

바실러스 스테아로테르모필러스 RFRM-P No. 2225를 항생물질을 첨가하지 않고 50℃ 액체배지에서 48시간 동안 배양하였다. 각개 배양액을 원심분리해서 상청액과 세포로 분리한 후 상청액은 그 상태 그대로 CGTase 활성시험을 행하는 한편, 세포는 초음파적으로 파괴시켜서 배양액당 CGTase 활성을 측정하였다. 수득결과는 표 3a에 수록한 바와 같다.Bacillus stearotermophilus RFRM-P No. 2225 was incubated for 48 hours in a 50 ℃ liquid medium without the addition of antibiotics. Each culture was centrifuged to separate the supernatant from the cells, and the supernatant was subjected to the CGTase activity test as it was, while the cells were sonicated to measure CGTase activity per culture. The results obtained are shown in Table 3a.

이들 자료는 재조합 미생물들이 개선된 폴리펩티드 생성능력을 갖고 있기 때문에 폴리펩티드의 산업적 규모 생산에 유용될 수 있음을 나타내고 있다.These data indicate that recombinant microorganisms may be useful for industrial scale production of polypeptides because of their ability to produce polypeptides.

상청액을 포화도 0.6의 황산암모늄으로 염석을 행하여 조(粗) 폴리펩티드 시료를 수득하였다. 재조합 미생물로 제조한 폴리펩티드 시료에 대해 녹말로 부터 수크로오스로의 당류전이, 녹말로 부터 시클로덱스트린 제조, α-, β- 및 γ-시클로덱스트린의 비율, 최적온도, 최적 pH, 안정된 온도범위 및 안정된 pH범위 등과 같은 효소 특성을 조사한 결과, 이들 시료의 특성은 공여 바실러스 스테아로테르모필러스 미생물로 제조한 폴리펩티드의 특성 보다 우수하였다.The supernatant was salted out with ammonium sulfate with a saturation of 0.6 to obtain a crude polypeptide sample. Sugar-transition from starch to sucrose, from starch to cyclodextrin, ratio of α-, β- and γ-cyclodextrin, optimal temperature, optimal pH, stable temperature range and stable pH for polypeptide samples prepared with recombinant microorganisms As a result of examining enzyme properties such as range, etc., the properties of these samples were superior to those of polypeptides prepared with a donor Bacillus stearotermophilus microorganism.

[표 3a]TABLE 3a

Figure kpo00005
Figure kpo00005

[실험 1][Experiment 1]

폴리펩티드와 CGTase 제조Polypeptide and CGTase Preparation

CGTase 활성을 가진 폴리펩티드를 실시예 5와 마찬가지로 제조하였다. 1.0w/v% 옥수수 침지액, 0.1w/v% 황산 암모늄, 1.0w/v% 탄산 칼슘, 1w/v% 전분 및 물로 된 액체 배지를 pH 7.2로 조정하고, 120℃에서 20분간 가열하여 멸균한 다음 냉각하고 암피실린 50μg/ml를 가하였다. 이 액체 배지에다 에쉐리히아 콜리 TCH201(FERM BP-2109)의 종배양물을 접종하고, 37℃에서 48시간 동안 격렬히 교반하면서 배양하였다. 수득한 배양액을 초음파 분쇄한 다음 원심분리하였다. 수득한 상청액을 황산암모늄과 혼합하고, 0.3∼0.6의 포화도 범위내에서 침전한 획분을 회수한 다음 “DEAE Toyopearl 650”(일본국의 Toyo Soda Manufacturing 사제의 음이온 교환 수지)를 사용하여 칼럼 크로마토그래피 처리한 후, “Mono P”(스웨덴국의 Pharmacia Fine Chemicals AB사제)를 사용하여 크로마토포커싱(chromatofocusing) 처리하여 고순도 폴리펩티드를 제조하였다. 또 다른 폴리펩티드 시료는 암피실린 대신에 카나마이신 5μg/ml를 사용하여 위와 마찬가지 방법으로 바실러스 서브틸리스 TCU211(FERM BP-2112)를 배양함으로써 제조하였다.Polypeptide having CGTase activity was prepared in the same manner as in Example 5. A liquid medium consisting of 1.0w / v% corn steep liquor, 0.1w / v% ammonium sulfate, 1.0w / v% calcium carbonate, 1w / v% starch and water was adjusted to pH 7.2 and sterilized by heating at 120 ° C. for 20 minutes. After cooling, 50 μg / ml of ampicillin was added. This liquid medium was inoculated with a seed culture of Escherichia coli TCH201 (FERM BP-2109) and incubated with vigorous stirring at 37 ° C. for 48 hours. The obtained culture was sonicated and centrifuged. The obtained supernatant was mixed with ammonium sulfate, and the fractions which precipitated within the saturation range of 0.3-0.6 were recovered and column chromatography was performed using "DEAE Toyopearl 650" (anion exchange resin manufactured by Toyo Soda Manufacturing, Japan). Thereafter, chromatofocusing treatment was performed using “Mono P” (manufactured by Pharmacia Fine Chemicals AB of Sweden) to prepare a high purity polypeptide. Another polypeptide sample was prepared by incubating Bacillus subtilis TCU211 (FERM BP-2112) in the same manner as above using kanamycin 5 μg / ml instead of ampicillin.

CGTase 시료는 바실러스 스테아로테르모필러스 TC-60(FERM-P No. 2222)를 배양하여 수득한 배양액을 미합중국 특허 제3,988,206호에 개시된 방법에 따라 정제하여 제조하였다.CGTase samples were prepared by purifying the culture solution obtained by culturing Bacillus stearotermophilus TC-60 (FERM-P No. 2222) according to the method disclosed in US Pat. No. 3,988,206.

[실험 2][Experiment 2]

[효소 특성]Enzyme Properties

[실험 2-1][Experiment 2-1]

폴리펩티드와 CGTase의 활성에 대한 pH의 영향Effect of pH on the Activity of Polypeptides and CGTase

에쉐리히아 콜리 TCH201로 부터 실험 1에서 제조한 폴리펩티드를 바실러스 스테아로테르모필러스 TC-60유래의 CGTase와 최적 pH, pH 안정성, 최적 온도 및 열적 안정성 등의 효소 특성에 대하여 비교하였다. 이들 효소 특성은 문헌[Journal of the Japanese Society of Starch Science, Vol. 29, No. 1, pp. 7∼12(1982)]에 기재된 방법에 따라 측정하였다.The polypeptide prepared in Experiment 1 from Escherichia coli TCH201 was compared with CGTase derived from Bacillus stearotermophilus TC-60 for enzyme properties such as optimum pH, pH stability, optimal temperature and thermal stability. These enzyme properties are described in the Journal of the Japanese Society of Starch Science, Vol. 29, No. 1, pp. 7-12 (1982)].

폴리펩티드 용액 또는 CGTase 용액 0.5ml를 0.5% 가용성 전분 수용액 3ml와 50mM 아세테이트 완충액 2ml(pH 3.5∼6.0) 또는 50mM Tris-말레에이트 완충액 2ml(pH 6.5∼8.0) 및 12.5mM CaCl2로 된 혼합액에다 가하고 상이한 pH에서 40℃에서 10분간 배양하였다. 그 후 반응 혼합물을 통상의 방법으로 요오드 염색한 다음 파장 660nm에서의 흡광도를 측정하였다. 그 결과는 표 3b에 나와 있다.0.5 ml of the polypeptide solution or CGTase solution was added to a mixture of 3 ml of 0.5% soluble starch aqueous solution and 2 ml of 50 mM acetate buffer (pH 3.5-6.0) or 2 ml of 50 mM Tris-maleate buffer (pH 6.5-8.0) and 12.5 mM CaCl 2 and Incubated at 40 ° C. for 10 minutes at pH. The reaction mixture was then iodine stained in the usual manner and then absorbance at 660 nm was measured. The results are shown in Table 3b.

[표 3b]TABLE 3b

Figure kpo00006
Figure kpo00006

표 3b의 결과로 부터 폴리펩티드 시료의 최적 pH는 5.5인 반면, CGTase 시료의 최적 pH는 6.0임을 알 수 있다.The results of Table 3b shows that the optimum pH of the polypeptide sample is 5.5, while the optimal pH of the CGTase sample is 6.0.

[실험 2-2][Experiment 2-2]

폴리펩티드와 CGTase의 안정성에 대한 pH의 영향Effect of pH on Stability of Polypeptide and CGTase

폴리펩티드와 CGTase를 50mM McIlvaine 완충액(pH 4.0∼8.0) 또는 50mM 보레이트-Na2CO3완충액(pH 9.0∼10.0) 중에서 상이한 pH와 40℃에서 2시간 배양한 다음 표준 방법에 따라 잔존 활성을 측정하였다. 그 결과는 표 3c에 나와 있다.Polypeptide and CGTase were incubated for 2 hours at different pH and 40 ° C in 50mM McIvavaine buffer (pH 4.0-8.0) or 50mM borate-Na 2 CO 3 buffer (pH 9.0-10.0) and the residual activity was measured according to standard methods. The results are shown in Table 3c.

[표 3c]TABLE 3c

Figure kpo00007
Figure kpo00007

표 3c의 결과로 부터 폴리펩티드 시료는 pH 6∼9 범위에서 안정하고 CGTase 시료는 pH 7∼9 범위에서 안정함을 알 수 있다.From the results of Table 3c, it can be seen that the polypeptide samples are stable in the pH range of 6-9 and the CGTase samples are stable in the range of pH 7-9.

[실험 2-3][Experiment 2-3]

폴리펩티드와 CGTase의 활성에 대한 온도의 영향Effect of temperature on the activity of polypeptides and CGTase

폴리펩티드와 CGTase 시료를 5mM CaCl2존재하에 상이한 온도와 pH 5.5에서 10분간 배양한 다음 잔존 활성을 측정하였다. 그 결과는 표 3d에 나와 있다.Polypeptide and CGTase samples were incubated for 10 min at different temperature and pH 5.5 in the presence of 5 mM CaCl 2 and then the remaining activity was measured. The results are shown in Table 3d.

[표 3d]Table 3d

Figure kpo00008
Figure kpo00008

표 3d의 결과로 부터 폴리펩티드 시료의 최적 온도는 75℃이고 CGTase 시료의 최적 온도는 70℃임을 알 수 있다.From the results of Table 3d, it can be seen that the optimum temperature of the polypeptide sample is 75 ° C and the optimal temperature of the CGTase sample is 70 ° C.

[실험 2-4][Experiment 2-4]

폴리펩티드와 CGTase의 안정성에 대한 온도의 영향Effect of temperature on the stability of polypeptide and CGTase

폴리펩티드와 CGTase 시료를 5mM CaCl2함유 50mM Tris-말레에이트 완충액(pH 7.0) 중에서 상이한 온도에서 30분간 배양한 다음 잔존 활성을 측정하였다. 그 결과는 표 3e에 나와 있다.Polypeptide and CGTase samples were incubated for 30 min at different temperatures in 50 mM Tris-maleate buffer (pH 7.0) containing 5 mM CaCl 2 and the remaining activity was measured. The results are shown in Table 3e.

[표 3e]Table 3e

Figure kpo00009
Figure kpo00009

표 3e의 결과로 부터 폴리펩티드 시료는 70℃까지 안정하고 CGTase 시료는 50℃까지 안정함을 알 수 있다.The results of Table 3e show that the polypeptide sample is stable up to 70 ° C. and the CGTase sample is stable up to 50 ° C.

또한, 이들 결과로 부터 5mM CaC12존재하에 pH 7.0에서 30분간 배양했을 경우 폴리펩티드 시료는 그 활성을 거의 100% 유지하고 있는 반면, CGTase 시료는 약 30% 정도의 활성을 유지하고 있음을 알 수 있다.From these results, it can be seen that the polypeptide samples maintained nearly 100% of their activity when incubated at pH 7.0 for 30 minutes in the presence of 5 mM CaC1 2 , while the CGTase samples maintained about 30% of their activity. .

바실러스 서브틸리스 TCU211 유래의 폴리펩티드 시료를 위와 마찬가지로 그 효소 특성에 관하여 연구한 결과, 이 폴리펩티드 시료는 에쉐리히아 콜리 TCH201 유래의 폴리펩티드 시료와 거의 동일한 효소 특성을 나타내었다.Polypeptide samples derived from Bacillus subtilis TCU211 were studied in the same manner as above, and the polypeptide samples showed almost the same enzyme properties as polypeptide samples derived from Escherichia coli TCH201.

위에 나온 데이타로 부터 분명히 알 수 있는 것은 에쉐리히아 콜리 TCH201과 바실러스 서브틸리스 TCU211 유래의 폴리펩티드 시료들은 최적 pH, pH 안정성, 최적 온도 및 열적 안정성 등의 효소 특성에 있어서 종래의 CGTase, 특히 바실러스 스테아로테르모필러스 TC-60과는 현저하게 상이하다는 점이다.It is clear from the above data that polypeptide samples derived from Escherichia coli TCH201 and Bacillus subtilis TCU211 have been shown to be more effective in conventional CGTase, especially Bacillus stea, in terms of enzyme properties such as optimum pH, pH stability, optimal temperature and thermal stability. It is remarkably different from Rotermophilus TC-60.

[실험 3][Experiment 3]

[효소 특성]Enzyme Properties

[실험 3-1][Experiment 3-1]

폴리펩티드와 CGTase 제조Polypeptide and CGTase Preparation

CGTase 활성을 가진 폴리펩티드를 실시예 5와 마찬가지로 제조하였다. 1.0w/v% 옥수수 침지액, 0.1w/v% 황산 암모늄, 1.0w/v% 탄산 칼슘, 1w/v% 전분 및 물로 된 액체 배지를 pH 7.2로 조정하고 120℃에서 20분간 가열하여 멸균한 다음 냉각하고 암피실린 50μg/ml를 가하였다. 에쉐리히아 콜리 TCH201(FERM BP-2109)의 종배양물을 상기 액체 배지에 접종하고 37℃에서 48시간 격렬히 교반하면서 배양하였다. 수득한 배양액을 초음파 분쇄 처리하고 원심 분리하였다. 수득한 상청액을 황산 암모늄과 혼합하고 0.3∼0.6의 포화도 범위내에서 침전한 획분을 회수하여 “DEAE Toyopearl 650”(일본국의 Toyo Soda Manufacturing 사제의 음이온 교환수지)을 사용하여 칼럼 크로마토그래피 처리한 다음 “Mono P”(스웨덴국의 Pharmacia Fine Chemicals AB사제)를 사용하여 크로마토포커싱 처리하여 고순도 폴리펩티드를 제조하였다. 또다른 크로마토포커싱 처리하여 고순도 폴리펩티드로 제조하였다. 또 다른 폴리펩티드 시료는 암피실린 대신에 5μg/ml의 카나마이신을 사용하여 위와 마찬가지로 바실러스 서브틸리스 TCU211(FERM BP-2112)를 배양함으로써 제조하였다.Polypeptide having CGTase activity was prepared in the same manner as in Example 5. A liquid medium consisting of 1.0w / v% corn steep liquor, 0.1w / v% ammonium sulfate, 1.0w / v% calcium carbonate, 1w / v% starch and water was adjusted to pH 7.2 and sterilized by heating at 120 ° C. for 20 minutes. It was then cooled and 50 μg / ml of ampicillin was added. Species of Escherichia coli TCH201 (FERM BP-2109) were inoculated into the liquid medium and incubated at 37 ° C. with vigorous stirring for 48 hours. The obtained culture was sonicated and centrifuged. The obtained supernatant was mixed with ammonium sulfate, and the fractions precipitated within a saturation range of 0.3 to 0.6 were recovered and column chromatographed using “DEAE Toyopearl 650” (anion exchange resin manufactured by Toyo Soda Manufacturing, Japan). High purity polypeptides were prepared by chromatofocusing treatment using “Mono P” (manufactured by Pharmacia Fine Chemicals AB, Sweden). Another chromatofocusing treatment produced a high purity polypeptide. Another polypeptide sample was prepared by incubating Bacillus subtilis TCU211 (FERM BP-2112) as above using 5 μg / ml kanamycin instead of ampicillin.

CGTase 시료는 바실러스 스테아로테르모필러스 TC-60(FERM-P No.2222), 바실러스 메가테리움 T-5(ATCC 21737), 바실러스 서클란스(ATCC 9995) 및 바실러스 마세란스(IFO 3490)을 배양하여 수득한 배양액을 미합중국 특허 제3,703,440호, 제3,812,011호 및 제3,988,206호에 개시된 방법에 따라 정제함으로써 제조하였다.CGTase samples were incubated with Bacillus stearotermophilus TC-60 (FERM-P No. 2222), Bacillus megaterium T-5 (ATCC 21737), Bacillus circle lance (ATCC 9995) and Bacillus maserans (IFO 3490). The cultures obtained were prepared by purifying according to the methods disclosed in US Pat. Nos. 3,703,440, 3,812,011 and 3,988,206.

[실험 3-2][Experiment 3-2]

등전점 측정Isoelectric point measurement

실험 3-1에서 제조한 폴리펩티드와 CGTase 시료를 등전점 분획 처리하여 등전점을 측정하였다. 등전점 분획은 문헌[N. Catsimpoolas, Analytical Biochemistry, Vol. 26, pp.480∼482(1968)]에 기재된 방법을 약간 변경하여 실시하였다.The isoelectric point was measured by isoelectric point fractionation of the polypeptide and CGTase sample prepared in Experiment 3-1. Isoelectric point fractions are described in N. Catsimpoolas, Analytical Biochemistry, Vol. 26, pp. 480 to 482 (1968).

겔 배지는 아크릴아미드 15g, N, N, N´, N´-테트라메틸에틸렌디아민 0.15ml, N, N´-메틸렌비스아크릴아미드 0.6g, 리보플라빈 0.003g, 40% 양쪽성 전해질 “Ampholine”(스웨덴국의 LKB-Producter AB사제) 모액 15ml 및 증류를 혼합하여 전체가 300ml 되게 함으로써 제조하였다. 에쉐리히아 콜리 TCH201 유래의 폴리펩티드를 겔 칼럼당 30μg 함유하고, 또한 2% Ampholine 및 30% 글리세롤을 함유하는 시료 용액을 겔 배지에 가한 다음 길이가 각각 65mm인 원통형 유리 칼럼 16개 속에 가한 후 빛에 노출시켜 중합하였다. 겔 디스크 전기 영동에 사용되는 욕(btah) (일본국 Advancd Toyo Kaisha제의 “Modedl TOYO CD8” 사용)에서 등전점 분획을 하였다. 상부 욕에는 0.02M NaOH를 채우고 하부 욕에는 0.01M H3PO4를 채웠다. 이어서, 상부 전극을 정전압 공급의 양극에도 접속하고 하부 전극을 음극에도 접속하여, 먼저 각 전극에 200V의 직류를 16시간 통한 다음 400V의 직류를 1시간 동안 통함으로써 전기 분획(electrofocusing)을 하였다.Gel medium contains 15 g of acrylamide, 0.15 ml of N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, 0.6 g of N, N'-methylenebisacrylamide, 0.003 g of riboflavin, 40% amphoteric electrolyte "Ampholine" (Sweden) LKB-Producter AB Co., Ltd.) 15 ml of the mother liquor and distillation were mixed to make 300 ml in total. A sample solution containing 30 μg of E. coli TCH201-derived polypeptide per gel column and also containing 2% Ampholine and 30% glycerol was added to the gel medium and then added to sixteen cylindrical glass columns, each 65 mm in length, and then to light. Polymerized by exposure. Isoelectric point fractionation was performed in a bath (btah) used for gel disc electrophoresis (using “Modedl TOYO CD8” manufactured by Advancd Toyo Kaisha, Japan). The upper bath was charged with 0.02 M NaOH and the lower bath with 0.01 MH 3 PO 4 . Subsequently, the upper electrode was connected to the positive electrode of the constant voltage supply and the lower electrode was also connected to the negative electrode. First, electrofocusing was performed by passing a 200 V direct current through each electrode for 16 hours and then a 400 V direct current for 1 hour.

전기 분획후 전기 영동 장치에서 칼럼을 떼어내고 겔을 칼럼으로 부터 제거한 다음 겔 8개를 5mm로 잘라 각각 소형 유리 용기 속에 넣은 후 물 1ml와 혼합하여 Ampholine을 추출하고 마이크로 전극으로 pH를 측정함으로써 겔의 pH 기울기를 결정하였다.After the electrofraction, the column was removed from the electrophoresis apparatus, the gel was removed from the column, and 8 gels were cut into 5 mm, each placed in a small glass container, mixed with 1 ml of water, extracted with Ampholine, and the pH was measured with a micro electrode. pH gradient was determined.

나머지 8개의 겔을 12% 트리클로로아세트산 용액중에 2시간 침지하여 겔중에 단백질 성분을 고정한 다음, 메탄올 : 아세트산 : 물=25 : 8 : 65의 비율로 함유하는 혼합액으로 24시간 세척하여 Ampholine을 추출하였다. 겔을 12% 트리클로로아세트산 용액으로 수차 철저히 세척한 후 0.1% 쿠우마시 블루우(Coomassie Blue)로 전기 분획 밴드 각각을 염색하였다. 탈색은 10% 메탄올과 7% 아세트산 혼합 수용액으로 겔을 수차 반복하여 세척하여 실시하였다. 염색된 각 밴드의 상대적인 강도를 크로마토스캐너(chromatoscanner) “Model CS-930”(일본국의 Shimdzu Seisakusho 사제)에서 파장 600nm에서 스캐닝하였는데, 그 대표적인 겔 스캐팅 패턴은 제5도에 나와 있다. 제5도에서 점선은 전기 분획후의 폴리아크릴아미드 겔 칼럼에 따른 pH 기울기를 나타낸다.The remaining 8 gels were immersed in a 12% trichloroacetic acid solution for 2 hours to fix protein components in the gel, and then washed with a mixture containing methanol: acetic acid: water = 25: 8: 65 for 24 hours to extract Ampholine. . The gel was washed several times with 12% trichloroacetic acid solution and then stained each of the electric fraction bands with 0.1% Coomassie Blue. Decolorization was carried out by repeatedly washing the gel with 10% methanol and 7% acetic acid aqueous solution. The relative intensity of each band dyed was scanned at a wavelength of 600 nm with a chromatoscanner "Model CS-930" (manufactured by Shimdzu Seisakusho, Japan), and the representative gel scattering pattern is shown in FIG. The dashed line in FIG. 5 shows the pH slope along the polyacrylamide gel column after the electrical fraction.

제5도에서 명백한 바와 같이 에쉐리히아 콜리 TCU211 유래의 폴리펩티드의 등전점은 5.0±0.1(

Figure kpo00010
±SD, n=8)이었다.As is apparent from FIG. 5, the isoelectric point of the polypeptide derived from Escherichia coli TCU211 is 5.0 ± 0.1 (
Figure kpo00010
± SD, n = 8).

바실러스 서브틸리스 TCU211 유래의 폴리펩티드를 위와 마찬가지로 전기 분획한 결과는 이 폴리펩티드의 등전점이 5.0±0.1(

Figure kpo00011
±SD, n=8)이었다.As a result of the electro-fractionation of the polypeptide derived from Bacillus subtilis TCU211, the isoelectric point of this polypeptide was 5.0 ± 0.1 (
Figure kpo00011
± SD, n = 8).

바실러스 스테아로테르모피러스 TC-60, 바실러스 메가테리움 T-5, 바실러스 서클란스 및 바실러스 마세란스 등의 균주 유래의 CGTase 시료를 위와 마찬가지로 전기 분획하였다. 그 결과, 바실러스 스테아로테르모필러스 CGTase의 등전점은 4.5±0.1(

Figure kpo00012
SD, n=8), 바실러스 메가테르움 CGTase의 등전점은 6.1±0.1 및 6.8±0.1(
Figure kpo00013
SD, n=8), 바실러스 서클란스 CGTase의 등전점은 5.8±0.1 및 6.6±0.1(
Figure kpo00014
SD, n=8), 그리고 바실러스 마세란스 CGTase의 등전점은 4.6±0.1(
Figure kpo00015
SD, n=8)이었다.CGTase samples derived from strains such as Bacillus stearotermophilus TC-60, Bacillus megaterium T-5, Bacillus circle lance and Bacillus maserans were subjected to electrofraction as above. As a result, the isoelectric point of Bacillus stearotermophilus CGTase was 4.5 ± 0.1 (
Figure kpo00012
SD, n = 8), and the isoelectric points of Bacillus megaterium CGTase were 6.1 ± 0.1 and 6.8 ± 0.1 (
Figure kpo00013
SD, n = 8), and the isoelectric points of Bacillus circle lance CGTase were 5.8 ± 0.1 and 6.6 ± 0.1 (
Figure kpo00014
SD, n = 8), and the isoelectric point of Bacillus maseran CGTase is 4.6 ± 0.1 (
Figure kpo00015
SD, n = 8).

이들 데이타로 부터 명백히 알 수 있는 것은 에쉐리히아 콜리의 TCH201과 바실러스 서브틸리스 TCU211 유래의 폴리펩티드는 종래의 CGTase와는 등전점이 현저하게 상이하였다는 점이다. 이것이 뜻하는 바와 이들 폴리펩티드는 종래의 CGTase와 판이하다는 것이다.It is clear from these data that polypeptides derived from Escherichia coli TCH201 and Bacillus subtilis TCU211 differed significantly in isoelectric point from conventional CGTase. This means that these polypeptides differ from conventional CGTases.

[실시예 6]Example 6

에쉐리히아 콜리에 대한 바실러스 마세란스 폴리펩티드 유전자의 클로닝Cloning of Bacillus maseran polypeptide gene against Escherichia coli

(1) 바실러스 마세란스 폴리펩티드 유전자를 갖고 있는 염색체 DNA의 제조(1) Preparation of Chromosome DNA Having Bacillus Maseran Polypeptide Gene

바실러스 마세란스 17A를 28℃에서 배양한 것을 제외하고는 실시예 1-(1)의 방법에 따라 폴리펩티드 유전자를 제조하였다.Polypeptide genes were prepared according to the method of Example 1- (1) except that Bacillus maserans 17A was incubated at 28 ° C.

(2) 폴리펩티드 유전자를 갖는 재조합 DNA의 제조(2) Preparation of Recombinant DNA Having Polypeptide Genes

실시예 6-(1)에서 제조한 바실러스 마세란스로 부터 유도해낸 폴리펩티드 유전자를 갖는 염색체 DNA를 Nippon Gene Co. Ltd.로 부터 구입한 제한효소 Hind III로 실시예 1-(3)에서와 유사하게 부분소화를 행하였다.Chromosomal DNA having a polypeptide gene derived from Bacillus maserans prepared in Example 6- (1) was obtained from Nippon Gene Co. The partial digestion was carried out similarly as in Example 1- (3) with restriction enzyme Hind III purchased from Ltd.

이와 별도로 실시예 1-(2)의 방법으로 제조한 플라스미드 pBR 322시료를 제한효소 Hind III으로 완전 분할한 다음 이 분할생성물의 5´-말단을 실시예 1-(3)의 방법으로 탈인(脫燐) 처리를 행하였다. 이같이 해서 수득한 단편을 실시예 1-(3)의 방법에 따라 결합시켜서 재조합 DNA를 수득하였다.Separately, the plasmid pBR 322 sample prepared by the method of Example 1- (2) was completely divided by the restriction enzyme Hind III, and the 5′-end of the split product was dephosphorized by the method of Example 1- (3). I) A treatment was performed. The fragments thus obtained were combined in accordance with the method of Example 1- (3) to obtain recombinant DNA.

(3) 에쉐리히아 콜리에 대한 재조합 DNA의 도입(3) introduction of recombinant DNA into Escherichia coli

재조합 DNA가 도입된 재조합 미생물을 아밀라제 생성능력을 갖춘 균주인 에쉐리히아 콜리 HB101(ATCC 33694)를 숙주로 사용해서 실시예 1-(4)의 방법에 따라 클로닝 한 다음, 미생물로 부터 재조합 DNA를 분리하고 제한효소에 가해주어 제한 분할부위를 결정하고, 또 Nippon Gene Co., Ltd.에서 시판하고 있는 제한효소 Sau 3AI으로 부분 소화를 행하였다.Recombinant microorganism into which recombinant DNA was introduced was cloned according to the method of Example 1- (4), using Escherichia coli HB101 (ATCC 33694), a strain capable of producing amylase, as a host, and then recombinant DNA was isolated from the microorganism. The restriction sites were determined by isolation and addition to restriction enzymes, followed by partial digestion with restriction enzyme Sau 3 AI, which is commercially available from Nippon Gene Co., Ltd.

별도로 실시예 1-(2)의 방법으로 수득한 플라스미드 pBR 322시료를 제한효소 BamHI로서 완전 분할시키고 수득한 생성물의 5´-말단을 실시예 1-(3)에서와 유사하게 탈인 처리를 행하였다. 수득된 단편들을 T4DNA 리가아제와 함께 결합시켜서 재조합 DNA를 수득한 다음, 실시예 1-(4)의 방법에 따라 재조합 미생물을 선별하였다. 이들 재조합 미생물은 폴리펩티드 유전자를 함유하는 비교적 작은 크기의 재조합 DNA를 포함하고 있었다.Separately, the plasmid pBR 322 sample obtained by the method of Example 1- (2) was completely divided as restriction enzyme BamHI and the 5′-end of the obtained product was subjected to dephosphorization in a similar manner as in Example 1- (3). . The obtained fragments were combined with T 4 DNA ligase to obtain recombinant DNA, and then recombinant microorganisms were selected according to the method of Example 1- (4). These recombinant microorganisms contained a relatively small size of recombinant DNA containing polypeptide genes.

이들 재조합 미생물과 그 재조합 DNA를 각각 “에쉐리히아 콜리 MAH2(FERM BP-2110)” 및 “pMAH2”로 명명하였다.These recombinant microorganisms and their recombinant DNA were named "Esheria coli MAH2 (FERM BP-2110)" and "pMAH2", respectively.

재조합 DNA pMAH2, 특히 바실러스 마세란스로 부터 유도된 폴리펩티드 유전자를 갖는 DNA 단편의 제한도표는 제3도에 수록한 바와 같다.Restriction diagrams of DNA fragments having polypeptide genes derived from recombinant DNA pMAH2, in particular Bacillus maserans, are listed in FIG.

제3도는 이 재조한 DNA가 Nippon Gene Co., Ltd.에서 시판중인 제한효소 Pvu II, Sal I, Ava I 또는 Pst I 중 어느 하나에 의해서는 분할 가능하나, EcoR I, Hind III, Kpn I, BamH I, Xba I, Xho I 또는 Sma I으로는 분할되지 않음을 나타내고 있다.Figure 3 shows that the recombinant DNA can be cleaved by any of the restriction enzymes Pvu II, Sal I, Ava I or Pst I sold by Nippon Gene Co., Ltd., but EcoR I, Hind III, Kpn I, It is not divided into BamH I, Xba I, Xho I or Sma I.

[실시예 7]Example 7

바실러스 서브틸리스에 대한 바실러스 마세란스 폴리펩티드 유전자의 클로닝Cloning of Bacillus maseran polypeptide gene against Bacillus subtilis

(1) 재조합 DNA pMAH2의 제조(1) Preparation of Recombinant DNA pMAH2

재조합 DNA pMAH2를 실시예 1-(2)의 방법에 따라 에쉐리히아 콜리 MAH2(FERM BP-2110)로 부터 분리하였다.Recombinant DNA pMAH2 was isolated from Escherichia coli MAH2 (FERM BP-2110) according to the method of Example 1- (2).

(2) 폴리펩티드 유전자를 갖는 재조합 DNA의 제조(2) Preparation of Recombinant DNA Having Polypeptide Genes

실시예 7-(1)에서 제조한 폴리펩티드 유전자를 갖는 재조합 DNA pMAH2에 제한효소 EcoR I 및 BamH I를 동시에 가해서 완전 소화를 행하였다.Restriction enzymes EcoR I and BamH I were simultaneously added to the recombinant DNA pMAH2 having the polypeptide gene prepared in Example 7- (1) for complete digestion.

이와 별도로, 실시예 2-(2)의 방법으로 제조한 플라스미드 pUB110 시편에 제한효소 EcoR I 및 BamH I를 동시에 가해서 완전 분할을 행하였다.Separately, restriction enzymes EcoR I and BamH I were simultaneously added to the plasmid pUB110 specimen prepared by the method of Example 2- (2) to perform complete cleavage.

이같이 수득된 단편에 실시예 1-(3)에서와 유사하게 T4DNA 리가아제를 가해주어 재조합 DNA를 수득하였다.T 4 DNA ligase was added to the fragment thus obtained similarly to Example 1- (3) to obtain a recombinant DNA.

(3) 바실러스 서브틸리스에 재조합 DNA의 도입(3) Introduction of recombinant DNA into Bacillus subtilis

바실러스 마세란스로 부터 유도된 폴리펩티드 유전자를 갖는 재조합 DNA가 도입된 재조합 미생물을 아밀라제 생성능력이 있는 균주인 바실러스 서브틸리스 715A를 사용해서 실시예 2-(A)의 방법에 따라 클로닝하였다.Recombinant microorganisms into which recombinant DNA having a polypeptide gene derived from Bacillus maserans were introduced were cloned according to the method of Example 2- (A) using Bacillus subtilis 715A, a strain capable of amylase production.

재조합 미생물과 그 재조합 DNA를 각각 “바실러스 서브틸리스 MAU210(FERM BP-2111)” 및 “pMAU210”으로 명명하였다. 재조합 DNA pMAU210, 특히 바실러스 마세란스로 부터 유도된 폴리펩티드 유전자를 갖는 DNA 단편의 제한도표는 제4도에 수록한 바와 같다. 제4도는 재조합 DNA가 제한효소 Pva II, Sal I, Ava I 또는 Pst I 중 어느 하나에 의해서 분할 가능하나, EcoR I, Hind III, Kpn I, BamH I, Xba I, Xho I 또는 Sma I으로는 분할되지 않음을 나타내고 있다.The recombinant microorganism and its recombinant DNA were named "Bacillus subtilis MAU210 (FERM BP-2111)" and "pMAU210", respectively. Recombinant DNA Restriction diagrams of DNA fragments with polypeptide genes derived from pMAU210, in particular Bacillus maserans, are listed in FIG. 4 shows that recombinant DNA can be cleaved by any of the restriction enzymes Pva II, Sal I, Ava I or Pst I, but with EcoR I, Hind III, Kpn I, BamH I, Xba I, Xho I or Sma I. It is not divided.

[실시예 8]Example 8

N-말단을 포함하는 바실러스 마세란스로 부터 유도된 폴리펩티드의 아미노산 배열순서Amino Acid Sequence of Polypeptides Derived from Bacillus maserans Containing N-terminus

(1) 폴리펩티드의 제조(1) Preparation of Polypeptides

실시예 10에서와 유사하게 액체배지로 바실러스 서브틸리스 MAU210(FERM BP-2111)을 배양해서 폴리펩티드를 제조한 다음 실시예 4-(1)의 방법에 따라 정재해서 고순도 폴리펩티드 시료를 수득하였다.Similarly to Example 10, the polypeptide was prepared by culturing Bacillus subtilis MAU210 (FERM BP-2111) in a liquid medium, and then purified according to the method of Example 4- (1) to obtain a high purity polypeptide sample.

SDS-폴리아크릴아미드 전기영동법으로 폴리펩티드 시료는 분자량 70,000±10,000달톤 및 고유활성 200±30단위/mg 단백질을 나타내었다.Polypeptide samples by SDS-polyacrylamide electrophoresis showed a molecular weight of 70,000 ± 10,000 Daltons and a high activity of 200 ± 30 units / mg protein.

(2) N-말단을 포함하는 부분 아미노산 배열순서(2) partial amino acid sequence including N-terminus

실시예 8-(1)에서 제조한 폴리펩티드 시료를 가지고 실시예 3-(2)의 방법에 따라 N-말단을 포함하는 부분 아미노산 배열 순서를 결정하였다.With the polypeptide sample prepared in Example 8- (1), the partial amino acid sequence including the N-terminus was determined according to the method of Example 3- (2).

이 부분아미노산 배열순서는 Ser-Pro-Asp-Thr-Ser-Val-Asn-Asn-Lys-Len이었다.This partial amino acid sequence was Ser-Pro-Asp-Thr-Ser-Val-Asn-Asn-Lys-Len.

[실시예 9]Example 9

바실러스 마세란스로 부터 유도된 폴리펩티드 유전자의 배열순서와 폴리펩티드의 아미노산 배열순서Sequence of Polypeptide Gene Derived from Bacillus maserans and Sequence of Amino Acids of Polypeptide

(1) 폴리펩티드 유전자를 갖고 있는 재조합 DNA의 제조(1) Preparation of Recombinant DNA Having Polypeptide Genes

실시예 4-(3)의 방법을 따라 재조합 DNA를 제조하였다. 특히, 실시예 7-(2)의 방법으로 제조한 폴리펩티드 유전자를 갖고 있는 DNA 단편을 제한효소들과 소화시켜서 수득되는 DNA 단편과 실시예 4-(2)의 방법으로 제조한 플라스미드 pUC18시료를 동일한 방법으로 분할시켜서 수득되는 플라스미드 단편을 T4 DNA 리가아제와 함께 결합시켜서 재조합 DNA를 수득하였다.Recombinant DNA was prepared according to the method of Example 4- (3). In particular, the DNA fragment obtained by digesting the DNA fragment containing the polypeptide gene prepared by the method of Example 7- (2) with the restriction enzymes and the plasmid pUC18 sample prepared by the method of Example 4- (2) are identical. The plasmid fragment obtained by cleavage by the method was combined with T4 DNA ligase to obtain recombinant DNA.

(2) 에쉐리히아 콜리에 재조합 DNA의 도입(2) introduction of recombinant DNA into Escherichia coli

실시예 4-(3)의 방법에 따라 재조합 DNA를 숙주미생물인 에쉐리히아 콜리 JM83에 도입시켜서 재조합 미생물을 수득하였다.Recombinant DNA was introduced into the host microorganism Escherichia coli JM83 according to the method of Example 4- (3) to obtain a recombinant microorganism.

(3) 재조합 미생물로 부터 제조한 DNA의 제조(3) Preparation of DNA prepared from recombinant microorganisms

실시예 4-(4)의 방법에 따라 재조합 DNA를 제조하였다.Recombinant DNA was prepared according to the method of Example 4- (4).

(4) 재조합 DNA의 배열순서(4) Sequence of recombinant DNA

실시예 4-(5)의 방법을 따라서 폴리펩티드 유전자의 배열순서를 측정하였다. 측정결과는 표 4a에 수록한 바와 같다.The sequence of polypeptide genes was measured according to the method of Example 4- (5). The measurement results are shown in Table 4a.

폴리펩티드 유전자의 5´-부위 상부에 위치한 암호펩티드를 동일한 방법으로 그 배열순서를 측정하였다. 측정결과는 표 4b에 수록한 바와 같다.The coding peptides located on the 5′-site of the polypeptide genes were measured in the same order. The measurement results are shown in Table 4b.

(5) 폴리펩티드의 아미노산 배열순서(5) amino acid sequence of polypeptide

폴리펩티드의 아미노산 배열순서를 폴리펩티드 유전자 배열순서를 참고로 하여 결정하였다. 그 결과는 표 5a에 수록한 바와 같다.The amino acid sequence of the polypeptide was determined with reference to the polypeptide gene sequence. The results are shown in Table 5a.

암호펩티드의 아미노산 배열순서를 동일한 방법으로 결정하였다. 그 결과는 표 5b에 수록한 바와 같다.The amino acid sequence of the coding peptide was determined in the same manner. The results are shown in Table 5b.

이들 자료로서 바실러스 마세란스로 부터 유도된 폴리펩티드는 표 5a에 수록한 바와 같은 아미노산 배열순서를 갖는다는 사실을 확인하였다.These data confirmed that the polypeptide derived from Bacillus maserans has the amino acid sequence as shown in Table 5a.

표 2a 및 5b에 수록된 자료로서 각개 폴리펩티드는 통상 다음 (a), (b), (c), (d) 및 (e)의 아미노산 배열순서를 갖게 되며, 또 이들 부분 아미노산 배열 (a), (b), (c), (d) 및 (e)는 폴리펩티드의 N-말단에 인접해서 배열 위치함을 알 수 있다.As data contained in Tables 2a and 5b, each polypeptide usually has the amino acid sequence of the following (a), (b), (c), (d) and (e), and these partial amino acid sequences (a), ( It can be seen that b), (c), (d) and (e) are arranged adjacent to the N-terminus of the polypeptide.

(a) Asn-Lys-Ile-Asn-Asp-Gly-Tyr-Leu-Thr(a) Asn-Lys-Ile-Asn-Asp-Gly-Tyr-Leu-Thr

(b) Pro-Val-Phe-Thr-Phe-Gly-Glu-Trp-Phe-Leu(b) Pro-Val-Phe-Thr-Phe-Gly-Glu-Trp-Phe-Leu

(c) Val-Thr-Phe-Ile-Asp-Asn-His-Asp-Met-Asp-Arg-Phe(c) Val-Thr-Phe-Ile-Asp-Asn-His-Asp-Met-Asp-Arg-Phe

(d) Ile-Tyr-Tyr-Gly-Thr-Glu-Gln-Tyr-Met-Thr-Gly-Asn-Gly-Asp-Pro-Asn-Asn-Arg 및(d) Ile-Tyr-Tyr-Gly-Thr-Glu-Gln-Tyr-Met-Thr-Gly-Asn-Gly-Asp-Pro-Asn-Asn-Arg and

(e) Asn-Pro-Ala-Leu-Ala-Tyr-Gly(e) Asn-Pro-Ala-Leu-Ala-Tyr-Gly

[표 4a]TABLE 4a

Figure kpo00016
Figure kpo00016

[표 4b]TABLE 4b

Figure kpo00017
Figure kpo00017

[표 5a]TABLE 5a

Figure kpo00018
Figure kpo00018

[표 5b]TABLE 5b

Figure kpo00019
Figure kpo00019

[실시예 10]Example 10

재조합 미생물에 의한 폴리펩티드의 제조Preparation of Polypeptides by Recombinant Microorganisms

바실러스 마세란스로 부터 유도된 폴리펩티드 유전자를 갖고 있는 재조합 DNA가 도입된 에쉐리히아 콜리 MAH2(FERM BP-2110)와 바실러스 서브킬리스 MAU210(FERM BP-2111)으로 폴리펩티드를 제조하였다.Polypeptides were prepared from Escherichia coli MAH2 (FERM BP-2110) and Bacillus subkillis MAU210 (FERM BP-2111) into which recombinant DNA containing polypeptide genes derived from Bacillus maserans was introduced.

이들 재조합 미생물, 숙주미생물 및 공여 바실러스 마세란스의 폴리펩티드 생성능력을 이들의 CGTase 활성으로서 비교하였다. 사용한 액체배지는 실시예 5의 방법으로 제조하였다.The polypeptide-producing ability of these recombinant microorganisms, host microorganisms and donor Bacillus maserans was compared as their CGTase activity. The used liquid medium was prepared by the method of Example 5.

에쉐리히아 콜리 MAH2는 부가적으로 50μg/ml의 암피실린을 함유하는 액체배지에 접종하는 한편, 에쉐리히아 콜리 HB101은 항생 물질을 첨가하지 않고 액체배지에 접종하였다. 각개 경우에 미생물은 격렬한 교반조건하의 35℃에서 24시간 동안 배양하였다.Escherichia coli MAH2 was inoculated in liquid medium additionally containing 50 μg / ml of ampicillin, while Escherichia coli HB101 was inoculated in liquid medium without the addition of antibiotics. In each case the microorganisms were incubated for 24 hours at 35 ° C. under vigorous stirring conditions.

바실러스 서브틸리스 MAU210은 부가적으로 5μg/ml의 카나마이신을 함유하는 액체배지에 접종하는 한편, 바실러스 서브틸리스 715A는 항생물질을 첨가하지 않고 액체배지에 접종하였다. 각개 경우에 미생물은 28℃에서 72시간 동안 배양하였다.Bacillus subtilis MAU210 was additionally inoculated into liquid medium containing 5 μg / ml of kanamycin, while Bacillus subtilis 715A was inoculated into liquid medium without the addition of antibiotics. In each case the microorganisms were incubated at 28 ° C. for 72 hours.

바실러스 마세란스 17A는 항생물질을 첨가하지 않고 28℃ 액체 배지에서 72시간 동안 배양하였다.Bacillus maserans 17A was incubated in 28 ° C. liquid medium for 72 hours without the addition of antibiotics.

각개 배양액은 실시예 5에서와 유사하게 처리하고, 또 이어 그 CGTase 활성을 결정하였다. 수득결과는 표 6에 수록한 바와 같다.Each culture was treated similarly to Example 5 and then its CGTase activity was determined. The results obtained are shown in Table 6.

이들 자료는 재조합 미생물들이 개선된 폴리펩티드 생성능력을 갖고 있기 때문에 폴리펩티드의 산업적 규모생산에 유동될 수 있음을 나타내고 있다.These data indicate that recombinant microorganisms can be flowed to industrial scale production of polypeptides because of their ability to produce polypeptides.

상청액을 포화도 0.6의 황산암모늄으로 염석을 행하여 조(粗) 폴리펩티드 시료를 수득하였다.The supernatant was salted out with ammonium sulfate with a saturation of 0.6 to obtain a crude polypeptide sample.

이들 조 폴리펩티드 시료에 대해 실시예 5에서와 유사하게 효소 특성을 조사한 결과 이들 재조합 미생물로서 제조한 폴리펩티드의 효소 특성은 공여 바실러스 마세란스에 미생물에 의해 제조한 폴리펩티드의 효소 특성보다 우수하였다.Enzymatic properties of these crude polypeptide samples were examined similarly to Example 5, and the enzyme properties of the polypeptides prepared as these recombinant microorganisms were superior to those of the polypeptides produced by the microorganisms on donor Bacillus maserans.

[표 6]TABLE 6

Figure kpo00020
Figure kpo00020

본 발명 폴리펩티드의 중요한 용도를 다음에 기술하기로 한다.Important uses of the polypeptides of the invention are described below.

폴리펩티드는 적당한 당류 공여체와 당류 수용체 사이에서 분자내 또는 분자간 당류 전이반응을 진행시킨다.The polypeptide undergoes an intramolecular or intermolecular saccharide transfer reaction between the appropriate saccharide donor and the saccharide receptor.

본 발명의 한 특징은 이같은 당류 전이반응의 강점을 이용해서 각종 당류 전이생성물을 제조할 수 있다는 것이다.One feature of the present invention is that various sugar transfer products can be prepared by utilizing the strength of such a sugar transfer reaction.

예를들어, 녹마, 덱스트로오스 당량(DE)이 10미만인 액화녹말, 또는 아밀라제와 같은 전분 함유물질을 아밀라제 기질(基質)로 해서 분자내 당류 전이반응을 이용해서 폴리펩티드에도 작용시킴으로서 α-, β-, 및 γ-시클로덱스트린을 함유하는 녹말 부분가수분해물을 제조할 수 있다. 필요한 경우, 이 녹말 부분 가수분해물로 부터 각각의 시클로덱스트린을 단리시킬 수 있다.For example, starch-containing substances such as starch, dextrose equivalent (DE) of less than 10, or starch-containing substances such as amylase are used as amylase substrates to act on polypeptides by using intramolecular saccharide transfer reactions. -And a starch hydrolyzate containing γ-cyclodextrin can be prepared. If necessary, each cyclodextrin can be isolated from this starch partial hydrolyzate.

α-글루코실-, α-말토실 및 α-말토트리오실 당류 등의 α-글리코실화 당류 감미제는, 예를들어 녹말, 액화녹말, 덱스트린, 시클로덱스트린 또는 아밀로옷과 같은 전분성 물질 등의 당류공여체와, 예를들어 크실로오스, 소르보오스 또는 푸럭토스와 같은 단당류 또는 수크로오스, 말툴로오스 또는 이소말툴로오스와 같은 이당류 등의 당류 수용체로 된 혼합물에 폴리펩티드를 작용시켜서 분자간 당류 전이반응을 진행시킴으로서 제조할 수 있다. α-글루코실화 당류감미제는 당류감미제 자체와 비교할 때 그 맛이 아주 온화하고, 물에 보다 잘 용해되지만, 결정화가 어렵기 때문에 식품 및 음료에 사용하는 것이 유리할 수 있다. 이들 물질로서 당류감미제의 용도가 크게 확대될 것이다.α-glycosylated saccharide sweeteners such as α-glucosyl-, α-maltosyl and α-maltotriosyl saccharides, for example, starch, liquefied starch, dextrin, cyclodextrin or starch substances such as amylose Intermolecular saccharide transfer reaction by reacting a polypeptide to a mixture of a sugar donor and a saccharide receptor such as monosaccharides such as xylose, sorbose, or fructose, or disaccharides such as sucrose, maltulose or isomaltulose It can be prepared by advancing. α-glucosylated saccharide sweeteners may be advantageous for use in foods and beverages because they are very mild in taste and better soluble in water compared to the saccharide sweeteners themselves, but are difficult to crystallize. The use of sugar sweeteners as these materials will be greatly expanded.

분자간 정류 전이반응에서, 당류 수용체로서 스테비오사이드 또는 레바우디오사이드와 같은 스테비올글리코사이드, 글리시르리진, 소야사포닌, 티나포닌, 루틴 또는 에스쿨린 등의 클리코사이드를 사용함으로서, α-글루코실, α-말토실 및 α-말토트리오실-글리코사이드와 같은 α-글리코실화 글리코사이드를 제조할 수 있다. 이 α-글리코실화 글리코사이드는 글리코사이드 그 자체에서 유래하는 쓴맛 및 떫은 맛과 같은 불쾌한 맛이 제거되고, 또 글리코사이드 그 자체보다 물에 보다 용이하게 용해된다. 이들 물질은 글리코사이드의 용도를 크게 확대시킬 것이다.In the intermolecular rectification transfer reaction, by using a glycoside such as steviol glycoside, such as stevioside or rebaudioside, glycyrrizine, soyasaponin, tinaponin, rutin or esculin, as a sugar receptor, α-glucosyl α-glycosylated glycosides can be prepared, such as α-maltosyl and α-maltotriosyl-glycosides. This α-glycosylated glycoside removes unpleasant tastes such as bitterness and astringent taste derived from the glycoside itself and is more easily dissolved in water than glycoside itself. These materials will greatly expand the use of glycosides.

특히, α-글리코실화 스테비올 글리코사이드와 α-글리코실화 글리시르리진의 맛 개선이 괄목할만하고, 또 그 감미도가 수크로오스의 감미도와 견줄 수 있는 정도이기 때문에 이들 α-글루코실화 글리코사이드는 식품, 음료 및 경구투여 약제용으로 유리하게 사용될 수 있다.In particular, since the taste improvement of α-glycosylated steviol glycosides and α-glycosylated glycyrazine is remarkable, and the sweetness thereof is comparable to that of sucrose, these α-glucosylated glycosides are used in food, It can be advantageously used for beverages and oral administration medicaments.

몇가지 실시태양을 다음에 기술하고저 한다.Some embodiments are described below.

[실시예 11]Example 11

시클로덱스트린을 함유하는 옥수수 시럽Corn Syrup Containing Cyclodextrins

10w/w%의 감자 녹말 현탁액에 실시예 5의 방법에 따라 바실러스 서브틸리스 TCU211로 제조한 폴리펩티드 시료를 2단위/g 녹말의 비율로 첨가하고, pH 6.5에서 85℃로 가열해서 액화하고, 70℃로 냉각한 후 추가로 동일량의 폴리펩티드 시료를 첨가해서 40시간 동안 반응시켰다. 이 반응혼합물을 활성탄을 사용하는 탈색과 이온교환수지를 사용하는 탈이온화 조작으로 정제한 다음 농축시켜서 건조고형물 기준으로 92% 수율로 시클로덱스트린을 함유하는 옥수수 시럽을 수득하였다. 이 옥수수시럽은 향미유지 특성이 탁월하기 때문에 향기 또는 방향이 중요한 인자의 하나인 향료 및 화장품에 혼합 사용하는 것이 유리하다.Polypeptide samples prepared with Bacillus subtilis TCU211 according to the method of Example 5 were added to a 10 w / w% potato starch suspension at a ratio of 2 units / g starch, liquefied by heating to pH 85 at pH 6.5, 70 After cooling to 占 폚, the same amount of polypeptide sample was further added and reacted for 40 hours. The reaction mixture was purified by decolorization using activated carbon and deionization using ion exchange resin, and then concentrated to give corn syrup containing cyclodextrin in 92% yield on a dry solids basis. Since the corn syrup has excellent flavor retention properties, it is advantageous to use it in perfumes and cosmetics, in which aroma or aroma is one of the important factors.

이 옥수수 시럽중의 α-, β- 및 γ-시클로덱스트린은 이 옥수수 시럽을 톨루엔 또는 트리클로로메탄과 같은 유기침전제를 사용하는 방법이나 또는 종래의 칼람 크로마토그래피로 처리해서 분리할 수 있다.(Alpha)-, (beta)-, and (gamma) -cyclodextrin in this corn syrup can isolate | separate this corn syrup by the method of using organic precipitants, such as toluene or trichloromethane, or by conventional column chromatography.

[실시예 12]Example 12

α-글루코실 수크로오스α-glucosyl sucrose

35w/w%의 옥수수 녹말 현탁액에 0.2w/w% 옥살산을 첨가하고, 120℃로 오토클레이브 처리를 행해서 DE20이 되게 하고, 탄산칼슘으로 중화한 후 여과해서 덱스트린 용액을 수득하였다. 이어, 이 덱스트린 용액을 건조고형물을 기준으로 1/2량의 수크로오스에 첨가하고, 또 수득혼합물에 실시예 10의 방법을 따라서 바실러스 서브틸리스 MAU210으로 제조한 폴리펩티드 시료를 15단위/g 녹말 비율로 첨가한 다음 pH 6.0 및 55℃에서 40시간 동안 반응시켰다. 이 반응혼합물을 활성탄을 사용하는 탈색조작과 이온교환수지를 사용하는 탈이온 조작으로 정제한 다음 농축시켜서 건조고형물을 기준으로 94% 수율로 무색 투명한 옥수수 시럽을 수득하였다. 다량의 α-글루코실 수크로오스를 함유하는 옥수수 시럽은 온화한 단맛을 갖고 또 무정형이기 때문에 제과시에 유리하게 사용될 수 있다.0.2w / w% oxalic acid was added to 35w / w% cornstarch suspension, and the mixture was autoclaved to 120 DEG C to be DE20, neutralized with calcium carbonate and filtered to obtain a dextrin solution. This dextrin solution was then added to 1/2 the amount of sucrose on the basis of dry solids, and the polypeptide sample prepared with Bacillus subtilis MAU210 according to the method of Example 10 was added to the obtained mixture at a ratio of 15 units / g starch. After the addition, the mixture was reacted at pH 6.0 and 55 ° C. for 40 hours. The reaction mixture was purified by decolorization operation using activated carbon and deionization operation using ion exchange resin, and then concentrated to give a colorless transparent corn syrup in 94% yield based on dry solids. Corn syrups containing large amounts of α-glucosyl sucrose can be advantageously used in confectionery because they have a mild sweetness and are amorphous.

[실시예 13]Example 13

α-글리코실 스테비오사이드α-glycosyl stevioside

200g의 스테비오사이드와 600g의 덱스트린(DE8)을 3ℓ 물에 가열 용해하고, 또 수득용액을 70℃로 냉각한 후 실시예 5의 방법을 따라 바실러스 서브틸리스 TCU211로 제조한 폴리펩티드 시료를 5단위/ g 덱스트린의 비율로 첨가한 후 pH 6.0 및 65℃에서 35시간 동안 반응시켰다. 이어, 이 반응혼합물을 95℃에서 15분간 가열하고 여과해서 정제한 후 농축하고 파쇄해서 건조고형물 기준으로 약 92% 수율로 α-글리코실 스테비오사이드를 함유하는 분말상 감미제를 수득하였다.After dissolving 200 g of stevioside and 600 g of dextrin (DE8) in 3 L of water, and cooling the obtained solution to 70 DEG C, the sample of polypeptide prepared with Bacillus subtilis TCU211 according to the method of Example 5 was subjected to 5 units / After addition at a ratio of g dextrin, the reaction was carried out at pH 6.0 and 65 ° C. for 35 hours. The reaction mixture was then heated at 95 ° C. for 15 minutes, filtered, purified, concentrated and crushed to yield a powdery sweetener containing α-glycosyl stevioside in about 92% yield on a dry solids basis.

스테비오사이드 자체에서 유래하는 불쾌한 맛을 제거한 감미제는 맛에 있어서 수크로오스와 비슷하고, 또 이 감미제의 감미능력은 수크로오스의 약 100배 정도로 높았다. 이들 감미제는 그 낮은 열량특성과 치아손상 특성 때문에 다이어트용 감미제 또는 조미료 및 음료에 유리하게 사용될 수 있다.The sweetener from the stevioside itself removed the unpleasant taste similar to sucrose in taste, and the sweetening ability of this sweetener was about 100 times higher than that of sucrose. These sweeteners can be advantageously used in diet sweeteners or seasonings and beverages because of their low calorie and tooth damage properties.

[실시예 14]Example 14

α-글리코실 진센오사이드(α-Glycosyl ginsenoside)α-glycosyl ginsenoside

60g의 인삼추출액과 180g의 β-시클로덱스트린을 500ml 물에 가열 용해시켜 얻은 혼합물을 70℃로 냉각한 후, pH 6.0으로 조정하고, 실시예 5의 방법에 따라 에쉐리히아 콜리 TCH201로 제조한 폴리펩티드 시료를 3단위/g β-시클로덱스트린 비율로 첨가한 후 65℃로 냉각하고, pH 6.0에서 40시간 동안 반응시킨다. 이 반응혼합물을 15분간 가열해서 폴리펩티드의 비활성화를 행하고 이어 여과하였다. 여과액을 미합중국 펜실바니아주 필라델피아 소재의 Rohm & Hass Co.에서 시판되고 있는 합성흡착제 “Amberlite XAD-7” 3ℓ를 충전한 칼람에 가한 다음, 이 칼람을 물로 충분히 세척해서 유리당류를 제거하였다. 이어, 이 칼람에 10ℓ의 50v/v% 에탄올을 가해주고 용출액을 농축 탈수시켜서 α-글루코실 진센오사이드를 함유하는 분말생성물을 약 21g을 수득하였다. 이 생성물은 진센오사이드 자체에서 유래하는 쓴맛, 떫은맛 및 거친맛과 같은 불쾌한 맛이 제거되었기 때문에, 이 생성물은 그 상태 그대로 경구투여하거나 또는 필요하다면 그 사용전에 감미제 또는 신맛으로 조미해서 사용할 수 있다. 이 밖에 이 생성물은 진센오사이드 자체가 갖게 되는 것과 같은 강장제, 소화제, 장기능조절제, 보혈제, 소염제 및 거담제 효과를 갖기 때문에 건강식품 및 내과투여용 약제로서 유익하게 사용될 수 있다.The mixture obtained by heating and dissolving 60 g of ginseng extract and 180 g of β-cyclodextrin in 500 ml of water was cooled to 70 ° C., and then adjusted to pH 6.0. Polypeptide prepared by Escherichia coli TCH201 according to the method of Example 5. Samples are added at a rate of 3 units / g β-cyclodextrin and then cooled to 65 ° C. and reacted at pH 6.0 for 40 hours. The reaction mixture was heated for 15 minutes to inactivate the polypeptide and then filtered. The filtrate was added to a column filled with 3 liters of synthetic adsorbent “Amberlite XAD-7”, commercially available from Rohm & Hass Co., Philadelphia, PA, and then washed with water to remove free saccharides. Then, 10 L of 50v / v% ethanol was added to this column, and the eluate was concentrated and dehydrated to obtain about 21 g of a powder product containing α-glucosyl ginsenoside. Since this product has been removed from unpleasant tastes such as bitterness, astringent taste and coarse taste derived from ginsenoside itself, the product can be used orally as it is or seasoned with sweetener or sour taste before use if necessary. In addition, this product can be advantageously used as a health food and medicine for internal administration because it has the effects of tonic, digestive, intestinal function, blood donor, anti-inflammatory and expectorant such as that of ginsenoside itself.

전술한 바와같이, 본 발명자들은 생체내 유전자공학 기술로서 공여미생물로 부터 Pvu II 제한부위를 갖는 재조합 DNA를 제조하였음은 물론 폴리펩티드 유전자와 그 암호펩티드의 아미노산 배열순서를 결정할 수 있었다. 이밖에 본 발명자들은 재조합 DNA가 도입된 재조합 미생물을 제조하였으며, 또 이 재조합 미생물들이 자발적 지속적으로 영양배지내에서 증식된다는 사실을 확인하였다.As described above, the inventors of the present invention have prepared recombinant DNA having a Pvu II restriction site from a donor microorganism as an in vivo genetic engineering technique, as well as determining the amino acid sequence of the polypeptide gene and its coding peptide. In addition, the inventors of the present invention have prepared recombinant microorganisms into which recombinant DNA has been introduced, and have confirmed that the recombinant microorganisms proliferate continuously in nutrient medium.

폴리펩티드를 적당 수준으로 공급한다는 관점에서 본 발명은 광범위한 폴리펩티드 원(源)을 확보 가능하게 하고, 또 공여 미생물의 폴리펩티드 생성능력을 쉽게 증대시킬 수 있기 때문에 본 발명은 공업적으로 중대한 의미를 갖는다.From the viewpoint of supplying the polypeptide at an appropriate level, the present invention has an industrially significant meaning because the present invention can secure a wide range of polypeptide sources and can easily increase the polypeptide generating ability of the donor microorganism.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시태양으로 생각되는 것들을 기술하였으나, 이들 실시태양에서 각종 변형이 가능함을 이해하게 될 것이며, 또 본 발명의 참된 정신과 범위내에 들게 되는 이같은 변형은 모두 다음 특허청구의 범위에 포함되는 것을 간주되어야 할 것이다.While it has been described what has been described as preferred embodiments of the present invention, it will be understood that various modifications are possible in these embodiments, and all such modifications falling within the true spirit and scope of the present invention are included in the following claims. It should be considered to be.

Claims (14)

CGTase 생성 능력을 갖고 있는 공여 미생물의 DNA를 생체외에서 제한 효소와 소화시켜서 수득된 DNA 단편과 벡터를 제한 효소로 분할시켜서 수득된 벡터 단편을 결합시켜 제조한Pvu II제한 분할 부위와 CGTase 유전자를 갖는 재조합 DNA를 도입시킨 재조합 미생물을 영향 배지에서 배양하고, 또 축적된 CGTase를 회수하는 단계로 구성되는 CGTase의 제조방법.DNA fragments obtained by digesting the DNA of a donor microorganism with CGTase production in vitro with a restriction enzyme and a vector fragment obtained by cleaving a vector fragment obtained by dividing the vector into a restriction enzyme and a recombinant having a CGTase gene and a Pvu II restriction cleavage site A method for producing CGTase, comprising culturing a recombinant microorganism having DNA introduced therein in an influence medium and recovering accumulated CGTase. 제1항에 있어서, 재조합 DNA가 제1, 2, 3 또는 4도에 수록한 바와 같은 제한 분할 부위를 갖는 CGTase의 제조방법.The method of producing CGTase according to claim 1, wherein the recombinant DNA has restriction cleavage sites as listed in the first, second, third or fourth degree. 제1항에 있어서, 재조합 미생물이 에쉐리히아속 또는 바실러스속인 CGTase의 제조방법.The method of claim 1, wherein the recombinant microorganism is Escherichia or Bacillus. 제1항에 있어서, 재조합 미생물이 에쉐리히아 콜리 TCH201(FERM BP-2109) 또는 웨쉐리히아 콜리 MAH2(FERM BP-2110)로 구성되는 군으로 부터 선정된 CGTase의 제조방법.The method for producing CGTase according to claim 1, wherein the recombinant microorganism is selected from the group consisting of Escherichia coli TCH201 (FERM BP-2109) or Wesleyia coli MAH2 (FERM BP-2110). 제1항에 있어서, 재조합 미생물이 바실러스 서브틸리스 MAU210(FERM BP-2111) 및 바실러스 서브틸리스 TCU211(FERM BP-2112)로 구성되는 군으로 부터 선정된 CGTase의 제조방법.The method of claim 1, wherein the recombinant microorganism is selected from the group consisting of Bacillus subtilis MAU210 (FERM BP-2111) and Bacillus subtilis TCU211 (FERM BP-2112). 다음 부분 아미노산 배열 (a), (b), (c), (d) 및 (e)로 구성된 군으로 부터 선택되는 1종 또 그 이상의 부분 아미노산 배열을 가지며, 또한 CGTase 활성을 가진 폴리펩티드에 녹말성 물질을 작용시키는 당류 전이 생성물의 제조방법.Has one or more partial amino acid sequences selected from the group consisting of the following partial amino acid sequences (a), (b), (c), (d) and (e), and are starchy to polypeptides having CGTase activity Process for the preparation of saccharide transfer products which act on substances. (a) Asn-Lys-Ile-Asn-Asp-Gly-Tyr-Leu-Thr,(a) Asn-Lys-Ile-Asn-Asp-Gly-Tyr-Leu-Thr, (b) Pro-Val-Phe-Thr-Phe-Gly-Glu-Trp-Phe-Leu,(b) Pro-Val-Phe-Thr-Phe-Gly-Glu-Trp-Phe-Leu, (c) Val-Thr-Phe-Ile-Asp-Asn-His-Asp-Met-Asp-Arg-Phe,(c) Val-Thr-Phe-Ile-Asp-Asn-His-Asp-Met-Asp-Arg-Phe, (d) Ile-Tyr-Tyr-Gly-Thr-Glu-Gln-Tyr-Met-Thr-Gly-Asn-Gly-Asp-Pro-Asn-Asn-Arg, 및(d) Ile-Tyr-Tyr-Gly-Thr-Glu-Gln-Tyr-Met-Thr-Gly-Asn-Gly-Asp-Pro-Asn-Asn-Arg, and (e) Asn-Pro-Ala-Leu-Ala-Tyr-Gly.(e) Asn-Pro-Ala-Leu-Ala-Tyr-Gly. 제6항에 있어서, 당류 전이 생성물이 시클로덱스트린인 제조방법.The method of claim 6, wherein the saccharide transfer product is cyclodextrin. 제6항에 있어서, 녹말성 물질을 당류 수용체 존재하에서 폴리펩티드에 작용시키는 당류 전이 생성물의 제조방법.The method of claim 6, wherein the starch substance is acted on the polypeptide in the presence of a saccharide receptor. 제6항에 있어서, 녹말성 물질이 녹말, 아밀로오스, 시클로덱스트린, 덱스트린 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로 부터 선정되는 당류 전이 생성물의 제조방법.The method of claim 6, wherein the starch material is selected from the group consisting of starch, amylose, cyclodextrin, dextrin, and mixtures thereof. 제8항에 있어서, 당류 수용체가 당류 감미제, 글리코사이드 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로 부터 선정되는 당류 전이 생성물의 제조방법.The method of claim 8, wherein the sugar receptor is selected from the group consisting of sugar sweeteners, glycosides, and mixtures thereof. 제8항에 있어서, 당류 전이 생성물이 α-글리코실 수크로오스, α-글리코실 스테비오사이드 및 α-글리코실 진센오사이드로 구성되는 군으로 부터 선정되는 제조방법.The method of claim 8, wherein the saccharide transfer product is selected from the group consisting of α-glycosyl sucrose, α-glycosyl stevioside and α-glycosyl ginsenoside. 제8항에 있어서, 당류 전이 생성물을 감미제로 사용되는 제조방법.The method of claim 8, wherein the saccharide transfer product is used as a sweetener. 제6항에 있어서, 폴리펩티드가 등전점이 5.0±0.1인 제조방법.The method of claim 6, wherein the polypeptide has an isoelectric point of 5.0 ± 0.1. 제6항에 있어서, 폴리펩티드가 CaCl2존재하에 pH 7.0, 70℃ 이하에서 30분 동안 안정한 제조방법.The method of claim 6, wherein the polypeptide is stable for 30 minutes at pH 7.0, 70 ° C. or lower in the presence of CaCl 2 .
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