해양 세균인 Pseudoalteromonas sp. JT-6로부터 β-agarase 유전자의 클로닝, 발현 및 재조합효소의 특성

Abstract

해양으로부터 분리한 한천분해효소를 생산하는 미생물을 분리하여 동정한 결과 이 세균은 Pseudoalteromonas sp.로 판면되어 Pseudoalteromonas sp. JT-6로 명명하였다. 또한 이 균주로부터 한천분해효소 유전자를 클로닝하여 염기서열을 결정하였던 바, 이 유전자는 445개의 아미노산을 코드하는 1338 bp의 염기서열로 이루어져 있었다. 이 유전자는 Janthinobacterium sp. SY12와 99%의 높은 아미노산 서열 상동성을 나타내었고 N-말단으로부터 신호서열, 당분해효소 family 16에 속하는 <TEX>${\beta}-agarase$</TEX> 촉매영역 및 탄수화물 결합영역으로 이루어진 도메인 구조를 나타내었다. 대장균에서 생산되어 정제된 재조합 한천분해효소는 <TEX>$40^{\circ}C$</TEX>와 pH 9.0에서 최대 활성을 나타내었으며, 기질인 한천분해 형태로 볼 때 본 효소는 endo-type의 <TEX>${\beta}-agarase$</TEX>임이 증명되었다. A gene (agaA6) encoding an extracellular agarase from a marine bacterium, Pseudoalteromonas sp. JT-6, was cloned, sequenced and expressed in Escherichia coli. It comprised an open reading frame of 1338 base pairs and encodes a protein of 445 amino acids with a predicted molecular weight of 50,150 daltons. The entire amino acid sequence of this agarase gene showed 99% identity with the agaA gene from Janthinobacterium sp. SY12. It consists of a signal peptide, a glycoside hydrolase family 16 <TEX>${\beta}-agarase$</TEX> domain and a carbohydrate-binding domain. The recombinant agarase was overexpressed and purified to homogeneity. Enzyme activity analysis revealed that the optimum temperature and pH for the purified recombinant enzyme were around <TEX>$40^{\circ}C$</TEX> and 9.0. The enzyme was an endo-type <TEX>${\beta}-agarase$</TEX> and hydrolyzed agarose to several oligosaccharides.