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KR102398203B1 - Novel oxygenase from fungi Podospora anserina S mat+ and method for preparing thereof - Google Patents

Novel oxygenase from fungi Podospora anserina S mat+ and method for preparing thereof Download PDF

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KR102398203B1
KR102398203B1 KR1020200152663A KR20200152663A KR102398203B1 KR 102398203 B1 KR102398203 B1 KR 102398203B1 KR 1020200152663 A KR1020200152663 A KR 1020200152663A KR 20200152663 A KR20200152663 A KR 20200152663A KR 102398203 B1 KR102398203 B1 KR 102398203B1
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KR
South Korea
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present
leu
enzyme
mat
glu
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Active
Application number
KR1020200152663A
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Korean (ko)
Inventor
윤철호
염수진
장한솔
Original Assignee
전남대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

The present invention relates to a novel oxygenase derived from fungus Podospora anserine S mat+ and a method for producing the same, and more specifically, to a novel oxygenase, polynucleotide encoding the same, an expression vector, a transformant, and a method for producing an oxygenase using the same. The novel oxygenase derived from fungus Podospora anserine S mat+ does not require expensive electron transfer systems that require coenzymes or reductases, and exhibits various oxidation reactions and wide substrate specificity, and thus has the advantage of producing C-H products in an inexpensive manner by adding oxygen to C-H bonds with respect to a variety of substrates.

Description

곰팡이 Podospora anserina S mat+에서 유래된 신규 산소 첨가 효소 및 이의 생산 방법{Novel oxygenase from fungi Podospora anserina S mat+ and method for preparing thereof}Novel oxygenase from fungi Podospora anserina S mat+ and method for preparing thereof

본 발명은 곰팡이 Podospora anserina S mat+에서 유래된 신규 산소 첨가 효소 및 이의 생산 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 산소 첨가 효소 및 이를 암호화하는 폴리뉴클레오티드, 발현 벡터, 형질전환체, 및 이를 이용한 산소 첨가 효소의 생산 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel oxygenation enzyme derived from the fungus Podospora anserina S mat+ and a production method thereof, and more particularly, to an oxygenation enzyme and a polynucleotide encoding the same, an expression vector, a transformant, and an oxygenation enzyme using the same It is about production methods.

곰팡이 또는 버섯에서만 존재하고 세포 밖으로 분비되는 효소인 비특이성 페록시제나아제(Unspecific peroxygenase, UPO)는, 매우 다양한 체내 및 체외물질에 대해 C-H 히드록실화(hydroxylation) 등의 매우 다양한 산화반응을 촉매하는 것으로 밝혀진 P450 효소 (Cytochrome P450)와 같은 반응다양성을 나타낸다. 기존 C-H 결합 산소활성화 P450 효소는 고가의 조효소 및 환원효소의 의존성 때문에 산업용 효소로 개발되는데 제한이 있었다. 반면 UPO 촉매반응은 P450 효소의 촉매반응에 비해 고가의 전자전달시스템 (조효소 또는 환원효소)을 요구하지 않으면서 저렴한 과산화수소(H2O2)만으로 반응을 촉매하기 때문에 효소 반응에 의한 생성물의 생산 비용이 매우 저렴하며 높은 활성과 생산성을 나타낸다는 이점이 있다. 또한, UPO는 정밀화학제품(fine chemicals), 바이오연료(biofuels), 약물 대사산물(drug metabolites), 생체활성 물질(bioactive compounds) 등 다양한 물질에 대한 적용 가능성이 높기 때문에 산업적으로 매우 중요하다. 최근에는 다양한 산업분야에서 이용 가능한 UPO와 같은 새로운 산소 첨가 효소를 개발하기 위한 여러 시도가 있었으나, 아직 산업적으로 생산된 산소 첨가 효소가 확인된 바가 없다.Unspecific peroxygenase (UPO), an enzyme that exists only in fungi or mushrooms and is secreted out of cells, catalyzes a wide variety of oxidation reactions such as CH hydroxylation for a wide variety of substances in and outside the body. It exhibits the same reaction diversity as the P450 enzyme (Cytochrome P450) that was found to be The existing CH-bonded oxygen-activated P450 enzyme was limited in its development as an industrial enzyme because of its dependence on expensive coenzyme and reductase. On the other hand, UPO catalysis does not require an expensive electron transfer system (coenzyme or reductase) compared to the catalysis of the P450 enzyme and catalyzes the reaction only with inexpensive hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). It is very inexpensive and has the advantage of exhibiting high activity and productivity. In addition, UPO is very important industrially because of its high applicability to various substances such as fine chemicals, biofuels, drug metabolites, and bioactive compounds. Recently, there have been several attempts to develop new oxygenating enzymes such as UPO that can be used in various industries, but industrially produced oxygenating enzymes have not yet been identified.

한국등록특허 제10-1459817호Korean Patent No. 10-1459817 한국등록특허 제10-1803174호Korean Patent No. 10-1803174

본 발명은 곰팡이 Podospora anserina S mat+에서 유래된 신규 산소 첨가 효소를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a novel oxygenating enzyme derived from the fungus Podospora anserina S mat+.

또한, 본 발명은 상기 산소 첨가 효소를 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a polynucleotide encoding the above oxygenation enzyme.

또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an expression vector comprising the polynucleotide.

또한, 본 발명은 상기 발현 벡터가 도입된 형질전환체를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a transformant into which the expression vector is introduced.

또한, 본 발명은 상기 형질전환체를 이용한 산소 첨가 효소의 생산 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for producing an oxygenation enzyme using the transformant.

본 발명자들은 새로운 산소 첨가 효소를 개발하기 위해 연구한 결과, 곰팡이 포도스포라 안세리나(Podospora anserina) S mat+에 존재하는 비특이성 페록시제나아제 유전자를 이용한 신규 산소 첨가 효소를 발굴하여 상기 산소 첨가 효소를 대량 생산할 수 있는 형질전환체를 개발하고, 상기 산소 첨가 효소가 다양한 산화반응 및 넓은 기질 특이성을 갖는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.As a result of research to develop a new oxygenation enzyme, the present inventors discovered a novel oxygenation enzyme using a non-specific peroxygenase gene present in the mold Podospora anserina S mat+, and the oxygenation enzyme The present invention was completed by developing a transformant capable of mass-producing and confirming that the oxygenation enzyme has various oxidation reactions and broad substrate specificity.

본 발명의 일 양상은 서열번호 5의 아미노산 서열을 포함하는 산소 첨가 효소를 제공한다.One aspect of the present invention provides an oxygenation enzyme comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5.

본 발명에서 “산소 첨가 효소”는 유기화합물의 산화반응 또는 환원반응을 촉매하는 산화환원효소(oxidoreductase) 중에서 산소 분자(O2)를 기질에 첨가하는 효소를 의미하는데, 산소화 효소라고도 하며, 특히 곰팡이나 버섯에 존재하는 방향성 페록시제나아제(aromatic peroxygenase), 버섯 페록시제나아제(mushroom peroxygenase), 할로페록시다아제-페록시제나아제(haloperoxidase-peroxygenase), 아그로시베 에게리타 페록시제나아제(Agrocybe aegerita peroxidase) 등의 비특이성 페록시제나아제(UPO)를 의미한다. 이러한 비특이성 페록시제나아제는 하기 반응식 1과 같이 과산화수소(H2O2)를 이용한 효소 반응을 촉매하기 때문에 과산화수소 산화환원효소(hydrogen peroxide oxidoreductase)라고도 하며, P450 효소와 같은 헴 및 티올레이트를 포함하는 헴-티올레이트 단백질(heme-thiolate protein)에 속한다.In the present invention, “oxygenase” refers to an enzyme that adds molecular oxygen (O 2 ) to a substrate among oxidoreductases that catalyze oxidation or reduction reactions of organic compounds. Aromatic peroxygenase, mushroom peroxygenase, haloperoxidase-peroxygenase, agrocybe erita peroxygenase present in mushrooms ( Agrocybe aegerita peroxidase) refers to non-specific peroxidase (UPO). Since this non-specific peroxygenase catalyzes an enzymatic reaction using hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) as shown in Scheme 1 below, it is also called hydrogen peroxide oxidoreductase, and contains heme and thiolate such as the P450 enzyme. It belongs to the heme-thiolate protein.

[반응식 1][Scheme 1]

Figure 112020122290024-pat00001
Figure 112020122290024-pat00001

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 산소 첨가 효소는 페록시제나아제인 것일 수 있으며, 바람직하게는 비특이성 페록시제나아제인 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the oxygenation enzyme may be peroxygenase, preferably non-specific peroxygenase.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 산소 첨가 효소는 곰팡이 포도스포라 안세리나(Podospora anserina)에서 유래된 것일 수 있으며, 바람직하게는 Podospora anserina S mat+에서 유래된 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the oxygenation enzyme may be derived from the fungus Podospora anserina , preferably from Podospora anserina S mat+.

상기 Podospora anserina S mat+는 모조동주성(pseudohomothallic) 자낭균류에 속하는 Podospora anserina로서 mat+를 갖는 이핵형 자낭포자(dikaryotic ascospores)를 생산하는 S 균주(strain)인 것으로, 서열번호 1의 염기 서열로 이루어진 비특이성 페록시제나아제 유전자를 포함한다. 이러한 비특이성 페록시제나아제 유전자는 신규 산소 첨가 효소의 대량 생산을 위해 상기 비특이성 페록시제나아제 유전자가 도입되는 대장균에서의 단백질 합성을 높일 수 있도록 코돈 최적화(codon optimization)를 적용하여 서열번호 2의 염기 서열 또는 서열번호 3의 아미노산 서열로 표시될 수 있으며, 합성된 단백질의 발현을 높일 수 있도록 곰팡이의 세포외 분비와 연관된 신호 펩티드(signal peptide)를 제거하여 서열번호 5의 아미노산 서열로 표시될 수 있다.The Podospora anserina S mat + is a Podospora anserina belonging to the pseudohomothallic ascomyceum, and is an S strain that produces dikaryotic ascospores having mat +. and a specific peroxygenase gene. This non-specific peroxygenase gene is SEQ ID NO: 2 by applying codon optimization to increase protein synthesis in E. coli into which the non-specific peroxygenase gene is introduced for mass production of a novel oxygenation enzyme. It may be represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, and by removing the signal peptide associated with the extracellular secretion of the fungus to increase the expression of the synthesized protein, the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 can

본 발명에서의 서열번호 5의 아미노산 서열을 포함하는 산소 첨가 효소는 단백질의 기능에 영향을 미치지 않는 범위 내에서, 아미노산 잔기의 결실, 삽입, 치환 또는 이들의 조합에 의해서 상이한 서열을 가지는 아미노산의 변이체들, 또는 단편들일 수 있다. 상기 산소 첨가 효소의 활성을 전체적으로 변경시키지 않는 단백질 및 펩티드 수준에서의 아미노산 교환은 당해 분야에 공지되어 있다. 경우에 따라서는 인산화(phosphorylation), 황화(sulfation), 아크릴화(acrylation), 당화(glycosylation), 메틸화(methylation), 파네실화(farnesylation) 등으로 변형될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 서열번호 5의 아미노산 서열을 포함하는 단백질과 실질적으로 동일한 아미노산 서열을 갖는 단백질 및 이의 변이체 또는 이의 활성 단편을 포함한다. 상기 '실질적으로 동일한 단백질'이란 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 아미노산 서열의 상동성을 갖는 것들을 의미하나 이에 한정되지 않는다. 여기서 '상동성'이란, 단백질을 암호화하는 유전자의 염기 서열이나 아미노산 서열의 유사한 정도를 의미하며, 상동성이 충분히 높은 경우 해당 유전자의 발현 산물은 동일하거나 유사한 활성을 가질 수 있다.The oxygenation enzyme comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 in the present invention is a variant of an amino acid having a different sequence by deletion, insertion, substitution, or a combination of amino acid residues within the range that does not affect the function of the protein. , or fragments. Amino acid exchange at the protein and peptide level that does not entirely alter the activity of the oxygenating enzyme is known in the art. In some cases, it may be transformed into phosphorylation, sulfation, acrylation, glycosylation, methylation, farnesylation, and the like. Accordingly, the present invention includes a protein having an amino acid sequence substantially identical to the protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, and a mutant or active fragment thereof. The 'substantially identical protein' refers to, but is not limited to, those having amino acid sequence homology of at least 80%, preferably at least 90%, and most preferably at least 95%. Here, 'homology' refers to a degree of similarity in the nucleotide sequence or amino acid sequence of a gene encoding a protein, and when the homology is sufficiently high, the expression product of the gene may have the same or similar activity.

이러한 서열번호 5의 아미노산 서열은 서열번호 4의 염기 서열로 이루어진 유전자에 의해 암호화된 것일 수 있으며, 동일 아미노산 서열을 갖는 본 발명의 단백질을 암호화할 수 있는 한, 서열번호 4의 염기 서열과 실질적으로 동일한 다른 염기 서열로 이루어진 유전자에 의해 암호화될 수도 있다. 이러한 염기 서열은 단일 가닥 또는 이중 가닥일 수 있으며, DNA 분자 또는 RNA 분자일 수 있다.The amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 may be encoded by a gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, and as long as it can encode the protein of the present invention having the same amino acid sequence, substantially the same as the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 It may be encoded by a gene consisting of the same different base sequence. The base sequence may be single-stranded or double-stranded, and may be a DNA molecule or an RNA molecule.

본 발명에서의 산소 첨가 효소는 다양한 종류의 체내 및 체외물질을 기질로 하여 산소를 첨가하는 반응을 촉매하며, 이때 조효소 또는 환원효소를 별도로 요구하지 않는다. The oxygenation enzyme in the present invention catalyzes the reaction of adding oxygen using various kinds of internal and external substances as substrates, and in this case, a coenzyme or a reductase is not separately required.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 산소 첨가 효소는 ABTS(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid), 톨루엔(Toluene), 아토르바스타틴(Atorvastatin), 프로게스테론(Progesterone), 모나콜린(Monacolin) J, 플로레틴(Phloretin) 및 나린진(Naringin) DC로 이루어진 군에서 선택된 1종의 기질에 활성을 갖는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the oxygenation enzyme is ABTS (2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid), toluene (Toluene), atorvastatin (Atorvastatin), progesterone (Progesterone), Monacolin (Monacolin) J, phloretin (Phloretin) and naringin (Naringin) may have activity on one substrate selected from the group consisting of DC.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 산소 첨가 효소는 기질의 종류, 반응 조건에 따라 다양한 효소 활성을 나타내며, 예를 들면 ABTS에 대해 생산성이 44.3mM이고, k cat은 7371 sec-1인 것을 확인하였다.According to an embodiment of the present invention, the oxygenation enzyme exhibits various enzyme activities depending on the type of substrate and reaction conditions, for example, the productivity is 44.3 mM for ABTS, and it is confirmed that the k cat is 7371 sec -1 did

또한, 본 발명의 다른 일 양상은 상기 산소 첨가 효소를 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다.In addition, another aspect of the present invention provides a polynucleotide encoding the oxygenation enzyme.

상기 폴리뉴클레오티드(polynucleotide)는 서열번호 5의 아미노산 서열을 포함하는 산소 첨가 효소를 암호화하는 염기 서열을 포함하는 것일 수 있다. The polynucleotide may include a nucleotide sequence encoding an oxygenation enzyme comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 폴리뉴틀레오티드는 서열번호 4의 염기 서열을 포함하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the polynucleotide may include the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4.

이러한 서열번호 4의 염기 서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드는 종래에 알려지지 않은 신규한 산소 첨가 효소를 암호화하는 것일 수 있다.The polynucleotide including the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 may encode a novel oxygenation enzyme not known in the prior art.

또한, 본 발명의 다른 일 양상은 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터를 제공한다.In addition, another aspect of the present invention provides an expression vector comprising the polynucleotide.

본 발명에서 “발현 벡터”는 적절한 숙주세포에서 목적 단백질을 발현할 수 있도록 유전자 삽입물(insert)을 포함하고, 상기 유전자 삽입물이 발현되도록 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 제작물을 의미한다. 상기 발현 벡터는 개시코돈, 종결코돈, 프로모터, 오퍼레이터 등의 발현조절 요소들을 포함하는데, 상기 개시 코돈 및 종결 코돈은 일반적으로 폴리펩티드를 암호화하는 뉴클레오티드 서열의 일부로 간주되며, 유전자 제작물이 삽입 또는 투여되었을 때 개체에서 반드시 작용을 나타내야 하며 코딩 서열과 인프레임(in frame)에 있어야 한다. 벡터의 프로모터는 구성적 또는 유도성일 수 있다.In the present invention, the term "expression vector" refers to a gene construct including a gene insert to allow expression of a target protein in an appropriate host cell, and essential regulatory elements operably linked to express the gene insert. The expression vector includes expression control elements such as a start codon, a stop codon, a promoter, and an operator, and the start codon and stop codon are generally considered to be part of a nucleotide sequence encoding a polypeptide, and when the gene construct is inserted or administered It must exhibit action in the subject and must be in frame with the coding sequence. The promoter of the vector may be constitutive or inducible.

여기서 '작동가능하게 연결(operably linked)'이란, 일반적 기능을 수행하도록 핵산 발현조절 서열과 목적하는 단백질 또는 RNA를 코딩하는 핵산 서열이 기능적으로 연결(functional linkage)되어 있는 상태를 의미한다. 예를 들어 프로모터와 단백질 또는 RNA를 코딩하는 핵산 서열이 작동가능하게 연결되어 코딩서열의 발현에 영향을 미칠 수 있다. 발현 벡터와의 작동적 연결은 당해 기술분야에서 잘 알려진 유전자 재조합 기술을 이용하여 제조할 수 있으며, 부위-특이적 DNA 절단 및 연결은 당해 기술 분야에서 일반적으로 알려진 효소 등을 사용할 수 있다.Here, 'operably linked' refers to a state in which a nucleic acid expression control sequence and a nucleic acid sequence encoding a target protein or RNA are functionally linked to perform a general function. For example, a promoter and a nucleic acid sequence encoding a protein or RNA may be operably linked to affect expression of the coding sequence. The operative linkage with the expression vector can be prepared using a genetic recombination technique well known in the art, and site-specific DNA cleavage and ligation can use enzymes generally known in the art.

상기 발현 벡터의 종류는 원핵세포 및 진핵세포의 각종 숙주세포에서 원하는 유전자를 발현하고, 원하는 단백질을 생산하는 기능을 하는 한 특별히 한정되지 않지만, 강력한 활성을 나타내는 프로모터와 강한 발현력을 보유하면서 자연 상태와 유사한 형태의 외래 단백질을 대량으로 생산할 수 있는 벡터가 바람직하다. 통상 사용되는 벡터의 예로는 천연 상태이거나 재조합된 상태의 플라스미드, 코스미드, 바이러스 및 박테리오파지를 들 수 있다. 예를 들어, 파지 벡터 또는 코스미드 벡터로서 pWE15, M13, λEMBL3, λEMBL4, λFIXII, λDASHII, λZAPII, λgt10, λgt11, Charon4A, 및 Charon21A 등을 사용할 수 있으며, 플라스미드 벡터로서 pDZ 벡터, pBR계, pUC계, pBluescriptII계, pGEM계, pTZ계, pCL계 및 pET계 등을 사용할 수 있다. 사용 가능한 벡터는 특별히 제한되는 것이 아니며 공지된 발현 벡터를 사용할 수 있다. The type of the expression vector is not particularly limited as long as it functions to express a desired gene and produce a desired protein in various host cells of prokaryotic and eukaryotic cells, but it is in a natural state while retaining a promoter showing strong activity and strong expression power. A vector capable of producing a large amount of a foreign protein in a form similar to that of Examples of commonly used vectors include natural or recombinant plasmids, cosmids, viruses and bacteriophages. For example, pWE15, M13, λEMBL3, λEMBL4, λFIXII, λDASHII, λZAPII, λgt10, λgt11, Charon4A, and Charon21A may be used as phage vectors or cosmid vectors, and pDZ vectors, pBR systems, and pUC systems may be used as plasmid vectors. , pBluescript II-based, pGEM-based, pTZ-based, pCL-based, pET-based and the like can be used. The usable vector is not particularly limited, and a known expression vector may be used.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 발현 벡터로 pET28a 벡터를 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the pET28a vector may be used as the expression vector.

또한, 상기 발현 벡터는 선택 마커(selection marker)를 포함할 수 있는데, 상기 선택 마커는 벡터로 형질전환된 형질전환체 (숙주세포)를 선별하기 위한 것으로서 상기 선택 마커가 처리된 배지에서 선택 마커를 발현하는 세포만 생존할 수 있기 때문에, 형질전환된 세포의 선별이 가능하다. 상기 선택 마커는 대표적인 예로 카나마이신, 스트렙토마이신, 클로람페니콜 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the expression vector may include a selection marker, the selection marker is for selecting a transformant (host cell) transformed with the vector, the selection marker in the medium treated with the selection marker Since only expressing cells can survive, selection of transformed cells is possible. Representative examples of the selection marker include, but are not limited to, kanamycin, streptomycin, and chloramphenicol.

또한, 본 발명의 다른 일 양상은 상기 발현 벡터가 도입된 형질전환체를 제공한다.In addition, another aspect of the present invention provides a transformant introduced with the expression vector.

본 발명에서 사용된 “형질전환체”는 하나 이상의 목적 단백질을 암호화하는 유전자를 갖는 벡터가 숙주세포에 도입되어 목적 단백질을 발현시키도록 형질이 감염된 세포를 의미한다. 벡터 도입은 전기천공법(electroporation), 열 충격(heat-shock), 인산칼슘(CaPO4) 침전, 염화칼슘(CaCl2) 침전, 미세주입법(microinjection), 폴리에틸렌글리콜(PEG)법, DEAE-덱스트란법, 양이온 리포좀법, 초산 리튬-DMSO법, 또는 이들의 조합에 의해 수행될 수 있다. As used herein, “transformant” refers to a cell transfected with a vector having a gene encoding one or more target proteins introduced into a host cell to express the target protein. Vector introduction is electroporation, heat-shock, calcium phosphate (CaPO 4 ) precipitation, calcium chloride (CaCl 2 ) precipitation, microinjection, polyethylene glycol (PEG) method, DEAE-dextran method, cationic liposome method, lithium acetate-DMSO method, or a combination thereof.

상기 숙주세포는 시험관내에서 본 발명의 발현 벡터 또는 폴리뉴클레오티드로 형질감염, 형질전환, 또는 감염된 세포를 포함한다. 본 발명의 발현 벡터를 포함하는 숙주세포는 재조합 숙주세포, 재조합 세포 또는 재조합 미생물이다. 이때 숙주세포는 진핵세포, 원핵세포 등의 모든 세포가 될 수 있는데, 특별히 이에 제한되지 않으나, 대장균, 스트렙토미세스(streptomyces), 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella typhimurium) 등의 박테리아 세포; 효모 세포; 피치아 파스토리스(Pichia pastoris) 등의 균류 세포; 드로조필라(Drosophila), 스포도프테라(Spodoptera) Sf9 세포 등의 곤충 세포; CHO, COS, NSO, 293, 보우 멜라노마 세포 등의 동물 세포; 또는 식물 세포가 될 수 있다.The host cells include cells transfected, transformed, or transfected with the expression vector or polynucleotide of the present invention in vitro. A host cell comprising the expression vector of the present invention is a recombinant host cell, a recombinant cell or a recombinant microorganism. In this case, the host cell may be any cell such as a eukaryotic cell, a prokaryotic cell, etc., but is not particularly limited thereto, E. coli, Streptomyces, Salmonella typhimurium Bacterial cells such as; yeast cells; fungal cells such as Pichia pastoris ; insect cells such as Drosophila and Spodoptera Sf9 cells; animal cells such as CHO, COS, NSO, 293, and Bow melanoma cells; or plant cells.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 형질전환체는 대장균인 것이 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, the transformant is preferably E. coli.

또한, 본 발명의 다른 일 양상은 상기 형질전환체를 배양하는 단계를 포함하는 산소 첨가 효소의 생산 방법을 제공한다.In addition, another aspect of the present invention provides a method for producing an oxygenation enzyme comprising the step of culturing the transformant.

상기 배양은 당업계에 알려진 적절한 배지와 배양 조건에 따라 이루어질 수 있으며, 통상의 기술자라면 배지 및 배양 조건을 용이하게 조정하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 배지는 액체 배지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 배양 방법은 예를 들면, 회분식 배양(batch culture), 연속식 배양(continuous culture), 유가식 배양(fed-batch culture) 또는 이들의 조합 배양을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 배지는 적절한 방식으로 특정 균주의 요건을 충족해야 하며, 통상의 기술자에 의해 적절하게 변형될 수 있다. The culture may be made according to an appropriate medium and culture conditions known in the art, and those skilled in the art can easily adjust the medium and culture conditions for use. Specifically, the medium may be a liquid medium, but is not limited thereto. The culture method may include, for example, batch culture, continuous culture, fed-batch culture, or a combination culture thereof, but is not limited thereto. The medium should meet the requirements of a particular strain in an appropriate manner, and may be appropriately modified by a person skilled in the art.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 배지는 다양한 탄소원, 질소원 및 미량원소 성분을 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 탄소원으로는 글루코스, 수크로스, 락토스, 프락토스, 말토스, 전분, 셀룰로스와 같은 당 및 탄수화물, 대두유, 해바라기유, 피마자유, 코코넛유 등과 같은 오일 및 지방, 팔미트산, 스테아린산, 리놀레산과 같은 지방산, 글리세롤, 에탄올과 같은 알코올, 아세트산과 같은 유기산이 포함된다. 이들 물질은 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 사용될 수 있는 질소원으로는 펩톤, 효모 추출물, 육즙, 맥아 추출물, 옥수수 침지액, 대두밀 및 요소 또는 무기 화합물, 예를 들면 황산 암모늄, 염화암모늄, 인산암모늄, 탄산암모늄 및 질산암모늄이 포함될 수 있다. 질소원 또한 개별적으로 또는 혼합물로서 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 사용될 수 있는 인의 공급원으로는 인산이수소칼륨 또는 인산수소이칼륨 또는 상응하는 나트륨-함유 염이 포함될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 배양 배지는 성장에 필요한 황산마그네슘 또는 황산철과 같은 금속염을 함유할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 그 외에, 아미노산 및 비타민과 같은 필수 성장 물질이 포함될 수 있다. 또한 배양 배지에 적절한 전구체들이 사용될 수 있다. 상기 배지 또는 개별 성분은 배양 과정에서 배양액에 적절한 방식에 의해 회분식으로 또는 연속식으로 첨가될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the medium may include various carbon sources, nitrogen sources and trace element components. Carbon sources that can be used include sugars and carbohydrates such as glucose, sucrose, lactose, fructose, maltose, starch, cellulose, oils and fats such as soybean oil, sunflower oil, castor oil, coconut oil, palmitic acid, stearic acid, fatty acids such as linoleic acid, alcohols such as glycerol and ethanol, and organic acids such as acetic acid. These materials may be used individually or as a mixture, but are not limited thereto. Nitrogen sources that can be used include peptone, yeast extract, broth, malt extract, corn steep liquor, soybean wheat and urea or inorganic compounds such as ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium carbonate and ammonium nitrate. The nitrogen source may also be used individually or as a mixture, but is not limited thereto. Sources of phosphorus that may be used include, but are not limited to, potassium dihydrogen phosphate or dipotassium hydrogen phosphate or the corresponding sodium-containing salt. In addition, the culture medium may contain a metal salt such as magnesium sulfate or iron sulfate necessary for growth, but is not limited thereto. In addition, essential growth substances such as amino acids and vitamins may be included. In addition, precursors suitable for the culture medium may be used. The medium or individual components may be added batchwise or continuously by an appropriate method to the culture medium during the culturing process, but is not limited thereto.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 배양 중에 수산화암모늄, 수산화칼륨, 암모니아, 인산 및 황산과 같은 화합물을 미생물 배양액에 적절한 방식으로 첨가하여 배양액의 pH를 조정할 수 있다. 또한, 배양 중에 지방산 폴리글리콜 에스테르와 같은 소포제를 사용하여 기포 생성을 억제할 수 있다. 추가적으로, 배양액의 호기 상태를 유지하기 위하여, 배양액 내로 산소 또는 산소-함유 기체 (예, 공기)를 주입할 수 있다. 배양액의 온도는 통상 20℃ 내지 45℃, 예를 들면 25℃ 내지 40℃일 수 있다. 배양 기간은 유용물질이 원하는 생산량으로 수득될 때까지 계속될 수 있으며, 예를 들면 10 내지 160 시간일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to adjust the pH of the culture medium by adding compounds such as ammonium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, phosphoric acid and sulfuric acid to the microorganism culture medium in an appropriate manner during culture. In addition, it is possible to suppress the formation of bubbles by using an antifoaming agent such as fatty acid polyglycol ester during culture. Additionally, in order to maintain the aerobic state of the culture medium, oxygen or oxygen-containing gas (eg, air) may be injected into the culture medium. The temperature of the culture medium may be usually 20 °C to 45 °C, for example, 25 °C to 40 °C. The incubation period may be continued until a useful substance is obtained in a desired production amount, and may be, for example, 10 to 160 hours.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 형질전환체 배양 단계 이후, 배양된 형질전환체 및 이를 포함하는 배지에서 산소 첨가 효소를 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, after the transformant culturing step, it may further include the step of recovering the oxygenated enzyme from the cultured transformant and the medium containing the same.

상기 회수 단계는 배양 방법에 따라 당해 분야에 공지된 적합한 방법을 이용하여 배지로부터 생산된 산소 첨가 효소를 수집 또는 회수할 수 있다. 예를 들면 원심분리, 여과, 추출, 분무, 건조, 증방, 침전, 결정화, 전기영동, 분별용해 (예를 들면, 암모늄 설페이트 침전), 크로마토그래피 (예를 들면, 이온 교환, 친화성, 소수성 및 크기배제) 등의 방법을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 않는다.In the recovery step, the oxygenated enzyme produced from the medium may be collected or recovered using a suitable method known in the art depending on the culture method. e.g. centrifugation, filtration, extraction, spraying, drying, evaporation, precipitation, crystallization, electrophoresis, fractional dissolution (e.g. ammonium sulfate precipitation), chromatography (e.g. ion exchange, affinity, hydrophobicity and size exclusion) may be used, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 산소 첨가 효소를 회수하는 단계는 배양 배지를 저속 원심분리하여 바이오매스를 제거하고 얻어진 상등액을 이온교환 크로마토그래피를 통하여 분리할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the step of recovering the oxygenated enzyme, the biomass is removed by centrifuging the culture medium at low speed, and the obtained supernatant may be separated through ion exchange chromatography.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 산소 첨가 효소를 회수하는 단계는 산소 첨가 효소를 정제하는 공정을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of recovering the oxygenation enzyme may include a step of purifying the oxygenation enzyme.

본 발명에 따른 곰팡이 Podospora anserina S mat+에서 유래된 신규 산소 첨가 효소는 조효소 또는 환원효소가 요구되는 고가의 전자전달시스템이 필요하지 않고 다양한 산화반응 및 넓은 기질 특이성을 나타냄으로써 다양한 기질에 대해 C-H 결합에 산소를 첨가하여 C-H 생성물을 저렴하게 생산할 수 있다는 이점이 있다.The novel oxygenating enzyme derived from the fungus Podospora anserina S mat+ according to the present invention does not require an expensive electron transport system requiring coenzyme or reductase, and exhibits various oxidation reactions and broad substrate specificity, thereby There is an advantage that the CH product can be produced inexpensively by adding oxygen.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곰팡이 Podospora anserina S mat+ 유래 UPO 유전자를 클로닝한 벡터 맵(vector map)을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PAUPO를 생산하는 형질전환체를 배양한 후 원심분리 하여 Whole cell의 CO spectrum을 측정한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PAUPO를 생산하는 형질전환체를 세포용해(lysis)하여 얻은 상층액으로 CO spectrum을 측정한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발현된 PAUPO를 His-tag를 이용하여 정제한 후 CO spectrum을 측정한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발현된 PAUPO를 His-tag를 이용하여 정제한 후 UV spectrum을 측정한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발현된 PAUPO의 정제 여부를 확인한 SDS-PAGE 결과이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 톨루엔(Toluene)에 대한 PAUPO 활성을 측정한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 아토르바스타틴(Atorvastatin)에 대한 PAUPO 활성을 측정한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로게스테론(Progesterone)에 대한 PAUPO 활성을 측정한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 모나콜린(Monacolin) J에 대한 PAUPO 활성을 측정한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 플로레틴(Phloretin)에 대한 PAUPO 활성을 측정한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 나린진(Naringin) DC에 대한 PAUPO 활성을 측정한 그래프이다.
1 shows a vector map cloned UPO gene derived from the fungus Podospora anserina S mat+ according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a graph measuring the CO spectrum of the whole cell by centrifugation after culturing a transformant producing PAUPO according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a graph measuring the CO spectrum with the supernatant obtained by lysis (lysis) of the transformant producing PAUPO according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph measuring the CO spectrum after purifying the expressed PAUPO according to an embodiment of the present invention using a His-tag.
5 is a graph measuring UV spectrum after purification of expressed PAUPO according to an embodiment of the present invention using His-tag.
6 is an SDS-PAGE result confirming whether the expressed PAUPO was purified according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph measuring PAUPO activity with respect to toluene according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph measuring PAUPO activity for atorvastatin according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph measuring PAUPO activity for progesterone according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph measuring PAUPO activity for monacolin J according to an embodiment of the present invention.
11 is a graph measuring PAUPO activity for phloretin according to an embodiment of the present invention.
12 is a graph measuring PAUPO activity against naringin DC according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 제시된 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이러한 예시적인 설명에 의하여 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail. However, these descriptions are provided for illustrative purposes only to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these illustrative descriptions.

실시예 1. 곰팡이 Example 1. Mold Podospora anserinaPodospora anserina S mat+ 유래 UPO 유전자를 포함하는 형질전환체의 구축 Construction of transformant containing UPO gene derived from S mat+

신규 산소 첨가 효소를 생산할 수 있는 형질전환체를 구축하기 위하여 서열번호 1로 표시되는 염기 서열을 포함하는 곰팡이 Podospora anserina S mat+에서 유래된 UPO 유전자 및 대장균 C2566을 이용하였다.In order to construct a transformant capable of producing a novel oxygenation enzyme, the UPO gene and E. coli C2566 derived from the fungus Podospora anserina S mat+ containing the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 were used.

먼저, Podospora anserina S mat+ UPO 유전자를 대장균에 발현시키기 위해 대장균에 맞게 코돈 최적화(codon optimization)를 수행하였다 (서열번호 2). 이후, 코돈 최적화된 염기 서열에서 신호 펩티드(signal peptide)에 해당하는 코돈을 삭제(deletion) 하여 대장균에 삽입하기 위한 삽임물(insert)로서 폴리뉴클레오티드 (서열번호 4)를 준비하였다. 상기 삽입물을 pET28a 벡터(vector)에 클로닝(cloning)하기 위하여 Gibson assembly를 이용하였다. Vector site에 17 개의 염기쌍과 상기 폴리뉴클레오티드의 염기쌍 17개가 오버랩(overlap) 되도록 4개의 primer를 제작하여 사용하였다. 사용된 프라이머는 하기 표 1과 같고, 상기 4개의 프라이머를 포함하는 벡터 맵(vector map)은 도 1과 같다.First, in order to express the Podospora anserina S mat+ UPO gene in E. coli, codon optimization was performed for E. coli (SEQ ID NO: 2). Thereafter, a polynucleotide (SEQ ID NO: 4) was prepared as an insert for insertion into E. coli by deleting a codon corresponding to a signal peptide from the codon-optimized nucleotide sequence. Gibson assembly was used to clone the insert into the pET28a vector. Four primers were prepared and used so that 17 base pairs and 17 base pairs of the polynucleotide overlap at the vector site. The primers used are shown in Table 1 below, and a vector map including the four primers is shown in FIG. 1 .

프라이머 명칭Primer name 프라이머 서열 (5' > 3')Primer sequence (5' > 3') 서열번호SEQ ID NO: F3 (Forward 3)F3 (Forward 3) GTGCCGCGCGGCAGCCATATGGCTGAGTTGGATTGTGCCGCGCGGCAGCCATATGGCTGAGTTGGATT 서열번호 6SEQ ID NO: 6 R3 (Reverse 3)R3 (Reverse 3) AATCCAACTCAGCCATATGGCTGCCGCGCGGCACAATCCAACTCAGCCATATGGCTGCCGCGCGGCAC 서열번호 7SEQ ID NO: 7 F2 (Forward 2)F2 (Forward 2) CATATTTGGGCATATAACTCGAGCACCACCACCACATATTTTGGGCATATAACTCGAGCACCACCACCA 서열번호 8SEQ ID NO: 8 R2 (Reverse 2)R2 (Reverse 2) TGGTGGTGGTGCTCGAGTTATATGCCCAAATATGTGGTGGTGGTGCTCGAGTTATATGCCCAAATATG 서열번호 9SEQ ID NO: 9

상기 벡터와 프라이머 F2 및 R3, 상기 삽입물과 프라이머 F3 및 R2를 각각 넣고 PCR (증폭 조건: 30 cycles; 98℃ 10초, 55℃ 15초, 72℃ 5초)하여 증폭시켰다. 증폭시킨 PCR 생성물(product) 중 벡터를 증폭시킨 경우에만 parental plasmid를 제거하기 위하여 제한효소 Dpn I를 처리하였다. Gel Extraction하여 PCR product를 얻은 후 Gibson PCR하여 클로닝하였다. 이후 Gibson PCR product를 대장균 C2566에 전기천공법(electroporation)으로 형질전환 시켜 LK plate에 20 uL 도말하였다. 이를 37℃에서 하룻밤 동안(overnight) 배양하여 형질전환체를 얻었다. 형질전환체의 콜로니(colony)를 채취하여 카나마이신(kanamycin)이 함유된 LB 액체배지 (LK 액체배지) 3 ~ 5 mL에 넣어 37℃, 200rpm에서 17시간 (overnight) 배양하였다. 배양된 콜로니를 이용하여 mini prep으로 DNA를 추출한 후 전기영동으로 DNA 크기를 확인하고, 크기가 맞는 DNA를 분리한 후 (주)코스모진텍에 DNA sequencing을 의뢰하여 클로닝 여부를 확인하였다.The vector and primers F2 and R3, the insert and primers F3 and R2 were respectively added and amplified by PCR (amplification conditions: 30 cycles; 98°C for 10 seconds, 55°C for 15 seconds, 72°C for 5 seconds). Restriction enzyme Dpn I was treated to remove the parental plasmid only when the vector was amplified among the amplified PCR products. After gel extraction to obtain a PCR product, it was cloned by Gibson PCR. After that, the Gibson PCR product was transformed into E. coli C2566 by electroporation, and 20 uL was smeared on an LK plate. Transformants were obtained by culturing them at 37°C overnight. A colony of the transformant was collected and placed in 3-5 mL of LB liquid medium (LK liquid medium) containing kanamycin and cultured at 37° C., 200 rpm for 17 hours (overnight). After DNA was extracted from the cultured colonies with mini prep, the size of the DNA was checked by electrophoresis, and the DNA of the right size was isolated.

실시예 2. 곰팡이 Example 2. Mold Podospora anserinaPodospora anserina S mat+ 유래 UPO (PAUPO)의 발현 및 정제 Expression and purification of S mat+-derived UPO (PAUPO)

클로닝된 형질전환체의 cell stock을 10mL의 LK 액체배지에 0.1%로 넣고 17시간 정도 배양하였다 (overnight). 이후, 배양액을 250mL의 LK 액체배지에 2%로 접종(seeding)하여 37℃, 200rpm에서 2 ~ 2시간 30분간 본배양 하였다. 배양액의 OD 값이 0.4 ~ 0.8일 때 0.5mM ALA(5-aminolevulinic acid), 0.25mM IPTG(isopropylthio-β-D-galactopyranoside)를 넣어서 목적하는 단백질 (PAUPO)의 발현을 유도하였다. 이를 16℃, 160rpm에서 배양하였을 때 40 ~ 48시간쯤에 CO spectrum peak가 관찰되었다 (도 2 참조). The cell stock of the cloned transformant was placed in 10 mL of LK broth at 0.1% and incubated for about 17 hours (overnight). Then, the culture medium was inoculated (seeding) at 2% in 250 mL of LK liquid medium, and main culture was performed at 37 ° C., 200 rpm for 2 to 2 hours and 30 minutes. When the OD value of the culture medium was 0.4 ~ 0.8, 0.5 mM ALA (5-aminolevulinic acid) and 0.25 mM IPTG (isopropylthio-β-D-galactopyranoside) were added to induce expression of the desired protein (PAUPO). When it was cultured at 16° C. and 160 rpm, a CO spectrum peak was observed around 40 to 48 hours (see FIG. 2).

배양액을 원심분리 (4999g, 20분, 4℃)하여 세포를 회수하였다. 회수된 세포 펠렛(pellet)을 1XPBS로 세척하였다 (washing). 미리 차가운 공간(Cool room)에서 컬럼(column)에 채워져 있는 20% EtOH을 흘려버리고, 멸균(autoclaved) 3차수 10mL로 2회 정도 세척한 후 세포용해 완충액(Lysis buffer) 10mL로 1회 세척하여 컬럼을 준비하였다. 준비된 컬럼은 항상 마르지 않게 유지하였다. 세포 펠렛을 Lysis buffer 5mL (0.5M NaCl 및 20mM Tris[pH7.5] 함유)에 재현탁시키고 초음파 발생기(sonicator) (Misonix, Inx., Farmingdale, NY)를 이용하여 세포를 용해시켰다. 세포용해물을 14,000rpm, 20분, 4℃에서 원심분리 하였다. 원심분리한 후 상층액만 회수하여 준비된 His-tag컬럼에 주입하여 통과액(flow through)을 모았다. 이때, crude인 상태로 조금 남겨놓았다. 세척 용액(wash buffer) (lysis buffer, 및 10mM 또는 20mM 이미다졸 함유)을 2회 흘려 보냈다. wash buffer가 다 흘러 내려가면 용출 용액(elution buffer) 2mL을 넣은 후 흘려 내려오는 액체를 수집하였다. 세포 크기에 맞게 원심분리 필터(Centrifuge filter) 10KD에 옮긴 후 원심분리 (3,000rpm, 20분, 4℃)하였다. 효소 활성 용액(Enzyme activity buffer)인 KPi (pH7.4)를 넣고 3.000rpm, 20분, 4℃를 3회 반복하여, cell 조건을 바꿨다. 필터에 고여 있는 액체만 회수하여 CO spectrum을 이용하여 효소 활성 측정을 수행하였고 (도 4 참조), UV spectrum을 이용하여 헴 단백질(heme protein)의 전형적인 Soret peak를 확인하였다 (도 5 참조). 이후, 정제가 제대로 됐는지 SDS-PAGE로 확인하였고 (도 6 참조), 최종적으로 PAUPO를 획득하였다.Cells were recovered by centrifugation of the culture medium (4999 g, 20 minutes, 4° C.). The recovered cell pellet was washed with 1XPBS (washing). In a cold room in advance, 20% EtOH filled in the column is drained, washed twice with 10 mL of sterile (autoclaved) tertiary water, and then washed once with 10 mL of Lysis buffer. was prepared. The prepared column was always kept dry. The cell pellet was resuspended in lysis buffer 5mL (containing 0.5M NaCl and 20mM Tris[pH7.5]) and the cells were lysed using a sonicator (Misonix, Inx., Farmingdale, NY). The cell lysate was centrifuged at 14,000 rpm, 20 minutes, and 4°C. After centrifugation, only the supernatant was recovered and injected into the His-tag column prepared to collect the flow-through. At this time, a little was left in a crude state. Wash buffer (containing lysis buffer, and 10 mM or 20 mM imidazole) was flowed twice. When the wash buffer flows down, 2 mL of the elution buffer is added and the flowing liquid is collected. After transferring to a centrifuge filter 10KD according to the cell size, centrifugation (3,000rpm, 20 minutes, 4℃) was performed. KPi (pH7.4), which is an enzyme activity buffer, was added, and the cell conditions were changed by repeating 3 times at 3.000rpm, 20 minutes, and 4°C. Only the liquid collected in the filter was recovered, and enzyme activity was measured using a CO spectrum (see FIG. 4 ), and a typical Soret peak of a heme protein was confirmed using a UV spectrum (see FIG. 5 ). Thereafter, it was confirmed by SDS-PAGE whether the purification was done properly (see FIG. 6 ), and finally PAUPO was obtained.

실시예 3. 다양한 기질을 이용한 PAUPO 활성 확인Example 3. Confirmation of PAUPO activity using various substrates

PAUPO의 효소 활성을 확인하기 위하여 기질로서 ABTS, 톨루엔, 아토르바스타틴, 프로게스테론, 모나콜린 J, 플로레틴 및 나린진 DC를 사용하였다.In order to confirm the enzymatic activity of PAUPO, ABTS, toluene, atorvastatin, progesterone, monacolin J, phloretin and naringin DC were used as substrates.

3-1. ABTS3-1. ABTS

큐벳(cuvette)에 H2O 0.69mL, 1M 소듐 아세테이트(sodium acetate) 완충액 (pH 4.0) 0.1mL, 2mM ABTS 0.1mL, 1mM H2O2를 넣어주었다. UV spectrum 측정기에 큐벳을 넣고 436nm에서 측정을 시작하였다. 이후, PAUPO 0.1mL를 넣고 잘 섞어주고 300초 동안 측정을 계속하여 PAUPO의 생산성(productivity)과 k cat 값을 구하였다.In a cuvette, 0.69 mL of H 2 O, 0.1 mL of 1M sodium acetate buffer (pH 4.0), 0.1 mL of 2 mM ABTS, and 1 mM H 2 O 2 were added. A cuvette was placed in a UV spectrum measuring instrument and measurement was started at 436 nm. Then, 0.1mL of PAUPO was added, mixed well, and the measurement was continued for 300 seconds to obtain the productivity and k cat value of PAUPO.

그 결과, PAUPO의 생산성은 44.3mM이고, k cat은 7371 sec-1인 것으로 나타났다.As a result, the productivity of PAUPO was 44.3mM, and k cat was found to be 7371 sec -1 .

3-2. 톨루엔3-2. toluene

250uL의 반응 혼합물(reaction mixture)을 준비하기 위하여, 테스트 튜브에 1M sodium acetate 완충액 (pH 4.0) 25uL, 기질 5mmol 및 PAUPO 100pmol을 넣은 후 H2O2를 포함하여 총 부피(volume)가 250uL가 되도록 H2O를 넣었다. 이후, 2mM H2O2를 넣어 10분간 반응시켰다. 0.6mL의 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)를 넣고 30초 동안 혼합 (vortexing)하여 반응을 종결시켰다. 3,000rpm, 10분 동안 원심분리 하여 상층액 180uL를 HPLC tube에 넣었다. 시료 (30㎕)를 Gemini C18 컬럼 (4.6mm x 150mm, 5㎛, Phenomenex, Torrance, CA)에 주입하였다. 이동상 A는 DW, 이동상 B는 0.1% 아세트산(acetic acid)이 함유된 MeOH를 사용하였다. 이동상 A/B (65/35, v/v)를 구배 펌프(gradient pump) (LC-20AD, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 사용하여 1㎖·min-1의 속도로 흘려주었다. 용출액을 254nm의 UV로 측정하였다.To prepare a reaction mixture of 250uL, put 25uL of 1M sodium acetate buffer (pH 4.0), 5mmol of substrate, and 100pmol of PAUPO in a test tube, and then add H 2 O 2 so that the total volume becomes 250uL. H 2 O was added. Thereafter, 2mM H 2 O 2 was added and reacted for 10 minutes. 0.6 mL of ethyl acetate was added and the reaction was terminated by vortexing for 30 seconds. After centrifugation at 3,000 rpm for 10 minutes, 180uL of the supernatant was placed in an HPLC tube. Samples (30 μl) were injected onto a Gemini C18 column (4.6 mm×150 mm, 5 μm, Phenomenex, Torrance, CA). DW for mobile phase A and MeOH containing 0.1% acetic acid for mobile phase B were used. The mobile phase A/B (65/35, v/v) was flowed at a rate of 1 ml·min −1 using a gradient pump (LC-20AD, Shimadzu, Kyoto, Japan). The eluate was measured with UV of 254 nm.

그 결과, 하기 표 2 및 도 7에 나타낸 바와 같이, PAUPO는 톨루엔에 대해 효소 활성을 갖는 것으로 나타났다.As a result, as shown in Table 2 and FIG. 7 below, PAUPO was found to have enzymatic activity with respect to toluene.

기질
(substrate)
temperament
(substrate)
반응 조건
(Reaction condition)
reaction conditions
(Reaction condition)
생성물
(product)
product
(product)
k cat
(turnover number) (min-1)
k cat
(turnover number) (min -1 )
톨루엔toluene pH 4.0pH 4.0 o-Cresolo-Cresol 7.267.26

3-3. 아토르바스타틴, 프로게스테론 및 모나콜린 J3-3. Atorvastatin, Progesterone and Monacolin J

250uL의 반응 혼합물(reaction mixture)을 준비하기 위하여, 테스트 튜브에 1M sodium acetate 완충액 (pH 4.0) 25uL, 기질 25mmol 및 PAUPO 25pmol을 넣은 후 H2O2를 포함하여 총 부피(volume)가 200uL가 되도록 H2O를 넣었다. 이후, 37℃에서 2mM H2O2를 넣어 30분간 반응시켰다. 아토르바스타틴은 CH2CL2 0.6mL를 넣고, 프로게스테론 및 모나콜린 J는 에틸 아세테이트 0.6mL를 넣고 30초 동안 혼합 (vortexing)하여 반응을 종결시켰다. 3,000rpm, 10분 동안 원심분리 하여 유기용매층 180uL를 분리하여 질소가스 하에서 증발시키고 HPLC로 분석하였다. 시료 (30㎕)를 Gemini C18 컬럼 (4.6mm x 150mm, 5㎛, Phenomenex, Torrance, CA)에 주입하였다. 이동상을 1㎖·min-1의 속도로 흘려주었고 용출액을 UV로 측정하였다 (아토르바스타틴: 287nm, 프로게스테론: 240nm, 모나콜린 J: 238nm).To prepare a reaction mixture of 250uL, 25uL of 1M sodium acetate buffer (pH 4.0), 25mmol of substrate, and 25pmol of PAUPO are added to a test tube, and the total volume including H 2 O 2 is 200uL. H 2 O was added. Thereafter, 2mM H 2 O 2 was added at 37° C. and reacted for 30 minutes. Atorvastatin CH 2 CL 2 0.6mL was added, and progesterone and monacolin J were added 0.6mL ethyl acetate and mixed (vortexing) for 30 seconds to terminate the reaction. After centrifugation at 3,000 rpm for 10 minutes, 180 uL of the organic solvent layer was separated, evaporated under nitrogen gas, and analyzed by HPLC. Samples (30 μl) were injected onto a Gemini C18 column (4.6 mm×150 mm, 5 μm, Phenomenex, Torrance, CA). The mobile phase was flowed at a rate of 1 ml·min -1 and the eluate was measured by UV (atorvastatin: 287 nm, progesterone: 240 nm, monacolin J: 238 nm).

그 결과, 하기 표 3 및 도 8 내지 10에 나타낸 바와 같이, PAUPO는 아토르바스타틴, 프로게스테론 및 모나콜린 J에 대해 효소 활성을 갖는 것으로 나타났다. As a result, as shown in Table 3 and FIGS. 8 to 10, PAUPO was found to have enzymatic activity against atorvastatin, progesterone and monacolin J.

기질
(substrate)
temperament
(substrate)
반응 조건
(Reaction condition)
reaction conditions
(Reaction condition)
생성물
(product)
product
(product)
k cat
(turnover number) (min-1)
k cat
(turnover number) (min -1 )
아토르바스타틴Atorvastatin pH 4.0pH 4.0 4-OH atorvastatin4-OH atorvastatin 0.0200.020 프로게스테론progesterone pH 6.0pH 6.0 Product1Product1 0.100.10 pH 4.0pH 4.0 Product1Product1 0.0700.070 모나콜린 JMonacolin J pH 4.0pH 4.0 Product1Product1 0.130.13

3-4. 플로레틴 및 나린진 DC3-4. Phloretin and Naringin DC

250uL의 반응 혼합물(reaction mixture)을 준비하기 위하여, 테스트 튜브에 1M sodium acetate 완충액 (pH 4.0) 25uL, 기질 (0.5mM 플로레틴, 0.2mM 나린진 DC) 및 PAUPO 16.4ul을 넣은 후 H2O2를 포함하여 총 부피(volume)가 250uL가 되도록 H2O를 넣었다. 이후, 37℃에서 2mM H2O2를 넣어 30분간 반응시켰다. 에틸 아세테이트 0.6mL를 넣고 30초 동안 혼합 (vortexing)하여 반응을 종결시켰다. 3,000rpm, 10분 동안 원심분리 하여 유기용매층 0.35mL를 분리하여 질소가스 하에서 증발시키고 HPLC로 분석하였다. 시료 (30㎕)를 Gemini C18 컬럼 (4.6mm x 150mm, 5㎛, Phenomenex, Torrance, CA)에 주입하였다. 이동상을 1㎖·min-1의 속도로 흘려주었고 용출액을 285nm 파장의 UV로 측정하였다.To prepare 250uL of reaction mixture, 25uL of 1M sodium acetate buffer (pH 4.0), substrate (0.5mM phloretin, 0.2mM naringin DC) and 16.4ul of PAUPO were put in a test tube, and then H 2 O 2 Including H 2 O was added so that the total volume (volume) was 250 uL. Thereafter, 2mM H 2 O 2 was added at 37° C. and reacted for 30 minutes. The reaction was terminated by adding 0.6 mL of ethyl acetate and mixing (vortexing) for 30 seconds. After centrifugation at 3,000 rpm for 10 minutes, 0.35 mL of the organic solvent layer was separated, evaporated under nitrogen gas, and analyzed by HPLC. Samples (30 μl) were injected onto a Gemini C18 column (4.6 mm×150 mm, 5 μm, Phenomenex, Torrance, CA). The mobile phase was flowed at a rate of 1 ml·min -1 , and the eluate was measured by UV with a wavelength of 285 nm.

그 결과, 하기 표 4 및 도 11, 12에 나타낸 바와 같이, PAUPO는 플로레틴 및 나린진 DC에 대해 효소 활성을 갖는 것으로 나타났다.As a result, as shown in Table 4 and FIGS. 11 and 12 below, PAUPO was found to have enzymatic activity against phloretin and naringin DC.

기질
(substrate)
temperament
(substrate)
반응 조건
(Reaction condition)
reaction conditions
(Reaction condition)
생성물
(product)
product
(product)
k cat
(turnover number) (min-1)
k cat
(turnover number) (min -1 )
플로레틴phloretin pH 6.0pH 6.0 3-OH phloretin3-OH phloretin 0.96 0.96 pH 4.0 (Product1)pH 4.0 (Product1) 3-OH phloretin3-OH phloretin 0.270.27 pH 4.0 (Product2)pH 4.0 (Product2) Product2Product2 0.0500.050 나린진 DCNaringin DC pH 6.0pH 6.0 Neoeriocitrin DCNeoeriocitrin DC 2.392.39 pH 4.0pH 4.0 Neoeriocitrin DCNeoeriocitrin DC 3.63.6

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at with respect to preferred embodiments thereof. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

<110> INDUSTRY FOUNDATION OF CHONNAM NATIONAL UNIVERSITY <120> Novel oxygenase from fungi Podospora anserina S mat+ and method for preparing thereof <130> PN200362 <160> 9 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 807 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Polynucleotide sequence of UPO gene from fungi Podospora anseina S mat+ <400> 1 atgttgggca ttcgcctggt atctctgctg gccttcactg gctcagccct cgcagaactc 60 gacttctcca agtggaagac tcgccagccc ggcgagctcc gcgctccctg tccggccatg 120 aacagtcttg ccaaccacgg cttcatccag cgtgatggca agaatatcac cgtcgagggc 180 ctcacccctg tcctcaagga ggtcttccat ctcagtcacg agctcgcctt caccgtgtct 240 cagctgggcc tctttacggc gcttgaccca tccaaaggtg tctttactct tcaagacctc 300 acggatcgtc acaacgtctt tgagcacgat gcttccctgt ctcgcgaaga tgccaagttc 360 ggcggtgacc agtctgttct tcataaagga cagttccaaa agttcatgga tcacttcaag 420 ggagaaaagt acatctcctt cgaggccgct gctaaggccc gctatgccat ggtccaggac 480 tcgcgcaaga gaaaccccga cttcacctac gatgtcacgc accgcatcac cagctacggc 540 gaaaccatca agtacctccg taccattgtc gagccctcta cagggaagtg cccggttgac 600 tggatcaaga tcctttttga gcaagagcgt cttccctaca acgagggctg gaggccccct 660 accaatgagc tcagcggctt cagtctcgcg agcgaggttt tggagctggc tttgatcact 720 cctgagaaac ttcccgtcga tgagtgcttg ggcaagggca agggtaaagg aaactgcaag 780 agacggcgca gctaccttgg tatctaa 807 <210> 2 <211> 807 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Polynucleotide sequence of UPO gene - codon optimization <400> 2 atgcttggca ttcgtttagt tagcttgctt gctttcacgg gttccgcgtt ggctgagttg 60 gatttttcta aatggaagac tcggcagcct ggtgagctgc gtgcgccatg tcccgcgatg 120 aatagcttgg ctaaccacgg gtttatccag agagatggga agaatattac agttgaaggc 180 cttactccag tcttaaaaga ggtctttcat cttagccatg aacttgcatt tactgtgtct 240 caattaggtc tgtttactgc gttagatcca tcaaagggag tttttactct tcaggattta 300 accgatagac acaacgtatt tgagcatgac gcgtccttgt cgcgcgaaga cgccaaattc 360 gggggcgatc aatccgtctt acataaaggt caatttcaga agtttatgga tcactttaaa 420 ggagagaaat atataagttt cgaggcggcg gcaaaagcac ggtacgcgat ggttcaagac 480 agtagaaaaa gaaatccaga cttcacttac gatgtaacgc accgtataac ctcgtatggt 540 gagacgatca agtatcttag aactatcgtc gaaccttcca cagggaagtg ccctgttgat 600 tggataaaga tactttttga acaggagcgg cttccgtaca acgaagggtg gcggccccca 660 acgaatgagc tgtcaggatt tagtctggca tctgaggtct tggaattggc tttgattacc 720 cctgagaagt tgcccgtgga tgaatgtttg ggaaaaggaa aaggcaaagg caactgtaag 780 agacggcgtt catatttggg catataa 807 <210> 3 <211> 268 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Amino acid sequence of UPO gene - codon optimization <400> 3 Met Leu Gly Ile Arg Leu Val Ser Leu Leu Ala Phe Thr Gly Ser Ala 1 5 10 15 Leu Ala Glu Leu Asp Phe Ser Lys Trp Lys Thr Arg Gln Pro Gly Glu 20 25 30 Leu Arg Ala Pro Cys Pro Ala Met Asn Ser Leu Ala Asn His Gly Phe 35 40 45 Ile Gln Arg Asp Gly Lys Asn Ile Thr Val Glu Gly Leu Thr Pro Val 50 55 60 Leu Lys Glu Val Phe His Leu Ser His Glu Leu Ala Phe Thr Val Ser 65 70 75 80 Gln Leu Gly Leu Phe Thr Ala Leu Asp Pro Ser Lys Gly Val Phe Thr 85 90 95 Leu Gln Asp Leu Thr Asp Arg His Asn Val Phe Glu His Asp Ala Ser 100 105 110 Leu Ser Arg Glu Asp Ala Lys Phe Gly Gly Asp Gln Ser Val Leu His 115 120 125 Lys Gly Gln Phe Gln Lys Phe Met Asp His Phe Lys Gly Glu Lys Tyr 130 135 140 Ile Ser Phe Glu Ala Ala Ala Lys Ala Arg Tyr Ala Met Val Gln Asp 145 150 155 160 Ser Arg Lys Arg Asn Pro Asp Phe Thr Tyr Asp Val Thr His Arg Ile 165 170 175 Thr Ser Tyr Gly Glu Thr Ile Lys Tyr Leu Arg Thr Ile Val Glu Pro 180 185 190 Ser Thr Gly Lys Cys Pro Val Asp Trp Ile Lys Ile Leu Phe Glu Gln 195 200 205 Glu Arg Leu Pro Tyr Asn Glu Gly Trp Arg Pro Pro Thr Asn Glu Leu 210 215 220 Ser Gly Phe Ser Leu Ala Ser Glu Val Leu Glu Leu Ala Leu Ile Thr 225 230 235 240 Pro Glu Lys Leu Pro Val Asp Glu Cys Leu Gly Lys Gly Lys Gly Lys 245 250 255 Gly Asn Cys Lys Arg Arg Arg Ser Tyr Leu Gly Ile 260 265 <210> 4 <211> 759 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Polynucleotide sequence of UPO gene - no signal peptide <400> 4 atggctgagt tggatttttc taaatggaag actcggcagc ctggtgagct gcgtgcgcca 60 tgtcccgcga tgaatagctt ggctaaccac gggtttatcc agagagatgg gaagaatatt 120 acagttgaag gccttactcc agtcttaaaa gaggtctttc atcttagcca tgaacttgca 180 tttactgtgt ctcaattagg tctgtttact gcgttagatc catcaaaggg agtttttact 240 cttcaggatt taaccgatag acacaacgta tttgagcatg acgcgtcctt gtcgcgcgaa 300 gacgccaaat tcgggggcga tcaatccgtc ttacataaag gtcaatttca gaagtttatg 360 gatcacttta aaggagagaa atatataagt ttcgaggcgg cggcaaaagc acggtacgcg 420 atggttcaag acagtagaaa aagaaatcca gacttcactt acgatgtaac gcaccgtata 480 acctcgtatg gtgagacgat caagtatctt agaactatcg tcgaaccttc cacagggaag 540 tgccctgttg attggataaa gatacttttt gaacaggagc ggcttccgta caacgaaggg 600 tggcggcccc caacgaatga gctgtcagga tttagtctgg catctgaggt cttggaattg 660 gctttgatta cccctgagaa gttgcccgtg gatgaatgtt tgggaaaagg aaaaggcaaa 720 ggcaactgta agagacggcg ttcatatttg ggcatataa 759 <210> 5 <211> 252 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Amino acid sequence of UPO gene - no signal peptide <400> 5 Met Ala Glu Leu Asp Phe Ser Lys Trp Lys Thr Arg Gln Pro Gly Glu 1 5 10 15 Leu Arg Ala Pro Cys Pro Ala Met Asn Ser Leu Ala Asn His Gly Phe 20 25 30 Ile Gln Arg Asp Gly Lys Asn Ile Thr Val Glu Gly Leu Thr Pro Val 35 40 45 Leu Lys Glu Val Phe His Leu Ser His Glu Leu Ala Phe Thr Val Ser 50 55 60 Gln Leu Gly Leu Phe Thr Ala Leu Asp Pro Ser Lys Gly Val Phe Thr 65 70 75 80 Leu Gln Asp Leu Thr Asp Arg His Asn Val Phe Glu His Asp Ala Ser 85 90 95 Leu Ser Arg Glu Asp Ala Lys Phe Gly Gly Asp Gln Ser Val Leu His 100 105 110 Lys Gly Gln Phe Gln Lys Phe Met Asp His Phe Lys Gly Glu Lys Tyr 115 120 125 Ile Ser Phe Glu Ala Ala Ala Lys Ala Arg Tyr Ala Met Val Gln Asp 130 135 140 Ser Arg Lys Arg Asn Pro Asp Phe Thr Tyr Asp Val Thr His Arg Ile 145 150 155 160 Thr Ser Tyr Gly Glu Thr Ile Lys Tyr Leu Arg Thr Ile Val Glu Pro 165 170 175 Ser Thr Gly Lys Cys Pro Val Asp Trp Ile Lys Ile Leu Phe Glu Gln 180 185 190 Glu Arg Leu Pro Tyr Asn Glu Gly Trp Arg Pro Pro Thr Asn Glu Leu 195 200 205 Ser Gly Phe Ser Leu Ala Ser Glu Val Leu Glu Leu Ala Leu Ile Thr 210 215 220 Pro Glu Lys Leu Pro Val Asp Glu Cys Leu Gly Lys Gly Lys Gly Lys 225 230 235 240 Gly Asn Cys Lys Arg Arg Arg Ser Tyr Leu Gly Ile 245 250 <210> 6 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer - F3 <400> 6 gtgccgcgcg gcagccatat ggctgagttg gatt 34 <210> 7 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer - R3 <400> 7 aatccaactc agccatatgg ctgccgcgcg gcac 34 <210> 8 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer - F2 <400> 8 catatttggg catataactc gagcaccacc acca 34 <210> 9 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer - R2 <400> 9 tggtggtggt gctcgagtta tatgcccaaa tatg 34 <110> INDUSTRY FOUNDATION OF CHONNAM NATIONAL UNIVERSITY <120> Novel oxygenase from fungi Podospora anserina S mat+ and method for preparing <130> PN200362 <160> 9 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 807 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Polynucleotide sequence of UPO gene from fungi Podospora anseina S mat+ <400> 1 atgttgggca ttcgcctggt atctctgctg gccttcactg gctcagccct cgcagaactc 60 gacttctcca agtggaagac tcgccagccc ggcgagctcc gcgctccctg tccggccatg 120 aacagtcttg ccaaccacgg cttcatccag cgtgatggca agaatatcac cgtcgagggc 180 ctcacccctg tcctcaagga ggtcttccat ctcagtcacg agctcgcctt caccgtgtct 240 cagctgggcc tctttacggc gcttgaccca tccaaaggtg tctttactct tcaagacctc 300 acggatcgtc acaacgtctt tgagcacgat gcttccctgt ctcgcgaaga tgccaagttc 360 ggcggtgacc agtctgttct tcataaagga cagttccaaa agttcatgga tcacttcaag 420 ggagaaaagt acatctcctt cgaggccgct gctaaggccc gctatgccat ggtccaggac 480 tcgcgcaaga gaaaccccga cttcacctac gatgtcacgc accgcatcac cagctacggc 540 gaaaccatca agtacctccg taccattgtc gagccctcta cagggaagtg cccggttgac 600 tggatcaaga tcctttttga gcaagagcgt cttccctaca acgagggctg gaggccccct 660 accaatgagc tcagcggctt cagtctcgcg agcgaggttt tggagctggc tttgatcact 720 cctgagaaac ttcccgtcga tgagtgcttg ggcaagggca agggtaaagg aaactgcaag 780 agacggcgca gctaccttgg tatctaa 807 <210> 2 <211> 807 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Polynucleotide sequence of UPO gene - codon optimization <400> 2 atgcttggca ttcgtttagt tagcttgctt gctttcacgg gttccgcgtt ggctgagttg 60 gatttttcta aatggaagac tcggcagcct ggtgagctgc gtgcgccatg tcccgcgatg 120 aatagcttgg ctaaccacgg gtttatccag agagatggga agaatattac agttgaaggc 180 cttactccag tcttaaaaga ggtctttcat cttagccatg aacttgcatt tactgtgtct 240 caattaggtc tgtttactgc gttagatcca tcaaagggag tttttactct tcaggattta 300 accgatagac acaacgtatt tgagcatgac gcgtccttgt cgcgcgaaga cgccaaattc 360 gggggcgatc aatccgtctt acataaaggt caatttcaga agtttatgga tcactttaaa 420 ggagagaaat atataagttt cgaggcggcg gcaaaagcac ggtacgcgat ggttcaagac 480 agtagaaaaa gaaatccaga cttcacttac gatgtaacgc accgtataac ctcgtatggt 540 gagacgatca agtatcttag aactatcgtc gaaccttcca cagggaagtg ccctgttgat 600 tggataaaga tactttttga acaggagcgg cttccgtaca acgaagggtg gcggccccca 660 acgaatgagc tgtcaggatt tagtctggca tctgaggtct tggaattggc tttgattacc 720 cctgagaagt tgcccgtgga tgaatgtttg ggaaaaggaa aaggcaaagg caactgtaag 780 agacggcgtt catatttggg catataa 807 <210> 3 <211> 268 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Amino acid sequence of UPO gene - codon optimization <400> 3 Met Leu Gly Ile Arg Leu Val Ser Leu Leu Ala Phe Thr Gly Ser Ala 1 5 10 15 Leu Ala Glu Leu Asp Phe Ser Lys Trp Lys Thr Arg Gln Pro Gly Glu 20 25 30 Leu Arg Ala Pro Cys Pro Ala Met Asn Ser Leu Ala Asn His Gly Phe 35 40 45 Ile Gln Arg Asp Gly Lys Asn Ile Thr Val Glu Gly Leu Thr Pro Val 50 55 60 Leu Lys Glu Val Phe His Leu Ser His Glu Leu Ala Phe Thr Val Ser 65 70 75 80 Gln Leu Gly Leu Phe Thr Ala Leu Asp Pro Ser Lys Gly Val Phe Thr 85 90 95 Leu Gln Asp Leu Thr Asp Arg His Asn Val Phe Glu His Asp Ala Ser 100 105 110 Leu Ser Arg Glu Asp Ala Lys Phe Gly Gly Asp Gln Ser Val Leu His 115 120 125 Lys Gly Gln Phe Gln Lys Phe Met Asp His Phe Lys Gly Glu Lys Tyr 130 135 140 Ile Ser Phe Glu Ala Ala Ala Lys Ala Arg Tyr Ala Met Val Gln Asp 145 150 155 160 Ser Arg Lys Arg Asn Pro Asp Phe Thr Tyr Asp Val Thr His Arg Ile 165 170 175 Thr Ser Tyr Gly Glu Thr Ile Lys Tyr Leu Arg Thr Ile Val Glu Pro 180 185 190 Ser Thr Gly Lys Cys Pro Val Asp Trp Ile Lys Ile Leu Phe Glu Gln 195 200 205 Glu Arg Leu Pro Tyr Asn Glu Gly Trp Arg Pro Pro Thr Asn Glu Leu 210 215 220 Ser Gly Phe Ser Leu Ala Ser Glu Val Leu Glu Leu Ala Leu Ile Thr 225 230 235 240 Pro Glu Lys Leu Pro Val Asp Glu Cys Leu Gly Lys Gly Lys Gly Lys 245 250 255 Gly Asn Cys Lys Arg Arg Arg Ser Tyr Leu Gly Ile 260 265 <210> 4 <211> 759 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Polynucleotide sequence of UPO gene - no signal peptide <400> 4 atggctgagt tggatttttc taaatggaag actcggcagc ctggtgagct gcgtgcgcca 60 tgtcccgcga tgaatagctt ggctaaccac gggtttatcc agagagatgg gaagaatatt 120 acagttgaag gccttactcc agtcttaaaa gaggtctttc atcttagcca tgaacttgca 180 tttactgtgt ctcaattagg tctgtttact gcgttagatc catcaaaggg agtttttact 240 cttcaggatt taaccgatag acacaacgta tttgagcatg acgcgtcctt gtcgcgcgaa 300 gacgccaaat tcgggggcga tcaatccgtc ttacataaag gtcaatttca gaagtttatg 360 gatcacttta aaggagagaa atatataagt ttcgaggcgg cggcaaaagc acggtacgcg 420 atggttcaag acagtagaaa aagaaatcca gacttcactt acgatgtaac gcaccgtata 480 acctcgtatg gtgagacgat caagtatctt agaactatcg tcgaaccttc cacagggaag 540 tgccctgttg attggataaa gatacttttt gaacaggagc ggcttccgta caacgaaggg 600 tggcggcccc caacgaatga gctgtcagga tttagtctgg catctgaggt cttggaattg 660 gctttgatta cccctgagaa gttgcccgtg gatgaatgtt tgggaaaagg aaaaggcaaa 720 ggcaactgta agagacggcg ttcatatttg ggcatataa 759 <210> 5 <211> 252 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Amino acid sequence of UPO gene - no signal peptide <400> 5 Met Ala Glu Leu Asp Phe Ser Lys Trp Lys Thr Arg Gln Pro Gly Glu 1 5 10 15 Leu Arg Ala Pro Cys Pro Ala Met Asn Ser Leu Ala Asn His Gly Phe 20 25 30 Ile Gln Arg Asp Gly Lys Asn Ile Thr Val Glu Gly Leu Thr Pro Val 35 40 45 Leu Lys Glu Val Phe His Leu Ser His Glu Leu Ala Phe Thr Val Ser 50 55 60 Gln Leu Gly Leu Phe Thr Ala Leu Asp Pro Ser Lys Gly Val Phe Thr 65 70 75 80 Leu Gln Asp Leu Thr Asp Arg His Asn Val Phe Glu His Asp Ala Ser 85 90 95 Leu Ser Arg Glu Asp Ala Lys Phe Gly Gly Asp Gln Ser Val Leu His 100 105 110 Lys Gly Gln Phe Gln Lys Phe Met Asp His Phe Lys Gly Glu Lys Tyr 115 120 125 Ile Ser Phe Glu Ala Ala Ala Lys Ala Arg Tyr Ala Met Val Gln Asp 130 135 140 Ser Arg Lys Arg Asn Pro Asp Phe Thr Tyr Asp Val Thr His Arg Ile 145 150 155 160 Thr Ser Tyr Gly Glu Thr Ile Lys Tyr Leu Arg Thr Ile Val Glu Pro 165 170 175 Ser Thr Gly Lys Cys Pro Val Asp Trp Ile Lys Ile Leu Phe Glu Gln 180 185 190 Glu Arg Leu Pro Tyr Asn Glu Gly Trp Arg Pro Pro Thr Asn Glu Leu 195 200 205 Ser Gly Phe Ser Leu Ala Ser Glu Val Leu Glu Leu Ala Leu Ile Thr 210 215 220 Pro Glu Lys Leu Pro Val Asp Glu Cys Leu Gly Lys Gly Lys Gly Lys 225 230 235 240 Gly Asn Cys Lys Arg Arg Arg Ser Tyr Leu Gly Ile 245 250 <210> 6 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer - F3 <400> 6 gtgccgcgcg gcagccatat ggctgagttg gatt 34 <210> 7 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer - R3 <400> 7 aatccaactc agccatatgg ctgccgcgcg gcac 34 <210> 8 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer - F2 <400> 8 catatttggg catataactc gagcaccacc acca 34 <210> 9 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer - R2 <400> 9 tggtggtggt gctcgagtta tatgcccaaa tatg 34

Claims (8)

서열번호 5의 아미노산 서열을 포함하는 산소 첨가 효소.
An oxygenation enzyme comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5.
청구항 1에 있어서,
상기 산소 첨가 효소는 곰팡이 포도스포라 안세리나(Podospora anserina) S mat+ 유래인 것인 산소 첨가 효소.
The method according to claim 1,
The oxygenation enzyme is a fungus Podospora anserina ( Podospora anserina ) Oxygenation enzyme derived from S mat +.
청구항 1에 있어서,
상기 산소 첨가 효소는 톨루엔(Toluene), 아토르바스타틴(atorvastatin), 프로게스테론(Progesterone), 모나콜린(monacolin) J, 플로레틴(Phloretin) 및 나린진(Naringin) DC로 이루어진 군에서 선택된 1종의 기질에 산소를 첨가하는 것인 산소 첨가 효소.
The method according to claim 1,
The oxygenation enzyme is toluene (Toluene), atorvastatin (atorvastatin), progesterone (Progesterone), monacolin (monacolin) J, phloretin (Phloretin) and naringin (Naringin) to oxygen to one substrate selected from the group consisting of DC Oxygenation enzyme to be added.
청구항 1의 산소 첨가 효소를 암호화하는 폴리뉴클레오티드.
A polynucleotide encoding the oxygenation enzyme of claim 1 .
청구항 4의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터.
An expression vector comprising the polynucleotide of claim 4.
청구항 5의 발현 벡터가 도입된 형질전환체.
A transformant into which the expression vector of claim 5 is introduced.
청구항 6에 있어서,
상기 형질전환체는 대장균인 것인 형질전환체.
7. The method of claim 6,
The transformant is an E. coli transformant.
청구항 6의 형질전환체를 배양하는 단계를 포함하는 산소 첨가 효소의 생산 방법.
A method for producing an oxygenation enzyme comprising the step of culturing the transformant of claim 6.
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