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출아효모에서 xylitol dehydrogenase (XYL2)의 최적 생산을 위한 발현 시스템 구축
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2017
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Korean
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1403-1409(7쪽)
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본 연구에서는 lignocellulosic biomass (xylose)의 부가가치를 높이고 효율적인 활용을 위해 xylitol dehydrogenase를 Saccharomyces cerevisiae 숙주세포에서 분비 생산하고자 하였다. 먼저 S. cerevisiae와 Pichia stipitis유래 XYL2 유전자(S.XYL2 and P.XYL2 gene)의 발현 시스템을 구축하기 위하여 GAL10 promoter와 ADH1 promoter하류에 각각 mating factor α (MFα) signal sequence와 XYL2유전자를 가진 pGMFα-S.XYL2, pGMFα-P.XYL2, pAMFα-S.XYL2와 pAMFα-P.XYL2 plasmid를 구축하였다. 각각의 plasmid는 S. cerevisiae SEY2102△trp1 균주에 형질전환되었고, 생산된 xylitol dehydrogenase의 활성을 조사해 본 결과, GAL10 promoter가 ADH1 promoter보다 XYL2유전자의 발현에 더욱 적합함을 확인 할 수 있었다. 또한 P. stipitis 유래의 xylitol dehydrogenase효소 활성이 S. cerevisiae 유래의 효소 활성보다 2배 이상 더 높았으며, 활성의 증가를 위해 두 유전자 모두 cofactor로 NAD+에 의존한다는 것을 확인하였다. 재조합 유전자가 가지는 분비서열에 의해 SEY2102△trp1/pGMFα-P.XYL2 균주에서 xylitol dehydrogenase의 약 77%는 periplasmic space로 분비 발현되었음을 알 수 있었다. 또한 재조합 xylitol dehydrogenase의 효율적인 생산을 위해 탄소원의 영향을 조사해본 결과, glucose 단독보다 glucose와 xylose를 혼합 배양한 경우에서 효소활성이 최대 41% 정도 증가되었음을 확인 할 수 있었다. 본 연구에서 최적화한 발현 시스템 및 배양 조건은 xylose 뿐만 아니라 다양한 biomass를 이용한 유용물질 생산을 위한 관련 단백질의 발현 분비시스템 구축 및 대량생산에도 응용될 수 있을 것이라 생각된다.
더보기In this study, the xylitol dehydrogenase (XYL2) gene was expressed in Saccharomyces cerevisiae as a host cell for ease of use in the degradation of lignocellulosic biomass (xylose). To select suitable expression systems for the S.XYL2 gene from S. cerevisiae and the P.XYL2 gene from Pichia stipitis, pGMFα-S.XYL2, pGMFα-P.XYL2, pAMFα-S.XYL2 and pAMFα-P.XYL2 plasmids with the GAL10 promoter and ADH1 promoter, respectively, were constructed. The mating factor α (MFα) signal sequence was also connected to each promoter to allow secretion. Each plasmid was transformed into S. cerevisiae SEY2102△ trp1 strain and the xylitol dehydrogenase activity was investigated. The GAL10 promoter proved more suitable than the ADH1 promoter for expression of the XYL2 gene, and the xylitol dehydrogenase activity from P. stipitis was twice that from S. cerevisiae. The xylitol dehydrogenase showed NAD<SUP>+</SUP>-dependent activity and about 77% of the recombinant xylitol dehydrogenase was secreted into the periplasmic space of the SEY2102△trp1/pGMFα-P.XYL2 strain. The xylitol dehydrogenase activity was increased by up to 41% when a glucose/xylose mixture was supplied as a carbon source, rather than glucose alone. The expression system and culture conditions optimized in this study resulted in large amounts of xylitol dehydrogenase using S. cerevisiae as the host strain, indicating the potential of this expression system for use in bioethanol production and industrial applications.
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연월일 | 이력구분 | 이력상세 | 등재구분 |
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2027 | 평가예정 | 재인증평가 신청대상 (재인증) | |
2021-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (재인증) | KCI등재 |
2018-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2015-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2011-08-03 | 학술지명변경 | 외국어명 : Korean Journal of Life Science -> Journal of Life Science | KCI등재 |
2011-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2009-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2007-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2004-01-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | KCI등재 |
2003-01-01 | 평가 | 등재후보 1차 PASS (등재후보1차) | KCI후보 |
2001-07-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
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2016 | 0.37 | 0.37 | 0.42 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.43 | 0.43 | 0.774 | 0.09 |
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