Optimization of the ${\beta}$-galactosidase Polypeptide Length for the Overproduction of Fusion Proteins in E. coli.

국문 초록 (Abstract)

대장균 내에서 융합단백질을 다량 생산하기 위한 발현벡터들이 개발되었다. 이들 플라스미드 벡터들은 tac 전사활성화 서열, 베타갈락토시다제의 아미노 말단을 코우드하는 뉴클레오티드 서열 그리고 그의 3'말단에 클로닝 부위로서 폴리링커를 지니고 있다. 대장균 MC1061 균주를 이들 플라스마드로 형질전환 시키고 재조합 단백질의 생산을 유도하였을 때 절단된 베타갈락토시다제 폴리펩티드의 양은 전체 세포단백질의 25-60% 정도가 되었다. 이렇게 생산된 재조합 단백질들은 세포내에서 함유체 (inclusion body) 상태로 축적되었다. 이들 플라스미드에 의해 생산되는 폴리펩티드의 수율을 조사하였을 때 길이가 짧을수록 수율이 올라감을 알 수 있었는데, 길이가 280개 아미노산 정도일 때 최대의 수율(60%)을 나타냈다. 하지만 pCT30 플라스미드에서와 같이 길이가 200개 아미노산 정도로 너무 짧아지면, 수율이 현저하게 감소하였다. 이 pCT30 플라스미드의 베타갈락토시다제 서열의 3'말단에 간염 바이러스의 pre-S2 서열을 연결시켜, 생산되는 융합 폴리펩티드 길이를 260개 아미노산으로 늘어나게 하였을 때 융합 단백질의 수율은 다시 총 세포 단백질의 50% 이상으로 증가하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Plasmid vectors for cloning and directing the synthesis of large amounts of fusion proteins in E. coli were constructed. These plasmids carried tac promoter, the coding sequence of amino terminal portion of ${\beta}$-galactosidase, and the polylinker region at the 3'-end of truncated lacZ. When E. coli MC1061 cells were transformed with these plasmids, 25-60% of the total cellular proteins were represented by the lacZ polypeptides. The overproduced proteins formed inclusion bodies inside the cells. When the amounts of recombinant proteins produced by these plasmids were examined, the higher yield was observed with those of shorter lacZ polypeptides. The length of recombinant polypeptide with the maximum yield (60%) was about 280 amino acids long. However, when the length of ${\beta}$-galactosidase decreased to 200 residues as in pCT30 vector, the yield of recombinant proteins decreased dramatically. When the length of polypeptide increased again to 260 residues by fusing pre-S2 sequence of hepatitis B virus to lacZ sequence in pCT30, the yield of fusion polypeptides increased to over 50% of total cellular proteins.