earticle

영어

The nar promoter of Escherichta coli, which is maximally induced under anaerobic conditions in the presence of nitrate, was characterized to see whether the nar promoter cloned onto pBR322 can be used as an expression promoter. The modified nar promoter, in which several bases in the -10 region was mutated to the consensus sequence by site-directed mutagenesis, was characterized in E. coli, on which chromosome the fnr gene affecting expression of the nar promoter according to dissolved oxygen level was mutated. The E. coli lacZ gene was used as a reporter gene. The following effects were investigated to find optimal conditions to induce the modified nar promoter: induction methods, optimal nitrate concentrations, the amount of B-galactosidase expressed at the different growth conditions, and induction characteristics. The following results were obtained from the experiments : expression of B-galactosidase from the modified nar promoter was not affected much by nitrate concentrations. The maximal specific B-galactosidase activity was obtained when E. coli was grown under aerobic conditions, and then the modified nar promoter was induced at OD600=2.2 under microaerobic conditions (DO=1∼2%), under which conditions the maximal specific B-galactosidase activity was 13,000 Miller units. However, the specific B-galactosidase activity was approximately 6,000 Miller units even before the modified nar promoter was induced. Therefore, the modified nar promoter seemed to be useful when the cloned gene wants to be expressed in E. coli constitutively.

한국어

본 연구에서는 질산염(nitrate) 존재하에서 혐기 조건이 되면 최대로 발현되는 변형된 naT 프로모터 를 대장균내에서 단백질을 대량 생산하기 위한 발현 운반체로 쓰일 수 있는지를 조사하였다. 이를 위해 용존산소농도에 따라 naT 프로모터의 유도에 영향을 미치는 염색체 fnT 유전자가 발현되지 못하는 대장 균(ES200l)에 pBR322 플라스미드에 프로모터상 의 10 지역에서 특정부위돌연변이화에 의해 con­s sensus sequence로 바핀 변형된(modified) naT 프 로모터(pMW616)가 도입되어 있는 계(pMW616/ E ES2001 )가 이용되었다. 이 변형된 naT 프로모터의 하류에는 구조유전자(structural gene) 인 질산염 환 원효소대 신에 B-galactosidase를 발현하는 lacZ 유 전자가 클로닝되어 있다. 이 변형된 naT 프로모터의 유도에 대한 최적조건을 찾기 위해 변형된 naT 프로 모터를 유도시키는 방법, 변형된 naT 프로모터가 최 대로 유도되는 질산엽의 농도, 말현된 galactosid a ase의 양 빛 변형된 naT 프로모터가 유도되는 특성 들이 조사되었다. 이에 대한 실험으로부터 다음과 같은 결론들이 얻어졌다; 이 변형된 naT 프로모터로 부터 B-galactosidase의 말현은 질산염의 농도에 의 해서는 크게 영향을 받지 않았다. 한편, 변형된 naT 프로모터로부터 B-galactosidase의 말현은 성장단계 에서 대장균을 호기상태에서 OD600이 약 2.27~ 될 때까지 키우다가 유도시 혐기상태로 만드는 것이 가 장 유리하였으며, 이 때 발현된 B-galactosidase의 비활성도는 약 13,000 Miller unit였다. 하지만, 이 변형된 naT 프로모터는 이켓을 유도시키기 전에도 발현된 B-galactosidase의 비활성도가 약 6,000 M Miller unit로 매우 높음으로 인하여 이 변형된 naT 프로모터는 원하는 단백질을 유도성보다는 구성적으 로 발현시키는데 더 적합한 프로모터였다.