Candida fermentati SI의 exo-β-(1,3)-glucanase 유전자의 클로닝 및 그 특성

본 연구에서는 C. fermentati SI가 생산하는 isoflavone 배당체 가수분해 효소를 클로닝하여 염기 서열을 밝힌 뒤 P. pastoris X-33에 형질전환하여 재조합 효소의 과발현을 시켰고, 또한 재조합 isoflavone 가수분해 효소의 효소학적 특성을 조사하였다. 재조합 isoflavone 가수분해 효소의 분자량은 약 50.4 kDa이었으며, Meyerozyma guilliermondii ATCC 6260의 exo-1,3-β-glucanase와 96%로 가장 높은 homology 를 나타내었다. exo-1,3-β-glucanase의 ORF는 pPICZA 벡터로 클로닝 후 P. pastoris X-33으로 형질전환을 하였으며, His6-tag을 이용하여 효소를 정제하였다. 정제된 효소는 citrate phosphate buffer pH 4.5에서 최적 활성을 나타내었으며, 효소의 최적 활성 온도는 40℃로 나타났다. 40℃이상에서는 효소의 활성이 급격하게 감소함을 확인 하였으며, pH안정성을 조사한 결과 비교적 넓은 범위인 4-8 사이에서 80%이상의 활성을 유지하였다. 따라서, 재조합 효소의 과발현을 통해 isoflavone aglycone의 효율적인 생산에 이용할 수 있을 것으로 사료된다. An isoflavone glucosidase that catalyzes the hydrolysis of isoflavone glucosides into glucose and corresponding aglycones was purified from Candida fermentati SI. The N-terminal sequence was determined to be GLNCDYCN. We designed degenerate primers on the basis of these amino acid sequences and successfully cloned the full structural gene sequence of the isoflavone glucosidase using inverse PCR. The exo β- (1,3)-glucanase gene consists of 1227 base-pair nucleotides, encoding a 408-amino-acid sequence that shares 41-96% amino acid homology with other yeast exo-β-(1,3)-glucanases belonging to glycoside hydrolase family 5. The recombinant exo-β-(1,3)-glucanase was expressed in Pichia pastoris X-33, using a pPICZA vector system, and further characterized. The molecular mass of the purified exo-β-(1,3)-glucanase was estimated by SDS-PAGE to be 47 kDa. The optimal pH and temperature were pH 4.5 and 40°C, respectively. The Km values of the purified exo-β-(1,3)-glucanase for daidzin and genistin were 0.12 mM and 0.14 mM, respectively. The Vmax values of the purified isoflavone glucosidase were 945.03 U/mg for daidzin and 835.92 U/mg and for genistin.