대장균에서 항균 펩타이드 stomoxyn을 생산하기 위한 형질전환 벡터 제작 (Construction of a Plant Chloroplast Transformation Vector to Produce the Antimicrobial Peptide Stomoxyn)

서지정보

· 발행기관 : 한국생명과학회
· 수록지 정보 : 생명과학회지 / 34권 / 7호 / 493 ~ 499페이지
· 저자명 : 고진규, 길현호, 김순영

초록

항균 펩타이드는 동물과 식물이 가지고 있는 고유의 항균 물질로 적은 양으로도 강한 항균활성을 나타내며 이외에도 항바이러스, 항산화 등 다양한 기능을 가지고 있다. 식물은 물과 햇빛으로 키울 수 있어 적은 비용으로 대량 생산이 가능하다. 식물의 엽록체를 형질전환 시켜 항균 펩타이드를 생산하면 단백질 발현량이 증가하고 꽃가루에 의한 유전자 이동이 일어나지 않기 때문에 생태계가 오염될 가능성이 적다. 그러나 형질전환 된 엽록체를 이용하여 재조합 단백질을 생산하면 단백질이 분해되고 용해도가 감소한다. 이를 해결하기 위해 융합 단백질 종류 중 하나인 SUMO를 발현시킬 재조합 단백질과 융합하여 제작하였다. 항균 펩타이드 stomoxyn은 침파리(stable fly)에 있는 항균물질이다. Stomoxyn은 α-helix 구조이고 양친매성이어서 박테리아 세포막에 부착된 후 세포막을 용해시킨다. 본 연구에서는 stomoxyn을 식물 엽록체와 대장균에서 발현시키기 위한 형질전환 벡터를 제작하였고, 이 벡터를 이용하여 대장균에서 stomoxyn의 발현을 확인하였다. 대장균에서 발현된 stomoxyn을 nickel column과 SUMOase를 처리하여 정제한 후 agar diffusion assay를 이용하여 항균 활성을 확인하였다. 또한 식물 엽록체에서 벡터의 삽입을 확인하기 위해 EGFP 유전자를 사용하여 확인하였다.

영어초록

Antimicrobial peptides are antimicrobial substances inherent in animals and plants, with strong antibacterial activity even in small amounts and with various other functions such as antiviral and antioxidant actions. Plants can be grown with just water and sunlight, allowing for their mass production at low costs. However, transforming a chloroplast into one that produces antimicrobial peptides, rather than growing plants, increases the amount of protein expression and minimizes contamination of the ecosystem because gene transfer by pollen does not occur. In that context, using transgenic plant chloroplasts to produce recombinant proteins increases protein degradation and reduces the solubility of proteins. To solve this problem, we fused SUMO, a fusion protein, with a recombinant protein. We also used a 6xHis tag to purify the fusion protein. The antimicrobial peptide stomoxyn is an antibacterial substance found in stable flies. Stomoxyn has an α-helix structure and is amphiphilic, which allows it to dissolve bacterial cell membranes. In this study, we constructed a transformation vector to express stomoxyn in both plant chloroplasts and Escherichia coli and used this vector to confirm the expression of stomoxyn in E. coli. The expression of the protein was then confirmed in E. coli using a transformation vector. The expressed stomoxyn was purified by nickel column and SUMOase treatment, and its antibacterial activity was confirmed using an agar diffusion assay. The EGFP gene was used to ensure that the transformed vector was inserted into the chloroplast.

참고자료

· 없음