Nucleotide Sequence of the Penicillin G Acylase Gene from Bacillus megaterium and Characteristics of the Enzyme

Bacillus megaterium에서 발견된 Penicillin G Acylse 유전자의 염기서열과 그 효소의 특성

The complete nucleotide sequence of the cloned pga gene encoding the penicillin G acylase of Bacillus megaterium ATCC 14945 and its 5'- and 3'-flanking regions was determined. The sequence revealed only one large open reading frame (2,406 hp) of the penicillin G acylase (pga) gene. Upstream from ATG of the pga gene, there was a putative ribosome binding site, Shine-Dalgarno sequence. The promoter-like structure, - 10 and - 35 sequences, was also found. Following the stop codon, TAG, a structure reminiscent of the E. coli rho-independent transcription terminator was present. The amino acid sequence was deduced from the nucleotide sequence. The molecular mass of the polypeptide was 91,983 Da. There was a potential signal sequence in its amino-terminal region. A comparison of its deduced amino acid sequence with other characterized penicillin G acylases and the result of SDS-polyacrylamide gel electrophoresis of the purified enzyme showed that a precursor polypeptide of 92 kDa was processed into two dissimilar ${\alpha}$ and ${\beta}$-subunits of 25 and 61 kDa.

Bacillus megaterium ATCC 14945의 penicillin G acylase 유전자의 염기배열을 결정하였다. 이 유전자에는 2,406 염기쌍으로 이루어진 하나의 open reading frame이 존재하는데, 개시코돈의 5' 위쪽에서 Shine-Dalgarno 배열과 promoter로 여겨지는 부분을 발견하였으며, 종결코돈의 3' 아래쪽에서 rho-independent한 전사종결체와 dby사한 구조를 발견하였다. 염기배열로부터 폴리펩티드의 아미노산 배열을 유추하였다. 이 폴리펩티드의 분자량은 91,983 Da이었으며, 아미노 말단 부이에 signal sequence가 존재하였다. 이 아미노산 배열을 여러 다른 penicillin G acylase의 아미노산 배열과 비교하고 분리 정제한 효소를 SDS-polyacrylamide gel 전기영동으로 분석한 결과로부터 이 효소는 92kDa의 전구체로 해독된 후 processing 과정을 거쳐 각각 25kDa과 61kDa의 ${\alpha}$-, ${\beta}$-단위체로 구성됨을 알 수 있었다.