Expression of Human Lactoferrin Gene and Secretion in Saccharomyces diastaticus YIY345

효모 Saccharomyces diastaticus YIY 345에서의 Human Lactoferrin 유전자 발현 및 분비

The expression and secretion of human lactoferrin (hLf) in Sacclnromyces diastaticus were performed. 1. For the secretion of hLf in yeast, recombinant plasmid pYEGLf was constructed using promoter, secretion signal sequence of glucoamylase I gene (STA1) and transcriptional terminator of GAL7 gene. 2. Each correct recombinant plasmid was selected by mini-preparation of plasmid DNA from E coli transformant and restriction enzyme digestion analysis. The selected plasmids, pYEGLf, were transformed into S. diastaticus YIY345 as a expression host, respectively. 3. Western blot analysis using rabbit anti-hLf was carried out to identify expressed hLf. Positive signals were shown in culture supernatant of pYEGLf transformant. 4. About $100{\mu}g-1mg$ of concentrated culture supernatant of positive clone were loaded on paper disc and tested for the antimicrobial activity against E coli. However, no activity was observed. We concluded that this fact results from low concentration of hLf secreted from yeast, compared with the fact that MIC of hLf is as high as $3mg/m{\ell}$. Therefore, the purification of secreted hLf may be require to investigate the antimicrobial activity. From this study, the feasibility of low-cost production of sufficient quantities of human lactofferin for nutritional and therapeutical applications were suggested.

본 연구에서는 인간에게 유용한 여러 생리적 기능을 갖는 Human lactoferrin (hLf)을 대량생산할 목적으로 동물 세포의 단백질을 안정하게 생산 및 분비할 수 있는 진핵생물인 효모 sacduraromyces diastaticus YIY345에 hLf 유전자를 도입하여 hLf의 발현 및 분비를 시도하였다. 1. hLf의 발현 및 분비를 위하여 STA1 (S. diasticus glucoamylase) 유전자의 promoter 및 분비 신호와 hLf 전사 종결을 위한 GAL7(galactose utilizing gene) transcriptional terminator하에 재조합 plasmid pYEGLf를 제작하였다. 2. 제작한 plasmid를 선별하고 증폭하기 위하여 대장균에 형질 전환하였고 대장균 형질전환체로부터 plasmid를 분리하여 적당한 제한 효소로 처리하고 크기를 확인하였다. 최종적으로 선별된 plasmid는 효모 S. diastaticus YIY345에 형질 전환시켜 효모 형질전환체를 얻었다. 3. 효모 형질전환체를 Western hybridization으로 단백질 수준에서 분석한 결과 pYEGLf가 도입된 형질전환체에서 hLf가 생산되어 세포외로 분비되었다. 4. hLf가 발현된 효모 형질전환체의 배양상등액을 paper disc법을 이용하여 E.coli에 대한 항균 효과를 측정하였으나 관찰할 수 없었다. E.coli에 대한 hLf의 MIC (minimal inhibitory concentration)는 약 $3000{\mu}g/m{\ell}$에 비해 효모에서 분비하는 hLf의 양은 상당히 적으므로 항균효과를 측정하기 불가능하다. 그러므로 정제 단계를 거쳐 더 높은 농도로 처리해야 할 것이다.