Transcript E. coli

Chapter 13. Production of
protein from cloned genes
-
1929년
Alexander Fleming
Penicillium
항생물질 대량생산
• 생명공학 산업
- Batch culture
(일괄처리 배양)
- Continuous culture
(연속배양)
• 박테리아에 의한 동물
단백질 생성 개요
• E.coli에서 유전자 발현을 위한 가장 중요한 세가지 신호
1. Promoter ; - 유전자의 전사가 시작되는 지점을 표시
- 시그마 단위체 ( subunit)에 의해 인식
2. Terminator ; - 전사가 끝나는 유전자상의 끝지점
- Stem loop structure
3. Ribosome binding site ; - ribosome이 mRNA와 결합하는 위치
; consensus sequences (일치서열)
• Typical promoter sequence for E. coli and animal genes
- E. coli의 RNA polymerase가 human promoter에 결합되지 않는다.
• The production of recombinant
protein ;
- Expression vectors
- 발현벡터
• Promoter
- Expression vector에
중요한 구성 요소
. 유전자 발현 조절
. mRNA 합성속도를 조절
• 발현벡터 제작
1. Promoter의 전사능력
- Strong promoter ;
높은 전사량
- Weak promoter
• 발현벡터 제작
2. Promoter의 조절방법
- 유도성 유전자
- 억제성 유전자
• lac promoter ;
- IPTG에 의해 전사 유도
• trp promoter ;
- Tryptophan에 의해 전사억제
- Indoleactic acid에 의해
전사 유도
• tac promoter ;
- trp + lac promoter
- IPTG에 의해 유도
• PL promoter ;
- cI 유전자 (temp.-sensitive)
- >30oC , 전사 유도
- < 30oC, 전사 억제
• A typical cassette vector
• Gene fusion
1. Ribosome binding site의
2차구조 방지
2. Fusion protein의 안정화
3. 숙주세포에 의한 fusion protein의
분해 방지
4. E.coli signal peptide, 특정위치
5. Affinity chromatography 를 이용,
단백질 회수 및 정제가 쉽다.
• Foreign protein recovery
- Cyanogen brimide ; methionine
- Thrombin ; arginine
• General problems with the production of
recombinant protein in E. coli
1. 외래유전자의 염기서열로 인한 문제들
- 대장균에서 intron을 자를 수 없다.
Ex) cDNA 이용
- 종결신호로 작용하는 유사 염기서열
Ex) oligonucleotide-directed mutagenesis
- 유전자의 codon usage
Ex) E.coli의 tRNA 변형
2. 숙주로서의 대장균의 한계성
- 대장균이 재조합단백질을 정확하게
processing 하지 않을 수도 있다.
Ex) 동물 단백질; glycosylation
- 대장균이 재조합단백질을 정확하게
folding 하지 않을 수도 있다.
Ex) inclusion body 형성; 불활성화
- 대장균이 재조합단백질을 분해시킬 수도
있다.
• Recombinant protein from
yeast & filamentous fungi
-
GAL promoter ; galactose
PHO5 promoter ; 인산의 양
CUP1 promoter ; 구리
AOX promoter ; methanol,
알코홀 산화효소
- Glucoamylase promoter ;
Starch에 의해 전사 유도
Xylose에 의해 전사 억제
- Cellobiohydrolase promoter;
cellulose
A typical glycosylation
• Protein production in insect cells
- Baculoviruses ; 곤충에서는 흔하지만 척추동물은 감염시키지 않는다.
Polyhedrin 유전자 ; neclear inclusion body, 전체 세포단백질의 50%
• Pharming
• -lactoglobulin promoter ;
- Mammary tissue activity
- 우유로 분비
- 많은 양의 단백질 생산
- 정제하기가 쉽다.