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Chromohalobacter sp. HS-2 유래 수산화효소 유전자 내포 재조합 대장균을 이용한 hydroxybenzoate의 전환

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Author(s)
임성훈
Issued Date
2009
Abstract
Chromohalobactersp. strain HS-2 was isolated from salted fermented clams and analyzed for the ability to grow on (hydroxy)benzoate as the sole carbon and energy source. HS-2 was characterized to be moderately halophilic, with an optimal NaCl concentration of 10%. The genes encoding the benzoate metabolism of HS-2 were cloned into a cosmid vector, sequenced, and then analyzed to reveal the benzoate dioxygenase (benABC), p-hydroxybenzoate hydroxylase gene (pobA) and m-hydroxybenzoate hydroxylase gene (mobA). The HS-2 genes involved in (hydroxy)benzoate degradation were clustered within approximately 39 kb region, and showed quite a different genetic organization from those of other benzoate catabolic genes. The benABC, pobA, mobA genes were cloned into the expression vector pEXP5-CT/TOPO. The expressed BenABC, PobA, MobA were analyzed by SDS-PAGE and the specific bands were confirmed. The HPLC and LC-MS/MS analysis revealed that resting cells of E. coli BL21 (DE3) harboring benABC, pobA, mobA oxidized 3-chlorobenzoate to 4-chlorocatechol, p-hydroxybenzoate to protocatechuate and m-hydroxybenzoate to protocatechuate, respectively. To enhance the conversion rate, pKJE7 chaperone (dnaK-dnaJ-grpE) were co-expressed with E. coli harboring pobA and mobA genes, respectively. The pobA and mobA genes expressed higher level of protein than without pKJE7. And bioconversion of high concentration of m, p-hydroxybenzoate to protocatechuate by co-expression of pobA with pKJE7.
Alternative Title
Bioconversion of hydroxybenzoate using recombinant E. coli harboring hydroxylase genes from Chromohalobacter sp. HS-2
Alternative Author(s)
Im, Seong Hun
Affiliation
조선대학교 일반대학원
Department
일반대학원 환경공학과
Advisor
김시욱
Awarded Date
2009-08
Table Of Contents
제 1 장 서 론 1
1. 연구 배경 1
2. 연구 동향 3
3. 연구 목표 4
제 2 장 실험 재료 및 방법 10
제 1 절 실험 재료 10
1. 효소 및 시약 10
2. 사용 균주 및 플라스미드 10
3. 배지 조성 10
제 2 절 실험 방법 12
1. Chromosomal DNA extraction 12
2. Competent cell 제조 12
3. 플라스미드 DNA 분리 13
4. Aromacic oxygenase 유전자의 클로닝 14
1) Benzoate dioxygenase 유전자의 클로닝 14
가. benABC 유전자의 증폭 14
나. 제한효소 처리와 DNA 단편 분리 14
다. Ligation 15
라. benABC 유전자의 형질전환 15
마. 형질전환된 균체로부터 플라스미드 확인 15
2) p-hydroxybenzoate hydroxylase 유전자의 클로닝 15
가. pobA 유전자의 증폭 15
나. 제한효소 처리와 DNA 단편 분리 16
3) m-hydroxybenzoate hydroxylase 유전자 클로닝 16
가. mobA 유전자 증폭 16
나. 제한효소 처리와 DNA 단편 분리 16
5. 단백질 과발현 17
1) 단백질 과발현 유도 17
2) SDS-PAGE를 이용한 단백질 발현 확인 17
6. 재조합 대장균을 이용한 생물전환 18
7. HPLC에 의한 대사산물 분석 18
8. 재조합 대장균에서의 chaperone plasmid의 동시발현 18
1) 재조합 대장균에서의 chaperone plasmid의 동시발현 시스템 구축 18
2) L-arabinose의 농도에 따른 최적 과발현 조사 19
3) 단백질 과발현 유도 19
9. 효소 특성조사 20
1) PobA 단백질 정제 20
가. 초음파 파쇄기를 이용한 cell free extract의 제조 20
나. Ni-NTA column을 이용한 PobA 정제 20
다. PobA 단백질의 활성측정 20
제 3 장 결과 및 고찰 21
1. Aromatic oxygenase 유전자의 클로닝 21
2. benABC 유전자의 발현 및 생물전환 24
1) benABC 유전자의 발현 24
2) benABC 유전자를 이용한 생물전환 26
3. pobA 유전자의 발현 및 생물전환 28
1) pobA 유전자의 발현 28
2) pobA 유전자를 이용한 생물전환 30
4. mobA 유전자의 발현 및 생물전환 32
1) mobA 유전자의 발현 32
2) mobA 유전자를 이용한 생물전환 34
5. 재조합 대장균에서 chaperone plasmid의 동시발현 시스템 구축 36
6. pobA 유전자와 chaperone plasmid의 동시발현 및 생물전환 38
1) pobA 유전자와 chaperone plasmid의 동시발현 38
2) L-arabinose 농도가 동시발현에 미치는 영향 40
3) pobA와 pKJE7이 동시발현된 재조합 대장균을 이용한 생물전환 42
7. mobA 유전자와 chaperone plasmid의 동시발현 및 생물전환 44
1) mobA 유전자와 chaperone plasmid의 동시발현 44
2) L-arabinose 농도가 동시발현에 미치는 영향 46
3) mobA와 Chaperone plasmid가 동시발현된 재조합 대장균을 이용한 생물전환 48
8. Ni-NTA spin column을 이용한 pobA 유전자 정제 51
제 4 장 결 론 53
참고문헌 54
Degree
Master
Publisher
조선대학교 대학원
Citation
임성훈. (2009). Chromohalobacter sp. HS-2 유래 수산화효소 유전자 내포 재조합 대장균을 이용한 hydroxybenzoate의 전환.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/8212
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000238275
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
Authorize & License
  • AuthorizeOpen
  • Embargo2009-08-04
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