Characterization of Recombinant PolyG-Specific Lyase from a Marine Bacterium, Streptomyces sp. M3

전 연구에서 해양세균 Streptomyces sp. M3의 새로운 alginate 분해효소를 signal peptide가 제거된 상태로 클로닝하고 E. coli BL21 (DE3) 균에 형질전환시켰다. 본 연구에서는 배양할 때 IPTG를 첨가하여 M3 alginate 분해효소 단백질을 과발현시키고 Ni-Sepharose 친화력 chromatography로 정제하여 생화학적 성질을 조사하였다. 기질특이성을 시험하기 위한 235 nm에서의 흡광도와 TLC 분석 결과로부터 M3 alginate 분해효소가 polyG block에 기질특이성을 나타냄을 알 수 있었다. M3 분해효소를 기질과 10분 동안 반응시켰을 때, 최적 pH 및 최적온도는 pH 9 및 $60^{\circ}C$이었다. 1 mM $Ca^{++}$ 및 $Mn^{++}$은 alginate 분해활성을 2배 증가시킨 반면 $Hg^{++}$ 및 $Zn^{++}$는 분해활성을 완전히 저해하였다. $Mg^{++}$, $Co^{++}$, $Na^+$, $K^+$, 및 $Ba^{++}$은 M3 alginate 분해효소의 활성에 거의 영향을 미치지 않았다.

A new alginate lyase gene of marine bacterium Streptomyces sp. M3 had been previously cloned in pColdI vector and transformed into E. coli BL21 (DE3). In this study, M3 lyase protein without signal peptide was overexpressed by induction with IPTG and purified with Ni-Sepharose affinity chromatography. The absorbance at 235 nm of the reaction mixture and TLC analysis showed that M3 alginate lyase was a polyG-specific lyase. When M3 lyase was assayed with substrate for 10 min, optimum pH and optimum temperature were pH 9 and $60^{\circ}C$. For the effect of 1mM metal ion on M3 lyase activity, $Ca^{++}$ and $Mn^{++}$ ions increased the alginate degrading activity by two-fold, whereas $Hg^{++}$ and $Zn^{++}$ ions inhibited the lyase activity completely. $Mg^{++}$, $Co^{++}$, $Na^+$, $K^+$, and $Ba^{++}$ did not show any strong effects on alginate lyase activity.