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YPS7 유전자가 결핍된 효모를 이용한 재조합 인간혈청알부민 생산 연구

Production of recombinant human serum albumin in yps7-disrupted yeast strain

초록/요약

인간혈청알부민(HSA)은 인간의 혈장에 풍부하게 존재하는 단백질로써, 의약용 단백질로 주로 쓰이고 있다. 혈액으로부터 생산되는 알부민은 병원균 감염의 위험이 존재하고, HSA의 수요량을 충족하지 못함에 따라, 재조합 HSA (rHSA)의 발현 시스템 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 분비과정에서 재조합단백질의 접힘과 전달을 도와줌으로써 분비발현을 도와주는 분비증진인자인 Translational fusion partner(TFP)을 이용하여 자체 시그널 펩타이드를 이용하여 발현하는 것보다 발현량이 두배 증가된 재조합 효모 Saccharomyces cerevisiae 균주를 개발하였다. 그러나, 효모에서 HSA을 생산할 때, 발효과정에서 단백질분해효소에 의하여 일부 HSA가 분해가되는 문제가 발생하였다. 이 문제를 해결하기 위하여 6개의 yapsin family 단백질분해효소가 각각 결실된 균주를 제작하였고 이들 균주에서 알부민 분비발현을 비교하였다. YPS1, YPS7 유전자가 결실된 균주에서 알부민이 잘려지는 것이 감소하였으며, 특히 YPS7 유전자 결실 균주에서 야생균주에 비해, 분해되는 HSA양이 35% 감소하였다. 따라서 효모에서 발현된 알부민의 분해에는 Yps1p, Yps7p가 관여하는 것을 확인하였다. 생산된 HSA은 Ligand-binding assay을 통해, 사람혈액에서 추출된 알부민과 기능적으로 동일한 단백질임을 확인하였다.

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초록/요약

Since human serum albumin (HSA) is the major protein component of human plasma, it has been widely used as a medicinal protein. Development of an alternative recombinant HSA production system has been required because HSA produced from human plasma contains a potential risk of infection by blood-derived pathogens and human plasma supply can not cope with the demand for HSA. In this study, we developed a recombinant yeast Saccharomyces cerevisiae hyper-secreting HSA by employing target-protein specific translational fusion partner (TFP). TFP is a kinds of secretion enhancer consisted with signal peptide and pro-peptide promoting folding and trafficking of cargo proteins in the secretion pathway. When the N-terminal 125 amino acids of Srl1p was used as a TFP, the amount of secreted HSA was increased about two fold compared to secretion with native secretion signal. However a considerable amount of HSA was produced as truncated forms (45kDa) by proteolytic degradation during fermentation. To this problem, six proteases genes of yapsin family were disrupted respectively and secretion of HSA was compared in these strains. Reduced degradation of HSA was observed in yps1, yps7 mutant strains implying these protease are responsible for proteolytic degradation of HSA. Especially in the yps7 disruption strain, the degradation was reduced about 35% compared to the wild type. The functional-identity of the produced HSA with albumin from human serum was confirmed by the ligand-binding assay.

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