방향적 진화로 개량된 Desulfovibrio vulgaris 유래 carbonic anhydrase의 NEXT 태그 융합에 의한 대장균 재조합 발현 향상

Abstract

CO2 수화 효소인 carbonic anhydrase (CA)는 CO2 포집을 가속화하는 친환경적이고 경제적인 촉매로 많은 주목을 받고 있다. CO2 포집 설비 내의 고온 환경을 견디기 위해서 안정한 CA가 요구된다. Desulfovibrio vulgaris 유래의 개량된 β-CA (DvCA10)는 가장 안정한 CA의 하나이다. 그러나 산업적 적용을 위해 DvCA10의 낮은 발현량을 극복해야 한다. 본 연구에서는 무정형 펩타이드 태그인 NEXT 태그를 DvCA10의 N 말단에 융합하여 수용성 발현을 향상시켰다. Flexible linker를 사이에 두고 NEXT 태그를 융합한 결과, 태그가 없는 DvCA10에 비해 DvCA10의 수용성 발현량이 6배 향상되었으며 이는 NEXT 태그의 강력한 성능을 보여준다. NEXT-DvCA10의 활성은 DvCA10보다 20% 낮았지만, 두 효소의 80℃에서의 고온 안정성은 거의 동일하였으며 biphasic inactivation kinetics를 보였다. 이 결과는 NEXT 태그가 DvCA10의 효소 특성을 손상시키지 않고 생산 수율을 개선할 수 있음을 보여준다. NEXT 태그가 융합된 DvCA10은 향후 산업적 CO2 포집에 경제적이고 실용적인 효소로 사용될 것으로 기대된다.