배경: 항생제 내성 세균에 대한 대안적 접근으로서 임상 사용을 위한 항균 펩타이드(AMPs)에 대한 수요가 증가하고 있음에도 불구하고, AMPs의 제조는 비용이 높고 소규모의 화학적 방법에 의존한다. 소형 유비퀴틴 관련 수정자(small ubiquitin-related modifier, SUMO) 태그는 발현 시스템에서 용해도를 증가시키고 분해를 방지함으로써 재조합 단백질의 수율을 향상시키는 데 산업적으로 실용적이다. 결과: 새 벡터 시스템인 pKSEC1이 항균 펩타이드를 생산하도록 설계되었으며, Escherichia coli와 같은 원핵 시스템 및 식물 엽록체에서 작동할 수 있다. 정제 목적을 위해 6xHis를 SUMO에 태깅하여 SUMO-융합 항균 펩타이드를 생산하였다. 꿀벌 유래 34-aa 길이의 항균 펩타이드인 아바에신(abaecin)을 새로운 벡터 시스템에서 6xHis-SUMO에 융합된 형태로 발현하여 항균 펩타이드의 원핵 발현 플랫폼을 평가하였다. 융합 서열은 세 가지 서로 다른 조합으로 코돈 최적화(codon-optimization)하였고, E. coli에서 발현하였다. 세 가지 조합 중 원래 SUMO 서열과 코돈 최적화된 abaecin을 조합한 경우가 가장 높은 발현 수준을 보였으며, 발현된 융합 단백질 대부분이 용해성 분획에서 검출되었다. sumoase에 의해 SUMO 태그를 절단하면 C-말단 결실을 동반한 29-aa 길이의 abaecin 유도체가 생성되었다. 그러나 이 abaecin 유도체는 여전히 표적 단백질인 DnaK에 대한 결합 서열을 보유하고 있었다. 29-aa 길이의 abaecin에 대한 항균 활성은 Bacillus subtilis에 대해 단독 또는 cecropin B와 병용하여 시험하였다. abaecin 유도체와 cecropin B를 병용한 경우, abaecin 단독에 비해 2~3배 더 큰 bacteriolytic 활성을 나타내었다. 결론: 적절한 코돈 최적화 전략을 동반한 SUMO 태그를 사용하면 숙주 세포의 생존성에 영향을 주지 않으면서 E. coli에서 항균 펩타이드를 생산하는 접근법이 될 수 있다.

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