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서열번호 1의 TodS 단백질에서, 하기 (a) 내지 (w)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 변이를 가지는 TodS 변이 단백질;(a) 46번 페닐알라닌을 알라닌 또는 세린으로 치환(b) 47번 발린을 알라닌 또는 류신으로 치환, (c) 49번 류신을 아스파틱산 또는 알라닌으로 치환, (d) 58번 글루탐산을 알라닌 또는 세린으로 치환, (e) 61번 글루타민을 류신, 알지닌 또는 알라닌으로 치환, (f) 63번 알라닌을 발린 또는 세린으로 치환, (g) 79번 페닐알라닌을 타이로신, 글루탐산 또는 류신으로 치환, (h) 84번 트립토판을 발린, 히스티딘 또는 알지닌으로 치환,(i) 85번 트립토판을 히스티딘, 알지닌, 또는 류신으로 치환, (j) 114번 아이소류신이 발린으로 치환,(k) 131번 류신을 아스파틱산으로 치환, (l) 146번 글루탐산을 알라닌 또는 류신으로 치환, (m) 148번 알지닌을 알라닌 또는 메티오닌으로 치환,(n) 619번 타이로신 및 620번 글루탐산을 알라닌으로 치환,(o) 617번 내지 623번 아미노산의 결손
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제1항에 있어서, 서열번호 1의 TodS 단백질에서 114번 아이소류신이 발린으로 치환된 TodS 변이 단백질은 톨루엔 및 m-자일렌으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 방향족 탄화수소 감지 센서용인 것인, TodS 변이 단백질
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제1항에 있어서, 서열번호 1의 TodS 단백질에서 61번 글루타민이 알지닌으로 치환된 TodS 변이 단백질은 톨루엔, 스티렌, m-자일렌, o-자일렌 및 1,2,4-TMB(1,2,4-Trimethylbenzene)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 방향족 탄화수소 감지 센서용인 것인, TodS 변이 단백질
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서열번호 1의 TodS 단백질 중 43번 내지 168번째 또는 23번 내지 168번째 아미노산 서열을 가지는 PAS1 단백질에서, 서열번호 1의 아미노산 서열을 기준으로, 제1항의 (a) 내지 (m)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 변이를 가지는 PAS1 변이 단백질
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제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드
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제5항의 폴리뉴클레오티드를 포함하는, 발현 벡터
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제6항의 발현 벡터가 도입된, 미생물
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제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 단백질을 생산하는 미생물
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제8항에 있어서, 상기 미생물은 슈도모나스(Pseudomonas) 속인 것인, 미생물
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제9항에 있어서, 상기 미생물은 슈도모나스 푸티다(Pseudomonas putida)인 것인, 미생물
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(i) 하기 (a) 내지 (d)의 모듈을 포함하는 센서용 모듈 조합; (ii) 상기 모듈 조합을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 카세트; (iii) 상기 발현 카세트를 포함하는 벡터; 또는 (i) 내지 (iii) 중 어느 하나를 포함하는 미생물을 함유하는, 방향족 탄화수소 감지용 바이오센서:(a) 방향족 탄화수소와 특이적으로 결합하는 제4항의 PAS1 변이 단백질을 포함하는 제1모듈;(b) 제1모듈에 방향족 탄화수소가 결합시 신호를 발생 및 전달하는 제2모듈;(c) 상기 전달된 신호에 의해 인산화되는 전사조절인자를 포함하는 제3모듈; 및(d) 상기 인산화되는 제3모듈에 의해 표지 단백질을 발현시키는 제4모듈
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제11항에 있어서, 상기 신호는 키나아제 단백질의 자기인산화 (autophosphorylation)에 의해 발생 또는 전달되는 것인, 바이오센서
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13
제11항에 있어서, 상기 전사조절인자은 슈노모나스 속 미생물 유래 TodT 단백질인 것인, 바이오센서
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제11항에 있어서, 상기 제4모듈의 발현은 슈노모나스 속 미생물 유래 todX 프로모터에 의한 것인, 바이오센서
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제11항에 있어서, 추가로 표지 단백질의 발현을 측정할 수 있는 물질을 포함하는 것인, 바이오센서
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(i) 하기 (a) 내지 (d)의 모듈을 포함하는 센서용 모듈 조합; (ii) 상기 모듈 조합을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 카세트; 또는 (iii) 상기 발현 카세트를 포함하는 벡터를 포함하는 미생물을 함유하는, 방향족 탄화수소 분해용 미생물 제제:(a) 방향족 탄화수소와 특이적으로 결합하는 제4항의 PAS1 변이 단백질을 포함하는 제1모듈;(b) 제1모듈에 방향족 탄화수소가 결합시 신호를 발생 및 전달하는 제2모듈;(c) 상기 전달된 신호에 의해 인산화되는 전사조절인자를 포함하는 제3모듈; 및(d) 상기 인산화되는 제3모듈에 의해 방향족 탄화수소 분해 단백질을 발현시키는 제4모듈
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제11항의 바이오센서를 포함하는, 방향족 탄화수소 감지용 조성물
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제16항의 미생물 제제를 포함하는, 방향족 탄화수소 분해용 조성물
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제11항의 바이오센서를 시료에 노출시키는 단계를 포함하는, 방향족 탄화수소 감지방법
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제16항의 미생물 제제를 이용하여 방향족 탄화수소를 분해하는 단계를 포함하는, 방향족 탄화수소 분해방법
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(a) 표 3에 나타낸 PAS1 단백질의 원자좌표, 표 4에 나타낸 SeMet-PAS1 단백질과 톨루엔 복합체의 원자좌표, 또는 표 5에 나타낸 PAS1 단백질과 1,2,4-TMB(1,2,4-Trimethylbenzene) 복합체의 원자좌표를 이용하여, PAS1 단백질 또는 이의 복합체의 3차 구조를 설계하는 단계;(b) 상기 설계된 3차 구조를 이용하여 PAS1 변이 단백질을 생성하는 단계; 및(c) 상기 생성된 PAS1 변이 단백질과 주어진 리간드 간의 결합 활성을 측정하는 단계를 포함하는,야생형 PAS1 단백질에 대하여 리간드 결합 활성이 변이된, PAS1 변이 단백질을 스크리닝하는 방법
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제21항에 있어서, 상기 (c) 단계는 (i) 하기 (a') 내지 (d')의 모듈을 포함하는 센서용 모듈 조합; (ii) 상기 모듈 조합을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 카세트; (iii) 상기 발현 카세트를 포함하는 벡터; 또는 (i) 내지 (iii) 중 어느 하나를 포함하는 미생물을 함유하는, 바이오센서를 이용하여 상기 생성된 PAS1 변이 단백질과 주어진 리간드 간의 결합에 의해 발현되는 표지 단백질의 수준을 측정함으로써 수행되는 것인, 방법
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제21항에 있어서, (d) 야생형 PAS1 단백질의 값에 비해 측정된 리간드 결합 활성이 변화된 경우, 야생형 PAS1 단백질에 대하여 리간드 결합 활성이 변이된, PAS1 변이 단백질로 판정하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법
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제21항에 있어서, 상기 리간드는 벤젠(benzene), 에틸벤젠(ethylbenzene), 프로필벤젠(propylbenzene), 부틸벤젠(butylbenzene), 니트로벤젠(nitrobenzene), 클로로벤젠(chlorobenzene), 플루오로벤젠(fluorobenzene), 톨루엔(toluene), 스티렌(styrene), o-자일렌(o-xylene), m-자일렌(m-xylene), p-자일렌(p-xylene), o-클로로톨루엔(o-chlorotoluene), m-클로로톨루엔(m-chlorotoluene), p-클로로톨루엔(p-chlorotoluene), o-톨루이딘(o-toluidine), m-톨루이딘(m-toluidine), p-톨루이딘(p-toluidine), 카테콜(catechol), 1,2,4-TMB(1,2,4-Trimethylbenzene), 1,2,3-TMB(1,2,3-Trimethylbenzene), 1,3,5-TMB(1,3,5-Trimethylbenzene), 1-나프톨(1-naphthol) 및 2,3-디히드록시나프탈렌(2,3-dihydroxynaphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인, 방법
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