• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
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• pp.355-356
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• 2000

Three 'stress probe' plasmids were constructed and characterized which utilize a green fluorescent protein (CFP) as a non-invasive reporter to elucidate Escherichia coli cellular stress responses in quiescent or 'resting' cells. Facile detection of cellular stress levels was achieved by fusion of three heat shock stress protein promoter elements, those of the heat shock transcription factor ${\sigma}^{32}$, pretense subunit ClpB, and chaperone DnaK, to the reporter gene $gfp_{uv}$. When perturbed by chemical or physical stress (such as heat shock, nutrient (amino acid) limitation, addition of IPTG, acetic acid, ethanol, phenol, antifoam, and salt (osmotic shock), the E. coli cells produced GFPuv which was easily detected from within the cells as emitted green fluorescence. A temporal and amplitudinal mapping of these responses was performed, demonstrating regions where quantitative delineation of cell stress was afforded.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권8호
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• pp.1154-1162
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• 2021

The transcriptional capacities of target genes are strongly influenced by promoters, whereas few studies have focused on the development of robust, high-performance and cross-species promoters for wide application in different bacteria. In this work, four novel promoters (P_k.rtufB, P_k.r1, P_k.r2, and P_k.r3) were predicted from Ketogulonicigenium robustum and their inconsistency in the -10 and -35 region nucleotide sequences indicated they were different promoters. Their activities were evaluated by using green fluorescent protein (gfp) as a reporter in different species of bacteria, including K. vulgare SPU B805, Pseudomonas putida KT2440, Paracoccus denitrificans PD1222, Bacillus licheniformis and Raoultella ornithinolytica, due to their importance in metabolic engineering. Our results showed that the four promoters had different activities, with P_k.r1 showing the strongest activity in almost all of the experimental bacteria. By comparison with the commonly used promoters of E. coli (tufB, lac, lacUV5), K. vulgare (Psdh, Psndh) and P. putida KT2440 (JE111411), the four promoters showed significant differences due to only 12.62% nucleotide similarities, and relatively higher ability in regulating target gene expression. Further validation experiments confirmed their ability in initiating the target minCD cassette because of the shape changes under the promoter regulation. The overexpression of sorbose dehydrogenase and cytochrome c551 by P_k.r1 and P_k.r2 resulted in a 22.75% enhancement of 2-KGA yield, indicating their potential for practical application in metabolic engineering. This study demonstrates an example of applying bioinformatics to find new biological components for gene operation and provides four novel promoters with broad suitability, which enriches the usable range of promoters to realize accurate regulation in different genetic backgrounds.

• 공업화학
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• 제32권1호
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• pp.10-14
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• 2021

DsRed에서 유래한 적색 형광 단백질들 중 하나인 mCherry는 GFP와 유사한 3차 구조를 가진 잘 알려진 적색 형광 단백질 중 하나이며, 수소결합 네트워크를 형성하고 있지 않아서 pH 변화에 민감하지 않다. 반면 mCherry의 발색단 근처에서 돌연변이를 야기 시켜 만든 mCherry-I202T는 mCherry 단백질의 202번째 아미노산인 이소루신(Ile)을 트레오닌(Thr)으로 치환함으로써 모체와는 다르게 추가적인 수소결합을 형성하여, 주위 pH에 더욱 민감하게 반응할 뿐 아니라 적색 편이된 형광을 보였다. 수소결합이 확장된 I202T의 pH 민감성을 검증하기 위해 산성과 염기성 pH 범위에서 I202T의 UV-vis 흡광 스펙트럼 변화와 가역성을 확인하고, 그를 pH sensor에 적용 가능한지 그 가능성을 검증하고자 하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권1호
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• pp.17-25
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• 2013

메탄올 자화효모 Hansenula polymorpha에서 분비 발현이 잘 된다고 보고된 인체 혈청 알부민(human serum albumin, HSA)을 융합단편으로 사용하여 외래 재조합 단백질을 효과적으로 분비 발현할 수 있는 발현시스템을 개발하고자 하였다. 이때 조작의 용이성 및 발현 효율 제고를 위하여 전장의 HSA 뿐만 아니라 세 종류의 각기 다른 크기의 HSA 단편을 설계하여 융합단편으로 사용하였다. 즉 HSA의 N-말단으로 부터 각기 137, 172, 320, 608개 아미노산을 갖는 융합단편 HSAft (1-4)를 제작하였다. 아울러 발현되는 HSA 단편의 검출 및 분리정제를 위한 His8-tag, HSA 융합단편과 외래 단백질간의 유연성을 부여하기 위한 2조의 $Gly_4Ser_1$ linker, 융합 발현된 타겟 단백질을 HSA 단편으로부터 용이하게 분리하기 위한 담배식각바이러스 단백질분해효소(tobacco etch virus protease, Tev) 인지 서열, 타겟 단백질 유전자를 클로닝하기 위한 멀티 클로닝 사이트(multiple cloning site, MCS)서열, 그리고 타겟 재조합 단백질의 발현 검출 및 정제를 위한 Strep-tag을 포함하는 작용기 도메인을 발현카세트 기본 골격에 포함시켰다. 이렇게 구축된 4종의 HSA 융합단편 분비발현 벡터를 H. polymorpha에 형질전환한 후 각 융합단편의 발현을 조사한 결과 HSAft 단편 3, 4의 발현을 확인할 수 있었다. 녹색형광단백질 유전자 ($GFP_{uv}$)를 상기 벡터에 클로닝한 후 H. polymorpha에 도입한 결과 형질 전환체 모두에서 녹색형광단백질의 발현을 관찰 할 수 있었다. 해당 세포로부터 분비되거나 세포내에 발현되는 HSA 단편 융합 형광단백질의 발현양을 비교한 결과 HSAft 단편 4에 융합된 경우를 제외하고 나머지 경우 모두에서 세포 파쇄액과 세포 배양액 양쪽에서 해당 HSA 단편 융합 형광단백질의 발현을 확인 할 수 있었다. 한편 HSA 융합단편의 크기에 따라 자체 혹은 타겟 단백질과 융합된 형태의 단백질 분비 발현 정도가 달라지는 것은 해당 단백질의 접힘이나 단백질 분해효소에 대한 민감성 등 여러 변수에 의한 것으로 사료되며 따라서 본 연구에서 개발한 H. polymorpha용 HSA 융합단편 분비발현 시스템은 특정 외래 재조합 단백질의 효율적인 분비발현 융합단편의 선별 및 과발현 시스템 구축에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.