• 생명과학회지
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• 제21권9호
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• pp.1323-1328
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• 2011

본 연구에서는 페놀 화합물들을 현장에서 검출하기 위해 간단하고 간편한 일회용 재조합 박테리아 바이오센서 시스템을 개발하였다. 플라즈미드 pLZCapR을 함유하는 E. coli 세포를 ${\beta}$-galactosidase 기질인 CPRG와 함께 96-well plate의 wells에 agarose로 고정하였다. 이 바이오센서는 현장에서 발색을 위한 별도의 기질을 추가하거나 불편한 기기 사용 또는 시료의 전 처리를 필요로 하지 않는다. 시료의 측정은 간단히 적은 부피(<100 ${\mu}l$)의 현장 시료를 바이오센서를 포함하는 wells에 넣고 발색을 관찰하여 측정하였다. 또한 6% DMF, 0.1% SDS 그리고 10 mM $CaCl_2$를 첨가하여 agarose 고정에 의한 화합물의 세포내 확산 제한을 감소시켜 보다 더 나은 발색을 얻을 수 있었다. 따라서 이 고정된 미생물 유래 재조합 바이오센서 시스템은 현장에서 환경오염물질들을 간단하게 확인하고 정량 하는 유용한 접근 방법이 될 것으로 사료된다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1993년도 제2회 신약개발 연구발표회 초록집
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• pp.57-57
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• 1993

단백질 분해효소는 염증주변에 축적된 파괴조직이나 변성단백질등을 분해하여 염증, 특히 만성염증의 순환을 정상화함으로써 소염제로서 사용되어 왔으며 현재, Chymotrypsin, Trypsin, Promelain, Papain, Serrathiopeptidase, Pronase 등이 소염효소제로써 사용되고 있다. 이들은 주로 미생물 배양액에서 통상적인 방법으로 정제하여 사용하며, 유전자 재조합기술을 사용하여 재조합 균주에서 생산할 경우 그 생산성을 증대시킬수 있을 것이라 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제28권1호
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• pp.99-104
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• 2018

Streptococcus pneumoniae는 pneumolysin과 같은 병원성 인자를 가지고 있으며, 지역사회에서 전파되는 심각한 병원성균에 포함된다. Pneumolysin (PLY)은 콜레스테롤 의존적으로 세포막에 구멍을 형성하는 세포독소로서 백신의 주요한 표적 항원이다. PLY의 연구를 위하여 Streptococcus pneumoniae D39 균주에서 추출한 genomic DNA를 주형으로 하여 PCR을 시행하였다. 합성된 PLY 유전자 DNA를 pQE-30 vector에 삽입하고, E. coli M15에 형질전환 시킨 후 LB 배지에 IPTG를 첨가하여 PLY 단백질을 생산하였다. 재조합 단백질은 $Ni^{2+}$-agarose column을 사용하여 정제하였다. 또한, EGFP를 PLY C-말단에 부착한 융합단백질도 동일한 방법으로 클로닝하여 재조합 단백질을 생산하였다. 500 ng/ml 농도의 재조합 PLY는 1.0% 적혈구 현탁액을 100% 용혈시켰으며, 240 ng/ml 농도는 50% 용혈을 나타내었다. 그러나 재조합 PLY-EGFP는 용혈 활성이 전혀 나타나지 않았으나 형광현미경으로 관찰하였을 때 적혈구 막에 결합되어 있었다. 즉, EGFP의 PLY C-말단 부착은 PLY의 세포막 결합능은 유지시켰으나 용혈기능은 방해하였다. PLY C-말단은 용혈기능에 아주 중요한 영역이며, 세포막 결합은 PLY의 다른 영역이 보다 중요하게 작용할 것으로 추측된다. 따라서, 육안으로 관찰이 가능한 결합능은 가졌으나 용혈 기능이 결여된 PLY-EGFP를 대조군으로 활용함으로써 두 재조합 단백질은 폐렴 유발에 있어서 PLY 작용 연구에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• KSBB Journal
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• 제19권1호
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• pp.17-26
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• 2004

본 연구에서는 ALA의 생산 공정을 개발하기 위해 재조합 플라스미드, pFLS45를 도입한 재조합 대장균의 성장과 ALA 생산 특성을 조사하였다 30 mM 숙신산과 15 mM 글리신이 첨가된 배양액에서 균체 성장이 원활하고 높은 ALA 생산성을 보였다. 그리고 LA는 균체성장이 거의 다 이루어진 정지기에 첨가될 때 균체 성장에 저해를 일으키지 않으면서 ALA 생산성을 높일 수 있었다. 또한 세포내 효소 ALAD의 활성은 30 mM LA가 첨가되었을 때 가장 효과적으로 저해되었다. 본 연구에서 사용한 재조합 대장균은 pH 조절을 위한 산이나 알칼리 첨가에 민감하여 pH를 조절하지 않은 경우에 균체의 성장이 가장 원활하였고 ALA 생산성도 높았다. 3$0^{\circ}C$에서 배양한 경우 균체의 성장은 원활하였지만 ALA의 생산성이 매우 낮았다. 그리고 일반적인 pET 계열의 재조합 대장균의 발현 양상과 달리 유도 발현하지 않고 LA만을 첨가했을 때 ALA 생산 농도는 800 mg/L 이상으로 매우 높았다. 7L급 생물반응기를 이용하여 MS8 배지에 기질 (포도당, 숙신산, 글리신) 및 LA를 간헐적으로 첨가하여 균체 성장 및 ALA 생산 특성을 살펴보았다. 균체량은 높지 않았지만 기질첨가 이후 ALA 생산량은 꾸준히 증가하여 기존의 ALA 생산량보다 두 배 이상 증가한 1300mg/L 정도 생산되었으며 ALAD의 활성은 다른 실험결과와 비교할 때 30% 정도 낮았다. 한편, LA 및 숙신산의 첨가 이후 낮아진 배양액의 pH는 균체 성장을 저해하였는데 발효 중 기질을 첨가한 후 pH를 잘 제어하면서 유가식 또는 연속식 발효를 수행하면 ALA 생산성을 증대시킬 수 있을 것으로 생각된다. 그러나 고농도의 ALA 생산은 균체 생존에 영향을 주므로(37) 생산된 ALA를 적절히 분리하는 방법이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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• pp.58-58
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• 2001

본 연구는 섬유소 분해효소 유전자 Cel D(Cellulase Digestion)가 도입된 형질전환 돼지 생산을 통하여 섬유소 함유 사료의 이용 효율을 증대시키고, 나아가 장기이식동물 및 고가의 의료용 단백질 생산가축을 개발하기 위한 원천기술 확보에 있다. 섬유소분해 유전자의 크로닝 및 조직 특이적 발현벡터를 개발하기 위하여, 우선 소의 위중 제4위 내의 미생물로부터 전체 유전자를 분리하였고, 이렇게 작성된 DNA library에서 섬유소분해 관련 유전자인 약 2.0 kb의 Cel D유전자를 크로닝하였으며, 췌장 특이적 발현 프로모터(rat elastase I: 약 200bp)를 크로닝한 후, 미세주입용 형질전환 재조합 벡터를 구축하기 위하여 rElastase I 프로모터 하류에 섬유소 분해 유전자(Cel D)를 연결하여 약 3.0 kb 크기의 재조합 벡터를 준비하였으며, 재조합 유전자를 1세포기 수정란 전핵내에 미세주입 하기 위해 Sal I과 BglII를 이용 유전자 단편을 만들었다. 구축된 유전자를 미세주입하기 위한 수정란을 회수하기위해 총68두의 돼지를 4-5두씩 분리사육하면서 발정동기화 및 과배란 유기를 위해 PG600, Altrenogest, FSH, hCG를 투여하였으며 hCG투여후 약54시간에 외과적 방법에 의해 총 1,359개의 수정란을 회수하였고, 이중 미세주입가능한 1세포기 수정란은 1,296개로 두당 평균 15.9개 였다. 1,296개의 1세포기 수정란 중에서 재조합 유전자(rE I-CelD)가 미세주입된 660개의 수정란을 32두의 수란돈에 외과적 방법에 의해 이식하였으며, 이식되어진 모돈 13두가 분만하여 40.6%의 임신율을 나타내었다. 이렇게 분만된 13두에서 총 65두(암:33두, 수:32두)의 자돈이 생산되었으며, 형질전환 여부를 판명하기 위해 자돈의 꼬리조직으로 부터 genomic DNA를 추출하고 PCR 검정을 실시하였다. PCR 검정 결과, 섬유소 분해 유전자가 도입된 자돈은 5두 이었으며, 그 결과를 Table에 나타내었다.(Table Omitted) Table 1 에서와 같이 섬유소 분해효소유전자가 형질전환된 자돈은 65마리 중 5마리로 7.69%의 형질전환율을 나타내었으며, 5마리의 자돈중 2두(암:1두, 수:1두)는 분만 후 즉시 폐사되었으며 2두(암:1두, 수:1두)는 86일령 그리고 14일령에 폐사하여 현재 1두(암)가 생존하여 섬유소 분해 사양 실험 중에 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.507-512
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• 2005

본 연구에서는 유전자 재조합 발광균주, Pseudomonas putida mt-2 KG1206을 이용하여 토양에 오염된 m-toluate 탐지 방법 및 적용 가능성에 대해 조사하였다. KG1206은 톨루엔 계열 화합물의 중요 중간 분해물질인 m-toluate 및 benzoate가 직접 생물 발광 유도제로 작용하며, 또한 톨루엔 계열 화합물들이 간접 유도제로서 발광 활성을 나타내었다. 토양에 오염된 유도제 오염원 검출을 위해 발광 균주 9.9 mL에 에탄올 추출물 0.1 mL을 첨가하여 조사하였다. 생물발광에 근거하여 작성된 m-toluate 검량선은 대략 $R^2>0.97$ 이상의 상관관계가 관찰되었다. 토양에 임의 오염된 m-toluate(직접 발광유도제)는 정립한 방법에 따라 발광활성에 근거하여 추측하였고, 기기분석치와 통계적으로 유의한 것으로 조사되었다. 본 연구 결과를 통해서 특정 화합물에 대해 발광을 생산하는 유전자 재조합 균주가 특정 오염원에 오염된 지역의 관리를 위한 수단으로 사용할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한의생명과학회지
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• 제6권1호
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• pp.73-82
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• 2000

양끝이 같은 형태로 이루어진 DNA조각들은 벡터에 두 가지 방향으로 삽입될 수 있다. 기존의 방법으로는 이들의 방향성을 알아내기 위하여 제한효소의 처리 혹은 DNA염기서열 분석법이 수행되어졌는데, 이들은 적절한 제한효소 인식 부위의 부재 혹은 높은 가격과 많은 샘플수 등으로 그 이용범위가 어느 정도 제한되어 있었다. 본 연구에서는, 벡터에 클로닝 된 DNA조각의 방향성을 결정하기 위한 새로운 실험기법과 이에 따르는 구체적인 방법을 기술하고 이의 직접적인 이용을 보고하고 있다. 통상적인 염기서열 분석용 oligonucleotide primer와 중합효소 연쇄반응용 (PCR) primer를 이용한 PCR에 기초한 이 방법은, 여러 후보 클론의 플라스미드 DNA를 주형으로 하여 한 차례의 반응으로, 원하는 방향으로의 DNA조각이 삽입된 클론을 찾아낼 수 있게 한다. 이 실험기법의 용이함과 정확성은 최근에 보고된 바 있는 랫트의 신경 펩타이드인 urocortin의 cDNA를 재조합 발현 벡터상에 클로닝하고 분석하는 것으로 증명할 수 있었다. 이 같은 방법으로 찾아진 유전자 재조합 클론들은 추가적인 실험을 통하여 CHO 세포주에 transfection 되었는데, 이들이 실제로 urocortin을 발현함은 면역효소 측정법으로 검증될 수 있었고, 이를 통하여 최초로 이 40개의 아미노산으로 이루어진 짧은 펩타이드를 진핵 세포상에서 재조합 단백질의 형태로 발현시키는 데 성공하였다.

• KSBB Journal
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• 제23권3호
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• pp.231-238
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• 2008

암세포의 침윤은 숙주 조직의의 기저막과 세포외 기질을 침투함으로써 일어난다. 침윤과 전이과정에는 단백질가수분해 효소인 matrix metalloproteinases (MMPs)가 깊이 연관되어 있는 것으로 알려져 있으며, MMP의 가수분해 활성은 tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs)라는 억제 단백질에 의해 억제된다. TIMP-2는 21kDa 크기의 포유류 단백질로 대장균에서 과발현 시 다른 많은 포유류 단백질과 마찬가지로 가용성이 낮은 봉입체 형태로 발현된다. TIMP-2 단백질의 접힘에 6개의 이황화결합이 필요하고, 이는 일반적으로 대장균 환경은 적합하지 않다. 본 연구에서는 대장균에서 불가용성으로 발현되는 TIMP-2 유전자를 유전자셔플링 기법의 한 가지인 StEP (staggered extension process)를 변형하고 동시에 $Mn^{2+}$ 농도 변화와 dGTP 불균형을 이용한 무작위 돌연변이 기법을 혼용하여 대장균에서 가용성 TMP-2 재조합 변이체를 생성하고자 하였다. 무작위로 재조합된 TIMP-2 유전자 중에서 가용성으로 발현되는 TIMP-2 유전자를 선별하기 위해서 chloramphenicol acetyltransferase (CAT)-융합 방법을 도입하였다. CAT 유전자가 가용성으로 발현되는 재조합 TIMP-2 유전자에 융합되면 이를 갖는 E. coli는 높은 chloramphenicol 환경에서 생존이 가능하게 된다. 이러한 in virro mutageuesis 기법과 CAT-융합 방법으로 대장균 가용성 TIMP-2 재조합 변이체를 14가지 얻을 수 있었다. 변이체 TIMP-2의 아미노산서열 분석과 구조 분석 결과 주로 소수성 아미노산이 친수성 아미노산으로 전환되었고, MMP와의 결합이 관여하지 않는 C-말단 부위에 돌연변이가 집중되어 있었다. 본 연구에서 개발된 간편하고 새로운 in vitro 재조합 방법과 CAT을 이용한 스크리닝 기법은 다른 많은 대장균 내 불가용성 단백질의 발현에도 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국해양바이오학회지
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• 제1권4호
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• pp.260-267
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• 2006

재조합 Agrobacterium tumefaciens균주를 사용한 Liquid Culture Assay는 quorum sensing autoinducer를 검색하는 생물학적 분석 방법으로 개발되었다. 그러나 이 시스템에 사용되는 해양천연물 시료들이 일반적으로 낮은 수용액에 대한 용해도를 갖기 때문에 활성검색에 걸림돌이 되고 있다. 시료의 용해도는 유기용매 혹은 계면활성제의 첨가로 증가될 수 있으나, 유기용매나 계면활성제 자체가 검색결과의 정확한 해석을 방해할 수 있으므로 적절한 조건의 확립이 매우 중요하다. Methanol, ethanol, 1-propanol, DMSO와 DMF를 0~10% 농도 범위에서 재조합 A. tumefaciens균주에 대한 세포 성장에 미치는 영향과 ${\beta}$-galactosidase activity에 미치는 영향을 살펴본 결과 methanol 2%이하의 농도가 가장 적합하였으며, 계면활성제의 경우, Tween 20, Tween 80보다는 Triton X-100이 약 0.05% 농도에서 세포내로의 활성물질의 전달효율을 높이는데 효과적이었다.

• KSBB Journal
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• 제24권4호
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• pp.341-346
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• 2009

본 연구에서는 Candida antarctica로부터 genomic DNA을 추출하여 lipase A(CalA) 유전자를 PCR 증폭하였고, 재조합 pColdIII/CalA, $pPICZ{\alpha}A$/CalA, $pPICZ{\alpha}A$/CalA$his{\times}6$을 구축하였다. 재조합 CalA 유전자의 기능적 발현을 위해 최적화된 시스템을 구축하고자 Escherichia coli와 Pichia pastoris 시스템에서 각각 수행하여 비교, 분석하였다. SDS PAGE gel을 통해 CalA의 발현의 여부 및 발현양을 확인하였고, pNPP를 기질로 한 가수분해 반응을 통해 활성을 측정하였다. E. coli 발현 시스템은 형질전환 방법이 간단하고, 미생물의 성장 속도가 빠르다는 장점을 갖지만 CalA의 활성이 0.02 Unit/ml으로 비교적 낮았으며 세포질 (cytoplasm)에서 발현되므로 비목적 단백질과의 분리 및 정제과정이 필요하다. 재조합 $pPICZ{\alpha}A$/CalA을 P. pastoris 시스템에서 발현한 경우 높은 발현양 뿐만 아니라 분비작용으로 인해 고순도 발현이 용이하였고, 활성 또한 약 0.7 Unit/ml으로 가장 높았다. 결론적으로 CalA의 기능적 발현을 위해 P. pastoris 시스템을 구축하는 것이 가장 적합함을 확인하였다.