Lactobacillus sp. GM7311을 MRS broth에 배양하여 배양 상등액으로부터 n-propanol/acetone처리 , ion-exchange chromatography, gel filtration 및 SDS-PAGE를 이용해 박테이로신을 부분 정제하였다. 정제 과정 중 가장 큰 문제점은 n-propanol 과 acetone등의 유기용매 처리 단계에서의 급격한 활성 감소로서 회수율은 48.0%를 나타내었다. 거러나 이후 CM-cllulose를 통한 ion-exchange chromatography와 Sephacryl HR-100에 의한 gel filtration 과정을 거치면서 활성이 크게 증가하여, 비활성 뿐만 아니라 정제도에서도 493배의 증가를 얻을 수 있었으며 최종 회수율은 8.3%였다. SDS-PAGE로 정제도를 확인했을 때 분자량 약 8,200과 2,500의 2개의 band를 관찰할 수 있었으며, 2개의 band를 각각 나누어 활성을 측정한 결과 두 부분 모두 활성이 있는 것으로 나타나 Lactobacillus sp. GM7311이 2가지 성분의 박테리오신을 생산하는 것으로 추정할 수 있었다.
표고버섯(Lentinula edodes) 으로부터 0.15 M NaCl 용액에 의하여 crude lectin을 추출하였으며, 황산암모늄에 의한 침전 음이온교환수지 및 hydroxyapatite 컬럼을 이용한 크로마토그래피에 의하여 정제하였다. 버섯균산과 균병으로 나누어 추출된 crude lectin의 양에 있어서는 균산부분이 균병부분에 비하여 2배 이상 높은 lectin을 함유하였으며, 가열한 버섯에서는 lectin의 함량 및 활성은 미처리보다 감소되었다. 건조된 균산 50 g으로부터 얻은 crude lectin은 720 mg으로서 46.03%의 수율로 얻었으며, DEAE Sephadex A-50 column에 의한 분리, 정제 후 정제된 lectin 201 mg을 crude lectin의 28% 수율로 얻을 수 있었다. Crude lectin을 정제함으로서 aspartic acid, serine, alanine 및 histidine등의 아미노산이 증가되었고, glutamic acid, glycine, leucine, tyrosine 및 methionine 등이 lectin에는 검색되지 않았다. DEAE Sephadex A-50 column의 chromatograpy를 통해 분리 정제한 활성을 지니는 lectin의 주된 부분은 Agglutinating test 결과, fraction A 및 B는 적혈구응집활성을 나타냈으며, 약 23 kDa의 분자량을 가지고 있었다. 활성을 지니는 부분을 다시 hydroxyapatite column에 의해 정제하여 얻은 LA-a와 LB-b는 각각 24 kDa과 23 kDa의 분자량을 나타냈다.
지속적인 음주로 인하여 간경변증으로 사망한 human 간에서 ethanol에 의해서 유도되는 것으로 추측되는 hemoprotein들을 확인 및 부분정제하였다. 이 hemoprotein을 정제하기 위하여 Mohamed 등의 방법을 변형하여 단백질을 정제하였고, SDS-PAGE 및 spectrum 양상을 관찰하였다. Triton N-101을 처리한 crude extract를 준비하여 CO gas를 bubbling시킨 후 Octyl-Sepharose CL-4B column chromatography에서 0.06% Lubrol PX로 용출한 다음 0.25% Lubrol PX로 용출하였다(Fig. 2). 0.06% Lubrol PX로 용출한 active fraction을 Hydroxyapatite와 DEAE-Sephadex A-25 column으로 정제하였다(Fig. 3, 4). 정제한 단백질을 12.5% SDS-PAGE를 실시한 결과 분자량은 대조군으로 사용한 흰쥐 간에서 정제한 단백질의 분자량은 55 KDa와 52 KDa였고, 돌연사한 사람의 간에서 정제한 단백질의 분자량은 62 48KDa이며, 간경변증으로 사망한 사람의 간에서 정제한 단백질의 분자량은 54KDa였고(Fig. 5). Cytochrome P450 함량은 20.8nmol/mg protein이며 회수율은 약 4.1%이고, 이들의 최대흡수 파장은 446nm이었다(Fig. 6).
균의 감염에 의해 유도되는 패혈성 shock는 균이 분비하는 elastase가 관여하며, 외부에서 serine pretense inhibitor의 biopolymer의 투여로 균에 의해 유도된 패혈성 shock를 억제시킬 수 있다고 보고되고 있다. 이에 본 연구진은 패혈성 치료제의 개발의 목적으로, 국내에서 민간 약으로 많이 이용되고 있는 백편두로부터 새로운 elastase inhibitor를 분리, 정제하여 부분 아미노산 서열 및 특성을 조사하였기에 발표하고자 한다. 백편두 추출액을 여러 차례에 걸쳐 column chromatography을 수행하면서 얻어지는 각 fraction에 대하여 elastase MCA-기질 및 trypsin MCA-기질을 이용하여 활성 측정 후 elastase 기질 및 trypsin 기질에 대하여 활성을 억제하는 fraction들을 모아 $C_{18}$ open column chromatography 및 $C_{18}$ HPLC 과정을 수행하여 2종류의 trypsin 활성 억제 물질과 1종류의 elastase inhibitor를 분리, 정제하여 각각을 Ti1, Ti2 및 Ti3로 명명하였다. 전기영 동 상에서 단일 hand를 확인한 후 각각의 inhibitor들의 부분 아미노산 서열을 결정하였다.
서산 6쪽 마늘 중의 inulinase를 추출하여 황산암모늄 침전가 Sephadex G-150여과 등을 통하여 9.1%의 수율로 부분정제하였다. 부분 정제된 inulinase는 4$0^{\circ}C$와 pH 6.0에서 inulin을 가장 잘 분해시켰고 7$0^{\circ}C$ 이하와 pH 5.0~8.0에서 안정하였다. 또한 이 효소는 Al3+, Mn2+, Hg2+, Cd2+ 및 EDTA에 의하여 심하게 실활되었고 inulin에 대한 Km값은 0.22%이었다.
돼지 뇌조직으로부터 순수 분리 정제된 Glutamate decarboxylase (GAD)는 효소 dimer당 0.8mole 보조 인자인 pyridoxal-5-phosphate(PLP)가 강하게 binding되어 있었다. 이러한 부분적으로 resolved된 효소에 외부로부터 PLP를 넣어주면 효소의 활성도는 최대값으로 증가하였다. 정제된 GAD는 sulfydryl시약에 의한 화학변형에 의하여 효소의 활성도를 상실하였으며 환원제인 dithiothreitol이나 2-mercaptoethanol의 첨가에 의하여 효소의 활성도가 복구되는 것으로 보아 효소의 활성부위의 활성에 직접 관여하는 중요한 cysteinyl잔기가 존재하고 있는 것을 알 수 있다.
TMI는 알라닌과 글리신이 풍부한 18개의 아미노산으로 이루어져 분자량이 약 1,400Da인 물질이었으며, 가수분해 효소 처리후 억제력의 변화를 보이지 않았고, Porcine liver, spleen, testis에서 정제한 PM II에 대하여 TMI가 비상경적 억제작용을 하는 것으로 나타났으며, Ki value는 각각 300 nM, 250 nM 297 nM이었다. 그리고 돼지 간장에서 부분정제한 PM I, PM II, PM III, phospholipid methytransferase에 대한 정제된 TMI의 영향을 조사해 보면 각각 33%, 47%, 31%, 35%의 억제효과를 나타내었다.
이 연구에서는 질편모충의 단백질 분해효소를 부분정제하고 그 특성을 관찰하였다. 질염환 자에서 얻은 질편모충 분리주 KT-9을 sonicator로 분쇄 원심분리하여 상청액을 얻어 bacitracin-sepharose affinity chromatography로 부분정제하였고 합성기질 인 Bz-Pro-Phe-Arg-Nan로 효소의 활성을 측정하였다. 정제한 효소는 pH 7에서 최적 활성을 보였고 Dn를 넣었을 때에는 pH 6 및 pH 9이었다. 최적 온도는 $37^{\circ}C$이었지만 높은 온도에서도 활성이 나타났다. 정제한 효소는 cysteine계열의 저해제인 E-64, antipain, leupeptin에 의해, 그리고 $Hg^{2+},{\;}Zn^{2+}$ 이온에 의해 활성이 저해되었고. DTF와 cysteine에 의해서는 효소의 활성띠 2~3배 증가하였다. 등전점(pl)은 7.2이었고, gelatin SDS-PAGE에서 정제한 효소는 gelatin을 분해하였으나 cysteine계열 저해제인 I-64. iodoacetic acid(IAA), leupeptin, antipain과 반응한 후에는 gelatin을 분해하지 못하였고, PMSF나 EUfA는 영향을 미치지 못했다. 정제한 효소는 SDS-PAGE에서 분자량이 60 kDa이었고 면역이적법에서 면역 혈청과 반응하여 항원성을 나타내었다. 이상의 결과로 보아 60 kDa의 정제한 단백질 분해효소는 항원성을 갖는 cysteine계열 분해효소로 숙주-기생충 상호 관계에서 중요한 역할을 할 것으로 생각된다.
근래들어 생물기술이 급속히 발전함에 따라 생물반응을 통해 다양한 생물제품들의 생산이 이루어지고 있다. 생물반응에 의한 생물제품들의 생산량은 극단적으로는 기질 1g당 10$^{-8}$g 정도로서 극히 낮아 이를 상업제품이 요구하는 순도(95 %이상)로 까지 정제하기 위해서는 여러 단계를 거치는 복잡하고 지루한 분리.정제 과정이 필요하며, 이 분리.정제의 후류공정(downstream process)비용이 생물제품 생산비의 상당부분을 점유케 되어 생물공정의 경제성을 낮게 한다. 따라서 생물공정을 이용한 생물제품 생산이 산업적으로 경제성을 갖기 위해서는 생물제품을 보다 효율적.경제적으로 분리.정제할 수 있는 후류공정의 확립이 요구된다. 본 연구에서는 산업적 규모로 생산되는 생물제품들을 효율적으로 분리.정제하는데 응용 가능한 방법의 하나로서 관심의 대상이 되고 있는 책체 크로마트그래피 기법을 연구의 대상으로 하였다.
졸복(Takifugu pardalis)의 아가미로부터 항균성 펩타이드를 정제하였다. 졸복 아가미의 산 추출물은 Sep-Pak C18에 의해 부분적으로 정제되었으며, 60% 메탄올 분획(RM60)은 Bacillus subtilis KCTC 1021에 대해 높은 항균활성을 나타내었다. 이 RM60을 사용하여 이온교환을 포함한 5단계의 연속적인 HPLC로 정제하였다. 정제된 펩타이드의 분자량과 아미노산 서열분석은 MALDI-TOF MS와 에드만 분해법으로 분석하였다. 이 펩타이드의 분자량은 약 1171.6 Da이었으며, 분석된 이 물질의 부분적인 일차구조서열은 다음과 같다; STKEKAPRKQ. 이 물질과 기존에 알려진 항균성 펩타이드들과 유사성을 조사한 결과, 정제된 물질은 histone H3 계열의 N-말단 부분과 유사하였다. 이러한 결과로부터 정제된 펩타이드는 졸복에서 반응하는 선천성 방어 시스템에서 중요한 역할을 하고 있다고 여겨진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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