Kim, Young-Ok;Park, In-Suk;Nam, Bo-Hye;Kong, Hee-Jeong;Kim, Woo-Jin;Lee, Sang-Jun;Kim, Kyung-Kil
Fisheries and Aquatic Sciences
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제13권1호
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pp.49-55
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2010
A bacterial strain with phytase and glucose-1-phosphatase activity was isolated from seawater. The colony was identified as an Enterobacter cloacae strain and named E. cloacae B11. A gene, agpEnB11, coding for an intracellular acid glucose phosphatase was cloned from the strain and sequenced. It comprised 1,242 nucleotides and encoded a polypeptide of 413 amino acids. Recombinant glucose-1-phosphatase (AgpEn) was overexpressed in Escherichia coli and purified using Ni-NTA column under native conditions. Purified protein displayed a single band of 47 kDa on SDS-PAGE. AgpEn hydrolyzed a wide variety of phosphorylated compounds, with high activity for glucose-1-phosphate and glucose-6-phosphate. Optimum pH and temperature for enzyme activity were pH 5.0 and $50^{\circ}C$, respectively. Enzyme activity was stimulated by $Ca^{2+}$ and $Co^{2+}$, and inhibited by $Cu^{2+}$.
앞서 본 연구실에서는 도롱뇽(Hynobius leechii) 다리 재생 과정중 기존의 조직들이 와해되고 조직 및 그 구성 세포의 분화 양성이 소멸되는 탈분화 과정중 시소솜 acid phosphatase의 활성도가 급격히 증가함을 보고한바 있다. 본 연구에서는 다리 재생 과정에서 이 효소의 시간적, 공간적 분포 및 발현 양상을 알아보기 위해 단일 항체를 만들었다. 리소솜 acid phosphatase에 대한 22단일 항체균중 5항체군이 탈분화 조직과 강한 면역반응을 보였으며 이들의 시간적, 공간적 반응 양상은 조직의 탈분화 상태와 일치하였다. 이 결과는 탈분화 과정시 증가하는 리소솜 acid phosphatase의 활성도가 이 효소의 시간적, 공간적 분포 및 발현 양상과 밀접히 연관되어 있음을 반영하며 탈분화 과정중 이 효소의 역할이 매우 중요함을 시사하고 있다. Immunoblotting 결과 이들 단일 항체군은 리소솜 acid phosphatase의 monomer인 53kDa밴드를 인식하였다. 한편 도롱뇽의 리소솜 acid phosphatase에 대한 단일 항체와 타종의 LAP에 대한 cross-reactivity를 immunoblot으로 조사한 결과 양서류인 axolotl(Ambystoma mexicanum)과 Xenopus laevis에서는 유사한 분자량 band에서 반응이 나타났으나 그외 생쥐, 초파리, C.elegans에서는 cross-reactivity가 없는 것으로 조사되었다. 이러한 결과들은 본 연구에서 만들어진 단일 항체가 한국산 도롱뇽의 리소솜 acid phosphatase를 특이적으로 인식하며 나아가 양서류내에서는 이 효소의 상동서이 높음을 시사하고 있다.
토양에서 분리된 인산가용화 사상균 Penicillium sp. GL-101 균주를 PDB-인광석 배지에서 액침배양했을 때 유리인산을 배양액속에 다량 방출함으로써 높은 인산가용화능을 보였다. 일반적으로 미생물에 의한 인산가용화 기작은 산성화, 킬레이트 대사산물의 생성, 산화환원 활성 등이 알려져 있는데 본 연구에서는 GL-101 균주의 유리인산 생성기작을 밝히기 위하여 균체를 PDB-인광석 배지에 키우면서 유리인산 생성능을 분광학적인 방법으로 정량분석하였다. 또한 균체의 액침배양중의 pH 변화를 측정한 결과 pH의 급격한 감소 즉 배지의 산성화가 주된 인산가용화 기작임을 확인하였다 즉 이 균주는 배양 4일이 경과하면 pH가 4.0 이하로 떨어지며, 특히 1.0%(w/v)의 황토를 첨가할 경우 pH가 3.2까지 떨어졌다. 이때 pH 감소에 영향을 주는 주 원인물질을 HPLC로 분석한 결과 citric acid 임을 확인하였다. 또한 이 균주는 균체의 생장중에 배지속으로 phosphatase를 생성 ${\cdot}$ 분비하였으며, 특히 황토를 1.0% 첨가했을 때 최대 1.3 unit의 효소활성을 보였다. 그러나 이 균주는 2-ketogluconic acid와 같은 킬레이트 물질은 거의 생성하지 않았기 때문에 이와 같은 기작에 의한 유리인산 생성은 거의 없을 것으로 생각된다. 따라서 Penicillium sp. GL-101 균주의 유리인산 생성기작은 citric acid 생성에 의한 산성화 및 phosphatase 활성의 두 가지 기작에 의한 것으로 결론지었다.
Protein phosphatase 1 consists of a secondary structure arrangement, conserved in the serine/threonine protein phosphatase gene family, flanked by nonconserved N-terminal and C-terminal domains. The deletion mutant of PP1 with the 8 nonconserved N-terminal residues removed was designated PP1-(9-330). PP1-(9-330) had a higher activity and affinity than PP1 when assayed against four different substrates, and it also demonstrated a 6-fold higher sensitivity to the inhibitor okadaic acid. This suggested that the N-terminal domain suppresed the activity of PP1 and interfered with its inhibition by okadaic acid. The ANS fluorescence intensity of PP1-(9-330) was greater than that of PP1, which implies that the hydrophobic groove running from active site in the truncated PP1 was more hydrophobic than in PP1. Our findings provide evidence that the nonconserved N-terminus of PP1 functions as an important regulatory domain that influences the active site and its pertinent properties.
본 연구에서는 토양 및 근권에 존재하는 Bacillus 속의 식물 생장 촉진 활성, 식물 병원성 곰팡이의 생장 억제활성, 미네랄 가용화능 및 세포 외 효소활성을 확인해 보고자 하였다. 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성에서 DDP257은 10종의 병원성 곰팡이에서 항진균 활성이 모두 나타났다. 식물 생장 촉진 인자인 indole-3-acetic acid 생성능에서는 ANG20이 70.97 ㎍/ml로 가장 높게 나타났다. 추가적으로 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase 생성능 조사에서는 총 10종에서 생성능을 확인하였고, 질소 고정능과 siderophore 생성능 조사에서는 대부분의 분리균주에서 활성을 확인하였다. 이후 분리된 균주에 대하여 phosphate, calcite, zinc과 같은 미네랄 가용화능을 확인하였으며 세포외 효소활성에서도 대부분의 효소에서 활성이 나타났다. 특히 alkaline phosphatase, esterase (C4), acid phosphatase, naphtol-AS-BI-phosphohydrolase에서 선별된 균주 모두 유사한 활성을 보였다. 이는 Bacillus 속이 다양한 유기물과 항생물질 및 세포 외 효소를 분비함으로써 이러한 결과가 나타난 것으로 판단된다. 따라서, 본 연구 결과를 통해 토양의 환경 개선에 기여하는 균주를 활용하여 미생물 제제로써의 가능성을 제시한다.
We investigated whether cadmium (Cd) toxicity affects phosphorus (P) concentration and growth of poplar, which might be related to the ectomycorrhizal associations. Populus ${\times}$tomentoglandulosa cuttings were treated with 0.1 mM and 0.4 mM $CdSO_4$ and inoculated with ectomycorrhizal fungus, Pisolithus tinctorius (Pt) and grown in autoclaved peat vermiculite mixture for five months under greenhouse conditions. Ectomycorrhizal plants showed significantly higher Cd concentration in leaves, stems and roots than in non-mycorrhizal plants. Likewise, P contents in leaves and roots of ectomycorrhizal plants were higher than those of non-mycorrhizal plants. Acid phosphatase activity in leaves of ectomycorrhizal plants, however, was significantly lower than that of non-mycorrhizal plants. 0.1 mM Cd significantly increased P content in leaves and stems of non-mycorrhizal plants. In spite of high P concentration, which is accompanied by lower acid phosphatase activity, plant growth was not improved by inoculation with P. tinctorius. Total plant dry weight was lower than the non-mycorrhizal counterpart. The results imply that this might be caused by the large amount of energy consumption to alleviate Cd toxicity resulted from high Cd accumulation in their tissues.
자동 산화유가 mouse의 간장 효소에 미치는 영향을 구명하기 위하여 autoxidized methyl linoleate의 일정량을 mouse에게 1일 1회 20일 동안 경구 투여하여 간에서의 효소 활성을 조직화학적 및 생화학적 방법으로 검토한 결과는 다음과 같다. 실험군의 간에서의 POV, COV 및 TBA값은 정상군에 비해 크게 증가하여 AOML이 많이 흡수되어 있음을 알 수 있었다. 실험군의 간에서의 phospholipid, triglyceride 및 total cholesterol의 양은 정상군에 비해 증가하였다. 실험군의 간에서의 acid phosphatase, alkaline phosphatase의 활성은 정상군에 비해 증가하였으며, ATPase의 활성은 감소하였다. 실험군의 간에서의 형태학적 변화는 정상군에 비해 핵산의 감소, 지질의 축적 및 간 세포의 손상이 있었다. 이상의 결과로부터 mouse에 경구 투여한 자동 산화 methyl linoleate는 간에서의 효소 활성과 간의 형태학적 변화에 크게 영향을 주고 있음을 알 수 있었다.
최근에 소비자들의 안전 농산물에 대한 관심과 정부의 정책적인 친환경농업에 대한 지원은 유기농 재배를 지속적으로 발전시켜 왔다. 본 연구는 유기농 재배 과원과 관행 과원간의 토양 물리성과 화학성 및 미생물성에 대한 시기별 비교분석을 통하여 변화양상을 구명하고자 수행되었다. 토양 가비중과 고상 및 경도는 유기농 과원에서 통계적으로 유의성있게 낮게 나타났다. 토양 pH와 유기물 함량은 3월에서 8월까지 증가하는 경향이 나타났고, 유기농 과원에서 관행과원에 비하여 높은 경향을 나타내었다. 전질소와 유효인산은 처리구에 상관없이 3월에서 8월까지 각각 감소하는 경향을 보였으며, 유기농 과원에서 관행과원보다 전질소는 높았으나 유효인산은 낮은 경향을 나타내었다. 토양 미생물 탄소 생체량은 처리구에 상관없이 3월부터 8월까지 증가(유기농 36%, 관행 15%)하였고, 미생물 질소생체량은 6월에 가장 높았고, 유기농 과원에서 관행과원보다 지속적으로 높은 미생물 생체량을 나타내었다. 토양중 dehydrogenase와 chitinase activity는 3월과 8월보다 6월에 가장 높았고, ${\beta}$-glucosidase activity는 시기적으로 점차 감소(유기농 38%, 관행 48%)하였으며, acid phosphatase activity는 증가하였다. 유기농 배 과원토양에서 관행재배에 비하여 6월에 조사된 acid phosphatase activity를 제외하고는 모든 효소활성이 시기에 상관없이 높은 분포를 나타내었다.
Quantitative structure-activity relationships (QSARs) on the inhibition activities by oleanolic acid analogues (1-19) as a potent inhibitor against protein tyrosine phosphatase-1B were studied quantitatively using 2D-QSAR and HQSAR methodologies. The inhibition activity was dependent on the variations of $R_{4-}$substituent, and as shown in 2D-QSAR model ($r^2=0.928$), it has a tendency to increase as the negative Randic Indice (RI) goes up. The size of the molecular fragments used in HQSAR varied from five to eight. The fragment distinctions had the best statistic value, whose predictability is $q^2=0.785$ and correlation coefficient is $r^2=0.970$, on condition of connections. From the atomic contribution maps, the factor that contributes to the inhibition activities is the $C_{15}{\sim}C_{17}$ bond in the D ring. From the analysis result of these two the models, the structural distinctions and descriptors that contribute to the inhibition activities were obtained.
Acid phosphatases (APases) play a role in the release of phosphate in organic complexes in soil. We investigated tissue- and isoform-specific responses of APases to phosphorus (P) deficiency in three rice genotypes; Dasan-byeo, Sobi-byeo, and Palawan. The levels of shoot APase activity per protein were similar in the three genotypes. They significantly decreased with P deprivation that was longer than seven days. Root APase activity per protein was two- to three-fold higher in Dasan than in Sobi and Palawan. In all genotypes the APase activity increased in P-deficient plants, but the increase was higher in Sobi and Palawan. After 21 days of P deprivation, secreted APase activity increased more than eight-fold in Dasan and two-fold in Sobi and Palawan. Isoform profiles of shoot and root APases were most diverse in Dasan. The activities of the major isoforms in P-deficient shoots decreased in all three genotypes. Depending on the genotypes, further increases in constitutive isoforms and new induction of one to four isoforms occurred in P-deficient roots. The results indicate that tissue and genotype differences in the response of APase to P deficiency are primarily facilitated by the different responses of the isoforms.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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