• Molecules and Cells
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• 제20권3호
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• pp.305-314
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• 2005

Investigation of chemically synthesized inositol 1,4,5-trisphosphate [$Ins(1,4,5)P_3$] analogs has led to the isolation of a novel binding protein with a molecular size of 130 kDa, characterized as a molecule with similar domain organization to phospholipase C-${\delta}1$ (PLC-${\delta}1$) but lacking the enzymatic activity. An isoform of the molecule was subsequently identified, and these molecules have been named PRIP (PLC-related, but catalytically inactive protein), with the two isoforms named PRIP-1 and -2. Regarding its ability to bind $Ins(1,4,5)P_3$ via the pleckstrin homology domain, the involvement of PRIP-1 in $Ins(1,4,5)P_3$-mediated $Ca^{2+}$ signaling was examined using COS-1 cells overexpressing PRIP-1 and cultured neurons prepared from PRIP-1 knock-out mice. Yeast two hybrid screening of a brain cDNA library using a unique N-terminus as bait identified GABARAP ($GABA_A$ receptor associated protein) and PP1 (protein phosphatase 1), which led us to examine the possible involvement of PRIP in $GABA_A$ receptor signaling. For this purpose PRIP knock-out mice were analyzed for $GABA_A$ receptor function in relation to the action of benzodiazepines from the electrophysiological and behavioral aspects. During the course of these experiments we found that PRIP also binds to the b-subunit of $GABA_A$ receptors and PP2A (protein phosphtase 2A). Here, we summarize how PRIP is involved in $Ins(1,4,5)P_3$-mediated $Ca^{2+}$ signaling and $GABA_A$ receptor signaling based on the characteristics of binding molecules.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권11호
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• pp.1881-1890
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• 2016

Manganese superoxide dismutase (MnSOD) is a vital enzyme that protects cells from free radicals through eliminating superoxide radicals ($O^{2-}$). Hirudin, a kind of small active peptide molecule, is one of the strongest anticoagulants that can effectively cure thrombus diseases. In this study, we fused Hirudin to the C terminus of human MnSOD with the GGGGS linker to generate a novel dual-feature fusion protein, denoted as hMnSOD-Hirudin. The hMnSOD-Hirudin gene fragment was cloned into the pET15b (SmaI, CIAP) vector, forming a recombinant pET15b-hMnSOD-Hirudin plasmid, and then was transferred into Escherichia coli strain Rosetta-gami for expression. SDS-PAGE was used to detect the fusion protein, which was expected to be about 30 kDa upon IPTG induction. Furthermore, the hMnSOD-Hirudin protein was heavily detected as a soluble form in the supernatant. The purification rate observed after Ni NTA affinity chromatography was above 95%. The hMnSOD-Hirudin protein yield reached 67.25 mg per liter of bacterial culture. The identity of the purified protein was confirmed by western blotting. The hMnSOD-Hirudin protein activity assay evinced that the antioxidation activity of the hMnSOD-Hirudin protein obtained was $2,444.0{\pm}96.0U/mg$, and the anticoagulant activity of the hMnSOD-Hirudin protein was $599.0{\pm}35.0ATU/mg$. In addition, in vitro bioactivity assay showed that the hMnSOD-Hirudin protein had no or little cytotoxicity in H9c2, HK-2, and H9 (human $CD_4{^+}$, T cell) cell lines. Transwell migration assay and invasion assay showed that the hMnSOD-Hirudin protein could suppress human lung cancer 95-D cell metastasis and invasion in vitro.

• 한국버섯학회지
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• 제19권4호
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• pp.285-293
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• 2021

본 연구에서는 Flammulina velutipes var. lupinicola의 laccase 유전자를 동정하고 최적 활성 pH, 온도, 시간을 분석하고 하였다. F. velutipes var. lupinicola 유전체에서 선별된 laccase 유전자 서열을 바탕으로 구리 결합 부위 및 신호 펩타이드 분석을 수행한 결과 5종의 laccase 유전자(g1934, g1937, g2415, g2539, g5858)를 동정하였다. 5종의 선별된 laccase 유전자 크기는 1,488~1,662 bp로 확인되었고, cDNA 염기서열 분석 결과 14~17개의 인트론이 확인되었다. Laccase 유전자의 신호펩타이드로 예측된 절단 부위는 N-말단으로부터 20~34 bp 사이에 위치하는 것으로 확인되었다. F. velutipes var. lupinicola laccase의 활성 특성을 규명하기 위해 분리 정제를 수행하였으며, Zymogram을 수행하여 0.2 M 및 0.3 M NaCl과 1.6 M 및 1.7 M의 ammonium sulfate로 정제된 단백질에서 5개의 laccsae 활성 밴드를 확인하였다. pH, 온도 및 시간별로 분리 정제된 단백질의 최적 활성을 분석한 결과, 반응의 최적 pH는 5.5이고 최적 온도는 40℃로 확인되었다. 따라서 본 연구를 통하여 확인된 F. velutipes var. lupinicola 유전체의 laccase 유전자 구조 및 활성에 대한 특성은 laccase를 이해하는 데 도움이 될 것이며 추가 연구를 통하여 향후 다양한 산업적 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제28권12호
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• pp.1416-1423
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• 2018

Biotin에 강한 결합 친화력($K_D=10^{-14}M$)과 함께 streptavidin의 tetramer 특징은 VHH 항체를 streptavidin에 융합시키게 하여 biotinylated horseradish peroxidase를 사용하는ELISA 와Western blot analysis 등의 면역분석법에서 VHH 항체의 항원결합력을 증가시키는데 응용 가능하다. 이를 응용하기 위해 우리는 Streptomyces avidinii 염색체 DNA로부터 PCR을 통해 streptavidin유전자를 증폭하고 이를 green fluorescent protein항원에 특이적으로 결합하는 8B9 VHH 항체유전자에 융합시켰다. 대장균에서 수용성 융합단백질로 발현시키기 위해 pUC119 플라스미드에 기초한 발현시스템을 사용하였다. 즉 lacZ promoter를 사용하여 IPTG에 의해 단백질발현을 유도하게 하였으며, 아미노말단에 pelB leader를 두어 발현된 단백질의 periplasmic space로 이동하게 하여 수용성 단백질형태의 분비를 촉진하였으며 카르복시말단에 6개의 polyhistidine tags를 두어 $Ni^+$-NTA-agarose column을 사용하여 발현된 단백질을 정제하였다. Streptavidin이 biotin에 강하게 결합함으로 대장균에 독성을 나타냄에도 불구하고 본 수용성 융합단백질은 성공적으로 발현되었다. SDS-PAGE에서 가열하는 경우 변성되어 30.6 kDa를, 가열하지 않는 경우에는 자연 상태의 122.4 kDa을 나타내었다. 이는 8B9 VHH항체에 융합된 streptavidin moiety에 의해 monomer subunit가 비공유결합으로 tetramerization됨을 제시해준다. 또한 본 융합단백질은 ELISA와 Westernblot analysis에서 보여진 것처럼 parental streptavidin과 유사한 biotin결합력과 green fluorescent protein항원 결합력을 모두 나타내었다. 결론적으로 streptavidin에 융합된 8B9 VHH 항체형태의 융합단백질은 대장균에서 수용성 tetramer로 성공적으로 발현 및 정제되었으며 biotin과 green fluorescent protein 항원에 동시에 결합함으로써 tetrameric and bifunctional VHH 항체제조의 가능성을 제시해주었다.

• 대한화학회지
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• 제37권2호
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• pp.237-243
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• 1993

Xanthomonas celebensis 5S rRNA를 분리 정제하여 효소적 방법과 화학적 방법으로 그 일차구조 및 이차구조를 결정하였다. 이 5S rRNA는 119개의 누클레오티드로 구성되어 있으며 변형된 누클레오시드를 함유하고 있지 않다. 그리고 이 5S rRNA는 X. maltophilia 및 X. citri의 것처럼 5'-말단에 가외의 우리딘잔기를 하나 더 가지고 있다. 결정한 X. celebensis 5S rRNA의 이차구조는 본 연구진이 이미 결정한 두가지 Xanthomonas 종들의 것들과 매우 유사하며, 5개의 이중나선 줄기와 5개의 단일가닥 고리 그리고 2개의 내밀린 구조를 가지고 있다. X.celebensis 5S rRNA 분자 내의 삼차상호작용은 테옥시헥사머를 이용한 혼성체화법과 Fe(II)-EDTA를 사용하여 5S rRNA를 쪼개는 방법으로 분석하였다. 5S rRNA 상의 $U_{35}CCCAU_{40}$부분을 상보성을 가진 데옥시헥사머를 혼성체화한 다음에 고리 M, 구역 $I_1-C$, 고리 $H_2$에 있는 약간의 아데노신 잔기들이 피로탄산 이에틸에 대한 감수성을 가지게 되는 사실과, $Mg^{2+}$이 있는 조건에서 고리 M, 고리 $H_1$, 및 구역 $D-I_2에$ 있는 약간의 누클레오티드 잔기들이 Fe(II)-EDTA의 분열작용에 저항성을 나타내는 사실에서 고리 $H_1과$ 고리 $H_2$가 어떤 방법으로든 고리 M과 삼차상호작용을 하는 것으로 추측되며, 이 삼차작용에서 구역 $I_1-C$와 구역 $D-I_2$ 돌쩌귀로 작용하는 것으로 생각된다. 고리 $H_1$은 산성 조건(pH 5.5)에서 비표준형 염기쌍 A:C 들을 형성함으로써 3개의 염기로 이루어지는 고리를 형성한다는 것을 알았다.

• 미생물학회지
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• 제46권2호
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• pp.140-147
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• 2010

일본뇌염바이러스(Japanese encephalitis virus)는 모기 매개성 플라비바이러스에 속하며, 주로 동남아시아 지역에서 유행성 바이러스성 뇌염을 일으킨다. 일본뇌염바이러스는 외피를 가진 작은 바이러스로서, 양성가닥 RNA 게놈을 가지고 있다. 감염성을 띤 바이러스 입자는 capsid (C), membrane (M; prM 전구체로부터 생성), 및 envelope (E)과 같은 3개의 구조단백질로 이루어져 있다. 본 연구에서는 일본뇌염바이러스 생산과 정에 M 단백질의 N-말단부위에 위치한 극성 아미노산 잔기의 역할을 분석하였다. 일본뇌염바이러스의 infectious cDNA를 활용하여, M 단백질의 $E^9$와 $K^{15}K^{16}E^{17}$ 잔기를 알라닌으로 치환시킨 2개의 mutant cDNA (Mm1과 Mm2)를 각각 제작하였다. 각각의 cDNA로부터 합성된 mutant RNA를 세포에 트랜스펙션시킴으로써, 비록 세포 내에 축적된 3개의 구조단백질양은 변화가 없으나, 이들 세포로부터 생산된 바이러스의 양은 Mm2 RNA의 경우 ~1,000배 감소됨을 관찰하였다. 흥미롭게도, Mm2 RNA로부터 발현된 mutant M 단백질은 wild-type M 단백질을 인지하는 항혈청에는 반응하지 않았으나, mutant M 단백질을 항원으로 제작된 항혈청에는 반응하는 것을 알 수 있었다. 본 실험결과는 일본뇌염바이러스 M 단백질을 구성하는 3개의 극성 아미노산 잔기($K^{15}K^{16}E^{17}$)가 바이러스의 생산과정에 관여한다는 것을 암시한다. 앞으로, wild-type 또는 mutant M 단백질(Mm2)을 인식하는 2개의 항혈청은 이 단백질의 기능연구에 유용한 재료로 사용될 것으로 기대된다.

• Applied Microscopy
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• 제41권1호
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• pp.47-53
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• 2011

모발은 피부를 둘러싸고 있는 피부 부속기관이며, 외부로부터 들어오는 물리적, 화학적 자극에 대하여 보호하고, 미용 효과 등의 기능을 가지고 있다. 모발은 피부의 표피와 진피의 사이에서 발생하며, 모발성장주기를 가지고 있다. 모발성장주기는 모발이 성장하는 시기(anagen)와 성장을 끝내는 시기(catagen), 성장을 멈추고 휴식하는 시기(telogen)로 구분할 수 있다. 모발성장기 중, 성장기의 모낭 부위에는 많은 성장인자들이 분포하고 있다는 것이 이미 보고된 바 있다. 뇌하수체에서 분비되는 인간 성장 호르몬은 신진대사를 수행하는 신호를 전달하며, 기관의 성장을 촉진하는 역할을 수행한다. 성장호르몬은 혈류를 따라 온몸으로 이동되며, 여러 가지의 성장인자들을 활성하거나 억제하는 조절 작용을 한다는 연구결과가 보고된 바 있다. 본 연구에서는 인간성장호르몬을 유전자재조합기술을 이용하여 관찰이 용이하도록 6개의 히스티딘 아미노산을 첨가하였으며, 나노크기의 리포좀으로 캡슐화한 LhGH를 (주)리제론으로 부터 받아 사용하여 마우스(C57BL6/CrN)에서 LhGH에 의한 모발의 성장 관계를 알아보았다. 8주령의 마우스 3마리씩 증류수, Liposome, Minoxidil, His hGH, LhGH를 실험의 목적에 따라 20일, 6주 동안 도포하였고, 피부 속의 침투 경로는 형광면역반응법을 이용하여 형광현미경으로 관찰하였다. 또한, 광학현미경과 주사전자현미경을 이용하여 모발 수의 변화를 비교하여 보았다. 마우스 피부에 도포한 LhGH는 피부표피의 모공과 모발을 따라 피부 안으로 이동되는 것이 광학현미경으로 관찰되었다. 또한 LhGH는 성별에 관계없이 모발 수를 증가시켰으며, 피부 밖으로 도출된 모발 수를 증가시킴을 확인하였다. 자연적으로 탈모된 마우스에서도 발모를 증진시켰으며, 발모 후 3주 동안 새로운 탈모현상을 억제하였다. 이러한 결과로 LhGH는 마우스(C57BL/6CrN)에서 모발의 수를 증가시키며, 탈모된 피부에서 모발의 재성장을 촉진시키는 효과가 있다고 생각한다.

• BMB Reports
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• 제38권6호
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• pp.683-689
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• 2005

Antibody to hepatitis B surface antigen (HBsAb) is the important serological marker of the hepatitis B virus (HBV) infection. Conventionally, the hepatitis B surface antigen (HBsAg) obtained from the plasma of HBV carriers is used as the diagnostic antigen for detection of HBsAb. This blood-origin antigen has some disadvantages involved in high cost, over-elaborate preparation, risk of infection, et al. In an attempt to explore the suitable recombinant HBsAg for the diagnostic purpose, the HBV S gene was expressed in Pichia pastoris and the product was applied for detection of HBsAb. Hepatitis B virus S gene was inserted into the yeast vector and the expressed product was analyzed by sodium dodecyl sulphate polyacrolamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), immunoblot, electronic microscope and enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). The preparations of synthesized S protein were applied to detect HBsAb by sandwich ELISA. The S gene encoding the 226 amino acid of HBsAg carrying ahexa-histidine tag at C terminus was successfully expressed in Pichia pastoris. The His-Tagged S protein in this strain was expressed at a level of about 14.5% of total cell protein. Immunoblot showed the recombinant HBsAg recognized by monoclonal HBsAb and there was no cross reaction between all proteins from the host and normal sera. HBsAb detection indicated that the sensitivity reached 10 mIu (micro international unit)/ml and the specificity was 100% with HBsAb standard of National Center for Clinical Laboratories. A total of 293 random sera were assayed using recombinant S protein and a commercial HBsAb ELISA kit (produced by blood-origin HBsAg), 35 HBsAb positive sera and 258 HBsAb negative sera were examined. The same results were obtained with two different reagents and there was no significant difference in the value of S/CO between the two reagents. The recombinant HBV S protein with good immunoreactivity and specificity was successfully expressed in Pichia pastoris. The reagent for HBsAb detection prepared by Pichia pastoris-derived S protein showed high sensitivity and specificity for detection of HBsAb standard. And a good correlation was obtained between the reagent produced by recombinant S protein and commercial kit produced by blood-origin HBsAg in random samples.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권6호
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• pp.915-921
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• 2001

Phytase improves the bioavailability of phytate phosphorus in plant foods to humans and animals, and reduces the phosphorus pollution of animal waste. In order to express a high level of fungal phytase in Saccharomyces cerevisiae, various expression vectors were constructed with different combinations of promoters, translation enhancers, signal peptides, and terminator. Three different promoters fused to the phytase gene (phyA) from Aspergillus niger were tested: a galactokinase (GAL1) promoter, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GPD) promoter, and yeast hybrid ADH2-GPD promoter consisting of alcohol dehydrogenase II (ADH2) and a GPD promoter. The signal peptides of phytase, glucose oxidase (GO), and rice amylase 1A(RAmy1A) were included. Plus, the translation enhancers of the ${\Omega}$ sequence and UTR70 from the tobacco mosaic virus (TMV) and spinach, respectively, were also tested. Among the recombinant vectors, pGphyA06 containing the GPD promoter, the ${\Omega}$ sequence, RAmy1A, and GAL7 terminator expressed the highest phytase activity in a culture filtrate, which was estimated at 20 IU/ml. An intracellular localization of the expressed phytase activity in a culture filtrate, which was estimated at 20 IU/ml. An intracellular localization of the expressed phytase was also performed by inserting an endoplasmic reticulum (ER) retention signal, KDEL sequence, into the C-terminus of the phytase within the vector pHphyA-6. It appeared that the KDEL sequence directed most of the early expression of phytase into the intracellular compartment yet more than $60\%$ of the total phytase activity was still retained within the cell even after the prolonged (>3 days) incubation of the transformant. However, the intracellular enzyme activity of the transformant without a KDEL sequence was as high as that of the extracellular one, thereby strongly suggesting that the secretion of phytase in S. cerevisiae appeared to be the rate-limiting step for the expression of a large amount of extracellular recombinant phytase, when compared with other yeasts.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권11호
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• pp.1720-1728
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• 2020

We have previously characterized AprESJ4, the major fibrinolytic enzyme from Bacillus subtilis SJ4 (Yao et al., 2019). During that study, we observed a 68 kDa protein with fibrinolytic activity. In this study, we cloned the gene (vprSJ4) encoding the 68 kDa protein, a mature Vpr and minor protease secreted by Bacillus species. vprSJ4 encodes a preproenzyme consisting of 810 amino acids (aa) including signal sequence (28 aa) and prosequence (132 aa). The mature enzyme (650 aa) has a predicted molecular weight of 68,467.35. Unlike Vprs from other B. subtilis strains, VprSJ4 has 4 additional amino acids (DEFA) at the C-terminus. vprSJ4 was overexpressed in Escherichia coli. PreproVprSJ4 was localized in inclusion bodies, and subjected to in vitro renaturation and purification by an affinity column. SDS-PAGE and western blot showed that autoprocessing of preproVprSJ4 occurred and 68 kDa and smaller proteins were produced. The optimum pH and temperature of the recombinant VprSJ4 were pH 7.0 and 40℃, respectively. Kinetic parameters of recombinant VprSJ4 were measured by using an artificial substrate, N-succinyl-ala-ala-pro-phe-p-nitroanilide. Coexpression of vprSJ4 and aprESJ4 using pHY300PLK increased the fibrinolytic activity a further 117% when compared with aprESJ4 single expression using the same vector in B. subtilis WB600.