• 미생물학회지
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• 제41권2호
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• pp.99-104
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• 2005

유전자 lacZYA가 aces 유전자의 프로모터 하단에 연계된 $(P_{aceB}-lacZYA)$ 리포터 플라스미드를 함유하는 Escherichia coli를 이용하여 glyoxylate bypass를 매개하는 유전자중하나인 aceB의 발현을 조절하는 것으로 여겨지는 Corynebacterium glutamicum클론들을 색판독에 의해 분리하였다. 이 중 한 개의 클론을 선택하여 분석할 결과 이 클론을 함유한 E. coli는 리포터 플라스미드에서 발현되는 $\beta-galactosidase$의 활성 이 약 $40\%$ 감소하였고 이는 클론에서 발현되는 단백질이 aceB프로로터에 작용함에 기인한 것으로 판단되었다. 서열분석결과 ORF1과 ORF2의 두 개의 인접한 ORF가 발견되었고 이중 ORF2가 reporter plasmid의 $\beta-galactosidase$의 활성 감소에 직접적으로 기여함을 알 수 있었다. ORF1은 206아미노산으로 구성된 23,218 Dalton의 단백질을 발현하는 것으로 여겨졌고, 유사성 분석결과 ECF-type에 해당되는 RNA polymerase의 sigma factor를 암호화하는 것으로 보여 sigH로 명명하였다. 유전자 sigH의 기능을 밝히기 위해 gene disruption technique을 이용하여 sigH 유전자가 기능을 하지 못하는 돌연변이 균을 제작하였으며 이 균주는 야생형에 비해 성장속도가 저하됨을 관찰하였다. 또한 변이균은 oxidative stress를유발하는 pumbagin둥에 대해서도 민감성을 나타내었다. 이들 결과는, 유사성 분석결과에서도 볼 수 있듯이 sigH유전자가 세포성장과정 중 처하게 되는 각종 stress중 특히 oxidative stress에 대한 대응과 관련되어 발현될 수 있음을 암시한다.상관관계는 공간적인 범위가 10$\times$10km 이하인 경우에 높게 나타났다. 하지만 공간범위가 그 이상이 될 경우에는 그 내부에서 나타나는 다양성으로 인해 통계적인 상관성이 현격하게 낮아지는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 지역 및 국가 단위의 환경변화모델에서 모델의 공간적인 구성범위가 일정한 수준을 넘으면, 그 내부에서 발생하고 있는 다양성이 급격하게 증가하여 지표피복변화의 원인과 결과를 정확하게 파악하기 힘들게 된다는 것을 의미한다. 10$\times$10km의 공간적인 범위는 농업생산이 위주가 되는 사바나 지역에서는 주로 개별 마을이 차지하고 있는 공간적인 범위와 대체적으로 일치한다. 따라서 사바나 지역에서 나타나는 지표피복변화의 다양성을 고려하면서 보다 정확하게 모형화하기 위해서는 마을단위에서 나타나는 지표피복변화과정이 최소의 모델단위가 되어야 함을 시사한다. 아니라 다른 방법으로 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다., 계절별로는 여름철에 강수가 집중됨으로서 습성강하물 침착량이 총량적으로 증가하였으며, 그 값은 $SO_4^{2-}\;2.118g/m^2/season,\;NO_3^-\;1.509g/m^2/season,\;Cl^-\;2.185g/m^2/season,\;NH_4\;^+\;1.096g/m^2/season$로. 나타났다. 계절별 잎의 평균 pH의 변화는 봄 pH $5.9\pm0.5$, 여름 pH $5.5\pm0.4$, 가을 pH $5.1\pm0.3$을 나타내었고, 엽중 수용성 황함량의 계절별 평균값은 봄 $0.012\pm0.004\%$, 여름 $0.012\pm0.002\%$, 가을 $0.020\pm0.007\%$ 수준을 보이고 있다. 수피 내 함유되어

• 한국식품과학회지
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• 제21권1호
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• pp.154-163
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• 1989

L-Lysine 생산 균주인 B. flavum ATCC 21528, B. lactofermentum ATCC 21086 및 C. glutamicum 820을 이용하여 L-lysine 생산성이 우수한 균주를 분리할 목적으로 N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine(MNNG) $250{\mu}g/ml$ 농도로 처리한 다음 $300{\mu}g/ml$의 penicillin-G로 변이주를 농축하여 B. flavum $37-2(Hos^-,\;Kan^r,\;AEC^r)$, B. lactofermentum $6-2(Ile^-,\;Val^-,\;Str^r,\;ACE^r)$ 및 C. glutamicum $57-5(Met^-,\;Thr^-,\;Rif^r,\;AEC^r)$ 등의 변이주를 분리하였다. 분리된 변이주의 원형질체 형성은 lysozyme $500{\mu}g/ml$를 함유한 LS 용액으로 6시간 처리시 원형질체의 형성율은 97-99%였으며, 세포벽 재생율은 0.5M sodium succinate를 함유한 RCM에 0.7% osft agar를 중층하였을 때 33-37%를 나타내었다. 또 각각의 원형질체를 동량 혼합후 30% PEG 6,000에서 융합을 시킨 다음 분리된 융합주 BBFL 21, BCFG 37 및 BCLG 59는 $1.25{\times}10^{-6}{\sim}5.83{\times}10^{-7}$의 융합 빈도를 나타내었다. 분리된 융합주 BBFL 21은 LPB에서 $30^{\circ}C$, 72hr 배양하였을때 $411.1ng/ml{\cdot}hr$로 높은 L-lysine 생산성을 나타내었다. 발효 방법을 개선할 목적으로 융합주 BBFL 21를 sodium alginate, polyacrylamide, agar, x-carrageenan등으로 고정화 하여 회분식 발효를 행한 바 $413ng/ml{\cdot}hr$로 sodium alginate로 처리했을 때 가장 좋았다. 고정화 균체를 이용하여 관형 발효기를 제작하여 연속 발효를 행한 바 $416.7ng/ml{\cdot}hr$의 가장 높은 L-lysine 생산성을 나타내어 회분식 보다 높은 수율을 얻었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권6호
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• pp.677-680
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• 1992

Corynebacterium glutamicum CH 1516(L-leucine 생산주)를 사용하여 7l 발효조에서 배양온도 및 pH, 산소전달속도 등을 최적화한 결과 각각 $30^{\circ}C$, 7.0, 0.21 kmole $O_2$/$m^3{\cdot}hr$이었다. 산소전달속도가 0.19 kmole $O_2$/$m^3{\cdot}hr$ 보다 낮은 조건에서는 상당량의 lactic acid가 축적되었고 0.23 kmole $O_2$/$m^3{\cdot}hr$보다 높은조건에서는 glutamic acid가 생성되고 PCV가 크게 증가하였다. 한편 1200l 실험공장에서의 L-leucine 생산을 위해 7l 발효조에서 최적화된 배양조건을 적용하여 산소전달속도를 지표로 공정확대를 실시한 결과 7l 발효조와 거의 대등한 결과를 얻을 수 있었으며,산화한 원전위 -15-170 mV에서 L-leucine이 왕성하게 생산되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권2호
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• pp.211-217
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• 2013

Corynebacterium glutamicum is one of the well-studied industrial strain that is used for the production of nucleotides and amino acids. Recently, it has also been studied as a possible producer of organic acids such as succinic acid, based on its ability to produce organic acids under an oxygen deprivation condition. In this study, we conducted the optimization of medium components for improved succinate production from C. glutamicum under an oxygen deprivation condition by Plackett-Burman design and applied a response surface methodology. A Plackett-Burman design for ten factors such as glucose, ammonium sulfate, magnesium sulfate, potassium phosphate ($K_2HPO_4$ and $KH_2PO_4$), iron sulfate, manganese sulfate, biotin, thiamine, and sodium bicarbonate was applied to evaluate the effects on succinate production. Glucose, ammonium sulfate, magnesium sulfate, and dipotassium phosphate were found to have significant influence on succinate production, and the optimal concentrations of these four factors were sequentially investigated by the response surface methodology using a Box-Behnken design. The optimal medium components obtained for achieving maximum concentration of succinic acid were as follows: glucose 10 g/l, magnesium sulfate 0.5 g/l, dipotassium phosphate ($K_2HPO_4$) 0.75 g/l, potassium dihydrogen phosphate ($KH_2PO_4$) 0.5 g/l, iron sulfate 6 mg/l, manganese sulfate 4.2 mg/l, biotin 0.2 mg/l, thiamine 0.2 mg/l, and sodium bicarbonate 100 mM. The parameters that differed from a normal BT medium were glucose changed from 40 g/l to 10 g/l, dipotassium phosphate ($K_2HPO_4$) 0.5 g/l changed to 0.75 g/l, and ammonium sulfate ($(NH_4)_2SO_4$) 7 g/l changed to 0 g/l. Under these conditions, the final succinic acid concentration was 16.3 mM, which is about 1.46 fold higher than the original medium (11.1 mM) at 24 h. This work showed the improvement of succinate production by a simple change of media components deduced from sequential optimization.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권6호
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• pp.736-741
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• 2012

In this study, we analyzed the oxidative stress response of wblA ($\underline{w}$hi$\underline{B}$-$\underline{l}$ike gene $\underline{A}$, SCO3579), which was previously shown to be a global antibiotic down-regulator in Streptomyces coelicolor. Ever since a WblA ortholog named WhcA in Corynebacterium glutamicum was found to play a negative role in the oxidative stress response, S. coelicolor wblA has been proposed to have a similar effect. A wblA-deletion mutant exhibited a less sensitive response to oxidative stress induced by diamide present in solid plate culture. Using real-time RT-PCR analysis, we also compared the transcription levels of oxidative stress-related genes, including sodF, sodF2, sodN, trxB, and trxB2, between S. coelicolor wild type and a wblA-deletion mutant in the presence or absence of oxidative stress. Target genes were expressed higher in the wblA-deletion mutant compared with wild type, both in the absence and presence of oxidative stress. Moreover, expression of these target genes in S. coelicolor wild type was stimulated only in the presence of oxidative stress, suggesting that WblA plays a negative role in the oxidative stress response of S. coelicolor, similar to that of C. glutamicum WhcA, through the transcriptional regulation of oxidative stress-related genes.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제48권4호
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• pp.218-221
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• 2005

Nucleotide sequence of Brevibacterium flavum ptsG gene capable of complementing Escherichia coli ZSC113 mutations defective to glucose permease activity of phosphotransferase system was completely determined, and the gene product was compared with other glucose-specific enzyme II ($EII^{Glc}$). A ptsG gene of B. flavum consisted of open reading frame of 2,025 nucleotides putatively encoding polypeptide of 675 amino acid residues and TAA stop codon. Deduced amino acid sequence of B. flavum ($EII^{Glc}$) had high homology with ($EIIs^{Glc}$) of Corynebacterium glutamicum, C. efficiens, and B. lactofermentum. Arrangement of structural domains, IIBCA, of B. flanum ($EII^{Glc}$) protein was identical to that of EIIs belonging to glucose-phosphotransferase system.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권12호
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• pp.1726-1736
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• 2013

Biosynthesis of indole-3-acetic acid (IAA) via the indole-3-pyruvic acid pathway involves three kinds of enzymes; aminotransferase encoded by aspC, indole-3-pyruvic acid decarboxylase encoded by ipdC, and indole-3-acetic acid dehydrogenase encoded by iad1. The ipdC from Enterobacter cloacae ATCC 13047, aspC from Escherichia coli, and iad1 from Ustilago maydis were cloned and expressed under the control of the tac and sod promoters in E. coli. According to SDS-PAGE and enzyme activity, IpdC and Iad1 showed good expression under the control of $P_{tac}$, whereas AspC was efficiently expressed by $P_{sod}$ originating from Corynebacterium glutamicum. The activities of IpdC, AspC, and Iad1 from the crude extracts of recombinant E. coli Top 10 were 215.6, 5.7, and 272.1 nmol/min/mg-protein, respectively. The recombinant E. coli $DH5{\alpha}$ expressing IpdC, AspC, and Iad1 produced about 1.1 g/l of IAA and 0.13 g/l of tryptophol (TOL) after 48 h of cultivation in LB medium with 2 g/l tryptophan. To improve IAA production, a tnaA gene mediating indole formation from tryptophan was deleted. As a result, E. coli IAA68 with expression of the three genes produced 1.8 g/l of IAA, which is a 1.6-fold increase compared with wild-type $DH5{\alpha}$ harboring the same plasmids. Moreover, the complete conversion of tryptophan to IAA was achieved by E. coli IAA68. Finally, E. coli IAA68 produced 3.0 g/l of IAA after 24 h cultivation in LB medium supplemented with 4 g/l of tryptophan.

• 생명과학회지
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• 제28권6호
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• pp.656-662
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• 2018

향상된 인디고이드 생산능력을 갖는 코리네박테리움 유래의 변이 플라빈-함유 모노옥시게나제(cFMO)를 개발하기 위하여, cFMO 효소의 상동성모델을 이용하여 말토오스-결합단백질(MBP)과 융합된 4가지 변이체(F170Y, A210G, A210S, T326S)를 제작하고 그 생화학적 특징을 밝혔다. 정제된 MBP-T326S는 최적 활성을 위하여 야생형보다 고농도의 FAD ($100{\mu}M$)를 요구하며, $100{\mu}M$의 FAD 첨가조건에서 $k_{cat}/K_m$이 3.8배 증가되었다. 인돌 옥시게나제 활성은 야생형의 63-77%를 나타냈다. MBP-T326S는 기질이 존재하지 않을 경우 쓸모없는 NADPH 산화효소 활성이 매우 낮은 수준을 보여주었다(21-24%). T326S이외의 변이 단백질들은 야생형에 비하여 $K_m$은 비슷하며 $k_{cat}/K_m$은 증가하였다. MBP-F170Y와 -A210S 변이단백질은 인돌 옥시게나제 활성이 각각 3.1배, 2.9배 증가하였다. 2.5 g/l의 트립토판을 함유한 LB배지에서 인디고이드 생산을 시험했을 때, 야생형 cFMO를 함유한 대장균은 684 mg/l의 인디고와 104 mg/l의 인디루빈을 생산한 반면, T326S를 함유한 세포는 1,040 mg/l의 인디고와 112 mg/l의 인디루빈을 생산하였다. 이전의 결과인 Methylophaga 유래의 FMO를 발현하는 대장균에서 가장 높은 수준인 920 mg/l의 인디고를 생산한 것과 비교하면, 본 연구결과는 인디고 생산이 13% 높은 수준이였다. 상동성 모델링에 기반한 cFMO의 단백질공학은 인디고이드 생산균을 개발하는데 보다 더 논리적인 전략을 제시하였다.

• 생명과학회지
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• 제14권5호
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• pp.868-873
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• 2004

유용성이 확보된 L-threonine의 효율적인 발효생산을 위하여 생산균주 E. coli MT201를 유전자재조합을 통하여 개량하고 적절한 탄소원을 발굴하여 전체적인 생산량 증대를 도모하였다. 먼저, 5 liter발효조에서 유가식 배양을 통하여 생산균주 E. coli MT201이 균체량이 52($OD_{660}$)일때 57 g/1의 생산량을 보이는 것을 확인하였다. L-Threonine의 생산성 향상을 위하여 균체 내에서 생합성 전구물질인 oxaloacetate를 충분하게 공급하기 위해 C. glutamicum 유래의 pyruvate carboxylase의 유전자를 plasmid pPYC의 형태로 E. coli MT201에 도입하였다(E. coli MT/PYC). 그렇지만 E. coli MT/PYC을 배양한 결과로부터 E. coli MT201와 비교할 때 균체증식 및 생산량이 모두 감소하는 경향을 보였으며, 이를 해결하기 위하여 플라스크배양을 통하여 포도당과 sodium citrate를 1.5:3.5의 비율로 배지 중에 첨가하였을 때 이들 문제가 개선되는 것을 관찰하였다. 상기 비율의 탄소원 조건하에서 5liter 발효조를 이용한 유가식 배양에서 배양 75시간째에 L-threonine의 생산량 및 균체량($OD_{660}$)이 각각 75.7 g/l와 48로 효율적으로 향상되는 것을 알 수 있었다. 이는 과도한 anaplerosis에 의한 TCA 회로의 불균형을 중간산물인 citric acid를 sodium citrate의 형태로 공급함으로써 E. coli MT/PYC에서 균체증식이 정상화됨을 의미한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권5호
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• pp.387-392
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• 1998

B. lactofermentum의 lysine 생합성에 있어서 DDH경로 및 ddh gene이 지닌 중요성을 조사하기 위하여, site-specific mutagenesis technique를 통하여 B. lactofermentum의 ddh gene을 disruption함으로서 DDH 경로를 차단시켰다. B. lactofermentum ddh mutant는 wild type 및 AEC내성 균주보다 성장이 매우 저조하였으며 lysine 생산량에서도 급격한 저하를 가져왔다. 이와 같이 B. lactofermentum이 DAP 경로만을 가졌을 때 세포의 성장 및 lysine 생산량에 있어서 극적인 저하를 가져왔기 때문에 B. lactofermentum에서의 DDH 경로는 meso-DAP 및 lysine 생합성에 있어 필수적인 경로로 작용한다는 것을 확인하였다. 그러므로 C. glutamicum과 B. lactofermentum과 같은 corynebacteria가 lysine을 많이 생산하는 것은 DDH 경로가 부가적으로 존재하기 때문이며, 이러한 DDH 경로는 metabolic flux가 증가되면 중간 대사물을 lysine으로 변화시키는 중요한 경로로 작용할 것이라 사료된다.