• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.119-125
• /
• 1988

Cellulomonas sp. CS1-1 생성의 $\beta$-glucosidase는 cell-bound 효소이었으며, Avicelase와 Carboxymethyl-cellulase (CMCase)는 extracellular 효소로 존재함을 확인하였다. Cellobiose나 CMC 최소배지에서의 균의 생장은 cellobiose보다 glucose 첨가시에 현저히 증가하였다. Cellobiose나 CMC 최소배지에서의 $\beta$-glucosidase 생합성은 glucose 첨가로 현저히 억제되었으나, CMC 최소배지에 cellobiose를 첨가하였을 경우, glucose에 의한 억제 효과와는 반대로, 효소의 생성은 오히려 촉진되었다. 그 외의 탄소원에 관한 영향을 조사한 결과 CMC, 전분, maltose 등의 첨가도 glycerol, arabinose, xylose, trehalose의 첨가시 보다 효소의 생성이 증가되었다. 이상의 결과로 $\beta$-glucosidase 생합성은 glucose에 의하여 catabolite repression을 받았으며, cellobiose, CMC, starch등은 다른 당류보다 효소생성을 현저히 유도하였으므로, 이 효소는 inducible enzyme임을 알 수 있었다. 효소생성에 미치는 질소원을 조사한 결과는 yeast extract가 peptone이나 ammonium sulfate보다 효소생성을 증가시켰다. 효소의 특성을 조사한 결과, 50mM MgCl$_2$가 포함된 10mM potassium phosphate buffer (pH 7.0)에서 효소의 역가가 증가하였고, 최적 pH는 6.0이었고 최적온도는 42$^{\circ}C$ 이었다. p-nitrophenyl-$\beta$-D-glucoside의 농도에 대한 glucose의 Km값은 0.265mM 이었고 $\beta$-D(+)-glucose에 대한 Ki값은 9.0 mM 이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제38권4호
• /
• pp.349-361
• /
• 2010

본 총설에서는 아미노산의 공업적 생산균인 Corynebacterium glutamicum의 탄소 대사 및 이와 관련된 총체적 조절 메커니즘에 대한 최근의 연구를 정리하였다. C. glutamicum의 산업적 발효을 위한 기질로서 사용되는 당밀은 주로 sucrose, glucose, fructose로 이루어져 있으며, 이들 당은 phosphotransferase system을 통해서 수송된다. C. glutamicum의 탄소 대사 특징은 glucose가 다른 당이나 유기산 등과 함께 존재할 때, glucose와 이러한 탄소원 들을 동시에 대사한다. 그러나 glucose/glutamate 혹은 glucose/ethanol 등의 혼합물에서 는 탄소원의 순차적 이용으로 인해 나타나는 diauxic growth 현상을 나타내며, 이러한 carbon catabolite repression(CCR) 현상은 E. coli나 B. subtilis 등에서 알려진 것과는 다른 독특한 분자적 메커니즘과 조절 circuits을 가지고 있음이 밝혀지고 있다. C. glutamicum의 CRP homologue인 GlxR은 acetate 대사를 포함하여 glycolysis, gluconeogenesis 및 TCA cycle 등을 포함하는 중심탄소대사 조절 뿐만 아니라, 다양한 세포 기능의 조절에 관여하는 총체적 조절 단백질로서의 역할이 제시되고 있다. C. glutamicum의 adenylate cyclase(AC)는 막과 결합된 class IIIAC 로서, 막 단백질의 특성상 아직 규명되어 있지 않은 세포 외부의 환경 변화에 대응하여 세포 내의 cAMP합성 수준을 조절할 수 있는 sensor로 추정할 수 있다. 특히 C. glutamicum의 경우 배지내 glucose 를 비롯한 탄소원과 cAMP 농도와의 관련성이 E. coli에서 알려진 교과서적 지식과는 상반되게 변화하는 경향을 보이고 있어, cAMP signaling에 의한 세포 내 regulatory network 등은 향후 풀어야 할 의문으로 남아있다. 탄소대사 조절의 최상위에 존재하며 global 조절자인 GlxRcAMP 복합체 이외에도 차상위 전사조절 단백질로서 RamB, RamA, SugR 등이 존재하여 다양한 탄소대사를 조절한다. 최근 들어서는 새로운 탄소원으로서 대두되고 있는 biomass 관련 기질들을 이용할 수 있는 C. glutamucum 균주 구축을 통하여 이용 기질의 범위를 확대시키고자 하는 연구 및 탄소 대사와 관련하여 L-lysine의 발효 수율 혹은 생산성을 향상시키고자 하는 다양한 분자적 균주 육종 연구 등이 수행되고 있다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제38권6호
• /
• pp.507-511
• /
• 1995

토양으로부터 분리된 Bacillus sp.A1 균주는 가수분해활성보다는 전이활성이 훨씬 높은 ${\beta}-galactosidase$를 생산하기 때문에 산업적 응용 가능성이 있으나, glucose에 의한 catabolite repression을 보일 뿐만 아니라 lactose를 inducer로 요구한다는 결정적인 단점이 있어 갈락토올리고당의 제조에 직접 사용하기에는 적합하지 않았다. 따라서 galactose 전이효소의 생산성 제고를 꾀하기 위하여 N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine를 이용한 3단계 변이를 시도하여 A4442변이주를 선발하였다. 이 변이주의 효소생산 능력은 괄목할 만큼 향상하였으며(약 20배 내외) catabolite repression과 lactose 요구성이 상당히 해제되었음을 확인하였다. 아울러 갈락토스가 새로운 inducer로 작용하는 것도 관찰하였다. 변이주를 이용한 발효시에 당의 농도와 배양액의 pH는 상호연관되어 효소의 생산에 영향을 끼쳤다. pH stat 기법을 이용하여 배양중 당의 농도를 0.5% 이하로 조절할 때 pH는 $6.5{\sim}7.5$ 범위내로 유지되었으며 효소활성은 $44\;unit/m{\ell}-broth$로 높게 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제8권1호
• /
• pp.14-20
• /
• 1998

Syntheses of the B. stearothermophilus xylanolytic enzymes such as xylanases, ${\beta}$-xylosidases, ${\alpha}$-arabinofurano-sidases, and esterases, were observed to be regulated by the carbon source present in the culture media. Xylan induced synthesis of ${\beta}$-xylosidase at the highest level while xylose gave about 30% of the ${\beta}$-xylosidase activity induced by xylan. The lowest syntheses of the xylanolytic enzymes above mentioned were detected in the basal medium containing glucose as a sole carbon source. When a mixture of xylan and glucose was used as a carbon source, we could observe glucose repression of xylanase (about 70-fold) and ${\beta}$-xylosidase (about 40-fold) syntheses. Whereas, the level of the glucose repression of the expression of the xylA gene encoding the major ${\beta}$-xylosidase of B. stearothermophilus was assessed to be about l0-fold when the relative amounts of the xylA transcript were determined. From the sequence of the xylA gene, we could find two CRE-like sequences (CRE-l: nucleotides ＋124 to ＋136 and CRE-2:＋247 to ＋259) within the reading frame of the xylA gene, either or both of which were suspected to be involved in catabolite repression of the xylA gene.

• Journal of Microbiology
• /
• 제42권4호
• /
• pp.319-327
• /
• 2004

An additional amylase, besides the typical $\alpha-amylase,$ was detected for the first time in the cytoplasm of B. subtilis SUH4-2, an isolate from Korean soil. The corresponding gene (bbmA) encoded a malto­genic amylase (MAase) and its sequence was almost identical to the yvdF gene of B. subtilis 168, whose function was unknown. Southern blot analysis using bbmA as the probe indicated that this gene was ubiquitous among various B. subtilis strains. In an effort to understand the physiological function of the bbmA gene in B. subtilis, the expression pattern of the gene was monitored by measuring the $\beta-galactosidase$ activity produced from the bbmA promoter fused to the amino terminus of the lacZ struc­tural gene, which was then integrated into the amyE locus on the B. subtilis 168 chromosome. The pro­moter was induced during the mid-log phase and fully expressed at the early stationary phase in defined media containing $\beta--cyclodextrin\;(\beta-CD),$ maltose, or starch. On the other hand, it was kept repressed in the presence of glucose, fructose, sucrose, or glycerol, suggesting that catabolite repression might be involved in the expression of the gene. Production of the $\beta-CD$ hydrolyzing activity was impaired by the spo0A mutation in B. subtilis 168, indicating the involvement of an additional regu­latory system exerting control on the promoter. Inactivation of yvdF resulted in a significant decrease of the $\beta-CD$ hydrolyzing activity, if not all. This result implied the presence of an additional enzyme(s) that is capable of hydrolyzing $\beta-CD$ in B. subtilis 168. Based on the results, MAase encoded by bbmA is likely to be involved in maltose and $\beta-CD$ utilization when other sugars, which are readily usable as an energy source, are not available during the stationary phase.

• 미생물학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.181-187
• /
• 1989

Lactobacillus casei SW-M1으로부터 lactose 이용 pPLac Plasmid를 분리하였다. 이 plasmid에 lactose이용 유전자가 존재하는지를 확이하기 위하여 plasmid curing을 실시한 결과, acriflavin 8mg/ml 과 11 mg/ml EtBr를 처리한 후 , 3차 접종 배양의 경우에 curing 빈도가 가장 높았다. Lac와 plasmid가 cured 된 $Lac^{+}$strain의 당 이용능을 조사한 결고, glucose lactosidasedldydsmd은 불변이나, lactosedldydsmd만이 $Lac^{+}$strain에서 감소하였다 pPLac plasmid의 lactose 분해능은 $\beta$-galactosidase 에 의한 것이 아니고, phospho-$\beta$-galactosidase 에 의한 것으로 확인되었다. $Lac^{+}$strain의 carbohydrate가 막투과시 PTS과 관련이 있는가를 조사한 결과ㅏ lactose-PTS가 가장 활성이 높았으며, 그 다음이 galactose-PTS, glucose-PTS 로 나타났다. 그러므로 lactose는 lactose-PTS(lactose-phosphotransferase system)에 의하여 glucose와 galactose-6-phosphate로 분해됨을 알 수 있었다. Phospho-$\beta$-galactosidase의 induction 실험에서는 galactoserk 가장 높은 induction 효과를 보여 주었으며, lactose와 glucose는 높은 수준의 induction을 나타내었으며, IPTG는 induction 효과가 없었다. Glucosedh lactose 배지에서 L. casie는 diauxic growth나 phospho-$\beta$-galactosidase합성을 조사한 결과, catabolite repression을 받지 않는 것으로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.128-134
• /
• 1991

To study the reduced growth and synthesis, proeviously reported, of ${\beta}$-galactosidase of alkalophilic Bacillus sp. YS-309 at the higher lactose concentration of 0.5% (w/v) in the medium, lactose transport and utilization were examined. The results showed that lactose transport was influenced by the addition of four kinds of antibiotics, and tetracycline stimulated most but not valinomycin. PEP-potentials of the cells grown on lactose was estimated lower than the cells on glucose and on galactose. Thus, the transport of lactose was independent of intracellular PEP and phosphorylation reactions, and was thought to be uptaked directly or oxidized in part in the transport process. In the other hand, once lactose was uptaked into the cells, it was hydrolyzed by ${\beta}$-glactosidase to glucose and galactose. The former was metabolized fast but the latter was accumulated. Galactose and lactose were not utilized until glucose was mostly depleted in the medium. The ${\beta}$-galactosidase synthesis decreased in the presence of glucose over 0.2% and galactose over 0.05 to 0.1%, respectively. In conclusion, it was considered for glucose as a repressor and galactose as a inducer for ${\beta}$-galactosidase synthesis even though the mechanisms were not elucidated. Catabolite repression of glucose on the enzyme synthesis was not relieved by the addition of exogeneous cAMP.

• 생명과학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.397-402
• /
• 2000

본 연구는 인산 축적능이 뛰어난 균주를 분자 육종하여 생물학적 폐수처리 및 토양의 인산 집적을 해결시키는 산업적 유용한 재료로 이용하기 위한 기초연구를 목표로 하고 있다. Polyphosphate kinase의 ATP의 phosphate를 단리하여 한분자씩 결합시키는 형태로 polyphosphate의 합성반응을 촉매한다. 인산 축적에 관한 대사과정의 분자적 이해를 위하여 Serratia marcescens균주로부터 Southern hybridization방법으로 ppk를 암호하는 유전자를 찾아내어 새조합시킨 pDH3를 구축하였다. pDH3으로부터 ppk를 암호하는 유전자 영역의 4.0 kb 단편을 가진 subclone을 작성하였다.Serratia marcescens의 polyphosphate kinase의 활성은 catabolite repression에 의한 조절을 받았다. 발현멕타에 삽입시킨 재조합 플라스미드를 대장균에 도입시킨 결과, polyphosphate kinase의 효소활성이 크게 증가됨을 확인 하였다. 또한 대량 발현시킨 결과를 SDS-PAGE를 통하여 75 KDa의 발현산물을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
• /
• 제17권3호통권83호
• /
• pp.407-411
• /
• 2007

효소생산을 최적화하기 위해서 Paenibacillus sp. DG-22에서의 ${\beta}-xylosidase$ 생합성 조절을 연구하였다. Paenibacillus sp. DG-22의 ${\beta}-xylosidase$는 배양액에 존재하는 탄소원에 의해 조절되는 것으로 관찰되었다. ${\beta}-Xylosidase$의 합성은 xylan과 methyl ${\beta}-D-xylopyranoside$ (${\beta}MeXyl$)에 의해 유도되었으나 쉽게 대사되는 단당류에 의해서는 약간 억제되었다. ${\beta}MeXyl$가 ${\beta}-xylosidase$의 유도를 위한 최적의 기질임을 확인하였고 가장 효과적인 유도는 10 mg/ml의 농도에서 얻어졌다. ${\beta}-Xylosidase$의 생산은 세포의 생장과 연관된 양상을 나타내었으며, 대수기 말에 최대양이 형성되었다. Glucose와 xylose가 존재하면 ${\beta}-xylosidase$의 활성 수준이 감소하는 것으로 보아 이 효소의 생합성은 catabolite repression을 받는것으로 보인다. SDS-PAGE와 활성염색 기술을 이용하여 ${\beta}Mexyl$가 이 효소의 생합성을 유도하며 약 80 kDa 크기의 하나의 ${\beta}-xylosidase$가 존재함을 알 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제31권5호
• /
• pp.659-666
• /
• 2021

After Candida albicans, Candida glabrata is one of the most common fungal species associated with candidemia in nosocomial infections. Rapid acquisition of nutrients from the host is important for the survival of pathogens which possess the metabolic flexibility to assimilate different carbon and nitrogen compounds. In Saccharomyces cerevisiae, nitrogen assimilation is controlled through a mechanism known as Nitrogen Catabolite Repression (NCR). NCR is coordinated by the action of four GATA factors; two positive regulators, Gat1 and Gln3, and two negative regulators, Gzf3 and Dal80. A mechanism in C. glabrata similar to NCR in S. cerevisiae has not been broadly studied. We previously showed that in C. glabrata, Gln3, and not Gat1, has a major role in nitrogen assimilation as opposed to what has been observed in S. cerevisiae in which both factors regulate NCR-sensitive genes. Here, we expand the knowledge about the role of Gln3 from C. glabrata through the transcriptional analysis of BG14 and gln3Δ strains. Approximately, 53.5% of the detected genes were differentially expressed (DEG). From these DEG, amino acid metabolism and ABC transporters were two of the most enriched KEGG categories in our analysis (Up-DEG and Down-DEG, respectively). Furthermore, a positive role of Gln3 in AAA assimilation was described, as was its role in the transcriptional regulation of ARO8. Finally, an unexpected negative role of Gln3 in the gene regulation of ABC transporters CDR1 and CDR2 and its associated transcriptional regulator PDR1 was found. This observation was confirmed by a decreased susceptibility of the gln3Δ strain to fluconazole.