PPase 는 식물세포 중엽부는 주성분인 protopectine를 분해하여 maceration(죽화: 단세포화)하는 기능이 있다. PPase는 대부분의 야채류 및 과실류의 단세포화에 응용하여 새로운 식품재료로 이용이 가능하다. 본 연구에서 먼저 PPase 생산을 향상시키기 위해서 배양조건을 조사하였는데, 탄소원으로 glucose는 catabolite repression이 일언자 않는 1%가 적절하였고 pH는 8.0으로 조절할때PPase 생산이 향상되었다. 그리고 산소공급속도는 1.0vvm, 500rpm으로 조절하는것이 회분식 배양에서 PPase의 생산에 효과적이었다. 이 결과로 유가배양을 실시하여 PPase의 생산효율이 flask 배양(5,417 IL $-1/h^{-1}$ )회분식 배양( $72,000UL^{-1}$$ h^{-1}$ )에 비해 각각 15.6배 1.17배의 증가를 보였다. 이와 같은 유가배양을 실시하는것이 PPase의 생산성을 증대시키는 데 효과적이라 할 수 있다.
Kim, Jin-Man;Park, Hee-Kyung;Park, Young-Seo;Yum, Do-Young;Bai, Dong-Hoon
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제3권3호
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pp.146-155
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1993
A DNA fragment from an alkali-tolerent Bacillus sp., conferring strong promoter activity, was subcloned into the promoter probe plasmid pPL703 and the nucleotide sequence of this promoter region was determined. The sequence analysis suggested that this highly efficient promoter region containing the complex clustered promoters comprised three kinds of promoters (P1, P2 and P3), which are transcribed by $\sigma^B (formerly \sigma^{37}), \sigma^E(formerly \sigma^{29}) and \sigma^A (formerly \sigma^{43})$ RNA polymerase holoenzymes which play major rules at the onset of endospore formation, during sporulation and at the vegetative phase of growth, respectively. S1 nuclease mapping experiments showed that all three promoters had staggered transcription initiation points. The results of chloramphenicol acetyltransferase assay after the subcloning experiments also indicated that the expression of these clustered promoters was correlated with the programs of growth and endospore development. Promoter P1, P2 and P3 were preceded by 75% AT, 79% AT and 81% AT regions, respectively, and a partial deletion of AT-rich region prevented transcription from promoter P1 in vivo. Two sets of 5 -AGTGTT-3 sequences and inverted repeat sequences located around the promoter P1 were speculated as the possible cis acting sites for the catabolite repression in B. subtilis. In vivo transcripts from these sequence regions may be able to form a secondary structure, however, the possibility that a regulatory protein induced by the excess amount of glucose could be bound to such a domain for crucial action remains to be determined.
We attempted to modulate the overall protein expression rate through the addition of a repressor against the araBAD promoter system of Escherichia coli, in which glucose was used as a repressor. Therefore, 0.5% L-arabinose was initially contained as an inducer in culture medium, and either 2% glucose or 2% glycerol was used as a carbon source, and it was found that the expression of recombinant interferon-${\alpha}$ could be observed at the beginning of the batch culture when glycerol was used as a carbon source. However, when glucose was used, the initiation of recombinant interferon-${\alpha}$ expression was delayed compared with that when glycerol was used. Furthermore, when the addition of 0.5% glucose was carried out once or twice after 0.5% L-arabinose induction during DO-stat fed-batch culture, the distributions of soluble and insoluble recombinant interferon-${\alpha}$ were modulated. When glucose was not added after the induction of L-arabinose, all of the expressed recombinant interferon-${\alpha}$ formed an inclusion body during the later half of culturing. However, when glucose was added after induction, the expressed recombinant interferon-${\alpha}$ did not all form an inclusion body, and about half of the total recombinant interferon-${\alpha}$ was expressed in a soluble form. It was deduced that the addition of glucose after the induction of L-arabinose might lower the cAMP level, and thus, CAP (catabolite activator protein) might not be activated. The transcription rate of recombinant interferon-${\alpha}$ in the araBAD promoter system might be delayed by the partial repression. This inhibition of the transcription rate probably resulted in more soluble interferon-${\alpha}$ expression caused by the reduction of the protein synthesis rate.
An agar-degrading bacterium, designated as the GNUM08123 strain, was isolated from samples of red algae collected from the Yongil Bay near East Sea, Korea. The isolated GNUM08123 strain was gram-negative, aerobic, motile, and beige-pigmented, with $C_{16:0}$ (25.9%) and summed feature 3 (comprising $C_{16:1}{\omega}7c/iso-C_{15:0}2-OH$, 34.4%) as its major cellular fatty acids. A similarity search based on the 16S rRNA gene sequence revealed that it belonged to class Gammaproteobacteria and shared 97.7% similarity with the type strain Vibrio chagasii $R-3712^T$. The DNA G+C content of strain $GNUM08123^T$ was 46.9 mol%. The major isoprenoid quinone was ubiquinone-8. The results of DNA-DNA relatedness and 16S rRNA sequence similarity analyses, in addition to its phenotypic and chemotaxonomic characteristics, suggest that strain GNUM08123 is a novel species within genus Vibrio, designated as Vibrio sp. GNUM08123. Agarase production by strain GNUM08123 was induced by agar and sucrose, but was repressed probably owing to carbon catabolite repression by glucose and maltose.
An agar-hydrolyzing marine bacterium, strain GNUM08120, was isolated from Sargassum fulvellum collected from Yeongil bay of East Sea of Korea. The isolate was Gram-negative, aerobic, motile with single polar flagellum, and grew at 1-10% NaCl, pH 5.0-8.0, and $15-37^{\circ}C$. G+C content and the predominant respiratory quinone were 46.13 mol% and Q-8, respectively. The major cellular fatty acids were Summed feature 3 (24.5%), $C_{16:0}$ (21.7%), and $C_{18:1}{\omega}7c$ (12.5%). Based on 16S rRNA gene sequence similarity and DNA-DNA hybridization analyses, strain GNUM08120 was identified as a novel subspecies of Alteromonas macleodii, designated Alteromonas macleodii subsp. GNUM08120. Production of agarase by strain GNUM08120 was likely repressed by the effect of carbon catabolite repression caused by glucose. The crude agarase prepared from 12-h culture broth of strain GNUM08120 exhibited an optimum pH and temperature for agarase activity at 7.0 and $40^{\circ}C$, respectively. The crude enzyme produced (neo)agarobiose, (neo)agarotetraose, and (neo)agarohexaose as the hydrolyzed product of agarose.
Cheddar치즈의 숙성기간을 단축시키고 flavor를 증진시킬 목적으로 단백분해력이 있는 Micrococcus sp. LL3를 Cheddar 치즈에 첨가하기 위하여 본 균의 최적배양을 위한 배지조성을 검토하였다. 탄소원으로는 glucose, mannose, fructose 등의 단당류가 양호하였으며, arabinose, xylose는 균의 성장을 심하게 저해하였다. 본 균주에서는 탄소원의 첨가에 의한 catabolite repression은 나타나지 않았다. 또한 질소원으로는 yeast extract 0.2%의 첨가가 균의 성장에 좋았으며, 무기 질소원 첨가시는 균의 성장이 감소하였다. 특히 urea를 첨가시 균의 성장에 심한 저해효과가 있었다. 본 균주는 NaCl 9%첨가시 까지도 균의 생육이 가능했으며, 특히 1%첨가시에는 균체생육 및 단백분해 효과가 다소 증가하였다. 무기염의 경우 $MgSO_4\;0.05%$, 아미노산은 glutamic acid 0.2%첨가시 효과가 좋았다. 그러나 비타민은 $0.1\;{\mu}g/ml$ 수준으로 첨가시에 균의 성장 및 단백분해 효과에 영향을 미치지 않았다.
토양에서 분리한 알칼리 내성 Bacillus속의 chromosomal DNA로부터 promoter를 cloning하여 선별된 재조합 plasmid p-12내 의 promoter를 subcloning을 하였다. 그 결과 cloning된 promoter 내에는 서로 다른 두 가지의 promoter가 존재하는 것을 확인할 수 있었고 이로부터 각각의 promoter를 함유한 재조합 plasmid p-l2B1, p-l2B2를 제조하였다. 또한 CAT 비활성 측정에 의해 각 promoter의 활성을 비교해 본 결과 p-l2B1의 promoter는 p-l2B2의 promoter에 비해 상대적으로 높은 활성을 가지고 있었다. CAT 비활성을 생육시기에 따라 측정해 본 결과 p-l2B1과 p-l2B2는 대수증식기 이후 활성이 급증되었으며 배지 중 첨가된 1.0%의 glucose에 의해 활성이 억제되는 효과를 받았다.
토양으로부터 갈락토스 전이활성이 우수한 ${\beta}-galactosidase$를 생산하는 미생물을 분리하고 부분동정하여 Bacillus sp. A1으로 명명하였다. 선발된 균주가 생산하는 효소는 40%(W/W) 유당용액에서 초기유당의 70%가 전환되었을 때 90%의 높은 전이율을 보였다. 효소의 생합성은 유당에 의하여 유도되었고 포도당에 의하여 저해받았다. 효소생산을 위한 탄소원으로는 유당이, 유기질소원으로는 효소분해 대두단백질이 적합하였다. 탄소원과 유기질소원을 최적화하므로써 배양된 균주의 효소활성은 최소배지에서 배양된 효소활성과 비교하여 약 3배 이상($0.5\;U/m{\ell}-broth$에서 $1.8\;U/m{\ell}-broth$로) 증가하였다.
대장균에서 xylose isomerase(XI) 생산의 조절양상을 밝히기 위한 연구의 일환으로 유도물질인 xylose에 의한 XI 생산유도 및 glucose에 의한 이화물 억제 양상을 조사하였다. XI 생산 유전자인 xylA 유전자의 발현을 조절하는 xylR 유전자가 염색체에 존재하는 상태에서 xylA 유전자가 고복제수 유래의 플라스미드에 존재하는 경우 (pEX202/DH77)와 저복제수 유래의 플라스미드에 존재하는 경우(pEX102/DH77)에는 염색체에 존재하는 경우 (JM109)보다 0.4% xylose 첨가에 의한 XI의 유도생산이 각각 1.9 및 1.7배 정도 증가하였다. 염색체에 존재하는 xylR 유전자에 의해 생산된 xylR유전자 산물이 xylA 유전자가 플라스미드에 존재할 경우에도 염색체에 존재할때와 마찬가지로 작용하는 것으로 나타났다. 형질전환주 pEX202/DH77과 pEX102/DH77 및 친주 JM109에서 다 같이 0.2% glucose 첨가에 의해 완전히 XI 유도생산이 억제되었으며 이와같은 glucose에 의한 이화물 억제는 1 mM cAMP의 첨가로 해제되었다. DM 최소배지에서 xylose에 의한 XI 유도시 1 mM CAMP를 첨가하면 0.4% xylose만 첨가했을때 보다 XI 생산이 1.7 내지 2배 정도 증가하었다. Xylose isomerase와 cAMP 생산 변이주(xyl, cya ; TP2010)에 xylA 유전자를 형질전환시킨 pEX13/TP2010은 xylose 첨가로 Xl가 유도생산되지 않았고 cAMP를 함께 첨가해야만 XI가 유도되었다. 이와같이 대장균의 xylA 유전자에서 XI의 생산조절에는 xylose이외에 cAMP도 필수적인 효과물질임을 알 수 있었다.
검정곰팡이(Aspergillus niger)의 액침배양과 액체표면배양을 통한 동조적 형태분화에 있어서 체외효소인 단백질분해효소, 알파 및 굴루크아밀라제의 신생적 생합성 상황을 연구하였다. 굴루크아미라제는 경자(phialide)가 성숙하는 단계 즉 포자 형성의 전단계에서만 그 활성이 왕성하였다. 단백질분해효소(산성, 중성 및 알칼리성)들은 분생자병의 성장단계에서 활성이 약간 증가하였으나, 경자의 성숙단계에서는 활성이 극히 활발하였다. 알파아밀라제는 경자의 성숙시기와 포자형성기에서 활성이 활발하였으며 그 활성은 장기간 지속 되었다. 알파아밀라제의 활성은 포자형성 기간중 계속 증가하였으므로 신생적으로 생합성된다고 할 수 있으며, 포도당배지에서 많은 량이 생합성되었고, 또 포도당량의 고갈에 즈음하여 그 생합성이 개시되었으므로 이 효소는 구성적 효소이며 이화 대사물의 억제작용(catabolite repression)을 받는 효소라고 할 수 있다. 포리아크릴아미드 젤(polyacrylamide gel)을 이용한 전기영동으로서 포자형성기와 그 전단계의 균체로부터 다양하고 선명한 세포외성 단백질을 분리할 수 있었다. 균사형성기나 포자발아기의 균체로부터는 극소수의 선명치 못한 분리상을 얻었다. C-14 우라실이 균체의 RNA핵산으로 섭취되어 들어가는 비율과 C-14 굴루탐산이 균체 단백질으로 섭취되어 들어가는 비율은 포자형성전기에서 왕성하였으며 포자형성 기간중에는 극히 저조하였다. 알파아밀라제의 신생적 생합성과 포자형성이 일치하는 현상은 유전인자의 표현과정이 내포되는 분화(포자형성)라는 점에서 볼 때 의의와 인과관계가 있을 것으로 사료된다.(1.9 eV)와 $e_g$$(2.8{\sim}3.0\;eV)$로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{4+}(3d)$ 및 $O^{2-}$에서 $Mn^{3+}$ 이온의 $t_{2g}$ (2.3 eV)와 $e_g$ ($3.4{\sim}3.6$ eV)로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{3+}(3d)$ 등에 의한 것으로 해석된다. 또한, 1.6, 1.8, 1.9 eV 부근에서 관측된 좁은 에너지 영역의 흡수구조 들은 팔면체 $Mn^{3+}$ 이온 내에서의 d-d 결정장(crystal-field) 전이에 의한 것으로 해석된다. 이러한 흡수구조는 Ni 치환량이 증가함에 따라 그 강도가 감소한다. x = 0.6의 경우 $e_g$ 상태와 관련된 CT 전이구조 들이 $t_{2g}$ 상태와 관련된 전이구조 들에 비하여 큰 폭으로 감소하는데 이것은 Jahn-Teller 효과에 의해서 격자상수가 tetragonal 구조로 확장됨에 따라 $e_g$ 상태와 $O^{2-}(2p)$ 상태 간의 파동함수 중첩이 감소한 것에 기인하는 것으로 해석된다.)의 영향(影響)을 더 많이 받고 있었다. 마. total ginsenosides의 분해반응시(分解反應時)의 활성화(活性化)에너지($E_a$)는 17.7kcal/mole이었고
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[게시일 2004년 10월 1일]
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