• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권5호
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• pp.778-785
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• 2006

Catechol 1,2-dioxygenase was purified from cells of R. rhodochrous N75 grown at the expense of benzoate and p-toluate as the sole sources of carbon. A single catechol 1,2-dioxygenase was found to be induced with either growth substrate. The enzyme has an estimated $M_r$ of 71,000 consisting of two identical subunits. Catechol 1,2-dioxygenase from R. rhodochrous N75 exhibits some unusual properties including: broad substrate specificity, extradiol cleavage activity with 4-methylcatechol and low $K_m$ values for halocatechols, suggesting that this enzyme is distinct from other known catechol and chlorocatechol 1,2-dioxygenases.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제15권1호
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• pp.48-51
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• 1992

Achromobacter xylosoxidans KF701 and Pseudomonas putida (NAH7) were significantly different in degradative capability of aromatic compounds including benzoates, biphenyls, and naphthalene. However, both of the bacterial strains can grown on catechol as the sole carbon and energy source. Catechol 2, 3-dioxygenase gene for naphthalene oxidation or biphenyl oxidation was cloned into Escherichia coli HB 701. A E. coli HB 101 clone containing catechol 2, 3-dioxygenase gene from P. putida (NAH7) contains a recombinant plasmid with 3.60kb pBR322 and 6-kb insert DNA. Another E. coli HB101 clone containing catechol 2, 3-dioxygenase gene from A. xylosoxidans KF 701 has a recombinant plasmid with 4.4kb pBR322 and 10-kb insert DNA. Physical maps of the recombinant plasmids were constructed, and catechol 2, 3-dioxygenase gene in the recombinant plasmide was further localized and subcloned int M13. The cloned-catechol 2, 3-dioxygenase game products were identified as yellow bands on nondenaturaing polyacrylamide gel after electrophoresis followed by activity staining with catechol solution.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제35권2호
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• pp.104-111
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• 2007

본 연구에서는 단일 탄소원과 질소원으로 aniline을 이용하는 것으로 보고된 바 있는 Bukholderia sp. HY1과 Deiftia sp. HY99로부터 aniline의 첫 번째 분해 단계에 관련된 aniline dioxygenas의 위치를 확인하고 그 유전자를 클로닝하여 아미노산 서열을 결정하고 비교하였다. 한 개 이상의 플라스미드 DNA를 포함하고 있을 것으로 조사된 B.a sp. HY1에서 유래된 플라스미드의 curing 실험을 통해, B. sp. HY1의 aniline oxygenase는 플라스미드가 아닌 염색체 DNA에 존재하는 것으로 확인되었다. B. sp. HY1과 D. sp. HY99에서 유래된 aniline dioxygenase small subunit는 146개 아미노산을 기준으로 약 79%의 상동성을 보였다. 특히, B. sp. HY1으로부터 얻어진 ado2는 aniline dioxygenase small subunit의 terminal dioxygenase에 속하는 것으로 Frateuria sp. ANA-18의 tdnA2와 99%, 그리고 Delftia sp. HY99의 ado2는 Delftia sp. AN3의 danA2와 99% 이상의 아미노산 상동성을 나타내었다. 또한 본 연구에서 두 균주에서 얻어진 catechol oxygenase의 아미노산 서열분석을 통해 B. sp. HY1은 catechol 1,2-dioxygenase에 의해 ortho pathway를 D. sp. HY99는 catechol 2,3-dioxygenase에 의해 meta pathway를 운영할 것이라는 이전 보고를 강력하게 뒷받침해 주었다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제3권2호
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• pp.112-114
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• 1998

For enhancement of cis,cis-muconate productivity from benzoate, catechol 1,2-dioxygenase (C12O) which catalyzes the rate-limiting step (catechol conversion to cis,cis-muconate) was cloned and expressed in recombinant Pseudomonas putida BCM114. At higher benzoate concentrations (more than 15 mM), cis,cis-muconate productivity gradually decreased and unconverted catechol was accumulated up to 10 mM in the cae of wild-type P. putida BM014, whereas cis,cis-muconate productivity continuously increased and catechol was completely transformed to cis,cis-muconate for P. putida BCM114. Specific C12O activity of P. putida BCM114 was about three times higher than that of P. putida BM014, and productivity was enhanced more than two times.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제11권3호
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• pp.165-170
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• 1996

The biodegradation of high concentration of benzoate by enrichment culture with Pseudomonas sp. was investigated. During 50 days continuous culture, average of removal rate of benzoate and COD were 90% and 83%, respectively. And the enzymatic activity of catechol 2,3-dioxygenase was determined in the continuous culture but not Catechol 1,2-dioxygenase. On the other hand, Pseudomonas sp in the culture was investigated with SEM and the result was revealed that the cell shape was more demage according concentration of benzoate.

• 미생물학회지
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• 제36권1호
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• pp.26-32
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• 2000

Toluene, phenyl 등의 분해균주인 Burkholderia cepacia G4로부터 tomB 유전자를 클로닝하여 얻은 재조합 균주 E. coli CNU312로부터 catechol 2,3-dioxygenase를 정제하여 효소학적 특성을 조사하였다. Catechol 2,3-dioxygenase는 native 분자량이 약 140.4 kDa이었으며 4개의 동일한 35 kDa subunit로 구성된 homotetramer로 생각된다. Catechol의 $K_(m)$값과 $V_(max)$값은 372.6 $\mu$M과 39.27 U/mg이었으며, 1.56 mM 이상의 기질 농도에서는 활성이 감소되었다. 효소 활성의 최적 pH는 8.0이었으며, pH 7.0-8.0 범위에서 안정하였다. 최적 활성온도는 $40^{\circ}C$였으며, $60^{\circ}C$이상에서 완전히 활성을 상실하였다. 또한 $Fe^(2+)$, $Fe^(3+)$ 를 비롯한 대부분의 금속 이온에 의해 활성이 감소되었으며, $Mg^(2+)$, $K^(+)$에는 영향을 받지 않았다. 효소 활성부위를 알아보기 위해 화학변형제를 처리한 결과, tryptophan과 histidine이 효소 활성부위에 존재하는 것으로 추정된다. 그리고 10%의 유기용매에 안정성을 보이지 않았으며, $H_(2)$$O_(2)$, EDTA, ο-phenanthroline에도 활성이 감소되었다. 또한 2-mercaptoethanol, dithiothreitol, 그리고 ascorbic acid와 같은 환원제에 대해서도 안정성을 보이지 않았다. 이 효소는 catechol에 대해 높은 기질 특이성을 보였으며, 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, 그리고 4-chlorocatechol에 대해 약간의 활성을 보였다. 그러나 2,3-dihydroxybiphenyl에 대해서는 거의 활성을 보이지 않았다.

• BMB Reports
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• 제34권2호
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• pp.172-175
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• 2001

Catechol 1,2-dioxygenase $I_1$ ($CDI_1$) is the first enzyme of the $\beta$-ketoadipate pathway in Acinetobacter lowffii K24. $CDI_1$ has two cysteines (155, 202) and its enzyme activity is inhibited by the cysteine inhibitor, $AgNO_3$. Two mutants, $CDI_1$ C155V and $CDI_1$ C202V, were obtained by site-directed mutagenesis. The two mutants were overexpressed and the mutated amino acid residues (Cys$\rightarrow$Val) were characterized by peptide mapping and amino acid sequencing. Interestingly, $CDI_1$ C155V was inhibited by $AgNO_3$, whereas $CDI_1$ C202V was not inhibited. This suggests that $Cys^{202}$ is the sole inhibition site by $AgNO_3$ and is close to the active site of the enzyme. However, the results of the biochemical assay of mutated $CDI_1s$ suggest that the two cysteines are not directly involved in the activity of the catechol 1,2-dioxygenase of $CDI_1$.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2001년도 가을 학술발표회 발표논문집
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• pp.102-104
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• 2001

본 연구는 방향족 화합물질 중 페놀폐수에 대한 생물학적 처리를 위해 본 실험실에서 분리한 페놀분해능이 우수한 Rhodococcus sp. EL-GT를 이용하여 catechol 분해 catechol 1,2-dioxygenase 분해활성을 측정하였고, 이것이 ortho-pathway임을 확인할 수 있었다. 또한 다른 연구에서 보고된 Rhodococrus rhodochrous NCIMB 13259 균주의 catechol 1,2 dioxygenase를 기초로한 primer를 이용하여 PCR을 수행하였으며 이 분해 유전자의 cloning실험을 수행 중이다. 이들 실험을 통하여 Rhodoroccus sp. EL-GT의 페놀분해 균의 유전적 구조 및 특성을 검토하고 이를 이용하여 방향족 화합물의 분해능이 보다 우수한 균주의 개발을 시도하고자 한다.

• KSBB Journal
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• 제18권3호
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• pp.174-179
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• 2003

폐광지역으로부터 quinoline (2,3-benzopyridine)을 유일한 탄소원, 질소원, 그리고 에너지원으로 이용하는 세균 NFQ-1을 농화 배양기법을 통하여 분리하였다. 분리된 세균은 그람음성의 간균으로서 BIOLOG 시험을 통하여 Pseudomonas nitroreducens로 동정되었으며, 본 연구에서는 Pseudomonas sp. NFQ-1으로 명명하였다. Quinoline의 분해는 호기적 조건하의 B-배지에서 Pseudomonas sp. NFQ-1를 이용하여 실시되었다. 균주 NFQ-1 세균은 2.5 mM quinoline을 9시간 이내 완전히 분해하였다. 배양기간 동안 quinoline 분해의 중간대사산물인 2-hydroxyquinoline이 일시적으로 생성되었다가 배양기간 후반부에 사라졌다. 배양의 초기 pH 8.0은 6.8로 감소하다가 배양이 진행됨에 따라 7.0이 되었다. 대상 기질로서 quinoline의 농도가 증가함에 따라 생장곡선에서 유도기가 길어졌으며, 고농도의 quinoline (＞15 mM)은 주어진 조건에서 균주의 생장과 quinoline의 분해를 억제하였다. 부가 질소원으로 7.6 mM $(\textrm{NH}_{4})_{2}\textrm{SO}_{4}$의 첨가조건하에서 Pseudomonas sp. NFQ-1은 2-hydroxyquinoline, p-coumaric acid, benzoic acid, p-cresol, p-hydroxybenzoate, protocatechuic acid, catechol 등의 다양한 화합물을 이용할 수 있었으나 일부 화합물들 (예, 6-hydroxyquinoline, 8-hydroxyquinoline, coumarin, indoline, pyridine, lepidine, quinaldine, 4-bydroxycournarin, benzene, salicylic acid, phenol, phthalate)은 탄소원으로 이용되지 못하였다. euinoline의 분해경로를 규명하기 위하여 catechol dioxygenases의 specific activity를 결정하였다. 그 값은 catechol 1,2-dioxygenase에서 약 184.7 U/mg, 그리고 catechol 1,2-dioxygenase에서 약 33.19 U/mg이었다. 그 결과 균주 NFQ-1은 quinoline를 분해하기 위하여 주로 ortho-분해경로를, 그리고 부분적으로 meta-분해경로를 이용하는 것을 보여주었다.

• 미생물학회지
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• 제33권1호
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• pp.22-26
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• 1997

Pseudomonas sp. DJ77의 게놈 library로부터 phenanthrene 분해에 관련된 유전자를 포함하는 약 5-kb의 XhoI 절편을 pBLUESCRIPT SK(+)로 클로닝하였으며, 이 재조합 plasmid를 pUPX5라 명명하였다. 이 재조합 균주에 catechol과 2,3-dihydroxybiphenyl 용액을 분무하면 노란색의 meta-cleavage 화합물이 생성됨을 관찰 할 수 있었다. 그리고 효소 활성을 측정한 결과 catechol에서보다 2,3-dihydroxybiphenyl에 더 큰 활성을 나타냈다. 이 부분에 존재하는 2,3-dihydroxybiphenyl 1,2-dioxygenase 유전자의 위치를 결정하고, 이 유전자를 phnQ라 명명하였다.