• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제52권4호
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• pp.157-162
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• 2009

한천분해세균 SC-22균을 대전 대청댐부근의 담수에서 분리하였다. 생화학적 분석 및 16S rRNA 염기서열 분석을 통한 계통학적 분류를 통해 SC-22는 Cellvibrio mixtus로 동정되었다. 분리균의 생육 및 agarase 효소 생성능을 검토한 결과, SC-22는 탄소원으로 0.2% agar를 첨가한 배지에서 배양 36시간에 최대 생육을, 배양 48시간에 58.5 units/mL의 최대 효소활성을 나타내었다. 분리균은 세포외 및 세포내 agarase를 생성하였으며, zymogram 실험에 의해 P1, P2 및 P3의 isoenzyme을 분비하는 것으로 확인 되었다. 배양여액으로부터 겔여과법과 이온교환수지법을 단계적으로 이용하여 SC-22 균주로부터 SDS-PAGE에 의해 25 kDa의 효소를 정제하였으며, 정제효소는 zymogram에서 확인된 주 단백질인 P2(29 kDa)과 동일한 단백질임이 확인되었다. 또한 정제한 agarase의 효소학적 성질을 검토한 결과, 효소의 최적 pH와 최적온도는 pH 7.0과 $50^{\circ}C$이었으며, 금속이온 효과의 경우 1 mM 농도의 수준에서도 $Fe^{2+}$, $Na^+$, $Ca^{2+}$ 이온 등은 정제효소의 활성을 10-20% 증가시킨 반면 $Hg^{2+}$, $Mn^{2+}$ 및 $Cu^{2+}$ 이온들은 효소 활성을 크게 저해하였다. 또한 TLC 분석을 통해 정제효소는 한천 분해 올리고당으로 주로 단당류와 이당류를 생성하므로 $\beta$-agarase의 작용특성을 보였다. 기질특이성 실험에서는 정제효소는 agar와 agarose만을 이용 하였고 유사 해조 다당류인 alginate는 물론 다른 다당류를 분해하지 못하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제38권1호
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• pp.42-48
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• 1995

Bacillus megaterium이 생산하는 ${\gamma}-cyclodextrinase({\gamma}-CDase)$ 염석, DEAE-trisacryl, Ultrogel AcA 24 및 Ultrogel HA column chromatography 등의 방법으로 부분정제한 결과 specific activity는 120.4 units/mg protein으로 조효소액에 비하여 125.4배 정제되었다. 부분정제한 ${\gamma}-CDase$는 SDS-ployacrylamide gel 전기영동에 의해 2개의 band로 나타났으며 band I과 band II의 분자량은 각각 64,000과 50,000이었다. ${\gamma}-CDase$의 최적 pH는 6.0, 최적 온도는 $60^{\circ}C$이었고, $45^{\circ}C$ 이하의 온도와 pH $6.0{\sim}9.0$에서 안정하였으며, ${\gamma}-CD$에 대한 Km값은 0.903 mM이었다. $Mg^{2+}$와 $Mn^{2+}$ 이온에 의해 활성이 증가한 반면, $Hg^{2+}$와 $Cu^{2+}$에 의해서는 활성이 현저하게 감소되었다. ${\gamma}-CDase$는 ${\alpha}-CD$와 ${\beta}-CD$에는 거의 활성이 없었고, ${\gamma}-CD$에는 매우 높은 활성이 나타내었으며, 이의 분해 생성물은 주로 glucose와 maltose이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권2호
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• pp.155-161
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• 2017

Paenibacillus woosongensis의 유전체 부분 염기서열로부터 유추된 xylanase 유전자를 PCR 증폭하여 클로닝하고 염기서열을 결정하였다. 클로닝된 xylanase 유전자는 xyn11B로 명명되었으며, 356 아미노산으로 구성된 단백질을 코드하는 1,071 뉴클레오티드로 이루어졌다. Xyn11B의 아미노산 배열을 분석한 결과 glycosyl hydrolase family 11에 속하는 xylanase와 상동성이 높은 활성영역과 탄수화물 결합영역을 포함하고 있는 다영역 효소로 확인되었다. SignalP4.1 server로부터 아미노 말단의 26개 잔기가 signal peptide로 예측되었다. DEAE-Sepharose와 Phenyl-Separose 컬럼 크로마토그래피 과정을 통해 xyn11B 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액으로부터 Xyn11B를 부분 정제하였다. 부분 정제된 Xyn11B의 반응특성을 조사한 결과 pH 6.5와 $50^{\circ}C$에서 최대 반응활성을 보였고 birchwood xylan이나 oat spelt xylan보다 arabinoxylan에 대한 활성이 높았으며 셀룰로스, 만난과 para-nitrophenyl-${\beta}$-xylopyranoside에 대해서는 분해활성이 없었다. Xyn11B의 활성은 $Ca^{2+}$과 $Mg^{2+}$에 의해서는 약간 증가한 반면에 $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Mn^{2+}$에 의해서는 크게 저해되었고 SDS에 의해서 완전히 저해되었다.

• BMB Reports
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• 제35권3호
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• pp.330-336
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• 2002

The lgtB genes that encode $\beta$-1,4-galactosyltransferases from Neisseria meningitidis ATCC 13102 and gonorrhoeae ATCC 31151 were isolated by a polymerase chain reaction using the pfu DNA polymerase. They were expressed under the control of lac and T7 promoters in Escherichia coli M15 and BL21 (DE3). Although the genes were efficiently expressed in E. coli M15 at $37^{\circ}C$ (33 kDa), most of the $\beta$-1,4-galactosyltransferases that were produced were insoluble and proteolysed into enzymatically inactive polypeptides that lacked C-terminal residues (29.5 kDa and 28 kDa) during the purification steps. When the temperature of the cell growth was lowered to $25^{\circ}C$, however, the solubility of the $\beta$-1,4-galactosyltransferases increased substantially. A stable N-terminal his-tagged recombinant enzyme preparation could be achieved with E. coli BL21 (DE3) that expressed lgtB. Therefore, the cloned $\beta$-1,4-galactosyltransferases were expressed under the control of the T7 promoter in E. coli BL21 (DE3), mostly to the soluble form at $25^{\circ}C$. The proteins were easily purified to homogeneity by column chromatography using Ni-NTA resin, and were found to be active. The galactosyltransferases exhibited pH optimum at 6.5-7.0, and had an essential requirement for the $Mn^{+2}$ ions for its action. The $Mg^{+2}$ and $Ca{+2}$ ions showed about half of the galactosyltransferase activities with the $Mn^{+2}$ ion. In the presence of the $Fe^{+2}$ ion, partial activation was observed with the $\beta$-1,4-galactosyltransferase from N. meningitidis(64% of the enzyme activity with the $Mn^{+2}$$Ni^{+2}$, $Zn^{+2}$, and $Cu^{+2}$ ions could not activate the $\beta$-1,4-galactosyltransferase activity. The inhibited enzyme activity with the $Ni^{+2}$ ion was partially recovered with the $Mn^{+2}$$Fe^{+2}$, $Zn^{+2}$, and $Cu^{+2}$ ions, the $Mn^{+2}$$\beta$-1,4-galactosyltransferase activity was 1.5-fold stimulated with the non-ionic detergent Triton X-100 (0.1-5%).

• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.419-424
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• 2007

국내에서는 심각한 환경문제를 유발하는 폐광산으로부터의 중금속오염도 모니터링사업을 위해 토양 중의 중금속 함양 분석을 실시하고 있다. 그러나 중금속의 오염도 수준은 토양 중의 농도 뿐 만 아니라 이들의 용출 및 이동에 의한 오염도 확산에 의한 평가를 간과해서는 안 된다. 따라서 본 연구에서는 중금속 오염이 심한 폐광산 인근의 토양과 광미를 대상으로 용출시험을 실시하여 8개 중금속의 용출 수준을 파악하였다. 2개 지점에서의 시료를 대상으로 한 결과, Pb, Cd 및 Mn의 용출거동이 유사하였고, Cu와 As의 용출거동이 유사하였다. Zn의 경우에는 다른 중금속과 달리 45일간의 시험기간 동안 지속적으로 용출이 발생하였으며, 높은 농도(40 mg/kg)로 검출되었다. 이것은 아연의 총함유량이 많은 것과 토양중에서 이온상태로 쉽게 용출되는 ORP의 조건으로 설명할 수 있다. 따라서 이들 중금속의 용출에는 pH 뿐 만 아니라 산화환원전위도 많은 영향을 미치므로, 폐광산 관리에 있어서는 중금속의 함유 농도 뿐 만 아니라 이들의 산화환원전위도 함께 조사하여야 할 것으로 판단된다. 이러한 물리적 특성을 기초로 화학형태를 예측할 수 있으므로 용출정도를 판단할 수 있으며, 이를 통해 폐광산 유래의 중금속으로부터의 리스크를 저감할 수 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권2호
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• pp.158-166
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• 2020

Paenibacillus woosongensis의 xylanase 유전자를 클로닝하고 그 염기서열을 결정하였다. Xylanase 유전자는 xyn10A로 명명되었으며, 481 아미노잔기로 구성된 단백질을 코드하는 1,446개 뉴클레오티드로 구성되었다. 추론된 아미노산 배열에 따르면 Xyn10A는 glycosyl hydrolase family 10 xylanase와 상동성이 높은 활성영역과 카르복실 말단에 탄수화물을 결합하는 것으로 추정되는 영역이 포함된 다영역 효소로 확인되었다. DEAE-Sepharose와 Phenyl-Separose 컬럼 크로마토그래피 과정을 통해 P. woosongensis xyn10A 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액으로부터 Xyn10A를 정제하였다. 정제된 Xyn10A의 아미노 말단 배열이 GIANGSKF로 결정되었으며 이는 SignalP5.0 server로 예측된 signal peptide의 다음 아미노산 배열과 정확하게 일치하였다. 정제된 Xyn10A는 33 kDa 크기의 절단된 단백질이며 균체내 분해에 의해 카르복시 말단에서 CBM이 제거된 것으로 판단된다. 정제된 효소는 최적 pH와 온도가 6.0과 55-60℃이며 oat spelt xylan에 대한 반응 동력학적 계수 V_max와 K_m이 298.8 U/mg과 2.47 mg/ml로 각각 나타났다. 효소는 birchwood xylan이나 oat spelt xylan보다 arabinoxylan에 대한 활성이 높았으며 para-nitrophenyl-β-xylopyranoside에 대해 낮은 활성을 보였다. Xyn10A의 활성은 Cu²⁺, Mn²⁺과 SDS에 의해서 크게 저해되었으며 K⁺, Ni²⁺과 Ca²⁺에 의해는 상당하게 증진되었다. 또한 이 효소는 xylobiose 보다 중합도가 큰 자일로올리고당을 분해하였으며, 자일로올리고당의 최종 가수분해 산물은 xylose와 xylobiose로 확인되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권5호
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• pp.349-354
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• 1996

생물학적 난분해성 물질인 폴리비닐 알콜(PVA : Polyvinyl alcohol)을 탄소원 및 에너지원으로 이용하는 Xanthomonas campestris J2Y로부터 PVA oxidase를 생산하여 정제하기 위하여 PVA가 탄소원으로 첨가된 배지에서 진탕배양한 배양액을 원심분리한 후 상등액을 10 mM phosphate buffer(pH 7.5)로 평형시킨 DEAE -cellulose를 통과시켜 얻은 분획을 사용하여 DEAE-cellulose와 Sephadex G-150을 이용한 Gel filtration을 통하여 PVA oxidase를 정제하였다. 정제된 PVA oxidase는 polyacrylamide gel 전기영동으로 단일밴드로 확인되었으며 SDS-polyacrylamide gel 전기영동과 Sephadex G-150 column chromatography를 통해 측정한 결과 55,000 daltons 이었다. PVA oxidase의 최적 pH는 7이고 최적온도는 $37^{\circ}C$였다. 열 안정성은 $50^{\circ}C$까지는 70% 이상의 안정성을 나타내었고, pH에 대한 안정성은 5-11에서 비교적 안정하였다. 금속이온에 대한 영향은 $Ag^{2+},\;Hg^{2+},\;Sn^{2+}$ 등에서는 아주 강한 저해를 받았고, $Co^{2+},\;Fe^{2+},\;Zn^{2+},\;Pb^{2+}$에서는 50% 정도의 저해를 받았다. 반면에 $Mn^{2+},\;Cu^{2+}$는 효소활성을 증가시켰다. PVA에 정제 PVA oxidase의 Km치는 $7.04{\times}10\;^2mmol/{\ell}$이었다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제14권
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• pp.111-122
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• 1996

Streptomyces chibaensis J-59 xylanase는 CSL 배지(1% corn steep liquor, 0.15% glucose, 0.1% $MgSO_4{\cdot}7H_2O$, pH 7.0)에서 1% xylan을 효소생산 유도물질로 첨가하였을 경우에 생산(0.83 unit/ml) 되었으나, xylose를 비롯한 각 종 탄소원을 포함하는 배지에서는 효소가 생산되지 않았다. S. chibaensis로 부터 생산된 세포외 xylanase를 $(NH_4)_2SO_4$ 분획침전, DEAE-Sephadex A-50 column chromatography, Sephadex G-200 gel filtration 과정으로 약 29%의 수율로 20배 정제하였다. 정제한 xylanase는 SDS-PAGE 및 Sephadex G-200 gel filtraion에서 분자량이 모두 25,000 Da으로 나타나 monomenc enzyme으로 확인되었다. 금속이온에 대한 영향은 $Fe^{3+}$, $Hg^{2+}$, $Cu^{2+}$, sodium dodecyl sulfate, N-bromosuccinide 등에서는 아주 강한 저해를 받았고, $Mn^{2+}$, $Zn^{2+}$에서는 약간의 저해를 받았다. 반면에 $Mg^{2+}$는 효소활성을 증가시켰다. Xylanase에 의한 xylooligo 당의 생산양상을 TLC로 조사한 결과 xylobiose, xylotriose 및 xylotetrose가 주 생산물이었으며, 반응 1시간 이후부터 소량의 xylose가 생성되었다. 따라서 본 효소는 전형적인 endotype xylanase로 확인되었으며 새로운 기능성식품인 자일로 올리고당(xylooligo-saccharides)의 제조에 이용할 수 있을 것이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권4호
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• pp.535-547
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• 2019

본 연구에서는 조력발전소 가동 이후 퇴적물 내 공간적 중금속 오염변화 특성을 알아보기 위하여, 2015년 표층퇴적물, 퇴적물 코어, 입자성 침강물질 내 중금속 농도를 분석하고 가동 이전인 2009년과의 비교를 실시하였다. 2015년에 채취한 표층퇴적물 내 중금속의 평균 농도는 조력발전소 가동 이전인 2009년에 비해 8% (Cd)~31% (Zn, Hg) 감소하였다. 본 연구에서 분석된 8개 원소를 모두 포함한 오염부하지수(PLI)를 계산한 결과, 2015년 자료가 2009년에 비해 중금속 오염도가 18% 감소하였다. 하지만 2015년에도 산업단지에 인접한 상류지역에서는 여전히 Cu, Zn, Pb가 주의기준(TEL)을 초과하였다. 조력발전소 가동 이전에 비해 2015년 중금속에 오염된 퇴적 깊이는 S6 정점에서는 15 cm, S7 정점에서는 12 cm 증가하였으나 중금속의 평균농도는 감소하였다. 입자물질의 총 침강속의 평균은 2009년에 32.5 g/㎡/d에서 2015년 103.5 g/㎡/d로 입자의 침강량이 3.2배 높아졌다. 수층의 입자물질 증가는 조력발전소 가동에 따라 저층 퇴적물이 재부유된 것으로 판단된다. 코어 시료에서 오염 퇴적 깊이와 입자물질의 침강속 증가는 조력발전소 가동으로 인해 발생한 해류의 영향으로 저층 퇴적물이 재부유되어 다른 지역으로 이동/퇴적된 사실을 나타내고 있다. 표층퇴적물과 마찬가지로 상류지역 코어에서는 여전히 Cr, Cu, Zn, Pb, Cd이 주의기준을 초과하고 있었으며, 중금속 오염 퇴적물이 40 cm 이상 축적되어 있어 여전히 산업단지를 통한 중금속 오염이 심각한 것으로 나타났다. 조력발전소 가동에 의한 해수 유통량의 증가로 시화호 중금속 오염은 다소 감소하였으나, 산업활동을 통한 중금속의 오염은 여전히 존재하고 있으며 퇴적물 재이동을 통해 오염된 퇴적물이 시화호 외측으로 방류되어 환경 혹은 생태계에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 따라서 금속 안정동위원소를 활용한 오염원 추적과 같은 과학적 조사와 오염원을 줄이기 위한 정책적인 결단이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국약용작물학회지
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• 제27권6호
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• pp.419-426
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• 2019

Background: This study aimed to identify antioxidant compounds from the seeds of Dolichos lablab L. by bioassay-guided isolation and recrystallization. Methods and Results: The water layer of D. lablab L. seed extract inhibits intracellular reactive oxygen species (ROS) expressing the 2',7'-dichlorofluorescein diacetate (DCF-DA), Cu/Zn superoxide dismutase (SOD) and catalase genes, as determined by quantitative real-time PCR (qRT-PCR). Two compounds were purified from the water layer of the seeds of D. lablab L. using column chromatography and prep-high performance liquid chromatography (HPLC). Using nuclear magnetic resonance (NMR) and electrospray Ionization mass spectrometry (ESI-MS), their chemical structures were identified as 5-[(2-acetyl-2,3-dihydro-1H-indazol-1-yl)carbonyl]-4,5-dihydro-3H-furan-2-one (C₁₄H₁₄N₂O₄) and stachyose. Conclusions: Two active antioxidant compounds were purified from the seed extract of D. lablab L. seed extract and the structures of these compounds were identified as C₁₄H₁₄O₄N₂ and stachyose.