• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권4호
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• pp.374-378
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• 2011

To find alternative genetic resources for D-serine dehydratase (E.C. 4.3.1.18, dsdA) mediating the deamination of D-serine into pyruvate, metagenomic libraries were screened. The chromosomal dsdA gene of a wild-type Escherichia coli W3110 strain was disrupted by inserting the tetracycline resistance gene (tet), using double-crossover, for use as a screening host. The W3110 dsdA::tet strain was not able to grow in a medium containing D-serine as a sole carbon source, whereas wild-type W3110 and the complement W3110 dsdA::tet strain containing a dsdA-expression plasmid were able to grow. After introducing metagenome libraries into the screening host, a strain containing a 40-kb DNA fragment obtained from the metagenomic souce derived from a compost was selected based on its capability to grow on the agar plate containing D-serine as a sole carbon source. For identification of the genetic resource responsible for the D-serine degrading capability, transposon-${\mu}$ was randomly inserted into the 40-kb metagenome. Two strains that had lost their D-serine degrading ability were negatively selected, and the two 6-kb contigs responsible for the D-serine degrading capability were sequenced and deposited (GenBank code: HQ829474.1 and HQ829475.1). Therefore, new alternative genetic resources for D-serine dehydratase was found from the metagenomic resource, and the corresponding ORFs are discussed.

• International Journal of Oral Biology
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• 제45권3호
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• pp.84-91
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• 2020

The present study investigated the participation of D-serine and NR2 in antinociception produced by blockade of central erythropoietin-producing hepatocellular carcinoma (Eph) A4 (EphA4) signaling in rats with trigeminal neuropathic pain. Trigeminal neuropathic pain was modeled in male Sprague-Dawley rats using mal-positioned dental implants. The left mandibular second molar was extracted under anesthesia, and a miniature dental implant was placed to induce injury to the inferior alveolar nerve. Our current findings showed that nerve injury induced by malpositioned dental implants significantly produced mechanical allodynia; additionally, the inferior alveolar nerve injury increased the expression of D-serine and NR2 subunits in the ipsilateral medullary dorsal horn (trigeminal subnucleus caudalis). Intracisternal administration of EphA4-Fc, an EphA4 inhibitor, inhibited nerve injury-induced mechanical allodynia and upregulated the expression of D-serine and NR2 subunits. Moreover, intracisternal administration of D-amino acids oxidase, a D-serine inhibitor, inhibited trigeminal mechanical allodynia. These results show that D-serine and NR2 subunit pathways participate in central EphA4 signaling after an inferior alveolar nerve injury. Therefore, blockade of D-serine and NR2 subunit pathways in central EphA4 signaling provides a new therapeutic target for the treatment of trigeminal neuropathic pain.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권1호
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• pp.31-36
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• 2007

Though higher plants car not metabolize D-amino acid, many prokaryotes and eukaryotes have the D-amino acid metabolism. Therefore, we transformed tobacco plants with D-amino acid oxidase (DAO), which can metabolize D-amino acid, and confirmed that transgenic tobacco plants might metabolize D-amino acid. Transgenic tobacco plants were survived a high concentration of D-serine, however non-transgenic plants were not grown on D-serine medium. From Southern and Northern blot analysis, transgenic tobacco plants selected on D-serine medium were confirmed by insert and expression of transgene. $T_{1}$ tobacco seeds derived $T_{0}$ tobacco plants selfing were grown on D-serine medium and showed normal phenotype compared to wild tobacco plants. Transgenic tobacco plants displayed the metabolic capability of D-serine. Therefore, we suggested that DAO is useful selectable marker gene for plant transformation.

• 생명과학회지
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• 제28권3호
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• pp.351-356
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• 2018

L-세린 탈수화효소(LSD)는 L-serine을 피루브산과 암모니아로 전환하는 반응을 촉매하는 iron-sulfur 함유 효소이다. 세균성 아미노산 탈수화 효소 중에서, L-serine에 대한 이들 특정 효소만이 촉매 부위에서 iron-sulfur cluster를 이용하는 것으로 보고되고 있다. 또한, 세균성 LSD는 구조적 특성과 도메인의 배열에 따라 네 가지 유형으로 분류된다. 현재까지, 이 효소들은 소수의 균주로부터 얻어진 LSD 효소에 대해서만 연구되었지만, 다양한 세균성 LSD의 촉매 메커니즘을 이해하기 위해서는 더 많은 자세한 조사가 요구된다. 본 연구에서, Mycobacterium tuberculosis H37Rv로부터 유래된 유형 II LSD (MtLSD) 단백질을 효소 동력학적 방법을 이용하여 생화학적 및 촉매적 특성을 규명하기 위해 발현 및 정제되었다. MtLSD에 대한 L-serine의 포화 곡선은 알로스테릭 협동성(allosteric cooperativity)을 나타내는 전형적인 S자형(sigmoid)의 특성을 보였다. 이때의 $K_m$과 $k_{cat}$ 값은 각각 $59.35{\pm}1.23mM$과 $18.12{\pm}0.20s^{-1}$로 계산되었다. 또한, 고정된 L-serine 농도 하에서 D-serine의 농도 대비 초속도에 대한 그래프는 비선형 쌍곡선 감쇠 형태를 보였고, $k_{cat}$ 값의 변화 없이 $30.46{\pm}5.93mM$의 겉보기 $K_i$ 값으로 D-serine에 대한 경쟁적 억제(competitive inhibition)를 나타내었다. 이들 연구는 MtLSD의 촉매 특성 및 기질 특이성에 관한 통찰력 있는 생화학적 정보를 제공한다.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제23권6호
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• pp.564-567
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• 2000

The use of amino acid derivatives as building blocks in peptide synthesis is increasingly being recognized as a potential route for the development of pharmaceutical agents. Side chain protection of polyfunctional amino acids such as Ser, Thr, Tyr is viewed as being particularly important. Although these derivatives are commercially listed, they are expensive and not widely available. We describe here a practical large-scale synthesis of t-butyl introduced D-serine, one of the building blocks of zoladex, a peptide drug.

• 대한화학회지
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• 제35권3호
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• pp.253-257
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• 1991

천연물질과 합성물질의 전합성에 중요한 중간체인 광학활성의 glycerol acetonide,fmf L-serine, L- and D-ascorbic acid, D-mannitol로부터 합성하였다. 각각의 출발물질로부터 얻어진 (R)-, (S)-glycerol acetonide를 광학적 순도와 수율 {(S)-glycerol : D-mannitol$[{\alpha}]^{22}_D$ = +15.2$^{\circ}$(34%), D-isoascorbic acid $[{\alpha}]^{22}_D$ = +14.7$^{\circ}$(28%), (R)-glycerol : L-serine $[{\alpha}]^{22}_D$ = -12.21$^{\circ}$(26%), L-ascorbic acid $[{\alpha}]^{22}_D$ = -11.7$^{\circ}$(17%)}을 비교 검토하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권3호
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• pp.520-524
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• 2004

A protein that exhibited a high similarity to a major serine transporter of Escherichia coli, SdaC, was found in Haemophilus injluenzae Rd. Also, $Na^+$-stimulated serine transport activity was detected in the cells. The sdaC of H. injluenzae was cloned and the properties of the transporter were investigated. The activity of serine transport was stimulated by $Na^+$. Uptake of $Na^+$ elicited by L-serine influx into cells was also observed, which supports the idea that L-serine is transported by a mechanism of $Na^+$serine symport. No uptake of $H^+$ elicited by L-serine influx was detected. This result was not consistent with that obtained with the homologous protein, SdaC of E. coli, which uses $H^+$as a coupling cation. The serine transport via the SdaC of H. influenzae was not inhibited by other amino acids such as threonine or D-serine like the SdaC of E. coli. Thus, the SdaC of H. influenzae is a $Na^+$-dependent L-serine specific symporter and an unusual natural mutant. The $K_m$ and the $V_{max}$, value for the serine transport in the SdaC of H. influenzae were $7.6\mu$M and 22.9 nmol/min/mg protein, respectively.

• Journal of Microbiology
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• 제41권2호
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• pp.78-82
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• 2003

We identified two proteins in Haemophilus influenzae Rd that exhibited high similarity to two major serine transporters of Escherichia coli (SstT and SdaC). Then, we investigated serine transport in H. influenzae Rd and detected $Na^{+}$-stimulated L-serine transport activity. The optimum NaCl concentration for this stimulation was about 20 mM. The uptake of $Na^{+}$ by H. influenzae Rd was found to be elicited by L-serine influx, which supports the idea that L-serine is transported by a mechanism of $Na^{+}$/serine symport. No uptake of $H^{+}$ elicited by L-serine influx was detected. $Na^{+}$/serine symport activity was not inhibited by other amino acids such as L-threonine or D-serine. Two distinct Km values were obtained from the kinetic analysis of serine transport. Thus, two serine transport pathways may exist in H. influenzae Rd, and it appears that both systems are stimulated by $Na^{+}$.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권1호
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• pp.81-86
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• 2017

퍼옥시레독신은 티오레독신, 티오레독신 환원효소, NADPH로 이루어진 티오레독신 시스템의 환원력을 이용하여 과산화물을 제거하는 티오레독신 과산화효소 활성과 다른 단백질의 열변성에 의한 응집을 막아주는 샤페론 활성을 갖는 효소이다. 정형 2-Cys Prx군에 속하는 퍼옥시레독신 참고서열 1,024개 중 부분적인 서열 등을 제외한 967개 서열을 정렬하였을 때 75번과 103번 아스파트산 잔기는 99% 보존되었고, 73번 세린 잔기는 97% 보존되었음에도 불구하고 잘 보존된 아스파트산 잔기와 세린 잔기에 대해 알려지지 않았다. 이 잔기가 TSA1의 두가지 효소 활성에 미치는 영향을 알아보기 위해 재조합 단백질을 이용하여 활성도를 알아보았다. in vitro 실험을 통하여 잘 보존된 잔기인 103번 아스파트산은 75번 아스파트산보다 티오레독신 퍼옥시레독신 활성 및 분자 샤페론 활성에 더 영향을 미치고, 103번의 음전하는 분자 샤페론 활성에 중요한 역할을 하며 과산화효소활성에는 75번과 103번의 음전하가 관여함을 알 수 있었다. 또한 73의 세린 잔기 역시 과산화효소에 영향을 미치는 잔기임을 알 수 있었다. 최근 출아 효모 퍼옥시레독신인 TSA2의 79번과 109번의 세린 잔기를 시스테인 잔기로 변이시킨 경우 두 변이 단백질 모두 과산화효소 활성과 샤페론 활성이 증가되었는데 이는 ${\beta}$-sheet 구조의 증가와 관련되는 것으로 보고하였다[28]. 이들 두 세린 잔기는 TSA1 구조에 의하면 모두 ${\alpha}$-나선 구조에 위치하였다. 반면에 73번의 세린 잔기는 ${\beta}$-sheet의 C-말단에 위치하는 잔기로 과산화효소 활성에 대한 영향이 다르게 나타나는 것으로 추정된다. 추후 생체 내 실험을 통하여 아스파트산 잔기의 변이가 과산화물 저항성이 미치는 영향 및 열 저항성(thermal stress)에 미치는 역할을 살펴볼 필요가 있다. 또한 아스파트산 잔기와 과산화물과의 반응 및 분자 샤페론과의 반응에 장애가 되는 요인이 무엇인지에 대한 추가 연구가 필요할 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권2호
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• pp.140-144
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• 2003

신호펩디드 가수분해는 모든 생물에 필수적인 단백질로 N-말단에 신호서열을 가진 단백질들의 신호서열을 잘라내는 효소로 serine과 lysine을 활성부위로 하는 특이한 dyad serine 효소류로 알려져있다. 최근에 신호펩디드 가수분해효소의 특성으로 새로운 항생제 이용 가능성 때문에 그 활성 메카니즘의 연구가 중요시되고 있다. 본 연구는 E. coli 신호펩디드 효소가 serine/lysine/aspartic acid로 하는 전형적인 triad serine 효소류의 메카니즘을 갖는다는 가정하에 Type Ⅰ 신호펩디드류의 하나인 E. coli에서 aspartic acid 99을 alanine으로 치환하여 효소의 enzymatic activity를 조사하였다. 그 결과 D99잔기는 E. coli Type Ⅰ 신호펩디드 효소의 활성메카니즘에 직접적으로 관여한다기보다는 그 효소를 구조적으로 안정화하는데 중요한 역할을 할 가능성이 있는 것으로 암시되어진다.