• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권1호
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• pp.9-19
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• 2011

Bacillus subtilis의 pyrimidine biosynthetic (pyr) operon은 UMP의 de nove 생합성에 관여하는 enzyme들을 encode할 뿐만 아니라, 조절단백질인 PyrR도 encode한다. PyrR은 pyr mRNA-binding 조절 기능과 uracil phosphoribosyltransferase activity를 동시에 가지는 bifunctional 단백질이다. 본 연구에서는 Proteomic analysis를 이용하여 Uracil - 환경에서 DB104${\Delta}$pyrR의 단백질 패턴을 분석하여 단백질 레벨에서 PyrR 단백질의 실질적인 조절 양상을 관찰하였다. 두 균주의 세포질 단백질은 다양한 발현의 차이를 보였으며, Silver 염색된 2D-gel의 pI 4~10 사이에서는 1,300여개의 단백질이 검출되었으며, 단백질 발현 차이를 보이는 172개의 spot 중에서 42개의 단백질이 identification 되었다. 그 결과 pyr operon의 단백질(PyrAa, PyrAb, PyrB, PyrC, PyrD, and PyrF)이 모두 Up regulation이 이루어지고 있음을 확인할 수 있었으며, 이것은 단백질 레벨에서 Pyrimidine 생합성 과정이 PyrR에 의해서 정확히 Regulation 되어짐을 확인할 수 있었다. 또한 Pyrimidine 생합성의 Up regulation과 Down regulation 상태의 단백질의 패턴 양상도 분석할 수 있게 되었다. Pyrimidine의 생합성 과정은 DNA를 구성하는 기본적인 구성 요소를 생산하는 과정으로서 여러가지 Metabolism 가운데 중요한 위치를 차지하고 있다. 만약 Pyrimidine의 생합성 과정이 Over- expression된다면 다른 Metabolism의 균형에도 변화가 올 것이다. Proteomics Analysis에 이용한 DB104${\Delta}$pyrR 균주는 Pyrimidine 생합성의 조절에 관여하는 PyrR knock out 균주로서 Uracil - 환경에서는 전체적인 Pyrimidine 생합성 조절이 Up regulation이 되어지므로 Up regulation 동안 어떤 Metabolism에 영향을 주는지 관찰을 할 수 있게 되었다. 특히 Amino Acid Metabolism에 관계있는 단백질의 Up regulation이 이루어짐을 관찰할 수 있었으며 이것은 현재 각광을 받고 있는 단백질 산업에 응용함으로써 산업적으로 많은 기대를 할 수 있을 것으로 예상되어진다.

• Molecules and Cells
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• 제37권1호
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• pp.74-80
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• 2014

The peroxisome is an intracellular organelle that responds dynamically to environmental changes. Various model organisms have been used to study the roles of peroxisomal proteins in maintaining cellular homeostasis. By taking advantage of the zebrafish model whose early stage of embryogenesis is dependent on yolk components, we examined the developmental roles of the D-bifunctional protein (Dbp), an essential enzyme in the peroxisomal ${\beta}$-oxidation. The knockdown of dbp in zebrafish phenocopied clinical manifestations of its deficiency in human, including defective craniofacial morphogenesis, growth retardation, and abnormal neuronal development. Overexpression of murine Dbp rescued the morphological phenotypes induced by dbp knockdown, indicative of conserved roles of Dbp during zebrafish and mammalian development. Knockdown of dbp impaired normal development of blood, blood vessels, and most strikingly, endoderm-derived organs including the liver and pancreas - a phenotype not reported elsewhere in connection with peroxisome dysfunction. Taken together, our results demonstrate for the first time that zebrafish might be a useful model animal to study the role of peroxisomes during vertebrate development.

• BMB Reports
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• 제42권8호
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• pp.523-528
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• 2009

Phosphomannose isomerase (PMI) catalyzes the interconversion of fructose-6-phosphate and mannose-6-phosphate in the extracellular polysaccharide (EPS) synthesis pathway. The gene encoding PMI in Sphingomonas chungbukensis DJ77 was cloned and expressed in E. coli. The pmi gene is 1,410 nucleotides long and the deduced amino acid sequence shares high homology with other bifunctional proteins that possess both PMI and GDP-mannose pyrophosphorylase (GMP) activities. The sequence analysis of PMI revealed two domains with three conserved motifs: a GMP domain at the N-terminus and a PMI domain at the C-terminus. Enzyme assays using the PMI protein confirmed its bifunctional activity. Both activities required divalent metal ions such as $Co^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Ni^{2+}$ or $Zn^{2+}$. Of these ions, $Co^{2+}$ was found to be the most effective activator of PMI. GDP-D-mannose was found to inhibit the PMI activity, suggesting feedback regulation of this pathway.

• 생명과학회지
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• 제28권12호
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• pp.1416-1423
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• 2018

Biotin에 강한 결합 친화력($K_D=10^{-14}M$)과 함께 streptavidin의 tetramer 특징은 VHH 항체를 streptavidin에 융합시키게 하여 biotinylated horseradish peroxidase를 사용하는ELISA 와Western blot analysis 등의 면역분석법에서 VHH 항체의 항원결합력을 증가시키는데 응용 가능하다. 이를 응용하기 위해 우리는 Streptomyces avidinii 염색체 DNA로부터 PCR을 통해 streptavidin유전자를 증폭하고 이를 green fluorescent protein항원에 특이적으로 결합하는 8B9 VHH 항체유전자에 융합시켰다. 대장균에서 수용성 융합단백질로 발현시키기 위해 pUC119 플라스미드에 기초한 발현시스템을 사용하였다. 즉 lacZ promoter를 사용하여 IPTG에 의해 단백질발현을 유도하게 하였으며, 아미노말단에 pelB leader를 두어 발현된 단백질의 periplasmic space로 이동하게 하여 수용성 단백질형태의 분비를 촉진하였으며 카르복시말단에 6개의 polyhistidine tags를 두어 $Ni^+$-NTA-agarose column을 사용하여 발현된 단백질을 정제하였다. Streptavidin이 biotin에 강하게 결합함으로 대장균에 독성을 나타냄에도 불구하고 본 수용성 융합단백질은 성공적으로 발현되었다. SDS-PAGE에서 가열하는 경우 변성되어 30.6 kDa를, 가열하지 않는 경우에는 자연 상태의 122.4 kDa을 나타내었다. 이는 8B9 VHH항체에 융합된 streptavidin moiety에 의해 monomer subunit가 비공유결합으로 tetramerization됨을 제시해준다. 또한 본 융합단백질은 ELISA와 Westernblot analysis에서 보여진 것처럼 parental streptavidin과 유사한 biotin결합력과 green fluorescent protein항원 결합력을 모두 나타내었다. 결론적으로 streptavidin에 융합된 8B9 VHH 항체형태의 융합단백질은 대장균에서 수용성 tetramer로 성공적으로 발현 및 정제되었으며 biotin과 green fluorescent protein 항원에 동시에 결합함으로써 tetrameric and bifunctional VHH 항체제조의 가능성을 제시해주었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권5호
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• pp.529-535
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• 2011

Single-chain variable fragment (scFv) is a fusion protein of the variable regions of the heavy (VH) and light (VL) chains of immunoglobulin, connected with a short linker peptide of 10 to about 20 amino acids. In this study, the scFv of a monoclonal antibody against the third domain of human CD4 was cloned from OKT4 hybridoma cells using the phage display technique and produced in E. coli. The expression, production, and purification of anti-CD4 scFv were tested using SDS-PAGE and Western blot, and the specificity of anti-CD4 scFv was examined using ELISA. A 31 kDa recombinant anti-CD4 scFv was expressed and produced in bacteria, which was confirmed by SDS-PAGE and Western blot assays. Sequence analysis proved the ScFv structure of the construct. It was able to bind to CD4 in quality ELISA assay. The canonical structure of anti-CD4 scFv antibody was obtained using the SWISS_MODEL bioinformatics tool for comparing with the scFv general structure. To the best of our knowledge, this is the first report for generating scFv against human CD4 antigen. Engineered anti-CD4 scFv could be used in immunological studies, including fluorochrome conjugation, bispecific antibody production, bifunctional protein synthesis, and other genetic engineering manipulations. Since the binding site of our product is domain 3 (D3) of the CD4 molecule and different from the CD4 immunological main domain, including D1 and D2, further studies are needed to evaluate the anti-CD4 scFv potential for diagnostic and therapeutic applications.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권2호
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• pp.136-142
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• 1992

토양 분리균인 B.stearothermophilus chromosome의 유전자 은행으로부터 E.coli HB101 균주에 $\beta$-D-xylosidase 생산능력을 갖게하는 5.4Kb와 6.4Kb의 두 DNA 절편을 분리, pBR322에 크로닝하여 각각 pMG01과 pMG02의 재조합 플라스미드를 얻었다. 상기 두 B.stearothermophilus DNA 절편의 restriction map을 작성하고 이것을 기초로 하여 $\beta$-D-xylosidase 유전자인자의 위치를 확인함과 동시에 pUC18에 subcloning하여 각각 2.2kb와 1.0kb의 DNA 단편이 삽입된 $\beta$-D-xylosidase 양성의 pMG1와 pMG2를 분리하였다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.330-342
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• 2018

Streptavidin (STR)과 Biotin system은 Biotin의 Streptavidin에 대한 높은 비공유 친화력(non-covalent affinity; $K_D=10^{-14}M$)과 4 Biotin 결합부위를 갖는 Streptavidin의 tetramer 구조로 인해 복수의 항원결합부위 및 복수의 항원특이성을 갖는 항체를 제조할 수 있기 때문에 가장 활발하게 연구되고 있다. 이 system을 활용하기 위해 우리는 Streptomyces avidinii 염색체 DNA로부터 PCR을 통해 Streptavidin (STR) 유전자를 증폭하고 이를 TRAIL (tumor necrosis factor ${\alpha}$ related apoptosis induced ligand) receptor인 death receptor 4 (DR4)에 특이적으로 결합하는 hAY4 single-chain Fv 항체유전자에 융합시켰다. 대장균에서 발현시킨 STR에 융합된 hAY4 ScFv (hAY4-STR) 항체는 가열시킨 SDS-PAGE에서 43 kDa monomer를 나타내었다. 그러나 가열하지 않은 SDS-PAGE와 Size-exclusion chromatography에서는 tetramer인 172 kDa을 나타내었는데 이는 hAY4 ScFv-STR 항체가 STR의 자연적인 비공유결합에 의해 유도된 tetramer를 형성하고 있음을 나타내고 있다. 본 융합 단백질은 Ouchterlony assay와 ELISA에서 보여주는 것처럼 자연 Streptavidin과 유사한 Biotin 결합력을 유지하고 있었다. ELISA와 Westernblot을 이용하여 정제된 hAY4-STR 융합항체의 DR4 항원결합력 또한 확인하였다. 게다가 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance) 분석에서 hAY4 ScFv-STR tetramer는 tetramerization에 의해 hAY4 ScFv monomer보다 60배 더 높은 항원결합력을 나타내었다. 요약하면 hAY4 ScFv-STR 융합단백질은 E. coli에서 soluble tetramer로 성공적으로 발현 및 정제되었으며 Biotin과 DR4 항원에 동시에 결합함을 보여 주었다. 이는 bifunctional and tetrameric ScFv 항체를 제조 할 수 있음을 제시해 주고 있다.

• Molecules and Cells
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• 제26권6호
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• pp.536-547
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• 2008

Anthocyanidin synthase (ANS, leucoanthocyanidin oxygenase), a 2-oxoglutarate iron-dependent oxygenase, catalyzed the penultimate step in the biosynthesis of the anthocyanin class of flavonoids, from the colorless leucoanthocyanidins to the colored anthocyanidins. The full-length cDNA and genomic DNA sequences of ANS gene (designated as GbANS) were isolated from Ginkgo biloba for the first time. The full-length cDNA of GbANS contained a 1062-bp open reading frame (ORF) encoding a 354-amino-acid protein. The genomic DNA analysis showed that GbANS gene had three exons and two introns. The deduced GbANS protein showed high identities to other plant ANSs. The conserved amino acids (H-X-D) ligating ferrous iron and residues (R-X-S) participating in 2-oxoglutarate binding were found in GbANS at the similar positions like other ANSs. Southern blot analysis indicated that GbANS belonged to a multi-gene family. The expression analysis by real-time PCR showed that GbANS expressed in a tissue-specific manner in G. biloba. GbANS was also found to be up-regulated by all of the six tested abiotic stresses, UV-B, abscisic acid, sucrose, salicylic acid, cold and ethylene, consistent with the promoter region analysis of GbANS. The recombinant protein was successfully expressed in E. coli strain with pET-28a vector. The in vitro enzyme activity assay by HPLC indicated that recombinant GbANS protein could catalyze the formation the cyanidin from leucocyanidin and conversion of dihydroquercetin to quercetin, suggesting GbANS is a bifunctional enzyme within the anthocyanidin and flavonol biosynthetic pathway.