• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권1호
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• pp.15-22
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• 1998

일반적으로 Streptomyces류는 성장이 늦고 유지가 어려운 반면, E. coli는 배양기간이 짧고 유전자 조작도 간편한 장점이 있기 때문에, E. coli를 이용하여 유용단백질을 생산하는 연구가 일반적인 흐름이다. 그러나 E. coli에서 외래유전자를 도입하여 대량으로 생산을 시키는 경우에 비용해성의 inclusion body를 형성하는 경우가 많으므로 용해성의 활성형 단백질을 생산하기 위하여는 여러 가지 조건을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 aklavlnone 11-hydroxylase gene(dnrF)을 E. coli BL2l에서 발현시킬 때의 배양조건을 배양온도와 IPTG농도의 두가지 요소를 조합하여 변형시키는 방법으로, 활성형 단백질의 생산을 최대화하고 inclusion body의 형성을 최소화하는 배양조건을 조사하였다. 그 결과, 37$^{\circ}C$에서 배양했을 때에는 0.02mM의 IPTG를 첨가하였을 때 inclusion body를 가장 적게 만들고, 그에 따라 생산되는 효소활성도 가장 높았다. 반면, 28$^{\circ}C$로 배양온도를 낮추었을 때에는 0.06mM의 IPTG를 첨가하였을 때 aklavinone 11-hydroxylase효소가 최대로 생산됨을 SDS-PAGE 및 효소 활성측정으로 확인하였다. IPTG농도를 0.1 mM로 높인 경우에는 28$^{\circ}C$, 37$^{\circ}C$에서 모두 aklavinone 11-hydroxylase효소가 과발현되어 Inclusion body를 가장 많이 생성하였음을 알 수 있었다. 방선균에서 동일 유전자를 대량발현시키는 경우 발현된 단백질의 효소 활성은 있으나 SDS-PAGE상에서의 단백질의 관찰이 불가능하였고, 동시에 단백질의 정제시 효소활성이 소실되어 정제가 불가능하였다. 이러한 효소 활성의 소실의 원인은 세포내의 어떤 저분자물질일 것으로 추정되며 본 연구에서 제작한 antibody를 이용하면, 효소의 정제가 용이하게 수행될 것이다. 특히 대장균계에서의 활성형 효소의 최적발현조건에서 세포를 배양하거나, inclusion body의 refolding을 실시한 후, 항체를 이용한 Western blot assay를 지표로 효소를 정제하면, 미지의 cofactor의 정체도 밝혀지고 aklavinone 11-hydroxylase류의 효소 특성 연구에 큰 도움이 될 것이다. 또한 이 효소를 이용한 다양한 종류의 bioconversion을 실시하여 그동안 background 때문에 생성된 product의 검출이 불가능했었던 소량의 생성산물의 분석도 가능할 것으로 판단되어 금후의 bioconversion연구에 기대하는 바가 크다.

• Molecules and Cells
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• 제38권5호
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• pp.409-415
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• 2015

Low-barrier hydrogen bonds (LBHBs) have been proposed to have important influences on the enormous reaction rate increases achieved by many enzymes. ${\Delta}^5$-3-ketosteroi isomerase (KSI) catalyzes the allylic isomerization of ${\Delta}^5$-3-ketosteroid to its conjugated ${\Delta}^4$-isomers at a rate that approache the diffusion limit. Tyr14, a catalytic residue of KSI, has been hypothesized to form an LBHB with the oxyanion of a dienolate steroid intermediate generated during the catalysis. The unusual chemical shift of a proton at 16.8 ppm in the nuclear magnetic resonance spectrum has been attributed to an LBHB between Tyr14 $O{\eta}$ and C3-O of equilenin an intermediate analogue, in the active site of D38N KSI. This shift in the spectrum was not observed in Y30F/Y55F/D38N and Y30F/Y55F/Y115F/D38N mutant KSIs when each mutant was complexed with equilenin, suggesting that Tyr14 could not form LBHB with the intermediate analogue in these mutant KSIs. The crystal structure of Y30F/Y55F/Y115F/D38N-equilenin complex revealed that the distance between Tyr14 $O{\eta}$ and C3-O of the bound steroi was within a direct hydrogen bond. The conversion of LBHB to an ordinary hydrogen bond in the mutant KSI reduced the binding affinity for the steroid inhibitors by a factor of 8.1-11. In addition, the absence of LBHB reduced the catalytic activity by only a factor of 1.7-2. These results suggest that the amount of stabilization energy of the reaction intermediate provided by LBHB is small compared with that provided by an ordinary hydrogen bond in KSI.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제30권4호
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• pp.411-419
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• 2003

GC-MS/SIM를 통하여 옥수수 유식물 신초로부터 해 castasterone (CS)과 6-deoxocastasterone (6-deoxoCS)을 동정하였다. 또한 BRs의 생합성 전구물질인 24$\alpha$-methylcholesterol과 24$\alpha$-methylcholestanol이 동정하였다. 이들 BRs와 생합성 전구물질은 BRs의 생합성과정 중 후기 C6산화과정에 속하는 화합물로서, 옥수수 유식물 줄기에서는 BRs의 생합성 과정으로 후기 C6산화과정이 주된 생합성 과정임을 알 수 있었다. 다음으로 옥수수 유식물 줄기내의 BRs가 발아와 더불어 종자에서부터 이동해 온 것인지, 아니면 줄기 생장 시 줄기 자체가 생합성된 것인지를 조사하기 위하여 몇몇 중요한 후기 C6산화과정의 반응을 촉매하는 효소의 활성이 유식물 줄기에 존재하는지를 조사하였다. 그 결과 후기 C6산화과정에 포함되는 24$\alpha$-methylcholestanol에 서 6-deoxocathasterone (6-deoxoCT), 6-deoxoteasterone (6-deoxoTE) 에서 6-deoxo-3-dehydroteasterone (6-deoxo-3-DHT)을 거쳐 6-deoxotyphasterol (6-deoxoTY),그리고 6-deoxoCS에서 CS로의 과정을 촉매하는 24$\alpha$-methylcholestanol 22(R)-hydroxlyase, 6-deoxoTE dehydrogenase/6-deoxo-3-DHT reductase, 6-deoxoCS oxidase의 활성이 옥수수 유식물 줄기에 존재하고 있음이 확인되었다. 이는 유식물 줄기 생장 시 필요한 BRs가 발아종자로부터 이동되는 것이 아니라, 유식물 줄기 자체에서 생합성 될 가능성이 높음을 나타내는 결과라 할 수 있다. 또한 옥수수 유식물 줄기에서 CS를 brassinolide(BL)로 전환하는 BL synthase의 활성이 검출되지 않아, 옥수수 유식물 줄기에서의 활성형 BR은 BL이 아닌 CS임을 밝혔다.

• 공업화학
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• 제18권6호
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• pp.643-649
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• 2007

부탄올의 구조이성질체(n-, iso-, sec-, tert-butanol) 와 n-부티르산에 대한 리파아제 효소.촉매 에스테르화 반응이 초임계 이산화탄소 조건 하에서 수행되었다. 본 실험은 교반속도 150 rpm, 반응 온도 323.15 K, 반응 압력 150 bar의 조건으로 고압반응기에서 5 h 동안 수행하였다. 실험에 사용된 리파아제는 Candida Antarctica lipase B (CALB)이다. 실험 결과는 HP-INNOWax 컬럼을 이용하여 FID (Flame Ionization detector)가 장착된 기체 크로마토그래피(Gas Chromatography, GC)를 이용하여 분석하였다. 반응 후 생성물의 전환률과 반응의 경향성을 분자동역학 시뮬레이션을 이용하여 예측된 결과와 정성적으로 비교하였다. 경쟁적인 저해반응이 포함된 Ping-Pong Bi-Bi 메커니즘을 기초로 하여, 반응의 각 단계를 적용하여 구조 최적화를 하였고 이를 이용해 전이상태의 에너지를 구하여 반응의 경향성을 예측하였다. 생성되는 에스테르 이성질체의 구조적 선호도는 분자동역학 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 이러한 방법의 개발은 앞으로 컴퓨터를 이용한 효소 반응의 설계에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• KSBB Journal
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• 제20권2호
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• pp.93-99
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• 2005

불포화지방산의 생합성능이 뛰어나다고 알려진 Thraustochytrids 균주 중 26185를 대상으로 arachidonic acid (AA C20:4 n-6)를 포함하는 PUFA 생산에 관여하는 유전자의 하나로서 key enzyme인 desaturase를 보다 효율적이고 안정적인 방법으로 cloning한 후 결과물을 분석하였다. 이를 위해 실험균주인 26185 균주를 대상으로 효율적인 전체 nucleic acids 추출법을 개발하였으며 관련된 기법의 활용을 통해 일반적으로 활용이 가능한 효과적이 방법임을 확인하였다. 확보된 유전체를 통한 direct PCR의 결과물을 기존에 알려진 cDNA 합성방법에 의한 결과물과 비교하였을 때 동일한 결과물임을 확인하였다. 이는 Thraustochytrids 관련 균주로부터 지방산 생합성에 관련된 효소군을 탐색하는 방법이 cDNA 합성방법에 의하지 않고 보다 직접적으로 진행될 수 있음을 제안할 수 있는 하나의 결과물로 생각되어진다. 획득된 유전자를 같은 진핵세포인 P. pastoris를 숙주로 하여 유전자를 도입하고 활성을 재현성 있게 규명함으로써 인공진화 혹은 재조합균체의 개발이 가능하다는 사실을 부분적으로 제시할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.45-51
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• 2014

본 연구는 농업 부산물인 옥수수대(corn stover)를 이용하여 묽은 황산법(DSA; dilute sulfuric acid)과 암모니아 침지법(SAA; soaking in aqueous ammonia) 그리고 암모니아 재순환 침출법(ARP; ammonia recycle percolation)을 비교하여 각 전처리법의 특징과 장단점을 분석하였고, 동시당화공동발효를 통한 에탄올 생산을 비교하였다. ARP, DSA, SAA를 이용하여 전처리된 고형물(3% 글루칸 투입)을 15 FPU/g-glucan, 30 CBU/g-glucan의 상업용 효소(Spezyme CP와 Novozyme 188;)와 E. coli KO11 균주(ATCC$^{(R)}$ 55124)를 이용하여 동시당화공동발효를 수행하였다. 전처리 후에 남은 고형물에 있는 당의 최대이론적 에탄올 수율은 각각 87, 90 그리고 78%였다. 이것은 전처리되지 않은 원래 옥수수대의 총 당량(글루칸 +자일란) 대비 각각 69, 58, 및 74%에 해당하는 것으로 SAA의 수율이 가장 높게 관찰되었다. 또한 전처리 당화액을 이용한 동시당화공동발효 실험결과는 DSA의 당화액이 발효균주에 대하여 가장 높은 독성을 나타내었고 ARP 전처리 당화액이 그 다음으로 저해효과가 큰 것으로 나타났다. 결국 SAA를 이용하여 전처리한 후 리그닌이 풍부한 당화액은 이용하지 않고 전처리된 고형물과 동시당화공동발효 공정을 이용한 에탄올 생산이 가장 간단하면서 경제적인 공정으로 제안되었다.

• Journal of Gastric Cancer
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• 제17권3호
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• pp.228-236
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• 2017

Purpose: Enolase is a cytoplasmic enzyme that catalyzes the conversion of 2-phosphoglycerate to phosphoenolpyruvate in the glycolytic pathway. The aim of this study was to investigate whether the overexpression of neuron-specific enolase (NSE) can serve as a prognostic factor in patients with gastric cancer (GC). Materials and Methods: To assess its prognostic value in GC, NSE expression was measured by immunohistochemistry in a clinically annotated tissue microarray comprising of 327 human GC specimens. Cytoplasmic NSE expression was scored from 0 to 4, reflecting the percentage of NSE-positive cells. Results: In terms of histology as per the World Health Organization criteria (P=0.34), there were no differences between the NSE overexpression (NSE-OE) and NSE underexpression (NSE-UE) groups. The NSE-OE group showed a significantly lower rate of advanced GC (P<0.01), lymph node metastasis (P=0.01), advanced stage group (P<0.01), cancer-related death (P<0.01), and cancer recurrence (P<0.01). Additionally, a Kaplan-Meier survival analysis revealed that the NSE-OE group had longer cumulative survival times than the NSE-UE group (log-rank test, P<0.01). However, there were no significant differences in the serum levels of NSE expression in patients with GC and healthy volunteers (P=0.28). Conclusions: Patients with NSE overexpressing GC tissues showed better prognostic results, implying that NSE could be a candidate biomarker of GC.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권2호
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• pp.318-326
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• 2002

The pathogenic marine bacterium Vibrio vulnificus is the causative agent of food-borne diseases such as life-threatening septicemia. To better understand this organism's strategies to survive osmotic stress, a mutant that was more sensitive to high osmolarity was screened from a library of mutants constructed by a random transposon mutagenesis. By a transposon-tagging method, putAP genes encoding a proline dehydrogenase and a proline permease were identified and cloned from V. vulnificus. The amino acid sequences deduced from nucleotide sequences of putAP from V. vulnificus were 38 to $59\%$ similar to those of PutA and PutP reported from other Enterobacteriaceae. Functions of putAP genes were assessed by the construction of mutants, whose putAP genes were inactivated by allelic exchanges. When proline as the sole carbon or nitrogen source was used, the putA mutant was not able to grow to the substantial level, revealing the proline dehydrogenase is the only enzyme for metabolic conversion of proline into other amino acids. Although the growth rate of the putP mutant on proline as the sole carbon or nitrogen source was significantly reduced, the mutant still grew. This indicated that at least one more proline permease is produced by V. vulnificus. The putP mutant decreased approximately $2-log_10$ CFU/ml after a hyperosmotic challenge, while the parent strain decreased approximately $l-log_10$ CFU/ml. This result suggests that the gene product of putP contributes to the osmotic tolerance of V. vulnificus.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권1호
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• pp.11-17
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• 2014

Selenium(Se)은 사람에게 필수성분이지만 독성이 강한 물질이다. 따라서 생체에서 Se(셀레늄)의 농도조절은 정확하고 효율적으로 이루어져야 한다. 사람은 Se을 음식의 형태로 섭취해야 하고 주로 seleno-L-methionine (L-SeMet)의 형태로 섭취한다. 섭취된 L-SeMet은 methionine 대사와 동일한 효소를 이용하여 Se-adenosyl-L-SeMet으로 대사된다고 알려져 있었다. 그러나 최근 쥐의 간 추출물의 실험에서, L-SeMet이 cystathionine ${\gamma}$-lyase (mouse CGL)의 작용으로 methylselenol ($CH_3SeH$)로 직접적으로 대사된다는 보고가 있었다. CGL은 원래 cystathionine을 L-cysteine과 ${\alpha}$-ketobutyrate, 그리고 $NH_3$로 분해하는 효소로 알려져 있었다. 따라서 본 연구에서는 쥐의 간 추출물 대신에 인간의 CGL을 분리 정제하여 L-SeMet에서 methylselenol의 형성을 확인하고자 하였다. Methylselenol의 표준시료는 dimethyldiselenide를 sodium tetrahydroborate로 환원시켜 준비하였다. 그리고 L-SeMet을 기질로 사용한 효소 반응액 중에서 가스상의 생성물은 GC/MS 스펙트럼으로 분석하였다. 분석 결과 methylselenol의 유도체인 dinitrophenyl selenoether와 일치하였다. 또한 인간 CGL이 L-SeMet에서 methylselenol을 형성하는 반응의 kinetic parameter를 mouse CGL과 비교 분석하였다. 결과적으로 human CGL은 섭취된 L-SeMet의 대사를 책임지고 있는 중요한 효소이다.

• 한국가축번식학회지
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• 제16권2호
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• pp.149-155
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• 1992

The present study was conducted to find out the changes of progesterone and 20$\alpha$-dihydroprogesterone(20$\alpha$-OHP) levels before and after parturition, 4 pluriparous goats were offered for this experiment. Blood samples were taken from jugular vein on Days, 5, 3, 2 and 1 before parturition, the day of parturition, 1, 3, 5, 7 and 9 after parturition. The blood samples were centraifuged and stored at -2$0^{\circ}C$ until hormone assay. The serum levels of progesterone and 20$\alpha$-OHP were measrued by radioimmunoassay. The changes of serum progesterone level during peripartum period were characterized as a remarkable decrease. The progesterone level was 4.05$\pm$0.52ng/ml on 56 days before parturition and decreased to 2.24$\pm$0.38ng/ml on 1 day before parturition and 0.79$\pm$0.09ng/ml on the day of parturition and the basal level was maintained through 9 days of postpartum period. The serum level of 20$\alpha$-OHP during the peripartum period was 1.25$\pm$0.21ng/ml on 5 days before paturition and increased to 1.32$\pm$0.25 on 3 days and 1.59$\pm$0.24ng/ml on 1 day before parturition, and reached a peak level of 1.78$\pm$0.25ng/ml just prior to parturition and then decreased greatly to 0.31$\pm$0.03ng/ml on 1 day postpartum and the basal level was remained until 9 days postpartum. The high serum level of 20$\alpha$-OHP, which was peak just prior to parturition, was maintained for 2 days following the onset of remarkable decrease in the serum level of progesterone. From the above results, it was concluded that the enzyme 20$\alpha$-hydroxysteroid dehydrogenase (20$\alpha$-HSD) catalyzing the conversion of progesterone to a biologically inactive steroid, 20$\alpha$-OHP was active properly in the luteal cells in Korean native goats.