• KSBB Journal
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• 제19권4호
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• pp.308-314
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• 2004

모넨신, 니저리신, 사이클로스포린 등을 하이드록실레이션 시키는 균주인 S. benihana에 존재하는 여러 가지 CYP를 클로닝하기 위해, 방선균 CYP의 보존된 부분을 통해서 degenerate primer를 제작하였고, colony hybridization을 통해서 스크리닝 한 결과 총 5 종류의 CYP가 검색되었다. 아미노산 서열의 분석 결과 방선균의 CYP 들과 매우 높은 유사성을 가졌으며, 이들 CYP의 앞 뒤 서열의 검색 결과 이 중 4개의 CYP의 downstream에는 FD 유전자가 존재함을 알 수 있었다. CYP503의 경우 다른 나머지 4개의 CYP의 서열과 차이가 많았으며, 2차 대사산물의 변형과 관련되어 있을 것으로 예상되며, ChoP와 유사성을 보이는 나머지 4개의 CYP는 스테로이드 계열 물질의 하이드록실레이션과 밀접한 연관이 있을 것으로 추정된다.

• ALGAE
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• 제27권4호
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• pp.295-301
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• 2012

Carbon concentrating mechanisms play a vital role in photosynthesis in microalgae and cyanobacteria especially in the proper functioning of Rubisco and assimilation of carbon via the Calvin cycle. This study evaluates the role of carbon dioxide on carbon concentrating mechanism (CCM) in a cynaobacteria, Spirulina platensis and a microalga, Chlorella sp. 786. The study organisms were grown in both atmospheric (control sample, 0.035%) and high (exposed sample, 10%) $CO_2$ concentrations. Second dimension (2D) electrophoresis revealed a huge difference in the protein profiles of both organisms suggesting the induction of CCM related proteins in the sample maintained at atmospheric $CO_2$ concentration and the repression of CCM related proteins in the sample maintained at 10% $CO_2$. Liquid chromatography-mass spectroscopy analysis revealed the presence of two important $C_i$ transporter proteins in the control sample of S. platensis, namely ferredoxin-$NADP^+$ reductase and ATP binding cassette (ABC) transport system protein. These proteins were only expressed in the control sample and were downregulated or not expressed at all in the exposed sample. Consequently, this study conclusively proves that CCMs are only inducted at low $CO_2$ concentrations and are not functional at high $CO_2$ concentration.

• 한국자기공명학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.106-111
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• 2015

Helicobacter pylori (H. pylori) survives in acidic and fluctuating pH conditions of the stomach. The pH effect on H. pylori proteins is important for the advanced understanding of its evolution and viability, although this bacterium has the molecular machinery that neutralizes the acidic condition. HP1492 is known as a conserved NifU-like protein from H. pylori. NifU is a nitrogen fixation protein that mediates the transfer of iron-sulfur (Fe-S) cluster to iron-sulfur proteins like ferredoxin. Commonly, the monomeric reduced state of NifU can be converted to the dimeric oxidized state by intermolecular disulfide bond formation. Because it remains unclear that HP1492 actually behaves as known NifU protein, we first found that this protein can adopt both oxidized and reduced forms using size exclusion chromatography. Circular dichroism experiment showed that HP1492 is relatively well-structured at pH 6.5, compared to other pH conditions. On the basis of the backbone resonance assignment of HP1492, we further characterized the residues that are sensitive to pH using NMR spectroscopy. These residues showing large chemical shift changes could be mapped onto the secondary structure of the protein. Our results could provide the foundation for structural and biophysical studies on a wide spectrum of NifU proteins.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권3호
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• pp.287-293
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• 2022

The hydroxylation of methane (CH₄) is crucial to the field of environmental microbiology, owing to the heat capacity of methane, which is much higher than that of carbon dioxide (CO₂). Soluble methane monooxygenase (sMMO), a member of the bacterial multicomponent monooxygenase (BMM) superfamily, is essential for the hydroxylation of specific substrates, including hydroxylase (MMOH), regulatory component (MMOB), and reductase (MMOR). The diiron active site positioned in the MMOH α-subunit is reduced through the interaction of MMOR in the catalytic cycle. The electron transfer pathway, however, is not yet fully understood due to the absence of complex structures with reductases. A type II methanotroph, Methylosinus sporium 5, successfully expressed sMMO and hydroxylase, which were purified for the study of the mechanisms. Studies on the MMOH-MMOB interaction have demonstrated that Tyr76 and Trp78 induce hydrophobic interactions through π-π stacking. Structural analysis and sequencing of the ferredoxin domain in MMOR (MMOR-Fd) suggested that Tyr93 and Tyr95 could be key residues for electron transfer. Mutational studies of these residues have shown that the concentrations of flavin adenine dinucleotide (FAD) and iron ions are changed. The measurements of dissociation constants (K_ds) between hydroxylase and mutated reductases confirmed that the binding affinities were not significantly changed, although the specific enzyme activities were significantly reduced by MMOR-Y93A. This result shows that Tyr93 could be a crucial residue for the electron transfer route at the interface between hydroxylase and reductase.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권2호
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• pp.89-95
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• 1998

R. sphaereides K7 및 E15-1은 혐기적 광합성조건에서 glucose를 탄소원으로 하여 배양초기 24시간 동안은 수소가스를 계속 생산하였으나, 그 이후에는 배양액에 축적된 acetic acid및 formic acid가 배양액의 pH를 4.2-4.8로 저하시켜 수소를 거의 생산하지 못하였다. 또한 배양 6일 후에도 R. sphaeroides K7 및 E15-1의 glucose의 이용율은 각각 43% 및 74%에 불과하였다. 그러나 배양액의 pH를 6.8-7.0으로 유지하면서 배양한 결과 R. sphaeroides K7및 E15-1 두 균주 모두의 수소생산율과 glucose의 이용율이 증가되어, 수소생산은 배양 10일까지도 계속 증가되었으며, glucose도 두 균주 각각 배양후 2.5일 및 4.5일 후에 완전 소비하였다. 뿐만 아니라 균체 배양액의 pH를 중성으로 유지하면서 R. sphaeroides K7 및 E15-1을 배양할 경우 균체의 표백현상이 제거되어 배양 7일 후에는 각각 균체의 bacteriochlorophyll 함량이 약 44배 및 9배 증가되었으며, 이때 균체의 농도는 각각 약 10배 및 2.4배 증가되었다. R. sphaeroides K7 및 E15-1은 혐기적 광합성조건에서 acetic, lactic, butyric 및 malic acid로 부터도, 비록 그 양이 glucose로 부터보다는 적으나, 수소를 생산하였다. 본 실험 결과로 미루어 혐기적 광합성 조건에서 R. sphaeroides K7 및 E15-1은 glucose로부터 수소를 생성할 때 NADH 산화 및 hydrogenase가 관여한 대사가 우선적으로 일어나고, 2차적으로는 이때 생성된 유기산을 전자 공여체로 광합성 작용에 의해 질소원이 존재하지 않을 때 nirogenase에 의해서 양성자(H$^{+}$)가 환원되어 수소(H$_2$)가 생성되는 것으로 생각된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권5호
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• pp.597-604
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• 2014

$\small{D}$-Phenylglycine aminotransferase ($\small{D}$-PhgAT) from Pseudomonas stutzeri ST-201 is useful for enzymatic synthesis of enantiomerically pure $\small{D}$-phenylglycine. However, its low protein solubility prevents its application at high substrate concentration. With an aim to increase the protein solubility, the N-terminus of $\small{D}$-PhgAT was genetically fused with short peptides ($A_1$ ${\alpha}$-helix, $A_2$ ${\alpha}$-helix, and ALAL, which is a hybrid of $A_1$ and $A_2$) from a ferredoxin enzyme of a halophilic archaeon, Halobacterium salinarum. The fused enzymes $A_1$-$\small{D}$-PhgAT, $A_2$-$\small{D}$-PhgAT, and ALAL-$\small{D}$-PhgAT displayed a reduced pI and increased in solubility by 6.1-, 5.3-, and 8.1- fold in TEMP (pH 7.6) storage, respectively, and 5-, 4.5-, and 5.9-fold in CAPSO (pH 9.5) reaction buffers, respectively, compared with the wild-type enzyme (WT-$\small{D}$-PhgAT). In addition, all the fused $\small{D}$-PhgAT displayed higher enzymatic reaction rates than the WT-DPhgAT at all concentrations of L-glutamate monosodium salt used. The highest rate, $23.82{\pm}1.47$ mM/h, was that obtained from having ALAL-$\small{D}$-PhgAT reacted with 1,500 mM of the substrate. Moreover, the halophilic fusion significantly increased the tolerance of $\small{D}$-PhgAT in the presence of NaCl and KCl, being slightly in favor of KCl, where under the same condition at 3.5 M NaCl or KCl all halophilic-fused variants showed higher activity than WT-$\small{D}$-PhgAT.

• 생명과학회지
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• 제17권5호
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• pp.723-727
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• 2007

본 연구는 H. pylori에서 metronidazole내성에 관여하는 유전자를 발견하고 이들 유전자들의 상호 조절 기전을 밝힘으로서 위장질환의 원인균인 H. pylori를 퇴치하기 위한 기본바탕을 마련하고자 수행되었다. 우선적으로 metronidazole 내성을 조절하는 유전자인 fdxA(ferredoxin)에 의한 metronidazole 내성 조절 기전을 밝히기 위하여 다음의 연구를 수행하였다. Type I 균주인 26695균주의 fdxA 유전자에 chloramphenicol 내성 유전자를 삽입하여 결손돌연변이주를 구축하였다. fdxA의 비활성화에 의한 rdxA 및 frxA 유전자의 발현을 알아보기 위하여 2-D electrophoresis와 MALDI-TOP-MS을 이용하여 fdxA 유전자의 비활성화에 의해 over-expressed protein과 under-expressed protein을 검색하였다. 본 실험의 결과로 type I 균주인 26695에서 fdxA 유전자를 비활성화시킨 결과 frxA 유전자의 발현양이 증가함을 northern으로 확인하였으며, 또한 fdxA유전자의 downstream에 위치한 유전자들이 H. pylori의 생존에 중요한 역할은 한다는 것을 알 수 있었다. 또한 2-D electrophoresis와 MALDI-TOP-MS을 이용하여 fdxA 유전자의 inactivation에 의해 over-expressed protein으로 nifU-like protein(HP0221), frxA(HP0642), nonheme ferritin(HP0653)와 아직 기능이 밝혀지지 않은 hypothetical protein(HP0902) 등이 발견되었다. 그리고 5'-methylthioadenosine/S-adenosylhomocysteine nucleosidase(HP0089), (3R)-hydroxymyristoyl ACP dehydratase(HP1376)과 thioredoxin(HP1458)등이 under-expressed protein으로 발견되었다.