• 한국육종학회지
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• 제40권4호
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• pp.422-429
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• 2008

본 실험에서 Lilium longiflorum과 11품종에 대한 biochemical, enzymology 등의 분석방법을 적용하여, 화색생합성조절유전자 chalcone synthase(CHS), flavanone 3-hydroxylase(FHT)의 활성을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. Flavonoid의 기본골격형성을 위한 첫 효소인 CHS가 malonyl-CoA와 p-coumaroyl-CoA 기질을 촉매하여 naringenin(NAR) 산물을 생성하였고, caffeoyl-CoA와 p-coumaroyl-CoA 기질에는 eridictiol(ERI)를 생성하지 않아, 백합의 CHS는 기질특이성을 나타냈다. 2. L. longiflorum에서 FHT 효소는 NAR를 기질로써 사용하여, dihydrokaempferol(DHK) 산물을 생성하였고, 그 외 11백합품종에서도 FHT 효소의 뚜렷한 활성이 확인되었다.

• Molecules and Cells
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• 제25권2호
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• pp.312-316
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• 2008

Flavanone $3{\beta}$-hydroxylases (F3H) are key enzymes in the synthesis of flavonol and anthocyanin. In this study, three F3H cDNAs from Oryza sativa (OsF3H-1 ~3) were cloned by RT-PCR and expressed in E. coli as gluthatione S-transferase (GST) fusion proteins. The purified recombinant OsF3Hs used flavanone, naringenin and eriodictyol as substrates. The reaction products with naringen and eriodictyol were determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy to be dihydrokaempferol and taxifolin, respectively. OsF3H-1 had the highest enzymatic activity whereas the overall expression of OsF3H-2 was highest in all tissues except seeds. Flavanone $3{\beta}$-hydroxylase could be a useful target for flavonoid metabolic engineering in rice.

• Molecules and Cells
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• 제25권2호
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• pp.247-252
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• 2008

There are several branch points in the flavonoid synthesis pathway starting from chalcone. Among them, the hydroxylation of flavanone is a key step leading to flavonol and anthocyanin. The flavanone 3-${\beta}$-hydroxylase (GmF3H) gene was cloned from soybean (Glycine max cultivar Sinpaldal) and shown to convert eriodictyol and naringenin into taxifolin and dihydrokaempferol, respectively. The major flavonoids in this soybean cultivar were found by LC-MS/MS to be kamepferol O-triglycosides and O-diglycosides. Expression of GmF3H and flavonol synthase (GmFLS) was induced by ultraviolet-B (UV-B) irradiation and their expression stimulated accumulation of kaempferol glycones. Thus, GmF3H and GmFLS appear to be key enzymes in the biosynthesis of the UV-protectant, kaempferol.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권2호
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• pp.85-91
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• 2006

Flavanone 3$\beta$-hydroxylase (FHT)는 flavonoid 생합성 경로의 가장 중심부에 작용하는 효소로 flavanone으로부터 dihydroflavonol으로의 변환을 촉매하는 역할을 한다. 본 연구에서는 색소유전자의 전이를 통하여 새로운 색소발현체계를 가진 품종을 육종하기 위한 기초연구로 숙성안개초 (Gypsophila paniculata L.)의 꽃봉오리로부터 cDNA-library를 합성하였고 카네이션의 FHT 유전자를 probe로 사용하여 anthocyanin 합성경로의 중요 효소의 하나인 FHT 유전자를 분리하였다. 염기서열분석을 수행하여 분리유전자의 크기가 1471 bp 이며 이 중 coding region은 1047 bp 임을 확인하였다. 이미 밝혀진 다른 식물체의 FHT 유전자와 서로 염기서열의 일치성을 비교해 본 결과 아라비돕시스, 오렌지, 카네이션, 고구마, 스톡, 페튜니아, 감자 및 포도에서 각각 69% 이상을 나타내었다. 분리유전자의 발현을 확인하기 위하여 Northern blot분석 및 인위적으로 기내에서의 transcription과 translation을 수행하였고, 분리한 유전자의 효소활성을 측정해 본 결과 dihtydrokaempferol의 작은 peak을 확인하였다. Southern blot 분석의 결과 안개초의 FHT 유전자는 다른 대부분의 식물체와 유사하게 한 개가 존재함을 확인하였다

• 방사선산업학회지
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• 제2권3호
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• pp.121-128
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• 2008

Flavanone-3-hydroxylase (F3H) is one of the key enzymes for the biosynthesis of flavonals, anthocyanins, catechins and proanthocyanins. F3H catalyzes the $3{\beta}$-hydroxylation of (2S)-flavonones to form (2R, 3R)-dihydroflavonols. In this report, we isolated a full-length cDNA of RocF3H from black raspberry (Rubus occidentalis L.) using a reverse transcriptase-PCR and rapid amplification of the cDNA ends (RACE)-PCR. The full-length cDNA of RocF3H contains a 1,098 bp open reading frame (ORF) encoding a 365 amino acid protein with a calculated molecular weight of about 41.1 kDa and isoelectric point (pI) of 5.45. The genomic DNA analysis revealed that the RocF3H gene had three exons and two introns. Comparison of the deduced amino acid sequence of the RocF3H with other F3Hs revealed that the protein is highly homologous with various plant species. The conserved amino acids ligating the ferrous iron and the residues participating in the 2-oxoglutarate binding (R-X-S) were found in RocF3H at the similar positions to other F3Hs. Southern blot analysis indicated that RocF3H exist a multi-gene family. The isolation of RocF3H gene will be helpful to further study the role of F3H gene in the biosynthesis of flavonoids in R. occidnetalis.

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2002년도 춘계학술대회
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• pp.162-162
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• 2002

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권9호
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• pp.1295-1299
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• 2010

Recently, recombinant Streptomyces venezuelae has been established as a heterologous host for microbial production of flavanones and stilbenes, a class of plant-specific polyketides. In the present work, we expanded the applicability of the S. venezuelae system to the production of more diverse plant polyketides including flavones and flavonols. A plasmid with the synthetic codon-optimized flavone synthase I gene from Petroselium crispum was introduced to S. venezuelae DHS2001 bearing a deletion of the native pikromycin polyketide synthase gene, and the resulting strain generated flavones from exogenously fed flavanones. In addition, a recombinant S. venezuelae mutant expressing a codon-optimized flavanone $3{\beta}$-hydroxylase gene from Citrus siensis and a flavonol synthase gene from Citrus unshius also successfully produced flavonols.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권1호
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• pp.9-15
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• 2016

고온은 사과(Malus domestica Borkh) 과실의 품질에 영향을 끼치는 가장 중요한 환경 요인 중 하나이다. 착색기의 '홍로' 사과 과실을 3단계로 구분하여 Real-time PCR을 통해 온도조건에 따른 안토시아닌 합성과 당 축적 관련 유전자의 발현 차이를 조사하였다. 당 합성관련 유전자인 ${\beta}$-amylase(BMY)와 polygalacturonase(PG)의 발현은 변색 시작단계보다 마지막 단계에서 월등히 높았다. 과피의 착색과 관련있는 phenylalanine ammonia-lyase(PAL), chalcone synthase(CHS), flavanone 3-hydroxylase(F3H)와 malate dehydrogenase(MDH)유전자는 변색 초기작단계에서는 고온 처리 24시간후에 발현이 증가하는 경향을 보였으며 변색 중간단계에서는 점차 증가하는 경향을 보였다. 변색단계별로 보았을 때 $25^{\circ}C$처리구가 다른 온도처리구보다 발현 정도가 더 높았으며, 변색 시작단계보다 마지막 단계에서의 발현이 강하게 유도되었다. 본 연구의 결과로 착색 초기단계의 과실이 고온스트레스가 가장 영향을 끼치므로 착색초기단계의 과실을 이용하여 전사체를 분석하면 분자생물학적 수준에서 사과의 성숙대사에서 유용한 정보를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

• Molecules and Cells
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• 제19권1호
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• pp.67-73
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• 2005

Isoflavones are synthesized by isoflavone synthases via the phenylpropanoid pathway in legumes. We have cloned two isoflavone synthase genes, IFS1 and IFS2, from a total of 18 soybean cultivars. The amino acid residues of the proteins that differed between cultivars were dispersed over the entire coding region. However, amino acid sequence variation did not occur in conserved domains such as the ERR triad region, except that one conserved amino acid was changed in the IFS2 protein of the GS12 cultivar ($R_{374}G$) and the IFS1 proteins of the 99M06 and Soja99s65 cultivars ($A_{109}T$, $F_{105}I$). In three cultivars (99M06, 99M116, and Simheukpi), most of amino acid changes were such that the difference between the amino acid sequences of IFS1 and IFS2 was reduced. The expression profiles of three enzymes that convert naringenin to the isoflavone, genistein, chalcone isomerase (CHI), isoflavone synthase (IFS) and flavanone 3-hydroxylase (F3H) were examined. In general, IFS mRNA was more abundant in etiolated seedlings than mature plants whereas the levels of CHI and F3H mRNAs were similar in the two stages. During seed development, IFS was expressed a little later than CHI and F3H but expression of these three genes was barely detectable, if at all, during later seed hardening. In addition, we found that the levels of CHI, F3H, and IFS mRNAs were under circadian control. We also showed that IFS was induced by wounding and by application of methyl jasmonate to etiolated soybean seedlings.

• 원예과학기술지
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• 제34권5호
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• pp.665-676
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• 2016

본 연구에서는 기후변화로 인한 온도상승에 따른 과실 착색 불량 등의 문제를 해결하는데 필요한 기초자료를 제공하고자 고온에 의해 과피에서 발현되는 유전자들의 발현 양상 특성을 분석하였다. '하례조생'과 '부지화' 감귤 과실을 숙기 별로 수확하여 온도 조건(25, 30, $35^{\circ}C$)을 처리하고 당대사, 과피 착색, 세포벽 연화에 관련된 유전자들의 발현을 확인하였다. 유전자들은 '하례조생'과 '부지화'에서 각각 다른 양상으로 발현하였는데, beta-amylase(BMY), phenylalanine ammonia-lyase(PAL), chalcone synthase(CHS), flavanone 3-hydroxylase(F3H) 등의 유전자 발현은 대체적으로 유도되었고, polygalacturonase(PG) 유전자는 발현이 감소되는 경향이었다. '하례조생'은 과피 착색과 관련된 유전자인 CHS와 F3H는 성숙이 진행된 2-3단계에서 $25^{\circ}C$에 비해 고온에서 유전자 발현이 감소하였으며, PAL과 stilbene synthase(STS) 유전자는 $25^{\circ}C$에 비해 $30-35^{\circ}C$ 처리구에서 유전자 발현이 증가하였다. 2-3단계의 '부지화'에서는 BMY 유전자가 $25^{\circ}C$에 비해 $30-35^{\circ}C$에서 유전자 발현이 증가하였으며, F3H와 STS 유전자의 발현은 과실 성숙단계에서 모두 감소하는 경향이었고 온도의 영향은 크지 않았다. 성숙 1, 2단계에서 유전자의 발현 양상은 두 품종 모두에서 대체로 비슷한 경향이었는데, 3단계에서 '부지화' 과실의 유전자 발현은 '하례조생'과는 다르게 감소하는 경향이었다. 성숙이 진행되는 감귤류인 '하례조생'에서 '부지화'에 비해 7종류의 유전자의 발현이 많았으며, 고온에 따른 반응의 차이도 크게 나타났다. 본 연구에서 도출한 결과를 바탕으로 과실의 전사체를 분석함으로써 고온에 의한 감귤 과실의 성숙불량 문제를 이해하는 주요한 정보를 획득할 수 있을 것이다