• 생명과학회지
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• 제16권6호
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• pp.955-959
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• 2006

단백질의 serine 및 threonine 잔기에 O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc)의 수식은 핵단백질과 세포질 단백질의 주요 조절인자로 부각되고 있다. 본 연구에서는 GlcNAc를 인산화시켜 GlcNAc 6-phosphate로 만드는 GlcNAc kinase (NAGK, EC2.7.1.59)의 세포내 표현을 면역화학적 방법으로 조사하였다. 배양한 해미신경세포에서 NAGK는 가지돌기를 따라 점박이(punctae)를 형성하였으며, 이 점박이들은 caveolin-1 혹은 flotillin 항체에도 염색이 되었다. 이들은 각각 caveolac와 lipid raft의 표지단백질이기 때문에 본 연구결과는 NAGK가 세포막의 이러한 특수 미세부분(microdomain)에 존재함을 의미하며, 이 미세부분에서 아직 알려지지 않은 어떤 기능을 할 것을 시사한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권1호
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• pp.78-86
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• 2019

대사공학을 이용하여 N-아세틸글루코사민(GlcNAc)을 생산하는 재조합 Corynebacterium glutamicum을 개발하였다. 먼저 GlcNAc를 생산하는 기반균주를 제작하기 위하여, N-acetylglucosamine-6-phosphate deacetylase와 glucosamine-6-phosphate deaminase를 암호화하는 nagAB와 N-acetylmannosamine-6-phosphate epimerase를 암호화하는 nanE를 C. glutamicum ATCC 13032에서 순차적으로 결손하여, 최종적으로 KG208 균주를 제작하였다. 또한, glucosamine-6-phosphate synthase를 암호화하는 C. glutamicum 유래의 glmS와 glucosamine-6-phosphate N-acetyltransferase를 암호화하는 Saccharomyces cerevisiae 유래의 gna1을 각각 여러 발현벡터에 클로닝하였다. 여러 발현 조합의 플라스미드들 중에서 pCXI40-glmS와 pCEI40-gna1을 함유한 제조합균주 KG440은 삼각플라스크 발효에서 1.77 g/l의 GlcNAc와 0.63 g/l의 글루코사민을 생산하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권2호
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• pp.306-311
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• 2002

O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc) is an abundant posttranslationally modified compound in eukaryotic cells. Human O-GlcNAc transferase (OGT) was produced as a maltose binding protein (MBP) fusion protein, which showed significant catalytic activity to modify recombinant Sp1, transcription factor. To facilitate the production of O-GlcNAc modified proteins, instead of using the tedious in vitro glycosylation reaction or expression in eukaryotic cells, a MBP-fusion OGT expression vector (pACYC184-MBPOGT) was constructed using pACYC184 plasmid, which could coexist with general prokaryotic expression vectors containing ColE1 origin. By cotransforming pACYC184-MBPOGT and pGEX-2T vectors into Escherichia coli BL21, intracellular O- GlcNAcylated proteins could be obtained by a simple purification procedure. It is expected that this may be a useful tool for production of O-GlcNAc modified proteins.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1062-1066
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• 2009

N-Acetylglucosamine kinase (GlcNAc kinase or NAGK; EC 2.7.1.59)는 GlcNAc를 인산화하여 GlcNAc-6-phosphate를 만드는 효소이다. 효소자체에 대한 자세한 연구에도 불구하고 포유류에서NAGK의 표현에 대한 연구는 거의 없다. 배양한 흰쥐의 해마신경세포에서 NAGK은 세포체/가지돌기 영역에서 클러스터(cluster)를 형성한다. 본 연구에서는 가지돌기의 긴 축에서부터 가쪽으로 돌출되는 NAGK 클러스터에 대하여 연구하였다. 배양한 해마신경세포를 NAGK와 다양한 연접표지단백질에 대한 항체로 이중염색한 결과 NAGK 클러스터가 가지돌기의 바닥에는 있었지만 억제성 연접후부위에는 존재하지 않았다. 또한 흰쥐 전뇌(forebrain)의 균질액(homogenate, BH), 연접체(synaptosome, S), 연접후치밀질(postsynaptic density, PSD) 분획을 NAGK 항체로 면역염색한 결과 NAGK는 연접체에는 있었지만 PSD 분획에는 존재하지 않았다. 이러한 결과들은 NAGK가 가지돌기가시(spine)의 바닥쪽으로 돌출됨을 의미한다.

• 한국식품과학회지
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• 제35권6호
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• pp.1188-1192
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• 2003

새우나 게 껍질로부터 chitin을 유일한 탄소원으로 하는 집적배양에 의하여 chitinase 활성이 우수한 균주를 2종 분리하였다. 분리균주는 형태학적, 그람염색, 16s rDNA 서열분석을 통하여 Arthrobacter nicotianae로 동정되어, 각각 Arthrobacter nicotianae CH4와 Arthrobacter nicotianae CH13으로 명명하였다. 두 종의 분리균주로부터의 chitinase는 모두 pH $3.0{\sim}9.0$에서 90% 이상의 효소활성을 유지하여 높은 pH안정성을 나타내었다. 온도의 영향은 $20{\sim}60^{\circ}C$ 구간에서 최적 효소 활성의 $70{\sim}90%$를 유지하여 열안정성도 뛰어났다. A. nicotianae CH4와 A. nicotianae CH13이 분비하는 chitinase 조효소를 0.1% colloidal chitin 기질에 반응시켜서 반응산물로 생산되는 chitin 올리고당을 HPLC를 사용하여 분석하였다. A. nicotianae CH4 조효소에 의한 효소반응산물로는 올리고머인 $(GlcNAc)_4$이, A. nicotianae CH13는 단량체인 $(GlcNAc)_1$이 전체 반응산물의 각각 98% 이상 생성되었다.

• 생명과학회지
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• 제23권2호
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• pp.324-331
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• 2013

O-GlcNAc 화(O-GlcNAcylation)는 단백질의 serine이나 threonine에 N-acetylglucosamine (GlcNAc) 분자가 결합하는 것으로, 기존의 당단백질과 달리 세포질 및 핵단백질 모두에 일어난다. 또한 수정의 속도가 빠르고 가역적으로 일어남이 인산화 수식과 유사하다. 그러나 수많은 인산화효소와 탈인산화효소가 관여하는 것과 달리 O-GlcNAc 수식은 O-GlcNAc transferase (OGT)와 O-GlcNAcase (OGA) 단 두 개의 효소에 의하여 이루어진다. 이러한 단순한 조절기전은 세포가 내외환경에 즉시 적응할 수 있도록 진화한 것으로 해석된다. 즉, O-GlcNAc 수식은 특정한 단백질 하나 하나의 활성을 켜거나 끄는 것이 아니라, 세포의 신호전달과정의 효율을 전반적으로 조절하는 '가변저항기(rheostat)' 역할을 한다. O-GlcNAc 수식은 흔히 같은 아미노산 혹은 그 주변의 아미노산이 인산화되는 것을 수반하는데, 이는 인산화와 함께 서로 조화를 이루어 세포활성을 조절하는 것으로 해석된다. 최근 O-GlcNAc이 더 나아가 O-GlcNAc-P로 인산화될 가능성이 제시되고 있는 바, 본 총설에서는 이의 가능성을 이론적으로 설명하고, 실제 실험결과를 소개한다.

• Tissue Engineering and Regenerative Medicine
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• 제15권6호
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• pp.781-791
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• 2018

BACKGROUND: Glucosamine hydrochloride (GlcN HCl) has been shown to inhibit cell growth and matrix synthesis, but not with N-acetyl-glucosamine (GlcNAc) supplementation. This effect might be related to an inhibition of critical growth factors (GF), or to a different metabolization of the two glucosamine derivatives. The aim of the present study was to evaluate the synergy between GlcN HCl, GlcNAc, and GF on proliferation and cartilage matrix synthesis. METHOD: Bovine chondrocytes were cultivated in monolayers for 48 h and in three-dimensional (3D) chitosan scaffolds for 30 days in perfusion bioreactors. Serum-free (SF) medium was supplemented with either growth factors (GF) $TGF-{\beta}$ ($5ng\;mL^{-1}$) and IGF-I ($10ng\;mL^{-1}$), GlcN HCl or GlcNAc at 1mM each or both. Six groups were compared according to medium supplementation: (a) SF control; (b) SF + GlcN HCl; (c) SF + GlcNAc; (d) SF + GF; (e) SF + GF + GlcN HCl; and (f) SF + GF + GlcNAc. Cell proliferation, proteoglycan, collagen I (COL1), and collagen II (COL2) synthesis were evaluated. RESULTS: The two glucosamines showed opposite effects in monolayer culture: GlcN HCl significantly reduced proliferation and GlcNAc significantly augmented cellular metabolism. In the 30 days 3D culture, the GlcN HCl added to GF stimulated cell proliferation more than when compared to GF only, but the proteoglycan synthesis was smaller than GF. However, GlcNAc added to GF improved the cell proliferation and proteoglycan synthesis more than when compared to GF and GF/GlcN HCl. The synthesis of COL1 and COL2 was observed in all groups containing GF. CONCLUSION: GlcN HCl and GlcNAc increased cell growth and stimulated COL2 synthesis in long-time 3D culture. However, only GlcNAc added to GF improved proteoglycan synthesis.

• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제59권5호
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• pp.501-505
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• 2021

The pathogenic free-living amoeba Naegleria fowleri causes primary amoebic meningoencephalitis, a fatal infection, by penetrating the nasal mucosa and migrating to the brain via the olfactory nerves. N. fowleri can induce host cell death via lytic necrosis. Similar to phosphorylation, O-linked β-N-acetylglucosamine (O-GlcNAc) glycosylation (O-GlcNAcylation) is involved in various cell-signaling processes, including apoptosis and proliferation, with O-GlcNAc addition and removal regulated by O-GlcNAc transferase and O-GlcNAcase (OGA), respectively. However, the detailed mechanism of host cell death induced by N. fowleri is unknown. In this study, we investigated whether N. fowleri can induce the modulation of O-GlcNAcylated proteins during cell death in Jurkat T cells. Co-incubation with live N. fowleri trophozoites increased DNA fragmentation. In addition, incubation with N. fowleri induced a dramatic reduction in O-GlcNAcylated protein levels in 30 min. Moreover, pretreatment of Jurkat T cells with the OGA inhibitor PUGNAc prevented N. fowleri-induced O-deGlcNAcylation and DNA fragmentation. These results suggest that O-deGlcNAcylation is an important signaling process that occurs during Jurkat T cell death induced by N. fowleri.

• 대한의생명과학회지
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• 제27권4호
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• pp.323-328
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• 2021

Naegleria fowleri is a free-living amoeba causing primary amoebic encephalitis. In this study, we analyzed how the N-aceytlglucosamine (GlcNAc) and D-galactose affected the interaction between Naegleria fowleri and methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) or Escherichia coli O157:H7, and the interaction with bacteria when monosaccharides were treated with N. fowleri for a longer pre-incubation time. When GlcNAc was treated with N. fowleri for 1 hr, the E. coli association was almost the same as that of the control not treated with GlcNAc until the concentration of GlcNAc was 25 mM. However, the E. coli association was reduced by approximately 91% with 100 mM GlcNAc. E. coli invasion into N. fowleri showed statistical significance only in the group treated with 100 mM GlcNAc. The interaction when treated with galactose showed a very different pattern in the 50 mM galactose group than when treated with GlcNAc. In the MRSA interaction, a statistically significant decrease in association (76.3% by GlcNAc and 88.7% by galactose) and invasion (3.6% by GlcNAc and 9.3% by galactose) was shown by the concentration of two 100 mM monosaccharides. The group treated with monosaccharides at the same time showed almost no difference in all interactions from the group treated with monosaccharides at the same time. Taken together, it suggested that the effect of monosaccharides on the interaction of several Gram-negative or positive bacteria and the evidence that the interaction could be enhanced by longer pre-incubation time.

• 미생물학회지
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• 제40권2호
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• pp.87-93
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• 2004

세포질과 핵단백질의 serine과 threonine 잔기에 O-linked N-acetyl-$\beta$-glucosamine (O-GlcNAc)의 첨가는고등 진핵 세포에서 흔히 일어나는 번역 후 단백질의 변형 중 하나로서 단백질의 인산화와 유사한 세포 내 신호전달에 관여하는 것으로 보인다. O-GlcNAc의 첨가와 제거는 O-GlcNAc transferase (OGT)와 O-linked N-acetyl-$\beta$-D-glucos-aminidase (O-GlcNAcase) 효소에 의해 각각 촉매된다. 두가지 종류의 사람 유래 O-GlcNAcase 유전자(O-GlcNAcase, v-O-GlcNAcase)를cloning하고 세 가지의 융합단백질로 대장균에서 생산을 시도하였다. O-GlcNAcase의 기질 유사체 인 ${\rho}$-nitrophenyl-N-acetyl-$\beta$-D-g1ucosaminide (${\rho}$NP-$\beta$-D-GlcNAc)를 기질로 사용하여 효소활성을 측정 한 결과 v-O-GlcNAcase는 활성을 나타내지 않았다. 여러 종류의 amino sugar 기질 유사체를 사용하여 O-GlcNAcase의 활성을 측정하였으나 오직 ${\rho}$NP-$\beta$-D-GlcNAc만이 활성을 보였다. Blast검색으로 분석한 결과 아미노 말단의 hyaluronidase-like domain (hyaluronidase-유사 영역)과 카르복시 말단의 N-acetyltransferase 영역 두 곳의 conserved domains 존재하였다. 효소촉매에 중요한 영역을 밝히기 위해 여러 deletion mutants(결손 변이체)를 제작한 후 효소활성을 측정하고 Western blot으로 분석하였다. Hyaluronidas-유사 영역, 유전자 내부와 N-acetyltransferase 영역을 제거할 경우 효소활성이 사라졌으나 아미노 말단의 55개 아미노산과 카르복시 말단의 truncation은 활성을 일부분 유지하였다. 위의 사실에 기초하여 hyaluronidas-유사 영역은 효소활성에 중요하고 카르복시 말단의 N-acetyltransferase 영역은 조절기능으로 작용하는 것으로 추정된다.