• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권1호
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• pp.64-67
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• 2006

To enhance the stability of ascorbic acid, the glycosylation of ascorbic acid was studied using the transfructosylation activity of levan fructotransferase. When levan was used as glycosyl donor, a novel fructoside (ascorbic acid 2-ffuctoside) was formed by the transfructosylation activity of the levan fructotransferase. The production of ascorbic acid 2-fructoside was highly affected by the concentration of the fructosyl acceptor (ascorbic acid). When $35\%$ of ascorbic acid and $2\%$ of levan were incubated with LFTase of 0.5 unit/glevan at $37^{\circ}C$ for 85 h, a maximum 52 g/l of AA-2F was produced.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.567-570
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• 2000

DFA IV를 생산하는 levan fructotransferase를 ${\kappa}\;-carrageenan$을 이용하여 고정화한 결과 카라기난의 농도가 2%일 때 가장 높은 활성을 나타내었다. 이 때에 고정화 담체에 포괄되어지는 효소의 활성도는 0.81 units으로서 soluble enzyme 7.7 units에 비해 상대적으로 낮은 활성을 보여주었다. 고정화 및 soluble enzyme의 최고 활성온도와 최적 pH는 동일하게 $55^{\circ}C$, pH6.0 이었다. 가교제를 처리할 경우에 적당한 농도는 0.5%로 생각되어진다. $37^{\circ}C$에서 시간에 따른 고정화 및 soluble enzyme의 DFA IV 생산량을 HPLC로 분석한 결과 60시간 이후의 전환률이 각각 32%, 61%로 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권6호
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• pp.1064-1069
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• 2008

Levan fructotransferase (LFTase) preferentially catalyzes the transfructosylation reaction in addition to levan hydrolysis, whereas other levan-degrading enzymes hydrolyze levan into a levan-oligosaccharide and fructose. Based on sequence comparisons and enzymatic properties, the fructosyl transfer activity of LFTase is proposed to have evolved from levanase. In order to probe the residues that are critical to the intramolecular fructosyl transfer reaction of the Microbacterium sp. AL-210 LFTase, an error-prone PCR mutagenesis process was carried out, and the mutants that led to a shift in activity from transfructosylation towards hydrolysis of levan were screened by the DNS method. After two rounds of mutagenesis, TLC and HPLC analyses of the reaction products by the selected mutants revealed two major products; one is a di-D-fructose-2,6':6,2'-dianhydride (DFAIV) and the other is a levanbiose. The newly detected levanbiose corresponds to the reaction product from LFTase lacking transferring activity. Two mutants (2-F8 and 2-G9) showed a high yield of levanbiose (38-40%) compared with the wild-type enzyme, and thus behaved as levanases. Sequence analysis of the individual mutants responsible for the enhanced hydrolytic activity indicated that Asn-85 was highly involved in the transfructosylation activity of LFTase.

• 생명과학회지
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• 제17권1호
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• pp.6-11
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• 2007

당 분해효소의 family 32 (GH32)에 속하는 $\beta-fructofuranosidase$는 3차구조를 근거로 볼 때 W(L/M)(C/N)DP(Q/N), FRDPK, 그리고 ECP(D/G) 부위를 포함하는 세 군데의 보전적인 영역을 가지고 있다. 이러한 $\beta-fructofuranosidase$ family에 속하는 Microbacterium sp. AL-210 유래 levan fructotransferase (LFTase)의 보전적인 산성 아미노산들의 역할이 특정위치 돌연변이법으로 검사되었다. 각각의 돌연변이체는 대장균인 E. coli BL21 (DE3)균주에서 발현되어 대량 생산되었고, 금속 친화 크로마토그래피법과 FPLC법으로 순수 정제되었다. wild-type LFTase의 효소의 활성은 0.74 unit 인 반면 네 개의 돌연변이체인 D63A, D195N, E245A, E245D 각각은 specific activity를 측정해 본 결과 원 균주와 비교해서 약 100배 정도 감소한 효소활성을 보여 주었다. 이로써 아미노산 변형의 target이 되었던 Asp-63, Aps-195, 그리고 Glu-245가 모두 효소 활성 및 기질과의 결합에 상당히 중요한 역할을 하고 있음이 판명되었다. 이러한 세 부위의 산성 아미노산들은 inulinase, levan fructotransferase와 invertase에 모두 보전적으로 위치 하므로 이들은 $\beta-fructofuranosidase$ family내 에서 공통된 역할을 할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제19권9호
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• pp.1218-1225
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• 2009

DFA (Difructose anhydride)는 특유의 구조적인 안정성 때문에 당뇨병 환자를 위한 당원으로써 적합하다는 연구가 보고 되어 있다. DFA에는 4가지 type이 있는데 inulin에 의한 DFA I DFA III DFAV가 있고 levan에 의한 DFA IV가 있는 것으로 알려져 있다. 특히 DFA IV는 당뇨병 환자를 위한 당원 뿐 만 아니라 rat을 이용한 연구에서 칼슘의 흡수를 도와 준다는 보고가 있었다. 이러한 DFAIV를 생성하는 데 쓰이는 Microbacterium sp. AL-210에서 유래한 LFTase (Levan fructotransferase)의 wild-type과 mutants (D63A, D195N, N85S)의 구조적 특성을 밝히기 위해 정제하였다. LFTase의 wild-type과 mutants들을 대량 발현시킨 후 흡착 크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피 그리고 젤 여과 크로마토그래피를 이용하여 고순도로 분리 정제하였으며 이를 SDS-PAGE를 통하여 확인하였다. 분리 정제된 단백질을 JNET 이차 구조 예측 프로그램, solubility 측정, CD (원 편광 이색성 분광편광계), fluorescence spectroscopy (형광분석법), DSC (시차주사열량계)를 이용하여 분석하였다. 또한 다중 정렬과 2차 구조 예측 프로그램을 이용하여 wild-type의 2차 구조를 분석하였다. Solubility 측정에서 가장 적합한 온도는 $55^{\circ}C$, 최상의 pH는 7.5로 나타났다. CD 분석에서 wild-type과 비교한 결과 다른 mutant에 비해 N85S의 $\alpha$-helix가 많이 감소한 것과 $\beta$ strand와 random coil이 증가한 것을 확인하였다. 또한 DSC 분석을 통해 wild-type이 다른 mutants에 비해 안정적인 구조를 지닌 것을 확인하였다. 형광분석에서 N85S가 wild-type과 가장 유사하게 나타났으며 D63A와 D195N은 wild-type에 비해 높은 강도를 나타내었다. 또한 wild-type의 sequence를 Exo-inulinase from Aspegillus awamori, a plant fructan 1-exohydrolase from Cichorium intybus 그리고 invertase from Thermotogo maritime (Tm)의 sequence와 다중 정렬한 결과 Exo-inulinase와 높은 identity를 보였다.

• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2005년도 국제학술심포지움 The 44th Annual Meeting of Korean Society for Life Science
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• pp.183-183
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• 2005

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제13권1호
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• pp.1-6
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• 2008

Di-D-fructose-2,6':6,2'-dianhydride (DFA-IV) is a disaccharide consisting of two fructose residues that are prepared from levan by levan fructotransferase. Levan is a homopolysaccharide composed of D-fructofuranosyl residues joined by $\beta$-(2,6) and $\beta$-(2,1) linkages. We compared the immunomodulatory effects of levan with DFA-IV. Tumoricidal activity, phagocytosis and nitric oxide (NO) production were examined in levan- and DFA-IV-treated RAW264.7 cells. The NO production, tumoricidal and phagocytic activities were significantly increased in both treated cells. The results indicate that levan has significantly greater effects on tumoricidal activity than DFA-IV at low concentrations (1 ${\mu}g/mL$) and its effect on NO production shows a similar pattern. These results suggest that tumoricidal activity induced by both samples is mediated by NO production.

• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2003년도 제39회 학술심포지움
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• pp.102-102
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• 2003

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권1호
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• pp.102-108
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• 2006

The IscA gene, encoding a levansucrase of 424 amino acids (aa) residues, was cloned from the genomic DNA of Pseudomonas aurantiaca S-4380, and overexpressed in Escherichia coli. The recombinant levansucrase overexpressed in E. coli was then used to produce levan from sucrose. Levan crystals with 98% purity could be obtained from the reaction mixture with $62\%$ yield using an alcohol precipitation method. The molecular weight of the levan was $7\times10^5$ daltons. Methylation studies showed that the levan was branched: main linkage C-2,6; branched linkage C-2,1; and degree of branching $6\%$. Three bacterial levans from different strains were incubated with levan fructotransferase (LFTase) from Arthrobacter ureafaciens K2032, which produced $di-\beta-D-fructofuranose$ dianhydride IV (DFA IV); final conversion yields from the levans to DFA IV were $39\%$ in Zymomonas mobilis, $53\%$ in Serratia levanicum, and $59\%$ in P. aurantiaca S-4380 levansucrase. The levan from P. aurantiaca S-4380 levansucrase gave the highest conversion yield of levan to DFAIV so far reported.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권4호
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• pp.603-609
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• 2002

DFA IV is di-D-fructose-2,6':6,2'-dianhydride, consisting of two fructose residues. It can be enzymatically synthesized from levan by levan fructotransferase, and can be used for mineral absorption. Understanding of the structure and composition of levan is important to obtain high-level production of DFA IV. A bacterial strain, Pseudomonas aurantiaca 5-4380, was identified to produce low-branched levan, and the levansucrase gene (lsch) from this bacterium was found to be composed of 1,275 Up coding for a protein of 424 amino acids, with an estimated molecular weight of 47 kDa. The bacterial levansucrase gene was expressed in Escherichia coli DH5${\alpha}$ by its own promoter and lac promoter. The recombinant levansucrase was produced in soluble form with 170U of levansucrase activity from 1-ml E. coii culture broth. The expressed enzyme from the clone showed similar biochemical properties, such as size of active levansucrase, degree of branching, and optimum temperature, with P.aurantiaca 5-4380 levansucrase.