• 생명과학회지
• /
• 제13권6호
• /
• pp.814-821
• /
• 2003

Heme 합성의 중간체이며 또한 광수용체로도 작용하는 protoporphyrin IX의 세포 내 농도 및 성장 배지에 존재하는 농도가 야생형 M. xanthus DK1622 균주로부터 측정되었다. Protoporphyrin IX의 세포 내 농도는 배양 시간이 경과함에 따라 계속 증가하여, 안정기에 최고치에 이르는 것으로 나타났다 안정기에 도달한 세포 내에는 6.4 picomoles/mg of protein의 protoporphrin IX이 존재하는 것으로 밝혀졌다. Protoporphyrin IX은 대수기 중간 시기부터 세포외로 분비가 시작되어, 안정기에 도달한 세포의 배양액에서는 세포의 단백질 대비하여 3.0 picomoles/mg of protein이 존재하는 것으로 측정되었다. 영양분의 고갈에 기인하여 형성된 포자에서도 protoporphyrin IX의 농도는 6.5 picomoles/mg of protein이 존재하는 것으로 관찰되었다. Succinylacetone을 $500\muM$ 농도로 성장 배지에 첨가하였을 경우에 protoporphyrin IX의 생산은 검출이 불가능할 정도로 방해를 받았으며, 세포성장이 저해되고 세포 성장은 정상의 절반 수준인 약 100 Klett unit에서 정지하는 것으로 나타났다. 하지만 포자의 형성은 succinylacetone의 첨가에 관계없이 89-100%의 생성율을 보였음으로 정상 농도의 protoporphyrin IX가 M. xanthus의 성장을 위해서는 중요하지만, 포자 형성 과정에 필수적인 것으로 보이지는 않는다. 안정기 세포에서 나타나는 photolysis 현상도 succinylacetone의 첨가 여부에 관계없이 유사한 수준으로 관찰되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제31권7호
• /
• pp.912-920
• /
• 2021

SOS response is a conserved response to DNA damage in prokaryotes and is negatively regulated by LexA protein, which recognizes specifically an "SOS-box" motif present in the promoter region of SOS genes. Myxococcus xanthus DK1622 possesses a lexA gene, and while the deletion of lexA had no significant effect on either bacterial morphology, UV-C resistance, or sporulation, it did delay growth. UV-C radiation resulted in 651 upregulated genes in M. xanthus, including the typical SOS genes lexA, recA, uvrA, recN and so on, mostly enriched in the pathways of DNA replication and repair, secondary metabolism, and signal transduction. The UV-irradiated lexA mutant also showed the induced expression of SOS genes and these SOS genes enriched into a similar pathway profile to that of wild-type strain. Without irradiation treatment, the absence of LexA enhanced the expression of 122 genes that were not enriched in any pathway. Further analysis of the promoter sequence revealed that in the 122 genes, only the promoters of recA2, lexA and an operon composed of three genes (pafB, pafC and cyaA) had SOS box sequence to which the LexA protein is bound directly. These results update our current understanding of SOS response in M. xanthus and show that UV induces more genes involved in secondary metabolism and signal transduction in addition to DNA replication and repair; and while the canonical LexA-dependent regulation on SOS response has shrunk, only 5 SOS genes are directly repressed by LexA.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제19권1호
• /
• pp.51-54
• /
• 2009

Myxobacteria, Gram-negative soil bacteria, are a well-known producer of bioactive secondary metabolites. Therefore, this study presents a methodological approach for the high-throughput screening of secondary metabolites from 4 wild-type Myxococcus xanthus strains. First, electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) was performed using extracellular crude extracts. As a result, 22 metabolite peaks were detected, and the metabolite profiling was then conducted using the m/z value, retention time, and MS/MS fragmentation pattern analyses. Among the peaks, one unknown compound peak was identified as analogous to the myxalamid A, B, and C series. An analysis of the tandem mass spectrometric fragmentation patterns and HR-MS identified myxalamid K as a new compound derived from M. xanthus. In conclusion, LC-MS/MS-based chemical screening of diverse secondary metabolites would appear to be an effective approach for discovering unknown microbial secondary metabolites.

• 한국잡초학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.225-232
• /
• 2010

과산화계 제초제 oxyfluorfen이 처리된 비형질전환 벼와 형질전환 벼에서 Protox 발현 위치가 제초제 저항성에 미치는 영향을 비교하였다. Arabidopsis protoporphyrinogen oxidase(Protox; AP 계통)를 색소체에만 발현하는 형질전환 벼와 Myxococcus xanthus Protox 유전자를 색소체와 미토콘드리아에 모두 발현하는 형질전환 벼(TTS 계통)가 형질전환 시스템으로 사용되었다. Oxyfluorfen이 처리된 TTS4 계통은 AP 계통이나 비형질전환 벼에 비해 낮은 수준의 세포질 누출 및 malonyldialdehyde를 보여주었고, 높은 5-aminolevulinic acid 합성 능력을 유지하였다. Oxyfluorfen 작용 동안, TTS4 계통은 AP1 계통보다 높은 제초제 저항성을 보여주었는데, 이는 색소체만에서의 Arabidopsis Protox의 발현에 비해 색소체와 미토콘드리아에서의 M. xanthus Protox의 쌍발현이 광역학적인 protoporphyrin IX의 축적을 더 효율적으로 억제하였기 때문일 것이다. 이 결과들은 미토콘드리아 내 Protox의 발현이 Protox 저해형 제초제에 대한 식물의 저항성에 크게 기여함을 의미한다.

• 생명과학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.184-190
• /
• 2003

군집을 이루어 생활을 하는 세균류의 하나인 M. xanthus의 csgA 유전자는 세포 표면 단백질을 암호화하는데 이 단백질은 M. xanthus의 자실체 및 포자 형성을 수반하는 발생 (development)에 필수적이다. csgA 돌연변이들은 정상적인 성장을 보이지만, 발생 과정에서 자실체 및 포자 형성이 불가능하다. 또한, CsgA 세포간 기인한 신호 전달체계에 의해서 유발되는 CsgA 특이적 유전자들의 발현이 없거나 감소한다. socD500돌연변이는, csgA 돌연변이체로부터 자실체 혹은 포자 형성을 회복하게 해주는 2차 돌연변이 중의 하나로서, csgA 돌연변이체의 포자 형성을 회복하도록 한다. socD500에 의한 포자 형성은 영양원의 고갈 및 자실체의 형성이 없이도, 단순히 성장 온도를 $32^{\circ}C$에서 $15^{\circ}C$로 낮추는 것이 의해서 이루어진다. 이런 과정을 거쳐 형성된 포자의 구조를 전자현미경으로 관찰한 결과 정상 포자와는 다르게 단지 얇은 여러 겹의 막들이 존재하였다. 또한 socD500 돌연변이체에서 10개의 CsgA 특이적 유전자들의 발현율을 측정한 결과, 자실체 형성을 수반하는 정상적인 발생시에만 발현하는 ΩDK4506 및 ΩDK4406 유전자들이 $15^{\circ}C$에서 높게 발현되는 것으로 나타났다. 이 결과는 socD500은 CsgA에 특이적인 신호 전달체계에 관련된 일부 유전자들의 발현을 조절하는 역할에 관련되었다는 것을 알 수가 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.199-205
• /
• 2002

활주운동은 편모의 작용없이 고체의 표면을 미끄러지듯이 이동하는 박테리아의 운동방식으로 분류학상 다양한 종의 박테리아에서 발견된다. 지금까지 밝혀진 바에 의하면 활주 운동은 type IV pili(Tfp)를 필요로 하는 경우와 이를 필요로 하지 않는 두 가지로 크게 구분될 수 있는데, Tfp를 필요로 하는 경우에는 T룰의 확장과 수축에 의해 이루어지는 twitching motility와 운동기작이 흡사할 것으로 추정된다 Tfp를 필요로 하지 않는 활주운동에 대해서는 여러 다양한 모델이 제시되었는데, 이중 한 모델은 활주박테리아가 점액을 분출함으로서 추진력을 얻어 앞으로 진행한다는 설명이며, 다른 모델들은 외벽에 세포 전체를 감싸는 운동기구가 존재한다는 것이다. 이와 같이 활주운동은 일반적으로 잘 알려진 편모에 의한 운동과는 전혀 다른 운동방식에 의해 이루어지는데, 그 작용 기작이 매우 흥미로운 반면에 많은 부분들이 풀어야 될 숙제로 남아있어 앞으로의 연구결과들이 기대된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제28권7호
• /
• pp.1068-1077
• /
• 2018

DKxanthenes are a class of yellow secondary metabolites produced by myxobacterial genera Myxococcus and Stigmatella. We identified a putative 49.5 kb DKxanthene biosynthetic gene cluster from Myxococcus stipitatus DSM 14675 by genomic sequence and mutational analyses. The cluster consisted of 15 genes (MYSTI_06004-MYSTI_06018) encoding polyketide synthases, non-ribosomal peptide synthases, and proteins with unknown functions. Disruption of the genes by plasmid insertion resulted in defects in the production of yellow pigments. High-performance liquid chromatography and liquid chromatography-tandem mass spectrometry analyses indicated that the yellow pigments produced by M. stipitatus DSM 14675 might be novel DKxanthene derivatives. M. stipitatus did not require DKxanthenes for the formation of heat-resistant viable spores, unlike Myxococcus xanthus. Furthermore, DKxanthenes showed growth inhibitory activity against the fungi Aspergillus niger, Candida albicans, and Rhizopus stolonifer.

• 한국잡초학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.134-145
• /
• 2011

Myxococcus xanthus (MX, PX)와 Arabidopsis thaliana (AP37)의 protoporphyrinogen oxidase (Protox)유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환 벼와 비형질전환벼의 생육 및 수량에 관한 적응성 차이와 벼생육시기별 ALA 합성능력, tetrapyrrole 중간물질, 활성산소 발생, 지질과산화 작용 및 항산화효소 능력의 연관성이 조사되었다. Protox 과다발현 형질전환 벼 MX와 AP37의 초장은 이앙 후 43, 50, 65일에 비형질전환벼 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었고, 분얼수는 이앙 후 50일과 65일에 MX와 AP37 뿐만 아니라 PX에서도 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었다. 수확기의 간장과 수량은 MX, PX 및 AP37에서 그리고 고건중은 MX와 AP37에서 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었다. 형질전환벼 계통 MX, PX 및 AP37의 수량감소는 MX의 경우 영화수와 천립중에 의해, PX는 등숙율에 의해, AP37은 영화수, 등숙율 및 천립중에 의해서 기인되었다. 한편, 형질전환벼 계통 MX, PX 및 AP37의 수량감소는 또 다른 년차변이 연구에서도 관찰되었다. 이러한 형질전환벼계통의 생육 감소는 이앙 후 생육기간 뿐만 아니라 이앙 전 육묘기간 동안에서도 발생하여 결과적으로 수량이 감소되는 것으로 생각된다. Tetrapyrrole 중간물질 Proto IX, Mg-Proto IX 및 Mg-Proto IX monomethyl ester의 축적량, 활성산소종($H_2O_2$와 ${O_2}^-$), MDA, 및 항산화효소(superoxide dismutase, caltalase, peroxidase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase) 및 엽록소 함량은 Protox 유전자 과다발현형질전환벼 계통과 비형질전환벼간에 유의적인 차이가 없어 이들 porphyrin 대사 경로 물질과 벼 생육 및 수량감소의 연관성은 적은 것으로 사료된다. 그러나 MX, PX, AP37의 ALA 합성능력은 광노출 후 1일과 이앙 후 52일에 비형질전환벼에 비해 유의적으로 감소하여 이 부분에 대한 상세한 연구가 추후에 수행되어야 할 것으로 보인다.

• 한국잡초학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.122-134
• /
• 2010

본 연구의 목적은 다양한 생물종의 Protox 유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환 벼의 저항성 수준과 생육저해 원인이 생육시기별 tetrapyrrole 중간물질 축적과 대사 경로 물질, 활성산소 발생, 지질과산화 작용 및 항산화 효소 능력과 관련성이 있는지를 조사하는데 있다. Myxococcus xanthus(MX, MX1, PX), Arabidopsis thaliana(AP31, AP36, AP37) 및 인간(H45, H48, H49) Protox 과다발현 형질전환벼는 비형질전환벼에 비해 oxyfluorfen에 각각 43~65, 41~72 및 17~70배 저항성을 보였다. 다양한 생물종의 Protox 유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환 벼 중에 일부 라인은 다른 광조건하에서 정상적인 생육을 보인 반면에 일부 라인은 초장 및 생체중 감소가 야기되었다. 그러나 일관성 있게 파종 후 7일과 14일에 초장의 감소가 야기 되었던 형질전환 라인은 AP37뿐이었다. 또한 이들 형질전환 벼 라인들은 저광 및 암조건보다 고광조건하에서 초장 및 생체중 감소가 뚜렷하였다. 파종 후 7일째 Proto IX 축적은 AP31, AP37 및 H48에서 비형질전환벼에 비해 유의적으로 많았고, 파종 후 14일째에는 PX, AP37 및 H48에서 유의적으로 많았다. 파종 후 7일째 Mg-Proto IX은 일부 라인(H41과 H48)을 제외하고 그리고 Mg-Proto IX monomethyl ester는 MX, MX1, PX를 제외한 형질전환 라인 간에 차이가 없었다. 비록 terapyrrole 중간물질이 축적 되었더라도 이들 축적량은 Protox 과다발현 형질전환벼의 생육을 저해 하는데 충분하지 않았을 것으로 생각된다. 또한 활성산소종 ($H_2O_2$와 ${O_2}^{{\cdot}_-}$), MDA, ALA 합성 및 엽록소 함량에서도 형질전환 라인간에 유의적인 차이가 인정되지 않아 tetrapyrrole 축적량이 형질전환 벼의 생육저해에 충분하지 못했음을 확인할 수 있었다. 따라서 일부 형질전환벼에서 초기 생육저해는 어떤 단일 요인에 기인되는 것보다 복합적인 요인에 의해 기인되는 것으로 생각된다.