• 제목/요약/키워드: MLS (macrolide-incosamide-streptogramin B) antibiotic resistance factor protein

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ErmSF에서 특이적으로 발견되는 N-terminal End Region의 점차적인 제거에 의한 활성에 중요한 아미노산의 규명 (Deletion of N-terminal End Region of ErmSF Leads to an Amino Acid Having Important Role in Methyl Transfer Reaction)

  • 이학진;진형종
    • 미생물학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.257-262
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    • 2004

  • ErmSF는 235 rRNA에 존재하는 $A_{2058}$에 이중메틸화(dimethylation)시킴으로써 항생제가 부착되는 것을 억제하여 미생물에게 MLS (macrolide-lincosamide-streptogramin B)항생제에 대하여 내성을 나타내게 하는 ERM계열 단백질(Erm family protein)중의 하나이다. 다른 ERM 단백질과는 달리 ErmSF는 상당히 긴 N-말단부위 (N-terminal end region, NTER)를 가지고 있고 이겻은 RNA와 잘 결합하는 것으로 알려진 arginine이 약 $25\%$를 구성 하고 있다. ErmSF로부터 점차적으로 NTER을 절단하면서 절단된 단백질의 활성을in vivo에서 검색하였다. 다른 변이단백질과는 달리 R60번째까지 제거된 변이단백질은 활성이 많이 소실된 것을 in vivo상에서 관찰하였다. 이 단백질을 대량생산하여 정제하고 in vivo상에서 그 활성을 검색한 결과 wild type 단백질에 비해 약 $98\%$의 활성이 소실된 것을 밝혔다. 이러한 사실은 R60이 메틸화되는 아데닌 (methylatable adenine)의 근처에 존재하는 RNA와 작용하여 메틸화되는 아데닌이 활성화부위에 적절히 위치하도록 하는 역할을 담당한다는 것을 암시하고 있다.

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ErmSF에서 특이적으로 발견되는 N-terminal end region에 존재하는 1-25번째 아미노산을 함유하는 peptide segment의 효소 활성에서의 역할 (Functional Role of Peptide Segment Containing 1-25 Amino Acids in N-terminal End Region of ErmSF)

  • 진형종
    • 미생물학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.165-171
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    • 2006

  • ERM protein 은 23S rRNA의 $A_{2058}$에 dimethylation시킴으로써 $MLS_B$계 항생제의 부착을 저해하여 항생제의 활성을 억제하는 내생인자 단백질이다. ERM 단백질의 하나인 ErmSF의 N-말단부위(N-termimal end region, NTER)에 존재하는 1-25번째 아미노산을 함유하는 펩타이드의 활성에서의 역할을 알아보기 위해 이률 제거한 변이 단백질을 표현하는 유전자를 클로닝하고 대장균에서 수용성 단백질로 12.65 mg/L culture의 수율로 대량생산하였다. 이렇게 대량생산된 단백질의 활성을 in vivo와 in vitro에서 확인하였다. 그 결과 in vitro에서 야생형(wild type)의 단백질에 비해 15%의 활성이 감소한 것을 확인하였고 이는 제거된 펩타이드가 기질과 상호작용하여 효소의 활성에 영향을 미친다는 것을 시사하고 있다. 이렇게 감소된 효소의 활성은 생체 내(in vivo) 활성에도 적용되어 처음에는 변이 단백질을 함유하는 세포가 항생제의 작용에 의하여 성장억제를 받지만 시간의 경과와 함께 내성을 회복하여 밤샘 배양하였을 경우는 야생형 단백질을 함유한 세포와 동일한 내성 즉 항생제에 의한 성장억제지역(inhibition zone)을 전혀 나타내지 않는 것으로 밝혀졌다.

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서로 다른 두 단백질의 세포 내 동시 발현 체계의 개발을 통한 ErmSF에서 특이적으로 발견되는 N-Terminal End Region (NTER)을 포함하는 펩타이드의 생체내에서의 ErmSF 활성 억제 효과 검색 (Investigation on Inhibitory Effect of ErmSF N-Terminal End Region Peptide on ErmSF Methyltansferase Activity In Vivo Through Development of Co-Expression System of Two Different Proteins in One Cell)

  • 진형종
    • 미생물학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.200-208
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    • 2011

  • 임상에서 가장 문제가 되는 MLS (macrolide-lincosamidestreptogramin B) 항생제 내성은 Erm 단백질에 의하여 23S rRNA의 A2058에 dimethylation시킴으로써 MLS 항생제의 부착능을 저해함으로써 나타내는 내성이다. ErmSF는 다른 Erm 단백질과 달리 매우 긴 N-terminal end region (NTER)을 가지고 있으며 RNA에 잘 부착되는 것으로 알려진 arginine이 25%를 차지하고 있다. 특히 NTER의 점차적인 제거는 이에 따른 점차적인 활성의 감소 그리고 이의 완전한 제거는 98%의 활성소실을 가져다 주는 것으로 밝혀져서 단순 부착에 의한 활성에의 기여를 암시하고 있다. 뿐만 아니라 NTER 다음에 붙어 있는 아미노산은 제거되었을 때 활성이 소실되는 매우 중요한 아미노산임이 밝혀졌다. 이러한 사실에 근거, 서로 다른 복제원점을 가짐으로써 동일한 세포 내에 존재할 수 있으며 발현 체계가 동일하나 copy수가 차이가 있어서 단백질 발현 양에 차이를 가져다 주는 새로운 단백질 동시 발현체계를 개발하고 이를 적용하여 NTER 함유 펩타이드를 copy수가 많은 pET23b 체계의 담체에서, ErmSF는 copy수가 적은 pACYC184 담체 체계에서 발현 시킴으로써 펩타이드가 한 세포 내에서 ErmSF 보다 훨씬 더 많이 발현되도록 하여 이 펩타이드가 ErmSF의 활성을 저해할 수 있는지 확인하였다. 계획된 대로 IPTG에 의한 유도 없이도 펩타이드가 ErmSF보다 세포 내에서 훨씬 많이 발현되었다. 그러나 생체 내에서는 그 활성의 저해를 확인 할 수 없었다. 따라서 ErmSF의 활성은 NTER 펩타이드의 단순한 부착에 의해서 이루어지는 것이 아니라 conformational change 등의 역동적인 상호작용을 통하여 이루어지는 것으로 사료되었다. 따라서 ErmSF와 23S rRNA와의 복합체 구조의 규명 그리고 NTER과 ErmSF protein body의 부착양식에 대한 구체적인 생화학적 규명이 이루어지면 이러한 접근법은 이 단백질의 억제제를 창출하는데 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

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