• KSBB Journal
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• 제26권2호
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• pp.119-125
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• 2011

In the synthesis of nanoparticles, much attention has been paid to regulating the particle size. There has been a possible evident that using the central cavity (core) of the protein ferritin has a greatly significant influence on it because the core can generate the nanometer-sized mineral particles of variable metal ions. In this report, recombinant human L-ferritins produced from Saccharomyces cerevisiae were purified and their molecular properties were characterized. The cDNA for human ferritin L chain was also expressed in another host such as Escherichia coli, and the properties of recombinant L-ferritins were compared. From isoelectric focusing experiment, the L-ferritin from the recombinant yeast showed no indication of N-glycosylation. Some post-translational modifications other than N-glycosylation were speculated in the L-ferritins from yeast. A difference was made in the L-ferritins in their iron uptake rates and the initial rate of the L-ferritin from yeast was slightly increased. The reconstitution yield and size distribution of the core minerals were analyzed in the L-ferritins by transmission electron microscopy. The L-ferritin from yeast with higher reconstitution yield (54.5%) showed slightly larger sizes (mean 6.92 nm) with narrower size distribution than the L-ferritin from E. coli. It is, in conclusion, speculated that L-ferritin from yeast is relatively superior to the other, in view of the size of nanoparticle and its relative homogeneity.

• Mass Spectrometry Letters
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• 제13권4호
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• pp.139-145
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• 2022

Protein glycosylation is a common post-translational modification by non-template-based biosynthesis. In fungal biotechnology, which has great applications in pharmaceuticals and industries, the importance of research on fungal glycoproteins and glycans is accelerating. In particular, the importance of quantitative analysis of fungal glycans is emerging in research on the production of filamentous fungal proteins by genetic modification. Reliable mass spectrometry-based techniques for quantitative glycomics have evolved into chemical, enzymatic, and metabolic stable isotope labeling methods. In this study, we intend to expand quantitative glycomics by metabolic isotope labeling of glycans in Aspergillus niger, a filamentous fungus model, by the MILPIG method. We demonstrate that incubation of filamentous fungi in a culture medium with carbon-13 labeled glucose (1-¹³C₁) efficiently incorporates carbon-13 into N-linked glycans. In addition, for quantitative validation of this method, light and heavy glycans are mixed 1:1 to show the performance of quantitative analysis of various N-linked glycans simultaneously. We have successfully quantified fungal glycans by MILPIG and expect it to be widely applicable to glycan expression levels under various biological conditions in fungi.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권3호
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• pp.159-167
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• 2014

진핵생물의 유전자 발현 과정에서 생성된 단백질은 전사후 변형 과정을 통해 소포체와 골지체에서 당질화가 일어난다. 당질화된 당단백질은 접힘의 오류가 있는 경우를 비롯하여 식물의 분화 조절 등의 경우 당단백질이 분해되며, 이 때 PNGase에 의해 N-당사슬이 단백질의 아스파라긴산 잔기로부터 절단된다. 그러나 식물의 발달과 분화 과정에서 PNGase의 발현 조절에 대해서는 거의 알려진 바가 없다. 기존에 보고된 유전적 정보를 활용하여 토마토의 잎에서 제조된 cDNA library에서 nested RT-PCR을 통하여 PNGase T의 유전자(GenBank Accession number KM401550)를 분리하였는데 이의 ORF는 1,767 bp, 588개의 이미노산으로 이루어졌으며, 분자량은 65.8 KDa이었다. PNGase T의 유전자는 토마토 과육에서 높은 수준으로 항시적으로 발현되었으며, 특히 녹색과보다는 오렌지색으로 숙성되는 과정에서 PNGase T의 전사체량이 크게 증가하였다. 이러한 발현 패턴은 토마토 과육에서 세포죽음의 과정에서 증가하는 단백질 가수분해 효소인 metacaspase의 전사체 증가 페턴과 유사하였으며, 이 시기에는 에틸렌의 생합성 효소 중 노화관련 ACC synthase의 유전자 members (LeACS2, LeACS4, LeACS6)의 발현 패턴과도 유사하였다. 따라서 토마토 과육에서 PNGase T의 유전자 발현은 거대분자가 분해되는 시기에서 과육의 숙성과 노화 과정에서 특이적인 생리적 기능을 나타내는 것으로 판단된다. 향 후 고가의 의약용 재조합단백질의 면역부작용을 완화하기 위하여 식물체 유래의 당단백질의 탈당질화과정에서 PNGase T를 활용함으로써 식물생명공학 분야에서 활용가치가 높을 것으로 사료된다.

• BMB Reports
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• 제40권5호
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• pp.662-669
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• 2007

Although the function of cellular prion protein (PrP$^C$) and the pathogenesis of prion diseases have been widely described, the mechanisms are not fully clarified. In this study, increases of the portion of non-glycosylated prion protein deposited in the hamster brains infected with scrapie strain 263K were described. To elucidate the pathological role of glycosylation profile of PrP, wild type human PrP (HuPrP) and two genetic engineering generated non-glycosylated PrP mutants (N181Q/N197Q and T183A/T199A) were transiently expressed in human astrocytoma cell line SF126. The results revealed that expressions of non-glycosylated PrP induced significantly more apoptosis cells than that of wild type PrP. It illustrated that Bcl-2 proteins might be involved in the apoptosis pathway of non-glycosylated PrPs. Our data highlights that removal of glycosylation of prion protein provokes cells apoptosis.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권1호
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• pp.40-45
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• 2010

Agarose의 $\beta$-1,4결함을 분해하는 Zobellia galactanivorans 유래의 $\beta$-agarase 유전자(agaB)는 클로닝 되었고, AOX1(alcohol oxidase 1, methanol inducible) promoter 하류에 Saccharomyces cerevisiae mating factor alpha-1 secretion signal($MF{\alpha}1$)를 연결하여 $MF{\alpha}1$-AgaB를 구축하였다. 구축된 plasmid pPIC-AgaB(9 kb)를 Pichia pastoris genome에 HIS4 gene 위치에 integration하였고, colony PCR을 통해 확인하였다. Methanol 첨가 배지에서 자란 형질전환체는 iodine solution의 첨가에 의해 red halos를 보였으며, P.pastoris에서 agaB의 효율적 분비 발현을 확인하였다. SDS-PAGE와 zymographic analysis에서 $\beta$-agarase의 분자량은 약 53 kDa으로 추정되었으며, 15% 정도의 N-linked glycosylation이 일어났음을 알 수 있었다. P.pastoris GS115/pPIC-AgaB의 48시간 baffled flask culture에서 세포외 $\beta$-agarase의 활성은 각각 0.1, 0.5, 1% methanol의 유도에 의해 1.34, 1.42 그리고 1.53 units/mL의 활성을 보였다. 대부분의 $\beta$-agarase의 활성은 세포 외에서 관찰되었고, 분비효율은 98%였으며 분비시의 glycosylation에 의해 열안정성도 증가되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제33권4호통권132호
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• pp.45-52
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• 2005

백색부후균 Phanerochaete chrysosporium으로부터 유래한 Manganese peroxidase (mnp5)를 methylotrophic yeast인 Pichia pastoris에서 이종 발현을 하였다. 이종발현으로부터 얻어진 단백질은 클로닝으로부터 예상되어지는 분자량보다 높은 분자량인 45 kDa으로 나타났다. 이것은 mnp5가 가지고 있는 glycosylation site에 의한 것이며, N-linked hyperglycosylation이 효소 활성에 영향을 미치는지를 site direct mutation에 의해 확인하였다. Sodium dodesyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE)와 Coomassie Brilliant Blue (CBB) 염색에 의해 분자량을 확인한 결과 약 37 kDa으로 나타났으며, 효소활성을 측정한 결과 glycosylation이 효소 활성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구로부터 P. pastoris에서 mnp5의 이종발현이 성공적으로 이루어졌으며 이러한 결과로부터 heme을 포함하고 있는 단백질의 이종발현 생산의 가능성을 보여주었다.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1379-1385
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• 2018

당사슬은 당단백질과 단백당에 결합하며, 일반적으로 세포의 최외각 표면에서 발견된다. O-연결 당사슬과 N-연결 당사슬은 진핵세포에 흔히 존재하는 당사슬이며 원핵세포에서도 발견된다. 세포 표면에 존재하는 당사슬과 주변에 동일한 종류의 세포막에 노출된 당사슬 결합 단백질과의 상호작용, 전혀 다른 종류의 세포와의 상호작용, 또는 질병 유발 균주와 바이러스와의 상호작용은 생물학 및 의생명과학에 있어서 질병원인물질 인식, 세포 이동, 세포간의 결합, 발생, 그리고 감염 등과 같은 과정에 있어서 매우 중요한 역할을 담당한다. 각종 질병 상황에서의 당사슬의 프로파일의 변화와 역할은 당사슬이 질병 진단 마커로 활용할 가능성을 제시한다. 이에 더하여, 기존의 많은 선행 연구들에서, 재조합 단백질 의약품에 결합된 당사슬은 재조합 단백질 의약품의 용해도, 약동역학, 약물 활성, 생체활성, 안전성을 적절하게 유지하고 결정짓는데 중요한 요소가 된다. 게다가, 암의 발생과 진전의 영향으로 인해 당사슬 가지 끝에 결합하는 시알릭산의 당질화 양상의 변화는 세포와 세포간 상호작용, 인식 그리고 면역 반응에 매우 중요한 요소로 작용한다. 본 총설에서는 당사슬의 생물학적인 기능에 대한 전반적인 이해를 돕고, 당질화 현상과 질병 진단 및 질병 치료 기법간의 상호 연관성을 간략히 설명하고자 한다. 추가적으로 혈액 내 혈청에 존재하는 당사슬의 프로파일의 변화를 분석하는 대량효능검색 방법과 이로 인해 유도되는 생화학적 작용 기작을 살펴보았다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권7호
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• pp.1281-1287
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• 2017

Bone morphogenetic protein-4 (BMP-4) is considered to have therapeutic potential for various diseases, including cancers; however, the high expression of biologically active recombinant human BMP-4 (rhBMP-4) needed for its manufacture for therapeutic purposes has yet to be established. In the current study, we established a recombinant Chinese hamster ovary (rCHO) cell line overexpressing rhBMP-4 as well as a production process using 7.5-l bioreactor (5 L working volume). The expression of the mature rhBMP-4 was significantly enhanced by recombinant furin expression. The combination of a chemically defined medium and a nutrient supplement solution for high expression of rhBMP-4 was selected and used for bioreactor cultures. The 11-day fed-batch cultures of the established rhBMP-4-expressing rCHO cells in the 7.5-L bioreactor produced approximately 32 mg/l of rhBMP-4. The mature rhBMP-4 was purified to homogeneity from the culture supernatant using a two-step chromatographic procedure, resulting in a recovery rate of approximately 55% and a protein purity greater than 95%. The N-terminal amino acid sequences and N-linked glycosylation of the purified rhBMP-4 were confirmed by N-terminal sequencing and de-N-glycosylation analysis, respectively. The mature purified rhBMP-4 has been proved to be functionally active, with an effective dose concentration of $EC_{50}$ of 2.93 ng/ml.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제5권4호
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• pp.227-233
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• 2000

Although filamentous fungi are used extensively for protein expression, their use for the production of heterologous glycoproteins is constrained by the types of N-glycan structures produced by filamentous fungi as compared to those naturally found on the glycoproteins. Attempts are underway to engineer the N-glycan synthetic pathways in filamentous fungi in order to produce fungal expression strains which can produce heterologous glycoproteins carrying specific N-glycan structures. To fully realize this goal, a detailed understanding of the genetic components of this pathway in filamentous fungi is required. In this review, we discuss the characterization of the $\alpha$-mannosidase gene family in filamentous fungi and its implications for the elucidation of the N-glycan synthetic pathway.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제24권1호
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• pp.23-27
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• 2012

Porcine circovirus type 2 (PCV2) is a single-stranded circular DNA virus associated with Postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS), which is considered to be an important infectious swine viral disease. PCV2 capsid protein encoded by ORF2 is a structural protein and expected as the high immunogenicity protein. In this study, we generated recombinant baculovirus containing ORF2 of PCV2 and analyzed the optimal conditions for the production of capsid protein in insect cell. Production and status of recombinant capsid protein in insect cell were confirmed by SDS-PAGE and Western blot analysis using His tag antibody and anti-PCV2 serum. The yield of recombinant capsid protein was high like as shown visible on SDS-PAGE. Optimal multiplicity of infection (MOI) and infection time of recombinant virus were determined as 5 MOI and 4 days, respectively. ORF2 is known to have N-linked glycosylation site, but we couldn't detect the glycosylation of recombinant protein in insect cells.