• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.418-424
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• 2005

Rhodobacter sphaeroides는 photoheterotrophic 조건에서 성장을 하면서 질소고정효소인 nitrogenase에 의해 수소를 발생시킨다. 이 nitrogenase는 ammonium ion이 존재할 때, PII 계열 단백질인 GlnB와 GlnK에 의해 negative regulation을 받게 된다. 본 연구에서는 glnB와 glnK 유전자를 interruption하여 수소생성의 증진을 꾀하였다. 그 결과, parental strain이나 glnB 혹은 glnK 유전자 하나만을 interruption 시켰을 경우, 암모니움 이온에 의해 nitrogenase 활성이 저해를 받고 있었으나, glnB, glnK 모두를 interruption 시켰을 때, 암모니움 이온에 의한 저해 효과가 줄어드는 것을 볼 수 있었다. 또한 이러한 glnB-glnK double mutant에 nifDK gene을 in trans로 넣어 nitrogenase의 dosage를 높였을 경우, 수소 생성이 약 30% 가량 증진되었다는 것을 볼 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권5호
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• pp.385-389
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• 1986

Rhodopseudomonas sp. KCTC 1437은 N $H_4^+$나 빛에 무관하게 수소를 발생할 수 있다. 이 사실로부터 이 균주는 nitrogenase뿐만 아니라 hydrogenase 에 의해서도 수소를 생성할 수 있다는 것을 확인했다. 이 두 효소의 수소생성 능력을 in vivo에서 측정할 수 있는 조건을 확립한 뒤 여러 가지 조건에 대해 발생한 수소양을 측정하였다. Hydrogenase 는 nitrogenase의 수소생성을 저해하는 $O_2$나 $N_2$, $C_2$ $H_2$ 등에 대해서도 그 활성의 감소가 없거나 작았으며, $H_2$에 의해서는 오히려 수소생성능이 증대되었단. 또 이 균주는 hydrogenase에 의해 수소를 밭아들여 $CO_2$를 광환원시킬 수도 있음도 알았다. 이상의 결과, hydrogenase가 혐기적이면서 빛이 있는 조건에서만 수소를 생성하는 nitrogenase보다 더 광범위하고 유리한 조건에서 수소를 생성할 수 있음을 확인하였다. 이러한 사실은 이 균주로 대량의 수소생산을 할 때 유리하게 이용될 수 있을 것이다.

• 미생물학회지
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• 제26권3호
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• pp.215-222
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• 1988

광합성 세균인 Rhodopsedomonas sphaeroides의 질소 고정 효소 활성에 미치는 암모니아와 glutamine의 영향을 조사하였다. 그 결과 RP. sphaeroides의 질소 고정 효소 활성은 암모니아와 glutamine에 의해 저해를 받았으며, 이들의 저해는 암모니아와 glutamine이 다 사용된 후에는 질소 고정 효소의 활성이 되살아나는 가역적인 반응이었다. glutamine synthetase의 활성을 비가역적으로 저해하는 methionine sulfoximine (MSX)를 사용하여 암모니아와 glutamine이 직접 질소 고정 효소의 활성을 저해하는지를 일아보았다. 암모니아에 의한 질소 고정 효소의 switch-off에 미치는 MSX의 영향은 균의 배양 시기에 의존함을 알 수 있었다 . 12시간 배양한 경우, $500{\mu}M$ NH,Cl에 의해 질소 고정 효소는 저해를 받았으며, $500{\mu}M$의 MSX를 주가로 처리하였을 경우, GS는 21% 저해를 받았으며, 이때 유리된 암모니아의 량은 감소하였고, 질소 고정 효소의 활성은 회복되지 않았다. 그러나 20시간 배양한 경우, $500{\mu}M$ NH,CI을 처리한 후 $100{\mu}M$ MSX플 첨가하면, GS의 활성은 완전히 저해되고, 유리된 암모니아의 량은 약간 증가하였으나 질소 고정 효소의 활성의 저해는 MSX에 의해 회복되었다. 따라서 Rp. sphaeroides의 경우, in vivo 상태에서 암모니아에 의한 질소 고정 효소의 활성 저해는 암모니아 자체에 의한 것이 아니라 암모니아 동화산물에 의한 것임을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제11권3호
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• pp.211-216
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• 1983

R. sphaeroides K- 7에 의한 수소생성과 질소고정효소(nitrogenase)와의 연관성을 조사한 결과 수소생성은 질소고정효소에 의해 이루어지는 것으로 나타났다. 또한 수소생성은 수소효소(hydrogenase)와 무관하며 박테리오클로로필의 농도와도 무관한 것으로 나타났다. 글루타민산이 in vivo에서 질소고정효소의 활성도를 조절하는데 중요한 역할을 할 수 있는 것으로 나타났으며 질소개스를 이용해 키운 세균을 글루타민산 존재하로 옮겼을때 보다 큰 정도의 수소생성능 및 질소고정효소 활성도가 나타났다.

• 한국식품영양학회지
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• 제5권2호
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• pp.137-143
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• 1992

As a research for developing biofertilizers, Klebsiella oxytoca, an associative nitrogen fixer in the rhizosphere of rice plant in the soil of paddy field, was subjected to molecular breeding. The results obtained were as followings. 1). By transforming pbIC71A, Nif A overproducing plasmid, into Klebsiella oxytoca NGl3, Klebsiell6f oxytoca SH3l, and Klebsiella oxytoca SH161, nitrogenase activities in the absence of nitrogen source in the medium were increased 6.4, 17.2, and 13.5 times, respectively, in comparison with the parent strains. 2). Nitrogenase activity of Klebgiella oxytoca NGl3, Klebsiella oxytoca SH3l, and Klebsiella oxytoca SH161 was completely repressed In the presence of 15mM NH4+. But, nitrogenase activities of Klebsiella oxytoca NGl3/PMC71A, Klebsiella oxytoca SH3l /PMC71A, and Klebsiella oxytoca SH 161/pMC714 harboring PMC71A, were 13.7%, 7.7%, and 6.2% of the nitrogenase activities in the absence of nitrogen source in the medium, respectively.

• 생명과학회지
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• 제14권5호
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• pp.752-760
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• 2004

Nitrogenase 촉매에서 Fe-단백질을 포함하는 [4Fe-4S] 클라스터의 기능은 기질의 결합과 환원 자리를 포함하는 MoFe-단백질로 핵산 의존 전자 주개로 작용하는 것이다. 이러한 방법의 Fe-단백질의 기능은 Mofe-단백질과 상호작용을 위해 적합한 구조를 갖추며 전자 전달을 위한 추진력을 제공하기 위해 산화 환원 퍼텐셜을 변화시키는 능력에 의존한다. Nitrogenase Fe-단백질에 MgADP가 결합한 (혹은 떨어진) 구조적 정보는 핵산 결합 자리로부터 MoFe-단백질과의 결합력을 조절하기 위한 장거리 상호작용 메커니즘을 제시한다. 스위치 I과 II의 두 가지 경로가 뉴클레오티드의 신호전달 메커니즘을 담당한다. MgADP가 결합된 Fe-단백질의 구조는 Fe 단백질이 핵산과 결합할 때 관찰되는 [4Fe-4S] 클라스터의 생물리학적 특성 변화의 기초를 제공한다. 스위치, I과 II의 핵산 의존 신호전달 경로에서 특정 아미노산이 치환된 nitrogenase Fe-단백질의 구조들이 X-선 회절법에 의해서 결정되었다. 이들 경로는 아미노산 치환 연구, 구조 분석, 유사한 핵산 의존 신호전달 경로에 이용된 다른 단백질 등에 의해서도 분석되었다. 이들 경로가 거대분자 착물 형성과 분자간 전자 전달을 위한 MgADP 결합과 가수분해의 신호전달 경로로의 타당성이 조사되었다. 이러한 결과는 nitrogenase Fe 단백질과 MoFe-단백질 착물에서 Fe-단백질의 변이와 상호작용의 생물리학적 및 생화학적 특성을 위한 기초적 자료를 제공할 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제12권1호
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• pp.43-46
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• 1979

수년간(數年間) 계속배양(繼續培養)한 식물배양세포(植物培養細胞)와 근류균(根瘤菌)과의 질소고정(窒素固定)에서 그 mechanism을 알기 위(爲)하여 근류형성(根瘤形成) 및 감염과정(感染過程)을 알기 위(爲)해 연구하던 중 배양세포(培養細胞)에 단일균주(單一菌株) 및 혼합균주(混合菌株)의 접종(接種)에 의(依)한 Nitrogenase의 활성(活性)이 높은 것을 발견(發見)하였기에 그 차이(差異)를 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같았다. 1. 단일접종(單一接種)에 있어서는 대두(大豆)에서의 Nitrogenase의 활성(活性)이 비(非)콩과 식물보다 대체적(大體的)으로 높았고, 혼합접종(混合接種)에 있어서는 비(非)콩과 식물에서 활성(活性)이 높았다. 2. 근류형성(根瘤形成) 및 Nitrogenase활성(活性)에 있어서의 특성(特性)인 host factor를 Callus에서는 대두중(大豆中) 북낭(北娘) 및 동양령(東洋鈴), 비(非)콩과 식물중에서는 Datura를 제외(除外)하고는 찾아볼 수가 없었다. 3. 균주별(菌株別)의 Nitrogenase활성(活性)은 비(非)콩과 식물에서는 012균주(菌株)가 콩과 식물인 대두(大豆)에서는 010, 023, 024균주(菌株)가 대체(大體)로 높았다.

• 한국작물학회지
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• 제48권5호
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• pp.361-368
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• 2003

The responses of five varieties and three cultivars of pea (Pisum sativum) to Rhizobium inoculation on nodulation, growth, nitrogenase activity, dry matter production and N uptake were investigated. The pea varieties were IPSA Motorshuti-l, IPSA Motorshuti-2, IPSA Motorshuti-3, BARI Motorshuti-l, BARI Motorshuti-2 and the cultivars were 063, Local small and Local white. Fifty percent seeds of each pea variety/cultivar were inoculated with a mixture of Rhizobium inoculants at rate of 15g/kg seed and the remaining fifty percent seeds were kept uninoculated. The plants inoculated with Rhizobium inoculant significantly increased nodulation, growth, nitrogenase activity, dry matter production and N uptake. Among the varieties/cultivars, BARI Motorshuti-l performed best in almost all parameters including nitrogenase activity of root nodule bacteria of the crop. There were positive correlations among the number and dry weight of nodules (r=$0.987^{**}$, $0.909^{**}$), nitrogenase activity of root nodule bacteria (r=$0.944^{**}$, $0.882^{**}$), dry weight of shoot (r=$0.787^{**}$, $0.952^{**}$), N content (r=$0.594^{**}$, $0.605^{**}$) and N uptake (r=$0.784^{**}$, $0.922^{**}$) by shoot both at flowering and pod filling stages of the crop, respectively. It was concluded that BARI Motorshuti-l in symbiotic association with Rhizobium inoculant performed best in recording nitrogenase activity, dry matter production and N uptake by pea.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권1호
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• pp.18-24
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• 2003

벼과식물과 관련된 질소고정균을 분리하기 위하여 한반도 남부지방의 19지역에서 쌀, 밀, 귀리, 보리, 호밀, 옥수수 등을 채집하여 이들의 뿌리로부터 free living bacteria와 endophyte를 분류하였다. Colony의 형태, 크기, 색깔 등과 16S rDNA 염기서열을 근거로 63종으로 분류하였다. nifH 유전자 염기서열 결정과 nitrogenase 활성 측정을 통하여 분리균주 모두 질소고정 능력이 있음을 확인하였다. 그리고 식물에서 분리한 내생균의 특징 중 하나인 cellulase활성이 대부분의 분리 균주에서 확인되었다.

• 미생물학회지
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• 제24권2호
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• pp.113-118
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• 1986

Optimum temperature and pH of glutamine synthetase activity (E.C. 3.6.1.2.) of R. sphaeroides D-230 was $35^{\circ}C$ and 6.8, respectively. The adenylated state of GS in R. sphaeroides D-230 was stabilized by addition of 0.2mg/ml of cethyltrimethylammoniumbromide. Valine, histidine, proline, isoleucine, and lysine were good nitrogen source for the growth of R. sphaeroides D-230. The growth of R. sphaeroides D-230 in $N_2,\;NaNO_3\;or\;NH_4Cl$ as sole nitrogen source was lower than in any otherculture conditions. GS activity was inhibited, more or less, by various amino acid. THe relative inhibition rate of the enzyme by added 7mM arginine, $NH_4Cl,\;N_2,\;and\;NaNO_3$ was 63.8%, 26.79%, 6.24%, and 10.64%, drespectively. THe hydrogen evolution of R. sphaeroides D-230 grown in N-limited media was inhibited by 0.1mM MSX, irreversible GS inhibitor. GS activity was completely inhibited by 1.0mM MSX but ammonia released maximally at the same concentration of MSX. Ammonia release by added MSX was increased up to 1.0mM MS, but decreased above 1.0mM MSX. It is probably due to inhibition of nitrogenase actixity by MSX. Nitrogenase activity was not inhibited at low concentration of MSX. These results suggests that the inhibition of nitrogenase activity by ammonia is mediated by products of ammonia assimilation rather than by ammonia itself.