• 식물조직배양학회지
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• 제26권1호
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• pp.41-47
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• 1999

토마토의 genomic DNA library로부터 분리한 tPALl, tPAL4유전자의 염기서열을 분석하여 tPAL5 유전자와 비교 분석한 결과는 다음과 같다. tPAL5 유전자는 722개의 아미노산과 710 bp의 intron을 가지고 있으나 tPALl은 intron을 가지고 있지 않으며 또한 tPAL5 유전자와 비교하여 249개의 짧은 polypeptide를 가지고 있었다. tPAL4유전자인 경우 357개의 아미노산과 305bp의 intron을 가지고 있었다. tPAL 효소간의 아미노산 homology는 tPAL1유전자와 tPAL4 유전자간은 87.2%, tPALl과 tPAL5는 85.3%, tPAL4 와 tPAL5 는 91.4%의 homology를 보였다. 또한, tPALl, tPAL4 유전자는 정상적인 polypeptide를 가지는 tPAL5유전자와 비교하여 비정상적인 stop codon을 가진 짧은 polypeptide로 구성되어 있었다. 다양한 식물 종으로부터 분리된 PAL유전자의 염기서열을 비교한 결과 토마토 (Lycopersicon esculentum), 감자 (Solanum tuberosum), 고구마 (Ipomoea batatas)간의 유연관계과 높았으며, parsley (Petroselinum crispum), bean (Phaseolus vulgaris), pea (Pisum sativum), alfalfa (Medicago sativa) 등이 각각 서로간에 유연관계가 높았다. 또한, 토마토에서 분리한 family내에서 tPAL4와 tPAL5 유전자는 homology가 매우 높았고 (93.0%), tPAL1와 tPAL4유전자 사이는 다소 낮았으며 (84.4%), 특히 tPAL4는 감자의 PAL 유전자와 매우 높았다 (90.6%).

• Applied Biological Chemistry
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• 제42권1호
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• pp.34-38
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• 1999

토마토의 genome내에는 적어도 5개 이상의 PAL유전자 좌가 존재한다는 사실을 이 등(1992)이 이미 genomic Southern blot hybridization으로 확인하여 보고하였다. 그러나 본 연구에서 제작한 genomic DNA libraries를 대상으로 검색한 결과 기존에 보고된 PAL유전자 이외에 약 15 kb 와 10 kb에 해당하는 큰 EcoRI 단편을 확보 할 수 있었다. 이들 단편을 BamHI, HindIII등 9종의 제한효소를 사용하여 Southern blot hybridization을 행한 결과 PAL X1의 경우는 모든 효소에 대하여 2개의 단편이 hybridization 되었으며, 특히 BamHI으로 절단하여 얻은 3개의 단편중 두 개는 PAL5 유전자의 exon 2 부위에서 취한 oligomer(18 mer)와 primer extension 반응이 진행되어서 약 200 bp의 PAL유전자와 아주 높은 상동성을 갖는 염기서열이 확인되었다. 따라서 PAL X1유전자는 2 copy의 유전자가 나란히 존재하거나 아니면 염색체 재배열이 진행된 것으로 추정된다. 이러한 결과는 적어도 7개 이상의 PAL유전자 좌가 토마토 염색체내에 존재하는 것으로 사료된다.

• 식물조직배양학회지
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• 제25권2호
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• pp.109-113
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• 1998

본 연구에서는 상처, 병원균의 침입 등에 의하여 발현양이 크게 증폭되는 토마토 PAL유전자의 promoter에 giant silk moth(Hyalophora cecropia)로부터 분리한 lytic gene의 genetic code를 일부 변경한 Shiva 유전자를 부착하여 담배, 감자 등의 작물에 형질전환을 시도하였다. 형질전환된 담배로부터 얻은 종자에 대한 kanamycin저항성 유전자의 유전분석, PCR 증폭 혹은 genomic Southern blot hybridization에 의하여 tPAL5 promoter-Shiva fusion gene의 염색체내로의 integration을 확인하였다. Kanamycin 저항성 유전자의 유전분석에서 선발된 7개체를 PCR 분석 실시한 결과 모든 개체가 positive임이 확인되었으나, genomic Southern blot Hybridization으로는 4개체가 negative로 나타났다. 특히 한 개체의 경우는 chromosome rearrangement 현상이 일어난 것으로 추정되었다. 감자의 경우는 남작(Irish Cobbler) 품종이 Zeatin 2.0 mg/L NAA 0.01 mg/L, GA$_3$ 0.1mg/L을 포함한 배지에서 callus형성율 및 shooting율이 가장 높아서 재분화된 형질전환체를 얻을 수 있었다. 한편 GUS 유전자는 Shiva 유전자의 3' 말단에 존재하는 NOS terminator 때문에 translation까지의 발현이 어려울 것으로 예상되었으나 형질 전환하지 않은 담배에서보다 10배 이상의 GUS활성을 나타내었다. 또한 감자 조직에 X-gluc을 사용하여 GUS($\beta$-glucuronidase)의 기질로 작용하게 하여 효소활성 자리를 염색한 결과 줄기, 잎, 뿌리 등의 도관 조직에 다량 발혈됨을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제19권9호
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• pp.1226-1231
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• 2009

페닐케톤뇨증은 상염색체 열성으로 유전되며, phenylalanine-4-hydroxylase (PAH, EC 1.14.16.1)의 돌연변이에 의해 효소 불활성화를 초래하는 질환이다. 최근 유전자 재조합된 phenylalanine ammonia-lyse (PAL)에 의한 효소 대체요법이 보고된 바 있다. 이 효소를 경구용 약제로 개발하기 위하여 효소활성을 나타내기 위한 최적 조건들을 알아야 하며, 위장관내 소화효소에 의해 분해되지 않는 구조적 안정성을 유지하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 PAL의 생화학적 특성을 규명하고, 이를 바탕으로 위장관내 소화효소로부터 저항할 수 있는 변이형들을 만들고자 하였으며, 이러한 구조적 변화를 통하여 효소의 특이 활성도가 유지될 수 있는지를 보고자 하였다. PAL의 특이 활성도를 측정하였고, 효소 활성을 나타내기 위한 최적 pH, 온도 변화에 따른 효소 활성도, 단백분해효소에 의한 활성도 변화를 측정하였다. PAL의 Vmax는 페닐알라닌과 티로신에 대하여 각각 1.77, $0.47{\mu}mol$/ mg x protein로 나타났으며, Km은 페닐알라닌에 대하여 $4.77{\times}10^{-4}\;M$,티로신에 대하여 $4.37{\times}10^{-4}\;M$로 나타났다. 또한 pH 8.5에서 가장 높은 활성을 나타내었는데, 이는 소장의 평균 pH와 유사하다. PAL의 효소 활성은 $-80^{\circ}C$에서 5개월 동안 유지되었으며, $4^{\circ}C$에서 1주일 동안 93.4%의 활성을 유지하였다. PAL은 키모트립신에 의해 쉽게 분해되었으며, 이보다 약한 정도로 트립신, elastase, carboxypeptidase A, B에 의해 분해 되었다. 췌장 소화효소에 대한 저항성을 증가시키기 위하여 트립신, 키모트립신 절단부위 아미노산을 변이시켜 유전자 변이형을 만들었고, 효소 활성도를 측정하였다. 6개의 유전자 변이형은 모두 저하된 효소 활성도를 나타내었는데, Y110H는 0.084, Y110A와 Y110L은 0, R123A는 0.11, R123H는 0.074, R123Q는 0.033으로 나타났다. 이러한 결과는 트립신 및 키모트립신 절단부위 아미노산이 PAL의 효소 활성에 필수적인 역할을 하고 있음을 나타낸다. PAL 변이형은 단백분해작용으로부터 보호할 수 있는 전처치 방법이지만, 페닐알라닌을 효과적으로 저하시키기 위해서 효소활성을 유지할 수 있는 다음 단계의 처치가 필요하다.

• 생명과학회지
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• 제18권2호
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• pp.234-240
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• 2008

매향' 딸기의 안토시아닌 생합성은 개화 후 26일째 시작되어 과실의 성숙기 동안 계속된다. 딸기로부터 안토시아닌의 생합성에 관여하는 주요 유전자를 분리하였다. 각각의 유전자에 대해, 다양한 식물체의 유사 유전자의 염기서열을 비교하여 PCR (polymerase chain reaciton) primer를 제작하였다. 숙기의 딸기에서 분리된 total RNA로부터 합성된 CDNA와 각 primer를 이용하여 RT (reverse transcriptase)-PCR을 수행하였다. 각 CDNA clone의 염기서열을 작성하여 분석한 결과, 이들은 안토시아닌 생합성에 관여하는 phenylalanine ammonia lyase (PAL), 4-cummarate CoA ligase (4CL), chalcone synthase (CHS), chalcone isomerase (CHI), flavanone-3-hydroxylase (F3H), dihydroflavonol 4-reductase (DFR), anthocyanidine synthase (ANS) 그리고 UDP-glucose:flavonoid-3-O-glucosyltransferase (UFGT) 효소에 해당되었다. Northern blot 분석 결과, 이들 유전자는 과실 발달과정에서 시기적으로 조절되었다. 특히 PAL을 제외한 모든 유전자는 과실에서만 주로 발현되었다. PAL, DFR 그리고 ANS유전자는 과실 초기 발달 단계인 개화 후 10일에 검출된 후 감소하다가, 22일에 다시 증가하기 시작하여 34일에 최대가 되었다. 한편, 다른 유전자들은 초기에는 발현되지 않다가, 안토시아닌이 축적되기 시작하는 개화 후 $22{\sim}30$일에 처음으로 검출되었다. 본 연구를 통해, 딸기 과실 발달과정에서 안토시아닌 생합성 과정에 관여하는 여러 유전자가 과실 숙기에 함께 조절되는 현상을 알 수 있다. 이러한 연구 결과는 안토시아닌 합성과정을 제어하는 조절 유전자가 존재한다는 것을 시사한다. 그리고 딸기의 안토시아닌 생합성 유전자의 발현패턴을 크게 두 가지로 나눌 수 있는 것으로 보아, 딸기의 안토시아닌 생합성에는 적어도 두 가지 서로 다른 조절 기작이 관여하여 색소 발달 과정을 제어할 것으로 보인다.

• 원예과학기술지
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• 제34권5호
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• pp.665-676
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• 2016

본 연구에서는 기후변화로 인한 온도상승에 따른 과실 착색 불량 등의 문제를 해결하는데 필요한 기초자료를 제공하고자 고온에 의해 과피에서 발현되는 유전자들의 발현 양상 특성을 분석하였다. '하례조생'과 '부지화' 감귤 과실을 숙기 별로 수확하여 온도 조건(25, 30, $35^{\circ}C$)을 처리하고 당대사, 과피 착색, 세포벽 연화에 관련된 유전자들의 발현을 확인하였다. 유전자들은 '하례조생'과 '부지화'에서 각각 다른 양상으로 발현하였는데, beta-amylase(BMY), phenylalanine ammonia-lyase(PAL), chalcone synthase(CHS), flavanone 3-hydroxylase(F3H) 등의 유전자 발현은 대체적으로 유도되었고, polygalacturonase(PG) 유전자는 발현이 감소되는 경향이었다. '하례조생'은 과피 착색과 관련된 유전자인 CHS와 F3H는 성숙이 진행된 2-3단계에서 $25^{\circ}C$에 비해 고온에서 유전자 발현이 감소하였으며, PAL과 stilbene synthase(STS) 유전자는 $25^{\circ}C$에 비해 $30-35^{\circ}C$ 처리구에서 유전자 발현이 증가하였다. 2-3단계의 '부지화'에서는 BMY 유전자가 $25^{\circ}C$에 비해 $30-35^{\circ}C$에서 유전자 발현이 증가하였으며, F3H와 STS 유전자의 발현은 과실 성숙단계에서 모두 감소하는 경향이었고 온도의 영향은 크지 않았다. 성숙 1, 2단계에서 유전자의 발현 양상은 두 품종 모두에서 대체로 비슷한 경향이었는데, 3단계에서 '부지화' 과실의 유전자 발현은 '하례조생'과는 다르게 감소하는 경향이었다. 성숙이 진행되는 감귤류인 '하례조생'에서 '부지화'에 비해 7종류의 유전자의 발현이 많았으며, 고온에 따른 반응의 차이도 크게 나타났다. 본 연구에서 도출한 결과를 바탕으로 과실의 전사체를 분석함으로써 고온에 의한 감귤 과실의 성숙불량 문제를 이해하는 주요한 정보를 획득할 수 있을 것이다

• 식물조직배양학회지
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• 제25권2호
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• pp.89-93
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• 1998

Tomato phenylalanine ammonia-lyase 5 (tPAL5) was identified that alternate initiation sites were utilized differentially in response to environmental stimuli (Lee et al, 1992b). In this study, we tried to look into tissue -or cell- specific expression pattern of tPAL5 gene by fusing with ${\beta}-glucuronidase$ (GUS) gene in transgenic tobacco plants. In transgenic plants, root and stem extracts contained 8~12 fold higher levels of GUS activity than petiole or leaf tissue while the highest levels of induction was observed from leaf tissue by mechanical wounding (5~11 fold). In trans-sections of stems and petioles, GUS activity was restricted to phloem cells(outer region) of developing vascular bundle and mainly at apical tip region in the root tissues. The levels of GUS activity was drastically reduced (10~12 fold reduction) when the 5'-upstream region of tPAL5 gene (-1151bp from ATG codon) was deleted up to -665. The levels of GUS expression, however, raised up by 6~8 fold when deleted up to -455. Therefore, we conclude that there are positive cis-elements at the region -1151 to -1008 and at -455 to -195 while the negative cis-element is at -1008 to -455.

• 미생물학회지
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• 제32권3호
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• pp.186-191
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• 1994

Staphylococcus aureus로부터 분리한 R-plasmid pSBK203의 복제개시 단백질인 Rep의 작용부위인 ori 및 dsDNA로의 전환을 위해 요구되는 minus origin부위를 밝히고자 시도하였다. Escherichia coli vecotr를 이용하여 pSBK203의 복제관련 부위를 최소한도로 포함하는 재조합 E.coli-Bacillus subtilis shuttle vector를 구성, 분리하고 여기에 포함된 pSBK203부위의 염기 서열을 분석함으로써 ori를 확인하였다. pSBK203의 복제개시 부위 ori는 rep의 구조 유전자 ORF내에서 약 50bp의 크기로 발견되었으며 지금까지 알려진 staphylococcal plasmid들중에서 pT181족 plasmid들의 ori와 높은 상동성을 갖는 것으로 분석되었다. 복제 과정에서 ssDNA로 먼저 만들어진 (+)쇄가 dsDNA로 전환되기 위해 필요한 신호로 작용하는 것으로 알려저 있는 minus origin (M-O)인 긴 palindrome 구조, 즉 pal 부위가 rep 우전자의 상류에서 2개 연이어 존재하는 것이 발견되었다. 이중에서 pOX6, pC194, 및 pE194 등과 같은 다른 staphylococcal plasmid들의 pal 부위와 비교적 높은 상동성을 갖는 paLA 는 plasmid 유지에 별 영향을 미치지 못하는 반면 다른 plasmid에서 유사 서열이 보고되지 않은 palA는 plasmid 유지에 필수적이라는 사실이 밝혀졌다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2000년도 춘계 학술대회지
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• pp.372-373
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• 2000

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2000년도 춘계 학술대회지
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• pp.362-363
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• 2000