• 제목/요약/키워드: PHB synthase

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In vitro Polymerization and Copolymerization of Poly-3-hydroxypropionyl-CoA with the PHB Synthase from Ralstonia eutropha

  • 송재준
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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    • pp.48-51
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    • 2000
  • The poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) synthase of Ralstonia. eutropha, which was produced by a recombinant strain E. coli and purified in one-step with a methyl-HIC column to a purity of more than 90%, was used to polymerize 3-hydroxypropionyl-CoA (3HPCoA) and to copolymerize 3HPCoA with 3-hydroxybutyryl-CoA (3HBCoA) in vitro. A $K_m$ of $189\;{\mu}M$ and a $k_{cat}$ of $10\;sec^{-1}$ were determined for the activity of the enzyme in the polymerization reaction of 3HPCoA based on the assumption that the dimer form of PHB synthase was the active form. Free coenzyme A was found to be a very effective competitive inhibitor for the polymerization of 3HPCoA with a $K_i$ of $85\;{\mu}M$. The maximum degree of conversion of 3HPCoA to polymer was less than 40 %. In the simultaneous copolymerization reactions of these two monomers, both the turnover number for the copolymerization reaction and the maximum degree of conversion of 3HPCoA and 3HBCoA to copolymers increased with an increase in the amount of 3HBCoA in the monomer mixture. However, the maximum conversion of 3HPCoA to a copolymer was less than 35 % regardless of the ratio of 3HPCoA to 3HBCoA. Block copolymers were obtained by the sequential copolymerization of the two monomers and these copolymers had a much narrower molecular weight distribution than those obtained by the simultaneous copolymerization of the same molar ratio of 3HPCoA and 3HBCoA.

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Biosynthesis of Poly(3HB-3HV) and Poly(3HB-4HB) Copolymers in Recombinant Ralstonia eutropha Enforced zwf

  • 최재철;신현동;이용현
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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    • pp.771-774
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    • 2001
  • NADPH has been known as a regulating factor the biosynthesis of polyhydroxyalkanote(PHA), and the flux of NADPH for PHA biosynthesis could be enforced by the amplification of zwf gene encoding glucose 6-phosphate dehydrogenase. The recombinant plasmid pCZWF harboring PHA synthase, phbC from R. eutropha and zwf from E. coli were constructed, and were transformed to R. eutropha by electroporation. The biosynthesis of P(3HB-3HV) copolymer were carried out in transformant R. eutropha through the two-stage cultivation method using valerate as a precursor. The biosynthesis rate and PHA content of transformant R. eutropha harboring pCZWF were increased compared with transformant R. eutropha harboring only phbC. Especially, the molar fraction of 3HV was increased from 68% to 74% due to amplification of zwf gene. And the biosynthesis P(3HB-3HV) and P(3HB-4HB) carried out using propionate and ${\gamma}-butyrolactone$ as a precursor, respectively. But the rate, content, and molar fraction of biosynthesis copolymers were not influenced appreciably. This may be due to the reduced availability of NADPH.

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P(3-hydroxybutyrate-3-hydroxyvalerate)의 생산을 위한 재조합 phbC 유전자를 형질전환시킨 Alcaligenes eutrophus의 배양조건 검토 (Cultivation Condition of Transformant Alcaligenes eutrophus Harboring Cloned phbC Gene for Production of P(3-hydroxybutyrate-3-hydroxyvalernte) Containing High Molar Fraction of 3-Hydroxyvalerate.)

  • 권순일;정영미;이용현
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.537-544
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    • 1998
  • 3-HV 몰분율이 증대된 P(3HB-3HV)의 고농도 생산을 위하여 재조합 phbC유전자를 모균주에 재도입시킨 형질전환 Alcaligenes eutrophus AER5의 배양공학적 연구를 수행하였다. 상기 형질전환균주를 전구물질인 valerate가 10.0g/L첨가된 최소배지에서 2단계 배양한 결과 P(3HB-3HV)내의 3-HV 몰분율이 52.2 mol%로 모균주 A. eutrophus H16의 30 mol%에 비해 현저히 증가하였다. 이와 같은 몰분율의 증가는 phbC 유전자의 산물인 PHB synthase의 증폭과 밀접한 관련이 있음을 확인하였다. 2단계 회분배양시 fructose의 보충첨가의 영향을 검토하였으며, 적정농도인 10.0g/L의 fructose를 valerate와 같이 첨가할 경우 총균체량, p(3HB-3HV)의 축적농도, 그리고 축적율은 현저히 증가한 반면, 3-HV 몰분율은 다소 감소하는 경향을 보였다. $Mg^{2+}$ 이온은 P(3HB-3HV) 축적 에 매우 민감한 영향을 미쳤으며, 적정 농도로 판단되는 0.1 g/L일 경우 P(3HB- 3HV) 축적농도는 6.1 g/L, 그리고 3-HV 몰분율은 71.3 %로 현저히 증가하였다. 또한 적정 pH 조절제의 선정을 위하여 NaOH, NaOH와 (NH$_4$)$_2$SO$_4$의 혼합액, 그리고 NH$_4$OH을 비교 검토하였다. 2단계 배양법의 번거로움을 극복하고저 1단계 간헐적 유가식배양법을 검토한 결과, 배양 72시간 후 총균체량 19.2g/L, P(3HB-3HV) 축적농도 10.4 g/L, 그리고 3-HV 몰분율 35 mol%로 2단계 회분 배양법보다 우수한 결과를 얻었다. 이는 형질전환균주를 이용한 3-HV 몰분율이 높은 P(3HB-3HV)의 고농도 생산을 위한 배양조건 확립을 위한 기초자료로 활용될 것이다.90배의 살충력을 보였다. SDS-PAGE와 Western blot 분석에서도 클론 pHLN2-72는 재조합 클론 pHLN2-80(-)보다 약간 높게 ICP가 생성이 되었었다. 이상의 결과는 과다발현에 Plac프로모터와 종결부위가 반드시 필요하며, -72 bp ICP 프로모터가 -80 bp 프로모터보다 과다발현률이 높았으며, ICP 유전자는 반드시 Plac프로모터의 전사 방향에 역방향으로 삽입이 되어야 하는 것으로 나타났다.사용함으로써 고품질의 전통주류 생산이 가능하다고 사료된다.noicacid, methylmalonic acid, 2-methyl-4-keto-pentan-2-ol 등과 지방산의 일종인 tetradecanoic acid, hexadecane, hept-adecanoic acid, octadecanoic acid 등이 확인되었다.er 7.6mm. Further rich management measure and investigation were recommended such as sapling protection, signboard construction, soil erosion controlling and regular monitoring within the community.ldom changed at level 1.will cause students to form the mathematical concepts correctly. 3. By visualizing the process of drawing the quadratic function graph, students understand the quadratic function graph structually. 4. Through the feedback, the recognition ability of the trigonometric function can be improved. 5. It is possible to change

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Improvement of Photoheterotrophic Hydrogen Production of Rhodobacter sphaeroides by Removal of B800-850 Light-Harvesting Complex

  • KIM EUI-JIN;YOO SANG-BAE;KIM MI-SUN;LEE JEONG K.
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제15권5호
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    • pp.1115-1119
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    • 2005
  • The photoheterotrophic $H_2$ production of Rhodobacter sphaeroides was significantly increased through disruption of the genes coding for uptake hydrogenase and poly-${\beta}$-hydroxybutyrate (PHB) synthase (Lee et al., Appl. Microbiol. Biotechnol. 60: 147-153, 2002). In this work, we further removed the B800-850 light-harvesting (LH) complex from the strain and found an increase in $H_2$ production at the light-saturating cell growth (${\ge}10$ Watts $[W]/m^2$). Neither the mutant nor the wild-type produced more $H_2$ at the brighter light. Accordingly, light does not appear to be limited for the $H_2$ production by the presence of B800-850. However, increase in the level of the spectral complexes resulted in decrease of $H_2$ production. Thus, although the B875 is essential for light harvesting, the consumption of cellular energy for the synthesis of B800-850 and the surplus LH complexes may reduce the energy flow into the $H_2$ production of R. sphaeroides.

Pseudomonas aeruginosa P-5에 존재하는 polyhydroxyalkanoate synthase PhaC1과 PhaC2의 기질특이성 (Substrate chain-length specificities of polyhydroxyalkanoate synthases PhaC1 and PhaC2 from Pseudomonas aeruginosa P-5)

  • 우상희;이선희;이영하
    • 미생물학회지
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    • 제52권4호
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    • pp.455-462
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    • 2016
  • Pseudomonas aeruginosa P-5 균주는 홀수개의 탄소수를 갖는 지방산으로부터 3-hydroxyvalerate (3HV)와 medium-chain-length (MCL) 3-hydroxyalkanoates (3HAs) 단위체로 구성된 popolyhydroxyalkanoate (PHA) 공중합체를 생산하는 특이한 성질을 갖고 있다. 이 균주가 갖고 있는 2개의 MCL-PHA synthases ($PhaC1_{P-5}$$PhaC2_{P-5}$)의 탄소길이에 따른 기질특이성을 비교하기 위하여 각각의 유전자를 PHA 생합성능이 결여된 돌연변이주 Pseudomonas putida GPp104에 도입하고 발현시킨 결과, $PhaC2_{P-5}$는 3HV와 MCL 3HAs로 이루어진 공중합체를 생산하지만 $PhaC1_{P-5}$는 단지 MCL 3HAs로 구성된 공중합체를 생산하였다. 이는 $PhaC2_{P-5}$$PhaC1_{P-5}$과는 달리 보다 짧은 탄소길이의 3-hydroxyvaleryl Co-A를 기질로 인지하여 합성반응에 이용할 수 있음을 보여주는 것이다. 또한 $PhaC2_{P-5}$의 효소활성 및 기질특이성의 변화를 유도하기 위하여 위치지정 돌연변이생성을 수행하고 P. putida GPp104과 다른 PHA 생합성능 결여 돌연변이주인 Ralstonia eutropha $PHB^-4$에서 발현시킨 결과, $PhaC2_{P-5}$ 내 두 개 아미노산의 치환(Ser326Thr과 Gln482Lys)이 공중합체의 3HV 함량을 크게 증진시키는 효과를 보였다. 두 개 아미노산이 모두 치환된 $PhaC2_{P-5}$ 유전자($phaC2_{P-5}QKST$)를 갖는 P. putida GPp104를 nonanoic acid가 탄소원으로 함유된 배지에서 배양하였을 때, 모균주에 비해 공중합체 함량과 공중합체 내 3HV 함량이 각각 2.5배 및 3.5배 증가하였다. 따라서 $phaC2_{P-5}QKST$를 포함하는 재조합 균주는 개량된 물성의 신규PHAs 생산에 유용할 것으로 기대된다.