• 제목/요약/키워드: Pyridoxal phosphate

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(γ-Aminobutyric acid를 생산하는 Lactobacillus brevis AML15의 분리 및 특성 (Isolation and Characterization of Lactobacillus brevis AML15 Producing γ-Aminobutyric acid)

  • 신지원;김동걸;이용우;이형석;신기선;최충식;권기석
    • 생명과학회지
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    • 제17권7호통권87호
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    • pp.970-975
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    • 2007
  • 국내해안의 젓갈과 김치류로부터 86종의 GABA 생산균주를 분리하였다. 분리된 균주들을 Thin layer chromatography를 이용하여 GABA 생성능이 우수한 AML15, AML45-1, AML72의 3종의 균주를 선발하였다. 선별된 3종의 균주의 아미노산 분석 결과 GABA 생성능이 가장 우수한 AML15 균주를 본 실험에 사용하였다. AML15의 분류학적 위치를 규명하기 위하여 16S ribosomal DNA 영역의 부분염기서열 분석을 실시하였다. 165 rDNA 분석결과 Lactobacillus brevis ATCC 367과 99%의 유사도를 나타내어 L. brevis AML15로 명명하였다. MRS 배지에 최종 전환 농도로 설정된 5%(w/v) monosodium glutamic acid를 첨가하고 배지의 초기 pH를 4.0, 5.0과 6.0으로 조정하여 배양한 결과 배지의 초기 pH가 5.0일 때 GABA 생성능이 가장 높게 조사되었다. GABA 생산배지에 GAD 효소활성에 조효소로 작용하는 PLP를 0. 10. 50과 100 ${\mu}M$의 농도로 첨가하여 아미노산 분석결과 PLP를 10${\mu}M$ 첨가하였을 때 10,424 $nM/{\mu}$l의 GABA가생산되었다. PLP를 첨가하지 않았을 때보다 PLP 첨가 후 GABA 생성이 증가됨을 확인할 수 있었다.

Characterization of Homocysteine ${\gamma}$-Lyase from Submerged and Solid Cultures of Aspergillus fumigatus ASH (JX006238)

  • El-Sayed, Ashraf S.;Khalaf, Salwa A.;Aziz, Hani A.
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제23권4호
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    • pp.499-510
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    • 2013
  • Among 25 isolates, Aspergillus fumigatus ASH (JX006238) was identified as a potent producer of homocysteine ${\gamma}$-lyase. The nutritional requirements to maximize the enzyme yield were optimized under submerged (SF) and solid-state fermentation (SSF) conditions, resulting in a 5.2- and 2.3-fold increase, respectively, after the last purification step. The enzyme exhibited a single homogenous band of 50 kDa on SDS-PAGE, along with an optimum pH of 7.8 and pH stability range of 6.5 to 7.8. It also showed a pI of 5.0, as detected by pH precipitation with no glycosyl residues. The highest enzyme activity was obtained at $37-40^{\circ}C$, with a $T_m$ value of $70.1^{\circ}C$. The enzyme showed clear catalytic and thermal stability below $40^{\circ}C$, with $T_{1/2}$ values of 18.1, 9.9, 5.9, 3.3, and 1.9 h at $30^{\circ}C$, $35^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, and $60^{\circ}C$, respectively. Additionally, the enzyme $K_r$ values were 0.002, 0.054, 0.097, 0.184, and 0.341 $S^{-1}$ at $30^{\circ}C$, $35^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, and $60^{\circ}C$, respectively. The enzyme displayed a strong affinity to homocysteine, followed by methionine and cysteine when compared with non-S amino acids, confirming its potency against homocysteinuria-related diseases, and as an anti-cardiovascular agent and a specific biosensor for homocysteinuria. The enzyme showed its maximum affinity for homocysteine ($K_m$ 2.46 mM, $K_{cat}\;1.39{\times}10^{-3}\;s^{-1}$), methionine ($K_m$ 4.1 mM, $K_{cat}\;0.97{\times}10^{-3}\;s^{-1}$), and cysteine ($K_m$ 4.9 m M, $K_{cat}\;0.77{\times}10^{-3}\;s^{-1}$). The enzyme was also strongly inhibited by hydroxylamine and DDT, confirming its pyridoxal 5'-phosphate (PLP) identity, yet not inhibited by EDTA. In vivo, using Swiss Albino mice, the enzyme showed no detectable negative effects on platelet aggregation, the RBC number, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, or creatinine titer when compared with negative controls.

임신부의 비타민 $B_{6}$ 섭취와 모체와 제대혈 및 태반 조직의 비타민 $B_{6}$농도 (Maternal Vitamin $B_{6}$ Intake and Vitamin $B_{6}$ Level in Maternal, Umbilical Cord Plasma and Placenta)

  • 안홍석;이금주;정환욱
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제35권3호
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    • pp.322-331
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    • 2002
  • 본 연구는 정상만기분만 임신부 (30명)와 그들의 신생아를 대상으로 임신부와 비타민$B_{6}$ 섭취양상과 모체와 신생아 제대혈장 및 태반조직내의 비타민$B_{6}$ 농도를 측정하고 이들 농도와 임신결과와의 상관성을 조사하며, 모체에서 태아로 비타민$B_{6}$가 이동될 때, 태반의 역할을 규명하고자 하였다. 임신부의 평균 연령과 임신 전 체중 및 신장은 각각 25.9세, 53.8kg 및 161 cm 였으며, 임신 전 체중 및 신장은 각각 25.9세, 53.8 kg 및 161cm 였으며, 임신 전 BMI는 20.7kg/$m^2$로 정상 범위였다. 수축기와 이완기 평균 혈압은 122.5 mmHg 와 75.2mmHg의 결과로 안정적인 수준이었으며 헤모글로빈 농도와 헤마토크리트치는 12.1g/dl와 36.1%로 양호하였다. 연구대상자 중 93.3%에 해당하는 임신부가 영양보충제를 복용했으며 이 중 85.7%가 엽산과 철분이 포함된 빈혈 치료제를 이용한 것으로 조사되었다. 영양보충제의 평균 복용기간은 16.3주였다. 임신부가 1일 평균 열량 섭취량은 2189.5kcal로 권장량의 93.2%였으며, 단백질은 79.3g(113.3%)으로 권장량을 상회하였다. 비타민 B$_{6}$의 평균 섭취량은 권장량은 91.4%인 1.7mg이었고, 비타민 $B_{6}$의 평균 섭취량은 권장량은 91.4%인 1.7mg이었고, 비타민 $B_{6}$ 영양밀도와 단백질 g 당 섭취량은 각각 0.8와 0.02mg으로 양호한 결과였다. 그러나, 비타민$B_{6}$의 주된 공급식품이 곡류 및 전분류 (50%)와 야채 및 과일류 (33%)로 식물성 식품이 대부분이었다. 임신 말 모체 혈장과 신생아 제대혈장의 PLP 농도는 각각 16.7$\pm$4.1 nmol/l와 61.3$\pm$19.8 nmol/l로 제대혈장의 PLP 농도가 유의적으로 높았으며, 태반조직의 PLP 농도는 898.6$\pm$159.2ng/g으로 혈장의 PLP 농도에 비해 매우 높은 값을 보였다. 모체와 태반조직 및 신생아 제대혈장간 PLP 농도의 상관성을 조사한 결과, 모체 혈장과 태반 조직간 (p<0.0001), 태반 조직과 신생아 제대혈장간 (p<0.05), 모체 혈 장과 제대혈장간(p<0.05) 유의적인 양의 상관관계가 있었다.

조효소를 함유하지 않는 효모의 Homocysteine 분해효소, Cystathionine ${\beta}$-Synthase의 생화학적 특성 (Biochemical Characteristics for the Cofactor Free Mutant of Yeast Homocysteine Catalyzing Enzyme, Cystathionine ${\beta}$-Synthase)

  • 지광한;조현남;양선아;이인선
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.196-202
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    • 2007
  • 본 연구에서는 최근 심혈관 순환계의 새로운 위험인자로 등장한 homocysteine을 생체 내에서 전환시키는 효소인 cystathionine ${\beta}$-synthase의 돌연변이에 관한 연구를 수행하였다. 인간의 cystathionine ${\beta}$-synthase에 돌연변이가 생기면 그 효소활성에 문제가 발생하여 homocysteine이 생체에 축적되어 부작용을 일으키는 homocystinuria라는 유전병이 생기게 되는데 여러 돌연변이 중 G3O7이 serine으로 치환된 돌연변이가 많은 비중을 차지한다. 한편 인간의 cystathionine ${\beta}$-synthase는 heme을 prosthetic group로 가지고 있어서 여러 스펙트럼 연구에 장애가 있으나, 같은 기능을 갖고 인간의 cystathionine ${\beta}$-synthase와 높은 상동성를 가지는 효모 유래의 cystathionine ${\beta}$-synthase는 heme을 포함하고 있지 않아 스펙트럼 연구에 용이한 점을 이용하여 인간의 G3O7에 해당하는 G247의 부위를 serine으로 치환, 정제하여 그 생화학적 특성을 살펴보았다. 효모의 G247S는 C 말단이 잘린 truncated form과 전체단백질이 모두 함유된 full length form의 두 가지를 이용하여 실험하였다. 두 돌연변이 단백질 모두에서 기질로써 L-homocysteine과 L-serine을 이용한 방사선 동위원소 $C^{14}$을 사용하여 활성을 측정한 바 활성이 전혀 검출되지 않았으며 ${\beta}$-mercaptoethanol과 L-cysteine을 기질로 이용한 방법에서도 황화수소를 검출할 수 없었다. 또한 UV-visible spectrum과 CD spectrum에서도 PLP의 특이적인 흡수지대인 410 nm에서의 흡수를 전혀 검출 할 수 없었다. 또한 PLP의 검출방법인 KCN과의 incubation실험에서도 PLP를 검출할 수 없었다. 보고된 인간 cystathionine ${\beta}$-synthase 결정3차 구조를 분석하여 본 바, G307은 조효소 PLP의 근방에 위치하여 bulky한 R group인 serine으로 치환될 경우 효소와 PLP의 결합을 극도로 저지하여 활성을 저지하는 것으로 생각된다 G247S를 고농도의 PLP와 incubation하여도 활성이 회복되지 않으며 단백질로의 PLP의 incorporation이 관찰되지 않았다. 이는 인간의 G307S환자가 PLP를 투여하여도 병세의 호전이 없는 이유를 설명하고 있다. 결론적으로 G307S 돌연변이에 기인한 homocystinuria 환자는 CBS의 활성이 전무하며 PLP의 투여에도 효과가 없음이 효모를 이용한 본 연구에서 확인되었다.

새로운 신경전달물질 H2S 발생 효소, cystathionine γ-lyase의 대량발현 조건과 활성측정 (Overexpression and Activity Analysis of Cystathionine γ-Lyase Responsible for the Biogenesis of H2S Neurotransmitter)

  • 김경란;변혜정;조현남;김정현;양선아;지광환
    • 생명과학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.119-126
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    • 2011
  • 질병과 밀접한 관계가 있는 hCGL 단백질의 경우 대량 배양 시 유도체를 사용하지 않아도 발현이 되는 점과 유전자 측면에서 조작이 쉬운 E.coli를 이용하여도 발현이 된다는 점에 있어서 중요한 이점을 가지고 있다. 본 연구에서는 배양되는 온도와 발현에 관련 있는 유도체의 농도, 600 nm에서의 균 성장 정도에 따른 유도체의 첨가 그리고 배지의 양을 조절하면서 유입되는 aeration의 조건으로 hCGL 단백질 발현의 최적의 조건 확립을 목적으로 하였다. 또 각 발생되는 inclusion body의 양을 측정하면서 보다 많은 가용성 단백질을 발현시키는 조건을 확립하고자 하였다. hCGL 단백질은 저온에서 보다 많은 양의 단백질이 발현되며 inhibitor의 억제를 담당하는 유도체의 농도와는 상관없이 발현이 되었다. 또한 균의 성장 정도에 따라 유도체의 첨가시기를 달리 하였을 때, 발현 비율에 차이는 있었으나 전체적인 단백질 양과 비교해 보면, 이는 hCGL 발현에 큰 영향을 미치지 않는다. 배지의 양을 달리하여 살펴본 aeration에 따른 hCGL 발현 정도는 배지의 부피가 15%일 때 높은 aeration으로 균의 양은 많았으나 목적 단백질인 hCGL의 발현은 aeration이 되지 않는 조건에서 더 잘되는 것을 확인하였다. 그리고 His-TEV-hCGL의 활성은 야생형 hCGL의 활성을 기준으로 하였을 때, L-cystathionine을 기질로 하였을 경우 76%, L-cysteine을 기질로 하였을 경우 88% 수준으로 유사한 활성을 나타내었고, 이는 손쉽게 정제 가능한 His-TEV-hCGL을 야생형을 대신하여 사용할 수 있음을 시사한다. 또한 His-TEV-hCGL이 야생형 hCGL과 같이, 427 nm에서 흡광을 가지는 것으로 보아 보효소PLP를 포함하고 있음을 알 수 있었다. 이로써 homocysteine 대사연구에 필수적인 hCGL 효소를 다량 얻는 방법을 확립하고, 관련 연구에 기여하리라 사료된다.