• Journal of Photoscience
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• 제11권3호
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• pp.89-94
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• 2004

Motile cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 cells show photomovement with respect to the light stimulus. Under lateral irradiation, Synechocystis displays a phototactic gliding movement toward the light source by a twodimensional random biased walk. Under vertical irradiation, Synechocystis decreased the frequency of mean vectorial gliding speed dependent on the applied fluence rate, whereas the deviation distribution width of the speed increased. This strongly suggests the involvement of photokinesis. Evidence for the cyanobacterial photokinesis was discussed in the previous report (Choi et al., 1999. Photochem. Photobiol. 70, 95-102) demonstrating that the gross scalar speed of vertically irradiating cells increased by about 50% compared with that of dark-adapted cells. In the visible wavelength range, Synechocystis cells showed a maximal photokinetic activity at 420 nm and a second maximal activity at 680 nm. The threshold action spectrum for the photokinesis resembles the absorption spectrum of chlorophyll with major differences in the phototaxis action spectrum at 560 nm and 660 nm. We postulate that the cyanobacterial photokinesis is powered by the energy-generating chlorophyll pigments.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권2호
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• pp.103-110
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• 2003

그람 양성세균에서 PyrR단백질에 의하여 피리미딘의 생합성이 조절된다는 발견을 바탕으로 하여, Synechocystis sp.PCC6803과 Haemophilus influenzae의 PyrR orthologue 유전자를 Bacillus subtilis에서 형질전환 시켜 피리미딘 생합성의 조절 유무를 조사하였다. Synechocystis sp.PCC6803과 H. influenzae의 PyrR orthologue유전자를 pUC19과 T-vector에 클로닝 한후 pKH1, pKH2, pHPSK1, pHPSK2으로 각각 명명하였다. 이것을 다시 Escherichia. coli와 B. subtiius용 shuttle vector인 pHPS9에 클로닝 하여 pKH3, pKH4, pHPSK3, pHPSK4로 각각 명명하였다. B. subtilis DB104Δ PyrR에 pKH3, pKH4, pHPSK3, pHPSK4을 형질전환후 ATCase 활성을 측정결과 pHPSK3을 가진 균주만 피리미딘에 의한 조절작용이 일어난다는 사실을 통하여, H. influenzae의 PyrR orthologue 유전자의 선도 부분에 조절에 관여하는 미지의 부분이 있음을 예측할 수 있었다. 서로 다른 유래의 PyrR orthologue단백질을 정제하기 위하여 pET14b에 클로닝후 pKH5, pHPSK5으로 각각 명명하였다. SDS-PAGE로 분석한 결과 각각 약 18 kDa과 21 kDa의 분자량을 나타내었다. 정제된 PyrR orthologue 단백질의 UPRTase 활성을 측정한 결과 H. infuenzae의 PyrR orthologue 단백질은 UPRTase 활성을 나타내었으며 다양한 pH에서 측정한 결과 pH 5에서 가장 높은 활성을 나타내었다. 반면에, Synechocystis sp. PCC6803의 PyrR orhologue 단백질은 UPRTase 활성을 나타내지 않았다. 여러 가지 균주의 PyrR 아미노산 서열을 비교한 계통수 분석은 PyrR 단백질의 조절기작과 어느 정도 연관됨을 시사해 주었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제20권4호
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• pp.347-355
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• 2015

The growth kinetics of phototrophic microorganisms can be controlled by the light irradiance, the concentration of an inorganic nutrient, or both. A multi-component kinetic model is proposed and tested in novel batch experiments that allow the kinetic parameters for each factor to be estimated independently. For the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC6803, the estimated parameters are maximum specific growth rate $({\mu}_{max})=2.8/d$, half-maximum-rate light irradiance $(K_L)=11W/m^2$, half-inhibition-rate light irradiance $(K_{L,I})=39W/m^2$, and half-maximum-rate concentration for inorganic carbon $(K_{S,Ci})=0.5mgC/L$, half-maximum-rate concentration for inorganic nitrogen $(K_{S,Ni})=1.4mgN/L$, and half-maximum-rate concentration for inorganic phosphorus $(K_{S,Pi})=0.06mgP/L$. Compared to other phototrophs having ${\mu}max$ estimates, PCC6803 is a fast-growing r-strategist relying on reaction rate. Its half-maximum-rate and half-inhibition rate values identify the ranges of light irradiance and nutrient concentrations that PCC6803 needs to achieve a high specific growth rate to be a sustainable bioenergy source. To gain the advantages of its high maximum specific growth rate, PCC6803 needs to have moderate light illumination ($7-62W/m^2$ for ${\mu}_{syn}{\geq}1/d$) and relatively high nutrient concentrations: $N_i{\geq}2.3 mgN/L$, $P_i{\geq}0.1mgP/L$, and $C_i{\geq}1.0mgC/L$.

• 한국미생물학회:학술대회논문집
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• 한국미생물학회 2002년도 추계학술대회
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• pp.203-205
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• 2002

Light is an environmental signal that regulates photomovement and main energy source of photosynthesis in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 (Syn6803). Syn6803 is a popular model system for study of plant functional genomics. In this report, we adopted 2D gel based proteomics study to investigate proteins related with the light absorption and photo-protection in Syn6803. More than 700 proteins were detected on the SDS-gels stained with silver nitrate. Several proteins showing different expression level under various light conditions were identified with MALDI-TOF Mass spectrometry. As a comparison, we also conducted ICAT-based proteome study using WT and cphl (cyanobacterial phytochrome 1) mutant. A cphl deletion led to changes in the expression of proteins involved in translation, photosynthesis including photosystem and CO2 fixation, and cellular regulation. We are currently involved in TAP-tagging method to study protein-protein interactions in search for the molecular component involved in the light signal transduction of Syn6803 photomovement.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권6호
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• pp.1090-1094
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• 2008

In this article, we show that the orf slr1471 from Synechocystis sp. PCC 6803 codes for a functional member of the YidC/Alb3/Oxa1 protein family, and the encoded protein has a transmembrane topology with a common core structure. Using specific antibodies raised against the Synechocystis YidC homologous protein, we further show that the Synechocystis YidC protein appears to be predominantly localized in the cyanobacterial cytoplasmic membrane. The impact of the described findings for synthesis of membrane proteins and for protein sorting within cyanobacterial cells is discussed.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제4권3호
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• pp.193-199
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• 2010

An olive-green mutant was generated in Synechocystis sp. strain PCC 6803 by inactivation of the sll0396 gene. Whole-cell absorption spectra of the mutant revealed the missing of phycocyanin peak. An investigation of the low-temperature fluorescence emission spectra revealed that the $sll0396{\Omega}$ mutant has a reduced amount of phycocyanin. Western blot analysis showed that the mutant contained less phycocyanin ${\beta}$- and ${\alpha}$-subunits and lacked the 30- and 32-kDa linker polypeptides, and northern blot analysis revealed that the transcription of the 1.4-kb cpcBA gene encoding the phycocyanin ${\beta}$- and ${\alpha}$-subunits was lower in the mutant. The Sll0396 protein has a DNA-binding motif and shares homology with known response regulators. Our results indicate that Sll0396 plays a regulatory role in the transcription of the phycocyanin genes during phycobilisome synthesis.

• 미생물학회지
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• 제41권1호
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• pp.67-73
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• 2005

본 연구에서는 남세균인 Synechocystis sp. PCC 6803 (Syn6803)을 대상으로 transposable element Tn5를 이용하여 획득된 1,200여 돌연변이주로부터 모균주에 비하여 PHB 축적량이 크게 증진된 균주를 선별하고, Tn5 삽입에 의해 결함을 나타낸 유전자를 확인함으로써 Syn6803에서의 PHB 생합성에 영향을 주는 세포내 생리학적 요인을 조사하고자 하였다. 모균주인 야생형 균주의 경우 질소원이 제한된 $BG11_0$ 배지에서의 PHB 생합성량이 건체량의 $4\%$ (w/w) 수준인데 반하여, $10-34\%$의 생합성량을 보이는 25개의 돌연변이 균주를 얻을 수 있었다. Inverse PCR을 이용하여, 선별된 돌연변이 균주내 돌연변이가 일어난 유전자를 조사한 결과, 아직까지 그 기능이 규명되지 않은 유전자가 대부분이었으나, NADH-ubiquinone oxidoreductase, O-succinylbenzoic-CoA ligase 또는 photosystem II PsbT protein과 같이 광합성과 호흡에 관여하는 유전자에 돌연변이가 일어난 4 균주와 histidine kinase가 결여된 1균주가 확인되었다. 이들 균주를 대상으로pulse-amplitude modulated fluorometer를 이용하여 세포내 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비를 측정한 결과, 에너지 대사 흐름의 차단에 의해 세포내의 $NAD(P)HNAD(P)^+$비가 모균주에 비하여 현저하게 높은 것으로 나타났다. 이는 잉여의 전자로 포화된 세포, 즉 NAD(P)H에 의해 환원적 상태를 유지하고 있는 세포의 경우 PHB 축적 이 증진될 수 있음을 시사한다. 이러한 사실은 인위적으로 광합성과 호흡 관련 유전자가 제거되어 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비가 높아진 것으로 알려진 다수의 Syn6803 돌연변이 균주들을 대상으로 PHB 생합성량을 조사한 결과로부터 재확인되었다.

• Journal of Plant Biology
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• 제38권1호
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• pp.87-93
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• 1995

최근에 Synechocystis sp. PCC 6803 중에 한 균주가 고체 한천 배지상에서 일정한 조명(300-1000 lux) 방향을 따라 활주 운동하는 것을 관찰하여 이 종을 S. 6803 PTX라고 명명하고 이의 주광성 운동에 대한 생리학적 특징을 이해하기 위하여 몇 가지 대사 억제제와 신호 전달 차단제의 주광성 운동에 미치는 효과를 조사하였다. DCMU는 광계 II로부터 광계 I의 일차 전자 수용체인 플라스토퀴논으로의 비순환성 광합성 전자전달을 억제하는 억제자로서 $100\;\mu\textrm{M}$의 농도에서는 주광성 운동을 억제하지 못하였다. 그러나 호흡에 의한 전자전달 억제제인 sodium azide를 처리하였을 경우에는 S. 6803 PTX에서 심하게 장해를 받았다. 이러한 관찰 결과는 주광성 운동의 주동력원이 광인산화 과정보다는 호흡에 의한 산화적인 인산화과정에 주로 연관되어 있음을 보여주었다. 또한, 세포를 CCCP나 DNP와 같은 막상의 uncoupler를 처리하였을 때, 세포내 ATP 농도를 저하시키거나 세포질막에 수소 이온의 전기화학구배($\Delta\mu_{H}+$)를 제거시키나, 이러한 화합물들은 주광성 운동에 뚜렷한 영향은 주지 못하였다. 이러한 결과와는 달리, H+-F0F1 ATPase에 민감하게 억제 작용을 나타내는 DCCD나 NBD의 처리는 세포내 ATP만 고갈시키고 막상에서 $\Delta\mu_{H}+$는 그대로 유지시키는 작용을 하는데, 이러한 DCCD나 NBD는 주광성 운동에 대해서는 심하게 억제 현상을 나타내었다. 또한, 특이성 calcium ionophore 중의 하나인 A23187의 처리는 양성 주광성에 심하게 장해를 주었다. 아마도 Ca2+ 유동은 주광운동 방향성의 신호전달 과정에 중요하게 관련되어 있는 것으로 나타났다. 마지막으로 S-adenosyl methionine과 같은 메틸 공여체의 고갈이 S. 6803 PTX 균주의 주광성 반응에 영향을 주는지를 알아보기 위하여 에티오닌을 BG11을 한천 배지에 첨가하였다. 이 생물종의 광운동은 에티오닌의 농도가 증가됨에 따라 일정하게 억제되다가 0.5mM에서 주광성 운동을 완전히 억제시켰다. 이것은 광수용 기작이 Escherichia coil나 Salmonella typhimurium에서 발견된 메틸기 수용 주화성 단백질과 같은 메틸화/탈메틸화 과정에 의하여 조절될 가능성을 보여주고 있음을 의미한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권5호
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• pp.447-454
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• 2009

The transport of spermidine into a cyanobacterium, Synechocystis sp. pec 6803, was characterized by measuring the uptake of $^{14}C$-spermidine. Spermidine transport was shown to be saturable with an apparent affinity constant ($K_m$) value of $67{\mu}M$ and a maximal velocity ($V_{max}$) value of 0.45 nmol/min/mg protein. Spermidine uptake was pH-dependent with the pH optimum being 8.0. The competition experiment showed strong inhibition of spermidine uptake by putrescine and spermine, whereas amino acids were hardly inhibitory. The inhibition kinetics of spermidine transport by putrescine and spermine was found to be noncompetitive with $K_i$ values of 292 and $432{\mu}M$, respectively. The inhibition of spermidine transport by various metabolic inhibitors and ionophores suggests that spermidine uptake is energy-dependent. The diminution of cell growth was observed in cells grown at a high concentration of NaCl. Addition of a low concentration of spermidine at 0.5 mM relieved growth inhibition by salt stress. Upshift of the external osmolality generated by either NaCl or sorbitol caused an increased spermidine transport with about 30-40% increase at 10 mosmol/kg upshift.

• 한국동물학회:학술대회논문집
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• 한국동물학회 1998년도 한국생물과학협회 학술발표대회
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• pp.304.2-304
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• 1998