Park, Dong-Woo;Lee, Jun-Hun;Lee, Dong-Hun;Lee, Kyoung;Kim, Chi-Kyung
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.13
no.5
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pp.700-705
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2003
Pseudomonas sp. S-47 is capable of degrading benzoate and 4-chlorobenzoate as well as catechol and 4-chlorocatechol via the meta-cleavage pathway. The three enzymes of 2-oxopenta-4-enoate hydratase (OEH), acetaldehyde dehydrogenase (acylating) (ADA), and 2-oxo-4-hydroxypentonate aldolase (HOA) encoded by xylJQK genes are responsible for the three steps after the meta-cleavage of catechol. The nucleotide sequence of the xylJQK genes located in the chromosomal DNA was cloned and analyzed. GC content of xylJ, xylQ, and xylK was 65% and consisted of 786, 924, and 1,041 nucleotides, respectively. The deduced amino acid sequences of xylJ, xylQ, and xylK genes from Pseudomonas sp. S-47 showed 93%, 99%, and 99% identity, compared with those of nahT, nahH, and nahI in Pseudomonas stutzeri An10. However, there were only about 53% to 85% identity with xylJQK of Pseudomonas putida mt-2, dmpEFG of P. putida CF600, aphEFG of Comamonas testosteroni TA441, and ipbEGF of P. putida RE204. On the other hand, the xylLTEGF genes located upstream of xylJQK in the strain S-47 showed high homology with those of TOL plasmid from Pseudomonas putida mt-2. These findings suggested that the xylLTEGFIJQK of Pseudomonas sp. S-47 responsible for complete degradation of benzoate and then catechol via the meta-pathway were phylogenetically recombinated from the genes of Pseudomonas putida mt-2 and Pseudomonas stutzeri An10.
In order to explore tick proteins as potential targets for further developing vaccine against ticks, the total proteins of unfed female Dermacentor silvarum were screened with anti-D. silvarum serum produced from rabbits. The results of western blot showed that 3 antigenic proteins of about 100, 68, and 52 kDa were detected by polyclonal antibodies, which means that they probably have immunogenicity. Then, unfed female tick proteins were separated by 12% SDS-PAGE, and target proteins (100, 68, and 52 kDa) were cut and analyzed by LC-MS/MS, respectively. The comparative results of peptide sequences showed that they might be vitellogenin (Vg), heat shock protein 60 (Hsp60), and fructose-1, 6-bisphosphate aldolase (FBA), respectively. These data will lay the foundation for the further validation of antigenic proteins to prevent infestation and diseases transmitted by D. silvarum.
A 48-year-old male visited the emergency room of the authors' hospital due to nausea, vomiting, and myalgia for four days. Acute hepatitis A was identified from the serologic marker of the hepatitis A virus. Mild elevation of the serum creatinine and creatinine phosphokinase (CPK) suggested rhabomyolysis, which was confirmed with the serum aldolase, myoglobin, and urine myoglobin. With supportive care, both the liver and renal functions were recovered gradually and fully. This case shows that rhabdomyolysis can be one of the mechanisms of renal complication in cases of acute symptomatic hepatitis A.
A study was made on enzymes of carbohydrate metabolism in T. concretivorus grown with and without glucose. The present results show that T. concretivorus possesses high activities of pentose shunt pathway and related enzymes, glucokinase, G-6-P dehydrogenase, 6-PG dehydrogenase, and phosphoglucoisomerase, but low activities of enzymes unique to EMP(fructose-1,6-diphosphate aldolase). Although the synthesis of the latter enzymes remains largely unaffected by the growth enviroment, that of the former is stimulated by glucose. And the failure to detect ED pathway enzymes in cells grown in thiosulate or thiosulfate-glucose medium eliminates the ED pathway as a significant route of glucose catabolism in T.concretivorus. These results suggest that pentose shunt pathway performs an energetic role in glucose metabolism by T.concretivorus with EMP as a subway. The absence of ED pathway and the presence of pentose shunt pathway which is the major route of catabolism in T.concretivorus are similar to those of other obligately chemolitho-trophic thiobacilli. The G-6-P and 6-PG dehydrogenase are both NAD and NADP specific, but MAD predominant. However, the 3-PGAL dehydrogenase is only NAD specific. Since the specific activity of 3-PGAL generated from glucose is converted mainly into pyruvate which is channeled into the TCA cycle. All enzymes of the TCA cycle tested and NADH oxidase are detected in the cells of T.concretivorus grown in thiosulfate. The specific activities of fumarase and isocitrate dehydrogenase are high and others are low. The presence of two isocitrate dehydrogenase (NAD-and NADP-linked) may have important regulatory function for this organism. The activity of NAD-oxidase, which is implicated in the energy generating metabolism, was very high in the crude cell-free extract of T.concretivorus, recording 55.11 m.mu. mole/min/mg protein. This well coincides with the fact that activities of NAD-linked G-6-P dehydrogenase, 6-PG dehydrogenase and 3-PGAL dehydrogenase were high.
A study was made on enzymes of carbohydrate metabolism in T. concretivorus grown with and without glucose. The present results show that T. concretivorus possesses high activities of pentose shunt pathway and related enzymes, glucokinase, G-6-P dehydrogenase, 6-PG dehydrogenase, and phosphoglucoisomerase, but low activities of enzymes unique to EMP(fructose-1, 6-diphosphate aldolase). Although the synthesis of the latter enzymes remains largely unaffected by the growth enviroment, that of the former is stimulated by glucose. And the failure to detect ED pathway enzymes in cells grown in thiosulate or thiosulfate-glucose medium eliminates the ED pathway as a significant route of glucose catabolism in T.concretivorus. These results suggest that pentose shunt pathway performs an energetic role in glucose metabolism by T.concretivorus with EMP as a subway. The absence of ED pathway and the presence of pentose shunt pathway which is the major route of catabolism in T.concretivorus are similar to those of other obligately chemolitho-trophic thiobacilli. The G-6-P and 6-PG dehydrogenase are both NAD and NADP specific, but MAD predominant. However, the 3-PGAL dehydrogenase is only NAD specific. Since the specific activity of 3-PGAL generated from glucose is converted mainly into pyruvate which is channeled into the TCA cycle. All enzymes of the TCA cycle tested and NADH oxidase are detected in the cells of T.concretivorus grown in thiosulfate. The specific activities of fumarase and isocitrate dehydrogenase are high and others are low. The presence of two isocitrate dehydrogenase (NAD-and NADP-linked) may have important regulatory function for this organism. The activity of NAD-oxidase, which is implicated in the energy generating metabolism, was very high in the crude cell-free extract of T.concretivorus, recording 55.11 m$\mu$ mole/min/mg protein. This well coincides with the fact that activities of NAD-linked G-6-P dehydrogenase, 6-PG dehydrogenase and 3-PGAL dehydrogenase were high.
For the massive screening of the genes related to oxidative stress, a cDNA library was constructed from hot pepper (Capsicum annuum L. cv. Nockkwang) leaves treated with methyl viologen. From this library, 1,589 cDNA clones were sequenced from their 5' ends. The sequences were clustered into 1,252 unigenes comprised of 152 contigs and 1,100 singletons. Similarity search against NCBI protein database identified 1,005 ESTs (80.3%) as Known, 197 ESTs (15.7%) as Unknown, and 50 ESTs (3.99%) as No hit. In the ESTs, oxidative stress-related genes such as ascorbate peroxidase, catalase, and osmotin precursor were highly expressed. The cDNA microarray containing 1,252 unigenes was constructed and used to analyze their expression upon methyl viologen treatment. Analyses of the hybridization revealed that various stress-related genes such as peroxidase, tyrosine aminotransferase, and omega-6 fatty acid desaturase, were induced and some metabolism related genes such as aldolase and ketol-acid reductoisomerase, were repressed by methyl viologen treatment, respectively. The information from this study will be used for further study on the functional roles of oxidative stress-related genes and signaling network of oxidative stress in hot pepper.
Bae, Hwan Hee;Kwon, Young-Sang;Son, Beom-Young;Kim, Jung-Tae;Go, Young Sam;Kim, Sun-Lim;Baek, Seong-Bum;Shin, Seonghyu;Kim, Sang Gon
KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE
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v.64
no.4
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pp.422-431
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2019
Severe droughts in spring have occurred frequently in Korea in recent years, exerting a critical impact on corn yield. Therefore, it is necessary to find physiological and/or molecular indicators of the response to drought stress in maize plants. In this study, we investigated the effects of water-deficit stress on two Korean elite F1 maize hybrids, Ilmichal and Gwangpyeongok, by withholding water for 10 days at tassel initiation. The water deficit drastically reduced the relative leaf water content, leaf number, leaf area, and stem length, leading to dry matter reduction. Moreover, it reduced the SPAD values and stomatal conductance of leaves in drought-stressed plants of both hybrids. Importantly, the number of leaves and SPAD value were non-destructive and easy to investigate in response to water-deficit stress, suggesting that they may be useful indicators for screening drought-tolerant genetic resources. We detected more than 100 spots that were differentially accumulated under drought stress. Of these spots, a total of 21 protein spots (≥1.5-fold) from drought-exposed maize leaves were successfully analyzed by MALDI-TOF-TOF mass spectrometry. Functional annotation using Gene Ontology analysis revealed that most of the identified proteins were involved in carbohydrate metabolism, stress response fatty acid catabolism, photosynthesis, energy metabolism, and transport. The protein expression levels were increased in both Ilmichal and Gwangpyeongok, except for triosephosphate isomerase, fructose-bisphosphate aldolase, and an uncharacterized protein. The lactoylglutathione lyase delta (3,5)-delta (2,4)-dienoyl-CoA isomerase was overexpressed in Gwangpyeongok only. The results obtained from this study suggest that the drought-specific genes may be useful as molecular markers for screening drought-tolerant maize genotypes.
Sam Woong Kim;Young Jin Kim;Hyo In Choi;Sang Won Lee;Won-Jae Chi;Woo Young Bang;Tae Wan Kim;Kyu Ho Bang;Sang Wan Gal
Journal of Life Science
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v.34
no.7
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pp.465-475
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2024
Lactiplantibacillus plantarum K9 is a probiotic strain that can be utilized from various bioactive substances isolated from Protaetia brevitarsis seulensis larvae. In this study, a genetic analysis of L. plantarum K9 revealed the existence of a bacterial chromosome and three plasmids. The glycolysis pathway and pentose phosphate pathway were examined for their normal functioning via an analysis of the core metabolic pathways of L. plantarum K9. Since the key enzymes, fluctose-1,6-bisphospatase (EC: 3.1.3.11) and 6-phosphogluconate dehydratase (EC: 4.2.1.12)/2-keto-deoxy-6-phosphogluconate (KDPG) aldolase (EC: 4.2.1.55), of gluconeogenesis and the ED pathway were not identified from the L. plantarum K9 genome, we suggest that gluconeogenesis and the ED pathway are not performed in L. plantarum K9. Additionally, while some enzymes, related to fumarate and malate biosyntheses, involved in the TCA cycle were identified from L. plantarum K9, the enzymes associated with the remaining TCA cycle were absent, indicating that the TCA cycle cannot proceed. Meanwhile, based on our findings, we propose that the oxidative electron transport system performs class IIB-type (bd-type) electron transfer. In summary, we assert that L. plantarum K9 performs homolactic fermentation, executes gluconeogenesis and the pentose phosphate pathway, and carries out energy metabolism through the class IIB-type oxidative electron transport system. Therefore, we suggest that L. plantarum K9 has relatively high lactic acid production, and that it has excellent antibacterial activity, as a result, compared to other lactic acid bacterial strains. Moreover, we speculate that L. plantarum K9 has an oxidative electron transport capability, indicating that it is highly resistant to oxygen and suggesting that it has fine cultivation characteristics, which collectively make it highly suitable for use as a probiotic.
Vanillin is one of the world's principal flavoring compounds, and is used extensively in the food industry. The potential vanillin production of the bacteria was compared to select and clone genes which were appropriate for highly productive vanillin production by E. coli. The fcs (feruloyl-CoA synthetase) and ech (enoyl-CoA hydratase/aldolase) genes cloned from Amycolatopsis sp. strain HR104 and Delftia acidovorans were introduced to pBAD24 vector with $P_{BAD}$ promoter and were named pDAHEF and pDDAEF, respectively. We observed 160 mg/L vanillin production with E. coli harboring pDAHEF, whereas 10 mg/L of vanillin was observed with pDAHEF. Vanillin production was optimized with E. coli harboring pDAHEF. Induction of the fcs and ech genes from pDAHEF was optimized with the addition of 13.3 mM arabinose at 18 h of culture, from which 450 mg/L of vanillin was produced. The feeding time and concentration of ferulic acid were also optimized by the supplementation of $0.2\%$ ferulic acid at 18 h of culture, from which 500 mg/L of vanillin was obtained. Under the above optimized condition of arabinose induction and ferulic acid supplementation, vanillin production was carried out with four different types of media, M9, LB, 2YT, and TB. The highest vanillin production, 580 mg/L, was obtained with LB medium, a 3.6 fold increase in comparison to the 160 mg/L obtained before the optimization of vanillin production.
In our previous study, we isolated and characterized a 1-deoxynojirimycin (DNJ)-producing bacterium, Bacillus subtilis MORI, from chungkookjang, a Korean traditional food. B. subtilis MORI was subjected to ${\gamma}$-irradiation and the resulting bacteria were screened for increased DNJ production. A mutant was identified that produced 7.6 times more DNJ and named B. subtilis MORI 3K-85. In this study, the protein profiles of both strains were compared by one-dimensional and two-dimensional gel electrophoresis (1-DE and 2-DE, respectively) under both native and denaturing conditions. The 1-DE native-PAGE and 1-DE SDS-PAGE analyses identified 5 and 7 bands, respectively, that were found at higher concentrations in B. subtilis MORI 3K-85 than in B. subtilis MORI. Similarly, 2-DE analyses identified 20 protein spots which were found at higher concentrations in B. subtilis MORI 3K-85. The peptide mass profiles of these 20 proteins were analyzed by MALDI-TOF and compared with peptide sequences of B. subtilis and B. amyloliquefaciens in the MASCOT database. This screening suggested that three dehydrogenases, an aldolase, a synthetase, an isomerase, a reductase, and a peroxidase are elevated in B. subtilis MORI 3K-85. Based on this data, one or more of the elevated 8 enzymes might be related to the DNJ biosynthetic pathway.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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