• 생명과학회지
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• 제29권8호
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• pp.916-921
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• 2019

본 연구는 내열성, 에탄올내성 및 에탄올생산성이 향상된 새로운 생물시스템을 육종하기 위해 DNA 복제 시 교정기능이 결여된 변이주(proofreading-deficient mutant)를 이용한 무작위적 돌연변이(random mutagenesis)를 유도하였다. DNA polymerase ${\delta}$와 ${\varepsilon}$의 catalytic subunit를 코드하고 있는 POL3와 POL2 유전자가 변이된 AMY410 균주(pol2-4)와 AMY126 균주(pol3-01)를 이용하여 $30^{\circ}C$, $38^{\circ}C$, $48^{\circ}C$에서 내열성 변이를 유도하였다. AMY410 균주와 AMY126 균주는 $38^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 거의 자랄 수가 없기 때문에, 배양 온도를 점차 높여가며 변이를 유도한 결과, $40^{\circ}C$에서도 잘 자라는 AMY410-Ht와 AMY126-Ht 균주를 선별할 수 있었다. 또한 AMY410-Ht와 AMY126-Ht 균주의 에탄올내성을 추가로 획득하기 위해 6%와 8% 에탄올이 함유된 배지에서 변이를 유도하였고, 8% 에탄올 농도에서 내성을 가지는 AMY410-HEt 균주와 AMY126-HEt 균주를 분리하였다. 특히 AMY126-HEt 균주는 10% 에탄올 농도에서도 내성을 가짐을 확인할 수 있었다. AMY126-HEt 균주의 에탄올생산성의 증가를 위한 변이는 고농도 당(glucose)의 첨가에 의해 유도되었고, 50 g/l의 고농도 glucose를 함유한 배지에서 24.7 g/l의 에탄올(95% 이론적 전환수율)을 생산할 수 있는 고효율 에탄올 생산균주(AMY126-HEt3)를 최종 분리하였다. 따라서, 본 연구를 통해서 교정기능이 결여된 균주(proofreading-deficient mutant)를 사용한 돌연변이법으로 산업적으로 유용한 다양한 형질을 가진 생물시스템의 구축이 가능함을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제1권4호
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• pp.256-260
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• 1991

In B. subtilis, $\alpha$-amylase synthesis is regulated by amyR located directly on the upstream of amyE. Three different amyR alleles have been reported, amyR1, amyR2 and amyR3. Strains bearing the gra-10 mutation which confers derepression for catabolite repression has GlongrightarrowA transition mutation at ＋5 of amyR1. S1 nuclease mapping demonstrated that transcription initiated at 8 bases downstream from the -10 region of putative E$\sigma^{A}$ promoter P1 in amyR1 and gra-10. In amyR2, the major transcription initiatd at the same place and the minor, 10 bases downstream from -10 of P2. The transcript from P2 contributed approximately 15-20% of total amyE mRNA. S1 nuclease protection experiment indicated that amyE mRNA levels corresponded to the rate of synthesis assumed by specific activities of $\alpha$-amylase in culture supernatants, suggesting that $\alpha$-amylase synthesis is regulated at the level of transcription.n.

• 미생물학회지
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• 제46권1호
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• pp.80-85
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• 2010

보리 맥아로부터 발견된 서로 다른 알파아밀라제 동질효소(AMY1, AMY2)는 80%에 달하는 높은 아미노산 서열의 상동성을 보이지만, 두 효소의 특성은 서로 달라 AMY1 효소는 낮은 농도의 칼슘 조건에서 최대 활성을 보이는 반면, AMY2 효소는 높은 칼슘이온 농도에서 높은 활성을 나타낸다. 또한 BASI (Barley ${\alpha}$-Amylase/Subtilisin Inhibitor) 단백질은 AMY2 효소만을 특이적으로 저해한다. 따라서 본 연구에서는 AMY1과 AMY2 효소의 유전자를 I, II, III의 세 부위로 나눈 후, 제한효소 처리에 의해 일부 부위를 상호 치환한 4종의 chimera 효소를 추가로 제조하고, Pichia pastoris 균주에서 대량 발현하였다. 이들 효소의 특성을 비교한 결과, 제 I 부위만이 상호치환된 AMY211 및 AMY122 효소의 경우, AMY1과 AMY2의 중간적 칼슘 의존성을 나타내었으며, BASI에 의한 저해효과는 AMY2의 제 I, II 부위를 포함하는 AMY221 효소에서만 관찰되었다. 따라서 보리 아밀라제의 제 I 부위 및 제 II 부위에 존재하는 아미노산 잔기들이 칼슘 의존성 및 BASI와의 결합에 중요한 역할을 담당하는 반면 제 III 부위는 이들 효소의 활성 차이에 영향을 미치지 않음을 확인하였다.

• Journal of Gastric Cancer
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• 제21권1호
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• pp.30-37
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• 2021

Purpose: While the amylase concentration of the drainage fluid (dAmy) has been reported to be a predictor of postoperative pancreas-related complications (PPRC), the optimal timing for its measurement has not been fully investigated. Materials and Methods: The clinicopathological data of 387 patients who underwent elective gastrectomy for gastric cancer were reviewed. Laboratory data, including dAmy on postoperative days 1 (dAmy1) and 3 (dAmy3), and serum C-reactive protein (sCRP) concentrations on postoperative days 1 (sCRP1) and 3 (sCRP3) were compared between patients with PPRC and without PPRC. Results: Nineteen of the 387 patients (4.9%) developed PPRC. The optimal cutoff values of dAmy1, dAmy3, sCRP1, and sCRP3 were 1514 IU/L, 761 IU/L, 8.32 mg/dL, and 15.15 mg/dL, respectively. The area under the curve of dAmy1 was greater than that of dAmy3 (0.915 vs. 0.826), and that of sCRP3 was greater than that of sCRP1 (0.820 vs. 0.659). In the multivariate analysis, dAmy1 (P<0.001) and sCRP3 (P=0.004) were significant predictors of PPRC, while dAmy3 (P=0.069) and sCRP1 (P=0.831) were not. Thirteen (41.9%) of 31 patients with both dAmy1 ≥1,545 IU/L and sCRP3 ≥15.15 mg/dL had PPRC ≥Clavien-Dindo II. In contrast, among 260 patients with both dAmy1 <1,545 IU/L and sCRP3 <15.15 mg/dL, none developed PPRC. Conclusions: dAmy1 was more useful than dAmy3 in predicting PPRC. The combination of dAmy1 and sCRP3 may be a useful criterion for the removal of drains on postoperative day 3.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권2호
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• pp.151-157
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• 2010

보리 맥아로부터 발견된 서로 다른 알파아밀라제 동질효소(AMY1, AMY2)는 80%에 달하는 높은 아미노산 서열의 상동성을 보이지만, 효소적 특성은 서로 매우 다르다. 따라서 본 연구에서는 staggered extension process(StEP) 기술을 이용하여 AMY1과 AMY2 유전자가 조합된 5종의 chimera 효소를 제조하고, 각각의 특성을 비교하여 총 8개 부위(I~VIII)의 영향을 확인하였다. 결과적으로, AMY-D2, D8, E12 chimera 효소의 경우, AMY1과 AMY2의 중간적 칼슘의존성을 보였으며, BASI(barley $\alpha$-amylase/subtilisin inhibitor) 단백질에 의한 저해효과는 AMY-E10 효소에서만 관찰되었다. 한편 AMY-C6의 경우, AMY1과 유사한 효소특성을 보였으며, AMY-E10은 AMY2 형태의 칼슘의존성을 나타내었다. 따라서 보리 아밀라제의 제 II, III, IV부위가 BASI와의 상호작용에 중요한 역할을 담당하며, 제 III, V, VI, VII부위는 칼슘의존성에 부분적인 영향을 미치는 것으로 판단하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권11호
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• pp.1306-1318
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• 2009

The filamentous ascomycete Sclerotinia sclerotiorum is well known for its ability to produce a large variety of hydrolytic enzymes. Two $\alpha$-amylases ScAmy54 and ScAmy43 predicted to play an important role in starch degradation were showed to produce specific oligosaccharides essentially maltotriose that have a considerable commercial interest. Primary structure of the two enzymes was established by N-terminal sequencing, MALDI-TOF masse spectrometry and cDNA cloning. The two proteins have the same N-terminal catalytic domain and ScAmy43 derived from ScAmy54 by truncation of 96 amino acids at the carboxyl-terminal region. Data of genomic analysis suggested that the two enzymes originated from the same $\alpha$-amylase gene and that truncation of ScAmy54 to ScAmy43 occurred probably during S. sclerotiorum cultivation. The structural gene of Scamy54 consisted of 9 exons and 8 introns, containing a single 1,500-bp open reading frame encoding 499 amino acids including a signal peptide of 21 residues. ScAmy54 exhibited high amino acid homology with other liquefying fungal $\alpha$-amylases essentially in the four conserved regions and in the putative catalytic triad. A 3D structure model of ScAmy54 and ScAmy43 was built using the 3-D structure of 2guy from A. niger as template. ScAmy54 is composed by three domains A, B, and C, including the well-known $(\beta/\alpha)_8$ barrel motif in domain A, have a typical structure of $\alpha$-amylase family, whereas ScAmy43 contained only tow domains A and B is the first fungal $\alpha$-amylase described until now with the smallest catalytic domain.

• 한국식품과학회지
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• 제42권2호
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• pp.198-203
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• 2010

보리 맥아에는 2종의 $\alpha$-amylase isozyme(AMY1, AMY2)이 존재하며, 이들 효소는 80% 이상의 높은 아미노산 서열 상동성을 보이지만, calcium 의존성 등 효소의 작용특성은 서로 매우 다르다. 따라서 본 연구에서는 AMY2의 활성부위 중 2번째 $\beta\rightarrow\alpha$ loop에 존재하는 42번째 alanine 잔기를 saturation mutagenesis를 이용하여 다양한 아미노산으로 치환하고, 전분 분해활성이 증가한 돌연변이를 선발하였다. 결과적으로 alanine이 proline으로 치환된 AMY2-A42P의 경우에서만 발현도가 2배 증가하는 것을 확인하였으며, 특히 정제 과정에서의 회수율 또한 4배 증가하므로 향후 효소의 생산 및 활용에 유리할 것으로 판단하였다. 이 돌연변이 효소의 calcium 의존성 및 pH 안정성 등은 AMY2와 유사한 것으로 나타났으나, 각종 전분에 대한 기질특이성은 AMY1과 AMY2의 중간적인 특성으로 변화되었다. 결국 42번째 아미노산 잔기의 proline 치환에 의해 상대적으로 발현율이 높고 기질특이성이 변화된 AMY2 유사효소의 생산이 가능하였으며, 향후 이를 이용하여 분자진화기술 등 최신 효소공학적 방법론을 적용한 다양한 연구가 가능할 것으로 기대한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권5호
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• pp.765-775
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• 2019

A new ${\alpha}$-amylase-encoding gene (amySL3) of glycoside hydrolase (GH) family 13 was identified in soda lake isolate Alkalibacterium sp. SL3. The deduced AmySL3 shares high identities (82-98%) with putative ${\alpha}$-amylases from the genus Alkalibacterium, but has low identities (<53%) with functionally characterized counterparts. amySL3 was successfully expressed in Escherichia coli, and the recombinant enzyme (rAmySL3) was purified to electrophoretic homogeneity. The optimal temperature and pH of the activity of the purified rAmySL3 were determined to be $45^{\circ}C$ and pH 7.5, respectively. rAmySL3 was found to be extremely halophilic, showing maximal enzyme activity at a nearly saturated concentration of NaCl. Its thermostability was greatly enhanced in the presence of 4 M NaCl, and it was highly stable in 5 M NaCl. Moreover, the enzyme did not require calcium ions for activity, and was strongly resistant to a range of surfactants and hydrophobic organic solvents. The major hydrolysis products of rAmySL3 from soluble starch were maltobiose and maltotriose. The high ratio of acidic amino acids and highly negative electrostatic potential surface might account for the halophilic nature of AmySL3. The extremely halophilic, calcium-independent, and surfactant-resistant properties make AmySL3 a promising candidate enzyme for both basic research and industrial applications.

• 생명과학회지
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• 제15권6호
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• pp.1013-1021
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• 2005

미생물 메타게놈은 특이한 생체촉매의 다양한 원료로 제공된다. 한우의 반추위에서 게놈 DNA를 분리한 후 메타게놈 은행을 구축하고 $\alpha$-amlylase를 암호화하는 유전자를 클로닝하여 DNA 및 아미노산 서열을 밝히고 생화적 특징을 조사하였다. amyA유전자는 1,893 bp로 631개의 아미노산 잔기를 가진 단백질을 암호화였으며 효소의 분자량은 단백질 전기영동 결과 약 71,000 Da으로 확인되었다. 이 효소를 다른 아밀라제와 비교한 결과 $21-59\%$의 상동성을 보였다. AnyA는 pH $6.40\%$에서 최적 활성을 나타내었고, pl값은 5.87이었다. E. coliDH5$\alpha$에서 발현된 AmyA의 활성은 $\Mg^{2+}$(20mM), $Ca^{2+}$ (30 mM) 존재 시 그 활성이 증가하였고, $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$ 존재 시 저해되었다. amyA 유전자의 internal primer를 사용하여 인공적으로 배양할 수 있는 49종의 반추세균에서 분리한 게놈 DNA을 주형으로 PCR분석한 결과 해당하는 벤드를 확인할 수 없었다. AmyA는 현재로 배양할 수 없는 반추 미생물에서 온 것으로 추정된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권1호
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• pp.36-41
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• 2003

Saccharomyces cerevisiae로부터 외래 $\alpha$-amylase의 발현 및 분비를 증진시키기 위하여 여러 실험이 수행되었다. ADC1 promoter와 mouse salivary $\alpha$-amylase cDNA gene의 native signal sequence를 효모의 PRB1 promoter와 invertase leader sequence로 대치한 plasmid vector pCNN(AMY)를 제작하였다. 효모세포에서 생성된 $\alpha$-amylase의 세포외로의 분비율은 mouse o-amylase의 native signal sequence인 경우는 약 89.4%이었으며 invertase leader sequence로 치환된 경우는 96.3%로 분비효율이 증진되었다. 야생주인 K8l/pCNN(AMY)와 호흡결여변이주인 K81/pCNN(AMY)p-의 혐기적 조건하에서의 배양 결과 $\alpha$-amylase 생산량이 K8l/pCNN(AMY)보다 K81/pCNN(AMY)p-가 약 5~8배 정도 증가하였다. $\alpha$-Amylase의 생산에 있어서 배지조성에 따른 K81/pCNN(AMY)의 생산증진의 비교는 배지성분인 yeast extract와 peptone의 구성비율을 비교하였을 때 yeast extract 1%와 peptone 2%, NaCl의 경우 100 mM, 2-mercaptoethanol인 경우에는 0.015%(w/v)을 첨가하였을 때 최대 효소 활성을 나타내었고, 특히 2-mercaptoethanol인 경우에는 대조구에 비해 효소 생산량이 약 3배 정도 증진되었다.