• 제목/요약/키워드: amyA

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유전자 형질전환을 통한 쌀 전분 분해효소 재조합 효모균주의 개발과 발효특성조사 (Construction of the recombinant yeast strain with transformation of rice starch-saccharification enzymes and its alcohol fermentation)

  • 이자연;진종언;배석
    • 미생물학회지
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    • 제52권2호
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    • pp.220-225
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    • 2016
  • 쌀 전분을 원료로 효모를 직접 이용하여 항산화제 glutathione(GSH)이 풍부한 알코올 음료를 제조할 목적으로 GSH 함량과 당화능을 증진시키기 위하여 Saccharomyces cerevisiae의 ${\gamma}$-glutamylcysteine synthetase 유전자(GSH1), Debaryomyces occidentalis의 glucoamylase 유전자(GAM1), 그리고 ${\alpha}$-amylase 유전자(AMY)를 청주 효모 S. cerevisiae에서 공동 발현시켰다. 재조합 청주 효모의 세포외 GSH 함량은 원균주에 비해 1.5배 증가하였다. 2% (w/v) 쌀 전분이 함유된 배지에서 배양하였을 때 GAM1과 AMY 유전자 모두 발현하는 효모 균주의 glucoamylase에 의한 당화능은 GAM1유전자만 발현하는 균주와 비교하여 2배 증가하였다. 이 새로운 균주는 쌀 전분이 20%(w/v) 함유된 배지에서 7일간 발효를 통해 에탄올 11% (v/v)를 생산하였고, 전분 함유량의 90% 이상을 소비하였다.

Fluorescence-labelling for analysis of protein in starch using asymmetrical flow field-flow fractionation (AF4)

  • Yoo, Yeongsuk;Choi, Jaeyeong;Zielke, Claudia;Nilsson, Lars;Lee, Seungho
    • 분석과학
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    • 제30권1호
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    • pp.1-9
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    • 2017
  • Starch is a mixture of amylose (AMY) and amylopectin (AMP) which are different in physical properties such as molar mass (M), rms radius ($R_g$) and hydrodynamic diameter ($d_H$). The rheological and functional properties of starch are influenced by various factors including the molecular size, molar mass distribution (MD) and the concentration ratio of AMY and AMP. It is also important to analyze proteinaceous material in starch as they affect the flavor and texture of food to which starch is added. In this study, asymmetrical flow field-flow fractionation (AF4) was employed for separation and quantitation of AMY and AMP in starches (Amaranth, potato, taros and quinoa). AF4 was coupled with a multi-angle light scattering (MALS) and a refractive index (RI) detector for determination of the absolute M, MD and molecular structure. It was found that AMP has the M and $R_g$ ranging $3.7{\times}10^7{\sim}6.5{\times}10^8g/mol$ and 84 ~ 250 nm, respectively. Also the existence of branch was confirmed in higher M. In addition, proteinaceous material in starch was analyzed by AF4 coupled with a fluorescence detector (FS) after fluorescence-labeling. AF4-FS with fluorescence-labelling showed a potential for investigation on existence of proteinaceous material and the interaction between proteinaceous material and polysaccharide in starch.

수은 노출에 따른 기수산 물벼룩의 대사 관련 유전자의 발현 양상 (Transcriptional Modulation of Metabolism-Related Genes in Brackish Water Flea Diaphanosoma celebensis Exposed to Mercury )

  • 전민정;유제원;이영미
    • 한국해양생명과학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.145-153
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    • 2022
  • 수은은 생물 축적과 먹이사슬을 통한 생물 농축되며, 미량에서도 유해한 영향을 나타내기 때문에 해양 환경 내에서 중요한 문제가 되고 있다. 그러나 해양 소형 갑각류에 대한 수은의 생물 영향은 다른 금속에 비해 연구가 미흡하다. 본 연구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis을 아치사 농도(0.2, 0.4, 0.8 ㎍/l)의 무기 수은(HgCl2)에 48시간 노출시킨 후, 대사 관련 유전자의 발현 양상을 조사하였다. 해독효소 유전자 5종(cytochrome P450; cyp360A1, cyp361A1, cyp4AP3, cyp4C122, cyp370C5)과 소화효소 6종(alpha amylase (AMY), alpha amylase related protein (AMY-like), trypsin (TRYP), chymotrypsin-like protein (CHY), lipase (LIP), pancreatic lipase-related protein (PLRP))의 유전자 발현을 quantitative real time reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR)을 이용하여 분석하였다. Cyp 유전자의 경우 clan2에 속하는 cyp370C5와 clan4에 속하는 cyp4AP3 유전자의 발현이 농도 의존적으로 유의하게 증가하였다. 한편 소화효소 유전자 중에서는 단백질 소화와 관련 있는 TRYP 유전자의 발현이 농도 의존적으로 증가하였다. 이러한 결과는 cyp370C5와 cyp4AP3가 수은 독성을 해독하는 과정에서 중요한 역할을 담당할 것으로 보이며, 수은이 소화효소 유전자의 발현을 조절함으로써 에너지 대사에 영향을 미칠 수 있음을 제시한다. 본 연구는 해양 소형 갑각류에서 수은에 대한 분자 수준의 영향을 이해하는데 도움이 될 것이다.

Improvement of Fibrinolytic Activity of Bacillus subtilis 168 by Integration of a Fibrinolytic Gene into the Chromosome

  • Jeong, Seon-Ju;Park, Ji Yeong;Lee, Jae Yong;Lee, Kang Wook;Cho, Kye Man;Kim, Gyoung Min;Shin, Jung-Hye;Kim, Jong-Sang;Kim, Jeong Hwan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제25권11호
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    • pp.1863-1870
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    • 2015
  • Fibrinolytic enzyme genes (aprE2, aprE176, and aprE179) were introduced into the Bacillus subtilis 168 chromosome without any antibiotic resistance gene. An integration vector, pDG1662, was used to deliver the genes into the amyE site of B. subtilis 168. Integrants, SJ3-5nc, SJ176nc, and SJ179nc, were obtained after two successive homologous recombinations. The integration of each fibrinolytic gene into the middle of the amyE site was confirmed by phenotypes (Amy-, SpecS) and colony PCR results for these strains. The fibrinolytic activities of the integrants were higher than that of B. subtilis 168 by at least 3.2-fold when grown in LB broth. Cheonggukjang was prepared by inoculating each of B. subtilis 168, SJ3-5nc, SJ176nc, and SJ179nc, and the fibrinolytic activity of cheonggukjang was 4.6 ± 0.7, 10.8 ± 0.9, 7.0 ± 0.6, and 8.0 ± 0.2 (U/g of cheonggukjang), respectively at 72 h. These results showed that construction of B. subtilis strains with enhanced fibrinolytic activities is possible by integration of a strong fibrinolytic gene via a marker-free manner.

Extrinsic Role of Gibberellin Mitigating Salinity Effect in Different Rice Genotypes

  • Muhammad Farooq;Eun-Gyeong Kim;Yoon-Hee Jang;Kyung-Min Kim
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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    • pp.284-284
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    • 2022
  • The overall effects of gibberellic acid (GA3) with NaCl on different rice genotypes are inadequately understood. The present study determines the effect of different GA3 concentrations on the morphophysiological, molecular and biochemical effects of 120 mM NaCl salt stress in rice seedlings. Salt stress reduced germination percentages and seedling growth and decreased bioactive GA content. It also downregulated the relative expression of a-amylase-related genes - OsAmy1A, OsAmy1C, and OsAmy3C in the salt-sensitive IR28 cultivar. Salt stress differentially regulated the expression of GA biosynthetic genes. Salt stress increased antioxidant activity in all rice genotypes tested, except in IR28. GA3 (50 and 100 µM) mitigates the effect of salt stress, rescuing seed germination and growth attributes. GA3 significantly increased bioactive GA content in Nagdong and pokkali (50 µM) and Cheongcheong and IR28 (100 µM) cultivars. The a-amylase genes were also significantly upregulated by GA3. Similarly, GA3 upregulated OsGA2oxl and OsGA2ox9 expression in the Cheongcheong and salt-sensitive IR28 cultivars. The present study demonstrated that salt stress inactivates bioactive GA - inhibiting germination and seedlings growth - and decreases bioactive GA content and GSH activity in IR28 and Pokkali cultivars. Further, GA3 significantly reversed the effects of 120 mM NaCl salt stress in different rice genotypes. The current study also suggests if we know the coastal area water NaCl concentration we can apply the exogenous GA3 accordingly. Thus, we would be able to grow rice cultivars near the coastal area and reduce the rice damage by salinity.

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Bacillus amyloliquefaciens 액화형 $\alpha$-amylase 유전자의 클로닝 및 Bacillus subtilis에서의 발현 (Cloning and Expression of A Liquefying $\alpha$-Amylase Gene from Bacillus amyloliquefaciens in Bacillus subtilis)

  • 김사열;송방호;이인구;서정환;홍순덕
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.479-485
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    • 1986
  • Bacillus amyloliquefaciens가 생성하는 액화형 $\alpha$-amylase의 구조유전자를 클로닝하기 위하여 이 균주 염색체의 2 - 5kb 획분을 분리하여 Mbo I으로 부분분해한 후 pUB110플라스미드의 BamHI 부위에 삽입하여 hybrid vector pSKS3 를 제작하였다. 이 재조합플라스미드를 세한수식결손 세포인 Bacillus subtilis ED 107에서 subcloning한 후 당화형 $\alpha$-amylase를 생성하는 Bacillus subtilis NA 64의 $\alpha$-amylase결실변이주 Bacills subtilis KM 107 주에서 형질 발현시켰다. 이때 형질전환빈도는 $10^{-5}$ - $10^{-7}$정도였으며 그중 약 50%가 $\alpha$-amylase 분비능이 있었으나 거의 대부분이 쉽게 실활되었다. 최종선별과정에서 $\alpha$-amylase를 가장 강하게 생성하는 형질전환주 Bacillus subtilis KM213으로부터 재 추출한 재조합플라스미드 pSKS3는 5.7kb 삽입된 단편이 BamH I/Mbo I 부위에 결합되어 있었다. pSKS3에 클로닝된 유전자에 의해 발현되는 $\alpha$-amylase 활성은 B. amyloliquefaciens 활성의 약 25%였으며, 이 pSKS3에 의해 발현되는 $\alpha$-amylase 단백은 B.amyloliquefaciens의 $\alpha$-amylase와 동일한 전기영동성을 나타내었음을 볼 때 pSKS3에 클로닝된 유전자는 B. amyloliquefaciens에서 유래함을 알 수 있었다.

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Effect of the pat, fk, stpk Gene Knock-out and mdh Gene Knock-in on Mannitol Production in Leuconostoc mesenteroides

  • Peng, Yu-Wei;Jin, Hong-Xing
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제28권12호
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    • pp.2009-2018
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    • 2018
  • Leuconostoc mesenteroides can be used to produce mannitol by fermentation, but the mannitol productivity is not high. Therefore, in this study we modified the chromosome of Leuconostoc mesenteroides by genetic methods to obtain high-yield strains for mannitol production. In this study, gene knock-out strains and gene knock-in strains were constructed by a two-step homologous recombination method. The mannitol productivity of the pat gene (which encodes phosphate acetyltransferase) deletion strain (${\Delta}pat::amy$), the fk gene (which encodes fructokinase) deletion strain (${\Delta}fk::amy$) and the stpk gene (which encodes serine-threonine protein kinase) deletion strain (${\Delta}stpk::amy$) were all increased compared to the wild type, and the productivity of mannitol for each strain was 84.8%, 83.5% and 84.1%, respectively. The mannitol productivity of the mdh gene (which encodes mannitol dehydrogenase) knock-in strains (${\Delta}pat::mdh$, ${\Delta}fk::mdh$ and ${\Delta}stpk::mdh$) was increased to a higher level than that of the single-gene deletion strains, and the productivity of mannitol for each was 96.5%, 88% and 93.2%, respectively. The multi-mutant strain ${\Delta}dts{\Delta}ldh{\Delta}pat::mdh{\Delta}stpk::mdh{\Delta}fk::mdh$ had mannitol productivity of 97.3%. This work shows that multi-gene knock-out and gene knock-in strains have the greatest impact on mannitol production, with mannitol productivity of 97.3% and an increase of 24.7% over wild type. This study used the methods of gene knock-out and gene knock-in to genetically modify the chromosome of Leuconostoc mesenteroides. It is of great significance that we increased the ability of Leuconostoc mesenteroides to produce mannitol and revealed its broad development prospects.

에너지 요구수준에 의하여 조제한 자가배합사료 사양체계가 젖소의 산유능력에 미치는 영향 (Effect of Herd-mix Feeding System formulated by Energy Requirement Levels on the Performance of Lactating Cows)

  • 성하균;김동균
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제46권5호
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    • pp.773-782
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    • 2004
  • 본 연구는 산차와 비유기가 다양한 Holstein 종 56두를 사용하여 사료섭취량과 에너지요구 량을 근거로 개체별 사료에너지요구량의 서열을 설정하고, 이를 3개 우군으로 나누어 각 우군의 상반평균치에 기준하여 자가배합사료(herdmix ration)를 조제한 후 이것을 이용한 사양체계가 비유기 및 산차에 미치는 영향을 관행 사양체계와 switch-over method로 비교하였다. 자가배합사료 급여체계는 전 비유기 동안 산유량과 유지율을 증진시켰으며(P<0.05), 산차별 생산능력도 모든 산차에서 향상되었다(P<0.05). 비유단계별 성적에서는 비유초기와 중기에서 Herd-mix구의 설제산유량(AMY) 및 지방보정유량(FCM)이 유의적으로 증가하였으나(P<0.05) 유지율은 유의차가 없었다. 비유말기에는 AMY, 유지율 및 FCM 모두 Herd-mix구가 관행구에 비하여 증가하였으며 특히 유지율과 FCM이 현저하게 증가하였다(P<0.01). Herd-mix구와 관행구의 FCM 비유지속성은 각각 93.24%와 92.69%로서 Herd-mix구의 비유지속성이 높았으며 비유곡선의 형태도 이상적 추세를 보였다. 유대와 사료비를 고려한 조수익을 산출한 결과 Herd-mix구가 관행구보다 40% 높았다. 결론적으로, 본 연구는 젖소의 에너지요구량과 사료 에너지 농도를 정확히 평가하여 우군을 편성한 후 그 상반평균을 배합목표로 설정하고 사용할원료에 대한 실질적인 평가를 근거로 배합비를 설정하는 것이 산유능력을 향상시킴과 동시에 경제적으로 유려하다는 사실을 입증하였다.