• 대한미생물학회지
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• 제35권4호
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• pp.273-282
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• 2000

dTDP-rhamnose provides L-rhamnose to the bridge-like structure between mycolyl arabinogalactan and peptidoglycan of the mycobacterial cell wall. dTDP-rhamnose is composed of glucose-l-phosphate and dTTP by four enzymes encoded by rmlA-D. To determine the region(s) of RmlC protein essential for its dTDP-4-keto-6-deoxyglucose epimerase activity, we overexpressed both whole (202 amino acids) and three different truncated (N-terminal 106 or 150 or C-terminal 97 amino acids) RmlC proteins of Mycobacterium tuberculosis. The RmlC enzyme activity in the soluble lysates of ${\Delta}rmlC$ E. coli strain $S{\Phi}874$ (DE3 PlysS) expressing the wild type or truncated rmlC genes was initially analyzed by three sequential reactions from dTDP-glucose to dTDP-rhamnose in the presence of purified RmlB and RmlD. All three soluble lysates containing the truncated RmlC proteins showed no enzyme activity, while that containing the wild type RmlC was active. This wild type RmlC was then overexpressed and purified. The incubation of the purified RmlC enzyme so obtained with dTDP-4-keto-6-deoxyglucose resulted in the conversion of dTDP-4-keto-rhamnose. The results show that the truncated regions of the RmlC protein are important for the RmlC enzyme activity in M. tuberculosis.

• 생명과학회지
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• 제28권9호
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• pp.1030-1041
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• 2018

환경 스트레스는 식물의 성장을 저해하며 작물의 생산량을 감소시키는 주요 원인이다. 식물은 다양한 유전자의 발현 변화를 통해 스트레스에 대한 저항성을 나타낸다. 본 연구에서는 activation tagging system을 이용하여 기존에 밝혀지지 않은 새로운 고염 스트레스 반응 유전자들을 분리하였다. 애기장대의 발아 단계에서 고염 스트레스에 저항성을 보이는 9개의 activation tagging 라인을 선별하였다. 그 중 TAIL-PCR 방법을 이용하여 AT7508, AT7512, AT7527, AT7544, AT7548, AT7556의 6개 라인에서 T-DNA가 삽입된 위치를 확인하였으며 각 라인에서 T-DNA가 삽입된 주변 유전자의 발현을 RT-PCR로 분석하였는데 AT7508, AT7512, AT7527, AT7544, AT7556에서 각각 ClpC2/HSP93-III (At3g48870), plant thionin family (At2g20605), anti-muellerian hormone type-2 receptor (At3g50685), vacuolar iron transporter family protein (At4g27870), microtubule-associated protein (At5g16730)이 activation 된 것으로 밝혀졌다. 더불어 AT7548에서는 T-DNA가 삽입된 곳의 양쪽에 위치하는 두 유전자인 Arabinogalactan protein 13 (AGP13) (At4g26320)과 F-box/RNI-like/FBD-like domains-containing protein (At4g26340)이 모두 activation 되었다. Activation 된 7개 유전자는 기존에 고염 스트레스 저항성과 관련된 기능이 알려지지 않은 유전자로 본 연구를 통해 새롭게 고염 스트레스 반응에 대한 기능이 밝혀졌다. 7개의 activation된 유전자 중 ClpC2/HSP93-III, AGP13, F-box/RNI-like/FBD-like domains-containing protein의 3개 유전자는 고염 스트레스에 의해 발현이 증가하였다. 또한 AT7508과 AT7527, AT7544 라인은 발아 단계뿐만 아니라 유식물체 발달 과정에서도 고염 스트레스 저항성을 보여 activation tagging 라인의 선별 결과의 타당성을 뒷받침 하였다. 본 연구의 결과를 통해 activation tagging system이 새로운 스트레스 반응 유전자를 찾아낼 수 있는 유용한 기술임을 확인할 수 있었다.

• 한국식품영양학회:학술대회논문집
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• 한국식품영양학회 2000년도 춘계학술심포지엄
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• pp.1-3
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• 2000

A kind of traditional herbal prescription, Sip-Jeon-Dae-Bo-Tang (TJ-48), has been reported to improve the general condition of cancer patients receiving chemotherapy and /or radiation therapy, and to accelerate hematopoietic recovery from bone marrow injury by mitomycin C. In the present studies, we found that hot-water extract from Atractylodes lancea DC. rhizomes contributed mainly to intestinal immune modulating activity of TJ-48 on Peyer's patch cells mediated-hematopoietic response. After the fractionation, ALR-5 II a-1-1, 5 II b-2-2 and 5 II c-3-1 were further purified from crude polysaccharide fraction. Chemical analyses of each fraction indicated that ALR-5 II a-1-1 mainly contained arabinogalactan fraction whereas ALR-5 II b-2-2 and 5 II c-3-1 mostly comprised pectic polysaccharide fractions as the active polysaccharide ingredients. In order to analyze the essential structure of the activity, ALR-5 II a-1-1 was treated by sequential enzymatic digestion using exo-${\alpha}$-L-arabinofuranosidase and exo-${\beta}$-D-(1\longrightarrow3)-galactanase. Based upon the results of chemical and MALDI-TOF-MS analyses and activity on the digested fractions, the galactosyl side chains consisting of 6-linked Galf and Galp over tetrasaccharide in ALR-5 II a-1-1 might be responsible for the potent intestinal immune modulating activity. To characterize moiety of ALR-5 II c-3-1 for the expression of activity, endo-${\alpha}$-D-(1\longrightarrow4)-polygal acturonase (GL-PGase) purified from dried leaves of Panax ginseng digested ALR-5 II c-3-1. The results of structural analyses and activity on the digested fractions showed that PG-2, which structurally resembles to rhamnogalacturonan II (RG II), and PG-3 (galacturono-oligosaccharides) contained potent intestinal immune modulating activity. Further purification of the other acidic fraction (ALR-5 II b-2-2) indicated that ALR-5 II b-2-2Bb showed that the most potent activity. ALR-5 II b-2-2Bb also contained the unusual component sugars characteristics in RG- II as well as PG-2 derived from ALR-5 II c-3-1, but it could not be digested with GL-PGase. The present studies of relationship between structures and intestinal immune modulating activity of the active polysaccharides purified from A. lancea DC. rhizomes suggested that neutral galactosyl chains consisting mainly of (1\longrightarrow6)-linked Galf and Galp, and RG- II -like moiety with unique component sugars, such as 2-Me-Xyl, 2-Me-Fuc, Api, AceA, Kdo and Dha should play an important role in the potent intestinal immune modulating action of A. lancea DC. rhizomes.

• 한국식품영양과학회지
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• 제24권2호
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• pp.247-253
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• 1995

추출한 감과실의 세포벽에 polygalacturonase, ${\beta}-galactosidase$ 및 이들의 혼합한 효소액을 in vitro에서 처리하여 세포벽 구성 비섬유성 중성당의 변화를 연구, 검토하였다. 세포벽 구성 비섬유성 중성당의 변화는 효소 처리구에서 무처리 보다 많았으며, polygalacturonase 처리구에서는 rhamnose, xylose, galactose 등이 감소하였고, 혼합효소 처리구에서는 arabinose, galactose, rhamnose, xylose 등이 감소하였으며, ${\beta}-galactosidase$ 처리구에서 arabinose, galactose 등이 감소되었다. Pectin의 비섬유성 중성당은 모든 효소처리구에서 rhamnose, galactose, arabinose가 현저히 감소하였으며, 특히 polygalacturonase 처리시에 보다 현저하게 감소하였다. Hemicellulose I의 경우 polygalacturonase 처리구는 rhamnose, arbinose, xylose의 함량이 무처리구에 비해 높았으며, ${\beta}-galactosidase$ 처리구에서는 rhamnose와 xylose의 함량은 높았고, arbinose, mannose, galactose는 감소하였다. 혼합효소 처리구에서는 xylose, mannose, galactose가 높은 반면 arbinose와 galactose는 낮았다. 한편 hemicellulose II에서 비섬유성 중성당의 변화는 polygalacturonase 처리구에서 xylose와 glucose가 감소하였으나 다른 처리구에서는 뚜렷한 변화가 없었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 polygalacturonase는 pectin을 분해함으로써 arbinose, galactose, rhamnose를 유리하고, ${\beta}-galactosidase$는 galactan과 arabinogalactan을 분해하여 galactose와 arabinose를 유리시키는 것으로 사료된다.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제8권1호
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• pp.29-35
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• 2003

A crude polysaccharide fraction (GU-3) from the roots of Glycyrrhiza uralensis (licorice root), a screened herbal plant used in the preparation of herbal kimchi, enhanced Peyer's patch mediated bone marrow cell proliferation and NK cell-mediated tumor cytotoxicity against Yac-1 cells. GU-3 was further purified by DEAE-Sepharose CL-6B yielding fractions designated as GU-3I, and 3IIa∼3IIe. GU-3IIa is mainly composed of arabinose, galactose and galacturonic acid, and showed the highest bone marrow cell proliferation activity. In addition, GU-3IIb had arabinose, galactose, rhamnose and galacturonic acid as the component sugars with a small quantity of protein; GU-3IIb also enhanced activity of NK cell-mediated tumor cytotoxicity. After these fractions were further fractionated via gel filtration on Sepharose CL-6B or Sephacryl S-300, two immunological active polysaccharides, GU-3IIa-2 and 3IIb-1 were purified from the respective fractions. GU-3IIa-2 mostly contained neutral sugars (75%) such as arabinose and galactose (molar ratio; 1.0 : 0.7) in addition to a considerable amount of galacturonic acid (20%), whereas GU-3IIb-1 was composed of arabinose, galactose, rhamnose and galacturonic acid (molar ratio; 0.3 : 0.5 : 0.1 : 1.0). Methylation analysis indicated that GU-3IIa-2 was composed mainly of terminal, 4- or 5-linked and 3,4- or 3,5-branched arabinose, 3-linked, 4-linked and 3,6-branched galactose, and terminal and 4-linked galacturonic acid whereas GU-3IIb-1 contained various glycosidic linkages such as terminal and 4- or 5-linked arabinose, 2,4-branched rhamnose, terminal and 4-linked galactose, and terminal and 4-galacturonic arid. Single radial gel diffusion indicated that only GU-3IIa-2 strongly reacted with β-D-glucosyl-Yariv antigen. These results suggest that bone marrow cell proliferating activity and enhancement of NK cell-mediated tumor cytotoxicity of GU-3 are caused by polysaccharides containing a pectic arabinogalactan (GU-3IIa-2) and pectic polysaccharide (GU-3IIb-1).

• 한국식품과학회지
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• 제40권2호
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• pp.220-227
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• 2008

한국 전통발효음료 중에 존재하는 특이다당류의 화학적 특성 및 생물활성을 규명할 목적으로, 농가에서 직접 발효한 감식초로부터 다당류를 분리하고 이들의 각종 면역증강활성에 대해 검토하였다. 감식초에 80% ethanol 침전을 행하여 얻어진 조다당 획분 PV-0을 이용, 연속적인 3회의 column chromatography를 행하여, 감식초의 주요 다당인 PV-1b-I으로 정제할 수 있었다. PV-1b-I획분은 HPLC상에서 대칭을 유지하는 단일 peak로 검출되었으며, 분자량은 약 110 kDa으로 평가되었다. 정제다당인 PV-1b-I의구성당 조성을 확인한 결과, mannose(46.8%), galactose(28.5%) 및 arabinose(19.1%)를 높은 비율로 함유하고 있었다. 또한 본 정제다당은 ${\beta}$-glucosyl Yariv reagent와 강하게 반응하는 특성을 보여주었으며 이러한 사실로부터 PV-1b-I이 arabino-3,6-galactan 부위를 소유함을 확인할 수 있었다. 한편 감식초에서 정제한 다당 PV-1b-I은 in vitro상에서 macrophage의 활성화를 높은 비율로 유도하였으며, 비장세포에 대해 높은 증식능을 보였다. 또한 PV-1b-I을 정맥 투여한 경우, NK cell을 활성화하여 YAC-1 종양세포에 대한 세포독성을 증가시킴이 관찰되었다. 한편 고분자 정제 다당인 PV-1b-I는 비특이적 면역계에 있어 중요 역할을 담당하고 있는 보체계에 대하여 농도 의존적인 활성화 경향을 보였다. 이들은 $Ca^{2+}$ 이온이 제거된 상태에서의 항보체 활성과 anti-human C3를 이용한 2차원 면역전기영동에 의하여 C3 산물을 동정한 결과로부터 보체계의 classical pathway와 alternative pathway 양 경로를 모두 경유하여 활성을 나타냄을 확인할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제51권4호
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• pp.330-335
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• 2019

Moth bean (MB), navy bean (NB), soybean (SB)에서 분리된 arabinogalactans (AGs)의 성분과 유변학적 성질을 조사하였다. AGs의 주성분은 갈락토즈(galactose)와 아라비노즈(arabinose)로 총합이 약 59-89%를 나타내었고 갈락토즈와 아라비노즈의 비율(G/A)은 MB는 0.21, NB는 0.38, SB는 1.09로 계산되었다. 유변학적 거동을 살펴보기 위하여 1-5% (w/v) AG 용액들의 전단속도(shear rate) $0.1-100s^{-1}$에 따르는 전단응력(shear stress)을 측정하였을 때 MB의 경우 항복점(yield stress)이 없었으나, 5% NB 용액에서는 2.10 Pa, 2.5% SB용액에서는 1.98 Pa의 항복점이 각각 측정되었다. 순환 전단 측정 결과 5% MB 용액의 경우는 점성도는 전단 속도가 증가할 때에 비해 감소할 때 더 큰 값을 나타내어 rheopexy인 유변학적 성질이 나타났다. 반면 5% NB와 SB 용액의 유변학적 성질은 전단속도가 증가할 때의 점성도가 감소할 때의 점성도보다 더 큰 값을 가지는 thixotrophy로 나타났다. 저장탄성률(G'), 손실탄성률(G")을 측정한 결과 MB 분산액은 탄성율이, NB 분산액은 점성율이 높게 나타났고 SB 분산액은 비교적 낮은 농도에서는 탄성율이 비교적 높은 농도에서는 점성율이 크게 나타났다. 사전전단(pre-shearing)을 $500s^{-1}$에서 600초 동안 가공 후에 실시한 진동 테스트로 AGs의 구조 회복을 살펴본 결과 MB 5% 용액은 G', G" 모두 감소하였고 특히 탄성 부분이 많이 감소하였다. NB 5% 용액의 G'는 감소하였으나 MB에 비하여 그 폭은 작았고 G"는 거의 변화가 없었다. SB 2.5% 용액의 G', G" 모두 증가하는 현상을 나타내었다. AGs 용액의 전단 응력과 진동수에 따라 나타나는 점성 및 탄성의 변화 현상을 이용하여 식품 및 약품 제조에 첨가제 및 가소제로서 물질의 특성을 결정하는데 도움을 줄 수 있다. MB, NB, SB 물질의 유변학적 거동과 화학적 구조 관계를 밝히기 위하여 알디톨 아세테이트 결합 분석과 NMR분석(de Oliveira 등, 2013; Wang 등, 2015)을 통한 분자구조연구를 추가적으로 진행하고자 한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권8호
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• pp.1064-1071
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• 2022

Arabinogalactans have diverse biological properties and can be used as pharmaceutical agents. Most arabinogalactans are composed of β-(1→3)-galactan, so it is particularly important to identify β-1,3-galactanases that can selectively degrade them. In this study, a novel exo-β-1,3-galactanase, named PoGal3, was screened from Penicillium oxalicum sp. 68, and hetero-expressed in P. pastoris GS115 as a soluble protein. PoGal3 belongs to glycoside hydrolase family 43 (GH43) and has a 1,356-bp gene length that encodes 451 amino acids residues. To study the enzymatic properties and substrate selectivity of PoGal3, β-1,3-galactan (AG-P-I) from larch wood arabinogalactan (LWAG) was prepared and characterized by HPLC and NMR. Using AG-P-I as substrate, purified PoGal3 exhibited an optimal pH of 5.0 and temperature of 40℃. We also discovered that Zn²⁺ had the strongest promoting effect on enzyme activity, increasing it by 28.6%. Substrate specificity suggests that PoGal3 functions as an exo-β-1,3-galactanase, with its greatest catalytic activity observed on AG-P-I. Hydrolytic products of AG-P-I are mainly composed of galactose and β-1,6-galactobiose. In addition, PoGal3 can catalyze hydrolysis of LWAG to produce galacto-oligomers. PoGal3 is the first enzyme identified as an exo-β-1,3-galactanase that can be used in building glycan blocks of crucial glycoconjugates to assess their biological functions.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제32권1호
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• pp.35-44
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• 2004

표고버섯(Lentinula edodes)의 생장이 매우 좋았던 일본잎갈나무재의 수용성 추출물(water-soluble fraction, WSF)을 분리하여 구성당을 분석한 결과, rhamnose 및 mannose는 거의 없고, glucose도 2.2%로 매우 낮았으며, arabinose가 18.3%, galactose가 75.3%로서 가장 많이 함유되어 있었다. 정제된 추출물의 arabinose와 galactose의 함량비는 1 : 3.4였다. 정제된 WSF를 완전메틸화·가수분해·가스크로마토그래피에 의하여 분석한 결과, β-1,3 결합한 D- galactopyranose가 주쇄를 이루며, 이에 galactose의 C₆위에 측쇄로서 β-1,6 결합한 D-galactose와, β-1,6 결합한 L-arabinose가 존재하며, 전자는 2-3개의 D-galactopyranose가 결합을 하고 있고, 후자는 L-arabinofuranose가 1-2개 중간의 측쇄구조를 이루고, 말단은 L-arabinopyranose로 구성되어 있었다. PDA배지에 WSF첨가로 표고의 균사 생장이 매우 증진되었으며, 2 - 4% 첨가수준에서 균사 생장이 최대였고, 첨가량이 더 많으면 균사의 생장이 오히려 감소되었다. 톱밥배지에서도 PDA 배지에서의 결과와 마찬가지로 WSF첨가로 균사 생장이 증진되었으며, 산림 6호 및 Mok-H의 경우 모두 4% 첨가에서 균사의 생장이 최대로 나타났다. 톱밥배지에 WSF 첨가가 버섯생산량을 증가시켰는바, Mok-H의 경우 무첨가에 비해 약 1.3배, 산림 6호의 경우 1.2배 증수되었다. 버섯균 세포벽의 주성분인 ergosterol 함량변화를 측정한 결과, WSF첨가로 미첨가에 비하여 ergosterol의 함량이 증가하였으며, 균사가 콜로니를 형성하는 초기단계에서는 낮은 ergosterol함량을 나타냈으나 자실체가 형성되는 시기에 급격히 높아지는 결과를 나타냈다. 따라서 배지내의 ergosterol함량이 자실체형성의 주요 예측수단으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Advances in nano research
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• 제12권6호
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• pp.605-616
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• 2022

We prepared two samples of ultrafine ferrihydrite (FH) nanoparticle ensembles of quite a different origin. First is the biosynthesized sample (as a product of the vital activity of bacteria Klebsiella oxytoca (hereinafter marked as FH-bact) with a natural organic coating and negligible magnetic interparticle interactions. And the second one is the chemically synthesized ferrihydrite (hereinafter FH-chem) without any coating and high level of the interparticle interactions. The interparticle magnetic interactions have been tuned by modifying the nanoparticle surface in both samples. The coating of the FH-bact sample has been partially removed by annealing at 150℃ for 24 h (hereinafter FH-annealed). The FH-chem sample, vice versa, has been coated (1.0 g) with biocompatible polysaccharide (arabinogalactan) in an ultrasonic bath for 10 min (hereinafter FH-coated). The changes in the surface properties of nanoparticles have been controlled by XPS. According to the electron microscopy data, the modification of the nanoparticle surface does not drastically change the particle shape and size. A change in the average nanoparticle size in sample FH-annealed to 3.3 nm relative to the value in the other samples (2.6 nm) has only been observed. The estimated particle coating thickness is about 0.2-0.3 nm for samples FH-bact and FH-coated and 0.1 nm for sample FH-annealed. Mössbauer and magnetization measurements are definitely shown that the drastic change in the blocking temperature is caused by the interparticle interactions. The experimental temperature dependences of the hyperfine field hf>(T) for samples FH-bact and FH-coated have not revealed the effect of interparticle interactions. Otherwise, the interparticle interaction energy E_int estimated from the hf>(T) for samples FH-chem and FH-annealed has been found to be 121k_B and 259k_B, respectively.