• KSBB Journal
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• 제19권1호
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• pp.50-56
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• 2004

본 연구의 목적은 방향족 화한물인 aniline, benzoate, p-hydroxybenzoate를 분해할 수 있는 Delftia sp. JK-2에서 이들 각 기질에서 배양시 다른 종류의 dioxygenases를 분리 정제하고, 정제된 dioxygenases의 특성을 조사하기 위하여 실시하기 위한 것이다. 기질로서 benzoate, aniline, 또는 p-hydroxybenzoate에 따라 분리된 dioxygenases는 각각 catechol 1,2-dioxygenase (C1 ,2O), catechol 2,3-dioxygenase(C2, 3O), 그리고 protocatechuate 4,5-dioxygenase (4,5-PCD)였다. 각 dioxygenases의 특성을 조사하기 위하여 먼저 benzoate, aniline 또는 p-hydroxybenzoate에서 배양한 Delftia sp. JK-2 세포를 초음파 분쇄기로 파쇄하여, ammonium sulfate precipitation, DEAE-sepharose, 그리고 Q-sepharose의 순서로 정제하여 농축하였다. 정제$.$농축된 dioxygenases의 특이 활성도를 보면 C1, 2O는 3.3 unit/mg, C2, 3O는 4.7unit/mg이고, 4,5-PCD는 2.0 unit/mg이다 C1, 2O와 C2, 3O의 기질 특이성 조사에서는 catechol과 4-methylcatechol에서 두 효소 모두 효소 활성이 나타났으며, C1. 2O에서는 3-methylcatechol에서 약간의 활성이 확인되었고, 4,5-PCD는 protocatechuate에서만 효소 활성을 보여주었다. C1l, 2O와 C2, 3O는 3$0^{\circ}C$와 pH 8.0에서 최적의 활성을 나타내는 것으로 조사되었으며, 4,5-PCD는 3$0^{\circ}C$와 pH 7.0에서 최적의 활성이 조사되었다. Delftia sp. JK-2에서 정제된 C1, 2O와 C2, 3O의 효소활성은 Ag$^{+}$, Hg$^{+}$, 그리고 Cu$^{2+}$에 의해 억제되는 것으로 나타났으며, 4,5-PCD의 경우에는 Ag$^{+}$, Hg$^{+}$, 그리고 Cu$^{2+}$ 뿐만 아니라 Fe$^{3+}$ 에 이해서도 효소 활성이 억제되는 것이 확인되었다. C1, 2O, C2, 3O, 4,5-PCD의 분자량은 SDS-PAGE에 의해 각각 60kDa, 35kDa, 62kDa로 측정되었다.

• 미생물학회지
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• 제39권1호
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• pp.1-7
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• 2003

단일 탄소원과 질소원 및 에너지원으로 aniline을 이용하는 Delftia sp. JK-2에서 분리 정제한 catechol 2,3-dioxygenase (C2,3O)의 특성과 N-말단 아미노산 및 DNA 서열을 분석하였다. C2,3O의 특성을 조사하기 위하여 aniline에서 배양한 Delftia sp. JK-2를 초음파 분쇄기로 파쇄하였으며, ammonium sulfate precipitation과 DEAE-sepharose로 정제하였다. 정제된 C2,3O의 고유활성(specific activity)은 약4.72 unit/mg이었으며, C2,3O는 catechol과4-methylcatechol 대해서 효소활성을 나타내었다. C2,3O는$30^{\circ}C$와pH 8.0에서 최적 활성을 나타내는 것으로 조사되었으며, $Ag^{+}$, $Hg^{+}$,그리고 $Cu^{2+}$는 Deftia sp. JK-2의 C2,3O 활성을 억제하였다. SDS-PAGE에 의해 측정 된C2,3O의 분자량은 약 35 KDa이었으며, N-말단 아미노산 서열을 분석한 결과, $^{1}MGVMRIG-HASLKVMDMDA- AVRHYENV^{26}$로 확인되었다. 이 N-말단 아미노산 서열은 Pseudomonas sp. AW-2와 Coma-monas sp. Js765의 C2,30와 일치하는 것으로 나타났으며, 얻어진 결과를 토대로 primer를 제작하여 polymerase chain reaction (PCR)을 실시하였다. PCR을 통해 얻어진 Delftia sp. JK-2의 C2,30유전자 DNA서열을 분석하여 상동성 조사를 하였다. DNA서열의 상동성 조사는 유추되는 아미노산 서 열로 바꾸어서 실시하였으며,그 결과 Deftia JK-2의 C2,3O는Pseudomonas sp. AW-2의 C2,3O(100%)와 Coma-monas sp. JS76S의 C2,3O(97%)에서 높은 상동성 이 확인되었다.

• 미생물학회지
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• 제41권1호
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• pp.13-17
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• 2005

본 연구에서는 이 전 연구에서 단일 탄소원과 질소원 및 에너지원으로 aniline을 이용하는 Delftia sp. JK-2에서 분리, 정제된 바 있는 C2,3O의 N-말단 아미노산과 DNA 서열을 분석하였다. Aniline에서 배양한 Delftia sp. JK-2에서 분리된 약 35kDa의 C2,3O의 N-말단 아미노산 서열을 분석 한 결과 $^1MGVMRIGHASLKVMDMDAAVRHYENV^{26}$로 Pseudomonas sp. AW-2와 Comamonas sp. JS765의 C2,3O와 일치하는 것으로 나타났다. 위에서 확인된 아미노산 서열을 바탕으로 제작된 primer와 JK-2의 total genomic DNA를 기질로 사용하여 PCR을 수행한 결과 약 950 bp의 유전자 증폭산물을 획득하였다. 이 증폭산물 중 정확히 확인된 890 bp의 염기서열을 분석한 결과 Delftia JK-2의 C2,3O유전자 염기서열은 Pseudomonas su. AW-2의 C2,3O와 일치하였으며 Comamonas sp. Js765의 C2,3O와 $97\%$의 높은 상동성을 나타내었다.

• 미생물학회지
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• 제36권1호
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• pp.26-32
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• 2000

Toluene, phenyl 등의 분해균주인 Burkholderia cepacia G4로부터 tomB 유전자를 클로닝하여 얻은 재조합 균주 E. coli CNU312로부터 catechol 2,3-dioxygenase를 정제하여 효소학적 특성을 조사하였다. Catechol 2,3-dioxygenase는 native 분자량이 약 140.4 kDa이었으며 4개의 동일한 35 kDa subunit로 구성된 homotetramer로 생각된다. Catechol의 $K_(m)$값과 $V_(max)$값은 372.6 $\mu$M과 39.27 U/mg이었으며, 1.56 mM 이상의 기질 농도에서는 활성이 감소되었다. 효소 활성의 최적 pH는 8.0이었으며, pH 7.0-8.0 범위에서 안정하였다. 최적 활성온도는 $40^{\circ}C$였으며, $60^{\circ}C$이상에서 완전히 활성을 상실하였다. 또한 $Fe^(2+)$, $Fe^(3+)$ 를 비롯한 대부분의 금속 이온에 의해 활성이 감소되었으며, $Mg^(2+)$, $K^(+)$에는 영향을 받지 않았다. 효소 활성부위를 알아보기 위해 화학변형제를 처리한 결과, tryptophan과 histidine이 효소 활성부위에 존재하는 것으로 추정된다. 그리고 10%의 유기용매에 안정성을 보이지 않았으며, $H_(2)$$O_(2)$, EDTA, ο-phenanthroline에도 활성이 감소되었다. 또한 2-mercaptoethanol, dithiothreitol, 그리고 ascorbic acid와 같은 환원제에 대해서도 안정성을 보이지 않았다. 이 효소는 catechol에 대해 높은 기질 특이성을 보였으며, 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, 그리고 4-chlorocatechol에 대해 약간의 활성을 보였다. 그러나 2,3-dihydroxybiphenyl에 대해서는 거의 활성을 보이지 않았다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제3권2호
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• pp.112-114
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• 1998

For enhancement of cis,cis-muconate productivity from benzoate, catechol 1,2-dioxygenase (C12O) which catalyzes the rate-limiting step (catechol conversion to cis,cis-muconate) was cloned and expressed in recombinant Pseudomonas putida BCM114. At higher benzoate concentrations (more than 15 mM), cis,cis-muconate productivity gradually decreased and unconverted catechol was accumulated up to 10 mM in the cae of wild-type P. putida BM014, whereas cis,cis-muconate productivity continuously increased and catechol was completely transformed to cis,cis-muconate for P. putida BCM114. Specific C12O activity of P. putida BCM114 was about three times higher than that of P. putida BM014, and productivity was enhanced more than two times.

• Journal of Microbiology
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• 제35권4호
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• pp.295-299
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• 1997

Pseudomonas sp. S-47 is capable of transforming 4-chlorobenzoate to 4-chlorocatechol which is subsequently oxidized bty meta-cleavage dioxygenase to prodyce 5-chloro-2-hydroxymuconic semialdehyde. Catechol 2,3-dioxygenase (C23O) produced by Pseudomonas sp. S-47 was purified and characterized in this study. The C23O enzyme was maximally produced in the late logarithmic growth phase, and the temperature and pH for maximunm enzyme activity were $30{\sim}35^{\circ}C$ and 7.0, respectively. The enzyme was purified and concentrated 5 fold from the crude cell extracts through Q Sepharose chromatography and Sephadex G-100 gel filtration after acetone precipitation. The enzyme was identified as consisting of 35 kDa subunits when analyzed by SDS-PAGE. The C23O produced by Pseudomonas sp. S-47 was similar to Xy1E of Pseudomonas putida with respect to substrate specificity for several catecholic compounds.

• 미생물학회지
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• 제40권4호
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• pp.275-281
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• 2004

Quinoline (2,3-benzopyridine)을 유일한 탄소원과 질소원, 그리고 에너지원으로 이용하는Pseudomonas sp. NEQ-1을 실험 균주로 사용하였으며, 균주로부터 catechol 1,2-dioxygenase (C1,2O)를 유도하기 위하여 탄소원으로 benzoate를사 용하였다. C1,2O의 효소학적 특징을 조사하기 위하여 benzoate에서 배양한 Pseudomonas sp. NFQ-1을 초음파 분쇄기로 파쇄하고, ammonium sulfate침전과 gel permeation chromatography및 Source 15Q의 과정을 실시하여 C1,2O를 분리 및 정제하였다. 정제된 C1,2O의 특이활성(specific activity)은 14.21 unit/mg으로 나타났으며, SDS-PAGE에 의해 조사된 C1,2O의 분자량은 약 33 kDa이었다. Cl,2O는 catechol과 4-methylcatechol 및 3-methylcatechol에 대해서 효소활성을 나타내는 것으로 확인되었다. C1,2O의 Km은 38.54 ${\mu}M$로 측정되었고, Vmax는 $25.10\;{\mu}mol{\cdot}min^{-1}{\cdot}mg^{-1}$으로 나타났다. C1,2O는 $30^{\circ}C$와 pH 8.5에서 최적활성을 나타내는 것으로 조사되었으며, $Ag^+,\;Hg^+,\;Ca^{2+}$,그리고 $Cu^{2+}$는 C1,2O의 활성을 억제하였다. 분석되어진 N-말단 아미노산 서열은 ^1TVKISQSASIQKFFEEA^{17}$이었으며, Pseudomonas aeruginosa PA01과 $82\%$로 가장 높은 유사성을 보였고 Pseudomonas arvilla C-1와는 $71\%,$ Pseudomonas putida KT2440과는 $59\%,$ 그리고 Pseudomonas sp. CA10과는 $53\%$의 상동성이 각각 존재하는 것으로 확인하였다.

• BMB Reports
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• 제35권4호
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• pp.432-436
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• 2002

Pseudomonas sp. S-47 is capable of degrading catechol and 4-chlorocatechol via the meta-cleavage pathway. XyITE products catalyze the dioxygenation of the aromatics. The sylT of the strain S-47 is located just upstream of the xylE gene. XylT of the strain S-47 is located just upstream of the xylE gene. XyIT is typical chloroplast-type ferredoxin, which is characterized by 4 cystein residues that are located at positions 41, 46, 49, and 81. The chloroplast-type ferredoxin of Pseudomonas sp. S-47 exhibited a 98% identity with that of P. putida mt-2(TOL plasmid) in the amino acid sequence, but only about a 40 to 60% identity with the corresponding enzymes from other organisms. We constructed two recombinant plasmids (pRES1 containing xylTE and pRES101 containing xylE without xylT) in order to examine the function of XyIT for the reactivation of the catechol 2,3-dioxygenase (XyIE) that is oxidized with hydrogen peroxide was recovered in the catechol 2,3-dioxygenase (C23O) activity about 4 mimutes after incubation, but the pRES101 showed no recovery. That means that the typical chloroplast-type ferredoxin (XyIT) of Pseudomonas sp. S-47 is involved in the reactivation of the oxidized C23O in the dioxygenolytic cleavage of aromatic compounds.

• 미생물학회지
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• 제38권2호
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• pp.74-80
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• 2002

단일 탄소원 및 에너지원으로 benzoate를 이용하는 Acinetobacter sp. KS-1에서 분리 정제한 catechol 1,2-dioxygenase (Cl,2O)의 특성과 아미노산 서 열을 분석하였다. Cl,2O는 catechol과 4-methylcatechol에 대해서 효소활성을 나타내었으며, 활성 최적온도는 $35^{\circ}C$이고, 활성 최적 pH는 7.5-9.0의 범위 내에 있었다. 효소활성 저해제로서 은, 수은, 그리고 구리는 Acinetobacter sp. KS-1의 Cl,2O 활성을 억제하였다. SDS-PAGE에 의해 측정된 Cl,2O의 분자량은 약 36 kDa 였으며, N-말단 아미노산 서 열을 분석한 결과, $^{1}MNYQQIDALVKQMNVDTAKG^{20}$로 Acinetobacter radioresistens의 Cl,2O와 95%의 유사성을 보여주었다. In-gel 아미노산 서열 분석을 위하여 trypsin 처리와 peptide mapping을 실시하였다. MALDI-TOF를 이용하여 trypsin으로 처리된 세 개의 peptide flagmen써 분자량을 분석한 결과 966.3 Da, 2081.7 Da, 그리고 1933.8 Da으로 각각 나타났는데, 이는 A. radioresistens의 Cl,2O와 내부 서 열$^{1}SQSDFNLRR^{9}\, ^{1}HGNRPSHVHYFNSAPGYR^{18}\, ^{1}TIEGPLYVAGAPESVGFAR^{19}$ 이 일치하는 것으로 분석되었다. N-말단 서열과 내부 서열을 바탕으로 primer를 제작하여 polymerase chain reaction을 실시하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제9권3호
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• pp.249-254
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• 1999

A catechol 2,3-dioxygenase (C23O) was purified to apparent homogeneity from Pseudomonas putida SU10 through several purification steps consisting of ammonium sulfate precipitation and chromatographies on DEAE 5PW, Superdex S-200, and Resource-Q. Gel filtration indicated a molecular mass under nondenaturing conditions of about 130 kDa. The enzyme has a subunit of 34 kDa as was determined by SDS-PAGE. These results suggest that the native enzyme is composed of four identical subunits. The N-terminal amino acid sequence (30 residues) of the enzyme has been determined and exhibits high identity with other extradiol dioxygenases. The reactivity of this enzyme towards catechol and methyl-substituted catechols is somewhat different from that seen for other catechol 2,3-dioxygenases, with 4-methylcatechol cleaved at a higher rate than catechol or 3-methylcatechol. $K_m$ values of the enzyme for these substrates are between 3.5 and 5.7 M.