• Biomolecules & Therapeutics
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• 제17권2호
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• pp.156-161
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• 2009

The human cytochrome P450 4A11 is the major monooxygenase to oxidize the fatty acids and arachidonic acid. The production of 20-hydroxyeicosatetraenoic acid by P450 4A11 has been implicated in the regulation of vascular tone and blood pressure. Oxidation reaction by P450 4A11 requires its reduction partners, NADPH-P450 reductase (NPR). We report the functional expression in Escherichia coli of bicistronic constructs consisting of P450 4A11 encoded by the first cistron and the electron donor protein, NPR by the second. Typical P450 expression levels of wild type and several N-terminal modified mutants was observed in culture media and prepared membrane fractions. The expression of functional NPR in the constructed P450 4A11: NPR bicistronic system was clearly verified by reduction of nitroblue tetrazolium. Membrane preparation containing P450 4A11 and NPR efficiently oxidized lauric acid mainly to $\omega$-hydroxylauric acid. Bicistronic coexpression of P450 4A11 and NPR in E. coli cells can be extended toward identification of novel drug metabolites or therapeutic agents involved in P450 4A11 dependent signal pathways.

• Experimental and Molecular Medicine
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• 제50권11호
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• pp.4.1-4.13
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• 2018

Two-pore domain $K^+$ (K2P) channels have been shown to modulate neuronal excitability. The physiological role of TWIK-1, the first identified K2P channel, in neuronal cells is largely unknown, and we reported previously that TWIK-1 contributes to the intrinsic excitability of dentate gyrus granule cells (DGGCs) in mice. In the present study, we investigated the coexpression of TWIK-1 and TASK-3, another K2P member, in DGGCs. Immunohistochemical staining data showed that TASK-3 proteins were highly localized in the proximal dendrites and soma of DGGCs, and this localization is similar to the expression pattern of TWIK-1. TWIK-1 was shown to associate with TASK-3 in DGGCs of mouse hippocampus and when both genes were overexpressed in COS-7 cells. shRNA-mediated gene silencing demonstrated that TWIK-1/TASK-3 heterodimeric channels displayed outwardly rectifying currents and contributed to the intrinsic excitability of DGGCs. Neurotensin-neurotensin receptor 1 (NT-NTSR1) signaling triggered the depolarization of DGGCs by inhibiting TWIK-1/TASK-3 heterodimeric channels, causing facilitated excitation of DGGCs. Taken together, our study clearly showed that TWIK-1/TASK-3 heterodimeric channels contribute to the intrinsic excitability of DGGCs and that their activities are regulated by NT-NTSR1 signaling.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권3호
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• pp.212-218
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• 2015

Fucosyltransferase는 퓨코실화된 올리고당을 생성하는데 필수적인 효소로서, GDP-β-L-fucose로 부터 fucose를 수용체로 전이시켜 알파 글리코사이드 결합을 형성하는 과정을 촉매한다. 하지만 Escherichia coli 에서 발현시켰을 때, 대부분의 경우 inclusion body를 형성하여 비활성으로 생성되었다. 따라서 본 연구에서는 Helicobacter pylori 26695에서 유래한 α1,2-fucosyltransferase (FucT2) 유전자의 수용성 발현을 위하여, E. coli에서 샤페론 단백질인 GroEL, GroES, DnaK, DnaJ, GrpE과 함께 동시발현시켰다. SDS-PAGE 분석결과, 5가지 샤페론 단백질과 함께 발현되었으며, 수용성 FucT2 단백질이 증가하였고 효소활성은 5배 증가하였다. 결론적으로, 샤페론 동시발현기술을 이용하여 대장균에서 FucT2 수용성 생산을 증가시킬 수 있었으며 본 수용성 효소는 퓨코실화된 올리고당을 효율적으로 생산하는데 이용될 수 있다.

• KSBB Journal
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• 제23권5호
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• pp.403-407
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• 2008

본 연구에서는 현재 산업적 응용이 활발하게 이루어지고 있고, 여러 장점을 지닌 효소인 Candida antarctica에서 유래된 lipase B (CalB)의 신속한 개질을 위해 취급이 용이한 E. coli를 이용하여 CalB 발현시스템을 구축하였다. E. coli 발현 시스템에서 효소활성을 지니지 못하는 내포체를 생성하는 단점을 지니고 있어, soluble한 형태의 CalB 생성을 위해 저온 발현이 가능한 pCold I vector와 단백질 접힘을 도와주는 chaperone을 사용하여 CalB를 발현하였다. Liu 등(17)은 E. coli Origami2와 B, 그리고 $DH5{\alpha}$를 실험한 결과, Origami 균주에서만 CalB에 의한 halo의 형성이 관찰되었으나, 동 연구에서는 실험한 3종의 균주와 5종의 chaperone plasmid중 Rosettagami와 $DH5{\alpha}$에서 groES/groEL chaperone이 CalB와 동시에 발현되면 soluble한 형태의 Cal B가 발현됨을 관찰할 수 있었다. 또한 신속한 CalB의 발현시스템을 구축하기 위해서는 유전자 조작의 용이성 및 안정성에서 우월한 $DH5{\alpha}$가 Rosettagami에 비해 soluble한 CalB의 발현에 더욱 적합한 균주임이 관찰되었다. 즉 재조합 pCold plasmid와 pGro7 plasmid (groES/groEL)로 형질이 전환된 $DH5{\alpha}$가 CalB 발현시스템에 가장 적합하다.

• 미생물학회지
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• 제50권1호
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• pp.1-7
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• 2014

생명체에서 비천연 아미노산을 단백질의 특정 위치에 삽입하는 방법으로 orthogonal suppressor tRNA와 여기에 비천연 아미노산을 특이적으로 결합시킬 수 있는 유전자 변형된 aminoacyl-tRNA synthetase (ARS)가 활용되고 있다. 이 기술개발을 위해서는 돌연변이를 유발한 ARS library로부터 비천연 아미노산만을 특이적으로 결합시킬 수 있는 변형된 ARS를 탐색하기 위한 선별시스템이 필요하다. 본 논문에서는 대장균에서 작용하는 2단계로 구성된 새로운 선별시스템을 개발하였다. 먼저 양성선별 시스템은 27번 잔기를 amber 코돈으로 치환한 Chloramphenicol acetyl transferase 유전자로 구성되어 있으며, 이유전자의 amber suppression에 의해 chloramphenicol 배지에서 생존함에 따라 활성을 나타내는 ARS를 최고 $9.0{\times}10^5$배로 농축할 수 있었다. 반면 음성선별 시스템은 대장균의 Topoisomerase II의 기능을 억제하는 단백질을 암호화하는 control of cell death B (ccdB) 유전자의 N-말단 앞에 3개의 amber 코돈을 삽입하여 제작하였다. 이 음성선별 시스템을 가진 대장균에 orthogonal pair인 Saccharomyces cerevisiae tyrosyl-tRNA synthetase (Scc TyrRS)와 amber suppressor tRNA를 형질전환하면 amber suppression으로 CcdB가 발현되어 대장균의 성장이 억제되는 것을 확인하였으며, 천연 아미노산에 대한 특이성을 가진 ARS를 효과적으로 제거하는 것을 관찰하였다. 따라서, 양성선별 및 음성선별 시스템을 순차적으로 거침으로써 무작위적으로 아미노산에 대한 특이성을 변형시킨 ARS 라이브러리로부터 비천연 아미노산을 suppressor tRNA에 특이적으로 결합하는 유전자 변형 ARS를 탐색하는데 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 2002년도 창립10주년기념 및 국립독성연구원 의약품동등성평가부서 신설기념 국재학술대회:생물학적 동등성과 의약품 개발 전략을 위한 국제심포지움
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• pp.113-113
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• 2002

Phylogenetically conserved Bcl-2 family proteins play a pivotal role in the regulation of apoptosis from virus to human. Members of the Bcl-2 family consist of antiapoptotic proteins such as Bcl-2, Bcl-xL, and Bcl-w, and proapoptotic proteins such as BAD, Bax, BOD, and Bok. It has been proposed that anti- and proapoptotic Bcl-2 proteins regulate cell death by binding to each other and forming heterodimers. A delicate balance between anti- and proapoptotic Bcl-2 family members exists in each cell and the relative concentration of these two groups of proteins determines whether the cell survives or undergoes apoptosis. Mcl-1 (Myeloid cell :leukemia-1) is a member of the Bcl-2 family proteins and was originally cloned as a differentiation-induced early gene that was activated in the human myeloblastic leukemia cell line, ML-1 . Mcl-1 is expressed in a wide variety of tissues and cells including neoplastic ones. We recently identified a short splicing variant of Mcl-1 short (Mcl-IS) and designated the known Mcl-1 as Mcl-1 long (Mcl-lL). Mcl-lL protein exhibits antiapoptotic activity and possesses the BH (Bcl-2 homology) 1, BH2, BH3, and transmembrane (TM) domains found in related Bcl-2 proteins. In contrast, Mcl-1 S is a BH3 domain-only proapoptotic protein that heterodimerizes with Mcl-lL. Although both Mc1-lL and Mcl-lS proteins contain BH domains fecund in other Bcl-2 family proteins, they are distinguished by their unusually long N-terminal sequences containing PEST (proline, glutamic acid, serine, and threonine) motifs, four pairs of arginine residues, and alanine- and glycine-rich regions. In addition, the expression pattern of Mcl-1 protein is different from that of Bcl-2 suggesting a unique role (or Mcl-1 in apoptosis regulation. Tankyrasel (TRF1-interacting, ankyrin-related ADP-related polymerasel) was originally isolated based on its binding to TRF 1 (telomeric repeat binding factor-1) and contains the sterile alpha motif (SAM) module, 24 ankyrin (ANK) repeats, and the catalytic domain of poly(adenosine diphosphate-ribose) polymerase (PARP). Previous studies showed that tankyrasel promotes telomere elongation in human cells presumably by inhibiting TRFI though its poly(ADP-ribosyl)action by tankyrasel . In addition, tankyrasel poly(ADP-ribosyl)ates Insulin-responsive amino peptidase (IRAP), a resident protein of GLUT4 vesicles, and insulin stimulates the PARP activity of tankyrase1 through its phosphorylation by mitogen-activated protein kinase (MAPK). ADP-ribosylation is a posttranslational modification that usually results in a loss of protein activity presumably by enhancing protein turnover. However, little information is available regarding the physiological function(s) of tankyrase1 other than as a PARP enzyme. In the present study, we found tankyrasel as a specific-binding protein of Mcl-1 Overexpression of tankyrasel led to the inhibition of both the apoptotic activity of Mel-lS and the survival action of Mcl-lL in mammalian cells. Unlike other known tankyrasel-interacting proteins, tankyrasel did not poly(ADP-ribosyl)ate either of the Mcl-1 proteins despite its ability to decrease Mcl-1 proteins expression following coexpression. Therefore, this study provides a novel mechanism to regulate Mcl-1-modulated apoptosis in which tankyrasel downregulates the expression of Mcl-1 proteins without the involvement of its ADP-ribosylation activity.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제30권4호
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• pp.399-403
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• 2003

환경스트레스에 대한 항산화효소의 보호효과를 이해하고 효과적인 스트레스내성 식물을 개발하기 위하여 CuZnSOD와 APX를 엽록체에 발현시킨 형질전환식물체 (CA식물체)에 강한 빛 (highlight, 1,100$\mu$mol m$^{-2}$ sec$^{-1}$)과 4$^{\circ}C$ chilling을 처리하였다. CA식물체 잎절편에서의 보호효과를 CuZnSOD을 도입한 SOD식물체, APX을 도입된 APX식물체 및 비형질전환식물체 (NT식물체)의 것과 비교하였다. CA식물체의 광계2에서의 광합성 효율 (Fv/Fm)은 highlight와 4$^{\circ}C$ chilling복합처리 1시간째에서 NT식물체에 비해 약 15%의 보호효과를 나타내었고, 광계1에서의 P700 redox state는 처리 후 3시간째에 약 23%의 보호효과를 나타내었다. SOD식물체와 APX식물체의 복합처리에 대한 보호효과는 CA식물체와 NT식물체의 중간 효과를 나타내었다. 이러한 결과는 엽록체에서 CuZnSOD와 APX의 동시발현이 highlight와 chilling에 의한 산화스트레스를 극복하는 데 매우 중요하게 관여함을 직접적으로 제시하는 것이다.

• 대한수의학회지
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• 제45권4호
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• pp.457-464
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• 2005

The irradiation of radioactive ${\gamma}-ray$ induces apoptosis of radiosensitive organs for homeostasis. In this study, we investigated the repair mechanisms for homeostasis in the small intestine after cell damage by $^{60}Co\;{\gamma}-ray$ irradiation. The apoptosis was most frequently observed in the crypt cells of the small intestine after four and six hours by radioactive ${\gamma}-ray$ irradiation, and the frequency of apoptosis was proportional to the amount of irradiation. Also, the number of apoptotic cells was coincident with expression pattern of p53. Interestingly, PCNA (proliferating cell nuclear antigen) which is engaged in DNA replication and repair was expressed in apoptotic cells of small intestinal crypts. Also, it was observed that cell-cycle regulator p21 which is known to induce cell-cycle arrest is co-expressed in the same apoptotic cells of irradiated small intestinal crypt cells. These findings suggest that the co-expression of PCNA and p21 proteins, which may lead to resistance to DNA damage through cell-cycle arrest is closely associated with repair of damaged gastrointestinal cells after ${\gamma}-ray$ irradiation.

• 미생물학회지
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• 제37권4호
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• pp.245-252
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• 2001

MLS (macrolide-lincosamide-streptogramin B) 항생제 내성인자 단백질인 Erm 단백질들은 아미노산 서열 중 그 동일성과 유사성이 높아 구조적으로도 동등한 단백질의 한 집단을 형성한다. 최근 X-ray crystallography에 의해 구조가 결정된 ErmC\` 및 ErmAM 단백질의 구조에 근거하여 ErmSF 단백질도 catalytic domain과 substrate binding domain으로 구분하였고 N-terminal end에 존재하는 catalytic domain의 대량생산을 다양한 pET 발현 vector를 사용하여 시도하였다. 그리고 catalytic domain을 coding하는 DNA 절편은 세 종류를 사용하였다: DNA 절편 1은 Met 1부터 Glu 186까지를 coding하고 DNA 절편 2는 Arg 60부터 Glu 186까지의 정보를 가진 DNA이고 DNA 절편 3은 Arg 60부터 Arg 240까지를 encoding하는 DNA이다. 사용된 다양한 발현 vector중에서 pET19b는 DNA 절편 3, pET23b는 DNA 절편 1과 2를 성공적으로 대량생산하였다. 그러나 대량생산된 catalytic domain들은 불용성 단백질 집합체인 inclusion body를 형성하였다. ErmSF catalytic domain들의 용해성 단백질의 생산을 위하여 chaperone GroESL과 Thioredoxin의 동시 발현 및 배양온도를 $22^{\circ}C$로 낮추어 시도했으나 대량 발현된 단백질의 용해에는 도움을 얻지 못하였다.

• 미생물학회지
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• 제43권3호
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• pp.166-172
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• 2007

ERM 단백질은 23S rRNA의 A2058에 methylation시킴으로써 macrolide-lincosamide- streptogramin B $(MLS_B)$계 항생제의 부착을 저해하여 항생제의 활성을 억제하는 내성 인자 단백질로 monomethylase와 dimethylase로 나누어진다. Dimethylase와 비교되는 monomethylase의 특성을 밝히기 위해 dimethylase (ErmSF)와 monomethylase (TlrD)를 동시에 보유한 Streptomyces fradiae에서 tlrD를 클론하고 대장균에서 최초로 대략생산을 시도하여 $37^{\circ}C$에서 세포내 전체 단백질의 55%를 차지할 정도로 대량생산된 불용성 단백질을 얻어내었다. 그러나 ErmSF와는 달리 낮은 온도에서 대량생산된 단백질이 용해성 단백질로 전환되지 않고 불용성 단백질로 남아있었다. Thioredoxin과 샤페론인 GroESL은 모두 ErmSF의 경우와 마찬가지로 용해성 단백질로의 전환에 도움을 주지 않았다. 이러한 차이점은 천재까지 전혀 밝혀지지 않은 단백질내의 구조적 특성에 의한 monomethylase와 dimethylase의 차이점을 밝힐 수 있다는 가능성을 말해주는 것으로 추정된다. 그러나 ErmSF의 경우와 동일하게 SDS-PAGE에서 검색되지 않은 미량의 발현된 용해성 단백질이 TlrD를 함유한 세포에 항생제에 대한 내성을 나타내게 하였고 이렇게 발현된 내성은 monomethylase에 의한 내성에서 기대되는 내성과 일치하였다.