• 제목/요약/키워드: complementation

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Enhancement of the Chaperone Activity of Alkyl Hydroperoxide Reductase C from Pseudomonas aeruginosa PAO1 Resulting from a Point-Specific Mutation Confers Heat Tolerance in Escherichia coli

  • Lee, Jae Taek;Lee, Seung Sik;Mondal, Suvendu;Tripathi, Bhumi Nath;Kim, Siu;Lee, Keun Woo;Hong, Sung Hyun;Bai, Hyoung-Woo;Cho, Jae-Young;Chung, Byung Yeoup
    • Molecules and Cells
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    • 제39권8호
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    • pp.594-602
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    • 2016
  • Alkyl hydroperoxide reductase subunit C from Pseudomonas aeruginosa PAO1 (PaAhpC) is a member of the 2-Cys peroxiredoxin family. Here, we examined the peroxidase and molecular chaperone functions of PaAhpC using a site-directed mutagenesis approach by substitution of Ser and Thr residues with Cys at positions 78 and 105 located between two catalytic cysteines. Substitution of Ser with Cys at position 78 enhanced the chaperone activity of the mutant (S78C-PaAhpC) by approximately 9-fold compared with that of the wild-type protein (WT-PaAhpC). This increased activity may have been associated with the proportionate increase in the high-molecular-weight (HMW) fraction and enhanced hydrophobicity of S78C-PaAhpC. Homology modeling revealed that mutation of $Ser^{78}$ to $Cys^{78}$ resulted in a more compact decameric structure than that observed in WT-PaAhpC and decreased the atomic distance between the two neighboring sulfur atoms of $Cys^{78}$ in the dimer-dimer interface of S78C-PaAhpC, which could be responsible for the enhanced hydrophobic interaction at the dimer-dimer interface. Furthermore, complementation assays showed that S78C-PaAhpC exhibited greatly improved the heat tolerance, resulting in enhanced1 survival under thermal stress. Thus, addition of Cys at position 78 in PaAhpC modulated the functional shifting of this protein from a peroxidase to a chaperone.

Molecular cloning and characterization of 1-hydroxy-2-methyl-2-(E)-butenyl 4-diphosphate reductase (CaHDR) from Camptotheca acuminata and its functional identification in Escherichia coli

  • Wang, Qian;Pi, Yan;Hou, Rong;Jiang, Keji;Huang, Zhuoshi;Hsieh, Ming-shiun;Sun, Xiaofen;Tang, Kexuan
    • BMB Reports
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    • 제41권2호
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    • pp.112-118
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    • 2008
  • Camptothecin is an anti-cancer monoterpene indole alkaloid. The gene encoding 1-hydroxy-2-methyl-2-(E)-butenyl 4-diphosphate reductase (designated as CaHDR), the last catalytic enzyme of the MEP pathway for terpenoid biosynthesis, was isolated from camptothecin-producing Camptotheca acuminata. The full-length cDNA of CaHDR was 1686 bp encoding 459 amino acids. Comparison of the cDNA and genomic DNA of CaHDR revealed that there was no intron in genomic CaHDR. Southern blot analysis indicated that CaHDR belonged to a low-copy gene family. RT-PCR analysis revealed that CaHDR expressed constitutively in all tested plant organs with the highest expression level in flowers, and the expression of CaHDR could be induced by 100 ${\mu}M$ methyl-jasmonate (MeJA), but not by 100 mg/L salicylic acid (SA) in the callus of C. acuminata. The complementation of CaHDR in Escherichia coli ispH mutant MG1655 demonstrated its function.

Aspergillus nidulans의 광 조건하 유성분화에 관여하는 silA 유전자의 분리 및 기능분석 (Isolation and Functional Analysis of the silA Gene That Controls Sexual Development in Response to Light in Aspergillus nidulans)

  • 한상용;고진아;김종학;한규용;한갑훈;한동민
    • 한국균학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.189-195
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    • 2008
  • Aspergillus nidulans는 빛이 없는 조건에서는 유성분화가 주로 일어나고 빛이 있는 조건에서는 유성분화가 억제되고 대신 무성분화가 유도된다. 빛에 의해서 유성분화가 억제되는 것은 빛에 반응하여 유성 또는 무성분화를 조절하는 유전자가 있다는 것을 시사한다. 따라서 빛에 의해서 조절되는 유전자를 연구하기 위하여 광 조건하에서 유성분화를 하는 silA98 돌연변이를 분리하였으며, 이를 보완하는 유전자를 분리 및 분석하고자 A. nidulans의 AMA-NotI genomic library로부터 silA98 돌연변이를 상보하는 유전자 silA를 분리하였다. silA 유전자의 예상 ORF는 2,388 bp의 염기로 구성되어지고 795개의 아미노산을 암호화하고 있었다. 이 유전자는 Saccharomyces cerevisiae의 ARO80 유전자와 상동성을 보이며 SilA 단백질의 N 말단에는 약 51.9%의 상동성을 가지는 ${Zn_2}{Cys_6}$ motif를 지니고 있었다. silA 유전자 결손돌연변이주는 광 존재 하에서뿐만 아니라 고농도의 sorbitol에서도 유성분화가 유도되었다. 이는 silA 유전자가 빛과 고삼투 조건에서 유성분화를 억제하는 조절과정에 관여하고 있음을 의미한다. silA 유전자를 niiA promoter로 과다 발현시켰을 때의 형질은 야생형과 큰 차이를 보이지 않았다.

빛의 존재하에서도 유성분화를 하는 Aspergillus nidulans의 돌연변이체 분리 및 분석 (Isolation and Characterization of Aspergillus nidulans Mutants Which Undergo Sexual Development in Light Exposure)

  • 민정렬;김혜련;한갑훈;한동민
    • 미생물학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.77-82
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    • 2007
  • 자웅동체 자낭균류인 Aspergillus nidulans의 유성분화는 다양한 외부 환경 스트레스, 즉, 아세트산을 함유한 배지, 가시광선의 조사, 높은 삼투압 조건 등에서 강하게 저해 받는다. 본 연구에서는 이에 관련된 유전자들을 분리, 분석하기 위하여 다양한 외부 환경 스트레스를 준 상태에서도 정상적으로 유성포자를 만들 수 있는 돌연변이 균주들을 분리하였다. 총 167개의 돌연변이 균주들 중에서 152종의 균주들은 각각 빛, 삼투, 아세트산 등의 조건에서 유성분화를 할 수 있었으나 두가지 이상을 동시에 주었을 때에는 유성분화를 하지 못하였다. 또한 6개의 돌연변이 균주들은 KCl 첨가 배지에서는 야생형과 변화가 없었으나 빛을 쬐거나 아세트산배지에서는 유성분화를 진행하였다. 그리고, 3개의 돌연변이 균주는 각각의 단일 스트레스 조건뿐만 아니라 KCl과 아세트산이 함께 들어있는 배지에서도 유성분화를 할 수 있었다. 이들 가운데 아세트산과 KCl 배지에서는 야생형과 표현형이 동일하나, 빛이 있는 조건에서는 야생형과 달리 유성분화를 하는 돌연변이 6균주를 얻었으며 이를 SIL 돌연변이라 칭하였다. 상보군 검정결과 이들은 모두 각각 다른 돌연변이를 가지고 있는 것으로 파악되어 silA에서 silF까지 여섯 그룹으로 명명하였고, 우열검정 결과 이들은 모두 열성임이 확인되었다. 대부분의 균주들은 각각 3종류의 스트레스 조건에서 유성분화를 하는 돌연변이들이었기 때문에, 특별하게 빛에만 반응하여 분화에 영향을 주는 유전자는 몇몇에 불과하고, 다른 스트레스들과 관련된 유전자와 연관성이 많으며, 성장에 있어서는 외부 환경 스트레스에 따른 영향은 크지 않은 것으로 사료된다.

공과대학 신입생의 핵심역량 인식수준을 통한 공학교육방향 연구 (The Study on Proper Way for Engineering University Education: Based on the Perception of Current Competencies and Expected Competencies of Engineering Freshmen)

  • 이경희;권혁홍;이정례;이성진
    • 공학교육연구
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    • 제13권6호
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    • pp.57-71
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    • 2010
  • 본 연구는 대학교육을 통하여 획득해야 하는 핵심역량들을 추출하여 공과대학 신입생들이 인식하는 현재의 역량수준과 기대하는 역량수준을 조사하고 공과대학 교육의 방향성을 탐색해 보고자 하는데 목적이 있다. 핵심역량에 대한 문헌분석을 통해서, '전공능력', '교양능력', '외국어능력', '기초수학능력', '인간소통능력'의 5가지를 공학교육의 목표와 내용이 되어야 할 핵심 역량으로 추출하였다. 이를 연구도구화 한 뒤, C대학교 공과대학 신입생 584명을 대상으로 핵심역량에 대한 현재인식수준과 기대인식수준을 조사 연구하였다. 연구 결과, 첫째, 신입생들은 모든 역량에서 현재 역량수준이 낮다고 인식하고 있었으며, 특히 '외국어 역량'에 대한 인식수준이 가장 낮았다. 기대인식수준에 대한 교육요구도 '외국어능력'이 가장 높았고, '전공능력'은 두 번째로 높았다. 둘째, 신입생들의 하위특성을 성별, 고등학교 계열별, 출신고등학교의 지역별, 대학입학전형 유형별, 수능 수리유형별로 차이검증을 실시한 결과, 하위특성별로 현재인식수준과 기대인식수준간에 유의미한 차이가 있었다. 연구결과를 토대로, 본 연구는 공과대학 교육의 방향으로 외국어(영어)교육의 강화, 학습자의 하위 특성에 따른 개인차 해소를 위한 다양한 교육프로그램 설계 및 실행, 전공능력뿐 아니라 교양능력 및 인간소통능력의 중요성에 대한 인식 제고와 관련 프로그램의 강화, 교수-학습과정에 대한 피드백 자료 축적을 통한 공학 교육프로그램의 지속적인 수정 보완작업, 공학교육과정과 특별프로그램을 통한 진로교육의 활성화를 제언하였다.

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Genetic Control of Asexual Sporulation in Fusarium graminearum

  • Son, Hokyoung;Kim, Myung-Gu;Chae, Suhn-Kee;Lee, Yin-Won
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2014년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.15-15
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    • 2014
  • Fusarium graminearum (teleomorph Gibberella zeae) is an important plant pathogen that causes head blight of major cereal crops such as wheat, barley, and rice, as well as causing ear and stalk rot on maize worldwide. Plant diseases caused by this fungus lead to severe yield losses and accumulation of harmful mycotoxins in infected cereals [1]. Fungi utilize spore production as a mean to rapidly avoid unfavorable environmental conditions and to amplify their population. Spores are produced sexually and asexually and their production is precisely controlled. Upstream developmental activators consist of fluffy genes have been known to orchestrate early induction of condiogenesis in a model filamentous fungus Aspergillus nidulans. To understand the molecular mechanisms underlying conidiogenesis in F. graminearum, we characterized functions of the F. graminearum fluffy gene homologs [2]. We found that FlbD is conserved regulatory function for conidiogenesis in both A. nidulans and F. graminearum among five fluffy gene homologs. flbD deletion abolished conidia and perithecia production, suggesting that FlbD have global roles in hyphal differentiation processes in F. graminearum. We further identified and functionally characterized the ortholog of AbaA, which is involved in differentiation from vegetative hyphae to conidia and known to be absent in F. graminearum [3]. Deletion of abaA did not affect vegetative growth, sexual development, or virulence, but conidium production was completely abolished and thin hyphae grew from abnormally shaped phialides in abaA deletion mutants. Overexpression of abaA resulted in pleiotropic defects such as impaired sexual and asexual development, retarded conidium germination, and reduced trichothecene production. AbaA localized to the nuclei of phialides and terminal cells of mature conidia. Successful interspecies complementation using A. nidulans AbaA and the conserved AbaA-WetA pathway demonstrated that the molecular mechanisms responsible for AbaA activity are conserved in F. graminearum as they are in A. nidulans. F. graminearum ortholog of Aspergillus nidulans wetA has been shown to be involved in conidiogenesis and conidium maturation [4]. Deletion of F. graminearum wetA did not alter mycelial growth, sexual development, or virulence, but the wetA deletion mutants produced longer conidia with fewer septa, and the conidia were sensitive to acute stresses, such as oxidative stress and heat stress. Furthermore, the survival rate of aged conidia from the F. graminearum wetA deletion mutants was reduced. The wetA deletion resulted in vigorous generation of single-celled conidia through autophagy-dependent microcycle conidiation, indicating that WetA functions to maintain conidia dormancy by suppressing microcycle conidiation in F. graminearum. In A. nidulans, FlbB physically interacts with FlbD and FlbE, and the resulting FlbB/FlbE and FlbB/FlbD complexes induce the expression of flbD and brlA, respectively. BrlA is an activator of the AbaA-WetA pathway. AbaA and WetA are required for phialide formation and conidia maturation, respectively [5]. In F. graminearum, the AbaA-WetA pathway is similar to that of A. nidulans, except a brlA ortholog does not exist. Amongst the fluffy genes, only fgflbD has a conserved role for regulation of the AbaA-WetA pathway.

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지하이동통로가 구비된 다기능 어도의 안정성 검토 (Stability Analysis of Multi-Functional Fishway with Underground Passage)

  • 이영재
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.50-59
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    • 2014
  • 본 논문에서는 경북 구미시 봉곡천에 최근 건설된 다기능어도를 대상으로 SAP2000으로 구조 해석하기 위한 변수를 R/C Slab, R/C+S/C Slab 및 지하이동통로 규격(가로${\times}$세로)을 $1m{\times}0.2m$, $1m{\times}0.4m$, $1m{\times}0.6m$와 유속 0.8m/s, 1.2m/s, 1.6m/s으로 구분하여 해석한 결과와 봉곡천 설계식을 비교하여 안정성을 검토하였다. 봉곡천의 설계식 보다 R/C+S/C Slab 타입이 지하이동통로 출구부는 휨모멘트와 최대응력은 각각 28~54%, 26~50%, 측벽은 24~47%, 17~31%, 상부슬래브인 경우도 10~27%, 4~20% 적게 나타났다. 따라서 최대응력과 휨모멘트가 R/C+S/C Slab 타입이 구조 안정성이 확보되는 것으로 나타났기 때문에 지하통로는 휨모멘트와 최대 응력이 27%, 25%, 측벽은 24%, 15% 상부슬래브는 14%, 10%의 보완이 요구되는 것으로 판단된다. 이러한 결과는 지하이동통로 규격이 봉곡천 규격과 동일한 $1m{\times}0.4m$일 때가 $1m{\times}0.2m$, $1m{\times}0.6m$ 보다 안정성이 가장 유리한 것으로 확인되었다. 또한 해석 및 분석 결과를 근거로 다기능어도 시공 시 기본 자료로 활용이 기대된다.

한국형 블록버스터 영화의 한국 민족주의적 특성: <공동경비구역 JSA>와 <한반도>를 중심으로 (The Korean Nationalist Characteristics of the Korean Blockbuster Films: Focusing on and )

  • 류재형
    • 한국언론정보학보
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    • 제59권
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    • pp.116-137
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    • 2012
  • '민족'이란 무엇이고 '민족주의'란 무엇인가? '한국 민족주의'는 무엇을 의미하며 '한국형 블록버스터 영화'라 불리는 일련의 영화들을 통해서 한국 민족주의는 어떻게 재현되는가? 이러한 의문에 해답을 제공하는 데에 이 연구의 목적이 있다. 한국형 블록버스터 영화의 민 족주의적 특성에 대한 연구는 이미 상당 기간 이루어졌고 연구자간 민족주의라는 큰 맥락에 대해서는 이미 합의된바 또한 적지 않다. 그러나 이론적인 확증이 없는 인상비평에 그치는 경우가 많았고 몇몇 이론적 논의 또한 대부분 서구 유럽의 민족 형성과정과 이에 토대한 민족주의론에 바탕을 두어 왔다. 이에 한국민족주의 담론이라는 이론적 논의를 추가하여 한국형 블록버스터 영화 속에 내재된 한국의 사회, 문화, 역사적 특수성을 더욱 정확하게 포착하고자 한다. 또한 최근 들어 민족주의를 모티브로 삼지 않은 영화들이 속속 등장하면서 한국형 블록버스터 영화는 진화 단계에 접어들었고, 이에 진화에 대한 논의를 본격화하기에 앞서 그것의 원형에 대한 민족주의 담론을 보완 재정립함으로써 향후 기대되는 한국형 블록버스터 영화의 진화론에 초석을 제공하는 데에 이 연구의 의의가 있다 하겠다. 연구 대상은 한민족의 역사적 특수성을 적확하게 보여주는 <공동경비구역 JSA (2000)>와 <한반도 (2006)>이며 한국 민족주의 담론을 중심으로 텍스트 분석을 실시하였다.

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흑미의 자색종자과피 형질을 결정하는 대립유전자와 안토시아닌 생성의 상호관계 (Allelic Gene Interaction and Anthocyanin Biosynthesis of Purple Pericarp Trait for Yield Improvement in Black Rice)

  • 라만 모하마드 모미너;이경은;강상구
    • 생명과학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.727-736
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    • 2016
  • 쌀은 인류가 가장 많이 먹고 있는 주식이다. 최근 백색미, 적색미, 갈색미, 녹색미 그리고 흑색미 등 다양한 품종들이 소비되고 있다. 고농도의 안토시아닌이 함유되어 있는 흑미는 영양가뿐만 아니라 암 발생 예방 효과가 있어 세계적으로 그 소비가 증가되고 있다. 유전학적으로 흑미는 cyanidin-3-O-glucoside (C3G)의 합성경로를 조절하는 두 개의 유전자 Pb와 Pp가 관여하는 Purple Pericarp (Prp) 유전형질에 의하여 종자과피의 색이 결정된다. 1921년 Nagai가 흑미의 유전현상을 일으키는 Prp 형질을 보고한 이 후 Prp 형질에 관여하는 유전자들과 그 기능 분석에 관한 많은 연구가 보고 되었으나 아직도 많은 부분이 밝혀지지 않았다. 그러나 안토시아닌의 함량이 높은 기능성 흑미의 소비는 증가하고 있는 반면 흑미는 일반 재배 벼에 비하여 상대적인 수확량이 매우 적어 농경제적인 문제가 있다. 본 논문에서는 흑미 종자가 성숙하는 과정에서 Prp 유전자의 유전현상의 특성과 안토시아닌 합성 경로 그리고 수확량에 관한 유전학적 관점에서 내용을 정리하였다.

Isolation of New CHO Cell Mutants Defective in CMP-Sialic Acid Biosynthesis and Transport

  • Shin, Dong-Jun;Kang, Ji Young;Kim, Youn Uck;Yoon, Joong Sik;Choy, Hyon E;Maeda, Yusuke;Kinoshita, Taroh;Hong, Yeongjin
    • Molecules and Cells
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    • 제22권3호
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    • pp.343-352
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    • 2006
  • Sialic acid is a sugar typically found at the N-glycan termini of glycoproteins in mammalian cells. Lec3 CHO cell mutants are deficient in epimerase activity, due to a defect in the gene that encodes a bifunctional UDP-GlcNAc 2-epimerase/ManNAc kinase (GNE). Sialic acid modification on the cell surface is partially affected in these cells. We have mutagenized Lec3 CHO cells and isolated six mutants (termed C2m) deficient in the cell surface expression of polysialic acid (PSA). Mutant C2m9 was partially defective in expression of cell-surface PSA and wheat germ agglutinin (WGA) binding, while in the other five mutants, both cell-surface PSA and WGA binding were undetectable. PSA expression was restored by complementation with the gene encoding the CMP-sialic acid transporter (CST), indicating that CST mutations were responsible for the phenotypes of the C2m cells. We characterized the CST mutations in these cells by Northern blotting and RT-PCR. C2m9 and C2m45 carried missense mutations resulting in glycine to glutamate substitutions at amino acids 217 (G217E) and 256 (G256E), respectively. C2m13, C2m39 and C2m31 had nonsense mutations that resulted in decreased CST mRNA stability, and C2m34 carried a putative splice site mutation. PSA and CD15s expression in CST-deficient Lec2 cells were partially rescued by G217E CST, but not by G256E CST, although both proteins were expressed at similar levels, and localized to the Golgi. These results indicate that the novel missense mutations isolated in this study affect CST activity.