Kim, Sang Suk;Bang, Jung-Hee;Hyun, Chang-Gu;Kim, Joo-Woo;Han, Jae-Jin;Suh, Joo-Won
Journal of Applied Biological Chemistry
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제43권3호
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pp.136-140
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2000
A novel 6-deoxyhexose biosynthetic gene cluster different from the one for the biosynthesis of streptomycin was isolated from Streptomyces griseus using specifically designed PCR primers to compare the sequence of known dTDP-glucose synthase genes. We cloned a 5.8-kb DNA from Streptomyces griseus ATCC10137, which contained the 4-ketoreductase homologue (grsB), dTDP-glucose synthase (grsD), and dTDP-glucose 4, 6-dehydratase (grsE) genes. Escherichia coli cultures containing plasmid of the PCR product which encoded the grsE region under the controUed T7 promoter were able to catalyze the formation of dTDP-4-keto-6-deoxy-D-glucose from TDP-glucose. The enzyme showed high substrate specificity, being specific to only dTDP-glucose that is known to be incorporated into secondary metabolites such as antibiotics.
GERI-155 is a macrolide antibiotic containing two deoxyhexose molecules and shows antimicrobial activities against Gram-positive bacteria. Deoxysugar biosynthetic gene cluster of GERI-155 from Streptomyces sp. GERI-l55 genome was cloned. Four orfs were identified and a putative orf presumed to be the dTDP g]ucose-4,6-dehydratase gene was designated as gerE. GerE was expressed in E. coli by using a recombinant expression vector pHJ1. The expressed protein was purified from E. coli cell lysate by using ammonium sulfate fractionation, and DEAE-sepharose CL-6B and hydroxylapatite column chromatography. The molecular mass of the expressed protein correlated with the predicted mass that was deduced from the cloned gene sequence data. The recombinant protein was a homodimer with a subunit relative molecular weight of 39,000 Dalton. It was found to have dTDP-glucose 4,6-dehydratase activity and also found to be highly specific for dTDP-glucose as a substrate. The values of $K_{m} and V_{max}$ for dTDP-g]ucose were $32\mu$M and 335 nmol $min^{-1}$(mg protein)^{-1}$, respectively. dTTP and dTDP were strong inhibitors of the protein. $NAD^+$, the coenzyme for dTDP-glucose 4,6-dehydratase, was tightly bound to the expressed protein.
A glycolipid type of biosurfactants was obtained from a strain which had been isolated from soil. The cell was identified as Pseudomonas aeruginosa from taxonomic characteristics and was designated as YPJ80. Thin layer chromatography and deoxyhexose detection tests were done to verify the type of biosurfactant. Critical micelle concentration (CMC) of the surfactant was observed to be 50 ppm and the minimum surface tension was 30.1 mN/m. As an emulsifier, YPJ80 biosurfactant was superior to emulsan in the emulsification of crude Arabian light oil.
Jo, You-Young;Kim, Sun-Hee;Yang, Young-Yell;Kang, Choong-Min;Sohng, Jae-Kyung;Suh, Joo-Won
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제13권6호
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pp.906-911
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2003
The function of genes related to spectinomycin biosynthesis (spcD, speA, speB, spcS2) from Streptomyces spectabilis ATCC 27741, a spectinomycin producer, was analyzed. Each gene was subcloned from a spectinomycin biosynthetic gene cluster and overexpressed in E. coli BL21 (DE3) using pET vector. After incubating each purified protein with its possible substrates, the final products were analyzed using high-performance liquid chromatography (HPLC). From these results, spcD, speA, and speB have been identified to be dTDP-glucose synthase, myo-inositol monophosphatase, and myo-inositol dehydrogenase, respectively. In addition, the results suggest that the spcS2 gene product functions downstream of the speB gene product in the biosynthetic pathway of spectinomycin. Taken together, the present study elucidates the early steps of the biosynthetic pathway for 6-deoxyhexose (6-DOH) part (actinospectose) and aminocyclitol part (actinamine) of spectinomycin.
본 연구에서는 방울토마토 라이코펜 품종의 식품학적 유용성을 알아보기 위해 유리아미노산, 아미노산 대사물질 및 폴리페놀 화합물의 조성을 분석하였다. 방울토마토 라이코펜 품종은 L-Cys과 L-Try을 제외한 18종의 유리아미노산을 함유하고 있었다. 방울토마토 라이코펜 품종의 유리아미노산 중 L-Glu이 건조 중량 100 g 당 2,499.02 mg이 함유되어 전체 아미노산 중 55.5%를 차지하고 있어 유리아미노산 중 가장 많은 함유량을 보였다. 그리고 L-Gln이 전체 아미노산 중 15.9%, L-Asp가 9.9% 함유되어 있어 L-Glu, L-Gln 및 L-Asp가 전체 아미노산 함량의 81% 이상을 차지하는 주요 구성 아미노산임을 알 수 있었다. 또한, 트립토판을 제외한 히스티딘, 이소류신, 류신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트레오닌 및 발린 등 필수아미노산이 고루 함유되어 있어 영양적인 측면에서 좋은 식품소재로 판단된다. 라이코펜 품종은 ${\gamma}$-aminobutyric acid(GABA), carnitine(L-Car), o-phosphoethanolamine(o-Pea), hydroxylysine(Hyl) phosphoserine(p-Ser), N-methyl-histidine(Me-His), ethanolamine($EtNH_2$) 등 아미노산 대사물질을 함유하고 있었으며 이 중 GABA가 건조 중량 100 g 당 305.99 mg으로 유리아미노산 대사물질 중 가장 많이 함유되어 있었다. LC/MS/MS 분석을 통해 라이코펜 품종으로부터 caffeic acid-hexose isomer I (CH I), caffeic acid-hexose isomer II (CHII), 3-caffeoylquinic acid(3-CQA), 5-caffeoylquinic acid(5-CQA), caffeoylquinic acid isomer(CQAI), quercetin-hexose-deoxyhexose-pentose(QTS), quercetin-3-rutinoside(Q-3-R), di-caffeoylquinic acid(di-CQA), tri-caffeoylquinic acid(tri-CQA), naringenin chalcone(NGC) 등 10종의 폴리페놀 화합물을 확인하였다. 특히, 항알러지효과, 2형 당뇨 억제 및 비만억제효과를 보이는 NGC이 건조 중량 100 g 당 67.6 mg으로 가장 많이 함유되어 있었고 Q-3-R이 50.9 mg으로 다량 함유되어 있었다. 결과적으로 방울토마토 라이코펜 품종은 18종의 유리아미노산과 트립토판을 제외한 8종의 필수아미노산이 고루 함유되어 있고 GABA, NGC, Q-3-R 등 생리활성 물질이 다량 함유되어 있어 영양이나 건강 측면에서 매우 유용한 식품 소재라 할 수 있다.
약산성 다당 GL-4IIb2'에 대해 연속적 부분 산가수 분해 과정을 거쳐, 2종의 oligo당 획분 PA-2' 및 PA-1-III를 분리하고 그들의 구조분석을 행하였다. PA-2'는 주요 구성당으로 Rha 와 특이당 Kdo를 동일한 비율로 함유하고 있었으며, permethylated oligosaccharide-alditol로 전환시켜, GC-MS로 분석한 결과, m/z 189$(bA_1)$및 m/z 308 $(aJ_2)$에서 6-deoxyhexose와 Kdo에 기인하는 fragment ion이 관찰되었다. 이 peak는 m/z 162에서 특징적인 ion을 나타낸 반면 m/z 177 ion이 관찰되지 않음으로써 Kdo의 C4위치가 아닌 C5위치가 치환되어 있음을 알 수 있었다. 한 methyl화 분석 결과, PA-2'은 환원말단 Rhap와 5-substituted Kdo가 높은 비율로 검출되었으며 환원 형태의 PA-2'를 대상으로 $^1M-NMR$ 분석을 하였을 때 ${\delta}$ 5.09 ppm에서 ${\alpha}-L-Rha$의 anomeric proton에 기인한 단일 signal이 관찰되었다. 이상의 결과로 부터 PA-2'는 주로 ${\alpha}-L-Rhap-(1{\rightarrow}5)-Kdo$로 구성되었다는 사실을 알 수 있었다 한편. PA-1-III는 소량의 Ara 믹 Dha와, 다량의 Rha 및 Kdo가 주요 구성당으로 나타났으며, PA-1-III 획분의 permethylated oligosaccharide-alditol 유도체는 GC상에서 3개의 peak (1P, 2P 및 3P)로 분리되었다. 이들의 MS 분석 결과, 높은 비율로 검출된 1P는 $Rhap-(1{\rightarrow}5)-Kdo$의 구조로 나타났으며 반면 낮은 비율의 2P및 3P는 $Araf-(1{\rightarrow}5)-Dha$의 동일구조를 갖는 것으로 확인되었는데 이는 Dha의 carbonyl 환원과정 중 생성된 epimer로 판단되었다.
고추 역병균(疫病菌)(P. capsici)에 우수(優秀)한 항균활성(抗菌活性)을 가진 3가지의 항균물질(抗菌物質)을 Pseudomonas sp. A-183 배양액(培養液)으로 부터 분리(分離) 정제(精製)하였다. 분리(分離)된 3가지의 항균물질(抗菌物質)에 대한 분자구조식(分子構造式)을 구명(究明)하기 위하여 UV, IR, $^1H$ NMR, $^{13}C$ NMR Spectroscopy법(法)으로 해석하였다. A와 B물질(物質)은 Molish 및 Anthrone반응(反應)에 양성(陽性)으로, Fehling반응(反應)에는 음성(陰性)으로 나타났으므로 nonreducing sugar구조(構造)를 함유(含有)하고 있는 것으로 판단되었다. C물질(物質)은 위의 시약(試藥)에서 정색반응(呈色反應)을 나타내지 않고 단지 UV흡수(吸收)만을 나타내었다. Mass, NMR 및 IR 분광분석(分光分析)에 의해 A와 B물질(物質)은 당(糖)으로는 deoxyhexose인 rhamnose를 포함하고 지방산으로는 ${\beta}-hydroxydecanoic$ acid를 포함하였다. 또 이들 사이에는 O-glycoside결합(結合)이 형성(形成)되어 있었으며 A와 B물질(物質) 사이에는 당(糖) 한분자(分子)의 차리(差異)가 나타났다. 종합적(綜合的)으로 A물질(物質)은 glycolipid B인 3-hydroxy-(3-hydroxydecanoyl) -decanoic acid $3-O-{\alpha}-L-rhamnopyranosyl(1{\to}2)rhamnopyranoside$, B물질(物質)은 glycolipid A인 3-hydroxy-(3`-hydroxydecanoyl)decanoic acid $3-O-{\alpha}-L-rhamnopyranoside$로 동정(同定)되었으며, C물질(物質)은 phenazine으로 확인(確認)되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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