• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권12호
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• pp.1650-1655
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• 2009

The $\beta$-glucuronidase (GUS) gene from Lactobacillus brevis RO1 was cloned and expressed in Escherichia coli GMS407. The GUS gene was composed of 1,812 bp, encoding a 603-amino-acid protein belonging to glycosyl hydrolase family 2 with three conserved domains. The amino acid similarity was higher than 70% with the $\beta$-glucuronidases of various microorganisms, yet less than 58% with the $\beta$-glucuronidase of L. gasseri ADH. Overexpression and purification of the GUS was performed in $\beta$-glucuronidase-deficient E. coli GMS407. The purified GUS protein was 71 kDa and showed 1,284 U/mg of specific activity at optimum conditions of pH 5.0 and $37^{\circ}C$. At $37^{\circ}C$, the GUS remained stable for 80 min at pH values ranging from 5.0 to 8.0. The purified enzyme exhibited a half-life of 1 h at $60^{\circ}C$ and more than 2 h at $50^{\circ}C$. When the purified GUS was applied to transform baicalin and wogonoside into their corresponding aglycones, $150\;{\mu}M$ of baicalin and $125\;{\mu}M$ of wogonoside were completely transformed into baicalein and wogonin, respectively, within 3 h.

• Molecules and Cells
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• 제39권3호
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• pp.242-249
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• 2016

A balance between production and degradation of reactive oxygen species (ROS) is critical for maintaining cellular homeostasis. Increased levels of ROS during oxidative stress are associated with disease conditions. Antioxidant enzymes, such as extracellular superoxide dismutase (EC-SOD), in the extracellular matrix (ECM) neutralize the toxicity of superoxide. Recent studies have emphasized the importance of EC-SOD in protecting the brain, lungs, and other tissues from oxidative stress. Therefore, EC-SOD would be an excellent therapeutic drug for treatment of diseases caused by oxidative stress. We cloned both the full length (residues 1-240) and truncated (residues 19-240) forms of human EC-SOD (hEC-SOD) into the donor plasmid pFastBacHTb. After transposition, the bacmid was transfected into the Sf9-baculovirus expression system and the expressed hEC-SOD purified using FLAG-tag. Western blot analysis revealed that hEC-SOD is present both as a monomer (33 kDa) and a dimer (66 kDa), as detected by the FLAG antibody. A water-soluble tetrazolium (WST-1) assay showed that both full length and truncated hEC-SOD proteins were enzymatically active. We showed that a potent superoxide dismutase inhibitor, diethyldithiocarbamate (DDC), inhibits hEC-SOD activity.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제46권3호
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• pp.244-252
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• 2018

Protein disulfide isomerase A3 (PDIA3) is a major member of the protein disulfide isomerase (PDI) family. PDI proteins commonly reside in the endoplasmic reticulum and mediate important thiol-disulfide interchanges during post-translational protein folding. Unlike other PDI family members, PDIA3 is ubiquitous in various organ systems. However, its physiological activity varies in other tissues. PDIA3 has been associated with cancer, airway inflammation, neurodegenerative diseases, and metabolic diseases. However, the mechanisms of the association of PDIA3 with these pathological conditions remain unclear. Recombinant PDIA3 (rPDIA3) is needed to clarify the interactions between PDIA3 and certain physiological phenomena. In the present study, we aimed to produce highly purified rPDIA3 for use in pathological experiments. We expressed rPDIA3 with a histidine-enriched elongated peptide tag in Escherichia coli and obtained rPDIA3 at 97.8% purity using consecutive His-tag and reverse-phase chromatography. Elongated peptide tags screened from artificially designated library had dual functions for protein expression and simple purification.

• 생명과학회지
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• 제16권7호
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• pp.1133-1140
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• 2006

E. coli HtrA (High temperature requirement protein A)의 human homologue 중 하나인 HtrA1은 IGFBP를 절단하여 IGF의 활동을 조절하는 serine protease으로 알려졌다. HtrA1의 serine protease 활성이 여러 질병의 발병 mechanism과 연관성을 가진 것으로 예상되고 있지만, 이런 상관관계를 밝히기 위해서 기본적으로 필요한 다량의 HtrA1 단백질의 발현 및 정제조건과 HtrA1 serine protease의 최적 활성조건이 확립되어 있지 않은 상황이다. 따라서 본 연구에서는 pGEX 시스템을 이용하여 E. coli에서 mature HtrA1인 ${\Delta}149(WT)$와 catalytic site mutant인 ${\Delta}149(S328A)$를 85%의 순도로 1 liter 배양 시, 정제된 단백질을 각각 $400{\mu}g,\;520{\mu}g$ 얻을 수 있는 발현조건을 정립하였다. 또한 HtrA1 serine protease 활성은 protease의 농도와 substrate와의 반응시간에 dependent하며, substrate와의 반응온도가 $42^{\circ}C$일 때 최적의 serine protease활성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 특히 $200{\mu}M$의 HtrA1 serine protease를 $37^{\circ}C$에서 3시간 반응 시켰을 때, substrate로 사용한 ${\beta}-casein$의 약 50%가 절단되는 것을 관찰하였다. 따라서 이 반응조건에 사용한 HtrA1의 양을 1 unit으로 하여 HtrA1의 serine protease활성을 여러 조건에서 비교 분석할 수 있다 본 연구에서 정립한 mature HtrA1을 다량으로 얻을 수 있는 발헌 및 정제조건과 serine protease 최적 활성조건은 HtrA1의 serine protease 활성과 생물학적 기능의 상관관계를 이해하는데 활용될 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제15권6호
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• pp.916-922
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• 2005

E3 ligase로 알려진 Parkin은 protein quality control에서 중요한 역할을 할 뿐만 아니라, 이런 quality control system의 이상으로 나타나는 퇴행성 뇌질환에도 밀접한 연관성이었다. 이와 같이 생체의 필수적인 업무를 담당하는 Parkin의 기능을 생화학적 측면에서 연구하기 위해서는 고 순도의 단백질을 다량 정제할 수 있는 시스템이 필요하나, 아직까지 Parkin의 발현 양상과 정제법에 관한 연구가 미흡한 상태이다. 본 연구에서는 pCEX system을 이용하여 Parkin을 대장균에서 overexpression시켜 단일 스텝으로 정제할 수 있는 방법을 정립하였다. 저온의 배양조건에서 0.01 mM의 IPTC로 발현을 유도한 결과 $90\%$ 이상의 순도를 가지는 완전한 크기의 Parkin을 정제할 수 있었다. 또한, 여러 tag을 갖는 Parkin plasmid를 제작하였을 뿐만 아니라, 이들을 HEK293 세포에 transfection하여 Parkin의 발현 양상을 비교 분석하였다. 그 결과 Parkin의 N-말단에 pretense에 민감한 절단 부위가 존재한다는 사실을 확인하였다. 본 연구에서 정립한 Parkin 정제법과 포유류 세포에서 Parkin의 발현 양상에 대한 결과는 Parkin의 기질을 탐색하고,그들이 Parkin의 효소 활성 및 기능에 미치는 영향을 조사하기 위한 다양한 연구에 활용할 수 있을 것이다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제31권4호
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• pp.607-615
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• 2018

Objective: This study was conducted to isolate the cellulolytic microorganism from the rumen of Holstein steers and characterize endoglucanase gene (Cel5A) from the isolated microorganism. Methods: To isolate anaerobic microbes having endoglucanase, rumen fluid was obtained from Holstein steers fed roughage diet. The isolated anaerobic bacteria had 98% similarity with Eubacterium cellulosolvens (E. cellulosolvens) Ce2 (Accession number: AB163733). The Cel5A from isolated E. cellulolsovens sp. was cloned using the published genome sequence and expressed through the Escherichia coli BL21. Results: The maximum activity of recombinant Cel5A (rCel5A) was observed at $50^{\circ}C$ and pH 4.0. The enzyme was constant at the temperature range of $20^{\circ}C$ to $40^{\circ}C$ but also, at the pH range of 3 to 9. The metal ions including $Ca^{2+}$, $K^+$, $Ni^{2+}$,$Mg^{2+}$, and $Fe^{2+}$ increased the endoglucanase activity but the addition of $Mn^{2+}$, $Cu^{2+}$, and $Zn^{2+}$ decreased. The Km and Vmax value of rCel5A were 14.05 mg/mL and $45.66{\mu}mol/min/mg$. Turnover number, Kcat and catalytic efficiency, Kcat/Km values of rCel5A was $96.69(s^{-1})$ and 6.88 (mL/mg/s), respectively. Conclusion: Our results indicated that rCel5A of E. cellulosolvens isolated from Holstein steers had a broad pH range with high stability under various conditions, which might be one of the beneficial characteristics of this enzyme for possible industrial application.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제26권3호
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• pp.204-215
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• 2023

The thermolabile haemolysin (tlh) of Vibrio parahaemolyticus (Vptlh) from V. parahaemolyticus is a multiple-function enzyme, initially describes as a haemolytic factor activated by lecithin and phospholipase A2 enzymatic activity (Shinoda, 1991; Vazquez-Morado, 2021; Yanagase et al., 1970). Until now, the tlh structure has hypothesized including N-terminal and C-terminal domain, but what domain of the Vptlh structure does the haemolytic activity has not been refined yet. In this study, a 450-bp VpTLH nucleotide sequence of the entire Vptlh gene encoded the C-terminal domain cloned firstly to examine its responsibility in the activity of the Vptlh. The C-terminal domain fused with a 6-His-tag named the His-tag-VpC-terminal domain was expressed successfully in soluble form in the BL21 (DE3) PlysS cell. Remarkably, both expression and purification results confirmed a high agreement in the molecular weight of the His-tag-VpC-terminal domain was 47 kDa. This work showed the His-tag-VpC-terminal domain lysed the erythrocyte membranes in the blood agar and the phosphate buffered saline (0.9%) media without adding the lecithin substrate of the phospholipase enzyme. Haemolysis occurred at all tested diluted concentrations of His-tag-VpC-terminal domain (p < 0.05), providing evidence for the independent haemolytic activity of the His-tag-VpC-terminal domain. The content of 100 ㎍ of the His-tag-VpC-terminal domain brought the highest haemolytic activity of 80% compared to that in the three remaining contents. Significantly, the His-tag-VpC-terminal domain demonstrated not to involve the phospholipase activity in Luria-Bertani agar supplemented with 1% (vol/vol) egg yolk emulsion. All results proved the vital responsibility of the His-tag-VpC-terminal domain in causing the haemolytic activity without the required activation by the phospholipase enzyme. Raw extracts of Phellinus igniarus and Phellinus pipi at 10^-1 mg/mL inhibited the haemolytic activity of the His-tag-VpC-terminal domain from 67.7% to 87.42%, respectively. Hence applying the His-tag-VpC-terminal domain as a simple biological material to evaluate quickly potential derivatives against the Vptlh in vivo conditions will accessible and more advantageous than using the whole of the Vptlh.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제44권3호
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• pp.601-610
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• 1997

연구배경 : 그람음성 간균의 내독소에 의한 sepsis syndrome에서 단핵 식세포는 내독소에 의해 자극받아 여러 종류의 cytokine을 분비함으로써 개체를 방어하는데 있어 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 불행히도 cytokine들은 개체를 방어하는 작용 뿐 아니라 TNF등의 경우처럼 심각한 조직손상을 가져오는 효과도 있다. 그러므로 생체 내에서 내독소에 반응하여 cytokine의 분비를 조절하는 기능은 매우 중요하다. 이전의 연구에서 미리 내독소에 노출된 단색 식세포는 내독소로 재자극 시 cytokine 생성능의 저하가 관찰되었는데 이러한 현상을 '내독소 내성'이라고 하며 cytokine 분비조절에 중요한 역할을 하리라 생각되나 그 기전 등에 대해서는 연구가 부족한 상태이다. 방 법 : 생체 외에서 내독소에 대한 내성획득의 조건을 확립하고자 정상인의 말초혈액 단핵구를 10ng/ml의 저농도 내독소로 24시간 전처치한 후 2회 세척하고 다시 1 ng/ml의 내독소로 각각 4시간, 6시간, 24시간 자극하여 TNF-$\alpha$와 IL-8의 단백량을 측정하고 총 RNA를 분비하였다. 내독소 내성 획득 기전을 밝히고자 내독소 전처치 시에 자가혈청, PMA, antiCD14 Ab, Indomethacin, $PGF_2$를 각각 첨가하여 내성획득에 영향을 주는지 알아보았다. TNF-$\alpha$와 IL-8의 단백량은 ELISA를 이용하여 측정하였고 분리한 RNA를 이용하여 TNF-$\alpha$와 IL-8에 대한 Northern blot analysis를 시행하였다. 결 과 : 말초혈액을 저농도 내독소로 전처치하면 TNF-$\alpha$ 단백 생성 및 mRNA 발현을 억제하였으나 IL-8에 대해서는 이러한 현상을 관찰할 수 없었다. 전처치 시에 antiCD14 Ab를 내독소와 같이 준 경우 억제된 TNF-$\alpha$ 생성이 부분적으로 회복되었다. PMA만으로 전처치 하여도 저농도 내독소 전처치와 유사하게 내독소 내성을 유도할 수 있었다. 결 론 : 내독소에 의한 내성획득에는 CD14가 관여하고 Protein kinase C 경로를 통하며 pretranslational 수준에서 조절되는 것으로 생각된다.