This paper describes the use of a discrete mathematical model to represent the basic mechanisms of regulation of the bacteria E. coli in batch fermentation. The specific phenomena studied were the changes in metabolism and genetic regulation when the bacteria use three different carbon substrates (glucose, glycerol, and acetate). The model correctly predicts the behavior of E. coli vis-a-vis substrate mixtures. In a mixture of glucose, glycerol, and acetate, it prefers glucose, then glycerol, and finally acetate. The model included 67 nodes; 28 were genes, 20 enzymes, and 19 regulators/biochemical compounds. The model represents both the genetic regulation and metabolic networks in an integrated form, which is how they function biologically. This is one of the first attempts to include both of these networks in one model. Previously, discrete mathematical models were used only to describe genetic regulation networks. The study of the network dynamics generated 8 $(2^3)$ fixed points, one for each nutrient configuration (substrate mixture) in the medium. The fixed points of the discrete model reflect the phenotypes described. Gene expression and the patterns of the metabolic fluxes generated are described accurately. The activation of the gene regulation network depends basically on the presence of glucose and glycerol. The model predicts the behavior when mixed carbon sources are utilized as well as when there is no carbon source present. Fictitious jokers (Joker1, Joker2, and Repressor SdhC) had to be created to control 12 genes whose regulation mechanism is unknown, since glycerol and glucose do not act directly on the genes. The approach presented in this paper is particularly useful to investigate potential unknown gene regulation mechanisms; such a novel approach can also be used to describe other gene regulation situations such as the comparison between non-recombinant and recombinant yeast strain, producing recombinant proteins, presently under investigation in our group.
A toluene-oxidizing strain of Pseudomanas mendocina KR1 containing toluene-4-mono-oxygenase (TMO) completely degrades TCE with the addition of toluene as a co-substrate in aerobic condition. In order to construct in situ bioremediation system for TCE degradation without any growth-stimulating nutrients or toxic inducer such as toluene, we used the carbon-starvation promoter of Pseudomonas putida MK1 (Kim, Y. et al., J. bacteriol., 1995). Upon entry into the stationary phase due to the deprivation of nutrients, this promoter is strongly induced without further cell growth. The TMO gene cluster (4.5 kb) was spliced downstream of the carbon starvation promoter of Pseudomonas putida MK1, already cloned in pUC19. TMO under the carbon starvation promoter was not expressed in E. coli cells either in stationary phase or exponential phase. For TMO expression in Pseudomonas strains, tmo and carbon starvation promoter region were recloned into a modified broad-host range vector pMMB67HES which was made from pMMB67HE(8.9 kb) by deletion of tac promoter and lacIq (about 1.5 kb). Indigo was produced by TMO under the carbon starvation promoter in a Pseudomonas strain of post-exponential phase on M9 (0.2% glucose and 1mM indole) or LB. 18% of TCE was degraded in 14 hours after entering the stationary phase at the initial concentration of 6.6 ${\mu}$M in liquid phase.
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
/
제21권1호
/
pp.127-132
/
2010
We have characterized full-length cDNA encoding Gall-6-tox protein, which was cloned from the fat body of the immunized Galleria mellonella larvae. The cloned cDNA of Gall-6-tox consists of 1301 nucleotides and contained an open reading frame of 891 nucleotides corresponding to a protein of 296 residues that includes a putative 16-residue signal sequence and a 280-residue mature peptide with a calculated mass of 30,707.73 Da. The deduced mature peptide contains conserved tandem repeats of six cysteine-stabilized alpha beta ($Cs{\alpha}{\beta}$) motifs, which was detected in scorpion toxins and insect defensins. In the sequence homology search, mature Gall-6-tox showed 34% and 28% amino acid sequence homology with Bomb-6-tox from Bombyx mori and Spod-11-tox from Spodoptera frugiperda, respectively. Gall-6-tox orthologs were only found in Lepidopteran species, indicating that this new immune-related gene family is specific to this insect order. RT-PCR analysis revealed that Gall-6-tox was expressed primarily in the larval fat bodies, hemocytes, and midgut against invading bacteria into hemocoel. Moreover, the expression time course of Gall-6-tox was examined up to 24 h in the fat bodies and midgut after injection of E. coli. Altogether, these results suggest that Gall-6-tox is derived from defensins and Gall-6-tox may play a critical role in Lepidoptera immune system.
The available techniques for heterologous protein secretion in Lactobacillus strains are limited. The aim of the present study was to develop an efficient protein-secretion system using recombinant lactobacilli for various applications such as live delivery of biotherapeutics. For the construction of expression vectors, the Lactobacillus brevis slpA promoter, Lactobacillus casei prtP signal sequence, and mouse IL-10 sequences were used as a model system. Interestingly, the slpA promoter exhibited strong activity in L. casei, contrary to previous observations. In order to stabilize replication of the plasmid in E. coli, a removable terminator sequence was built into the promoter region. For the improvement of secretion efficiency, a DTNSD oligopeptide was added to the cleavage site of signal peptidase. The resulting plasmids provided remarkably efficient IL-10 secretion. Accumulation of the protein in the culture supernatant varied widely according to the pH conditions. By analysis of the secreted protein, formation of homodimers, and biological activity, IL-10 was confirmed to be functional. The presently constructed plasmids could be useful tools for heterologous protein secretion in L. casei.
Gene encoding cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase), from thermotolerant Paenibacillus sp. T16 isolated from hot spring area in northern Thailand, was cloned and expressed in E. coli (JM109). The nucleotide sequences of both wild type and transformed CGTases consisted of 2139 bp open reading frame, 713 deduced amino acids residues with difference of 4 amino acid residues. The recombinant cells required 24 h culture time and a neutral pH for culture medium to produce compatible amount of CGTase compared to 72 h culture time and pH 10 for wild type. The recombinant and wild-type CGTases were purified by starch adsorption and phenyl sepharose column chromatography and characterized in parallel. Both enzymes showed molecular weight of 77 kDa and similar optimum pHs and temperatures with recombinant enzyme showing broader range. There were some significant difference in pH, temperature stability and kinetic parameters. The presence of high starch concentration resulted in higher thermostability in recombinant enzyme than the wild type. The recombinant enzyme was more stable at higher temperature and lower pH, with lower $K_m$ for coupling reaction using cellobiose and cyclodextrins as substrates.
Lee Sam-Pin;Troyano Esperanza;Lee Jin-Ho;Kim Hyun-Soo;Sinskey Anthony John
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제16권7호
/
pp.1163-1168
/
2006
The recombinant plasmid pLEX2FP complements the mutation in Zoogloea ramigera 115MM1, and the complemented mutant produces an exopolysaccharide that shows higher affinity for the calcofluor dye than the exopolysaccharide from Z. ramigera 115SLR, resulting in higher fluorescence intensity under UV light. A compositional and structural analysis of the exopolysaccharide from Z. ramigera 115MM1 showed that the different fluorescent properties were due to a lower content of acetyl groups when compared with Z. ramigera 115SLR exopolysaccharide. These results were in agreement with a sequence analysis of the gene carried in the plasmid pLEX2FP, which appeared to encode an O-acyltransferase highly homologous to the 3-O-acyltransferase of Streptomyces mycarofaciens. The gene encoding the acyltransferase from Z. ramigera 115SLR was expressed as a GST-fusion protein with 70,000 daltons in E. coli.
Styrene oxide 계열의 라세믹 에폭사이드 기질에 대한 입체선택적 가수분해능이 우수한 Aspergillus nigerr계열의 생촉매를 선발하였고, A.niger LK 유래의 EHase의 기질 특이성을 분석하였다. A. niger LK의 EHase는 benzene ring에 oxirane ring이 직접 연결되어 있는 styrene oxide, p-nitrostyrene oxide 기질에 대해서는 (R)-이성질체, benzene ring과 oxirane ring사이에 ether 등의 연결 chain이 있는 기질에 대해서는 (S)-이 성질체에 대한 입체선택적 가수분해능이 우수하였다. A niger LK의 EHase 유전자를 RT-PCR 방법으로 클로닝하였고, sequencing을 통해 다른 미생물 유래의 EHase와의 sequence identity 분석 등을 통해 특성을 분석하였다. Yeast 유래의 EHase와는 32% 수준의 sequence identity를 보였으며, Agrobacterisum, Corynebacterium 등의 박테리아 유래 EHase와는 identity가 매우 낮은 특성을 보였다. E. coli 숙주에서 발현된 재조합 EHase의 활성은 라세믹 에폭사이드 기질에 대한 입체선택적 가수분해 반응을 통해 확인할 수 있었다. 클러닝된 EHase의 보다 효율적인 발현 연구가 필요하며, 이러한 재조합 EHase는 고부가가치 광학활성 에폭사이드 제조를 위한 생물전환공정 시스템의 생촉매로 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
Molecular biological techniques that recently developed, have made it possible to realize some of new attempts in the research field of rumen microbiology. Those are 1) cloning of genes from rumen microorganisms mainly in E. coli, 2) transformation of rumen bacteria and 3) ecological analysis with nonculturing methods. Most of the cloned genes are for polysaccharidase enzymes such as endoglucanase, xylanase, amylase, chitinase and others, and the cloning rendered gene structural analyses by sequencing and also characterization of the translated products through easier purification. Electrotransformation of Butyrivibrio fibrisolvens and Prevotella ruminicola have been made toward the direction for obtaining more fibrolytic, acid-tolerant, depoisoning or essential amino acids-producing rumen bacterium. These primarily required stable and efficient gene transfer systems. Some vectors, constructed from native plasmids of rumen bacteria, are now available for successful gene introduction and expression in those rumen bacterial species. Probing and PCR-based methodologies have also been developed for detecting specific bacterial species and even strains. These are much due to accumulation of rRNA gene sequences of rumen microbes in databases. Although optimized analytical conditions are essential to reliable and reproducible estimation of the targeted microbes, the methods permit long term storage of frozen samples, providing us ease in analytical work as compared with a traditional method based on culturing. Moreover, the methods seem to be promissing for obtaining taxonomic and evolutionary information on all the rumen microbes, whether they are culturable or not.
After irradiation of a cloned dextransucrase gene (dsrB742) with ultrasoft X-ray, an E. coli transformant (pDSRB742CK) was first developed for the expression of an extracellular dextransucrase, having increased activity and the synthesis of a highly branched dextran. Seven nucleotides of the parent gene (dsrB742) were changed in the nucleotide sequences of dsrB742ck. Among them, four nucleotides were changed at the ORF of dsrB742, resulting in a 30 amino acids deletion in the N-terminal of DSRB742 dextransucrase. The activity of DSRB742CK dextransucrase in culture supernatant was approximately 2.6 times higher (0.035 IU/ml) than that of the DSRB742 clone. The pDSRB742CK clone produced DSRB742CK dextransucrase when grown both on a sucrose medium (inducibly) and on a glucose medium (constitutively). The DSRB742 clone did not produce dextran constitutively on a glucose medium. DSRB742CK dextran had 15.6% branching and 2.7-times higher resistance to dextranase hydrolysis compared to DSRB742 dextran. $^{13}C-NMR$ showed that DSRB742CK dextran contained ${\alpha}-(1{\rightarrow}3)$ branch linkages that were not present in DSRB742 dextran.
Galectin-3 is known as an animal ${\beta}$-galactoside-binding lectin charicterized with S-type carbohydrate recognition domain. It plays a role in growth, adherence and movement of cells. It is, also, related to the cell transformation and metastasis of tumor cells. In this study, we have expressed and purified recombinant human galectin-3 (rHgalectin-3) using E coli system and asialofetuin affinity chromatography for the future development of monoclonal antibody to Hgalectin-3, which is suggested as the tumor marker for the gastric and thyroid gland cancers. Expressed protein was confirmed as the Hgalectin-3 by immunoblot with cross-reactive murine monoclonal antibody. Lectin activity and specificity of purified protein were, also, confirmed by the competitive inhibition with galectin-3 specific carbohydrate, lactose. Like physiological galectin-3, lectin activity of the molecule was not changed in nonreduced condition. Dimer formation, furthermore, was observed at high concentration of the protein even in the reduced condition, which is well known in physiological galectin-3. These results showed purified rHgalectin-3 has the same activity and molecular nature compared to the physiological galectin-3.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.