• 농업생명과학연구
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• 제45권6호
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• pp.201-212
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• 2011

인천 연안의 심하게 오염된 갯벌로부터 강력한 세포외 알카리성 단백질 분해효소를 생산하는 호알카리성 Bacillus clausii I-52를 분리하였으며, 이 균주로부터 알카리성 단백질 분해효소의 유전자를 cloning하여 서열 분석을 하였다. Chromosome 서열이 완전히 밝혀진 Bacillus subtilis의 서열을 기초로 하여 알카리성 단백질 분해효소 및 promoter를 포함하도록 primer를 고안하여 PCR을 수행하여 2,277 bp의 DNA 단편을 얻었으며 BLAST 분석 결과 29 개의 아미노산으로 이루어진 signal peptide, 77 개의 아미노산으로 이루어진 propeptide 및 275 개의 아미노산을 갖는 활성형의 BCAP으로 구성된 총 381 개의 아미노산을 코딩하는 1,143 bp의 open reading frame을 확인하였다. 활성형 BCAP의 N-말단 아미노산은 Ala이며, 분자량 및 pI 값은 각각 27698.7 Da과 6.30으로 계산되었다. 아미노산 상동성을 분석한 결과, B. subtilis 유래의 nattokinase precursor 및 B. subtilis BSn5 유래의 subtilisin E precursor와 99%의 서열 상동성을 나타내어 B. clausii I-52 유래의 BCAP은 subtilisin 계열의 단백질 분해효소임을 확인하였다. E. coli BL21(DE3)에서 발현한 재조합 BCAP는 N-Suc-Ala-Ala-Pro-Phe-pNA 를 효율적으로 분해하였다. Refolding한 재조합 BCAP은 전형적인 serine protease inhibitor인 PMSF에 의하여 강하게 효소 활성이 억제됨으로써 serine protease 계열의 단백질 분해효소임을 알 수 있었다.

• BMB Reports
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• 제36권6호
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• pp.545-551
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• 2003

A cDNA of bovine brain glutamate dehydrogenase (GDH) was isolated from a cDNA library by recombinant PCR. The isolated cDNA has an open-reading frame of 1677 nucleotides, which codes for 559 amino acids. The expression of the recombinant bovine brain GDH enzyme was achieved in E. coli. BL21 (DE3) by using the pET-15b expression vector containing a T7 promoter. The recombinant GDH protein was also purified and characterized. The amino acid sequence was found 90% homologous to the human GDH. The molecular mass of the expressed GDH enzyme was estimated as 50 kDa by SDS-PAGE and Western blot using monoclonal antibodies against bovine brain GDH. The kinetic parameters of the expressed recombinant GDH enzymes were quite similar to those of the purified bovine brain GDH. The $K_m$ and $V_{max}$ values for $NAD^+$ were 0.1 mM and $1.08\;{\mu}mol/min/mg$, respectively. The catalytic activities of the recombinant GDH enzymes were inhibited by ATP in a concentration-dependent manner over the range of 10 - $100\;{\mu}M$, whereas, ADP increased the enzyme activity up to 2.3-fold. These results indicate that the recombinant-expressed bovine brain GDH that is produced has biochemical properties that are very similar to those of the purified GDH enzyme.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제26권6호
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• pp.451-463
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• 2001

목적 - Inflammatory cytokine으로 알려진 interleukin 1$\beta$, tumor necrosis factor $\alpha$는 치수 및 치근단질환에서 주요한 역할을 하며, 골흡수를 자극하고 골형성을 방해하는 것으로 알려져 왔다. 이들 cytokine은 주로 단핵세포/대식세포가 형성하는 것으로 알려져 왔으나 최근 연구에 의하면, PMN도 또한 이 런 cytokine들을 형성할 수 있다는 것이 보고되었다. 오랫동안 염증반응이나 면역반응에서 PMN의 역할이 주로 포식작용 을 통해 병원균을 제거하는 것이라고만 생각되어져 왔던 것을 생각하면, 새로운 발견이라 할 수 있다. 또, PMN은 IL-1ra도 생성하는 것으로 보고되었는데, IL-1ra란 IL-1의 생물학적 작용을 방해하는 인자이므로, IL-1과 밀접한 관련을 가지는 질환의 발전에 있어서 IL-1과 IL-1ra의 balance가 매우 중요한 역할을 할 것으로 생각된다 즉, IL-1ra는 IL-1$\beta$의 proinflammatory effect를 제한할 수 있는 negative feedback mechanism이라고 할 수 있다. 이 연구의 목적은 치수 및 치근단 조직의 감염에 있어서 주요 원인균인 Porphyromonas endodontalis의 LPS가 PMN의 IL-1$\beta$, TNF-$\alpha$, IL-1ra생성에 미치는 영향을 단백질과 mRNA 수준에서 관찰하는 것이다. 잘 알려진 non-oral bacterium인 E. coli의 LPS를 positive control로 사용하였으며, IL-1ra가 IL-1$\beta$의 생물학적 작용을 방해하는 작용을 관찰하기 위해, IL-1의 biological assay도 시행하였다. 방법 - P. endodontalis ATCC 35406을 혐기성 조건에서 배양하고, hot phenol-water extraction의 방법으로 LPS를 추출(crude LPS)한 후, 제조회사로부터 구입한 E. coli의 crude LPS와 함께 정제하였다. 건강한 자원자들을 대상으로 말초혈액을 채취한 후 dextran sedimentaion을 거쳐 Lymphoprep을 이용하여 PMN층을 분리하였다. 얻어진 세포들은 RPMI 1640 (supplemented with fetal bovine serum antibiotics)에 5$\times$$10^{6}$cells/ml이 되도록 resuspend시킨 후 각기 다른 농도 (0, 0.01, 0.1, 1 and 10$\mu$g/ml)의 LPS를 처리하여, 각기 다른 시간(Northern blot : 1, 2, 4시간 ELISA : 2, 6, 12, 18시간)동안 37$^{\circ}C$ in 5% $CO_2$ 의 조건으로 배양하였다. 상층액은 -7$0^{\circ}C$에 보관하였다가 추후에 ELISA를 이용한 단백질 농도 측정과 IL-1 biological assay에 사용되어졌으며, 배양된 세포로부터 RNA를 추출하여 Northern hybridization을 통해 mRNA expression을 관찰하였다. (중략)

• 미생물학회지
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• 제52권2호
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• pp.192-201
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• 2016

최근 북극해의 축치해(Chuckchi Sea)로부터 저온지질분해 효소활성을 보이는 Psychrobacter sp. ArcL13 균주가 분리되었다. 그러나 낮은 발현 양 때문에, 이 효소의 다양한 분야에서의 활용에 제약을 받아왔다. 따라서 유전자 재조합 기술을 이용하여, 이 효소를 대량생산하는 기술개발이 필요하였다. 재조합 지질분해효소를 만들기 위해서는 우선 해당 유전자의 동정이 필요하였기 때문에, Psychrobacter sp. ArcL13 균주로부터 PCR을 이용한 gene prospecting 방법으로 새로운 지질분해효소 유전자인 ArcL13-Lip을 분리하고 전체 염기 서열을 규명하였다. 염기 서열 분석결과 ArcL13-Lip은 일부 Psychrobacter 속 박테리아 유래의 지질분해효소들과 염기 서열의 유사성은 낮지만, 84-90%의 아미노산 서열 유사성을 보였다. ArcL13-Lip 전체 유전자를 대장균에서 발현시키고 전기영동으로 분석한 결과, 재조합 ArcL13-Lip은 약 35 kDa의 분자량을 보였으며 단백질 봉입체 형태로 발현되었다. Unfolding된 ArcL13-Lip을 다양한 첨가물이 포함된 완충용액에서 refolding 시킨 결과, glucose에 의해서 refolding 효율이 가장 크게 증가하였다. Refolding된 재조합 ArcL13-Lip은 다양한 p-nitrophenyl ester 중 p-nitrophenyl caprylate과 p-nitrophenyl decanoate에 대해 가장 높은 효소활성을 보였다. 온도에 따른 효소활성을 조사한 결과 ArcL13-Lip은 $40^{\circ}C$에서 최고의 활성을 나타내었고, $10^{\circ}C$와 $20^{\circ}C$에서 각각 최고 활성 대비 약 40%와 73%의 효소활성을 나타내었다. 이와 같이 ArcL13-Lip은 전형적인 저온활성 효소의 특징을 보여주었다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제4권3호
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• pp.219-226
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• 2000

In order to elucidate the role of platelet activating factor (PAF) in the acute lung injury induced by endotoxin (ETX), activities of phospholipase A2, lyso PAF acetyltransferase and oxidative stress by neutrophilic respiratory burst were probed in the present study. To induce acute lung injury, $100\;{\mu}g$ of E.coli ETX (type 0127; B8) was instilled directly into the tracheae of Sprague-Dawley rats. Five hours after the ETX instillation, induction of acute lung injury was confirmed by lung leak index and protein contents in the bronchoalveolar lavage (BAL) fluid. At the same time, lung phospholipase A2 (PLA2) activity and expression of group I and II secretory type PLA2 were examined. In these acutely injured rats, ketotifen fumarate, known as lyso PAF acetyltransferase inhibitor and mepacrine were administered to examine the role of PAF in the pathogenesis of the acute lung injury. To know the effect of the ETX in the synthesis of the PAF in the lungs, lyso PAF acetyltransferase activity and PAF content in the lungs were measured after treatments of ETX, ketotifen fumarate and mepacrine. In addition, the role of neutrophils causing the oxidative stress after ETX was examined by measuring lung myeloperoxidase (MPO) and enumerating neutrophils in the BAL fluid. To confirm the oxidative stress in the lungs, pulmonary contents of malondialdehyde (MDA) were measured. After instillation of the ETX in the lungs, lung leak index increased dramatically (p＜0.001), whereas mepacrine and ketotifen decreased the lung leak index significantly (p＜0.001). Lung PLA2 activity also increased (p＜0.001) after ETX treatment compared with control, which was reversed by mepacrine and ketotifen (p＜0.001). In the examination of expression of group I and II secretory PLA2, mRNA synthesis of the group II PLA2 was enhanced by ETX treatment, whereas ketotifen and WEB 2086, the PAF receptor antagonist, decreased the expression. The activity of the lysoPAF acetyltransferase increased (p＜0.001) after treatment of ETX, which implies the increased synthesis of PAF by the remodelling of lysoPAF in the lungs. Consequently, the contents of the PAF in the lungs were increased by ETX compared with control (p＜0.001), while mepacrine (p＜0.001) and ketotifen (p＜0.01) decreased the synthesis of the PAF in the lungs of ETX treated rats. The infiltration of the neutrophils was confirmed by measuring and enumerating lung MPO and the neutrophils in the BAL fluid respectively. Compared with control, ETX increased lung MPO and number of neutrophils in BAL significantly (p＜0.001) whereas mepacrine and ketotifen decrerased number of neutrophils (p＜0.001) and MPO (p＜0.05, p＜0.001, respectively). The lung MDA contents were also increased (p＜0.001) by ETX treatment, but treatment with mepacrine (p＜0.001) and ketotifen (p＜0.01) decreased the lung MDA contents. Collectively, we conclude that ETX increases PLA2 activity, and that the subsequently increased production of PAF was ensued by the remodelling of the lyso PAF resulting in tissue injury by means of oxidative stress in the lungs.

• 미생물학회지
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• 제47권4호
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• pp.348-355
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• 2011

황색포도상구균은 사람에게서 염증을 동반한 다양한 형태의 국소적 또는 전신적 감염을 일으키는 주요 병원균이며, 황색포도상구균에서 풍부하게 발현되는 Staphylococcal protein A (SPA)는 염증의 활성화나 면역 반응의 회피와 관련된 균력인자로서 작용할 수 있다. 본 연구에서는 사람의 HaCaT 피부상피세포에서 재조합 SPA 단백질을 이용하여 염증반응에 대한 효과를 조사하기 위해서 pET-28a 발현벡터시스템을 이용하여 성공적으로 재조합 SPA 단백질을 제작하였고, 이 단백질(2 ${\mu}g$/ml)을 6, 12 및 24시간 처리한 HaCaT 피부상피세포에서 RT-PCR 및 ELISA를 이용하여 염증관련 부착인자 및 사이토카인의 발현을 분석하였다. SPA 처리 후 6시간에서 24시간까지 E-selectin, ICAM-1, MCP-1, IL-6 및 IL-8의 발현이 현저하게 증가함을 확인하였다. 또한 SPA는 HaCaT 피부상피세포에 대한 U937 단핵구의 부착력을 증진시켰다. 따라서, 본 연구의 결과는 SPA가 HaCaT 피부상피세포의 염증반응을 촉진시킨다는 사실을 보여주었으며, 황색포도상구균에 의한 피부염증질환에 있어서 중요한 병원성인자로서의 역할을 수행한다는 사실을 시사해준다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권7호
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• pp.996-1004
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• 2020

Various genetically engineered microorganisms have been developed for the removal of heavy metal contaminants. Metal biosorption by whole-cell biosorbents can be enhanced by overproduction of metal-binding proteins/peptides in the cytoplasm or on the cell surface. However, few studies have compared the biosorption capacity of whole cells expressing intracellular or surface-displayed metal-adsorbing proteins. In this study, several constructs were prepared for expressing intracellular and surface-displayed Ochrobactrum tritici 5bvl1 ChrB in Escherichia coli BL21(DE3) cells. E. coli cells expressing surface-displayed ChrB removed more Cr(VI) from aqueous solutions than cells with cytoplasmic ChrB under the same conditions. However, intracellular ChrB was less susceptible to variation in extracellular conditions (pH and ionic strength), and more effectively removed Cr(VI) from industrial wastewater than the surface-displayed ChrB at low pH (<3). An adsorption-desorption experiment demonstrated that compared with intracellular accumulation, cell-surface adsorption is reversible, which allows easy desorption of the adsorbed metal ions and regeneration of the bioadsorbent. In addition, an intrinsic ChrB protein fluorescence assay suggested that pH and salinity may influence the Cr(VI) adsorption capacity of ChrB-expressing E. coli cells by modulating the ChrB protein conformation. Although the characteristics of ChrB may not be universal for all metal-binding proteins, our study provides new insights into different engineering strategies for whole-cell biosorbents for removing heavy metals from industrial effluents.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권4호
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• pp.534-542
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• 2021

CRISPR/Cas를 이용한 유전체 편집과 유전자 발현 조절을 위한 기술에서 sgRNA는 표적서열을 인식하는 역할을 한다. gal 프로모터를 표적서열로 하여 유전체 편집에 필요한 sgRNA의 표적인식서열의 길이와 유전자 발현 조절에 필요한 sgRNA의 표적인식서열의 길이를 Cas9-NG에서 체계적으로 비교하였다. 유전체 편집의 경우, sgRNA의 표적인식서열을 구성하는 20개의 뉴클레오티드에서 3개의 뉴클레오티드의 결손만을 허용하였다. 하지만, 유전자 발현 조절에는 표적인식서열에서 11개의 뉴클레오티드가 결손되어도 표적서열을 인식하고 결합할 수 있다는 것을 밝혔다. 따라서, sgRNA의 표적인식서열에서 4개 이상의 뉴클레오티드의 결손이 있는 경우에 sgRNA/Cas9-NG는 표적 DNA 서열에 특이적으로 결합을 하지만, 엔도뉴클레아제의 활성을 갖지 못하기 때문에 유전체 편집을 할 수 없는 것으로 판단된다. 이 결과는 인공전사인자 개발과 합성생물학 분야의 다양한 CRISPR 기술 발전에 도움을 줄 것이다.

• Molecules and Cells
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• 제26권6호
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• pp.536-547
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• 2008

Anthocyanidin synthase (ANS, leucoanthocyanidin oxygenase), a 2-oxoglutarate iron-dependent oxygenase, catalyzed the penultimate step in the biosynthesis of the anthocyanin class of flavonoids, from the colorless leucoanthocyanidins to the colored anthocyanidins. The full-length cDNA and genomic DNA sequences of ANS gene (designated as GbANS) were isolated from Ginkgo biloba for the first time. The full-length cDNA of GbANS contained a 1062-bp open reading frame (ORF) encoding a 354-amino-acid protein. The genomic DNA analysis showed that GbANS gene had three exons and two introns. The deduced GbANS protein showed high identities to other plant ANSs. The conserved amino acids (H-X-D) ligating ferrous iron and residues (R-X-S) participating in 2-oxoglutarate binding were found in GbANS at the similar positions like other ANSs. Southern blot analysis indicated that GbANS belonged to a multi-gene family. The expression analysis by real-time PCR showed that GbANS expressed in a tissue-specific manner in G. biloba. GbANS was also found to be up-regulated by all of the six tested abiotic stresses, UV-B, abscisic acid, sucrose, salicylic acid, cold and ethylene, consistent with the promoter region analysis of GbANS. The recombinant protein was successfully expressed in E. coli strain with pET-28a vector. The in vitro enzyme activity assay by HPLC indicated that recombinant GbANS protein could catalyze the formation the cyanidin from leucocyanidin and conversion of dihydroquercetin to quercetin, suggesting GbANS is a bifunctional enzyme within the anthocyanidin and flavonol biosynthetic pathway.

• KSBB Journal
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• 제20권2호
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• pp.112-115
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• 2005

본 연구는 장시간의 산업적인 연속 배양에서 문제가 되는 플라즈미드 불안정성을 극복하기 위해서 박테리오 파아지람다를 벡터로 이용하였다. 또한, 벡터의 안정성과 생산성을 높이기 위해서 용균과 ${\lambda}DNA$패키징이 결핍된 돌연변이 람다를 선별하였다. 이 돌연변이 람다는 온도 전환에 의해서 단백질이 생산되는 온도 민감성 돌연변이 cI유전자를 가지고 있기 때문에 재조합 단백질 생산, ${\lambda}DNA$ 복제,숙주 세포의 안정성 등이 lytic상태로의 전환을 유도하는 온도에 영향을 받게 된다. $36^{\circ}C$의 배양 온도는 lytic으로 전환이 잘 되지 않았고, $40^{\circ}C$ 이상의 배양 온도는 완전한 lytic상태를 유도하였다. 그러나$42^{\circ}C$의 배양 온도에서는 생산성이 감소되는 온도 저해 효과가 관찰되었다. 온도가 증가할수록 박테리오 파아지가 들어 있지 않는 대장균의 수는 증가하였고,이것은 새로운 파아지를 만들 수 있는 박테리오 파이지를 사용하여 재감염을 시키면 완화될 수 있을 것으로 예상된다. 결과적으로 단위 세포당 발현량은 $40^{\circ}C$에서 최대를 나타내었고, 안정성이나 총 발현량의 관점에서는 $38^{\circ}C$가 최적의 온도로 관찰되었다.