• 산업기술연구
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• 제29권A호
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• pp.161-167
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• 2009

The bifunctional Xylanase-Cellulase hybrid protein was constructed by gene fusion. Two genes corresponding to endoxylanase gene (xylS) and endocellulase gene (celA) were amplified by PCR from Bacillus licleniformis NBL420. It was then linked through splicing by overlap extension (SOE) by PCR method. The two resulting fused hybrids, xyl/cel and cel/xyl, which differ by its orientation, were confirmed by its nucleotide sequencings. One of two fusion genes, xyl/cel was successfully expressed into pET22b(+) vector (pxyl/cel) with bifunctional xylanase-cellulase activity. On the contrary, the other cel/xyl fusion protein showed only cellulase activity with much decreased xylanase activity. Enzymatic properties of Xyl/Cel fusion protein were investigated regarding optimum pH, optimum temp, thermostability, and pH stability. It was revealed that Xyl/Cel fusion protein retained the bifunctional xylanase-cellulase activities eventhough two enzymes were connected with each other directly. These informations could be useful for construction of other hybrid proteins as well as increased range of substrate utilization.

• BMB Reports
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• 제52권8호
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• pp.496-501
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• 2019

Conventionally, immunotoxins have been produced as a single polypeptide from fused genes of an antibody fragment and a toxin. In this study, we adopted a unique approach of chemical conjugation of a toxin protein and an antibody fragment. The two genes were separately expressed in Escherichia coli and purified to high levels of purity. The two purified proteins were conjugated using a chemical linker. The advantage of this approach is its ability to overcome the problem of low recombinant immunotoxin production observed in some immunotoxins. Another advantage is that various combinations of immunotoxins can be prepared with fewer efforts, because the chemical conjugation of components is relatively simpler than the processes involved in cloning, expression, and purification of multiple immunotoxins. As a proof of concept, the scFv of trastuzumab and the PE24 fragment of Pseudomonas exotoxin A were separately produced using E. coli and then chemically crosslinked. The new immunotoxin was tested on four breast cancer cell lines variably expressing HER2. The chemically crosslinked immunotoxin exhibited cytotoxicity in proportion to the expression level of HER2. In conclusion, the present study revealed an alternative method of generating an immunotoxin that could effectively reduce the viability of HER2-expressing breast cancer cells. These results suggest the effectiveness of this method of immunotoxin crosslinking as a suitable alternative for producing immunotoxins.

• BMB Reports
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• 제43권12호
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• pp.801-806
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• 2010

The existence of glycine residues in long-chain scorpion toxins has been well documented. However, their role as analgesics has not been evaluated. To address this issue, we investigated the functional role of glycines in the C-terminal end of Chinese-scorpion toxin from Buthus martensii Karsch (BmK AGP-SYPU2) using site-directed mutagenesis and analgesic activity assays. Recombinant BmK AGP-SYPU2 and its mutants were efficiently expressed in E. coli and purified to homogeneity using immobilized metal ion affinity chromatography (IMAC) and cation exchange chromatography. The mouse-twisting test was used to detect the analgesic activity of BmK AGP-SYPU2 and its mutants. As a result, we identified glycines at the C-terminal end that, when altered, significantly affected analgesic activity. Also, Mut6566 was significantly decreased compared to BmK AGP-SYPU2. These data indicate that the glycines at the C-terminal end are important for the analgesic activity of BmK AGP-SYPU2.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권1호
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• pp.34-39
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• 1998

본 연구에서는 안정성이 보장된 효모를 숙주로 하여 이미 lysozyme 생산능이 확인된 저 copy수의 YCp type인 pHK101의 생산능을 높이기 위해 고발현 벡터인 다 copy 수의 YEp type인 pHK501을 구축하였다. pHK501과 pHK101형질전환체의 M. luteus를 기질로 한 lysoplate assay 비교에서 확실한 생산량의 증가를 생육저지환을 통해 확인하였다. 또한 E. coli에서 peptidoglycan만을 추출하여 기질로 사용한 lysoplate assay에서도 pHK501형질전환체의 배양액 중에는 정상적 인 HLY의 생산을 직접 확인할 수 있었다. 플라스크 배양에서 배양시간에 따른 HLY의 최대 생산량은 81시간만에 pHK501형질전환체가 55 units/$m\ell$에 도달됨으로써 pHK101(7 units/$m\ell$)에 비해 약 8배 증가됐다. 발효조규모에서의 HLY 생산은 24시간만에 26.8 units/$m\ell$(1.12 units/$m\ell$/h)에 도달하였고 전체 생산성은 플라스크배양(0.625 units/$m\ell$/h)에 비해 약 1.8배 정도 증가되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권4호
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• pp.450-456
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• 2016

한국형 잔디에서는 다른 병에 비해 진전 속도가 빠르고 주로 뿌리에서부터 발병하여 잔디를 고사시키고 발병 후 구제하기 매우 어려운 라이족토니아잎마름병(라지패취)이 큰 문제로 대두되고 있다. 라이족토니아잎마름병(라지패취)은 Rhizoctonia solani AG2-2 (IV)병원균에 의해 발생하는데, 이 병원균에 강한 내병성 들잔디를 개발하기 위해 식물방어반응에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 PR-Protein 중 하나인 ${\beta}-1,3-glucanase$를 들잔디로부터 클로닝 하였다. ${\beta}-1,3-glucanase$는 바이러스나 균의 감염으로 인해 식물조직이 과민반응을 일으킬 때 세포내에서 생성되고 세포 외로 분비되어 세포 사이 공간에서 주로 병원균 저항성기능을 하는 것으로 알려져 있다. ${\beta}-1,3-glucanase$ 단자엽식물 중 내병성에 대한 연구가 되어있는 옥수수, 밀, 보리, 벼의 염기서열에서 공통으로 보존되어 있는 부분을 이용해 degenerate PCR을 수행하고 얻어낸 sequence를 통해 Full-length의 cDNA를 클로닝 하였다. E.coli overexpression을 수행하여 목표 단백질을 대량 정제하여 in vitro 활성 측정 및 항균테스트를 진행하였다. 또한, ZjGlu1 유전자의 기능을 해석하기 위해 각각의 유전자를 도입한 식물형질전환용 벡터를 제작하여 잔디 형질전환체 제작을 하였다. ZjGlu1 단백질을 이용하여 9개의 균주에 대해 항균활성 테스트를 진행 한 결과 R. cerealis, F. culmorum, R.solani AG-1 (1B), T. atroviride 에서 항균활성을 보였으며, 형질전환체를 이용해 18s 유전자의 발현량을 상대로 한 각 유전자의 기관별 발현량은 크게 차이없이 모든기관에 발현되는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권2호
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• pp.417-421
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• 2004

A normal prion protein (PrPc) is converted to a protease resistant isoform (PrPsc) by an apparent self-propagating activity in bovine spongiform encephalopathies (BSE), which is a neurodegenerative disease. The cDNA encoding bovine PrP open reading frame (ORP) in Korean cattle was cloned by polymerase chain reaction (PCR). The cloned cDNA had a length of 795 base pairs which coded for a protein of 264 amino acid residues with a calculated molecular mass of 28.6 kDa. Identities of 90, 90, 79 and 78% on nucleotide and 94, 94, 84, and 84% on amino acid sequence were shown to PrP genes from sheep, goat, human, and mouse, respectively. The cloned DNA was ligated into the pQE30 expression vector and transformed into E. coli M15. The PrP was expressed by induction with isopropyl-$\beta$-D-thiogalactoside (IPTG) and purified on the Ni-NTA affinity column. High specific activities of the recombinant PrP were observed in the fraction of pH 5.8 eluate and showed a molecular mass of-29 kDa on SDS-PAGE and Western blot analysis.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권2호
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• pp.330-336
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• 2005

Lactococcus lactis A164 is a nisin Z-producing strain isolated from kimchi. Its antimicrobial spectrum has been found to be active against most Gram-positive bacteria tested, yet inactive against Gram-negative bacteria [3]. Accordingly, to overcome this drawback, the current study attempted to express human $\beta$-defensin-l (hBD-l), which kills both Gram-positive and Gram-negative bacteria in L. lactis AI64. When the hBD-l cDNA was introduced using a nisin Z-controlled expression cassette, the L. lactis A164 transformants grew very poorly, due to the bactericidal effect of the expressed hBD-l against the transformants. Therefore, a gene fusion system was designed to reduce the toxicity of the expressed heterologous protein against the host cells. As such, the hBD-l gene was fused to the DsbC- Tag of pET -40b(+), then introduced to L. lactis A 164. The transformants expressed an intracellular 35.6-kDa DsbC-hBD-l fusion protein that exhibited slight activity against the host cells, yet not enough to strongly inhibit the cell growth. To obtain the recombinant hBD-l, the DsbC-hBD-l fusion protein was purified by nickel-affinity column chromatography, and the DsbC-Tag removed by cleaving with enterokinase. The cleaved mature hBD-l exhibited strong bactericidal activity against E. coli JM109, indicating that the recombinant L. lactis A 164 produced a biologically active hBD-I. In addition, the recombinant L. lactis A 164 was also found to produce the same level of nisin Z as the wild-type.

• 생명과학회지
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• 제15권2호
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• pp.253-260
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• 2005

인체 MCAK 단백질을 Escherichia. coli에서 재조합 단백질로 발현하였다. 이를 SDS-PAGE 후 electroelution으로 정제하고 항원으로 사용하여 rat에서 다클론성 항체생성을 유도한 결과, 생성된 항체는 Western blot analysis에 의해 인체 MCAK 단백질 (81 kDa)을 특이적으로 인식할 수 있었으며, Jurkat T cells과 293T cells에 있어서 MCAK 단백질의 대부분이 핵 내에 위치함을 확인할 수 있었다. 세포주기에 따른 MCAK 단백질의 발현양의 변화를 조사하기 위해, Jurkat T cells을 Hydroxy urea 또는 Nocodazole의 처리로 $G_{1}/S$ boundary 그리고 $G_{2}/M$ boundary에 blocking하고 이로부터 release 시키는 시간을 달리하여 다양한 세포주기상에 위치한 Jurkat T cells을 확보하였다. 각각의 Jurkat T cells로부터 cell lysate를 얻어서 Western blot analysis를 시도한 결과, MCAK 발현양은 S phase에서 가장 높았으며 MCAK의 SDS-PAGE상의 mobility가 81 kDa에서 84 kDa로 shift됨을 확인하였다. MCAK의 전기영동상의 mobility shift에 의한 slow moving $p84^{HsMCAK}$는 S phase 후반부터 나타나기 시작하며 $G_{2}/M$ phase에 최대였고 $G_{1}$, phase에서는 확인되지 않았다. 이는 세포주기에 따라 MCAK의 단백질의 인산화 양상이 달라짐을 시사한다. 생성된 항체를 이용한 Immunocytochemical analysis의 결과, 인체 MCAK 단백질은 세포주기의 interphase에서는 주로 중심체와 핵에 존재하며, M phase의 각 단계에 따라서 spindle pole, centromere, spindle fiber 또는 midbody에 존재함을 확인하였다. 이러한 연구 결과는 E. coli에서 발현된 재조합 HsMCAK 단백질을 항원으로 하여 rat에서 생산한 다클론성 항체가 HsMCAK 단백질을 특이적으로 인식할 수 있음과 또한 HsMCAK 단백질의 인산화를 나타내는 SDS-PAGE상의 mobility-shift가 $G_{2}/M$ phase에 최대에 도달하는 양상으로 세포주기에 따라 변동됨을 나타내며, HsMCAK의 인산화와 HsMCAK의 세포 내 위치간의 관련성을 시사한다. 아울러 이러한 연구결과는 hamster 및 Xenopus 등에서 주로 연구되고 있는 MCAK의 세포주기상의 주요기능이 인체세포에도 적용될 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제30권10호
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• pp.886-895
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• 2020

본 연구에서는 호랑나비 유충의 유전체 분석을 통해 선별된 파필리오신 3의 항균 및 항염증 활성을 확인하였다. 선행연구에서 RNA 시퀀싱 분석을 통해 호랑나비의 전사체를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 진행하여 전사체 유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하였다. 수행된 항균 활성 및 용혈 활성 테스트에서 파필리오신 3은 그람음성균인 E. coli와 그람양성균인 S. aureus에 대해 강력한 항균활성을 나타낸 반면 마우스 적혈구에 대한 용혈 활성은 전혀 없었다. 다음으로 마우스 대식세포주 Raw264.7 세포를 이용하여 파필리오신 3의 항염증 활성을 확인하였다. 그 결과 파필리오신 3은 LPS로부터 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 뿐만 아니라 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 파필리오신 3이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인(IL-6, IL-1β)의 발현을 감소시킨다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 염증반응의 신호전달인자들(MAPKs, NF-κB)의 인산화를 억제하는 것을 확인하였는데, 이는 파필리오신 3이 LPS와의 상호작용을 통해 결합하여 효과를 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 호랑나비 유전체 분석을 통해 확인된 파필리오신 3이 새로운 항균 및 항염증 치료제로서 개발하는데 가능성 있는 물질로 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제41권3호
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• pp.215-221
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• 1994

연구배경 : 산소기가 여러 종류의 급성 폐손상에 중요한 역할을 한다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 생체내에는 여러 항산화 방어기전이 존재하는데, SOD는 두 개의 superoxide radical이 과산화수소와 산소로 dismutation되는 과정을 $10^4$배 촉진시키는 효소로서 산소기에 대한 일차적인 방어기전으로 작용한다. Eukaryotic 세포내에는 두 가지 종류의 SOD가 존재하는데, 하나는 세포질에 위치하고 이중체(dimeric)의 구조를 가지며 구리와 아연을 포함하는 효소(CuZnSOD)이고, 또 하나는 미토콘드리아에 있고 사중체(tetrameric)의 구조를 갖는 망간을 포함하는 효소(MnSOD)이다. 내독소에 의한 백서의 급성 폐손상 모델에서 내독소 투여 후 시간 경과에 따른 백서 폐장의 MnSOD와 CuZnSOD의 유전자 발현을 관찰하여 이를 급성 폐손상의 양상과 비교하고자 본 연구를 시행하였다. 방법 : 백서에 E. coli의 내독소를 투여한 후 0, 1, 2, 4, 6, 12, 18, 그리고 24시간 후에 백서를 희생시켜 폐장을 얻은 후 폐장의 총 RNA를 single step phenol extraction 방법으로 추출하였다(n=3, respectively). 총 RNA를 formaldehyde를 함유한 1.2% agarose gel 에 전기영동하고, gel의 RNA를 nylon membrane으로 transfer시켰다. Nylon membrane을 $^{32}P$로 labeling시킨 MnSOD와 CuZnSOD를 probe로 하여 hybridization하고 autoradiography를 시행하였다. 결과 : 내독소률 투여하고 4시간후부터 MnSOD mRNA가 발현되기 시작하여 6시간에 최고치를 보였고, 약 12시간까지 지속되었으며, 24시간이 경과한 후에는 대조군의 수준으로 감소되었다. CuZnSOD 유전자는 내독소를 투여하고, 1 시간후부터 발현되기 시작하여 24시간까지 지속되었는데, 18시간에 최고치에 도달하였다. 결론 : 이상의 결과는 SOD가 백서에서 내독소에 의해 유발된 급성 폐손상에 대한 방어기전에 관여 할 가능성을 시사하는 것으로 생각된다.