• 제목/요약/키워드: glucose isomerase

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Potential role of exercise-induced glucose-6-phosphate isomerase in skeletal muscle function

  • Kwak, Seong Eun;Shin, Hyung Eun;Zhang, Di Di;Lee, Jihyun;Yoon, Kyung Jin;Bae, Jun Hyun;Moon, Hyo Youl;Song, Wook
    • 운동영양학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.28-33
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    • 2019
  • [Purpose] Recent studies have shown that glucose-6-phosphate isomerase (GPI)-which is a glycolysis interconversion enzyme-reduces oxidative stress. However, these studies are limited to tumors such as fibrosarcoma, and there are no studies that have examined the effects of exercise on GPI expression in mice skeletal muscle. Furthermore, GPI acts in an autocrine manner thorough its receptor, autocrine motility factor receptor (AMFR); therefore, we investigated expression level changes of secreted GPI from skeletal muscle in in vitro study to examine the potential role of GPI on skeletal muscle. [Methods] First, we performed an in vitro study, to identify the condition that upregulates GPI levels in skeletal muscle cells; we treated C2C12 muscle cells with an exercise-mimicking chemical, AICAR. AICAR treatment upregulated GPI expression level in C2C12 cell and its secretomes. To confirm the direct effect of GPI on skeletal muscle cells, we treated C2C12 cells with GPI recombinant protein. [Results] We found that GPI improved the viability of C2C12 cells. In the in vivo study, the exercise-treated mice group showed upregulated GPI expression in skeletal muscle. Based on the in vitro study results, we speculated that expression level of GPI in skeletal muscle might be associated with muscle function. We analyzed the association between GPI expression level and the grip strength of the all mice group. The mice group's grip strengths were upregulated after 2 weeks of treadmill exercise, and GPI expression level positively correlated with the grip strength. [Conclusion] These results suggested that the exercise-induced GPI expression in skeletal muscle might have a positive effect on skeletal muscle function.

Methylovorus sp. strain SS1 DSM 11726의 메탄올 대사와 세포외 다당류 생합성 (Metanol Metabolism and Extracellular Polysaccharide Biosynthesis in Methylovorus sp. strain SS1 DSM 11726)

  • 김재성;김시욱;김영민
    • 미생물학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.207-211
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    • 1998
  • 메탄올을 이용하여 성장하는 Methylovorus sp. strain SS1은 formaldehyde의 산화를 위한 linear route의 주효소인 $NAD^+$-linked formaldehyde dehydrogenase 및 $NAD^+$-linked formate dehydrogenas와 cyclic route의 주효소인 hexulose-6-phosphate synthase, glucose-6-phosphate isomerae, glucose-6-phosphate dehydrogenase, 6-phosphogluconate dehydrogenase 등의 활성을 나타내었는데, cyclic route에 관여하는 효소의 활성이 상대적으로 더 높았다. 이 세균은 formaldehyde의 동화와 관련된 ribulose monophosphate 경로의 주효소와 Entner-Doudoroff 경로의 주효소 및 transaldolase 활성과 함께 세포외 다당류 합성과 관련된 phosphoglucomutase, UDP-glucose pyrophyosphorylase, mannose-6-phosphate isomerase의 활성도 나타내었다. 2.3 mM의 ammonium sulfate가 포함된 배지에서 성장한 세균은 7.6 mM의 ammonium sulfate가 포함된 배지에서 성장한 세균보다 더 많은 세포외 다당류를 생산하였지만 균체 수율은 낮았고, 6-phosphogluconate dehydrogenase와 phosphoglucomutase 및 UDP-glucose pyrophoshorylase의 활성은 높게 나타내었으나 6-phosphogluconate dehydratase/2-keto-3-deoxy-6-phosphogluconate aldolase의 활성은 낮았다.

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이성화 효소의 생산에 관한 연구 (2) Streptomyces sp. K-14 균주에 의한 이선화 효소의 생산과 성질에 관하여

  • 정태화;한문희
    • 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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    • 한국미생물생명공학회 1975년도 추계학술발표회
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    • pp.180.4-181
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    • 1975
  • 토양에서 분리한 한주인 Streptomyces sp. No.14를 당질인 xylose 및 xylan과 천연배지로 wheat Bran 및 Corn Cob를 함유한 영양배지에 배양한 결과 균체로부터 강력한 glucose isomerase를 생산하였다. 따라서 이 균주의 배양 및 효소적 특성을 몇 가지 조사한 결과는 다음과 같다.(중략)

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대식가시아메바(Acmthamoebapokphaga) 일곱 분리주간의 동위효소 profile과 Mitochondria DNA fingerprint의 다양성 (Interstrain polymorphisms of isoenzyme profiles and mitochondrial DNA fingerprints among seven strains assigned to Acanthamoeba polyphaga)

  • 공현희;박준형;정동일
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제33권4호
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    • pp.331-340
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    • 1995
  • 형태적으로 Aconthamoeba polyphaga로 동정긴 일곱 분리주의 동위효소 profile과 Mitochondria (Mt) DNAangerprint를 비교 분석하였다. 8가지 제한효소(B91 II. Sca I, Cla I, EcoR I, Xba I, Kpa I, Sal I. 및 Sst I)에 의한 Mt DNA fhlgerprint는 주간의 심한 다양성을 나타내었다. B가지 동위효소 (acid phosphatase, lactate dehydrogenase 및 glucose-6-phosphate dehydrogenase)는 주간의 심한 다양성을 나타내었으나 다른 3가지 동위효소(glucose phosphate isomerase, leucine aminopeptidase 및 malatedehydrogenase)는 비슷한 양상으로 나타났다 Ap 주의 동위효소 양상과 Mt DNA fmgerprint는 Jones 주와 동일하였다. Mt DNA fingerprinting은 대식가시아메바 주의 동정과 분리에 매우 유용함을 알았다. Aconthamoeba polvphasa의 우리말 학명을 대식가시아메바로 제안한다.

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내열성 효소를 이용한 전분으로부터 6-인산과당의 제조 (Production of Fructose 6-Phoschate from Starch Using Thermostable Enzymes)

  • 권규혁;차월석;김복희;신현재
    • KSBB Journal
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    • 제22권5호
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    • pp.345-350
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    • 2007
  • 인산당은 모든 유기체에서 발견되며 무척 다양한 유용성을 지니고 있다. 특히 glucose 1-phosphate (G1P), glucose 6-phosphate (G6P), fructose 6-phosphate (F6P) 등은 해당과 정, 당합성과정, 5탄당 인산화과정 및 캘빈회로와 같은 탄수화물 대사와 에너지 생산 대사의 주요한 핵심 중간물질이다. 특히 해당과정에서 F6P는 G6P의 이성질화반응에 의하여 생성된다. F6P의 대량생산은 전분을 이용하는 것이 가능한데, 우선 전분에 인산화효소를 가하여 G1P를 얻고, 이 G1P를 자리옮김효소 (phosphoglucomutase, GM)와 이성질화효소 (phosphoglucoisomerase, GI)를 순차적으로 적용하여 G6P와 F6P를 생산하게 된다. 효소반응의 경우 전분의 용해도 증가, 반응속도의 향상 및 미생물의 오염방지 등을 위하여 중온성 효소보다는 고온성 효소 혹은 내열성 효소가 선호된다. 본 연구는 세 가지 내열성 효소를 이용하여 전분으로부터 두 단계반응으로 F6P를 생산하는 것에 관한 것이다. 실험에 사용된 효소는 대장균에서 발현된 재조합 효소로서, 효소의 생산은 유가식 배양을 이용하였다. 1.2% 가용성 전분 200 L를 이용하여 1,253 g의 순수한 G1P를 생산하였으며 이를 이용하여 최종적으로 30% 수율로 F6P를 생산할 수 있었다. 최대수율을 얻기 위하여 반응표면분석법을 이용하여 GM : GI = 1 : 1.23, 63.5$^{\circ}C$, pH 6.85의 조건이 도출되었으며, 이 조건하에서 실험을 통하여 20 g/L의 전분을 이용하여 30% 수율로 F6P가 생성됨을 확인할 수 있었다.

포도당 이성화 효소의 세포 고정화에 관한 연구 - 제 2 보 : 회분식 및 연속 반응조를 사용한 포도당의 이성화 - (Studies on Whole Cell Immobilized Glucose Isomerase - II. Operational Studies on the Batchwise and Continuous Isomerization of D-Glucose -)

  • 안병윤;변시명
    • 한국식품과학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.249-257
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    • 1979
  • 전보에서 저자들을 물리적 견고성이 우수한 포도당 이성화 효소를 세포 고정화 시킨 제품을 얻었다.(한국 식품 과학 회지, 11(No. 3), 192(1979). 이 효소 제품을 사용하여 실험실 조건에서 회분식 반응조와 충진식 반응조를 운영하여 효소의 반응 특성과 생산성, 활성 감소 현상을 비교 하였다. 본 고정화 효소의 비활성 역가는 회분식 반응조와 충진식 반응조에서 1 g당 각각 48 및 114 units였으며 연속적인 공정에서 더 높은 생산성과 이성화율을 보였다. 효소의 생산성은 체장 시간, 기질의 농도, 효소 부하율(附荷率) 및 반응조의 외형에 영향을 받았으며 충진 밀도가 450 g/l일 때 실제 공간율은 0.36이었으며 비교적 좋은 충진 현상을 보였다. 연속 공정중 효소의 활성 감퇴 현상을 고찰하기 위하여 2.5 M 포도당 용액을 체장 시간이 5.3시간이 되도록 약 220시간 동안 반응시켜 본 결과, 효소 활성 감퇴 곡선은 일차 반응을 따르며 활성 반감기는 115일로 연속 공정에 이용 가능함을 알았다. 이 고정화 효소 제품은 물리적 안정성이 높은 반면 물질 전달 계수가 반응 속도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

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고단백 쌀가루의 제조 및 이용 (Preparation and Utilization of High-Protein Rice Flour)

  • 차재호;권기화;박관화;장학길
    • 한국식품과학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.840-844
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    • 1988
  • 효소를 이용하여 증자공정 없이 쌀가루를 분해시켜 고단백 쌀가루를 제조하고 그 이용성에 대하여 연구하였다. 증자하지 않은 쌀가루 slurry를 0.25% ${\alpha}-amylase$, 0.5% glucoamylase로 $55^{\circ}C$에서 24시간 동안 효소반응 시켰다. 가수분해된 전분용액은 원심분리하고 침전물은 열풍 건조시켜 단백질 함량이 20.8%인 고단백 쌀가루를 제조하였고 원심분리한 상둥액인 glucose용액은 고정화된 glucose isomerase를 이용하여 $60^{\circ}C$에서 100분간 이성화시켜 고과당 용액(high-fructose solution)을 제조하였다. 이때 제조된 고과당 용액의 조성은 glucose 56%, fructose 42%, oligosaccharide가 2%이었다. 고단백 쌀가루의 영양적인 질을 측정하기 위하여 우유단백질, 콩단백질, 쌀가루식이군과 동물실험을 통하여 체중증가량, FER, PER, liver weight 등을 비교하였다. 고단백 쌀가루, 우유단백질 및 대두단백질 식이군은 모든 항목에서 비슷하였으나 쌀가루식이군보다는 월등히 우수하였다. 이상의 결과로 보아 고단백 쌀가루는 성장기 아동들의 영양식품으로서 이용가능성이 크다고 볼 수 있으며, 부산물은 고과당으로 제조하여 감미원으로 이용될 수 있다.

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대장균에서 xylA 유전자의 발현조절 (Regulation of xylA Gene Expression in Escherichia coli)

  • 강지희;노동현;강병태;이인구
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제39권6호
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    • pp.430-436
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    • 1996
  • 대장균에서 xylose isomerase(XI) 생산의 조절양상을 밝히기 위한 연구의 일환으로 유도물질인 xylose에 의한 XI 생산유도 및 glucose에 의한 이화물 억제 양상을 조사하였다. XI 생산 유전자인 xylA 유전자의 발현을 조절하는 xylR 유전자가 염색체에 존재하는 상태에서 xylA 유전자가 고복제수 유래의 플라스미드에 존재하는 경우 (pEX202/DH77)와 저복제수 유래의 플라스미드에 존재하는 경우(pEX102/DH77)에는 염색체에 존재하는 경우 (JM109)보다 0.4% xylose 첨가에 의한 XI의 유도생산이 각각 1.9 및 1.7배 정도 증가하였다. 염색체에 존재하는 xylR 유전자에 의해 생산된 xylR유전자 산물이 xylA 유전자가 플라스미드에 존재할 경우에도 염색체에 존재할때와 마찬가지로 작용하는 것으로 나타났다. 형질전환주 pEX202/DH77과 pEX102/DH77 및 친주 JM109에서 다 같이 0.2% glucose 첨가에 의해 완전히 XI 유도생산이 억제되었으며 이와같은 glucose에 의한 이화물 억제는 1 mM cAMP의 첨가로 해제되었다. DM 최소배지에서 xylose에 의한 XI 유도시 1 mM CAMP를 첨가하면 0.4% xylose만 첨가했을때 보다 XI 생산이 1.7 내지 2배 정도 증가하었다. Xylose isomerase와 cAMP 생산 변이주(xyl, cya ; TP2010)에 xylA 유전자를 형질전환시킨 pEX13/TP2010은 xylose 첨가로 Xl가 유도생산되지 않았고 cAMP를 함께 첨가해야만 XI가 유도되었다. 이와같이 대장균의 xylA 유전자에서 XI의 생산조절에는 xylose이외에 cAMP도 필수적인 효과물질임을 알 수 있었다.

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Stleptomyces albus의 D-Xylose Isomerase의 성질에 관하여 (Characterization of D-Xylose Isomerase from Streptomyces albus)

  • 김영호;하영칠
    • 미생물학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.47-61
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    • 1978
  • Strptomyces albus T-12 which ahd been isolated and identified in the laboratory, was selected for the studies on the cultural conditions on the production of D-xylose iosmerase and the enzymological characteristics using the partially purified enzyme. The best results in the enzyme production came from D-xylose medium than wheat bran. The divalent metla ions as $Co^{2+},\;Fe^{2+},\;Zn^{2+}\;and\;Cu^{2+}$ retard or inhibit the cell-growth at the early stages of mycelia propagations, and T-12 strain is especially sensitive to $Co^{2+}$. After 60 hours of shaking cultivation at $30^{\circ}C$ and 200 rpm, a maximum enzyme activitz, 0.49 enzyme units, was obtained. Cell-free enzyme obtained from mycelia heat-treated in the prescence of 0.5mM $Co^{2+}$, showed a 2.4-fold increase in specific than the enzyme from untreated mycelia. The specific activity of the purified enzyme through Sephadex G-150 columm showed 180 fold to the crude enzyme. The effective activators of the enzyme appeared to be $Mg^{2+}\;and\;Co^{2+}$ ions, and it exhibited the maximal enzyme activity showed at pH 7.0 and at tempersture around $80^{\circ}C$ when $Mg^{2+}\;and\;Co^{2+}$ ions were added. The enzyme isomerized D-glucose, D-xylose, D-ribose, L-arabinose, D-mannose, and L-rhamnose in the present of $Mg^{2+}\;and\;Co^{2+}$ ions as an activatiors. $Mg^{2+}\;and\;Co^{2+}$ ions were non-competitively bound at different allosterix sites of enzyme molecule. $Mg^{2+}(5mM)\;or\;Co^{2+}(1.0mM)$ protected against the thermal denaturations of the enzyme activities. The michelis constant(Km) and $V_{max}$ values of the emzyme for D-glucose and D-xylose were 0.52M, $2.12{\mu}moles/ml{\cdot}min.\;and\;0.28M,\;0.65moles/ml{\cdot}min.$, respectively.

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