DNA chip containing 207 E. coli genes related to important metabolisms such as (TCA cycle, glycolysis, fermentation and etc) were used to carry out a comprehensive investigation of the change in metabolism and physiology during high cell density culture of E. coli by fed-batch cultivation.
After more than half of century since the Warburg effect was described, this atypical metabolism has been standing true for almost every type of cancer, exhibiting higher glycolysis and lactate metabolism and defective mitochondrial ATP production. This phenomenon had attracted many scientists to the problem of elucidating the mechanism of, and reason for, this effect. Several models based on oncogenic studies have been proposed, such as the accumulation of mitochondrial gene mutations, the switch from oxidative phosphorylation respiration to glycolysis, the enhancement of lactate metabolism, and the alteration of glycolytic genes. Whether the Warburg phenomenon is the consequence of genetic dysregulation in cancer or the cause of cancer remains unknown. Moreover, the exact reasons and physiological values of this peculiar metabolism in cancer remain unclear. Although there are some pharmacological compounds, such as 2-deoxy-D-glucose, dichloroacetic acid, and 3-bromopyruvate, therapeutic strategies, including diet, have been developed based on targeting the Warburg effect. In this review, we will revisit the Warburg effect to determine how much scientists currently understand about this phenomenon and how we can treat the cancer based on targeting metabolism.
본 연구에서는 보리 습해의 원인인 과습에 의한 근권의 산소부족이 보리의 뿌리와 지상부의 amylase 및 sucrose synthase활성에 미치는 영향을 배양액의 용존산소를 $1\~2ppm$의 혐기조건으로 1-7일간 처리한 3엽기 보리 유묘를 이용하여 조사하였다. 해당과정의 재료인 glucose의 공급에 관여하는 효소 중에서 전분을 분해하는 $\alpha-amylas$의 활성은 혐기조건에서 증가하나 자당을 분해하는 sucrose synthase활성은 혐기조건에서도 호기적 상태의 수준을 유지하였다. 이러한 결과는 에너지 획득과정에서의 $\alpha-amylas$의 역할이 호기조건에서보다 혐기조건에서 상대적으로 증대하는 것을 의미하는 것으로 사료된다.
This article focuses on the effects of glycine betaine on preventing caramelization, and increasing DCW and $\small{L}$-lysine production. The additional glycine betaine not only decreased the browning intensity (decreased 4 times), and the concentrations of 5-hydroxymethylfurfural (decreased 7.8 times) and furfural (decreased 12 times), but also increased the availability of glucose (increased 17.5%) for $\small{L}$-lysine production. The DCW and $\small{L}$-lysine production were increased by adding no more than 20 mM glycine betaine, whereas the DCW and $\small{L}$-lysine production were decreased with the reduction of pH values, although pH had a better response to prevent caramelization than did glycine betaine. For $\small{L}$-lysine production, the highest increase (40%) was observed on the media with 20 mM glycine betaine. The crucial enzymes in glycolysis and $\small{L}$-lysine biosynthesis pathway were investigated. The results indicated that additional glycine betaine increases the activity of enzymes in glycolysis, in contrast to the effect of pH. All the results indicated that glycine betaine can be used to prevent caramelization and increase the $\small{L}$-lysine production. By applying this strategy, glucose would not be have to be separated from the culture media during autoclaving so that factories can save production costs and shorten the fermentation period.
나노사이즈의 유기물과 무기물을 조합하여 계층적인 크기의 기공을 가지는 촉매의 개발은 서로 다른 특징을 갖는 물질의 구조제어를 통한 반응물의 이동 통로를 만들어 주어 다양한 촉매에 적용 될 수 있다. 본 연구에서는 계층적 크기의 기공을 가지기 때문에 PET 글리콜리시스에서 우수한 촉매 활성을 보일 수 있는 코발트 옥사이드/그래핀 3D 젤을 수열합성법에 의하여 제조하였다. 코발트 옥사이드와 그래핀 시트의 상호작용에 의하여 3D 젤을 얻었고, 다양한 크기의 기공 구조는 넓은 활성 면적을 주어 코발트 옥사이드의 효과적인 촉매반응을 가능하게 하였다. 촉매로 사용하였을 때 코발트와 그래핀의 시너지 효과는 제조한 물질의 구조적 장점을 가지도록 하였고, 제조한 물질을 PET 분해반응의 BHET의 높은 전환률(97.5%), 빠른 PET 분해속도(94.5%, 60 min), 반응 안정성(93.1%, 18회 재사용) 등 우수한 촉매 활성능을 보였다.
본 연구는 재래닭의 성장 관련 유용 유전자를 검색하기 위하여, 재래닭에서 발현되는 유전자와 코니쉬에서 발현되는 유전자를 subtraction하여 cDNA library를 구축하고, 염기서열을 밝혀서 재래닭 특이 유용 유전자를 검증하고자 하였다. cDNA library에서 얻은 clone들의 염기서열을 분석하여 나타난 결과를 5개의 clone을 비교 분석하였다. Clone NDS-1(618nt)은 비록 타 종과의 상동성은 낮으나(10%) 해당 과정에서 중요한 역할을 담당하는 triosephosphate isomerase이며, Clone NDS-6(651nt)는 자에서 해당 과정에 관여하는 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase로 여겨진다. 그러나 3가지 유전자(clone NDS-2, NDS-10, NDS-12)는 다른 유전자들과 비교하여 5.0%내외의 낮은 상동성을 보이고 고등 동물과 거의 유사성이 없으므로 재래닭 특이 성장 관련 유용 유전자일 가능성이 있다.
Bolten, Christoph J.;Heinzle, Elmar;Muller, Rolf;Wittmann, Christoph
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제19권1호
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pp.23-36
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2009
In the present work, the metabolic network of primary metabolism of the slow-growing myxobacterium Sorangium cellulosum was reconstructed from the annotated genome sequence of the type strain So ce56. During growth on glucose as the carbon source and asparagine as the nitrogen source, So ce56 showed a very low growth rate of $0.23\;d^{-1}$, equivalent to a doubling time of 3 days. Based on a complete stoichiometric and isotopomer model of the central metabolism, $^{13}C$ metabolic flux analysis was carried out for growth with glucose as carbon and asparagine as nitrogen sources. Normalized to the uptake flux for glucose (100%), cells recruited glycolysis (51%) and the pentose phosphate pathway (48%) as major catabolic pathways. The Entner-Doudoroff pathway and glyoxylate shunt were not active. A high flux through the TCA cycle (118%) enabled a strong formation of ATP, but cells revealed a rather low yield for biomass. Inspection of fluxes linked to energy metabolism revealed that S. cellulosum utilized only 10% of the ATP formed for growth, whereas 90% is required for maintenance. This explains the apparent discrepancy between the relatively low biomass yield and the high flux through the energy-delivering TCA cycle. The total flux of NADPH supply (216%) was higher than the demand for anabolism (156%), indicating additional reactions for balancing of NADPH. The cells further exhibited a highly active metabolic cycle, interconverting $C_3$ and $C_4$ metabolites of glycolysis and the TCA cycle. The present work provides the first insight into fluxes of the primary metabolism of myxobacteria, especially for future investigation on the supply of cofactors, building blocks, and energy in myxobacteria, producing natural compounds of biotechnological interest.
폴리우레탄 폼은 반복된 우레탄과 우레아 그룹을 가지고 있는 고분자 물질이다. 연질 폴리우레탄 폼을 이루고 있는 이 두 그룹들은 반응온도 $200^{\circ}C$, 글리콜, 초산 칼륨 촉매 존재 하에서 가열시키면 에스테르교환반응에 의해 분해되어 액상의 생성물을 형성한다. GPC, IR 분석을 이용한 생성물의 분자량과 성분 함량분포 측정을 통하여 촉매글리콜분해 반응기구를 조사하였다. 폴리우레탄 폼의 에스테르교환 반응에서는 우레탄 그룹이 우레아 그룹의 분해 반응속도보다 빨랐다. 이온화 경향이 큰 potassium acetate 촉매를 사용함으로써 alkoxide의 친핵성이 증진되어 에스테르교환 반응속도를 촉진시킴을 알 수 있다. 또한, potassium acetate와 strontium acetate 촉매를 사용한 촉매글리콜분해반응은 서로 같은 반응경로로 반응이 진행되지만 반응속도의 차이로 생성물을 구성하는 성분의 함량이 다름을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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