• BMB Reports
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• 제40권1호
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• pp.44-52
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• 2007

Kinesins, as a kind of microtubule-based motor proteins, have a conserved microtubule-binding site in their motor domain. Here we report that two homologous kinesins in Arabidopsis thaliana, KatB and KatC, contain a second microtubule-binding site in their tail domains. The prokaryotic-expressed N-terminal tail domain of the KatC heavy chain can bind to microtubules in an ATP-insensitive manner. To identify the precise region responsible for the binding, a serious of truncated KatC cDNAs encoding KatC N-terminal regions in different lengths, KatC1-128, KatC1-86, KatC1-73 and KatC1-63, fused to Histidine-tags, were expressed in E. coli and affinity-purified. Microtubule cosedimentation assays show that the site at amino acid residues 74-86 in KatC is important for microtubule-binding. By similarity, we obtained three different lengths of KatB N-terminal regions, KatB1-384, KatB1-77, and KatB1-63, and analyzed their microtubule-binding ability. Cosedimentation assays indicate that the KatB tail domain can also bind to microtubules at the same site as and in a similar manner to KatC. Fluorescence microscopic observations show that the microtubule-binding site at the tail domain of KatB or KatC can induce microtubules bundling only when the stalk domain is present. Through pull-down assays, we show that KatB1-385 and KatC1-394 are able to interact specifically with themselves and with each other in vitro. These findings are significant for identifying a previously uncharacterized microtubule-binding site in the two kinesin proteins, KatB and KatC, and the functional relations between them.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제2권1호
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• pp.41-46
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• 2008

Salinity stress is a major limiting factor in cereal productivity. Many studies report improvements in salt tolerance using model plants, such as Arabidopsis thaliana or standard varieties of rice, e.g., the japonica rice cultivar Nipponbare. However, there are few reports on the enhancement of salt tolerance in local rice cultivars. In this work, we used the indica rice (Oryza sativa) cultivar BR5, which is a local cultivar in Bangladesh. To improve salt tolerance in BR5, we introduced the Escherichia coli catalase gene, katE. We integrated the katE gene into BR5 plants using an Agrobacterium tumefaciens-mediated method. The introduced katE gene was actively expressed in the transgenic BR5 rice plants, and catalase activity in $T_1$ and $T_2$ transgenic rice was approximately 150% higher than in nontransgenic plants. Under NaCl stress conditions, the transgenic rice plants exhibited high tolerance compared with nontransgenic rice plants. $T_2$ transgenic plants survived in a 200 mM NaCl solution for 2 weeks, whereas nontransgenic plants were scorched after 4 days soaking in the same NaCl solution. Our results indicate that the katE gene can confer salt tolerance to BR5 rice plants. Enhancement of salt tolerance in a local rice cultivar, such as BR5, will provide a powerful and useful tool for overcoming food shortage problems.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제63권2호
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• pp.128-138
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• 2007

연구배경: INH 내성은 katG 와 inhA(ORF와 promoter)의 변이에 의한 것으로 알려져 있다. 유전자 변이는 지역적으로 종류와 빈도가 다르게 나타날 수 있는데 기존 국내의 연구보고들은 흔하다고 알려진 katG의 463 코돈만을 추적한 것들이었다. 따라서 본 연구는 국내에서 분리된 INH 내성균들의 두 유전자에서 나타날 수 있는 변이의 종류와 빈도를 확인하고자 하였다. 연구방법: 대한결핵협회 결핵연구원에서 MDR-TB로 판명된 INH 내성 결핵균 29주로부터 bead beater-phenol법으로 DNA를 추출하여 katG(2,223 bp), inhA ORF(-77~897, 975 bp) 및 inhA promoter(-168~80, 248 bp) 염기서열 결정 및 분석은 ABI PRISM 3730 XL Analyzer 및 MegAlign package를 사용하였다. 결과: 모든 균주들은 분석 표적으로 사용한 세 유전자 부위 중에서 적어도 한 개 이상의 유전자 부위에 변이가 있었다. INH 내성균은 거의 대부분(>93%) katG의 변이를 갖고 inhA 유전자 변이만 있는 경우는 드물어 INH 내성을 결정하는 중요한 요인은 katG의 변이 인 것을 확인할 수 있었다. katG 부위에서 Arg463Leu 변이와 Ser315Thr 변이가 높은 빈도(62.1% 및 55.2%)로 발견되었고, katG 완전결실과 inhA promoter-15($C{\rightarrow}T$) 변이도 일정한 빈도로 나타남을 볼 수 있었다. 그 외 inhA ORF 변이도 1주에서 1종류의 변이가 발견되었다. 결론: 기존 연구결과에서는 보고되지 않고 본 연구에서 처음으로 확인된 변이들도 14 종류나 있어서, INH 내성은 주로 katG 혹은 일부 inhA 특정 부위의 변이가 주도하지만 이들 외에도 다양한 변이가 존재한다는 것을 알 수 있었다. 이들 새로이 확인된 변이들은 염기서열 분석에 의한 INH 내성 여부 판단 시, 기존 알려진 변이 외에 보조 자료로 사용할 수 있을 것으로 생각한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권3호
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• pp.466-469
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• 2004

The recombinant bioluminescent Escherichia coli strains, DPD2511 and TV 1061 containing the katG and grpE promoters, respectively, from Vibrio fischeri fused to luxCDABE, were used to detect the adaptive and repair responses to oxidative damage caused by hydrogen peroxide $(H_2O_2)$, and protein damage due to phenol. The response ratio, represented as the bioluminescence induced in subsequent inductions of DPD2511 and TV1061 with the mother cells previously induced by each chemical, i.e., $H_2O_2$ and phenol during the previous induction stage, decreased suddenly compared with the ratio of the control culture of each strain, meaning there is a possible adaptive response to stress caused by chemicals. Protein damage due to phenol was completely repaired by the second culturing after the initial induction, as was oxidative damage caused by $H_2O_2$ which was also rapidly repaired, as detected by the recovery of bioluminescence level. This result suggests that E. coli promptly adapt and repair oxidative and protein damage by $H_2O_2$ and phenol completely.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권8호
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• pp.1390-1393
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• 2007

In this study, three of the representative EDCs, $17{\beta}$-estradiol, bisphenol A, and styrene, were employed to find their mode of toxic actions in E. coli. To accomplish this, four different stress response genes, recA, katG, fabA, and grpE genes, were used as a representative for DNA, oxidative, membrane, or protein damage, respectively. The expression levels of these four genes were quantified using a real-time RT-PCR after challenge with three different EDCs individually. Bisphenol A and styrene caused high-level expression of recA and katG genes, respectively, whereas $17{\beta}$-estradiol made no significant changes in expression of any of those genes. These results lead to the classification of the mode of toxic actions of EDCs on E. coli.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권1호
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• pp.48-54
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• 2005

A comparison of promoter fusions with the luxCDABE genes from Vibrio fischeri and Photorhabdus luminescens was made using promoters from several genes (katG, sodA, and pqi-5) of E. coli that are responsive to oxidative damage. The respective characteristics, such as the basal and maximum bioluminescence and the relative bioluminescence, were compared. E. coli strains carrying fusions of the promoters to P. luminescens lux showed higher basal and maximally induced bioluminescent levels than strains carrying the same promoter fused to the luxCDABE genes from V. fischeri. The sensitivities between the strains were similar, regardless of the luciferase used, but lower response ratios were seen from strains harboring the P. luminescens lux fusions. Furthermore, using the two katG::lux fusion strains, the bioluminescence from the P. luminescens lux fusion strain, DK1, was stable after reaching a maximum, while that of strain DPD2511 decreased very rapidly due to substrate limitation.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.187-190
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• 2000

본 연구는 5가지의 발광성 미생물을 이용하여 유해 방사선으로 알려져 있는 ${\gamma}-rays$가 여러가지 cellular stresses 중, 특히 유전자 손상과 생물막 손상을 유발하였는데, 이들의 손상 정도가 총 방사선량과 상관관계가 있음을 발생하는 bioluminescence 로써 확인하였다. 뿐만 아니라, 선량률의 변화를 통하여 방사선으로 인한 유전자 손상 및 일반적인 독성 효과가 큰 영향을 받는 것을 확인하였는데, 선량률 증가에 따라 이들 손상정도가 증가하는 것으로 보아 선량률이 genetic 및 radioprotecion에 심각한 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제21권6호
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• pp.461-465
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• 2006

본 연구에서는 저온에서 발현이 유도되고 지속적으로 발현된다고 알려진 대장균의 6개의 유전자 (frdA, glpB, hypE, katG, nupG, ompT)에 대한 promoter의 단백질 생산성을 알아보기 위하여 GFP를 reporter 단백질로 이용하여 각각의 promoter들에 대한 $37^{\circ}C$와 $15^{\circ}C$에서의 발현도와 저온 유도성에 대하여 고찰하였다. nupG promoter의 경우 $37^{\circ}C$와 $15^{\circ}C$ 모두에서 지속적인 유전자 발현도를 보였으나 promoter에 의한 저온 유도성은 없는 것으로 판별되었다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제8권2호
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• pp.101-105
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• 2003

Recombinant bioluminescent bacteria were used to monitor and classify the to xicity of azo dyes. Two constitutive bioluminescent bacteria, Photobacterium phosphoreum and Es-Cherichia coli, E, coli GC2 (lac::luxCOABE), were used to detect the cellular toxicity of the azo dyes. In addition, four stress-inducible bioluminestent E. coli, DPD2794 (recA::luxCDABE), a DNA damage Sensitive strain; DPD2540 (fabA::luxCDABE), a membrane damage sensitive strain; DPD2511 (katG::luxCDABE), an oxidative damage sensitive strain; and TV1061 (grpE::luxCDABE), a protein damage sensitive strain, were used to provide information about the type of toxicity caused by crystal violet, the most toxic dye of the 16 azo dyes tested. These results suggest that azo dyes result in serious cellular toxicity in bacteria, and that toxicity monitoring and classific ation of some azo dyes, In the field, may be possible using these recombinant bioluminescent bacteria.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권1호
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• pp.105-108
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• 2011

유가의 급등과 화석 연료에 의한 온난화 현상은 재생 가능한 대체 연료에 대한 필요성이 요구되었다. 수송용 바이오 연료를 비교하였을 때 에탄올보다 높은 알코올 경우 휘발유와 비슷한 장점을 갖는데 그 이유는 높은 에너지 밀도와 낮은 흡습성을 갖기 때문이다. 이러한 이유로 미생물의 발효는 지속적인 에너지를 얻을 수 있는 잠재적 생산자라 할 수 있다. 본 연구에서는 생물학적으로 생산되는 알코올 성분에 대하여 두 종의 세균과 한종의 효모인 Escherichia coli와 Clostridium acetobutylicum 그리고 Saccharomyces cerevisiae를 이용하여 바이오 알코올에 대한 세포 성장 정도와 함께 미생물내에 스트레스 반응 유전자들의 분석을 실시하였다. 분석한 알코올은 에탄올과 부탄올이며, 이들의 농도별 세균의 성장속도와 산화적 손상에 민감하게 반응하는 katG 유전자, 생물막 손상에 민감하게 반응하는 fabA 유전자, 단백질 손상에 민감하게 반응하는 grpE 유전자, 유전자 손상에 민감하게 반응하는 recA 유전자의 반응여부를 분석하였다. 그 결과, 에탄올과 부탄올 중 부탄올의 세포 독성이 더 높게 관찰되었으며, 부탄올의 경우 생물막 손상을 유발하는 세포내 독성효과를 지니고 있음을 확인하였다.