• 제목/요약/키워드: metabolic pathway

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Brevibacterium lactofermentum 에서 meso-Diaminopimelate-dehydrogenase Gene (ddh)의 Site-specific Inactivation (Site-speci fic Inactivation o meso-Diaminopimelate-dehydrogenase Gene (ddh) in a Lysine-producing Brevibacterium lactofementum.)

  • 김옥미;박선희;이갑랑
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.387-392
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    • 1998
  • B. lactofermentum의 lysine 생합성에 있어서 DDH경로 및 ddh gene이 지닌 중요성을 조사하기 위하여, site-specific mutagenesis technique를 통하여 B. lactofermentum의 ddh gene을 disruption함으로서 DDH 경로를 차단시켰다. B. lactofermentum ddh mutant는 wild type 및 AEC내성 균주보다 성장이 매우 저조하였으며 lysine 생산량에서도 급격한 저하를 가져왔다. 이와 같이 B. lactofermentum이 DAP 경로만을 가졌을 때 세포의 성장 및 lysine 생산량에 있어서 극적인 저하를 가져왔기 때문에 B. lactofermentum에서의 DDH 경로는 meso-DAP 및 lysine 생합성에 있어 필수적인 경로로 작용한다는 것을 확인하였다. 그러므로 C. glutamicum과 B. lactofermentum과 같은 corynebacteria가 lysine을 많이 생산하는 것은 DDH 경로가 부가적으로 존재하기 때문이며, 이러한 DDH 경로는 metabolic flux가 증가되면 중간 대사물을 lysine으로 변화시키는 중요한 경로로 작용할 것이라 사료된다.

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CRISPR-Driven Genome Engineering for Chorismate- and Anthranilate-Accumulating Corynebacterium Cell Factories

  • Hye-Jin Kim;Si-Sun Choi;Eung-Soo Kim
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제33권10호
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    • pp.1370-1375
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    • 2023
  • In this study, we aimed to enhance the accumulation of chorismate (CHR) and anthranilate (ANT), key intermediates in the shikimate pathway, by modifying a shikimate over-producing recombinant strain of Corynebacterium glutamicum [19]. To achieve this, we utilized a CRISPR-driven genome engineering approach to compensate for the deletion of shikimate kinase (AroK) as well as ANT synthases (TrpEG) and ANT phosphoribosyltransferase (TrpD). In addition, we inhibited the CHR metabolic pathway to induce CHR accumulation. Further, to optimize the shikimate pathway, we overexpressed feedback inhibition-resistant Escherichia coli AroG and AroH genes, as well as C. glutamicum AroF and AroB genes. We also overexpressed QsuC and substituted shikimate dehydrogenase (AroE). In parallel, we optimized the carbon metabolism pathway by deleting the gntR family transcriptional regulator (IolR) and overexpressing polyphosphate/ATP-dependent glucokinase (PpgK) and glucose kinase (Glk). Moreover, acetate kinase (Ack) and phosphotransacetylase (Pta) were eliminated. Through our CRISPR-driven genome re-design approach, we successfully generated C. glutamicum cell factories capable of producing up to 0.48 g/l and 0.9 g/l of CHR and ANT in 1.3 ml miniature culture systems, respectively. These findings highlight the efficacy of our rational cell factory design strategy in C. glutamicum, which provides a robust platform technology for developing high-producing strains that synthesize valuable aromatic compounds, particularly those derived from the shikimate pathway metabolites.

A Computer-aided Design Tool with Semiautomatic Image-Processing Features for Visualizing Biological Pathways

  • Ham, Sung-Il;Yang, San-Duk;Thong, Chin-Ting;Park, Hyun-Seok
    • Genomics & Informatics
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    • 제7권3호
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    • pp.168-170
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    • 2009
  • The explosion in biological data resulting from high-throughput experiments requires new software tools to manipulate and display pathways in a way that can integrate disparate sources of information. A visual Java-based CAD tool for drawing and annotating biological pathways with semiautomatic image-processing features is described in this paper. The result of the image-editing process is an XML file for the appropriate links. This tool integrates the pathway images and XML file sources. The system has facilities for linking graphical objects to external databases and is capable of reproducing existing visual representations of pathway maps.

솔잎 퇴적물에서 추출한 방향족 탄화수소물질 분해 박테리아의 동정 (Characterization of Aromatic Hydrocarbon Degrading Bacteria Isolated from Pine Litter)

  • 송윤재
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.333-339
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    • 2009
  • 새로운 pine needle agar를 이용하여 15종의 박테리아를 솔잎퇴적물에서 추출하여 동정하였다. 이들 박테리아는 lignin biodegradation에서 주로 유도되는 방향족 탄화수소물질을 $\beta$-ketoadipate pathway의 ortho-cleavage를 이용하여 분해하는 것으로 밝혀졌다. 나아가서 이들 박테리아에 의한 여러 종의 방향족 탄화수소물질 분해에 관해서도 조사하였다. 본 연구는 솔잎 퇴적물에 존재하는 박테리아 종들이 방향족 탄화수소물질을 분해할 수 있는 대사능력을 가지고 있다는 것을 검증하였다.

식물의 Ascorbic Acid의 기능과 대사령로 (Functions and Metabolic Pathway of Ascorbic Acid in Plant)

  • 박양호;이주영;장병춘;이기상
    • 한국작물학회지
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    • 제50권6호
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    • pp.457-461
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    • 2005
  • During the last few years, considerable progresses have been made in understanding of roles and biosynthesis of ascorbic acid (AsA) in plants. The concentrations of ascorbic acid is 2-4 mM in leaf cells, but much higher at the chloroplast. There are three forms of ascorbic acid in the plant mainly ascorbic acid (AsA), monode­hydroascorbic acid (MDHA) and dehydroascorbic acid (DHA). AsA in plant cell performs antioxidants by changing those three forms. And AsA promotes cell division and elongation There was new pathway of ascorbic acid metabolism. It is called pathway of Smirnoff-Wheeler. This report will provide understanding of AsA in plants, and also provide

The Central Concept for Chitin Catabolic Cascade in Marine Bacterium, Vibrios

  • Jung, Byung-Ok;Roseman, Saul;Park, Jae-Kweon
    • Macromolecular Research
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    • 제16권1호
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    • pp.1-5
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    • 2008
  • The enzymatic hydrolysis of chitin has been studied for almost a century, and early work established that at least two enzymes are required, a chitinase that mainly yields the disaccharide N,N'-diacetylchitobiose, or $(GlcNAc)_2$, and a "chitobiase", or ${\beta}$-N-acetylglucosaminidase, which gives the final product G1cNAc. This pathway has not been completely identified but has remained the central concept for the chitin catabolism through the $20^{th}$ century1 including in marine bacteria. However, the chitin catabolic cascade is quite complex, as described in this review. This report describes three biologically functional genes involved in the chitin catabolic cascade of Vibrios in an attempt to better understand the metabolic pathway of chitin.

Lactiplantibacillus plantarum K9 유전체 분석을 통해 필수 물질대사 경로의 탐색 (Examination of the Central Metabolic Pathway With Genomics in Lactiplantibacillus plantarum K9)

  • 김삼웅;김영진;최효인;이상원;지원재;방우영;김태완;방규호;갈상완
    • 생명과학회지
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    • 제34권7호
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    • pp.465-475
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    • 2024
  • Lactiplantibacillus plantarum K9은 굼벵이에서 분리된 다양한 생리활성물질에 기인하여 프로바이오틱스 균주로 활용 가능한 유산균이다. L. plantarum K9 유전체 분석결과로써 박테리아 염색체와 3 plasmid가 존재하는 것으로 나타났다. L. plantarum K9의 핵심 대사경로 분석 결과 해당과정, 오탄당대사(pentose phosphate pathway)는 정상적으로 수행되는 것으로 나타났다. 그러나 포도당신생합성과 ED pathway의 핵심 효소인 fructose-1,6-bisphosphatase (EC: 3.1.3.11)와 6-phosphogluconate dehydratase (EC: 4.2.1.12) / 2-keto-de- oxy-6-phosphogluconate (KDPG) aldolase (EC: 4.2.1.55)가 각각 결여되어 있기 때문에 포도당신생합성과 ED pathway는 수행하지 못하는 것으로 제의된다. 또한, TCA 회로에서 fumarate 및 malate를 형성하는 일부 효소만 존재하는 반면에 나머지 TCA 회로에 연관되는 효소들이 모두 결여되어 있었기 때문에 TCA 회로는 진행되지 못하는 것으로 추정되었다. 산화적 전자전달계는 NADH dehydrogenase complex I과 cytochrome reductase complex IV에 해당하는 요소들을 보유하고 있기 때문에 class IIB 타입(bd-type)의 전자전달시스템을 수행할 것으로 예측되었다. 종합적으로, L. plantarum K9은 lactic acid 동형발효를 수행하며, 포도당신생합성 및 오탄당대사가 가능하며, class IIB 타입(bd-type) 산화적 전자전달시스템에 의해 에너지 대사를 수행하는 것으로 제의된다. 따라서, L. plantarum K9은 다른 유산균주에 비교하여 lactic acid 생성량이 비교적 높아 생리활성도가 우수할 것으로 제의된다. 다른 한편으로, L. plantarum K9은 산화적 전자전달이 가능한 것으로 추정되어 산소에 대한 내성이 높아서 배양 특성이 양호하여 프로바이틱스로써 활용가능성이 높은 것으로 제의된다.