• 제목/요약/키워드: molecular cloning

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Brassinosteroid의 대사공학 (Metabolic Engineering of the Brassinosteroid Biosynthetic Pathways)

  • 이미옥;송기홍;이현경;정지윤;최빛나리;최성화
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제29권2호
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    • pp.139-144
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    • 2002
  • Sterols play two major roles in plants: a bulk component in biological membranes and precursors of plant steroid hormones. Physiological effects of plant steroids, brassinosteroids (BRs), include cell elongation, cell division, stress tolerance, and senescence acceleration. Arabidopsis mutants that carry genetic defects in BR biosynthesis or its signaling display characteristic phenotypes, such as short robust inflorescences, dark-green round leaves, and sterility. Currently there are more than 100 dwarf mutants representing 7 genetic loci in Arabidopsis. Mutants of 6 loci, dwf1/dim1/cbb1, cpd/dwf3, dwf4, dwf5, det2/dwf6, dwf7 are rescued by exogenous application of BRs, whereas bri1/dwf2 shares phenotypes with the above 6 loci but are resistant to BRs. These suggest that the 6 loci are defective in BR biosynthesis, and the one locus is in BR signaling. Biochemical analyses, such as intermediate feeding tests, examining the levels of endogenous BR, and molecular cloning of the genes revealed that dwf7, dwf5, and dwf1 are defective in the three consecutive steps of sterol biosynthesis, from episterol to campesterol via 5-dehydroepisterol. Similarly, det2/dwf6, dwf4, and cpd /dwf3 were shown to be blocked in D$^4$reduction, 22a-hydroxylation, and 23 a-hydroxylation, respectively. A signaling mutant bril/dwf2 carries mutations in a Leucine-rich repeat receptor kinase. Interestingly, the bri1 mutant was shown to accumulate significant amount of BRs, suggesting that signaling and biosynthesis are dynamically coupled in Arabidopsis. Thus it is likely that transgenic plants over-expressing the rate-limiting step enzyme DWF4 as well as blocking its use by BRIl could dramatically increase the biosynthetic yield of BRs. When applied industrially, BRs will boost new sector of plant biotechnology because of its potential use as a precursor of human steroid hormones, a novel lead compound for cholesterol-lowering effects, and a various application in plant protection.

Cloning and Phylogenetic Characterization of Coat Protein Genes of Two Isolates of Apple mosaic virus from ¡?Fuji¡? Apple

  • Lee, Gung-Pyo;Ryu, Ki-Hyun;Kim, Hyun-Ran;Kim, Chung-Sun;Lee, Dong-Woo;Kim, Jeong-Soo;Park, Min-Hye;Noh, Young-Mi;Choi, Sun-Hee;Han, Dong-Hyun;Lee, Chang-Hoo
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제18권5호
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    • pp.259-265
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    • 2002
  • Apple mosaic virus (ApMV), a member of the genus Ilarvirus, was detected and isolated from diseased 'Fuji' apple (Malus domestica) in Korea. The coat protein (CP) genes of two ApMV strains, denoted as ApMV-Kl and ApMV-K2, were amplified by using the reverse transcription and polymerase chain reaction (RT-PCR) and were analyzed thereafter. The objectives were to define the molecular variability of genomic information of ApMV found in Korea and to develop virus-derived resistant gene source for making virus-resistant trans-genic apple. RT-PCR amplicons for the APMVS were cloned and their nucleotide sequences were determined. The CPs of ApMV-Kl and ApMV-K2 consisted of 222 and 232 amino acid residues, respectively. The identities of the CPs of the two Korean APMVS were 93.1% and 85.6% at the nucleotide and amino acid sequences, respectively. The CP of ApMV-Kl showed 46.1-100% and 43.2-100% identities to eight different ApMV strains at the nucleotide and amino acid levels, respectively. When ApMV-PV32 strain was not included in the analysis, ApMV strains shared over 83.0% and 78.6% homologies at the nucleotide and amino acid levels, respectively. ApMV strains showed heterogeneity in CP size and sequence variability. Most of the amino acid residue differences were located at the N-termini of the strains of ApMV, whereas, the middle regions and C-termini were remarkably conserved. The APMVS were 17.(1-54.5% identical with three other species of the genus Ilarviyus. ApMV strains can be classified into three subgroups (subgroups I, II, and III) based on the phylogenetic analysis of CP gene in both nucleotide and amino acid levels. Interestingly, all the strains of subgroup I were isolated from apple plants, while the strains of subgroups II and III were originated from peach, hop, or pear, The results suggest that ApMV strains co-evolved with their host plants, which may have resulted in the CP heterogeneity.

Sphingomonas chungbukensis DJ77 균주에서 Phosphomannomutase를 암호화하는 pmmC 유전자의 클로닝과 발현 (Expression and Cloning of the pmmC Gene Encoding Phosphomannomutase in Sphingomonas chungbukensis DJ77)

  • 김미혜;최정도;신말식;김영창
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.84-89
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    • 2005
  • Phosphomannomutase는 진핵 생물과 원핵 생물에 있어서 중요한 효소로, ${\alpha}$-D-mannose 6-phosphate를 ${\alpha}$-D-mannose 1-phosphate로 전환시켜 GDP-mannose를 생산한다. 이 기질은 여러 대사 경로에서 중요하게 작용하는 mannosyl기를 제공하도록 돕는다. 본 논문에서는 Sphingomonas chungbukensis DJ77에서 phosphomannomutase를 암호화하는 유전자를 유전체 library로부터 동정하고 이를 pmmC로 명명하였으며, 이를 발현 vector에 클로닝하고 염기서열을 분석하였다. 유전자 pmmC는 ATG를 개시 코돈으로 사용하고, TAG를 종결 코돈으로 사용하는 750 bp의 open reading frame임을 확인하였고, 이 ORF의 5 bp앞쪽으로 리보좀 결합 부위가 존재한다. 이 ORF로부터 유추되는 아미노산은 249개이며, 단백질 분자량은 약 27.4 kDa이다. 이 유전자를 구성하는 아미노산 서열은 NCBI의 conserved domain search를 통한 분석으로 eukaryotic phosphomannomutase와 약 $86.9\%$ 유사성이 있음을 나타냈고, 기질에 대한 활성을 측정한 결과 pmmC 유전자가 암호화하는 단백질이 phosphomannomutase임을 확인할 수 있었다.

수컷 골든 햄스터의 생식기능에 미치는 멜라토닌의 영향 (Influence of Melatonin on Reproductive Function in Male Golden Hamsters)

  • 최돈찬
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제5권1호
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    • pp.1-8
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    • 2001
  • 골든 햄스터의 생식활동은 광주기(하루 중 조명 시간)에 의해 결정된다. 광주기는 일년 동안 예측할 수 있는 환경요인이다. 주간 길이가 야간 길이보다 긴 여름에 햄스터의 생식 활동은 왕성하다. 생식 기능을 유지시키는 조명 시간은 하루에 적어도 12.5시간이다. 송과선을 제거시키면 광주기의 정보가 억제되기 때문에, 광주기의 정보는 송과선을 통하여 중재된다. 송과선을 제거 당한 핼스터는 생식 활동이 유지되고, 생식소 기능을 억제하는 상황에서도 생식 기능을 촉진시킨다. 송과선은 멜라토닌을 분비하고 멜라토닌은 광주기 정보를 반영 한다. 멜라토닌을 적절히 투입하면 송과선과 무관하게 생식소 퇴화가 유도된다. 생식체계를 기능적으로 통합하는 신경내분비 신호로 환경 정보가 전환하는 기전을 멜라토닌이 조절함을 시사한다. 광범위한 연구에도 불구하고, 멜라토닌의 작용부위는 알려지지 않았다. 이는 멜라토닌이 생식 호르몬의 분비에 미치는 즉각적인 효과가 없기 때문이다. 그러나, 성적으로 퇴화된 동물들은 생식 호르몬 수준이 낮고 시상하부 내 GnRH 양이 증가한다. 광주기 혹은 멜라토닌 처리가 생식 기능을 억제하는 효과는 GnRH 신경계에 의해 중재됨을 의미한다. 멜라토닌이 GnRH 신경에 미치는 작용 기전이 조사되어야 한다. 멜라토닌 수용체가 클로닝되어, 목적 조직에 미치는 멜라토닌의 작용 기전과 해부학적 위치를 통하여 멜라토닌의 다양하고 잠재적인 능력을 분자수준에서 연구하는데 공헌할 것이다.

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한우 CCAAT/enhancer-binding protein α(C/EBPα) 유전자의 동정과 mRNA의 발현 (Molecular Cloning and mRNA Expression of the Hanwoo CAT/enhancer-binding Protein α(C/EBPα) Gene)

  • 정영희;이상미;박효영;윤두학;문승주;정의룡;강만종
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제46권6호
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    • pp.909-916
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    • 2004
  • CCAAT/enhancer binding protein(C/EBP)는 지방전구세포의 분화과정에서 말현하는 전사인자군에 속한다. 이러한 C/EBP 중에서 C/EBP $\alpha$ 는 지방세포의 분화와 지방침착에 있어 중요한 역할을 수행허는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 한우 C/EBP$\alpha$ 유전자를 분리 동정하고 그 발현을 조사하였다. 한우 C/EBP$\alpha$ 유전자는 1059bp의 open reading frame으로 구성되어 있으며 353개의 아미노산을 암호화하고 있었다. 그리고 한우 C/EBP $\alpha$ 아미노산을 다른 종과 비교하였을 때 매우 높은 상동성을 나타내었다. Northern blotting 분석에 의하여 12개월 한우에 있어서 C/EBP$\alpha$ mRNA의 분석을 실시한 결과 지방조직에서 가장 높은 말현을 나타내었으며 대장과 폐에서 매우 낮은 말현을 확인할수 있었다. 또한 12개월26개월 30개월 한우 의 등심과 지방에 있어서 C/EBP$\alpha$ 유전자의 발현을 real-time RT-PCR로 분석한 결과 등심 에서는 26개월에 서 가장 높은 발현을 보였으며 지방에서는 12개월과 26개월에 서 높은 발현을 나타내었다.

Cloning of a Novel vpr Gene Encoding a Minor Fibrinolytic Enzyme from Bacillus subtilis SJ4 and the Properties of Vpr

  • Yao, Zhuang;Meng, Yu;Le, Huong Giang;Lee, Se Jin;Jeon, Hye Sung;Yoo, Ji Yeon;Kim, Hyun-Jin;Kim, Jeong Hwan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제30권11호
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    • pp.1720-1728
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    • 2020
  • We have previously characterized AprESJ4, the major fibrinolytic enzyme from Bacillus subtilis SJ4 (Yao et al., 2019). During that study, we observed a 68 kDa protein with fibrinolytic activity. In this study, we cloned the gene (vprSJ4) encoding the 68 kDa protein, a mature Vpr and minor protease secreted by Bacillus species. vprSJ4 encodes a preproenzyme consisting of 810 amino acids (aa) including signal sequence (28 aa) and prosequence (132 aa). The mature enzyme (650 aa) has a predicted molecular weight of 68,467.35. Unlike Vprs from other B. subtilis strains, VprSJ4 has 4 additional amino acids (DEFA) at the C-terminus. vprSJ4 was overexpressed in Escherichia coli. PreproVprSJ4 was localized in inclusion bodies, and subjected to in vitro renaturation and purification by an affinity column. SDS-PAGE and western blot showed that autoprocessing of preproVprSJ4 occurred and 68 kDa and smaller proteins were produced. The optimum pH and temperature of the recombinant VprSJ4 were pH 7.0 and 40℃, respectively. Kinetic parameters of recombinant VprSJ4 were measured by using an artificial substrate, N-succinyl-ala-ala-pro-phe-p-nitroanilide. Coexpression of vprSJ4 and aprESJ4 using pHY300PLK increased the fibrinolytic activity a further 117% when compared with aprESJ4 single expression using the same vector in B. subtilis WB600.

실시간 정량 중합효소연쇄반응을 이용한 광산 배수의 수계 영향 평가 (Evaluation of the Effect of Mine Drainage on the Aquatic Environment by Quantitative Real-time PCR)

  • 한지선;서장원;지원현;박현성;김창균
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.121-130
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    • 2010
  • 산성광산배수(Acid Mine Drainage; AMD)는 낮은 pH조건에서 중금속 및 황산염이온 등이 다량 용존되어 환경오염 문제를 발생시킨다. 국내의 폐광산 일부에서는 산성광산배수를 처리하기 위해 정화시설이 운영되고 있으나 여전히 주변 하천에 영향을 미치고 있다. 본 연구는 산성광산배수 및 영향을 받는 하천에서 지표미생물의 특이적 유전자를 실시간 정량 중합효소 연쇄반응(Real-time quantitative Polymerase Chain Reaction; Real-time qPCR)을 이용하여 확인 및 정량함으로써 광산배수의 환경영향을 미생물학적으로 판단하고자 수행되었다. 지표 종으로 선정한 미생물은 16S rRNA 미생물 군집분석 결과 발견된 미생물 중 철환원균인 Rhodoferax ferrireducens T118, Acidiphilium cryptum JF-5이며 이 외에 기존에 광산에 존재하는 것으로 알려진 미생물 중 호산성 황환원균인 Desulfosporosinus orientus, 철산화균인 Leptosprillum ferrooxidans, 철 및 황산화균인 Acidothiobacillus ferrooxidans이었다. 최종적으로, 본 연구에서 각 광산의 광산배수가 하천에 미치는 영향을 정량적으로 판단하여 비교하기 위해 광산배수로 인한 하천에서의 미생물 변동 지수를 산정하였으며 연구 대상 4개 광산 중 광산배수 처리시설이 없는 삼탄의 광산배수의 경우 주변 방류 하천으로의 미생물학적 환경영향이 가장 큰것으로 나타났다

장독성 대장균 eKT-53 균주의 내열성 장독소 정제 (Purification of Heat-Stable Enterotoxin of Enterotoxigenic Escherichia coli eKT-53)

  • 도대홍;김교창;김도영
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.76-83
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    • 1992
  • 장독성대장균은 영유아설사 및 여행자설사의 주요한 원인균의 하나로서 이들이 생산하는 내열성장독소는 설사 유발 원인물질로 이들 생산균주는 비병원성 대장균과 비교하여 검정할 수 있다. 본 실험에서는 이러한 내열성장독소를 순수정제하였다. 저자들이 보고한 바 있는 형질전환균주 eKT-53을 사용하여 10L의 succinate salts 배지에 배양한 배양액을 30,000g로 원심분리하여 조 ST 용액을 사용하여 몇 단계의 정제과정을 통하여 정제하였다. 즉 Amberlite XAD-2 chromatography, DEAE-Sephacel anion exchange chromatography, Bio-Gel P-6 get filtration, Polyacrylamide slab gel 전기영동을 통하여 정제하고 장독소의 정제도 및 장독소의 생물학적 최소단위량을 조사하였다. 최종적으로 정제되어진 ST는 조 ST 용액에 비해 113배 더 정제되었고 회수율은 11%였다. 또한 생물학적 최소단위량이 2.8ng이였고 SDS-polyacrylamide disc gel상에서 단일 band를 나타내어 거의 순수정제된 것으로 보이며 면역을 위한 항원으로 이용할 수 있을 것으로 생각된다.

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송과선 호르몬 멜타토닌의 생식 생리학 (Reproductive Physiology of Pineal Hormone Melatonin)

  • 최돈찬
    • 한국동물학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.337-351
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    • 1996
  • 멜라토닌은 대뇌와 소뇌 사이에 위치한 송과선에서 분비되는 호르몬으로 빛이 없는 밤에만 분비된다. 멜라토닌은 분자적 수준에서부터 개체의 행동에 이르기 까지 다양한 기능을 보인다. 특히, 생식에 미치는 영향은 광범위하여, 온대지방에 사는 대부분의 동물은 주위 환경에 적응하여 종족을 유지하는 유일한 계절적 번식을 한다. 햄스터의 생식활동은 여름에 왕성하고 겨울에 정지된다.이는 많은 환경요소중 광주기의 효과가 송과선에 의해 제거하면 광주기의 영향은 사라진다. 즉 생식에 미치는 광주기의 효과가 송과선에 의해 중재 됨을 의미한다. 또한 송과선 호르몬인 멜라토닌의 적절한 처리는 생식활동을 억제한다. 따라서 멜라토닌은 생식에 미치는 광주기의 정보를 생식내분비계로 전달하는 신경전달물질로 사료된다. 시상하부의 특정부위를 절제한 후 광주기나 멜라토닌을 처리하여 멜라토닌의 작용부위에 관한 연구가 되었으나 동물마다 차이점을 보인다. 대부부의 동물에서 공통적인 부위는 suprachiasmatic nuclei와 pars tuberalis이다. 멜라토닌이 생식에 미치는 작용기작은 아직 밝혀지지 않았다. 이는 멜라토닌의 지속적 처리가 멜라토닌의 장기적처리는 이들 호르몬의 분비를 저하시키고, 시상하부에서의 gonadotropin-releasing hormone (GnRH)양을 증가시킨다. 이 결과는 멜라토닌의 지속적인 처리가 시상하부로부터의 GnRH 양을 분비를 감소킴으로써 생식활동을 억제하는 것으로 사료된다.그러나, 멜라토닌에서 GnRH 신경까지의 정보전달은 아직 밝혀지지 않았다. Opioid 신경에 대한 광주기와 멜라토닌의 효과가 동일한 점은 opioid신경의 매개체 역할을 제시하고 있다. 최근에 멜라토닌 수용체가 개구리의 피부와 몇몇 동물의 뇌와 시세포에서 크로닝되었다. 이수용체는 G protein과 관련되고 cAMP 생성을 억제한다. 앞으로 이 멜라토닌 수용체의 존재여부와 분자생물학적 연구는 멜라토닌의 작용부위와 표적세포에서의 작용기작을 설명하는 데 크게 기여할 것으로 기대된다.

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Molecular Cloning of the cDNA of Heat Shock Protein 88 Gene from the Entomopathogenic Fungus, Paecilomyces tenuipes Jocheon-1

  • Liu, Ya-Qi;Park, Nam Sook;Kim, Yong Gyun;Kim, Keun Ki;Park, Hyun Chul;Son, Hong Joo;Hong, Chang Ho;Lee, Sang Mong
    • International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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    • 제28권2호
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    • pp.71-84
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    • 2014
  • The full-length heat shock protein 88 (HSP88) complementary DNA (cDNA) of Paecilomyces tenuipes Jocheon-1 was obtained by screening the Paecilomyces tenuipes (P. tenuipes) Jocheon-1 Uni-Zap cDNA library and performing 5' RACE polymerase chain reaction (PCR). The P. tenuipes Jocheon-1 HSP88 cDNA contained an open reading frame (ORF) of 2,139-basepair encoding 713 amino acid residues. The deduced amino acid sequence of the P. tenuipe s Jocheon-1 HSP88 cDNA showed 77% identity to Nectria haematococca HSP88 and 45-76% identity to other fungal homologous HSP88s. Phylogenetic analysis and BLAST program analysis confirmed that the deduced amino acid sequences of the P. tenuipes Jocheon-1 HSP88 gene belonged to the ascomycetes group within the fungal clade. The P. tenuipes Jocheon-1 HSP88 also contained the conserved ATPase domain at the N-terminal region. The cDNA encoding P. tenuipes Jocheon-1 HSP88 was expressed as an 88 kilodalton (kDa) polypeptide in baculovirus-infected insect Sf9 cells. Under higher temperature conditions for the growth of the entomopathogenic fungus, mRNA expression of P. tenuipes Jocheon-1 HSP88 was quantified by real time PCR (qPCR). The results showed that heat shock stress induced a higher level of mRNA expression compared to normal growth conditions.