• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권4호
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• pp.347-353
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• 2014

본 연구는 인삼의 주요성분인 ginsenoside Rb1으로부터 보다 높은 생리기능성을 갖는 것으로 알려져 있는 compound K를 생산하기 위하여 Aspergillus usamii KCTC 6954에서 유래된 ${\beta}$-glucosidase를 사용하여 생물전환을 실시하였다. 15일 동안의 배양 중, 효소활 성 측정은 ${\rho}$-nitrophenyl-${\beta}$-glucopyranoside를 기질로 하여 분해 생성되는 ${\rho}$-nitrophenol (${\rho}NP$)을 비색계로 측정함으로써 실시되었다. 그 결과로서, 균주의 성장 속도는 접종 후 6일 후 최대로 나타났으며 이때의 ${\beta}$-glucosidas 활성도는 $175.93{\mu}M\;ml^{-1}min^{-1}$로 나타났다. 또 한 효소 반응의 최적 조건은 pH 6.0 이내에서는 $60^{\circ}C$인 것으로 나타났다. 배양 중 ginsenosides 분석 결과, 배양 9일 후에는 Rb1는 Rd 로 전환되고 15 days 후에는 compound K로 순차적으로 전환되는 것으로 나타났다. 효소반응에 있어서는 Rb1는 1시간 이내에 ginsenoside Rd로 전환되었고 8시간 이후에 최종산물인 compound K가 측정되었다. 본 연구결과로부터 Rb1으로부터 주요 생물학적 전환 경로는 $Rb1{\rightarrow}Rd{\rightarrow}F2{\rightarrow}$compound K로 나타났으며 이는 차후 Rd나 compound K와 같이 강한 생리기능성을 갖지만 자연에 미 량 존재하는 물질의 대량생산에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국생물물리학회:학술대회논문집
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• 한국생물물리학회 2003년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.54-54
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• 2003

Prostate gland contains neuroendocrine cells (PNECs) are playing important roles in physiological and pathophysiological processes of the prostate gland. Here, we investigated the role of purinoceptors in PNECs freshly isolated from rat ventral prostate (RPNECs) that show immunoreactivity to chromogranin A. Fura-2 ratiometry revealed that ATP evokes both fast Ca$\^$2+/ influx and store Ca$\^$2+/ release in RPNECs. A whole-cell patch clamp study demonstrated fast inactivating cationic current activated by ATP or by ${\alpha}$,${\beta}$-MeATP, which was blocked by ATP-TNP. The activation of P2X inward current was tightly associated with a sharp increase in [Ca$\^$2+/]$\sub$c/. The presence of P2X1/3 subtypes were proved by RT-PCR analysis. For the stored Ca$\^$2+/ release, ATP and UTP showed similar effects, suggesting the dominant role or P2Y2 subtypes, also confirmed by RT-PCR. Both P2X (${\alpha}$,${\beta}$-MeATP) and P2Y (UTP) stimulation induced changes in the cell morphology (initial shrinkage and blob formation on the surface) reversibly. Exocytotic membrane trafficking events were monitored with the membrane-bound fluorescent dye, FM1-43 using confocal microscopy. In spite of the similar Ca$\^$2+/ responses, UTP was far less effective in triggering exocytosis than ${\alpha}$,${\beta}$ -MeATP. Since serotonin is reportedly stored in the secretory granule of PNECs, we directly examined whether the aforementioned agonists elicit release of serotonin using carbon fiber electrode-amperometry. In accordance with the results of FM1 -43 experiments, ${\alpha}$,${\beta}$-MeATP efficiently evoke serotonin secretion while not with UTP. In summary, the P2X-mediated Ca$\^$2+/ influx plays crucial roles in the exocytosis of RPNECs. Although a global increase in [Ca$\^$2+]$\sub$c/ might be related with the morphological changes, a sharp rise of [Ca$\^$2+/]$\sub$c/ in the putative sub-plasmalemmal ‘microdomains’ might be a decisive factor for the exocytosis.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.619-626
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• 2007

막을 이용한 분리 공정은 상(phase) 변화가 없고 낮은 에너지 소비, 장치의 간소화, 큰 선택성, 가공의 용이성, 낮은투자 및 운용비용 등 여러 가지 장점으로 인하여 다른 방법들에 비해 분리가 간단하다는 장점 때문에 여러 분야에서 광범위하게 응용되고 있다. 여러 가지 기체 분리 방법 중 막을 이용한 기체 분리는 막 층 내에서의 기체 분자의 투과성의 차이를 이용하여 기체 분리를 할 수 있다. 이러한 기체 투과 특성을 예측하기 위해서 본 연구에서는 PDMS, ${\gamma}-radiated$ PDMS, PTFE, PTFE-X 기체 분리막을 선택하였다. 네 가지 분리막의 기체 투과 실험의 결과를 이용하여 열역학적으로 고찰, 분석 후 실험데이터의 reduction 및 regression을 통하여 온도, 압력등의 외부 조건과 기체 분자의 열역학적 특성값에 따른 기체 투과특성 예측식을 개발하였다. 이렇게 개발된 예측식으로 구한 값과 실험데이터를 비교하여 객관적 신뢰성을 확인하였다. 이로 인하여 분리막이 분리 조건과 각각의 기체의 열역학적 특성값($\sigma$, $\varepsilon/k$)으로 기체 투과특성을 알 수 있으므로 예측식을 여러 분야에서 활용할 수 있다 하겠다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권4호
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• pp.311-318
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• 2007

국내의 평균적인 토양오염도는 매년 증가하고 있으며, 오염물질의 지속성 및 잔류성이 큰 토양오염의 특성상 이를 복원하기 위해서는 막대한 비용이 소모될 것으로 추정된다. 우리나라에서는 토양 오염에 대한 사회적 관심이 증가함에 따라 1990년대 중반부터 토양 환경 관리와 복원을 위해 정책적으로 복원 기술의 개발과 오염토양 복원 사업을 추진하고 있다. 오염토양 복원 기술은 처리 위치별로 원위치 기술과 비원위치 기술로 나뉘며, 오염원의 제거방법에 따라 생물학적, 물리화학적, 열적 기술로 분류할 수 있다. 국내에서는 군부대 및 철도청 부지, 소규모의 유류 오염 지역에 대해 복원 사업을 실시한 사례가 대부분이며 석유화학 단지내의 오염 등은 회사 자체에서 내부적으로 처리하고 있어 일반에 공개되지는 않고 있지만 그 규모는 상당한 것으로 추산되고 있다. 대부분의 복원사업에는 가장 경제성이 입증된 토양증기추출법, 생물학적 통풍법과 같은 원위치 정화기술이 사용되었다. 최근에는 첨단 기술을 도입하여 환경친화적 토양 복원 기술을 개발하려는 연구가 진행 중이며, 이러한 연구의 예로서 나노 기술과 분자 생물학적 기법을 이용한 복원 기술 개발, 개별 기술의 한계를 극복하기 위한 통합기술 개발 등이 있다. 효율적인 오염토양의 복원을 위해서는 오염물질과 오염부지의 특성을 고려하여 연구 대상 기술의 현장 적용성을 높여야 하며, 무엇보다 토양에 대한 인식 변화와 환경 개선을 위한 지속적인 노력이 필요하다.

• BMB Reports
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• 제53권6호
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• pp.323-328
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• 2020

Matrix metalloproteinase 1 (MMP-1), a calcium-dependent zinccontaining collagenase, is involved in the initial degradation of native fibrillar collagen. Tissue necrosis factor-alpha (TNFα) is a pro-inflammatory cytokine that is rapidly produced by dermal fibroblasts, monocytes/macrophages, and keratinocytes and regulates inflammation and damaged-tissue remodeling. MMP-1 is induced by TNFα and plays a critical role in tissue remodeling and skin aging processes. However, the regulation of the MMP1 gene by TNFα is not fully understood. We aimed to find additional cis-acting elements involved in the regulation of TNFα-induced MMP1 gene transcription in addition to the nuclear factor-kappa B (NF-κB) and activator protein 1 (AP1) sites. Assessments of the 5'-regulatory region of the MMP1 gene, using a series of deletion constructs, revealed the requirement of the early growth response protein 1 (EGR-1)-binding sequence (EBS) in the proximal region for proper transcription by TNFα. Ectopic expression of EGR-1, a zinc-finger transcription factor that binds to G-C rich sequences, stimulated MMP1 promoter activity. The silencing of EGR-1 by RNA interference reduced TNFα-induced MMP-1 expression. EGR-1 directly binds to the proximal region and transactivates the MMP1 gene promoter. Mutation of the EBS within the MMP1 promoter abolished EGR-1-mediated MMP-1 promoter activation. These data suggest that EGR-1 is required for TNFα-induced MMP1 transcriptional activation. In addition, we found that all three MAPKs, ERK1/2, JNK, and p38 kinase, mediate TNFα-induced MMP-1 expression via EGR-1 upregulation. These results suggest that EGR-1 may represent a good target for the development of pharmaceutical agents to reduce inflammation-induced MMP-1 expression.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권3호
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• pp.584-592
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• 2004

A thermostable $\beta$-glycosidase gene, tfi $\beta$-gly, was cloned from the genomic library of Thermus filiformis Wai33 A1. ifi $\beta$-gly consists of 1,296 bp nucleotide sequence and encodes a polypeptide of 431 amino acids. It shares a strong amino acid sequence similarity with the $\beta$-glycosidases from other Thermus spp. belonging to the glycosyl hydrolase family 1. In the present study, the enzyme was overexpressed in Escherichia coli BL21 (DE3) using the pET21b(+) vector system. The recombinant enzyme was purified to homogeneity by heat treatment and a $Ni^{2+}$-affinity chromatography. Polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) showed that the recombinant Tfi $\beta$-glycosidase was a monomeric form with molecular mass of 49 kDa. The temperature and pH range for optimal activity of the purified enzyme were 80- $90^{\circ}C$ and 5.0-6.0, respectively. Ninety-three percent of the enzyme activity was remained at $70^{\circ}C$ after 12 h, and its half-life at $80^{\circ}C$ was 6 h, indicating that Tfi $\beta$-glycosidase is highly thermostable. Based on its K_m$, or $K_{cat}K_m$, ratio, Tfi $\beta$-glycosidase appeared to have higher affinity for $\beta$-D-glucoside than for $\beta$-D-galactoside, however, $K_{cat} for \beta$-D-galactoside was much higher than that for $\beta$-D-glucoside. The activity for lactose hydrolysis was proportionally increased at $70^{\circ}C$ and pH 7.0 without substrate inhibition until reaching 250 mM lactose concentration. The specific activity of Tfi TEX>$\beta$-glycosidase on 138 mM lactose at $70{^\circ}C$ and pH 7.0 was 134.9 U/mg. Consequently, this newly cloned enzyme appears to have a valuable advantage of conducting biotechnological processes at elevated temperature during milk pasteurization in the production of low-lactose milk.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권3호
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• pp.363-370
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• 2014

Campylobacter jejuni is a prevalent foodborne pathogen worldwide. Human infection by C. jejuni primarily arises from contaminated poultry meats. Genes expressed in vivo may play an important role in the pathogenicity of C. jejuni. We applied an immunoscreening method, in vivo-induced antigen technology (IVIAT), to identify in vivo-induced genes during human infection by C. jejuni. An inducible expression library of genomic proteins was constructed from sequenced C. jejuni NCTC 11168 and was then screened using adsorbed, pooled human sera obtained from clinical patients. We successfully identified 24 unique genes expressed in vivo. These genes were implicated in metabolism, molecular biosynthesis, genetic information processing, transport, and other processes. We selected six genes with different functions to compare their expression levels in vivo and in vitro using real-time RT-PCR. The results showed that the selected six genes were significantly upregulated in vivo but not in vitro. In short, these identified in vivo-induced genes may contribute to human infection of C. jejuni, some of which may be meaningful vaccine candidate antigens or diagnosis serologic markers for campylobacteriosis. IVIAT may present a significant and efficient method for understanding the pathogenicity mechanism of Campylobacter and for finding targets for its prevention and control.

• 한국균학회지
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• 제38권2호
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• pp.160-166
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• 2010

모델 사상성 진균 Aspergillus nidulans는 분화과정을 연구하는 진핵세포 시스템으로 사용되어 왔다. 이러한 분화과정은 매우 다양한 유전자들의 발현을 통하여 조절되며 이와 관련된 다양한 전사요소들의 기능이 연구되어 왔다. 이들 중 forkhead 유전자는 일반적으로 감수분열 및 세포주기 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 왔으며 A. nidulans에서도 유사한 기능을 하리라 예상되어 왔다. 이와 관련된 연구를 위하여 A. nidulans 유전체에 존재하는 6개의 forkhead 유전자를 발견, 확보하였고, 최근에는 효모 및 다른 진균에서는 발견되지 않는 A. nidulans 특이적 forkhead 유전자인 fkhF의 구조와 기능이 분석된 바 있다. 본 연구에서는 fkhF와 매우 유사한 단백질 서열을 가지고 있는 fkhE(AN2025.3) 유전자의 기능을 분석하였다. 본 유전자의 기능을 분석하기 위해 RT-PCR을 통하여 cDNA 서열을 분석한 결과 약 3종류의 서로 다른 mRNA가 존재하는 것이 밝혀졌고 이는 alternative splicing에 의한 것으로 추정되었다. 이들 3종류의 mRNA중 한 종류만 정상적인 ORF를 가지고 있으며 조사한 전체 cDNA 발현의 61%를 차지하였다. fkhE 유전자는 718개의 아미노산을 암호화하는 하나의 ORF를 가지고 있었으며 N 말단에 보존된 forkhead 도메인을 가지고 있었다. fkhE 유전자를 제거한 유전자 제거 돌연변이 균주는 fkhF와 유사하게 고체배지에서는 무성포자의 형성이 저해되었으나 유성분화에는 별다른 영향을 미치지 않았으며 액체 진탕배양에서는 야생형과 다르게 무성포자병(conidiophore)이 형성되었다. 이러한 결과는 fkhE 유전자가 무성분화에 관련되었음을 보여준다.

• 폴리머
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• 제29권5호
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• pp.440-444
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• 2005

입자크기 감소에 의한 약물의 표면적 증가는 불용성 약물의 생체이용률 즉, 약물의 흡수량과 속도를 향상시켜 주는 효과적인 방법으로 알려져 있다. 그 동안 약물 나노제제 공정 동안 약물 나노입자가 응집되는 것을 방지하기 위한 안정제 또는 분산제로서 한정된 수의 부형제만 사용되어 공정의 개선에 제약이 되었다. 본 연구에서는 N-카복시안하이드라이드 단량체의 개환 중합으로 합성한 소수성과 친수성을 가진 아미노산 공중합체가 불용성 약물인 나프록센 나노입자를 안정화시키기 위한 새로운 물질로서 사용되었다. 합성된 아미노산 공중합체로 안정화된 나프록센 나노입자는 60분간 습식 분쇄 공정에 의해 $200\~500nm$의 크기로 제조되었고, 공중합체의 소수성 부분이 적어도 $10 mol\%$ 이상이어야 효과적인 크기 감소를 볼 수 있으며, 공중합체의 모폴로지와 분자량은 입자 크기 감소를 결정하는 중요 요소가 아니었다. 또한 제조된 약물 나노입자 크기는 눈에 띄는 응집없이 14일까지 안정한 것을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제22권3호
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• pp.428-436
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• 2012

단백질 인산화는 세포의 활동을 조절하는 보편적인 과정이다. 브라시노스테로이드(brassinostreoid)에 의해 매개되는 신호전달은 브라시노스테로이드에 의해 활성화된 세포막상의 protein kinase 로부터 인산화되어 있는 전사인자들을 탈인산화하는 연속적인 인산화/탈인산화 과정이다. 브라시노스테로이드에 의해 매개되는 신호전달의 연구는 인산화에 관여하는 kinase 기질상의 아미노산을 밝히고, 그와 관련된 돌연변이체의 표현형을 알아봄으로써 급속하게 발전하였다. BRI1과 BAK1의 자기인산화(autophosphorylation), 상호인산화(transphosphorylation), 타이로신 인산화(tyrosine phosphorylation)를 밝힘으로써 그들의 조절작용을 식물의 생리학적, 발생학적 과정을 더 이해할 수 있는 장이 열렸다. 브라시노스테로이드에 의한 인산화는 수용체에 의해 매개되는 세포 내 함입(endocytosis)과 그에 뒤따르는 수용체의 파괴현상에서도 볼 수 있다. 인산화/탈인산화 과정에 관련하여 브라시노스테로이드에 의해 매개되는 신호전달은 더 연구할 여지가 많이 남아 있다. 이 총설은 단백질의 인산화/탈인산화 과정을 통한 브라시노스테로이드의 신호전달 연구의 최근 상황을 기술하였다.