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AprE Promoter전이상태 조절인자 변이주를 이용한 공업적 효소의 과발현과 고초균 숙주계의 개발 (The Overexpression of Subtilisin Enzyme Using Mutations on Transition State Regulatory Proteins of AprE Promoter and Development of Bacillus subtilis Host System)

  • 류성호;박승환김병기
    • KSBB Journal
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    • 제11권1호
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    • pp.8-14
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    • 1996
  • Bacillus subtilis를 재조합이종 단백질 생산에 응 용하고 그 발현효율의 향상을 위하여, aprE 프로모 터를 모델계로서 이에 작용하는 전이상태 조절유전 자 변이와 포자형성변이의 영향을 살펴보았다. 사용 된 균주는 두 개의 프로테아제가 제거된 DB104이며, 조절인자 변이주는 $degU^h$와 hpr을 각각 활성인자와 억제인자로 선택하였고, 이중변이주는 DB104 ($\DeltaspoIIG(Pm) degU^h his^+$) 및 DB104($\DeltaspoIIG(Pm) \Deltahpr(Em)$) 를 제조하였다. 이에 목적유전 자연 aprE유전자를 재조합하여 변이에 의한 과발현 양상을 확인하였다. degUh 및 hpr 조절변이주는 야 생주와 비교하여 각각 약 7배 빛 약 2배의 발현효율 향상을 보여주었다. 이들 전이상태 조절유전자 변이 는 모두 목적유전자 복제 수의 증가에 따라 발현효 율의 감소를 나타내어 증폭된 목적유전자에 대한 조 절유전자의 희석효과(gene dosage effect)를 확인할 수 있었다. 이중변이주 DB104($\DeltaspoIIG(Pm) degU^h his^+$)::pMK101 및 DB104($\DeltaspoIIG(Pm) \Deltahpr(Em)$)::pMK101에서의 aprE 발현은 각각 약 10배 빛 3배의 발현증가를 가져와 aprE 발현에 대한 포자변이주 및 전이상태 조절유전자의 독립적인 부가효과를 확인하였다.

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Corynebacterium glutamicum 아미노산 유사체 저항성 돌연변이 균주에 의한 L-로이신의 생산 (L-Leucine Production using Amino Acid Analogues-resistant Mutants of Corynebacterium glutamicum)

  • 김용욱;신현철;성진석;전영중;고중환;이재흥
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.45-49
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    • 1998
  • Corynebacterium glutamicum ATCC13032를 모균주로 한 아미노산 유사체들에 저항성을 지닌 돌연변이 균주들로부터 두 종류의 L-로이신 생산균주를 개발하였다. 그 중 하나인 C. glutamicum LT26은 4-azaleucine과 $\alpha$-amino-$eta$-hydroxyvaleric acid에 저항성을 지니는 균주이며, 다른 한 균주는 C. glutamicum LT3811-70로서 C. glutamicum LT26을 모균주로한 DL-4-tiaisoleucine 저항성 돌연변이 균주이다. 이들 두 돌연변이 균주들의 배양액내에서의 L-로이신의 축적은 이들이 비영양요구성 균주임에도 불구하고 모균주보다 획기적으로 높았으며 이를 해명하고자 L-이소로이신과 L-발린 그리고 L-로이신 생합성 과정의 주반응 효소인 $\alpha$-acetohydroxy acid synthase(AHAS)와 $\alpha$-isopropylmalate synthase(IPMS)의 분석을 수행하였다. C. glutamicum LT26과 LT3811-70에서 AHAS와 IPMS는 모두 L-로이신에 대해 효소활성저해와 효소합성저해가 거의 해제되었고, C. glutamicum LT3811-70 균주의 경우 모균주인 C. glutamicum LT26 균주보다 IPMS의 L-로이신에 대해 효소 합성저해가, AHAS는 L-이소로이신과 L-발린등에 대해 효소활성저해가 10% 이상 더 해제되었음을 알 수 있었다.

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작잠에 관한 연구 (Studies on tussah silkworm, Antheraea pernyi)

  • 박병희;송기언;이상풍;박광의
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제5권
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    • pp.25-38
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    • 1965
  • I. Breeding of tussah silkworm(preliminary report). The preliminary examination for bleeding has been carried out since 1963 in tussah silkworms. 1) The strain(l-MG-B)of the heaviest silk quantity was the green silkworm and brown cocoon in univoltine, and the strains(2-G-B, 2-MG-B) of the heaviest silk quantity were also the green silkwom and brown cocoon in bivoltine in both spring and fall in 1965. 2) It looks like the voltinism, the body color and the cocoon color have reached to pure line up to 1965. II. Best place for the winter of tussah pupa. This work was aimed to find out good ways for the winter of tussah pupa. 1) The hatch of bivoltine was better than that of univoltine. 2) The cocoons covered with the leaves were good in the emergence of moth. 3) The cocoons which were kept at natural temperature till the first emergence of moths would show bad in both hatch and emergence. 4) If some of the pupae kept under natural condition were controled at proper temperature for a few days, hatch and laying eggs were best. 5) The best places for the winter were the egg storage and the rearing room. III. Relation between incubation temperature and voltinism. 1) When the tussah pupa are kept at natural temperature during winter, the moths do not come out of the pupa. 2) There is no difference between about 18$^{\circ}C$ and about 25$^{\circ}C$ during incubation in hatching ratio. 3) The tussah silkworms of univoltine in mortality are stronger than that of bivoltine. 4) There is not any relation between voltinism and high or low temperature for pupa and eggs. IV. Induced mutation by gamma-ray and neutron in tussah silkworm. This work was carried out in order to induce the mutation by treating the pupa or the eggs of tussah silkworm with gamma my and neutron. The results obtained are as follows. 1. Though the whole pupa treated with neutron become moths, the moths have no ability to copulate each other. The only moths emerged from pupa treated with neutron, 4000${\gamma}$ are able to lay all un-fertilized eggs, some of which have a hole on the surface and nothing of contents. 2. The non-diapause eggs are treated with neutron in spring, but the hatching ratio is 50∼60 percent, but the whole eggs treated with gamma ray are never hatched. 3. The sensitivity of the pupa to neutron is weaker than that of the eggs. 4. The hatching ratio is in direct proportion to the gamma ray dose. 5. Author find out a new mutant which is excellent in the cocoon quality, so he will do the progeny test next hear.

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알긴산을 분해하는 해양미생물인 Sphingomonas sp. MJ-3 균주의 올리고알긴산 분해효소의 상동성 모델링 및 특성연구 (Homology Modeling and Characterization of Oligoalginate Lyase from the Alginolytic Marine Bacterium Sphingomonas sp. Strain MJ-3)

  • 김희숙
    • 생명과학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.121-129
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    • 2015
  • 알긴산은 미역이나 다시마 같은 갈조류의 세포벽에 존재하거나 또는 특정 박테리아들이 biofilm을 만들기 위하여 생산하는 L-${\alpha}$-guluronate 및 D-${\beta}$-mannuronate로 구성된 산성다당류이다. 전보에서 보고한 Sphingomonas sp. MJ-3의 외부 분해효소인 올리고알긴산 분해효소(oligoalginate lyase, MJ3-Oal)는 효소단백질의 N-terminal 영역에 내부 알긴산 분해효소인 polyM 분해효소의 단백질 서열과 상동성을 가지고 있었다. 본 실험에서는 MJ3-Oal이 외부 분해효소 활성뿐 만 아니라 내부 분해효소 활성도 함께 가지는 효소인지 알기 위하여 Saccharophagus degradans 2-40T 유래 올리고알긴산 분해효소인 Alg17c의 결정구조와 상동성 모델링을 행하였으며 기질과 수소결합을 할 것으로 예상되는 잔기 중 426번째 아미노산인 tyrosine을 구조가 비슷한 phenylalanine으로 돌연변이시키고 알긴산 분해양상을 wild type과 비교하였다. MJ3-Oal의 FPLC 결과를 보면 처음에는 이당류, 삼당류 등 올리고머가 증가하다가 최종적으로 단당류로 전환되었으나 Tyr426Phe 돌연변이 효소의 FPLC profile은 외부 분해활성만 나타내었다. 또한 $^1H$-NMR spectra 역시 MJ3-Oal은 polyM block 또는 polyMG block의 내부결합을 분해하는 활성을 나타내었다. 이와 같은 결과들은 Sphingomonas sp. MJ-3 유래 올리고알긴산 분해효소는 외부 분해효소 활성 및 내부 분해효소 활성 모두 가질 가능성을 뒷받침해 준다.

플라스미드 pKM101 과 pSL4 의 muc 유전자의 발현에 관한 연구 (Expression of mue Gene on Plasmid pKM101 and pSL4)

  • 전홍기;황유경;이상률;백형석
    • 미생물학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.371-376
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    • 1992
  • 플라스미드 pKM101 과 이의 돌연변이체 pSL4 는 UV 및 MMS 에 대해 높은 치사 저항성과 돌연변이률을 나타낸다. pKM101 과 pSLA 의 mucB 유전자의 일부분과 mucA 유전자를 lacZ fusion 벡터인 pMC874 에 subcloning 시켜 플라스미드 pBH31 과 pBH30 을 선별하였고 이 플라스미드들을 $recA^{+}lexA^{-}$, $recA^{-}와lexA^{+}$, 균주에 각각 도입하였다. $recA^{+}lexA^{+}$ 균주에서 pSLA 의 muc 유전자를 포함하는 pBH30 의 $\beta$-galactosidase활성은 pKM101 의 muc 유전자가 연결된 pBH31 보다 높았고 $recA^{-}$$lexA^{-}$ 돌연변이주에서는 UV 조사의 유무에 관계없이 $\beta$-galactosidase를 유도하지 못하였지만 $recA^{-}$ 균주에서는 UV 조사를 하지 않았을 때 pBH30 의 $\beta$-galactosidase가 pBH31 보다 약간 높게 유도되었다. 이러한 결과는 pKM101 과 pSLA 의 기능적 차이가 두 플라스미드의 Muc 단백질의 구조적 차이라고 생삭할 수 있지만, muc 유전자의 조절부위가 돌연변이되너 LexA repessor 가 작용하는 부위의 변화에 의한 것이라고도 생각햐ㄹ 수 있었다. 또한, umuC-lacZ 유전자를 가지는 pBH100 를 construction 하여 umu oeron 의 발현은 UV 조사에 의해 유도되며 recA 와 lexA 유전자에 의해 조절됨을 알 수 있었다.

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다양한 Lactobacillus 균주에 대한 electrotransformation 최적 조건 탐색 (Determination of Optimal Electrotransformation Conditions for Various Lactobacillus spp.)

  • 이유원;임성훈;신춘봉;소재성
    • KSBB Journal
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    • 제24권2호
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    • pp.182-188
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    • 2009
  • Lactobacillus 균주는 대표적인 probiotics로서 인체의 건강유지에 좋은 영향을 준다고 알려져 있다. 본 연구에서는 건강한 한국인 체내에서 분리하고 선별된 6개의 Lactobacillus 균주 (L. paracasei KLB58, L. fermentum MS79 and KLB282, L. plantarum KLB213, L. gasseri KLB238, and L. reuteri KLB270)를 플라스미드 pNCKH104로 electrotransformation 하였다. 최적 조건을 찾기 위해 pulse voltage, time constant, 세포벽 처리방법, 세포현탁액을 다양하게 변화시켰으며, 그 결과 각각의 균주에 대해 최적의 형질전환 조건을 결정하였다. 대체로 인체에서 분리한 Lactobacillus 균주는 전처리 없이 0.5 M sucrose buffer로 현탁하여 1.8 kV의 pulse voltage와 5 ms의 time constant로 electroporation을 수행하였을 때 약 2.5 ${\times}$ $10^3$ ${\sim}$ 5.5 ${\times}$ $10^4$ CFU/${\mu}g$ DNA의 형질전환 효율을 보였는데, 기존의 Lactobacillus 균주를 이용한 형질전환 실험들에 비해 월등히 높은 결과는 아니지만, Lactobacillus 균속 내의 다양한 종에 적용되는 공통의 조건을 찾음으로써 보다 간편한 형질전환 실험을 기대할 수 있다. 이는 앞으로 산업적, 임상적으로 중요한 Lactobacillus 균주의 형질전환을 손쉽게 하여 항균 펩타이드를 삽입한 벡터의 cell surface display발현 및 분석, 유용유전자 탐색을 위한 knock-out mutant등의 제작에 기여할 수 있으리라 본다.

Cloning, Over-expression, and Characterization of YjgA, a Novel ppGpp-binding Protein

  • Gnanasekaran, Gopalsamy;Pan, SangO;Jung, Wontae;Jeong, Kwangjoon;Jeong, Jae-Ho;Rhee, Joon Haeng;Choy, Hyon E.;Jung, Che-Hun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권8호
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    • pp.2419-2424
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    • 2013
  • Guanosine-5'-diphosphate 3'-diphosphate (ppGpp) serves as alarmone in bacterial stringent responses. In this study, an affinity column was constructed by immobilizing ppGpp to NHS-Sepharose for isolating ppGpp-binding proteins. A novel ppGpp-binding protein, YjgA, was isolated and characterized by MALDI-TOF MS (matrix-assisted laser desorption ionization-time-of-flight mass spectrometry) coupled with two-dimensional gel electrophoresis. YjgA and truncated forms of YjgA were cloned and over-expressed in BL21 (DE3). The binding affinity of YjgA to ppGpp was determined by equilibrium dialysis. The interaction of YjgA with ppGpp was very specific, considering that the dissociation constant of YjgA with ppGpp was measured as $5.2{\pm}2.0{\mu}M$, while the affinities to GTP and GDP were about 60 and 30 times weaker than ppGpp. Expression of yjgA gene in Escherichia coli K-12 MG1655 was examined by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). RT-PCR results revealed that yjgA was expressed from early to late stationary phase. The yjgA deletion mutant exhibited decreased cell number at stationary phase compared to parent strain and the over-expression of YjgA increased the cell number. These results suggested that YjgA might stimulate cell division under stationary phase. In most prokaryotic genome, about half of the protein candidates are hypothetical, that are expected to be expressed but there is no experimental report on their functions. The approach utilized in this study may serve as an effective mean to probe the functions of hypothetical proteins.

고농도 CO2 노출에 의한 Aspergillus nidulans의 유성생식 촉진효과 (Effect of High CO2 Concentration on Activation of Sexual Development in Aspergillus nidulans)

  • 한갑훈;양영석;김종화
    • 한국균학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.192-196
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    • 2013
  • 진균의 분화과정은 다양한 환경요인에 의하여 영향을 받는다. 모델 사상성 진균인 Aspergillus nidulans의 경우 빛이 존재하거나 높은 염 농도, 비 발효성 당에 의하여 무성분화가 촉진되며 반대로 빛이 없거나 발효성 당이 풍부할 때, 그리고 저산소 조건일 경우 유성분화를 촉진하게 된다. 또한 veA나 nsdD와 같은 유성생식 양성조절유전자들도 유성분화를 유도하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 A. nidulans에서 $CO_2$의 농도와 분화패턴의 관계를 알아보고자 하였다. 정상적인 조건에서 $veA^+$ 야생형 균주는 유성생식과 무성생식이 균형을 이룬 상태의 분화를 진행하게 된다. 그러나 5% 정도의 높은 $CO_2$ 조건에서 배양하였을 경우 무성분화는 일어나지 않고 유성생식으로만 분화과정이 일어나게 된다. 뿐만 아니라 이러한 분화 양상은 veA와 nsdD에 의존적으로 일어나게 된다. 고농도의 $CO_2$ 조건이라 할지라도 $veA^-$ 혹은 $nsdD^-$ 돌연변이 균주에서는 유성분화는 일어나지 않고 무성분화만이 일어나는 것을 관찰할 수 있었는데, 이는 $CO_2$ 농도가 높아져도 유성생식에 있어서 이들 유전자의 기능이 필요하다는 것을 시사한다. 또한 5% $CO_2$ 조건은 인간 병원성 진균에게 있어서 사람의 신체 내에 살아남기 위하여 적응하여야 하는 대기 조건으로, 이러한 A. nidulans의 $CO_2$ 농도에 따른 분화양상의 변화는 A. fumigatus와 같은 인간 병원균의 생리, 분화적 변화에 대한 비교분석에 사용될 수 있다.

A Novel Acid-Stable Endo-Polygalacturonase from Penicillium oxalicum CZ1028: Purification, Characterization, and Application in the Beverage Industry

  • Cheng, Zhong;Chen, Dong;Lu, Bo;Wei, Yutuo;Xian, Liang;Li, Yi;Luo, Zhenzhen;Huang, Ribo
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제26권6호
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    • pp.989-998
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    • 2016
  • Acidic endo-polygalacturonases are the major part of pectinase preparations and extensively applied in the clarification of fruits juice, vegetables extracts, and wines. However, most of the reported fungal endo-polygalacturonases are active and stable under narrow pH range and low temperatures. In this study, an acidic endo-polygalacturonase (EPG4) was purified and characterized from a mutant strain of Penicillium oxalicum. The N-terminal amino acid sequence of EPG4 (ATTCTFSGSNGAASASKSQT) was different from those of reported endo-polygalacturonases. EPG4 displayed optimal pH and temperature at 5.0 and 60-70℃ towards polygalacturonic acid (PGA), respectively, and was notably stable at pH 2.2-7.0. When tested against pectins, EPG4 showed enzyme activity over a broad acidic pH range (>15.0% activity at pH 2.2-6.0 towards citrus pectin; and >26.6% activity at pH 2.2-7.0 towards apple pectin). The Km and Vmax values were determined as 1.27 mg/ml and 5,504.6 U/mg, respectively. The enzyme hydrolyzed PGA in endo-manner, releasing oligo-galacturonates from PGA, as determined by TLC. Addition of EPG4 (3.6 U/ml) significantly reduced the viscosity (by 42.4%) and increased the light transmittance (by 29.5%) of the papaya pulp, and increased the recovery (by 24.4%) of the papaya extraction. All of these properties make the enzyme a potential application in the beverage industry.

변이주 Bacillus sp. A4442에 의한 갈락토스 전이활성이 높은 ${\beta}-Galactosidase$의 생산 (Production of ${\beta}-Galactosidase$ with High Transgalactosylation Activity by Bacillus sp. A4442 Mutant)

  • 최경호;양성준;김민홍;한금수;양지원;정진;인만진
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제38권6호
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    • pp.507-511
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    • 1995
  • 토양으로부터 분리된 Bacillus sp.A1 균주는 가수분해활성보다는 전이활성이 훨씬 높은 ${\beta}-galactosidase$를 생산하기 때문에 산업적 응용 가능성이 있으나, glucose에 의한 catabolite repression을 보일 뿐만 아니라 lactose를 inducer로 요구한다는 결정적인 단점이 있어 갈락토올리고당의 제조에 직접 사용하기에는 적합하지 않았다. 따라서 galactose 전이효소의 생산성 제고를 꾀하기 위하여 N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine를 이용한 3단계 변이를 시도하여 A4442변이주를 선발하였다. 이 변이주의 효소생산 능력은 괄목할 만큼 향상하였으며(약 20배 내외) catabolite repression과 lactose 요구성이 상당히 해제되었음을 확인하였다. 아울러 갈락토스가 새로운 inducer로 작용하는 것도 관찰하였다. 변이주를 이용한 발효시에 당의 농도와 배양액의 pH는 상호연관되어 효소의 생산에 영향을 끼쳤다. pH stat 기법을 이용하여 배양중 당의 농도를 0.5% 이하로 조절할 때 pH는 $6.5{\sim}7.5$ 범위내로 유지되었으며 효소활성은 $44\;unit/m{\ell}-broth$로 높게 나타났다.

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