• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권1호
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• pp.74-80
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• 2007

An enantioselective lipase gene (esf) for the kinetic resolution of optically active (S)-flurbiprofen was cloned from the new strain Serratia marcescens ES-2. The esf gene was composed of a 1,845-bp open reading frame encoding 614 amino acid residues with a calculated molecular mass of 64,978 Da. The lipase expressed in E. coli was purified by a three-step procedure, and it showed preferential substrate specificity toward the medium-chain-length fatty acids. The esf gene encoding the enantioselective lipase was reintroduced into the parent strain S. marcescens ES-2 for secretory overexpression. The transformant S. marcescens BESF secreted up to 217kU/ml of the enantioselective lipase, about 54-fold more than the parent strain, after supplementing 3.0% Triton X-207. The kinetic resolution of (S)-flurbiprofen was carried out even at an extremely high (R,S)-flurbiprofen ethyl ester [(R,S)-FEE] concentration of 500 mM, 130 kU of the S. marcescens ES-2 lipase per mmol of (R,S)-FEE, and 1,000 mM of succinyl ${\beta}-cyclodextrin$ as the dispenser at $37^{\circ}C$ for 12h, achieving the high enantiomeric excess and conversion yield of 98% and 48%, respectively.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권1호
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• pp.85-91
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• 2001

To construct an efficient Bacillus subtilis expression vector, strong promoters were isolated from the chromosomal DNA libraries of Clostridium acetobutylicum ATCC 4259, Thermoactinomyces sp. E79, and Bacillus thermoglucosidasius KCTC 3400. The $P_{C27}$ promoter cloned from the clostridial chromosmal DNA showed a 5-fold higher promoter strength than the $P_{SP02}$ promoter in the expression of the cat gene, and its sequence was estimated as an upstream region of the predicted hypothetical gene (tet-R family bacterial transcription regulator gene) in C. acetobutylicum. As a promoter element, $P_{C27}$ exhibited putative nucleotide sequences that can bind with bacterial RNAP and the 3'end of the 16S rRNA just upstream of the start codon. In addition, the promoter activity of $P_{C27}$ was distinctively repressed in the presence of glucose. Using $P_{C27}$ as the promoter element, a glucose controllable B. subtilis expression vector was constructed and the lipase gene from Staphylococcus haemolyticus KCTC 8957P was expressed in B. subtilis. When compared with the lipase expression by the T7 promoter induced by IPTG in E. coli, the $P_{C27}$ promoter showed about a 1.5-fold higher expression level in B. subtilis than that without induction.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권12호
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• pp.1689-1695
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• 2010

Pantothenate kinase (PanK) catalyzes the first step in the biosynthesis of the essential and ubiquitous cofactor coenzyme A (CoA) in all organisms. Here, we report the identification, cloning, and characterization of panK-sp from Streptomyces peucetius ATCC 27952. The gene encoded a protein of 332 amino acids with a calculated molecular mass of 36.8 kDa and high homology with PanK from S. avermitilis and S. coelicolor A3(2). To elucidate the putative function of PanK-sp, it was cloned into pET32a(+) to construct pPKSP32, and the PanK-sp was then expressed in E. coli BL21(DE3) as a His-tag fusion protein and purified by immobilized metal affinity chromatography. The enzyme assay of PanK-sp was carried out as a coupling assay. The gradual decrease in NADH concentration with time clearly indicated the phosphorylating activity of PanK-sp. Furthermore, the ca. 1.4-fold increase of DXR and the ca. 1.5-fold increase of actinorhodin by in vivo overexpression of panK-sp, constructed in pIBR25 under the control of a strong $ermE^*$ promoter, established its positive role in secondary metabolite production from S. peucetius and S. coelicolor, respectively.

• 생명과학회지
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• 제20권12호
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• pp.1743-1749
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• 2010

Edwardsiella tarda는 그람 음성의 장내세균과의 주요 어병세균으로 어류에 edwardsiellosis를 유발하는 전신감염성 병원체이다. 최근 병원성 세균의 외막 단백질들은 세균성 감염에 있어서 숙주와 반응하여 면역반응을 유도하는 것으로 여겨져 연구가 되고 있다. 일본의 연구팀은 어류에서 에드워드병의 원인체인 E. tarda의 37 kDa 단백질이 넙치에서 높은 항원성을 제시하는 것을 보고하였다. 또한 그 연구자들은 37 kDa 단백질의 N-말단 아미노산 서열이 GAPDH와 대응하는 것을 밝혔다. 본 연구에서는 다른 세균에서 알려진 N-말단 서열을 기반으로 primer를 제작하여 이에 상응하는 E. tarda DNA를 증폭하고 클로닝하였다. 이 DNA단편의 염기서열은 예상한 바와 같이 세균의 GAPDH유전자인 gapA와 높은 상동성이 있고, E. tarda GAPDH (etGAPDH)의 아미노산 서열은 다른 장내세균의 GAPDH와 70% 이상의 상동성을 보이는 것을 확인하였다. E. tarda의 외막단백질에 특이적으로 반응하는 항체를 이용하여 E. tarda의 GAPDH가 외막에 존재한다는 것을 증명하였고, gapA의 염기서열을 바탕으로하여 재조합 GAPDH를 과발현 시켰다. 과발현된 재조합단백질 GAPDH는 GAPDH 특이적인 항체를 제조하는데 사용되었고, 또한 넙치에 면역시켜 단일 단백질 백신으로서의 활용도를 모색하였다. 비록 재조합 GAPDH가 면역된 넙치에서 GAPDH에 특이적인 항체가 증가하였음에도 불구하고, E. tarda로 공격실험을 하였을 때 면역된 넙치의 생존율이 12.5%로 측정되어 면역된 그룹과 면역되지 않은 그룹간에 큰 차이가 없는 것이 확인되었다.

• 미생물학회지
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• 제48권2호
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• pp.79-86
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• 2012

ErmSF는 23S rRNA의 A2058 (E. coli numbering)에 methylation을 유발하여 macrolide-lincosamide-streptogramin B ($MLS_B$)계 항생제의 부착을 저해함으로써 항생제 활성을 억제하는 내성인자 단백질인 Erm 단백질들 중의 하나이다. Erm 단백질들 사이에서 공통적으로 나타나는 $^{222}FXPXPXVXS^{230}$ (ErmSF numbering) 서열은 Erm 단백질인 ErmC'와 DNA methyltransferase인 M. Taq I의 구조를 분석한 연구에서 타깃인 adenine과 직접적으로 상호작용하는 부위로 제안되거나 확인되었다. 따라서 이 부분 중 Erm 단백질 사이에서 잘 보존되어있지는 않지만 염기성인 잔기의 특성상 기질인 RNA와 상호작용이 예상되는 223, 227번 arginine을 alanine으로 위치 지정 치환한 변이 단백질을 이용하여 그 잔기의 효소 활성에서의 역할을 확인하였다. 두 변이 단백질은 생체 내에서 그 활성을 여전히 유지하고 있어서 항생제인 erythromycin에 대하여 내성을 나타내었으나 in vitro 상에서는 R223A 또는 R227A가 야생형 ErmSF에 비하여 약 50%, 88%의 활성을 각각 나타내어 효소 활성에서 각 잔기가 결정적이지는 않지만 중요한 역할을 수행하고 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제12권1호
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• pp.113-119
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• 2002

방선균에 존재하는 단백질 타이로신 포스파타아제의 기능을 알아보기 위하여 우선 이 유전자를 대장균에 클로닝하여 대량으로 발현시킨 결과, 발현된 단백질은 soluble형태로 존재하여 자신의 효소활성을 가지고 있었으나, 효소활성부위에 대한 변이주의 경우에는 기질과 결합은 하였으나 활성이 없는 것으로 나타났었다. 방선균에서 이 효소의 세포내 기작 및 결합 단백질을 파악하기 위해 대장균에 클로닝한 유전자를 방선균 발현벡터(pIJ6021)에 클로닝을 하였다. 이렇게 만든 유전자를 in-ducer인 thiostrepton을 이용하여 발현시킨 결과, 활성형의 단백질 타이로신 포스파타아제가 대량으로 생산되었다. 그리고 이들 유전자를 방선균에서 과잉 발현시킨 결과 항생제 생산 및 형태 변화 등의 표현형은 나타나지 않았다. 이효소와 반응하는 기질 및 결합 단백질을 찾기 위해서 이들과 결합은 하지만 반응하지 않는 돌연변이 단백질 타이로신 포스파타아제 (PtpA(C9S))를 유전자 조작하여 방선균에서 과잉 발현시켰다 그 결과 표현형은 없었지만 인산 타이로신 단백질의 패턴변화를 알 수 있었고, 단백질 타이로신 포스파타아제에 의하여 인산화 조절되는 단백질 3개 찾을 수 있었다. 이들 세 단백질(p65, p90 그리고 p200)은 ptpA(C9S)가 발현된 방선균에서 보다 더 많은 인산화 패턴을 나타내었으며, 이들은 가능한 단백질 타이로신 포스파타아제의 표적이라고 생각되었다. 만약 이들의 구조가 밝혀진다면, 방선균의 타이로신 포스파타아제의 기능 및 신호전달 과정의 역할을 파악할 수 있으리라 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제29권1호
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• pp.97-104
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• 2019

Streptococcus iniae는 대표적인 어류병원균으로 인수공통의 질병을 일으킨다. S. iniae FP5228에 존재하는 병원성 인자를 찾고자 하는 연구과정에서 S. iniae를 24시간 이상 배양한 배양액에는 살아있는 균의 수가 급격하게 감소하는 현상을 발견하였다. 이 현상은 FP5228 균이 가지고 있는 14 kb plasmid 상에 있는 toxin/antitoxin (TA) system의 구성요소인 toxin ${\zeta}$와 antitoxin ${\varepsilon}$ 유전자가 관련이 있을 것이란 가설을 설정하였다. IPTG와 arabinose에 의해 toxin ${\zeta}$와 antitoxin ${\varepsilon}$의 발현이 조절되는 pBP1140 vector system을 구축하였다. E. coli/pBP1140 균주는 toxin이 발현되는 조건에서 초기 생육이 느려졌고, 현미경의 관찰에서 균체가 길어짐을 확인하였다. FP5228 균주가 가진 14 kb plasmid를 없앤 S. iniae CK287을 제조하였다. CK287 균은 배양 중 급격하게 사멸되는 현상을 보이지 않았고, biofilm 생성능력도 감소하였고 세포독성 시험과 물고기 시험에서 독성이 약화 된 것이 확인되었다. 이들 결과 들은 TA system이 생리적 조절 및 병원성 인자의 발현에 관련이 있음을 추정할 수 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권8호
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• pp.1154-1162
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• 2021

The transcriptional capacities of target genes are strongly influenced by promoters, whereas few studies have focused on the development of robust, high-performance and cross-species promoters for wide application in different bacteria. In this work, four novel promoters (P_k.rtufB, P_k.r1, P_k.r2, and P_k.r3) were predicted from Ketogulonicigenium robustum and their inconsistency in the -10 and -35 region nucleotide sequences indicated they were different promoters. Their activities were evaluated by using green fluorescent protein (gfp) as a reporter in different species of bacteria, including K. vulgare SPU B805, Pseudomonas putida KT2440, Paracoccus denitrificans PD1222, Bacillus licheniformis and Raoultella ornithinolytica, due to their importance in metabolic engineering. Our results showed that the four promoters had different activities, with P_k.r1 showing the strongest activity in almost all of the experimental bacteria. By comparison with the commonly used promoters of E. coli (tufB, lac, lacUV5), K. vulgare (Psdh, Psndh) and P. putida KT2440 (JE111411), the four promoters showed significant differences due to only 12.62% nucleotide similarities, and relatively higher ability in regulating target gene expression. Further validation experiments confirmed their ability in initiating the target minCD cassette because of the shape changes under the promoter regulation. The overexpression of sorbose dehydrogenase and cytochrome c551 by P_k.r1 and P_k.r2 resulted in a 22.75% enhancement of 2-KGA yield, indicating their potential for practical application in metabolic engineering. This study demonstrates an example of applying bioinformatics to find new biological components for gene operation and provides four novel promoters with broad suitability, which enriches the usable range of promoters to realize accurate regulation in different genetic backgrounds.

• 농업과학연구
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• 제45권2호
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• pp.248-257
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• 2018

Overexpression of AtCYP78A7, a gene encoding a cytochrome P450 protein, has been reported to improve tolerance to drought stress in genetically modified (GM) rice (Oryza sativa L.). The aim of this study was to evaluate the potential allergenicity and acute oral toxicity of the AtCYP78A7 protein expressed in GM rice. Bioinformatics analysis of the amino acid sequence of AtCYP78A7 did not identify any similarities with any known allergens or toxins. It showed that no known allergen had more than a 35% amino acid sequence homology with the AtCYP78A7 protein over an 80 amino acid window or more than 8 consecutive identical amino acids. The gene encoding the AtCYP78A7 protein was cloned in the pGEX-4T-1 vector and expressed in E. coli. Then, the AtCYP78A7 protein was purified and analyzed for acute oral toxicity. The AtCYP78A7 protein was fed at a dose of 2,000 mg/kg body weight in mice, and the changes in mortalities, clinical findings, and body weight were monitored for 14 days after the dosing. Necropsy was carried out on day 14. The protein did not cause any adverse effects when it was orally administered to mice at 2000 mg/kg body weight. These results indicate that the AtCYP78A7 protein expressed in GM rice would not be a potential allergen or toxin.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권6호
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• pp.986-993
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• 2001

Translation Initiation in prokaryotes involves the formation of a 30 S preinitiation complex, in which translation initiation factors play a role in the stimulation of fMet-tRNA (fMet) binding. However, the specific function and precise mechanism of initiation factor IF1 are still unclear. One a functionally active factor with a high purity. In the present study a large quantity of active IF was rapidly purified, obtained by the overexpression of the infA gene, and then used for a functional study. The induction of infA did not appreciably affect the growth rate of the protease-deficient strain E. coli AR68 harboring the IF1 overproducing plasmid. The level of IF1 obtained was approximately $1-2\%$ of the total cell protein, which enabled the yield of highly purified IF1 (>$98\%$ pure) to be increased to 0.15 mg of IF1/g of cells. The IF1 was isolated within one day by the centrifugatioin of the ribosomal washed fraction, by ammonium sulfate fractionation, chromatography on batch of phosphocellulose, and FPLC Mono S. The overexpressed IF1 was found to be comparable to the factor isolated from normal cells, as determined by migration in NEPHGE/SDS 2-D gels. For binding of fMet-tRNA(fMet) to the 30 S ribosomal subunitis, relatively high levels of binding were obtained when IF2 was present. The addition of IF1 up to 110 pmol proportionally stimulated the binding to a variable extent. This IF1-dependent stimulation of the 30 S preinitiation complex formation demonstrated that IF1 would appear to be exclusively essential for promoting the initiation phase of protein synthesis.