• 한국자기공명학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.78-84
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• 2017

Pseudin is a naturally occurring 24 amino-acid-residue antimicrobial peptide derived from the skin of paradoxical frog Pseud's paradoxa. It shows potency against the bacteria and antibiotic-resistant bacteria strain, but has high cytotoxicity against mammalian cell. In our previous study, substitution of $Pro^{11}$ for Gly (Ps-P) increased bacterial cell selectivity but decreased the antibacterial activity of pseudin. In this study, we designed pseudin analogue, Ps-4K-P with increased cationicity up to +7 in Ps-P by substituting Glu14, Gln10, Gln24, and Leu18 with Lys. Ps-4K-P showed improved potent antibacterial activity with high bacterial cell selectivity. We determined the tertiary structure of Ps-4K-P in the presence of DPC micelles by NMR spectroscopy and it has a hinge structure at $Pro^{11}$ followed by three turn helices from $Pro^{11}$ to $Val^{23}$ at the C-terminus. Amphipathicity with increased cationicity as well as helix-hinge-helix structural motif provided by introduction of a Pro at position $Gly^{11}$ are the crucial factors which confer antibacterial activity with bacterial cell selectivity to Ps-4K-P.

• 한국응용곤충학회지
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• 제58권4호
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• pp.283-289
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• 2019

항생제의 오남용은 세균의 항생제 내성을 증가시켜 세균감염에 의한 질병 치료에 어려움을 초래한다. 본 연구에서는 동애등애유충으로부터 분리된 펩타이드의 신장에서의 폐렴간균 감염 억제 효능을 관찰하였다. 마우스는 비강을 통해 폐렴간균을 감염시키고 1일 후 펩타이드를 마우스에 근육 주사로 투여하였다. 10일 후 마우스를 희생하여 신장에서 세균 감염증을 조사하였다. 대조군에 비해 펩티드를 투여한 마우스의 신장에서 세균 감염증상, 몸무게의 감소가 유의하게 억제되었고 생존률이 농도 의존적으로 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 동애등애로부터 분리된 펩타이드가 폐렴 간균의 신장에서의 감염증상을 억제할 수 있음을 보여준다. 따라서 동애등애로부터 분리된 펩타이드는 효과적인 항생제 개발에서 가능성 높은 후보물질이 될 수 있을 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제30권3호
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• pp.235-240
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• 2002

방선균은 토양속에 서식하는 그람 양성 세균으로 세포성 장의 어느 시기에 영양세포가 이어져 연쇄상의 기균사를 형성하고 그 끝에 포자를 형성하는 동시에 생리학적 분화로 표현되는 다양한 이차대사물질을 생산한다. 이들의 복잡한 생활사에 따른 분화에는 진핵생물의 ser/thr protein kinase와 원핵생물의 his/asp acid protein kinase 등과 같은 다양한 신호전달 단백질들이 조절을 담당하고 있다. Akt kinase는 진핵생물에서 보고된 ser/thr kinase로.세포내의 다양한 신호전달기구를 조절하고 있으며, 세포내의 Akt kinase의 활성화 또는 불활성화가 세포 증식, 분화, 생존, 세포사등의 신호전달에 결정적인 역할을 담당한다. 방선균으로부터 Akt kinase와 유사한 기능을 갖는 신호전달 단백질을 규명하기 위하여, Akt kinae의 target단백질들의 인산화 부위 보존영역으로부터 나타나는 아미노산의 consensus sequence를 기초로 하여 형광물질로 라벨시킨 합성 peptide(FITC-TRRSRfESIT)를 제작하였다 제작한 기질 peptide에 인산화가 일어나면 아가 로스 전기영동상에서의 운동성에 차이가 나타나고, 이를 자외선하에서 형광 peptide를 관찰하는 방법으로 인산화 assay를 실시하였다. S. griseus IFO 13350을 배양한 cell-free extract로부터 ammonium sulfate fractionation과 DEAE-Sepharose, Mono Q, Resource Phenyl-Superose, Gel permeation 등 수 단계의 column chromatography를 통하여 Akt 유사 단백질을 정제하였다. 그 결과 방선균에도 고등생 물의 Akt와 유사한 기질특이성을 갖는 인산화 단백질이 존재하는 것으로 판단되었으며, 그 중의 하나는 분자량이 39 kDa 정도의 크기를 갖는 단백질로 판명되었다. 지금까지의 인산화 단백질 연구는 활성측정법이 어려워 연구자들에게 많은 제한을 주어 왔지만, 본 연구에서 사용한 합성 peptide를 이용하는 방법을 보다 다양한 인산화 단백질에 대하여 적용한다면, 인산화 단백질 및 조절물질 개발에 많은 도움이 될 수 있을 것으로 예상된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권9호
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• pp.2883-2889
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• 2012

LL-37 is the only antimicrobial peptide (AMP) of the human cathelicidin family. In addition to potent antimicrobial activity, LL-37 is known to have the potential to inhibit lipolysaccharide (LPS)-induced endotoxic effects. To provide the stability to proteolytic digestion and increase prokaryotic selectivity and/or anti-endotoxic activity of two Lys/Trp-substituted 19-meric antimicrobial peptides (a4-W1 and a4-W2) designed from IG-19 (residues 13-31 of LL-37), we synthesized the diastereomeric peptides (a4-W1-D and a4-W2-D) with D-amino acid substitution at positions 3, 7, 10, 13 and 17 of a4-W1 and a4-W2, respectively and the enantiomeric peptides (a4-W1-E and a4-W2-E) composed D-amino acids. The diastereomeric peptides exhibited the best prokaryotic selectivity and effective protease stability, but no or less anti-endotoxic activity. In contrast, the enantiomeric peptides had not only prokaryotic selectivity and anti-endotoxic activity but also protease stability. Our results suggest that the hydrophobicity and ${\alpha}$-helicity of the peptide is important for anti-endotoxic activity. In particular, the enantiomeric peptides showed potent anti-endotoxic and LPS-neutralizing activities comparable to that of LL-37. Taken together, both a4-W1-E and a4-W2-E holds promise as a template for the development of peptide antibiotics for the treatment of endotoxic shock and sepsis.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권10호
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• pp.1381-1385
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• 2013

The centipede Scolopendra subpinipes mutilans is a medicinally important arthropod species. However, its transcriptome is not currently available and transcriptome analysis would be useful in providing insight into a molecular level approach. Hence, we performed de novo RNA sequencing of S. subpinipes mutilans using next-generation sequencing. We generated a novel peptide (scolopendrasin II) based on a SVM algorithm, and biochemically evaluated the in vitro antimicrobial activity of scolopendrasin II against various microbes. Scolopendrasin II showed antibacterial activities against gram-positive and -negative bacterial strains, including the yeast Candida albicans and antibiotic-resistant gram-negative bacteria, as determined by a radial diffusion assay and colony count assay without hemolytic activity. In addition, we confirmed that scolopendrasin II bound to the surface of bacteria through a specific interaction with lipoteichoic acid and a lipopolysaccharide, which was one of the bacterial cell-wall components. In conclusion, our results suggest that scolopendrasin II may be useful for developing peptide antibiotics.

• 생명과학회지
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• 제26권11호
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• pp.1259-1268
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• 2016

항생제 남용의 문제점 및 사용제한에 따른 천연물 유래 항생제 대체제 개발을 위하여 우리나라와 중국, 일본에서만 서식하는 고유종인 참담치의 족부 근육 추출물로부터 항균 펩타이드를 분리 및 정제하였다. $C_{18}$ 역상 컬럼을 사용하여 항균 펩타이드를 정제하였으며, MALDI-TOF/MS로 분석 결과 분자량은 6,701 Da에 해당하였다. edman degradation 방법으로 N-말단 아미노산 서열 분석을 통하여 20개의 아미노산 서열을 밝혔으며 이는 캘리포니아 홍합(Mytilus californianus)의 sperm-specific protein 또는 protamine-like PL-II/PL-IV precursor와 100% 상동성을 지님을 밝혀냈다. 이러한 정보를 바탕으로 ORF를 분석한 결과 60개의 아미노산을 코딩하는 183 bp로 캘리포니아 홍합의 protamine-like PL-II/PL-IV precursor와 아미노산 서열이 100% 일치하였고 유전자 염기서열은 97.2%의 상동성을 나타냈다. 합성된 항균 펩타이드는 그람 양성 균주 Bacillus cereus (MEC, $20.8{\mu}g/ml$), Bacillus subtilis (MEC, $0.2{\mu}g/ml$), Streptococcus mutans (MEC, $0.2{\mu}g/ml$), 그람 음성 균주 Pseudomonas aeruginosa (MEC, $5.7{\mu}g/ml$), Escherichia coli (MEC, $2.6{\mu}g/ml$) 그리고 진균류 Candida albicans (MEC, $56.3{\mu}g/ml$)의 항균활성을 나타냈다. 또한 높은 열안정성을 지녔으며, C. albicans를 제외하고 염안정성을 지닌 항균 펩타이드로 확인되었다. 이를 통해 참담치 유래의 항균 펩타이드는 항생제 대체제의 후보소재로 높은 가능성을 지녔다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서 분리한 참담치 족부 근육 유래 항균 펩타이드는 향후 추가적인 연구를 통하여 항생제를 대체할 수 있는 물질의 개발이 가능할 것으로 사료된다. 그리고 해양무척추동물의 선천성 면역 기작에 대한 정보를 제공할 것으로 기대한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제60권2호
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• pp.149-153
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• 2017

원목과 톱밥배지에서 푸른곰팡이의 오염과 성장은 표고버섯의 생장을 심하게 저해할 수 있다. 표고버섯 재배에서 푸른곰팡이병의 방제를 위하여 농약과 항생제와 같은 화학 약품의 사용은 일반적으로 허용되지 않는다. 본 연구에서는 푸른곰팡이병의 방제를 위하여 느타리버섯에서 갈반병을 일으키는 세균성 병원균을 분리하고 이들의 펩티드 독소를 분리하였다. Pseudomonas tolaasii 균주들은 항진균 활성을 갖는 톨라신 및 이와 구조적 유사체인 다양한 펩티드 독소를 분비한다. 이러한 펩티드들은 표고버섯의 생장에는 영향을 주지 않는다는 것이 알려져 있다. 펩티드 독소들을 Trichoderma harzianum H1 푸른곰팡이에 처리하였을 때, 푸른곰팡이의 성장을 저해하였다. 펩티드를 분비하는 20 종의 P. tolaasii 균주 중에서 강, 중, 약의 항진균 활성을 가진 균주의 수는 각각 8, 5, 7 종으로 나타났다. 표고버섯을 재배하는 동안에, 펩티드 독소를 함유한 세균 배양액에서 세균을 제거한 배양원액을 톱밥배지 표면에 자란 푸른곰팡이 균사에 분무하였다. 배양원액은 푸른곰팡이의 성장은 억제할 수 있는 반면, 표고버섯 생장과 생산에는 영향을 주지 않았다. 펩티드 독소를 함유하는 배양원액은 곰팡이의 흰색 균사체를 노란색의 마른 딱지로 변화시켰고, 이것은 펩티드 독소가 강력한 항진균 활성과 살균 활성을 갖고 있음을 보여준다.

• 한국자기공명학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.54-60
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• 2015

Papiliocin, from the swallowtail butterfly, Papilio xuthus, shows high bacterial cell selectivity against Gram-negative bacteria. Recently, we designed a 22mer analog with N-terminal helix from $Lys^3$ to $Ala^{22}$, PapN. It shows outstanding antimicrobial activity against Gram-negative bacteria with low toxicity against mammalian cells. In this study, we determined the 3-D structure of PapN in 300 mM DPC micelle using NMR spectroscopy and investigated the interactions between PapN and DPC micelles. The results showed that PapN has an amphipathic ${\alpha}$-helical structure from $Lys^3$ to $Lys^{21}$. STD-NMR and DOSY experiment showed that this helix is important in binding to the bacterial cell membrane. Furthermore, we tested antibacterial activities of PapN in the presence of salt for therapeutic application. PapN was calcium- and magnesium-resistant in a physiological condition, especially against Gram-negative bacteria, implying that it can be a potent candidate as peptide antibiotics.

• 한국수산과학회지
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• 제49권2호
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• pp.137-145
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• 2016

This study screened the biological activity of an acidified gill extract of the Manila clam Ruditapes philippinarum including antimicrobial, hemolytic, membrane permeabilization, and DNA-binding activity, and purified the antimicrobial material. The acidified gill extract showed potent antimicrobial activity against Bacillus subtilis and Escherichia coli without significant hemolytic activity, but showed no membrane permeabilization or DNA-binding ability. An antimicrobial material was purified from the acidified gill extract using C₁₈ reversed-phase and cation-exchange high-performance liquid chromatography (HPLC). Treatment of the purified material with trypsin completely abolished all of the antibacterial activity against Bacillus subtilis, suggesting that the purified material is a proteinaceous antibiotic. The molecular weight of the purified material was 2571.9 Da, but no primary structural information was obtained due to N-terminal blocking. A future study should confirm the primary structure. Our results suggest that the Manila clam gill contains proteinaceous antibiotics that have a role in first-line defense. This information could be used to better understand the Manila clam innate immune system.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제25권1호
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• pp.62-67
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• 1997

A potential biocontrol bacterium, YB-70 was isolated from a rhizosphere in suppressive soil and identified as a strain of Bacillus subtilis. In several biochemical and in vitro antibiosis tests on Fusarium solani with the culture filterates from B. subtilis YB-70, we found that antifungal mechanism of B. subtilis YB-70 was mediated by antibiotic substances produced from the bacterium. These antifungal substances were appeared to be hear-resistant, micromolecular, and ethy alcohol soluble. Antifungal agents produced by B. subtilis YB-70 showed strong inhibified against root-rotting fungi F. solani in in vivo pot test. An antifungal substance. YBS-1s, was purified from the culture broth of B. subtilis YB-70 by isoelectronic precipitation, silica gel column chromatography and Sephadex LH-20 column chromatography analysis by Fab-MASS, $^{1}$H-NMR, $^{13}$C-NMR, DEPT, and amino acid analyzer revealed that the YBS-1A was a peptide antibiotics of iturin class containing seven amino acids from five different groups, and the other(YBS-1B) was an analogue of iturin group composed of 11 amino acids with larher molecular weight of about 1, 500 dalton, which was lager than that of iturin A.