• Journal of Life Science
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• 제11권2호
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• pp.120-125
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• 2001

The pyrR gene of the pyrimidine biosynthesis (pyr) operon of the thermophile Bacillus caldolyticus, encoding a uracil phosphoribosyltransferase (UPRTase), turned to rely as a pyr operon regulator. It has been proposed that PyrR mediates transcriptional termination-antitermination at three intercistronic regions of the par operon (S.-Y Ghim and J. Neuhard, J. Bacteriol.,176, 3698-3707, 1994). In this research, a plasmid carrying the pyrR region of B. caldolyticus could restore a pyrimidine regulation in a pyrR mutant of B. subtilis. Expression of pyrR was found to increase 6-7 fold during pyrimidine starvation. Additionally, a highly conserved nucleotide sequence which may constitute the binding site for a PyrR protein (PyrR-binding loop) in transcript was staggested. Alternative antiterminator and terminator structures involving three conserved motifs in front of the pyrR, pyrP and pyrB genes, respectively, are proposed to account for the observed regulation pattern.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권1호
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• pp.9-19
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• 2011

Bacillus subtilis의 pyrimidine biosynthetic (pyr) operon은 UMP의 de nove 생합성에 관여하는 enzyme들을 encode할 뿐만 아니라, 조절단백질인 PyrR도 encode한다. PyrR은 pyr mRNA-binding 조절 기능과 uracil phosphoribosyltransferase activity를 동시에 가지는 bifunctional 단백질이다. 본 연구에서는 Proteomic analysis를 이용하여 Uracil - 환경에서 DB104${\Delta}$pyrR의 단백질 패턴을 분석하여 단백질 레벨에서 PyrR 단백질의 실질적인 조절 양상을 관찰하였다. 두 균주의 세포질 단백질은 다양한 발현의 차이를 보였으며, Silver 염색된 2D-gel의 pI 4~10 사이에서는 1,300여개의 단백질이 검출되었으며, 단백질 발현 차이를 보이는 172개의 spot 중에서 42개의 단백질이 identification 되었다. 그 결과 pyr operon의 단백질(PyrAa, PyrAb, PyrB, PyrC, PyrD, and PyrF)이 모두 Up regulation이 이루어지고 있음을 확인할 수 있었으며, 이것은 단백질 레벨에서 Pyrimidine 생합성 과정이 PyrR에 의해서 정확히 Regulation 되어짐을 확인할 수 있었다. 또한 Pyrimidine 생합성의 Up regulation과 Down regulation 상태의 단백질의 패턴 양상도 분석할 수 있게 되었다. Pyrimidine의 생합성 과정은 DNA를 구성하는 기본적인 구성 요소를 생산하는 과정으로서 여러가지 Metabolism 가운데 중요한 위치를 차지하고 있다. 만약 Pyrimidine의 생합성 과정이 Over- expression된다면 다른 Metabolism의 균형에도 변화가 올 것이다. Proteomics Analysis에 이용한 DB104${\Delta}$pyrR 균주는 Pyrimidine 생합성의 조절에 관여하는 PyrR knock out 균주로서 Uracil - 환경에서는 전체적인 Pyrimidine 생합성 조절이 Up regulation이 되어지므로 Up regulation 동안 어떤 Metabolism에 영향을 주는지 관찰을 할 수 있게 되었다. 특히 Amino Acid Metabolism에 관계있는 단백질의 Up regulation이 이루어짐을 관찰할 수 있었으며 이것은 현재 각광을 받고 있는 단백질 산업에 응용함으로써 산업적으로 많은 기대를 할 수 있을 것으로 예상되어진다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권2호
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• pp.103-110
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• 2003

그람 양성세균에서 PyrR단백질에 의하여 피리미딘의 생합성이 조절된다는 발견을 바탕으로 하여, Synechocystis sp.PCC6803과 Haemophilus influenzae의 PyrR orthologue 유전자를 Bacillus subtilis에서 형질전환 시켜 피리미딘 생합성의 조절 유무를 조사하였다. Synechocystis sp.PCC6803과 H. influenzae의 PyrR orthologue유전자를 pUC19과 T-vector에 클로닝 한후 pKH1, pKH2, pHPSK1, pHPSK2으로 각각 명명하였다. 이것을 다시 Escherichia. coli와 B. subtiius용 shuttle vector인 pHPS9에 클로닝 하여 pKH3, pKH4, pHPSK3, pHPSK4로 각각 명명하였다. B. subtilis DB104Δ PyrR에 pKH3, pKH4, pHPSK3, pHPSK4을 형질전환후 ATCase 활성을 측정결과 pHPSK3을 가진 균주만 피리미딘에 의한 조절작용이 일어난다는 사실을 통하여, H. influenzae의 PyrR orthologue 유전자의 선도 부분에 조절에 관여하는 미지의 부분이 있음을 예측할 수 있었다. 서로 다른 유래의 PyrR orthologue단백질을 정제하기 위하여 pET14b에 클로닝후 pKH5, pHPSK5으로 각각 명명하였다. SDS-PAGE로 분석한 결과 각각 약 18 kDa과 21 kDa의 분자량을 나타내었다. 정제된 PyrR orthologue 단백질의 UPRTase 활성을 측정한 결과 H. infuenzae의 PyrR orthologue 단백질은 UPRTase 활성을 나타내었으며 다양한 pH에서 측정한 결과 pH 5에서 가장 높은 활성을 나타내었다. 반면에, Synechocystis sp. PCC6803의 PyrR orhologue 단백질은 UPRTase 활성을 나타내지 않았다. 여러 가지 균주의 PyrR 아미노산 서열을 비교한 계통수 분석은 PyrR 단백질의 조절기작과 어느 정도 연관됨을 시사해 주었다.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 2001년도 Proceedings of 2001 International Symposium
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• pp.165-168
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• 2001

Regulation of pyrimidine nucleotide synthesis has been studied extensively in enteric bacteria and Bacillus species. Varieties of control modes have been proposed for regulation of pyrimidine nucleotide biosynthetic (pyr) genes. In Bacillus caldolyticus and B. subtilis, it has been proved that pyrimidine de novo biosynthetic operon is controlled by a regulatory protein PyrR-mediated attenuation. Another Gram-positive bacteria including Enterococcus faecalis, Lactobacillus plantarum, and wctococcus lactis have been found to constitute a pyr gene cluster containing the pyrR gene. In addition, it has been proposed that the structure of the 5' leader region of the Gram-negative extreme thermophile Thermus strain Z05 pyr operon provides a novel mechanism of PyrR-dependent coupled transcription-translation attenuation. Bacterial genome sequencing projects have identified the PyrR homologues in Haemophilus influenzae, Synechocystis sp., Mycobacterium tuberculosis, Streptococcus pneumoniae, S. pyogenes, and Clostridium acetobutylicum, which are currently investigating for their physiological functions.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권3호
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• pp.525-531
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• 2005

From a genomic library of Lactobacillus reuteri ATCC 55739, one clone, NE347, carrying a pyrH gene encoding UMP kinase, was identified. pNE347 carried a 1.88 kb EcoRI fragment and the pyrH was located in the middle of the insert. pyrH ORF was 723 bp in size and capable of encoding UMP kinase composed of 240 amino acid residues. tsf encoding an elongation factor-Ts and frr encoding a ribosomal recycling factor were present upstream and downstream of pyrH, respectively. When introduced into E. coli KUR1244, a pyrH-negative strain, pNE347 restored the ability to grow at $42^{\circ}C$, indicating that pyrH from L. reuteri synthesized functional UMP kinase in E. coli. Northern blot experiment showed that pyrH and frr were cotranscribed as a 1.4 kb single transcript. pyrH was overexpressed in E. coli by using a pET26b(+) vector, and a major 25 kDa protein band appeared on SDS-polyacrylamide gel.

• 한국균학회지
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• 제17권4호
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• pp.209-213
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• 1989

사철 느타리 버섯 Uracil 요구성 균주를 Aspergillus nidulans ans 1과 Neurospora crassa pyr 4 유전자를 지닌 백터를 이용하여 형질전환시켰다. 사철 느타리버섯 ura 요구성 균주의 원형질체를 pyr 4 유전자를 지닌 백터 pDJB3과 혼합 후 PEG와 $CaCl_2$를 처리하였다. 형질전환 균주는 버섯 최소배지에서 안정되게 생육하였고 southern hybridization 결과도 백터 DNA가 사철 느타리 염색체에 삽입되었다. 형질전환 균주는 단핵성이므로 다른 단핵 균사와 균사 융합 후 자실체 형태, 포자형성 등을 조사하였다. 형질전환이 안된 균주는 톱니형 자실체를 형성한데 비해 형질전환된 균주는 톱니형, 깔대기형, 우산형, 갓 미발육형의 자실체를 형성하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권3호
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• pp.118-123
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• 2017

본 연구에서는 기존에 발표된 PAH 데이터 세트를 이용하여 BaP와 총 PAH의 예측을 위하여 통계적 분석을 시행하였다. 선형회귀 및 다중회귀 분석 결과, Pyr과 BaP ($R^2=0.94$), Pyr과 ${\Sigma}PAH$ ($R^2=0.99$) 사이에 매우 높은 상관성을 보여주었다. 개발된 회귀식을 이용하여 다른 PAH 측정값과 비교하기 위하여 검증과 적용 연구를 시도한 경우, 예측한 PAH 농도는 서로 유사하였다. 통계적 분석을 통해서 Pyr과 BaP가 서로 상관성이 높은 것으로 조사되어 이들 화합물 모두 연소기원 형태로 분류 할 수 있을 것으로 여겨진다. 비록 BaP나 ${\Sigma}PAH$ 예측에 어느 정도가 한계가 있을 수 있으나 개발된 회귀식을 이용할 경우 추가적인 측정 없이 PAH를 빠르게 대략적인 값을 계산 할 수 있는 장점이 있다.

• 미생물학회지
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• 제39권4호
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• pp.267-271
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• 2003

Polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)를 분해하는 Burkholderia sp. D5를 유류 오염 토양으로 분리하였고, PAHs의 분해특성을 조사하였다. 분리균주는 유일 탄소원으로 phenanthrene(Phe)을 이용하여 생장이 가능하였고, pyrene (Pyr)을 유일 탄소원으로 이용하여 생장하지는 못하였으나 yeast extract(YE)를 공기질로 첨가해 준 조건에서는 Pyr를 분해할 수 있었다. 분리 균주의 PAH 분해속도는 YE, peptone 및 glucose의 첨가에 의해 향상되었으며, 특히 YE 첨가 효과가 가장 우수하였다. 무기염배지(BSM)에 215 mg-Phe/L와 1 g-YE/L를 첨가한 조건에서 Burkholderia sp. D5의 비생장속도(0.28/h)와 Phe 분해속도(29.30 ${\mu}mol$/L/h)는 YE를 첨가하지 않은 조건에서 얻은 비생장속도(0.02/h)와 Phe 분해속도(12.00 ${\mu}mol$/L/h)의 각각 10배 및 2배였다. Phe를 기질로 공급한 경우 최대 비생장속도(${\mu}$_max)와 최대 Phe분해속도(V_max)는 각각 0.34 h-1 및 89 ${\mu}mol$/L/h 이었고. Pyr을 기질로 공급한 경우 ${\mu}$_max와 V_max는 각각 0.27 h-1 및 50 ${\mu}mol$/L/h이었다. Phe 혹은 Pyr 단독 기질하에서 분해속도와 비교 하였을 때(29.30 ${\mu}mol$-Phe L/h, 9.58 ${\mu}mol$-Pyr L/h), 두 기질의 혼합조건에서 Phe와 Pyr 분해속도는 각각 2.20 및 2.18 ${\mu}mol$ L/ h로 저하되었다. Burkholderia sp. D5 균주는 토양에서 Phe와 Pyr을 분해할 수 있었는데, Phe와 Pyr 분해속도는 각각 20.03 및 1.09 ${\mu}mol$ L/h 이었다.

• 전기화학회지
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• 제19권3호
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• pp.101-106
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• 2016

본 연구에서는 리튬 고분자 이차전지의 안정성과 전기화학적 특성을 향상시키기 위하여 poly(ethylen oxide)(PEO)를 lithium bis (trifluoromethanesulfonyl)imide, N-butyl-N-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethanesulfonyl)imide 와 블렌딩-가교 법으로 복합화시켜 PEO-LiTFSI-$Pyr_{14}TFSI$ 고분자 전해질을 제조하였다. 전기화학적 산화 안정성 테스트에서 PEOLiTFSI-$Pyr_{14}TFSI$ 복합 고분자 전해질은 비록 4.4 V에서 약간의 산화곡선을 보이지만 5.7 V까지 안정하였다. PEO-LiTFSI-$Pyr_{14}TFSI$ 고분자 전해질은 온도가 증가할수록 이온전도도가 증가하며, PEO계열의 고분자 전해질의 특성상 상온에서 $10^{-6}S\;cm^{-1}$로 낮지만 $70^{\circ}C$에서는 $10^{-4}S\;cm^{-1}$까지 증가 하였다. 리튬 고분자 전지의 전기화학적 특성을 측정하기 위해 $LiFePO_4$ 양극, PEOLiTFSI-$Pyr_{14}TFSI$ 복합 고분자 전해질, 리튬 음극으로 전지를 구성하였으며 0.1 C의 전류밀도에서 방전 용량이 $30^{\circ}C$에서 $40mAh\;g^{-1}$, $40^{\circ}C$에서는 $69.8mAh\;g^{-1}$, $50^{\circ}C$에서는 $113mAhg^{-1}$을 나타내 온도의 증가에 따라 방전 용량이 증가함을 알 수 있었다. PEO-LiTFSI-$Pyr_{14}TFSI$ 복합 고분자 전해질은 $LiFePO_4$양극과 함께 50도에서 가장 우수한 충-방전 성능을 보여주었다.

• 생명과학회지
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• 제21권10호
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• pp.1370-1376
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• 2011

고세균 Sulfolobus acidocaldarius의 기능유전체학 연구를 위하여 피리미딘 생합성 유전자군의 pyrEF 유전자에 근거한 피리미딘 영양요구주를 구축하였다. 원균주는 정상적인 pyrEF 존재하에서 5-fluoroorotic acid를 첨가하면 성장이 불가능하나 피리미딘 영양요구주는 성장이 가능한 원리를 활용하였다. 자외선을 이용하여 얻어진 5-FOA 첨가에 저항성을 갖는 돌연변이주를 얻었으며, 두 돌연변이주 KH1U와 KH2U는 각각 pyrE 유전자 부분의 점돌연변이와 삽입돌연변이를 갖는 돌연변이주임을 알 수 있었다. 이 두 돌연변이 균주는 5-FOA의 첨가에 의하여 이 세포를 사멸시킬 수 있는 능력이 사라짐을 확인하였다. 정상적인 pyrEF 유전자를 갖는 Sulfolobus-E. coli 플라스미드를 이용하여 보완실험을 수행한 결과 KH2U 돌연변이주는 다시 5-FOA에 대한 저항성을 잃어버렸으며, 배지내에 피리미딘의 첨가가 없어도 생존할 수 있는 능력을 보여주는 원균주와 같은 표현형으로 회귀함을 확인하였다. 이 연구는 차후 고세균 Sulfolobus acidocaldarius의 유전자 불활성화를 통한 유전학연구에 효율적인 도구로 사용되기에 유용한 연구로 생각된다.