• 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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• 제30권4호
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• pp.312-319
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• 2002

저온성 균인 Sporosarcina psychrophilia의 염색체 DNA를 추출하여 Sau3AI으로 부분 절단하고 pUC19 vector에 ligation 시킨 후, Escherichia coli pyrB mutant 균주에 형질전환하여 uracil이 없는 AB배지에서 생존하는 균주를 선택한 후, 그 plasmid를 분리하여 pSMI과 pSM2라고 명명하였다. 두 plasmid의 염기배열을 결정한 결과 pSM2 insert DNA는 pSMl insert DNA 부분을 포함하는 2,606 nucleotide 단편이었다. 염기서열을 분석하였을 때 이것은 1개의 완전한 open reading frame(ORF)과 2개의 부분 ORFs를 포함하고 있었다. 두 번째 위치한 완전한 ORF는 Bacillus caldolyticus aspartate transcarbamylase(pyrB)와 아미노산 서열 수준에서 59% 상동성을 보였고, 첫 번째와 세 번째 위치한 부분적 ORFs는 각각 Bacillus속의 uracil permease(pyrP)와 dihydoorotase(pyrC)와 높은 상동성을 보였다. 그리고 pyrB와 pyrP사이에 intergenic 부분에는 잠재적인 terminator, antiterminator, anti-antiterminator 구조를 포함하고 있었다. 이러한 결과는 S. psychrophilia pyrimidine 생합성에 관련된 유전자들은 다른 Bacillus속에서 알려진 바와 같이 유전자군을 형성하고 있을 것으로 추정했다. S. psychrophilia pyrB 유전자의 생성물을 과다발현 시키고 정제해서 그 단백질을 SDS-PAGE로 확인한 결과 27 kDa 부근에서 band를 확인할 수 있었으며, 정제한 단백질도 ATCase 효소활성을 지니고 있었다.

• 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.

• 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.

• 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.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권5호
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• pp.1178-1187
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• 2024

Cordyceps militaris is a significant edible fungus that produces a variety of bioactive compounds. We have previously established a uridine/uracil auxotrophic mutant and a corresponding Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation (ATMT) system for genetic characterization in C. militaris using pyrG as a screening marker. In this study, we constructed an ATMT system based on a dual pyrG and hisB auxotrophic mutant of C. militaris. Using the uridine/uracil auxotrophic mutant as the background and pyrG as a selection marker, the hisB gene encoding imidazole glycerophosphate dehydratase, required for histidine biosynthesis, was knocked out by homologous recombination to construct a histidine auxotrophic C. militaris mutant. Then, pyrG in the histidine auxotrophic mutant was deleted to construct a ΔpyrG ΔhisB dual auxotrophic mutant. Further, we established an ATMT transformation system based on the dual auxotrophic C. militaris by using GFP and DsRed as reporter genes. Finally, to demonstrate the application of this dual transformation system for studies of gene function, knock out and complementation of the photoreceptor gene CmWC-1 in the dual auxotrophic C. militaris were performed. The newly constructed ATMT system with histidine and uridine/uracil auxotrophic markers provides a promising tool for genetic modifications in the medicinal fungus C. militaris.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권8호
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• pp.1011-1016
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• 2022

Bacillus subtilis is a useful bacterium in the food industry with applications as a starter strain for fermented food and as a probiotic. However, it is difficult to discriminate B. subtilis from other Bacillus species because of high phenotypic and genetic similarity. In this study, we employed five previously constructed multilocus sequence typing (MLST) methods for the discrimination of B. subtilis from other Bacillus species and all five MLST assays clearly distinguished B. subtilis. Additionally, the 17 housekeeping genes used in the five MLST assays also clearly distinguished B. subtilis. The pyruvate carboxylase (pyrA) and shikimate dehydrogenase (aroE) genes were selected for the discrimination of B. subtilis because of their high number of polymorphic sites and the fact that they displayed the lowest homology among the 17 housekeeping genes. Specific primer sets for the pyrA and aroE genes were designed and PCR products were specifically amplified from B. subtilis, demonstrating the high specificity of the two housekeeping genes for B. subtilis. This species-specific PCR method provides a quick, simple, powerful, and reliable alternative to conventional methods in the detection and identification of B. subtilis.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1995년도 춘계학술대회
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• pp.73-73
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• 1995

We investigated the effect of derivatized phospholipid, P-pyridoxyl dipalmiuylphosphatidylethanolamine (P-pyr-DPPE), on the catalytic activity of purified porcine brain glutamate decarboxylase(GAD) which catalyzes the synthesis of GABA known as major inhibitory neurotransmitter in CNS. When the P-pyr-DPPE was incorporated into dipalmitdylphosphatidylcholine(DPPC) or phosphatidylserine(PS) vesicles, these vesicles enhanced the catalytic activity of GAD. P-pyr-DPPE also interacted with apoglutamate decarboxylase(apoGAD) and produced the free pyridoxal-5-phosphate(PLP) which is the natural cofactor of GAD. This result indicated that apoGAD catalyzed the cleavage reaction of the P-pyridoxyl moiety of the derivatized phopholipid to generate free PLP, and then free PLP bound to the apoGAD resulting in restroration of the catalytic activity of the enzyme.

• 분석과학
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• 제17권1호
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• pp.45-52
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• 2004

현이차 미분 형광 분광광도법을 이용하여 울산만 해양 저질토양중의 PAHs를 n-hexane용매로 추출하여 11종의 PAHs를 동시 정량분석하였다. Acenaphthene (Ace), anthracene (Anth), benzo(a)pyrene (BaP), benz(a)anthracene (BaA), benzo(b)fluoranthene (BbFt), benzo(k)fluoranthene (BkFt), chrysene (Chry), perylene (Per), phenanthrene (Phen), pyrene (Pyr) 및 fluoranthrene (Ft) 등을 정량분석 하였다. 이들 성분들의 검정선은 대략 0.15~166 ppb의 농도범위에서 직선관계를 보였으며, 0.999이상의 좋은 직선 상관계수를 보였다. 울산만의 해양 저질 토양 (sediment)에 함유된 11종의 PAHs 총량은 68.8 ng/g ~ 324.4 ng/g의 농도범위로 함유되어 있었다. 또한 PAHs의 총량은 울산만의 안쪽으로 갈수록 증가하는 경향을 보였으며, 특히 Pyr과 BaA 등과 같은 4고리화합물의 함량비가 높았다.