• Journal of Microbiology
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• 제45권6호
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• pp.583-589
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• 2007

The promoter region of pyrC (dihydroorotase) gene of Escherichia coli was shown to have Fur protein binding properties by gel retardation assay. In vivo regulation of the pyrC expression was studied by measuring dihydroorotase activity and ${\beta}$-galactosidase level in the $fur^+$ and $fur^-$ genetic background. The expression of chromosomal dihydroorotase activity and ${\beta}$-galactosidase activity of pyrC-lacZ fusion plasmid was repressed to about 30% and 17%, respectively in the $fur^+$ strain compared to those in the $fur^-$ strain. Divalent ions such as $Fe^{2+}$ and $Zn^{2+}$ were not required for the repression. PyrC expression was also reduced to one half by 1 mM uracil. The effect of uracil was independent on the fur gene.

• 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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• 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.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권4호
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• pp.639-647
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• 2008

The heat-inducible expression vectors for Corynebacterium glutamicum and C. ammoniagenes were constructed by using the ${\lambda}O_L1$ and the cryptic promoters, CJ1 and CJ4 that express genes constitutively in C. ammoniagenes. Although the promoters were isolated from C. ammoniagenes, CJ1 and CJ4 were also active in C. glutamicum. To construct vectors, the $O_L1$ from the ${\lambda}P_L$ promoter was isolated and fused to the CJ1 and CJ4 promoters by recombinant PCR. The resulting artificial promoters, CJ1O and CJ4O, which have one ${\lambda}O_L1$, and CJ1OX2, which has two successive ${\lambda}O_L1$, were fused to the green fluorescent protein (GFP) gene followed by subcloning into pCES208. The expression of GFP in the corynebacteria harboring the vectors was regulated successfully by the temperature-sensitive cI857 repressor. Among them, C. ammoniagenes harboring plasmid pCJ1OX2G containing GFP fused to CJ1OX2 showed more GFP than the other ones and the expression was tightly regulated by the repressor. To construct the generally applicable expression vector using the plasmid pCJ1OX2G, the His-tag, enterokinase (EK) moiety, and the MCS were inserted in front of the GFP gene. Using the vector, the expression of pyrR from C. glutamicum was tried by temperature shift-up. The results indicated that the constructed vectors (pCeHEMG) can be successfully used in the expression and regulation of foreign genes in corynebacteria.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.109-109
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• 2017

The core components of ABA-dependent gene expression signaling have been identified in Arabidopsis and rice. This signaling pathway consists of four major components; group A OsbZIPs, SAPKs, subclass A OsPP2Cs and OsPYL/RCARs in rice. These might be able to make thousands of combinations through interaction networks resulting in diverse signaling responses. We tried to characterize those gene functions using transient gene expression for rice protoplasts (TGERP) because it is instantaneous and convenient system. Firstly, in order to monitor the ABA signaling output, we developed reporter system named pRab16A-fLUC which consists of Rab16A promoter of rice and luciferase gene. It responses more rapidly and sensitively to ABA than pABRC3-fLUC that consists of ABRC3 of HVA1 promoter in TGERP. We screened the reporter responses for over-expression of each signaling components from group A OsbZIPs to OsPYL/RCARs with or without ABA in TGERP. OsbZIP46 induced reporter most strongly among OsbZIPs tested in the presence of ABA. SAPKs could activate the OsbZIP46 even in the ABA independence. Subclass A OsPP2C6 and -8 almost completely inhibited the OsbZIP46 activity in the different degree through the SAPK9. Lastly, OsPYL/RCAR2 and -5 rescued the OsbZIP46 activity in the presence of SAPK9 and OsPP2C6 dependent on ABA concentration and expression level. By using TGERP, we could characterize successfully the effects of ABA dependent gene expression signaling components in rice. In conclusion, TGERP represents very useful technology to study systemic functional genomics in rice or other monocots.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권2호
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• pp.196-205
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• 2015

A Sulfolobus-E. coli shuttle vector for an efficient expression of the target gene in S. acidocaldarius strain was constructed. The plasmid-based vector pSM21 and its derivative pSM21N were generated based on the pUC18 and Sulfolobus cryptic plasmid pRN1. They carried the S. solfataricus P2 pyrEF gene for the selection marker, a multiple cloning site (MCS) with C-terminal histidine tag, and a constitutive promoter of the S. acidocaldarius gdhA gene for strong expression of the target gene, as well as the pBR322 origin and ampicillin-resistant gene for E. coli propagation. The advantage of pSM21 over other Sulfolobus shuttle vectors is that it contains a MCS and a histidine tag for the simple and easy cloning of a target gene as well as one-step purification by histidine affinity chromatography. For successful expression of the foreign genes, two genes from archaeal origins (PH0193 and Ta0298) were cloned into pSM21N and the functional expression was examined by enzyme activity assay. The recombinant PH0193 was successfully expressed under the control of the gdhA promoter and purified from the cultures by His-tag affinity chromatography. The yield was approximately 1 mg of protein per liter of cultures. The enzyme activity measurements of PH0913 and Ta0298 revealed that both proteins were expressed as an active form in S. acidocaldarius. These results indicate that the pSM21N shuttle vector can be used for the functional expression of foreign archaeal genes that form insoluble aggregates in the E. coli system.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권7호
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• pp.988-998
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• 2015

The filamentous fungus Aspergillus oryzae is a well-known expression host used to express homologous and heterologous proteins in a number of industrial applications. To facilitate higher yields of proteins of interest, we constructed the pAsOP vector to express heterologous proteins in A. oryzae. pAsOP carries a selectable marker, pyrG, derived from Aspergillus nidulans, and a strong promoter and a terminator of the amyB gene derived from A. oryzae. pAsOP transformed A. oryzae efficiently via the PEG-CaCl₂-mediated transformation method. As proof of concept, green fluorescent protein (GFP) was successfully expressed in A. oryzae transformed by pAsOP-GFP. Additionally, we identified a novel fungal α-amylase (PcAmy) gene from Penicillium sp. and cloned the gene into the vector. After transformation by pAsOPPcAmy, the α-amylase PcAmy from Penicillium sp. was successfully expressed in a heterologous host system for the first time. The α-amylase activity in the A. oryzae transformant was increased by 62.3% compared with the untransformed A. oryzae control. The PcAmy protein produced in the system had an optimum pH of 5.0 and optimum temperature of 30^oC. As a cold-adapted enzyme, PcAmy shows potential value in industrial applications because of its high catalytic activity at low temperature. Furthermore, the expression vector reported in this study provides promising utility for further scientific research and biotechnological applications.

• 생명과학회지
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• 제20권2호
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• pp.260-268
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• 2010

가물치(Channa argus) 조직의 젖산탈수소효소 동위효소(EC 1.1.1.27, lactate dehydrogenase, LDH)를 정제하고 생화학적, 면역학적 및 역학적 방법으로 특성을 연구하였다. LDH 활성은 골격근이 380.4 units로 가장 높고 심장 13.4, 눈 3.5, 뇌 조직 5.4 units이었으며, 심장의 CS 활성은 20.7 unit로 가장 높고, LDH/CS는 골격근 172.9, 심장 0.6, 눈 0.32, 뇌 0.47이고, 단백질 양은 골격근 14.7 mg/g이며, 특이활성(units/mg)은 골격근 25.88, 심장 0.79, 눈 0.31, 뇌 1.38 units/mg이었으므로 골격근은 혐기적이고, 심장은 호기적이었다. LDH $A_4$, $B_4$, eye-specific $C_4$에 대한 항혈청을 사용한 Western blot, 면역침강반응 및 native-polyacrylamide gel electrophoresis에 의해 $A_4$, $A_3B$, $A_2B_2$, $AB_3$ 및 $B_4$가 모든 조직에서 확인되었고, 눈 조직에서 $C_4$와 $AC_3$, $A_2C_2$, $AC_3$, 뇌 조직에서 $A_3C$도 확인되었다. LDH $A_4$, $A_3B$, $A_2B_2$, $AB_3$, $B_4$, eye-specific $C_4$ 동위효소는 affinity chromatography와 Preparative PAGE Cell에 의해 정제되었다. LDH $A_4$ 동위효소는 $NAD^+$ 유입 후 정제되었고, eye-specific $C_4$는 $A_4$에 이어 용출되기 시작하였으며 $B_4$는 buffer 유입 후 용출되었다. 정제한 결과 $A_4$는 $B_4$ 및 eye-specific $C_4$와 분자구조의 일부가 유사하였지만 $B_4$와 $C_4$는 서로 다른 것으로 나타났으므로, 하부단위체 A는 보존적이고, 하부단위체 B는 A보다 더 빠르게 진화된 것으로 보인다. 피루브산 10 mM에서 $A_4$ 동위효소 39.98%, $A_2B_2$ 21.28%, $B_4$ 19.67% 및 eye-specific $C_4$ 16.87%의 활성이 남아있었고, 피루브산에 대한 $Km^{PYR}$은 $A_4$ 0.17 mM, $B_4$ 0.27 mM, eye-specific $C_4$ 0.133 mM였다. $A_4$, $B_4$, eye-specific $C_4$, $A_2B_2$, $A_3B$ 및 $AB_3$의 최적 pH는 각각 pH 6.50, pH 8.5, pH 5.5, pH 6.0-6.5, 5.0 및 pH 7.5였고, 동질사량체 $A_4$와 이질사량체 동위효소들은 넓은 pH 영역에서 안정하였다. 특히 골격근은 LDH 활성이 크므로 활동성이 크며, 눈조직에서 피루브산 친화력이 강한 eye-specific $C_4$에 의해 피루브산 대사가 빠르게 일어나고, 이어서 $A_4$에 의해 젖산이 산화되어지는 것으로 사료되므로, 종의 생태환경 및 먹이 획득 양식에 따라 LDH-C 발현, 기질에 대한 친화도 및 대사 시간이 다른 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제22권1호
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• pp.98-109
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• 2012

큰입우럭(Micropterus salmoides) 조직의 젖산탈수소효소(EC 1.1.1.27, LDH)의 특성 및 골격근과 심장조직의 monocarboxylate 수송체 1, 2, 4의 발현을 연구하였다. Native-PAGE 결과골격근에서 LDH $A_4$, 심장, 간, 눈 및 뇌조직에서 $A_4$, $A_2B_2$, $B_4$, 눈조직에서 eye-specific $C_4$ 동위효소가 발현되었다. 9월에 심장조직에서 LDH $B_4$ 동위효소의 활성이 강하고 다른 조직에서는 $A_4$의 활성이 강했으나, 11월에 심장조직에서 $A_4$ 동위효소의 활성이 강하게 확인되었다. 골격근과 심장조직에서 LDH/CS로 조직의 혐기적 대사 비율이 높게 확인되었으며, 면역 침강 후 native-PAGE에 의해 LDH eye-specific $C_4$ 동위효소가 $B_4$보다 $A_4$ 동위효소에 더 유사한 것으로 확인되었다. LDH $A_4$ 동위효소가 affinity chromatography에 의해 정제되었고, 하부단위체 A의 분자량은 37.200이었다. 피루브산 10 mM에서 조직 LDH의 활성이 11.05-28.32% 남아 저해 정도가 컸고, 눈조직 LDH의 $K_m^{PYR}$이 낮았으며, 조직의 최적 pH는 7.5~8.0이였다. 골격근 미토콘드리아에서 LDH $A_4$ 동위효소, 심장조직의 미토콘드리아에서 $B_4$와 $A_2B_2$ 동위효소가 확인되었고, 골격근과 심장조직의 원형질막과 미토콘드리아에서 MCT 1, 2, 4가 확인되었다. 골격근 MCT 1, 2, 4 골격근 MCT 1 60 kDa, MCT 2 54~38 kDa, MCT 4 63 kDa, 심장조직 MCT 1 57 kDa, MCT 2 54~38 kDa 및 MCT 4 55.5 kDa이었다. 실험 결과, 큰입우럭이 저산소 조건에 적응되어져 혐기적 대사가 우세하고, 활성이 큰 골격근과 심장조직에서 원형질막과 미토콘드리아 MCT 1, 2, 4를 통해 젖산과 피루브산이 유입되고 유출되며 LDH에 의해 에너지 생성을 효율적으로 조정하는 것으로 사료된다.