• 한국식품위생안전성학회지
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• 제15권1호
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• pp.51-54
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• 2000

1. E.coli에서 별도의 expression vector를 사용하지 않고도 Bacillus 균주 유래의 유용효소(D-Amino acid aminotransferase;D-AAT, Aspartate aminotransferase;AspAT, Alanine dehydrogenase;AlaDH 등)의 유전자의 5'-up stream부위의 발현 기구를 검토한 결과 각 유용 효소의 유전자들의 5'-upstream부위에 존재하는 프로모터들이 연속적으로 존재한다는 사실이 유추되었고, E.coli의 SD sequence와 매우 상동성이 높은 서열 또한 존재함을 확인하였다. 2. 유용 효소 유전자의 번역과 관련된 5'-upstream 부위의 분석을 통하여 유용 효소의 유전자들은 E.coli의 ribosomal RNA와 매우 안정한 SD pairing을 형성(D-AAT의 경우: -13.0kcal/mol, AspAT의 경우; -9.5kcal/mol, AlaDH의 경우 -15.8kca1/mol)할 수 있음을 확인하여, 이러한 높은 자유에너지 변화는 E.coli내에서 유용 효소의 번역에 기여함을 예상할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제18권2호
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• pp.287-290
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• 2008

박테리오신의 일종인 Bacillus subtilis의 Subpeptin JM4-A 및 Subpeptin JM4-B를 생산하는 효모의 제작을 위하여 48 bp 길이의 개시코돈과 종지코돈을 포함하는 Subpeptin JM4-A 및 Subpeptin JM4-B의 유전자를 합성하여 효모 발현 vector pAIR123에 클로닝하였다. 이렇게 제작된 재조합 DNA로 효모세포를 형질전환시켜 Subpeptin JM4-A와 Subpeptin JM4-B를 생산하는 형질전환 효모세포를 제작하였다. 형질전환 효모는 그람양성 대표세균인 고초균(B. subtilis)과 그람음성 장내세균인 대장균(E. coli)에 대해 항균활성을 나타냈다. 또한 농흉이나 중이염의 원인이 되는 녹농균(P. aeruginosa)에 대해서도 항균활성을 나타냈다. 이 연구의 결과로 부패하기 쉬운 식품들의 보존성을 향상시키기 위한 보존제 대체물질 또는 가축 사료에서 병원균의 생육을 저해하기 위한 항생제 대체물질로 사용할 수 있는 박테리오신을 산업적으로 생산할 수 있는 효모세포를 제작하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권2호
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• pp.101-105
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• 2008

박테리오신의 일종인 OR-7을 생산하는 효모의 제작을 위하여 180 bp 길이의 개시코돈과 종지코돈을 포함하는 OR-7의 유전자를 합성하여 효모 발현 vector pAUR123에 클로닝하여 재조합 DNA를 작성하였다. 재조합 DNA로 형질전환된 효모가 박테리오신 OR-7 생산유전자를 가지고 있음을 효모로부터 분리된 플라스미드를 이용한 PCR로 확인하였고, OR-7의 생산은 SDS-PAGE로 확인하였다. 형질전환 효모는 그람양성 대표세균인 고초균(B. subtiliws)과 그람음성 장내세균인 대장균(E. coli)에 대해 항균활성을 나타냈다. 또한, 농흉이나 중이염의 원인이 되는 녹농균(P. aeruginosa)과 식중독균(C. jejuni)에 대해서도 항균활성을 나타냈다. 이 연구의 결과로 부패하기 쉬운 식품들의 보존성을 향상시키기 위한 보존제 대체물질 또는 가축 사료에서 병원균의 생육을 저해하기 위한 항생제 대체물질로 사용할 수 있는 박테리오신을 산업적으로 생산할 수 있는 효모세포를 제작하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권7호
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• pp.1162-1168
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• 2007

Although widely used as a host for recombinant protein production, Escherichia coli is unsuitable for massive screening of recombinant clones, owing to its poor secretion of proteins. A vector system containing T4 holin and T7 lysozyme genes under the control of the ptsG promoter derivative that is inducible in the absence of glucose was developed for programmed cell lysis of E. coli. Because E. coli harboring the vector grows well in the presence of glucose, but is lysed upon glucose exhaustion, the activity of the foreign gene expressed in E. coli can be monitored easily without an additional step for cell disruption after the foreign gene is expressed sufficiently with an appropriate concentration of glucose. The effectiveness of the vector was demonstrated by efficient screening of the amylase gene from a Bacillus subtilis genomic library. This vector system is expected to provide a more efficient and economic screening of bioactive products from DNA libraries in large quantities.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권12호
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• pp.2076-2086
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• 2016

Fungal cytochrome P450 (CYP) enzymes catalyze versatile monooxygenase reactions and play a major role in fungal adaptations owing to their essential roles in the production avoid metabolites critical for pathogenesis, detoxification of xenobiotics, and exploitation avoid substrates. Although fungal CYP-dependent biotransformation for the selective oxidation avoid organic compounds in yeast system is advantageous, it often suffers from a shortage avoid intracellular NADPH. In this study, we aimed to investigate the use of bacterial glucose dehydrogenase (GDH) for the intracellular electron regeneration of fungal CYP monooxygenase in a yeast reconstituted system. The benzoate hydroxylase FoCYP53A19 and its homologous redox partner FoCPR from Fusarium oxysporum were co-expressed with the BsGDH from Bacillus subtilis in Saccharomyces cerevisiae for heterologous expression and biotransformations. We attempted to optimize several bottlenecks concerning the efficiency of fungal CYP-mediated whole-cell-biotransformation to enhance the conversion. The catalytic performance of the intracellular NADPH regeneration system facilitated the hydroxylation of benzoic acid to 4-hydroxybenzoic acid with high conversion in the resting-cell reaction. The FoCYP53A19+FoCPR+BsGDH reconstituted system produced 0.47 mM 4-hydroxybenzoic acid (94% conversion) in the resting-cell biotransformations performed in 50 mM phosphate buffer (pH 6.0) containing 0.5 mM benzoic acid and 0.25% glucose for 24 h at $30^{\circ}C$. The "coupled-enzyme" system can certainly improve the overall performance of NADPH-dependent whole-cell biotransformations in a yeast system.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권7호
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• pp.990-999
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• 2012

The microbial biosynthesis of fatty acid of lipid metabolism, which can be used as precursors for the production of fuels of chemicals from renewable carbon sources, has attracted significant attention in recent years. The regulation of fatty acid biosynthesis pathways has been mainly studied in a model prokaryote, Escherichia coli. During the recent period, global regulation of fatty acid metabolic pathways has been demonstrated in another model prokaryote, Bacillus subtilis, as well as in Streptococcus pneumonia. The goal of this study was to increase the production of long-chain fatty acids by developing recombinant E. coli strains that were improved by an elongation cycle of fatty acid synthesis (FAS). The fabB, fabG, fabZ, and fabI genes, all homologous of E. coli, were induced to improve the enzymatic activities for the purpose of overexpressing components of the elongation cycle in the FAS pathway through metabolic engineering. The ${\beta}$-oxoacyl-ACP synthase enzyme catalyzed the addition of acyl-ACP to malonyl-ACP to generate ${\beta}$-oxoacyl-ACP. The enzyme encoded by the fabG gene converted ${\beta}$-oxoacyl-ACP to ${\beta}$-hydroxyacyl-ACP, the fabZ catalyzed the dehydration of ${\beta}$-3-hydroxyacyl-ACP to trans-2-acyl-ACP, and the fabI gene converted trans-2-acyl-ACP to acyl-ACP for long-chain fatty acids. In vivo productivity of total lipids and fatty acids was analyzed to confirm the changes and effects of the inserted genes in E. coli. As a result, lipid was increased 2.16-fold higher and hexadecanoic acid was produced 2.77-fold higher in E. coli JES1030, one of the developed recombinants through this study, than those from the wild-type E. coli.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제46권2호
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• pp.102-110
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• 2018

myo-Inositol (MI)을 대사하여 다른 물질로 전환하는 미생물을 과수원 토양으로부터 분리하였다. 분리균 YB-46은 유일한 탄소원으로 MI이 첨가된 배지에서 성장하였고 16S rDNA 염기서열에 따라 Enterobacter 속의 균주로 추정되었다. Fosmid pCC1FOS 벡터를 사용하여 제조된 거대 유전체 은행으로부터 MI을 미지의 대사 물질로 전환하는 Escherichia coli 형질전환주를 선발하였다. 이로부터 플라스미드를 분리하고 삽입된 유전자의 일부 염기서열을 결정한 결과 336 아미노 잔기로 구성된 myo-inositol dehytrogenase (IolG)를 암호화하는 iolG 유전자가 발견되었다. 분리균 YB-46의 IolG는 E. aerogenes와 Bacillus subtilis의 IolG와 약 50% 수준의 상동성을 보였다. 카르복실 말단에 hexahistidine이 연결되도록 제조한 His-tagged IoG (HtIolG)의 유전자를 재조합 대장균에서 발현하여 균체 파쇄액으로부터 HtIolG를 정제하였다. 정제된 HtIolG는 $45^{\circ}C$와 pH 10.5에서 최대 활성을 보였고 MI과 D-glucose에 대한 활성이 가장 높았으며 D-chiro-inositol, D-mannitol 및 D-xylose에도 90% 이상의 활성을 보였다. 최적 반응조건에서 MI을 기질로 하여 반응 동력학적 계수를 측정한 결과 $K_m$과 $V_{max}$가 1.83 mM과 $0.724{\mu}mol/min/mg$로 확인되었다. HtIolG의 활성은 $Zn^{2+}$에 의해 1.7배 증가하였으며, $Co^{2+}$와 SDS에 의해서는 크게 감소하였다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제43권1호
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• pp.116-124
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• 2019

Background: Ginsenosides are known as the principal pharmacological active constituents in Panax medicinal plants such as Asian ginseng, American ginseng, and Notoginseng. Some ginsenosides, especially the 20(R) isomers, are found in trace amounts in natural sources and are difficult to chemically synthesize. The present study provides an approach to produce such trace ginsenosides applying biotransformation through Escherichia coli modified with relevant genes. Methods: Seven uridine diphosphate glycosyltransferase (UGT) genes originating from Panax notoginseng, Medicago sativa, and Bacillus subtilis were synthesized or cloned and constructed into pETM6, an ePathBrick vector, which were then introduced into E. coli BL21star (DE3) separately. 20(R)-Protopanaxadiol (PPD), 20(R)-protopanaxatriol (PPT), and 20(R)-type ginsenosides were used as substrates for biotransformation with recombinant E. coli modified with those UGT genes. Results: E. coli engineered with $GT95^{syn}$ selectively transfers a glucose moiety to the C20 hydroxyl of 20(R)-PPD and 20(R)-PPT to produce 20(R)-CK and 20(R)-F1, respectively. GTK1- and GTC1-modified E. coli glycosylated the C3-OH of 20(R)-PPD to form 20(R)-Rh2. Moreover, E. coli containing $p2GT95^{syn}K1$, a recreated two-step glycosylation pathway via the ePathBrich, implemented the successive glycosylation at C20-OH and C3-OH of 20(R)-PPD and yielded 20(R)-F2 in the biotransformation broth. Conclusion: This study demonstrates that rare 20(R)-ginsenosides can be produced through E. coli engineered with UTG genes.