Bacilysin is a dipeptide antibiotic composed of L-alanine and L-anticapsin produced by certain strains of Bacillus subtilis. Bacilysin is gaining increasing attention in industrial agriculture and pharmaceutical industries due to its potent antagonistic effects on various bacterial, fungal, and algal pathogens. However, its use in industrial applications is hindered by its low production in the native producer. The biosynthesis of bacilysin is mainly based on the bacABCDEF operon. Examination of the sequence surrounding the upstream of the bac operon did not reveal a clear, strong ribosome binding site (RBS). Therefore, in this study, we aimed to investigate the impact of RBS as a potential route to improve bacilysin production. For this, the 5' untranslated region (5'UTR) of the bac operon was edited using the CRISPR/Cas9 approach by introducing a strong ribosome binding sequence carrying the canonical Shine-Dalgarno sequence (TAAGGAGG) with an 8 nt spacing from the AUG start codon. Strong RBS substitution resulted in a 2.87-fold increase in bacilysin production without affecting growth. Strong RBS substitution also improved the mRNA stability of the bac operon. All these data revealed that extensive RBS engineering is a promising key option for enhancing bacilysin production in its native producers.
In some pathogenic bacteria, there are RNA thermometers, which regulate the production of virulence associated factors or heat shock proteins depending on temperature changes. Like a riboswitches, RNA thermometers are located in the 5'-untranslated region and involved translational gene regulatory mechanism. RNA thermometers block the ribosome-binding site and start codon area under the $37^{\circ}C$ within their secondary structure. After bacterial infection, increased the temperature in the host causes conformations changes of RNA, and the ribosome-binding site is exposed for translational initiation. Because structural differences between open and closed forms of RNA thermometers are mainly mediated by base pairing changes, NMR spectroscopy is a very useful method to study these thermodynamically changing RNA structure. In this review, we briefly provide a fundamental function of RNA thermometers, and also suggest a proper NMR experiments for studying RNA thermometers.
The well-characterized gram-positive bacterium Bacillus subtilis is an outstanding industrial candidate for protein expression owing to its single membrane and high capacity of secretion, simplifying the downstream processing of secretory proteins. During the last few years, there has been continuous progress in the illustration of secretion mechanisms and application of this robust host in various fields of life science, such as enzyme production, feed additives, and food and pharmaceutical industries. Here, we review the developments of Bacillus subtilis as a highly promising expression system illuminating strong chemical- and temperatureinducible and other types of promoters, strategies for ribosome-binding-site utilization, and the novel approach of signal peptide selection. Furthermore, we outline the main steps of the Sec pathway and the relevant elements as well as their interactions. In addition, we introduce the latest discoveries of Tat-related complex structures and functions and the countless applications of this full-folded protein secretion pathway. This review also lists some of the current understandings of ATP-binding cassette transporters. According to the extensive knowledge on the genetic modification strategies and molecular biology of Bacillus subtilis, we propose some suggestions and strategies for improving the yield of intended productions. We expect this to promote striking future developments in the optimization and application of this bacterium.
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
/
v.6
no.1
/
pp.81-85
/
2003
To verify importance of the intervening sequence between the ribosome binding site (RBS) and the initiation codon for expression of Bacillus thuringiensis $\delta$-endotoxin, the pProMu, containing SphI and NcoIsites between RBS and the initiation codon of the cry1Ac gene, and the deletion derivatives of pProMu were constructed and transformed into the B. thuringiensis subsp. kurstaki $Cry^{-B}$ strain. The pProMu-ΔSphIhad identical six bases of intervening sequence to pProAc though the arrangement of sequence was different. Other mutants containing pProMu had 1 or 10 or 14 bases between RBS and the initiation codon. Among deletion mutants, only ProMu-ΔSphI/CB only produced 130 kDa typical bipyramidal crystals like those seen for ProAc/CB. However, ProMu/CB, $ProMu-{\Delta}NcoI$, and ProMu-ΔSphI+NcoIdid not produce Cry1Ac crystals. In conclusion, the results suggest that 6-base intervening sequence was important for expression of cry1-type class gene. Furthermore, spacing effect of the intervening sequences may play an important role in expression of individual crystal proteins in B. thuringiensis without doubt.
Kamarulzaman, Ezatul Ezleen;Mordi, Mohd Nizam;Mansur, Shariff Mahsufi;Wahab, Habibah
Proceedings of the Korean Society for Bioinformatics Conference
/
2005.09a
/
pp.35-40
/
2005
Interaction of twelve erythromycin A analogues with 50S ribosomal subunit were studied employing AutoDock 3.0.5. Results showed that all active macrolides bound at the same binding site with erythromycin A in contrast to the inactive analogues which bound at location slightly different than erythromycin A. The binding site showed consistency with the X-ray data from the perspectives of hydrogen bonding and hydrophobic interactions formed by erythromycins, roxithromycin, azithromycin, cethromycin and telithromycin with the ribosome. The inactive derivatives of erythromycin A anhydride showed higher binding free energy, while 5-desosaminyl erythronolides A and B even though having quiet similar values of binding free energy with the active analogues, docked at binding sites which are quiet different than the active analogues. These results suggest the molecular docking technique can be used in predicting the binding of erythromycin A analogues to their ribosomal target.
The peptidyl transferase center (PTC) is located in a protein free environment, thus confirming that the ribosome is a ribozyme. This arched void has dimensions suitable for accommodating the 3'ends of the A-and the P-site tRNAs, and is situated within a universal sizable symmetry-related region that connects all ribosomal functional centers involved in amino-acid polymerization. The linkage between the elaborate PTC architecture and the A-site tRNA position revealed that the A-to P-site passage of the tRNA 3'end is performed by a rotatory motion, which leads to stereochemistry suitable for peptide bond formation and for substrate mediated catalysis, thus suggesting that the PTC evolved by genefusion. Adjacent to the PTC is the entrance of the protein exit tunnel, shown to play active roles in sequence-specific gating of nascent chains and in responding to cellular signals. This tunnel also provides a site that may be exploited for local co-translational folding and seems to assist in nascent chain trafficking into the hydrophobic space formed by the first bacterial chaperone, the trigger factor. Many antibiotics target ribosomes. Although the ribosome is highly conserved, subtle sequence and/or conformational variations enable drug selectivity, thus facilitating clinical usage. Comparisons of high-resolution structures of complexes of antibiotics bound to ribosomes from eubacteria resembling pathogens, to an archaeon that shares properties with eukaryotes and to its mutant that allows antibiotics binding, demonstrated the unambiguous difference between mere binding and therapeutical effectiveness. The observed variability in antibiotics inhibitory modes, accompanied by the elucidation of the structural basis to antibiotics mechanism justifies expectations for structural based improved properties of existing compounds as well as for the development of novel drugs.
Shin, Ji Yeon;Bang, Kyeong-Mi;Song, Hyun Kyu;Kim, Nak-Kyoon
Journal of the Korean Magnetic Resonance Society
/
v.21
no.3
/
pp.109-113
/
2017
The hepatitis C virus (HCV) internal ribosome entry site (IRES) is an RNA structure located in the 5'-UTR of the HCV RNA genome. The HCV IRES consists of four domains I, II, III, and IV, where domains II - IV are recognized by 40S ribosomal subunit and the domain III is bound to eukaryotic initiation factor 3 (eIF3) for translation initiation. Here, we have characterized the tertiary interaction between an L-/K- rich peptide and the HCV IRES domain IV. To probe the peptide binding interface in RNA, we synthesized $^{13}C$- and $^{15}N$-double labeled RNA and the binding site was identified by using the chemical shift perturbation (CSP) NMR methods. Our results showed that the peptide binds to the upper stem of the IRES domain IV, indicating that the tertiary interaction between the IRES domain IV and the peptide would disrupt the initiation of translation of HCV mRNA by blocking the start codon exposure. This study will provide an insight into the new peptide-based anti-viral drug design targeting HCV IRES RNA.
Huang, Tingting;Lv, Xueqin;Li, Jianghua;Shin, Hyun-dong;Du, Guocheng;Liu, Long
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.28
no.12
/
pp.2046-2056
/
2018
Phospholipase D has great commercial value due to its transphosphatidylation products that can be used in the food and medicine industries. In order to construct a strain for use in the production of PLD, we employed a series of combinatorial strategies to increase PLD expression in Bacillus subtilis WB600. These strategies included screening of signal peptides, selection of different plasmids, and optimization of the sequences of the ribosome-binding site (RBS) and the spacer region. We found that using the signal peptide amyE results in the highest extracellular PLD activity (11.3 U/ml) and in a PLD expression level 5.27-fold higher than when the endogenous signal peptide is used. Furthermore, the strain harboring the recombinant expression plasmid pMA0911-PLD-amyE-his produced PLD with activity enhanced by 69.03% (19.1 U/ml). We then used the online tool \RBS Calculator v2.0 to optimize the sequences of the RBS and the spacer. Using the optimized sequences resulted in an increase in the enzyme activity by about 26.7% (24.2 U/ml). In addition, we found through a transfer experiment that the retention rate of the recombinant plasmid after 5 generations was still 100%. The final product, phosphatidylserine (PS), was successfully detected, with transphosphatidylation selectivity at 74.6%. This is similar to the values for the original producer.
The nucleotide sequence of the genetic control site of Bacillus subtilis gene for $(1-4)-{\beta}-D-glucan$ endoglucanase (cellulase) was determined according to the procedures of the dideoxy chain termination method(Sanger et. al., 1977). The deduced amino acid sequence of this enzyme has a hydrophobic signal peptide at the $NH_2$ terminus similar to those found in fifteen other extracellualr enzymes from Bacillus species. This is followed by a sequence resembling the Bacillus ribosome binding site 14 nucleotide before the first codon of the gene. The presumptive promoter sequence was located 92 base pairs upstream fromthe initiation codon. The homology region in signal sequences was striking when comparing all the signal sequences of sixteen extracellular enzymes from Bacillus species so far compiled.
The ermK gene from Bacillus lichenformis encodes an inducible rRNA methylase that confers resistance to the macrolide-lincosamide-streptogramin B antibiotics. The ermK mRNA leader sequence has a total length of 357 nucleotides and encodes a 14-amino acid leader peptide together with its ribosome binding site. The secondary structure of ermK leader mRNA and a leader peptide sequence have been reported as the elements that control expression. In this study, the contribution of specific leader peptide amino acid residues to induction of ermK was studied using the PCR-based megaprimer mutation method. ermK methylases with altered leader peptide codons were translationally fused to E. coli ${\beta}-galactosidase$ reporter gene. The deletion of the codons for Thr-2 through Ser-4 reduced inducibility by erythromycin, whereas that for Thr-2 and His-3 was not. The replacement of the individual codons for Ser-4, Met-5 and Arg-6 with termination codon led to loss of inducibility, but stop mutation of codon Phe-9 restored inducibility by erythromycin. Collectively, these findings suggest that the codons for residue 4, 5 and 6 comprise the critical region for induction. The stop mutation at Leu-7 expressed constitutively ermK gene. Thus, ribosome stalling at codon 7 appears to be important for ermK induction.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.