• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.141-141
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• 2017

The ubiquitin-proteasome pathway is the major regulatory mechanism in a number of cellular processes for selective degradation of proteins and involves three steps: (1) ATP dependent activation of ubiquitin by E1 enzyme, (2) transfer of activated ubiquitin to E2 and (3) transfer of ubiquitin to the protein to be degraded by E3 complex. F-box proteins are subunit of SCF complex and involved in specificity for a target substrate to be degraded. F-box proteins regulate many important biological processes such as embryogenesis, floral development, plant growth and development, biotic and abiotic stress, hormonal responses and senescence. However, little is known about the F-box genes in wheat. The draft genome sequence of wheat (IWGSC Reference Sequence v1.0 assembly) used to analysis a genome-wide survey of the F-box gene family in wheat. The Hidden Markov Model (HMM) profiles of F-box (PF00646), F-box-like (PF12937), F-box-like 2 (PF13013), FBA (PF04300), FBA_1 (PF07734), FBA_2 (PF07735), FBA_3 (PF08268) and FBD (PF08387) domains were downloaded from Pfam database were searched against IWGSC Reference Sequence v1.0 assembly. RNA-seq paired-end libraries from different stages of wheat, such as stages of seedling, tillering, booting, day after flowering (DAF) 1, DAF 10, DAF 20, and DAF 30 were conducted and sequenced by Illumina HiSeq2000 for expression analysis of F-box protein genes. Basic analysis including Hisat, HTseq, DEseq, gene ontology analysis and KEGG mapping were conducted for differentially expressed gene analysis and their annotation mappings of DEGs from various stages. About 950 F-box domain proteins identified by Pfam were mapped to wheat reference genome sequence by blastX (e-value < 0.05). Among them, more than 140 putative F-box protein genes were selected by fold changes cut-offs of > 2, significance p-value < 0.01, and FDR<0.01. Expression profiling of selected F-box protein genes were shown by heatmap analysis, and average linkage and squared Euclidean distance of putative 144 F-box protein genes by expression patterns were calculated for clustering analysis. This work may provide valuable and basic information for further investigation of protein degradation mechanism by ubiquitin proteasome system using F-box proteins during wheat development stages.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권11호
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• pp.1295-1300
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• 2009

A 2,172-bp full-length gene (aga-F78), encoding a protease-resistant $\alpha$-galactosidase, was cloned from Rhizopus sp. F78 and expressed in Escherichia coli. The deduced amino acid sequence shared highest identity (45.0%) with an $\alpha$-galactosidase of glycoside hydrolase family 36 from Absidia corymbifera. After one-step purification with a Ni-NTA chelating column, the recombinant Aga-F78 migrated as a single band of ~82 and ~210 kDa on SDS-PAGE and nondenaturing gradient PAGE, respectively, indicating that the native structure of the recombinant Aga-F78 was a trimer. Exhibiting the similar properties as the authentic protein, purified recombinant Aga-F78 was optimally active at $50^{\circ}C$ and pH 4.8, highly pH stable over the pH range 5.0-10.0, more resistant to some cations and proteases, and had wide substrate specificity (pNPG, melidiose, raffinose, and stachyose). The recombinant enzyme also showed good hydrolytic ability to soybean meal, releasing galactose of $415.58\;{\mu}g/g$ soybean meal. When combined with trypsin, the enzyme retained over 90% degradability to soybean meal. These favorable properties make Aga-F78 a potential candidate for applications in the food and feed industries.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권7호
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• pp.1122-1132
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• 2018

In this study, we attempted to find new and efficient microbial enzymes for producing rare sugars. A ribose-5-phosphate isomerase B (OsRpiB) was cloned, overexpressed, and preliminarily purified successfully from a newly screened Ochrobactrum sp. CSL1, which could catalyze the isomerization reaction of rare sugars. A study of its substrate specificity showed that the cloned isomerase (OsRpiB) could effectively catalyze the conversion of $\text\tiny{L}$-rhamnose to $\text\tiny{L}$-rhamnulose, which was unconventional for RpiB. The optimal reaction conditions ($50^{\circ}C$, pH 8.0, and 1 mM $Ca^{2+}$) were obtained to maximize the potential of OsRpiB in preparing $\text\tiny{L}$-rhamnulose. The catalytic properties of OsRpiB, including $K_m$, $k_{cat}$, and catalytic efficiency ($k_{cat}/K_m$), were determined as 43.47 mM, $129.4sec^{-1}$, and 2.98 mM/sec. The highest conversion rate of $\text\tiny{L}$-rhamnose under the optimized conditions by OsRpiB could reach 26% after 4.5 h. To the best of our knowledge, this is the first successful attempt of the novel biotransformation of $\text\tiny{L}$-rhamnose to $\text\tiny{L}$-rhamnulose by OsRpiB biocatalysis.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.207-208
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• 2000

Since trichloroethylene (TCE), dichloroethylene (DCE), and vinyl chloride (VC) arise from anaerobic degradation of tetrachloroethylene (PCE) and TCE, there is interest in creating aerobic remediation systems that avoid the highly toxic VC and cis-DCE which predonominate in anaerobic degradation. However, it seemed TCE could not be degraded aerobically without an inducing compound (which also competitively inhibits TCE degradation). It has been shown that TCE induces expression of both the toluene dioxygenase of p. putida F1 as well as toluene-p-monooxygenase of P.mendocina KRI. We investigated here the ability of PCE, TCE, and chlorinated phenols to induce toluene-o-xylene monooxygenase (ToMO) from P.stutzeri OX1. ToMO has a relaxed regio-specificity since it hydroxylates toluene in the ortho, meta, and para positions; it also has a broad substrate range as it oxidizes o-xylene, m-xylene, p-xylene, toluene, benzene, ethylbenzene, styrene, and naphthalene; chlorinated compounds including TCE, 1, 1-DCE, cis-DCE, trans-DCE, VC, and chloroform : as well as mixtures of chlorinated aliphatics (Pseudomonas 1999 Maui Meeting). ToMO is a multicomponent enzyme with greatest similarity to the aromatic monooxygenases of Burkholderia pickettii PKO1 and P.mendocina KR1. Using P.sturzeri OX1, it was found that PCE induces P.mendocina KR1 Using P.situtzeri OX1, it was found that PCE induces ToMO activity measured as naphthalene oxygenase activity 2.5-fold, TCE induces 2.3-fold, and toluene induces 3.0 fold. With the mutant P.stutzeri M1 which does not express ToMO, it was also found there was no naphthalene oxygenate activity induced by PCE and TCE; hence, PCE and TCE induce the tow path. Using P.putida PaW340(pPP4062, pFP3028) which has the tow promoter fused to the reporter catechol-2, 3-dioxygenase and the regulator gene touR, it was determined that the tow promoter was induced 5.7-, 7.1-, and 5.2-fold for 2-, 3-, 4-chlorophenol, respectively (cf. 8.9-fold induction with o-cresol) : however, TCE and PCE did not directly induce the tou path. Gas chromatography and chloride ion analysis also showed that TCE induced ToMO expression in P.stutzeri OX1 and was degraded and mineralized. This is the first report of significant PCE induction of any enzyme as well as the first report of chlorinated compound induction of the tou operon. The results indicate TCE and chlorinated phenols can be degraded by P.stutzeri OX1 without a separate inducer of the tou pathway and without competitive inhibition.

• 한국식품과학회지
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• 제31권3호
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• pp.593-599
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• 1999

Biogenic amine류는 어육의 부패과정 중 생성되는 성분으로 이를 간편하게 측정하기 위하여 diamine oxidase를 amino기가 관능기인 다공질의 Chitopearl beads에 고정화한 후 이를 충진한 효소 reactor를 제조하였다. 고정화 효소 reactor를 이용한 biogenic amine 연속계측 시스템을 사용하여 putrescine 기질에 대해 15.0 mM까지 검량곡선을 얻을 수 있었다. 이 때, biogenic amine 센서의 최대 감응도는 $35^{\circ}C$, 0.05 M 인산 완충용액(pH 7.2)을 사용한 경우 얻을 수 있었다. Biogenic amine 센서로 측정 시 방해물질로 작용할 수 있는 성분을 조사한 결과, ATP분해산물 및 TMA 등에는 거의 영향을 받지 않아 측정에 무리가 없음을 보여주었고, 0.8%까지의 식염에 대해서는 감응도가 19.2%이하로 감소하였으며 alanine과 glycine을 제외한 아미노산에 대하여 9.8% 이하의 감응도 상승을 나타내었다. 염류 및 아미노산에 의한 감응도 감소 및 증가 현상은 시료를 0.4 M perchloric acid에 의해 전처리하면 해결할 수 있었다. 여러 종류의 polyamines가 공존하는 경우 putrescine 기준으로 하여 putrescine 검량곡선의 26.7% 범위내에서 polyamines의 측정이 가능하였다. Diamine oxidase가 고정화된 Chitopearl 효소 reactor를 이용하는 경우 biogenic amines의 함량 유무를 30분 이내에 측정할 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제51권1호
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• pp.68-74
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• 2015

Thermococcus pacificus P-4의 유전체 서열 분석을 통하여 예측되는 GH1 ${\beta}$-glucosidase를 암호화하는 유전자를 동정하였다. 그 유전자는 487 아미노산들을 암호화하는 1,464 bp 나타내었으며, 그 아미노산 서열은 Pyrococcus furiosus ${\beta}$-glucosidase와 77% 상동성을 나타내었다. 그 유전자는 Escherichia coli 시스템 내에서 복제 및 발현하였다. 재조합 된 단백질은 금속 친화크로마토그래피를 통하여 정제하고 특성을 분석하였다. 정제된 단백질(Tpa-Glu)은 pH 7.5와 $75^{\circ}C$에서 최적활성을 나타내었으며, 열안정성은 $90^{\circ}C$에서 약 6시간의 반감기를 보였다. Tpa-Glu는 pNP-${\beta}$-glucopyranoside, pNP-${\beta}$-galactopyranoside, pNP-${\beta}$-mannopyranoside, 그리고 pNP-${\beta}$-xylopyranoside 순으로 우수한 $k_{cat}/K_m$ 값을 나타내었다. 또한, Tpa-Glu는 ${\beta}$-1,3-linked polysaccharide (laminarin) 그리고 ${\beta}$-1,3-와 ${\beta}$-1,4-linked oligosaccharides에 대하여 exo-hydrolyzing 활성을 보였다. 본 연구는 초고온 고세균으로터 ${\beta}$-glucosidase가 exohydrolyzing 활성을 처음 확인한 것으로 이 효소는 laminarin의 당화공정에 ${\beta}$-1,3-endoglucanase와 함께 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제51권2호
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• pp.171-176
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• 2009

우사주변 경작지 토양으로부터 세포내 파이테이즈 (phytase) 생산능력이 우수한 Fluorescent Pseudomonas sp. BUN1 세균성 균주를 분리, 동정하였다. 그 균주로부터 유래한 BUN1 파이테이즈 (phytase) 효소를 각각 양이온, 음이온 크로마토그래피 기법을 이용하여 부분정제하여 효소적 특성을 규명한 결과, 각각 $40^{\circ}C$와 pH 5.5에서 최적의 효소활성을 나타내었다. BUN1 파이테이즈 (phytase)는 효소의 기질특이성 측면에서 다른 유기인산화합물에 비해 특히 피틴태인 (phytate)의 분해이용성이 매우 우수한 반면, 구리 ($Cu^{2+}$), 카드뮴 ($Cd^{2+}$), 아연 ($Zn^{2+}$)과 같은 금속 2 가이온에 대하여 그 효소활성이 강하게 억제되었다. 또한 BUN1 균주의 효소생산 배지 (PSM) [0.5% sodium phytate, 0.5% $(NH_4)_2SO_4$, 0.5% KCl, 0.01% $MgSO_4{\cdot}7H_2O$, 0.01% $CaCl_2{\cdot}2H_2O$, 0.01% NaCl, 0.001% $FeSO_4{\cdot}7H_2O$, 0.001% $MnSO_4{\cdot}4H_2O$; pH 6.5]에 탄소원으로서 옥수수전분 (corn starch)의 첨가는 조사된 다른 탄소 배지원에 비하여 현저하게 파이테이즈 (phytase) 생산을 촉진시켰다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제47권4호
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• pp.379-383
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• 2004

Bacillus sp. 유래 ${\beta}-mannanase$의 brown copra meal에 대한 기질 특이성을 규명하기 위하여 정제효소 150 ml를 0.5% 기질에 $50^{\circ}C$, 24 hrs 가수분해후 TLC, FACE로 비교 검토한 결과 2종류의 galactosyl mannooligosaccharide로 구성되어 1차 activated carbon column chromatography을 이용해 250 ml/hr 유속으로 tube당 50ml씩 ethanol $0{\sim}30%$ linear gradient로 당을 분리하였다. Activated carbon column chromatography에 의한 당용액 0.2 ml와 5% phenol 0.2 ml를 가하여 혼합 후 $Conc.H_2SO_4$ 1 ml를 가하여 혼합한 후 20분간 방치하여 490 nm로 흡광도를 측정하여 TLC로 pattern을 검토한 후 $Gal^3Man_4$ 및 DP 7의 galactosyl manooligosaccharide의 fraction을 회수하여 2차 activated carbon column chromatography를 이용해 1차와 동일한 조전에서 분리 회수하여 중합도 5는 $Gal^3Man_4(63-mono-{\alpha}-D-galactopyranosyl-{\beta}-mannotetraose)$로 동정되었고, 중합도 7은 현재 동정중에 있다. Bifidobacterium속 균주(B. longum, B. bifidum)에 대한 생육활성을 비교 검토하기 위하여 MRS media에서 탄소원을 dextrose대신에 조제된 $Gal^3Man_4$를 첨가후 측정한 결과 $Gal^3Man_4$이 첨가되지 않은 MRS broth에 비해 생육촉진 활성을 보였다. 특히 B. longum에 대해서는 $Gal^3Man_4$를 dextrose대체 탄소원으로 처리시 10배의 생육활성이 증가하였다.

• 생명과학회지
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• 제14권4호
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• pp.636-643
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• 2004

김치에서 분리된 Lactococcus sp. JK-8 균주에 의해 생산되는 D-xylose isomerase를 17배 정제하여 물리 화학적인 특성을 조사하였다 D-Xylose isomerase의 N 말단 아미노산 서열을 결정한 결과 Ala-Tyr-Phe-Asn-Asp-Ile-Ala-Pro-Ile-Lys로 확인되었고 이것은 Lactococcus 속의 D-xylose isomerase와는 유사하지 않았다. 정제된 효소의 분자량은 gel filtration의 경우 180 kDa, subunit의 분자량은 SDS-PAGE에서 45 kDa으로 측정되었고 이 효소는 4개의 subunit으로 구성된 homotetramer였다. 최적 반응 pH는 pH 7부근이었고 pH 6∼8 사이에서 안정하였다. 최적 반응온도는 7$0^{\circ}C$였고 1 mM $Mn^{2+}$의 존재 하에서는 7$0^{\circ}C$ 이상에서도 안정하였다. 이 효소도 다른 D-xylose isomerase처럼 활성과 열 안정성을 위해서 $Mg^{2+}$, $Co^{2+}$또는 $Mn^{2+}$와 같은 2가의 양이온을 필요로 하였으며, 이중 $Mn^{2+}$가 효소 활성에 가장 효과적이었다. 기질 특이성에 관한 연구에서는 D-xylose를 사용했을 때 높은 활성을 가짐을 알 수 있었다. 이 효소의 pI 값은 4.8이었고, D-xylose에 대한 Km 값은 5.9 mM이었다.

• 한국식품과학회지
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• 제35권5호
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• pp.791-796
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• 2003

박피된 절편 연근의 갈변억제를 효과적으로 하기 위한 기초연구로 갈변의 주원인 효소인 polyphenol oxidase(PPO)를 분리, 정제하여 특성을 조사하였다. 박피된 절편 연근을 24시간 동안 $4^{\circ}C$에 방치하여 PPO 활성을 증가시켜 조효소액을 제조하였으며 PPO 조효소액을 acetone으로 침전시킨 후 Q-Sepharose anion-exchange column, Phenyl-Sepharose hydrophobic interaction column의 conventional column과 Mono-Q anion-exchange column, Superdex 75 gel-filtration column의 HPLC column을 이용하여 PPO 활성이 가장 높은 한 개의 PPO isoform LPIII-2를 최종 분리 정제하였다. 분리 정제된 LPIII-2의 분자량을 gel-filtration chromatography를 이용하여 측정한 결과 56kDa이었으며 SDS-PAGE를 실시한 후 silver staining한 결과 LPIII-2의 분자량은 28kDa와 26kDa으로 2개의 band를 형성하는 것으로 보아 heterodimer인 것으로 추정되었다. PPO isoform의 특성 조사를 위하여 Q-Sepharose anion-exchange chromatography를 이용하여 부분분리 정제된 2개의 isoforms(LP-II, LP-III)를 가지고 기질 특이성을 조사한 결과 LP-II의 경우 $5^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$ 모두 catechol에 대한 기질 친화력이 높았으며 LP-III의 경우 $5^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$ 모두에서 pyrogallol에 기질 친화력이 높았다. 그리고 pH 7에서 최적 pH를 보였으며 열안정성은 $40^{\circ}C$에서 60분간 열처리했을 때 안정하였지만 $60^{\circ}C$에서 40분, $80^{\circ}C$에서 10분간 열처리했을 때 효소가 불활성화되었다. 특이하게도 연근의 PPO는 다른 과채류의 PPO와 반응온도에 따른 특성이 달랐는데 여러 반응온도에서 효소 활성을 측정한 결과 연근 PPO isoform LP-II와 LP-III 모두 $5^{\circ}C$의 반응온도에서 높은 효소활성을 보였으며 온도가 올라갈수록 반응속도가 떨어지는 특성을 보였다.