한국응용약물학회 2002년도 창립10주년기념 및 국립독성연구원 의약품동등성평가부서 신설기념 국재학술대회:생물학적 동등성과 의약품 개발 전략을 위한 국제심포지움
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pp.236-236
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2002
Pyruvate dehydrogenase phosphatase (PDP) is a mitochondrial protein serine/threonine phosphatase that catalyzes the dephosphorylation and concomitant reactivation of the pyruvate dehydrogenase componant of the pyruvate dehydrogenase complex (PDC). PDP consists of a Mg$\^$+2/ -dependent and Ca$\^$+2)-stimulated catalytic subunit (PDPc) of Mr 52,600 and a FAD-containing regulatory subunit (PDPr) of Mr 95.600. Catalytic subunit of pyruvate dehydrogenase phosphatase (PDPc) has been suggested to have three major functional domains such as dihydrolipoamide acetyltransferase(E$_2$)-binding domain, regulatory subunit of PDP(PDPr)-binding domain, and calcium-binding domain. In order to identify functional domains, recombinant catalytic subunit of pyruvate dehydrogenase phosphatase (rPDPc) was expressed in E. coli JM101 and purified to near homogeneity using the unique property of PDPc: PDPm binds to the inner lipoyl domain (L$_2$) of E$_2$ of pyruvate dehydrogenase complex (PDC) in the presence of Ca$\^$+2/, not under EGTA. PDPc was limited-proteolysed by trypsin, chymotrypsin, Arg-C, and elastase at pH7.0 and 30$^{\circ}C$ and N-terminal analysis of the fragment was done. Chymotrypsin, trypsin, and elastase made two major framents: N-terminal large fragment, approx. 50kD and C-terminal small fragment, approx. 0 kDa. Arg-C made three major fragments: N-terminal fragment, approx. 35 kD, and central fragment, approx. 15 kD, and C-terminal fragment, approx. 10 kD. This study strongly suggest that PDPc consists of three major functional domains. However, further study should be necessary to identify the functional role.
Synthesis of threonine and methionine in yeast, Saccharomyces cerevisiae shares a common pathway from aspartate via homoserine. HOM6 gene encodes homoserine dehydrogenase (HSDH) which catalyzes the inter-conversion of beta-aspartate semialdehyde and homoserine. The level of HSDH is under methionine specific control. A recombinant plasmid (pEK1: 13.3kb), containing HOM6 gene, has been isolated and cloned into E. coli by complenemtary transformation of a homoserine auxotrophic yeast strain M-20-20D (hom6, trp1, ura3) to a prototrophic M20-20D/pEK1, using a library of yeast genomic DNA fragments in a yeast centromeric plasmid, YCp50(8.0kb). Isolation of HOM6has been primarily confirmed by retransformation of the original yeast strain M20-20D, using the recombinant plasmid DNA which was extracted from M20-20D/pEK1 and subsequently amplified in E. coli. Eleven cleavage sites in the insery (5.3kb) have been localized through fragment analysis for 8 restriction endonucleases; Bgl II(2 site), Bgl II(1), Cla I(3), Eco RI(1), Hind III(2), Kpn I (1), Pvu II(1) and Xho I(1).
화분립이 alcohol대사에 미치는 영향을 알기 위하여 아미노산을 분석하고, rat에 alcohol과 화분립을 각각 농도별로 투여하여 rat 간(肝) alcoholdehydrogenase (ADH)활성과 간(肝)조직 변화를 실험하였다. 1. 해바라기 화분립의 아미노산 조성을 분석하여 phenylalanine을 비롯한 18종의 아미노산을 정량하였으며, 필수 아미노산중 특히 phenylalanine, leucine, threonine, lysine의 함량이 많았다. 2. 실험동물의 간(肝) ADH활성은 alcohol 투여군이 alcohol농도에 비례하여 대조군 보다 현저히 저하하였으며, 화분립을 alcohol과 함께 투여함으로써, 대조군에는 미치지 않았지만 ADH활성이 증가하였고, alcohol의 농도가 낮을수록 그 증가율이 높았다. 3. 실험동물의 간(肝)조직은 alcohol투여군에서 지방침윤이 나타났으며, 화분립과 alcohol 복합투여군에서는 지방침윤이 현저히 적게 나타났다.
Kim, Do Hyeon;Nguyen, Quyet Thang;Ko, Gyeong Soo;Yang, Jin Kuk
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제30권12호
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pp.1905-1911
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2020
Homoserine dehydrogenase (HSD) catalyzes the reversible conversion of ʟ-aspartate-4-semialdehyde to ʟ-homoserine in the aspartate pathway for the biosynthesis of lysine, methionine, threonine, and isoleucine. HSD has attracted great attention for medical and industrial purposes due to its recognized application in the development of pesticides and is being utilized in the large scale production of ʟ-lysine. In this study, HSD from Bacillus subtilis (BsHSD) was overexpressed in Escherichia coli and purified to homogeneity for biochemical characterization. We examined the enzymatic activity of BsHSD for ʟ-homoserine oxidation and found that BsHSD exclusively prefers NADP+ to NAD+ and that its activity was maximal at pH 9.0 and in the presence of 0.4 M NaCl. By kinetic analysis, Km values for ʟ-homoserine and NADP+ were found to be 35.08 ± 2.91 mM and 0.39 ± 0.05 mM, respectively, and the Vmax values were 2.72 ± 0.06 μmol/min-1 mg-1 and 2.79 ± 0.11 μmol/min-1 mg-1, respectively. The apparent molecular mass determined with size-exclusion chromatography indicated that BsHSD forms a tetramer, in contrast to the previously reported dimeric HSDs from other organisms. This novel oligomeric assembly can be attributed to the additional C-terminal ACT domain of BsHSD. Thermal denaturation monitoring by circular dichroism spectroscopy was used to determine its melting temperature, which was 54.8℃. The molecular and biochemical features of BsHSD revealed in this study may lay the foundation for future studies on amino acid metabolism and its application for industrial and medical purposes.
Home-made soy sauces with or without Hovenia dulcis Thunb (Hutgae) originated from different parts such as fruits, stems, and twigs were prepared according to the Korean traditional procedure. Soy sauces supplemented with Hutgae were evaluated for their activities of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging (DPPH) and alcohol dehydrogenase (ADH), free amino acid profiles, and sensory quality. All soy sauce types containing Hutgae had a strong DPPH activity as compared to the general type of soy sauce without Hutgae (GSC). Among Hutgae groups, DPPH activities of soy sauce supplemented with Hutgae stems was higher than that of soy sauces with either Hutgae fruits or twigs. ADH activities of soy sauces with Hutgae ranged from 14% to 55%, thus indicating that the functional activity of Hutgae was not altered during soy sauce preparations. Total free amino acid content of GSC was 295.5 mg%, and that of soy sauce with Hutgae fruits (346.8 mg%) was the highest when compared to Hutgae stems (272.3 mg%) and Hutgae twigs (225.6 mg%). In amino acid profiles, aspartate, arginine, histidine, and lysine levels were higher in soy sauces with Hutgae compared to GSC, whereas isoleucine, leucine, and phenylalanine levels were lower. Particularly, high levels of aspartate, glutamate, threonine, and lysine were presented in Hutgae twigs, whereas for Hutgae fruits and Hutgae stems, the levels of serine, glycine and arginine, and proline and methionine were high, respectively. According to sensory evaluations, Hutgae stems were preferred than GSC, due to the lower offensive smell and higher umami tastes. These findings demonstrate that soy sauce with Hutgae stems has potential protective effects against hangovers, improves the taste, and implies a possible functional ingredient.
Escherichia coli/Corynebacterium glutamicum shuttle vectors, pECCG1 and pECCG2 were constructed by joining a 3.00 kb cryptic plasmid pCB 1 from C. glutamicum and a 3.94 kb plasmid pACYC 177 from E. coli. By trimming unessential parts and introducing mulitiple cloning site into the plasmid pECCG 1, a plasmid pECCG122(5.1kb) was constructed. All the shuttle vectors were stably maintained in C. glutamicum up to about 40 generations irrespective of kanamycin addition in the medium. Threonine operon (homoserine dehydrogenase/homoserine kinase) and dapA gene (dihydrodipicolinate synthetase) of C. glutamicum were cloned into the plasmid pECCG122, and the resultant plasmids were designated pTN31 and pDHDP19, respectively. They were used to study the effect of cloned foreign gene on the stability of the plasmid pECCG122. Plasmids pTN31 and pDHDP19 were segregated rapidly from C. glutamicum when cultured in the medium without kanamycin. In medium with $50\mu${\g/ml} of kanamycin, their segregation rates were much slower than those in medium without kanamycin, but the danamycin addition didn't guarantee the complete maintenance of the plasmids in C. glutamicum.
본 연구에서는 한국인 아동의 우식치아로부터 S. mutans를 분리하고, acid stress하에서 분리한 S. mutans의 내산성 능력과 관련된 단백질을 규명하고자 하였다. 2D gel electrophoresis를 수행한 결과, acid stress동안 elongation factor Ts, hypothetical protein, putative amino acid ABC transporter, adenylate kinase, fructokinase, Putative 40K cell well protein precursor, peptide deformylase, shikimate 5-dehydrogenase, mannose-6-phosphate isomerase, threonine synthase, putative dTDP-glucose-4,6-dehydratase의 발현량이 뚜렷이 증가하였으며 이들 단백질은 acid stress에 관여하는 단백질들로 추정된다.
Kim, Eun-Ah;Lee, Jeong-Goo;Whang, Mi-Kyung;Park, Hee-Moon;Kim, Jeong-Yoon;Chae, Suhn-Kee;Maeng, Pil-Jae
Journal of Microbiology
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제39권2호
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pp.95-101
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2001
In an effort to develop an efficient expression and secretion system for heterologous proteins in Aspergilius nidulans, the PCR-amplified coding sequence for alkaline pretense (AlpA) of A. oryzae was cloned into a fungal expression vector downstream of A. nidulans aicA (alcohol dehydrogenase) promoter to yield pRAAlp. Transformation of A. nidulans with pRAAlp gave stable transformants harboring various copy numbers (3 to 10) of integrated alpA gene, from among which 6 representatives were selected. On a medium containing 0.8% ammonium sulfate that represses the expression of the host's own pretense, the alcA prumoter-controlled AlpA expression was strongly induced by threonine but repressed by glucose. The level of AlpA secretion was highest (approximately 666 mU/ml) in transformant ALP6 containing the largest copy number integrated alpA. However, the level of AlpA secretion was not necessarily proportional to the copy numbers of the integrated alpA genes. The N-terminal sequence or the secreted mature AlpA was determined to be Gly-Leu-Thr-Thr-Gln-Lys-Ser and its molecular mass to be approximately 34 kDa, indicating that AlpA is properly processed by the removal of 121 N-terminal amino acids.
Leuconostoc mesenteroides can be used to produce mannitol by fermentation, but the mannitol productivity is not high. Therefore, in this study we modified the chromosome of Leuconostoc mesenteroides by genetic methods to obtain high-yield strains for mannitol production. In this study, gene knock-out strains and gene knock-in strains were constructed by a two-step homologous recombination method. The mannitol productivity of the pat gene (which encodes phosphate acetyltransferase) deletion strain (${\Delta}pat::amy$), the fk gene (which encodes fructokinase) deletion strain (${\Delta}fk::amy$) and the stpk gene (which encodes serine-threonine protein kinase) deletion strain (${\Delta}stpk::amy$) were all increased compared to the wild type, and the productivity of mannitol for each strain was 84.8%, 83.5% and 84.1%, respectively. The mannitol productivity of the mdh gene (which encodes mannitol dehydrogenase) knock-in strains (${\Delta}pat::mdh$, ${\Delta}fk::mdh$ and ${\Delta}stpk::mdh$) was increased to a higher level than that of the single-gene deletion strains, and the productivity of mannitol for each was 96.5%, 88% and 93.2%, respectively. The multi-mutant strain ${\Delta}dts{\Delta}ldh{\Delta}pat::mdh{\Delta}stpk::mdh{\Delta}fk::mdh$ had mannitol productivity of 97.3%. This work shows that multi-gene knock-out and gene knock-in strains have the greatest impact on mannitol production, with mannitol productivity of 97.3% and an increase of 24.7% over wild type. This study used the methods of gene knock-out and gene knock-in to genetically modify the chromosome of Leuconostoc mesenteroides. It is of great significance that we increased the ability of Leuconostoc mesenteroides to produce mannitol and revealed its broad development prospects.
Objective: Numerous studies have indicated that the apoptosis and proliferation of granulosa cells (GCs) are closely related to the normal growth and development of follicles and ovaries. Previous evidence has suggested that miR-126-3p might get involved in the apoptosis and proliferation of GCs, and phosphatidylinositol 3-kinase regulatory subunit 2 (PIK3R2) gene has been predicted as one target of miR-126-3p. However, the molecular regulation of miR-126-3p on PIK3R2 and the effects of PIK3R2 on porcine GCs apoptosis and proliferation remain virtually unexplored. Methods: In this study, using porcine GCs as a cellular model, luciferase report assay, mutation and deletion were applied to verify the targeting relationship between miR-126-3p and PIK3R2. Annexin-V/PI staining and 5-ethynyl-2'-deoxyuridine assay were applied to explore the effect of PIK3R2 on GCs apoptosis and proliferation, respectively. Real-time quantitative polymerase chain reaction and Western Blot were applied to explore the regulation of miR-126-3p on PIK3R2 expression. Results: We found that miR-126-3p targeted at PIK3R2 and inhibited its mRNA and protein expression. Knockdown of PIK3R2 significantly inhibited the apoptosis and promoted the proliferation of porcine GCs, and significantly down-regulated the mRNA expression of several key genes of PI3K pathway such as insulin-like growth factor 1 receptor (IGF1R), insulin receptor (INSR), pyruvate dehydrogenase kinase 1 (PDK1), and serine/threonine kinase 1 (AKT1). Conclusion: MiR-126-3p might target and inhibit the mRNA and protein expressions of PIK3R2, thereby inhibiting GC apoptosis and promoting GC proliferation by down-regulating several key genes of the PI3K pathway, IGF1R, INSR, PDK1, and AKT1. These findings would provide great insight into further exploring the molecular regulation of miR-126-3p and PIK3R2 on the functions of GCs during the folliculogenesis in female mammals.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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