• 생명과학회지
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• 제9권2호
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• pp.146-152
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• 1999

본 연구에서는 대장균 트립토판 중합효소(tryptophan synthase) $\alpha$ 소단위체의 폴딩에 있어 24번 잔기의 역할을 보고자 하였다. 24번 잔기인 트레오닌이 메티오닌, 알라닌, 세린, 류신 또는 리신으로 치환된 단백질를 대장균내에서 과량 발현시켜 수용성 구조의 양과 비수용성인 inclusion body양을 조사하였다. 그 결과 메티오닌이나 류신으로 치환된 $\alpha$ 소단위체는 트레오닌이 있는 소단위체와 마찬가지로 수용성 구조가 대부분을 차지하였다. 반면, 세린이나 알라닌 또는 리신으로 치환된 단백질들은 많은 양이 inclusion body로 발현되었다. 이 결과는 트립토판 중합효소 $\alpha$ 소단위체의 폴딩에 있어서 24번 잔기가 관여하고 있음을 제시하고 있다.

• 생명과학회지
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• 제23권2호
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• pp.319-323
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• 2013

단백질 덩어리는 질환의 원인이 되기도 하고, 유용한 유전자 재조합 단백질의 생산시 문제를 야기하기도 한다. 본 연구에서는 조건을 달리함으로 트립토판 합성효소 ${\alpha}$ 소단위체로부터 적어도 3가지 이상 다른 종류의 덩어리가 생길 수 있음을 보여주고 있다; (1) 불투명 흰색 침전 가능한 덩어리 (2) 투명하고 겔 유형의 침전 가능한 덩어리 (3) 불침전 덩어리. 이런 다른 종류의 덩어리 형태는 다른 기작을 통해 일어날 것으로 추정된다.

• 생명과학회지
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• 제11권1호
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• pp.43-47
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• 2001

A mutant tryptophan synthase $\alpha$-subunit, where Pro28 was replaced with Leu, tends to be expressed in recombinant E. coli. CD and fluorescence spectra of this protein indicate some changes in secondary and tertiary structure. Wild type protein was more or less affected by {TEX}$Ca^{2+}${/TEX} ion in regards of the fluorescent properties of its native, unfolded and intermediate forms, but the mutant protein was not at all. The dramatic structural changes may be related to the aggregation of this mutant protein.

• 생명과학회지
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• 제6권4호
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• pp.304-312
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• 1996

최근에 발표된 연구 결과에 의하면 대장균 트립토판 중합효소(tryptophan synthase) $\alpha$ 소단위체에서 33번 잔기의 세린과 112번 잔기의 아스팔산은 이 효소의 구조 형성 과정(folding)에 관여하는 것으로 보여진다. 이들 효소를 대장균내에서 과발현시켰을 때, SL33(잔기 33번의 세린이 류신으로 치환) 효소는 대부분 웅집된 덩어리형태의 효소로 생성되고, DG112(잔기 112번의 아스팔산이 글리신으로 치환) 효소와 DN112(아스랄산이 아스파라진으로 치환) 효소는 야생형 효소와 비슷한 양의 수용성형태로 생성된다고 보고된 바 있다. 본 연구에서는 이 효소의 구조 형성 과정동안 33번 잔기와 112번 잔기가 상호 작용하는 가를 조사하기 위하여 주 자리 잔기 치환 단백질을 만들어 이들의 성질을 단일 잔기 치환 단백질들과 비교하였다. 이들을 대장균내에서 젖당으로 과생산하여 전기영동으로 조사하여 본 결과 SL33 단일 잔기 치환 효소에 비해 SL33/DG112 이중 치환 효소는 현격히 보다 많은 양이 응집된 형태의 불용성 효소로 생성 되며, SL33/DN112효소는 많은 양의 효소들이 가용성 효소로 생성되었다. Densitometer로 정량한 결과 SL33/DN112 치환 소단위체는 SL33 치환 소단위체에 비해 가용성 형태의 양에 대한 응집된 형태의 양의 비가 6시간 젖당처리시 약 5배, 22시간 젖당처리시 약 13배 증가하였으며, SL33/DN112 치환 $\alpha$ 소단위체는 그 비가 1/4-1/3로 감소했다. 이러한 결과는 331번 위치에서 세린이 류신으로 치환되었을 때 나타나는 구조 형성 과정의 변화를 112번 위치에 새로 치환된 글리신 또는 아스파라진이 영향을 미쳐, 구조 형성 솨정 변화가 더욱 더 변화했거나 원상태로 어느 정도 회복되었음을 의미한다. 이 결과는 대장균 트립토판 중합효소 $\alpha$ 소단위체의 N 말단 도메인(N-terminal domain)의 구조 형성 과정시 33번 잔기와 112번 잔기가 상호작용을 하고 있음을 시사해 주고 있다.

• Molecules and Cells
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• 제19권2호
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• pp.219-222
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• 2005

The a-subunit of Escherichia coli tryptophan synthase (${\alpha}TS$), a component of the tryptophan synthase ${\alpha}_2{\beta}_2$ complex, is a monomeric 268-residues protein (Mr = 28,600). ${\alpha}TS$ by itself catalyzes the cleavage of indole-3-glycerol phosphate to glyceraldehyde-3-phosphate and indole, which is converted to tryptophan in tryptophan biosynthesis. Wild-type and P28L/Y173F double mutant ${\alpha}$-subunits were overexpressed in E. coli and crystallized at 298 K by the hanging-drop vapor-diffusion method. X-ray diffraction data were collected to $2.5{\AA}$ resolution from the wild-type crystals and to $1.8{\AA}$ from the crystals of the double mutant, since the latter produced better quality diffraction data. The wild-type crystals belonged to the monoclinic space group C2 ($a=155.64{\AA}$, $b=44.54{\AA}$, $c=71.53{\AA}$ and ${\beta}=96.39^{\circ}$) and the P28L/Y173F crystals to the monoclinic space group $P2_1$ ($a=71.09{\AA}$, b=52.70, $c=71.52{\AA}$ and ${\beta}=91.49^{\circ}$). The asymmetric unit of both structures contained two molecules of ${\alpha}TS$. Crystal volume per protein mass ($V_m$) and solvent content were $2.15{\AA}^3\;Da^{-1}$ and 42.95% for the wild-type and $2.34{\AA}^3\;Da^{-1}$ and 47.52% for the double mutant.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권3호
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• pp.186-195
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• 2015

Anthranilate synthase (AS)는 트립토판(Trp)과 indole-3-acetic acid, indole alkaloids의 생합성 경로에서 중요한 효소로 작용한다. 트립토판 생합성 상에서 feedback inhibition에 민감하게 반응하는 AS alpha-subunit 관련 OASA2 유전자 영역의 single (F124V) 및 double (S126F/L530D) 점돌연변이로 변형된 유전자의 재조합운반체를 작성하고 이들 유전자들을 Agrobacterium 방법으로 동진벼에 도입하여 형질전환체를 육성하였다. Single 및 double 돌연변이 OsASA2 유전자가 도입된 형질전환 벼 계통들은 nos gene probe를 이용한 TaqMan PCR 방법으로 single copy를 선발하였고, intergenic 계통을 선발하기 위해서 Bfa I 제한효소를 이용하여 RB와 LB 인접서열로부터 IPCR을 통한 FST 분석을 수행하여 4 개의 intergenic 계통을 선발하였다. 도입된 유전자의 발현으로 형질전환 벼는 Trp, IAN 및 IAA가 잎에 가장 많이 축적되었고, 종자의 트립토판 함량도 증가되었다. 후대에서 tryptophan 함량이 높은 S-TG와 D-TG의 두 호모 이벤트 계통을 육성하여 트립토판 함량을 분석한 결과 대조구에 비하여 13~30배 이상 높게 나타났으며, 유리아미노산의 함량도 증가하였다. 이벤트 계통을 이용하여 microarray 분석을 수행한 결과 세포 내 이온 수송, 영양분 공급 등에 영향을 주는 유전자군들이 up-regulation 되었고, 세포 내 기능유전자의 역할을 담당하는 조효소 등이 down-regulation 된 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과는 선발된 두개의 상동성 이벤트 계통들이 고함량의 유리 트립토판 생산 벼의 육종에 효과적으로 이용될 수 있음을 보여준 결과로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제12권4호
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• pp.464-468
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• 2002

대장균 트립토판 중합효소(tryptophan synthase) $\alpha$ 소단 위체의 96번, 139번 과 258번 자리를 돌연변이 시킨 이중 돌연변이체 P96L/F139W, P6L/F258W와 삼중 돌연변이체 P96L/F139W/F258W의 효소 활성도와 형광 분광계를 이용한 분광학적 성질을 조사하였다. 이중 돌연변이체의 효소 활성도는 야생형과 유사하나 삼중 돌연변이체는 40% 감소된 활성도를 가진다. P96L/F139W 와 P96L/F258W의 형광세기는 야생형에 비해 감소하였으나 P96L/F139W/F258W는 야생형에 비해 증가하였다. 효소 활성도와 형광 결과는 96번의 치환이 8번 알파구조와 4번 베타 구조와 4번 알파구조 사이의 loop의 안정성에 영향을 준 것을 나타낸다. 이 결과로부터 P96L/F139W/F258W는 야생형과 다른 3차 구조를 가지나 139번과 258면 주위는 더 조밀한 구조를 가지고 있다는 것을 보여준다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제2권2호
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• pp.55-60
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• 2000

Experiments initiated 30 years ago to obtain selectable markers have led to a series of studies of Trp biosynthesis and anthranilate synthase (AS) the control enzyme using largely plant tissue cultures since they have experimental properties that can be readily exploited. Enzymological and compound feeding studies provided evidence that AS is the control point in the Trp biosynthesis branch and that altering the AS feedback control by the selection of mutants resistant to the Trp analog 5-methyl-tryptophan (5MT) can lead to the overproduction of this important amino acid. Plants regenerated from these Trp overproducing lines of most species also had high free Trp levels but Nicotiana tabaum (tobacco) plants expressed the feedback altered AS only in cultured cells and not in the regenerated plants. further tests by transient and stable expression of the cloned promoter for the naturally occurring tobacco feedback-insensitive AS, denoted ASA2, confirmed the tissue culture specific nature of the expression control. The 5MT caused by the expression of a feedback-insensitive AS from tobacco has been used to select protoplast fusion hybrids with several species since the resistance is expressed dominantly. Recently the ASA2 gene has been used successfully as a selectable marker to select transformed Astragalus sinicus and Glycine max hairy roots induced by Agrobactetium rhizogenes. These results show that the ASA2y-subunit can interact with the y-subunit of another species to form active feedback-insensitive enzyme that may be useful for selecting transformed cells. Plastid DNA transformation of tobacco has also effectively expressed ASA2 in the compartment in which Trp biosynthesis is localized in the cell.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1410-1414
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• 2017

대장균 트립토판 생성효소는 ${\alpha}_2{\beta}_2$ 복합체로 구성되며, 트립토판 생합성에서 최종 2 단계의 반응에 관여한다. 두 개의 소단위체는 분자 터널로 연결되어 있어, 기질 채널링이 일어난다. 활성 부위간 상호 조절하는 정교한 조절 기작에는 ${\alpha}$-루프 L6(${\alpha}L6$), ${\alpha}L2$, ${\alpha}L3$이 관여한다. 본 연구에서는 이 자리의 잔기치환체를 써서 소단위체에 특이적으로 결합하는 리간드의 영향을 조사하여 소단위체간 상호 조절기작에 따른 구조 변화를 살펴보았다. ${\alpha}TS$의 활성부위에 결합하는 D,L-${\alpha}$-glycerophosphate(GP)는 모든 잔기치환체를 야생형 수준으로 회복시켰다. ${\beta}TS$의 기질인 L-Ser는 다양한 효과를 나타낸다. 야생형과 NS104에서는 속도가 감소한 반면, GD51과 PH53에서는 거의 영향이 없었고, PT53와 DG56은 증가하였다. 이는 반응 중간 화학종의 분포의 변화와 연관될 가능성을 제시한다. GP와 L-Ser를 동시에 처리했을 때는 특이하게도 PH53는 가장 안정한 잔기치환체였다. 이는 Pro53가 소단위체간의 조절기작에서 중요한 역할을 하는 것을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제32권9호
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• pp.729-733
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• 2022

수용성 단백질이 비정상적인 불용성 응집(aggregate)으로 전환되면 질환 등 여러 문제를 야기된다. 대장균 트립토판 중합효소 α 소단위체(αTS)는 가장 흔한 구조의 하나인 TIM 배럴 구조를 가지고 있다. 이전의 연구에서 불용성 응집이 일어나는 여러 잔기치환체(Y4C, S33L, P28L, P28S, G44S, D46N, P96L, P96S)를 얻었다. 본 연구에서는 높은 안정성과 도메인 협동성 성질을 보여주는 Y173F가 다른 잔기자리에 치환으로 유도된 응집 형성을 억제할 수 있는 지 여부를 조사했다. 8개 모두에서 억제효과를 보여 주었다. 단백질 분리가 가능한 P28L αTS를 분석한 결과, 이차구조함량의 감소, 안정성 감소, 소수성표면 증가 등의 구조변화특성을 보여주었다. Y173F가 첨가된 P28L/Y173F αTS은 야생형과 비슷한 구조로 회복되었다. 본 연구는 소수성 코아에 위치하는 Tyr¹⁷³ 잔기처럼 응집을 유도하는 여러 다른 잔기 자리를 보편적으로 억제하는 잔기가 존재할 수 있음을 시사해 준다.