• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제11권
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• pp.81-89
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• 1993

xylA 유전자의 발현에 관한 xylR 유전자의 조절 메카니즘을 밝히기 위한 연구의 일환으로 xylA 프로모터 하류에 cat 유전자를 삽입시켜 Pxyl-cat-xylA 융합 플라스미드인 pEXC131을 제작하였고 이 플라스미드를 xylA 변이주인DH77로 형질전환시킨 결과 xylose의 유도시에만 Cm 내성과 xylose isomerase활성이 나타났다. pEXC1131/DH77에 NTG를 처리하여 xylose 유도없이도 Cm 내성과 xylose isomerase의 활성을 나타내는 xylA 유전자의 구성적 변이주인 pEXC131-39를 xylR 변이주인 DH60으로 형질전환시킨 균주가 xylose에 의한 유도와 무관하게 Cm 내성 및 xylose isomerase 활성을 가지는 것으로 보아 xylA 유전자의 프로모터부위의 변이에 의한 구성적 변이주임을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제8권1호
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• pp.21-27
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• 1998

The xylA gene of Bacillus stearothermophilus encoding the major ${\beta}$-xylosidase was previously cloned and sequenced. In the present study we examined the regulation of the cloned xylA gene expression in Bauillus subtilis MW15 carrying the xylA::aprA fusion plasmids. The induction of the fused xylA gene expression remained uninfluenced by any of the carbon sources tested but the gene expression was repressed about 2-3 fold in the presence of glucose. Two CRE-like sequences (CRE-1: nucleotides ＋ 124 to ＋136 and CRE-2: ＋247 to ＋259) were recognized within the reading frame region of the xylA gene. The deletion experiments showed that the CRE-2 sequence had a role in catabolite repression (CR) as a true CRE of the xylA gene, but the CRE-1 had no effect on CR of the xylA gene expression. Surprisingly, the deletion of the CRE- 1 sequence reduced about 2~3 fold of the expression of the xylA fused gene. The repression ratios of the xylA gene expression were estimated to be about 0.4 from the assay of subtilisin activity, and about 0.3 at the level of transcription by determining the amounts of xylA transcripts in B. subtilis. While, the level of CR of the xylA gene was assessed to be about l0-fold in previous work when the relative amounts of the xylA transcripts were measured in B. stearothermophilus.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제10권
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• pp.125-135
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• 1992

Xylose 오페론의 조절기구(調節機構)를 밝히고 xyl 유전자(遺傳子)를 가진 재조합유전자(再組合遺傳子)들의 수용세포(受容細胞)로 사용(使用)하기 위해 대장균(大腸菌)에 NTG를 처리(處理)하여 xylose를 이용(利用)할 수 없는 xyl 변이주(變異株)를 최종(最終) 9주(株) 선발(選拔)하였다. MC-Xyl 한천평판배지(寒天平板培地)에서 백색(白色) 콜로니로 분리(分離)된 xyl 변이주(變異株)들은 모두 LB와 DM-Glc 배지(培地)에서는 친주(親株)인 E. coli JM109와 동일(同一)하게 자랐으나, DM-Xyl 배지(培地)에서는 생육(生育)하지 못했다. 그러나 xyl 유전자(遺傳子) 전체(全體)를 가진 pBX1으로 형질변형(形質變形)시킨 결과(結果) 모두MC-Xyl 한천평판배지(寒天平板培地)에서는 적색(赤色) 콜로니를 나타내고 xylose isomerase 활성(活性)도 친주(親株)와 유사(類似)하게 되살아 났다. 이들의 부귀(復歸) 돌연변이빈도(突然變異頻度)는 $10^{-8}{\sim}10^{-11}$ 이하(以下)로 유전적(遺傳的)으로 안정(安定)되었다. 분리(分離)된 xyl 변이주(變異株)와 그들의 형질전환주(形質轉換株)에 대하여 MC-Xyl과 MC-Xylu 한천평판배지(寒天平板培地)에서 콜로니의 색(色)을 관찰(觀察)하였고 xylose isomerase와 xylulokinase의 활성(活性)을 측정(測定)하여 다시 xylT 변이주(變異株) 3주(株)(DH13, DH121, DH125) xylA 변이주(變異株) 1주(株)(DH77), xylB 변이주(變異株) 1주(株)(DH43) 그리고 xylose 존재하(存在下)에서 이들 효소(酵素)들의 생성(生成)을 조절(調節)하는 xylR 변이주(變異株) 3주(株)(DH10, DH53, DH60), 마지막으로 xylR, A 유전자부위(遺傳子部位)에 변이(變異)가 일어난 것(DH35)으로 최종선별(最終選別)하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권5호
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• pp.946-949
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• 2010

The effects of two different sugars (glucose and xylose) on the expression levels and patterns of the xylose reductase (xyl1), xylitol dehydrogenase (xyl2), and xylulokinase (xyl3) genes were analyzed using Pichia stipitis. A significant increase in mRNA levels of xyl1 was observed after 6 h growth in culture conditions using xylose as a sole carbon source, but expressions of the three genes were not influenced by normal culture media with glucose. In addition, expressions of xyl2 and xyl3 were not observed during the entire culture period during which xylose was added. It also was found that the expression level of xyl1 increased as a function of the xylose concentration (40, 60, and 80 g/l) used in this study, indicating that xyl1 expression sensitively responded to xylose in the culture media. Although the induced level of xyl2 increased slightly after 48 h in the xylose-supplemented culture conditions, the expression of xyl2 was not observed in the xylitol-supplemented culture conditions. Finally, considering the expression of each gene in response to glucose or xylose, the absolute expression levels of the three genes indicate that xyl1 is induced primarily by exposure to xylose.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권5호
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• pp.837-844
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• 2008

Glucose (xylose) isomerases from Streptomyces sp. have been used for the production of high fructose corn syrup for industrial purposes. An 11-kb DNA fragment containing the xyl gene cluster was isolated from Streptomyces lividans TK24 and its nucleotide sequences were analyzed. It was found that the xyl gene cluster contained a putative transcriptional repressor (xylR), xylulokinase (xylB), and xylose isomerase (xylA) genes. The transcriptional directions of the xylB and xylA genes were divergent, which is consistent to those found in other streptomycetes. A gene encoding XylR was located downstream of the xylB gene in the same direction, and its mutant strain produced xylose isomerase regardless of xylose in the media. The enzyme expression level in the mutant was 4.6 times higher than that in the parent strain under xylose-induced condition. Even in the absence of xylose, the mutant strain produce over 60% of enzyme compared with the xylose-induced condition. Gel mobility shift assay showed that XylR was able to bind to the putative xyl promoter, and its binding was inhibited by the addition of xylose in vitro. This result suggested that XylR acts as a repressor in the S. lividans xylose operon.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1403-1409
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• 2017

본 연구에서는 lignocellulosic biomass (xylose)의 부가가치를 높이고 효율적인 활용을 위해 xylitol dehydrogenase를 Saccharomyces cerevisiae 숙주세포에서 분비 생산하고자 하였다. 먼저 S. cerevisiae와 Pichia stipitis유래 XYL2 유전자(S.XYL2 and P.XYL2 gene)의 발현 시스템을 구축하기 위하여 GAL10 promoter와 ADH1 promoter 하류에 각각 mating factor ${\alpha}$ ($MF{\alpha}$) signal sequence와 XYL2유전자를 가진 $pGMF{\alpha}-S.XYL2$, $pGMF{\alpha}-P.XYL2$, $pAMF{\alpha}-S.XYL2$와 $pAMF{\alpha}-P.XYL2$ plasmid를 구축하였다. 각각의 plasmid는 S. cerevisiae $SEY2102{\Delta}trp1$ 균주에 형질전환되었고, 생산된 xylitol dehydrogenase의 활성을 조사해 본 결과, GAL10 promoter가 ADH1 promoter보다 XYL2유전자의 발현에 더욱 적합함을 확인 할 수 있었다. 또한 P. stipitis 유래의 xylitol dehydrogenase 효소 활성이 S. cerevisiae 유래의 효소 활성보다 2배 이상 더 높았으며, 활성의 증가를 위해 두 유전자 모두 cofactor로 $NAD^+$에 의존한다는 것을 확인하였다. 재조합 유전자가 가지는 분비서열에 의해 $SEY2102{\Delta}trp1/pGMF{\alpha}-P.XYL2$ 균주에서 xylitol dehydrogenase의 약 77%는 periplasmic space로 분비 발현되었음을 알 수 있었다. 또한 재조합 xylitol dehydrogenase의 효율적인 생산을 위해 탄소원의 영향을 조사해본 결과, glucose 단독보다 glucose와 xylose를 혼합 배양한 경우에서 효소활성이 최대 41% 정도 증가되었음을 확인 할 수 있었다. 본 연구에서 최적화한 발현 시스템 및 배양 조건은 xylose 뿐만 아니라 다양한 biomass를 이용한 유용물질 생산을 위한 관련 단백질의 발현 분비시스템 구축 및 대량생산에도 응용될 수 있을 것이라 생각된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권6호
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• pp.443-448
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• 1996

xylA 유전자의 프로모터상에서 조절양상을 조사하기 위하여 xylA 유전자의 프로모터(Pxyl)와 lacZ 유전자를 연결한 Pxyl-lacZ 융합 유전자를 제작하여 xylose에 의한 ${\beta}-galactosidase$ 생산의 조절양식을 조사하였다. xylA 프로모터 부위를 분리하여 lac 프로모터가 없는 고복제수의 lac 오페론 백터인 pMC1403에 클로닝시켜 pMCX191을 제작하여 reading frame에 변화가 없는 Pxyl-lacZ 융합 유전자를 만들었으며 이 벡터에서 Pxyl-lacZ 단편을 분리한 후 저복제수 벡터인 pLG339에 클로닝시켜 pLGX191을 제작하였다. 상기 플라스미드들을 xylA 변이주인 DH77에 형질전환시켜 Pxyl-lacZ 융합 유전자에서 ${\beta}-galactosidase$의 발현조절을 조사한 결과 xylose 농도에 따른 유도, glucose에 의한 발현억제 및 cAMP에 의한 억제해제 양상 등이 염색체상의xylA 유전자의 발현조절과 같은 경향을 나타내었다. pMCX191과 pLGX191을 이용하여 유전자 투여 량 효과를 본 결과도 복제수에 따른 차이가 크지 않았다. xylA 프로모터 부위내 조절영역를 추정하기 위해 구조유전자 상류 -209 bp를 포함한 xylA 유전자를 pUC19에 클로닝시킨 pUX30에서 프로모터 부위가 부분결손된 벡터들을 제작하여 결손부위의 염기서열을 확인하였다. 이들 부분결손 xylA 프로모터를 가진 xylA 유전자에서 xylose isomerase의 발현을 조사한 결과, 번역 개시점에서 -166 bp 이상의 영역을 결손시킨 pUX31과 pUX32의 경우pUX30과 비슷한 발현 양상을 보인 반면 -120 bp 이상의 영역을 결손시킨 pUX33과 pUX34에서는 모벡터에 비해 약 30% 수준의 발현을 보였다. 또한 pUX33과 pUX34에서는 xylose 유도시 cAMP에 의한 발현 촉진효과도 볼 수 없었다. -59 bp 이상의 부위가 결손된 pUX35의 경우에는 전혀 xylA 유전자의 발현이 일어나지 않았다. 이러한 결과로 볼때 xylA 프로모터내의 조절부위는 -165 bp에서 -59 bp 사이에 존재하는 것으로 추정되었다.

• Animal Bioscience
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• 제36권12호
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• pp.1869-1879
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• 2023

Objective: This study was to evaluate the effects of individual or combinational use of phytase, protease, and xylanase on total tract digestibility of corn, soybean meal, and distillers dried grains with soluble (DDGS) fed to pigs. Methods: Each experiment had four 4×4 Latin squares using 16 barrows. Each period had 5-d adaptation and 3-d collection. All experiments had: CON (no enzyme); Phy (CON+phytase); Xyl (CON+xylanase); Pro (CON+protease); Phy+Xyl; Phy+Pro, Xyl+Pro, Phy+Xyl+Pro. Each Latin square had 'CON, Phy, Xyl, and Phy+Xyl'; 'CON, Phy, Pro, and Phy+Pro'; 'CON, Pro, Xyl, and Xyl+Pro'; and 'Phy+Xyl, Phy+Pro, Xyl+Pro, Phy+Xyl+Pro'. Results: The digestible energy (DE), metabolizable energy (ME), and nitrogen retention (NR) of corn were not affected by enzymes but the apparent total tract digestibility (ATTD) of phosphorus (P) was improved (p<0.01) by Phy. The DE and ATTD dry matter (DM) in soybean meal were increased (p<0.05) by Phy+Pro and the ATTD P was improved (p<0.01) by Phy, Phy+Pro, and Phy+Xyl. The DE, ME, and ATTD DM in DDGS were improved (p<0.05) by Phy+Xyl and the ATTD P was improved (p<0.01) by Phy, Phy+Pro, and Phy+Xyl. Conclusion: Phytase individually or in combination with xylanase and protease improved the Ca and P digestibility of corn, soybean meal, and DDGS, from the hydrolysis of phytic acid. The supplementation of protease was more effective when combined with phytase and xylanase in the soybean meal and DDGS possibly due to a higher protein content in these feedstuffs. Xylanase was more effective in DDGS diets due to the elevated levels of non-starch polysaccharides in these feedstuffs. However, when xylanase was combined with phytase, it demonstrated a higher efficacy improving the nutrient digestibility of pigs. Overall, combinational uses of feed enzymes can be more efficient for nutrient utilization in soybean meal and DDGS than single enzymes.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제53권1호
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• pp.1-7
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• 2010

xylA 프로모터는 대장균의 xylose 대사에 관여하는 xylose 오페론 상의 중요한 프로모터이다. 이 프로모터는 xylose에 의해 강하게 조절을 받는다고 알려져 있다. 이러한 특징은 새로운 발현 백터를 구축하는데 충분한 조건을 갖추고 있다고 생각된다. 본 연구에서는 이러한 xylose에 의해 유도 되는 발현벡터를 구축하기 위하여 600 bp의 xylA 프로모터를 증폭하여 pUC18의 AatII와 HindIII 사이에 삽입하여 pXA600을 구축하였다. 또한 조절단백질인 XylR의 영향을 조사하기 위하여 xylR 유전자를 삽입하여 pXAR600을 구축하였다. 발현의 강도를 측정하기 위하여 3,048 bp의 lacZ유전자를 xylA 프로모터의 하류에 연결하여 pXA600-lacZ와 pXAR600-lacZ를 구축하고 대장균 JM109에 형질전환시켰다. 구축된 pXA600-lacZ와 pXAR600-lacZ는 LB 배지에서 배양하였을 때 xylose 유도하에서 각각 1,641 unit와 2,304 unit의 $\beta$-galactosidase 활성을 보였으며, DM 배지상에서 배양했을 때 xylose 유도 시 각각 6,282 unit와 9,320 unit의 $\beta$-galactosidase 활성을 보였다. 또한 왜래 유전자의 발현 가능성을 확인하기 위하여 S. thermocyaneoviolaceus의 내열성 xylanase를 코딩하는 xynA 유전자를 실제로 구축된 pXA600과 pXAR600에서 발현을 확인하여 pXA600 및 pXAR600이 새로운 xylose 유도성 발현벡터로서의 사용 가능성을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권6호
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• pp.1002-1010
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• 2001

The D-xylose operon in Escherichia coli is known to be regulated by a transcriptional activator protein, XyIR, which is responsible for the expression of both xylAB and xylFGH gene clusters. The XyIR was purified to homogeneity by using the maltose binding protein fusion expression and purification systems involving two chromatography steps. The purified XyIR protein was composed of two subunits of 45 kDa, which was determined by both sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis and gel filtration. The purified XyIR was specifically bounded to the xylA promoter, regardless of adding xylose to the reaction mixture, but binding of XylR was specifically bounded to the xylA promoter, regardless of adding xylose to the reaction mixture, but binding of XylR to the xylA promoter was enhanced by adding xylose. The enhanced binding ability of XyIR in the presence of xylose was not diminished by adding glucose. The presumed XyIR binding site is located between 120 bp to 100 bp upstream the xylA initiation codon.