• 제목/요약/키워드: ${\beta}$-glucuronidase (gus)

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Cloning and Expression of $\beta$-Glucuronidase from Lactobacillus brevis in E. coli and Application in Bioconversion of Baicalin and Wogonoside

  • Kim, Hyun-Sung;Kim, Jin-Yong;Park, Myeong-Soo;Zheng, Hua;Ji, Geun-Eog
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제19권12호
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    • pp.1650-1655
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    • 2009
  • The $\beta$-glucuronidase (GUS) gene from Lactobacillus brevis RO1 was cloned and expressed in Escherichia coli GMS407. The GUS gene was composed of 1,812 bp, encoding a 603-amino-acid protein belonging to glycosyl hydrolase family 2 with three conserved domains. The amino acid similarity was higher than 70% with the $\beta$-glucuronidases of various microorganisms, yet less than 58% with the $\beta$-glucuronidase of L. gasseri ADH. Overexpression and purification of the GUS was performed in $\beta$-glucuronidase-deficient E. coli GMS407. The purified GUS protein was 71 kDa and showed 1,284 U/mg of specific activity at optimum conditions of pH 5.0 and $37^{\circ}C$. At $37^{\circ}C$, the GUS remained stable for 80 min at pH values ranging from 5.0 to 8.0. The purified enzyme exhibited a half-life of 1 h at $60^{\circ}C$ and more than 2 h at $50^{\circ}C$. When the purified GUS was applied to transform baicalin and wogonoside into their corresponding aglycones, $150\;{\mu}M$ of baicalin and $125\;{\mu}M$ of wogonoside were completely transformed into baicalein and wogonin, respectively, within 3 h.

유전자 도입에 의한 식물세포의 형질전환 : 옥수수 알코올 탈수소효소 유전자의 절단된 인트론 및 ${\beta}-Glucuronidase$ 유전자를 함유하는 키메라 유전자의 제조와 감자에서의 발현 (Transformation of Plant Cells by Gene Transfer : Construction of a Chimeric Gene Containing Deleted Maize Alcohol Dehydrogenase Intron and ${\beta}-Glucuronidase$ Gene and Its Expression in Potato)

  • 이광웅
    • Journal of Plant Biology
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    • 제35권3호
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    • pp.237-245
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    • 1992
  • 감자 (Solanum tuberosum L. cv. Superior)에서 cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter의 발현 양상 및 외래 유전자의 발현에 미치는 intron fragment의 효과를 조사하기 위하여 옥수수의 alcohol dehydrogenase 1-S (Adh1-S) intron 1의 249 base pairs 와 ${\beta}-glucuronidase$ (GUS) 유전자를 결합한, CaMV 35S/deleted Adh1 intron-GUS 구조의 유전자 전달벡터를 제조하고 이를 Agrobacterium tumefaciens를 매개로 형질전환을 유도하였다. 유전자 전달벡터인 pLS201는 17.7 kilobase pairs로서 형질전환의 초기 선별에 용이한 kanamycin 저항성 유전자와 GUS 유전자를 갖는 구조로 제조되었다. 형질전환된 개체의 조직화학적 분석 결과 CaMV 35S promoter에 의한 GUS 유전자는 모든 기관에서 발현되었고, 줄기 및 뿌리에서는 세포분열이 활발한 유관속 형성층을 중심으로 강한 발현을 나타내었다. GUS 유전자의 발현에 미치는 intron fragment의 효과를 조사하기 위하여 CaMV 35S/GUS 구조의 plasmid (pBI121)를 형질전환된 개체를 대조구하여 GUS 활성을 조사한 결과 pLS201의 잎, 줄기, 뿌리에서 각각 30, 34, 42배 높은 활성을 보여, 옥수수 탈수소 효소 유전자의 절단된 인트론이 GUS 유전자의 발현을 증가시킴을 알 수 있었다.

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Particle Bombardment에 의한 고구마의 형질전환 (Genetic Transformation of Sweet Potato by Particle Bombardment)

  • 민성란;정원중;이영복;유장렬
    • 식물조직배양학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.329-333
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    • 1998
  • Escherichia coli의 $\beta$-glucuronidase (GUS) 유전자를 고구마의 배발생세포괴에 particle bombardment로 도입하여 재분화 식물체에 발현시켰다. CaMV35S-GUS 융합유전자와 선발표지로서 neomycin phosphotransferase유전자가 들어있는 binary 운반체 pBI121 DNA를 텅스텐 입자로 코팅하여 정단분열 조직 유래의 배발생 세포괴에 bombarding하였다. Bombarding된 세포괴를 1mg/L 2,4-D와 100mg/L kanamycin이 첨가된 MS 배지로 옮겨 한달 간격으로 6개월동안 계대배양하였다. Kanamycin 저항성 캘러스를 0.03mg/L 2iP, 0.03 mg/L ABA 및 50 mg/L kanamycin이 들어있는 MS 배지로 옮겨 체세포배를 유도하였고, kanamycin이 첨가되지 않은 MS 기본배지에서 식물체로 발달시켰다. 토양에서 생육중인 6개체의 식물을 대상으로 PCR과 northern분석을 수행한 결과 GUS 유전자가 식물체 genome에 안정적으로 도입, 발현되었음이 확인되었다. 조직화학적 분석으로 GUS 유전자가 형질전환 식물체에서 발현됨을 밝혔다.

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Agrobacterium에 의한 더덕의 형질전환과 식물체 재분화 (Genetic Transformation and Plant Regeneration of Codonopsis lanceolata Using Agrobacterium)

  • 최필선;김윤성;유장렬;소웅영
    • 식물조직배양학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.315-318
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    • 1994
  • CaMV35S promoter-$\beta$-glucuronidase (GUS) 유전자와 선발 표지로서 neomycin phosphotransferase 유전자를 가진 pBI121 binary 벡터를 도입한 Agrobacterium turmfaciens LAB4404와 더덕 유식물체의 자엽 절편을 1 mg/L BA가 첨가된 MS 배지에서 48시간 동안 공동배양한 후 1 mg/L BA, 250 mg/L carbenicillin 100 mg/L kanamycin sulfate을 첨가한 고체배지에 옮겨 명조건에서 배양하였다. 배양 2주 후 절편의 절단면 부근으로부터 수많은 부정아가 형성되기 시작하였다. 이들 부정아의 GUS 활성을 조사한 결과 15%가 양성반응을 나타내었다. 배양 6주 후 절편이 형성한 수많은 부정아로부터 56.7% 빈도로 shoot이 발달하였다. 이들 shoot은 기본배지에 옮겨서 4주 경과되었을 때 대부분 발근하였으며, 재분화된 개체는 토양에 이식하였다. Southem 분석결과 GUS양성을 보인 재분화 개체의 게놈 DNA에 GUS 유전자가 삽입되었음이 확인되었다.

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Agrobacterium tumefaciens를 이용한 완두(Pisum sativum L.)의 형질전환 (Transformation of Pisum sativum L. var sparkle: A Non Tissue Culture Method)

  • 최홍집;박순기;윤용휘;김달웅
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제11권
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    • pp.11-17
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    • 1993
  • 완두에 있어서 보다 효율적인 형질전환 방법을 모색하고 형질전환된 개체를 얻고자 본 실험을 수행하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 형질전환은 발아중인 완두의 생장점(shoot tip)을 제거한 다음 T-DNA내에 GUS gene과 neomycin phosphotransferase II gene이 들어있는 binary vector를 가진 Agrobacterium tumefaciens를 생장점을 제거한 부위에 감염시켰다. 감염 후 새로 형성된 shoot는 개체당 4~5개였으며, 그중 GUS유전자가 발현하는 shoot만을 정상적인 식물체로 분화 시켰다. 감염부위에서 형성된 shoot에서의 GUS유전자의 발현빈도는 10%내외였다. 이들 개체로 부터 genomic DNA를 분리하여 Dot blot hybridization분석 결과 T-DNA가 식물체 내에 존재함을 알 수 있었고, 수확한 종자를 발아시켜 Sorthern blot hybridization한 결과 T-DNA가 다음세대로 전달되었음이 확인되었으며 형질전환율은 2%이내였다.

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Direct Regeneration of Transgenic Buckwheat from Hypocotyl Segment by Agrobacterium-mediated Transformation

  • Kim, Hyun-Soon;Kang, Hyeon-Jung;Lee, Young-Tae;Lee, Seung-Yeob;Ko, Jeong-Ae;Rha, Eui-Shik
    • 한국작물학회지
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    • 제46권5호
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    • pp.375-379
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    • 2001
  • Transgenic plants from hypocotyl segments of buckwheat were produced with the Agrobacterium strain LBA4404 harboring the binary vector pBI121 containing chimeric genes of neomycin phosphotransferase II (npt II) and $\beta$-glucuronidase (gus). Two weeks after co-cultivation with Agrobacterium, most of the hypocotyl segments gradually became brown and died on the selection medium containing 100mg/$\ell$ of kanamycin. Plants regenerated from the hypocotyl explants grown on selection medium were GUS-positive in the leaf, stem and vascular tissues by histochemical assay, and varied in gus activity (440-2568 pmol, 4-MU/mg protein) by fluorimetry. The plants showing GUS activity were confirmed of containing GUS and NPT-II genes by polymerase chain reaction (PCR). Within 3 months, transgenic buckwheat plants were able to obtained from the hypocotyl segments.

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Production of Transgenic Petunia hybrida cv. Rosanpion Using Agrobacterium-mediated Transformation

  • Ko, Jeong-Ae;Kim, Young-Sook;Kim, Myung-Jun;Kim, Hyun-Soon
    • Plant Resources
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    • 제4권1호
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    • pp.36-40
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    • 2001
  • Transgenic Petunia hybrida cv. Rosanpion was produced by Agrobactepium tumefaciens LBA4404 harboring a binary vector pBI 121 containing $\beta$-glucuronidase (gus) and neomycin phosphotransferase (nptII). For genetic transformation, leaf discs were precultured on MS medium supplemented with 0.5 mg/L NAA and 1.0 mg/L BA (MNB) for 2 days and cocultured for 15 mins with A. tumefaciens. For selection of transformant, leaf discs were transferred to fresh MNB containing 50 mg/L kanamycin and 500 mg/L cefotaxime. Eighteen plants were regenerated and four were confirmed by PCR for detection of gus and nptII gene integrated into the nuclear genome of petunia ‘Rosanpion’. Using this transformation system, we expect that transgenic petunia ‘Rosanpion’ incorporating a useful gene can be produced.

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벼 종자 유래 배에서 외래유전자의 도입과 발현 (Uptake and Expression of Foreign Genes Using Seed-Derived Embryos of Rice)

  • 정구흥
    • Journal of Plant Biology
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    • 제37권1호
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    • pp.77-83
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    • 1994
  • 종자를 자연건조시킨 상태에서 ${\beta}-glucuronidase$ (GUS) 유전자와 hygromycin phosphotransferase (HPT) 유전자를 가진 plasmid DNA 용액을 imbibition시켰다. GUS 유전자의 경우 품종, vector의 종류, imbibition의 온도에 따라 표지유전자의 발현율에 차이가 있었으며 약 30-50%의 transient expression을 나타내었다. Hygromycin B (HmB)배지에서 선별된 개체의 genomic DNA를 뽑아 외부유전자의 존재를 dot 분석을 통하여 확인하였다. Inverse polymerase chain reaction 결과 만들어지는 생성물을 cloning하고 sequencing한 결과 CaMV35S promoter sequence를 찾았다. Hygromycin이 첨가된 배지에서 선별된 개체들에서 GUS 유전자의 primer를 이용하여 PCR를 수행한 결과 20개체 중 18개체에서 GUS 유전자가 안정되게 존재하여 HmB 배지에서 GUS 유전자의 존재비율은 90%였다. 본 연구의 결과로부터 두 개의 유전자를 소유한 pYJH vector system이 고등식물의 형질전환에 유용하게 이용될 수 있음을 알 수 있었다.

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Expression of gus and gfp Genes in Ggrlic (Allium sativum L.) Cells Following Particle Bombardment Transformation

  • Lacorte, Cristiano;Barros, Daniella
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제2권3호
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    • pp.135-142
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    • 2000
  • The activity of promoter sequences was evaluated in garlic cells using the $\beta$-glucuronidase (GUS) gene as a reporter. Histochemical GUS assay indicated transient GUS activity in leaf, callus and root cells 48 hours after particle bombardment transformation. Quantitative fluorometric assays in extracts of transformed leaves demonstrated that the CsVMV promoter induced the highest level of gene expression, which was, on average, ten fold the level induced by CaMV35S and by the Arabidopsis Act2 promoters and two fold the level expression observed with a construct containing a double CaMV35S plus the untranslated leader sequence from AMV. No activity or very low levels were observed when cells were transformed with plasmids rontaining the typical monocot promoters, Actl, from rice or the Ubi-1, from maize. The green fluorescent protein (GFP) was also tested as a marker gene for garlic transformation. Intense fluorescence was observed in leaf, callus and root cells transformed with a construct containing the gfp gene under control of the CaMV35 Promoter. No fluorescence was detected when the gfp was under control of the Ubi-1 promoter.

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