• KSBB Journal
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• 제10권1호
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• pp.38-45
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• 1995

Aspergillus oryzae에서 A. nidulans의 glyceral d dehyde-3-phosphate dehydrogenase (gpdA)와 trpC, prmoter의 발현 능력 을 E. coli lacZ gene fusion을 이용하여 비교.분석하였다. A. oryzae 내에서 발현된 E. coli $\beta$galactosidase의 specific activIty를 조사하여 본 결과, gpdA promoter를 가지는 transformant들 에서는 2,000unit/ug of protem 정도의 activity를 보이는 반면, trpC, promater를 가지고 있는 transformant들에서는 10.5~52.3unit/ug of protein 정도의 activity를 보였다. 이 결과로부터 A. oryzae 내에서 A. nidulans의 gpdA promoter가 trpC, promoter에 비해 70 배 정도 더 강한 발현 능력을 보이고 있음을 알 수 있다. Western blot 분석에서도 gpdA promoter를 가지고 있는 transf ormant에서 더 많은 E. coli $\beta$-galactosidase가 발현된 것 을 보여 주고 있다. 또한 southern blot 분석에서는 이러한 강한 발현이 transform된 plasmid의 copy number와 상관 없음을 보여주고 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권6호
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• pp.915-921
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• 2001

Phytase improves the bioavailability of phytate phosphorus in plant foods to humans and animals, and reduces the phosphorus pollution of animal waste. In order to express a high level of fungal phytase in Saccharomyces cerevisiae, various expression vectors were constructed with different combinations of promoters, translation enhancers, signal peptides, and terminator. Three different promoters fused to the phytase gene (phyA) from Aspergillus niger were tested: a galactokinase (GAL1) promoter, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GPD) promoter, and yeast hybrid ADH2-GPD promoter consisting of alcohol dehydrogenase II (ADH2) and a GPD promoter. The signal peptides of phytase, glucose oxidase (GO), and rice amylase 1A(RAmy1A) were included. Plus, the translation enhancers of the ${\Omega}$ sequence and UTR70 from the tobacco mosaic virus (TMV) and spinach, respectively, were also tested. Among the recombinant vectors, pGphyA06 containing the GPD promoter, the ${\Omega}$ sequence, RAmy1A, and GAL7 terminator expressed the highest phytase activity in a culture filtrate, which was estimated at 20 IU/ml. An intracellular localization of the expressed phytase activity in a culture filtrate, which was estimated at 20 IU/ml. An intracellular localization of the expressed phytase was also performed by inserting an endoplasmic reticulum (ER) retention signal, KDEL sequence, into the C-terminus of the phytase within the vector pHphyA-6. It appeared that the KDEL sequence directed most of the early expression of phytase into the intracellular compartment yet more than $60\%$ of the total phytase activity was still retained within the cell even after the prolonged (>3 days) incubation of the transformant. However, the intracellular enzyme activity of the transformant without a KDEL sequence was as high as that of the extracellular one, thereby strongly suggesting that the secretion of phytase in S. cerevisiae appeared to be the rate-limiting step for the expression of a large amount of extracellular recombinant phytase, when compared with other yeasts.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권9호
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• pp.1528-1531
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• 2015

Sclerotia of Wolfiporia cocos are of medicinal and culinary value. The genes and molecular mechanisms involved in W. cocos sclerotial formation are poorly investigated because of the lack of a suitable and reproducible transformation system for W. cocos. In this study, a PEG/CaCl₂-mediated genetic transformation system for W. cocos was developed. The promoter P_gpd from Ganoderma lucidum effectively drove expression of the hygromycin B phosphotransferase gene in W. cocos, and approximately 30 transformants were obtained per 10 μg DNA when the protoplast suspension density was 10⁶ protoplasts/ml. However, no transformants were obtained under the regulation of the PtrpC promoter from Aspergillus nidulans.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제61권1호
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• pp.83-91
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• 2018

박테리아와 진균의 유전체 정보 탐색을 통하여 이차대사 생합성을 지정하는 다수의 잠재 유전자군을 찾을 수 있으며, 유전체 정보를 기반으로 특정 유전자의 발현을 활성화하여 잠재 유전자군의 생성물을 추론하고, 해당 물질의 생물학적 기능을 연구하는 것이 가능하다. 동아시아 지역에서 잘 알려진 식용 사상진균 홍국에 대하여 몇 몇 유전체 정보가 공개되어있으며, 본 연구에서는 Monascus purpureus ${\Delta}MpPKS5$ 균주에서 polyketide synthase-nonribosomal peptide synthase 유전자 Mpfus1 상단에 Aspergillus gpdA 프로모터를 삽입하는 방식으로 이 유전자의 발현을 활성화하였다. Mpfus1 유전자군은 2-pyrrolidone/conjugated polyene 구조를 갖는 물질의 생합성 유전자군들과 높은 유사성을 보이며, 이들 화합물 그룹에서 진균 독소인 fusarin이 잘 알려져 있다. ${\Delta}MpPKS5$ 균주는 홍국 azaphilone 색소 생산 능력이 소실된 균주이며 색소 및 자외선 흡수 특성을 보이는 화합물들의 동정에 적절한 균주이다. Mpfus1 활성화는 균사체가 노란색을 띠도록 유도하며, 균사체의 methanol 추출액은 365 nm에서 최대 흡광도를 보임을 확인할 수 있었다. 해당 추출액의 HPLC 분석을 통하여 다수의 화합물들이 포함되어 있음을 확인할 수 있었으며 이를 통하여 MpFus1 효소의 생성물이 대사적, 화학적으로 불안정함을 추론할 수 있다. Mpfus1 활성화 균주 추출물을 LC-MS로 분석하여 MpFus1 생성물의 구조를 유추하여 Mpfus1 유전자군이 fusarin의 탈메틸 유사체 생합성을 지정하는 것으로 제안할 수 있었다. 본 연구는 홍국 균주에서 유전체 기반-미지 화합물 발굴 연구의 예를 제시하고 홍국 균주에서 새로운 생리활성의 동정 가능성을 시사하여 준다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권2호
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• pp.196-205
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• 2020

In this study, the acidic lipase from Aspergillus niger (ANL) was homologously expressed in A. niger. The expression of ANL was significantly improved by the expression of the native ANL with the introns, the addition of the Kozak sequence and the optimization of the signal sequences. When the cDNA sequence of ANL fused with the glaA signal was expressed under the gpdA promoter in A. niger, no lipase activity could be detected. We then tried to improve the expression by using the full-length ANL gene containing three introns, and the lipase activity in the supernatant reached 75.80 U/ml, probably as a result of a more stable mRNA structure. The expression was further improved to 100.60 U/ml by introducing a Kozak sequence around the start codon due to a higher translation efficiency. Finally, the effects of three signal sequences including the cbhI signal, the ANL signal and the glaA signal on the lipase expression were evaluated. The transformant with the cbhI signal showed the highest lipase activity (314.67 U/ml), which was 1.90-fold and 3.13-fold higher than those with the ANL signal and the glaA signal, respectively. The acidic lipase was characterized and its highest activity was detected at pH 3.0 and a temperature of 45℃. These results provided promising strategies for the production of the acidic lipase from A. niger.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권6호
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• pp.576-581
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• 2005

Phytase improves the bioavailability of phytate phosphorus in plant foods to humans and animals, and reduces the phosphorus pollution of animal waste. We have engineered the cell surface of the yeast. Saccharomyces cerevisiae, by anchoring active fungal phytase on its cell wall, in order to apply it as a dietary supplement containing bioconversional functions in animal foods and a whole cell bio-catalyst for the treatment of waste. The phytase gene (phyA) of Aspergillus niger with a signal peptide of rice amylase 1A (Ramy1A) was fused with the gene encoding the C-terminal half (320 amino acid residues from the C-terminus) of yeast ${\alpha}-agglutinin$, a protein which is involved in mating and is covalently anchored to the cell wall. The resulting fusion construct was introduced into S. cerevisiae and expressed under the control of the constitutive glyceraldehydes-3-phosphate dehydrogenase (GPD) promoter. Phytase plate assay revealed that the surface-engineered cell exhibited a catalytically active opaque zone which was restricted to the margin of the colony. Additionally, the phytase activity was detected in the cell fraction, but was not detected in the culture medium when it was grown in liquid. These results indicate that the phytase was successfully anchored to the cell surface of yeast and was displayed as its active form. The amount of recombinant phytase on the surface of yeast cells was estimated to be 16,000 molecules per cell.

• KSBB Journal
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• 제23권6호
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• pp.519-524
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• 2008

Monacolin-K는 Monascus sp.로부터 polyketide pathway를 통해 생합성 되는 이차대사산물로써 강력한 콜레스테롤 저하제로 알려져 있다. 본 연구에서는 monacolin-K의 생합성 경로에 대한 이해에 근거한 지속적인 rational screening을 통해 monacolin-K의 생산성을 향상시킬 수 있었는데 그 중에서 특히 monacolin-K 생합성에 관련된 전구체를 최적화된 생산배지에 첨가함으로써 monacolin-K 생산성이 대조군에 비해 눈에 띠게 증가하는 결과를 확인하였다. 황의 동화작용에서 cysteine이 여러 단계를 거쳐 S-adenosylmethionine (SAM)으로 전환된다는 연구결과와 더불어, SAM은 다양한 세포내에서 주된 methyl donor 역할을 하므로 monacolin-K 구조에 포함되어있는 많은 methyl기 역시 SAM으로부터 유래한다고 알려져 있다. 따라서 첨가한 cysteine이 SAM을 생합성하는데 이용된 것으로 보고 SAM을 생산균주 내에서 고농도로 생산한다면 monacolin-K 생산성이 증가할 것이라 기대하였다. 따라서 여러 균주에서 보고된 SAM synthetase 유전자를 cloning하여 생산균주 내로 도입함으로써 생산균주가 cysteine의 별도첨가 없이도 세포내에서 SAM을 고농도로 생산하도록 하여 monacolin-K의 생산성 향상을 꾀하고자 하였다. 이를 위해 염기서열이 밝혀진 균사형성 곰팡이인 Aspergillus nidulans로부터 SAM synthetase를 암호화하는 metK 유전자를 cloning하고 Monascus 유래의 gpdA promoter에 의해 발현되도록 하는 재조합 발현벡터 pBMmetK를 제작하였고 이를 생산균주 내로 도입하여 형질전환체와 대조군의 monacolin-K 생산성을 확인한 결과, 대조군에 비해 형질전환체에서 Monacolin-K 생산성이 약 3.3배가량 증가한 것을 관찰하였다. 이는 metK 유전자가 생산균주의 DNA 내로 삽입되어 안정적으로 발현됨으로써 세포내에서 많은 methyl 기를 제공함으로써 monacolin-K 생산성이 향상된 것으로 판단되며, 현재는 분자적 수준에서 이러한 형질전환체 내에서 metK 유전자의 발현 정도를 확인하는 중이다.