• 제목/요약/키워드: C-N hydrolase

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대장균에서 Bacillus subtilis의 Mannanase 유전자 과잉발현 (High-Level Expression of A Bacillus subtilis Mannanase Gene in Escherichia coli.)

  • 권민아;손지영;윤기홍
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.212-217
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    • 2004
  • Glycosyl hydrolase family 26에 속하는 Bacillus subtilis WL-7 mannanase를 코드하는 유전자를 대장균에서 과잉 발현하였다. 아미노 말단의 signal peptide를 포함하거나 포함하지 않은 mannanase 유전자를 각각 pET24a(+)에 도입하여 재조합 플라스미드 pETMAN과 pENS7를 제조하였다. 이들 플라스미드를 함유하는 Escherichia coli BL21(DE3)에서 mannanase를 발현시킨 결과 signal peptide가 제거된 mannanase유전자의 발현량이 매우 높았다. 그러나 배양온도 $37^{\circ}C$에서 pENS7를 함유한 재조합 대장균에서 과잉 발현된 mannanase는 대부분이 불활성 형태로 존재하였으며, 배양온도를 $31^{\circ}C$이하로 하였을 때 수용화 형태의 효소량이 증가하면서 효소활성이 높아졌다. IPTG에 의해 발현된 재조합 대장균의 균체파쇄 상등액 중에 존재하는 mannanase 활성은 배양온도 $25^{\circ}C$~28$^{\circ}C$에서 가장 높았으며, 전체 단백질량을 기준으로 볼 때는 배양온도 $31^{\circ}C$에서 비활성이 가장 높은 것으로 확인되었다.

Structural and Functional Importance of Two Glutamate Residues, Glu47 and Glu146, Conserved in N-Carbamyl D-Amino Acid Amodohydrolases

  • Oh, Ki-Hoon;Kim, Geun-Joong;Park, Joo-Ho;Kim, Hak-Sung
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제11권1호
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    • pp.29-34
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    • 2001
  • The mutant enzymes of N-carbamyl-D-amino aicd amidohydrolase (N-carbamylase) from Agrobacterium radiobacter NRRL B11291, showing a negligible activity, were selected from the library generated by random mutagenesis. From the sequence analysis, these mutants were found to contain the amino acids substitutions at Cys172, Glu47, and Glu146. Previously, Cys172 was reported to be necessary for the enzyme catalysis. The chemical modification of the N-carbamylase by carboxyl group specific chemical reagent, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide(EDC), resulted in a loss of activity. The replacement of glutamic acids with glutamines by site-directed mutagenesis led to aggregation of the enzymes. Mutant enzymes fused with maltose binding protein (MBP) were expressed in soluble form, but were inactive. These results indicate that two glutamic acid residues play an important role in structure and function of the N-carbamylase. Multiple sequence alignment of the related enzymes revealed that Glu47 and Glu146 are rigidly conserved, which suggests that tese residues are crucial for the structure and function of the functionally related C-N hydrolases.

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Purification and Characterization of A Cell Wall Hydrolyzing Enzyme Produced by An Alkalophilic Bacillus sp. BL-29

  • Hong, Soon-Duck;Kim, Tae-Ho;Hong, Soon-Duck
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제5권4호
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    • pp.206-212
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    • 1995
  • A strain BL-29, which produces a extracellular lytic enzyme on E. coli was isolated from the soil. The strain was identified as belonging to the genus Bacillus sp. The lytic enzyme was purified to homogeneity by ion exchange chromatography and gel filtration. Specific activity of the purified enzyme was 28, 850 U/mg protein and yield of the enzyme was 5$%$. The purified enzyme showed a single band on SDS-PAGE and its molecular weight was estimated to be 31, 000 by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and gel filtration column chromatography. The optimum temperature and pH were $55^{\circ}C$ and pH 10.0, respectively. The enzyme was stable at $45^{\circ}C$ but enzyme activity was reduced by up to 50$%$ when the temperature was raised to $55^{\circ}C$ for 15 min. Stable range of pH was from 5.0 to 11.0. but Enzyme activity was inhibited by lead-acetate, mercuric chloride, ethylene glycol-bis-[$\beta$-aminoethyl ether]-N, N, $N^1, $N^1$-tetraacetic acid (EGTA), and ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA), but not affected considerably by treatment with other chemical reagents.

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Aspergillus sp. HCLF-4에 의해 생성되는 세균세포벽 분해효소의 특성 (Characterization of the Bacterial Cell Wall Lytic Enzyme Produced by Aspergillus sp. HCLF-4)

  • 임진하;민병례;최영길
    • 미생물학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.15-20
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    • 2001
  • Aspergillus sp. HCLF-4가 생성하는 세균 세포벽 분해효소의 특성을 규명하였다. 본 세포벽 분해 효소는 Anabaena cylindrica 세포벽 분해능을 보였다. 이 세포벽 분해 효소는 Aspergillus sp. HCLF-4를 기질성분으로 0.05% heat killed Micrococcus luteus가 포함된 PDB 배지에 키웠을 때 생성되는 inducible enzyme으로 분자량은 약 14.3 kDa 이었다. 본 세포벽 분해효소는 pH 3.0-4.0, 온도 $30^{\circ}C$ 조건에서 최고의 활성을 보였고 $Mg^{2+}$와, $Mn^{2+}$의 2가 이온에서 분해 효소의 활성이 촉진되었다. 반면, 1가 양이온 $Na^{+}$$Li^{+}$, 2강 양이온 $Ca^{2+}$$Cu^{2+}$, 3가 양이온 $Fe^{3+}$에서는 활성이 억제되었으며 EDTA와 PMSF 또한 분해 효소의 활성을 억제 시켰다. 이 효소는 N-acetylmuramyl-L-amidase 또는 endopeptidase와 같은 활성을 보였다.

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Cellulosimicrobium sp. YB-43으로부터 mannanase C 유전자의 클로닝과 효소 특성 (Gene cloning of β-mannanase C from Cellulosimicrobium sp. YB-43 and characterization of the enzyme)

  • 윤기홍
    • 미생물학회지
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    • 제54권2호
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    • pp.126-135
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    • 2018
  • 여러 종류의 mannanase를 생산하는 Cellulosimicrobium sp. YB-43으로부터 mannanase B를 암호하는 manB 유전자와 효소의 특성이 보고된 바 있다. Mannanase C (ManC)로 명명한 효소의 유전자가 manB 유전자의 하류에 위치한 것으로 예상되어 이를 중합효소 연쇄반응으로 클로닝하여 manC 유전자의 염기서열을 결정하였다. ManC는 448 아미노산 잔기로 구성된 것으로 확인되었으며 glycosyl hydrolase family 5에 속하는 mannanase와 상동성이 높은 활성영역과 탄수화물 결합영역(CBM2)이 존재하였다. ManC의 활성영역은 Streptomyces sp. SirexAA-E (55.8%; 4FK9_A) 및 S. thermoluteus (57.6%; BAM62868)의 mannanase와 아미노산 배열의 상동성이 55% 이상으로 가장 높았다. Signal peptide 영역이 제거되고 카르복실 말단에 hexahistidine이 연결되도록 제조한 His-tagged ManC (HtManC)의 유전자를 재조합 대장균에서 발현하여 균체 파쇄액으로부터 HtManC를 정제하였다. HtManC은 $65^{\circ}C$와 pH 7.5에서 최대 활성을 보였으며 pH 7.5~10범위에서 활성에 큰 변화가 없었다. HtManC는 locust bean gum (LBG)과 konjac에 대한 분해 활성이 guar gum과 ivory nut mannan (ivory nut)에 비해 높았다. 최적 반응조건에서 LBG를 기질로 하여 반응 동력학적 계수를 측정한 결과 Vmax와 Km이 68 U/mg과 0.45 mg/ml로 나타났다. HtManC에 의한 만노올리고당(MOS)과 mannan의 분해산물을 TLC로 관찰한 결과 mannobiose 보다 중합도가 큰MOS로부터 mannobiose와 mannotriose가 주된 분해산물로 생성되었다. 또한 LBG, konjac과 ivory nut의 분해산물로 mannobiose와 소량이 mannose가 공통적으로 관찰되었다.

퇴비에서 분리한 진세노사이드 전환능력이 있는 Niabella ginsenosidivorans BS26T 의 유전체 서열 분석 (Complete genome sequence of Niabella ginsenosidivorans BS26T, a ginsenoside-converting bacterium, isolated from compost)

  • 이영우;시디키 무하마드 주베르;류청매;김대철;임완택
    • 미생물학회지
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    • 제54권4호
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    • pp.465-467
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    • 2018
  • 퇴비로부터 분리한 Niabella ginsenosidivorans $BS26^T$ 균주의 유전체서열을 분석하였다. 균주 $BS26^T$의 유전체는 G + C 비율이 44.48%이며, 4,800개의 유전자와 4,704개의 단백질 코딩 유전자, 85개의 위유전자 그리고49개의 RNA유전자를 포함한 단일 원형 염색체로 구성되었으면 그 크기는 5,627,734 bp였다. 균주 $BS26^T$는 인삼사포닌의 당 분해에 관여하는 여러 타입의 글라이코시다제 유전자를 가지고 있었다. 이러한 유전체 분석은 주요 진세노사이드 전환에 관여하는 유전자 특징을 이해하는데 큰 기여가 되었다.

지렁이 중장에서 발현되는 endo-β-1,4-glucanase 유전자들의 클로닝과 특성에 관한 연구 (Cloning and Characterization of endo-β-1,4-glucanase genes from the Midgut of the Earthworm, Eisenia andrei)

  • 이명식;박상길;탁은식;안치현;김혜령;박순철
    • 유기물자원화
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    • 제15권3호
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    • pp.80-89
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    • 2007
  • 셀룰로오스 가수분해효소의 하나인 endo-${\beta}$-1,4-D-glucanase의 유전자를 지렁이 Eisenia anderi의 중장으로부터 클로닝하여 EaEG2와 EaEG3로 명명하였다. 두 유전자의 염기는 1368bp이며, 개시코돈을 포함하여 456개의 아미노산을 코딩한다. N-말단 지역의 20개 잔기들은 signal peptide이다. 두 유전자의 전체 아미노산 염기서열은 glycosyl hydrolase family 9에 속하며, 같은 종류의 셀룰로오스 가수분해효소를 분비하는 흰개미, 바퀴벌레, 가재 그리고 연체동물과 51-55%의 높은 상동성을 보였다. 지렁이의 EaEG2와 EaEG3는 가수분해활성에 중요한 세 부분이 잘 보존되어 있다. 아미노산 염기서열을 이용한 계통수 분석에서 GHF9 그룹은 절지동물, 박테리아, 식물, 환형동물 및 연체동물의 5개 그룹으로 분석되었다.

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Characterization of a Paenibacillus woosongensis ${\beta}$-Xylosidase/${\alpha}$-Arabinofuranosidase Produced by Recombinant Escherichia coli

  • Kim, Yeon-A;Yoon, Ki-Hong
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제20권12호
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    • pp.1711-1716
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    • 2010
  • A gene encoding the ${\beta}$-xylosidase/${\alpha}$-arabinofuranosidase (XylC) of Paenibacillus woosongensis was cloned into Escherichia coli. This xylC gene consisted of 1,425 nucleotides, encoding a polypeptide of 474 amino acid residues. The deduced amino acid sequence exhibited an 80% similarity with those of both Clostridium stercorarium ${\beta}$-xylosidase/${\alpha}$-N-arabinosidase and Bacillus cellulosilyticus ${\alpha}$-arabinofuranosidase, belonging to the glycosyl hydrolase family 43. The structural gene was subcloned with a C-terminal His-tag into a pET23a(+) expression vector. The His-tagged XylC, purified from a cell-free extract of a recombinant E. coli BL21(DE3) Codon Plus carrying a xylC gene by affinity chromatography, was active on para-nitrophenyl-${\alpha}$-arabinofuranoside (pNPA) as well as para-nitrophenyl-${\beta}$-xylopyranoside (pNPX). However, the enzymatic activities for the substrates were somewhat incongruously influenced by reaction pHs and temperatures. The enzyme was also affected by various chemicals at different levels. SDS (5 mM) inhibited the enzymatic activity for pNPX, while enhancing the enzymatic activity for pNPA. Enzyme activity was also found to be inhibited by addition of pentose or hexose. The Michaelis constant and maximum velocity of the purified enzyme were determined for hydrolysis of pNPX and pNPA, respectively.

Purification and Characterization of Pyrimidine Nucleotide N-Ribosidase from Pseudomonas oleovorans

  • YU, Tae-Shick
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제15권3호
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    • pp.573-578
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    • 2005
  • Pyrimidine nucleotide N-ribosidase (pyrimidine 5'-nucleotide phosphoribo(deoxyribo)hydrolase/pyrimidine 5'-nucleotide nucleosidase, EC 3.2.2.10) catalyzes the breakdown of pyrimidine 5'-nucleotide into pyrimidine base and ribose(deoxyribo)-5-phosphate. However, detailed characteristics of the enzyme have not yet been reported. The enzyme was purified to homogeneity 327.9-fold with an overall yield of $6.1\%$ from Pseudomonas oleovorans ATCC 8062. The enzyme catalyzed cytidine monophosphate (CMP) and uridine monophosphate (UMP), but not adenosine monophosphate (AMP) and guanosine monophosphate (GMP). The enzyme optimally metabolized CMP at pH 6.0 and UMP at around 8.5, and the optimum temperature for the overall enzyme reaction was found to be $37^{\circ}C$. The $K_m$ values of the enzyme for CMP (at pH 6.0) and UMP (at pH 8.5) were 1.6 mM and 1.1 mM, respectively. AMP, deoxyCMP, and deoxyUMP were very effective inhibitors of the reaction. Double-reciprocal plots obtained in the absence and in the presence of AMP revealed that this inhibitory effect was of the mixed competitive type with respect to the breakdown of CMP and of the noncompetitive type with respect to the breakdown of UMP. In the presence of AMP, the enzyme followed sigmoid kinetics with respect to each substrate.