• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제6권5호
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• pp.315-320
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• 1996

The role of glyoxylate bypass in a lysine-producing Corynebacterium lactofermentum strain was analyzed. Unlike the wild type, the strain expressed enzymes of glyoxylate bypass during growth in the fermentation broth containing glucose as the carbon source. To evaluate the importance of glyoxylate bypass in the strain, we disrupted chromosomal aceA by using a cloned fragment of the gene. Site-specific disruption of aceA which codes for the isocitrate lyase, the first enzyme of the bypass, was confirmed by Southern blot analysis. The aceA mutant strain completely lost isocitrate lyase activity and ability to grow in a minimal medium containing acetate as the sole carbon source. The mutant strain was similar to its parental strain in growth characteristics and produced comparable amounts of lysine in shake flasks containing glucose as the carbon source. The amount of oxaloacetate accumulated in the fermentation medium was similar for both strains, suggesting that expression of glyoxylate bypass does not necessarily lead to the increase in intracellular oxaloacetate. These data clearly demonstrate that glyoxylate bypass does not function as one of the routes of carbon supply for lysine production in the strain. It appears that the leakiness of the glyoxylate bypass in the strain might be the result of a secondary mutation which arose during previous strain development by random mutagenesis.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제7권5호
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• pp.287-292
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• 1997

The role of glyoxylate bypass in lysine production by Corynebacterium glutamicum ssp. lactofermentum ATCC21799 was analyzed by using cloned aceA and aceB genes which encode enzymes catalyzing the bypass. Introduction of a plasmid carrying aceA and aceB to the strain increased enzyme activities of the bypass to approximately 5 fold on acetate minimal medium. The strain with amplified glyoxylate bypass excreted 25% more lysine to the growth medium than the parental strain, apparently due to the increased availability of intracellular oxaloacetate. The final cell yield was lower in the strain with amplified glyoxylate bypass. These changes were specific to the lysine-producing C. glutamicum ssp. lactofermentum ATCC21799, since the lysine-nonproducing wild type Corynebacterium glutamicum strain grew faster and achieved higher cell yield when the glyoxylate bypass was amplified. These findings suggest that the lysine producing C. glutamicum ssp. lactofermentum ATCC21799 has the ability to efficiently channel oxaloacetate, the TCA cycle intermediate, to the lysine biosynthesis pathway whereas lysine-nonproducing strains do not. Our results show that amplification of the glyoxylate bypass efficiently increases the intracellular oxaloacetate in lysine producing Corynebacterium species and thus results in increased lysine production.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 2002년도 학술발표대회
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• pp.85-85
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• 2002

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제4권4호
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• pp.256-263
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• 1994

The aceB gene, encoding for malate synthase, one of the key enzymes of glyoxylate bypass, was isolated from a pMT1-based Corynebacterium glutamicum gene library via complementation of an Escherichia coli aceB mutant on an acetate minimal medium. The aceB gene was closely linked to aceA, separated by 598 base pairs, and transcribed in divergent direction. The aceB expressed a protein product of Mr 83, 000 in Corynebacterium glutamicum which was unusually large compared with those of other malate synthases. A DNA-sequence analysis of the cloned DNA identified an open-reading frame of 2, 217 base pairs which encodes a protein with the molecular weight of 82, 311 comprising 739 aminoo acids. The putative protein product showed only limited amino acid-sequence homology to its counteliparts in other organisms. The N-terminal region of the protein, which shows no apparent homology with the known sequences of other malate synthases, appeared to be responsible for the protein s unusually large size. A potential calciumbinding domain of EF-hand structure found among eukaryotes was detected in the N-terminal region of the deduced protein.

• BMB Reports
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• 제28권5호
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• pp.458-463
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• 1995

Two apparent rho-independent transcription terminator structures within the coding sequence of aceK have been destroyed to access their roles in the differential expression between aceA and aceK in the glyoxylate bypass operon of E. coli. The effect of mutations on the expression of aceK was evaluated in two different ways: one by maxicell labeling and the other by lacZ fusion gene construction. The maxicell labeling experiment with the mutant operon clones has failed, like that of the wild type operon clone, to visibly show isocitrate dehrogenase (IDH) kinase/phosphatase, the product of aceK, on the autoradiogram of a protein gel. When the same mutations were introduced into an aceK::lacZ fusion gene to quantitatively evaluate the mutational effect, the activity of ${\beta}-galactosidase$ in neither of the mutant versions of the fusion gene was elevated significantly enough to explain the degree of polarity observed in this region. Thus, we conclude that neither of these intragenic, apparent rho-independent transcription terminator structures, which have long been suspected as a major determinant in the down regulation of aceK, really act as a premature transcriptional terminator.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권4호
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• pp.349-361
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• 2010

본 총설에서는 아미노산의 공업적 생산균인 Corynebacterium glutamicum의 탄소 대사 및 이와 관련된 총체적 조절 메커니즘에 대한 최근의 연구를 정리하였다. C. glutamicum의 산업적 발효을 위한 기질로서 사용되는 당밀은 주로 sucrose, glucose, fructose로 이루어져 있으며, 이들 당은 phosphotransferase system을 통해서 수송된다. C. glutamicum의 탄소 대사 특징은 glucose가 다른 당이나 유기산 등과 함께 존재할 때, glucose와 이러한 탄소원 들을 동시에 대사한다. 그러나 glucose/glutamate 혹은 glucose/ethanol 등의 혼합물에서 는 탄소원의 순차적 이용으로 인해 나타나는 diauxic growth 현상을 나타내며, 이러한 carbon catabolite repression(CCR) 현상은 E. coli나 B. subtilis 등에서 알려진 것과는 다른 독특한 분자적 메커니즘과 조절 circuits을 가지고 있음이 밝혀지고 있다. C. glutamicum의 CRP homologue인 GlxR은 acetate 대사를 포함하여 glycolysis, gluconeogenesis 및 TCA cycle 등을 포함하는 중심탄소대사 조절 뿐만 아니라, 다양한 세포 기능의 조절에 관여하는 총체적 조절 단백질로서의 역할이 제시되고 있다. C. glutamicum의 adenylate cyclase(AC)는 막과 결합된 class IIIAC 로서, 막 단백질의 특성상 아직 규명되어 있지 않은 세포 외부의 환경 변화에 대응하여 세포 내의 cAMP합성 수준을 조절할 수 있는 sensor로 추정할 수 있다. 특히 C. glutamicum의 경우 배지내 glucose 를 비롯한 탄소원과 cAMP 농도와의 관련성이 E. coli에서 알려진 교과서적 지식과는 상반되게 변화하는 경향을 보이고 있어, cAMP signaling에 의한 세포 내 regulatory network 등은 향후 풀어야 할 의문으로 남아있다. 탄소대사 조절의 최상위에 존재하며 global 조절자인 GlxRcAMP 복합체 이외에도 차상위 전사조절 단백질로서 RamB, RamA, SugR 등이 존재하여 다양한 탄소대사를 조절한다. 최근 들어서는 새로운 탄소원으로서 대두되고 있는 biomass 관련 기질들을 이용할 수 있는 C. glutamucum 균주 구축을 통하여 이용 기질의 범위를 확대시키고자 하는 연구 및 탄소 대사와 관련하여 L-lysine의 발효 수율 혹은 생산성을 향상시키고자 하는 다양한 분자적 균주 육종 연구 등이 수행되고 있다.

• Mycobiology
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• 제47권2호
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• pp.207-216
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• 2019

Talaromyces marneffei is the only dimorphic species in its genus and causes a fatal systemic mycosis named talaromycosis. Our previous study indicated that knockdown of AcuD gene (encodes isocitrate lyase of glyoxylate bypass) of T. marneffei by RNA interference approach attenuated the virulence of T. marneffei, while the virulence of the AcuD knockout strains was not studied. In this study, T. marneffei-zebrafish infection model was successfully established through hindbrain microinjection with different amounts of T. marneffei yeast cells. After co-incubated at $28^{\circ}C$, the increasing T. marneffei inoculum doses result in greater larval mortality; and hyphae generation might be one virulence factor involved in T. marneffei-zebrafish infection. Moreover, the results demonstrated that the virulence of the ${\Delta}AcuD$ was significantly attenuated in this Zebrafish infection model.

• 미생물학회지
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• 제41권2호
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• pp.99-104
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• 2005

유전자 lacZYA가 aces 유전자의 프로모터 하단에 연계된 $(P_{aceB}-lacZYA)$ 리포터 플라스미드를 함유하는 Escherichia coli를 이용하여 glyoxylate bypass를 매개하는 유전자중하나인 aceB의 발현을 조절하는 것으로 여겨지는 Corynebacterium glutamicum클론들을 색판독에 의해 분리하였다. 이 중 한 개의 클론을 선택하여 분석할 결과 이 클론을 함유한 E. coli는 리포터 플라스미드에서 발현되는 $\beta-galactosidase$의 활성 이 약 $40\%$ 감소하였고 이는 클론에서 발현되는 단백질이 aceB프로로터에 작용함에 기인한 것으로 판단되었다. 서열분석결과 ORF1과 ORF2의 두 개의 인접한 ORF가 발견되었고 이중 ORF2가 reporter plasmid의 $\beta-galactosidase$의 활성 감소에 직접적으로 기여함을 알 수 있었다. ORF1은 206아미노산으로 구성된 23,218 Dalton의 단백질을 발현하는 것으로 여겨졌고, 유사성 분석결과 ECF-type에 해당되는 RNA polymerase의 sigma factor를 암호화하는 것으로 보여 sigH로 명명하였다. 유전자 sigH의 기능을 밝히기 위해 gene disruption technique을 이용하여 sigH 유전자가 기능을 하지 못하는 돌연변이 균을 제작하였으며 이 균주는 야생형에 비해 성장속도가 저하됨을 관찰하였다. 또한 변이균은 oxidative stress를유발하는 pumbagin둥에 대해서도 민감성을 나타내었다. 이들 결과는, 유사성 분석결과에서도 볼 수 있듯이 sigH유전자가 세포성장과정 중 처하게 되는 각종 stress중 특히 oxidative stress에 대한 대응과 관련되어 발현될 수 있음을 암시한다.상관관계는 공간적인 범위가 10$\times$10km 이하인 경우에 높게 나타났다. 하지만 공간범위가 그 이상이 될 경우에는 그 내부에서 나타나는 다양성으로 인해 통계적인 상관성이 현격하게 낮아지는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 지역 및 국가 단위의 환경변화모델에서 모델의 공간적인 구성범위가 일정한 수준을 넘으면, 그 내부에서 발생하고 있는 다양성이 급격하게 증가하여 지표피복변화의 원인과 결과를 정확하게 파악하기 힘들게 된다는 것을 의미한다. 10$\times$10km의 공간적인 범위는 농업생산이 위주가 되는 사바나 지역에서는 주로 개별 마을이 차지하고 있는 공간적인 범위와 대체적으로 일치한다. 따라서 사바나 지역에서 나타나는 지표피복변화의 다양성을 고려하면서 보다 정확하게 모형화하기 위해서는 마을단위에서 나타나는 지표피복변화과정이 최소의 모델단위가 되어야 함을 시사한다. 아니라 다른 방법으로 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다., 계절별로는 여름철에 강수가 집중됨으로서 습성강하물 침착량이 총량적으로 증가하였으며, 그 값은 $SO_4^{2-}\;2.118g/m^2/season,\;NO_3^-\;1.509g/m^2/season,\;Cl^-\;2.185g/m^2/season,\;NH_4\;^+\;1.096g/m^2/season$로. 나타났다. 계절별 잎의 평균 pH의 변화는 봄 pH $5.9\pm0.5$, 여름 pH $5.5\pm0.4$, 가을 pH $5.1\pm0.3$을 나타내었고, 엽중 수용성 황함량의 계절별 평균값은 봄 $0.012\pm0.004\%$, 여름 $0.012\pm0.002\%$, 가을 $0.020\pm0.007\%$ 수준을 보이고 있다. 수피 내 함유되어