• 제목/요약/키워드: ISOZYME

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Pichia pastoris에서 생산된 인체 췌장 α-아밀레이스 동질효소의 촉매활성에 대한 염소이온의 영향 (Effect of chloride ions on the catalytic properties of human pancreatic α-amylase isozyme produced in Pichia pastoris)

  • 김민규;김영완
    • 한국식품과학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.341-346
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    • 2016
  • HPA는 식품으로 섭취되는 녹말을 분해하는데 있어서 매우 중요한 역할을 수행하는 효소이기 때문에 HPA 효소 활성의 억제는 당뇨와 비만과 같은 질환의 예방과 치료에 있어서 의미를 가진다. 따라서 HPA는 당뇨병 치료와 비만 예방을 위한 새로운 식 의약품 소재 개발을 위한 주요 타깃 효소 중 하나이며, 새로운 소재의 개발을 위해서는 HPA의 반응 메커니즘을 비롯하여 천연 기질 분해 특성에 대한 이해가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 HPA의 동질효소 중 연구가 거의 진행되지 않은 HPA II에 대한 효소 특성화를 진행하고자 P. pastoris 시스템을 이용하여 재조합 HPA II를 생산하였으며, 녹말 분해와 관련된 효소적 특성을 분석하였다. HPA II는 10 mM NaCl까지 농도 의존적으로 효소활성이 증가하였으며, 최적 활성을 위한 pH는 0 mM NaCl 조건에서 pH 6.5이었으나 10 mM NaCl조건에서 pH 7.5로 이동하는 특성을 보였으며, 이는 HPA I을 포함하는 염소이온 의존형 아밀레이스가 나타내는 전형적인 특징이다. 염소이온 존재 시 최적 pH가 염기성 pH 영역으로 이동하는 것은 염소 이온과 효소의 결합에 의해 HPA II의 산/염기 촉매 잔기의 $pK_a$값이 커진다는 것을 의미하며, 염소이온을 첨가하였을 때 녹말에 대한 가수분해 활성의 증대 정도가 산성 pH 영역보다 염기성 pH 영역에서 두드러지게 나타났다는 점이 이를 뒷받침하였다. 반응속도론적 분석 결과에 따르면 염소이온 존재 시 효소활성의 증대는 대부분 전환수(turnover number)의 증대에 의한 것으로 나타났으며, 가용성 녹말 보다 곡류 녹말에 대한 전환수의 증대가 크게 나타났다. 염소이온은 활성의 증대뿐만 아니라 고농도의 기질 조건에서 기질에 의한 효소 활성 억제 양상을 심화시키는 것으로 나타났다. 결론적으로 HPA II의 특징은 HPA I과 거의 유사한 경향을 나타내었으며, 염소이온 첨가여부에 따른 HPA II의 가수분해활성 결과를 바탕으로 향 후 HPA에 대한 곡류 녹말 가수분해 활성 억제제 개발을 위한 연구를 추진할 계획이다.

사과의 수령(樹齡), 지역(地域) 및 부위(部位)에 따른 Peroxidase 동위효소(同位酵素)의 변동(變動)과 품종간(品種間) 및 그 교잡묘간(交雜苗間)의 차이(差異) (Electrophoretic Studies of Peroxidase Isoenzymes for Ages, Locations, Organs, Cultivars and Hybrids in the Apple Trees)

  • 정근옥;김영래
    • 농업과학연구
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    • 제16권1호
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    • pp.26-35
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    • 1989
  • 사과의 수령(樹齡), 지역(地域) 및 부위(部位)에 따른, 그리고 주요(主要) 6개(個) 품종(品種)(국광(國光), 후지, 홍옥(紅玉), 스타킹, 골덴 델리셔스, 쓰가루) 및 그들의 교잡개체(交雜個體)의 peroxidase isoenzyme pattern의 차이(差異)를 조사(調査)하였던 바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 후지품종(品種)의 수령(樹齡)은 zymogram에 영향(影響)을 미치지 않았다. 2. 후지와 쓰가루 두 품종(品種)의 zymogram은 재식지(栽植地)에 따라 차이(差異)가 없었다. 3. 후지와 쓰가루 두 품종(品種)의 가지와 잎의 zymogram은 뚜렷한 차이(差異)가 인정(認定)되었으나 채취부위별(採取部位別) 재식지(栽植地)에 따른 차이(差異)는 인정(認定)되지 않았다. 4. 국광(國光), 후지, 홍옥(紅玉), 스타킹, 골덴 델리셔스, 쓰가루 등(等) 여섯 품종(品種)에서 그 품종(品種) 고유(固有)의 zymogram이 관찰(觀察)되었다. 5. 교잡개체(交雜個體)의 zymogram은 1) 양친(兩親)의 band를 모두 갖고 있는 형(形), 2) 양친(兩親)의 band 중(中) 일부(一部)를 소실(消失)한 형(形), 3) 양친(兩親)에는 없는 새로운 band를 갖고 있는 형(形)으로 분류(分類)되었다.

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Isozyme patterns 차이에 의한 영지, 치마버섯 및 동충하초의 계통분류 (Classification of Isolates of Ganoderma lucidum, Schizophyllum commune and Cordyceps spp. by Electrophoretic Patterns of Isozymes)

  • 이준우;이권행
    • 한국균학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.101-108
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    • 1991
  • 약리효과를 가지고 있다고 보고된 고등균류중 영지, 치마버섯및 동충하초의 계통 분류를 위해 동위효소 pattern을 비교한 결과는 다음과 같다. 자생지역이 서로 다른 영지의 동위효소 pattern은 IY003, IY004, IY005 및 IY008 균주사이에서는 70%이상의 유사도 지수를 보여, 높은 유연관계를 나타내었으나, IY009와 IY010의 동위효소 pattern은 많은 차이를 보여 유연관계가 낮았다. 치마버섯의 경우, 가장 높은 유연관계를 보인 균주는 IY803과 IY805로 이들의 유사도지수는 57%로 나타났다. 나머지 균주들 간의 유사도지수는 40%에서 56%정도를 나타냈다. 자낭균류에 속하는 동충하초는 영지나 치마버섯 등의 담자균류와는 달리 균주간에 유사도지수가 비교적 낮았다. 동충하초중 나방이류에서 분리된 IY901과 IY904사이의 유사도지수는 67%였고, 풍뎅이류와 나방이류에서 각각 분리된 IY903과 IY904 역시 67%의 유연관계를 보였으며, 애벌레류로 부터 분리된 IY905와 IY909사이의 유사도지수는 42%로 시험된 동충하초 균종 중 비교적 높은 유연관계를 나타내었으나, 나머지 균주들 간의 유사도 지수는 12%에서 43%를 나타내었다.

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고려인삼에 있어서의 페놀 산화효소의 항산화물질 (PHENOLOXIDASE AND ANTIOXIDANT IN KOREAN GINSENG)

  • Park E.Y.;Luh B.S.;Branen A.L.
    • 고려인삼학회:학술대회논문집
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    • 고려인삼학회 1984년도 학술대회지
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    • pp.257-275
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    • 1984
  • Enzymatic browning is considered desirable in tea and tobacco processing but undesirable in many fruits processing at the present time. It is necessary to understand the nature of the enzyme, phenoloxidase, in order to control browning reactions, and extend its effects to formation of browning products as antioxidants in ginseng. Ginseng exhibits antioxidant activity when incorporated with turkey dark meat patties. The activity in red ginseng showed about two times stronger than white ginseng. One of the phenolic antioxidants from fresh, white and reprocessed white ginseng was identified as phenol 2.6 Bis(1.1 dimethyl ethyl) 4-methyl among several unknown compounds by GC/mass spectrometer. In red ginseng, no phenol 2.6 Bis (1.1 dimethyl ethyl) 4-methyl was detected, the compound may be polymerized by phenoloxidase and form some higher molecular compounds which may possess high antioxidant activity. Phenoloxidase isozymes in fresh Korean ginseng (panax ginseng C.A. Meyer) were extracted with phosphate buffer at pH 7.3. The isozymes were purified through ammonium sulfate fractionation, dialysis and chromatography on a DEAE-cellulose column. Two groups of phenoloxidase were shown to be present, one in the floating agglomerated group and the other in the precipitate. group from the 0.85 saturation ammonium sulfate. The DEAE-cellulose column chromatography, the phenoloxidase isozyme present in the precipitate appears as the first peak (I), and that in the agglomerate in the second peak (II). Isozyme I showed higher activity with catechin and catechal, and isozyme II showed higher activity with p-cresol. The isozyme showed two optimum pH activity one at pH 4.5 and the other at 8.5 with catechin as substrate. Korean ginseng phenoloxidase has high heat stability. When heated at $75^{\circ}C$ for 2 hours, its activity remained $90\%\;and\;80\%$ on phenoloxidase I and II respectively. Phenoloxidase I was most active on (+) catechin followed by p-cresal, catechol and epicatechin. Phenoloxidase II was most active on p-cresal followed by (+) catechin, catechol, p-coumanic acid and epicatechin. Sodium bisulfite, sodium cyanide, ascorbic acid glutachion in the oxidized form, sodium diethyl dithiocarbomate and ethylendiamine tetra acetate (EDTA) acted as inhibitors. Red ginseng color development was initiated by phenoloxidase and finished by a followed sun drying process. The antiaging activity of ginseng may be initiated by the antioxidant in the ginseng.

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The Protein and Isozyme Patterns During in vitro Plant Regeneration of Yooja (Citrus junos Sieb.) and Trifoliate Orange (Poncirus trifoliata Rafin.)

  • Park, Min-Hee;Jang, Hyun-Kyu;Cha, Young-Ju;Kim, Ho-Bun;Lee, Sook-Young
    • Plant Resources
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    • 제5권1호
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    • pp.29-44
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    • 2002
  • In this study, plant regeneration through in vitro culture from plantlet stems of Yooja (C. junos Sieb.) and trifoliate orange (P. trifoliata Rafin.) was attempted to make mass-production system of virus-free plants having the same genotype with mother plant. In order to investigate physiological change depending on the developmental stage of plant regeneration, the changes of total protein, peroxidase and esterase activity and their isozyme patterns as well were examined in 1/2 MS medium. The results are as follows : 1. The MS medium for the optimal callus induction and shoot formation was utilized. The medium was supplemented either with 2,4-D and Kinetin or with BA and NAA. The optimal concentrations were the combination of 1.0mg/ 2,4-D +0.3mg/ Kinetin and 1.0mg BA +0.3mg NAA in callus induction and shoot formation, respectively. 2. For the plant regeneration from somatic embryos, 1/2 MS medium was used with supplements of growth regulators (free, 1.0mg/ IBA +1.0mg/ BA ,0.5mg/ IBA +0.5mg/ BA). Shooting and rooting were the best in the treatment of 0.5mg/ IBA and 0.5mg/ BA combination. 3. The total protein content has a tendency of increase with the developmental stage of embryo, but it was decreased at the plantlet. Also it was the highest at 8 and 6 weeks stage in C. junos Sieb. and P. trioliata Rafin, respectively. In the SDS-PAGE pattern of protein, C. junos Sieb. showed bands of 29.0 and 40kDa at 10 weeks. The 45,66 and 97.4 kDa bands at 10 weeks of culture were shown in P. trifoliata Rafin. 4. The highest esterase activity was shown at the 6 and 8 weeks of culture in C.junos Sieb. and P. trifoliata Rafin.., respectively. 5. Esterase isozyme patterns were shown difference according to the developmental stage. In C. junos Sieb. a new band was observed at pl 7.7 following 4 weeks culture. On the other hand, new bands in P. trifoliata Rafin. were observed at pl 7.5~6.5 following 4 and 6 weeks culture, respectively.

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칠성장어(Lampetra japonica) 조직내 젖산수소이탈효소 동위효소들의 이질성 (Heterogeneity of Lactate Dehyrogenase Isozymes in tissues of Lampetra japonica)

  • 조성규;염정주
    • 한국동물학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.319-328
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    • 1993
  • 칠성장어류를 제외한 모든 척추동물은 여러 유전자로 이루어진 젖산수소이탈효소를 지니고, 칠성장어류의 LDH는 cellulose acetate 및 starch gel 전기영동한 결과 단일 동위효소로 보고되어졌다. 그러나 본 실험에서 polyacrylamide gel 전기영동 방법에 의해서 칠성장어 골격근, 심장 및 신장의 LDH는 3개의 동위효소, 간의 LDH는 2개의 동위효소로 분리되었다. Polyacrylamide gel isoelectric focusing 방법으로는 골격근과 심장의 LDH는 4개의 동위효소, 간의 LDH는 2개의 동위효소로 분리되었고, 골격근의 LDH는 chromatofocusing한 결과 4개의 LDH 동위효소로 분리되었다. 칠성장어 골격근 LDH 동위효소들은 Sphadex G-200 gel filtration 결과 분자량이 140,000정도로 나타났다. 골격근, 심장 및 간조직 LDH 동위효소는 pyruvate에 의해 비슷한 정도로 저해되었으며 LDH $A_4$및 B$_4$동위효소의 중간정도의 저해를 보여주었다. 그리고 심장, 간 및 골격근 LDH 동위효소는 열에 안정하였다. 상기의 결과들로부터 칠성장어는 단일 동위효소가 아니라 동위효소들을 가지며 이 동위효소들을 이루는 각 하부단위체들의 구조는 유사하다고 사료된다.

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기아상태에서 Ldh-C가 발현된 어류 조직의 젖산탈수소효소의 대사 (Metabolism of Lactate Dehydrogenase in Tissues from Ldh-C Expressed Fish at Starved State)

  • 염정주;김규동
    • 생명과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.155-163
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    • 2016
  • 젖산탈수소효소(Lactate dehydrogenase, EC 1.1.1.27, LDH) LDH-C의 기능을 확인하기 위해 liver-specific Ldh-C가 발현된 붕어(Carassius auratus)와 eye-specific Ldh-C가 발현된 파랑볼우럭(Lepomis macrochirus)을 기아 상태로 유지시킨 후(S) 조직들의 LDH 대사를 연구하였다. 기아 후 붕어 간조직의 LDH 활성이 크게 증가되었으며 LDH 비활성(units/mg)과 LDH/CS는 조직들에서 증가되어 혐기적 대사가 이루어짐을 확인하였다. 기아 후 LDH B4 동위효소가 골격근조직에서 감소되었고 심장조직에서 증가되었다. 눈과 뇌조직에 나타났던 LDH C4 동위효소는 liver-specific C4로 확인되었으며 기아 후에 없어지고, 눈조직은 C hybrid, 뇌조직은 A4, 간조직은 C hybrid와 C4 동위효소가 각각 증가되었다. 그러나 파랑볼우럭 조직에서 LDH 활성의 변화는 작았으나 눈조직에서 가장 크게 증가되었으며, 뇌조직은 LDH A4와 AC hybrid가 증가되었다. 피루브산 10 mM에 의해 기아 후 붕어 조직의 LDH 활성은 30.30-18.64%, 파랑볼우럭 조직의 LDH는 25-18.75% 남았으며, 붕어는 KmPYR 값이 증가되었다. 실험 결과 LDH liver-specific C 동위효소가 기아 중에 간, 뇌 및 눈조직에서 발현되었고, 기아 후 뇌조직에서 젖산의 대사가 우세하고, 붕어 LDH liver-specific C가 파랑볼우럭 LDH eye-specific C보다 영향을 더 받는 것으로 사료된다.

Bacillus subtilis JK-56이 생산하는 chitinase isozyme의 정제와 특성 규명 (Purification and characterization of the chitinase from Bacillus subtilis JK-56)

  • 전홍기;김낙원;정영기
    • 생명과학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.77-86
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    • 2002
  • 토양으로부터 chitinase를 생성하는 균주를 분리하여 동정한 결과 Bacillus subtilis로 판명되었으며, 분리한 균주를 Bacillus subtilis JK-56이라 명명하였다. B. subtilis JK-56의 chitinase 생산 최적 조건을 검토한 결과 1% chitin, 0.5% polypeptone, 0.1% KCI, 0.05% MnS $O_4$.4$H_2O$이며 초발 pH 7.0, 배양온도 37$^{\circ}C$에서 가장 많은 효소를 생산하였다. 본 균주가 생산하는 chitinase를 정제하기 위해서 native-PAGE를 이용해 효소활성 band를 확인한 결과, 1개의 강한 활성 band와 2개의 약한 활성 band를 가지는 isozyme으로 확인되었다. 확인된 isozyme을 정제한 결과, isozyme 중 1개의 강한 활성 band를 정제하였고 정제된 효소를 Chi-56A라고 명명하였다 Chi-56A의 효소 특성에 관해서 실험한 결과 분자량은 약 53kDa, pI는 4.3으로 확인되었다. 본 효소는 $65^{\circ}C$까지 상당히 안정하였으며 효소의 최대활성 온도도 $65^{\circ}C$로 확인되는 등 열에 대해 상당히 안정한 효소로 확인되었다. Collidal chitin에 대한 정제효소 Chi-56A의 $K_{m}$ 값은 17.33g/L였다. 그리고 pH 6.0에서 최대의 활성을 나타내었고, 산성범위보다 알칼리범위에서 안정한 것으로 나타났다. 또한 $Mn^{2+}$ 존재 하에서 높은 활성을 나타내었고 C $O^{2+}$$Mg^{2+}$ 존재 하에서도 활성이 약간 증가한 반면에 H $g^{2+}$ 존재 하에서는 상당한 저해를 받았다. Chito 올리고당에 대한 분해 산물을 HPLC로 확인해 본 결과 짝수개의 올리고당의 분해산물은 (GlcNAc)$_2$만을 생산하였고 홀수개의 올리고당에 대해서는 GlcNAc와 (GlcNAc)$_2$를 생산하는 것으로 비환원성 말단으로부터 이당체인 diacetyl chitobiose ((GlcNAc)$_2$)를 생산하는 exo형 chitinase로 추정 된다.

42번째 alanine 잔기의 proline 치환에 의한 보리 $\alpha$-amylase isozyme 2의 대장균 내 발현 증가 및 기질특이성 변화 (Enhanced Expression and Substrate Specificity Changes of Barley $\alpha$-Amylase Isozyme 2 in E. coli by Substitution of the $42^{nd}$ Alanine Residue with Proline)

  • 최승호;장명운;이홍균;;김태집
    • 한국식품과학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.198-203
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    • 2010
  • 보리 맥아에는 2종의 $\alpha$-amylase isozyme(AMY1, AMY2)이 존재하며, 이들 효소는 80% 이상의 높은 아미노산 서열 상동성을 보이지만, calcium 의존성 등 효소의 작용특성은 서로 매우 다르다. 따라서 본 연구에서는 AMY2의 활성부위 중 2번째 $\beta\rightarrow\alpha$ loop에 존재하는 42번째 alanine 잔기를 saturation mutagenesis를 이용하여 다양한 아미노산으로 치환하고, 전분 분해활성이 증가한 돌연변이를 선발하였다. 결과적으로 alanine이 proline으로 치환된 AMY2-A42P의 경우에서만 발현도가 2배 증가하는 것을 확인하였으며, 특히 정제 과정에서의 회수율 또한 4배 증가하므로 향후 효소의 생산 및 활용에 유리할 것으로 판단하였다. 이 돌연변이 효소의 calcium 의존성 및 pH 안정성 등은 AMY2와 유사한 것으로 나타났으나, 각종 전분에 대한 기질특이성은 AMY1과 AMY2의 중간적인 특성으로 변화되었다. 결국 42번째 아미노산 잔기의 proline 치환에 의해 상대적으로 발현율이 높고 기질특이성이 변화된 AMY2 유사효소의 생산이 가능하였으며, 향후 이를 이용하여 분자진화기술 등 최신 효소공학적 방법론을 적용한 다양한 연구가 가능할 것으로 기대한다.