The mosquito-larvicidal Cry4B protein from Bacillus thuringiensis subsp. israelensds was expressed in Escherichia coli. Upon activation by trypsin, the 130-kDa protoxin was processed into the 65-kDa active toxin containing two polypeptide fragments of ca. 47 and ca. 20 kDa. These two polypeptides are products of internal cleavages on the exposed loop connecting helices 5 and 6 in the seven-helical bundle domain. PCR-based mutagenesis was employed to introduce an additional cleavage site into the loop connecting helices 3 and 4. A series of amino acid changes were introduced into the targeted loop, resulting in seven mutant protoxins. Upon digestion with trypsin, a group of mutants with arginine introduced into the loop (EPRNQ, EPNRNQ, EPRNP, ESRNP and SSRNP) produced polypeptide products similar to those of the wild type (EPNNQ). When the loop, SSRNP, was expanded by an insertion of either asparagine (NSSRNP) or valine (VSSRNP), an additional cleavage was detected with proteolytic products of 47,12 and 6 kDa. This cleavage was confirmed to be at the introduced arginine residue by N-terminal sequencing. The mosquito larvicidal assay against Aedes aegypti demonstrated a relatively unchanged toxicity for the mutants without cleavage and reduced toxicity for those with an additional cleavage.
본 연구에서는 천연 항균물질의 개발 이용을 위해 황기 종자로부터 인체에 무해한 천연 항균 단백질을 ion exchange chromatography 및 gel filteration을 이용하여, 순수 분리하고 특성을 조사하였다. 황기종자로부터 추출한 천연 항균 단백질은 Aspergillus ocraceus, Penicillium expensum, P. digitatum, Botrytis cineria의 포자 발아 및 효모인 Candida albicans의 생육을 현저하게 저해하였으며 ammonium sulfate 포화도가 0.4일 때 단백질의 침전량이 122.6 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$로 가장 많았고 항균력도 15.2 mm로 가장 높게 나타났다. 강력한 cation exchange chromatography인 Mono-S를 이용하여 FPLC에서 단백질을 분획하였을때 첫번째 peak에서 분획된 단백질군이 항균력을 보였으며 Superose 12HR gel filteration column을 이용하여 2차 분획 하였을 때 분자량이 19 kDa되는 단일 단백질만을 순수분리 할 수 있었다. 전기 영동한 polyacrylamide gel위에 곰팡이 포자를 중층하는 bio autography로 19 kDa 단백질 band의 항균력을 직접 확인하였으며 분리된 항균 단백질의 아미노 말단의 아미 노산 22잔기를 sequencing하고 thaumatin 및 zeamatin 유사 단백질들과 상동성을 측정한 결과 50%내외의 homology를 나타내었다. 분리된 항균 단백질은 곰팡이 균사가 성장하는 선단부위에 가장 먼저 침투하여 channel을 형성함으로 osmolysis를 일으켜 곰팡이의 생육을 억제하는 것으로 추측할 수 있었다.
A Bacillus species, EMD4, with strong antibacterial activity was isolated from ganjang (soy sauce) and identified as B. subtilis. B. subtilis EMD4 strongly inhibited the growth of B. cereus ATCC14579 and B. thuringiensis ATCC33679. The antibacterial activity was stable at pH 3-9 but inactive at pH 10 and above. The activity was fully retained after 15 min at 80℃ but reduced by 50% after 15 min at 90℃. The activity was completely destroyed by proteinase K and protease treatment, indicating its proteinaceous nature. The bacteriocin (BacEMD4) was partially purified from culture supernatant by ammonium sulfate precipitation, and Q-Sepharose and Sephadex G-50 column chromatographies. The specific activity was increased from 769.2 AU/mg protein to 8,347.8 AU/mg protein and the final yield was 12.6%. The size of BacEMD4 was determined to be 3.5 kDa by Tricine SDS-PAGE. The N-terminal amino acid sequence was similar with that of Subtilosin A. Nucleotide sequencing of the cloned gene confirmed that BacEMD4 was Subtilosin A. BacEMD4 showed bactericidal activity against B. cereus ATCC14579.
Kim Dae-Jung;Jung Jee-Hyun;An Cheul-Min;Jee Young-Ju;Min Kwang-Sik;Kim Yoon;Han Chang-Hee
Fisheries and Aquatic Sciences
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제8권4호
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pp.213-219
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2005
Vitellogenin (VTG) was purified from the blood plasma of estradiol-17$\beta$ ($E_2$)-treated male marbled sole (Limanda yokohamae) using gel filtration and anion exchange chromatography. The purity of the marbled sole VTG (msVTG) was confirmed by polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and N-terminal amino acid sequencing. The purified msVTG was used to produce monoclonal and polyclonal antibodies in mice and rabbits, respectively, and the specificity of the polyclonal antisera for msVTG was confirmed by Western blot analysis. The antibodies crossreacted with a protein of molecular mass approximately 160 kDa in the plasma samples of mature female marbled sole. No cross-reactivity was observed with the plasma of male fish. A direct non-competitive sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was developed using the monoclonal anti-msVTG and polyclonal anti-msVTG antibodies, with purified msVTG as the standard protein. The values of the intra- and inter-assay variations were within the ranges of $8.l-9.8\%$ and $8.5-12.2\%$, respectively. The sensitivity was about 0.3 ng/mL. Serial dilutions of plasma from mature female sole reacted with the msVTG-antibodies in the sandwich ELISA, whereas the plasma from male fish did not. The results indicate that the maturation status of female marbled sole can be identified using a sandwich ELISA for msVTG.
Kinetin(KN) is an inducer of rice(Oryza sativa L.) defense/stress responses, as evidenced by the induction of inducible secondary metabolite and defense/stress protein markers in leaf. We show a novel light-dependent effect of KN-triggered defense stress responses in rice leaf. Leaf segments treated with KN(100 ${\mu}M$) show hypersensitive-like necrotic lesion formation only under continuous light illumination. Potent accumulation of two phytoalexins, sakuranetin and momilactone A(MoA) by KN that peaks at 48 h after treatment under continuous light is completely suppressed by incubation under continuous dark. Using two-dimensional gel electrophoresis we identified KN-induced changes in ribulose-1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, energy- and pathogenesis-related proteins(OsPR class 5 and 10 members) by N-terminal amino acid sequencing and mass spectrometry. These changes were light-inducible and could not be observed in the dark(and control). Present results provide a new dimension(light modulation/regulation) to our finding that KN has a potential role in the rice plant self-defense mechanism.
Leukocytes are reportedly the first line of the innate immune defense and essential for the control of common bacterial infections. Therefore, in this work, the antibacterial activity of crocodile leukocyte extract against Propionibacterium acnes was evaluated, and we also characterized the related activity of skin infection. The leukocyte extract showed the minimum inhibitory concentration to be $100{\mu}g/ml$ to P. acnes. SEM imaging demonstrated that the leukocyte extract adversely affected P. acnes cell permeability in a concentration-dependent manner. Furthermore, the crocodile leukocyte extract could significantly reduce proinflammatory markers and decrease inflammatory signs in infected mouse ears. The crude leukocyte extract was further purified using FPLC and RP-HPLC. The resulting fraction F5 was indicated as the anti-acne peptide-containing fraction. The molecular mass of the peptide contained in F5 was calculated to be 4,790.5 Da. N-Terminal sequencing revealed the amino acid sequence as GPEPVPAIYQ, which displays similarities to immunoglobulin A and leucine-rich repeat neuronal protein. This is the first reported amino acid sequence of a crocodile leukocyte extract that possesses anti-acne activity. To attempt to use it in a prototype cosmetic, an anti-acne gel containing crude crocodile leukocyte extract was formulated, resulting in seven gel formulations (G1, G2, G3, G4, G5, G6, and G7). The formulations G5, G6, and G7 exhibited 2-fold higher anti-acne activity than G1-G4. Investigation of accelerating stability studies of anti-acne gel formulations G5, G6, and G7 demonstrated that a low storage temperature ($4^{\circ}C$) is suitable for maintaining the physical properties and biological activity of the anti-acne gel products.
Moraxella sp. CK-1는 남조류 Anabaena cylindrica의 생장을 억제한다고 알려져 있다. Moraxella sp. CK-1의 세포외 autolysin의 분리는 다음과 같은 방법으로 분리를 시도하였다. 흡광도 660 nm에서 0.7~0.8이 되도록 BGC-11세포배양액에서 키우고, 원심분리로 균주인 Moraxella sp. CK-1를 제거한 뒤 세포배양액을 Amicon ultrafiltration으로 농축을 하였다. 농축한 세포배양액을 $(NH_{4})_{2}SO_{4}$ 로 0~20%, 20~40%, 40~60%, 60~80%로 분획하여 단백질을 14,000${\times}$g로 침전 시켰다. 침전된 단백질을 20 mM Tris-HC1, pH 8.0완충용액으로 현탁시킨 뒤, 동일 완충용액을 이용하여 투석을 하였다. $(NH_{4})_{2}SO_{4}$로 분획한 뒤 활성확인을 위해 Anabaena Cylindrica가 도포된 평판배지에서 활성을 확인한 결과, 40~60%, 60~80%에서 활성이 있음을 확인하였다. 이들을 각각 Mono-$Q^{TM}$ HR 5/5 (column volume 1 ml) column을 이용하여 FPLC에서 단백질을 분리하였다. $(NH_{4})_{2}SO_{4}$ 로 분획한 40~60%에서는 major peak 3개, 60~80% 분획에서는 2개의 major peak가 분리되었다. Mono-$Q^{TM}$ HR 5/5 column에서 분리되어 나온 major peak 5개를 투석한 뒤 Anabaena cylindrica lawn에서 활성을 확인하였으나 확인이 되지 않았다. PVDF membrane을 이용하여 transfer하여 40~60% 침전에서 17 kDa의 단백질을 얻어냈다. 이를 N-terminal amino acid sequence를 하여 serine pretense의 계열임을 확인하였다.
BTG1 (B-cell translocation gene 1)은 APRO family (anti-proliferative protein family)에 속하며, 이들은 공통의 생물학적 기능은 세포증식을 억제하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서, 굴의 gill cDNA library를 random sequencing을 통한 EST 분석과정에서 BTG1 clone을 확보하였으며, 분자생물학적 특성을 조사하였다. 굴의 BTG1은 182 개의 아미노산으로 구성되며, zebrafish와 57%, human과 56%의 상동성을 나타냈으며, 사람이나 설치류와 달리 ORF (open reading frame) 내에 intron이 존재하지 않았다. Genomic DNA walking을 통해 굴의 BTG1의 predicted promoter를 확인하였으며, 분석결과 AP-1 element와 SRE (serum response element) 부위가 존재하였으며, 5'flanking region에 cAMP response element (CRE) 부위가 확인되었다. 굴의 BTG1의 조직별 유전자발현 수준을 확인하기 위해 real-time PCR을 수행하였으며, 6 개 조직 모두에서 BTG1의 유전자발현이 나타났으며, 그 중에서 heart와 mantle에서 높은 수준의 mRNA 발현을 확인할 수 있었다.
한국 마늘 바이러스의 유전자 구조와 병 발생 메카니즘을 연구하기 위하여, 바이러스가 감염된 마늘잎으로부터 바이러스 입자를 분리하고 RNA를 추출하였다. 그 virus RNA를 이용하여 마늘 바이러스 cDNA 유전자 은행을 만들어 일부 clone의 염기 서열을 결정하였다. 여기에서 얻은 cDNA clones 중에서 poly(A) tail을 갖는 clone S81를 분리하고 873 bp의 전체 염기서열을 결정하였다. Clone S81의 염기서열을 다른 식물 바이러스와 비교한 결과 potexvirus의 껍질단백질 부분의 염기서열과 $30{\sim}40%$의 유사성을 보여주었다. Clone S81은 바이러스 RNA의 3' 말단 부위에 해당하고, 껍질단백질의 N-terminal 3개 아미노산이 빠진 open reading frame (ORF) 및 3'-noncoding region을 포함하고 있다. 3' 말단 부분에는 바이러스 복제과정에서 cis-acting element로 작용한다고 여겨지는 hexamer motif와 polyadenylation signal이 존재한다. 이 clone을 probe로 하여 Northern blot을 실시한 결과 genome의 크기는 7.5 knt라는 것을 알 수 있었고 clone S81은 potexvirus의 cDNA clone이라는 결론을 얻었다. 한국 마늘에서 이 바이러스의 분포 양상을 알아보기 위해 껍질단백질에 대한 항체를 만들었다. 먼저 발현벡터를 이용하여 대장균에서 대량으로 발현시키고 affinity chromatography로 껍질단백질을 정제하였다. 그 단백질을 토끼에 주사하여 껍질단백질에 대한 항체를 얻었다. 이 항체를 사용하여 다양한 지역에서 재배되는 마늘잎의 추출액에 대해 immunoblot을 실시하였다. 그 결과 분자량 29,000과 27,000 위치에서 signal을 보였다. 분자량 27,000 단백질이 29,000이 분해되어 생긴 산물인지 알아보기 위하여 그 추출액을 $37^{\circ}C$에서 시간을 달리하여 incubation한 후 immunoblotting하였다. 그 결과도 마찬가지로 같은 위치에서 signal을 보여줬다. 따라서 한국 마늘에는 재배되는 지역에 따라 다소 다르기는 하지만 대체로 두 종류의 potexvirus로 감염되어 있다고 추정된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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