• Title/Summary/Keyword: Recombinant DNA

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2배체 대장균의 제조와 그 특성 (Construction and characterization of heterozygous diploid Escherichia coli)

  • 정혜임;임동빈
    • 미생물학회지
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    • 제52권4호
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    • pp.406-414
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    • 2016
  • 대장균에서 6개의 Leu 코돈중 가장 흔한 코돈은 CUG이다. 이 코돈을 인식하는 tRNA는 4개의 유전자에 의해 합성되는데, leuPQV와 leuT 2개의 locus로 나누어져 있다. 이 CUG를 인식하는 모든 tRNA가 결핍된 균주를 만들기 위해, 우선 leuPQV가 삭제된 균주(${\Delta}leuPQV$)와, leuT의 anticodon CAG를 GAG로 돌연변이시킨 균주[$Km^R$, $leuT^*$(GAG)]를 각각 만들었다. 이 두 돌연변이 유전자를 모으기 위해 ${\Delta}leuPQV$ 균주를 recipient로, $leuT^*$(GAG) 균주를 donor로하는 transduction을 수행한 결과, 콜로니 크기가 큰 것과 작은 것 두 종류의 transductant를 얻었다. PCR 후 염기서열 분석 결과 큰 콜로니는 예측한 recombinant로 판명됐으나, 작은 콜로니는 donor와 recipient 염색체 간의 상호교환재조합(reciprocal recombination)으로는 설명이 되지 않는, 돌연변이 유전자[$leuT^*$(GAG)]와 야생형 유전자(leuT(CAG)]를 모두 가진 균주로 밝혀졌다. 이 heterozygous diploid는 광학현미경으로 관찰시 세포의 형태와 크기에서 특이점이 발견되지 않았으나, 영양배지에서 야생형에 비해 생장이 한참 느리면서, 선형생장곡선(linear growth curve)이라는 예측하지 못한 생장특성을 보였다. 이 2배체 균주는 선택배지에서는 항상 작은 균일한 콜로니를 형성하였으나, 배지에 선택항생제 없을 경우, $leuT^*$(GAG) 유전자형 세포와 leuT(CAG) 유전자형 세포로 분리가 일어났다. 우리의 결과를 종합해볼 때, 이 2배체 균주는, $leuT^*$(GAG)와 leuT(CAG) 부분만 2배체로 갖는 부분이배체(merodiploid)라기 보다는, $leuT^*$(GAG)와 leuT(CAG)가 서로 다른 염색체에 있는 완전이배체라는 모델을 지지했다. 우리는 이러한 2배체가 어떻게 생성되었으며, 어떻게 분리되는지, 또 이 균주는 왜 선형생장곡선을 보이는지 등에 대한 모델을 토론하였다.

재조합 hTPO 유전자의 발현 조절을 위한 Retrovirus Vector System의 구축 (Construction of Retrovirus Vector System for the Regulation of Recombinant hTPO Gene Expression)

  • 권모선;구본철;김도향;김태완
    • Reproductive and Developmental Biology
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    • 제31권3호
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    • pp.161-167
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    • 2007
  • 본 연구에서는 외래 유전자의 지속적인 발현에 의한 형질 전환 개체나 세포의 생리적인 부작용을 최소화하기 위하여 hTPO 유전자의 발현을 조절할 수 있는 tetracycline-inducible retrovirus vector system을 구축하고자 하였다. kTPO 유전자는 사람의 간암세포인 HepG2에서 분리한 RNA를 주형으로 하여 RT-PCR 방법을 이용하여 확보하였으며, 이 유전자를 MLV 유래의 vector에 도입하여 pLNChTPOW를 재조합하였다. 재조합한 vector는 GP2 293 포장세포에 도입하여 바이러스를 생산하였으며 이 바이러스를 이용하여 감염시킨 여러 표적세포에서 hTPO의 발현을 확인하였다. 또한, hTPO의 발현을 유도적으로 조절할 수 있도록 하기 위하여 hTPO를 one vector 형태의 Tet-On vector system에 도입하였으며, 발현의 유도 조건에서 보다 강한 발현을 위하여 WPRE서열을 여러 위치에 도입하였다. 구축한 Tet system의 발현 조절 정도는 각 바이러스를 감염시켜서 구축한 CEF와 PFF 세포에서 RT-PCR과 Western blot, 그리고 ELISA 방법을 이용하여 확인하였다. 그 결과 CEF에서는 WPRE 서열이 hPTO유전자의 3'에 위치한 경우에서, PFF에서는 WPRE가 rtTA의 3'에 위치한 경우의 vector system에서 가장 높은 발현율과 유도율을 나타내었다. 이는 Tet system에서의 hTPO 유전자 발현 조절이 매우 효율적으로 이루어지며, 세포주에 따른 의존적인 조절 양상을 보이는 것을 의미한다. 따라서 hTPO의 대량 생산을 위한 생체 반응기로서의 형질 전환 동물의 개발을 보다 효율적으로 수행하려면 적절한 Tet system이 선별적으로 적용되어야 할 것이다.IJ850으로 제조한 거봉포도주에서 75 mg/L의 함량을 나타내었다. 따라서 국내 거봉포도로부터 분리한 S. cerevesiae IJ850는 포도주 생산에 사용될 수 있는 균주로써 그 가능성을 보여주었다.8%)가 우점 계통군으로 분포하는 계통학적 특징을 나타내어 DNA추출법에 따라 토양 세균군집 구조의 계통학적 특성 이 상이하게 나타나고 있음을 알 수 있었다. S. muenchen (57.3%)과 S. enteritidis (22.7%)가 대부분을 차지하였고, 인수공통병원균 중에서는 L. monocytogenes(43.5%), C. jejuni(37.4%), S. aureus(30.4%)의 순서로 분리되었으나, E. coli O157:H7은 국내 계육에서 전혀 분리되지 않았다. 결과적으로 도계육이 위생적이며 안전하게 시판되기 위해서는 최종적인 도계공정 이후 다양한 유통과정에서 발생될 수 있는교차 및 추가오염의 기회를 줄이기 위한 보다 철저한 위생관리 대책과 보완대책이 필요하다는 사실을 이 성적을 통하여 비로소 확인할 수 있었다.가정교과교육학 문항내용의 포괄성을 살펴보면 다음과 같다. 가정과교육과정 문항내용은 제7차 교육과정 문서상에 표면적으로 제시된 내용에 한정되어 있어 구체적인 개선방안으로 교육과정의 철학적 이론적 배경, 다양한 교육과정 원리를 활용하는 문항내용 등과 같이 좀 더 이론적이고 원론적인 내용으로의 확대를 제안하였다. 가정과교수학습법 문항내용은 특정 교수학습모형에 관련된 지식을 묻는 내용으로 주로 출제되었다. 이에 구체적인 개선방안으로 특정 교수학습모형의 이론적 토대가 되고 전체적인 교수설계를 하기 위한 기본 바탕이 될 수 있는 교수학습이론에 관한 내용, 또한 현재가정과교육에 있어서 유용한 교수학습법이라고 입증되고 있는 실천적 추론 가정과 수업에 관한

Fine Mapping of the Rice Bph1 Gene, which Confers Resistance to the Brown Planthopper (Nilaparvata lugens Stal), and Development of STS Markers for Marker-assisted Selection

  • Cha, Young-Soon;Ji, Hyeonso;Yun, Doh-Won;Ahn, Byoung-Ohg;Lee, Myung Chul;Suh, Seok-Cheol;Lee, Chun Seok;Ahn, Eok Keun;Jeon, Yong-Hee;Jin, Il-Doo;Sohn, Jae-Keun;Koh, Hee-Jong;Eun, Moo-Young
    • Molecules and Cells
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    • 제26권2호
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    • pp.146-151
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    • 2008
  • The brown planthopper (BPH) is a major insect pest in rice, and damages these plants by sucking phloem-sap and transmitting viral diseases. Many BPH resistance genes have been identified in indica varieties and wild rice accessions, but none has yet been cloned. In the present study we report fine mapping of the region containing the Bph1 locus, which enabled us to perform marker-aided selection (MAS). We used 273 F8 recombinant inbred lines (RILs) derived from a cross between Cheongcheongbyeo, an indica type variety harboring Bph1 from Mudgo, and Hwayeongbyeo, a BPH susceptible japonica variety. By random amplification of polymorphic DNA (RAPD) analysis using 656 random 10-mer primers, three RAPD markers (OPH09, OPA10 and OPA15) linked to Bph1 were identified and converted to SCAR (sequence characterized amplified region) markers. These markers were found to be contained in two BAC clones derived from chromosome 12: OPH09 on OSJNBa0011B18, and both OPA10 and OPA15 on OSJNBa0040E10. By sequence analysis of ten additional BAC clones evenly distributed between OSJNBa0011B18 and OSJNBa0040E10, we developed 15 STS markers. Of these, pBPH4 and pBPH14 flanked Bph1 at distances of 0.2 cM and 0.8 cM, respectively. The STS markers pBPH9, pBPH19, pBPH20, and pBPH21 co-segregated with Bph1. These markers were shown to be very useful for marker-assisted selection (MAS) in breeding populations of 32 F6 RILs from a cross between Andabyeo and IR71190, and 32 F5 RILs from a cross between Andabyeo and Suwon452.

Cloning and Expression of FSHb Gene and the Effect of $FSH{\beta}$ on the mRNA Levels of FSHR in the Local Chicken

  • Zhao, L.H.;Chen, J.L.;Xu, H.;Liu, J.W.;Xu, Ri Fu
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제23권3호
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    • pp.292-301
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    • 2010
  • Follicle-stimulating hormone (FSH) is a pituitary glycoprotein hormone that is encoded by separate alpha- and betasubunit genes. It plays a key role in stimulating and regulating ovarian follicular development and egg production in chicken. FSH signal transduction is mediated by the FSH receptor (FSHR) that exclusively interacts with the beta-subunit of FSH, but characterization of prokaryotic expression of the FSHb gene and its effect on the expression of the FSHR gene in local chickens have received very little attention. In the current study, the cDNA fragment of the FSHb gene from Dagu chicken was amplified using reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), and inserted into the pET-28a (+) vector to construct the pET-28a-FSHb plasmid. After expression of the plasmid in E. coli BL21 (DE3) under inducing conditions, the recombination protein, $FSH{\beta}$ subunit, was purified and injected into the experimental hens and the effect on the mRNA expression levels of the FSHR gene was investigated. Sequence comparison showed that the coding region of the FSHb gene in the local chicken shared 99%-100% homology to published nucleotides in chickens; only one synonymous nucleotide substitution was detected in the region. The encoded amino acids were completely identical with the reported sequence, which confirmed that the sequences of the chicken FSHb gene and the peptides of the $FSH{\beta}$ subunit are highly conserved. This may be due to the critical role of the normal function of the FSHb gene in hormonal specificity and regulation of reproduction. The results of gene expression revealed that a recombinant protein with a molecular weight of about 19 kDa was efficiently expressed and it was identified by Western blotting analysis. After administration of the purified $FSH{\beta}$ protein, significantly higher expression levels were demonstrated in uterus, ovary and oviduct samples (p<0.05). These observations suggested that the expressed $FSH{\beta}$ protein possesses biological activity, and has a potential role in regulation of reproductive physiology in chickens.

Thermus thermophilus HJ6 유래 내열성 Trehalose Synthase의 유전자 클로닝 및 발현 (Gene Cloning and Expression of Trehalose Synthase from Thermus thermophilus HJ6)

  • 김현정;김한우;전숭종
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.182-188
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    • 2008
  • 내열성 Trehalose synthase를 생산하는 초고온성 균주 HJ6은 일본 Arima 온천수에서 분리하였다. 세포의 길이는 $2{\sim}4\;um$, 직경 0.4 um의 간균으로 생육최적 pH와 온도는 각각 6.5와 $80^{\circ}C$이였다. 분리된 균주의 16s rRNA 염기서열을 분석하고 계통학적으로 분류한 결과, HJ6 균주는 Thermus thermophilus에 속하는 것으로 동정되었다. PCR법을 이용하여 trehalose synthase(TS) 유전자를 클로닝하고 염기서열을 분석한 결과, ORF는 2,898개의 뉴클레오타이드로 구성되고 915개의 아미노산을 암호화하였다. 아마노산 서열을 바탕으로 상동성을 분석한 결과, Thermus caldophilus GK24 유래 TS와 99%, Meiothermus ruber 유래 TS와 83%의 identity를 나타내었다. 이 유전자를 온도감수성 프로모터를 포함하는 pJLA503 벡터를 이용하며 대장군에서 발현하고 정제하여 약 110 kDa 단백질을 얻을 수 있었다. 정제된 효소는 트레할로스 전환활성에 대한 최적 pH가 7.5이고, 최적온도는 $80^{\circ}C$이며, 활성의 반감기는 $90^{\circ}C$에서 40분으로 확인되어 높은 내열성을 가지는 것으로 확인되었다. 본 효소의 트레할로스 최대 전환율은 기질농도 500mM에서 55.7%를 나타내었고, 기질 농도가 증가함에 따라 더불어 증가하였기 때문에 본 효소의 트레할로스 전환율을 기질농도에 의존적인 것으로 생각되었다.

박테리오신 Subpeptin JM4-A 혹은 Subpeptin JM4-B를 생산하는 항균 효모의 제작 (Establishment of an Antibacterial Yeast That Producing Bacteriocin Subpeptin JM4-A or Subpeptin JM4-B)

  • 이옥희;장민경;이동근;김인혜;이재화;하종명;하배진;안익용;조동인;이상현
    • 생명과학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.287-290
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    • 2008
  • 박테리오신의 일종인 Bacillus subtilis의 Subpeptin JM4-A 및 Subpeptin JM4-B를 생산하는 효모의 제작을 위하여 48 bp 길이의 개시코돈과 종지코돈을 포함하는 Subpeptin JM4-A 및 Subpeptin JM4-B의 유전자를 합성하여 효모 발현 vector pAIR123에 클로닝하였다. 이렇게 제작된 재조합 DNA로 효모세포를 형질전환시켜 Subpeptin JM4-A와 Subpeptin JM4-B를 생산하는 형질전환 효모세포를 제작하였다. 형질전환 효모는 그람양성 대표세균인 고초균(B. subtilis)과 그람음성 장내세균인 대장균(E. coli)에 대해 항균활성을 나타냈다. 또한 농흉이나 중이염의 원인이 되는 녹농균(P. aeruginosa)에 대해서도 항균활성을 나타냈다. 이 연구의 결과로 부패하기 쉬운 식품들의 보존성을 향상시키기 위한 보존제 대체물질 또는 가축 사료에서 병원균의 생육을 저해하기 위한 항생제 대체물질로 사용할 수 있는 박테리오신을 산업적으로 생산할 수 있는 효모세포를 제작하였다.

Identification of a Novel Human Zinc Finger Gene, ZNF438, with Transcription Inhibition Activity

  • Zhong, Zhaomin;Wan, Bo;Qiu, Yun;Ni, Jun;Tang, Wenwen;Chen, Xinya;Yang, Yun;Shen, Suqin;Wang, Ying;Bai, Meirong;Lang, Qingyu;Yu, Long
    • BMB Reports
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    • 제40권4호
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    • pp.517-524
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    • 2007
  • There were many different families of zinc finger proteins that contained multiple cysteine and/or histidine residues and used zinc to stabilize their folds. The classical C2H2 zinc finger proteins were the founding members of this superfamily and were among the most abundant proteins in eukaryotic genomes. C2H2 proteins typically contained several C2H2 fingers that made tandem contacts along the DNA. Here we reported a novel C2H2 type zinc finger gene, ZNF438, which encoded 828 amino acids that formed five zinc finger domains. Bioinformatics analysis revealed that the ZNF438 was mapped to human chromosome 10p11.2 and shared 62% identity with rat and mouse homologues. RT-PCR analysis indicated that it was ubiquitously expressed in 18 human adult tissues. With immunofluorescence assay, it was shown that the exogenous Flag-tagged ZNF438 was located in nucleus of COS-7 cells. To further explore the function of ZNF438, we examined the transcriptional activity of ZNF438 protein by transfecting recombinant pM-ZNF438 into mammalian cells. The subsequent analysis based on the duel luciferase assay system showed that ZNF438 was a transcriptional repressor.

E. coli $tRNA^{phe}$ 유전자의 32-T와 39-T 염기의 부의 특이적 돌연변이 (Site-Specific Mutagenesis on the 32-T and 39-T of E. coli $tRNA^{phe}$ Gene)

  • 김익영;이세영
    • 미생물학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.176-180
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    • 1989
  • E. coli의 $tRNA^{phe}$내에는 세 개의 psiudouridine 염기들이 존재한다. 이 $tRNA^{phe}$내의 pseudouridine 염기들의 기능을 연구하기 위하여 부위특이적 돌연변이를 이용하여 $tRNA^{phe}$ 유전자의 염기를 다른 염기로 치환시켰다. E. coli $tRNA^{phe}$ 유전자들 중 하나인 phe W 유전자내에서 32번에 해당하는 T 염기를 C 염기로 39번 T 염기를 C 염기로 Kunkel이 개발한 부위특이적 돌연변이 방법을 사용하여 각각 치환시켰다. DNA 염기서열을 결정함으로써 돌연변이체를 확인하였으며, 이들 돌연변이 유전자를 함유한 재조합 플라스미드를 이용하여 돌연변이된 phe W 유전자들의 E. Coli NP37($pheS^{-ts}$)에 대한 complementation 활성을 조사하였다. 32번 위치가 변이된 pheW 유전자 뿐만아니라 39번 위치가 변이된 phe W 유전자를 함유한 E. coh NP37들은 모두 non-permissive temperature에서 자라지 못하였다. 이 결과는 변이된 pheW 유전자들이 E. coli NP37을 complementation 할 수 없으며, 또 pseudouridine 염기들이 생체내에서 E. coli $tRNA^{phe}$의 활성에 필수적이라는 것을 의미한다.

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Enhancement of Lycopene Production in Escherichia coli by Optimization of the Lycopene Synthetic Pathway

  • KANG MIN-JUNG;YOON SANG-HWAL;LEE YOUNG-MI;LEE SOOK-HEE;KIM JU-EUN;JUNG KYUNG-HWA;SHIN YONG-CHUL;KIM SEON-WON
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제15권4호
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    • pp.880-886
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    • 2005
  • Using carotenoid genes of Erwinia herbicola, metabolic engineering was carried out for lycopene production with the pAC-LYCO4 plasmid, which was composed of a chromosomal DNA fragment of E. herbicola containing the crtE, crtB, and crtI genes under the control of the tetracycline promoter and the ipi gene of Haematococcus pluvialis with the trc promoter. Plasmid pAC-LYCm4 was constructed for efficient expression of the four exogenous genes using a strong RBS sequence and the same tetracycline promoter. The optimized expression construct of pAC-LYCm4 increased Iycopene production three times as compared with pAC-LYCO4. pAC-LYCm5 containing ispA behind the four exogenous genes was constructed. There was no significant difference in Iycopene production and cell growth between pAC-LYCm4 and pAC-LYCm5. FPP synthase encoded by ispA was not rate-limiting for Iycopene production. Each gene of crtE, crtB, crtI, and ipi was overexpressed, using pBAD-crtE, pBAD-crtIB, and pBAD-ipiHPI, in addition to their expression from pAC-LYCm4. However, there was no increase oflycopene production with the additional overexpression of each exogenous gene. The four exogenous genes appeared to be not rate-limiting in cells harboring pAC-LYCm4. When pDdxs, pBAD24 containing dxs, was introduced into cells harboring lycopene synthetic plasmids, lycopene production of pAC-LYCO4, pAC-LYCm4, and pAC-LYCm5 was increased by 4.7-, 2.2-, and 2.2-fold, respectively. Lycopene production of pBAD-DXm4 containing crtE, crtB, crtI, ipi, and dxs was 5.2 mg/g dry cell weight with $0.2\%$ arabinose, which was 8.7-fold higher than that of the initial strain with pAC-LYC04. Therefore, the present study showed that proper regulation of a metabolically engineered pathway is important for Iycopene production.

Cloning, Heterologous Expression, and Characterization of Novel Protease-Resistant ${\alpha}$-Galactosidase from New Sphingomonas Strain

  • Zhou, Junpei;Dong, Yanyan;Li, Junjun;Zhang, Rui;Tang, Xianghua;Mu, Yuelin;Xu, Bo;Wu, Qian;Huang, Zunxi
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제22권11호
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    • pp.1532-1539
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    • 2012
  • The ${\alpha}$-galactosidase-coding gene agaAJB13 was cloned from Sphingomonas sp. JB13 showing 16S rDNA (1,343 bp) identities of ${\leq}97.2%$ with other identified Sphingomonas strains. agaAJB13 (2,217 bp; 64.9% GC content) encodes a 738-residue polypeptide (AgaAJB13) with a calculated mass of 82.3 kDa. AgaAJB13 showed the highest identity of 61.4% with the putative glycosyl hydrolase family 36 ${\alpha}$-galactosidase from Granulicella mallensis MP5ACTX8 (EFI56085). AgaAJB13 also showed <37% identities with reported protease-resistant or Sphingomonas ${\alpha}$-galactosidases. A sequence analysis revealed different catalytic motifs between reported Sphingomonas ${\alpha}$-galactosidases (KXD and RXXXD) and AgaAJB13 (KWD and SDXXDXXXR). Recombinant AgaAJB13 (rAgaAJB13) was expressed in Escherichia coli BL21 (DE3). The purified rAgaAJB13 was characterized using p-nitrophenyl-${\alpha}$-D-galactopyranoside as the substrate and showed an apparent optimum at pH 5.0 and $60^{\circ}C$ and strong resistance to trypsin and proteinase K digestion. Compared with reported proteaseresistant ${\alpha}$-galactosidases showing thermolability at $50^{\circ}C$ or $60^{\circ}C$ and specific activities of <71 U/mg with or without protease treatments, rAgaAJB13 exhibited a better thermal stability (half-life of >60 min at $60^{\circ}C$) and higher specific activities (225.0-256.5 U/mg). These sequence and enzymatic properties suggest AgaAJB13 is the first identified and characterized Sphingomonas ${\alpha}$-galactosidase, and shows novel protease resistance with a potential value for basic research and industrial applications.