• 생명과학회지
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• 제18권6호
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• pp.878-883
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• 2008

생물비료의 개발을 위하여 분리된 난용성 인산염의 가용화능이 우수한 균주인 Aeromonas hydrophila DA33의 분자육종을 위해 인산가용화 관련 유전자를 도입하였다. E. coli의 gdh 유전자를 도입한 A. hydrophila DA33은 GDH 활성이 증가하여 유전자가 발현됨을 확인하였으며, wild type에 비해 GDH 활성이 약 40% 정도 높게 나타났으며, 이는 도입된 gdh 유전자의 발현에 의한 것으로 보여 진다. 이 균주는 인산가용화에 기여하는 유기산인 gluconate의 생성도 증가하였다. A. hydrophila DA33의 wild type과 gdh 유전자를 도입한 A. hydrophila pGHS/DA33의 난용성 인산염 가용화능을 실험한 결과, gdh 유전자를 도입한 균주의 인산 가용화능이 약 1.4배 정도의 효과를 보였다. 지금까지의 결과로 비춰볼때 앞으로 생물 비료로서의 A. hydrophila DA33 이용 가능성을 나타내며, 분자육종균 A. hydrophila pGHS/DA33은 생물비료로서의 효율성을 가질 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제52권3호
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• pp.336-343
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• 2016

두 종류의 mannanases를 생산하는 Cellulosimicrobium sp. YB-43로부터 mannanase 유전자를 클로닝하고 그 염기서열을 결정하였다. Mannanase 유전자는 manB로 명명되었으며, 427 아미노 잔기로 구성된 단백질을 코드하는 1,284개 염기로 구성되었다. ManB는 추론된 아미노산 배열에 근거해서 glycosyl hydrolase family 5에 속하는 mannanase와 상동성이 높은 활성영역과 함께 2개의 탄수화물 결합영역을 포함하고 있는 다영역 효소로 확인되었다. Cellulosimicrobium sp. YB-43의 manB 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액으로부터 정제된 ManB의 아미노 말단 배열이 QGASAASDG로 결정되었으며 이는 SignalP4.1 server로 그람 음성균을 기준으로 예측된 signal peptide의 결과와 정확하기 일치하였다. 정제된 ManB의 최적 반응조건은 $55^{\circ}C$와 pH 6.5-7.0이며 locust bean gum (LBG), konjac과 guar gum을 가수분해 하였으며, 셀룰로스, 자일란, 전분과 para-nitrophenyl-${\beta}$-mannopyranoside에 대해서는 분해활성이 없었다. ManB의 활성은 $Mg^{2+}$, $K^+$와 $Na^+$에 의해 약간 저해되었으며 $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Mn^{2+}$과 SDS에 의해서는 크게 저해되었다. 또한 이 효소는 mannobiose 보다 큰 중합도를 갖는 만노올리고당을 가수분해하였으며, LBG와 만노올리고당을 가수분해하였을 때 mannobiose가 가장 많은 양으로 생성되었다.

• 생명과학회지
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• 제22권11호
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• pp.1545-1551
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• 2012

이전 연구에서 저자들이 Glycoside hydrolase family 50 (GH-50)과 GH-118 ${\beta}$-agarase들의 발현과 특성을 보고한 Agarivorans sp. JA-1 균주로부터 신규의 GH-16 ${\beta}$-agarase를 보고하고자 한다. 본 유전자는 1,362 염기쌍으로 구성되어 있으며, 453 아미노산 잔기로 구성된 49,830 Da의 단백질을 암호화한다. 본 효소는 Pseudoalteromonas sp. CY24 유래의 GH-16 ${\beta}$-agarase와 98%의 염기서열 상동성과 99%의 아미노산서열 상동성을 나타냈다. 신호서열을 제외한 429 아미노산으로 구성된 성숙단백질에 해당하는 유전자를 E. coli BL21 (DE3) 세포에서 재조합 발현시킨 후, 친화성 크로마토그래피로 효소를 정제하였다. 정제된 효소는 $40^{\circ}C$와 pH 5.0에서 67.6 U/mg의 최적 활성을 보였다. 아가로스를 기질로 한 효소분해산물의 박막크로마토그래피 분석결과, neoagarohexaose와 neoagarotetraose가 주산물로 생산되는 것을 알 수 있었다. 본 효소는 기능성 한천올리고당의 산업적 생산에 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제26권10호
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• pp.1113-1120
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• 2016

우리나라의 전통 발효 된장으로부터 균체외 효소로 mannanase를 생산하는 세균 2주가 분리되었다. 분리균 WL-6과 WL-11은 형태적 특성, 생화학적 성질 및 16S rDNA의 염기서열에 따라 Bacillus subtilis로 확인되었다. 이들 두 균주로부터 각각 mannanase 유전자를 대장균에 클로닝하여 염기서열을 결정한 결과 mannanase 유전자는 362 아미노산으로 구성된 단백질을 코드하며 1,086 뉴클레오티드로 동일하게 이루어졌다. WL-6과 WL-11 mannanase (Man6, Man11)의 아미노산 잔기 배열은 서로 8개 잔기가 다르며 GH family 26에 속하는 B. subtilis의 mannanases와 매우 상동성이 높았다. Man6과 Man11의 아미노 말단의 26개 아미노 잔기가 signal peptide로 예측되었다. 재조합 대장균로부터 각각 생산된 Man6과 Man11은 94~95% 정도가 균체내에 존재하였고, mannotriose, mannotetraose, mannopentaose, mannohexaose와 같은 만노올리고당과 locust bean gum을 유사하게 분해하여 주된 반응산물로 mannobiose와 mannotriose를 생성하였다. Man6는 55℃와 pH 6.0, Man11은 60℃와 pH 5.5에서 각각 최대 반응활성을 보였으며, Man11이 Man6에 비해 열안정성이 높았다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권3호
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• pp.238-244
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• 2011

바이오디젤은 긴 사슬 지방산의 알킬 에스테르로서 동물성 지방 또는 식물성 오일과 알코올이 반응하여 에스테르 교환 반응에 의해 생성되는 대체연료이다. 지난 십여 년 동안, 다양한 리파아제를 이용한 바이오디젤 생산에 대해 연구되었다. 하지만 효소 촉매 공정을 통한 바이오디젤 생산의 경우, 높은 효소 단가로 산업적 공정에 쉽게 적용할 수 없었다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 저렴한 오일 원료를 선택하거나, 바이오디젤 생산에 적합한 리파아제를 스크리닝하는 과정 또는 리파아제 고정화 방법이 활발히 연구되었다. 이번 연구에서는 P. vulgaris에서 유래한 리파아제 K80을 E. coli균에서 발현하여 얻은 효소액으로 바이오디젤을 생산하였다. 재조합 리파아제 K80은 높은 발현량을 보였으며, 높은 가수분해 반응의 비활성도(specific activity)와 유기용매에서 높은 안정성을 확인했다. 리파아제 K80은 올리브 오일과 메탄올을 3-stepwise 방법을 이용하여 바이오디젤을 생산할 수 있었다. 리파아제 K80을 소수성 결합을 이용하여 담체 표면에 흡착시켜 얻은 고정화 K80을 이용하여 수용성 리파아제 K80과 동일한 방법으로 바이오디젤을 생산한 결과, 효율적으로 바이오디젤 생산을 확인했다. 고정화 K80은 다양한 식물성 오일과 메탄올을 사용하여 효과적으로 바이오디젤을 생산하였다. 고정화 K80을 이용하여 바이오디젤 생산뿐만 아니라 다른 산업적 공정에서도 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제27권9호
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• pp.1003-1010
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• 2017

Paenibacillus woosongensis의 유전체 부분 염기서열로부터 mannanase를 코드하는 것으로 유추되는 open reading frame을 중합효소연쇄반응으로 증폭하여 대장균에 클로닝하고 염기서열을 결정하였다. Mannanase 유전자는 man26AT로 명명하였으며 1,053 아미노산으로 구성된 단백질을 코드하는 3,159 뉴클레오티드로 이루어졌다. 아미노산 잔기배열을 분석한 결과 Man26AT는 glycosyl hydrolase family 26의 mannanase와 상동성이 높은 활성영역, 탄수화물 결합영역 CBM27과 CBM11로 구성되어 있었다. Man26AT의 아미노산 배열은 P. ihumii의 유추된 mannanase와 상동성이 81%이고 다른 Paenibacillus 속 균주의 여러 mannanases와 57% 이하의 상동성을 보였다. man26AT 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액은 $55^{\circ}C$와 pH 5.5에서 최대의 mannanase 활성을 보였고, $50^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 후에 80% 이상의 잔존활성을 보였다. Man26AT는 locust bean gum (LBG) galactomannan과 konjac glucomannan에 대한 분해활성이 유사하였으며, carboxymethylcellulose, xylan과 para-nitrophenyl-${\beta}$-mannopyranoside는 분해하지 못하였다. Man26AT에 의해 mannotriose, mannotetraose, mannopentaose와 mannohexaose 등의 만노올리고당이나 LBG로부터 공통의 최종 가수분해 산물로 mannose, mannobiose와 mannotriose가 생성되었다. 또한 mannotriose 보다 큰 만노올리고당이 LBG와 guar gum의 분해산물로 각각 생성되었다. 그러나 Man26AT는 mannobiose를 분해하지는 못하였다. 활성염색을 통해 Man26AT는 균체 내에서 3개 이상의 크기가 다른 활성 단백질로 분해된 것이 확인되었다.

• 미생물학회지
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• 제45권4호
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• pp.291-299
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• 2009

본 연구에서는 Human HtrA3 (HtrA3)의 효소활성을 분자수준에서 연구하기 위해 HtrA간의 상동성과 기존에 알려진 maturation site들을 비교 분석하여 예상 mature HtrA3인 M1-HtrA3와 M2-HtrA3를 발현하는 construct를 제작하였다. pGEX system을 통해 Top10 균주에서 발현, 정제한 M1-HtrA3 단백질은 $10{\mu}g$/L를 정제할 수 있었으며 발현량 대비 1%를 회수할 수 있었다. M2-HtrA3는 M1보다 5배 가량 많은 양을 정제할 수 있었으며 발현량 대비 회수율은 3배 정도 더 높았다. $\beta$-Casein을 이용한 in vitro cleavage test를 통해 M1, M2 form 모두 protease 활성을 갖는 것을 확인하였다. 또한, $\beta$-casein cleavage를 통해 HtrA serein protease들 간의 상대적인 활성을 비교한 결과, HtrA3와 HtrA2는 HtrA1보다 약 2배 더 높은 proteolytic cleavage 활성을 보였다. 본 연구에서 정립한 protease 활성을 지닌 HtrA3의 제작과 정제 조건은 HtrA3의 substrate를 탐색을 용이하게 할 수 있을 것이며, HtrA3 연관된 질환의 발병기전과 세포 신호전달을 이해하는 연구에 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권6호
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• pp.1115-1123
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• 2016

_L-Asparaginase (E.C. 3.5.1.1) is an enzyme involved in asparagine hydrolysis and has the potential to effect leukemic cells and various other cancer cells. We identified the _L-asparaginase gene (_L-ASPG86) in the genus Mesoflavibacter, which consists of a 1,035 bp open reading frame encoding 344 amino acids. Following phylogenetic analysis, the deduced amino acid sequence of _L-ASPG86 (_L-ASPG86) was grouped as a type I asparaginase with respective homologs in Escherichia coli and Yersinia pseudotuberculosis. The _L-ASPG86 gene was cloned into the pET-16b vector to express the respective protein in E. coli BL21 (DE3) cells. Recombinant _L-asparaginase (r-_L-ASPG86) showed optimum conditions at 37-40℃, pH 9. Moreover, r-_L-ASPG86 did not exhibit glutaminase activity. In the metal ions test, its enzymatic activity was highly improved upon addition of 5 mM manganese (3.97-fold) and magnesium (3.35-fold) compared with the untreated control. The specific activity of r-_L-ASPG86 was 687.1 units/mg under optimum conditions (37℃, pH 9, and 5 mM MnSO₄).

• BMB Reports
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• 제52권8호
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• pp.496-501
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• 2019

Conventionally, immunotoxins have been produced as a single polypeptide from fused genes of an antibody fragment and a toxin. In this study, we adopted a unique approach of chemical conjugation of a toxin protein and an antibody fragment. The two genes were separately expressed in Escherichia coli and purified to high levels of purity. The two purified proteins were conjugated using a chemical linker. The advantage of this approach is its ability to overcome the problem of low recombinant immunotoxin production observed in some immunotoxins. Another advantage is that various combinations of immunotoxins can be prepared with fewer efforts, because the chemical conjugation of components is relatively simpler than the processes involved in cloning, expression, and purification of multiple immunotoxins. As a proof of concept, the scFv of trastuzumab and the PE24 fragment of Pseudomonas exotoxin A were separately produced using E. coli and then chemically crosslinked. The new immunotoxin was tested on four breast cancer cell lines variably expressing HER2. The chemically crosslinked immunotoxin exhibited cytotoxicity in proportion to the expression level of HER2. In conclusion, the present study revealed an alternative method of generating an immunotoxin that could effectively reduce the viability of HER2-expressing breast cancer cells. These results suggest the effectiveness of this method of immunotoxin crosslinking as a suitable alternative for producing immunotoxins.

• 생명과학회지
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• 제15권2호
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• pp.253-260
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• 2005

인체 MCAK 단백질을 Escherichia. coli에서 재조합 단백질로 발현하였다. 이를 SDS-PAGE 후 electroelution으로 정제하고 항원으로 사용하여 rat에서 다클론성 항체생성을 유도한 결과, 생성된 항체는 Western blot analysis에 의해 인체 MCAK 단백질 (81 kDa)을 특이적으로 인식할 수 있었으며, Jurkat T cells과 293T cells에 있어서 MCAK 단백질의 대부분이 핵 내에 위치함을 확인할 수 있었다. 세포주기에 따른 MCAK 단백질의 발현양의 변화를 조사하기 위해, Jurkat T cells을 Hydroxy urea 또는 Nocodazole의 처리로 $G_{1}/S$ boundary 그리고 $G_{2}/M$ boundary에 blocking하고 이로부터 release 시키는 시간을 달리하여 다양한 세포주기상에 위치한 Jurkat T cells을 확보하였다. 각각의 Jurkat T cells로부터 cell lysate를 얻어서 Western blot analysis를 시도한 결과, MCAK 발현양은 S phase에서 가장 높았으며 MCAK의 SDS-PAGE상의 mobility가 81 kDa에서 84 kDa로 shift됨을 확인하였다. MCAK의 전기영동상의 mobility shift에 의한 slow moving $p84^{HsMCAK}$는 S phase 후반부터 나타나기 시작하며 $G_{2}/M$ phase에 최대였고 $G_{1}$, phase에서는 확인되지 않았다. 이는 세포주기에 따라 MCAK의 단백질의 인산화 양상이 달라짐을 시사한다. 생성된 항체를 이용한 Immunocytochemical analysis의 결과, 인체 MCAK 단백질은 세포주기의 interphase에서는 주로 중심체와 핵에 존재하며, M phase의 각 단계에 따라서 spindle pole, centromere, spindle fiber 또는 midbody에 존재함을 확인하였다. 이러한 연구 결과는 E. coli에서 발현된 재조합 HsMCAK 단백질을 항원으로 하여 rat에서 생산한 다클론성 항체가 HsMCAK 단백질을 특이적으로 인식할 수 있음과 또한 HsMCAK 단백질의 인산화를 나타내는 SDS-PAGE상의 mobility-shift가 $G_{2}/M$ phase에 최대에 도달하는 양상으로 세포주기에 따라 변동됨을 나타내며, HsMCAK의 인산화와 HsMCAK의 세포 내 위치간의 관련성을 시사한다. 아울러 이러한 연구결과는 hamster 및 Xenopus 등에서 주로 연구되고 있는 MCAK의 세포주기상의 주요기능이 인체세포에도 적용될 수 있음을 시사한다.