• 생명과학회지
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• 제20권11호
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• pp.1577-1581
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• 2010

조혈촉진 cytokine인 Granulocyte colony stimulating factor (G-CSF)는 골수세포를 자극하여 granulocyte로 증식, 분화시키는 기능을 가지며, 현재 아주 고가의 치료제로 사용되고 있다. 인간 G-CSF (hG-CSF)를 아직 시도되지 않은 누에 유래 세포주인 BM5 세포에서 발현시키고 생산 효율을 높이기 위해 hG-CSF cDNA를 변형하였다. hG-CSF의 cDNA의 endoplasmic reticulum (ER) signal sequence 부분을 누에의 소포체에서 분비되는 단백질인 prophenoloxidase (PPAE), protein disulfide isomerase (PDI)와 bombyxin (BX)에서 유래한 누에특이 ER signal sequence로 대체한 hG-CSF의 cDNA 함유 벡터를 구축하였다. 이들 벡터를 사용하여 형질전환한 BM5 세포의 배양액에 분비된 G-CSF 단백질을 western blot으로 분석하여 발현을 확인하였다. 누에특이 ER signal sequence들로 대체된 hG-CSF cDNA를 포함하는 벡터에 의한 hG-CSF 단백질 생산이 인간 G-CSF cDNA가 든 벡터에 의한 hG-CSF의 생산보다 월등히 효율적이었다. 또한, PPAE-signal sequence를 포함하는 hG-CSF 단백질은 배양배지에서 형질전환 4일 후에 최고에 달하였고, 7 일째까지 비슷한 양이 배지 내에서 검출되었다. 이상의 결과는 인간유래 유전자가 곤충세포 내에서 발현 될 때 인간유래 유전자 보다는 곤충 유전자발현 시스템에 맞게 변형했을 경우 더 효율적인 단백질 발현을 얻을 수 있음을 보여 준다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권11호
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• pp.1720-1728
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• 2020

We have previously characterized AprESJ4, the major fibrinolytic enzyme from Bacillus subtilis SJ4 (Yao et al., 2019). During that study, we observed a 68 kDa protein with fibrinolytic activity. In this study, we cloned the gene (vprSJ4) encoding the 68 kDa protein, a mature Vpr and minor protease secreted by Bacillus species. vprSJ4 encodes a preproenzyme consisting of 810 amino acids (aa) including signal sequence (28 aa) and prosequence (132 aa). The mature enzyme (650 aa) has a predicted molecular weight of 68,467.35. Unlike Vprs from other B. subtilis strains, VprSJ4 has 4 additional amino acids (DEFA) at the C-terminus. vprSJ4 was overexpressed in Escherichia coli. PreproVprSJ4 was localized in inclusion bodies, and subjected to in vitro renaturation and purification by an affinity column. SDS-PAGE and western blot showed that autoprocessing of preproVprSJ4 occurred and 68 kDa and smaller proteins were produced. The optimum pH and temperature of the recombinant VprSJ4 were pH 7.0 and 40℃, respectively. Kinetic parameters of recombinant VprSJ4 were measured by using an artificial substrate, N-succinyl-ala-ala-pro-phe-p-nitroanilide. Coexpression of vprSJ4 and aprESJ4 using pHY300PLK increased the fibrinolytic activity a further 117% when compared with aprESJ4 single expression using the same vector in B. subtilis WB600.

• Journal of Ginseng Research
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• 제44권2호
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• pp.258-266
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• 2020

Background: Oxidative stress-induced cardiomyocytes apoptosis is a key pathological process in ischemic heart disease. Glutathione reductase (GR) reduces glutathione disulfide to glutathione (GSH) to alleviate oxidative stress. Ginsenoside Rb1 (GRb1) prevents the apoptosis of cardiomyocytes; however, the role of GR in this process is unclear. Therefore, the effects of GRb1 on GR were investigated in this study. Methods: The antiapoptotic effects of GRb1 were evaluated in H9C2 cells by 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide, annexin V/propidium iodide staining, and Western blotting. The antioxidative effects were measured by a reactive oxygen species assay, and GSH levels and GR activity were examined in the presence and absence of the GR inhibitor 1,3-bis-(2-chloroethyl)-1-nitrosourea. Molecular docking and molecular dynamics simulations were used to investigate the binding of GRb1 to GR. The direct influence of GRb1 on GR was confirmed by recombinant human GR protein. Results: GRb1 pretreatment caused dose-dependent inhibition of tert-butyl hydroperoxide-induced cell apoptosis, at a level comparable to that of the positive control N-acetyl-L-cysteine. The binding energy between GRb1 and GR was positive (-6.426 kcal/mol), and the binding was stable. GRb1 significantl reduced reactive oxygen species production and increased GSH level and GR activity without altering GR protein expression in H9C2 cells. Moreover, GRb1 enhanced the recombinant human GR protein activity in vitro, with a half-maximal effective concentration of ≈2.317 μM. Conversely, 1,3-bis-(2-chloroethyl)-1-nitrosourea co-treatment significantly abolished the GRb1's apoptotic and antioxidative effects of GRb1 in H9C2 cells. Conclusion: GRb1 is a potential natural GR agonist that protects against oxidative stress-induced apoptosis of H9C2 cells.

• 생명과학회지
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• 제16권7호
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• pp.1199-1206
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• 2006

Plasminogen kringle 5는 plasminogen kringles 1-4로 구성된 내생의 혈관 신생 억제제인 angiostatin과 같이 내피세포의 분열을 강력하게 억제한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 plasminogen kringle 5의 재조합 단백질을 효모 발현 체계에서 생산하여 내피세포의 이동에 대한 저해 효과와 이에 대한 작용기전을 조사하였다 재조합 단백질 PK5는 plasminogen의 Thr456에서 Phe546까지 이르는 cDNA 부분을 ${\alpha}-factor$ prepro-peptide의 분비 신호 서열 뒤에 도입하여 Pichia pastoris GS115에서 발현시켰다. 메탄올 유도 후 얻은 배양액을 S-spin column을 이용하여 정제하였다. 정제된 단백질을 SDS-PACE하였을 때 약 10kDa의 단일 밴드를 나타냄을 확인할 수 있었다. 정제된 PK5는 bFGF나 VEGF에 의해 유도된 인간의 제대 유래 내피 세포의 이동을 약 500nM의 $IC_{50}$ 값으로 농도 의존적으로 감소시켰다. 내피 세포에 PK5 500M을 처리한 결과 bFGF에 의해 유도된 ERK1/2의 인산화를 감소시켰다 또한, PK5는 bFGF에 의해 유도된 내피세포의 골격 재형성을 강력하게 억제하는 것으로 관찰되었다. 따라서, 이러한 결과들은 효모 생산 PK5가 내피세포의 이동을 효과적으로 억제하며, 이는 ERK1/2의 활성과 세포골격의 재배열을 억제함으로써 나타나는 것으로 부분적으로 설명될 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제13권6호
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• pp.805-813
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• 2003

돌돔 (Oplegnathus fasciatus) SL을 암호화하는 cDNA clone을 뇌하수체로부터 RT-PCR 방법에 의해 획득하였다. 돌돔 SL cDNA의 길이는 1636 bp로서 24개의 아미노산인 signal peptide와 207개 의 aa으로 구성된 mature protein을 암호화하는 696 bp의 open reading frame을 갖고 있다. 또한, 돌돔 SL 아미노산에는 이황화 결합에 관여하는 7개의 시스테인 잔기 $(Cys^{5},\; Cys^{15},\; Cys^{42},\; Cys^{65},\; Cys^{181},\; Cys^{198}\$ 과 $Cys^{206})$와 두 개의 potential N-glycosylation site인 $Asn^{121}$ 과 $Asn^{153}$을 확인하였다. 돌돔 SL은 goldfish와 channel catfish를 제외한 다른 경골어류 SL에 아미노산 서열은 61.1∼92.6%, 뉴클레오타이드 서열은 63∼92.6%의 일치를 나타낸다. 아미노산 서열 alingment에서 돌돔 SL은 다른 어류 SL에 공통적인 4개의 conserved domain $(A_{SL},\; B_{SL},\; C_{SL}$과 $D_{SL})$을 갖고 있음을 확인하였다. 이들중 $A_{SL},\; B_{SL}$,과 $D_{SL}$,은 경골어류 growth hormone과 prolactin에도 잘 보존되어 있었다 재조합 돌돔 SL 단백질을 E. coli에서 생산하기 위해 돌돔 SL cDNA를 발현벡터에 클로닝하여 단백질의 발현을 유도하였다 발현된 단백질은 SDS-PAGE에 의해 분자량 약 27 kDa의 재조합 단백질의 발현을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제24권9호
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• pp.995-1000
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• 2014

바이러스 분리 및 검출 측면에서의 해양바이러스 연구는 높은 빈도의 돌연변이와 유전적 다양성 때문에 한계가 있어 왔다. 현재 해양바이러스를 검출하기 위해 사용되고 있는 방법 중 ELISA를 기반으로 하는 혈청학적 방법이 가장 보편적이다. 혈청학적 방법은 항체의 질과 고도로 정제된 정확한 항원을 요구한다. 최근에 바이러스 외피단백질을 항원으로 이용하고자하는 새로운 실험시스템이 yeast surface display (YSD)를 사용하여 개발되었다. 이 연구에서는 붉바리 신경괴사 바이러스(RGNNV)의 외피단백질 유전자를 YSD와 HA-tagging 시스템을 이용하여 발현시키고 정제하였다. 2개의 RGNNV 외피단백질 유전자 조각(RGNNV1 및 RGNNV2)을 염기서열 데이터베이스에 기초하여 합성하였고, 효모 발현 벡터인 pCTCON로 클로닝하였다. 효모 strain EBY100에서의 RGNNV 외피단백질의 발현은 발현벡터에 의해 코드되는 C-말단의 c-myc tags를 인지하는 형광표지된 항체를 이용하여 flow cytometry로 검출되었다. 발현된 RGNNV 외피단백질은 ${\beta}$-mercaptoethanol 처리 후 Aga1과 Aga2 사이의 이황화결합 절단에 의해 효모표면으로부터 분리되었다. Anti-HA 항체를 사용한 Western blots을 수행하였을 때 각 RGNNV 외피단백질이 정해진 크기에서 검출되는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 YSD와 HA-tagging 시스템이 재조합 RGNNV 외피단백질의 발현과 정제에 적용가능함을 나타낸다.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1393-1402
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• 2017

식물에서, 칼슘-의존적 단백질 카이네즈(CDPKs)는 $Ca^{2+}$ 신호전달에서 중요한 $Ca^{2+}$ 수용체이다. 벼(Oryza sativa L.)의 CDPKs인 3개의 OsCPKs는 생물정보에 대한 분석이 이루어졌으나, OsCPK11 유전자는 연구가 완전히 수행되지 않았다. 다양한 조직에서 OsCPK11 유전자가 전사수준에서 발현한다는 것은 알려져 있으나, 단백질 수준에서 발현과 생화학적인 특징은 잘 알려져 있지 않다. 이 연구는 OsCPK11의 몇 가지 생화학적 특징을 알아보기 위해 이루어졌다. 먼저 in vitro에서 E. coli를 이용하여 GST-OsCPK11를 발현시키고, 카이네즈 활성 측정과 칼슘-의존적 단백질 카이네즈로서 OsCPK11의 생화학적 분석도 수행하였다. OsCPK11은 스스로 자가인산화하며, $Ca^{2+}$의 존재 하에서 기질로서 histone III-s와 MBP로 인산기 전달 작용을 수행한다. 재조합 OsCPK11의 활성은 $Mg^{2+}$에 의해 영향을 받으며, pH 7.0-7.5에서 최적의 활성을 보인다. 또한 OsCPK11의 활성은 높은 수준의 $Ca^{2+}$가 존재하는 조건에서는 $Mg^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Na^+$의 영향을 받지 않는다. 또한 OsCPK11의 자가인산화는 OsCPK11의 $Ca^{2+}$ 민감도를 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 마지막으로, OsCPK11의 N-말단 다양화 지역으로 토끼 항체를 만들었고, immunoblot을 기초로 polyclonal antibody는 95.5 kD의 GST-OsCPK11를 인식하는 것으로 나타났다. 이 결과는 벼의 $Ca^{2+}$ 매개 신호전달에서 OsCPK11의 기능을 더 잘 이해하는데 도움을 줄 것이며, 심화 연구를 위해 다양한 OsCPKs의 단백질 정보를 결정하는 것이 필요할 것이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권3호
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• pp.584-592
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• 2004

A thermostable $\beta$-glycosidase gene, tfi $\beta$-gly, was cloned from the genomic library of Thermus filiformis Wai33 A1. ifi $\beta$-gly consists of 1,296 bp nucleotide sequence and encodes a polypeptide of 431 amino acids. It shares a strong amino acid sequence similarity with the $\beta$-glycosidases from other Thermus spp. belonging to the glycosyl hydrolase family 1. In the present study, the enzyme was overexpressed in Escherichia coli BL21 (DE3) using the pET21b(+) vector system. The recombinant enzyme was purified to homogeneity by heat treatment and a $Ni^{2+}$-affinity chromatography. Polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) showed that the recombinant Tfi $\beta$-glycosidase was a monomeric form with molecular mass of 49 kDa. The temperature and pH range for optimal activity of the purified enzyme were 80- $90^{\circ}C$ and 5.0-6.0, respectively. Ninety-three percent of the enzyme activity was remained at $70^{\circ}C$ after 12 h, and its half-life at $80^{\circ}C$ was 6 h, indicating that Tfi $\beta$-glycosidase is highly thermostable. Based on its K_m$, or $K_{cat}K_m$, ratio, Tfi $\beta$-glycosidase appeared to have higher affinity for $\beta$-D-glucoside than for $\beta$-D-galactoside, however, $K_{cat} for \beta$-D-galactoside was much higher than that for $\beta$-D-glucoside. The activity for lactose hydrolysis was proportionally increased at $70^{\circ}C$ and pH 7.0 without substrate inhibition until reaching 250 mM lactose concentration. The specific activity of Tfi TEX>$\beta$-glycosidase on 138 mM lactose at $70{^\circ}C$ and pH 7.0 was 134.9 U/mg. Consequently, this newly cloned enzyme appears to have a valuable advantage of conducting biotechnological processes at elevated temperature during milk pasteurization in the production of low-lactose milk.

• KSBB Journal
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• 제23권3호
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• pp.205-212
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• 2008

본 연구의 목적은 위치특이적 펩타이드 및 단백질을 사용하여 재조합 대장균에서 활성형 인간 상피세포성장인자(hEGF)를 고효율로 발현할 수 있는 방법을 찾아내는 데 있다. 재조합 대장균내 cytoplasm 및 periplasm 영역에서 hEGF의 발현을 위해 각각 세개의 응합 펩타이드 및 단백질을 선정하여 상호 비교하였다. 재조합 대장균에서 hEGF의 발현유도시 대부분 불용성 단백질로 생산되는 현상을 극복하기 위해 cytoplasm영역에서는 ATS, thioredoxin, 리파제를 융합파트너로 사용하였으며 periplasm 영역에서는 foldase인 DsbA와 DsbC, 용융성 고발현 단백질인 maltose binding protein을 선택하여 사용하였다. Periplasm영역에서 발현유도를 시키는 융합단백질의 경우 cytoplasm영역에서의 발현양도 용융성 형태로 고발현 되는 것을 알 수 있었으며 전체적으로 약 2배가량의 용융성 형태로 발현되었다. hECF의 발현율을 가장 높일 수 있는 융합단백 질은 maltose binding protein이었으나 발현된 융합단백질의 24%가 불용성 단백질로 형성되어 활성형 형태로 얻는 데 한계가 있었으며, 활성형 형태로 hEGF의 발현을 위해서는 DsbA를 응합단백질로 사용한 경우에 18.1 mg/L로 가장 높은 발현농도를 보였다. Cytoplasm 영역에서 발현유도를 한 경우에는 ATS와 thioredoxin을 응합파트너로 hEGF를 발현한 경우 용융성 형태로 높은 발현율을 보였다. 특히 ATS와 같은 펩타이드를 N-말단에 융합시킨 경우 불용성을 방지하는 효과를 보여 이황화결합의 불완전성이나 소수성으로 인해 불용성 단백질로 발현되는 기존의 단백질을 활성형 형태로 발현하는데 될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제46권1호
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• pp.21-26
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• 2010

탄저균(Bacillus anthracis)은 탄저(Antrax)의 원인균으로 사람은 물론, 초식동물인 소, 양, 말 등에서 급성의 폐사성 전염병을 일으킨다. 현재 사용되고 있는 탄저 치료 및 예방법은 항생제 치료와 약독화 백신주를 토대로 하고 있으나, 항생제 내성주의 출현 및 잔류 병원성이 문제시 되고 있는 실정이다. 따라서, 인체에 적용 가능하며 보다 안전한 탄저 치료제 및 백신 개발이 요구되고 있으며, 최근 탄저균 아포 및 영양세포, 그리고 탄저독소(Anthrax toxins)에 대한 동시 면역을 유도하는 다가백신 개발이 보고된 바 있다. 본 연구에서는, 향후 탄저균에 대한 새로운 다가백신 후보물질 발굴을 위하여, 탄저균에 대한 전장 유전자 발현 라이브러리(whole genomic expression library)를 구축하였다. 라이브러리 구축을 위하여, 탄저균(ATCC 14578) 게놈 DNA를 Sau3AI으로 부분 제한효소 처리였고, 유도 발현이 가능한 pET30abc 벡터에 접합시킴으로써, 총 $1{\times}10^5$개에 해당하는 대장균 BL21(DE3) 유래의 전장 유전자 발현 라이브러리를 구축하였다. 염기서열분석을 통한 중복성(redundancy) 확인 결과, 111개의 무작위 클론 중 56개(50.5%)가 탄저균 유전자로 확인되었으며, 17개(15.3%)는 벡터 유전자였고, 38개(34.2%)는 BLAST 탐색에서 일치하는 유전자를 찾지 못하였다. 또한 웨스턴 분석을 통하여 단백질 유도발현을 확인하였으며, 탄저균 항혈청에 대한 colony blot으로부터 양성반응을 보이는 일부 클론들을 확인할 수 있었다. 이러한 결과물들은, 구축된 전장 유전자 발현 라이브러리가 향후 탄저균에 대한 면역체(immunome) 분석을 위해 적용 가능함을 암시한다.