• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권4호
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• pp.536-545
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• 2019

Cytochrome P450 (P450 or CYP) is involved in the metabolism of endogenous and exogenous compounds in most organisms. P450s have great potential as biocatalysts in the pharmaceutical and fine chemical industries because they catalyze diverse oxidative reactions using a wide range of substrates. The high-cost nicotinamide cofactor, NADPH, is essential for P450 reactions. Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) has been commonly used in NADPH-generating systems (NGSs) to provide NADPH for P450 reactions. Currently, only two G6PDHs from Leuconostoc mesenteroides and Saccharomyces cerevisiae can be obtained commercially. To supply high-cost G6PDH cost-effectively, we cloned the cytosolic G6PDH gene of Solanum lycopersicum (tomato) with 6xHis tag, expressed it in Escherichia coli, and purified the recombinant G6PDH (His-G6PDH) using affinity chromatography. In addition, enzymatic properties of His-G6PDH were investigated, and the His-G6PDH-coupled NGS was optimized for P450 reactions. His-G6PDH supported CYP102A1-catalyzed hydroxylation of omeprazole and testosterone by NADPH generation. This result suggests that tomato His-G6PDH could be a cost-effective enzyme source for NGSs for P450-catalyzed reactions as well as other NADPH-requiring reactions.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제15권4호
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• pp.139-145
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• 2000

FMO (Flavin-containing Monooxygenase, EC1.14.13.8)는 다양한 종류의 식품, 약물이나 기타 외래 유래물질(xenobiotics)을 산화시키는 NADPH와 $O_2$의존성 약물대사 효소이다 현재까지 5종의 subfamility가 존재하는 것으로 보고되어지고 있으며 그 중 가장 잘 알려진 FMO3는 대표적인 subfamility로서 주로 간에 존재한다. 사람 FMO에 관한 연구는 최근들어 활성화되기 시작했으며 질소, 황이나 인 등을 포함하는 친핵성 (nucleophilic)화합물이 대표적인 기질로 보고되어 있다. 본 연구에서는 항 산화작용이 있는 것으로 알려진 selenium을 포함하고 있는 화합물에 대한 사람의 FMO3의 기질특이성을 알아보고자 하였다. 사람 FMO3를 baculovirus system을 이용하여 발현시킨 후 그 microsomal FMO3을 이용하여 thiochline assay를 시행하였다. 그 결과 기질의 크기에 따라 활성의 차이가 있었으며 크기가 작은 selenium화합물은 기존의 질소나 인 등을 포함하는 기질보다 더 낮은 $K_{m}$ 값을 보였다.

• 유기물자원화
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• 제11권3호
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• pp.67-74
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• 2003

본 연구의 목적은 토양미생물의 일종인 Pseudomonas putida 에서 추출한 탄소고갈 유전자로부터 starvation promoter를 분리한 후 starvation vector를 개발하여 이를 미생물로부터 유용물질의 생산 및 오염물질의 정화등에 활용하기 위한 것이다. Starvation 유전자란 영양분의 결핍시에만 특수하게 발현되는 유전자의 일종으로 본 유전자로부터 promoter를 분리한 후 특정 물질을 분해 또는 생성하는 유전자를 분리된 promoter에 유전자 재조합 방법에 의하여 연결시키면 영양분의 공급을 최소화하고 세균의 생장을 억제 시키는 동시에 promoter에 연결된 유전자의 발현 기능은 최대화 시킴으로써 그 목적을 달성할 수 있다 하겠다. 본 연구에서는 기 분리된 starvation gene으로부터 promoter를 분리한 후 이를 적절한 벡터에 연결시켜 starvation vector인 pYKS101을 완성하였다. 본 벡터의 성능을 시험하기 위하여 reporter gene으로 lacZ유전자를 벡터내에 클로닝하여 세균의 염색체에 삽입시킨후 그 성능을 조사하였다. 삽입된 유전자는 예상한 바와같이 세균이 영양분이 결핍되었을 때 충분한 영양분이 공급되었을 때보다 약 4배의 활성도를 나타냄으로써 본 벡터의 유용성을 입증할 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권1호
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• pp.60-66
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• 2004

Paenibacillus polymyxa 유래의 cycloinulooligosaccharide fructanotransferase(CFTase) 유전자(cft)를 Saccharomyces cerevisiae SEY2102 에 발현시키기 위해 대장균과 효모의 shuttle vector인 pYES 2.0(GALI) promoter)에 subcloning하였다. 구축된 pYGCFT(9.9kb) plasmid를 S. cerevisiae SEY2102에 형질전환하였고, uracil이 결핍된 SD 배지에서 선별하였다. 선별된 형질전혼체(S. cerevisiae SEY2102/pYGCFT)는 galactose 첨가에 의해 성공적으로 발현되어 cyclofructan(CF)을 생셩함을 TLC로 확인하였다. 그러나 균체외로의 효소 분비는 이루어지지 않았고 cytoplasm 보다 periplasmic space에 많이 존재하였다. 효소반응 3시간부터 CF가 생성됨을 확인하였고, 최적온도와 pH는 각각 45$^{\circ}C$와 pH 8.0로 나타났으며, pH 10.0에서도 효소활성이 안정적으로 유지되었다. Inulin 기질에 따른 반응산물 분석결과, Jerusalem artichoke와 dahlia tuber로부터 CF가 가장 효과적으로 생성되었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제17권6호
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• pp.877-884
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• 2004

Although gut microbial functions have been analyzed through cultivation of isolated microbes, molecular analysis without cultivation is becoming a popular approach in recent years. Gene cloning studies have partially revealed the mechanisms involved in fiber digestion of individual microbe. The molecular approach finally made it possible to analyze full genomes of the representative rumen cellulolytic bacteria Fibrobacter and Ruminococcus. The coming database may contain useful information such as regulation of gene expression relating to fiber digestion. Meanwhile, unculturable bacteria are still poorly characterized, even though they are main constituents of gut microbial ecosystem. The molecular analysis is essential to initiating the studies on these unculturable bacteria. The studies dealing with rumen and large intestine are revealing considerable complexity of the microbial ecosystems with many undescribed bacteria. These bacteria are being highlighted as possibly functional members contributing to feed digestion. Manipulation of gut bacteria and gut ecology for improving animal production is still at challenging stage. Bacteria newly introduced in the rumen, whether they are genetically modified or not, suffer from poor survival. In one of these attempts, Butyrivibrio fibrisolvens expressing a foreign dehalogenase was successfully established in sheep rumen to prevent fluoroacetate poisoning. This expands choice of forages in tropics, since many tropic plants are known to contain the toxic fluoroacetate. This example may promise the possible application of molecular breeding of gut bacteria to the host animals with significance in their health and nutrition. When inoculation strategies for such foreign bacteria are considered, it is obvious that we should have more detailed information of the gut microbial ecology.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제18권6호
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• pp.633-639
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• 1990

Cellulase 복합체와 xylanase를 동시에 분비하는 Pseudomonas sp. LBC 505와 CYC 10의 cellulase 유전자를 pUC19를 사용하여 E.coli에 클로닝시켰다. Congo red 염색시 노란색 환을 형성하는 대장균 형질전환에서 7.0Kb-와 4.6Kb-HindIII 단편을 함유한 재조합 플라스미드 pLC1과 pLC2를 가각 분리하였다. DNA hybridization 실험에서 pLC1 과 pLC2는 Pseudomonas sp. LBC 505와 CYC 10 유래임이 각각 밝혀졌고, Immunoassay 실험에서도 유사성이 인정되었다. pLC1을 함유하고 있는 대장균은 cellulas의 24를 세포외로 분비하였고, 효소활성은 모균주에 비해 1.4배 증가하였다. pLC1과 pLC2의 효소학적 성질도 모균주와 동일하였으며, 기질특이성과 HPLC로 유리당을 분석한 결과, 클로닝된 유전자는 endo type인 것으로 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제2권4호
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• pp.243-247
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• 1992

The thr operon of Escherichia coli TF427, an $\alpha$-amino-$\beta$-hydroxyvaleric acid (AHV)-resistant threonine overproducer, was cloned in a pBluescriptII $KS^＋$ plasmid by complementation of E. coli mutants. All clones contained a common 8.8 kb HindIII-generated DNA fragment and complemented the thrA, thrB, and thrC mutants by showing that these clones contained the whole thr operon. This thr operon was subcloned in the plasmid vectors pBR322, pUC18, and pECCG117, an E. coli/Corynebacterium glutamicum shuttle vector, to form recombinant plasmids pBTF11, pUTF25 and pGTF18, respectively. The subcloned thr operon was shown to be present in a 6.0 kb insert. A transformant of E. coli TF125 with pBTF11 showed an 8~11 fold higher aspartokinase I activity, and 15~20 fold higher L-threonine production than TF125, an AHV-sensitive methionine auxotroph. Also, it was found that the aspartokinase I activity of E. coli TF125 harboring pBTF11 was not inhibited by threonine and its synthesis was not repressed by threonine plus isoleucine.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권8호
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• pp.1107-1115
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• 2013

The Cyt1Aa protein of Bacillus thuringiensis susbp. israelensis elaborates demonstrable toxicity to mosquito larvae, but more importantly, it enhances the larvicidal activity of this species Cry proteins (Cry11Aa, Cry4Aa, and Cry4Ba) and delays the phenotypic expression of resistance to these that has evolved in Culex quinquefasciatus. It is also known that Cyt1Aa, which is highly lipophilic, synergizes Cry11Aa by functioning as a surrogate membrane-bound receptor for the latter protein. Little is known, however, about whether Cyt1Aa can interact similarly with other Cry proteins not primarily mosquitocidal; for example, Cry2Aa, which is active against lepidopteran larvae, but essentially inactive or has very low toxicity to mosquito larvae. Here we demonstrate by ligand binding and enzyme-linked immunosorbent assays that Cyt1Aa and Cry2Aa form intermolecular complexes in vitro, and in addition show that Cyt1Aa facilitates binding of Cry2Aa throughout the midgut of C. quinquefasciatus larvae. As Cry2Aa and Cry11Aa share structural similarity in domain II, the interaction between Cyt1Aa and Cry2Aa could be a result of a similar mechanism previously proposed for Cry11Aa and Cyt1Aa. Finally, despite the observed interaction between Cry2Aa and Cyt1Aa, only a 2-fold enhancement in toxicity resulted against C. quinquefasciatus. Regardless, our results suggest that Cry2Aa could be a useful component of mosquitocidal endotoxin complements being developed for recombinant strains of B. thuringiensis subsp. israelensis and B. sphaericus aimed at improving the efficacy of commercial products and avoiding resistance.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제16권2호
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• pp.97-102
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• 2001

FMOs (Flavin-containing monooxygenases, EC1.14.13.8)는 다양한 종류의 식품, 약물이나 기타 외래 유래물질 (xenobiotics)를 산화시키는 NADPH와 $O_2$ 의존성 약물대사효소이다. 현재까지 5종의 subfamily가 존재하는 것으로 보고되어 있으며 그 중 잘 알려진 FMO3는 대표적 인 subfamily로서 주로 간에 존재한다 사람FMO에 관한 연구는 최근 들어 활성화되기 시작했으며 질소, 황이나 인 등을 포함하는 친핵성 (nucleophilic) 화합물이 대표적인 기질로 보고되어 있다. 본 연구에서는 thiocarbamide를 포함하고 있는 화합물에 대한 사람의 FMO3의 기질 특이성을 알아보고자 하였다. 사람 FMO3를 baculovirus system을 이용하여 대량으로 발현시킨 후 그 microsomal FMO3를 분리하여 thiocholine assay를 시행하였다. 그 결과 methimazole, thiourea, and phenylthiourea는 낮은 $K_{m}$ (4-10$\mu$M)간을 갖는 반면, 이보다 기질의 크기가 큰 1 ,3-diphenylthiourea, 1, 3-bis (3, 4-dichlorophenyl)-2-thiourea, 1, 1-dibenzyl-3-phenol-2-thiourea에서는 효소활성이 나타나지 않았다. 이는 사람 fM01과 비교하여 볼 때 큰 차이는 없었으며, 다른 pig, guinea pig, rat, rabbit에서 보다 받아들일 수 있는 기질의 크기가 더 제한적임을 알 수 있었다.

• 한국수산과학회지
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• 제47권4호
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• pp.370-375
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• 2014

BACE2 is a membrane-bound aspartic protease that is highly homologous with BACE1. While BACE1 processes the amyloid precursor protein (APP) at a key step in generating ${\beta}$-amyloid peptide and presumably causes Alzheimer's disease (AD), BACE2 has not been demonstrated to be involved in APP processing directly, and its physiological functions are unknown. To determine its function and to develop inhibitors from marine sources, we constructed an overexpression vector for producing BACE2. The gene encoding human BACE2 protease was amplified using the polymerase chain reaction and cloned into the pET11a expression vector, resulting in pET11a/BACE2. Recombinant BACE2 protease was overexpressed successfully in E. coli as inclusion bodies, refolded using the rapid-dilution method, and purified via two-step fast protein liquid chromatography using Sephacryl S-300 gel filtration and Resource-Q column chromatography. The BACE2 protease produced was an active form. This study provides an efficient method not only for studying the basic properties of BACE2, but also for developing inhibitors from natural marine sources.