• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권1호
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• pp.92-100
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• 2017

Acetoin (AC) is a volatile platform compound with various potential industrial applications. AC contains two stereoisomeric forms: (3S)-AC and (3R)-AC. Optically pure AC is an important potential intermediate and widely used as a precursor to synthesize novel optically active materials. In this study, chiral (3R)-AC production from meso-2,3-butanediol (meso-2,3-BD) was obtained using recombinant Escherichia coli cells co-expressing meso-2,3-butanediol dehydrogenase (meso-2,3-BDH), NADH oxidase (NOX), and hemoglobin protein (VHB) from Serratia sp. T241, Lactobacillus brevis, and Vitreoscilla, respectively. The new biocatalyst of E. coli/pET-mbdh-nox-vgb was developed and the bioconversion conditions were optimized. Under the optimal conditions, 86.74 g/l of (3R)-AC with the productivity of 3.61 g/l/h and the stereoisomeric purity of 97.89% was achieved from 93.73 g/l meso-2,3-BD using the whole-cell biocatalyst. The yield and productivity were new records for (3R)-AC production. The results exhibit the industrial potential for (3R)-AC production via whole-cell biocatalysis.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권2호
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• pp.153-159
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• 2013

Sinorhizobium meliloti 1021 (KCTC 2353) 유전체로부터 mannitol dehydrogenase (SmMDH)로 추정되는 유전자를 클로닝하고, 대장균에서 대량 발현하였다. 이 유전자는 494개의 아미노산(약 54 kDa)을 암호화하는 1,485 bp의 염기로 구성되며, 기존에 보고된 long-chain dehydrogenase/reductase 계열 MDH 효소들과 약 35-55%의 아미노산 서열상동성을 나타내었다. 재조합 SmMDH의 최적 반응온도는 $40^{\circ}C$이며, pH 7.0의 조건에서 최대의 D-fructose 환원활성, 그리고 pH 9.0에서 최대의 D-mannitol 산화활성을 보였다. 특히, 이 효소는 $NAD^+/NADH$ 조효소의 존재 하에서 산화 환원 활성을 나타내며, $NAD^+/NADPH$는 조효소로 이용하지 못하였다. 결론적으로 SmMDH는 전형적인 $NAD^+/NADH$-의존형 mannitol dehydrogenase (EC 1.1.1.67)임을 확인하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제38권1호
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• pp.49-54
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• 1995

한국 마늘에 감염된 바이러스의 종류와 병 발생 메카니즘을 구명하기 위하여, 마늘 바이러스 cDNA clone들을 분리하였다. 24개 cDNA clone들의 부분적인 염기 서열을 결정하였고, 이 중 poly(A) tail을 가진 5개 clone들의 염기 서열을 결정하였다. 이를 이미 알려진 다른 식물 바이러스와 비교했을 때, clone V9은 일차구조가 carlavirus와 유사성을 보이므로 GLV cDNA clone으로 여겨진다. Northern blot 결과로부터 GLV genome의 크기는 8.5 knt이고, poly(A) tail을 가지고 있다는 것을 알 수 있었다. clone V9의 3' 말단부분에는 바이러스 복제과정에서 cis-acting element로 작용한다고 여겨지는 hexanucleotide motif(5'-ACCUAA)가 존재한다. 또한 carlavirus의 껍질 단백질 subgenomic RNA의 5' 말단에 보존되어 있는 5'-TTAGGT도 나타난다. 이들은 모두 carlavirus의 특징들이다. 껍질 단백질 유전자를 pRSET-A 발현 벡터에 재조합하고, E. coli BL21에서 발현시켰다. 발현된 껍질 단백질을 $Ni^{2+}$ NTA affinity chromatography에 의해 정제하였다. 껍질 단백질을 토끼에 주사하여 항체를 만든 후, immunoblot을 한 결과 GLV 껍질 단백질에 해당하는 24 kDa polypeptide가 인지되었다. 또한 다양한 마늘 품종에 대해서 immunoblot을 한 결과, GLV 껍질 단백질의 크기와 GLV의 감염정도가 마늘 품종에 따라서 차이가 있다는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제54권2호
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• pp.94-100
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• 2011

Bacillus licheniformis로 부터 phospholipase D (PLD)로 추정되는 유전자를 PCR 기술을 이용하여 분리하여 pGEM-T easy 운반체에 cloning 하였다. 분리된 유전자는 His6가 붙은 pET-21 운반체를 이용하여 E. coli BL21 (DE3)에서 발현시켰다. 재 조합된 PLD는 nikel-nitrilotriacetic acid (Ni-NTA) resin을 갖는 column을 이용하여 affinity chromatography로 분리하였다. SDS-PAGE 분석 결과 PLD로 추정되는 단백질은 약 44 kDa의 주요 단일밴드를 나타내었다. 분리된 효소의 최적 활성도는 pH 7.0에서 나타났으며 이 조건에서 또한 효소가 제일 안정되었다. 효소활성에 미치는 최적 온도는 $40-45^{\circ}C$의 온도에서 형성되어 비교적 높은 온도를 나타내었으며 비교적 넓은 범위의 온도에서 상당히 높은 효소 활성도를 나타내었다. 여러 가지 detergent 중에서 Triton X-100을 0.6 mM까지 첨가할 경우 PLD의 효소활성도는 점진적으로 증가하여 대조구 대비 최대 181%의 효소 활성도를 나타내었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권8호
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• pp.861-868
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• 2011

A xylanase gene, xyn7c, was cloned from Paenibacillus sp. 12-11, an alkalophilic strain isolated from the alkaline wastewater sludge of a paper mill, and expressed in Escherichia coli. The full-length gene consists of 1,296 bp and encodes a mature protein of 400 residues (excluding the putative signal peptide) that belongs to the glycoside hydrolase family 10. The optimal pH of the purified recombinant XYN7C was found to be 8.0, and the enzyme had good pH adaptability at 6.5-8.5 and stability over a broad pH range of 5.0-11.0. XYN7C exhibited maximum activity at $55^{\circ}C$ and was thermostable at $50^{\circ}C$ and below. Using wheat arabinoxylan as the substrate, XYN7C had a high specific activity of 1,886 U/mg, and the apparent $K_m$ and $V_{max}$ values were 1.18 mg/ml and 1,961 ${\mu}mol$/mg/min, respectively. XYN7C also had substrate specificity towards various xylans, and was highly resistant to neutral proteases. The main hydrolysis products of xylans were xylose and xylobiose. These properties make XYN7C a promising candidate to be used in biobleaching, baking, and cotton scouring processes.

• 한국수산과학회지
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• 제30권1호
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• pp.46-54
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• 1997

분열효모 S. pombe의 포자형성은 배지상의 질소원의 고갈에 의하여 유도되어진다. 감수분열로부터 포자형성에 도달하는 과정에는 다수의 특이적인 유전자가 기능을 하고 있다. 본 연구에서는, 전포자막 구축에 필수적인 유전자 spo 5의 발현조절과 유전자의 메커니즘에 관하여 조사하였다. spo 5 유전자를 보유하는 약 5kb의 Hind III DNA 단편을 cloning 하였다. 이 단편으로부터 제한효소지도를 작성하여 얻어진 DNA 단편을 probe로 하여, RNA blot-hybridization를 이행하였다. 이 결과, 최소배지의 hetro matting-type 균주 (CD16-1)로 부터 조제한 mRNA가 검출되었다. 그리고 이 전사산물을 전사레밸에서 해석하기 위하여, homo matting-type (CD16-3) 균주를 질소원이 함유되지 않은 포자형성배지에서 배양한 후, 동일한 방법으로 mRNA를 조제하여 Northern hybridization으로 조사하였다. 그 결과, 이들 세포에서는 3.2kb에서만 전사산물이 검출되었으며, 2.5kb의 mRNA는 검출되지 않았다. 이상의 결과로 부터 spo 5 유전자를 coding하는 전사산물인 2.5kb의 mRNA는 질소원의 고갈된 상태하에서, 접합형 유전자좌의 hetro 접합성을 요구하는 것으로 입증하였다. spo 5 유전자의 전사발현은 질소원이 결핍과 접합형 유전자좌의 구성에 따른 환경요인과 유전적 요인에 의해서 제어되어지고 있다는 것을 입증하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권6호
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• pp.600-605
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• 1989

Escherichia coli 내에서 프로모터활성을 보이는 Zymomonas mobilis 유래의 유전자 절편을 분리하고 특성을 분석하였다. 프로모터 탐색용 벡터인 pCMT215는 promoter activity가 없는 pMT21의 HinIII 위치에 pYEJ001의 클로람페니콜 아세틸전이 효소유전자를 함유한 0.7-kb HindIII 조각을 접합시켜 제조하였다. E. mobilis의 chromosomal DNA를 Sau3AI으로 부분절단하여 pCMT215에 도입한 후, 이를 이용하여 대장균을 형질전환시킨 결과 14개의 형질전환주가 선별되었다. 이들은 30-750 $\mu$g/$m\ell$ 농도의 chloramphenicol에 내성을 보였으며 클로닝된 유전자조각의 크기는 0.1-1.5Kb였다. 이 가운데 5개의 염기서열을 분석해 본 결과 일반적인 프로모터의 염기서열과 많은 유사점이 발견되었는데, 대장균의 프로모터인 -35 또는 -10 지역과의 부분적인 일치와 A 또는 T 염기가 풍부한 지역과 연속적인 A 또는 T 염기배열, 그리고 회문형태의 염기서열 등이 발견되었다. 또한 대장균 내에서의 프라이머 연장실험결과 Z. mobilis로부터 유래된 DNA조각에서 전사의 시작이 4-170 염기의 거리를 두고 두 곳 또는 여러 곳에서 일어남을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권2호
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• pp.101-105
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• 2008

박테리오신의 일종인 OR-7을 생산하는 효모의 제작을 위하여 180 bp 길이의 개시코돈과 종지코돈을 포함하는 OR-7의 유전자를 합성하여 효모 발현 vector pAUR123에 클로닝하여 재조합 DNA를 작성하였다. 재조합 DNA로 형질전환된 효모가 박테리오신 OR-7 생산유전자를 가지고 있음을 효모로부터 분리된 플라스미드를 이용한 PCR로 확인하였고, OR-7의 생산은 SDS-PAGE로 확인하였다. 형질전환 효모는 그람양성 대표세균인 고초균(B. subtiliws)과 그람음성 장내세균인 대장균(E. coli)에 대해 항균활성을 나타냈다. 또한, 농흉이나 중이염의 원인이 되는 녹농균(P. aeruginosa)과 식중독균(C. jejuni)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.

• 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.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권4호
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• pp.391-397
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• 2013

본 연구에서 584개의 아미노산(68.7 kDa)으로 구성된 cyclomaltodextrinase (LLCD)의 유전자를 Lactococcus lactis subsp. lactis KCTC 3769 (ATCC 19435)로부터 클로닝하였다. LLCD는 일반적인 CDase 계열 효소들과 약 40% 전후의 아미노산 서열 상동성을 나타내었다. C-말단에 6개의 히스티딘 잔기를 가진 재조합 효소는 dimer의 형태로 대장균에서 발현되고 정제되었다. LLCD는 pH 7.0 및 $37^{\circ}C$에서 최대의 ${\beta}$-CD 가수분해 활성을 나타내었다. 특히, 이 효소는 starch 및 pullulan에 대해 극히 낮은 활성을 보였으나, 반면에 CD에 대한 가수분해 활성은 starch에 비해 약 80배 이상 높았다. 이처럼 높은 CD에 대한 활성을 근거로 LLCD는 CDase 계열 효소로 분류될 수 있으나, starch, pullulan, 그리고 acarbose에 대한 매우 낮은 활성은 다른 유사효소와 비교하여 차별화되는 특징이다.