• 한국미생물·생명공학회지
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• 제13권2호
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• pp.119-127
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• 1985

여러 가지 Escherchia coli 변이주의, glucose 와 ammonium염과 같은 간단한 기질로부터 방향족 아미노산 특히 phenylanine을 생합성하는 능력을 비교 검토한 결과 방향족 아미노산 생합성과정중 common pathway의 첫 번째 반응이 phenylanine 생합성에 가장 큰 영향을 준다는 것을 확인하였다. 따라서 관계효소인 DAHP synthase의 효소활성과 생합성에 관련된 각종 대사 제어작용을 효과적으로 제거시킴으로서 phenylalanine 생산량을 크게 높일 수 있었으며 더욱이 phenylalanine terminal pathway의 첫 단계 반응을 촉매하는 prephenate de-hydratase의 효소활성과 효소생합성에 관련된 제어 작용도 동시에 제거하면 phenylalanine생산이 상승적으로 증가됨을 보였다. 한편 방향족아미노산의 transport system에 관계하는 arop유전자의 변이는 phenylalanine생산을 크게 저하시키는 효과를 나타내었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권2호
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• pp.295-298
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• 2006

Actinomycetes are ubiquitous Gram-positive soil bacteria and a group of the most important industrial microorganisms for the biosynthesis of many valuable secondary metabolites as well as the source of various bioconversion enzymes. Cytochrome P450 hydroxylase (CYP), a hemebinding protein, is known to be involved in the modification of various natural compounds, including polyketides, fatty acids, steroids, and some aromatic compounds. Previously, six different novel CYP genes were isolated from a rare actinomycetes called Sebekia benihana, and they were completely sequenced, revealing significant amino acid similarities to previously known CYP genes involved in Streptomyces secondary metabolism. In the present study, these six CYP genes were functionally expressed in Streptomyces lividans, using an $ermE^{*}$ promoter-containing Streptomyces expression vector. Among six CYP genes, two S. benihana CYP genes (CYP503 and CYP504) showed strong hydroxylation activities toward 7-ethoxycoumarin. Furthermore, the recombinant S. lividans containing both the S. benihana CYP506-ferredoxin genes as well as the S. coelicolor feredoxin reductase gene also demonstrated cyclosporin A hydroxylation activity, suggesting potential application of actinomycetes CYPs for the biocatalysts of natural product bioconversion.

• KSBB Journal
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• 제24권1호
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• pp.75-79
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• 2009

Coenzyme $Q_{10}$ 고역가 변이주인 Agrobacterium tumefaciens KPU-11-03의 다양한 유기 질소원에 대한 coenzyme $Q_{10}$ 생산량과 coenzyme $Q_{10}$의 구성비율 등을 비교한 결과, CSP 첨가 시 coenzyme $Q_{10}$ 생산량은 212.7 mg/l, 구성비율은 94%로 다른 유기질소원에 비해 매우 높게 나타났다. 특히 Bacto tryptone, Bacto peptone, soybean meal, casamino acid 등의 유기 질소원 첨가 시에는 극히 낮은 coenzyme $Q_{10}$ 역가를 나타내어 균체내의 coenzyme $Q_{10}$의 축적은 유기 질소원의 종류 즉 아미노산의 종류 및 량과 상관성이 있음을 추정할 수 있었다. 또한 무기질소원에 대하여 실험한 결과, $(NH_4)_2SO_4$ 첨가 시에 coenzyme $Q_{10}$역가가 약 2배 증가하였고 다른 무기질소원에 사용 시에는 오히려 감소하였다. Coenzyme $Q_{10}$ 역가와 관련된 아미노산을 확인하기 위해 유기질소원으로 Bacto tryptone을 첨가한 배지에 9가지의 아미노산을 첨가하여 실혐한 결과, 방향족 아미노산인 tyrosine 첨가 시의 coenzyme $Q_{10}$ 생산량은 99.5 mg/l로 비첨가구보다 약 8.2배 증가하였으나 phenylalanine과 tryptophan등의 다른 방향족 아미노산의 첨가 시에는 coenzyme $Q_{10}$ 생산량이 오히려 감소하는 것으로 나타나 tyrosine의 첨가가 coenzyme $Q_{10}$ 역가에 매우 중요함을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권11호
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• pp.1773-1784
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• 2008

Effects of various industrially important carbon sources (glucose, sucrose, xylose, gluconate, and glycerol) on shikimic acid (SA) biosynthesis in Escherichia coli were investigated to gain new insight into the metabolic capability for overproducing SA. At the outset, constraints-based flux analysis using the genome-scale in silico model of E. coli was conducted to quantify the theoretical maximum SA yield. The corresponding flux distributions fueled by different carbon sources under investigation were compared with respect to theoretical yield and energy utilization, thereby identifying the indispensable pathways for achieving optimal SA production on each carbon source. Subsequently, a shikimate-kinase-deficient E. coli mutant was developed by blocking the aromatic amino acid pathway, and the production of SA on various carbon sources was experimentally examined during 51 batch culture. As a result, the highest production rate, 1.92 mmol SA/h, was obtained when glucose was utilized as a carbon source, whereas the efficient SA production from glycerol was obtained with the highest yield, 0.21 mol SA formed per mol carbon atom of carbon source consumed. The current strain can be further improved to satisfy the theoretically achievable SA production that was predicted by in silico analysis.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제5권2호
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• pp.74-79
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• 1995

Sequence analysis of a DNA region encompassing the site of hybridization to actl, the gene for type II minimal polyketide synthase (PKS) for actinorhodin biosynthesis, from Streptomyces ablus revealed three more complete open reading frames additional to the already found two genes, plausibly encoding ${\beta}-ketoacyl$ synthase/acyl transferase (KS/AT) and chain length determining factor (ClF). The open reading frames (ORFs) were named salA, salD, and salE, from the upstream. In the homology analysis of the deduced amino acid sequences, SalA resembles the Streptomyces glaucescens Tcml, decaketide cyclase, SalD resembles acyl carrier protein in type II PKS, and SalE resembles the Actlll ketoreductase, The whole 4.4 kb of DNA sequence obeys the same conservation pattern as other type II PKSs. Therefore, we suggest that the 4.4 kb DNA from Streptomyces albus encompasses genes encoding enzymes for polyketide biogenesis in the organism and its organization is type II. The exsitence of SaIA, an analogue of the aromatic cyclase, revealed a relatedness of the 4.4 kb DNA with the aromatic PKS.

• 미생물학회지
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• 제52권3호
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• pp.278-285
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• 2016

E. coli의 PheA 단백질은 chorismate mutase and prephenate dehydratase (CMPD) 활성을 가지며 마지막 산물인 페닐알라닌에 의하여 되먹임제어가 되는 생합성 경로의 주요 조절 효소 중의 하나이다. 그러므로, 이 PheA 단백질은 필수 아미노산 중의 하나인 페닐알라닌의 대량 생산에 이용하기 위한 단백질 공학의 타겟이 될 수 있다. 이러한 목적으로 PheA 단백질의 마지막 생산물인 페닐알라닌에 의한 되먹임저해 저항성 유전자원을 선별하였다. 이 유전자의 산물인 $PheA^{FBR}$은 118번째 류신이 페닐알라닌으로 치환되었고, 기질인 prephenate에 대한 친화도가 야생주단백질과 비교하여 약 3.5배 정도 높았다. $PheA^{FBR}$은 세포내에서 축척되어져 되먹임저해를 하는 페닐알라닌 농도에서(약1 mM와 10 mM)에서도 50%와 40%의 활성을 유지 하고 있었고, 페닐알라닌 존재하에서 기질의 결합 성향이 협동적(cooperative) 모드에서 단독적(hyperbolic) 모드로 전환되었다. 이는 기존 연구와 비교해 볼 때, 이 돌연변이 부위는 이 융합기능 효소인 PheA 단백질의 새로운 조절 부위의 존재를 암시 한다. 효소 동력학적 결과는 PheA 단백질의 되먹임저해 저항성 획득이 아미노산 돌연변이에 의한 단백질 구조의 변화 유도에 의한 것으로 생각된다. 더 나아가, 본 연구에서 선별된 돌연변이 유전자는 생물전환법을 이용한 필수아미노산 생산에 산업적으로 응용 가능성이 있다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제30권9호
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• pp.1059-1064
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• 2001

Objective : 6R-Tetrahydrobiopterin(BH4) is a cofactor for the aromatic amino acid hydroxylases which is essential for the biosynthesis of catecholamines and serotonin. It also acts as a cofactor for nitric oxide synthase, and stimulates the release of some neurotransmitters such as dopamine, serotonin, acetylcholine and glutamate. Recently, it has been reported that BH4 could induce cellular proliferation and enhance neuronal survival. This study was performed to investigate the antioxidative effect of BH4 on the various oxidative insults in mouse cerebral cortical cell cultures. Methods : Iron ion(FeCl2), zinc ion(ZnCl2), sodium nitroprusside(SNP) and buthionine sulfoximine(BSO, a glutathione depletor) were used as oxidants. Cell death was assessed by measurement of lactate dehydrogenase efflux to bathing media at the end of exposure. Result : All 4 oxidants induced neuronal cell death associated with cell body swelling, which was markedly inhibited by trolox($100{\mu}M$), a vitamin E analog. BH4($10-100{\mu}M$) markedly inhibited the neuronal cell death induced by all 4 oxidants($20{\mu}M\;Cu^{2+}$, $20{\mu}M\;Zn^{2+}$, $1{\mu}M$ SNP or 1mM BSO). However, BH4 failed to inhibit the neuronal cell death induced by 24hr exposure to $20{\mu}M$ NMDA. Conculsion : These results suggest that BH4 has antioxidative action independently of any actions of enzyme cofactor.