본 연구에서는 남세균인 Synechocystis sp. PCC 6803 (Syn6803)을 대상으로 transposable element Tn5를 이용하여 획득된 1,200여 돌연변이주로부터 모균주에 비하여 PHB 축적량이 크게 증진된 균주를 선별하고, Tn5 삽입에 의해 결함을 나타낸 유전자를 확인함으로써 Syn6803에서의 PHB 생합성에 영향을 주는 세포내 생리학적 요인을 조사하고자 하였다. 모균주인 야생형 균주의 경우 질소원이 제한된 $BG11_0$ 배지에서의 PHB 생합성량이 건체량의 $4\%$ (w/w) 수준인데 반하여, $10-34\%$의 생합성량을 보이는 25개의 돌연변이 균주를 얻을 수 있었다. Inverse PCR을 이용하여, 선별된 돌연변이 균주내 돌연변이가 일어난 유전자를 조사한 결과, 아직까지 그 기능이 규명되지 않은 유전자가 대부분이었으나, NADH-ubiquinone oxidoreductase, O-succinylbenzoic-CoA ligase 또는 photosystem II PsbT protein과 같이 광합성과 호흡에 관여하는 유전자에 돌연변이가 일어난 4 균주와 histidine kinase가 결여된 1균주가 확인되었다. 이들 균주를 대상으로pulse-amplitude modulated fluorometer를 이용하여 세포내 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비를 측정한 결과, 에너지 대사 흐름의 차단에 의해 세포내의 $NAD(P)HNAD(P)^+$비가 모균주에 비하여 현저하게 높은 것으로 나타났다. 이는 잉여의 전자로 포화된 세포, 즉 NAD(P)H에 의해 환원적 상태를 유지하고 있는 세포의 경우 PHB 축적 이 증진될 수 있음을 시사한다. 이러한 사실은 인위적으로 광합성과 호흡 관련 유전자가 제거되어 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비가 높아진 것으로 알려진 다수의 Syn6803 돌연변이 균주들을 대상으로 PHB 생합성량을 조사한 결과로부터 재확인되었다.
Kim, Jin-Hong;Lee, Min Hee;Kim, Ji Hong;Moon, Yu Ran;Cho, Eun Ju;Kim, Ji Eun;Lee, Choon-Hwan;Chung, Byung Yeoup
Rapid Communication in Photoscience
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제1권1호
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pp.21-24
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2012
Influence of gamma rays on the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 cells was investigated in terms of a bidirectional hydrogenase, which is encoded by hoxEFUYH genes and responsible for biohydrogen production. Irradiated cells revealed a substantial change in stoichiometry of photosystems at one day after gamma irradiation at different doses. However, as evaluated by the maximal rate of photosynthetic oxygen evolution, maximal photochemical efficiency of photosystem II, and chlorophyll content, net photosynthesis or photosynthetic capacity was not significantly different between the control and irradiated cells. Instead, transcription of hoxE, hoxH, or lexA, which encodes a subunit of bidirectional hydrogenase or the only transcriptional activator, LexA, for hox genes, was commonly enhanced in the irradiated cells. This transcriptional enhancement was more conspicuously observed immediately after gamma irradiation. In contrast, hydrogenase activities were found to somewhat lower in the irradiated cells. Therefore, we propose that transcription of hox genes should be enhanced by gamma irradiation in a LexA-mediated and possibly photosynthesis-independent manner and that this enhancement might not induce a subsequent increase in hydrogenase activities, probably due to the presence of post-transcriptional and/or post-translational regulatory mechanisms.
본 연구는 남세균 고유의 프로모터를 포함하는 유전자간 염기서열에 기반하여 환경위해성 검출용 바이오센서를 개발하고자 시도되었다. 포도당 처리에 의해서 유도되는 8종의 유전자 (atpI, ndbA, ctaD1, tkt, pgi, pdh, ppc, 그리고 rydA)의 프로모터 부위를 리포터 유전자의 일종인 발광유전자 (luxAB) 벡터 pILA (Genbank: AJ251840)에 도입시켜 재조합 벡터를 제조한 후 Synechocystis sp. PCC6803을 형질전환시킨 결과, pILA 벡터만을 포함하고 있는 대조구에 비해서 포도당 처리에 의해서 생물발광량이 5-25배 정도 현저히 증가함을 확인하였다. 또한 $Hg^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$과 같은 중금속, $CN^-$, DCMU, DBMIB와 같은 제초제, 그리고 클로람페니콜이나 리팜피신과 같은 항생제에 의해서 생물발광이 현저히 억제되었다.
Various classes of phospholipids were investigated for the structural determination of fatty acyl groups by fast atom bombardment tandem mass spectrometry (FAB-MS/MS). Phospholipids were desorbed by FAB as molecules chelated with sodium ion (or ions). Collision-induced dissociation (CID) of intact sodium adduct molecular ions ([M+Na]+, [M-H+2Na]+ or [M+Na-2H]-) produced a series of homologous fragment ions via the charge-remote fragmentation along the fatty acid chains. These ions were found useful to locate the double bond positions even for the polyunsaturated fatty acid chains. The regiospecificity of the acyl chain linkages in phosphatidylcholine (PC) could also be determined based on the ratio of relative abundance of the product ions (i.e., [M+Na-85-R2COOH]+ vs [M+Na-85-R1COOH]+) in CID-MS/MS of [M+Na]+. These are generated by the loss of fatty acyl groups at sn-1 and sn-2, respectively, together with the choline group. In all the phospholipid compounds investigated, loss of the fatty acid at the sn-2 position was dominant. The present method was applied to the structural determination of molecular species of phosphatidylglycerols (PG) isolated from cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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