• 미생물학회지
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• 제52권3호
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• pp.269-277
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• 2016

Erm 단백질은 미생물의 23S rRNA의 특정 nucleotide ($A_{2058}$)에 methylation 시킴으로써 $MLS_B$ (macrolide-lincosamide-streptogramin B) 항생제에 대하여 내성을 나타내는 항생제 내성인자 단백질이다. 이 단백질들을 계통수분석을 하였을 때 두 개의 주된 집단 즉 항생제 생성균과 병원균으로 각각 구성된 Actinobacteria와 Firmicutes에서 유래된 단백질로 구분이 된다. 두 집단을 각각 대표하는 2개의 단백질을(항생제 생성균 유래 ErmS와 ErmE, 병원균 유래 ErmC'와 ErmB) 선택하여 그 활성을 비교하였다. 전체적으로 항생제 생성균에서 비롯된 Erm 단백질이 병원균에서 비롯된 단백질에 비해 높은 활성을 보였다: ErmC'와 ErmE 비교시 9배, ErmB와 ErmS 비교시 13배의 차이가 남. ErmS에서 59개의 아미노산이 제거된 NT59TE 단백질의 활성이 야생형 보다 22.5% 정도에 머물렀기 때문에 이러한 활성의 현격한 차이는 ErmS에서는 N-terminal에 붙어있는 가외의 아미노산에 의한 것으로 관찰되었고 ErmE에서는 C-terminal의 가외의 아미노산에 의한 것으로 추정되었다. 그러나 NT59TE가 ErmC'와 ErmB에 비하여 2.2, 3배의 높은 활성을 보이는 것으로 관찰되어 단백질의 핵심부위에서도 높은 활성을 도와주는 부위가 있음을 알 수 있다. 다중 아미노산 배열 정렬로부터 이 부위는 197RWS199 (ErmS와 ErmE 모두로부터 유래), 261GVGGSLY267 (ErmS로부터 유래) 그리고 261GVGGNIQ267 (ErmE로부터 유래)와 291SVV293 (ErmS로부터 유래) 그리고 291GAV293 (ErmE로부터 유래)으로 추정되었다.

• 약학회지
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• 제51권2호
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• pp.108-114
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• 2007

The predominant Macrolides-Lincosamide-Streptogramin B (MLS$_B$) antibiotics resistance genes in staphylococci are erm(A) and erm(C). There is the phenomenon that the ratio of constitutively MLS$_B$ antibiotics resistance (cMLS) in erm(A) is much higher than in erm(C). Thus, we confirmed that the difference of the mutation ratio between erm(A) and erm(C) makes the phenomenon. We examined 8 staphylococci carrying inducibly expressed (iMLS) erm(A) or erm(C) genes. After overnight incubation in the presence of the non-inducer MLS$_B$ antibiotics, spontaneous mutants constitutively expressed MLS$_B$ resistance were selected. Against our expectation, the mutation ratio of erm(A) was lower than erm(C). Therefore, possibilities of other factors determining the ratio of cMLS phenotype might be concerned. All the mutants showed sequence alterations in translational attenuator and all the alterations seemed to give rise to change the second structure of mRNA to express constitutively. For erm(A), 4 different types of sequence deletions ranging from 72 bp to 122 bp and 3 different types of duplications ranging 24 bp to 93 bp were detected. Also, there were 9 different types of duplications ranging 15bp to 154bp in erm(C).

• Journal of Microbiology
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• 제45권4호
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• pp.286-290
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• 2007

The purpose of this study was to investigate the prevalence and genetic mechanisms of erythromycin resistance in staphylococci. A total of 102 erythromycin resistant non-duplicate clinical isolates of staphylococci [78. coagulase negative stapylococci (CNS), 24 Staphylococcus aureus] were collected between October 2003 and August 2004 in Istanbul Faculty of Medicine in Turkey. The majority of the isolates were from blood and urine specimens. Antimicrobial susceptibilities were determined by the agar dilution procedure and the resistance phenotypes by the double disk induction test. A multiplex PCR was performed, using primers specific for erm(A), erm(B), erm(C), and msrA genes.. Among the 78 CNS isolates, 57.8% expressed the $MLS_{B}-constitutive$, 20.6% the $MLS_{B}-inducible$, and 21.6% the $MS_B$ phenotypes. By PCR, 78.2% of these isolates harbored the erm(C) gene, 8.9% erm(A), 6.4% erm(B), and 11.5% msrA genes. In S. aureus, the constitutive $MLS_B$ (58.3 %) was more common than the inducible phenotype (20.8%). erm(A) was detected in 50% and erm(C) in 62.5% of the isolates, while 37.5% contained both erm(A) and erm(C). erm(C)-associated macrolide resistance was the most prevalent in CNS, while ermC) and erm(A, C) was the most prevalent in S. aureus.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권3호
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• pp.449-457
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• 2021

The aim of the present study was to survey the frequency of inducible and constitutive phenotypes and inducible cross-resistant genes by regulating the methylation of 23S rRNA (ermA, ermB, and ermC) and macrolide efflux-related msrA gene in Staphylococcus aureus and S. epidermidis strains. A total of 172 bacterial isolates (identified based on standard tests), were examined in this study. Antibiotic susceptibility was determined by the disk diffusion method, and all isolates were evaluated with respect to inducible and constitutive phenotypes. The presence of ermA, ermB, ermC, and msrA genes was investigated by a PCR assay. The constitutive resistance phenotypes showed a higher distribution among the isolates. R phenotype was detected more among S. epidermidis isolates (46.25%). ermB, ermC, and msrA genes were detected more in methicillin-resistant S. aureus (MRSA) and methicillin-resistant S. epidermidis (MRSE) isolates that had R and HD phenotypes (>77% strains). The ermA gene had the lowest frequency among MRSA, MRSE, MSSA, and MSSE strains (<14% isolates). Distribution of inducible resistance genes in MRSA and MRSE strains, and possibly other species, leads to increased constitutive resistance to erythromycin, clindamycin, and other similar antibiotics. Therefore, it can be challenging to treat infections caused by these resistant strains.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권11호
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• pp.1464-1469
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• 2009

To achieve more accurate and rapid detection of macrolide-lincosamide-streptogramin B resistance genes, erm(A), erm(B), and erm(C), we developed a TaqMan probe-based real-time PCR (Q-PCR) method and compared it with conventional PCR (C-PCR), which is the most widely using erm gene identification method. The detection limit of Q-PCR was 5 fg of genomic DNA or 5-8 CFU of bacterial cells of Staphylococcus aureus. The utilization of Q-PCR might shorten the time to erm detection from 3-4 h to about 50 min. These data indicated that Q-PCR assay appears to be not only highly sensitive and specific, but also the most rapid diagnostic method. Therefore, the appropriate application of the Q-PCR assay will permit rapid and accurate identification of erm genes from clinical and other samples.

• 미생물학회지
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• 제37권4호
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• pp.245-252
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• 2001

MLS (macrolide-lincosamide-streptogramin B) 항생제 내성인자 단백질인 Erm 단백질들은 아미노산 서열 중 그 동일성과 유사성이 높아 구조적으로도 동등한 단백질의 한 집단을 형성한다. 최근 X-ray crystallography에 의해 구조가 결정된 ErmC\` 및 ErmAM 단백질의 구조에 근거하여 ErmSF 단백질도 catalytic domain과 substrate binding domain으로 구분하였고 N-terminal end에 존재하는 catalytic domain의 대량생산을 다양한 pET 발현 vector를 사용하여 시도하였다. 그리고 catalytic domain을 coding하는 DNA 절편은 세 종류를 사용하였다: DNA 절편 1은 Met 1부터 Glu 186까지를 coding하고 DNA 절편 2는 Arg 60부터 Glu 186까지의 정보를 가진 DNA이고 DNA 절편 3은 Arg 60부터 Arg 240까지를 encoding하는 DNA이다. 사용된 다양한 발현 vector중에서 pET19b는 DNA 절편 3, pET23b는 DNA 절편 1과 2를 성공적으로 대량생산하였다. 그러나 대량생산된 catalytic domain들은 불용성 단백질 집합체인 inclusion body를 형성하였다. ErmSF catalytic domain들의 용해성 단백질의 생산을 위하여 chaperone GroESL과 Thioredoxin의 동시 발현 및 배양온도를 $22^{\circ}C$로 낮추어 시도했으나 대량 발현된 단백질의 용해에는 도움을 얻지 못하였다.

• 미생물학회지
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• 제48권2호
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• pp.79-86
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• 2012

ErmSF는 23S rRNA의 A2058 (E. coli numbering)에 methylation을 유발하여 macrolide-lincosamide-streptogramin B ($MLS_B$)계 항생제의 부착을 저해함으로써 항생제 활성을 억제하는 내성인자 단백질인 Erm 단백질들 중의 하나이다. Erm 단백질들 사이에서 공통적으로 나타나는 $^{222}FXPXPXVXS^{230}$ (ErmSF numbering) 서열은 Erm 단백질인 ErmC'와 DNA methyltransferase인 M. Taq I의 구조를 분석한 연구에서 타깃인 adenine과 직접적으로 상호작용하는 부위로 제안되거나 확인되었다. 따라서 이 부분 중 Erm 단백질 사이에서 잘 보존되어있지는 않지만 염기성인 잔기의 특성상 기질인 RNA와 상호작용이 예상되는 223, 227번 arginine을 alanine으로 위치 지정 치환한 변이 단백질을 이용하여 그 잔기의 효소 활성에서의 역할을 확인하였다. 두 변이 단백질은 생체 내에서 그 활성을 여전히 유지하고 있어서 항생제인 erythromycin에 대하여 내성을 나타내었으나 in vitro 상에서는 R223A 또는 R227A가 야생형 ErmSF에 비하여 약 50%, 88%의 활성을 각각 나타내어 효소 활성에서 각 잔기가 결정적이지는 않지만 중요한 역할을 수행하고 있음을 확인하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제51권4호
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• pp.397-403
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• 2018

We determined the resistance rates of pathogenic bacteria isolated from cultured olive flounder Paralichthys olivaceus to erythromycin (Em), antibiotic typically used in aquaculture and analyzed the genotypes of resistant bacteria using polymerase chain reaction (PCR). We isolated and utilized 160 isolates of Streptococcus parauberis, 1 of S. iniae, 66 of Edwardsiella tarda, 56 of Vibrio sp. and 23 of unidentified bacteria from presumed infected olive flounder from Jeju Island from March 2016 to October 2017. Of the 306 isolated strains, Em-resistant strains included 33 of S. parauberis, 39 of E. tarda and 2 of Vibrio sp. We conducted PCR to assess the resistance determination of Em-resistant strains. Five different types of Em-resistance genes were detected in the 74 Em-resistant strains: erm (A), erm (B), erm (C), mef (A) and mef (E); erm (A) and erm (B) were detected in 1 (3%) and 24 (72.7%) S. parauberis isolates, respectively. In E. tarda, erm (B) was detected in five isolates (12.8 %) and no Em-resistance genes were detected in the two Vibrio sp. isolates.

• 미생물학회지
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• 제40권4호
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• pp.257-262
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• 2004

ErmSF는 235 rRNA에 존재하는 $A_{2058}$에 이중메틸화(dimethylation)시킴으로써 항생제가 부착되는 것을 억제하여 미생물에게 MLS (macrolide-lincosamide-streptogramin B)항생제에 대하여 내성을 나타내게 하는 ERM계열 단백질(Erm family protein)중의 하나이다. 다른 ERM 단백질과는 달리 ErmSF는 상당히 긴 N-말단부위 (N-terminal end region, NTER)를 가지고 있고 이겻은 RNA와 잘 결합하는 것으로 알려진 arginine이 약 $25\%$를 구성 하고 있다. ErmSF로부터 점차적으로 NTER을 절단하면서 절단된 단백질의 활성을in vivo에서 검색하였다. 다른 변이단백질과는 달리 R60번째까지 제거된 변이단백질은 활성이 많이 소실된 것을 in vivo상에서 관찰하였다. 이 단백질을 대량생산하여 정제하고 in vivo상에서 그 활성을 검색한 결과 wild type 단백질에 비해 약 $98\%$의 활성이 소실된 것을 밝혔다. 이러한 사실은 R60이 메틸화되는 아데닌 (methylatable adenine)의 근처에 존재하는 RNA와 작용하여 메틸화되는 아데닌이 활성화부위에 적절히 위치하도록 하는 역할을 담당한다는 것을 암시하고 있다.

• 미생물학회지
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• 제47권3호
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• pp.200-208
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• 2011

임상에서 가장 문제가 되는 MLS (macrolide-lincosamidestreptogramin B) 항생제 내성은 Erm 단백질에 의하여 23S rRNA의 A2058에 dimethylation시킴으로써 MLS 항생제의 부착능을 저해함으로써 나타내는 내성이다. ErmSF는 다른 Erm 단백질과 달리 매우 긴 N-terminal end region (NTER)을 가지고 있으며 RNA에 잘 부착되는 것으로 알려진 arginine이 25%를 차지하고 있다. 특히 NTER의 점차적인 제거는 이에 따른 점차적인 활성의 감소 그리고 이의 완전한 제거는 98%의 활성소실을 가져다 주는 것으로 밝혀져서 단순 부착에 의한 활성에의 기여를 암시하고 있다. 뿐만 아니라 NTER 다음에 붙어 있는 아미노산은 제거되었을 때 활성이 소실되는 매우 중요한 아미노산임이 밝혀졌다. 이러한 사실에 근거, 서로 다른 복제원점을 가짐으로써 동일한 세포 내에 존재할 수 있으며 발현 체계가 동일하나 copy수가 차이가 있어서 단백질 발현 양에 차이를 가져다 주는 새로운 단백질 동시 발현체계를 개발하고 이를 적용하여 NTER 함유 펩타이드를 copy수가 많은 pET23b 체계의 담체에서, ErmSF는 copy수가 적은 pACYC184 담체 체계에서 발현 시킴으로써 펩타이드가 한 세포 내에서 ErmSF 보다 훨씬 더 많이 발현되도록 하여 이 펩타이드가 ErmSF의 활성을 저해할 수 있는지 확인하였다. 계획된 대로 IPTG에 의한 유도 없이도 펩타이드가 ErmSF보다 세포 내에서 훨씬 많이 발현되었다. 그러나 생체 내에서는 그 활성의 저해를 확인 할 수 없었다. 따라서 ErmSF의 활성은 NTER 펩타이드의 단순한 부착에 의해서 이루어지는 것이 아니라 conformational change 등의 역동적인 상호작용을 통하여 이루어지는 것으로 사료되었다. 따라서 ErmSF와 23S rRNA와의 복합체 구조의 규명 그리고 NTER과 ErmSF protein body의 부착양식에 대한 구체적인 생화학적 규명이 이루어지면 이러한 접근법은 이 단백질의 억제제를 창출하는데 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.