• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2006년도 제47회 학술심포지움 및 추계국제학술대회
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• pp.85.2-85.2
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• 2006

• Molecular & Cellular Toxicology
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• 제4권4호
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• pp.307-310
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• 2008

AAD16034 is an alginate lyase from Pseudoalteromonas sp. IAM14594. A very close homologue with known 3D structure exists (marine bacterium Pseudoalteromonas sp. strain no. 272). A three-dimensional structure of AAD16034 was generated based on this template (PDB code: 1J1T) by comparative modeling. The modeled enzyme exhibited a jelly-roll like structure very similar to its template structure. Both enzymes possess the characteristic alginate sequence YFKhG+Y-Q. Since AAD16034 displays enzymatic activity for poly-M alginate, docking of a tri-mannuronate into the modeled structure was performed. Two separate and adjacent binding sites were found. The ligand was accommodated inside each binding site. By considering both binding sites, a plausible binding pose for the poly-M alginate polymer could be deduced. From the modeled docking pose (i.e., the most important factor that attracts alginate polymer into this lyase) the most likely interaction was electrostatic. In accordance with a previous report, the hydroxyl group of Y345 was positioned close to the ${\alpha}$-hydrogen of ${\beta}$-mannuronate, which was suitable to initiate a ${\beta}$-elimination reaction. K347 was also very near to the carboxylatemoiety of the ligand, which might stabilize the dianion intermediate during the ${\beta}$-elimination reaction. This implies that the characteristic alginate sequence is absolutely crucial for the catalysis. These results may be exploited in the design of novel enzymes with desired properties.

• 통합자연과학논문집
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• 제3권2호
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• pp.72-77
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• 2010

Alginate lyases, also known as alginases or alginate depolymerases, catalyze the degradation of alginate by a ${\beta}$-elimination mechanism that has yet to be fully elucidated. Alginate is a copolymer of ${\alpha}$-L-guluronate (G) and its C5 epimer ${\beta}$-D-mannuronate (M), arranged as homopolymeric G blocks, M blocks, alternating GM or random heteropolymeric G/M stretches. Almost all alginate lyases depolymerize alginate in an endolytical fashion via a ${\beta}$-elimination reaction. The alginate lyase Atu3025 from Agrobacterium tumefaciens strain C58, consisting of 776 amino-acid residues, is a novel exotype alginate lyase classified into polysaccharide lyase family 15. Till now there is no crystal structure available for this class of proteins. Since there is no template with high sequence identity, three-dimensional coordinates for exotype alginate lyase (PL 15 family) were determined using modeling methods (Comparitive modeling and Fold recognition). The structures were modeled using the X-ray coordinates from Heparinase protein family (PDB code: 3E7J). This enzyme (Atu3025) displays enzymatic activity for both poly-M and poly-G alginate. Since poly-M is widespread; docking of a tri-mannuronate against the modeled structure was performed. We identified some of those residues which are crucial for lyase activity. The results from this study should guide future mutagenesis studies and also provides a starting point for further proceedings.

• 생명과학회지
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• 제19권1호
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• pp.34-39
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• 2009

분자량이 1,283 kDa인 알긴산을 0.4 M 유기산을 사용하여 $100^{\circ}C$에서 3시간 반응시켜 가수분해하였다. 유기산에 의하여 가수분해된 알긴산의 분자량은 7.5에서 53.2 kDa이었다. 유기산으로 가수분해된 알긴산을 구성하는 만뉴론 산과 글루론산의 비율은 가수분해하지 않은 알긴산과 비교하여 큰 차이가 없었다. 사용한 유기산 중에서 알긴산을 가수분해하는 가장 효과적인 유기산은 초산이었다. 사용한 초산의 농도 및 반응시간이 증가할수록 가수분해된 알긴산의 분자량은 감소하였다. 본 연구를 통하여 가수분해된 알긴산의 분자량과 초산의 농도 및 반응시간과의 상관관계를 나타내는 관계식을 구하였다. 초산으로 가수분해한 알긴산의 pH를 조절하여 폴리만뉴론산과 폴리글루론산을 분리하였다. 초산과 반응하는 시간이 증가할수록 폴리만뉴론산에 존재하는 만뉴론산의 비율은 증가하였다. 폴리만뉴론산에 존재하는 만뉴론산의 비율은 $100^{\circ}C$에서 0.4 M 초산과 1시간, 3시간 및 5시간 반응하였을 경우에 각각 75%, 90% 및 98%이었다.

• 한국수산과학회지
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• 제33권4호
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• pp.325-330
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• 2000

갈조류의 주성분인 alginate는 다양한 생리적 기능을 가지고 있으나, 고점성과 난용성으로 인하여 식품에의 광범위한 이용에 제한을 받고 있는 실정이다. Alginate가 가지고 있는 고유의 생리적 기능성을 유지 향상시키면서 점성을 줄이고 용해도를 높혀서 alginate의 이용성을 확대할 목적으로 가열에 의한 저분자화를 시도하였다. 즉, 평균분자량이 약 10,000 (HAG-10), 50,000 (HAG-50) 및 100,000 (HAG-100) 정도의 alginate를 제조하여 각 저분자 atginate의 물리${\cdot}$화학적 특성 변화를 검토하였다. 가열에 의한 점도와 평균분자량은 가열시간이 경과할수록 급격히 저하하였으며, 점도와 평균분자량사이에는 서로 밀접한 상관관계 ($r^2=0.955$)를 나타내었다. 가열에 의한 alginate의 block조성비 및 M/G 비율은 가열시간이 경과함에 따라 MM-block은 변화가 없었으나 GG-block은 급격히 저하하였다. 그리고, MG-block은 오히려 완만히 증가하였으며 M/G 비율은 급격히 증가하는 경향을 보였다. 분자량의 감소에 따른 alginate의 분자구조의 변화를 $FT-IR, ^1H-NMR$ 및 $^(13)C-NMR$로 측정한 결과, 가열에 의해 alginate가 저분자화되어도 분자구조의 특징적인 변화는 관찰할 수 없었다.

• 생명과학회지
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• 제17권5호
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• pp.625-633
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• 2007

알긴산분해효소(EC 4. 2. 2. 3)를 균체외로 생산하는 새로운 방선균을 전라남도 완도의 연안토양으로부터 분리하고 이 균주를 Streptomyces sp. MET 0515라 명명하였다. 이 균주가 생산하는 균체외 알긴산분해효소를 아세톤 침전, 음이온 교환 크로마토그래피(Q-Sepharose and DEAE-Sepharose), 젤 크로마토그래피(Sephacryl S-200 HR gel filtration chromatography)를 이용하여 정제하였다. 이 효소의 최적 활성 온도과 pH는 각각 $70^{\circ}C$와 pH 7.5이고, 온도 안정성은 $0-50^{\circ}C$, pH 안정성은 pH 6.0-9.0였다. 이 효소는 $Mn^{2+}$ 이온 첨가시에는 활성이 증가하였으며 1mM $Fe^{3+}$, 1mM EDTA, 1mM $Zn^{2+}$ 이온 첨가시에는 활성이 억제되었다. 또한 이 효소는 poly-alpha 1,4-L-guluronate와 poly-beta 1,4-D-mannuronate두 종류의 기질에 대하여 활성을 나타냈다. 따라서 본 효소는 다른 미생물 기원의 효소와 비교해 볼 때 Streptomyces sp.가 생산하는 첫번째 효소로 인정되었다.

• 생명과학회지
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• 제15권6호
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• pp.857-862
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• 2005

본 연구는 whole molecular-, 40 kDa-, 10 kDa poly-mannuronate를 대장암세포에 첨가하였을 때 분자량과 농도 에 따른 항암효과를 세포수준에서 검토하고자 하였다. 3종류의 인체 대장암세포인 HT-29, DLD-1, WiDr의 증식 억제를 살펴본 결과, HT-29 세포는 모든 polymannuronate $0.25\%$의 농도에서 $50\%$의 증식 억제 효과를 보였으며 저분자화 될 수 록 증식 억제 효과가 증가되었다. DLD-1 세포는 저분자화 정도와 농도증가에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았고, WiDr 세포는 농도증가에 따른 유의적인 효과는 있었으나, 분자량에 의한 차이는 보이지 않았다. $0.25\%$의 농도에서 $50\%$의 증식 억제 효과를 보인 HT-29 세포의 DNA 합성능을 살펴본 결과, 증식 억제 효과와 유사한 결과를 보였으며, 형태학적인 변화 또한 동일한 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 polymannuronate는 HT-29 대장암세포의 증식억제에 유의적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 따라서 polymannuronate는 대장암의 예방뿐 아니라 그 치료에도 도움이 되며 본 연구가 polymannuronate의 효과에 대한 기초적인 자료가 될 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제25권2호
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• pp.121-129
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• 2015

알긴산은 미역이나 다시마 같은 갈조류의 세포벽에 존재하거나 또는 특정 박테리아들이 biofilm을 만들기 위하여 생산하는 L-${\alpha}$-guluronate 및 D-${\beta}$-mannuronate로 구성된 산성다당류이다. 전보에서 보고한 Sphingomonas sp. MJ-3의 외부 분해효소인 올리고알긴산 분해효소(oligoalginate lyase, MJ3-Oal)는 효소단백질의 N-terminal 영역에 내부 알긴산 분해효소인 polyM 분해효소의 단백질 서열과 상동성을 가지고 있었다. 본 실험에서는 MJ3-Oal이 외부 분해효소 활성뿐 만 아니라 내부 분해효소 활성도 함께 가지는 효소인지 알기 위하여 Saccharophagus degradans 2-40T 유래 올리고알긴산 분해효소인 Alg17c의 결정구조와 상동성 모델링을 행하였으며 기질과 수소결합을 할 것으로 예상되는 잔기 중 426번째 아미노산인 tyrosine을 구조가 비슷한 phenylalanine으로 돌연변이시키고 알긴산 분해양상을 wild type과 비교하였다. MJ3-Oal의 FPLC 결과를 보면 처음에는 이당류, 삼당류 등 올리고머가 증가하다가 최종적으로 단당류로 전환되었으나 Tyr426Phe 돌연변이 효소의 FPLC profile은 외부 분해활성만 나타내었다. 또한 $^1H$-NMR spectra 역시 MJ3-Oal은 polyM block 또는 polyMG block의 내부결합을 분해하는 활성을 나타내었다. 이와 같은 결과들은 Sphingomonas sp. MJ-3 유래 올리고알긴산 분해효소는 외부 분해효소 활성 및 내부 분해효소 활성 모두 가질 가능성을 뒷받침해 준다.

• 한국수산과학회지
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• 제31권1호
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• pp.82-89
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• 1998

미역과 큰 다시마 알긴산의 염산 부분가수분해에 의한 저분자화 조건을 구명하였으며, 저분자화가 알긴산의 점성, 용해도, 유화능, 흡유능, 담즙산결합능 및 금속이온결합능 등의 물성에 미치는 영향에 관하여 검토하였다. 미역에서 추출한 알긴산을 시료로 하여 저분자화의 조건을 검토한 결과, 염산에 의한 반응시간의 연장 및 염산의 농도증가와 더불어 구성 polyuronate의 중합도는 급격히 감소하였다. 그리고 0.3N HCl 부분가수분해에 의하여 분자량을 1/100로 감소시키는데 소요되는 반응시간은 약 50분이었고, 이 때 각각의 수율은 약 $75\%\~80\%$ 이었다. 각 알긴산의 M/G의 비는 저분자화에 의하여 증대하였으며, 알긴산 용액의 점성은 저분자화하므로서 급격히 저하하였고, 알긴산의 점도와 분자량은 밀접한 상관관계를 보였다($r^2=0.9890$). 온도단계별 ($5\~40^{\circ}C$)로 측정한 알긴산의 용해도는 수용성 알긴산이 산$\cdot$알칼리가용성 알긴산에 비하여 $7\~12\%$ 높았으며, 저분자화와 더불어 상승하였다. 한편, 저분자화는 유화능의 증가를 가져왔으며, 용해도와는 비슷한 관계를 보였다. 그러나 흡유능과 금속이온결합능은 저분자화에 의하여 감소하였으며, 특히 금속이온결합능에 있어서는 미역 알긴산은 $Pb^{2+},\;Cu^{2+},\;Zn^{2+},\;Co^{2+}$의 순으로, 그리고 큰 다시마 알긴산은 $Cu^{2+},\;Pb^{2+},\;Zn^{2+},\;Co^{2+}$의 순으로 각각 감소하였다. 담즙산결합능은 저분자화와 더불어 오히려 증가하는 특징을 보였다.