• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권1호
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• pp.146-152
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• 2010

Streptomyces clavuligerus NRRL3585 produces a clinically important $\beta$-lactamase inhibitor, clavulanic acid (CA). In order to increase the production of CA, the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) gene (gap) was deleted in S. clavuligerus NRRL3585 to overcome the limited glyceraldehyde-3-phosphate pool; the replicative and integrative expressions of ccaR (specific regulator of the CA biosynthetic operon) and claR (Lys-type transcriptional activator) genes were transformed together into a deletion mutant to improve clavulanic acid production. We constructed two recombinant plasmids to enhance the production of CA in the gap1 deletion mutant of S. clavuligerus NRRL3585: pHN11 was constructed for overexpression of ccaR-claR, whereas pHN12 was constructed for their chromosomal integration. Both pHN11 and pHN12 transformants enhanced the production of CA by 2.59-fold and 5.85-fold, respectively, compared with the gap1 deletion mutant. For further enhancement of CA, we fed the pHN11 and pHN12 transformants ornithine and glycerol. Compared with the gap1 deletion mutant, ornithine increased CA production by 3.24- and 6.51-fold in the pHN11 and pHN12 transformants, respectively, glycerol increased CA by 2.96- and 6.21-fold, respectively, and ornithine and glycerol together increased CA by 3.72- and 7.02-fold, respectively.

• Molecules and Cells
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• 제28권6호
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• pp.575-581
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• 2009

Ornithine decarboxylase (ODC) is a rate-limiting enzyme in the biosynthesis of polyamines, which are essential for cell growth, differentiation, and proliferation. This report presents the characterization of an ODC-encoding cDNA (SlitODC) isolated from a moth species, the tobacco cutworm, Spodoptera litura (Lepidoptera); its expression in a polyamine-deficient strain of yeast, S. cerevisiae; and the recovery in polyamine levels and proliferation rate with the introduction of the insect enzyme. SlitODC encodes 448 amino acid residues, 4 amino acids longer than B. mori ODC that has 71% identity, and has a longer C-terminus, consistent with B. mori ODC, than the reported dipteran enzymes. The null mutant yeast strain in the ODC gene, SPE1, showed remarkably depleted polyamine levels; in putrescine, spermidine, and spermine, the levels were > 7, > 1, and > 4%, respectively, of the levels in the wild-type strain. This consequently caused a significant arrest in cell proliferation of > 4% of the wild-type strain in polyamine-free media. The transformed strain, with the substituted SlitODC for the deleted endogenous ODC, grew and proliferated rapidly at even a higher rate than the wild-type strain. Furthermore, its polyamine content was significantly higher than even that in the wild-type strain as well as the spe1-null mutant, particularly with a very continuously enhanced putrescine level, reflecting no inhibition mechanism operating in the putrescine synthesis step by any corresponding insect ODC antizymes to SlitODC in this yeast system.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제12권3호
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• pp.1-8
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• 1979

단백질을 함유하지 않은 식이를 5일간 먹인 쥐에게 동량으로 혼합된 필수 아미노산 혼합물(amino acid mixture)을 투여 하여 ornithine $\delta$-transamiaase(OT)를 유도(induction)한 군과 또한 amino acid mixture를 먹인 후 $6{\sim}9 \;1/2$시간 후에 glucose를 동시에 먹인 군에서 OT의 유도 기전을 보기 위하여 방사성 동위원소인 L-methionine-$CH_{3}-C^{14}$ 또는 L-Phenylalanine-$H^{3}$(uniformly labelled) 을 사용하여 유도전 OT를 pulse label하여 준비된 항체로 각각 유리 분리시켜서 방사능을 측정하였다. Amino acid mixture만을 투여한 군에서는zero time에 비해 OT활성은 6시간 후에 1.5배, 12시간 후에는 약 3배, 18시간 후에는 13배가 증가되었다. 또한 OT에 incorporate된 표지 아미노산의 방사능은 6시간 후에 1.5배, 12시간 후에 약 3배가 증가 되었을을 보였다. 그러나 이 기간동안 간장의 total soluble protein에 incorporate된 표지 아미노산의 방사능은 거의 증가하지 않았다. 그러므로, amino acid mixture에 의한 OT의 증가는 고유하게 유도되었으며 이때의 관성의 증가는 OT 단백질의 분해률의 감소에 의한 것이 아니라 순수하게 OT 단백질의 생합성에 의찬 증거라고 볼 수 있다. amino acid mixture를 투여한지 6시간 후에 glucose 용액을 동시에 먹인 쥐에서는 OT 활성은 증가를 하였으나 amino acid mixture만을 먹인 군보다는 약간 감소를 보였다. 또한 glucosedp이 투여된 후에는 OT에 표지 아미노산이 더 이상 incorporate되지는 않아 방사능의 증가는 보이지 않았으나 glucose가 투석될 당시보다 더 이상 감소되지는 않았다. 그러므로 glucose에 의한 유도에 대한 억제 (repression)는 단백질의 분해률의 증가에서 온 것이라기 보다는 OT 단백질의 생합성을 억제하여서 $OT_{1}$활성을 감소하지 않았는가 본다.

• BMB Reports
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• 제39권6호
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• pp.730-736
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• 2006

To evaluated the effect of recombinant adenovirus Ad-ODC-AdoMetDCas which can simultaneously express both antisense ornithine decarboxylase (ODC) and S-adenosylmethionine decarboxylase (AdoMetDC) on cell cycle distribution in colorectal cancer cell and investigated underlying regulatory responses, human colorectal cancer cells HT-29 were cultured in RPMI 1640 medium and infected with Ad-ODC-AdoMetDCas. Cell cycle progression was detected by flow cytometry analysis. The expression levels of cell cycle regulated proteins were measured by Western blot analysis. The mRNA level of cyclin D1 was measured by RT-PCR. And a luciferase reporter plasmid of cyclin D1 promoter was constructed to observe the effect of Ad-ODC-AdoMetDCas on cyclin D1 promoter activity. The results showed that recombinant adenovirus Ad-ODC-AdoMetDCas significantly induced $G_1$ arrest, decreased levels of cyclin D1 protein and mRNA and suppressed the promoter activity. Ad-ODC-AdoMetDCas also inhibited nuclear translocation of $\beta$-catenin. In conclusion, downregulation of ODC and AdoMetDC mediated by Ad-ODC-AdoMetDCas transfection induces $G_1$ arrest in HT-29 cells and the arrest was associated with suppression of cyclin D1 expression and inhibition of $\beta$-catenin nuclear translocation. As a new anticancer reagent, the recombinant adenovirus Ad-ODC-AdoMetDCas holds promising hope for the therapy of colorectal cancers.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제20권4호
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• pp.238-245
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• 2015

A non-protein amino acid, L-ornithine (Orn), has been shown to stimulate the urea cycle and tissue protein synthesis in the liver. The purpose of the current study was to assess whether Orn affects the mammalian target of rapamycin (mTOR) complex 1 (mTORC1) pathway, which is involved in protein synthesis. Primary cultured cells isolated from Wistar rat liver were incubated in an amino acid-free medium, followed by addition of Orn for 3 h. The cell lysate was subjected to immunoblotting to evaluate the phosphorylation of downstream targets of mTORC1, including p70S6K, S6, and 4EBP1. To assess the involvement of mTORC1 for the effect of Orn, the cells were pretreated with the mTOR inhibitor rapamycin before the addition of Orn and the cell lysate was subjected to immunoblotting. We next examined whether the effects of Orn were exerted in vivo. Orn was orally administered to 18 h food-deprived rats, the blood and the livers were collected at 1 and 3 h after administration for immunoblotting. Orn treatment for primary cultured cells for 3 h enhanced the phosphorylation of p70S6K, S6, and 4EBP1. In addition, rapamycin blocked the effects of Orn completely (p70S6K and S6) or partially (4EBP1). The oral administration of Orn to the rat also augmented the phosphorylation of mTORC1 downstream targets notably in S6 at 1 h. Our findings demonstrate that Orn has the potential to induce the phosphorylation of downstream targets of mTORC1 in the rat liver. This may be mediated by the augmentation of mTORC1 activity.

• 한국식품영양학회지
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• 제26권4호
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• pp.945-951
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• 2013

배추김치 제조 후 익힘 시간을 달리한 후 김치냉장고에 저장한 김치의 이화학적 특성과 오르니틴 함량 변화를 조사하기 위하여 익힘 및 저장 기간별 pH, 산도, 유산균 수 변화, 유산균 속 분포 및 오르니틴 함량 변화 패턴을 조사하였다. 배추김치는 조제 후 $15^{\circ}C$에서 각 시간 별로 익힘 과정을 거친 후 -$1.4^{\circ}C$의 김치냉장고에 60일까지 보관하였다. 본 실험에 사용한 시료는 익힘시간에 따라서 32 hr(S1), 36 hr(S2), 40 hr(S3), 44 hr(S4), 48 hr(S5)라 명명하였다. 김치냉장고 보관 모드로 전환하기 전 $15^{\circ}C$에서의 저장 시간을 상대적으로 길게 준 S5구에서 S1, S2구에 비하여 pH 감소가 좀 더 큰 것으로 나타났으며, 보관 시간이 지남에 따라 pH가 4.3~4.4까지 낮아지는 것을 알 수 있었다. 젖산농도의 경우 $15^{\circ}C$에서의 저장 시간을 상대적으로 길게 준 S5구에서 젖산농도 증가가 좀 더 큰 것으로 나타났으며, 보관 시간이 지남에 따라 젖산농도는 0.70~0.74까지 증가하는 것을 알 수 있었다. 유산균의 경우 모든 시료가 저장 초기 20일 경과까지 수가 급격히 증가하였고, 20일 이후에는 S4, S5 시료가 S1, S2, S3 시료에 비하여 좀 더 증대되는 경향을 보였다. 유산균 속은 저장 40일 기준으로 S5 시료에서 바이셀라 속 균이 50% 이상 검출되었다. 오르니틴 함량은 모든 시료에서 저장 40~50일차에 최대치를 보였으며, S4, S5 시료의 경우 오르니틴 함량은 100그램당 최대 130mg과 170mg까지 증대되었다. 그러나 S1, S2, S3 시료의 경우는 오르니틴 함량 증대 폭이 상대적으로 적었다. 이들 결과로부터 김치냉장고 조건에서 김치를 저장하기 전 $15^{\circ}C$ 조건에서 44~48시간을 발효한 후 김치냉장고에 40~50일 보관하면 김치 100그램 중의 오르니틴 함량을 최대 130~170mg까지 증대시킬 수 있을 것으로 판단되며, 그 중에서도 S5 (48 hr) 조건이 가장 우수한 것으로 조사되었다.

• 한국버섯학회지
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• 제15권1호
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• pp.38-44
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• 2017

최근 식용과 약용버섯으로 각광을 받고 있는 꽃송이버섯(Sparassis latifolia 혹은 S. crispa)은 베타-글루칸이 풍부하여 다양한 생리활성을 나타낸다고 알려져 있다. 꽃송이버섯에 다량 포함된 베타-글루칸과 더불어 뇌기능을 증진시킬 수 있는 영양성분이 보강된다면 약용버섯의 기능성이 더욱 증대되어 농가소득 증대와 국민 건강증진에 큰 기여를 할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 꽃송이버섯 균사체 배양 시 아미노산을 첨가하였을 시 균사 생장이 촉진됨과 함께 GABA 함량이 증대되었고, ${\beta}-glucan$ 함량에는 유의적인 효과가 없는 것을 확인하였다. 균사의 생장에는 glutamic acid와 ornithine 모두 효과가 있었으나, GABA 함량에 대해서는 glutamic acid의 첨가가 훨씬 효과적임을 확인하였다. 이는 꽃송이버섯 균사체의 GABA-shunt에 glutamic acid가 영향을 미친 것으로 사료된다. 생성된 GABA의 소멸과 다른 화합물의 신규 생성에 대해서는 아직 결과를 도출하지 못하였으므로, 이 부분에 대한 추가 연구가 필요하리라 사료된다.

• 대한유전성대사질환학회지
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• 제15권3호
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• pp.165-170
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• 2015

저자들은 출생 직후에서 생후 7개월까지는 특별한 과거력 없이 건강하게 지내던 여아에서 생후 11개월에 반복적인 구토 및 간헐적인 의식변화와 경련으로 시행한 검사 결과 고암모니아 혈증 및 소변 orotic acid의 증가를 통해 OTC 결핍증을 진단하고, 분자 유전자 검사로 418번째 염기인 G가 C로 치환되어 140번 아미노산이 alanine에서 proline으로 바뀌는 돌연변이(p. Ala140Pro)를 확인한 1례를 경험하였기에 보고하는 바이다. 본 증례의 돌연변이는 환아의 부모 유전자 분석 결과 정상 소견으로 de novo mutation으로 사료된다. 환아는 출생 후 수 개월간 큰 이상 없이 성장 및 발달을 보였으나 생후 7개월 경부터 주기적인 구토 증세를 보였던 지발형 OTC 결핍증에 해당한다. 진단 후 arginine 및 phenylbutylate를 지속적으로 복용하며 저단백 식이를 유지하는 보존적 치료를 지속하여 현재 발달 및 성장 속도 양호하며 일상생활에 문제없이 지내고 있다. 따라서 출생 후 수개월간 특이 질환력이 없는 환아, 특히 여아에서 주기적인 구토, 기면, 경련 및 혼수 등의 증상을 보일 때 지발형 OTC 결핍증과 같은 대사질환을 의심할 수 있어야 한다. 본 증례는 반복적인 구토 및 의식변화를 보인 기저질환 없는 11개월 여아에서 OTC 결핍증을 진단하고 즉각적인 대처를 통해 7세까지 심각한 신경학적 장애 없이 정상적인 성장과 발달을 보인 환자를 보고하는 바이다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제40권3호
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• pp.189-195
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• 1997

부위특이적 변이제작을 통하여 Achromobacter protease I (API)의 lysin에 대한특이성의 구조적 근거를 조사하였다. Lysine 특이성을 결정하는 결정기로서 예상되는 잔기중의 하나인 Glu190을 glutamine, aspartic acid, leucine으로 치환하였을 경우, 전구체단백질은 Iysine 특이성을 가진 완전한 활성효소로서 발현되어 자기촉매적으로 processing되었다. 다른 하나의 잔기인 Asp225을 asparagine, leucine으로 치환한 변이체에서는 불활성 전구체인 pro-API으로서 발현되었으나, 변이체 (D225E)의 경우는 서서히 자기촉매적으로 maturation 되었다. 성숙체인 변이체 (D225E)의 Iysylendopeptidase 활성은 wild-type APl의 0.25%이였으며, 이 활성의 감소는 기질 Iysine과 효소와의 친화력 감소가 주 원인이었다. 이러한 결과로부터 Asp225가 Iysylendopeptidase의 엄격한 기질특이성에 결정적인 역할을 담당한다는 것이 시사되었다. 한편, 변이체 (D225E)는 ornithine 기질에 대해서 효소활성 이 검출되지 않았다. 이 변이체의 촉매잔기인 Ser194가 native API과 마찬가지로 DFP, PMSF와 근본적으로 동일한 반응성이 있는 것으로 나타나 225번 위치의 methylene 1 unit 더 긴 측사는 subsite P1의 methylene 1 unit 짧은 측사에 의해 보상되지 않는다는 것을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제18권3호
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• pp.381-386
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• 2008

동해에서 취수한 해양심층수의 암예방 효능을 얄아보고자 암발생 억제물질의 생화학적 표식자(biochemical markers)인 CYP 1A2 활성, phase II 효소인 QR과 GST의 활성, GSH 함량 및 ODC 활성에 미치는 영향을 살펴보았다. 해양심층수는 암의 개시단계(initiation)를 유발시키는 것으로 알려진 CYP 1A2 활성을 경도의존적으로 저해시켰다. 해양심층수를 Hepa 1clc7 세포에 경도별$(100{\sim}1,000)$로 처리하였을 때 phase II 생체 해독효소인 QR과 GST의 활성은 최대 20%의 증가를 나타내었고, 외부의 독성물질이나 대사산물로부터 세포를 보호하는 역할을 하는 GSH의 함량은 $26{\sim}40%$의 증가를 나타내었다. 그리고 발암과정의 촉진/진행단계에 관여하는 ODC의 활성은 해양심층수의 경도 800과 1,000에서 20%와 35%의 저해율을 나타내었으며, 경도 1,000을 처리한 군에서는 양성대조군인 DFMO와 같은 저해율을 나타내었다. 그러므로 본 연구 결과에 의하면 동해 해양심층수는 발암과정과 관련된 개시 및 촉진/진행단계를 저해시켜 암예방 효능을 나타낼 것으로 사료된다.