• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권4호
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• pp.510-518
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• 2021

Bacteriophages are considered excellent sensing elements for platforms detecting bacteria. However, their lytic cycle has restricted their efficacy. Here, we used the minor coat protein pIII domain (N1N2) of phage CTXφ to construct a novel surface plasmon resonance (SPR) biosensor that could detect Vibrio cholerae. N1N2 harboring the domains required for phage adsorption and entry was obtained from Escherichia coli using recombinant protein expression and purification. SDS-PAGE revealed an approximate size of 30 kDa for N1N2. Dot blot and transmission electron microscopy analyses revealed that the protein bound to the host V. cholerae but not to non-host E. coli K-12 cells. Next, we used amine-coupling to develop a novel recombinant N1N2 (rN1N2)-functionalized SPR biosensor by immobilizing rN1N2 proteins on gold substrates and using SPR to monitor the binding kinetics of the proteins with target bacteria. We observed rapid detection of V. cholerae in the range of approximately 10³ to 10⁹ CFU/ml but not of E. coli at any tested concentration, thereby confirming that the biosensor exhibited differential recognition and binding. The results indicate that the novel biosensor can rapidly monitor a target pathogenic microorganism in the environment and is very useful for monitoring food safety and facilitating early disease prevention.

• 한국식품과학회지
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• 제26권1호
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• pp.74-80
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• 1994

효소에 의한 단백질분해가 유청단백질의 항원성의 저하에 미치는 영향을 조사하기 위한 기본연구로서, 유청단백질의 가수분해특성을 조사하고 competitive inhibition enzyme-linked immunosorbent assay(cELISA)에 의한 항원성의 변화를 검토하였다. 유청단백질의 가수분해는 chymotrypsin, trypsin, pancreatin, 그리고 Aspergillus oryzae유래의 protease를 각기 4시간 동안 행하였다. TNBS(trinitrobenzensulfonic acid)법에 의하여 측정한 유청단백질의 가수분해도(DH)는 chymotrypsin이나 trypsin을 처리한 경우$(5.05{\sim}11.47)$보다 Aspergillus oryzae유래의 protease 및 pancreatin을 처리한 경우$(15.67{\sim}20.20)$가 훨씬 높게 나타났으며, 각 효소의 처리전에 열처리($75^{\circ}C$, 20분)나 pepsin의 처리를 한 경우에 대체로 약간 높게 나타났다. High performance size exclusion chromatography(HPSEC)에 의하여 분자량분포를 조사한 결과, 가수분해물에 따라 10kDa 이상의 polypeptide가 $12{\sim}36%$ 정도 존재하였고, 평균분자량은 $4,252{\sim}9,132$ dalton, 평균길이는 아미노산 $38{\sim}83$개로 나타났다. 또한 쓴맛은 형성되지 않았다. SDS-PAGE의 결과 처리구에 따라 분자량 14.2kDa 이상의 polypeptide가 일부 존재하였으나 native 유청단백질은 대부분 가수분해에 의하여 제거되었음을 확인하였다. 토끼 항WPI항혈청에 의한 cELISA로 검토한 유청단백질 가수분해물의 monovalent 항원성은 효소처리에 의하여 약 $10^{-1.7}{\sim}10^{-4.9}$배 또는 그 이하로 저하되었으며 대체로 가수분해가 많이 일어난 분해물은 그 항원성이 낮아지는 것으로 나타났다. 또한 각 처리구내에서는 열 및 pepsin의 전처리후 다음 효소 분해한 유청단백질 가수분해물(CDP, TDP, PDP, ODP)의 경우 그 항원성이 가장 낮았다. 그중에서도 pancreatin 가수분해물(PDP)의 경우 항원성이 거의 상실된 것으로 나타났다.

• 미생물학회지
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• 제52권1호
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• pp.10-17
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• 2016

항체의 특이적 결합을 분석하는 효소면역분석법은 항원의 탐지를 위해 주로 horseradish peroxidase (HRP) 또는 alkaline phosphatase (AP) 등의 효소를 사용한다. 이때 효소를 주로 화학적으로 항체에 결합시켜 사용하게 되는데 이 과정이 복잡하며 불규칙하게 일어나서 항체 및 효소의 기능을 감소시키게 된다. 또한 대부분의 효소면역분석법에서는 주로 일차 항체의 항원결합을 탐지하기위해 이차 항체를 사용하는데, 즉 이차 항체에 결합한 효소의 기질발색에 의해 일차 항체의 항원결합을 탐지하므로 이차 항체가 요구 되어질 뿐만 아니라 이차 항체의 일차 항체에 대한 반응을 위한 부가적인 배양시간이 필요하다. 더욱 더 중요한 것은 이차 항체만의 비특이적 항원 결합 역시 제거되어져야 한다. 본 연구에서는 대장균의 genomic DNA로부터 PCR을 통해 alkaline phosphatase 유전자(Sadeghi et al., 2008)를 증폭 분리한 다음 이를 TRAIL (tumor necrosis factor ${\alpha}$ related apoptosis induced ligand) receptor인 death receptor 4 (DR4)에 특이적으로 결합하는 hAY4 single-chain Fv (ScFv)에 융합시킨 재조합 ScFv-AP 형태로 대장균에서 발현시켜 정제하였다. 정제된 hAY4 ScFv-AP는 SDS-PAGE에서 단량체(monomer) 분자량인 73.8 kDa을 나타내었다. 그러나 size-exclusion chromatography(SEC)에서는 147.6 kDa을 나타내는 결과를 통해 hAY4 ScFv-AP는 AP의 자연적인 비공유결합에 의해 이량체(dimeric form)형성이 유도되어짐을 확인하였다. 또한 ELISA, Western blot 그리고 immunocytochemistry에서 이차 항체 없이 일차 항체 hAY4 ScFv에 직접 융합된 AP의 기질발색에 의해 ScFv 일차 항체의 특이적 항원결합을 나타내었다. 요약하면 hAY4 ScFv와 대장균의 alkaline phosphatase 유전자를 융합시켜 대장균에서 수용성 형태로 성공적으로 정제하였으며 정제된 ScFv-AP 융합단백질은 ELISA, Western blot 및 immunocytochemistry에서 항원결합력을 나타냈으며 또한 구매에 따른 고비용, 부가적인 배양시간 및 비특이적 결합에 의한 오류 등의 문제점을 갖는 이차 항체를 사용하지 않고 직접적인 항원결합력을 나타내었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권6호
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• pp.483-489
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• 1998

효모의 전체 게놈서열에서 확인된 새로운 티오레독신(Trx3)과 이미 효모에서 티오레독신으로서의 기능이 보고된 Trx1, 2 및 TR을 대장균에 발현시켜 정제후 활성을 비교, 조사하였다. Trx1, 2 및 TR은 대부분 수용성 분획에 발현되었으며, 이로부터 정제한 단백질의 분자량은 보고된 분자량과 일치하였다. Trx3는 수용성 분획과 침전 분획 모두에서 발현되었으며, 수용성 분획으로부터 정제한 Trx3의 분자량은 14 kDa이었고, 침전 분획의 Trx3는 18 kDa였다. 수용성 분획으로부터 정제한 Trx3의 아미노말단의 아미노산 서열은 FQSSYTS로 분석되었으며 이는 보고된 Trx3의 20번에서 26번의 아미노산에 해당하였다. NADPH, 티오레독신 환원효소와 함께 Trx3는 인슐린과 DTNB의 disulfide 결합을 환원시켰다. Trx3는 디티오트레이톨을 포함하는 금속촉매산화계에 의한 효소 불활성화를 억제하는 TPx1의 항산화효과를 증가시켰으며, TPx1의 항산화활성을 증가시키는 Trx3의 활성은 Trx1 또는 2의 10% 수준이었다. 또한 Trx3는 TPx1의 disulfide를 thiol로 환원시켜 TPx가 티오레독신 의존성 과산화물 분해활성을 갖도록 하였다. Western blotting실험 결과, Trx3에 대한 항체는 효모 조추출물과 정제된 Trx1 및 Trx2와는 교차반응 하지 않았다. 그러나, 효모 CDNA 유전자 은행을 template로 한 PCR 실험 에서는 Trx3를 암호화하는 유전자가 증폭되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권8호
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• pp.1386-1392
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• 2008

A gene (sll0158) putatively encoding a glycogen branching enzyme (GBE, E.C. 2.4.1.18) was cloned from Synechocystis sp. PCC6803, and the recombinant protein expressed and characterized. The PCR-amplified putative GBE gene was ligated into a pET-21a plasmid vector harboring a T7 promoter, and the recombinant DNA transformed into a host cell, E. coli BL21(DE3). The IPTG-induced enzymes were then extracted and purified using Ni-NTA affinity chromatography. The putative GBE gene was found to be composed of 2,310 nucleotides and encoded 770 amino acids, corresponding to approx. 90.7 kDa, as confirmed by SDS-PAGE and MALDI-TOF-MS analyses. The optimal conditions for GBE activity were investigated by measuring the absorbance change in iodine affinity, and shown to be pH 8.0 and $30^{\circ}C$ in a 50 mM glycine-NaOH buffer. The action pattern of the GBE on amylose, an $\alpha$-(1,4)-linked linear glucan, was analyzed using high-performance anion-exchange chromatography (HPAEC) after isoamylolysis. As a result, the GBE displayed $\alpha$-glucosyl transferring activity by cleaving the $\alpha$-(1,4)-linkages and transferring the cleaved maltoglycosyl moiety to form new $\alpha$-(1,6)-branch linkages. A time-course study of the GBE reaction was carried out with biosynthetic amylose (BSAM; $M_p{\cong}$8,000), and the changes in the branch-chain length distribution were evaluated. When increasing the reaction time up to 48 h, the weight- and number-average DP ($DP_w$ and $DP_n$) decreased from 19.6 to 8.7 and from 17.6 to 7.8, respectively. The molecular size ($M_p$, peak $M_w{\cong}2.45-2.75{\times}10^5$) of the GBE-reacted product from BSAM reached the size of amylose (AM) in botanical starch, yet the product was highly soluble and stable in water, unlike AM molecules. Thus, GBE-generated products can provide new food and non-food applications, owing to their unique physical properties.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제34권6호
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• pp.546-553
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• 2007

온톨로지의 활용이 늘어나면서 의미적 유사성 검색에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 질의 객체와의 의미적 유사성이 높은 객체를 검색하는 최근접 질의 기법을 제안하였다. 의미적 유사성을 측정하는 유사성 함수로는 최적 대응값 방식의 유사도 함수를 사용하였으며 주석 정보에 대한 색인을 위해 시그니처 트리를 사용하였다. 시그니처 트리는 집합 유사성 검색에서 많이 사용되는 색인 구조로서 유사성 검색에 사용하기 위해서는 검색시 각 노드를 탐색하였을 때 발견할 수 있는 유사도의 최대값을 예측할 수 있어야 한다. 이에 본 논문에서는 최적 대응값 방식의 유사도 함수에 대한 예측 최대값 함수를 제안하고 올바른 예측 함수임을 증명하였다. 또한 시그니처 트리에 동일한 시그니처가 중복되어 저장되지 않도록 구조를 개선하였다. 이는 시그니처 트리의 크기를 감소시킬 뿐만 아니라 질의 성능 또한 향상시켜 주었다. 실험의 데이타로는 대용량 온톨로지와 주석 정보 데이타를 제공하는 Gene Ontology(GO)를 사용하였다. 실험에서는 제안한 방법의 성능 향상 외에도 페이지 크기와 노드 분할 방법이 의미적 유사성 질의 성능에 미치는 영향에 대해 알아보았다.

• 미생물학회지
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• 제45권3호
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• pp.233-238
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• 2009

Corynebacterium ammoniagenes의 purF 유전자의 발현을 purF의 프로모터 추정 부위에 cat 유전자를 융합시킨 transcriptional fusion 플라스미드를 제작하여 분석하였다. 유전자 purF는 adenine과 guanine에 의해 20~30%의 전사 저해효과를 나타내지만, hypoxanthine에는 저해를 받지 않는 것으로 나타났다. 또한 purF의 발현은 대수기중반에 최대에 달한 후 정체기 후반부까지 일정한 것으로 나타났다. 동시에, C. glutamicum에서 사용되는 강력한 프로모터인 $P_{180}$이 Escherichia coli의 $P_{tac}$보다 C. ammoniagenes에서 모든 성장 단계에서 40~50%의 향상된 프로모터 활성을 나타내었고 대수기 후반부에 최고 활성에 달해, C. ammoniagenes의 연구에도 활용 가능함을 확인하였다. DNA-affinity purification에 의해 C. ammoniagenes의 purF 프로모터에 결합하는 단백질로서 C. glutamicum의 Crp-family transcriptional regulator (NCgl0120)와 상동성이 높은 단백질을 검출하였다. 이 단백질은 크기가 40.1 kDa으로서 PAGE에서 관찰된 단백질 크기와 일치하였다. 이에 상응하는 C. ammoniagenes의 단백질은 400개의 아미노산으로 구성되어 있고, 42 kDa의 단백질을 만들며, pI는 4.9일 것으로 추정되었다. 이는 기존에 알려져 있는 E. coli 및 Bacillus subtilis의 PurR과 각각 14.1%, 15.8%의 아미노산 상동성을 보여, PurR과는 다른 종류의 단백질일 것으로 여겨진다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제28권3호
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• pp.357-372
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• 2001

본 논문에서는 서브시퀀스 매칭에서 윈도우 구성의 일반화 개념을 제안하고, 이에 기반한 새로운 서브시퀀스 매칭 방법인 GeneralMatch를 제안한다. 기존 연구인 Faloutsos 등의 방법 (간단히 FRM이라 한다)은 점 여과 효과의 결여로 인해 많은 착오해답을 발생시켰다. 본 저자들의 DualMatch는 점 여과 효과를 발휘하여 성능을 크게 향상시켰으나, 주어진 최소 질의 시퀀스 길이에 대해 최대 윈도우 크기가 작은(FRM의 1/2) 문제가 있었다. GeneralMatch는 DualMatch를 더욱 개선한 방법으로서, 두 방법의 장점을 모두 취한다. 즉, FRM과 같이 큰 윈우를 사용할 수 있으며, 동시에 DualMatch와 같이 점 여과 효과를 발휘할 수 있다. GeneralMatch는 데이터 시퀀스를 J-슬라이딩 윈도우(일반화된 슬라이딩 윈도우)로 나누고, 질의 시퀀스를 J-디스조인트 윈도우(일반화된 디스조인트 윈도우)로 나누는 방법을 사용한다. 본 논문에서는 GerneralMatch의 정확성, 즉 GeneralMatch가 착오기각이 발생하지 않음을 증명한다. 또한, 주어진 최소 질의 시퀀스 길이에 대해 GeneralMatch가 바르게 동작하기 위한 최대 윈도우 크기가 있음을 증명한다. 그리고, 페이지 액세스 횟수를 최소로 하는 J 값의 결정 방법을 제안하다. 실제 주식 데이터에 대한 실험 결과, GeneralMatch는 낮은 선택률 범위($10^{-6}~10^{-4}$)에서 DualMatch에 비해 평균 114%, FRM에 비해 998% 성능을 향상시켰으며, 높은 선택률 범위($10^{-6}~10^{-4}$)에서도 DualMatch에 비해 평균 46%, FRM에 비해 평균 65% 성능을 향상시켰다.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제35권1호
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• pp.60-68
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• 1993

견층을 자연 건조하므로써 변성을 받지 않은 시료에 대하여 Bacillus licheniformis 단백질 분해 효소 정련과 비누 정련의 특성을 비교하기 위하여 널리 사용되고 있으며 용해할 때 비교적 피브로인에 대한 degradation이 적은 두가지 용해볍으로 용해한 견 피브로인 수용액에 대하여 분자 구조상의 차이가 있는지를 구명하고져 실험한 결과는 다음과 같다. 1. 견 피브로인 수용액의 편광 현미경으로 관찰한 결과 구정은 관찰되지 않았으나 나뭇잎 모양의 피브릴 구조가 나타났고 전자 현미경으로 관찰한 결과 구정의 크기는 30~120mm 정도였으며 정련 방법과 견 피브로인을 용해하는 방법에 따른 차이는 없었다. 2. 견 피브로인 수용액의 점도 측정 결과 비누 정련견 피브로인 수용액보다 효소 정련 견 피브로인 수용액의 intrinsic viscosity가 낮았다. 3. 견 피브로인 수용액에 대한 전기 영동 시험 결과 약 20kd에서 small submit와 50kd 이상에서 large subunit에 해당하는 폭 넓은 band가 나타났으며 정련 방법에 따른 차이는 없었다. 4. 견 피브로인 수용액을 냉동 건조한 분말에 대한 열 분해 온도는 비누 정련 견사와 효소 정련 견사간에 차이가 없었고 용해 방법에 따른 열 분해 온도는 cupric hydroxide-ethylene diamine법으로 용해하였을 때 조금 낮았다. 5. 견 피브로인 수용액을 송풍 건조한 시료에 대한 IR spectrum은 silk II형과 silk I형이 복합되어 나타났으며 정련 방법은 다른 차이가 없었다.

• 생명과학회지
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• 제28권12호
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• pp.1416-1423
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• 2018

Biotin에 강한 결합 친화력($K_D=10^{-14}M$)과 함께 streptavidin의 tetramer 특징은 VHH 항체를 streptavidin에 융합시키게 하여 biotinylated horseradish peroxidase를 사용하는ELISA 와Western blot analysis 등의 면역분석법에서 VHH 항체의 항원결합력을 증가시키는데 응용 가능하다. 이를 응용하기 위해 우리는 Streptomyces avidinii 염색체 DNA로부터 PCR을 통해 streptavidin유전자를 증폭하고 이를 green fluorescent protein항원에 특이적으로 결합하는 8B9 VHH 항체유전자에 융합시켰다. 대장균에서 수용성 융합단백질로 발현시키기 위해 pUC119 플라스미드에 기초한 발현시스템을 사용하였다. 즉 lacZ promoter를 사용하여 IPTG에 의해 단백질발현을 유도하게 하였으며, 아미노말단에 pelB leader를 두어 발현된 단백질의 periplasmic space로 이동하게 하여 수용성 단백질형태의 분비를 촉진하였으며 카르복시말단에 6개의 polyhistidine tags를 두어 $Ni^+$-NTA-agarose column을 사용하여 발현된 단백질을 정제하였다. Streptavidin이 biotin에 강하게 결합함으로 대장균에 독성을 나타냄에도 불구하고 본 수용성 융합단백질은 성공적으로 발현되었다. SDS-PAGE에서 가열하는 경우 변성되어 30.6 kDa를, 가열하지 않는 경우에는 자연 상태의 122.4 kDa을 나타내었다. 이는 8B9 VHH항체에 융합된 streptavidin moiety에 의해 monomer subunit가 비공유결합으로 tetramerization됨을 제시해준다. 또한 본 융합단백질은 ELISA와 Westernblot analysis에서 보여진 것처럼 parental streptavidin과 유사한 biotin결합력과 green fluorescent protein항원 결합력을 모두 나타내었다. 결론적으로 streptavidin에 융합된 8B9 VHH 항체형태의 융합단백질은 대장균에서 수용성 tetramer로 성공적으로 발현 및 정제되었으며 biotin과 green fluorescent protein 항원에 동시에 결합함으로써 tetrameric and bifunctional VHH 항체제조의 가능성을 제시해주었다.