• 생명과학회지
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• 제24권2호
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• pp.128-136
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• 2014

알긴산은 ${\alpha}$-L-guluronic acid와 ${\beta}$-D-mannuronic acid가 (1-4) 결합한 선형 산성다당류이다. 알긴산은 다양한 알긴산 분해효소들에 의하여 분해되는데 ${\beta}$-제거반응으로 비환원 말단에 이중결합이 있는 불포화 우론산 올리고머가 생산된다. 본 연구실에서는 이전에 Stenotrophomonas maltophilia KJ-2로부터 새로운 구조를 가진 polyMG lyase를 재조합하였다. KJ-2 polyMG lyase의 단백질구조를 예측하기 위하여 상동성 모델링을 한 결과 Azotobacter vinelandii가 생산하는 세 종류의 polyMG lyase들이 모두 PL7 family에 속하는 반면 KJ-2 polyMG lyase는 PL6 family에 속하였다. 또한 $^1H$-NMR spectra를 분석한 결과 polyMG lyase는 M-${\beta}$(1-4)-G 당쇄결합을 분해하고 G-${\alpha}$(1-4)-M 결합은 거의 분해하지 못하는 것으로 나타났다. 예측된 polyMG lyase 모델을 기초로 하여 14군데 아미노산 잔기를 선택하였으며 17개의 돌연변이체를 만들어 알긴산 분해효소의 활성을 측정하였다. Lys220Ala, Arg241Ala, Arg241Lys및 Arg265Ala 돌연변이체들은 완전히 알긴산 분해효소의 활성을 잃었으며 Arg155Ala, Gly303Glu 및 Tyr304Phe 돌연변이체들의 분해활성은 19.1-39.3%까지 감소하였다. 이러한 결과들로부터 Arg155, Lys220, Arg241, Arg265, Gly303 및 Tyr304 들은 알긴산 분해효소의 촉매활성과 기질결합에 중요한 잔기들임을 알 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제23권2호
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• pp.290-298
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• 2013

Mycobacterium 속은 Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Mycobacterium bovis와 같은 동물과 인체에 병원성을 나타내는 세균 종을 다수 포함하고 있다. 이들의 숙주에서의 생존과 병원성에 관한 유전학적 정보를 확보하는 것은 매우 중요하지만, 효과적인 유전학적 도구가 부족하였기 때문에 이들에 관한 연구가 미비하였다. 따라서 mycobacteria의 연구를 위한 분자생물학적 실험 도구로서 다양한 기능성 vector들이 고안되었고, 이러한 기능성 vector의 개발은 실질적으로 mycobacteria에서의 연구 효과를 증진시켰다. 본 연구에서는 Mycobacterium smegmatis에 적용 가능하고 기존에 제시되었던 mycobacteria 연구에 있어서의 한계점을 극복하기 위한 노력의 일환으로, 기능성 vector인 temperature-sensitive replication origin (TSRO)과 counterselectable marker로 levansucrase를 암호화하는 sacB 유전자를 포함하는 suicide vector pKOTs, chromosomal DNA로 site-specific recombination을 통해 삽입되는 lacZ transcriptional fusion vector pMV306lacZ, 그리고 TSRO를 가지는 minitransposon vector pTnMod-OKmTs를 개발하였다. 이 vector들은 실질적으로 M. smegmatis에서 효과적으로 작동하는 것이 확인되었으며 목적으로 하는 실험 결과 도출 가능성 또한 보여주었다. 따라서 이들 vector는 앞으로의 mycobacteria에 대한 효과적인 연구 기반이 될 것으로 기대된다.

• 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.

• BMB Reports
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• 제30권6호
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• pp.397-402
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• 1997

A thiol-specific spin label was attached to cysteine-102 of yeast cytochrome c and electron paramagnetic resonance (EPR) spectra were measured as a function of added cytochrome c oxidase concentration. The intensity decreased due to line broadening as cytochrome c formed a complex with cytochrome c oxidase and reached a minimum when the ratio of cytochrome c to cytochrome c oxidase became one. Replacement of either Lys-72 or Lys-87 of cytochrome c by Glu did not result in a significant change in binding affinity. Interestingly the K72E mutant, unlike K87E, had a much lower rate of electron transfer than the wild type. These results indicate that many positively charged residues as a group participate in complex formation but Lys-72 might be important for cytochrome c to be locked in an orientation for an efficient electron transfer. A stoichiometry of 1 was also confirmed by optical absorption of the cytochrome c-cytochrome c oxidase complex which had been run through a gel chromatography cloumn to remove unbound cytochrome c. The EPR spectrum of this 1:1 complex, however, was a mixture of two components. This explains a biphasic kinetics for a single binding site on cytochrome c oxidase without invoking conformational transition.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권12호
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• pp.1506-1513
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• 2009

$\alpha$-Dextranase, which can hydrolyze dextran, is largely used in the sugar industry. However, a thermostable $\alpha$-dextranase is needed to alleviate the viscosity of syrups and clean blocked machines. Thus, to improve the optimal temperature of Lipomyces starkeyi $\alpha$-dextranase expressed by Pichia pastoris, the rational introduction of a de novo designed disulfide bond was investigated. Based on the known structure of Penicillium minioluteum dextranase, L. starkeyi $\alpha$-dextranase was constructed using homology modeling. Four amino acids residues were then selected for site-directed mutagenesis to cysteine. When compared with the wild-type dextranase, the mutant DexM2 (D279C/S289C) showed a more than $13^{\circ}C$ improvement on its optimal temperature. DexM2 and DexM12 (T245C/N248C, D279C/S289C) also showed a better thermal stability than the wild-type dextranase. After the introduction of two disulfide bonds, the specific activity of DexM12 was evaluated and found to be two times higher than that of the wild-type. Moreover, DexM12 also showed the highest $V_{max}$.

• BMB Reports
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• 제42권12호
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• pp.788-793
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• 2009

TLX2 is an orphan homeodomain transcription factor whose expression is mainly associated with tissues derived from neural crest cells. Recently, we have demonstrated that PHOX2A and PHOX2B are able to enhance the neural cell-type specific expression of human TLX2 by binding distally the 5' -flanking region. In the present work, to deepen into the TLX2 transcription regulation, we have focused on the proximal 5'-flanking region of the gene, mapping the transcription start site and identifying a minimal promoter necessary and sufficient for the basal transcription in cell lines from different origin. Site-directed mutagenesis has allowed to demonstrate that the integrity of this sequence is crucial for gene expression, while electrophoretic mobility shift assays and chromatin immunoprecipitation experiments have revealed that such an activity is dependent on the binding of a PBX factor. Consistent with these findings, such a basal promoter activity has resulted to be enhanced by the previously reported PHOX2-responding sequence.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.163-163
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• 2017

A deletion analysis of the Oryza sativa dihydroflavonol reductase (DFR) promoter defined a 25 bp region (-386 to -362) sufficient to confer pericarp-specific expression of ${\beta}$ -glucuronidase(GUS) reporter gene in transgenic rice. Site-specific mutagenesis of these conserved sequences and subsequent expression analysis in calli which transiently expressed the mutated promoter::GUS gene showed that both bHLH (-386 to -381) and Myb (-368 to -362) binding sites in the DEL3 (-440 to 70) promoter were necessary for complete expression of the GUS gene including the tissue-specific expression of DFR::GUS gene. The GUS gene was expressed well in the mutated Myb (-368 to -362) binding site, but not as strong as in normal condition, implying that the Myb is also necessary to express GUS gene fully. Also, we found the non-epistatic relation between Rc and DFR. There were no changes of expression patterns GUS under the Rc and rc genotypes. Thus, DFR expression might be independent of the presence of functional Rc gene and suggested that Rc and Rd (DFR) share the same pathway controlling the regulation of flavonoid synthesis but not a direct positive transcriptional regulator of DFR gene.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 2001년도 Proceedings of 2001 International Symposium
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• pp.35-39
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• 2001

The Integration Host factor (IHF) of Escherichia coli is a small, basic protein that is required for a variety of functions including site-specific recombination, transposition, gene regulation, plasmid replication, and DNA packaging. It ,is composed of two subunits that are encoded by the ihfA ($\alpha$-subunit) and ihjB ($\beta$-subunit) genes. IHF binding sites are composed of three elements called the WATCAR, TTG, and poly (dAT) elements. We have characterized IHF binding to the H site of bacteriophage λ. We have isolated suppressors that bind to altered H' sites using a challenge phage selection. Two different suppressors were isolated that changed the adjacent $\alpha$P64 and $\alpha$K65 residues. The suppressors recognized both the wild-type site and a site with a change in the WATCAR element. Three suppressors were isolated at $\beta$-E44. These suppressors bound the wild-type and a mutant site with a T：A to A：T change (H44A) in the middle of the TIR element. Site-directed mutagenesis was used to make several additional changes at $\beta$E44. The wild-type and $\beta$E44D mutant could not bind the wild-type site but were able to bind the H44A mutant site. Other mutants with neutral, polar, or a positive charge at $\beta$E44 were able to repress both the wild-type and H44A sites. Examination of the IHF crystal structure suggests that the ability of the wild-type and $\beta$E44D proteins to discriminate between the T：A and A：T basepairs is due to indirect interactions. The $\beta$-E44 residue does not contact the DNA directly. It imposes binding specificity indirectly by interactions with residues that contact the DNA. Details of the proposed interactions are discussed.

• KSBB Journal
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• 제11권4호
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• pp.431-437
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• 1996

본 연구에서는 질산염(nitrate) 존재하에서 혐기 조건이 되면 최대로 발현되는 변형된 naT 프로모터 를 대장균내에서 단백질을 대량 생산하기 위한 발현 운반체로 쓰일 수 있는지를 조사하였다. 이를 위해 용존산소농도에 따라 naT 프로모터의 유도에 영향을 미치는 염색체 fnT 유전자가 발현되지 못하는 대장 균(ES200l)에 pBR322 플라스미드에 프로모터상 의 10 지역에서 특정부위돌연변이화에 의해 con­s sensus sequence로 바핀 변형된(modified) naT 프 로모터(pMW616)가 도입되어 있는 계(pMW616/ E ES2001 )가 이용되었다. 이 변형된 naT 프로모터의 하류에는 구조유전자(structural gene) 인 질산염 환 원효소대 신에 ${\beta}$-galactosidase를 발현하는 lacZ 유 전자가 클로닝되어 있다. 이 변형된 naT 프로모터의 유도에 대한 최적조건을 찾기 위해 변형된 naT 프로 모터를 유도시키는 방법, 변형된 naT 프로모터가 최 대로 유도되는 질산엽의 농도, 말현된 $\beta$galactosid a ase의 양 빛 변형된 naT 프로모터가 유도되는 특성 들이 조사되었다. 이에 대한 실험으로부터 다음과 같은 결론들이 얻어졌다; 이 변형된 naT 프로모터로 부터 ${\beta}$-galactosidase의 말현은 질산염의 농도에 의 해서는 크게 영향을 받지 않았다. 한편, 변형된 naT 프로모터로부터 ${\beta}$-galactosidase의 말현은 성장단계 에서 대장균을 호기상태에서 OD600이 약 2.27~ 될 때까지 키우다가 유도시 혐기상태로 만드는 것이 가 장 유리하였으며, 이 때 발현된 ${\beta}$-galactosidase의 비활성도는 약 13,000 Miller unit였다. 하지만, 이 변형된 naT 프로모터는 이켓을 유도시키기 전에도 발현된 ${\beta}$-galactosidase의 비활성도가 약 6,000 M Miller unit로 매우 높음으로 인하여 이 변형된 naT 프로모터는 원하는 단백질을 유도성보다는 구성적으 로 발현시키는데 더 적합한 프로모터였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권8호
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• pp.1385-1389
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• 2007

5-Enolpyruvylshikimate-3-phosphate (EPSP) synthase catalyzes the formation of EPSP and inorganic phosphate from shikimate-3-phosphate (S3P) and phosphoenolpyruvate (PEP) in the biosynthesis of aromatic amino acids. To delineate the domain-specific function, we successfully isolated the discontinuous C-terminal domain (residues 1-21, linkers, 240-427) of EPSP synthase (427 residues) by site-directed mutagenesis. The engineered C-terminal domains containing no linker (CTD), or with gly-gly ($CTD^{GG}$) and gly-ser-ser-gly ($CTD^{GSSG}$) linkers were purified and characterized as having distinct native-like secondary and tertiary structures. However, isothermal titration calorimetry (ITC), $^{15}N-HSQC$,\;and\;^{31}P-NMR$ revealed that neither its substrate nor inhibitor binds the isolated domain. The isolated domain maintained structural integrity, but did not function as the half of the full-length protein.