호박$(Cucurbita\;moschata\;D_{UCHESNE})$잎에서 리보즘불활성화 단백질의 분리 및 특성

이시명,김영태,황영수,조강진,Lee, Si-Myung,Kim, Yeong-Tae,Hwang, Young-Soo,Cho, Kang-Jin 한국응용생명화학회 1997 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.40 No.5

리보즘불활성화 단백질(Ribosome-inactivating protein, RIP)을 생성하는 식물을 탐색하여 그중 호박$(Cucurbita\;moschata\;D_{UCHESNE})$ 잎에서 ammonium sulfate 침전, DE 52-Cellulose, S-Sepharose, FPLC Superose 12 HR, FPLC Mono-S column chromatography에 의하여 ribosome-Inactivating 활성이 있는 단백질(PR 1, PRIP 2)을 분리하였다. 정제된 단백질의 분자량은 SDS-PAGE에서 약 31,000과 30,500인 염기성 단백질로서, 특히 PRIP 1은 열에도 안정하여 $50^{\circ}C$에서 30분간 처리한 경우에도 활성이 유지되었다. 이 단백질들의 ribosome-inactivating 활성을 in vitro translation system에서 측정한 결과 50% 활성저해농도 $(IC_{50})$는 PRIP 1은 0.82nM, PRIP 2은 0.79 nM이었다. PRIP 1과 PRIP 2의 N-말단부분의 아미노산 서열을 분석하여, 이미 밝혀진 리보즘불활성화 단백질들과 아미노산서열의 유사성을 분석해 본 결과, PRIP 1은 Luffa cylindrica에서 분리된 Luffin B 및 Trichosanthes kirilowii Maximowicz에서 분리된 Trichokirin과, PRE 2은 Momordia charantia에서 분리된 Momordin II 및 MAP 30과 유사성이 매우 높았다. Two ribosome-inactivating proteins, PRIP 1 and PRIP 2 have been isolated from the leaves of $Cucurbita\;moschata\;D_{UCHESNE}$. Crude extracts were purified through ammonium sulfate precipitation and column chromatography using DE-52 cellulose, S-Sepharose, FPLC Suprose 12 HR and FPLC Mono-S. The molecular weights of PRIP 1 and PRIP 2 were 31,000 and 30,500, respectively. PRIP 2 was thermostabe and maintained its activity even after the incubation of the protein at $50^{\circ}C$ for 30 min. In a cell free in vitro translation system using rabbit reticulocyte lysate, protein synthesis was inhibited by the addition of PRIP 1 and PRIP 2. The $IC_{50}$ of PRIP 1 and PRIP 2 were 0.82 nM and 0.79 nM, respectively. The comparison of N-terminal amino acid sequences of the PRIP 1 and PRIP 2 with known RIPs revealed that PRIP 1 shows sequence similarity with Luffin B from Luffa cylindrica and Trichokirin from Trichosanthes kirilowii Maximowicz and PRH) 2 has sequence similarity with Momordin II and MAP 30 from Momordica charantia.

식물의 탄소대사공학 연구동향

김동헌,이시명,박종석,김수진,김범기,윤인선,김둘이,변명옥,Kim, Dong-Hern,Lee, Si-Myung,Park, Jong-Suk,Kim, Soo-Jin,Kim, Beom-Ki,Yun, In-Sun,Kim, Dul-I,Byun, Myung-Ok 한국식물생명공학회 2010 식물생명공학회지 Vol.37 No.2

Yield productivity of staple crops must be increased at least 50% by 2050, in order to feed the world population which is expected to reach 90 billions. Photosynthetic carbon assimilation and carbohydrate metabolism leading to the production of starch would be the final frontier to quest for new sources of technology enabling such a drastic increase of crop productivity. In this review, attempts to genetically engineer plant photosynthetic carbon reduction cycle and metabolic pathways to increase starch production are introduced.

호박 (Cucurbita moschata DUCHESNE)잎에서 리보좀불활성화 단백질의 분리 및 특성

조강진,이시명,김영태,황영수 ( Kang Jin Cho,Si Myung Lee,Yeong Tae Kim,Young Soo Hwang ) 한국응용생명화학회 1997 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.40 No.5

Two ribosome-inactivating proteins, PRIP 1 and PRIP 2 have been isolated from the leaves of Cucurbita moschata D_(UCHESNE). Crude extracts were purified through ammonium sulfate precipitation and column chromatography using DE-52 cellulose, S-Sepharose, FPLC Suprose 12 HR and FPLC Mono-S. The molecular weights of PRIP 1 and PRIP 2 were 31,000 and 30,500, respectively. PRIP 2 was thermostabe and maintained its activity even after the incubation of the protein at 50℃ for 30 min. In a cell free in vitro translation system using rabbit reticulocyte lysate, protein synthesis was inhibited by the addition of PRIP 1 and PRIP 2. The IC_(50), of PRIP 1 and PRIP 2 were 0.82 nM and 0.79 nM, respectively. The comparison of N-terminal amino acid sequences of the PRIP 1 and PRIP 2 with known RIPs revealed that PRIP 1 shows sequence similarity with Luffin B from Luffa cylindrica and Trichokirin from Trichosanthes kirilowii Maximowicz and PRIP 2 has sequence similarity with Momordin Ⅱ and MAP 30 from Momordica charantia.

환경위해성 평가를 위한 해충저항성 배추의 분자생물학적 특성 검정 및 계통 특이 마커 캐발

임선형,김나영,이시명,우희종,신공식,진용문,조현석,Lim, Sun-Hyung,Kim, Na-Young,Lee, Si-Myung,Woo, Hee-Jong,Shin, Kong-Sik,Jin, Yong-Moon,Cho, Hyun-Suk 한국식물생명공학회 2007 식물생명공학회지 Vol.34 No.4

유전자변형 작물의 상업화를 위해서는 유전자변형 작물이 식품으로서의 안전성과 환경에 미치는 영향에 관한 평가가 이루어져야한다. 이를 위해 개발자는 유전자변형 작물의 방출이전에 유전자변형 작물 개발에 관한 정보를 제출해야만 한다. 본 연구는 유전자변형 작물의 환경 위해성 평가를 위한 분자생물학적 자료를 제공하고자 수행하였다. 아그로 박테리움 형질전환법을 통하여 해충저항성 CryIAc 유전자가 도입된 배추 형질전환체를 획득한 후, 분자생물학적인 분석을 통하여 유전자의 copy수, 안정성, 식물체내에서의 발현을 확인하였고, T-DNA의 배추게놈내의 인접서열을 분석하였다. T-DNA의 게놈내 삽입 인접서열을 바탕으로 유전자변형 배추를 동정할 수 있는 프라이머를 제작하였고, 이를 이용한 검정방법을 수립하였다. 계통 특이 프라이머를 이용한 해충저항성 배추 후대의 PCR 분석결과와 제초체 처리결과가 서로 일치하였다. 본 연구 결과로 환경위해성 평가를 위한 해충저항성 배추의 분자생물학적인 자료를 획득하였으며, 개발된 프라이머는 해충저항성 배추의 검출을 위하여 유용하게 사용할 수 있음을 확인하였다. Commercialization of genetically modified (GM) plants will be required the assessment of risks associated with the release of GM plants that should include a detailed risk assessment of their impacts in human health and the environment. Prior to GM plant release, applicants should provide the information on GM crops for approval. We carried out this study to provide the molecular data for risk assessment of the GM Chinese cabbage plants with insect-resistance gene, modified CryIAc, which we obtained by Agrobacterium-transformation. From the molecular analysis with GM Chinese cabbage, we confirmed the transgene copy number and stability, the expression of the transgene, and integration region sequences between the transgene and the Chinese cabbage genome. Based on the unique integration DNA sequences, we designed specific primer set to detect GM Chinese cabbage and set up the GM cabbage detection method by qualitative PCR analysis. Qualitative analysis with GM Chinese cabbage progenies analysis was revealed the same as the result of herbicide treatment. Our results provided the molecular data for risk assessment analysis of GM Chinese cabbage and demonstrated that the primer set proposed could be useful to detect GM Chinese cabbage.

새로운 선발 마커 D-아미노산 산화효소 유전자를 이용한 식물 형질전환

임선형,우희종,이시명,진용문,조현석,Lim, Sun-Hyung,Woo, Hee-Jong,Lee, Si-Myung,Jin, Yong-Moon,Cho, Hyun-Suk 한국식물생명공학회 2007 식물생명공학회지 Vol.34 No.1

Though higher plants car not metabolize D-amino acid, many prokaryotes and eukaryotes have the D-amino acid metabolism. Therefore, we transformed tobacco plants with D-amino acid oxidase (DAO), which can metabolize D-amino acid, and confirmed that transgenic tobacco plants might metabolize D-amino acid. Transgenic tobacco plants were survived a high concentration of D-serine, however non-transgenic plants were not grown on D-serine medium. From Southern and Northern blot analysis, transgenic tobacco plants selected on D-serine medium were confirmed by insert and expression of transgene. $T_{1}$ tobacco seeds derived $T_{0}$ tobacco plants selfing were grown on D-serine medium and showed normal phenotype compared to wild tobacco plants. Transgenic tobacco plants displayed the metabolic capability of D-serine. Therefore, we suggested that DAO is useful selectable marker gene for plant transformation.

GM 콩의 도입유전자 이동에 미치는 화분 매개충의 영향

이범규(Bumkyu Lee),김준형(Jun Hyeong Kim),손수인(Soo In Sohn),권순종(Soon Jong Kweon),박기웅(Kee Woong Park),정영수(Young Soo Chung),이시명(Si Myung Lee) 충남대학교 농업과학연구소 2015 농업과학연구 Vol.42 No.3

The cultivation area and use of genetically modified (GM) crops have been increased continuously over the world and concerns about the potential risks of GM crops are also increasing. One of the major concern in risk assessment is the possible development of hybrids through interspecific and intergeneric crosses with related species. This study was conducted to investigate the pollinator have an influence on insect-mediated gene transfer from GM soybeans. Hybrid was induced from GM soybeans by honeybee and western flower thrips, and non-GM soybeans were used as pollen receptor. The analysis for gene-flow was conducted by herbicide selection, immunostrip test, and PCR analysis. In the result of the analysis, three hybrids were detected on the distance 15, 75, 105 cm from pollen source in western flower thrips treatment. In honeybee treatment, one hybrid was detected in the farthest distance (300 cm). These results suggested honeybee and western flower thrips have a possibility they can transfer the introduced gene from GM soybeans to non-GM soybeans.

국내개발 stack gene GM 벼(LS28 X Cry1Ac)에 대한 정성 PCR 분석

신공식,박종현,이진형,이시명,우희종,임선형,김해영,서석철,권순종,Shin, Kong-Sik,Park, Jong-Hyun,Lee, Jin-Hyoung,Lee, Si-Myung,Woo, Hee-Jong,Lim, Sun-Hyung,Kim, Hae-Yeong,Suh, Seok-Cheol,Kweon, Soon-Jong 한국응용생명화학회 2009 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.52 No.1

후대교배종 CM 벼의 정성 PCR 검정방법을 개발하기 위하여, 벼의 내재유전자로써 OsCs-J(rice cytochrome c gene)을 선발하여 OsCytC-5'/3'의 primer쌍을 제작하고, 벼를 포함한 서로 다른 8개 작물에 대하여 PCR을 수행한 결과 벼에 특이적으로 증폭되는 111 bp의 반응 산물을 확인하였다. 국내 개발된 LS28$\times$CryIAc1 GM 벼의 검정 분석으로 정성 PCR 반응을 수행하였다. 정성 PCR을 위하여 GM 벼에 도입된 T-DNA 및 게놈상의 도입유전자 삽입부위의 인접서열을 바탕으로 구조 및 계통 특이적인 검정 primer 쌍을 제작하였다. ActCk-5'/3' primer 쌍을 이용하여 LS28의 T-DNA 내의 actin 프로모터와 OsCK1 유전자 사이를 증폭시켜 306 bp의 PCR 반응 산물을 얻을 수 있었으며, 또한 계통특이 primer 쌍인 CryIAc1 GM 벼유래의 CrLB-5'/3' 및 LS28 GM 벼 유래의 CKRB-5'/3'를 이용한 PCR 반응으로 각각 142 bp와 91 bp의 도입유전자의 인접서열 부위의 특이적인 증폭 산물을 확인할 수 있었다. 계통 특이적 검정을 위한 이들 개발 primer 쌍들은 event 계통과 대조적으로 non-GM 벼와 다양한 작물에 대하여 어떠한 특이적인 PCR 증폭 산물을 형성하지 않았다. 따라서 본 연구에서 계통특이 primer를 이용하여 후대교배종 GM 벼 계통, L528$\times$CryIAc1을 특이적으로 검출할 수 있음을 확인하였고, 제시된 방법이 GM 벼의 실용화를 위한 위해성평가의 검정방법 자료로 제공될 수 있음을 확인하였다. For the development of qualitative PCR detection method of genetically modified (CM) rice, rice species-specific gene, OsCc-1 (rice cytochrome c gene), was selected as suitable far use as an endogenous gene in rice. The primer pair OsCytC-5'/3'with 111 bp amplicon was used for PCR amplification of the rice endogenous gene, OsCc-1 and no amplified product was observed from 8 different crops as templates. Qualitative PCR method was carried out with stack traits of L528$\times$CryIAc1 GM rice developed in Korea. For the qualitative PCRs, some primer pairs were designed with a construct-specific and event-specific type based on T-DNA and junction sequences of T-DNA in GM rice. Actck-5'/3' amplifying between actin promoter and OsCK1 gene introduced in LS28 gave rise to an amplicon 306 bp; also, CrLB-5'/3' from CryIAcl and CKRB-5'/3'amplifying the junction region of T-DNA and genome sequence from LS28 as event-specific primers gave rise to an amplicon 142 bp and 91 bp, respectively. These primer pairs for the detection of event-specific targets not produced PCR amplicons on non-CM rice and various crops in contrast to event lines. Therefore, in this study we verified that event-specific primers were effective to specifically detect stack trait lines and demonstrated that this method presented could be provided with the detection-method data for risk assessment analysis of GM rice to be commercialized.

연구보문 : 자연과학 ; 병저항성(OsCK1) GM 벼의 알레르기성 평가

김효진 ( Hyo Jin Kim ),이시명 ( Si Myung Lee ),김재광 ( Jae Kwang Kim ),조현석 ( Hyun Suk Cho ),여윤수 ( Yun Soo Yeo ) 한국국제농업개발학회 2014 韓國國際農業開發學會誌 Vol.26 No.1

본 연구의 목적은 우리나라에서 개발된 병저항성 GM벼의 알레르기 유발성을 평가하고자 하였다. 벼 유래의 Choline kinase 1 유전자(OsCK1)를 과발현 하도록 형질전환한 벼를 이용하여 알레르기 유발인자와 상동성이 있는지 확인한 결과, 연속되는 80개 이상의 아미노산 절편에서 35% 이상의 상동성을 보이는 서열은 없었으며 8개씩의 인접 아미노산과 일치하는 서열도 확인되지 않았다. 또한 GM벼와 non-GM 벼 사이의 단백질 분포가 일치하는 것을 확인하였으며, 인공 위액에서 빠르게 분해됨을 확인하였다. 발현단백질의 당화 발생 여부를 확인한 결과, OsCK1단백질에 대한 당화는 발생하지 않는 것을 알 수 있었으며 열안정성 검사에서OsCK1 단백질을 100oC에서 가열하였을 때 30분 이후부터는 약하게 분해됨을 확인하였다. 본 연구의 결과를 통해 병저항성 GM벼는 알레르기 유발과는 상관관계가 없음을 확인하였다. This study aimed to evaluate the potential allergenicity of choline kinase 1 (OsCK1) protein in disease resistant genetically modified (GM) rice. In order to support the safety assessment of GM food or feed products containing OsCK1 protein, sufficient quantities of OsCK1 protein were produced in Escherichia coli. The OsCK1 protein does not possess the characteristics associated with food allergens. It showed no known allergen to have more than 35% amino acid sequence homology with OsCK1 protein in GM rice over an 80 amino acid window or to have more than 8 consecutive identical amino acid. And SDS-PAGE results showed almost the same distribution of protein bands regardless of whether it is GM or not. And the OsCK1 protein is not glycosylated, can be rapidly degraded in gastric and intestinal fluids. Our results suggest that these OsCK1 protein is not likely to cause allergic reactions.

Analysis of lipophilic and hydrophilic compounds in Lycium chinense fruits

Soo-Yun Park(박수윤),Si Myung Lee(이시명),Hyo Jin Kim(김효진),Sun-Hyung Lim(임선형),Yunsoo Yeo(여윤수),Hyun Suk Cho(조현석),Sun-Hwa Ha(하선화),Sang Un Park(박상언),Jae Kwang Kim(김재광) 한국약용작물학회 2013 한국약용작물학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.1

가열조리가 프로비타민 A 강화 쌀의 영양성분에 미치는 영향

이영택(Young-Tack Lee),김미현(Mi-Hyun Kim),임지순(Ji-Soon Im),김재광(Jae-Kwang Kim),하선화(Sun-Hwa Ha),이시명(Si-Myung Lee),권순종(Soon-Jong Kweon),서석철(Seok-Chul Suh) 한국식품과학회 2011 한국식품과학회지 Vol.43 No.6

국내에서 개발된 유전자변형 프로비타민 A 강화 벼로부터 얻은 쌀을 열탕 또는 증자/볶음처리 방법에 의해 가열조리 했을 때 프로비타민 A 강화 쌀의 주요 영양성분 조성 및 함량에 미치는 영향을 조사하였다. 프로비타민 A 강화 쌀의 일반성분 함량은 모품종 쌀인 낙동 쌀과 유사하였으며 밥 형태로의 열탕처리에 의해 별 차이가 없었으나 증자/볶음 처리에 의해서는 다소 감소하는 결과를 주었다. 프로비타민 A 강화 쌀의 지방산으로 oleic acid, linoleic acid, palmitic acid가 대부분을 차지하고 있었으며 가열조리에 따른 지방산 조성에는 차이가 없는 것으로 나타났다. 열탕 처리에 의해 가열조리한 프로비타민 A 강화 쌀은 아미노산 조성 및 함량에 차이가 없었으나 증자/볶음 처리는 대부분의 아미노산 함량을 약간 감소시켰다. 열탕처리에 의해 가열조리한 프로비타민 A 강화 쌀은 전체적으로 무기질 함량에 큰 차이가 없었으나 증자/볶음처리에 의해 변화가 큰 것으로 나타났다. 프로비타민 A강화 쌀의 총 카로티노이드 함량은 원곡의 1.28 ㎍/g에서 열탕조리 후 0.76 ㎍/g으로 감소하였으며 증자 및 볶음처리는 0.40 ㎍/g으로 원곡의 약 30% 수준으로 현저한 감소를 초래하였다. 따라서 프로비타민 A 강화 쌀의 조리가공시 가열방법 및 열처리 정도는 카로티노이드를 포함한 영양성분의 손실을 최소화하기 위해 고려해야할 중요한 요소인 것으로 제시되었다. This study was conducted to investigate the effects of different cooking methods on the nutrient composition of genetically modified (GM) provitamin A(PA)-biofortified rice. PA-biofortified rice was subjected to different cooking methods, namely boiling and a soaking, steaming and roasting process. The proximate components (starch, protein, lipid and ash) of raw PA-biofortified rice were similar to those found in the parental non-GM rice, and were not significantly affected by a conventional boiling treatment. When compared with raw rice, boiled PA-biofortified rice showed a similar nutrient composition, despite a slight reduction in a majority of its amino acid contents. However, the PA-biofortified rice that underwent the soaking/steaming/roasting process exhibited a significant reduction in a majority of its amino acids and mineral contents. This procedure also led to a significant reduction in carotenoid contents. The overall results of this study demonstrate that using a conventional boiling method for PA-biofortified rice retains nutrients better than a soaking/steaming/roasting method.