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Mycobacterium tuberculosis H37Rv로부터 유래된 철-황 함유 효소인 L-세린 탈수화효소의 동력학적 특성
한유정(Yu Jeong Han),이기석(Ki Seog Lee) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.3
L-세린 탈수화효소(LSD)는 L-serine을 피루브산과 암모니아로 전환하는 반응을 촉매하는 iron-sulfur 함유 효소이다. 세균성 아미노산 탈수화 효소 중에서, L-serine에 대한 이들 특정 효소만이 촉매 부위에서 iron-sulfur cluster를 이용하는 것으로 보고되고 있다. 또한, 세균성 LSD는 구조적 특성과 도메인의 배열에 따라 네 가지 유형으로 분류된다. 현재까지, 이 효소들은 소수의 균주로부터 얻어진 LSD 효소에 대해서만 연구되었지만, 다양한 세균성 LSD의 촉매 메커니즘을 이해하기 위해서는 더 많은 자세한 조사가 요구된다. 본 연구에서, Mycobacterium tuberculosis H37Rv로부터 유래된 유형 II LSD (MtLSD) 단백질을 효소 동력학적 방법을 이용하여 생화학적 및 촉매적 특성을 규명하기 위해 발현 및 정제되었다. MtLSD에 대한 L-serine의 포화 곡선은 알로스테릭 협동성(allosteric cooperativity)을 나타내는 전형적인 S자형(sigmoid)의 특성을 보였다. 이때의 Km과 kcat 값은 각각 59.35±1.23 mM과 18.12±0.20 s<SUP>-1</SUP>로 계산되었다. 또한, 고정된 L-serine 농도 하에서 D-serine의 농도 대비 초속도에 대한 그래프는 비선형 쌍곡선 감쇠 형태를 보였고, kcat 값의 변화 없이 30.46±5.93 mM의 겉보기 Ki 값으로 D-serine에 대한 경쟁적 억제(competitive inhibition)를 나타내었다. 이들 연구는 MtLSD의 촉매 특성 및 기질 특이성에 관한 통찰력 있는 생화학적 정보를 제공한다. L-Serine dehydratase (LSD) is an iron-sulfur containing enzyme that catalyzes the conversion of L-serine to pyruvate and ammonia. Among the bacterial amino acid dehydratases, it appears that only the L-serine specific enzymes utilize an iron-sulfur cluster at their catalytic site. Moreover, bacterial LSDs are classified into four types based on structural characteristics and domain arrangement. To date, only the LSD enzymes from a few bacterial strains have been studied, but more detailed investigations are required to understand the catalytic mechanism of various bacterial LSDs. In this study, LSD type II from Mycobacterium tuberculosis (MtLSD) H37Rv was expressed and purified to elucidate the biochemical and catalytic properties using the enzyme kinetic method. The L-serine saturation curve of MtLSD exhibited a typically sigmoid character, indicating an allosteric cooperativity. The values of Km and kcat were estimated to be 59.35±1.23 mM and 18.12±0.20 s<SUP>-1</SUP>, respectively. Moreover, the plot of initial velocity versus D-serine concentration at fixed L-serine concentrations showed a non-linear hyperbola decay shape and exhibited a competitive inhibition for D-serine with an apparent Ki value of 30.46±5.93 mM and with no change in the kcat value. These results provide insightful biochemical information regarding the catalytic properties and the substrate specificity of MtLSD.
박주연(Ju-Yeon Park),윤지윤(Ji-Yun Yun),이예진(Ye-Jin Lee),박서영(Seo-Yeong Bak),김두열(Doo-Yeol Kim),이기석(Ki Seog Lee) 한국컴퓨터정보학회 2021 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.29 No.2
본 연구에서는 기존 업체들이 활용하고 있는 반려동물 생체인식 기술 기반 통합 서비스 앱을 제안한다. 이 앱은 반려동물 미등록자의 미등록 사유를 바탕으로, 접근성 및 노출 빈도가 높은 스마트폰 앱으로, 등록방식은 안면, 비문, 홍채, DNA 등록을 활용한다. 하나의 생체인식 방법을 사용하는 것이 아닌 다중 인식 방법을 제공하고, 각 인식 방법별 정확도의 비중을 달리하여 오차를 줄이고, 기존의 등록 방식 및 앱과의 차별화를 시도하고자 한다. 또한, CUPET 앱은 단순 등록에 그치지 않고, 실종 및 유기 동물 찾기, 예방접종 주기 및 반려동물 생애주기 정보 제공, 사용자들의 데이터 및 병원 연계를 통해 반려동물 유형별 병원 추천 등의 서비스를 제공하고자 한다. 본 연구에서 제안하는 CUPET 앱을 통하여, 등록 방식의 간략화로 반려동물등록률 증가, 개인의 반려동물 인식 장치 소유 가능으로 실종 및 유기 동물에 대한 신속한 보호가 가능할 것으로 사료된다.