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Paenibacillus sp. DG-22로부터 열에 안정한 β-xylosidase를 암호화하는 유전자의 클로닝, 염기서열결정 및 발현
이태형,이용억,Lee, Tae-Hyeong,Lee, Yong-Eok Korean Society of Life Science 2007 생명과학회지 Vol.17 No.9
세균인 Paenibacillus sp. DG-22의 유전체 DNA library가 제조되었으며, ${\beta}-xylosidase-$양성 클론이 형광기질인 $4-methylumbelliferyl-{\beta}-D-xylopyranoside$ $({\beta}MUX)$를 사용하여 확인되었다. 이 클론으로부터 재조합 플라스미드가 분리되었고 삽입된 4.3-kb 크기 DNA의 염기서열이 결정되었다. ${beta}-xylosidase$ 유전자는 분자량이 78.710 dal-ton이고 pI가 5.0인 701개의 아미노산을 암호화하는 2,106 염기쌍의 열린해독틀(ORF)로 구성되어있었다. xylA 유전자산물의 추론된 아미노산 서열은 과(family) 52에 속하는 클리코실 가수분해효소로 분류된 ${beta}-xylosidase$들과 상당한 유사성을 가지고 있었다. 이 xylA 유전자에 6개의 히스티딘-꼬리표를 붙이기 위해 pQE60 발현벡터에 다시 클로닝하였다. 재조합 ${beta}-xylosidase$ $(XylA-H_6)$가 열처리와 고정화금속친화성 크로마토그래피(IMAC)에 의해 순수하게 정제되었다. $XylA-H_6$ 효소의 최적 pH와 온도는 각각 pH 5.5-6.0과 $60^{\circ}C$이었다. A genomic DNA library of the bacterium Paenibacillus sp. DG-22 was constructed and the ${\beta}-xylosi-dase-positive$ clones were identified using the fluorogenic substrate $4-methylumbelliferyl-{\beta}-D-xylopyr-anoside$ $({\beta}MUX)$. A recombinant plasmid was isolated from the clone and 4.3-kb inserted DNA was sequenced. The ${\beta}-xylosidase$ gene (xylA) was comprised of a 2,106 bp open reading frame (ORF) en-coding 701 amino acids with a molecular weight of 78,710 dalton and a pI of 5.0. The deduced amino acid sequence of the xylA gene product had significant similarity with ${\beta}-xylosidases$ classified into family 52 of glycosyl hydrolases. The xylA gene was subcloned into the pQE60 expression vector to fuse with six histidine-tag. The recombinant ${\beta}-xylosidase$ $(XylA-H_6)$ was purified to homogeneity by heat-treatment and immobilized metal affinity chromatography. The pH and temperature optima of the $XylA-H_6$ enzyme were pH 5.5-6.0 and $60^{\circ}C$, respectively.
이태형,박춘수,Lee, Tae-Hyeong,Park, Chun-Su 한국시스템엔지니어링협회 2003 시스템엔지니어링워크숍 Vol.1 No.-
In this study, we have analyzed the cost of korea high-speed railway system. The predicted cost in planning phase and adjustment data to 5th year are collected. Then, predicted cost is compared with adjustment in year/item/system base. We make a project history table for criteria to review project history and research & development activity. We have developed CBS(cost breakdown structure) and allocated adjustment data to them. It is shown that cost prediction related to research & development activity in planning phase is relatively correct.
Paenibacillus sp. DG-22에서의 β-xylosidase 생합성 조절
이태형,임평옥,이용억,Lee, Tae-Hyeong,Lim, Pyung-Ok,Lee, Yong-Eok 한국생명과학회 2007 생명과학회지 Vol.17 No.3
효소생산을 최적화하기 위해서 Paenibacillus sp. DG-22에서의 ${\beta}-xylosidase$ 생합성 조절을 연구하였다. Paenibacillus sp. DG-22의 ${\beta}-xylosidase$는 배양액에 존재하는 탄소원에 의해 조절되는 것으로 관찰되었다. ${\beta}-Xylosidase$의 합성은 xylan과 methyl ${\beta}-D-xylopyranoside$ (${\beta}MeXyl$)에 의해 유도되었으나 쉽게 대사되는 단당류에 의해서는 약간 억제되었다. ${\beta}MeXyl$가 ${\beta}-xylosidase$의 유도를 위한 최적의 기질임을 확인하였고 가장 효과적인 유도는 10 mg/ml의 농도에서 얻어졌다. ${\beta}-Xylosidase$의 생산은 세포의 생장과 연관된 양상을 나타내었으며, 대수기 말에 최대양이 형성되었다. Glucose와 xylose가 존재하면 ${\beta}-xylosidase$의 활성 수준이 감소하는 것으로 보아 이 효소의 생합성은 catabolite repression을 받는것으로 보인다. SDS-PAGE와 활성염색 기술을 이용하여 ${\beta}Mexyl$가 이 효소의 생합성을 유도하며 약 80 kDa 크기의 하나의 ${\beta}-xylosidase$가 존재함을 알 수 있었다. Regulation of ${\beta}-xylosidase$ synthesis in Paenibacillus sp. DC-22 was studied to optimize the enzyme production. ${\beta}-Xylosidase$ synthesis of the Paenibacillus sp. DG-22 was observed to be regulated by carbon sources present in culture media. The synthesis of ${\beta}-xylosidase$ was induced by xylan and methyl ${\beta}-D-xylopyranoside$ (${\beta}MeXyl$) but slightly repressed by readily metabolizable monosaccharides. ${\beta}MeXyl$ was found to be the best substrate for the induction of ${\beta}$-xylosidase and the most effective induction was obtained at a concentration of 10 mg/ml. ${\beta}-Xylosidase$ production showed a cell growth associated profile with the maximum amount formed during the late exponential phase of growth. The presence of glucose and xylose decreased the level of ${\beta}-xylosidase$ activity indicating that its production was subjected to a form of carbon catabolite repression. SDS-PAGE and zymogram techniques demonstrated the induction by ${\beta}MeXyl$ and revealed the presence of one ${\beta}-xylosidase$ of approximately 80 kDa.
스테비아 추출물 발효액에서 분리된 유효 미생물들의 동정 및 항미생물 활성
이태형,박수상,이용억,Lee, Tae-Hyeong,Park, Su-Sang,Lee, Yong-Eok 한국생명과학회 2006 생명과학회지 Vol.16 No.6
스테비아(Stevia rebaudiana Bertoni)는 남미가 원산지인 국화과의 감미식물이다. 스테비아추출물 발효액으로부터 세균 23균주와 효모 10균주를 분리하여 일반적인 분류학적 방법과 분자유전학적 방법으로 동정하였다. 스테비아추출물 발효액에서 분리된 균주들은 5속 10종의 세균과 1종의 효모균에 속하는 것으로 나타났다.16S와 18S rDNA 염기서열 분석에 근거하여 계통수를 작성하였다. 분리균들의 항미생물 활성을 여러 세균과 식물병원성 진균들에 대해 조사하였다. 분리균들 중에서는 Lactobacillus paracasei SB13이 광범위한 세균들에 대해서 강한 항균활성을 나타내었다. 이들 결과는 토양개량을 위한 친환경적 미생물 제제를 개발하는데 도움을 줄 것이다. Stevia rebaudiana Bertoni is a sweet herb of the Asteraceae family originally derived from South America. Twenty three bacterial strains and ten yeast strains were isolated from fermented Stevia extract and identified by general taxonomic methods and molecular genetic method. Isolated strains from fermented Stevia extract include ten species of bacteria which belong to five genus and one species of yeast. Based on 16S and 18S rDNA sequence analysis, phylogenetic trees were constructed. Antimicrobial activity of the isolated strains was examined against various bacteria and plant-pathogenic fungi. Among them, Lactobacillus paracasei SB13 showed strong antibacterial activity towards a wide range of bacteria. These results may be useful to develop environmentally friendly microbial agent for soil improvement.