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생명과학회지 = Journal of life science v.15 no.6 = no.73, 2005년, pp.1013 - 1021   피인용횟수: 2
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소 반추위 메타게놈에서 비배양 세균의 α-amylase 유전자 클로닝
Cloning of α-Amylase Gene from Unculturable Bacterium Using Cow Rumen Metagenome

조수정    (한국생명공학연구원 바이오소재연구부 미생물기능연구실   ); 윤한대    (경상대학교 응용생명과학부 경상대학교 농업생명고학연구원  );
  • 초록

    미생물 메타게놈은 특이한 생체촉매의 다양한 원료로 제공된다. 한우의 반추위에서 게놈 DNA를 분리한 후 메타게놈 은행을 구축하고 $\alpha$ -amlylase를 암호화하는 유전자를 클로닝하여 DNA 및 아미노산 서열을 밝히고 생화적 특징을 조사하였다. amyA유전자는 1,893 bp로 631개의 아미노산 잔기를 가진 단백질을 암호화였으며 효소의 분자량은 단백질 전기영동 결과 약 71,000 Da으로 확인되었다. 이 효소를 다른 아밀라제와 비교한 결과 $21-59\%$ 의 상동성을 보였다. AnyA는 pH $6.40\%$ 에서 최적 활성을 나타내었고, pl값은 5.87이었다. E. coliDH5 $\alpha$ 에서 발현된 AmyA의 활성은 $\Mg^{2+}$ (20mM), $Ca^{2+}$ (30 mM) 존재 시 그 활성이 증가하였고, $Fe^{2+}$ , $Cu^{2+}$ 존재 시 저해되었다. amyA 유전자의 internal primer를 사용하여 인공적으로 배양할 수 있는 49종의 반추세균에서 분리한 게놈 DNA을 주형으로 PCR분석한 결과 해당하는 벤드를 확인할 수 없었다. AmyA는 현재로 배양할 수 없는 반추 미생물에서 온 것으로 추정된다.

    The metagenomes of complex microbial communities are rich sources of novel biocatalysts. The gene encoding an extracellular $\alpha$ -amylase from a genomic DNA of cow rumen was cloned in Escherichia coli DH5 $\alpha$ and sequenced. The $\alpha$ -amylase (amyA) gene was 1,893 bp in length, encoding a protein of 631 amino acid residues with calculated molecular weight of 70,734 Da. The molecular weight of the enzyme was estimated to be about 71,000 Da by active staining of a SDS-PACE. The enzyme was 21 to $59\%$ sequence identical with other amyloyltic enzymes. The AmyA was optimally active at pH 6.0 and $40\%$ . The AmyA had a calculated pI of 5.87. AmyA expressed in E. coli DH5 $\alpha$ was enhanced in the presence of $Mg^{2+}$ (20 mM) and $Ca^{2+}$ (30 mM) and inhibited in the presence of $Fe^{2+}$ and $Cu^{2+}$ . The origin of amyA gene could not be confirmed by PCR using internal primer of amyA gene from extracted genomic DNA of 49 species rumen culturable bacteria so far. An amyh is supposed to obtained from unculturable rumen bacterium in cow rumen environment.

  • 주제어

    Rumen metagenome .   amyA .   Unculturable bacterium .   Starch-SDS-PAGE.  

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  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

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    2. 1977 "폐섬유자원의 발효공학적 이용에 관한 연구 (제오보) 분리균 Cellulomonas속 균주의 이용성" 산업미생물학회지 = Korean journal of applied microbiology and biotechnology 5 (1): 24~28    
    3. 1977 "폐섬유자원의 발효공학적 이용에 관한 연구 (제7보) 억새풀을 기쇄로 한 섬유소 자화세균의 배양" 산업미생물학회지 = Korean journal of applied microbiology and biotechnology 5 (3): 127~131    
    4. 1978 "폐섬유자원의 발효공학적 이용에 관한 연구 (제8보) 섬유소자화세균의 혼합배양" 산업미생물학회지 = Korean journal of applied microbiology and biotechnology 6 (2): 51~57    
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    8. 1985 "질소고정(窒素固定)의 유전공학(遺傳工學的) 연구(硏究) 및 농업(農業)에의 응용방안(應用方案) - 대두(大豆)에 효율적인 공생질소고정(共生窒素固定)을 할 수 있는 Rhizobium japonicum mutant의 선별 -" 산업미생물학회지 = Korean journal of applied microbiology and biotechnology 13 (1): 79~85    
    9. 1985 "알팔파 Leghemoglobin mRNA의 분리 정제 및 in vitro Translation에 관하여" 한국생화학회지 18 (1): 71~76    
    10. 1985 "알팔파 근류로부터 분리한 $Poly(A)^+$-mRNA에 의하여 합성된 Leghemoglobin 유전자의 cDNA cloning에 과한 연구" 한국생화학회지 18 (1): 77~81    

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