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초고온 고세균 Thermococcus pacificus P-4로부터 내열성 β-glucosidase의 새로운 기질 특이성
김윤재,이재은,이현숙,권개경,강성균,이정현,Kim, Yun Jae,Lee, Jae Eun,Lee, Hyun Sook,Kwon, Kae Kyoung,Kang, Sung Gyun,Lee, Jung-Hyun The Microbiological Society of Korea 2015 미생물학회지 Vol.51 No.1
Thermococcus pacificus P-4의 유전체 서열 분석을 통하여 예측되는 GH1 ${\beta}$-glucosidase를 암호화하는 유전자를 동정하였다. 그 유전자는 487 아미노산들을 암호화하는 1,464 bp 나타내었으며, 그 아미노산 서열은 Pyrococcus furiosus ${\beta}$-glucosidase와 77% 상동성을 나타내었다. 그 유전자는 Escherichia coli 시스템 내에서 복제 및 발현하였다. 재조합 된 단백질은 금속 친화크로마토그래피를 통하여 정제하고 특성을 분석하였다. 정제된 단백질(Tpa-Glu)은 pH 7.5와 $75^{\circ}C$에서 최적활성을 나타내었으며, 열안정성은 $90^{\circ}C$에서 약 6시간의 반감기를 보였다. Tpa-Glu는 pNP-${\beta}$-glucopyranoside, pNP-${\beta}$-galactopyranoside, pNP-${\beta}$-mannopyranoside, 그리고 pNP-${\beta}$-xylopyranoside 순으로 우수한 $k_{cat}/K_m$ 값을 나타내었다. 또한, Tpa-Glu는 ${\beta}$-1,3-linked polysaccharide (laminarin) 그리고 ${\beta}$-1,3-와 ${\beta}$-1,4-linked oligosaccharides에 대하여 exo-hydrolyzing 활성을 보였다. 본 연구는 초고온 고세균으로터 ${\beta}$-glucosidase가 exohydrolyzing 활성을 처음 확인한 것으로 이 효소는 laminarin의 당화공정에 ${\beta}$-1,3-endoglucanase와 함께 적용할 수 있을 것으로 기대된다. Based on the genomic analysis of Thermococcus pacificus P-4, we identified a putative GH1 ${\beta}$-glucosidase-encoding gene (Tpa-glu). The gene revealed a 1,464 bp encoding 487 amino acid residues, and the deduced amino acid residues exhibited 77% identity with Pyrococcus furiosus ${\beta}$-glucosidase (accession no. NP_577802). The gene was cloned and expressed in Escherichia coli system. The recombinant protein was purified by metal affinity chromatography and characterized. Tpa-Glu showed optimum activity at pH 7.5 and $75^{\circ}C$, and thermostability with a half life of 6 h at $90^{\circ}C$. Tpa-Glu exhibited hydrolyzing activity against various pNP-glycopyranosides, with kcat/Km values in the order of pNP-${\beta}$-glucopyranoside, pNP-${\beta}$-galactopyranoside, pNP-${\beta}$-mannopyranoside, and pNP-${\beta}$-xylopyranoside. In addition, the enzyme exhibited exo-hydrolyzing activity toward ${\beta}$-1,3-linked polysaccharide (laminarin) and ${\beta}$-1,3- and ${\beta}$-1,4-linked oligosaccharides. This is the first description of an enzyme from hyperthermophilic archaea that displays exo-hydrolyzing activity toward ${\beta}$-1,3-linked polysaccharides and could be applied in combination with ${\beta}$-1,3-endoglucanase for saccharification of laminarin.
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Intravenous Iron and Oral Iron Treatment in Anemia of Inflammatory Bowel Disease
김윤재 대한장연구학회 2013 Intestinal Research Vol.11 No.3
빈혈은 염증성 장질환 환자에서 많이 발견되는 합병증 중의 하나이다. 그 발생빈도는 보고에 따라 큰 편차를 보여 6.2-73.7% 정도로 보고되고 있다. 빈혈은 염증성 장질환 환자의 삶의 질 및 일상생활을 할 수 있는 능력에 많은 영향을 미치며 사망의 원인이 되기도 한다. 염증성 장질환 환자에서 빈혈의 가장 큰 원인은 철결핍성 빈혈 및 만성질환과 관련된 빈혈로 알려져 있다. 염증성 장질환 환자에서 발생된 철결핍성 빈혈의 치료도 일반 환자에서 발생된 빈혈과 마찬가지로 경구용 제제를 일차적으로 많이 사용하고 있지만, 21% 정도의 환자가 위장관계 부작용으로 중도에 치료를 포기하는 경우가 있고, 효과적인 치료가 되지 않는 환자도 발생하고 있다. 따라서, 좀 더 적극적인 치료개념으로서 주사용 철분제가 개발되었고 최근 20년간 염증성 장질환 환자의 빈혈 치료에서 주사용 철분제의 사용이 급격하게 증가하게 되었다. 본 연구는 염증성 장질환 환자에서 경구제제 및 주사제제의 사용이 어느 정도 이루어지고 최근 그 추세가 어떻게 변해왔는지 알아보기 위하여 스위스 건강보험회사의 Helsana 데이터 베이스를 이용하여 분석하였다. 총 629명의 크론병 환자와 398명의 궤양성 대장염 환자가 포함되었고, 크론병은 평균 31.8개월, 궤양성 대장염 환자는 평균 31개월 동안 관찰하였다. 환자 중 스테로이드, 면역 억제제, 항 tumor necrosis factor-α 제제를 사용한 환자들에서 철분제의 처방이 더 많은 것으로 나타났으며, 주사용 철분제의 경우 2006년부터 2009년까지 지속적인 증가세를 나타내었다(남자: 2.6-10.1%, odds ratio=3.84, P<0.001; 여자: 5.3-12.1%, odds ratio=2.26, P=0.002). 반면에 경구용 철분제제의 처방은 큰 변화를 보이지 않았다. 결론으로 본 연구에서는 최근의 빈혈의 치료에 있어 경구용 제제에 비해 주사용 철분제제의 사용 빈도가 높아지는 경향을 확인하였으며, 이 추세는 2007년에 발표된 빈혈 치료에 대한 IBD 가이드라인에서 기인한다고 분석을 하였다.
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생물음향탐지기법을 활용한 한국 참깽깽매미 서식 및 번식울음 특성 연구
김윤재,기경석 한국환경생태학회 2022 한국환경생태학회지 Vol.36 No.6
This study aimed to check habitat distribution and analyze influencing factors by analyzing the mating calls of Auritibicen intermedius inhabiting limited locations in South Korea by applying bioacoustic detection techniques. The study sites were 20 protection areas nationwide. The mating call analysis period was 4 years from 2017 to 2021, excluding 2020. The bioacoustic recording system installed at each study site collected recordings of mating calls every day for 1 minute per hour. Climate data received from the Meteorological Agency, such as temperature, humidity, rainfall, cloudiness, and sunshine, were analyzed. The results of this study identified A. intermedius habitat only in four national parks in the highlands of Gangwon Province (Mt. Seorak, Mt. Odae, Mt. Chiak, and Mt. Taebak) out of 20 study sites. During the four years of study, the mating call period of A. intermedius was between August 5 and September 28, and the duration of the mating call was 31 to 52 days. The temperature analysis during the appearance period of A. intermedius showed that A. intermedius mainly produced mating calls at temperatures between 13.1°C and 35.3°C, and the average temperature during the circadian cycle of mating calls (09:00 to 16:00) was 24.4 to 24.9°C. The analysis of the circadian cycle of mating calls at four study sites where A. intermedius appeared in 2019 showed that A. intermedius produced mating calls from 06:00 to 16:00 and that they peaked around 11:00 to 12:00. During the appearance period of A. intermedius, four species appeared in common: Hyalessa maculaticollis, Meimuna opalifera, Graptopsaltria nigrofuscata, and Suisha coreana. A logistic regression analysis confirmed that sunlight was the environmental factor affecting the mating call of A. intermedius. Regarding interspecific influence, it was confirmed that A. intermedius exchanged interspecific influence with 4 other common species (H. maculaticollis, M. opalifera, G. nigrofuscata, and S. coreana). The above results confirmed that A. intermedius habitats were limited in the highlands of Gangwon Province highlands in Korea and produced mating calls at a lower temperature compared to other species. These results can be used as basic data for future research on A. intermedius in Korea. 본 연구의 목적은 생물음향탐지기법을 적용해 국내에서 국지적인 위치에 서식하는 참깽깽매미의 번식울음을 분석하여 서식지 분포를 확인하고 영향 요인을 분석하는데 목적이 있다. 연구대상지는 전국 보호지역 20개소를 선정하였다. 번식울음 분석기간은 2017년부터 2021년까지 4년(2020년 제외)이었다. 번식울음 녹음은 각 연구대상지에 생물음향 녹음장비를 설치하여 시간당 1분씩 365일 수집하였다. 기후 데이터는 온도, 습도, 강수량, 전운량, 일조량 등 기상청에서 데이터를 제공받아 분석하였다. 연구 결과, 참깽깽매미 서식처는 연구대상지 20개소 중 강원도 고지대 4개 국립공원(설악산, 오대산, 치악산, 태백산)에서만 확인되었다. 4년간 참깽깽매미 번식울음 시기는 8월 5일에서 9월 28일 사이였고, 번식울음 기간은 31~52일이었다. 참깽깽매미 출현시기 내 온도 분석 결과, 참깽깽매미는 최저 13.1°C, 최고 35.3°C 사이의 온도에서 주로 번식울음을 내었고, 번식울음 일주기 시간대(09~16시)의 평균기온은 24.4~24.9°C로 나타났다. 참깽깽매미가 출현한 연구대상지 4개소의 2019년 번식울음 일주기를 분석한 결과, 참깽깽매미는 06~16시까지 번식울음을 내었고 11~12시경 피크를 보였다. 참깽깽매미의 출현기간 내 참매미, 애매미, 유지매미, 늦털매미 4종이 공통 출현하였다. 로지스틱 회귀분석 결과, 참깽깽매미의 번식울음에 영향을 끼치는 환경요인은 일조량으로 나타났다. 종간영향에 있어서 다른 공통출현종 4종(참매미, 애매미, 유지매미, 늦털매미)과 종간영향을 주고 받았음을 확인하였다. 이상의 내용을 종합하였을 때, 참깽깽매미는 우리나라에서 강원도 고지대를 중심으로 한정적으로 서식하며 다른 종과 비교하여 낮은 온도에서 번식울음을 내고 있는 것으로 나타났다. 본 결과는 향후 참깽깽매미 연구를 위한 기초자료로 활용이 가능하다.
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