[논문]Photobacterium leiognathi LuxG 단백질의 철(III) 이온 환원 효소 활성도

이의호; 남기석; 이선광; 오동현; 이찬용

doi:10.7845/kjm.2016.6059

[국내논문] Photobacterium leiognathi LuxG 단백질의 철(III) 이온 환원 효소 활성도
Ferric iron reductase activity of LuxG from Photobacterium leiognathi 원문보기

Korean journal of microbiology = 미생물학회지, v.52 no.4, 2016년, pp.495 - 499

이의호 (충남대학교 생화학과) , 남기석 (충남대학교 생화학과) , 이선광 (충남대학교 생화학과) , 오동현 (충남대학교 생화학과) , 이찬용 (충남대학교 생화학과)

초록
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본 연구에서는 발광 세균에 존재하는 LuxG 단백질의 효소학적 성질을 알아내기 위하여 Photobacterium leiognathi ATCC 25521의 luxG 유전자를 중합효소연쇄반응으로 증폭시켜 T5 프로모터와 6X His-tag 시스템을 지닌 pQE 벡터에 삽입시킨 재조합플라스미드를 제조하여 대장균에 형질전환 후 과발현시켜 단백질을 분리, 정제 하였다. 정제된 단백질의 효소학적 실험 결과, 이 단백질은 FMN과 NADPH 기질에 대한 ferric iron reductase의 기능을 갖고 있음을 확인하였으며 이들 기질에 대한 효소 활성도 상수 $K_m$ 및 $V_{max}$ 값을 결정하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In order to identify the biochemical characteristics of LuxG, the luxG gene from bioluminescence bacteria of Photobacterium leiognathi ATCC 25521 was isolated by PCR-Amplification and inserted into pQE30 vector containing the T5 promoter and 6X His-tag system. The resulting recombinant plasmid was transformed into Escherichia coli to over-express the luxG gene and purify the gene product. The purified LuxG protein demonstrated ferric iron reductase activity and the kinetic parameters of $K_m$ and $V_{max}$ for FMN as well as the NADPH substrates of ferric iron reductase were determined, respectively.

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AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 발광 세균에 존재하는 LuxG 단백질의 효소학적 성질을 알아내기 위하여 Photobacterium leiognathi ATCC 25521의 luxG 유전자를 중합효소연쇄반응으로 증폭시켜 T5 프로모터와 6X His-tag 시스템을 지닌 pQE 벡터에 삽입시킨 재조합플라스미드를 제조하여 대장균에 형질전환 후 과발현시켜 단백질을 분리, 정제 하였다. 정제된 단백질의 효소학적 실험 결과, 이 단백질은 FMN과 NADPH 기질에 대한 ferric iron reductase의 기능을 갖고 있음을 확인하였으며 이들 기질에 대한 효소 활성도 상수 K_m 및 V_max 값을 결정하였다.

제안 방법

Therefore, it is not appropriate to define the function of LuxG as just a flavin reductase. In this study, the LuxG from P. leiognathi ATCC 25521 was purified by using the 6X-His tag system to establish the function of LuxG as a ferric iron reductase. These results can be important clues to an investigation on the integration of regulation of bioluminescence by flavin dependence and iron regulation.
The enzymatic assay was performed in reaction buffer [75 mM Tris-Cl; pH 8.0, 10% (v/v) glycerol, 1 mM DTT] adding 100 μM ferric citrate, 2 mM ferrozine, 20 µM FMN, and 200 µM NADPH, respectively.
In addition, the activity was stimulated with increasing ferric citrate concentration as a source of ferric iron (data not shown). To investigate enzyme characteristics of the LuxG as a ferric iron reductase, the kinetic parameters of K_m and V_max values for the substrates FMN and NADPH were determined by increasing the substrates, respectively. As shown in Fig.

성능/효과

The results in this study showing that the LuxG protein has ferric iron reductase activity, in addition to the suggested flavin reductase activity, were important with regard to the regulation of bioluminescence. The kinetic parameters of ferric iron reductase are compatible to the values of flavin reductase.
As biosynthesis of riboflavin is repressed by iron, it raises the possibility that iron affects luminescence indirectly by controlling the synthesis of FMN (riboflavin 5’-phosphate) (Meighen, 1994). Therefore, the data presented in this study that detection of ferric iron reductase activity from the LuxG in P. leiognathi can be particularly relevant in luminescent Photobacterium species, which are related to iron regulation.
본 연구에서는 발광 세균에 존재하는 LuxG 단백질의 효소학적 성질을 알아내기 위하여 Photobacterium leiognathi ATCC 25521의 luxG 유전자를 중합효소연쇄반응으로 증폭시켜 T5 프로모터와 6X His-tag 시스템을 지닌 pQE 벡터에 삽입시킨 재조합플라스미드를 제조하여 대장균에 형질전환 후 과발현시켜 단백질을 분리, 정제 하였다. 정제된 단백질의 효소학적 실험 결과, 이 단백질은 FMN과 NADPH 기질에 대한 ferric iron reductase의 기능을 갖고 있음을 확인하였으며 이들 기질에 대한 효소 활성도 상수 K_m 및 V_max 값을 결정하였다.

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