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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
저널정보
한국미생물생명공학회 Journal of Microbiology and Biotechnology Journal of Microbiology and Biotechnology 제25권 제8호
발행연도
2015.1
수록면
1,339 - 1,348 (10page)

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Until now, considerable effort has been made to engineer novel nitrogen-fixing organisms through the transfer of nif genes from various diazotrophs to non-nitrogen fixers; however, regulatory coupling of the heterologous nif genes with the regulatory system of the new host is still not well understood. In this work, a 49 kb nitrogen fixation island from P. stutzeri A1501 was transferred into E. coli using a novel and efficient transformation strategy, and a series of recombinant nitrogen-fixing E. coli strains were obtained. We found that the nitrogenase activity of the recombinant E. coli strain EN-01, similar to the parent strain P. stutzeri A1501, was dependent on external ammonia concentration, oxygen tension, and temperature. We further found that there existed a regulatory coupling between the E. coli general nitrogen regulatory system and the heterologous P. stutzeri nif island in the recombinant E. coli strain. We also provided evidence that the E. coli general nitrogen regulator GlnG protein was involved in the activation of the nif-specific regulator NifA via a direct interaction with the NifA promoter. To the best of our knowledge, this work plays a groundbreaking role in increasing understanding of the regulatory coupling of the heterologous nitrogen fixation system with the regulatory system of the recipient host. Furthermore, it will shed light on the structure and functional integrity of the nif island and will be useful for the construction of novel and more robust nitrogen-fixing organisms through biosynthetic engineering.
#Pseudomonas stutzeri A1501 #Escherichia coli #nitrogen fixation island #biological nitrogen fixation #horizontal gene transfer

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Arnold W / 1988 / Nucleotide sequence of a 24,206-base-pair DNA fragment carrying the entire nitrogen fixation gene cluster of Klebsiella pneumoniae / J. Mol. Biol 203 : 715 google schola Baba T / 2006 / Construction of Escherichia coli K-12 in-frame, single-gene knockout mutants: the Keio collection / Mol. Syst. Biol 2 : 0008 ~ google schola Brown DR / 2014 / Nitrogen s tress resp onse a nd s tringent r esponse a re coupled in Escherichia coli / Nat. Commun 5 : 4115 ~ google schola Camacho EM / 2005 / Regulation of traJ transcription in the Salmonella virulence plasmid by strandspecific DNA adenine hemimethylation / Mol. Microbiol 57 : 1700 ~ 1718 google schola Cannon FC / 1974 / Chromosomal integration of Klebsiella nitrogen fixation genes in Escherichia coli / J. Gen. Microbiol 80 : 227 ~ 239 google schola

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