楊明德 副教授Ming-Te Yang                   BACK



美國伊利諾大學微生物學博士 mtyang@dragon.nchu.edu.tw
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簡要經歷
 
  1. 第7任分子生物學研究所所長


  2. 國立中興大學分子生物學研究所副教授


  3. 美國伊利諾大學微生物學系博士後研究


  4. 中國石油公司煉製研究中心研究員

研究方向
 
本實驗室主要研究方向:


一、從微生物中篩選在農業、食品工業及醫學上具有高經濟價值的酵素基因,並藉由酵素基因的選殖、蛋白表現與結構解析,以提高酵素應用價值。

  1. 轉麩胺醯氨酶 (transglutaminase, amine γ-glutaminyl transferase, EC 2.3.2.13;TGase) 可將蛋白分子內或分子間進行醯基轉移,造成蛋白分子共價鍵結, 產生聚合反應,目前已廣泛應用於食品加工與生醫技術上。由於此酵素極具經濟效益,因此利用 E. coli 將 Streptomyces TGase 大量表現與純化。 接下來工作將以不同的表現平台大量生產 TGase 作為工業上的用途;同時也利用基因工程技術,並經由 TGase 結構分析,進一步以突變方式改造 TGase 基因, 得到具高酵素活性及產量的生產菌株,以提昇酵素之應用價值。Streptomyces mobaraense TGase 的三維結構請參見Fig. 1
  2. 細菌素 (Bacteriocin) 是由細菌所分泌具有制菌 (Bacteriostatic) 或殺菌 (Bacteriocidal) 活性的蛋白質物質, 其與傳統抗生素 (Antibiotics) 最大的區隔為其抑菌範圍較窄且多限於與其親緣關係相近之菌屬或菌種。本實驗室由本土分離的 Xanthomonas 菌屬中得到三株細菌素生產菌株, 目前已將細菌素的基因進行選殖及蛋白表現、純化等工作。所獲得的選殖基因,將進一步藉由導入表生菌及土壤根圈細菌的方式,或經由基因轉殖送入植物體內,進行宿主的防治與保護的工作。 另外已將細菌素進行蛋白質結晶實驗,經結構的分析可更深入了解細菌素作用之機轉。本實驗室由Xanthomonas 菌屬中得到之高分子量細菌素在電子顯微鏡下的結構圖請參見Fig. 2
  3. 限制酵素 (Restriction endonuclease) 為可辨識與切割特定 DNA 序列之內切酶,在生物科技技術上扮演極重要的角色。 本實驗室於不同 Xanthomonas 菌株中已分離出數種限制酵素基因,其中 XveII 是與 SmaI 辨識相同 DNA 序列 (CCCGGG) 的限制酵素。為探討 XveII 結合 DNA 與切割機制, 已完成 XveII 限制酵素 X-ray 結構的解析,並藉由 XveII 三維結構更進一步暸解參與此蛋白質分子活化中心、DNA 結合與形成雙隅體之重要胺基酸。 XveII的三維結構部分的解析圖請參見Fig. 3




二、利用大腸桿菌建立外源基因的表現及蛋白純化技術平台

  1. 原核生物中 RNA polymerase (RNAP) 為負責基因轉錄表現的蛋白複合體,由 a、b、b’ 以及 w 所組成, 在與不同的 s 因子重組後可辨識不同特性的啟動子。本實驗室對Xanthomonas campestris 菌株之不同 s 因子調控機制已有深入的探討, 尤其是對於 Xanthomonas 如何抵抗逆境之調控所參與之 RpoH 與 RpoE s 因子。此外,RNAP 中 w 因子對於轉錄過程可能扮演一種要角色,但至目前其功能與機制尚不明確, 因此此蛋白的研究為本實驗室主要研究之一。由於 RNAP 是由多種蛋白所組成之複合體,在此類蛋白的純化步驟上通常較為繁瑣與耗費時間, 因此我們已成功地建立一套可以進行蛋白複合體表現與純化之技術平台,只需簡單純化步驟即可達到純化的目的, 此技術平台亦可利用作為其他外源基因在大腸桿菌的表現及純化方式。
  2. 活性胜肽 (Bioactive peptide) 是具功能性的短鏈胺基酸,這些功能包括抗菌、神經活性、酵素調控和抑制、調節激素、免疫活性等等。 VVYP 是一組具降血脂之活性胜肽,為了增加 VVYP 於生物體的利用,本實驗室以基因改造技術,將含有 VVYP 之 DNA 序列嵌入大豆儲藏性蛋白相關基因中, 以 E. coli 進行表現及純化。另外,為了提昇生產 VVYP 的方便性,因此也利用 E. coli 的生產平台表現多套 VVYP。未來將以 E. coli 及其他系統來生產不同種類之活性胜肽。

近期參與之研究計劃:
 
  1. 農業生物技術國家型計劃 "以生物技術防治十字花科黑腐病之研究" , 2004.


  2. 教育部學術追求卓越"植物病原菌 Xanthomonas campestris 的全基因體結構及功能性整合計 劃", 2002-2005.


  3. Project: "An Integrated Structural and Functional Genomic Project of Xanthomonas campestris: A Plant Pathogenic Bacteria", 2002-2005.


  4. 分項計劃:"植物流原菌基因的大量表現及參與誘導緊急求救反應基因的鑑定與功能性分析"。


  5. Sub-project: " Overexpression of Xanthomonas campestris Proteins for Structure Determination and  Identification of Novel Regulatory Genes that Trigger SOS Response in E. coli."


  6. 農委會"水稻高附加價值基因轉移及基因組的分析研究"整合型計劃,2003.

 

近期著作
 


  1. Cheng, C. Y., Yu,Y. J., and Yang, M. T*. (2009) Coexpression of omega subunit in E. coli is required for the maintenance of enzymatic activity of Xanthomonas campestris pv. campestris RNA polymerase. Protein Expr. Purif. doi:10.1016/j.pep.2009.07.002 (SCI)
  2. Yang, C. Y., Chin, K. H., and Yang M. T., Wang, A. H., Chou, S. H. (2009) Crystal structure of RecX: a potent regulatory protein of RecA from Xanthomonas campestris. Proteins 74(2):530-537. (SCI)
  3. Cheng, C. Y., Shieh, S. Y., Hsu, C. C. and Yang, M. T*. (2008) Characterization and transcriptional analysis of an ECF sigma factor from Xanthomonas campestris pv. campestris. FEMS microbial. Lett. 289(2):250-257. (SCI)
  4. Yu,Y. J., Wu, S. C., Chan, H. H., Chen,Y. C., Chen, Z.Y., and Yang, M.T*. (2008) Overproduction of soluble transglutaminase from Streptomyces netropsis in Escherichia coli. Appl Microbiol Biotechnol 81(3):523-532. (SCI)
  5. Liu C. C., Lin C. C., Li K. C., Chen W. S. E., Chen J. C., Yang M. T., Yang P. C., Chang P. C. and Chen J. J.W. (2007) Genome-wide identification of specific oligonucleotides using artificial neural network and computational genomic analysis. BMC Bioinformatics. 8:164. (SCI)
  6. Yu,Y. J. and Yang, M. T*., (2007) A novel restriction-modification system from Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 7-1 encodes a m4C-methyltransferase and a nonfunctional restriction endonuclease. FEMS microbial. Lett. 272(1):83-90. (SCI)
  7. Chang, W. H., Lee, M. C., Yang, M. T.,and Tseng, Y. H. (2005) Expression of heat-shock genes groESL in Xanthomonas campestris is upregulated by CLP in an indirect manner. FEMS microbiol. Lett. 243, 365-372. (SCI)
  8. 劉穎、楊明德、曾夢蛟。2007。基因轉殖水稻生產轉麩氨醯胺酵素之研究。 興大園藝 32(4):。


  9. 施惠蓉、楊明德、曾夢蛟。2006。轉穀氨醯胺酵素基因轉殖至大豆之研究。興大園藝 31(3): 56-71。


  10. 楊育臻、楊明德、曾夢蛟。2005。轉麩氨醯胺酵素基因轉移至水稻之研究。植物種苗 7(4): 1-20。


專  利
 

榮  譽
   
授課課程
 
1. 分子生物學(一)
2. 分子生物學技術(一)、(二)
3. 微生物分子遺傳學
4. 生物化學技術
5. 文獻研討
6. 專題討論
7. 專題研究