• KSBB Journal
• /
• 제4권3호
• /
• pp.229-234
• /
• 1989

보효소고분자화를 위한 담체로서 $\beta$ - casein에 NAD$/^+$ 를 효소법으로 고정화하였다. 21개의 glutamine 잔기를 함유하는 수용성고분자물질로서 transglutaminase 촉매작용에 의해 NAD$/^+$analog의 amino기와 r-glutamylamine bond를 형성하여 결합하였다. $\beta$-Casein은 $/_a_s_1+$(1분자내에 15개의 glutamine잔기를 함유)에 비하여 효과적인 고정화담체이었으며 8-(6-amino hexyl) aminonicotinamide ade-nine dinucleotide는 N$^6$-[(6-aminohexyl)-carba-moylmethy]-NAD$^+$에 비하여 고정화수율이 높았다. 고정화에 있어 NAN$_3$의 첨가는 필수적이었다. 고정화 NAD$^+$ Km치는 NAD$^+$또는 NAD$^+$analog와 비슷하였으나 max.rate는 고정화하므로써 31% 감소되었다. 그러나 고정화하므로써 NAD$^+$의 alkaline pH에서의 안정성은 증대되었으며, 고정화 보효소를 칼슘침전하여 분리회수하였을 경우에도 보효소 활성을 유지, NAD$^+$형 (산화형)과 NADH형(환원형)으로 상호전환되므로써 재생되었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
• /
• 제79권4호
• /
• pp.257-266
• /
• 2016

Background: Idiopathic pulmonary fibrosis is a common interstitial lung disease; it is a chronic, progressive, and fatal lung disease of unknown etiology. Over the last two decades, knowledge about the underlying mechanisms of pulmonary fibrosis has improved markedly and facilitated the identification of potential targets for novel therapies. However, despite the large number of antifibrotic drugs being described in experimental pre-clinical studies, the translation of these findings into clinical practices has not been accomplished yet. NADH:quinone oxidoreductase 1 (NQO1) is a homodimeric enzyme that catalyzes the oxidation of NADH to $NAD^+$ by various quinones and thereby elevates the intracellular $NAD^+$ levels. In this study, we examined the effect of increase in cellular $NAD^+$ levels on bleomycin-induced lung fibrosis in mice. Methods: C57BL/6 mice were treated with intratracheal instillation of bleomycin. The mice were orally administered with ${\beta}$-lapachone from 3 days before exposure to bleomycin to 1-3 weeks after exposure to bleomycin. Bronchoalveolar lavage fluid (BALF) was collected for analyzing the infiltration of immune cells. In vitro, A549 cells were treated with transforming growth factor ${\beta}1$ (TGF-${\beta}1$) and ${\beta}$-lapachone to analyze the extracellular matrix (ECM) and epithelial-mesenchymal transition (EMT). Results: ${\beta}$-Lapachone strongly attenuated bleomycin-induced lung inflammation and fibrosis, characterized by histological staining, infiltrated immune cells in BALF, inflammatory cytokines, fibrotic score, and TGF-${\beta}1$, ${\alpha}$-smooth muscle actin accumulation. In addition, ${\beta}$-lapachone showed a protective role in TGF-${\beta}1$-induced ECM expression and EMT in A549 cells. Conclusion: Our results suggest that ${\beta}$-lapachone can protect against bleomycin-induced lung inflammation and fibrosis in mice and TGF-${\beta}1$-induced EMT in vitro, by elevating the $NAD^+$/NADH ratio through NQO1 activation.

• 미생물학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.197-206
• /
• 1988

Klebsiella pneumoniae의 세포외막으로부터 2-furaldehyde를 2-furoic acid로 산화시키는 2-furaldehyde dehydrogenase를 분리하여 그 특성을 조사하였다. 이 효소는 $\beta$-$NAD^{+}$를 특이적으로 요구하였다. 분리과정중의 효소활성도는 2-furaldehyde를 기질로 사용하고 $\beta$-$NAD^{+}$를 조효소로 사용하면서 high performance liquid chromatography에 의해 측정 되었다. 세포외막은 Percoll의 밀도흉배에 의한 초원심분리방법과 $Mg^{2+}$, Triton X-100으로 용해시킨 후, 초원심분리시키는 방법으로 수집되었다. 세포외막단백질은 EDTA와 lysozyme을 처리함으로서 얻어졌고, 효소는 QAE-Sephadex Q-504 S Sephadex G-100-을 사용하면서 column chromatography 방법에 의해 분리되었다. 본 효소는 $85^{\circ}C$, PH9.5, 그리고 1.5% (vol/vol) Triton X-100의 존재하에서 최대활성을 보여주었다. 효소의 분자량은 nondenaturing polyacrylamide gel e electrophoresis의 결과, 88, 000.으로 추정되었고, 2-furaldehyde에 대한 효소의 Km값은 4.72 mM 이였다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제31권2호
• /
• pp.57-65
• /
• 2013

Beta-lapachone (${\beta}$-Lap; 3,4-dihydro-2, 2-dimethyl-2H-naphthol[1, 2-b]pyran-5,6-dione) is a novel anti-cancer drug under phase I/II clinical trials. ${\beta}$-Lap has been demonstrated to cause apoptotic and necrotic death in a variety of human cancer cells in vitro and in vivo. The mechanisms underlying the ${\beta}$-Lap toxicity against cancer cells has been controversial. The most recent view is that ${\beta}$-Lap, which is a quinone compound, undergoes two-electron reduction to hydroquinone form utilizing NAD(P)H or NADH as electron source. This two-electron reduction of ${\beta}$-Lap is mediated by NAD(P)H:quinone oxidoreductase (NQO1), which is known to mediate the reduction of many quinone compounds. The hydroquinone forms of ${\beta}$-Lap then spontaneously oxidizes back to the original oxidized ${\beta}$-Lap, creating futile cycling between the oxidized and reduced forms of ${\beta}$-Lap. It is proposed that the futile recycling between oxidized and reduced forms of ${\beta}$-Lap leads to two distinct cell death pathways. First one is that the two-electron reduced ${\beta}$-Lap is converted first to one-electron reduced ${\beta}$-Lap, i.e., semiquinone ${\beta}$-Lap $(SQ)^{{\cdot}-}$ causing production of reactive oxygen species (ROS), which then causes apoptotic cell death. The second mechanism is that severe depletion of NAD(P)H and NADH as a result of futile cycling between the quinone and hydroquinone forms of ${\beta}$-Lap causes severe disturbance in cellular metabolism leading to apoptosis and necrosis. The relative importance of the aforementioned two mechanisms, i.e., generation of ROS or depletion of NAD(P)H/NADH, may vary depending on cell type and environment. Importantly, the NQO1 level in cancer cells has been found to be higher than that in normal cells indicating that ${\beta}$-Lap may be preferentially toxic to cancer cells relative to non-cancer cells. The cellular level of NQO1 has been found to be significantly increased by divergent physical and chemical stresses including ionizing radiation. Recent reports clearly demonstrated that ${\beta}$-Lap and ionizing radiation kill cancer cells in a synergistic manner. Indications are that irradiation of cancer cells causes long-lasting elevation of NQO1, thereby sensitizing the cells to ${\beta}$-Lap. In addition, ${\beta}$-Lap has been shown to inhibit the repair of sublethal radiation damage. Treating experimental tumors growing in the legs of mice with irradiation and intraperitoneal injection of ${\beta}$-Lap suppressed the growth of the tumors in a manner more than additive. Collectively, ${\beta}$-Lap is a potentially useful anti-cancer drug, particularly in combination with radiotherapy.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.165-173
• /
• 1979

자연선조사한 대장균B주의 세포분열회복활성분을 구명코저 자외선내성균인 대장균 B/r 주의 초음파추출액으로부터 활성성분分을 분리한 결과 $\beta$-NAD가 관여함이 발표되었다. 본고에서는$\beta$-NAD 이외 Magnesium이 활성물질의 안정화가 중요한 역할을 나타냄을 구명하였으며 10~30%의 서당밀 도구배원심분리에 의해 2 개의 새로운 활성부분이 있음을 확인하였다. 2 개의 활성물질 가운데 하나는 원심관의 최하부에 위치하였으며 또 다른 하나는 상부의 분자량 45,000 부위에서 회수되었다. 하부에 위치한 활성획분은 Mg++이 그 활성에 무관하였으나 상부의 저분자 활성부분은 $Mg^{++}$을 첨가하지 않으면 회수가 불가능하였다. 저분자활성부분은 pronase에 대해 감수성이었으며 DNA-ligase 는 아님이 추정되었다. 초원심분리과정에 $N_2$ gas를 처리할 경우 aeration에 비해 약 2 배의 활성이 나타났다. $Mg^{++}$은 $\beta$-NAD에 또하나의 회복활성 및 필수적인자로 요구된다고 생각된다.

• 생명과학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.98-103
• /
• 2014

NQO1은 플라보 단백질 계통의 2 전자 환원 효소이며 NADH 또는 NADPH를 보조인자로 quinone 계통의 화합물을 hydroquinone으로 환원 한다. 암에서 NQO1은 그에 상응하는 정상 조직과 비교하였을 때 비교적 높은 발현을 나타낸다. NQO1의 다양한 기능 중 quinone 물질 대사는 두 가지 형태의 상반되는 기능을 가진다. 이것은 quinone으로부터 전환된 hydroquinone의 상태적 안정성과 불안정성에 기인하며, 불안정한 hydroquinone의 생성은 산화적 손상 야기 및 DNA 손상은 세포의 운명을 바꾸어 놓게 된다. 따라서 암에서 그 발현이 높은 NQO1을 표적으로 작용하는 생체환원 물질은 암 세포 사멸을 강하게 유도하게 되어 암 치료의 가능성을 보여주고 있다. 항암 표적 분자로서 NQO1 특징과 NQO1을 통해 작용하는 생체환원물질 ${\beta}$-lapachone의 항암 효과와 기전에 대하여 살펴보았다.

• Molecules and Cells
• /
• 제41권4호
• /
• pp.331-341
• /
• 2018

L-pipecolic acid is a non-protein amino acid commonly found in plants, animals, and microorganisms. It is a well-known precursor to numerous microbial secondary metabolites and pharmaceuticals, including anticancer agents, immunosuppressants, and several antibiotics. Lysine cyclodeaminase (LCD) catalyzes ${\beta}$-deamination of L-lysine into L-pipecolic acid using ${\beta}$-nicotinamide adenine dinucleotide as a cofactor. Expression of a human homolog of LCD, ${\mu}$-crystallin, is elevated in prostate cancer patients. To understand the structural features and catalytic mechanisms of LCD, we determined the crystal structures of Streptomyces pristinaespiralis LCD (SpLCD) in (i) a binary complex with $NAD^+$, (ii) a ternary complex with $NAD^+$ and L-pipecolic acid, (iii) a ternary complex with $NAD^+$ and L-proline, and (iv) a ternary complex with $NAD^+$ and L-2,4-diamino butyric acid. The overall structure of SpLCD was similar to that of ornithine cyclodeaminase from Pseudomonas putida. In addition, SpLCD recognized L-lysine, L-ornithine, and L-2,4-diamino butyric acid despite differences in the active site, including differences in hydrogen bonding by Asp236, which corresponds with Asp228 from Pseudomonas putida ornithine cyclodeaminase. The substrate binding pocket of SpLCD allowed substrates smaller than lysine to bind, thus enabling binding to ornithine and L-2,4-diamino butyric acid. Our structural and biochemical data facilitate a detailed understanding of substrate and product recognition, thus providing evidence for a reaction mechanism for SpLCD. The proposed mechanism is unusual in that $NAD^+$ is initially converted into NADH and then reverted back into $NAD^+$ at a late stage of the reaction.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
• /
• 한국미생물생명공학회 1976년도 제8회 학술발표회
• /
• pp.188.2-188
• /
• 1976

E. coli B 및 E. coli K-12의 Ion 변리주는 저중의 UV 조사에 의해 확산 및 단백질 합성은 그대로 지속되나 세포분열능은 상실되어 격막이 없는 다핵의 filament를 형성하므로 한무배지상에서 colony가 형성되지 않는다. 이와같은 균에 동일균 또는 타의 균체추출액을 가하어 주므로써 세포분열은 재개되며 그 활성물질중 $\beta-NAD가$ 중요한 인자로 작용함은 이미 발표되었으며 본보에서는 NAD 이외의 고분자활성물질에 대해 보고코저 한다.(중략)

• 미생물학회지
• /
• 제45권4호
• /
• pp.385-390
• /
• 2009

광합성 담수 녹조류인 Chlorella pyrenoidosa의 최적 생장 조건을 알기 위해 배양 온도, 시간, 영양물질의 영향 및 조도 등을 조사하였다. Growth chamber를 사용하여 알아본 가장 적절한 조건은 온도 $28^{\circ}C$에서 4일간 배양했을 때이며 배지에 첨가된 타 영양물질의 농도가 높을수록 활발한 광합성을 하면서 생장하였고 조도(Lux)가 크면 클 수록 잘 자랐다. 또한 동일 균주로부터 acetaldehyde를 분해하는 효소의 활성을 살펴보았는데 이 효소는 $\beta$-$NAD^+$를 조효소로 하는 탈수소효소였으며, ODS-Hypersil column과 50%(v/v) acetonitrile을 이동상으로 한 HPLC로 분석한 결과 pH 9.0, 온도 $40^{\circ}C$ 부근에서 최대 효소 활성을 보여주었다.

• 한국환경생물학회:학술대회논문집
• /
• 한국환경생물학회 2001년도 학술대회
• /
• pp.117-118
• /
• 2001