Sa, Soo-Jin;Park, Chun-Keun;Cheong, Hee-Tae;Son, Jung-Ho;Kim, Myung-Jick;Cho, Kyu-Ho;Kim, Du-Wan;So, Kyoung-Min;Kim, In-Cheul
Reproductive and Developmental Biology
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제35권3호
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pp.221-225
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2011
This study was undertaken to evaluate the relationship between in vitro maturation and plasminogen activators (PAs) activity on porcine cumulus-oocytes complexes (COCs) exposed to oxidative stress. When COCs were cultured in maturation medium with hydrogen peroxide ($H_2O_2$), the proportion of the germinal vesicle breakdown (GVBD) and oocytes maturation were decrease with addition of $H_2O_2$, and were significantly (p<0.05) lower in medium with 0.1 mM $H_2O_2$ than control group. Also, the rate of degenerated oocytes was increased in as $H_2O_2$ concentration in eased. When COCs were cultured for 48 h, three plasminogen-dependent lytic bands were observed: tissue-type PA (tPA); urokinase-type PA (uPA); and tPA-PA inhibitor (tPA-PAI). PA activity was quantified using SDS-PAGE and zymography. When $H_2O_2$ concentration was increased, tPA and tPA-PAI activities also increased in porcine oocytes cultured for 48 h, but not uPA. In other experiment, embryos were divided into three groups and cultured in (1) control medium, (2) control medium with 1.0 mM $H_2O_2$ and (3) control medium with 1.0 mM $H_2O_2$ along with catalase in concentrations of 0.01, 0.1, and 1.0 mg/ml, respectively. $H_2O_2$ decreased the rate of GVBD and maturation in porcine COCs but catalase revealed protective activity, against oxidative stress caused by $H_2O_2$. In this experiment, tPA and tPA-PAI activities were higher in media with 1.0 mM $H_2O_2$ alone. Increasing concentration of catalase decreased tPA and tPA-PAI activities in porcine oocytes. These results indicate that the exposure of porcine follicular oocytes to ROS inhibits oocytes maturation to metaphase-II stage and increase the oocytes degeneration. Also, we speculated that increased ROS level may trigger tPA and tPA-PAI activities in porcine oocytes matured in vitro.
$Cu_2O$ nano cubes with high catalase activity were synthesized by reduction of freshly prepared Cu in distilled water at $40^{\circC}$ and their catalase activities of $H_2O_2$ were studied. Transmission electron microscopy (TEM) observation showed that most of these nanocubes were uniform in size, with the average edge length of 30 nm. Selected area electron diffraction of TEM revealed that the nanocube consisted of single crystalline $Cu_2O$, but it changed to CuO phase. The catalase activity depends on the amount of both cuprite phase and surface area.
연구배경: 산화질소(${\cdot}NO$)는 여러 세포에서 산화질소 합성효소(NOS)에 의해서 생산되며 다양한 병태생리과정에 관여한다. 여러 cytokine들이 iNOS의 발현을 촉진시키고 산화질소 생산을 증가시킴으로써 염증반응을 증폭시키고 세포와 조직손상을 초래한다고 알려진 바, 과산화수소($H_2O_2$)가 세포내 NOS의 발현과 산화질소형성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 방법: 마우스 대식세포주 RAW264.7에 여러 가지 cytokine과 세균 내독소 (LPS)로 자극을 준 세포군 이에 더하여 $H_2O_2$, NOS 억제제 (L-NAME) 및 항산화제 (catalase)등을 사용하여 세포를 자극한 후 생성된 산화질소 산화물의 농도를 측정하고 Northern analysis로 iNOS mRNA의 발현정도를 보아 다음과 같은 성적을 얻었다. 결과: Cytokine과 LPS 자극군에서 대조군보다 ${\cdot}NO$ 생산이 높았고, 이 자극군에 $H_2O_2$를 추가로 자극하였을 때 ${\cdot}NO$생산이 2 배 이상 유의하게 높았다. Cytokine 자극군에서 $H_2O_2$의 자극 농도에 따른 ${\cdot}NO$생산은 $H_2O_2$의 농도가 증가할수록 유의하게 증가하였다. LPS와 IFN-$\gamma$ 자극군에서 L-NAME을 같이 자극시에 ${\cdot}NO$의 양은 L-NAME의 농도증가에 따라 유의하게 감소하였고, Cytokine 및 $H_2O_2$자극군에서도 추가로 자극한 L-NAME 의 농도증가에 따라 ${\cdot}NO$의 양은 유의하게 감소하였다. Cytokine과 $H_2O_2$ 자극균에 catalase를 같이 자극 하였을 때 ${\cdot}NO$의 양은 유의하게 감소했고, Mercaptoethanol과 phenanthroline을 전처치하고 LPS와 IFN-$\gamma$ 및 $H_2O_2$로 자극한 군에서 이들의 전처치한 농도가 높을수록 ${\cdot}NO$의 양은 유의하게 Cytokine자극군과 IFN-$\gamma$, LPS 자극군에 $H_2O_2$를 추가 자극 후 Northern analysis 결과 $H_2O_2$는 iNOS mRNA 발현을 현저히 증가시켰다. 결론: 이상의 결과로 과산화수소가 cytokine과 내독소 등으로 자극된 마우스 대식세포에서 산화질소생산에 유의한 증폭효과를 나타냈고, iNOS mRNA 의 발현도 증가시켰음을 확인할 수 있었다.
The cats gene encodes the major catalase in Sreptomyces coelicolor, whose production increases upon H$_2$O$_2$treatment. Besides the previously identified primary promoter (catApl), a minor promoter (catAp2) was newly assigned by S1 nuclease mapping. The catAp2 transcript was observed transiently upon entry into the stationary phase in liquid culture and upon differentiation on solid plates, whereas the level of catApl transcription did not chance significantly during this growth transition. ThecatApl promoter was transcribed by the major vegetative RNA polymerase holoenzyme containing $\sigma$$\^$HrdB/, whereas the catAp2 was transcribed in vitro by the holoenzyme containing $\sigma$$\^$R/ that is activated under oxidative conditions. The cia-element regulating the H$_2$O$_2$-inducibility of catApl was identified within the 23 bp inverted repeat sequence located between -65 and -43 of the catApl promoter. We roamed this sequence HRE (H$_2$O$_2$-responsive Element). The distal half of the inverted repeat was more crucial for H$_2$O$_2$-dependent induction of the catApl transcript than the proximal half. HRE most likely serves as a binding site for the H$_2$O$_2$-responsive repressor CatR.
Epoxy resins are mostly used as a molding material for drinking water tank. Bisphenol A is used at a constituent material for epoxy resins and is widely suspected to act as an endocrine disrupter. In this study, we investigated embryo hatching in zebrafish reared in water undergone leaching process of expoxy resin, and found a decreased survival rate. Bisphenol A eluted from epoxy resin in drinking water tank was completely degraded by TiO$_2$ photocatalysis. We detected 7.8 ng/ml of bisphenol A in epoxy resin tank, and observed that the concentration was undetectable after 48h photocatalysis over TiO$_2$. There was no toxicity in hatching rates in zebrafish and morphogenesis after photocatalysis. The effect of TiO$_2$ photocatalytic reactions on the catalase activities in the f]y stage of zebrafish was also examined. At 1 week post hatching, cataiase activities were higher both in the group of epoxy resin with 48 h TiO$_2$ photocatalysis and in the TiO$_2$ photocatalysis for 48 hours were higher than control group. However catalase activities of the treatment group of epoxy resin by TiO$_2$ photocatalysis for 48 hours were similar to control in 5 weeks post hatching fries. In conclusion, the toxicity of TiO$_2$ photocatalysis was not observed in this zebrafish.
본 연구에서는 넙치(Paralichthys olivaceus)를 이용하여 과산화수소(H2O2)처리농도에 따른 체내에서의 혈액생리학적 변화, 항산화효소 및 열충격단백질(HSP)등의 변화를 조사하여 화학적 스트레스에 대한 기초자료를 제공하고자 본 실험을 수행하였다. H2O2의 실험구는 각각 0(대조구), 100, 300 및 500 ppm으로 설정하였으며, 1시간 약욕처리 후 순환시켜 1, 3 및 5시간 후에 혈액성상을 분석하였다. 그 결과, H2O2 처리에 의한 혈액성상에서의 헤마토크리트 수치인 경우에는 농도 및 시간에 의존하여 유의하게 감소되는 경향을 나타내었다. 헤모글로빈의 농도에 있어서도 대조구에 비하여 낮은 수치를 나타내었다. 또한, 적혈구 수에서도 대조구와 비교하여 3시간까지 유의하게 낮은 수치를 나타내었으나, 5시간 경과 후에는 이전 대조구 수준으로 회복되는 경향을 나타내었다. 단백질 농도는 500 ppm 처리구에서 0시간 및 1시간째 대조구와 비교하여 유의하게 낮은 수치를 나타내었으나, 3시간 경과 이후 회복되는 경향을 나타내었다. SOD 및 CAT 효소활성은 유의하게 증가되는 결과를 나타내었다. 또한, HSP70 단백질량이 대조구에 비해 전 실험구에서 유의하게 증가되었으며, HSP70 mRNA량은 500 ppm 처리구에서 유의하게 높게 발현되는 경향을 나타내었다.
요 약: 정액 동결 과정은 활성산소종의 생성을 유발하며, 생성된 활성산소종은 정자의 손상을 일으키는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구의 목적은 동결 과정 중 항산화 효소 중 하나인 catalase (CAT)를 첨가함으로써 융해 후 정자의 기능과 활성산소종의 수준에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 5마리 돼지에서 채취한 정액은 0 (대조군), 200, 400 U/mL CAT가 첨가되어 있는 동결 희석액으로 각각 동결하였다. 융해 후, 정자 운동성, 생존성, 정상 형태율, 형질막 온전성, 미토콘드리아 기능, 세포내 ROS를 평가하였다. CAT는 400 U/mL의 농도에서 전체 정자 운동성을 향상시켰지만 (P < 0.05), 전진 운동성, 생존성, 기형율, 형질막 온전성, 미토콘드리아 기능의 향상을 나타내지 않았다. 활성산소종의 평가에서, CAT는 융해된 생존 정자의 ${\cdot}O_2$의 감소에는 효과를 나타내지 않은 반면 $H_2O_2$를 감소시켰다(P < 0.05). 결론으로 CAT는 동결 및 융해된 정자의 질을 향상시키는 데 큰 효과를 나타내진 않았지만 생존 정자에서 $H_2O_2$을 제거함로써 생존정자의 산화적 손상을 감소시킬 수 있으리라 판단된다.
Hahn, Ji-Sook;Oh, So-Young;Keith F. Chater;Roe, Jung-Hye
Journal of Microbiology
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제38권1호
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pp.18-23
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2000
Streptomyces coelicolor produces three kinds of catalases to cope with oxidative stress and to allow normal differentiation. Catalase A is the major vegetative catalase which functions in removing hydrogen peroxide generated during the process of aerobic metabolism. To understand the regulatory mechanism of response against oxidative stress, hydrogen peroxide-resistant mutant (HR4O) was isolated from S. coelicolor J1501 following UV mutagenesis. The mutant overproduced catalase A more than 50-fo1d compared with the wild type. The mutation locus catRI was mapped closed to the mthB2 locus by genetic crossings. An ordered cosmid library of S. coelicolor encompassing the mthB2 locus was used to isolate the regulator gene (catR) which represses catalase overproduction when introduced into HR4O. A candidate catR gene was found to encode a Fur-like protein of 138 amino acids (15319 Da).
본 연구는 용매의 극성에 따른 톳 분획물을 흰쥐에게 4주간 경구투여한 후 톳의 항산화효소 활성 및 비타민 E 농도 차이를 평가하여 톳 추출물이 체내의 항산화체계에 미치는 영향을 평가하였다. 간에서의 SOD 활성은 대조군에 비해 톳 추출물 투여군에서 높게 나타났으며, 톳 추출물 투여군 중 $CH_2Cl_2$군과 $H_2O$군의 활성이 유의하게 높았다(p<0.05). 혈청에서의 SOD 활성은 대조군에 비해 톳 추출물 투여군에 서 유의적으로 높으며(p<0.05). 특히 EtOH 군과 $H_2O$군에서 높은 활성을 보였다. 간에서의 catalase 활성은 대조군과 톳 추출물 투여군 간의 유의적인 차이가 없었고 혈청에서는 대조군과 톳 추출물 투여군 간의 비슷한 경향을 보였지만 톳 추출물을 투여한 n-BuOH 군에서는 유의적으로 효소 활성이 높았다(p<0.05). 간에서의 GSH-Px 활성을 측정한 결과 대조군보다 톳 추출물 투여군에서 유의하게 증가하였으나(p<0.05), 간에서의 MDA 농도는 대조군과 톳 추출물 투여군 간에 유의한 차이가 없었으며 혈장에서의 MDA 농도는 대조군과 비교하여 톳 추출물 투여군에서 감소하는 경향을 보였고, n-BuOH군과 $H_2O$군에서는 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 혈청 ${\alpha}$-tocopherol 농도값은 EtOAc군에서 유의적으로 높았으나(p<0.05) EtOAc군을 제외하고는 그룹 간에 유의적인 차이를 보이지 않았으며, 혈청 ${\gamma}$-tocopherol 농도 값은 $H_2O$군에서 증가되는 경향을 나타내었고 EtOH 군과는 유의적인 차이를 나타내었다(p<0.05). 간조직의 ${\alpha}$-tocopherol 농도 값은 $CH_2Cl_2$군과 $H_2O$군에서는 유의적으로 높았으나(p<0.05), 나머지 그룹 간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 간 조직 ${\gamma}$-tocopherol 농도는 대조군에 비해 톳 추출물 투여군에서 증가하는 경향을 보였고, 특히 $H_2O$군에서 유의적으로 높은 농도를 나타내었다(p<0.05). 이상의 결과로 볼 때 톳 추출물 중 특히 $H_2O$ 분획물의 효과가 두드러졌으며, 톳 추출물의 투여가 항산화체계에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.
Tomato (Lycopersicon esculentum) seedlings exposed to various concentrations of $CdC1_2$ (0∼100 $\mu$M) in the nutrient solution for up to 9 days were analyzed with the seedling growth, $H_2O_2$ production, glutathione levels and activity changes of enzymes related to $H_2O_2$ removal. The growth of seedlings was inhibited with over 50 $\mu$M Cd, whereas the levels of $H_2O_2$ and glutathione were enhanced with Cd exposure level and time. Meanwhile, Cd exposure increased the activities of catalase (CAT) and glutathione reductase (GR) but decreased the activities of dehydroascorbate acid reductase (DHAR) and ascorbate peroxidase (APX) in both leaves and roots. These results suggest that the altered activities of antioxidant enzymes particularly involved in the $H_2O_2$ removal and the subsequent $H_2O$$_2$ accumulation could induce the Cd-induced phytotoxicity.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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