• Title/Summary/Keyword: 열 스트레스 단백질

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Heat Shock Proteins in Heat Stressed Chickens (닭의 열 스트레스와 열충격단백질)

  • Moon, Yang Soo
    • Korean Journal of Poultry Science
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    • v.47 no.4
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    • pp.219-227
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    • 2020
  • As the earth's average temperature rises, crop and livestock productions are at risk. Chickens are sensitive to heat stress, and increased temperatures may have adverse effects on their production performance and animal welfare. Reliable stress measurements are crucial for heat stress adaptation. Therefore, various measurement methods and biomarkers are used to evaluate poultry stress levels. Heat shock proteins (HSPs) are heat sensitive biological markers that are highly expressed under stress, thereby acting as a cellular thermometer. HSPs also have chaperone activity, which protects cells from heat stress. This review details the role of HSP70 as a molecular chaperone and biomarker for heat stress, which is important for breeding climate-adaptable, thermo-tolerant poultry.

Degradation of the Parasporal Crystal Proteins of Bacillus thuringiensis and Induction of Stress Protein Synthesis in Bt $\delta$-endotoxin Ingested Larvae of Fall Webworm, Hyphantria cunea (Bacillus thuringiensis 의 내독소 단백질의 분해와 흰불나방 섭취유충에서 스트레스 단백질 합성의 유발)

  • 전향미;유용만;강석권;서숙재
    • Korean journal of applied entomology
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    • v.33 no.3
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    • pp.178-183
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    • 1994
  • The prolein components of each crystal toxin of Bacillus thuringiensis kurstaki and alzawai were separated by SDS-PAGE. The major clqistal proteins from both shins were composed of paiypeptides having molecular weights of 130 kd and 64 kd. Digestive mixture of both. toxins with t~ypsin and gut juices shared 62 kd polypeptide which may be major actwe toxh. However, aizawal produced much less amount of 62 kd polypeptide than kurstaki did. On ingestion with Bt &-endotoxin, larvae of Hyphantria cunea developed 45 kd stress protein in the several tissues including fat body, which was induced by heat and cold shock.

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Molecular biological studies on Heat-Shock Responses in Amoeba proteus: I. Detection of Heat-shock Proteins (아메바(Amoebaproteus)의 열충격 대응에 관한 분자생물학적 연구: 1 . 열충격 대응 단백질의 탐색)

  • 홍혜경;최지영안태인
    • The Korean Journal of Zoology
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    • v.37 no.4
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    • pp.554-564
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    • 1994
  • 세균이 세포내 공생하는 xD strain과 모 세포주인 tD strain Amoeba proteus의 열충격 대응의 차이를 알아 보기 위하여 방사선 동위원소로 표지된 아미노산을 Ca2+_less Chalkley's 용액에서 음작용 경로를 통하여 90분 동안 흡수하게 하고, 저온 및 고온 스트레스에 대하여 새로 합성되는 스트레스 대응 단백질의 양상을 1, 2차원 전기영동 및 자기방사 사진법에 의해서 비교하였다 저온(10"C) 충격에 대응하여 아메바는 두 strain 모두 56.0 kDa, pl 6.0 단백질을 강하게 발현하였으며, xD strain에서는 tD strain과 달리 저온 충격 초기에 66 0 kDa, pl 5.5 단백질의 발현이 중단되었다. 한편 고온(33"C) 열충격에 대하여 두 strain 아메바에서 모두 10여종의 단백질이 새합성되는 것으로 확인되었으며, tD 아메바에는 이들 단백질의 새합성이 완만하게 이루어지는데 비하여 xD 아메바에서는 그중 66.0 kDa 단백질이 고온 대응 단백질로서 신속하게 새합성되는 것으로 나타났다. 이외에도 2차원 전기 영동 분석을 통하여 열충격에 의해서 발현이 촉진되는 다수의 단백질들을 탐지하였다 탐지된 아메바의 열충격 단백질은 분자량에 따라 hsp100군 2종, hsp90군, 3종, hsp70군 및 hsp60군 각 1종, 그리고 small csp군 4종으로 분류해 볼 수 있었다 두 분석의 결과를 종합해 보면 tD 아메바에는 저온 및 고온 충격에 대하여 열충격 단백질의 합성이 완만하게 상승하는 데 비하여 xD strain에서는 신속하게 이루어졌다. 이상의 결과로 보아 아메바의 세포내 공생 세균은 숙주의 열충격 대응기작에 변화를 야기한 것으로 판단된다한 것으로 판단된다. 10mg과 20mg의 estrogen 처리구 사이에 유두 직경, 길이 그리고 용적의 증가량에 있어서는 차이가 없었다. 10mg 및 20mg의 estrogen 처리는 초발정일령을 각각 20일 및 124일 단축시켰다. 전체적으로 이러한 결과는 송아지에 estradiol의 삽입은 성장과 유선 발달을 촉진시키고 초발정일령을 단축시킬수 있다는 것을 강력하게 지적한다. 일치하지 않으므로 더욱 정밀한 조사를 실시하여 분류학상의 위치를 정확히 밝혀 볼 필요가 있을 것으로 생각되었다.연한 도구이자 정신활동으로 보게함으로써, 주제 및 연구방법에서 획일성보다 다양성과 창조성이 강조되고 있다. 그리고 연구에 있어서 주제 의 다양성을 통해 보다 현실생활에 밀접하게 연결되어야 할 필요성은 학문이나 과학의 사회 성에 대한 새로운 인식을 가져다 주고 있다. 이러한 지리교육과정의 좌표의 변화된 측면들 을 고려하여, 지리교육과정의 새로운 방향은 다음의 세가지로 모색될 수 있다. 첫째, 爭點中 心 地理敎育課程이다. 사회쟁점에 대한 접근은 쟁점의 이해와 문제해결에의 지리적 관점의 활용을 통해 학습내용의 시사성과 사실성을 높힐 수 있다. 이때 문제해결능력을 통해 현대 시민의 자질 및 능력을 기를 수 있음은 물론, 다른 한편으로 실제세계 즉 학생의 실생활, 사 회, 국가, 세계에서 일어나는 일들과의 관련성을 갖게 함으로써, 내적 동기화와 외적인 자극 을 강력하게 결합할 수 있을 것이다. 이는 개인적 유관적합성과 사회적 유관적합성을 동시 에 확보하는 데 유리할 것이다. 둘째, 思考中心 地理敎育課程이다. 지리교육은 학생들을 지 식 및 기능의 숙달자가 되도록 할 것이 아니라 기본적 문장해독력의 수준을 넘어 능력있는 사고자로 길러내는 것을 목표로 하여야 한다.

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Structure of Seed Storage Protein and Starch Grains in the Endosperm of Rice Seeds (쌀 종자(種子)의 내배유(內胚乳) 저장(貯藏) 단백질(蛋白質)과 연말(緣末)과립의 구조(構造))

  • Park, Kyoung-Soo;Rho, Young-Bok;Kaufman, Peter B.
    • Applied Microscopy
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    • v.18 no.2
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    • pp.47-58
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    • 1988
  • 두가지 쌀 품종(品種) 종자(種子)(S-201, IR-8)의 호분층을 주사(走査) 및 투과(透過) 전자현미경(電子顯微鏡)으로 관찰(觀察)하면 구형(球形)과 결정형(結晶形)의 단백질체(蛋白質體)가 있는 것으로 밝혀졌으며, 구형(球形) 단백질체(蛋白質體)는 세포질내(細胞質內)에 존재(存在)하고 결정형(結晶形) 단백질체(蛋白質體)는 액포내(液胞內)에서 관찰(觀察)되었다. 가상적(假想的)인 한발 스트레스로서 열자극 처리(處理)($40^{\circ}C$ 에서 4시간)는 호분층(糊粉層)내에 단백질체(蛋白質體) 수에서 정상적(正常的)인 대조구보다 $40{\sim}50%$ 감소(減少)되었다. 또한 호분층(糊粉層)에서 단백질체(蛋白質體) 수의 감소(減少)는 IR-8품종(品種)보다 S-201품종(品種)에서 더욱 현저(顯著)하게 관찰(觀察)되었다. 열자극 처리(處理)로서 단백질체(蛋白質體) 수의 감소(減少)는 S-201품종(品種)에서 결정형(結晶形) 단백질체(蛋白質體)를 둘러싸고 있는 tonoplast membrane의 손상(損傷)으로 밝혀졌으며, 이런 손상(損傷)은 IR-8품종(品種)에는 좀 덜하다는 것으로 나타났다. 즉 이것은 S-201품종(品種)이 IR-8품종(品種)보다 열 자극(刺戟)(한발 스트레스)에 더욱 민감(敏感)하다는 것으로 사료된다. 두 품종(品種)의 종자(種子) 내배유(內胚乳)에 녹말(綠末)이 가득찬 주사(走査) 전자현미경(電子顯微鏡) 사진(寫眞)은 녹말(綠末)이 내배유(內胚乳)의 중앙(中央)으로부터 사출(査出)되는 hexagonal rods로 구성(構成)되어 있다는 것을 나타낸다. 이러한 hexagonal rods는 rods부터 쉽게 분쇄될 수 있는 triangular sectors로 구성(構成)되어 있으며, 이 sectors들의 각 내부(內部)는 $2{\sim}8$개의 단위(單位)로 구성(構成)되어 있는 커다란 compound starch grains들이 들어 있다. 이것은 쌀 내배유세포(內胚乳細胞)에서 compound starch drains들의 매우 다양한 크기를 설명(說明)하고 있다.

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Improved Viability and Proteome Analysis of Lactobacillus fermentum KLB12 upon Heat Stress (Lactobacillus fermentum KLB12의 열 전처리에 따른 열 스트레스 내성 증진 및 프로테옴 변화)

  • 김주현;박미영;김승철;윤현식;소재성
    • KSBB Journal
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    • v.18 no.4
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    • pp.294-300
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    • 2003
  • In the previous study, we have isolated several vaginal lactobacilli from Korean woman and selected one of them (KLB12) for further study, which was indentified as Lactobacillus fermentum by sequence analysis of 16S rRNA gene. Formulated L. fermentum KLB12 can be used for ecological treatment of bacterial vaginosis. For pharmaceutical formulation, the spray-drying process is required where stress such as high temperature is routinely applied. In this study, we found that heat stress at 60$^{\circ}C$ for 20∼30min reduced the viable cell population of KLB12 by 10$\sub$6/~10$\sub$9/. However, adaptation of KLB12 cells at 52$^{\circ}C$ made them more thermotolerant upon exposure to 60$^{\circ}C$. The level of thermal protection in RSM (reconstituted skim milk) by adaptation in acid (pH 5), cold (4$^{\circ}C$), ethanol (3%), NaCI (0.3M) was also examined. Although not as efficient as the homologous stress, adaptations in both cold and NaCI gave considerable cross protection against heat stress. When chloramphenicol was added during heat adaptation, adaptation effect was abolished. This suggests that de novo protein synthesis is necessary during the adaptation process. Important changes in proteome during heat adaptation was examined with two-dimensional gel electrophoresis.

Relation between Expression of Heat Shock Protein 70 and Vascular Contractility of Rat Aorta Treated with Arsenic (Arsenic처리에 따른 흰쥐 혈관의 수축과 heat shock protein 70과의 관계)

  • 권윤정;박태규;김중영
    • Korean Journal of Environmental Biology
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    • v.21 no.3
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    • pp.313-318
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    • 2003
  • Environmental stresses, such as heat shock, alcohol and physiological salt have been shown to induce a group of protein called heat shock protein (HSPs) in various tissues. In this investigation, we studied that arsenic stress would alter contraction of isolated rat aorta and expression of heat shock protein 70 and investigated the relation between expression of HSP 70 and vascular contractility of isolated rat aorta. Rat aorta strips, mounted in organ baths were exposed to 0, 0.5, 1,2 and 4 mM arsonic for 60 min. and 1,3 and 8 hours later tested for contractile response and expression of heat shock protein 70. Contractility of rat aorta were determined by isometric transducer connected to computerized physiograph and expression of HSP 70 was characterized by western blotting, respectively. Potassium chloride (55 mM) significantly augmented vascular contractility of yat aorta by 39% compared with the control at 8 hours but not one or three hours after treatment of 4 mM arsenic. Arsonic stress (4 mM) also increased the expression of HSP 70 in rat aorta at 8 hours but one or three hours compared with the control and HSP expressed in vascular smooth muscle cells and some expressed in endothelium cells. These results suggest that arsenic stress not only did alter the magnitude of the contractile response to high potassium chloride but also increased the expression of HSP 70 in the rat aorta.

Analysis of Stress Response of Domestic Chicken Breeds for the Development of a New Synthetic Parent Stock (국산 종계 개발을 위한 토종 계통들의 스트레스 반응 정도 분석)

  • Sohn, Sea Hwan;Cho, Eun Jung;Park, Ji Ae;Hong, Young Ho;Kim, Chong Dae
    • Korean Journal of Poultry Science
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    • v.42 no.2
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    • pp.157-167
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    • 2015
  • We compared the degrees of stress response of 12 domestic purebred chicken strains that have been bred at National Institute of Animal Science, RDA, Korea since 1980. As a physiological marker of stress response, the expression levels of heat shock protein (HSP)-70, HSP-$90{\alpha}$, HSP-$90{\beta}$, hydroxyl-3-methyl-glutaryl coenzyme A reductase (HMGCR) genes and telomere length were measured by quantitative real-time polymerase chain reaction using the lymphocytes of 1,101 chickens. There was significant difference in HSP-70, HSP-$90{\alpha}$, HMGCR expression and telomere length among the strains. There was also significant difference in HSP-$90{\alpha}$, HSP-$90{\beta}$, and HMGCR expression between male and female chickens. Different age groups of chicken exhibited different expression levels of HSP-70, HSP-$90{\alpha}$ and telomere length. The results of the HSPs expression level suggested that, the strains of R, L and Y were highly resistant to stress, whereas the strains of S, O and W were susceptible to stress. Although the statistical differences in some of HSPs gene expression existed between genders, the HSP expression results varied in different strains that some opposed to the others, and there might be interaction between strains and genders, which conclude that there was no difference in stress response between male and female chickens. Moreover, despite of significant difference in some of HSPs expression level, it was considered that there was no difference in stress response between ages due to the inconsistent trends among HSP markers.

Biochemical Analysis of Physiological Stress Induced by High Frequency Sound Treatment in the Beet Armyworm, Spodoptera exigua (고주파 처리에 따른 파밤나방(Spodoptera exigua)의 생리적 스트레스의 생화학적 분석)

  • Kim, Yong-Gyun;Son, Ye-Rim;Seo, Sam-Yeol;Park, Bok-Ri;Park, Jung-A
    • Korean journal of applied entomology
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    • v.51 no.3
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    • pp.255-263
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    • 2012
  • High frequency sounds disrupt physiological processes, such as feeding behavior, development and immune responses of Spodoptera exigua. We analyzed high frequency sounds with respect to biochemical changes in S. exigua. High frequency sound (5,000 Hz, 95 dB) suppressed protein synthesis and secretion of midgut epithelium. It also significantly inhibited a digestive enzyme activity of phospholipase $A_2$. The gene expression of three different heat shock proteins and apolipophorin III was altered, particularly in midgut tissue in response to high frequency sound treatments. High frequency sound treatments significantly increased sugar and lipid levels in hemolymph plasma. These results suggest that high frequency sounds are a physiological stress that induces biochemical changes in S. exigua.

The expression of c-fos and HSP70 by the Capsaicin injection in the spinal cord(dorsal horn) (Capsaicin 적용 후 손상된 흰쥐 척수내 c-fos와 HSP70의 발현)

  • Kim, Dong-Hyun;Kim, Souk-Boum;Baek, Su-Jeong;Kim, Jin-Sang
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • v.14 no.1
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    • pp.131-137
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    • 2002
  • C-fos는 원종양유전자(proto-oncogene)인 v-fos의 세포 동족체로써, 성장인자나 신경전달 물질에 의해 수분 내에 다양한 형태의 세포에서 활성화된다. Fos단백질은 스트레스와 통증 과정의 신호전달기전에서 세포활동을 조절하는 3차전령으로 활동한다. 열충격 단백질(Heat shock protein : 이하 HSP)은 계통발생학적으로 초기 척추 동물에서부터 발현되며 생체방어체계의 중요한 인자로 세포가 고열, 외상, 허혈 등의 스트레스에 직면했을 때 발현이 증가하는 단백질로 알려져 있다. 본 연구에서는 캡사이신(capsaicin)으로 말초 신경병변을 유발시킨 후 통각신경활성의 지표로 이용되는 원종양 유전자인 c-fos의 발현과 열 또는 스트레스로 야기되는 손상에 대한 조직의 방어작용으로 발현되는 HSP 70의 발현을 동시에 관찰함으로서, 급성으로 유발된 말초 신경병변의 확인과 동시에 실험동물 체내에서 방어적인 역할을 밝히는 일환으로 이 실험을 실시하였다. 본 실험의 결과는 다음과 같다; 1. 척수 등쪽뿔 천층(Laminae I and II)에서 각각 c-fos와 HSP70을 항원으로 하는 면역조직화학적 방법으로 염색한 표본에서 0.9% NaCI 투여 2시간 후 c-fos와 HSP70의 양성을 나타내는 세포는 전혀 없음을 알 수 있었다. 2. 척수 등쪽뿔 천층에서 c-fos 단백질을 항원으로 하는 면역조직화학적 방법으로 염색한 표본에서 Capsaicin 투여 2시간 후 c-fos 단백질에 양성을 나타내는 세포가 많이 발현됨을 육안적 관찰로서 알 수 있었다. 3. 척수 등쪽뿔 천층에서 HSP70을 항원으로 하는 면역조직화확적 방법으로 염색한 표본에서 Capsaicin 투여 2시간 후 HSP7O의 양성을 나타내는 세포가 보통수준으로 발현됨을 육안적 관찰로서 알 수 있었다. 이 실험의 결과로 볼 때, 화학적인 신경병변 유발물질에 의한 손상을 방어하기 위해서 체내에는 내인성 물질이 형성될 것이라는 추측과 c-fos 가 다른 유전자의 발현을 유도한다는 점을 함께 고려 하였을때, Capsaicin에 의한 말초 신경병변에서 c-fos 발현이 많이 나타나는 것은 손상을 방어하는 물질의 생성에 관여하기 때문이며, 방어물질 중 이 실험에서 본 HSP70도 증가한 내인성 방어물질의 하나라고 할 수 있을 것이다.

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Comparison of Stress Response between Korean Native Chickens and Single Comb White Leghorns subjected to a High Stocking Density (닭의 품종 간 스트레스 반응 정도 비교 분석)

  • Sohn, Sea Hwan;Cho, Eun Jung;Park, Dhan Bee;Jang, In Surk;Moon, Yang Soo
    • Korean Journal of Poultry Science
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    • v.41 no.2
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    • pp.115-125
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    • 2014
  • With Single Comb White Leghorn (WL) and Korean Native Chicken (KNC) breeds, we compared the stress response with chicken breeds that were subjected to a high stocking density. Stress response was analyzed by the quantity of telomeric DNA, the rate of DNA damage and the expression levels of heat shock proteins (HSPs) and hydroxyl-3-methyl-glutaryl coenzyme A reductase (HMGCR) genes on tissues and blood. The telomere length and telomere shortening rates were analyzed by quantitative fluorescence in situ hybridization on the nuclei of lymphocytes and tissues. The DNA damage rate of lymphocytes was quantified by the comet assay. The expression levels of HSP70, HSP90-${\alpha}$, HSP90-${\beta}$ and HMGCR genes were measured by quantitative real-time polymerase chain reaction in lymphocytes. There was no significant difference between KNC and WL in body weight, weight gain, telomere shortening rate and DNA damage rate. However, the growth rate significantly decreased in chickens raised under high stocking density conditions, as compared to the control group. The telomere-shortening rate, DNA damage and HSPs expression of the lymphocytes were significantly higher in the high stocking density group than the control. The stress condition and breeds had a significant effect on the expressions of HSP70, HSP90-${\alpha}$ and HSP90-${\beta}$ in lymphocytes, except HMGCR. The stress response of WL was higher than that of KNC, as analyzed to the expression of HSP70 and HSP90-${\alpha}$. Therefore, we concluded that the chickens which were exposed to a high stocking density had increased the individual physiological stress response regardless of breeds, and White Leghorns are more susceptible to stress condition than Korean Native Chickens.