The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.13
no.3
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pp.579-586
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2018
With the beginning of the new era of bigdata, information extraction or prediction are an important research area. Here, we present the acquisition of semi-automatically curated large-scale biological database and the prediction of enzyme reaction annotation for analyzing the pharmacological activities of drugs. Because the xenobiotic metabolism of pharmaceutical drugs by cellular enzymes is an important aspect of pharmacology and medicine. In this study, we apply and analyze similarity models to predict bimolecular reactions between human enzymes and their corresponding substrates. Thirteen models select to reflect the characteristics of each cluster in the similarity model. These models compare based on sensitivity and AUC. Among the evaluation models, the Simpson coefficient model showed the best performance in predicting the reactivity between the enzymes. The whole similarity model implement as a web service. The proposed model can respond dynamically to the addition of reaction information, which will contribute to the shortening of new drug development time and cost reduction.
Metabolism of $^3H$-castasterone in the presence of $^{32}P$-ATP was examined by an enzyme solution prepared from A. thaliana after a reversed phased HPLC, after which a polar metabolite labeled by both $^3H$ and $^{32}P$ was obtained, suggesting that $^3H$-CS is phosphorylated by $^{32}P$-ATP. To elucidate the structure of the phosphorylated CS, the same enzyme assay was carried out with non-isotopes labeled CS and ATP. In GC-MS analysis the metabolite gave a molecular ion at m/z 664 as a bismethanboronate, suggesting the metabolite is a CS phosphate. Treatment of wheat germ acid phosphatase that hydrolyzed phosphoester bond gave the same mass spectrum and GC retention time in GC-MS analyses, confirming that the metabolite is phosphorylated CS. This is the first example of phosphorylated conjugates of CS in plants.
1. 목적 Prostaglandin은 치주질환과 관련된 국소적 골 대사에 중요한 역할을 한다. ${\Delta}^{12}PGJ_2$는 생체 내에서 혈장의 존재 하에 형성되는 천연 $PGD_2$ 대사산물이며 peroxisome- proliferator에 의해 활성화되는 감마 수용체 (PPAR ${\Gamma}$)에 대해 높은 친화성을 갖는 리간드로서 핵 수용체군에 속하는 전사조절인자이다. 이 연구의 목적은 골화 과정에서 ${\Delta}^{12}PGJ_2$의 역할을 규명하기 위해, 조골세포주의 증식과 분화에 미치는 영향과 그에 관련된 세포기전을 조사하는 데에 있다. 2. 방법 인간 골육종세포주인 Saos-2 (ATCC.HTB 85)와 쥐의 조골세포주 (MC3T3-E1)를 배양한 후 실험군에 농도가 각각 $10^{-5}$, $10^{-6}$, $10^{-7}$, $10^{-8}$, $10^{-9}$ 몰인 ${\Delta}^{12}PGJ_2$와 ciglitazone (합성 PPAR 감마 길항체)를 첨가하였다. 조골세포에서 PPAR 감마의 발현을 관찰하기 위해 역전사효소-중합효소연쇄반응(RT-PCR)을 특정한 primer를 이용하여 시행하였다. 세포 증식은 1일, 2일, 3 일째에 MIT 분석법으로 측정하였고, 2 일째에 알칼리성 인산효소 (ALPase) 생산을 측정하였다. 위의 결과에서 얻은 적정한 농도에서 다양한 조골세포 분화의 표지자들-제 1 형 교원질, 알칼리성 인산효소, osteopontin 및 bone sialoprotein-에 대한 간이 정량적 역전사효소-중합효소연쇄반응 (semiquantitative RT-PCR)을 실시하였으며 골결절 형성에 대한 효과를 알아보고자 석회화 분석도 시행하였다. 3. 결과 ${\Delta}^{12}PGJ_2$와 ciglitazone 모두 Saos-2 세포주의 증식을 촉진시켰다 .$10^{-8}$ 몰의 ${\Delta}^{12}PGJ_2$와 $10^{-6}$몰의 ciglitazone을 첨가한 실험군을 대조군과 비교했을 때, 시간에 비례하여 세포 증식률이 증가되었다. 알칼리성 인산효소의 활성화 검사에서도 증식률에서와 유사한 결과를 보여주었다. 간이 정량적 RT-PCR에서는 ${\Delta}^{12}PGJ_2$로 처리한 군의 경우 제 1 형 교원질, 알칼리성 인산효소, osteopontin, 그리고 bone sialoprotein의 상대적 mRNA 수준이 유의하게 높았다. 석회화 분석에서는 MC3T3-E1 세포를 $10^{-6}$ 몰의 ${\Delta}^{12}PGJ_2$로 처리한 군과 $10^{-5}$ 몰의 ciglitazone으로 처리한 군에서 현저한 골결절 형성을 보였다. 이러한 결과들은 ${\Delta}^{12}PGJ_2$가 유용한 골 유도물질이 될 수 있으며 또한 그 작용기전이 PPAR 감마-의존형 경로와 연관되어 있음을 보여준다.
Kim, Woohyun;Eom, Moon-Ho;Lee, Sang-Hyun;Choi, Jin-Dal-Rae;Park, Sunwon
Korean Chemical Engineering Research
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v.51
no.2
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pp.226-232
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2013
To produce biobutanol, fermentation processes using clostridia that mainly produce acetone, butanol and ethanol are used. In this work, a dynamic model describing the metabolic reactions in an acetone-butanol-ethanol (ABE)-producing clostridium, Clostridium acetobutylicum ATCC824, was proposed. To estimate the 58 kinetic parameters of the metabolic network model with experimental data obtained from a batch fermentor, we used an efficient optimization method combining a genetic algorithm and the Levenberg-Marquardt method because of the complexity of the metabolism of the clostridium. For the verification of the determined parameters, the developed metabolic model was evaluated by experiments where genetically modified clostridium was used and the initial concentration of glucose was changed. Consequently, we found that the developed kinetic model for the metabolic network was considered to describe the dynamic metabolic state of the clostridium sufficiently. Thus, this dynamic model for the metabolic reactions will contribute to designing the clostridium as well as the fermentor for higher productivity.
고혈압에서 지질대사 이상은 빈번히 나타나는 현상으로, 지질대사 이상에 관여하는 유전자들은 고혈압의 발병원인을 규명하기 위한 후보 유전자로 인식되어 왔다. 이에 본 연구에서는 paraoxonase 2(PON2) 유전자에 존재하는 Cys311Ser다형성을 유전자 표지로 이용하여 한국인 집단에서 이 유전자 표지가 고혈압과 관련성이 있는 지를 조사하고자 하였다. 연구 대상은 총 195명으로, 이들 중에서 82명은 고혈압 환자 군이었고, 나머지 113명은 정상 혈압 군이었다. PON2 유전자의 Cys311Ser 다형성을 분석하기 위해서 중합효소 연쇄반응과 제한 효소인 Dde Ⅰ처리를 수행하여 유전자형을 결정하였다. 연구 결과, Cys/Ser이 형접합체를 갖는 사람들이 고혈압군에서 유의하게 높은 빈도로 나타났으며(P<0.05),다른 신체 계측치 및 혈청내 지질 농도와는 유의한 관련성을 나타내지 않았다. 본 연구에서 관찰된 이러한 관련성이 기능적인 연관인지 혹은 연관불평형에 의한 결과인지에 대해서는 보다 더 많은 연구 대상을 이용한 추시를 통해 밝혀질 수 있을 것으로 생각된다.
Thermophillic fungus Thermoascus aurantiacus showed excellent growth and produced high amount of alcohol oxidase and catalase in a pectin medium. Besides, the strain produced enzymes which related with pectin or alcohol decomposition. We detected extracellular pectin esterase (EC 3.1.1.11) activity and, both intracellular and extracellular pectinase (EC 4.2.2.10) activity, as pectinolytic enzymes produced by T. aurantiacus. The production of methanol decomposition enzymes, such as alcohol oxidase (AOD, EC 1.1.3.13), alcohol dehydrogenase (ADH, EC 1.1.1.1), formaldehyde dehydrogenase (FADH, EC 1.2.1.1) and formate dehydrogenase (FDH, EC 1.2.1.2) follows by pectin esterase reaction which is converted to methanol. We concluded that T. aurantiacus has pectinolytic and alcohol - oxidative enzymological mechanism which produced carbon dioxide as a final material, started from pectin.
Proceedings of the Korean Society of Applied Pharmacology
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1993.04a
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pp.153-153
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1993
Prostaglandin은 인체의 여러 조직에서 생성되어 체내에 널리 분포되어 있지만 그 함유량은 극히 적다. 또한 대사산물의 반감기가 매우 이에 대한 연구결과를 알기 위하여는 조직 또는 체액을 추출하여 세심한 주의가 필요하고 측정방법에 있어서 정밀성이 요구된다. 또 여러가지 대사산물과 전구물질을 분리할 수 있는 방법이 요구된다. Prostaglandin가 생성되고 대사되는 과정이 매우 복잡하기 때문에 보다 정확하게 여러가지 대사산물을 분리할 수 있는 방법이 요구된다. 한편, prostaglandin은 전신의 거의 모든 조직에 분포하며 그 이용도 다양하다. 뿐만 아니라, prostaglandin이 임상적으로 생체기능의 조절(고혈압, 신기능조절, 난소와 자궁의 생리 등) 및 prostaglandin analogue의 길항약물 및 생합성 억제약물로서도 중요한 의미를 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 관점에서 prostaglandin을 측정하는데 있어서: 1. 조직의 추출과 조작에 대한 일반적 방법 2. 생체조직에서 eicosanoid의 추출 방법 3. Prostaglandin, thromboxane 및 leukotriene에 대하여 평활근을 이용한 생물학적 검정 4. Eicosanoids의 방사면역학적 검정 5. 효소면역 검정법 6. Cyclooxygenase의 측정, 정체 및 특성 7. Lipoxygenase의 특성과 측정 8. 지질과산화 반응의 측정 등을 다루었다.
Cytochrome P450 2J2 (CYP2J2) plays important roles in the metabolism of endogenous metabolites such as arachidonic acid as well as therapeutic drugs. CYP2J2 is overexpressed in human cancer tissues and cancer cell lines, as well as in epoxyeicosatrienoic acids (EETs) and CYP2J2-mediated metabolites, and prevent apoptosis of cancer cells. This study aimed to screen marketed drugs for inhibitory potential on CYP2J2 isoforms using human liver microsomes. The initial screen isolated 4 compounds, from 120 marketed drugs, that inhibited the CYP2J2-mediated astemizole O-demethylation more than 50% in the following the order: haloperidol (75%) > terfenadine (56%) > aripiprazole (55%) > miconazole (52%). Miconazole strongly inhibited CYP2J2-mediated ebastine hydroxylation ($IC_{50}$=11.2 ${\mu}M$) and terfenadine hydroxylation ($IC_{50}$=2.2 ${\mu}M$), and terfenadine also inhibited CYP2J2-mediated ebastine hydroxylation ($IC_{50}$=13.6 ${\mu}M$) in a dose dependent manner. The present data suggest that these drugs are potential candidates for further evaluation for their anti-cancer activities.
The effects of sperific inhibitors of $3\beta-hydroxy-\Delta^5-steroid\;dehydrogenase$$(3\beta-HSD;\;an\;enzyme\;catalyzing\;conversion\;of \Delta^5\;steroids\;to\;\Delta^4 steroids),$ cyanoketone and trilostane, on $^3H-pregnenolone$ metabolism in isolated ovarian thecal layers have been investigated in vitro. At all doses of cyanoketone $(10^{-5}\;and\;10^{-4}\;M)$ and trilostane $(10^{-5}\;and\;10^{-4}\;M)$$(3\beta-HSD$ enzyme activity that transforms pregnenolone to $17\alpha-hydroxyprogesterone$ was inhibited in the thecal layers. Trilostane appeared to be more efficient than cyanoketone. Trilostane at doses of $10^{-8},\;10^{-7},\;10^{-6},\;and\;10^{-5},\;M/ml$ caused a dose-response inhibition of $\Delta^4$ steroids accumulation in the medium from pregnenolone, but not completely blocked the conversion of $\Delta^5\;to\;\Delta^4$ steroids.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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