Wang, Ju-Hua;Xue, Xiu-Heng;Zhou, Jie;Fan, Cai-Yun;Xie, Qian-Qian;Wang, Pan
Parasites, Hosts and Diseases
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v.53
no.3
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pp.335-339
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2015
Cryptosporidium andersoni ATP-binding cassette (CaABC) is an important membrane protein involved in substrate transport across the membrane. In this research, the nucleotide binding domain (NBD) of CaABC gene was amplified by PCR, and the eukaryotic expression vector of pEGFP-C1-CaNBD was reconstructed. Then, the recombinant plasmid of pEGFP-C1-CaNBD was transformed into the mouse intestinal epithelial cells (IECs) to study the iron transportation function of CaABC. The results indicated that NBD region of CaABC gene can significantly elevate the transport efficiency of $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, and $HCO_3{^-}$ in IECs (P<0.05). The significance of this study is to find the ATPase inhibitors for NBD region of CaABC gene and to inhibit ATP binding and nutrient transport of CaABC transporter. Thus, C. andersoni will be killed by inhibition of nutrient uptake. This will open up a new way for treatment of cryptosporidiosis.
Kim, Songwon;Lee, Sang Soo;Park, Jun Gyou;Kim, Ji Won;Ju, Seulgi;Choi, Seung Hun;Kim, Subin;Kim, Na Jin;Hong, Semi;Kang, Jin Young;Jin, Mi Sun
Molecules and Cells
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v.45
no.8
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pp.575-587
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2022
Human ABCB6 is an ATP-binding cassette transporter that regulates heme biosynthesis by translocating various porphyrins from the cytoplasm into the mitochondria. Here we report the cryo-electron microscopy (cryo-EM) structures of human ABCB6 with its substrates, coproporphyrin III (CPIII) and hemin, at 3.5 and 3.7 Å resolution, respectively. Metal-free porphyrin CPIII binds to ABCB6 within the central cavity, where its propionic acids form hydrogen bonds with the highly conserved Y550. The resulting structure has an overall fold similar to the inward-facing apo structure, but the two nucleotide-binding domains (NBDs) are slightly closer to each other. In contrast, when ABCB6 binds a metal-centered porphyrin hemin in complex with two glutathione molecules (1 hemin: 2 glutathione), the two NBDs end up much closer together, aligning them to bind and hydrolyze ATP more efficiently. In our structures, a glycine-rich and highly flexible "bulge" loop on TM helix 7 undergoes significant conformational changes associated with substrate binding. Our findings suggest that ABCB6 utilizes at least two distinct mechanisms to fine-tune substrate specificity and transport efficiency.
Transporters are membrane proteins that mediate the transfer of substrate across the cellular membrane. In this overview, the characteristics and the toxicological relevance were discussed for various types of transporters. For drug transporters, the overview focused on ATP-binding cassette transporters and solute carrier family 21A/22A member transporters. Except for OCTN transporters and OATP transporters, drug transporters tend to have broad substrate specificity, suggesting drug-drug interaction at the level of transport processes (e.g., interaction between methotrexate and non-steroidal anti-inflammatory agents) is likely. For metal transporters, transporters for zinc, copper and multiple metals were discussed in this overview. These metal transporters have comparatively narrow substrate specificity, except for multiple metal transporters, suggesting that inter-substrate interaction at the level of transport is less likely. In contrast, the expressions of the transporters are often regulated by their substrates, suggesting cellular adaptation mechanism exists for these transporters. The drug-drug interactions in drug transporters and the cellular adaptation mechanisms for metal transporters are likely to lead to alterations in pharmacokinetics and cellular metal homeostasis, which may be linked to the development of toxicity. Therefore, the transporter-mediated alterations may have toxicological relevance.
In order to confirm the biological function of ORF10 in cephabacin biosynthesis gene cluster of Lysobacter lactamgenus as an ATP-binding-cassette (ABC) transporter, the gene for ORF10 was amplified and subcloned into pET-28a(+) expression vector. After gene induction with 0.5 mM IPTG at 30~! and further cultivation at $30^~$ !. for 8 hr, a lot of the recombinant ORF10 protein was produced as soluble form in cytoplasmic fraction as well as a membrane protein in the membrane fraction as likely as other ABC transporters. (omitted)
Conventional cancer chemotherapy is seriously limited by tumor cells exhibiting multidrug resistance (MDR), which is caused by changes in the levels or activity of membrane transporters that mediate energy-dependent drug efflux and of proteins that affect drug metabolism and/or drug action. Cancer scientists and oncologists have worked together for some time to understand anticancer drug resistance and develop pharmacological strategies to overcome such resistance. Much focus has been on the reversal of the MDR phenotype by inhibition of ATP-binding cassette (ABC) drug transporters. ABC transporters are a family of transporter proteins that mediate drug resistance and low drug bioavailability by pumping various drugs out of cells at the expense of ATP hydrolysis. Many inhibitors of MDR transporters have been identified, and though some are currently undergoing clinical trials, none are in clinical use. Herein, we briefly review the status of MDR in human cancer, explore the pathways of MDR in chemotherapy, and outline recent advances in the design and development of MDR modulators.
The well-characterized gram-positive bacterium Bacillus subtilis is an outstanding industrial candidate for protein expression owing to its single membrane and high capacity of secretion, simplifying the downstream processing of secretory proteins. During the last few years, there has been continuous progress in the illustration of secretion mechanisms and application of this robust host in various fields of life science, such as enzyme production, feed additives, and food and pharmaceutical industries. Here, we review the developments of Bacillus subtilis as a highly promising expression system illuminating strong chemical- and temperatureinducible and other types of promoters, strategies for ribosome-binding-site utilization, and the novel approach of signal peptide selection. Furthermore, we outline the main steps of the Sec pathway and the relevant elements as well as their interactions. In addition, we introduce the latest discoveries of Tat-related complex structures and functions and the countless applications of this full-folded protein secretion pathway. This review also lists some of the current understandings of ATP-binding cassette transporters. According to the extensive knowledge on the genetic modification strategies and molecular biology of Bacillus subtilis, we propose some suggestions and strategies for improving the yield of intended productions. We expect this to promote striking future developments in the optimization and application of this bacterium.
Recent studies have indicated a link between levels of cyclooxygenase-2 (COX-2) and development of the multidrug resistance (MDR) phenotype. The ATP-binding cassette sub-family G member 2 (ABCG2) is a major MDR-related transporter protein that is frequently overexpressed in cancer patients. In this study, we aimed to evaluate any positive correlation between COX-2 and ABCG2 gene expression using the COX-2 inducer 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA) in human breast cancer cell lines. ABCG2 mRNA and protein expression was studied using real-time RT-PCR and flow cytometry, respectively. A significant increase of COX-2 mRNA expression (up to 11-fold by 4 h) was induced by TPA in MDA-MB-231 cells, this induction effect being lower in MCF-7 cells. TPA caused a considerable increase up to 9-fold in ABCG2 mRNA expression in parental MCF-7 cells, while it caused a small enhancement in ABCG2 expression up to 67 % by 4 h followed by a time-dependent decrease in ABCG2 mRNA expression in MDA-MB-231 cells. TPA treatment resulted in a slight increase of ABCG2 protein expression in MCF-7 cells, while a time-dependent decrease in ABCG2 protein expression was occurred in MDA-MB-231 cells. In conclusion, based on the observed effects of TPA in MDA-Mb-231 cells, it is proposed that TPA up-regulates ABCG2 expression in the drug sensitive MCF-7 breast cancer cell line through COX-2 unrelated pathways.
Proceedings of the Korean Society of Plant Pathology Conference
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2003.10a
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pp.21-22
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2003
Fungicide treatment is the most important method for the control of plant diseases caused by phytopathogenic fungi. But fungicide resistant strains have appeared in many phytopathogenic fungi. Until now, molecular mechanisms of fungicide resistance such as mutation of target protein, overproduction of target enzyme and detoxification of fungicide have been designated. Recently, it was demonstrated that active efflux of fungicides mediated by ATP-binding cassette (ABC) transporters also contributes to fungicide resistance in several filamentous fungi, such as Aspergillus nidulans, Penicillium digitatum and Botrytis cinerea.(중략)
The ATP-binding cassette (ABC) transporter superfamily represents the largest transmembrane protein that transports a variety of substrates across extra- and intra-cellular membranes. In insects, the ABC transporter proteins play crucial roles in insecticide resistance. To date, no studies have investigated the involvement of ABC transporter gene for cross-resistance to insecticide chemistries. Here, we studied such possible mechanisms against six conventional insecticides using transgenic Drosophila melanogaster strains carrying Mdr49 transcript variant A. For the 91-R and 91-C strains of Drosophila melanogaster, although they have a common origin, 91-R has been intensely selected with DDT for over 60 years, while 91-C has received no insecticide selection. Our transgenic analyses showed that overexpression of 91-R-MDR49 transcript variant A along with three amino acid variations can yield a relatively low degree of cross-resistance to carbofuran (2.0~6.7-fold) and permethrin (2.5~10.5-fold) but did not show cross-resistance to abamectin, imidacloprid, methoxychlor, and prothiofos as compared to the Gal4-driver control strain without transgene expression. These results indicate that the overexpression of Mdr49A in itself leads to a cross-resistance and three amino acid changes have additional effects on positive cross-resistance to carbofuran and permethrin.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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