• BMB Reports
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• 제46권5호
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• pp.282-287
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• 2013

Cecropin A and papiliocin are novel 37-residue cecropin-like antimicrobial peptides isolated from insect. We have confirmed that papiliocin possess high bacterial cell selectivity and has an ${\alpha}$-helical structure from $Lys^3$ to $Lys^{21}$ and from $Ala^{25}$ to $Val^{35}$, linked by a hinge region. In this study, we demonstrated that both peptides showed high antimicrobial activities against multi-drug resistant Gram negative bacteria as well as fungi. Interactions between these cecropin-like peptides and phospholipid membrane were studied using CD, dye leakage experiments, and NMR experiments, showing that both peptides have strong permeabilizing activities against bacterial cell membranes and fungal membranes as well as $Trp^2$ and $Phe^5$ at the N-terminal helix play an important role in attracting cecropin-like peptides to the negatively charged bacterial cell membrane. Cecropin-like peptides can be potent peptide antibiotics against multi-drug resistant Gram negative bacteria and fungi.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제17권1호
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• pp.131-135
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• 2008

A cDNA encoding a defensin-like peptide (Protaetiamycine) from the larvae of a beetle, Protaetia brevitarsis was cloned. The DNAs encoded the deduced propeptide of 79 amino acid residues with the predicted molecular weight of 8.4 kDa and PI of 8.24. Overall amino acid sequence of this protein has 39% similarity to that of Rhodnius prolixus defensin, 43% similarity to that of Acalolepta luxuriosa defensin, and 72% similarity to that of Oryctes rhinoceros defensin, suggesting that this gene is an insect defensin. In an attempt to apply the anti-bacterial peptide to the development of therapeutic agents, a 12-mer peptide amidated at its C-terminus, ACAAHCLAIGRG-$NH_2$ (Ala55-Lys66-$NH_2$, 12Pbn) was synthesized. This peptide showed some antifungal activity against Candida albicans. To increase antifungal activity, six 9-mer peptides were synthesized by modifying amino acid sequences of 12Pbn fragment. Among these peptides, 9Pbm3-9Pbm6 exhibited strong activity compared with Cecropin B and mellitin.

• BMB Reports
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• 제42권8호
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• pp.506-510
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• 2009

The Toll signalling pathway in invertebrates is responsible for defense against Gram-positive bacteria and fungi, leading to the expression of antimicrobial peptides via NF-$\kappa$B-like transcription factors. Gram-negative binding protein 3 (GNBP3) detects beta-1,3-glucan, a fungal cell wall component, and activates a three step serine protease cascade for activation of the Toll signalling pathway. Here, we showed that the recombinant N-terminal domain of Tenebrio molitor GNBP3 bound to beta-1,3-glucan, but did not activate down-stream serine protease cascade in vitro. Reversely, the N-terminal domain blocked GNBP3-mediated serine protease cascade activation in vitro and also inhibited beta-1,3-glucan-mediated antimicrobial peptide induction in Tenebrio molitor larvae. These results suggest that the N-terminal GNBP homology domain of GNBP3 functions as a beta-1,3-glucan binding domain and the C-terminal domain of GNBP3 may be required for the recruitment of immediate down-stream serine protease zymogen during Toll signalling pathway activation.

• 생명과학회지
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• 제32권1호
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• pp.23-28
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• 2022

곤충에서 유래한 항균펩타이드 CopA3는 다양한 세포사멸 과정을 차단한다고 알려져 있다. 세균 톡신에 의한 상피세포 세포사멸이나 6-hydroxy dopamine이 야기하는 신경세포 세포사멸 모두를 차단한다. 연구자 등은 최근에 CopA3가 카스파제에 직접 결합하여 그들의 활성형-절단과정을 차단한다고 보고하였다. 하지만 강력한 CopA3의 항세포사멸 효능을 설명하기 위해서는 추가적인 규명이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 세포사멸경로의 핵심억제인자인 survivin 발현에 미치는 CopA3의 영향을 확인하였다. 인간 대장상피세포(HT29)에 CopA3를 처리한 뒤 survivin 발현을 추적한 결과, survivin 단백질 양이 유의하게 증가함을 확인하였다. RT-PCR을 통해서 CopA3가 survivin 유전자의 전사를 증가시킴을 확인하였다. 그리고 CopA3 자극이 Sp1 발현을 증가시키는 사실과, Sp1 억제 물질인 tolfenamic acid 처리가 CopA3에 의한 survivin 증가를 차단한다는 결과들을 바탕으로 우리는 CopA3가 Sp1을 통해 survivin 발현을 유도한다는 최종 결론을 도출하였다. 한편 본 연구를 통해서 CopA3의 강력한 항세포사멸 효능을 설명할 수 있는 분자기작을 새롭게 제시하였다고 사려된다.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1218-1226
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• 2019

흰점박이꽃무지는 약용으로서 매우 유용하고 중요한 곤충종이다. 선행연구를 통해 전사체 분석결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 실시하여 전사체유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하여 항균활성 및 용혈활성을 확인하였다. 그 결과 선발된 항균 펩타이드들은 박테리아와 칸디다 진균에 강한 항균활성을 나타낸 반면 적혈구에 대한 용혈활성은 전혀 없었다. 선발한 펩타이드들 중 프로테티아마이신 2로 명명한 양이온 항균 펩타이드를 이용하여 항균활성뿐만 아니라 마우스의 대식세포 Raw264.7 세포주를 이용하여 프로테티아마이신 2의 항염증활성을 확인하였다. 그 결과 프로테티아마이신 2는 LPS로 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 또한 프로테티아마이신 2가 산화질소 합성효소(iNOS), 고리형 산소화 효소-2(COX-2)의 발현을 감소시킨다는 것을 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 웨스턴 블랏(western blot)을 통해 확인하였다. 더욱이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인($TNF-{\alpha}$, IL-6, $IL-1{\beta}$)의 발현이 MAPKs와 $NF-{\kappa}B$ 신호전달과정을 통해 약화되어짐을 알 수 있었다. 게다가 프로테티아마이신 2가 LPS와 상호작용을 통해 결합한다는 것을 확인하였다. 종합하여 보면 프로테티아마이신 2는 항균활성과 함께 LPS로 유도된 Raw264.7 세포에서 항염증활성도 가지고 있음을 나타내었다.

• 생명과학회지
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• 제30권12호
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• pp.1078-1084
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• 2020

흰점박이꽃무지는 딱정벌레목 풍뎅이과에 속하는 곤충이며, 현재 국내에서는 식용곤충 자원으로써 단백질 공급원일 뿐만 아니라 간보호 효과와 혈행개선 등에 유용한 생리활성 물질을 다량 함유하고 있는 것으로 보고되고 있다. 항균 펩타이드(antimicrobial peptide, AMP)는 미생물에서부터 포유동물에 이르기까지 다양한 종에서 발견되며 생명체의 선천성 면역체계에서 중요한 역할을 한다. 또한 AMPs는 광범위하게 항균활성을 나타내며 면역, 거부 반응, 내성 등의 문제없이 자연적으로 생성된 자연항생제로 알려져 있다. 활성화된 미세아교세포는 tumor necrosis factor-α (TNF-α), nitric oxide (NO) 및 reactive oxygen species (ROS) 등의 염증매개물질들을 다량 분비하는데 이러한 염증매개물질들은 신경세포사멸의 주원인으로 작용하게 된다. 그러므로 본 연구에서는 미세아교세포를 이용하여 흰점박이꽃무지 유래 항균 펩타이드 Protaetiamycine 6의 신경염증 억제 효과를 조사하였다. 그 결과, Protaetiamycine 6는 LPS에 의해서 증가한 NO 생성을 현저히 억제하였고, iNOS와 COX-2 발현량을 감소시켰으며 LPS에 의해 분비되는 염증성 cytokine의 생성량도 농도의존적으로 감소시켰다. 이러한 결과로 보아 Protaetiamycine 6는 신경염증 및 퇴행성 신경질환의 예방 및 치료 기능성 소재 개발에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제11권5호
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• pp.442-448
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• 2006

Human lactoferrin (hLf) is an iron-binding glycoprotein that has been considered to play many biological roles in the human, including the stimulation of the immune system, antimicrobial and anti-inflammatory effects, and regulation of iron absorption. We generated transgenic Siberian ginseng (Acanthopanax senticosus) cell cultures producing a functional hLf protein using the signal peptide sequence from the endoplasmic reticulum and driven by an oxidative stress-inducible SWPA2 promoter which is highly expressed in plant cell cultures. The production of hLf increased proportionally to cell growth and showed a maximal level (up to 3.6% of total soluble protein) at the stationary phase in suspension cultures. Full-length hLf protein was identified by immunoblot analysis in transgenic cell cultures of Siberian ginseng. Recombinant hLf (rhLf) was purified from suspension cells of Siberian ginseng by ammonium sulfate precipitation, cation-exchange and gel filtration chromatography. N-terminal sequences of rhLf were identical to native hLf (nhLf). The overall monosaccharide composition of rhLf showed the presence of plant specific xylose while sialic acid is absent. Antibacterial activity of purified rhLf was higher than that of nhLf. Taken together, we anticipate that medicinal Siberian ginseng cultured cells, as demonstrated by this study, will be a biotechnologically useful source for commercial production of functional hLf not requiring further purification.