• 생명과학회지
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• 제28권3호
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• pp.369-375
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• 2018

Mycoplasma genitalium은 367개의 보존적 유전자를 가지고 있으며 단독배양이 가능한 원핵생물 중 게놈크기가 최소이다. 본 연구에서는 M. genitalium과 M. genitalium보다 보존적 유전자 수가 적은 14개 원핵생물 즉 세포외 공생을 하는 초고온성 고세균 Nanoarchaeum equitans, 식물 세포 내부 기생성 진정세균 혹은 곤충 세포 내부 공생성 진정세균 13종 등의 원핵생물에 보존적인 대사경로를 검토하였다. 이들은 11~71개의 대사경로를 가졌지만 완전한 대사경로는 1~24개였다. 전체 대사경로에 필요한 효소의 45.8%가 결핍되어 대사경로 구멍(metabolic pathway hole)이 매우 많아, 숙주의 효소와 함께 공유대사경로(shared metabolic pathway)를 나타내거나 필수물질의 상당 부분이 숙주에 의존적일 것으로 사료되었다. 세포막을 통한 물질이동에 필요한 유전자의 개수도 아주 적어 단순확산 내지 숙주의 단백질이 이들의 세포막에서 물질이동의 기능을 할 것으로 사료되었다. tRNA charging 경로만이 15개의 분석 대상 원핵생물 모두에 분포하였지만, 분석 대상 원핵생물들은 각각 5~20개의 tRNA charging 유전자를 보유하였다. 본 연구 결과는 배양 불가능한 식물 세포 내 기생성 그리고 곤충 세포 내 공생성 원핵생물들의 대사경로 이해에 대한 단서와 함께 농작물 피해 방지와 해충구제, 의약품 개발 등에 사용할 기초자료를 제공할 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제32권3호
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• pp.249-255
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• 2022

대사는 생존과 번식에 필수적이다. 2020년에 업그레이드된 COG (cluster of orthologous proteins) 데이터베이스에는 "pathways" 항목이 있다. 본 연구에서는 COG pathways를 이용하여 1,309개의 원핵생물의 대사 경로를 분석하였다. 63개의 대사경로와 관련된 822개의 COG가 있었고, 각 분류단위의 대사관련 COG의 평균은 200.50개(phylum Mollicutes)에서 527.07개(phylum Cyanobacteria)의 사이였다. MPCR을 대사경로구성율(하나의 게놈에 존재하는 COG 수 / 각 대사 경로를 구성하는 COG의 총 수)로 정의하였다. MPCR이 100%인 대사경로의 수는 원핵생물에 따라 0에서 26의 범위였다. 다수의 원핵생물에서 100% MPCR인 대사경로는 세포벽 합성과 관련된 murein biosynthesis (922종), glycine cleavage (918종), ribosome 30S subunits (903종) 등이었다. MPCR이 0%인 대사경로(종의 수)는 photosystem I (1,263종), A/V (archaea/vacuolar)-type ATP synthase (1,028종) 및 Na⁺-translocation NADH dehydrogenase (976종) 등이었다. 원핵생물에 따라 3~49개의 대사경로를 전혀 수행할 수 없었다. MPCR의 보존성이 높은 대사경로의 순서는 ribosome 30S subunit (1,309종의 96.1%), murein biosynthesis (86.8%), arginine biosynthesis (80.4%), serine biosynthesis (80.3%) 및 aminoacyl-tRNA synthetases (82.2%) 등이었다. 단백질과 세포벽 합성이 원핵생물에서 중요한 대사경로인 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과와 원핵생물 사이의 대사경로와 관련된 COG는 항생제 및 인공세포의 개발 등에 활용될 수 있을 것이다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제17권1호
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• pp.83-94
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• 1992

This study was executed to measure the biosynthesis of arachidonic acid metabolic products in chronic periapical lesions, to compare the products among periapical granuloma, periapical cyst and chronic periapical abscess, and to understand the pathogensis of chronic periapical lesions. Tissues from 33 chronic periapical lesions of human teeth were enucleated during endodontic surgery. large part of each tissue was contained in liquid nitrogen immediately and the other was examined histologically. In histologically diagnosed 8 cases of periapical granuloma, 9 cases of periapical cyst and 8 cases of chronic periapical abscess. the tissues were homogenatecl and incubated with $_{14}C$-arachidonic acid. Lipid solvent extracts were separated by thin layer chromatography to be analyzed by autoradiography and TLC analyzer. 1. $TXB_2$, 6-keto-$PGF_1{\alpha}$ and $PGE_2$, $LTB_4$, HETEs, and unidentified product which are metabolic products of arachidonic acid were measured in the tissues of chronic peripaical lesions. 2. In all of periapical granuloma, cyst and abscess, the conversion rate of HETEs among all products was the highest(P<0.05), and the percentage of HETEs in total converted products was also the highest(P<0.05). 3. The concentration of each arachidonic acid product was higher in chronic periapical absecss than in periapical granuloma and cyst(P<0.05). The concentration of $TXB_2$ and HETEs in periapical cyst were hight than in periapical granuloma. 4. The relative amounts of total products from lipoxygenase pathway to those from cyclo-oxygenase pathway were about 7 fold in chronic periapical lesions. There was no difference among periapical granuloma, cyst and abscess(P<0.05). The total amount of products from each pathway were higher in chronic periapical abscess than in periapical cyst and granuloma.

• 생명과학회지
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• 제29권1호
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• pp.123-128
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• 2019

원핵생물 분류의 기본단위인 종(species)의 동정에 16S rDNA가 사용되지만 한계가 있고 원핵생물의 속(genus)에 대한 연구가 많지 않다. 본 연구에서는 보존 유전자를 확보한 COG database와 대사경로를 확보한 MetaCyc database에 공통적인 원핵생물 중 속이 같고 종이 다른 13개 속 28개의 원핵생물을 대상으로 속 수준에서 연구하였다. 전체 유전자에서 core-genome인 속 보존 유전자의 비율은 최저 27.62%(Nostoc 속)에서 71.76%(Spiribacter 속)의 범위로 평균 46.72%였다. 각 원핵생물에서 core-genome의 비율이 낮으면 특이한 생명현상을 보이거나 서식지가 다양할 수 있을 것이다. 속 수준의 공통 대사경로의 비율은 최저 58.79%(Clostridium 속)에서 최대 96.31%(Mycoplasma 속), 평균 75.86%로 core-genome의 비율보다 높았다. 비교대상을 확장하면 속 특이 보존 유전자와 대사경로는 확인할 수 없었다. 보존 유전자와 대사경로 보유 계통수에서는 대체로 같은 속의 구성원들이 가장 인접하였으며, Bacillus속과 Clostridium 속이 그룹을 형성하였고, 고세균끼리 그룹을 형성하였다. 보존 유전자 보유계통수에서는 Acidobacteria, Cyanobacteria, Proteobacteria 문(phylum)의 Granulicella, Nostoc, Bradyrhizobium의 3개 속이 하나의 그룹을 형성하였다. 본 연구 결과는 (i) 각 계통 단계에서 보존유전자와 대사경로의 확인, (ii) 수평적 유전자 전달 또는 부위 지정 돌연변이를 통한 균주의 개선 등의 분야에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제27권5호
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• pp.543-551
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• 2002

Nitric oxide (NO) is a small molecule (mol. wt. 30 Da) and oxidative free radical. It is uncharged and can therefore diffuse freely within and between cells across membrane. Such characteristics make it a biologically important messenger in physiologic processes such as neurotransmission and the control of vascular tone. NO is also highly toxic and is known to acts as a mediator of cytotoxicity during host defense. NO is synthesized by nitric oxide synthase (NOS) through L-arginine/nitric oxide pathway which is a dioxygenation process. NO synthesis involves several participants, three co-substrates, five electrons, five co-factors and two prosthetic groups. Under normal condition, low levels of NO are synthesized by type I and III NOS for a short period of time and mediates many physiologic processes. Under condition of oxidant stress, high levels of NO are synthesized by type II NOS and inhibits a variety of metabolic processes and can also cause direct damage to DNA. Such interaction result in cytostasis, energy depletion and ultimately cell death. NO has the potential to interact with a variety of intercellular targets producing diverse array of metabolic effects. It is known that NO is involved in hemodynamic regulation, neurogenic inflammation, re-innervation, management of dentin hypersensitivity on teeth. Under basal condition of pulpal blood flow, NO provides constant vasodilator tone acting against sympathetic vasoconstriction. Substance P, a well known vasodilator, was reported to be mediated partly by NO, while calcitonin-gene related peptide has provided no evidence of its relation with NO. This review describes the roles of NO in dental pulp in addition to the known general roles of it.