• Molecules and Cells
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• 제21권1호
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• pp.161-165
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• 2006

Dichlorodihydrofluorescein ($DCFH_2$) is a widely used probe for intracellular $H_2O_2$. However, $H_2O_2$ can oxidize $DCFH_2$ only in the presence of a catalyst, whose identity in cells has not been clearly defined. We compared the peroxidase activity of Cu,Zn-superoxide dismutase (CuZnSOD), cytochrome c, horseradish peroxidase (HRP), $Cu^{2+}$, and $Fe^{3+}$ under various conditions to identify an intracellular catalyst. Enormous increase by bicarbonate in the rate of $DCFH_2$ oxidation distinguished CuZnSOD from cytochrome c and HRP. Cyanide inhibited the reaction catalyzed by CuZnSOD but accelerated that by $Cu^{2+}$ and $Fe^{3+}$. Oxidation of $DCFH_2$ by $H_2O_2$ in the presence of a cell lysate was also enhanced by bicarbonate and inhibited by cyanide. Confocal microscopy of $H_2O_2$-treated cells showed enhanced DCF fluorescence in the presence of bicarbonate and attenuated fluorescence for the cells pre-incubated with KCN. Moreover, DCF fluorescence was intensified in CuZnSOD-transfected HaCaT and RAW 264.7 cells. We propose that CuZnSOD is a potential intracellular catalyst for the $H_2O_2$-dependent oxidation of $DCFH_2$.

• BMB Reports
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• 제28권3호
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• pp.249-253
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• 1995

The nonenzymatic glycation of copper, zinc-superoxide dismutase (Cu,Zn-SOD) led to inactivation and fragmentation of the enzyme. The glycated Cu,zn-SOD was isolated by boronate affinity chromatography. The formation of 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OH-dG) in calf thymus DNA and the generation of strand breaks in pBhiescript plasmid DNA by a metal-catalyzed oxidation (MCO) system composed of $Fe^{3+}$, $O_2$, and glutathione (GSH) as an electron donor was enhanced more effectively by the glycated CU,Zn-SOD than by the nonglycated enzyme. The capacity of glycated Cu,Zn-SOD to enhance damage to DNA was inhibited by diethylenetriaminepentaacetic acid (DETAPAC), azide, mannitol, and catalase. These results indicated that incubation of glycated CU,Zn-SOD with GSH-MCO may result in a release of $Cu^{2+}$ from the enzyme. The released $Cu^{2+}$ then likely participated in a Fenton-type reaction to produce hydroxyl radicals, which may cause the enhancement of DNA damage.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제42권4호
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• pp.522-534
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• 1995

연구배경: 내독소에 의한 급성 폐손상의 발병기전에서 산소기가 중요한 역할을 한다는 사실은 잘 알려져 있다. 세포내에는 이러한 산소기에 의한 세포의 손상을 방지하는 정상 방어기전으로 여러 항산화효소가 존재하는데, 이중 SOD는 세포대사과정이나 외부 자극에 의해 생성된 superoxide로부터 세포의 손상을 방지하는 역할을 한다. 세포내 SOD는 주로 이중체의 구조로 세포질에 존재하는 CuZnSOD와 사중체의 구조로 미토콘드리아에 존재하는 MnSOD의 두 종류가 알려져 있으나, 폐포대식세포에서의 SOD mRNA 발현 및 그 조절기전에 대해서는 확실히 규명되어 있지 않다. 본 연구의 목적은 백서의 폐포대식세포에서 내독소 자극에 의한 MnSOD와 CuZnSOD mRNA 발현양상을 관찰하고 내독소 자극시 니타나는 SOD mRNA 발현의 조절기전을 규명하는데 있다. 방법: 백서의 기관지폐포세척액에서 얻은 세포를 plastic plate에 부착시켜 폐포대식세포를 분리한 후 내독소를 자극하여 내독소 용량($0.01{\mu}g/ml{\sim}10{\mu}g/ml$)과 자극시간(0, 2, 4, 8, 24 hrs)에 따른 MnSOD와 CuZnSOD MnSOD 발현양상을 Northern blot analysis를 시행하여 관찰하였다. 다음 단계로 MsSOD와 CuZnSOD mRNA 발현의 조절기전을 밝히고자 폐포대식세포를 각각 AD($5{\mu}g/ml$) 또는 CHX($5{\mu}g/ml$)로 전처치한 후 내독소로 자극하여 MnSOD와 CuZnSOD mRNA의 발현양상을 관찰하였다. 한편 내독소 투여가 SOD mRNA의 안정성을 변화시키는지 여부를 평가하기 위해 폐포대식세포를 대조군과 투여군으로 나누어 SOD mRNA의 분해속도를 비교하였다. 총 세포내 RNA는 guanidinium thiocyanate/phenol/chloroform법을 이용하여 추출하였고, Northern blot analysis는 $^{32}P$로 표지된 백서의 MnSOD와 CuZnSOD cDNAs를 이용하여 시행하였다. 결과: 백서의 폐포대식세포에서 MnSOD mRNA의 발현은 내독소 투여량의 증가세 따라 증가되었고 내독소를 투여하고 8시간후에 정점을 이루었으나, CuZnSOD mRNA의 발현은 내독소의 용량 및 투여후 반응시간에 따라 변화하지 않았다. 내독소 투여후 MnSOD mRNA의 발현증가는 AD 또는 CHX 각각의 전처치에 의해 모두 억제되었다. MnSOD mRNA의 안정성은 내독소 투여에 의해 변화하지 않았다. 결론: 이상의 결과로 백서의 폐포대식세포는 내독소 자극에 반응하여 SOD를 생성하는 중요세포이고, 내독소에 의한 MnSOD mRNA의 발현은 전사단계에서 조정되며 mRNA의 안정성을 변화시키지 않고 새로운 단백의 합성이 필요한 것으로 사료된다.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제12권3호
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• pp.179-184
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• 2009

Hemibarbus mylodon (Cypriniformes) is an endemic freshwater fish species in the Korean peninsula, for which urgent conservation efforts are needed. To understand their stress responses in relation to metal toxicity and thermal elevation, we performed a real-time RT-PCR-based expression assay of hepatic copper/zinc-superoxide dismutase (Cu/Zn-SOD), a key antioxidant enzyme, in response to experimental heavy metal exposure or heat treatment. The transcription of hepatic Cu/Zn-SOD was differentially modulated by acute exposure to Cu, cadmium (Cd), or Zn. Exposure to each metal at $5{\mu}M$ for 24 h revealed that Cu stimulated the mRNA expression of Cu/Zn-SOD to a greater extent than the other two heavy metals. The elevation in Cu/Zn-SOD transcripts in response to Cu exposure was dose-dependent (0.5 to $5{\mu}M$). Time course analysis of Cu/Zn-SOD expression in response to Cd exposure ($5{\mu}M$) revealed a transient pattern up to day 7. Exposure to thermal stress (an increase from 22 to $30^{\circ}C$ at a rate of $1^{\circ}C/h$ followed by $30^{\circ}C$ for 18 h) did not significantly alter SOD transcription, although heat shock protein 90 kDa (HSP90) transcription was positively correlated with an increase in temperature.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제30권3호
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• pp.257-264
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• 2007

Over-expression of a copper/zinc superoxide dismutase (Cu/ZnSOD) resulted in substantially increased tolerance to cadmium exposure in Arabidopsis thaliana. Lower lipid peroxidation and $H_2O_2$ accumulation and the higher activities of $H_2O_2$ scavenging enzymes, including catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) in transformants (CuZnSOD-tr) compared to untransformed controls (wt) indicated that oxidative stress was the key factor in cadmium tolerance. Although progressive reductions in the dark-adapted photochemical efficiency (Fv/Fm) and quantum efficiency yield were observed with increasing cadmium levels, the chlorophyll fluorescence parameters were less marked in CuZnSOD-tr than in wi. These observations indicate that oxidative stress in the photosynthetic apparatus is a principal cause of Cd-induced phytotoxicity, and that Cu/ZnSOD plays a critical role in protection against Cd-induced oxidative stress.

• 미생물학회지
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• 제32권2호
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• pp.139-146
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• 1994

Photobacterium leiognathi CuZuSOD(PSOD)의 부세포성 분포에 따른 방어효과가 paraquat, 열 쇼크, 과산화수소 그리고 $CuSO_4$의 처리시 각각 조사되었다. 서로 달리 periplasm내에 분포하는 PSOD와 세포질에 분포하는 PSOD 사이의 생리적 특성은 본 연구에서는 조건에 따란 차이를 보였다. Paraquat나 $H_2O_2$ 처리시에는 periplasm에 SOD를 발현하는 세포에서 세포질내에 SOD를 분포하는 경우보다 약간 방호효과가 나았으며 SOD 발현 정도는 이와 일관되게 아주 중요한 변화를 보였다. 그러나 열 쇼크와 $CuSO_4$의 처리시는 각각 이런 현상이 역으로 나타났다.

• 한국작물학회지
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• 제40권4호
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• pp.504-511
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• 1995

SOD(superoxide dismutase)는 유해 활성산소에 의한 생리적 장해를 방지하는 방어기작의 한 구성요소이다. 들깨잎 SOD의 특성을 알아보기 위한 NBT(nitro blue tetrazolium) 환원법 을 이용하여 들깨와 자소잎의 SOD동위효소의 종류와 활성 및 이들의 항산화 활성을 Fe$^{2+}$/ascorbate, Fe$^{3+}$ -ADP/NADPH첨가제를 처리하여 조사하였다. 들깨잎에는 품종에 따라 3~4개의 주요 SOD동위효소가 있었다. SOD는 함유하고 있는 금속조효소에 따라 3종류로 분류되는데, 들깨잎에는 두개의 Cu/ZnSOD와 두개의 FeSOD을 함유하고 있었으나, 자소잎은 단지 Cu/ZnSOD만을 함유하고 있었다. Cu/ZnSOD는 들깨 품종에 따른 차이가 없었으나, FeSOD는 분자량이 다른 두개의 FeSOD동위효소의 존재 양상이 품종에 따라 차이를 나타내었으며, SOD활성 및 항산화 활성도 품종에 따라 비교적 큰 차이를 보였다. 비효소적인 Fe$^{2+}$/ascorbate첨가 및 Fe$^{3+}$ -ADP/NADPH첨가에 의해 유도된 지질 과산화의 억제에 미치는 영향을 조사한 결과 공시재료중 밀양 2호가 가장 강한 항산화 활성을 가지고 있는 것으로 확인되었다. 자소 잎의 경우는 SOD활성과 유사하게 항산화 활성 정도 가장 낮아서 들깨잎과는 뚜렷 이 구별되었다.

• 한국약용작물학회지
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• 제6권4호
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• pp.311-322
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• 1998

60종(種)의 자생 약용식물과 식용작물을 대상으로 항산화활성의 생리활성을 조사함으로써 약용식물과 식용작물의 유용성 측면의 확인뿐만 아니라 새로운 생리활성물질 탐색의 가능성을 검토하기 위해서 실시한 실험 결과는 다음과 같다. 자생 약용식물 및 식용작물에 대한 50% EtOH 추출물을 이용하여 TBA법. DPPH법에 의하여 1차 활성검정 결과 처리방법에 따라 활성값에 차이가 있으나 TBA법에서는 검정콩의 추출액이 87.3%, DPPH법에서는 까마중 추출액이 80.6%로서 가장 높은 활성을 보였고 두가지 방법에서 동시에 활성이 높은 것은 검정콩을 비롯하여 10종 이었다. SOD활성정도도 검정식물에 따라 큰 차이가 있으나 검정콩이 53.5%로서 가장 높은 SOD활성을 나타내었으며 SOD종류는 Cu/ZnSOD, FeSOD을 포함하는 것으로 나타났다. Cu/ZnSOD만을 함유하고 있는 잔대는 SOD활성 정도가 10.37%로서 실험 대상식물 중 가장 낮은 활성을 보였다.

• 대한화학회지
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• 제38권1호
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• pp.74-79
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• 1994

Cu, Zn-SOD 억제제인 diethyldithiocarbamate(DDC)가 paraquat(PQ)에 의한 세포독성에 미치는 영향을 배양한 백서 섬유아세포에 DDC(30 mM)를 전처치하여 PQ를 100${\mu}M$이 되게 첨가해 배양하여 생존한 세포를 Carmichael 등의 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide(MTT)법에 의해 측정한 결과 DDC 전처치 대조군과 DDC 전처치 PQ 첨가군 사이에 유의한 세포생존율의 차이는 없었다. Catalase 억제제인 3-amino-1,2,4-triazol(AT)를 전처치하여 PQ를 100${\mu}$M을 첨가하고 배양한 섬유아세포의 생존율을 MTT법에 의해 측정한 결과 AT 전처치 PQ 첨가군에서 유의한 세포생존율의 감소를 나타냈다. 섬유아세포를 PQ(200${\mu}$M)로 처치한 후 Cu, Zn-SOD를 첨가하여 생존한 세포수를 각각 MTT법에 의해 측정한 결과 Cu, Zn-SOD 첨가로 인한 세포생존율의 유의한 변화는 없었다. PQ 처치군에 catalase 첨가로 PQ처리 대조군에 비하여 생존한 세포수가 유의하게 증가되었다. 이상의 실험결과 일차배양한 백서 섬유아세포를 AT로 전처리하면 PQ독성이 증가되고, catalase 첨가로 독성이 감소되며, DDC전처치나 Cu, Zn-SOD첨가로 PQ에 의한 세포생존에 미치는 영향이 적은 점으로 미루어, PQ 독성은 surperoxide보다 과산화수소농도와 더 밀접한 연관성이 있는 것으로 추정된다.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제39권2호
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• pp.67-73
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• 2019

The genomic structure of the Cu/Zn superoxide dismutase (SOD1) gene from the entomopathogenic fungus, Cordyceps pruinosa was characterized. The SOD1 gene of C. pruinosa spans 947 nucleotides and consisted of four exons encoding for 154 amino acids and three introns. Four exons of the SOD1 gene are composed of 13, 331, 97 and 20 nucleotides respectively. Homology search of amino acid sequences of the SOD1 gene of C. pruinosa with another 13 fungi species showed higher sequence similarity of 69% ~ 95% and had the most highest sequence identity of 95% with Beauveria bassiana and Cordyceps militaris, which can easely infect domesticated Bombyx mori and another wild lepidopteran species in artificial or natual manner of infection. This SOD1 gene sequence showed copper, zinc and beta-barrel fold sites. Homology search showed that the Cu/Zn SOD1 gene from the entomopathogenic fungus, C. pruinosa is an orthologous gene homolog present in different species of organism whose ancestor predates the split between the relating species. In addition, C. pruinosa SOD1 gene is placed together within the ascomycetes group of fungal clade. From these results it is concluded that C. pruinosa SOD1 gene is orthologous gene having the same or very similar functions with a common evolutionary ancestor.