• 생명과학회지
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• 제15권6호
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• pp.994-1004
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• 2005

Dihydrofolate reductase (dhfr) promoter에는 전사 인자 Spl과 E2F가 결합하는 cis-acting 배열을 가지고 있다. dhfr 유전자의 전사는 세포 주기 Gl/S기 동안 최대의 발현을 나타낸다. 또한 Spl 전사 인자는 dhfr 유전자 발현의 활성화 및 불활성화를 조절하는 다양한 역할에 대한 연구가보고 되고 있으며, 최근 Spl-Rb과 E2F4-pl30 복합체가 CHOC400 세포에서 dhfr 유전자 발현에 안정한 형태를 형성하여 dhfr 발현을 억제한다는 연구 결과가 보고되었다. 본 연구에서는 Rb-양성 골육종 세포인 U2OS 및 Rb음성인 자궁경부암 C33A 세포에서 histon deacetylase (HDAC)에 대한 특이적인 저해제인 trichostatn A (TSA)를 처리한 후 세포주기 조절에 중심적 인자들인 dhfr cyclin E 및 cyclin A의 전사활성에 대한 HDACl의 기능을 조사하였다. U2OS 및 C33A 세포에서 TSA를 처리한 후, dhfr, cyclin E, cyclin A에 대한 mRNA 및 단백질 발현을 조사한 결과 U2OS 세포 특이적으로 dhfr cyclin E의 mRNA 발현과 단백질 발현이 크게 증가하였지만, cyclin A의 발현은 감소하였다. U2OS 세포에서 dhfr promoter construct에 대한 전사활성을 검사한 결과, TSA 처리는 dhfr promoter 영역으로부터 E2F 결합부위를 제거시킨 DHFR-Spl-luc를 통하여 dhfr promoter활성이 약 14배 증가되었다, 그러나 dhfr promoter 영역으로부터 Spl 결합부위를 제거시킨 DHFR-E2F-luc 영역을 포함하고 있는 promoter 활성은 TSA 처리에 의해 크게 증가되지 않았다. 본 연구에서 이러한 결과는 HDACI이 Spl을 통하여 dhfr promoter활성을 제어한다는 사실을 입증하였다. 한편 TSA는 U2OS 세포에서 HDAC의 활성을 통해서 세포주기 관련 인자들 가운데서 Gl 후기부터 활성화되는 대표적인 인자들인 dhfr과 cyclin E의 발현을 증가시키지만 G2 기에서 활성화되는 대표적인 인자인 cyclin A의 발현을 억제하는 상반된 기능을 가지고 있다는 사실을 확인하였다.

• 대한수의학회지
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• 제48권3호
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• pp.243-250
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• 2008

A calmodulin-dihydrofolate reductase (DHFR) sandwich fusion protein was generated by insertion of calmodulin into the $\beta$-bulge region of DHFR to observe the effects of structurally constraining the calmodulin structure. The calcium binding properties of the sandwich protein were almost identical to calmodulin. Similar to calmodulin ($10.7 {\mu}M$), the sandwich protein bound four equivalents of calcium, with half saturation ($K_{0.5}$) observed at a [$Ca^{2+}$] of $8{\mu}M$. However, nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) kinase activation property of the sandwich protein was lower than that of calmodulin. The sandwich protein activated NAD kinase, but to only half of the level obtained with calmodulin. The K 0.5 for both calmodulin and the sandwich protein were approximately the same (1-2 nM). Methylation analyses of the sandwich protein show that insertion of calmodulin into DHFR results in a large decrease in methylation. The $V_{max}$ observed with the sandwich protein (95 nmole/min/ml) was only 22% of the value observed with calmodulin (436 nmol/min/ml) in the presence of calcium. Addition of trimethoprim to the reaction significantly inhibited the observed methylation rate. Overall, the data suggest that the insertion of calmodulin into the DHFR structure has little effect on calcium binding by the individual lobes of calmodulin, but may constrain the lobes in a manner that results in altered interaction with the calmodulin-dependent proteins, and severely perturbed the methyltransferase recognition site.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권7호
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• pp.2433-2442
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• 2011

The three dimensional quantitative structure activity relationship (3D QSAR) models were developed using Comparative molecular field analysis (CoMFA), comparative molecular similarity indices analysis (CoMSIA) and docking studies. The fit of Quinazolinone antifolates inside the active site of modeled bovine dihydrofolate reductase (DHFR) was assessed. Both ligand based (LB) and receptor based (RB) QSAR models were generated, these models showed good internal and external statistical reliability that is evident from the $q^2_{loo}$, $r^2_{ncv}$ and $r^2_{pred}$. The identified key features enabled us to design new Quinazolinone analogues as DHFR inhibitors. This study is a building bridge between docking studies of homology modeled bovine DHFR protein as well as ligand and target based 3D QSAR techniques of CoMFA and CoMSIA approaches.

• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제36권3호
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• pp.191-198
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• 1998

톡소포자충의 pyrimethamine (PBM)과 methotrexate (MYX)에 대한 효소활성 및 유전자 발현 의 변화를 살펴본 결과 두 약제를 처리한 경우 모두 약제 농도의 증가에 따라 생존력이 감소하였으며, 계대가 진행에 따라 DHFR 효소활성은 증가하였다. PBM의 경우, 0.01 mM을 사용한 1차 계대시 효소 활성이 33.9%를 나타낸 반면, 10배로 농도를 증가시킨 4차 계대에서는 63.5%로 약 2배 증가하였다. WIBC의 경우에는 1차 계대시 77.4% ($1{\;}{\mu\textrm{m}}$), 4차 계대시 82.2% ($10{\;}{\mu\textrm{m}}$), 7 차 계대시에는 141.3% ($100{\;}{\mu\textrm{m}}$)로 1차 계대와 비교하여 볼 때 효소활성이 약 183% 증가한 것으로 나타났다. 특히 DHFRWIRNA의 양은 4차 계대시에 1차 계대시와 비교하였을때, PBM 농도 증가에 따라 각각 1. 5배 이상씩 증가하였으며, WRC의 경우 역시 rnRNA양의 변화는 관찰되었으나, 그 변화에 따른 유의성은 없었다. 이상의 결과로 PlM에 대한 톡소포자충의 반응은 DHFR 효소환성 증가 및 mRNA 수준 즉, transcriptional love떼서 조절되는 것임을 알 수 있었으며, Mn(에 대한 톡소포자충의 반응은 DHFR 효소활성 증가에 기인하나, PW에 의해 유발되는 반응과는 다른 약제 극복 기전이 존재하는 것으로 추정되었다.

• 약학회지
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• 제46권6호
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• pp.416-425
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• 2002

A comparative study to validate the reliability of a fully automated docking program, FlexiDock, was carried out to predict the binding modes of DHFR-inhibitor complex. The inhibitors were extracted from the crystallographically determined DHFR-NADP$^{+}$(H)-inhibitor ternary complexes of human, Escherichia coli and Candida albicans and then docked back into the remaining DHFR-NADP$^{+}$(H) binary complexes using FlexiDock. The resulting conformations and orientations were compared to the original crystal complex structures for reproducibility. Then, folate, the substrate, and known inhibitors such as methotrexate, piritrexim and trimethoprim were docked into the wild-type human DHFR and their binding modes were compared with X-ray crystallographic or other modeling data. The root mean square deviations (RMSDs) for ligands ranged from 1.14 to 1.57$\AA$, and the protein backbone RMSDs from 0.94 to 1.26$\AA$. FlexiDock reproduced the orientations and binding modes of all seven ligands in good agreement with the crystal structures. It proved to be a reliable and efficient program in studying binding modes of DHFR-inhibitor complexes of different species, and the information obtained from this work may provide additional insight into the design of new agents with improved activity.ity.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제49권2호
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• pp.72-79
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• 2016

Purpose: The initiation of mandatory folic acid fortification using pteroylmonoglutamic acid (PteGlu) has reduced the rate of congenital malformations. However, it also appears to be responsible for several adverse effects, including increased cancer incidence. This may be related to physicho-chemical characteristics of PteGlu. This study examines the potential effect of high concentrations of PteGlu on a population subjected to mandatory folic acid fortification using an in vitro model. Methods: Caco-2 (colorectal cancer) and MCF7 (breast cancer) cell lines were cultured at 6 different PteGlu concentrations (0, 0.1, 1, 50, 250, and $500{\mu}g/ml$) for 6 days. Cell growth was determined using thiazolyl blue tetrazolium bromide assay. The genotype of dihydrofolate reductase 19bp deletion/insertion (DHFR 19-del) was also scored in cell lines using a restriction fragment length polymorphism technique to examine whether genetic variations may factor in cell proliferation. Results: PteGlu exhibited differential growth promoting properties between cell lines. Caco-2 cells did not show a significant growth difference at low concentrations compared to control, however, at higher concentrations, the growth showed a contrasting trend in the early experimental period, while MCF7 showed enhanced cell growth at all concentrations. The DHFR 19-del genotype differed in the two cell lines. Conclusions: Altered response to PteGlu by Caco-2 and MCF7 may reflect a tissue specific disease aetiology or genotype specific differential enzyme activity, for example by DHFR, to critical levels of PteGlu. As folic acid fortification is a blanket intervention, and DHFR and other enzyme activities vary between individuals, PteGlu intake may have an as yet undefined effect on health. These findings may be relevant when considering mandatory folic acid fortification for disease prevention.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제13권7호
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• pp.3461-3464
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• 2012

Methotrexate (MTX) is an important drug for the treatment of childhood acute lymphoblastic leukemia (ALL). However, related toxicity occurs in many organs which may cause interruption of treatment, morbidity, and mortality. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) of dihydrofolate reductase (DHFR) and gamma glutamyl hydrolase (GGH) are known to alter their enzymatic activity and thus affect the metabolism of MTX and influence the effectiveness. Therefore, we hypothesized that genetic variations of DHFR and GGH genes may influence the risk of toxicity after high dose MTX. The study population comprised of 105 children with ALL who were treated according to the modified St Jude Total XV protocol. The patients received 2.5 or $5g/m^2$ of MTX for 5 doses during the consolidation phase. Genotyping of DHFR 829C>T and GGH-401C>T was performed using a polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). The GGH-401CT and TT genotypes were associated with increased risk of leukopenia and thrombocytopenia after high dose MTX (OR 2.97, 95%CI; 1.24-7.13 and OR 4.02, 95%CI; 1.58-10.26). DHFR 829C>T was not associated with toxicity. In conclusion, the GGH-401CT and TT genotypes were found to increase the risk of severe leukopenia and thrombocytopenia after exposure to high dose MTX for childhood ALL therapy.

• 생명과학회지
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• 제20권1호
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• pp.103-112
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• 2010

페메트렉시드(pemetrexed, $alimta^{(R)}$)는 중피종(mesothelioma)과 비소세포폐암 (non-small cell lung cancer)을 비롯한 다양한 암종에서 엽산(folate) 대사과정에 관여하는 대사물질의 활성을 억제하여 항암효능을 나타낸다. 다중표적 항암제 (multitargeted antifolate)인 pemetrexed는 엽산의 세포내 주요 이동통로인 reduced folate carrier(RFC)를 통해 세포 내로 유입된 후 folylpolyglutamate synthetase (FPGS)에 의해 폴리글루타민산염(polyglutamate) 유도체로 활성되고 thymidylate synthase (TS)와 dihydrofolate reductase (DHFR)를 표적하는 것으로 알려져 있다. 조직형이 서로 다른 비소세포폐암 세포주를 선정하여 pemetrexed의 대사과정에 관여하는 유전자들의 단일염기서열 다형성을 조사하고, mRNA와 단백질의 발현 정도를 비교하여 pemetrexed의 세포독성 효과와의 상관성을 분석하였다. 4개의 비소세포폐암 세포주인 A549, PC14, HCC-1588과 H226에서 RFC, FPGS, TS와 DHFR의 유전형을 조사하였다. Pemetrexed의 약물의 감수성을 알아보기 위해 real-time PCR과 Western blot 방법으로 mRNA 발현과 단백질 발현 정도를 비교하였고, SRB 법으로 약물에 대한 세포독성 효과를 측정했다. PC14 세포주와 H226 세포주에서는 약물처리 전 RFC와 FPGS의 mRNA 발현이 높은 것으로 나타났고, $IC_{50}$값이 각각 $0.08{\pm}0.01\;uM$과 $0.07{\pm}0.01\;uM$로 pemetrexed에 대한 감수성이 높은 것을 알 수 있었다. A549 세포주에서 TS의 유전형이 2R/2R일 때 mRNA발현이 증가하고 pemetrexed의 약물 저항성과 관련이 있었다. 반면, TS의 유전형이 3R/3R로 나타난 H226에서는 mRNA 발현이 낮은 것을 알 수 있었지만 pemetrexed의 높은 감수성과 관련이 있었다. 세포주 모두에서 pemetrexed 약물처리 후 DHFR의 mRNA 발현은 약물처리 전보다 낮아지는 경향을 보였지만 단백질 발현은 오히려 증가하는 상반된 결과를 보였다. 또한 DHFR 프로모터에 위치한 -1726C>T, -1188A>C SNP는 서로 연쇄 불평형 상태(linkage disequilibrium, LD)에 있었다. 연구결과에서 pemetrexed의 세포독성 효과는 약물 대사과정에 관여하는 여러 분자들의 유전형과 발현 정도에 의해 결정되는 것을 알 수 있었고, 다양한 분석결과를 토대로 항암효능을 평가하는 것이 필요하다고 생각된다.

• 미생물학회지
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• 제42권1호
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• pp.12-18
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• 2006

2003년부터 2004년까지 정북지역에서 발생한 설사환자로부터 17주, 돼지로부터 18주 등 총 35주의 Salmonella enterica serovar Typhimurium이 분리되었고, 분리된 균주를 대상으로 항균제 내성양상, class I integron 특성 및 pulse-field gel electrophoresis유형(PFGE 유형; pulsotype)이 조사되었다. 35주 모두가 한가지 이상의 항균제에 내성을 나타내었고, 돼지로부터 분리된 대부분의 균주는 ampicillin, chloramphenicol, streptomycin, sulfamethoxazole/trimethoprime, tetracyclin, nalidixic acid에 내성을 나타내었다. 35주를 대상으로 class I, II 및 III integron gene cassette를 검색한 결과, 설사환자로부터 분리된 17주 중 3주가 dhfrX-orfF-aadA2 integron gene cassette을 보유하였고, 돼지로부터 분리된 18주중 11주가 dhfrX-orfF-aadA2 integron gene cassette를, 1주가 aadA2 integron을 보유하였다. 그러나 35주 모두가 class 2 integron gene cassette와 class 3 integron gene cassette는 보유하지 않은 것으로 나타났다. 35주의 PEGE 유형은 5가지로 분류되었으며, 31주가 pulsotype A로 나머지 4주는 pulsotype B, C, D, E형으로 각각 나뉘어졌다. 이러한 결과로 볼 때 경북지역에서 사람과 돼지에서의 S. enterica serovar Typhimurium에 의한 살모넬라중은 몇 종류 유행주의 전파에 의한 것임을 보여줄다. dhfrX-orfF-aadA2 integron gene cassette를 보유한 13주가 pulsotype A, dhfrX-orfF-aadA2 integron gene cassette을 보유한 1주가 pulsotype B, aadA2 integron을 보유한 1주가 pulsotype E, integron을 보유하고 있지 않은 15주가 pulsotype A로 나타났다.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제25권6호
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• pp.807-816
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• 2002

Dihydrofolate reductases (DHFR) of human, Candida albicans and E. coli were docked with their original ligands of X-ray crystal complex using QXP (Quick eXPlore), a docking program. Conditions to reproduce the crystal structures within the root mean square deviation (rmsd) of 2.00 $\AA$ were established. Applying these conditions, binding modes and species-specificities of a novel antibacterial compound, $N^4-(2-acetoxyethoxymethyl)-2-acetylpyridine$ thiosemicarbazone (MTSC), were studied. As the results, the docking program reproduced the crystal structures with average rmsd of six ligands as 0.91 $\AA$ ranging from 0.49 to 1.45 $\AA$. The interactions including the numbers of hydrogen bonds and hydrophobic interactions were the same as the crystal structures and superposition of the crystal and docked structures almost coincided with each other. For AATSC, the results demonstrated that it could bind to either the substrate or coenzyme sites of DHFR in all three species with different degrees of affinity. It confirms the experimentally determined kinetic behavior of uncompetitive inhibition against either the inhibitor or the coenzyme. The docked MTSC overlapped well with the original ligands and major interactions were consistent with the ones in the crystal complexes. The information generated from this work should be useful for future development of antibacterial and antifungal agents.