미토콘드리아는 가시광선의 조사에 의해 그 고유한 생화학적 기능에 저해를 받게 되며 그것은 주로 파장 영역 $350{\sim}500nm$의 청색광이 유발하는 광역학적 작용(photodynamic action)의 결과라는 가정을 입증하는 자료를 수집하였다. 미토콘드리아막에 결합되어 있는 전자전달계효소들 중에서 NADH dehydrogenase, succinate dehydrogenase, 및 cytochrome c oxidase의 광저해(photoinhibition)를 조사하였던 바, 모든 효소들이 청색광에 의해 상대적으로 심한 활성상실을 보였다. NADH dehydrogenase의 FMN과 cytochrome c oxidase의 heme group은 산소가 관여하는 photosensitizer(photodynamic sensitizer)임에 반해, succinate dehydrogenase의 FAD는 sensitizer로서의 기능을 보이지 않는 대신 Fe-S center가 산소와 무관한 photosensitizer일 것이라고 해석되었다. heme group에 들어 있는 Fe도 역시 산소와 무관한 광화학반응에 어느 정도 기여하리라고 추정되는 결과도 얻었다. 미토콘드리아 전체로 볼 때 생리적 활성저해에 가장 크게 기여하는 가시광은 산소존재 조건하의 청색광이였고, 그 저해기작에는 active oxygens가 관여되어 있다는 것을 $O_2$의 분석을 통해 확인하였다. 한편 active oxygens의 생성은 미토콘드리아막의 과산화를 초래하였으며, 역시 청색광/$O_2$조건에서 그 정도가 가장 심하였다.
T4 endonuclease V (T4 endo V) [EC 3. 1. 25. 1], found in bacteriophage T4, is responsible for excision repair of damaged DNA. The enzyme possesses two activities: a cyclobutane pyrimidine dimer DNA glycosylase (CPD glycosylase) and an apyrimidic/apurinic endonuclease (AP lyase). T4 denV (414 bp cDNA) encoding T4 en do V (138 amino acid) was synthesized and expressed using either an expression vector, pTriEx-4, in E. coli or a baculovirus AcNPV vector, pBacPAK8, in insect cells. The recombinant His-Tag/T4 endo V (rHis-Tag/T4 endo V) protein expressed from bacteria was purified using one-step affinity chromatography with a HiTrap Chelating HP column and used to make rabbit anti-His-Tag/T4 endo V polyclonal antibody for detection of recombinant T4 endo V (rT4 endo V) expressed in insect cells. In the meantime, the recombinant baculovirus was obtained by cotransfection of BacPAK6 viral DNA and pBP/T4 endo V in Spodoptera frugiperda (Sf21) insect cells, and used to infect Sf21 cells to overexpress T4 endo V protein. The level of rT4 endo V protein expressed in Sf21 cells was optimized by varying the virus titers and time course of infection. The optimal expression condition was set as follows; infection of the cells at a MOI of 10 and harvest at 96 h post-infection. Under these conditions, we estimated the amount of rT4 endo V produced in the baculovirus expression vector system to be 125 mg/l. The rT4 endo V was purified to homogeneity by a rapid procedure, consisting of ion-exchange, affinity, and reversed phase chromatographies, based on FPLC. The rT4 endo V positively reacted to an antiserum made against rHis-Tag/T4 endo V and showed a residual nicking activity against CPD-containing DNA caused by UV. This is the first report to have T4 endo V expressed in an insect system to exclude the toxic effect of a bacterial expression system, retaining enzymatic activity.
Nam, Seung Taek;Seok, Heon;Kim, Dae Hong;Nam, Hyo Jung;Kang, Jin Ku;Eom, Jang Hyun;Lee, Min Bum;Kim, Sung Kuk;Park, Mi Jung;Chang, Jong Soo;Ha, Eun-Mi;Shong, Ko Eun;Hwang, Jae Sam;Kim, Ho
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제22권12호
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pp.1629-1635
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2012
Previously, we demonstrated that the erythropoietin receptor (EpoR) is present on fibroblasts, where it regulates focal contact. Here, we assessed whether this action of EpoR is involved in the reduced cell adhesion observed in colonocytes exposed to Clostridium difficile toxin A. EpoR was present and functionally active in cells of the human colonic epithelial cell line HT29 and epithelial cells of human colon tissues. Toxin A significantly decreased activating phosphorylations of EpoR and its downstream signaling molecules JAK-2 (Janus kinase 2) and STAT5 (signal transducer and activator of transcription 5). In vitro kinase assays confirmed that toxin A inhibited JAK 2 kinase activity. Pharmacological inhibition of JAK2 (with AG490) abrogated activating phosphorylations of EpoR and also decreased focal contacts in association with inactivation of paxillin, an essential focal adhesion molecule. In addition, AG490 treatment significantly decreased expression of occludin (a tight junction molecule) and tight junction levels. Taken together, these data suggest that inhibition of JAK2 by toxin A in colonocytes causes inactivation of EpoR, thereby enhancing the inhibition of focal contact formation and loss of tight junctions known to be associated with the enzymatic activity of toxin A.
자일란(xylan)을 가수 분해할 수 있는 해양 미생물 PX-1을 제주도 연안의 해수 로부터 순수하게 분리하였다. 16S rRNA 유전자 서열 및 생화학적 분류 결과에 기초하여, PX-1은 Aestuariibacter 속의 한 종으로 확인되어 Aestuariibacter sp. PX-1로 명명하였다. PX-1을 액체 배양한 배양액으로부터 암모늄 설페이트 침전법과 불용성 자일란을 이용한 흡착 크로마토그래피 방법을 이용하여, 세포 외로 분비된 자일라네이즈 후보 단백질을 순수하게 정제하였다. 정제한 후보 자일라네이즈 단백질(XylA)은 sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis 및 겔여과 크로마토그래피 분석결과, 분자량이 대략 64 kDa인 것으로 추정되었다. XylA는 실제로 beechwood xylan 을 가수분해하는 자일라네이즈 활성을 보였으며, pH 6.0과 45℃에서 최대의 효소 활성을 나타냈다. XylA에 의한 자일란 가수 분해산물을 TLC로 분석한 결과, XylA 는 자일란을 자일로스와 자일로올리고당으로 분해하는 endo-type의 자일라네이즈임을 확인하였다. Beechwood xylan 에 대한 XylA의 Km 및 Vmax 값은 각각 27.78 mM (4.17 mg/ml), 78.13 μM/min이었다.
TCDD를 투여한지 일주일 후부터 어성초를 200mg/kg 복강 내로 4주간 격일로 투여하였다. TTA군과 NTT군은 saline을 투여하였다. 혈청에서 GOT, GPT의 활성도를 측정하였고, 간조직중에서 MDA, GSH, GSSG, GPx, SOD, Catalase의 level을 측정하였다. GOT 활성도는 HTT군이 TTA군과 비교해서 49.00%의 억제 효과를 보였다. 반면 GPT활성도는 TTA(29.70)군에 비해 68.36%의 억제효과를 보였다. MDA는 TTA군이 NTT군 보다 높게 나왔으며, HTT군은 NTT군에 비교하여 30.47%의 억제율을 보였다. HTT군의 GSH는 TTA군에 비해 1.91배 증가하였고, GSSG는 TTA군에 비해 46.72% 감소하였다. SOD는 TTA군이 NTT군보다 낮게 나타났고, HTT는 TTA군에 비해 46%의 증가를 보였다. Catalase는 TTA군(1.12mU/mg protein)의 활성은 NTT(3.44mU/mg protein)군 보다 32.56% 감소하였다. HTT군의 간의 Catalase 활성도는 TTA 군과 비교하여 50.00% 증가 하였다. 이러한 결과에서 보듯이 TCDD로 인해 생성된 free radical은 항산화 효소에 의해서 감소되었으며, 그리고 어성초가 항산화 효소 대신에 노화를 저해하는 작용을 하는 것으로 사료 된다.
Thermotoga neapolitana 유래 내열성 4-알파-글루칸전이효소(MgtA)가 산업적 응용성을 지닌 싸이클로아밀로스를 생산할 수 있는지를 검사하기 위하여 그 유전자를 클로닝하고 대장균에서 발현시켰다. MgtA는 HiTrap Q와 Sephacryl S-200 분배 크로마토그래피를 이용하여 순수한 형태로 정제되었으며, SDS-PAGE를 통하여 분자량이 약 52 kDa으로 아미노산서열로부터 계산된 분자량과 일치하였다. 효소활성의 최적 pH와 온도는 6.5와 $85^{\circ}C$였으며 알파1,4결합을 갖는 글루칸의 1,4결합을 효율적으로 가수분해함과 동시에 작은 크기의 올리고당을 말토덱스트린에 전이하는 전이활성을 가지고 있었다. 그러나 플루란, 글리코겐 및 1,4결합 이외의 다른 알파결합을 갖는 글루칸에는 활성을 나타내지 않았다. MgtA는 말토트리오스를 말토올리고당으로 전환할 수 있는 능력에서 그렇지 못한 Thermotoga maritima 의 효소와 구별할 수 있었으며, 반응 후 glucoamylase의 처리결과로부터 그 전이산물이 싸이클로아밀로스 대신에 긴 연쇄상의 말토올리고당을 생산하는 효소로 확인할 수 있었다.
Superoxide dismutases (SODs) constitute the first line of cellular defense against oxidative stress in plants. SODs generally occur in three different forms with Cu/Zn, Fe, or Mn as prosthetic metals. We cloned the full-length cDNA of the Thellungiella halophila Cu/Zn-SOD gene ThCSD using degenerate RT-PCR and rapid amplification of cDNA ends (RACE). Sequence analysis indicated that the ThCSD gene (GenBank accession number EF405867) had an open reading frame of 456 bp. The deduced 152-amino acid polypeptide had a predicted molecular weight of 15.1 kDa, an estimated pI of 5.4, and a putative Cu/Zn-binding site. Recombinant ThCSD protein was expressed in Escherichia coli and assayed for SOD enzymatic activity in a native polyacrylamide gel. The SOD activity of ThCSD was inactivated by potassium cyanide and hydrogen peroxide but not by sodium azide, confirming that ThCSD is a Cu/Zn-SOD. Northern blotting demonstrated that ThCSD is expressed in roots, stems, and leaves. ThCSD mRNA levels increased by about 30-fold when plants were treated with sodium chloride (NaCl), abscisic acid (ABA), and indole-acetic acid (IAA) and by about 50-fold when treated with UVB light. These results indicate that ThCSD is involved in physiological pathways activated by a variety of environmental conditions.
제주도 동북해역의 해수에서 한천분해활성을 보어는 해양성 세균을 분리하였으며 16S rDNA유전자 염기서열분석과 형태학적, 배양적 및 생화학적 특징을 조사하여 해양기원의 Agarivorans 속에 속하는 균주임을 확인하고 Agarivorans sp. JA-1으로 명명하였다. Agarivorans sp. JA-1이 생성하는 한천 분해효소(agarase)는 한천의 존재유무에 상관없이 발현되며 성장의존성인 것으로 확인되었고 효소활성을 위한 최적 pH는 pH 8.04 (50 mM glycine NaOH 완충용액)이고 최적 온도는 $40^{\circ}C$로 나타났다. 한천분해효소는 기능성올리고당 생산이 가능한 베타-한천분해효소이며 내열성을 보여 $60^{\circ}C$까지 $80\%$ 이상 그리고 $80^{\circ}C$까지 $70\%$의 잔존활성을 보이는 것으로 나타났다. 분리한 Agarivorans sp. JA-1 균주가 나타내는 한천분해효소를 이용하여 $40^{\circ}C$ 이상에서 액체상태로 있는 한천을 이용한 기능성올리고당 생산에 유용한 것으로 생각되었다.
본 연구에서는 불등풀가사리 유래 다당류의 기능성식품소재로의 활용성을 향상시키고자 불등풀가사리에 5종의 상업용 효소를 처리한 다음 분리된 다당류의 이화학적 특성 및 생리활성을 조사하였다. 효소 분해 구간의 다당 수율은 52.8-66.4%로 무처리 구간 50.6%에 비해 유의적으로 증가하였다. 이화학적 특성으로 총당 및 단백질 함량은 각각 71.04% 및 7.22%, uronic acid 및 sulfate 함량은 23.18 g/100 g 및 28.27%로 효소 분해를 통해 증가하였다. DPPH radical 소거활성 및 FRAP에 의한 항산화 활성은 23.10% 및 $218.50{\mu}M$을 나타내어 무처리 구간에 비해 항산화 활성이 우수하였으며, L132 세포 사멸에 대한 보호효과는 viscozyme 효소처리 구간($1{\mu}g/mL$)에서 $H_2O_2$를 처리한 구간 대비 세포 보호효과는 85.64%로 세포 활성이 증가하여 높은 세포 보호효과를 나타내었다. NO 생산량은 viscozyme 효소 처리구간 $5{\mu}g/mL$ 농도에서 $32.13{\mu}M$ 함량을 나타내어 LPS 대비 90% 높은 생성량을 나타내었으며, 4종의 암세포(A549, SNU719, HeLa 및 MCF7) 생존율은 $25{\mu}g/mL$농도에서 각각 69.57%, 61.06%, 52.74% 및 68.64%의 유의적으로 낮은 암세포 생존율을 나타내었다. 따라서 불등풀가사리의 효소 분해를 통해 다당의 이화학적 특성 및 생리활성이 향상됨에 따라 기능성 식품소재 로 다양하게 활용 가능할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 서양종꿀벌의 일벌에서 채집하여 정제한 정제봉독이 알코올 분해능에 관련이 있는 ADH와 ALDH 효소 활성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. ADH와 ALDH 활성은 in vitro kit를 사용하여 측정하였다. 그 결과 정제봉독 처리에 의해 ADH와 ALDH 효소 활성이 크게 증가하는 것으로 확인되었다. ADH 효소는 1mg/ml 이상의 정제봉독을 처리했을 경우 양성대조구(2mg/ml) 대비 $88.6{\pm}7.34%$의 활성도를 보였으며, ALDH 효소 역시 1mg/ml 이상의 정제봉독에서 양성대조구(2mg/ml) 대비 $94.6{\pm}0.57%$의 활성도를 나타내었다. 이상의 결과로 정제봉독은 숙취 해소능에 영향을 미치는 지표물질인 ADH와 ALDH 효소 활성을 크게 증가시키는 것으로 사료되었으며, 향후 추가시험을 통해 숙취해소 작용을 갖는 식의약품 소재로 사용 될 수 있을 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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