• 제목/요약/키워드: FMO analysis

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Phenotyping of Flavin-Containing Monooxygenase (FMO) Activity and Factors Affecting FMO Activity in Korean

  • Jeon, Sun-Ho;Park, Chang-Shin;Cha, Young-Nam;Chung, Woon-Gye
    • Toxicological Research
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    • 제17권
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    • pp.127-133
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    • 2001
  • Together with cytochrome P450 (CYP), flavin-containing monooxygenase (FMO) present in liver microsomes oxidizes various endogenous and exogenous chemicals. In an effort to determine the human FMO activity, we have developed two non-invasive urine analysis methods using caffeine (CA) and ranitidine (RA) as the probe compounds. As the production of theobromine (TB) and ranitidine N-oxide (RANO) from CA and RA is catalyzed primarily by the hepatic FMO, we have assigned the urinary molar ratios of TB/CA and RA/RANO as the in vivo FMO activity. In 200 age-matched Korean volunteers, the obtained TB/CA ratio ranged from 0.4 to 15.2 (38-fold difference) and the RA/RANO ratio from 5.7 to 27.2 (4.8-fold). The FMO activity of 20's, determined by caffeine metabolism, was the highest (2.5$\pm$l.9) and those of 30's, 40's, 50's, 60's and 70's were 40%, 50%, 24%, 39% and 36% of the 20's, respectively. Intake of grapefruit juice, known to contain flavonoids, inhibited the in vivo FMO (TB/CA) activity by 79%. Addition of the flavonoids like naringin, quercitrin and kaempferol, present in grapefruit juice, to the in vitro microso-mal FMO assay, thiobenzamide S-oxidation, produced 75%, 70% and 60% inhibition, respectively. Obtained Ki values of quercitrin, kaempferol and naringin on the in vitro FMO activity were 6.2, 12.0 and 13.9 $\mu\textrm{M}$, respectively. This suggested that the dose of drug should need to be adjusted to suit the individual FMO activities when the drugs metabolized by FMO are given to patients. As the intake of grapefruit juice has been identified to inhibit the FMO as well as CYP3A4 and lA2 activities, patients taking drugs metabolized by these enzymes should not drink grapefruit juice as the carrier.

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사람 Flavin-containing Monooxygenase의 셀레니움화합물에 대한 기질 특이성에 관한 연구 (Substrate Specificity of the Human Flavin-containing Monooxygenase for Organic Selenium Compounds)

  • Kim, Young-Mi
    • Environmental Analysis Health and Toxicology
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    • 제15권4호
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    • pp.139-145
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    • 2000
  • FMO (Flavin-containing Monooxygenase, EC1.14.13.8)는 다양한 종류의 식품, 약물이나 기타 외래 유래물질(xenobiotics)을 산화시키는 NADPH와 $O_2$의존성 약물대사 효소이다 현재까지 5종의 subfamility가 존재하는 것으로 보고되어지고 있으며 그 중 가장 잘 알려진 FMO3는 대표적인 subfamility로서 주로 간에 존재한다. 사람 FMO에 관한 연구는 최근들어 활성화되기 시작했으며 질소, 황이나 인 등을 포함하는 친핵성 (nucleophilic)화합물이 대표적인 기질로 보고되어 있다. 본 연구에서는 항 산화작용이 있는 것으로 알려진 selenium을 포함하고 있는 화합물에 대한 사람의 FMO3의 기질특이성을 알아보고자 하였다. 사람 FMO3를 baculovirus system을 이용하여 발현시킨 후 그 microsomal FMO3을 이용하여 thiochline assay를 시행하였다. 그 결과 기질의 크기에 따라 활성의 차이가 있었으며 크기가 작은 selenium화합물은 기존의 질소나 인 등을 포함하는 기질보다 더 낮은 $K_{m}$ 값을 보였다.

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사람 Flavin-containing Monooxygenase 3의 Thiocarbamide 화합물의 기질 크기에 따른 효소활성에 관한 연구 (Effect of Substrate Size on Activities of Thiocarbamides with the Human Flavin-containing Monooxygenase 3)

  • 김영미
    • Environmental Analysis Health and Toxicology
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    • 제16권2호
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    • pp.97-102
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    • 2001
  • FMOs (Flavin-containing monooxygenases, EC1.14.13.8)는 다양한 종류의 식품, 약물이나 기타 외래 유래물질 (xenobiotics)를 산화시키는 NADPH와 $O_2$ 의존성 약물대사효소이다. 현재까지 5종의 subfamily가 존재하는 것으로 보고되어 있으며 그 중 잘 알려진 FMO3는 대표적 인 subfamily로서 주로 간에 존재한다 사람FMO에 관한 연구는 최근 들어 활성화되기 시작했으며 질소, 황이나 인 등을 포함하는 친핵성 (nucleophilic) 화합물이 대표적인 기질로 보고되어 있다. 본 연구에서는 thiocarbamide를 포함하고 있는 화합물에 대한 사람의 FMO3의 기질 특이성을 알아보고자 하였다. 사람 FMO3를 baculovirus system을 이용하여 대량으로 발현시킨 후 그 microsomal FMO3를 분리하여 thiocholine assay를 시행하였다. 그 결과 methimazole, thiourea, and phenylthiourea는 낮은 $K_{m}$ (4-10$\mu$M)간을 갖는 반면, 이보다 기질의 크기가 큰 1 ,3-diphenylthiourea, 1, 3-bis (3, 4-dichlorophenyl)-2-thiourea, 1, 1-dibenzyl-3-phenol-2-thiourea에서는 효소활성이 나타나지 않았다. 이는 사람 fM01과 비교하여 볼 때 큰 차이는 없었으며, 다른 pig, guinea pig, rat, rabbit에서 보다 받아들일 수 있는 기질의 크기가 더 제한적임을 알 수 있었다.

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Fragment Molecular Orbital Method: Application to Protein-Ligand Binding

  • Watanabe, Hirofumi;Tanaka, Shigenori
    • Interdisciplinary Bio Central
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    • 제2권2호
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    • pp.6.1-6.5
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    • 2010
  • Fragment molecular orbital (FMO) method provides a novel tool for ab initio calculations of large biomolecules. This method overcomes the size limitation difficulties in conventional molecular orbital methods and has several advantages compared to classical force field approaches. While there are many features in this method, we here focus on explaining the issues related to protein-ligand binding: FMO method provides useful interaction-analysis tools such as IFIE, CAFI and FILM. FMO calculations can provide not only binding energies, which are well correlated with experimental binding affinity, but also QSAR descriptors. In addition, FMO-derived charges improve the descriptions of electrostatic properties and the correlations between docking scores and experimental binding affinities. These calculations can be performed by the ABINIT-MPX program and the calculation results can be visualized by its proper BioStation Viewer. The acceleration of FMO calculations on various computer facilities is ongoing, and we are also developing methods to deal with cytochrome P450, which belongs to the family of drug metabolic enzymes.

A compound heterozygous mutation in the FMO3 gene: the first pediatric case causes fish odor syndrome in Korea

  • Kim, Ji Hyun;Cho, Sung Min;Chae, Jong-Hee
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제60권3호
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    • pp.94-97
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    • 2017
  • Trimethylaminuria (TMAuria), known as "fish odor syndrome," is a congenital metabolic disorder characterized by an odor resembling that of rotting fish. This odor is caused by the secretion of trimethylamine (TMA) in the breath, sweat, and body secretions and the excretion of TMA along with urine. TMAuria is an autosomal recessive disorder caused by mutations in flavin-containing monooxygenase 3 (FMO3). Most TMAuria cases are caused by missense mutations, but nonsense mutations have also been reported in these cases. Here, we describe the identification of a novel FMO3 gene mutation in a patient with TMAuria and her family. A 3-year-old girl presented with a strong corporal odor after ingesting fish. Genomic DNA sequence analysis revealed that she had compound heterozygous FMO3 mutations; One mutation was the missense mutation p.Val158Ile in exon 3, and the other was a novel nonsense mutation, p.Ser364X, in exon 7 of the FMO3 gene. Familial genetic analyses showed that the p.Val158Ile mutation was derived from the same allele in the father, and the p.Ser364X mutation was derived from the mother. This is the first description of the p.Ser364X mutation, and the first report of a Korean patient with TMAuria caused by novel compound heterozygous mutations.

패킷 손실이 발생하는 네트워크 환경에서의 H.264의 FMO 성능분석과 비교에 관한 연구 (H.264의 FMO Performance Evaluation and Comparison over Packet-Lossy Networks)

  • 김원정;임혜숙;임창훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권5C호
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    • pp.490-496
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    • 2006
  • H.264는 현재 IP를 기반으로 하는 유무선 네트워크분야에서 많은 관심을 받고 있는 표준으로서 기존에 제정된 비디오 표준들보다 향상된 에러 복구 기술들을 포함하고 있다. 본 논문에서는 기존의 비디오 표준에서 사용되어 오던 raster scan 방식과 H.264의 에러 복구 기술들 중 하나인 FMO (flexible macroblock ordering) 방식에 에러 은닉 기술을 적용하여 에러 은닉의 성능이 정확히 온 인접한 매크로블락 수에 따라 좌우됨을 분석하고, 다양한 패킷 손실율에서의 성능을 보인다. 시뮬레이션 결과, FMO 방식이 raster scan 방식에 비해 손실없이 오는 인접한 매크로블락 수가 많아 에러 은닉에 의한 PSNR 성능이 $1{\sim}9dB$ 정도 향상되고, 특히 인트라 프레임 간격이 길고 패킷 손실율이 높은 경우에 FMO 방식에 의한 PSNR 성능 향상이 더 크다.

3세대 단말기에서 대화형 비디오 서비스를 위한 H.264/AVC에서 FMO분석 (Analysis of FMO for H.264/AVC over 3G terminal of Conversational Video Services)

  • 김유수;정우석;김재희
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2007년도 하계종합학술대회 논문집
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    • pp.321-322
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    • 2007
  • When use FMO by error resilience purpose in existing $TYPE1{\sim}2$ compare. But, in This paper, TYPE $3{\sim}5$[Gradual decoder refresh tool] is used as error resilence tool. Experiment result, it shows that Y PSNR improves that use suitable TYPE's FMO. Images using in an experiment had better use Type $3{\sim}5$. Differ with existing paper, dipersed mode appeared result badly. Because spatial correlation is low, acted adversely in intra predication.

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정신분열병 환자에서 Clozapine과 그 대사물들의 혈장농도 및 FMO3 유전자 변이 (Plasma Concentrations of Clozapine and its Metabolites and FMO3 Variations in Korean Schizophrenic Patients)

  • 이경훈;김철응
    • 생물정신의학
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    • 제13권3호
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    • pp.152-161
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    • 2006
  • Objective : The relationship between the total daily dose of clozapine given and the plasma concentrations of clozapine and its metabolites(N-desmethylclozapine and clozapine N-oxide) and the effect of Glu158Lys (wild-type : Glu, 'H' ; variant : Lys, 'h') and Glu308Gly(wild-type : Glu, 'D' ; variant : Lys, 'd') variation in FMO3 gene on plasma concentrations of clozapine and its metabolites was studied in schizophrenic patients. Methods : Trough plasma concentrations of clozapine and its metabolites were measured in 34 schizophrenic patients receiving clozapine. The genetic variation of 'h' and 'd' in FMO3 were analyzed in 21 among 34 patients. Results : A linear relationship between the total daily dose of clozapine given(mg/kg body weight per day) and the plasma concentrations(nM) of clozapine was revealed by regression analysis(p<0.001) in the 23 patients receiving a constant daily dose of clozapine for 8 days. The plasma molar concentration ratios of clozapine N-oxide/clozapine in 8 subjects with 'hh' or 'Hh' alleles were not different from those in 6 subjects with 'HH' alleles and the plasma molar concentration ratios in 6 subjects with 'dd' or 'Dd' alleles were not different from those in 8 subjects with 'DD' alleles. Conclusion : The effect of Glu158Lys and Glu308Gly variation in FMO3 gene on clozapine metabolism could not be shown.

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잠재지문 검출제로서 Ninhydrin 유도체들과 Glycine과의 반응성에 관한 분자 홀로그래픽적인 QSPR 분석 (Molecular holographic QSPR analysis on the reactivity between glycine and ninhydrin analogues as latent fingerprints detector)

  • 김세곤;장석찬;조윤기;황태연;박성우;성낙도
    • 분석과학
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    • 제20권4호
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    • pp.339-346
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    • 2007
  • 높은 염색성과 형광성을 나타내는 ninhydrin 유도체를 탐색하기 위하여 잠재지문 검출제로서 ninhydrin 유도체들과 glycine 분자와의 반응성에 관한 분자 홀로그래피적인 HQSPR 모델을 유도하고 정량적으로 검토하였다. Ninhydrin의 반응성은 ${\varepsilon}LUMO$ 에너지가 중요한 요인이었으며, ninhydrin 유도체들과 glycine 분자 사이의 경계분자궤도(FMO) 상호작용으로부터 궤도조절반응에 의한 친핵성 반응이 전하조절반응에 의한 친전자성 반응보다 우세하였다. 기여도 분석결과, benzo 고리상 강한 전자끌게로서 meta-치환체가 ninhydrin의 반응성을 증가시켰으며 HQSPR 및 QSPR 모델에 의하여 5,6-dinitroninhydrin 분자는 비 치환체보다 3배 이상의 반응성을 향상시킬것으로 예측되었다.

Methylophaga aminosulfidovorans SKI bfmo 오페론의 클로닝 및 구조 분석 (Cloning and Structural Analysis of bfmo Operon in Methylophaga aminosulfidovorans SK1)

  • 임현숙;구재환;김리현;김시욱;조은희
    • 미생물학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.1-7
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    • 2005
  • Methylophaga aminosulfidovorans SK1 (KCTC 10323 BP)은 단일 탄소원, 질소원 그리고 에너지원으로 난분해성 화합물인 트리메틸아민을 이용할 수 있다. M. aminosulfidovorans SK1는 진핵세포의 flavin-containing monooxygenase와 유사한 유전자(bFMO)를 지니고 있으며 대장균에서 발현된 재조합 단백질은 강력한 트리메틸아민 산화활성을 보인다. 본 연구에서는 bEMO의 기능과 조절 메커니즘을 연구하기 위하여 bfmo의 상단부 및 하단부 유전자의 염기서열을 결정하였다. bfmo 상단부의 세 개의 열린해독틀은 잘 보존된 nitrate/nitrite response regulators와 methyl accepting protein 유사단백질을 암호화하였다. 하단부의 두 개의 작은 열린해독틀은 기능은 알려져 있지 않지만 진정세균계에서 잘 보존된 단백질의 일종으로 나타났다. 역전사효소 중합효소증폭반응을 통하여 여섯 개의 유전자는 세 개의 독립된 오페론으로 구성되어 있음을 확인하였다. bfmo의 상단부에 위치하는 세 개의 조절유전자는 두 개의 프로모터에서 전사되었다. 그리고 이와 독립적으로 bfmo와 두 개의 하단부 유전자가 하나의 전사단위를 이루고 있다.