단백질의 serine 및 threonine 잔기에 O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc)의 수식은 핵단백질과 세포질 단백질의 주요 조절인자로 부각되고 있다. 본 연구에서는 GlcNAc를 인산화시켜 GlcNAc 6-phosphate로 만드는 GlcNAc kinase (NAGK, EC2.7.1.59)의 세포내 표현을 면역화학적 방법으로 조사하였다. 배양한 해미신경세포에서 NAGK는 가지돌기를 따라 점박이(punctae)를 형성하였으며, 이 점박이들은 caveolin-1 혹은 flotillin 항체에도 염색이 되었다. 이들은 각각 caveolac와 lipid raft의 표지단백질이기 때문에 본 연구결과는 NAGK가 세포막의 이러한 특수 미세부분(microdomain)에 존재함을 의미하며, 이 미세부분에서 아직 알려지지 않은 어떤 기능을 할 것을 시사한다.
단백질 번역 후 O-GlcNAc 수식은 단백질 조절의 새로운 기전으로 대두되고 있다. 전통적인 당수식과 달리 O-GlcNAc 수식은 단 한번의 O-GlcNAc 전달로 이루어지며, 핵 및 세포질단백질 모두에 수식될 수 있다. O-GlcNAc은 이 분자를 끝으로 하는 최종수식으로 생각되어 왔으나, 최근의 논문(J Proteome Res. 2011 10:2725-2733)은 AP180 단백질에 O-GlcNAc-P가 존재함을 보고하였다. 이 논문은 O-GlcNAc-P가 일반적인 단백질수식인지에 대한 중요한 질문을 던진다. 이에 답하고자 저자들은 HEK293T 세포에 O-GlcNAc 인산화효소 NAGK를 DsRed2에 연결한 DsRed2-$NAGK_{WT}$ 혹은 효소활성이 없는 돌연변이 NAGK를 표현하는 DsRed2-$NAGK_{D107A}$를 표현시키고, 단백질 추출물을 얻어 2D-PAGE로 분리한 후 인산화 정도를 측정하여, $NAGK_{WT}$에 의하여 인산화가 증가되는 15개의 단백질 스폿을 선별하였다. 이 가운데 7개 스팟을 동정한 결과 2개의 스폿은 O-GlcNAc 수식 단백질인 $HSP90{\beta}$, 다른 2개의 스폿도 O-GlcNAc 수식 단백질인 ENO1로 동정되었으며, 나머지(dUTP nucleotidohydrolase mitochondrial isoform 2, glutathione S-transferase P, grp94)는 O-GlcNAc 수식 여부를 아직 모르는 단백질이였다. NAGK에 의하여 O-GlcNAc 단백질의 인산화가 증가된다는 사실은 O-GlcNAc이 인산화되어 O-GlcNAc-P로 수식됨을 시사하며, 따라서 본 연구의 결과는 O-GlcNAc이 최종 수식이 아님을 지지한다.
N-acetylglucosamine kinase (GlcNAc kinase or NAGK; EC 2.7.1.59) is highly expressed and plays a critical role in the development of dendrites in brain neurons. In this study, the authors conducted structure-function analysis to verify the previously proposed 3D model structure of GlcNAc/ATP-bound NAGK. Three point NAGK mutants with different substrate binding capacities and reaction velocities were produced. Wild-type (WT) NAGK showed strong substrate preference for GlcNAc. Conversion of Cys143, which does not make direct hydrogen bonds with GlcNAc, to Ser (i.e., C143S) had the least affect on the enzymatic activity of NAGK. Conversion of Asn36, which plays a role in domain closure by making a hydrogen bond with GlcNAc, to Ala (i.e., N36A) mildly reduced NAGK enzyme activity. Conversion of Asp107, which makes hydrogen bonds with GlcNAc and would act as a proton acceptor during nucleophilic attack on the ${\gamma}$-phosphate of ATP, to Ala (i.e., D107A), caused a total loss in enzyme activity. The overexpression of EGFP-tagged WT or any of the mutant NAGKs in rat hippocampal neurons (DIV 5-9) increased dendritic architectural complexity. Finally, the overexpression of the small, but not of the large, domain of NAGK resulted in dendrite degeneration. Our data show the effect of structure on the functional aspects of NAGK, and in particular, that the small domain of NAGK, and not its NAGK kinase activity, plays a critical role in the upregulation of dendritogenesis.
N-Acetylglucosamine kinase (GlcNAc kinase or NAGK; EC 2.7.1.59)는 GlcNAc를 인산화하여 GlcNAc-6-phosphate를 만드는 효소이다. 효소자체에 대한 자세한 연구에도 불구하고 포유류에서NAGK의 표현에 대한 연구는 거의 없다. 배양한 흰쥐의 해마신경세포에서 NAGK은 세포체/가지돌기 영역에서 클러스터(cluster)를 형성한다. 본 연구에서는 가지돌기의 긴 축에서부터 가쪽으로 돌출되는 NAGK 클러스터에 대하여 연구하였다. 배양한 해마신경세포를 NAGK와 다양한 연접표지단백질에 대한 항체로 이중염색한 결과 NAGK 클러스터가 가지돌기의 바닥에는 있었지만 억제성 연접후부위에는 존재하지 않았다. 또한 흰쥐 전뇌(forebrain)의 균질액(homogenate, BH), 연접체(synaptosome, S), 연접후치밀질(postsynaptic density, PSD) 분획을 NAGK 항체로 면역염색한 결과 NAGK는 연접체에는 있었지만 PSD 분획에는 존재하지 않았다. 이러한 결과들은 NAGK가 가지돌기가시(spine)의 바닥쪽으로 돌출됨을 의미한다.
Sharif, Syeda Ridita;Lee, HyunSook;Islam, Md. Ariful;Seog, Dae-Hyun;Moon, Il Soo
Molecules and Cells
/
제38권5호
/
pp.402-408
/
2015
Protein O-GlcNAcylation, dictated by cellular UDP-N-acetylglucosamine (UDP-GlcNAc) levels, plays a crucial role in posttranslational modifications. The enzyme GlcNAc kinase (NAGK, E.C. 2.7.1.59) catalyzes the formation of GlcNAc-6-phosphate, which is a major substrate for the biosynthesis of UDP-GlcNAc. Recent studies have revealed the expression of NAGK in different types of cells especially in neuronal dendrites. Here, by immunocytochemistry (ICC) and immunonucleochemistry (INC) of cultured rat hippocampal neurons, HEK293T and GT1-7 cells, we have showed that NAGK immuno-reactive punctae being present in the nucleoplasm colocalized with small nuclear ribonucleoprotein-associated protein N (snRNPN) and p54NRB, which are speckle and paraspeckle markers, respectively. Furthermore, NAGK IR cluster was also found to be colocalized with GTF2H5 (general transcription factor IIH, polypeptide 5) immuno reactive punctae. In addition, relative localization to the ring of nuclear lamin matrix and to GlcNAc, which is highly enriched in nuclear pore complexes, showed that NAGK surrounds the nucleus at the cytoplasmic face of the nuclear outer membrane. By in situ proximity ligation assay (PLA) we confirmed the colocalization of NAGK with snRNPN in the nucleus and in dendrites, while we also verified the interactions of NAGK with p54NRB, and with GTF2H5 in the nucleus. These associations between NAGK with speckle, paraspeckle and general transcription factor suggest its regulatory roles in gene expression.
Sharif, Syeda Ridita;Islam, Md. Ariful;Moon, Il Soo
Molecules and Cells
/
제39권9호
/
pp.669-679
/
2016
N-acetyl-D-glucosamine kinase (GlcNAc kinase or NAGK) primarily catalyzes phosphoryl transfer to GlcNAc during amino sugar metabolism. Recently, it was shown NAGK interacts with dynein light chain roadblock type 1 (DYNLRB1) and upregulates axo-dendritic growth, which is an enzyme activity-independent, non-canonical structural role. The authors examined the distributions of NAGK and NAGK-dynein complexes during the cell cycle in HEK293T cells. NAGK was expressed throughout different stages of cell division and immunocytochemistry (ICC) showed NAGK was localized at nuclear envelope, spindle microtubules (MTs), and kinetochores (KTs). A proximity ligation assay (PLA) for NAGK and DYNLRB1 revealed NAGK-dynein complex on nuclear envelopes in prophase cells and on chromosomes in metaphase cells. NAGK-DYNLRB1 PLA followed by Lis1/NudE1 immunostaining showed NAGK-dynein complexes were colocalized with Lis1 and NudE1 signals, and PLA for NAGK-Lis1 showed similar signal patterns, suggesting a functional link between NAGK and dynein-Lis1 complex. Subsequently, NAGK-dynein complexes were found in KTs and on nuclear membranes where KTs were marked with CENP-B ICC and nuclear membrane with lamin ICC. Furthermore, knockdown of NAGK by small hairpin (sh) RNA was found to delay cell division. These results indicate that the NAGK-dynein interaction with the involvements of Lis1 and NudE1 plays an important role in prophase nuclear envelope breakdown (NEB) and metaphase MT-KT attachment during eukaryotic cell division.
The enzymatic hydrolysis of chitin has been studied for almost a century, and early work established that at least two enzymes are required, a chitinase that mainly yields the disaccharide N,N'-diacetylchitobiose, or $(GlcNAc)_2$, and a "chitobiase", or ${\beta}$-N-acetylglucosaminidase, which gives the final product G1cNAc. This pathway has not been completely identified but has remained the central concept for the chitin catabolism through the $20^{th}$ century1 including in marine bacteria. However, the chitin catabolic cascade is quite complex, as described in this review. This report describes three biologically functional genes involved in the chitin catabolic cascade of Vibrios in an attempt to better understand the metabolic pathway of chitin.
Kim, Do-Hyung;Seok, Young-Mi;Kim, In-Kyeom;Lee, In-Kyu;Jeong, Seong-Yun;Jeoung, Nam-Ho
BMB Reports
/
제44권6호
/
pp.415-420
/
2011
Diabetes is a well-known independent risk factor for vascular disease. However, its underlying mechanism remains unclear. It has been reported that increased influx of the hexosamine biosynthesis pathway (HBP) induces O-GlcNAcylation of proteins, leading to insulin resistance. In this study, we determined whether or not O-GlcNAc modification of proteins could increase vessel contraction. Using an endothelium-denuded aortic ring, we observed that glucosamine induced OGlcNAcylation of proteins and augmented vessel contraction stimulated by U46619, a thromboxane $A_2$ agonist, via augmentation of the phosphorylation of MLC20$MLC_{20}$, MYPT1(Thr855), and CPI17, but not phenylephrine. Pretreatment with OGT inhibitor significantly ameliorated glucosamine-induced vessel constriction. Glucosamine treatment also increased RhoA activity, which was also attenuated by OGT inhibitor. In conclusion, glucosamine, a product of glucose influx via the HBP in a diabetic state, increases vascular contraction, at least in part, through activation of the RhoA/Rho kinase pathway, which may be due to O-GlcNAcylation.
N-acetylglucosamine kinase (GlcNAc kinase or NAGK; EC 2.7.1.59) is a N-acetylhexosamine kinase that belong to the sugar kinase/heat shock protein 70/actin superfamily. In this study, we investigated both the expression and function of NAGK in neurons. Immunohistochemistry of rat brain sections showed that NAGK was expressed at high levels in neurons but at low levels in astrocytes. Immunocytochemistry of rat hippocampal dissociate cultures confirmed these findings and showed that NAGK was also expressed at low levels in oligodendrocytes. Furthermore, several NAGK clusters were observed in the nucleoplasm of both neuron and glia. The overexpression of EGFP- or RFP (DsRed2)-tagged NAGK in rat hippocampal neurons (DIV 5-9) increased the complexity of dendritic architecture by increasing the numbers of primary dendrites and dendritic branches. In contrast, knockdown of NAGK by shRNA resulted in dendrite degeneration, and this was prevented by the co-expression of RFP-tagged NAGK. These results suggest that the upregulation of dendritic complexity is a non-canonical function of NAGK.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.