• BMB Reports
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• 제41권6호
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• pp.415-434
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• 2008

Phosphoinositide-specific phospholipase C is an effector molecule in the signal transduction process. It generates two second messengers, inositol-1,4,5-trisphosphate and diacylglycerol from phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate. Currently, thirteen mammal PLC isozymes have been identified, and they are divided into six groups: PLC-$\beta$, -$\gamma$, -$\delta$, -$\varepsilon$, -$\zeta$ and -$\eta$. Sequence analysis studies demonstrated that each isozyme has more than one alternative splicing variant. PLC isozymes contain the X and Y domains that are responsible for catalytic activity. Several other domains including the PH domain, the C2 domain and EF hand motifs are involved in various biological functions of PLC isozymes as signaling proteins. The distribution of PLC isozymes is tissue and organ specific. Recent studies on isolated cells and knockout mice depleted of PLC isozymes have revealed their distinct phenotypes. Given the specificity in distribution and cellular localization, it is clear that each PLC isozyme bears a unique function in the modulation of physiological responses. In this review, we discuss the structural organization, enzymatic properties and molecular diversity of PLC splicing variants and study functional and physiological roles of each isozyme.

• International Journal of Oral Biology
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• 제34권2호
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• pp.73-79
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• 2009

Cytosolic $Ca^{2+}$ is an important regulator of tumor cell proliferation and metastasis. Recently, the strategy of blocking receptors and channels specific to certain cancer cell types has emerged as a potentially viable future treatment. Oral squamous cell carcinoma is an aggressive form of cancer with a high metastasis rate but the receptor-mechanisms involved in $Ca^{2+}$ signaling in these tumors have not yet been elucidated. In our present study, we report that bradykinin induces $Ca^{2+}$ signaling and its modulation in the human oral squamous carcinoma cell line, HSC-3. Bradykinin was found to increase the cytosolic $Ca^{2+}$ levels in a concentration-dependent manner. This increase was inhibited by pretreatment with the phospholipase C-${\beta}$ inhibitor, U73122, and also by 2-aminoethoxydiphenyl borate, an inhibitor of the inositol 1,4,5-trisphosphate receptor. Pretreatment with extracellular ATP also inhibited the peak bradykinin-induced $Ca^{2+}$ rise. In contrast, the ATP-induced rise in cytosolic $Ca^{2+}$ was not affected by pretreatment with bradykinin. Pretreatment of the cells with either forskolin or phorbol 12-myristate 13-acetate (activators of adenylyl cyclase and protein kinase C, respectively) prior to bradykinin application accelerated the recovery of cytosolic $Ca^{2+}$ to baseline levels. These data suggest that bradykinin receptors are functional in $Ca^{2+}$ signaling in HSC-3 cells and may therefore represent a future target in treatment strategies for human oral squamous cell carcinoma.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1996년도 제4회 추계심포지움
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• pp.75-84
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• 1996

Platelets from a patient with a mild inherited bleeding disorder and abnormal platelet aggregation and secretion show reduced generation of inositol 1,4,5-trisphosphate (IP$_3$), mobilization of intracellular Ca$\^$2+/, and phosphorylation of pleckstrin in response to several G protein mediated agonists, suggesting a possible defect at the level of phospholipase C (PLC) activation. A procedure was developed that allows quantitation of platelet PLC isozymes. After fractionation of platelet extracts by high-performance liquid chromatography, seven, out often known PLC isoforms were detected by immunoblot analysis. The amount of these isoforms in normal platelets decreased in the order PLC-${\gamma}$2 > PLC-${\beta}$2 > PLC-${\beta}$3 > PLC-${\beta}$l > PLC-${\gamma}$ > PLC-$\delta$1 > PLC-${\beta}$4. Compared with normal platelets, platelets from the patient contained approximately one-third the amount of PLC-${\beta}$2, whereas PLC-${\beta}$4 was increased threefold. These results suggest that the impaired platelet function in the patient in response to multiple G protein mediated agonists is attributable to a deficiency of PLC-${\beta}$2. They document for the first time a specific PLC isozyme deficiency in human platelets and provide an unique opportunity to understand the role of different PLC isozymes in normal platelet function.

• Molecules and Cells
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• 제21권3호
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• pp.428-435
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• 2006

Specific interaction of the epsin N-terminal homology(ENTH) domain with the plasma membrane appears to bridge other related proteins to the specific regions of the membrane that are invaginated to form endocytic vesicles. An additional $\alpha$-helix, referred to as helix 0 (H0), is formed in the presence of the soluble ligand inositol-1,4,5-trisphosphate [$Ins(1,4,5)P_3$] at the N terminus of the ENTH domain (amino acid residues 3-15). The ENTH domain alone and full-length epsin cause tubulation of liposomes made of brain lipids. Thus, it is believed that H0 is membrane-inserted when it is coordinated with the phospholipid phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate [$PtdIns(4,5)P_2$], resulting in membrane deformation as well as recruitment of accessory factors to the membrane. However, formation of H0 in a real biological membrane has not been demonstrated. In the present study, the membrane structure of H0 was determined by measurement of electron paramagnetic resonance (EPR) nitroxide accessibility. H0 was located at the phosphate head-group region of the membrane. Moreover, EPR line-shape analysis indicated that no pre-formed H0-like structure were present on normal acidic membranes. $PtdIns(4,5)P_2$ was necessary and sufficient for interaction of the H0 region with the membrane. H0 was stable only in the membrane. In conclusion, the H0 region of the ENTH domain has an intrinsic ability to form H0 in a $PtdIns(4,5)P_2$-containing membrane, perhaps functioning as a sensor of membrane patches enriched with $PtdIns(4,5)P_2$ that will initiate curvature to form endocytic vesicles.

• 생명과학회지
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• 제13권6호
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• pp.924-932
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• 2003

녹차의 주성분인 에피갈로 갈레이트 (EGCG)는 건강에 이로운 효과로 나타내고 있는것으로 알려져 있어 많은 주목을 받고 있는 실정이다 본 연구에서는 처음으로 EGCG가, U87사람의 교세포에서 포스포리파제 D의 효소활성을 증가시킨다는 사실을 규명하였다. EGCG에 의한 포스포리파제 D의 활성화는 포스포리파제 C효소의 특이적인 억제제와 지질분해효소 활성이 억제제 포스포리파제 \gama1$의 변이체를 이용하여 실험한 결과 세포내 칼슘에 의존적인 양상을 보였주었다. 이러한 포스포리파제 D의 활성화는 아마도 칼슘 의존성 단백질 키나아제 II (CaM kinase II)를 통하여 일어나는것으로 여겨진다. 흥미롭게도, EGCG는 포스포리파제 \gama1$를 세포질에서 세포막으로의 이동을 유도하였으며, 포스포리파제 \gama1$와 PLD1의 결합을 유도하였음을 관찰하였다. 이상의 결과들을 종합하여 볼 때, EGCG가 사람의 교세포에서 포스포리파제 \gama1$-칼슘-CaM kinase II의 신호전달 경로를 통하여 포스포리파제 D의 활성을 유도하는 것으로 사료된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권6호
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• pp.706-713
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• 2023

Background and objective: The ability to inhibit aggregation has been demonstrated with synthetically derived ginsenoside compounds G-Rp (1, 3, and 4) and ginsenosides naturally found in Panax ginseng 20(S)-Rg3, Rg6, F4, and Ro. Among these compounds, Rk3 (G-Rk3) from Panax ginseng needs to be further explored in order to reveal the mechanisms of action during inhibition. Methodology: Our study focused to investigate the action of G-Rk3 on agonist-stimulated human platelet aggregation, inhibition of platelet signaling molecules such as fibrinogen binding with integrin α_IIbβ₃ using flow cytometry, intracellular calcium mobilization, dense granule secretion, and thromboxane B₂ secretion. In addition, we checked the regulation of phosphorylation on PI3K/MAPK pathway, and thrombin-induced clot retraction was also observed in platelets rich plasma. Key Results: G-Rk3 significantly increased amounts of cyclic adenosine monophosphate (cAMP) and led to significant phosphorylation of cAMP-dependent kinase substrates vasodilator-stimulated phosphoprotein (VASP) and inositol 1,4,5-trisphosphate receptor (IP₃R). In the presence of G-Rk3, dense tubular system Ca²⁺ was inhibited, and platelet activity was lowered by inactivating the integrin αIIb/β₃ and reducing the binding of fibrinogen. Furthermore, the effect of G-Rk3 extended to the inhibition of MAPK and PI3K/Akt phosphorylation resulting in the reduced secretion of intracellular granules and reduced production of TXA₂. Lastly, G-Rk3 inhibited platelet aggregation and thrombus formation via fibrin clot. Conclusions and implications: These results suggest that when dealing with cardiovascular diseases brought upon by faulty aggregation among platelets or through the formation of a thrombus, the G-Rk3 compound can play a role as an effective prophylactic or therapeutic agent.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.221-226
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• 2023

혈소판의 적절한 활성화와 응집이 필요하지만 과도하거나 비정상적인 응집은 뇌졸중, 혈전증, 동맥경화증과 같은 심혈관 질환을 유발할 수 있다. 따라서 이러한 질병을 예방하고 치료하기 위해서는 혈소판 응집을 조절하거나 억제할 수 있는 물질을 찾는 것이 중요하다. 여러 연구에서 Panax 인삼의 특정 ginsenoside 화합물이 혈소판 응집을 억제할 수 있음이 알려져 있다. 이들 화합물 중 Panax ginseng의 Rk3 (G-Rk3)는 혈소판 응집 억제의 기전이 불확실 하기에 이를 밝히기 위한 연구가 필요하다. G-Rk3는 cAMP의 양을 강하게 증가시켰고 cAMP 의존성 kinase의 기질인 VASP 및 IP3R의 인산화를 유도했다. 또한, G-Rk3의 효과는 PI3K/Akt 인산화의 억제를 일으켜 세포 내 과립의 분비를 감소시켰다. 궁극적으로 G-Rk3는 혈소판 응집을 효과적으로 억제하였다. 따라서 우리는 과도한 혈소판 응집으로 인한 심혈관 질환의 예방 또는 치료제로서의 G-Rk3의 가능성을 제안한다.

• 생명과학회지
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• 제16권4호
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• pp.612-617
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• 2006

포스포리파제 C-감마1$(phospholipase\;C-{\gamma}\;1;\;PLC-{\gamma}\;1)$은 활성화될 경우 세포 내의 이차전령인 inositol 1,4,5-trisphosphate$(IP_3)$와 diacylglycerol(DG)을 생성하는 중요한 세포 신호전달 분자이다. 튜불린은 미세소관과 방추사의 주요 구성 단백질로서 알파형과 베타형의 두 가지 동위형이 있는데 이들은 모든 진핵세포에 존재하면서 이형 이합체를 형성한다. 이 중 베타형 튜불린은 사람의 경우 6종의 또 다른 동위형이 존재하는 것으로 밝혀졌는데 이들은 각 조직에서 그 발현양상이 서로 다르게 나타난다. 이전의 연구에서 우리들은 $PLC-{\gamma}\;1$과 4종의 베타튜불린 동위형 즉, ${\beta}1$, ${\beta}2$, ${\beta}3$ 및 ${\beta}6$이 세포 내에서 서로 결합할 수 있으며 또한 외부의 자극이 전달될 경우 이들 4종의 동위형이 $PLC-{\gamma}\;1$을 활성화시켜 준다는 사실을 보고한 바 있다. 이번 실험에서는 이전의 연구에서 조사하지 못하였던 베타 튜불린의 나머지 두 가지 동위형 즉, ${\beta}4$및 ${\beta}5$가 $PLC-{\gamma}\;1$에 결합하여 $PLC-{\gamma}\;1$의 활성을 증가시켜줌으로서 세포 내에서의 신호전달계를 조절하고 있음을 확인하였다. 이 결과는 이전의 연구결과와 연관 지워볼 때, 6종의 모든 베타형 튜불린은 세포 외부의 자극이 있을 경우 $PLC-{\gamma}\;1$을 활성화시켜줌을 시사한다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권3호
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• pp.189-194
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• 1996

세포의 활성을 좌우하는 세포질내의 칼슘농도 조절기작을 이해하기 위하여, 전갈 Leiurus quinquestriatus hebraeus (Lqh) 에서 얻은 전갈독소의 세포내 칼슘농도 조절기능과 관련된 효소들의 활성변화에 미치는 효과를 조사하였다. 칼슘펌프와 칼슘채널 효소활성은 돼지의 호흡기 상피세포에서 분리된 마이크로솜에서 측정되었으며, 전갈 독소 Lqh는 온전한 마이크로솜 시료의 경우 총 ATPase의 활성을 약 32% 증가시켰고, Triton X-100나 $Ca^{2+}$ ionophore A23187을 처리한 마이크로솜 시료에서는 총 ATPase의 활성을 약 28% 증가시켰다. Lqh 독소에 의한 ATPase의 활성증가는 $Ca^{2+}-ATPase$의 특이적 저해제인 thapsigargin의 처리로 완전히 저해되었으며, 이것으로 전갈독소 Lqh가 마이크로솜에 위치한 $Ca^{2+}-ATPase$의 활성을 특이적으로 증가시킴을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 결국 Lqh 독소가 $Ca^{2+}-ATPase$의 활성화에 의해 마이크로솜의 $^{45}Ca^{2+}$ uptake를 증가시킬 것이라는 예상을 가능하게 하나, 실제로는 Lqh의 처리가 마이크로솜의 $^{45}Ca^{2+}$ uptake를 오히려 약 30% 감소시켰다. 예상되었던 Lqh에 의한 $^{45}Ca^{2+}$ uptake의 증가는 오직 $InsP_3$ 수용체 칼슘채널의 저해제인 Heparin의 존재시에만 얻어졌다. 이것은 Lqh 독소가 $Ca^{2+}-ATPase$의 활성화에 따른 $^{45}Ca^{2+}$ uptake를 증가시킴과 동시에 또한 $^{45}Ca^{2+}$ release를 유발시킴을 의미하며, Lqh 독소는 실제로 $InsP_3$에 의한 칼슘채널 활성화시에 얻어지는 것과 같은 정도의 $^{45}Ca^{2+}$ release를 유발시킴이 확인되었다. 위의 결과들로부터 Lqh독소에는 적어도 두 가지의 활성성분이 포함되어 있음을 알 수 있었고, 그중 하나는 $InsP_3$ 수용체 칼슘채널의 활성을, 다른 하나는 칼슘펌프의 활성을 촉진시킨다는 결론을 얻었다. 현재 Lqh 독소의 활성성분에 대한 화학적, 전기생리학적 특성들이 연구되어지고 있다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제49권3호
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• pp.310-322
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• 2000

배경 : Phospholipase C는 세포내 신호 전달과정의 초기 단계에 있어서， 매우 중요한 역할을 하는 효소로 알려져 있으며, 세포막에 존재하는 인지질 가운데 중요한 부분을 차지하는 $PIP_2$를 분해하여 제2전령물질인 DAG와 IP3를 생성한다. 이들 제2전령물질은 각각 PKC를 활성화시키고, 세포내의 $Ca^{2+}$농도를 증가 시켜서 세포내 여러 단백질 효소들을 활성화시키는 동시에, PLC 효소는 자체적으로 갖고 있는 고유의 SH2, SH3 및 PH domains 등의 기능 영역을 통해, 다른 신호 전달 인자들과 상호 작용하고, 세포막의 재구성이나, 세포분열, 발안과정에 관여 하게 된다. 이에 저자 등은 이전의 연구에서, 인체 정상 폐조직에서 PLC-${\beta}1$, -${\beta}3$, -${\gamma}1$ 및 -${\delta}1$ 동위효소가 존재함을 보고하였으며, bovine lung 내에서 PLC-${\gamma}1$ 동위 효소를 활성화 시키는 AHNAK 단백을 분리, 정제 및 클로닝 하였고, 이 AHNAK 단백이 인체 폐암조직내에서 정상조직에 비해 증가 되어 있음을 보고하여, 폐암의 발암과정에 있어서 칼슘-inositol 신호전달체계의 이상이 연관 되어있음을 제시하였다. 하지만 아직 인체 폐암조직이나 다른 종류의 폐질환에 대해서는， PLC 동위효소의 발현양상에 대한 보고가 없었으므로, 이에 저자 등은 수술로 적출한 인체 폐암 조직 내에서 PLC 동위 효소의 발현을 연구하여, 폐암의 발암과정에서 이들 효과가 갖는 역할을 규명하고자 하였다. 대상 및 방법 : 아주 대학교 병원에 내원하여 원발성 폐암으로 수술적 절제술을 받은 환자중에서, 신선냉동상태의 암조직과 동일환자의 정상폐조직이 확보가, 가능했던 37예의 환자를 대상으로 하였다. 이들조직을 대상으로 PLC-${\beta}1$, -${\beta}3$, -${\gamma}1$ 및 -${\delta}1$ 동위효소에 대해 Western blot 분석을 시행하였고, 대표적인 표본에 대해서는 PLC-${\gamma}1$에 대한 면역조직화학검사를 시행하였다. 결과 : 연구의 대상이었던 15예의 선암조직 모두에서, PLC-${\gamma}1$ 동위효소의 과발현을 관찰할 수 있었으며, 편평상피세포암 19예 중 16예에서 PLC-${\gamma}1$의 발현이 정상조직에 비해 증가하였음이 확인되었다. PLC-${\delta}1$ 동위효소의 경우, 대부분의 폐암조직에 감소되어 있었다. 하지만 이와는 반대로, 일부 선암 및 편평상피 암 조식(각3예)에서는, 현저한 증가를 보이기도 했다. 또한, 비록 그 증례수가 적기는 하였지만, 소세포 폐암 4예에서는, 모두에서 정상 폐조직보다, PLC-${\delta}1$ 효소의 발현이 현저히 감소되어 있음을 관찰하였다. 결론 : 이상의 결과로 미루어 폐암 조직 내에서 PLC-${\gamma}1$ 동위효소의 발현이 증가되어 있었는데, 이는 저자등이, 이미 보고한바 있는, PLC-${\gamma}1$의 활성화 AHNAK의 과발현과 함께, 폐암의 발암과정에, 칼슘-inositol 신호전달 채계의 이상이 관여할것이라는 실험적인 증거가 될수 있다고 하겠다. 하지만, PLC-${\delta}1$ 동위효소의 감소에 대해서는, 좀더 구체적인 기전의 규명 및 PLC-${\delta}1$ 효소의 역할에 대한 보다 많은 연구가 필요할것으로 사료된다.