• BMB Reports
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• 제45권2호
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• pp.85-90
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• 2012

Our previous study demonstrated that CopA3, a disulfide dimer of the coprisin peptide analogue (LLCIALRKK), has antibacterial activity. In this study, we assessed whether CopA3 caused cellular toxicity in various mammalian cell lines. CopA3 selectively caused a marked decrease in cell viability in Jurkat T, U937, and AML-2 cells (human leukemia cells), but was not cytotoxic to Caki or Hela cells. Fragmentation of DNA, a marker of apoptosis, was also confirmed in the leukemia cell lines, but not in the other cells. CopA3-induced apoptosis in leukemia cells was mediated by apoptosis inducing factor (AIF), indicating induction of a caspase-independent signaling pathway.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제25권1호
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• pp.115-121
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• 2012

The bumblebee Bombus terrestris is widely used in greenhouses to pollinate crops. Here, we report the molecular cloning and characterization of chymotrypsin inhibitor and chitin-binding protein homologs from B. terrestris. Two cDNAs encoding chymotrypsin inhibitor (Bt-CI) and chitin-binding protein (Bt-CBP) homologs were cloned from B. terrestris. Gene sequence analysis showed that Bt-CI gene consists of three exons encoding 75 amino acids, including a predicted 20-amino acid signal peptide, while Bt-CBP consists of two exons encoding 78 amino acids, including a predicted 26-amino acid signal peptide. The mature Bt-CI and Bt-CBP peptides contain ten and six conserved cysteine residues, respectively. Database searches using the deduced sequences of Bt-CI and Bt-CBP showed similarity to those from B. impatiens (96% peptide sequence identities). Bt-CI and Bt-CBP were expressed in both the venom gland and fat body of B. terrestris worker bees. The recombinant Bt-CI and Bt-CBP peptides were expressed in baculovirus-infected insect cells. Taken together, our findings describe the molecular characterization of Bt-CI and Bt-CBP from B. terrestris.

• BMB Reports
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• 제35권3호
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• pp.291-296
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• 2002

Thanatin, a 21-residue peptide, is an inducible insect peptide with a broad range of activity against bacteria and fungi. It has a C-terminal disulfide loop, like the frog skin secretion antimicrobial peptides of the brevinin family. In this study, we tried to find the effect of a number of amino acids between the disulfide bond. Thanatin showed stronger antibacterial activity to Gram negative bacteria than other mutants, except Th1; whereas, the mutant peptides with deletion had higher activity to Gram positive bacteria than thanatin. An increase in the number of amino acid(s) using the alanine residue decreased the antibacterial activity in all of the bacteria. Th1 with deletion of threonine at position 15 ($Thr^{15}$) showed similar antibacterial activity against Gram-negative bacteria, but had higher activity against the Gram positive bacteria. In order to study the structure-function relationship, we measured liposome disruption by the peptides and CD spectra of the peptides. Th1 also showed the highest liposome leaking activity and α-helical propensity in the sodium dodecyl sulfate solution, compared with other peptides. Liposome disruption activity was closely correlated with the anti-Gram positive bacterial activity. All of the peptides showed no hemolytic activity. Th1 was considered to be useful as an antimicrobial peptide with broad spectrum without toxicity.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제50권2호
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• pp.145-149
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• 2012

세크로핀(cecropin)은 곤충의 체액성 면역에 있어서 효과적인 방어인자로 작용하는 항균 펩타이드로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 면역 유도된 천잠, Antheraea yamamai 유충 혈림프로부터 세크로핀 항균 펩타이드 분리 및 정제를 실시하였다. 먼저 항균 펩타이드를 분리하기 위해서, 면역 유도된 유충 및 정상 유충으로부터 추출된 혈림프 단백질 시료에 대한 단백질 전기영동(SDS-PAGE)를 통하여 비교분석하였다. 정상누에 혈림프 시료에 비해 면역 유도된 혈림프 추출물에서만 특이적으로 발현되는 분자량 4,223.01 Da의 펩타이드 밴드를 검출하였다. 선발된 면역유도 특이적 발현 펩타이드의 특성 분석을 위해서 이온교환 크로마토그래피 및 gel permeation 크래마토그래피을 수행하여 특이적으로 발현되는 펩타이드를 성공적으로 순수 정제하였다. 정제된 펩타이드는 Edman degradation법으로 N말단 아미노산 서열을 결정하였고 다른 나비목곤충의 세크로핀과 매우 높은 상동성을 나타내어 세크로핀으로 동정하였다. 또한 정제된 천잠 세크로핀 항균 펩타이드는 그람음성세균, 그람양성세균 및 곰팡이에 대해 폭 넓은 항균 스펙트럼을 나타냈었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권1호
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• pp.30-36
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• 2019

Numerous studies have reported that enteric neurons involved in controlling neurotransmitter secretion and motility in the gut critically contribute to the progression of gut inflammation. Clostridium difficile toxins, which cause severe colonic inflammation, are also known to affect enteric neurons. Our previous study showed that C. difficile toxin A directly induces neural cell toxicities, such as viability loss and apoptosis. In the current study, we attempted to identify a potent inhibitor of toxin A-induced neural cell toxicity that may aid in managing toxin A-induced gut inflammation. In our recent study, we found that the Korea dung beetle-derived antimicrobial peptide CopA3 completely blocked neural cell apoptosis caused by okadaic acid or 6-OHDA. Here, we examined whether the antimicrobial peptide CopA3 inhibited toxin A-induced neural cell damage. In neuroblastoma SH-SY5Y cells, CopA3 treatment protected against both apoptosis and viability loss caused by toxin A. CopA3 also completely inhibited activation of the pro-apoptotic factor, caspase-3. Additionally, CopA3 rescued toxin A-induced downregulation of neural cell proliferation. However, CopA3 had no effect on signaling through ROS/p38 $MAPK/p27^{kip1}$, suggesting that CopA3 inhibits toxin A-induced neural cell toxicity independent of this well-characterized toxin A pathway. Our data further suggest that ability of CopA3 to rescue toxin A-induced neural cell damage may also ameliorate the gut inflammation caused by toxin A.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제52권1호
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• pp.45-51
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• 2014

면역 유도된 천잠(Antheraea yamamai) 유충에서 cecropin-A 유전자를 분리하였고 이 유전자를 Ay-CecA로 명명하였다. 전체 Ay-CecA cDNA 크기는 419 bp로 64개의 아미노산 잔기를 인코딩하는 195 bp ORF로 구성되어 있다. 천잠 CecA 유전자는 22개 잔기의 signal peptide, 4개 잔기의 propeptide 및 항균활성을 갖는 37개 잔기로 구성된 성숙 단백질(mature protein) 영역으로 구성되고 예상 분자량은 4046.81 Da으로 산출되었다. 천잠 CecA의 아미노산 서열은 다른 나비목 곤충에서 분리된 cecropin와 매우 높은 상동성(62 ~ 78%)을 나타냈다. Ay-CecA 유전자의 C말단에 기존에 보고된 곤충의 cecropin에서와 동일하게 C말단 아미드화를 위한 glycine 잔기가 존재하고 있다. 이 펩타이드의 항균활성을 검정하기 위해서 대장균 발현 시스템을 이용하여 활성이 있는 재조합 Ay-CecA 발현에 성공하였다. 발현 기주인 대장균에 대한 재조합 CecA 독성 중화를 위해서 불용성 단백질인 ketosteroid isomerase(KSI) 유전자를 CecA 유전자와 융합하였다. 융합 CecA-KSI 단백질은 대부분 불용성 단백질로 발현되었다. 발현된 융합단백질은 Ni-NTA immobilized metal affinity chromatography(IMAC)에 의해서 정제하였으며 CNBr 반응을 통하여 재조합 CecA를 절단하여 용출하였다. 최종적으로 양이온 교환 chromatography 과정을 통하여 CecA를 순수 정제하였다. 정제된 재조합 Ay-CecA는 그람음성균인 E. cori ML 35, Klebsiella pneumonia 및 Pseudomonas aeruginosa에 대해 매우 높은 항균활성을 나타냈었다. 따라서 본 연구 결과, 높은 항균활성 지닌 CecA는 천잠의 면역 반응에서 중요한 역할을 담당할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제12권4호
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• pp.483-489
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• 2002

S. cerevisiae에서 glucoamylase 유전자의 promoter와 signal sequence 그리고 MF$\alpha$1의 prosequence를 이용하여 합성 곤충 defensin를 발현하고 항균활성을 보유한 형태로 분비하는데 성공하였다. Defensin의 여러 생화학적인 특성을 조사한 결과 열 안정성이 높아 10$0^{\circ}C$에서 30분간 가열하여도 항균활성을 온전히 유지하였으며 조사한 pH 영역, 2.0-12.0에서 항균활성의 변화가 없었다. 또한 여러 단백질 분해효소를 처리하면 항균활성이 완전히 사라졌으나 전분질 분해효소, 섬유소분해효소 및 지질분해효소의 처리는 항균 활성에 전혀 영향이 없었다. 황산암모늄침전, SP-Sepharose column cormatography, RP-HPLC 등의 조작을 통해 defensin을 순수한 형태로 정제하였으며 Tricine-SDS-PAGE를 통해 분자량이 약 4.0 kDa임을 확인하였고 정제한 defensin은 항균활성을 보유하였다.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제13권1호
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• pp.37-43
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• 2006

Enterococcus faecalis was isolated from the body fluid of dead Galleria mellonella larvae. Upon injection of E. faecalis into the hemocoel of G. mellonella, the bacteria destroyed parts of humoral defense systems in the hemolymph. In a test for the proteolytic activity of E. faecalis CS, it was confirmed that the enzyme degraded three well-known a-helical antimicrobial peptides, cecropin A, melittin and halocidin, and abolished their activities. We also determined putative cleavage sites on the primary sequences of three peptides through purification and mass analysis of peptide fragments digested by E. faecalis CS. Furthermore it was found that apolipophorin-III, recently known as a critical recognition protein for invading microbes in the hemolymph of G. mellonella, was also degraded by E. faecalis CS. Taken together, the present work shows that the protease in secretions from E. faecalis destroyed two critical humoral immune factors in the hemolymph of G. mellonella larvae. In addition, this paper demonstrates that the relationship between the host insect and the pathogenic bacteria might provide a valuable model system to study the enterococcal virulence mechanism, which may be relevant to mammalian pathogenesis.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 2006년도 Spring Conference
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• pp.77-90
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• 2006

Beta-amyloid peptide (A$\beta$) is a major component of senile plaques and its aggregation is considered to play a critical role in pathogenesis of Alzheimer's disease (AD). Aggregation of A$\beta$ could result from both increased synthesis and decreased degradation of A$\beta$. Our laboratory is interested in understanding the mechanism of A$\beta$ degradation in brain. Recently our laboratory identified a bacterial gene (SKAP) from Streptomyces sp KK565 whose protein product has an activity to cleave A$\beta$ and thus reduce the A$\beta$-induced neurotoxicity. The sequence analysis showed that this gene was closely related to aminopeptidase. Maldi-Tof analysis showed that the recombinant SKAP protein expressed in E. coli cleaves both A$\beta$ 40 and A$\beta$ 42 at the N-terminal of A$\beta$ while an aminopeptidase from Streptomyces griseus (SGAP) cleaves at the C-terminal. We also identified a mammalian homolog of SKAP and the recombinant mammalian protein expressed in Sf-9 insect cells showed a similar proteolytic activity to SGAP, cutting A$\beta$ at the C-terminus. I well discuss the detailed mechanism of the enzyme action and its functional implication in AD.

• 한국응용곤충학회지
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• 제61권1호
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• pp.109-115
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• 2022

난황형성과정(Vitellogenesis)은 발달하는 난모세포에 난황이 축적되는 과정으로, 이 과정의 개시는 알형성과정(oogenesis)을 제어하는 주요 메커니즘이다. 곤충생리학 모델인 노랑초파리(Drosophila melanogaster)에서 난황형성과정은 성충으로 우화한 직후 시작하여 성적 성숙이 일어나는 2-3일간 지속된다. 성숙한 난모세포가 충분히 만들어지고 성적 성숙이 종료되면, 짝짓기 후 알형성과정이 다시 시작될 때까지 난황형성과정은 멈춘다. 수컷 초파리의 정액 단백질인 성 펩타이드(Sex peptide, SP)는 짝짓기의 신호로서 알라타체(corpora allata)를 자극해 유약호르몬(Juvenile hormone, JH) 생합성 및 분비를 유도하며, 혈림프(hemolymph) JH 농도의 증가는 난황형성과정을 자극한다. 최근 연구 결과에 따르면, SP수용체 뉴런은 자궁 내막의 수상돌기를 통해 교미 중 정액과 함께 자궁으로 전달된 SP를 감지함으로써, 축삭돌기를 통해 중추신경계인 복부 신경절에 짝짓기 신호를 보내는데, 이러한 중추신경계 SP 신호가 JH 생합성 및 분비, 그리고 난황형성과정을 유도하는 것으로 밝혀졌다. 짝짓기 후 암컷에서의 난황형성과정은 일주기 리듬을 보이는데, 노랑초파리의 일주기 리듬은 중추 신경계 뉴런들에 의해 제어된다. 본 종설은 성적 성숙, 짝짓기 신호, 그리고 일주기 리듬에 따라 난황형성과정을 제어하는 신경 메커니즘에 관한 최근 연구 성과를 다룬다.