Embryonic stem cells (ESCs), representing a population of undifferentiated pluripotent cells with both self-renewal and multilineage differentiation characteristics, are capable of spontaneous differentiation into cardiomyocytes. The present study sought to define the kinetic characterization of lactate dehydrogenase (LDH) and creatine kinase (CK) of ESC- and neonatal-derived cardiomyocytes. Spontaneously differentiated cardiomyocytes from embryoid bodies (EBs) derived from mouse ESC line (Royan B1) and neonatal cardiomyocytes were dispersed in a buffer solution. Enzymes were extracted by sonication and centrifugation for kinetic evaluation of LDH and CK with spectrophotometric methods. While a comparison between the kinetic properties of the LDH and CK of both groups revealed not only different Michaelis constants and optimum temperatures for LDH but also different Michaelis constants and optimum pH for CK, the pH profile of LDH and optimum temperature of CK were similar. In defining some kinetic properties of cardiac metabolic enzymes of ESC-derived cardiomyocytes, our results are expected to further facilitate the use of ESCs as an experimental model.
In recent years, there has been a globally increasing application of herbal medicines and dietary supplements to treat various chronic diseases and to promote health. However, there are increasing clinical reports on the organ toxicities associated with consumption of herbal medicines. In general, most xenobiotics are metabolized by Phase I reaction(the main enzyme : cytochrome P450) and Phase II reaction. However, reactive oxygen species, free radicals and electrophils are produced inevitably during xenobiotics metabolism. These toxic species and metabolites are increased whenever the endogenous substances and enzymes for Phase II reaction not available. In addition, herbal-drug interactions are pharmacokinetic, with most actually or theoretically affecting the metabolism of the affected product by way of the cytochrome P450 enzymes. This review updated the knowledge on metabolic activation of herbal components and its clinical and toxicological implications. Also, the possible way for preventing the side-effects by herbal-medicine use was suggested.
Ghosh, N.;Adak, M.K.;Ghosh, P.D.;Gupta, S.;Sen Gupta, D.N.;Mandal, C.
Plant Biotechnology Reports
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v.5
no.1
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pp.89-103
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2011
Two rice varieties, viz. Nonabokra and Pokkali, have been evaluated for their responses to salinity in terms of some physiological and biochemical attributes. During the exposure to salinity (200 mM concentration of sodium chloride for 24, 48, and 72 h), a significant increase in sodium was recorded which was also concomitant with the changes of other metabolic profiles like proline, phenol, polyamine, etc. The protein oxidation was significantly increased and also varied between the two cultivars. The changes in activities of anti-oxidative enzymes under stress were significantly different to the control. The detrimental effects of salinity were also evident in terms of lipid peroxidation, chlorophyll content, protein profiles, and generation of free radicals; and these were more pronounced in Pokkali than in Nonabokra. The assessment and analysis of these physiological characters under salinity could unravel the mechanism of salt responses revealed in this present study and thus might be useful for selection of tolerant plant types under the above conditions of salinity.
Park, Hyoung-Goo;Lim, Young-Ran;Han, Songhee;Kim, Donghak
Toxicological Research
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v.30
no.1
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pp.33-38
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2014
The human cytochrome P450 2J2 catalyzes an epoxygenase reaction to oxidize various fatty acids including arachidonic acid. In this study, three recombinant enzyme constructs of P450 2J2 were heterologously expressed in Escherichia coli and their P450 proteins were successfully purified using a $Ni^{2+}$-NTA affinity column. Deletion of 34 amino acid residues in N-terminus of P450 2J2 enzyme (2J2-D) produced the soluble enzyme located in the cytosolic fraction. The enzymatic analysis of this truncated protein indicated the typical spectral characteristics and functional properties of P450 2J2 enzyme. P450 2J2-D enzymes from soluble fraction catalyzed the oxidation reaction of terfenadine to the hydroxylated product. However, P450 2J2-D enzymes from membrane fraction did not support the P450 oxidation reaction although it displayed the characteristic CO-binding spectrum of P450. Our finding of these features in the N-terminal modified P450 2J2 enzyme could help understand the biological functions and the metabolic roles of P450 2J2 enzyme and make the crystallographic analysis of the P450 2J2 structure feasible for future studies.
Le, Oanh Thi Tu;Nguyen, Tu Thi Ngoc;Lee, Sang Yoon
BMB Reports
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v.47
no.7
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pp.361-368
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2014
Lipid components in biological membranes are essential for maintaining cellular function. Phosphoinositides, the phosphorylated derivatives of phosphatidylinositol (PI), regulate many critical cell processes involving membrane signaling, trafficking, and reorganization. Multiple metabolic pathways including phosphoinositide kinases and phosphatases and phospholipases tightly control spatio-temporal concentration of membrane phosphoinositides. Metabolizing enzymes responsible for PI 4,5-bisphosphate (PI(4,5)P2) production or degradation play a regulatory role in Toll-like receptor (TLR) signaling and trafficking. These enzymes include PI 4-phosphate 5-kinase, phosphatase and tensin homolog, PI 3-kinase, and phospholipase C. PI(4,5)P2 mediates the interaction with target cytosolic proteins to induce their membrane translocation, regulate vesicular trafficking, and serve as a precursor for other signaling lipids. TLR activation is important for the innate immune response and is implicated in diverse pathophysiological disorders. TLR signaling is controlled by specific interactions with distinct signaling and sorting adaptors. Importantly, TLR signaling machinery is differentially formed depending on a specific membrane compartment during signaling cascades. Although detailed mechanisms remain to be fully clarified, phosphoinositide metabolism is promising for a better understanding of such spatio-temporal regulation of TLR signaling and trafficking.
Isoenzymatic analysis related with cadmium adaptation and detoxifying mechanism were carried out upon Rhizopus oryzae. When cadmium was added into R. oryzae culture, activities of malate dehydrogenase (MDH) and glucose phosphate isomerase (GPI) related with carbohydrate metabolizing pathways were stimulated. Novel isoenzyme CAT-2 related with removing intracellular toxic peroxides, was induced lately and derepressed very highly. On the other hand, lactate-catabolizing enzymes such as lactate dehydrogenase (LDH) and alcohol dehydrogenase (ADH) were repressed. These results strongly suggest that, under cadmium stress, much of derepression of enzymes relating with central metabolism such as TCA cycle that produces high yield of energy and relating with removal of toxic peroxides should be necessary.
The archaeon Sulfolobus solfataricus P1 carboxylesterase is a thermostable enzyme with a molecular mass of 33.5 kDa belonging to the mammalian hormone-sensitive lipase (HSL) family. In our previous study, we purified the enzyme and suggested the expected amino acids related to its catalysis by chemical modification and a sequence homology search. For further validating these amino acids in this study, we modified them using site-directed mutagenesis and examined the activity of the mutant enzymes using spectrophotometric analysis and then estimated by homology modeling and fluorescence analysis. As a result, it was identified that Ser151, Asp244, and His274 consist of a catalytic triad, and Gly80, Gly81, and Ala152 compose an oxyanion hole of the enzyme. In addition, it was also determined that the cysteine residues are located near the active site or at the positions inducing any conformational changes of the enzyme by their replacement with serine residues.
Alcoholism is a significant health problem in the world. The liver is the first and primary target organ for alcohol metabolism. Alcohol dehydrogenase and aldehyde dehydrogenase play important roles in the metabolism of alcohol and aldehyde. In this study, I aimed to investigate the eliminatory effects of a Phellinus spp. extract on alcohol metabolism in drunken Sprague-Dawley (SD) rats. Male SD rats were given Phellinus spp. extract at 30 min after 40% (5 g/kg) alcohol ingestion. To assay the effect of Phellinus spp. extract on blood alcohol concentration, blood samples were taken from the tail vein at 1, 3 and 5 h after alcohol ingestion. The concentrations of alcohol, alcohol dehydrogenase, and aldehyde dehydrogenase in Phellinus spp. extract treated rat were significantly lower than that of the control with a time-dependent manner. In addition, the alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase activities of Phellinus spp. extract-treated groups were altered compared to those of the control group. These results suggest that Phellinus spp. extract intake can have a positive effect on the reduction of alcohol, alcohol dehydrogenase, and aldehyde dehydrogenase concentrations in the blood and may alleviate acute alcohol-induced hepatotoxicity by altering alcohol metabolic enzyme activities. Phellinus spp. extract is thus a good nutraceutical candidate.
Alcoholism is a significant global health problem. Alcohol dehydrogenase and aldehyde dehydrogenase play important roles in the metabolism of alcohol and aldehyde. In this study, we aimed to investigate the eliminatory effects of a fruit extract drink on alcohol metabolism in drunken Sprague-Dawley (SD) rats. Male SD rats were given a fruit extract drink or a commercial product (10 mL/kg) 30 min prior to 40% (5 g/kg) ethanol ingestion. To assay the effect of the fruit extract drink on blood ethanol concentration, blood samples were taken from the saphenous vein at 3 and 5 h after ethanol ingestion. The blood concentrations of alcohol, alcohol dehydrogenase, and aldehyde dehydrogenase were significantly lower in the fruit extract drink group than in the control group, in a time-dependent manner. However, the alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase activities of all experimental groups were unaltered compared to those of the control group. These results suggested that fruit extract drink intake can have a positive effect on the reduction of alcohol, alcohol dehydrogenase, and aldehyde dehydrogenase concentrations in the blood and may alleviate acute ethanol-induced hepatotoxicity by altering alcohol metabolic enzyme activities.
Proceedings of the Korean Society of Applied Pharmacology
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1994.11a
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pp.135-140
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1994
Over past decades, numerous in vitro model has been developed to investigate drug metabolism. In the order of complexity we found the isolated perfused liver, hepatocytes in co-culture with epithelial cells, hepatocytes in suspension and in primary culture and subcellular hepatic microsomal fractions. Because they can be easily prepared from both animals (pharmacological and toxicological species) and humans (whole livers as well as biopsies obtained during surgery) hepatocytes in primary culture provide the most powerful model to better elucidate drug behavior at an early stage of preclinical development such as : 1. the characterization of main biotransformation reactions. 2. the identification of phase I and phase II isozymes involved in such reactions 3. the evaluation of interspecies differences allowing the selection of a second toxicological animal species more closely related to man on the basis of metabolic profiles 4. the detection of the inducing and/or inhibitory effects of a drug on metabolic enzymes, the prediction of drug interactions 5. the estimation of inter-individual variability in biotransformation reactions. The use of hepatocytes, and in particular those obstained from humans, at an early stage of drug development allows the obtention of more predictive preclinical data and a better knowledge of drug behavior in humans before the first administration of the drug in healthy volunteers.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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