Mitochondria were isolated from Lentinus edodes and properties of the mitochondrial NADH dehydrogenase were studied. Optimal pH, temperature, and thermal stability of the enzyme were estimated to be 7.6, $33^{\circ}C$, and stable for one hour at $50^{\circ}C$. The apparent $K_m$ for the NADH was 0.33 mM. This enzyme catalyzed to transfer electrons from NADH to ferricyanide, decylubiquinone, and 2,6-dichloro-phenol-indophenol. 0.5 mM antimycin A and 0.01 mM dibromothymoquinone strongly inhibited 87.8% and 76.5% of the enzyme activities. 0.01 mM oligomycin known as an inhibitor of ATPase also strongly inhibited 79.2% of activities. 0.5 mM 5,5'-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid) and 1.0 mM N-ethylmaleimide known as a modifier of SH group inhibited 50.4% and 36.7% of activities. 1 mM ethyl 2,4-dihydroxy-6-methyl benzoate and 10 mM orcinol, which had been known as an antibiotics isolated from Umbilicaria vellea according to our previous work, stimulated 68.4% and 48.1% of the enzyme activities.
옥수수의 미토콘드리아 변이체(NGS2)는 전자전달계 내의 NADH dehydrogenase를 구성하고 있는 subunit 4와 7 유전자의 재조합에 의해서 생성된 변이체이다. 이들의 변이체들은 식물의 성장과 발육에 절대적인 영양을 미치며, 또한 기내에서의 callus line들의 생성과 발달에도 상당한 영향을 미친다. 이들의 미토콘드리아 mutant 들은 3개의 primer를 사용하는 PCR 방법에 의해서 쉽게 선별이 가능하며, 세포 내의 키토콘드리아 변이 정도를 간접적으로 추측케 하며, 체시포 분열시 세포질 내의 기관들이 random으로 분리되는 현상을 간법적으로 알 수 있다. NGS2 mutant들에서 유기된callus line들은 식물체 재문화에도 영향을 미쳐 murant 미토콘드리아가 많은 call line들에슨 실질적인 부정 줄기의 유기를 방해하는 것으로 사료된다. 결론적으로 NADH-dehydrogenase는 식물체가 재분화 또는 성장하는데 있엇 필요한 요소라고 생각된다.
Mitochondrial DNAs has been used frequently as genetic markers for the population genetic studies of salmonid fishes. Samples used in this experiment were chum salmons (Oncorhynchus keta) from Korea. We analyzed variation of mitochondrial NADH dehydrogenase subunit 3 gene (ND3) among 4 individuals of the Korea population. Genomic DNA was extracted from the liver of the chum salmon samples. Then, the ND3 gene was amplified by polymerase chain reaction (PCR) including the 3' region of cytochrome oxidase III gene (COIII) and the 5` region of NADH dehydrogenase subunit 4L gene (ND4L). The size of the PCR product was 752 Up and the sequences showed some genetic variation among those four individuals. Genetic variations were observed in 7 sites as single nucleotide polymorphism (SNP). Within the open reading frame of the ND3 gene which encodes 116 amino acids, 5 nucleotide substitutions were found. Both transitional and transversional changes occurred more frequently with transitional changes. Comparison of these sequences with the others of a Japanese chum salmon in GenBank showed 5 sites of SNPs. This study provided the basic information of SNP in ND3 gene among Korean chum salmons and demonstrated the possible use of the SNP data as a genetic marker.
We analyzed the nucleotide sequences of about 500 bp of the mitochondrial NADH dehydrogenase subunit 3 (ND3) gene to estimate the genetic variation of Korean masu salmon (Oncorhynchus masou) populations. DNA samples were collected from 104 river-only specimens and 52 anadromous specimens from three hatcheries and one river. There are no records of artificial release into the river. We amplified the ND3 gene by polymerase chain reaction, targeting areas that included parts of the cytochrome oxidase III gene and the NADH dehydrogenase subunit 4L gene, and defined 14 haplotypes based on 12 variable nucleotide sites in the examined region. Among the haplotypes, ten were specific to river-only specimens within hatchery populations. Haplotype diversity of river-only populations in hatcheries was higher than that of anadromous and wild populations. Pairwise population $F_{ST}$ estimates and neighbor-joining tree analyses inferred that anadromous and river-only populations were distinct. These results suggest that sequence polymorphism in the ND3 region may be a useful marker for analyzing the genetic variation and population structure of masu salmon.
Colon cancer (CRC) is a serious health problem throughout the world. Development of novel drugs without side effects for this cancer is crucial. Luteolin (LUT), a bioflavonoid, has many beneficial effects such as antioxidant, anti-inflammatory and anti-proliferative potential. was a potent chemical carcinogen used for the induction of colon cancer. Colon carcinogenesis was initiated by intraperitoneal injection of azoxymethane (AOM) to mice at the dose of 15 mg/body kg weight in Balb/C mice for 3 weeks. Mice were treated with LUT at the dose of 1.2 mg/body kg weight orally. Mitochondrial enzymes such as isocitrate dehydrogenase (ICDH), ${\alpha}$-keto dehydrogenase (${\alpha}$-KDH), succinate dehydrogenase (SDH) and the activities of respiratory chain enzymes NADH dehydrogenase and cytochrome c oxidase were found to be elevated in AOM-treated animals. Treatment with LUT decreased the activities of all the parameters significantly. Hence, LUT might be a potent anticancer agent against colorectal cancer.
The mitochondrial genome of domesticated silkworm (Bombyx mori) was mapped with five restriction endonucleases (BamHI, EcoRI, HindIII, PstI and XbaI), the entire genome was cloned with HindIII and EcoRI. From the end sequencing results of 5$^1$and 3$^1$region for full genome set of eleven mitochondrial clones, the seven mitochondrial genes (NADH dehydrogenase 6, ATPase 6, ATPase 8, tRN $A^{Lys}$, tRN $A^{Asp}$, tRN $A^{Thr}$ and tRN $A^{Phe}$ of mori were identified on the basis of their nucleotide sequence homology. The nucleotide composition of NADH dehydrogenase 6 was heavily biased towards adenine and thymine, which accounted for 87.76%. On basis of the sequence similarity with published tRNA genes from six insect species, the tRN $A^{Lys}$, tRN $A^{Asp}$ and tRN $A^{Thr}$ were showed stable canonical clover-leaf tRNA structures with acceptible anticodons. However, both the DHU and T$\psi$C arms of tRN $A^{Phe}$ could not form any stable stem-loop structure. The two overlapping gene pairs (tRN $A^{Lys}$ -tRN $A^{ASP}$ and ATPase8-ATPase6) were found from our sequencing results. The genes are encoded on the same strad. ATPase8 and ATPase6 overlaps (ATGATAA) which are a single example of overlapping events between abutted protein-coding genes are common, and there is evidence that the two proteins are transcribed from a single bicistronic message by initiation at 5$^1$terminal start site for ATPase8 and at an internal start site for ATPase6. Ultimately, this result will provide assistance in designing oligo-nucleotides for PCR amplification, and sequencing the specific mitochondrial genes for phylogenetics of geographic races, genetically improved silkworm strains and wild silkworm (mandarina) which is estimated as ancestal of domesticated silkworm.sticated silkworm.
국소마취제가 mitochondria에서의 전자이동 및 superoxide라디칼의 생성 그리고 지질의 과산화에 따른 malondialdehyde생성에 미치는 영향을 관찰하였다. 국소마취제는 전자이동계 의 효소활성도에 영향을 나타내었다. NADH dehydrogenase, NADH oxidase와 NADH-ubiquinone oxidoreductase의 활성도는 lidocaine, procaine과 dibucaine에 의하여 효과적으로 억제되었고 cocaine에 의하여 약간 억제되었다. Succinate dehydrogenase, succinate cytochrome c oxidoreductase와 succinate-ubiquinone oxidoreductase 활성도는 lidocaine 과 dibucaine에 의하여 억제되었으나 succinate oxidase는 국소마취제에 의하여 활성화되었다. 국소마취제는 dihydroubiquinone-cytochrome c oxidoreducatse와 cytochrome c oxidase의 활성도를 억제하였다. 이와 같은 반응에서 국소마취제에 대한 complex I segment의 반응이 다른 complex segment보다 크게 나타났다. 국소마취제는 succinate 또는 NADH에 의한 superoxide 생성과 이에 대한 antimycin의 자극효과를 억제하였다. 또한 국소마취제는 산소라디칼에 의한 지질의 과산화를 억제하였다. 이상의 결과로부터 국소마취제는 mitochondria의 전자전달 과정 중 Complex I segment때 또는 인접한 부위에 작용하여 전자이동을 억제함으로써 superoxide 생성과 지질의 과산화를 억제할 것으로 시사되었다.
풀무치의 전국적인 발생현황 및 밀도조사의 결과, 한국에서는 전라남도 해남군 산이면과 전라남도 무안군 망운면 간척지에서 2015년 이후 지속적으로 높은 밀도의 발생이 관찰되었다. 우리는 두 지점에서 발생하는 풀무치의 기원을 알아내기 위하여 NADH dehydrogenase subunit (NAD) 2, NAD4 와 NAD5의 염기서열을 분석하였다. 그 결과 해남풀무치의 경우는 중국동북부의 Liaoning성 과 Heilongjiang성 개체군과 기원이 비슷하고, 무안풀무치의 경우는 일본풀무치와 기원이 비슷하다는 결론에 도달했다. 이전의 전 세계적인 풀무치의 진화에 관한 연구에서 한국의 풀무치가 포함이 되지 않아서 한반도 풀무치의 기원은 알 수 없었다. 본 연구의 결과는 중국북동부 지방에서 8만 년 전에 분리된 풀무치 중 일부가 한반도로 이동을 하여 해남 지역에 정착을 하고 일부는 러시아 사할린과 일본 홋카이도섬을 거쳐서 무안으로 이동하였을 가능성을 보여주고 있다. 하지만, 한반도로 내려온 풀무치가 해남과 무안계통으로 분리된 후 일본으로 이동하였을 가능성도 배제할 수 없다.
미토콘드리아는 가시광선의 조사에 의해 그 고유한 생화학적 기능에 저해를 받게 되며 그것은 주로 파장 영역 $350{\sim}500nm$의 청색광이 유발하는 광역학적 작용(photodynamic action)의 결과라는 가정을 입증하는 자료를 수집하였다. 미토콘드리아막에 결합되어 있는 전자전달계효소들 중에서 NADH dehydrogenase, succinate dehydrogenase, 및 cytochrome c oxidase의 광저해(photoinhibition)를 조사하였던 바, 모든 효소들이 청색광에 의해 상대적으로 심한 활성상실을 보였다. NADH dehydrogenase의 FMN과 cytochrome c oxidase의 heme group은 산소가 관여하는 photosensitizer(photodynamic sensitizer)임에 반해, succinate dehydrogenase의 FAD는 sensitizer로서의 기능을 보이지 않는 대신 Fe-S center가 산소와 무관한 photosensitizer일 것이라고 해석되었다. heme group에 들어 있는 Fe도 역시 산소와 무관한 광화학반응에 어느 정도 기여하리라고 추정되는 결과도 얻었다. 미토콘드리아 전체로 볼 때 생리적 활성저해에 가장 크게 기여하는 가시광은 산소존재 조건하의 청색광이였고, 그 저해기작에는 active oxygens가 관여되어 있다는 것을 $O_2$의 분석을 통해 확인하였다. 한편 active oxygens의 생성은 미토콘드리아막의 과산화를 초래하였으며, 역시 청색광/$O_2$조건에서 그 정도가 가장 심하였다.
암컷 Aedes aegypti의 난성숙과장에서 새로 나타나는 malate dehydrogenase(L-malate, $NAD^+$ oxidoreductase, EC 1.11.37, MDH)를 DEAE-Sepharose, Sulphonyl-Sepharose, Cibacron 3FGA affinity chromatography를 이용하여 분리정제하여 그 특성을 조사하였다. 분자량은 70,000 dalton정도의 dimer 형태로 되어 있으며 최적 pH는 malate-oxaloacetate반응에서는 pH 9.0~9.2, oxaloacetate-malate 반응에서는 pH 9.8~10.2이었다. 정재된 MDH는 mitochondria에 위치하고 있으며 기질로서 malate에 대한 Km값의 경우 $1.29 \times 10^{-4}$ M, oxaloacetate에 대한 Km 값은 $6.58\times 10^{-4}$M, NAD에 대한 Km값은 $0.76\times 10^{-3}$ M이며 NADH에 대한 Km 값은 $3.8\times 10^{-3}$ M 을 보이고 있으며 각각의 기질에 의한 저해현상을 보이고 있었다. 기질에 대한 Km값을 부분적으로 분리한 DEAE-sepharose에 흡착된 원형질 MDH와 비교한 결과 malate에 대한 Km 이 $8.92\times 10^{-3}$으로 상당한 차이를 보이고 있었다. 또한 정제된 MDH는 cltrate, $\alpha$-ketoglutarate, ATP 등의 대사산물에 의하여 저해작용을 받았다. ATP 및 citrate에 의한 MDH 활성도 저해는 oxaloacetate-malate반응에서 보다는 malate-oxaloacetate 반응에서 덜 일어났다. Oxaloacetate-malate 반응의 경우 ATP에 의하여저해작용이 완전히 일어났으며 malate-oxaloacetate반응에서는 cltrate에 의하여 저해작용이 일어나지 않았다. 흡혈 후 생성되는 MDH는 난소에서 합성되며 흡혈 수 난소에서 18시간 때부터 활성도가 나타나 48시간 이후 최고 활성도가 유지되는데 TCA회로의 isocitrate dehydrogenase 의 경우 난소내에서의 활성도 변화가 MDH의 변화 양상과 같았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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