• BMB Reports
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• 제45권11호
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• pp.623-628
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• 2012

Tissue inhibitor of metalloproteinases (TIMPs; TIMP-1, -2, -3 and -4) are endogenous inhibitor for matrix metalloproteinases (MMPs) that are responsible for remodeling the extracellular matrix (ECM) and involved in migration, invasion and metastasis of tumor cells. Unlike under normal conditions, the imbalance between MMPs and TIMPs is associated with various diseased states. Among TIMPs, TIMP-1, a 184-residue protein, is the only N-linked glycoprotein with glycosylation sites at N30 and N78. The structural analysis of the catalytic domain of human stromelysin-1 (MMP-3) and human TIMP-1 suggests new possibilities of the role of TIMP-1 glycan moieties as a tuner for the proteolytic activities by MMPs. Because the TIMP-1 glycosylation participate in the interaction, aberrant glycosylation of TIMP-1 presumably affects the interaction, thereby leading to pathogenic dysfunction in cancer cells. TIMP-1 has not only the cell proliferation activities but also anti-oncogenic properties. Cancer cells appear to utilize these bilateral aspects of TIMP-1 for cancer progression; an elevated TIMP-1 level exerts to cancer development via MMP-independent pathway during the early phase of tumor formation, whereas it is the aberrant glycosylation of TIMP-1 that overcome the high anti-proteolytic burden. The aberrant glycosylation of TIMP-1 can thus be used as staging and/or prognostic biomarker in colon cancer.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1379-1385
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• 2018

당사슬은 당단백질과 단백당에 결합하며, 일반적으로 세포의 최외각 표면에서 발견된다. O-연결 당사슬과 N-연결 당사슬은 진핵세포에 흔히 존재하는 당사슬이며 원핵세포에서도 발견된다. 세포 표면에 존재하는 당사슬과 주변에 동일한 종류의 세포막에 노출된 당사슬 결합 단백질과의 상호작용, 전혀 다른 종류의 세포와의 상호작용, 또는 질병 유발 균주와 바이러스와의 상호작용은 생물학 및 의생명과학에 있어서 질병원인물질 인식, 세포 이동, 세포간의 결합, 발생, 그리고 감염 등과 같은 과정에 있어서 매우 중요한 역할을 담당한다. 각종 질병 상황에서의 당사슬의 프로파일의 변화와 역할은 당사슬이 질병 진단 마커로 활용할 가능성을 제시한다. 이에 더하여, 기존의 많은 선행 연구들에서, 재조합 단백질 의약품에 결합된 당사슬은 재조합 단백질 의약품의 용해도, 약동역학, 약물 활성, 생체활성, 안전성을 적절하게 유지하고 결정짓는데 중요한 요소가 된다. 게다가, 암의 발생과 진전의 영향으로 인해 당사슬 가지 끝에 결합하는 시알릭산의 당질화 양상의 변화는 세포와 세포간 상호작용, 인식 그리고 면역 반응에 매우 중요한 요소로 작용한다. 본 총설에서는 당사슬의 생물학적인 기능에 대한 전반적인 이해를 돕고, 당질화 현상과 질병 진단 및 질병 치료 기법간의 상호 연관성을 간략히 설명하고자 한다. 추가적으로 혈액 내 혈청에 존재하는 당사슬의 프로파일의 변화를 분석하는 대량효능검색 방법과 이로 인해 유도되는 생화학적 작용 기작을 살펴보았다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권3호
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• pp.955-957
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• 2014

• 미생물학회지
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• 제46권1호
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• pp.96-103
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• 2010

단백질의 N-글리코실화는 대표적인 번역 후 변형 중의 하나로 진핵생물 뿐 아니라 원핵생물에서도 발견된다. N-글리코실화는 단백질 상의 N-글리코실 서열인 N-x-S/T 위치에 지질과 연결된 올리고당(lipid-linked oligosaccharide, LLO)으로부터 올리고당 전이효소(oligosaccharyltransferase, OTase) 활성에 의해 글리칸(glycan)이 전달되어 당단백질의 합성이 이루어진다. 본 연구에서는 OTase의 세포내 활성을 측정하기 위하여 5/6-carboxyltetramethylrhodamine (TAMRA)이 도입된 형광펩타이드 TAMRA-DA$\underline{N}$Y$\underline{T}$K-$NH_2$를 이용하였다. OTase활성 측정은 단일 서브유닛으로 효소의 활성을 갖는 운동핵 편모충류인 Leishmania major Stt3p와 병원성 미생물인 Campylobacter jejuni PglB를 진핵생물과 원핵생물의 모델 효소로 각각 사용하여 Saccharomyces cerevisiae와 C. jejuni 유래 LLO와 형광 펩타이드를 반응시켜 당-펩타이드를 합성하였다. 합성된 당-펩타이드를 미반응한 형광펩타이드와 분리 및 당-펩타이드의 정량 분석을 위하여 Tricine SDS-PAGE, ConA 렉틴 컬럼 및 fluorospectrophotometer, HPLC를 사용하였으며, 당-펩타이드 분석을 통해 각 방법의 장단점을 비교하였다. 비교 분석 결과 Tricine SDS-PAGE를 이용한 형광 이미지 분석과, 렉틴 컬럼을 통해 분리된 당-펩타이드의 fluorospectrophotometer 정량법에 비해, HPLC를 이용한 방법이 OTase에 의해 생성된 당-펩타이드를 분석하는데 더 정확하고 정량적인 값을 제시하는 것으로 확인되었다.

• Mass Spectrometry Letters
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• 제13권4호
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• pp.139-145
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• 2022

Protein glycosylation is a common post-translational modification by non-template-based biosynthesis. In fungal biotechnology, which has great applications in pharmaceuticals and industries, the importance of research on fungal glycoproteins and glycans is accelerating. In particular, the importance of quantitative analysis of fungal glycans is emerging in research on the production of filamentous fungal proteins by genetic modification. Reliable mass spectrometry-based techniques for quantitative glycomics have evolved into chemical, enzymatic, and metabolic stable isotope labeling methods. In this study, we intend to expand quantitative glycomics by metabolic isotope labeling of glycans in Aspergillus niger, a filamentous fungus model, by the MILPIG method. We demonstrate that incubation of filamentous fungi in a culture medium with carbon-13 labeled glucose (1-¹³C₁) efficiently incorporates carbon-13 into N-linked glycans. In addition, for quantitative validation of this method, light and heavy glycans are mixed 1:1 to show the performance of quantitative analysis of various N-linked glycans simultaneously. We have successfully quantified fungal glycans by MILPIG and expect it to be widely applicable to glycan expression levels under various biological conditions in fungi.

• KSBB Journal
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• 제22권4호
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• pp.234-238
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• 2007

본 연구에서는 전극분무 이온화-이온 포획 질량 분석기를 이용하여 인체 IgG의 N-연결 글라이칸 중 이중촉각 구조를 가지면서 비환원 말단의 갈락토오즈 개수가 0, 1, 2 개인 서로 다른 세 가지 글라이칸의 단일 쪼개짐 (MS/MS) 및 다중 쪼개짐 현상을 관찰하고 이를 구조 분석에 이용하였다. MS/MS 분석에서는 퓨코오즈가 결합된 환원 말단의 N-아세틸 글루코사민의 0,2-고리 쪼개짐으로 파생되는 조각 피크가 가장 높은 세기로 나타나는 것을 관찰할 수 있었고, 전구체 피크와 별개로 연속적인 당 단위체의 쪼개짐이 일어나는 것을 알 수 있었다. 또한 G1 글라이칸의 경우에서만 비환원 말단의 갈락토오즈와 N-아세틸글루코사민이 결합된 채 쪼개지는 현상이 일어나는 것을 관찰할 수 있었다. 다중 쪼개짐 질량 분석 기법을 이용하여 MS/MS 스펙트럼에서 나타나는 조각 피크들의 구조를 재확인할 수 있었고, 이를 트리 구조로 정리할 수 있었다. 또한 추가적인 2,4-고리 쪼개짐 현상이 환원 말단 하나 바깥쪽의 N-아세틸 글루코사민에서 공통적으로 일어나는 것을 관찰할 수 있었다. 이와 같은 다중 쪼개짐 질량 분석기법을 이용하여 보다 복잡한 구조의 글라이칸 구조 분석에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권2호
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• pp.383-391
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• 2008

The glycans linked to the insect cell-derived glycoproteins are known to differ from those expressed in mammalian cells, partly because of the low level or lack of glycosyltransferase activities. GnT II, GnT IV, GnT V, and ST3Gal IV, which play important roles in the synthesis of tetraantennarytype complex glycan structures in mammalian cells, were overexpressed in Trichoplusia ni cells by using a baculovirus expression vector. The glycosyltransferases, expressed as a fusion form with the IgG-binding domain, were secreted into the culture media and purified using IgG sepharose resin. The enzyme assay, performed using a pyridylaminated-sugar chain as an acceptor, indicated that the purified glycosyltransferases retained their enzyme activities. Human erythropoietin expressed in T. ni cells (rhEPO) was subjected to in vitro glycosylation by using recombinant glycosyltransferases and was converted into complex-type glycan with terminal sialic acid. The presence of Nacetylglucosamine, galactose, and sialic acid on the rhEPO moiety was detected by a lectin blot analysis, and the addition of galactose and sialic acid to rhEPO was confirmed by autoradiography using $UDP-^{14}C-Gal\;and\;CMP-^{14}C-Sia$ as donors. The in vitro glycosylated rhEPO was injected into mice, and the number of reticulocytes among the ed blood cells was counted using FACS. A significant increase in the number of reticulocytes was not observed in the mice injected with in vitro glycosylated rhEPO as compared with those injected with rhEPO.

• KSBB Journal
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• 제31권4호
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• pp.270-276
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• 2016

In glycoprotein, Terminal sialic acid residues of N-linked glycan are imperative things because they prevent the recognition from asialoglycoprotein-receptor that affect the half-life of glycoproteins. So establishment of culture process for enhancing sialic acid is important to maximize sialic acid contents of glycoprotein. In this study, we investigated effects of biphasic culture of Chinese hamster ovary (CHO) cells producing albumin-erythropoietin to increase sialylation. Biphasic cultures were performed with shift of $CO_2$ concentrations and temperatures at day 5 when viable cell density was decreased and sialidase was started to be released by cell lysis. The examined temperature set points were 33, 35 and $37^{\circ}C$ respectively and the $CO_2$ concentration was 1, 5, 10 and 15%. We confirmed that sialidase activity was the lowest in biphasic culture that was shifted from normal culture condition to 1% of $CO_2$ and $33^{\circ}C$ on day 5. However, the temperature and concentration of $CO_2$ have little effect on activity of ${\alpha}2,3$-sialyltransferase. Also, sialic acid contents were enhanced 1.13-fold higher than that in control culture. In conclusion, Biphasic cultivation in CHO cells led to inhibition of sialidase activity and increases of sialylated glycan.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권7호
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• pp.993-999
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• 2015

본 연구에서는 선정한 생약재 및 복합처방단의 ${\alpha}$-glucosidase 저해 활성을 알아보았으며, 이 방법이 미백 소재 스크리닝을 위한 유용한 평가법인지를 알아보았다. 한의학과 민간에서 당뇨의 개선 및 치료 효과가 우수하다고 알려진 생약재 및 처방 중 죽력, 귀전우, 적양, 연자육, 마인, 청심연자음의 ${\alpha}$-glucosidase 활성 저해 효과는 식후 혈당조절제인 acarbose와 비교하여 볼 때 우수한 효과를 나타내었다. 미백 효과가 알려진 연자육을 함유한 청심연자음 hydrolyzed EtOAc layer는 $100{\mu}g/mL$ 농도에서 약 50% 멜라닌 생성 저해 효과를 보였다. 또한 청심연자음 hydrolyzed EtOAc layer는 ${\alpha}$-glucosidase 활성 저해 효과가 우수하였으나 mushroom tyrosinase 활성 저해 효과는 나타나지 않았다. 이로써 청심연자음 hydrolyzed EtOAc layer는 ${\alpha}$-glucosidase 활성을 저해시켜 tyrosinase의 glycosylation을 저해함으로써 멜라닌 생성 억제 효과가 나타나는 것으로 생각된다. 이상의 결과로 볼 때 ${\alpha}$-glucosidase 활성 억제 효과가 있으면서 당뇨병에 효과가 있는 생약재들은 N-linked glycoprotein인 tyrosinase의 glycosylation을 저해하여 tyrosinase의 세포 내 이동이나 활성을 억제함으로써 멜라닌 생성을 억제할 것으로 사료되며, 본 연구에서 선정된 생약재들은 당뇨병 치료를 위한 목적뿐만 아니라 화장품에서 새로운 미백 소재로서의 활용가치가 있을 것으로 판단된다. 또한 미백에 효과가 있는 소재 스크리닝을 위해 현재 널리 사용되고 있는 mushroom tyrosinase 활성 저해 효과와 다른 접근 방법으로써 ${\alpha}$-glucosidase 활성 측정 방법도 하나의 평가법으로 유용할 것으로 생각된다.