• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권10호
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• pp.3756-3759
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• 2011

• BMB Reports
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• 제40권4호
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• pp.511-516
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• 2007

A glutathione S-transferase (GST) related to the phi (F) class of enzymes only found in plants has been cloned from the Oryza sativa. The GST cDNA was cloned by PCR using oligonucleotide primers based on the OsGSTF5 (GenBank Accession No. $\underline{AF309382}$) sequences. The cDNA was composed of a 669-bp open reading frame encoding for 223 amino acids. The deduced peptide of this gene shared on overall identity of 75% with other known phi class GST sequences. On the other hands, the OsGSTF5 sequence showed only 34% identity with the sequence of the OsGSTF3 cloned by our previous study (Cho et al., 2005). This gene was expressed in Escherichia coli with the pET vector system and the gene product was purified to homogeneity by GSH-Sepharose affinity column chromatography. The expressed OsGSTF5 formed a homo-dimer composed of 28 kDa subunit and its pI value was approximately 7.8. The expressed OsGSTF5 displayed glutathione conjugation activity toward 1-chloro-2,4-dinitrobenzene and 1,2-epoxy-3-(p-nitrophenoxy)propane and glutathione peroxidase activity toward cumene hydroperoxide. The OsGSTF5 also had high activities towards the herbicides alachlor, atrazine and metolachlor. The OsGSTF5 was highly sensitive to inhibition by S-hexylGSH, benastatin A and hematin. We propose from these results that the expressed OsGSTF5 is a phi class GST and appears to play a role in the conjugation of herbicide and GPOX activity.

• Molecules and Cells
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• 제25권2호
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• pp.312-316
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• 2008

Flavanone $3{\beta}$-hydroxylases (F3H) are key enzymes in the synthesis of flavonol and anthocyanin. In this study, three F3H cDNAs from Oryza sativa (OsF3H-1 ~3) were cloned by RT-PCR and expressed in E. coli as gluthatione S-transferase (GST) fusion proteins. The purified recombinant OsF3Hs used flavanone, naringenin and eriodictyol as substrates. The reaction products with naringen and eriodictyol were determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy to be dihydrokaempferol and taxifolin, respectively. OsF3H-1 had the highest enzymatic activity whereas the overall expression of OsF3H-2 was highest in all tissues except seeds. Flavanone $3{\beta}$-hydroxylase could be a useful target for flavonoid metabolic engineering in rice.

• 생명과학회지
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• 제27권11호
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• pp.1233-1244
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• 2017

Calcium-dependent protein kinases (CDPKs)는 칼슘 이온을 매개로 한 신호전달 경로에서 중요한 역할을 한다. 벼(Oryza sativa)에는 29개의 CDPKs가 확인되었지만 그들의 기능은 완벽히 밝혀지지 않았다. 이 연구는 OsCPK11 유전자에 초점을 맞춰 그것의 기능적인 특징을 조사하였다. 벼의 어린 잎, 성장한 잎, 꽃에서 OsCPK11 유전자의 조직-특이적 발현이 확인되었고, 지베렐린이 처리된 벼의 호분층에서도 이 유전자의 발현을 확인할 수 있었다. Tos-17이 삽입된 oscpk11의 표현형에서 돌연변이체 각각의 키는 야생형과 구분되지 않았지만, 영과의 수나 무게는 통계적으로 유의미한 차이가 있었다. 덧붙여 많은 돌연변이체 낟알의 배젖에서 white belly materials이 확인되었다. OsCPK11의 cDNA가 cloning되었고, 약 60.5 kD인 OsCPK11 단백질이 GST affinity chromatography와 SDS-PAGE에 의해 얻어졌다. 아미노산 서열 분석을 통해 OsCPK11이 전형적인 CDPKs의 구조적 특징을 가짐을 알 수 있었다. 이 결과는 OsCPK11유전자의 기능과 식물에서 칼슘 이온을 매개로 한 신호전달 경로에 CDPK 역할의 유용한 정보를 제공해줄 것이다.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1393-1402
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• 2017

식물에서, 칼슘-의존적 단백질 카이네즈(CDPKs)는 $Ca^{2+}$ 신호전달에서 중요한 $Ca^{2+}$ 수용체이다. 벼(Oryza sativa L.)의 CDPKs인 3개의 OsCPKs는 생물정보에 대한 분석이 이루어졌으나, OsCPK11 유전자는 연구가 완전히 수행되지 않았다. 다양한 조직에서 OsCPK11 유전자가 전사수준에서 발현한다는 것은 알려져 있으나, 단백질 수준에서 발현과 생화학적인 특징은 잘 알려져 있지 않다. 이 연구는 OsCPK11의 몇 가지 생화학적 특징을 알아보기 위해 이루어졌다. 먼저 in vitro에서 E. coli를 이용하여 GST-OsCPK11를 발현시키고, 카이네즈 활성 측정과 칼슘-의존적 단백질 카이네즈로서 OsCPK11의 생화학적 분석도 수행하였다. OsCPK11은 스스로 자가인산화하며, $Ca^{2+}$의 존재 하에서 기질로서 histone III-s와 MBP로 인산기 전달 작용을 수행한다. 재조합 OsCPK11의 활성은 $Mg^{2+}$에 의해 영향을 받으며, pH 7.0-7.5에서 최적의 활성을 보인다. 또한 OsCPK11의 활성은 높은 수준의 $Ca^{2+}$가 존재하는 조건에서는 $Mg^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Na^+$의 영향을 받지 않는다. 또한 OsCPK11의 자가인산화는 OsCPK11의 $Ca^{2+}$ 민감도를 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 마지막으로, OsCPK11의 N-말단 다양화 지역으로 토끼 항체를 만들었고, immunoblot을 기초로 polyclonal antibody는 95.5 kD의 GST-OsCPK11를 인식하는 것으로 나타났다. 이 결과는 벼의 $Ca^{2+}$ 매개 신호전달에서 OsCPK11의 기능을 더 잘 이해하는데 도움을 줄 것이며, 심화 연구를 위해 다양한 OsCPKs의 단백질 정보를 결정하는 것이 필요할 것이다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권12호
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• pp.4169-4172
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• 2012

To elucidate the roles of cysteine residues in rice Phi-class GST F3, in this study, all three cysteine residues were replaced with alanine by site-directed mutagenesis in order to obtain mutants C22A, C73A and C77A. Three mutant enzymes were expressed in Escherichia coli and purified to electrophoretic homogeneity by affinity chromatography on immobilized GSH. The substitutions of Cys73 and Cys77 residues in OsGSTF3 with alanine did not affect the glutathione conjugation activities, showing non-essentiality of these residues. On the other hand, the substitution of Cys22 residue with alanine resulted in approximately a 60% loss of specific activity toward ethacrynic acid. Moreover, the ${K_m}^{CDNB}$ value of the mutant C22A was approximately 2.2 fold larger than that of the wild type. From these results, the evolutionally conserved cysteine 22 residue seems to participate rather in the structural stability of the active site in OsGSTF3 by stabilizing the electrophilic substrates-binding site's conformation than in the substrate binding directly.

• 한국잡초학회지
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• 제15권4호
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• pp.247-253
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• 1995

The herbicide butachlor [N-(butoxymethyl)-2-chloro-N-(2,6-di-methylphenyl) acetamide] is widely used by farmers as a tool for weed management of transplanted rice(Oryza sativa L.) in Taiwan. The herbicide did not stop germination of rice and weed seeds, but strongly inhibited the subsequent growth of young shoots and roots. The inhibition was also strong on established seedlings. However, they could recover to normal growth after the herbicide effect disappeared. Butachlor greatly decreased the endogenous indole-3-acetic acid (IAA) but increased the endogenous abscisic acid (ABA) contents of rice seedlings. Addition of lAA into growth medium (Hoagland's solution) partly relieved growth inhibition. Pretreatment of both gibberellic acid ($GA_3$) and IAA 24 hours before butachlor treatment almost completely alleviated the butachlor-interfere with GA and/or IAA metabolism or their action resulting in the growth inhibition of rice. Butachlor was readily absorbed by rice roots. During 24 hours of uptake experiment, 32% of the applied herbicide was absorbed. Pretreatment of the herbicide for 2 days did ncx affect the absorption. Of the absorbed herbicide, 80% remained in roots, only 20% transported into shoots, and more than 50% was metabolized to water soluble substances. Thin-layer chromatographic (TLC) analysis indicated that the Rf value of the most abundant metabolite was butachlor-glutathione conjugate. Rice, barnyardgrass (Echinochloa crus-galli (L.) Beauv.), and monochoria (Monochoria vaginalis Presl) seedlings contained relatively high level of non-protein thiols, while the glutathione S-transferase (GST) activity was found highest in rice, barnyardgrass the next, monochoria the lowest. The difference in GST activity among these species might be related to their sensitivity to butachlor.

• 생명과학회지
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• 제28권7호
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• pp.835-840
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• 2018

본 연구는 시토크롬 P450 단백질을 암호화하는 애기장대 유래의 AtCYP78A7을 과발현하는 형질전환 식물체로부터 AtCYP78A7 단백질을 특이적으로 인식하는 단일큰론 항체의 제조와 그 항체를 AtCYP78A7 단백질과 접촉시켜 항원-항체 복합체 형성을 검출함으로써 AtCYP78A7 단백질을 효소면역학적(ELISA) 방법으로 검출하는 진단 키트를 개발하기 위하여 수행하였다. 재조합한 GST-AtCYP78A7 단백질을 항원으로 사용하여 단일클론 항체를 분비하는 융합세포주를 제조한 후 비오틴화 및 페어링 테스트를 통해 포획항체와 검출항체를 선정하였으며, GST-AtCYP78A7 정제 단백질을 기준으로 일품벼, 화영벼, AtCYP78A7 과발현 벼(10B-5, 18A-4)의 용해물을 검출항원으로 사용하여 product test를 진행하였다. 그 결과 AtCYP78A7 단백질에 특이적으로 결합하는 4개의 단클론 항체(mAb 6A7, mAb 4C2, mAb 11H6, mAb 7E8)를 생산하였고, 포획항체 mAb 4C2와 검출항체 mAb 7E8-biotin의 조합으로 ELISA 키트를 개발하였다. 개발된 ELISA 키트를 이용한 벼 시료의 분석 결과 AtCYP78A7 과발현 벼는 전체 단백질 대비 AtCYP78A7 단백질의 비율이 0.1% 이상인 양성으로, 일품벼와 화영벼는 0.1% 미만인 음성으로 나타나 키트를 이용한 AtCYP78A7 단백질의 검출이 가능하였으며, 따라서 본 키트는 향후 AtCYP78A7를 과발현하는 형질전환 작물을 대상으로 하는 환경 모니터링 또는 인체 위해성 평가에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.