Park, Jeong-Soo;Kim, Jung-Man;Lee, Sung-Jun;Lee, Se-Geun;Jeong, Young-Keun;Kim, Sung-Eun;Lee, Sang-Cheon
Macromolecular Research
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제15권5호
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pp.424-429
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2007
A procedure for the surface hydrolysis of an electrospun poly(${\epsilon}$-caprolactone) (PCL) fibrous scaffold was developed to enhance the adhesion and proliferation of osteoblasts. The surface hydrolysis of fibrous scaffolds was performed using NaOH treatment for the formation of carboxyl groups on the fiber surfaces. The hydrolysis process did not induce deformation of the fibers, and the fibers retained their diameter. The cell seeding density on the NaOH-treated PCL fibrous scaffolds was more pronounced than on the non-treated PCL fibers used as a control. The alkaline phosphatase activity, osteocalcin and a mineralization assay strongly supported that the surface-hydrolyzed PCL fibrous scaffolds provided more favorable environments for the proliferation and functions of osteoblasts compared to the non-treated PCL fibrous scaffolds use as a control.
본 연구에서는 화학비료와 퇴비를 과다하게 투입하여 인산의 집적 및 유출 위험성이 높은 양파-벼 재배지와 시설재배지의 인산 집적 특성과 인산가수분해효소를 이용한 집적 인산의 수계에서의 생물이용가능성을 평가하였다. 수용성 인산 중 많은 부분의 유기태 인산이 주변 수계에 유출될 위험성이 높았지만 그동안 제대로 평가되지 못했다. 본 연구결과에서 alkaline phosphomonoesterase와 phosphodiesterase에 의해 이모작토양에서 DUP의 12, 24%가 시설재배지 토양에서 DUP의 18과 44%가 분해되는 것으로 나타났다. 토양에 축적된 유기태 인산중 orthophosphate monoester와 diester가 주로 인산분해효소에 의해 분해되어 농경지 주변 수계로 유출시 생물 이용 가능성이 큰 것으로 평가되었다. 따라서 수계에서 인산의 거동을 이해할 때 유기태 인산에 대한 충분한 고려가 필요할 것이다.
Measurements of phosphatase activity in peatlands are made difficult by the low levels of activity and the characteristically high concentrations of dissolved organic matter within the sediments. These materials may cause high background absorbances in colorimetric assays, and quenching interference in fluorimetric assays. This review describes the development of a new approach which allows such problems to be overcome by using HPLC to separate the interferences from the products of enzymic hydrolysis. This approach is applicable to various environmental samples such as peat, wetland sediment, and sludge which may contain a large amount of interfering organic matters.
Phytase(myo-inositol hexakisphosphate phosphohydro-lase;EC 3.1.38)활성은 소화기관인 소장 점막에서나 나타났고, 그 외 다른 장기에서는 alkaline phosphatase활성만을 측정할 수 있었다. 그리고 anti-90kDa phytase항혈청을 이용한 면역조직학적 조사 결과 소장 이외의 장기에서는 본 효소의 단백질 밴드가 검출되지 않았다. 이와 같은 결과 phytase는 소장에만 특이적으로 존재하며, 소장 특이적 효소의 생리적 역할로서 Phytic acid(inositol=hexakisphos-phate)를 가수분해한다. 흰쥐의 성장 발육과 더불어 phytase의 활성은 증가한다. 출생 후부터 이유기 전까지는 70kDa phytase외에도 90kDa phy-tase가 출현한다. 이 90kDa phy-tase는 이유기에 합성되는 것으로 추정된다.
The gene encoding Thermus sp. T351 alkaline phosphatase (T351 APase) was cloned and sequenced. The gene consisted of 1,503 bp coding for a protein with 500 amino acid residues including a signal peptide. The deduced amino acid sequence of T351 APase showed relatively low similarity to other Thermus APases. The T351 APase gene was expressed under the control of the T7lac promoter on the expression vector pET-22b(+) in Escherichia coli BL21 (DE3). The expressed enzyme was purified by heat treatment, and $UNO^{TM}$ Q and $HiTrap^{TM}$ Heparin HP column chromatographies. The purified enzyme exhibited high activity at extremely alkaline pHs, reaching a maximum at pH 12.0. The optimum temperature of the enzyme was $80^{\circ}C$, and the half-life at $85^{\circ}C$ was approximately 103 min. The enzyme activity was found to be dependent on metal ions: the addition of $Mg^{2+}$ and $CO^{2+}$ increased the activity, whereas EDTA inhibited it. With p-nitrophenyl phosphate as the substrate, T351 APase had a Michaelis constant ($K_{m}$) of $3.9{\times}10^{-5}M$. The enzyme catalyzed the hydrolysis of a wide variety of phosphorylated compounds.
The objective of this study was to characterize the enzymatic hydrolysis of lipopolysaccharide (LPS) by wheat phytase and to investigate the effects of wheat phytase-treated LPS on in vitro toxicity, cell viability and release of a pro-inflammatory cytokine, interleukin (IL)-8 by target cells compared with the intact LPS. The phosphatase activity of wheat phytase towards LPS was investigated in the presence or absence of inhibitors such as L-phenylalanine and L-homoarginine. In vitro toxicity of LPS hydrolyzed with wheat phytase in comparison to intact LPS was assessed. Cell viability in human aortic endothelial (HAE) cells exposed to LPS treated with wheat phytase in comparison to intact LPS was measured. The release of IL-8 in human intestinal epithelial cell line, HT-29 cells applied to LPS treated with wheat phytase in comparison to intact LPS was assayed. Wheat phytase hydrolyzed LPS, resulting in a significant release of inorganic phosphate for 1 h (p < 0.05). Furthermore, the degradation of LPS by wheat phytase was nearly unaffected by the addition of L-phenylalanine, the inhibitor of tissue-specific alkaline phosphatase or L-homoarginine, the inhibitor of tissue-non-specific alkaline phosphatase. Wheat phytase effectively reduced the in vitro toxicity of LPS, resulting in a retention of 63% and 54% of its initial toxicity after 1-3 h of the enzyme reaction, respectively (p < 0.05). Intact LPS decreased the cell viability of HAE cells. However, LPS dephosphorylated by wheat phytase counteracted the inhibitory effect on cell viability. LPS treated with wheat phytase decreased IL-8 secretion from intestinal epithelial cell line, HT-29 cell to 14% (p < 0.05) when compared with intact LPS. In conclusion, wheat phytase is a potential therapeutic candidate and prophylactic agent for control of infections induced by pathogenic Gram-negative bacteria and associated LPS-mediated inflammatory diseases in animal husbandry.
토양으로부터 phytate 분해능이 뛰어난 phytate를 생산하는 균주를 분리 동정한 결과 Escherichia coli로 동정되었고, E. coli WC7으로 명명하였다. 이 균주가 생산하는 phytase를 ammonium sulfate 침전, Phenyl-Sepharose, DEAE-Sepharose, CM-Sepharose, Resoure S, Mono S 컬럼 크로마토그래피를 이용한 분리정제를 수행하여 정제도 1,250 배, 수율 30%로 정제하였고 640 Unit/mg의 비활성을 얻었다. 또한 정제된 phytase는 SDS-PAGE에서 분자량 45kDa인 단일 subunit로 이루어진 단일효소임을 확인하였다. E. coli WC7 phytase의 최적 pH는 5.0, 최적 온도는 $60^{\circ}C$였으며, pH 2.0-12까지 안정하였다. 열안정성에서는 $60^{\circ}C$이상에서 급격한 활성의 감소를 보여 초기 활성의 20% 활성만을 나타내었다. Phytase의 N-말단 아미노산 서열은 Ser-Glu-Pro-Clu-Leu-Lys-Leu-Glu-Ser-Val-Val이었으며 이는 E. coli 유래의 pH 2.5 acid phosphatase와 아주 큰 유사성을 보였다. S. coli WC7 phytase의 유전자를 확보하기 위해 E. coli acid phosphatase의 DNA sequence를 바탕으로 한 primer들을 이용하여 PCR 클로닝을 수행하였으며 증폭된 PCR fragment를 pUC19 벡터에 클로닝 하고 DNA 염기서열을 결정하였다. 그 결과 1.2 kbp의 WC7 phytase 유전자의 ORF를 확인하였으며 432개의 아미노산으로 이루어진 분자량 44,716 Da의 단백질을 확인 할 수 있었다. 대부분의 acid phosphatase 효소들의 active site라고 추정되는 active site motif인 RHGXRXP가 N-terminal 쪽에 존재하고 있었다. pUEP를 이용하여 E. coli XL1-Blue에서 phytase를 발현시켰을 때 효소의 생산량이 17.5 U/ml로서 원균주의 23배 활성을 가졌으며,효소의 비활성 및 pH 안정성 측면에서 높은 산업적 이용가능성을 볼 때 사료첨가제 효소로의 개발을 기대할 수 있을 것이라 판단된다.
인삼은 건강에 효과적인 약초라고 알려져 왔다. 인삼의 열매인 진생베리는 인삼의 주성분과 비슷한 ginsenoside, saponin, polyphenol, polyacetylene, alkaloid 등의 성분을 포함한다. 본 연구의 목적은 인삼과 같이 진생베리 열수 추출물(Ginseng berry water extract, GBE)이 당뇨와 연관된 세포 외 효소와 인슐린 신호전달 경로에 있는 분자의 발현에 어떤 효과를 가지고 있는지를 조사하였다. ${\alpha}$-Amylase와 ${\alpha}$-glucosidase는 섭취한 다당분자를 분해하여 포도당을 생성함으로 항당뇨 약물개발의 표적 효소이다. GBE에 의한 두 효소의 활성 억제능을 in vitro에서 측정하였으나 최고 $1,000{\mu}g/ml$ 농도에서도 효소활성 억제능이 나타나지 않았다. 인슐린 신호전달 경로의 영향을 확인하기 위해서 HepG2 세포에서 GBE에 의한 인슐린 신호전달 경로의 주요 단백질인 protein-tyrosine phosphatase 1B (PTP1B)와 Akt1의 발현수준 변화를 Western blot 방법으로 조사하였다. 이때 인슐린에 의한 이들 분자의 변화에 GBE가 영향을 주는 것으로 나타났다. PTP1B는 인슐린에 의해 증가된 발현량이 저농도의 GBE이 의해 더욱 증가하였으나, $200{\mu}g/ml$ 농도의 GBE에 의해서는 다소 감소하는 것으로 나타났다. 또한, Akt1도 인슐린에 의해 증가된 발현량이 GBE 농도에 따라 감소하는 것으로 나타났다.
A novel fungal strain Aspergillus sp. L117 that produced acid-stable and thermostable phytase was isolated on basis of the clearing zone on PSM plate and the ability of Na-phytate hydrolysis. The phytase of isolate showed a 3-fold higher activity than that of A. ficuun NRRL3135. The Aspergillus sp. L117 produced maximal level of phytase at initial pH of 5.0 and $30^{\circ}C$. The optimal pH and temperature for phytase activity were 5.5 and $50^{\circ}C$, respectively. The phytase showed totally stable activity after 20 min of exposure between 30 and $90^{\circ}C$, and even at $100^{\circ}C$. The highest level of residual phytase activity was obtained at pH 5.5, and still retained the stability at the broadest pH ranges (2.0 to 7.0) of all the aforementioned phytases. Storage stability of phytase was preserved over 96% of initial activities for 60 days at 4, -20, and $-70^{\circ}C$ and to retain even 70% of the initial activity at room temperature.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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