• BMB Reports
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• 제52권10호
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• pp.601-606
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• 2019

Arginine methylation plays crucial roles in many cellular functions including signal transduction, RNA transcription, and regulation of gene expression. Protein arginine methyltransferase 8 (PRMT8), a unique brain-specific protein, is localized to the plasma membrane. However, the detailed molecular mechanisms underlying PRMT8 plasma membrane targeting remain unclear. Here, we demonstrate that the N-terminal 20 amino acids of PRMT8 are sufficient for plasma membrane localization and that oligomerization enhances membrane localization. The basic amino acids, combined with myristoylation within the N-terminal 20 amino acids of PRMT8, are critical for plasma membrane targeting. We also found that substituting Gly-2 with Ala [PRMT8(G2A)] or Cys-9 with Ser [PRMT8(C9S)] induces the formation of punctate structures in the cytosol or patch-like plasma membrane localization, respectively. Impairment of PRMT8 oligomerization/dimerization by C-terminal deletion induces PRMT8 mis-localization to the mitochondria, prevents the formation of punctate structures by PRMT8(G2A), and inhibits PRMT8(C9S) patch-like plasma membrane localization. Overall, these results suggest that oligomerization/dimerization plays several roles in inducing the efficient and specific plasma membrane localization of PRMT8.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권5호
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• pp.341-349
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• 2002

본 논문에서는 혈중 목표 농도 자동 조절기(Target-controlled infusion system. TCI)를 개발하는 것으로써, 마취의가 혈중 목표 농도를 설정하면 사용약제의 약동학적 모델링에 의해서 주입속도를 자동적으로 계산하여 마취의 깊이를 예측하는 약동학적 모델의 수립과 검증 방법을 설명한다. 정확한 약동학적 모델의 구축은 시스템의 성능에 큰 영향을 미치므로 먼저 PART 1에서는 약동학적 모델을 구축하되 3-콤파트먼트 모델과 4-콤파트먼트 모델로 해석하였다. 기존의 TCI에서 사용하고 있는 3-콤파트먼트 모델에 가상의 효과처 구획(Effect Site Compartment)을 만들고 이를 네 버내 구획으로 가정한 4-콤파트먼트 모델(Four-Compartment Model)을 수립하였고, matlab 5.0을 이용하여 비교 분석하였다. 모델은 혈중 목표 농도 주입(Plasma Targeting)과 효과처 목표 농도 주입(Effect Site Targeting), 혈중 농도 유지를 위한 주입율 계산과 기타 마취 상태를 추정하는 정보를 포함한다. 시뮬레이션의 결과를 바탕으로 4-콤파트먼트 모델을 디지털 z-변환을 거쳐 디지털시그널프로세서에 프로그램하고 TCI시스템의 적용가능성을 평가하였다. 정맥 마취용 TCI는 오동작에 대한 검증이 반드시 요구되므로 구축한 모델링에 대한 시뮬레이션의 평가 방법을 설정하였다. 기존의 TCI시스템과는 달리 약동학적 약물 전달 속도 상수(k-파라미터)를 독립적으로 조절할 수 있는 기능이 추가되어 다양한 약제의 사용이 가능할 뿐만 아니라 새로운 약동학적 모델의 개발과 평가에 기여하게 되고, 환자의 체형과 병명에 따른 약동학적 모델의 변화에 대응할 수 있게 하였다.

• 분석과학
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• 제26권1호
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• pp.106-112
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• 2013

Phosphodiesterase (PDE)는 세포내의 cAMP를 분해하는 효소로 세포의 신호 전달에 중요한 기능을 수행하는 것으로 알려져 왔다. 각각의 PDE들은 N-말단의 서열을 통해 세포 내 특정 부위로 이동되어 기능을 수행한다. 이전의 연구를 통해 바다달팽이인 군소에서 새롭게 클로닝된 ApPDE4 long-form이 원형질막과 시냅스전 뉴런의 말단에 발현됨을 확인하였다. 그러나, 현재까지 이러한 세포내 작용부위로의 이동, 즉 타겟팅(targeting)에 필요한 최소부위가 어디인지, 이러한 타겟팅이 세포에 미치는 영향은 무엇인지는 보고되지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 이를 알아보기 위해 첫째, 원형질막으로 타겟팅에 필요한 최소부위를 알아 보고자 하였다. 이를 위해 다양한 결실돌연변이체를 제작하고, 이들의 이동과 분포를 확인한 결과, N-말단 13개의 아미노산만으로도 원형질막으로 타기팅에 충분하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, ApPDE4 N-말단의 20개 아미노산을 mRFP에 융합해서 만든 ApPDE4(N20)-mRFP를 HEK293T 세포에 과발현시킨 결과, 기포(bleb)가 생성되는 세포의 비정상적인 형태 변화가 관찰 되었다. 이러한 형태적 변화는 ApPDE4가 원형질막으로 타겟팅되는 것과 관련이 있었다. 대표적인 인지질의 하나인 PI4,$5P_2$에 선택적으로 결합함으로써 원형질막으로 타겟팅되는 단백질인 mRFP-$PLC{\delta}1$(PH)의 과발현도 ApPDE4(N20)-mRFP와 비슷한 세포의 형태적 변화가 유도됨을 확인할 수 있었다. ApPDE4의 N-말단은 PI4,$5P_2$와 같은 인지질과의 결합으로 원형질막으로 타겟팅될 수 있고, 형태적 변화를 유도하는 가능성을 제시한다.

• 분석과학
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• 제28권1호
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• pp.65-71
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• 2015

진핵세포내 막성세포소기관들은 각각 고유한 세포의 중요한 기능들을 담당하고 있다. 이들 기관에 분포하는 단백질들은 세포질에서 발현된 후, 정교한 조절에 의해서 다양한 세포내 소기관으로 운송된다. 따라서, 세포내에 존재하는 막성세포소기관의 마커를 개발하고, 이들의 타기팅 기전을 알아내는 것은 세포 생리 및 병리학적 기전 연구에 중요한 도구가 될 수 있다. 본 연구에서는 기존에 보고된 당지질-결합 펩타이드들과 이들의 변형을 통한 세포내 타겟팅을 분석하였다. 그 결과 이러한 당지질-결합 펩타이드들은 미토콘드리아, 원형질막, 골지체로 위치하는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 펩타이드가 세포내 기관을 마커로 이용될 가능성을 확인할 수 있었다. 또한, 원형질막에 타기팅하는 펩타이드 마커의 경우는, 정전기적인 상호작용에 의해 원형질막에 선택적으로 타기팅됨을 알 수 있었다. 본 연구결과를 통해 당지질-결합 펩타이드들이 다양한 세포내 운송과 관련한 연구에 세포소기관의 위치 및 모양을 분석 할 수 있는 마커로 이용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 분석과학
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• 제29권1호
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• pp.10-18
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• 2016

Phosphodiesterase(PDE)는 세포내에서 cAMP를 분해하는 효소로 세포의 신호 전달에 중요한 기능을 수행하는 것으로 알려져 왔다. 이전의 연구를 통해 군소에서 클로닝된 PDE4 long-form의 N-말단에 위치하는 16개 아미노산만으로 충분히 원형질막에 타기팅됨을 알 수 있었다. 본 연구에서는 ApPDE4의 N-말단 16개(L(N16))를 주형으로 해서 9-11번째와 15번째 아미노산들(RHW-C)을 무작위적으로 아마노산에 돌연변이를 주어서 세포내 타기팅에 미치는 영향을 분석해 보았다. 본 연구를 통해 원형질막과 골지체로 타기팅되는 돌연변이체들과 골지체로만 타기팅되는 돌연변이체들과, 소포체와 골지체로 동시에 타기팅되는 돌연변이체들과, 세포질에만 위치하는 돌연변이체들을 얻을 수 있었다. 또한, 이러한 타기팅에 palmitoylation이 영향을 주는지 확인하기 위해 palmitoylation 억제제인 2-BR을 처리해보니 대부분의 돌연변이체에서 원형질막 타기팅이 사라지는 것을 확인하였다. 이를통해 palmitoylation이 ApPDE4 돌연변이체들의 원형질막 타기팅에 중요하다는 사실을 확인할 수 있었다. 또한, 이들 돌연변이체들중 골지체로만 타기팅되는 L(N16,C3S/VV/G)-mRFP와 L(N16,C3S/LFS/R)-mRFP와 L(N16,EPL/R)-mRFP들의 경우는 골지체 타기팅에 인지질 중에 하나인 PI4P가 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제29권4호
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• pp.887-890
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• 2008

• Archives of Pharmacal Research
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• 제26권11호
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• pp.892-897
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• 2003

Anticancer drugs have serious side effects arising from their poor malignant cells selectivity, Since insulin receptors highly express on the cytomembrane of some kind of tumor cells, using insulin as the vector was expected to reduce serious side effects of the drugs. The objective of this study was to evaluate the tumor targeting effect of the newly synthesized mitoxantrone-insulin conjugate (MIT-INS) with the drug loading of 11.68%. In vitro stability trials showed MIT-INS were stable in buffers with different pH (2-8) at $37^{\circ}C$ within 120 h (less than 3% of free MIT released), and were also stable in mouse plasma within 48 h (less than 1 % of free MIT released). In vivo study on tumor-bearing mice showed that, compared with MIT [75.92 $\mu g \cdot$ h/g of the area under the concentration-time curve (AUC) and 86.85 h of mean residence time (MRT)], the conjugates had better tumor-targeting efficiency with enhanced tumor AUC of 126.53 1l9 h/g and MTR of 151.95 h. The conjugate had much lower toxicity to most other tissues with targeting indexes ($TI^c$) no larger than 0.3 besides good tumor targeting efficiency with $TI^c$ of 1.67. The results suggest the feasibility to promote the curative effect in ca.ncer chemotherapy by using insulin as the vector of anti-cancer drugs.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제10권1호
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• pp.37-42
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• 2002

Brain drug targeting through the blood-brain barrier (BBB) in vivo is possible with peptidornirnetic monoclonal antibodies that undergo receptor-mediated transcytosis through the BBB. Monoclonal antibody to the rat transferrin receptor, such as the OX26 was studied in rats as a transport vector through BBB on the transferrin receptor. But, OX26 is not an effective brain delivery vector in mouse. In the present studies, rat monoclonal antibody, 8D3 to the mouse transferrin receptor were evaluated for brain drug targeting vector intransgenic mouse model. Pharrnacokinetic parameters in plasma and organ uptakes were determined at varioustimes after i.v. bolus injection of [$^{}125}I$] 8D3 in Balb/c mice. Brain uptake of [$^{}125}I$] 8D3 was also studied with an internal carotid artery perfusioncapillary depletion method. After i.v. injection of [$^{}125}I$] 8D3, plasma concentrations declined biexponentially with elimination half lift of approximately 2.2 hours. Brain uptake of [$^{}125}I$] 8D3 was $0.50{\pm}0.09$ persent of injected dose per g brain after 2 hours i.v. injection. After perfusion 5 min the apparent volume of distibution of [$^{}125}I$] 8D3 in brain was $22.3 {\mu}l/g,$ which was 4.8 fold higher than the intravascular volume. These studies indicate rat monoclonal antibody to the mouse transferrin receptor, 8D3 may be used for brain drug targeting vector in mice.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제29권12호
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• pp.1164-1170
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• 2006

A triptolide-lysozyme (TP-LZM) conjugate was synthesized to achieve renal specific delivery and to reduce the side effects of triptolide. Triptolide was coupled to lysozyme through succinic via an ester bond with an average coupling degree of 1 mol triptolide per 1 mol lysozyme. The lysozyme can specifically accumulate in the proximal tubular cells of the kidney, making it a potential carrier for targeting drugs to the kidney. The structure of triptolide succinate (TPS) was confirmed by IR, $^{1}H-NMR$, MS and UV. The concentrations of triptolide in various samples were determined by reversed-phase high-performance liquid chromatography (HPLC). In this study, the physicochemical and stability profiles of TP-LZM under various conditions were investgated the stability and releasing profiles of triptolide-lysozyme (TP-LZM) under various conditions. In vitro release trails showed triptolide-lysozyme was relatively stable in plasma (less than 30% of free triptolide released) and could release triptolide quickly in lysosome (more than 80% of free triptolide released) at $37^{\circ}C$ for 24 h. In addition, the biological activities of the conjugate on normal rat kidney proximal tubular cells (NRK52E) were also tested. The conjugate can effectively reduce NO production in the medium of NRK52E induced by lipopolysaccharide (LPS) but with much lower toxicity. These studies suggest the possibility to promote curative effect and reduce its extra-renal toxicity of triptolide by TP-LZM conjugate.

• BMB Reports
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• 제48권8호
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• pp.438-444
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• 2015

Lysosomal storage diseases (LSDs) are a group of inherent diseases characterized by massive accumulation of undigested compounds in lysosomes, which is caused by genetic defects resulting in the deficiency of a lysosomal hydrolase. Currently, enzyme replacement therapy has been successfully used for treatment of 7 LSDs with 10 approved therapeutic enzymes whereas new approaches such as pharmacological chaperones and gene therapy still await evaluation in clinical trials. While therapeutic enzymes for Gaucher disease have N-glycans with terminal mannose residues for targeting to macrophages, the others require N-glycans containing mannose-6-phosphates that are recognized by mannose-6-phosphate receptors on the plasma membrane for cellular uptake and targeting to lysosomes. Due to the fact that efficient lysosomal delivery of therapeutic enzymes is essential for the clearance of accumulated compounds, the suitable glycan structure and its high content are key factors for efficient therapeutic efficacy. Therefore, glycan remodeling strategies to improve lysosomal targeting and tissue distribution have been highlighted. This review describes the glycan structures that are important for lysosomal targeting and provides information on recent glyco-engineering technologies for the development of therapeutic enzymes with improved efficacy. [BMB Reports 2015; 48(8): 438-444]