• 제목/요약/키워드: Signal Transduction

검색결과 1,010건 처리시간 0.024초

식물의 세포반응에 대한 칼모듈린의 functional 작용기작 연구 (Functional Mechanism of Calmodulin for Cellular Responses in Plants)

  • 조은경;최영주
    • 생명과학회지
    • /
    • 제19권1호
    • /
    • pp.129-137
    • /
    • 2009
  • $Ca^{2+}$은 다양한 자극과 빛, biotic, abiotic 스트레스, 호르몬 등의 반응에 대한 세포내 2차 신호전달물질로써 중요한 역할을 한다. $Ca^{2+}$의 반응자들은 특정 물질과 경로를 활성화함으로써 신호전달 기능을 한다고 알려져 있는 $Ca^{2+}$ 결합 단백질들이다. 이들 단백질 중, calmidulin (CaM)은 식물과 동물의 특정 단백질의 활성을 조절하는 것으로 잘 알려져 왔다. 특히, 식물은 다양한 CaM 유전자와 특징적인 protein kinase와 전사인자를 포함한 많은 종류의 CaM 관련 단백질들을 가지고 있다. 이로 인해서 식물은 주변의 여러 가지 신호등을 인지할 수 있을 뿐만 아니라 변화된 환경에 적응할 수 있는 것이다. 하지만, 대부분의 CaM이나 이들과 관련된 단백질들의 기능은 최근 활발히 연구되고 있지만 아직 많은 작용 기작이 연구의 대상이 되고 있다. 따라서 CaM의 기능을 좀 더 이해한다면 식물의 환경적 자극에 대한 반응과 식물의 성장과 발달에 있어서 CaM의 역할을 규명하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문은 $Ca^{2+}$-CaM의 신호전달 시스템과, CaM과 관련된 단백질들, 그리고 식물의 biotic, abiotic 스트레스에 대한 외부 자극의 반응에 있어서 CaM의 작용에 대해 기술하였다.

참전복(Haliotis discus hannai)에서 분리한 peroxiredoxin 2 유전자의 분자생물학적 고찰 및 발현분석 (Molecular Characterization and Expression Analysis of Peroxiredoxin 2 cDNA from Abalone (Haliotis discus hannai))

  • 문지영;박은희;공희정;김영옥;김동균;안철민;남보혜
    • 생명과학회지
    • /
    • 제24권12호
    • /
    • pp.1291-1300
    • /
    • 2014
  • 본 연구에서는 참전복(Haliotis discus hannai)의 대용량 염기서열 분석을 통해 peroxiredoxin (Prx) 2 유전자의 full length의 cDNA를 동정하였다. 참전복 Prx 2 유전자의 총 길이는 1,052 bp로 597 bp의 open reading frame는 총 199개의 아미노산을 코딩하고 있으며 분자량은 22 kDa, 등전점은 7.58로 예측되었다. 참전복 Prx 2 아미노산서 열에는 typical 2-Cys Prx의 특징을 갖는 motif와 효소활성에 중요한 cysteine잔기가 매우 보존되어 있었다. 참전복 Prx 2 아미노산 서열은 다른 종의 Prx 2와 64~99% 유사하였고, 특히 패류의 Prx 2와 가장 유사성이 높았다. 참전복 Prx 2 유전자의 mRNA는 관찰된 모든 조직에서 발현하고 있었으며, 특히 외투막, 아가미, 족부, 간췌장, 소화관에서 높은 발현이 확인되었다. 참전복의 Prx 2는 비브리오균으로 감염시킨 전복의 혈구세포에서 감염 후 1시간 째 발현이 증가했다가 서서히 감소하였고, 간췌장 조직에서는 감염 6시간 경과 후 발현 정도가 최고로 증가했다가 감소하였다. 따라서 typical 2-Cys Prx의 특징을 잘 보존되어 있는 참전복 Prx 2는 병원균 감염에 따른 산화스트레스 조절에 관여하는 인자로 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.

스트레스-유도 열충격단백질 27(Heat Shock Protein 27)의 활성과 물리치료의 상관성 (The Activation of Stress-induced Heat Shock Protein 27 and the Relationship of Physical Therapy)

  • 김미선;이성호;김일현;황병용;김중환
    • The Journal of Korean Physical Therapy
    • /
    • 제20권1호
    • /
    • pp.57-65
    • /
    • 2008
  • Purpose: Heat shock proteins (HSPs) are a group of proteins that are activated when cells are exposed to a variety of environmental stresses, such as infection, inflammation, exposure to toxins, starvation, hypoxia, brain injury, or water deprivation. The activation of HSPs by environmental stress plays a key role in signal transduction, including cytoprotection, molecular chaperone, anti-apoptotic effect, and anti-aging effects. However, the precise mechanism for the action of small HSPs, such as HSP27 and mitogen-activated protein kinases (MAPKs: extracellular-regulated protein kinase 1/2 (ERK1/2), p38MAPK, stress-activated protein kinase/c-Jun N-terminal kinase (SAPK/JNK), is not completely understood, particularly in application of cell stimulators including platelet-derived growth factor (PDGF), angiotensin II (AngII), tumor necrosis factor $\alpha$ (TNF$\alpha$), and $H_2O_2$. This study examined the relationship between stimulators-induced enzymatic activity of HSP27 and MAPKs from rat smooth and skeletal muscles. Methods: 2-dimensional electrophoresis (2DE) and matrix assisted laser desorption ionizationtime-of-flight/time-of-flight (MALDI-TOF/TOF) analysis were used to identify HSP27 from the intact vascular smooth and skeletal muscles. Three isoforms of HSP27 were detected on silver-stained gels of the whole protein extracts from the rat aortic smooth and skeletal muscle strips. Results: The expression of PDGF, AngII, TNF$\alpha$, and $H_2O_2$-induced activation of HSP27, p38MAPK, ERK1/2, and SAPK/JNK was higher in the smooth muscle cells than the control. SB203580 (30${\mu}$M), a p38MAPK inhibitor, increased the level of HSP27 phosphorylation induced by stimulators in smooth muscle cells. Furthermore, the age-related and starvation-induced activation of HSP27 was higher in skeletal muscle cells (L6 myoblast cell lines) and muscle strips than the control. Conclusion: These results suggest, in part, that the activity of HSP27 and MAPKs affect stressors, such as PDGF, AngII, TNF$\alpha$, $H_2O_2$, and starvation in rat smooth and skeletal muscles. However, more systemic research will be needed into physical therapy, including thermotherapy, electrotherapy, radiotherapy and others.

  • PDF

환경 스트레스에 관여하는 애기장대 BLH 8, BEL1-Like Homeodomain 8의 기능 분석 (Functional characterization of Arabidopsis thaliana BLH 8, BEL1-Like Homeodomain 8 involved in environmental stresses)

  • 박형철;박지영;백동원;윤대진
    • Journal of Plant Biotechnology
    • /
    • 제38권2호
    • /
    • pp.162-168
    • /
    • 2011
  • 고염 스트레스는 식물의 성장과 수확량에 치명적인 영향을 야기한다. 그와 같은, 환경 스트레스에 의하여 식물은 다양한 유전자의 발현으로 저항성을 가지게 하는 기작이 발달되어 있다. 본 연구에서는 애기장대에서 다양한 환경 스트레스에 관여하는 유전자를 분리할 목적으로 GGM(Graphical Gaussian Model) program을 사용한 후, BLH8(BEL1-Like Homeodomain Gene 8) 유전자의 돌연변이 식물체를 구축하였다. atblh8-1 돌연변이체는 고농도의 $Na^+$$K^+$ 이온에 특이적으로 백화현상을 보이지만, 뿌리 성장에는 변화를 보이지 않았다. 그러므로, BLH8 단백질은 $Na^+$$K^+$과 같은 환경스트레스 저항성에 관여하는 중요한 인자임을 시사한다. 이와 같이, GGM program은 환경 스트레스에 관여하는 유전자를 분리하기 위한 유용한 도구일 것으로 사려된다.

Isolation of Circadian-associated Genes in Brassica rapa by Comparative Genomics with Arabidopsis thaliana

  • Kim, Jin A;Yang, Tae-Jin;Kim, Jung Sun;Park, Jee Young;Kwon, Soo-Jin;Lim, Myung-Ho;Jin, Mina;Lee, Sang Choon;Lee, Soo In;Choi, Beom-Soon;Um, Sang-Hee;Kim, Ho-Il;Chun, Changhoo;Park, Beom-Seok
    • Molecules and Cells
    • /
    • 제23권2호
    • /
    • pp.145-153
    • /
    • 2007
  • Elucidation of the roles of circadian associated factors requires a better understanding of the molecular mechanisms of circadian rhythms, control of flowering time through photoperiodic pathways, and photosensory signal transduction. In Arabidopsis, the APRR1 quintet, APRRs 1, 3, 5, 7, and 9, are known as central oscillator genes. Other plants may share the molecular mechanism underlying the circadian rhythm. To identify and characterize these circadian response genes in Brassica crops whose genome was triplicated after divergence from Arabidopsis, we identified B. rapa BAC clones containing these genes by BLAST analysis of B. rapa BAC end sequences against the five corresponding Arabidopsis regions. Subsequent fingerprinting, Southern hybridization, and PCR allowed identification of five BAC clones, one for each of the five circadian-related genes. By draft shotgun sequencing of the BAC clones, we identified the complete gene sequences and cloned the five expressed B. rapa circadian-associated gene members, BrPRRs 1, 3, 5, 7, and 9. Phylogenetic analysis revealed that each BrPRR was orthologous to the corresponding APRR at the sequence level. Northern hybridization revealed that the five genes were transcribed at distinct points in the 24 hour period, and Southern hybridization revealed that they are present in 2, 1, 2, 2, and 1 copies, respectively in the B. rapa genome, which was triplicated and then diploidized during the last 15 million years.

Salmonella typhimurium cadBA 오페론의 발현에 관여하는 돌연변이체의 선별 및 그 특성 (Characterization of cadC and cadR Mutants in Mediating the Expression of the Salmonella typhimurium cadBA Operon)

  • 방성호;박용근
    • 미생물학회지
    • /
    • 제37권4호
    • /
    • pp.259-264
    • /
    • 2001
  • S. typhimurium cadBA operon의 발현에는 산성 pH와 고농도의 lysine 등 적어도 두 가지의 세포외부 신호가 요구된다. pH와 lysine신호에 따른 cadBA 발현 조절 기작을 이해하기 위하여, Tn10삽입, 자발적 돌연변이, EMS돌연변이 등을 수행하여 JF2238과 cadA-lacZ의 발현특성에 차이를 보이는 돌연변이체를 선별하였다. cadBA의 양성적 조절자의 유전자인 cadC내의 돌연변이 중 cadC4 돌연변이는 pH-비의존성, lysine-의존성 발현을, cadC6 돌연변이는 pH-비의존성, lysine-비의존성 cadA-lacZ 발현을 나타내었다. 산성 pH, lysine이 없는 조건에서 cadA-lacZ 발현을 유도하는 cadR::Tn10과 cadR3 돌연변이체를 분리하여 cadR이 lysine이 없는 조건에서 cadBA 발현을 음성적으로 조절하는 음성적 조절자의 유전자임을 알 수 있었다. cadR 돌연변이체는 lysine의 독성 유사체인 thiosine에 대해 내성($Ts^{r}$)을 나타냈으며, E. coli의 lysP 클론을 갖고 있는 pLYSP에 의해 돌연변이 형질이 보상되었다. 또한 lysine decarboxylase (CadA)의 반응산물인 cadaverine은 cadC+ 균주에서 cadA-lacZ 발현에 억제효과를 나타냈으나, cadC 돌연변이에는 억제효과가 나타나지 않았다.

  • PDF

소 성장호르몬 유전자의 Exon 5번에서의 새로운 다형성 연구 (A Missense Mutation in Exon 5 of the Bovine Growth Hormone Gene)

  • 윤두학;김태헌;이경희;박응우;이학교;정일정;홍기창
    • Journal of Animal Science and Technology
    • /
    • 제45권1호
    • /
    • pp.13-22
    • /
    • 2003
  • 성장호르몬 유전자는 하나의 작은 공통 선조 유전자로부터 아주 오랜 기간동안 유전자 중복에 의해 진화되어 온 그룹들 중의 하나이다. 이들에 속하는 유전자들은 동물 종간에 구조적인 상동성과 기능적 공통성 등 유사성이 비교적 높게 나타난다. 이런 연구결과들을 근거로 하여 소 성장호르몬 유전자에서 아미노산을 암호화하는 영역으로부터 새로운 아미노산의 변이(missense mutation)를 검출하였고, 이 변이의 대립유전자 빈도는 소(cattle)의 종(species) 및 품종의 지리적 분포에 따라 일정한 경향 치를 보여 주었다. 한편 변경되어진 아미노산은 Tryptophan으로 이는 생물체에 존재하는 많은 단백질들을 구성하는 아미노산중에서도 그 출현빈도가 가장 낮은 것이다. 또한 검출된 변이는 성장호르몬이 그의 수용체와 강하게 결합하는 부위로서, 성장호르몬의 구조적 변이를 초래하여 수용체와의 결합이 비정상적으로 이루어져, 이후 성장호르몬이 표적세포로의 신호전달과 같은 역할을 제대로 수행치 못하게 되고, 이로 인하여 가축의 표현되어지는 경제형질에 영향을 미칠 것으로 추정된다. 그러므로 이러한 대립유전자를 보유하는 개체는 집단에서 제거하는 방법에 의한 개량이 가능할 것으로 사료된다.

몇가지 생리활성 저해제가 금어초 절화의 굴지성 반응에 미치는 효과 (Chemical Suppression of Gravitropic Bending Response in Flower Stalks of Snapdragon (Antirrhinum majus L.))

  • 김용삼;김동헌;황영수;정진
    • Applied Biological Chemistry
    • /
    • 제40권6호
    • /
    • pp.567-571
    • /
    • 1997
  • 절화의 수확 후 저장 및 유통과정 중에서 야기될 수 있는 문제 중의 하나인 굴지성 반응에 의한 화경의 구부러짐을 막아내기 위하여 CDTA, $CoCl_2$ 및 ortho-vanadate의 절화 굴지성 반응 억제 효과를 검정하였다. 절화의 굴지성 반응억제제 처리는 절화줄기 기부 혹은 굴지성 반응 부위를 시험용액에 담구는 두가지 방법에 의거 실시하였다. 절화기부를 저해제 용액에 1시간 침지시키는 방법으로 처리하였을 경우, P-type ATPase 저해제인 vanadate만 굴지성 반응 억제효과를 보였으나, 절화의 굴지성반응 활성부위를 직접 계면활성제 (Triton X-100, 0.01%)가 녹아있는 저해제 용액에 침지하였을 경우 CDTA 및 vanadate처리구에서도 상당한 정도의 굴지성 억제를 관찰 할 수 있었을 뿐만 아니라 특히 $CoCl_2$ 처리구에서 그 효과가 현저하였다. $CoCl_2$ 농도에 따른 굴지성 반응 억제효과의 변화를 조사한 결과, 20 mM 전후의 농도에서 거의 완벽한 효과를 볼 수 있었다. 이상의 결과를 고려해 볼 때, 적절한 계면활성제와 $CoCl_2$를 이용한 처리액을 준비하여 활성부위에 직접처리하는 방법을 개선한다면 산업적 응용성이 높은 절화의 굴지성 억제 수단을 마련할 수 있다는 결론을 얻었다.

  • PDF

쥐 소뇌에 있어서 raf protein kinases 의 면역세포 화학적 분포와 단백질 양상 (Immunocytochemical distribution of raf protein kinases and protein pattern in rat cerebellum)

  • 박정순;최원철
    • 생명과학회지
    • /
    • 제8권1호
    • /
    • pp.14-26
    • /
    • 1998
  • 본 연구에서는 SDS/polyacrylamide 젤 전기영동에 의한 쥐의 성장과정에 따른 소뇌의 단백질양상의 변화양상과 immunocytochemistry를 이용하여 c-raf a-raf kinase의 정상 소뇌에서의 분포에 대해 관찰 하였으며 western blot을 이용하여 소뇌의 단백질들에서 c-raf의 존재에 대해 살펴보았다. 단백질 양상에서 쥐의 성장에 따라 crude에선,ㄴ 49,200 dalton과 169,000 dalton 사이의 bands가 양적 증가를 보였으며 cytosolic fraction 에서는 37,800 dalton의 band가 양적 증가를 보이는데 비해 membrane fraction 에서는 260,600 dalton의 band가 증가하였다. 이러한 결과로 성장 발달에 따라 고분자 량의 물질들이 이들 소뇌 부위에서 기여하였을 것으로 추정할 수 있었다. Immunocytochemistry에 의한 분석에서는 c-raf와 a-raf가 소뇌의 피질주위에서 조롱박 세포(Purkinje cell) 의 세포질 특히 핵 주변부위에서 강하게 검출되었으며 a-raf에 비해 c-raf가 더 강하게 나타났었다. 그리고 그 외에 Nucleus embolifornis의 큰 neuronal cell의 세포질 부위의 나타남을 볼 수 있었다. Immunoblot에 의한 분석에서는 crude와 cytosolic fraction에서 raf protein kinase의 존재를 확인할 수 있었으며, 이상의 결과들을 종합해 보았을 때 소뇌의 정상의 많은 신경세포(neuronal cell)에 raf protein kinase가 분포되어 있으며 이들이 정상의 cell에서 기능을 가질 것으로 추정된다.

  • PDF

벼의 잎 조직에서 발현되는 저온 스트레스 관련 단백질의 분리 동정 (Identification of Cold Stress-related Proteins in Rice Leaf Tissue)

  • 이동기;이상훈;이병현
    • 한국초지조사료학회지
    • /
    • 제25권4호
    • /
    • pp.287-296
    • /
    • 2005
  • 프로테오믹스 기법을 이용하여 벼 저온 스트레스 관련 단백질을 분리 동정하기 위하여 저온 처리한 벼로부터 단백질을 분리하였다. 분리한 단백질로부터 Rubisco 단백질을 제거하기 위해 $15\%$ PEG fractionation을 실시한 후 $15\%$ PEG 상등액과 pellet 분획을 각각 이차원전기 영동으로 단백질을 분석하였고, MALDI-TOF MS를 이용하여 단백질을 동정하였다. $15\%$ PEG 상등액에서 8개의 단백질 spot이 증가하였고 10개의 spot 이 감소하였다. 증가한 8개 단백질 spot 중에서 epimerase/dehydratase, fructokinase, ribose-5-phosphate isomerase (Rpi), chaperonin 21 precursor, photosystem II oxygen-envolving complex (PS II OEC) protien 2 precursor, thioredoxin h-type (Trx-h) 등 6개의 단백질이 확인되어졌다. $15\%$ PEG pellet 분획에서 13개의 단백질 spot이 증가하였고 14 spot이 감소하였으며, 증가한 13개 단백질 spot중에서 OSJNB b059K02.15, hypothetical protein, mitogen-activated protein kinase kinase (MAPKK), 20S proteasome beta 7 subunit, Rubisco small subunit 등 5개의 단백질이 확인되어졌다. 확인되어진 단백질들은 기능별로 분류해 본 결과, 세포대사관련 단백질, energy 생성에 관련된 단백질, 산화환원 조절관련 단백질, 식물 병 방어관련, 단백질 합성 및 신호전달 관련 단백질 등으로 분류되었다. 이들 중 RPi와 MAPKK가 저온 스트레스에 의해 발현되는 것이 본 실험의 프로테옴 분석을 통하여 최초로 동정되었다.