• 제목/요약/키워드: Signal Transduction

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Bacillus subtilis dgk (diacylglycerol kinase) 유전자의 생리적 자극에 의한 유도발현 (Expression Patterns of Bacillus subtilis Diacylglycerol Kinase Gene Induced by Physiological Stimuli)

  • Lee, Mi-Young;Suh, Seok-Jong;Lee, Jin-Hyung;Song, Bang-Ho;Kim, Jong-Cuk
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.15-20
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    • 2002
  • Diacylglycerol Kinase (DGK)는 E. coli 및 진핵세포에서의 신호전달에 관여하며, 또한 미생물에서 생리적 자극에 따라 다른 발현 양상을 보이는 것으로 밝혀져 있다. Bacillus subtilis에서 이 유전자에 대한 환경에서의 자극 신호들, 즉 pH 변화, 삼투압의 변화 및 온도의 변화에 따른 발현양상을 연구하였다. 이미 동정된 dgk locus의 KpnI-HindIII의 0.45 kb의 DNA fragment를 probe로 하여 Dot blot, Northern blot analysis를 통해 발현량을 조사해 본 결과 dgk 유전자는 pH변화, 삼투압의 변화 및 온도의 변화에 대응하여 발현되는 유전자임을 알 수 있었다. 특히 낮은 pH, 고 삼투압, 및 저온에서 dgk 유전자의 발현량이 많아짐을 확인 할 수 있었다. Northern hybridization에서 약 2.5kb의 mRNA가 관찰되었다. dgk gene의 ORF size는 약 0.4 kb로 관찰된 transcript size와는 일치하지 않았다. 따라서 Streptococcus mutans의 dgk gene과 마찬가지로 B. subtilis의 dgk 유전자도 polycistronic mRNA로 발현되는 것을 추정할 수 있었으며, 염색체상의 dgk gene에서 상류의 ORF2까지의 크기가 약 2.5 kb로 관찰된 mRNA size와 동일하였다. dgk gene 상류의 ORF2영역의 0.6 kb의 DNA fragment를 probe로 하여 northern blot hybridization을 수행한 결과, 2.5 kb의 mRNA가 관찰되었으며 발현되는 형태도 dgk probe를 이용한 결과와 동일하였다. 따라서 dgk gene은 상류부위의 ORF2 gene과 operon을 형성하여 polycistronic mRNA로 전사되는 것으로 판단된다.

작물학 분야 프로테오믹스의 응용과 전망 (Application and perspectives of proteomics in crop science fields)

  • 우선희
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2004년도 춘계 학술대회지
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    • pp.12-27
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    • 2004
  • Thanks to spectacular advances in the techniques for identifying proteins separated by two-dimensional electrophoresis and in methods for large-scale analysis of proteome variations, proteomics is becoming an essential methodology in various fields of plant sciences. Plant proteomics would be most useful when combined with other functional genomics tools and approaches. A combination of microarray and proteomics analysis will indicate whether gene regulation is controlled at the level of transcription or translation and protein accumulation. In this review, we described the catalogues of the rice proteome which were constructed in our program, and functional characterization of some of these proteins was discussed. Mass-spectrometry is a most prevalent technique to identify rapidly a large of proteins in proteome analysis. However, the conventional Western blotting/sequencing technique us still used in many laboratories. As a first step to efficiently construct protein data-file in proteome analysis of major cereals, we have analyzed the N-terminal sequences of 100 rice embryo proteins and 70 wheat spike proteins separated by two-dimensional electrophoresis. Edman degradation revealed the N-terminal peptide sequences of only 31 rice proteins and 47 wheat proteins, suggesting that the rest of separated protein spots are N-terminally blocked. To efficiently determine the internal sequence of blocked proteins, we have developed a modified Cleveland peptide mapping method. Using this above method, the internal sequences of all blocked rice proteins (i. e., 69 proteins) were determined. Among these 100 rice proteins, thirty were proteins for which homologous sequence in the rice genome database could be identified. However, the rest of the proteins lacked homologous proteins. This appears to be consistent with the fact that about 30% of total rice cDNA have been deposited in the database. Also, the major proteins involved in the growth and development of rice can be identified using the proteome approach. Some of these proteins, including a calcium-binding protein that fumed out to be calreticulin, gibberellin-binding protein, which is ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase activate in rice, and leginsulin-binding protein in soybean have functions in the signal transduction pathway. Proteomics is well suited not only to determine interaction between pairs of proteins, but also to identify multisubunit complexes. Currently, a protein-protein interaction database for plant proteins (http://genome .c .kanazawa-u.ac.jp/Y2H)could be a very useful tool for the plant research community. Recently, we are separated proteins from grain filling and seed maturation in rice to perform ESI-Q-TOF/MS and MALDI-TOF/MS. This experiment shows a possibility to easily and rapidly identify a number of 2-DE separated proteins of rice by ESI-Q-TOF/MS and MALDI-TOF/MS. Therefore, the Information thus obtained from the plant proteome would be helpful in predicting the function of the unknown proteins and would be useful in the plant molecular breeding. Also, information from our study could provide a venue to plant breeder and molecular biologist to design their research strategies precisely.

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탄저 치사독소 처리에 의한 생쥐 대식세포의 단백질체 발현 양상 분석 (Proteome Profiling of Murine Macrophages Treated with the Anthrax Lethal Toxin)

  • 정경화;서귀문;김성주;김지천;오선미;오광근;채영규
    • 미생물학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.262-268
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    • 2005
  • 탄저 치사독소는 생쥐 대식세포 (RAW 264.7)의 유전자 발현에 많은 변화를 초래한다. 이들 변화를 초래하는 치사독소의 역할은 아직 확실하게 밝혀지지 ???았다. 본 연구에서는, 치사독소가 처리된 생쥐 대식세포의 단백질 프로파일을 이차원 전기영동으로 분석하였고, MALDI-TOF 질량분석기를 사용하여 해당 단백질의 질량을 측정하였다. 펩타이드 질량 분석 데이터는 ProFound 데이터베이스를 이용하여 동정하였다. 차별화되어 발현된 단백질 중에서 절단된 mitogen-activated protein kinase kinase (Mek1)와 glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD)가 치사독소 처리된 대식세포에서 각각 증가하였다. 치사독소를 처리하였을 경우, Mek1의 절단은 신호전달과정을 방해하고, 증가된 G6PD는 생성된 활성산소로부터 세포를 보호하는 역할을 하는 것으로 보인다. 단백질체 분석기술은 치사독소처리에 의한 생쥐 대식세포의 세포사멸 관련 단백질을 동정하는데 도움을 주어, 치사독소의 잠정적인 기질을 찾는데 유용할 것이다.

C형 간염바이러스 E2 단백질에 결합하는 추정 세포수용체 cDNA의 클로닝 (Cloning of cDNA Encoding Putative Cellular Receptor Interacting with E2 protein of Hepatitis C Virus)

  • 이성락;백재은;석대현;박세광;최인학
    • 생명과학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.541-550
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    • 2003
  • 본 실험에서는 C형 간염바이러스 (HCV)의 외피 단백질인 E2 당단백질에 결합하는 세포단백질들을 클로닝하기 위해 간세포 cDNA를 phage 표면에 발현시킨 phage library를 제작하였고, 12-mer peptide library와 함께 E2 단백질에 대해 panning을 실시하였다. 검색결과 세포내 신호전달과 cytoskeleton 구성에 관여하는 tensin, membrane protein band 4.1 등 세포질내 단백질과 CCR7, CKR-L2, insulin-like growth factor-1 receptor 등 세포막 단백질 등이 확인되었다. 이들 단백질들을 발현하는 phage들은 수용성 E2단백질을 이용한 결합중화반응 결과 E2 단백질에 특이적으로 결합함이 확인되었다. 사람 T 세포에서 주로 발현되는 CCR7 유전자를 PHA로 활성화된 사람 T 세포의 total RNA를 이용하여 증폭하고 클로닝하였다. 293T 세포에 transfection시켜 단백질 발현양상을 flow cytometer로 분석하여 70% 이상의 세포들이 CCR7을 발현하고 있음을 관찰하였다. 수용성 E2 단백질을 CCR7이 transfection된 세포와 mock transfection된 대조군 세포에 각각 반응시킨 결과 dose-dependent 양상으로 CCR7에 결합하였다.

인간 신장암 Caki세포에서 dicumarol에 의한 PMA 매개 matrix metalloproteinase-9의 발현 억제 효과 (Dicumarol Inhibits PMA-Induced MMP-9 Expression through NQO1-independent manner in Human Renal Carcinoma Caki Cells)

  • 박은정;권택규
    • 생명과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.174-180
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    • 2016
  • Dicumarol는 전동싸리 식물에서 추출한 coumarin 유도체로 vitamin K 의존적으로 항응고 작용를 한다. 그러나, dicumarol에 의한 MMP-9의 발현 및 활성화 조절에 대한 연구는 수행되지 않았다. 본 연구에서 dicumarol이 인간 신장암 Caki세포에서 PMA 매개의 MMP-9의 발현과 활성화를 조절 할 수 있는지 확인하였다. Dicumarol는 PMA유도 MMP-9의 활성을 억제하였고, MMP-9의 mRNA RT-PCR 및 promoter assay를 통하여 전사단계에서 조절됨을 확인하였다. Dicumarol에 의한 MMP-9 발현 조절에 NF-κB와 AP1 전사인자의 전사 활성 저해에 의하여 야기됨을 확인하였다. NQO1 siRNA를 이용한 knock-down 실험에서 dicumarol이 PMA유도의 MMP-9 활성 억제에 NQO1의 관련성을 확인 할 수 없었다. Dicumarol는 PMA에 의한 세포이동 및 침윤을 억제하였는데, 이러한 현상은 MMP-9의 발현 및 활성을 조절함으로써 일어날 수 있음을 확인하였다.

Sphingosine 1-Phosphate-induced Signal Transduction in Cat Esophagus Smooth Muscle Cells

  • Song, Hyun Ju;Choi, Tai Sik;Chung, Fa Yong;Park, Sun Young;Ryu, Jung Soo;Woo, Jae Gwang;Min, Young Sil;Shin, Chang Yell;Sohn, Uy Dong
    • Molecules and Cells
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    • 제21권1호
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    • pp.42-51
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    • 2006
  • We investigated the mechanism of contraction induced by S1P in esophageal smooth muscle cells. Western blot analysis demonstrated that $S1P_1$, $S1P_2$, $S1P_3$, and $S1P_5$ receptors existed in the cat esophagus. Only penetration of EDG-5 ($S1P_2$) antibody into permeabilized cells inhibited S1P-induced contraction. Pertussis toxin (PTX) also inhibited contraction, suggesting that it was mediated by $S1P_2$ receptors coupled to a PTXsensitive $G_i$ protein. Specific antibodies to $G_{i2}$, $G_q$ and $G_{\beta}$ inhibited contraction, implying that the S1P-induced contraction depends on PTX-insensitive $G_q$ and $G_{\beta}$ dimers as well as the PTX-sensitive $G_{i2}$. Contraction was not affected by the phospholipase $A_2$ inhibitor DEDA, or the PLD inhibitor ${\rho}$-chloromercuribenzoate, but it was abolished by the PLC inhibitor U73122. Incubation of permeabilized cells with $PLC{\beta}3$ antibody also inhibited contraction. Contraction involved the activation of a PKC pathway since it was affected by GF109203X and chelerythrine. Since $PKC{\varepsilon}$ antibody inhibited contraction, $PKC{\varepsilon}$ may be required. Preincubation of the muscle cells with the MEK inhibitor PD98059 blocked S1P-induced contraction, but the p38 MAP kinase inhibitor SB202190 did not. In addition, co-treatment of cells with GF 109203X and PD98059 did not have a synergistic effect, suggesting that these two kinases are involved in the same signaling pathway. Our data suggest that S1P-induced contraction in esophageal smooth muscle cells is mediated by $S1P_2$ receptors coupled to PTX-sensitive $G_{i2}$ proteins, and PTX-insensitive $G_q$ and $G_{\beta}$ proteins, and that the resulting activation of the $PLC{\beta}3$ and $PKC{\varepsilon}$ pathway leads to activation of a p44/p42 MAPK pathway.

알로에 배지에서 재배한 표고버섯 추출물의 종양괴사인자로 유도된 유방암세포 MDA-MB231에 대한 전이 저해 활성 (Inhibitory Effect of Shiitake Mushroom Extracts Cultured in Aloe-Supplement on Invasion/Migration of TNF-α-Induced MDA-MB-231 Breast Cancer Cells)

  • 서석종;김철호;백진홍;이경혜;신동범;박성수
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.44-48
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    • 2015
  • 알로에를 첨가한 표고버섯 배양 추출물(ESA)의 항암효과를 검정하기 위하여 인간 유방암 세포주인 MDA-MB-231에 ESA를 처리하여 생육저해 활성과 세포 이동 억제 효과를 확인하였다. MDA-MB-231 세포에 ESA를 처리하여 72시간 후 관찰한 결과 약간의 생육저해 활성을 나타내었으며, 또한 transwell에서 TNF-${\alpha}$가 처리된 세포에 ESA를 처리해 본 결과 migration/invasion 정도를 상당히 저해함을 알 수 있었다. 이러한 세포 이동능의 저해 기작은 웨스턴 블럿 분석을 통해 확인해 본 결과 p-ERK 신호를 통해 일어나며, ICAM-1 단백질의 발현을 억제함으로써 나타나는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 실험에서는 알로에 첨가 담자균 배양추출물(ESA)은 인간 유방암세포에 대해 잠재적인 항암효과가 있음을 확인하였다. 이후 표고버섯 외 꽃송이버섯과 상황버섯에서의 알로에 배양액에 대한 항암효과에 대한 연구를 수행하고 있어 그 결과를 보고하고자 한다.

LPS 자극 RAW 264.7 대식세포에 있어서 아로니아 열매 열수 추출물의 항염증 효과 (Anti-Inflammatory Effect of Hot Water Extract of Aronia Fruits in LPS-Stimulated RAW 264.7 Macrophages)

  • 양혜;오광훈;유영춘
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.7-13
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    • 2015
  • 본 연구에서는 아로니아 열매 추출물(AF-H)의 항염증 활성을 조사하기 위하여 LPS 자극에 의해 유도된 RAW 264.7 macrophage의 염증반응에서 AF-H의 염증매개인자 및 염증성 사이토카인 분비 억제활성과 이에 관련된 세포 내 작용기전 해석을 수행하였다. LPS($1{\mu}g/mL$)로 RAW 264.7 세포를 24시간 자극하는 염증모델에서 세포독성을 나타내지 않는 안전한 농도의 AF-H($0{\sim}500{\mu}g/mL$)를 LPS 처리 12시간 전에 처리하여 NO 및 PGE2의 분비 억제활성을 측정하였다. 그 결과 AF-H 처리에 의해 NO와 PGE2의 생성이 처리 농도에 의존하여 유의하게 억제되었으며, 이들 염증매개인자의 생합성 효소인 iNOS 및 COX-2의 세포 내 발현도 현저하게 억제되는 것으로 관찰되었다. 또한 AF-H의 처리에 의해 염증성 사이토카인인 $TNF-{\alpha}$와 IL-6의 분비도 유의하게 억제되는 것으로 확인하였다. 이러한 AF-H에 의한 항염증 활성의 세포 내 기전을 해석하기 위하여 LPS 자극에 의해 유도되는 MAPK와 $NF-{\kappa}B$ 전사인자의 활성화에 대한 억제 효과를 조사하였다. 그 결과 AF-H는 MAPK의 인산화에는 별다른 영향을 미치지 않고 $NF-{\kappa}B$의 활성화($I{\kappa}B$ 인산화)를 효과적으로 억제하는 것으로 확인되었다. 한편 LPS에 의한 in vivo 패혈증 모델에서 AF-H에 의한 패혈증 억제활성을 측정한 결과 비록 통계학적으로 유의하지는 않으나 AF-H 투여에 의해 생존율과 50% 사망률의 연장 효과가 관찰되었다. 이들 결과를 종합해 보면 아로니아 열매 열수추출물은 $NF-{\kappa}B$의 활성화 억제를 통해 NO, PGE2, $TNF-{\alpha}$ 및 IL-6 등의 염증매개인자와 사이토카인의 생성을 억제하는 항염증 활성을 지니는 것으로 확인되었다.

Stage specific transcriptome analysis of liver tissue from a crossbred Korean Native Pig (KNP × Yorkshire)

  • Kumar, Himansu;Srikanth, Krishnamoorthy;Park, Woncheol;Lee, Kyung-Tai;Choi, Bong-Hwan;Kim, Jun-Mo;Lim, Dajeong;Park, Jong-Eun
    • Journal of Biomedical and Translational Research
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    • 제19권4호
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    • pp.116-124
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    • 2018
  • Korean Native Pig (KNP) has a uniform black coat color, excellent meat quality, white colored fat, solid fat structure and good marbling. However, its growth performance is low, while the western origin Yorkshire pig has high growth performance. To take advantage of the unique performance of the two pig breeds, we raised crossbreeds (KNP ${\times}$ Yorkshire to make use of the heterotic effect. We then analyzed the liver transcriptome as it plays an important role in fat metabolism. We sampled at two stages: 10 weeks and at 26 weeks. The stages were chosen to correspond to the change in feeding system. A total of 16 pigs (8 from each stage) were sampled and RNA sequencing was performed. The reads were mapped to the reference genome and differential expression analysis was performed with edgeR package. A total of 324 genes were found to be significantly differentially expressed (${\left|log2FC\right|}$ > 1 & q < 0.01), out of which 180 genes were up-regulated and 144 genes were down-regulated. Principal Component Analysis (PCA) showed that the samples clustered according to stages. Functional annotation of significant DEGs (differentially expressed genes) showed that GO terms such as DNA replication, cell division, protein phosphorylation, regulation of signal transduction by p53 class mediator, ribosome, focal adhesion, DNA helicase activity, protein kinase activity etc. were enriched. KEGG pathway analysis showed that the DEGs functioned in cell cycle, Ras signaling pathway, p53 signaling pathway, MAPK signaling pathway etc. Twenty-nine transcripts were also part of the DEGs, these were predominantly Cys2His2-like fold group (C2H2) family of zinc fingers. A protein-protein interaction (PPI) network analysis showed that there were three highly interconnected clusters, suggesting an enrichment of genes with similar biological function. This study presents the first report of liver tissue specific gene regulation in a cross-bred Korean pig.

녹차의 피부보호효과 (Skin Care Effects of Green Tea)

  • 이병곤
    • 대한화장품학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.311-321
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    • 2005
  • 차(Camellia sinensis)는 세계적으로 애용되는 음료이다. 그 중, 아시아권에서 주로 소비되는 녹차는 다양한 생리활성을 가지고 있어 화장품, 기능성식품을 위한 기능성 소재로서 선호되고 있다. 녹차의 피부에 대한 활성은 세포보호에서부터 피부 기질 단백질의 합성까지 다양하게 나타난다. 녹차 폴리페놀(green tea polyphenols; GTPs)은 활성을 나타내는 주성분으로서 항산화 활성 이외에 항암, 항염증, 피부면역능 저하방지활성 등을 보이며, 세포내 신호전달 경로에도 관여한다 GTPs는 표피각질형성세포에서 자외선 조사에 의한 산화 스트레스를 감소시키고, 그에 따르는 mitogen-activated protein kinase (MAPK) 신호전달과 세포사멸을 억제한다. 또한, 같은 세포에서 tumor necrosis factor alpha $(TNF{\alpha})$나 다른 화학물질에 의해 cyclooxygenase-2(COX-2), interleukin-8 (IL-8) 및 vascular endothelial growth factor (VEGF) 같은 염증매개물질이 유발되는 것을 막아준다. 또한, GTPs는 등물실험에서 화학물질이나 자외선에 의한 피부암의 발생도 억제하는데, 경구투여 외에 경피투여로도 효과가 있었다. 피부보호작용 이외에도 GTPs는 각질형성세포의 분화촉진, 노화된 피부세포의 증식능 회복, 피부기질단백질의 분해억제 등의 기능이 있으며, 피부세포에서의 기질단백질 생합성을 직접적으로 촉진하기도 한다. 녹차성분이 보이는 이러한 피부에 대한 활성은, 제형 측면에서의 연구가 진행되어 감에 따라 보다 효과적인 피부를 위한 소재로서의 사용 가능성을 더욱 높여주고 있다.