• 제목/요약/키워드: Superoxide dismutase activation

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Neurotoxicant (fenitrothion) alters superoxide dismutase, catalase, and peroxidase activities in Chironomus riparius Mg. (Diptera, Chironomidae) larvae

  • Park, Jin-Hee
    • 한국환경성돌연변이발암원학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.67-71
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    • 2001
  • Effects of exposure to a neurotoxicant, fenitrothion on antioxidant enzyme activities in Chironomus riparius Mg. (Diptera, Chironomidae) larvae were evaluated under laboratory conditions. Exposure to this chemical led to an increase of cupper, zinc type superoxide dismutase and manganese type superoxide dismutase activities and to a decrease of glutathion peroxidase activity. An activation of catalase was observed in the larvae exposed to high fenitrothion concentration. The response of superoxide dismutase was rapid and sensitive to low chemical concentrations, but changes in catalase, total peroxidase and glutathion peroxidase were less sensitive. In this study, antioxidant enzyme activities in Chironomus riparius larvae were identified as pertinent biomarkers for environmental monitoring.

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Transcriptional Activation of CuIZn Superoxide Dismutase And Catalase Genes by Panaxadiol Ginsenosides Extracted From Panax ginseng

  • Chang, Mun-Seog;Yoo, Hae-Yong;Rho, Hyune-Mo
    • 고려인삼학회:학술대회논문집
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    • 고려인삼학회 1998년도 Advances in Ginseng Research - Proceedings of the 7th International Symposium on Ginseng -
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    • pp.63-70
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    • 1998
  • Superoxide dismutase (SOD) and catalase constitute the first coordinated unit of defense against reactive oxygen species. Here, we examined the effect of ginseng saponins on the induction of SOD and catalase gene expression. To explore this possibility, the upstream regulatory promoter region of Cu/Zn superoxide dismutase (SODI) and catalase genes were linked to the chloramphenicol acetyl-transferase (CATI structural gene and introduced into human hepatoma HepG2 cells. Total saponin and panaxatriol did not activate the transcription of SODI and catalase genes but panaxadiol increased the transcription of these genes about 2-3 fold. Among the Panaxadiol ginsenosides, the Rb2 subtraction appeared to is a major induce of SODI and catalase genes. Using the deletion analyses and mobility shift assays, we showed that the 5051 gene was greatly activated by ginsenoside Rba through transcription factor AP2 binding sites and its induction. We also examined the effect of the content ratio of panaxadiol extracted from various compartment of ginseng on the transcription of 5031 gene. Saponin extract that contains 2.6-fold more PD than PT from the fine root Increased the SODI induction about 3-fold. These results suggest that the panaxadiol fraction and its ginsenosides could induce the antioxidant enzymes, which are important for maintaining cell viability by lowering level of oxygen radical generated from intracellular metabolism.

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식물의 냉해에 대한 생체방어기구로서 항산소성 효소의 유도 : (1) 저온처리중 pyruvate의 세포내 축적과 상온환원후 항산소성 효소의 활성화 (Induction of antioxygenic enzymes as defense systems in plant cells against low temperature stress : (I) Accumulation of pyruvate in cells during cold treatment and activation of antioxygenic enzymes during post-chilling period)

  • 김종평;한창균;정진
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제34권2호
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    • pp.162-167
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    • 1991
  • 식물의 저온 스트레스와 이에 대한 방어체계의 기작론적 측면을 탐색하기 위하여, 냉해유발조건하에서 세워둔 식물(주로 3-4엽기의 벼 유묘)를 대상으로 하여 조직중 pyruvate 함량, superoxide$(O_{\overline{2}})$ 수준 및 항산소성 효소들의 활성을 경시적으로 측정하였다. 저온$(5^{\circ}C)$처리동안에 엽조직에는 현저한 pyruvate축적이 일어났으며, 그 상대적 축적량은 처리시간의 경과에 따라 증가하였다. 그러나 저온처리된 식물을 상온하에 옮겨 놓았을 때 축적된 pyruvate는 곧 소진하기 시작하였으며 이와 동시에 조직내 superoxide$(O_{\overline{2}})$수준이 상승하기 시작하였다. 아울러, 몇시간 정도의 lag time을 가지며 superoxide dismutase(SOD)와 catalase의 활성도 증가하였다. 이에 반하여 또 다른 항산소성 효소인 Glutathione peroxidase는 활성화 현상을 전혀 보이지 않았다. 뿌리를 통해서 외부로부터 공급된 superoxide$(O_{\overline{2}})$는 뿌리 조직내의 SOD와 catalase의 활성을 유도하였다. 한편 $H_2O_2$ 공급이 조직내 catalase는 활성화시켰으나, 역시 glutathione peroxidase에 대해서는 어떤 영향도 미치지 않았다. 위의 모든 결과들은 저온처리중에 일어난 pyruvate의 세포내 축적이 상온으로 환원된 조직내에서 superoxide$(O_{\overline{2}})$ 및 이로부터 이차적으로 생성된 활성산소를 과잉 발생시키는 직접적 원인이라는 사실과, 두 항산소성 효소(SOD와 catalase)가 활성산소를 중간매체로 하여 일어나는 것으로 해석되는 식물냉해로부터 세포를 보호함에 있어서 결정적인 역할을 담당하고 있다는 사실을 강력히 시사하였다.

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Clamydomonas reinhardtii의 냉해 초기과정에 관한 기작론적 연구 (A Mechanistic Study on the Early Stage-Events Involved in Low Temperature Stress in Clamydomonas reinhardtii)

  • 조현순;김창숙;정진
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제37권6호
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    • pp.433-440
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    • 1994
  • 상온에서 배양된 녹색조류 Clamydomonas reinhardtii를 $5^{\circ}C$의 저온에 세워두었을 때 세포내에는 괄목할 만한 pyruvate의 축적이 일어났다. 그러나 저온처리된 세포를 다시 상온으로 옮기면 세포내 pyruvate 수준은 감소하기 시작하며 이에 수반하여 superoxide radicals$(O_2^-)$의 발생수준이 증가하였다. 일정기간 후 최고치에 도달한 $O_2^-$ 수준은 다시 비교적 빠르게 떨어지기 시작하였는데, 이때를 전후하여 세포내 superoxide dismutase(SOD)가 현저하게 활성화 되었다. 이러한 결과는 벼의 냉해와 관련하여 얻었던 기존(본 연구실)의 관찰 사실과 매우 유사한 것으로서 고등식물이나 조류가 공히 냉해의 초기과정에 관한한 동일한 기작의 지배를 받고 있음을 시사한다. 아울러 본 연구에서는 저온처리에 의해 야기된 SOD의 활성 증가가 대부분 Mn-SOD의 활성화에 기인하는 것으로 관찰되었다. Mn-SOD는 세포 소기관 중 미토콘드리아에만 존재하므로, 이러한 관찰은 독성이 큰 산소화학종이 과생성되는 부정적 상황 즉 냉해유발 상황에 대처하기 위해 항산소성 효소가 냉해의 초기과정이 진행되는 미토콘드리아에서 유도된다는 개념과 부합된다.

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홍삼의 각 부위에서 추출된 Panaxadiol분획의 함량비에 따른 유해산소제거효소(Cu/Zn Superoxide Dismutase) 유도효과 (Effect of the Contents Ratio of Panaxadiol Ginsenosides Extracted from Various Compartment of Ginseng on the Transcription of Cu/Zn Superoxide Dismutase Gene)

  • 장문석;최강주;노현모
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제23권1호
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    • pp.44-49
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    • 1999
  • 유해산소제거효소는 세포내에서 생성되는 유해산소를 산소와 과산화 수소로 바꿈으로서 유해산소의 농도를 낮은 수준으로 유지하여 세포를 유해산소의 독성으로부터 보호하는 기능을 담당하고 있다. 이전의 연구에서 파낙사다이올(PD)와 진세노사이드 $Rb_2$가 전사조절인자 AP2를 유도하여 유해산소 제거효소의 전사조절부위 내의 AP2결합부위를 통해 유해산소제거효소의 함량증대를 유도함을 보고한 바 있다. 이를 토대로 본 연구에서는 인삼의 각부위에서 추출된 조사포닌으로 panaxadiol(PD)와 panaxatriol(PT)의 성분함유비가 다른 시료를 이용하여 이들이 유해산소제거효소의 발현 유도성에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 조사하기위해 유해산소제거효소의 전사조절부위를 클로람페니콜 아세틸트란스퍼라제의 구조유전자와 융합시킨 벡터를 인간의 간세포에 도입하여 활성도를 측정하였다. 그 결과, PD 성분의 함량비증가에 비례적으로 유해산소제거효소의전사가 증대 되었다. 또한 동일한 결과로서, PD 대 PT의 함량비가 약 2.6으로 PD의 함량이 가장높은 세세미 (finely-hairy root) 추출분획에서 유해산소제거 효소의 전사촉진이 대조군에 비해 3배이상 촉진됨을 관찰할수 있었다. 이상의 결과는 PD계의 분획이 유해산소제거효소의 유도성효과를 나타냄을 시사하고 있으며, 유해산소제거효소의 유도물질로서 PD분획과 세세미 추출물이 유용하게 이용될수있음을 제시하고 있다.

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Superoxide dismutase 3 protects mesenchymal stem cells through enhanced autophagy and regulation of FoxO3a trafficking

  • Agrahari, Gaurav;Sah, Shyam Kishor;Kim, Tae-Yoon
    • BMB Reports
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    • 제51권7호
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    • pp.344-349
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    • 2018
  • Therapeutic applications of mesenchymal stem cells (MSCs) are limited due to their early death within the first few days of transplantation. Therefore, to improve the efficacy of cell-based therapies, it is necessary to manipulate MSCs so that they can resist various stresses imposed by the microenvironment. Moreover, the role of superoxide dismutase 3 (SOD3) in regulating such survival under different stress conditions remain elusive. In this study, we overexpressed SOD3 in MSCs (SOD3-MSCs) and evaluated its effect under serum starvation conditions. Nutritional limitation can decrease the survival rate of transplanted MSCs and thus can reduce their efficacy during therapy. Interestingly, we found that SOD3-MSCs exhibited reduced reactive oxygen species levels and greater survival rates than normal MSCs under serum-deprived conditions. In addition, overexpression of SOD3 attenuated starvation-induced apoptosis with increased autophagy in MSCs. Moreover, we have demonstrated that SOD3 protects MSCs against the negative effects of serum deprivation via modulation of AMP-activated protein kinase/sirtulin 1, extracellular signal-regulated kinase activation, and promoted Forkhead box O3a trafficking to the nucleus. Taken together, these results demonstrate that SOD3 promotes MSCs survival and add further evidence to the concept that SOD3-MSCs may be a potential therapeutic agent with better outcomes than normal MSCs for various diseases involving oxidative stress and compromised MSCs survival during therapy.

Thimerosal generates superoxide anion by activating NADPH oxidase: a mechanism of thimerosal-induced calcium release

  • Kim, Eui-Kyung;Ryu, Sung-Ho;Suh, Pann-Ghill
    • 한국환경성돌연변이발암원학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.229-235
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    • 2002
  • Thimerosal, a widely used preservative, has been well known to induce intracellular calcium mobilization in various cell types. However, the mechanism of its calcium mobilization is not clearly understood yet. For studying the mechanism of thimerosal-mediated calcium release, we have used HL60 cells in calcium-free Lockes solution that has no extracellular calcium. Thimerosal significantly reduced the lag period of initial calcium release whereas it enhanced the rate and magnitude of the calcium release in a dose-dependent manner. At the same time, we found that thimerosal generated superoxide anion by activating NADPH oxidase in dose- and time-dependent manner. Interestingly, the kinetics and the dosedependency of superoxide anion generation were very similar to those of intracellular calcium mobilization. In inhibitors study, the thimerosal-induced superoxide anion generation was significantly suppressed by DMSO as well as superoxide dismutase but not by genistein or EGTA. Surprisingly, the pretreatment with N-Acetyl-$_{L}$-Cysteine blocked almost completely the thimerosal-induced calcium increase, indicating that ROS playa key role in the calcium mobilization. The present results suggest that thimerosal-induced calcium mobilization is possibly mediated by the activation of NADPH oxidase and subsequent ROS generation.n.

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녹차 건분이 급성 알코올 투여받은 9개월령 흰쥐의 뇌 부위별 항산화능에 미치는 영향 (Antioxidative Effects of Green Tea Powder Diet Against Ethanol-Induced Oxidative Damage in 9 Month Old Rat Brain Regions)

  • 류선미;장남수
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제35권1호
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    • pp.24-29
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    • 2002
  • 본 연구에서는 녹차 건분 식이가 뇌 조직에서 알코올에 의한 산화적 스트레스 감소효과를 나타내는 지를 규명하고 자, 생후 9개월령 Sprague-Dawley에게 1% 녹차 건분식이를 4주간 공급하고 희생 12시간 전메 급성으로 알코올을 투여한 후 뇌 조직을 cortex, cerebellum, striatum, hippocampus로 나누어 malondialdehyde(MDA)의 함량과 catalase. superoxide dismutase(SOD), glutathione peroxidase(GSH-Px)의 활성을 측정하였다. 본 실험 결과를 종합하여 볼 때. 1%녹차 건분 식이의 공급은 striatum과 hippocampus 내 MDA 함량을 유의적으로 낮추고 알코올에 따른 hippocampus 내 catalase 활성 증가를 유의적으로 억제하였다. 이러한 곁과는 녹차 건분의 공급이 알코올로 산화적 stress를 가한 동물에서 일부 뇌 조직의 지질 산화를 감소시키고 알코올에 의한 뇌 조직 손상으로부터 보호할 수 있음을 보여준다.

Oxidative Stress and Antioxidant Defences in the Tasar Silkworm Antheraea mylitta D: Challenged with Nosema Species

  • Jena, Karmabeer;Pandey, Jay Prakash;Sinha, Ajit Kumar
    • International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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    • 제28권2호
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    • pp.85-91
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    • 2014
  • This study was designed to find out the effect of Nosema spore on oxidative damages and antioxidant defence in the midgut of tasar silkworm Antheraea mylitta. Higher level of lipid peroxidation (LPX) and total hydroperoxides indicate the resultant oxidative stress in the Nosema exposed specimen. Increased superoxide dismutase (SOD) suggests activation of physiological mechanism to scavenge the superoxide radical produced during Nosema infection. Higher activities of catalase and glutathione-S-tranferase on $18^{th}$ d indicate adaptive behaviour of the tissue against oxyradicals. The results suggest that Nosema infection is involved in altering the active oxygen metabolism by modulating LPX and reactive oxygen species (ROS), which is indicative of pebrine disease disorder.