• BMB Reports
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• 제31권6호
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• pp.572-577
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• 1998

A soluble protein from Saccharomyces cerevisiae provides protection against a thiol-containing oxidation system but not against an oxidation system without thiol. This 25-kDa protein acts as a peroxidase but requires the NADPH-dependent thioredoxin system or a thiol-containing intermediate, and was thus named thioredoxin peroxidase. The protective role of thioredoxin peroxidase against ionizing radiation, which generates reactive oxygen species harmful tocellular function, was investigated in wild-type and mutant yeast strains in which the tsa gene encoding thioredoxin peroxidase was disrupted by homologous recombination. Upon exposure to ionizing radiation, there was a distinct difference between these two strains in regard to viability and the level of protein carbonyl content, which is the indicative marker of oxidative damage to protein. Activities of other antioxidant enzymes, such as catalase, superoxide dismutase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, and glutathione reductase were increased at 200-600 Gy of irradiation in wild-type cells. However, the activities of antioxidant enzymes were not significantly changed by ionizing radiation in thioredoxin peroxidase-deficient mutant cells. These results suggest that thioredoxin peroxidase acts as an antioxidant enzyme in cellular defense against ionizing radiation through the removal of reactive oxygen species as well as in the protection of antioxidant enzymes.

• BMB Reports
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• 제43권3호
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• pp.170-175
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• 2010

Chaperone;Glutathione peroxidase;Peroxiredoxin;Schizosaccharomyces pombe;Thioredoxin peroxidase;To investigate the differences in the functional roles of peroxiredoxins (Prxs) and glutathione peroxidase (GPx) of Schizosaccharomyces pombe, we examined the peroxidase and molecular chaperone properties of the recombinant proteins. TPx (thioredoxin peroxidase) exhibited a capacity for peroxide reduction with the thioredoxin system. GPx also showed thioreoxin-dependent peroxidase activity rather than GPx activity. The peroxidase activity of BCP (bacterioferritin comigratory protein) was similar to that of TPx. However, peroxidase activity was not observed for PMP20 (peroxisomal membrane protein 20). TPx, PMP20, and GPx inhibited thermal aggregation of citrate synthase at 43$^{\circ}C$, but BCP failed to inhibit the aggregation. The chaperone activities of PMP20 and GPx were weaker than that of TPx. The peroxidase and chaperone properties of TPx, BCP, and GPx of the fission yeast are similar to those of Saccharomyces cerevisiae. The fission yeast PMP20 without thioredoxin-dependent peroxidase activity may act as a molecular chaperone.

• BMB Reports
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• 제32권2호
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• pp.168-172
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• 1999

We previously reported that a novel thiol peroxidase (p20) from Escherichia coli is a distinct periplasmic peroxidase that detoxifies hydroperoxides together with glutathione or thioredoxin. Until now, there was no experimental evidence for the presence of thioredoxin (Trx) in the periplasmic space. In an attempt to confirm the physiological function of p20 as a thiol peroxidase supported by Trx in the periplasmic space, we have purified a Trx activity from the periplasmic space of Escherichia coli and identified the Trx as the same protein as the cytoplasmic Trx. The presence of Trx in the periplasmic space of Escherichia coli suggests that p20 is a unique extracellular Trx-linked thiol peroxidase.

• BMB Reports
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• 제34권2호
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• pp.139-143
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• 2001

Thioredoxin (Trx) is a redox protein possessing conserved sequence Cys-Gly-Pro-Cys in ail organisms. Trx acts as an electron donor of many proteins including thioredoxin peroxidase (TPx). Yeast Trx 2 has two redox active cysteine residues at positions 31 and 34. To investigate the redox activity of each cysteine, we generated mutants C31S, C34S, and C31S/C34S using site directed mutagenesis and examined the redox activity of Trx variants as an electron donor for yeast TPx enzymes. None of the three Cysmutated Trx proteins was active as a redox protein in the 5', 5'-dithiobis-(2-dinitrobenzoic acid) reduction under the condition of the presence of NADPH and thioredoxin reductase, and in the thioredoxin dependent peroxidase activity of yeast TPx II. C34S enhanced the glutamine synthetase protection activity of yeast TPx I, even though 100 times more protein was needed to exhibit the same activity to WT. The formation of a mixed disulfide intermediate between Trx and TPx II subunits was analyzed by SDS-PAGE. The mixed dieter form of TPx II was found only for C34S. These results suggest that Cys-31 more effectively acts as an electron donor for TPx enzymes.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제46권3호
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• pp.327-337
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• 1999

연구배경: 활성산소종(reactive oxygen species)은 발암 기전의 여러 단계 과정에 관여한다. 대부분의 종양 세포주 및 종양 조직내의 종양 세포는 활성산소종을 생성하는 반면 종양 세포의 catalase, Mn- 및 CuZn-SOD등 기존 항산화 단백의 활성도는 대부분 저하되어 있다. 이로 인한 종양 조직내의 지속적인 산화 스트레스는 종양의 국소 침습 및 전이를 촉진한다. 12-kDa thioredoxin은 glutathione 및 glutaredoxin과 함께 세포내 산화-환원 전위를 조절하여 세포 활성, 증식, 분화 및 산화-환원에 의한 아포토시스 조절에 관여하는 것으로 알려져 있다. 한편 histiocytic lymphoma 세포 (U937, human)에서 14-kDa 및 10-kDa의 eosinophilic cytotoxic enhancing factor(ECEF)로 정제되었으며 호산구 자극의 생물학적 기능은 10-kDa에서 20배 이상 높은 것으로 알려져 있다. 성인 T-세포백혈병, 자궁경부상피세포암 및 간세포암에서 thioredoxin 양이 증가 되어 있고 폐암에서는 thioredoxin mRNA가 증가되어 있는 것으로 알려져 있다. 이에 폐암 조직과 주위 정상 조직을 비교하여 catalase, CuZn-SOD 및 glutathione peroxidase 등 기존 항산화 단백과 thioredoxin 발현 변화를 비교 관찰하고 대식세포에서 산화 스트레스 및 내독소에 의한 thioredoxin 발현 변화를 관찰하고자 하였다. 방 법: 동일한 환자의 폐암 조직과 주변의 정상 폐 조직을 immunoblot 분석으로 catalase, CuZn-SOD, glutathione peroxidase 및 thioredoxin 발현을 비교 관찰하였으며 대식세포인 mouse monocyte-macrophage 세포 (RAW 264.7)에 5 ${\mu}M$ menadione 및 1 ${\mu}g/ml$ endotoxin을 처치하여 thioredoxin 발현을 관찰하였다. 결 과: Immunoblot 분석상 12-kDa의 thioredoxin 발현은 폐암 조직에서 정상 폐조직과 비교하여 의미있는 증가를 보였으나 catalase 및 CuZn-SOD의 발현은 폐암 조직에서 정상 폐조직과 비교하여 감소하였고 glutathione peroxidase의 발현은 일정 하지 않은 변화를 보였다. 절단형(truncated) thioredoxin 역시 폐암에서 증가하였다. Mouse monocyte-macrophage cells에 5 ${\mu}M$ menadione 및 1 ${\mu}g/ml$ endotoxin을 처치하였을때 thioredoxin 발현은 12시간에 최고로 증가하여 48 시간까지 지속되었다. 결 론: 폐암에서 기존의 항산화 단백과는 달리 12-kDa 및 절단형 thioredoxin 발현이 증가하며 이는 종양 조직내의 지속적인 산화 스트레스와 밀접한 연관이 있다. 특히 절단형 thioredoxin의 생물학적 기능을 고려할 때 절단형 thioredoxin 발현 증가는 종양 세포 증식을 통한 종양 성장에 더욱 의미있는 역할하리라고 생각된다.

• BMB Reports
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• 제33권3호
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• pp.234-241
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• 2000

A new type of the human TSA homologous gene was cloned from a HeLa cell cDNA and characterized. The gene product consists of 161 amino acids with a molecular mass of 16,900. The TSA homologous protein, as a new 6th member of the human TSA (hTSA VI), exerted a thioldependent peroxidase activity with the use of thioredoxin system as a physiological electron donor. The values of $V_{max}/K_m$ of hTSA VI for $H_2O_2$ and t-butyl hydroperoxide (t-BOOH) were calculated as $5.53{\times}10^{-2}$ and $3.70{\times}10^{-2}$, respectively. This implies that hTSA VI is a peroxidase, which reduces $H_2O_2$ and t-BOOH. The mutation of $Cys^{47}$ to serine resulted in a complete loss of the peroxidase activity. This suggests that $Cys^{47}$ acts as a primary site of catalysis. The analysis of the tryptic digest derived from hTSA VI revealed that the $Cys^{47}$ exists as a free thiol form. Taken together, these results suggest that the TSA homologous protein is a new type of the human family, which exerts thioredoxin-linked peroxidase activity toward $H_2O_2$ and alkyl hydroperoxide.

• BMB Reports
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• 제33권6호
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• pp.514-518
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• 2000

Two open reading frames of Haemophilus influenzae, HI0572 and HI0751, showing homology to a yeast thioredoxin peroxidase II (TPx II) and an E. coli thiol peroxidase $P_{20}$, respectively, were cloned and expressed in E. coli, and then the proteins were subsequently purified and characterized. HI0751 protein showed the thioredoxin (Trx)-dependent peroxidase activity, whereas HI0572 protein showed glutathione-dependent peroxidase. The HI0572 is the first peroxiredoxin with glutathione peroxidase activity rather than thioredoxin peroxidase. Purified HI0572 and HI0751 proteins protected specifically the inactivation of glutamine synthetase by metal catalyzed oxidation (MCO) systems composed of $Fe^{3+}$, $O_2$ and mercaptans such as dithiothreitol, ${\beta}-mercaptoethanol$ and glutathione (GSH). Unlike the HI0751 protein, the HI0572 protein was more effective in protecting glutamine synthetase from inactivation by the $GSH/Fe^{3+}/O_2$ system. It seems that these unique properties of the HI0572 protein are due to the structure containing a glutaredoxin domain at it's C-terminal in addition to a peroxiredoxin domain.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제47권5호
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• pp.650-659
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• 1999

목 적: 산소를 이용하는 세포들은 반응성 산소기(reactive oxygen species, ROS)로 부터 자신을 보호하는 기전을 가지고 있는데, thioredoxin system으로부터 전자를 받아 과산화물을 물로 환원시키는 생화학적 성질을 가진 효모 단백질을 발견하여 이를 thioredoxin peroxidase(TPX)로 명명하였다. 이는 효모 뿐 아니라 체내 여러 장기에 고루 분포되어 있으며, 특허 종양세포에서 유리되는 반응생 산소기를 제거함으로써 종양세포의 발생(initiation), 성장(promotion) 및 전이(metastasis)를 억제하는 역할을 할 것으로 알려져 있으며, 폐암, 유방암 등의 종양세포내에서의 발현이 증가되는 것으로 보고되었다. 한편, 폐암의 치료에 있어서 방사선 치료는 폐암의 국소적 치료 및 증상 경감을 위해 중요한 위치를 차지하고 있으나, 폐의 방사선 치료에 있어 가장 중요한 장애요인은 치료후 발생하는 폐실질의 섬유화로서 방사선 조사후의 산소유리가(free radical) 손상 등에 의한 것으로 알려져 있으며, 이런 섬유화에 관여하는 인자 및 방어기전에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 저자 등은 방사선 조사 후에 백서의 폐조직에서 thioredoxin peroxidase의 아형 및 catalase등이 방사선 조사로 인한 폐손상의 방어기전에 어떤 역할을 하는지 알아보기 위하여 다음과 같은 연구를 시행하였다. 대상 및 방법: 백서 18마리를 각각 3마리씩 6개 군으로 나누었고, 그 중 15마리에 900cGY와 방사선을 조사하였다. 방사선 조사를 받은 백서를 조사직후, 1주후, 2주후, 3주후 및 6주후에 희생시켜 폐조직을 얻었고, 이들 폐조직과 대조군 3마리의 폐조직을 H&E 염색하여 폐섬유화의 정도를 관찰함과 동시에 TPX 아형 및 catalase에 대한 항체로 Western blot analysis를 시행하여 각각의 단백질의 발현정도를 비교하였다. 결 과: 대조군과 비교하여 볼 때 폐조직에서 H&E 염색상 방사선 조사후 시기별로 폐섬유화의 정도가 점차로 진행됨을 볼 수 있었으나, thioredoxin peroxidase 5가지 아형(TPX-A & B, HS22, MER5, HORF-06) 모두 방사선 조사전과 조사후, 시간경과에 따른 면역반응대(immunoreactive band)의 차이를 보이지는 않았다. Catalase 역시 면역반응대의 차이를 보이지 않았다. 결 론: 체내 여러장기, 특히 폐장에 많이 분포하고, 폐암세포에 의한 반응성 산소기(reactive oxygen species)에 의하여 발현이 증가되는 것으로 알려진 thioredoxin peroxidase가 방사선 조사후에 발생한 백서의 폐섬유화에서는 그 발현의 정도가 변하지 않는 것으로 미루어 방사선으로 인한 폐손상의 복원과정에는 관여하지 않는 것으로 생각된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권6호
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• pp.483-489
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• 1998

효모의 전체 게놈서열에서 확인된 새로운 티오레독신(Trx3)과 이미 효모에서 티오레독신으로서의 기능이 보고된 Trx1, 2 및 TR을 대장균에 발현시켜 정제후 활성을 비교, 조사하였다. Trx1, 2 및 TR은 대부분 수용성 분획에 발현되었으며, 이로부터 정제한 단백질의 분자량은 보고된 분자량과 일치하였다. Trx3는 수용성 분획과 침전 분획 모두에서 발현되었으며, 수용성 분획으로부터 정제한 Trx3의 분자량은 14 kDa이었고, 침전 분획의 Trx3는 18 kDa였다. 수용성 분획으로부터 정제한 Trx3의 아미노말단의 아미노산 서열은 FQSSYTS로 분석되었으며 이는 보고된 Trx3의 20번에서 26번의 아미노산에 해당하였다. NADPH, 티오레독신 환원효소와 함께 Trx3는 인슐린과 DTNB의 disulfide 결합을 환원시켰다. Trx3는 디티오트레이톨을 포함하는 금속촉매산화계에 의한 효소 불활성화를 억제하는 TPx1의 항산화효과를 증가시켰으며, TPx1의 항산화활성을 증가시키는 Trx3의 활성은 Trx1 또는 2의 10% 수준이었다. 또한 Trx3는 TPx1의 disulfide를 thiol로 환원시켜 TPx가 티오레독신 의존성 과산화물 분해활성을 갖도록 하였다. Western blotting실험 결과, Trx3에 대한 항체는 효모 조추출물과 정제된 Trx1 및 Trx2와는 교차반응 하지 않았다. 그러나, 효모 CDNA 유전자 은행을 template로 한 PCR 실험 에서는 Trx3를 암호화하는 유전자가 증폭되었다.

• Molecules and Cells
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• 제39권1호
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• pp.40-45
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• 2016

Peroxiredoxins are highly conserved and abundant peroxidases. Although the thioredoxin peroxidase activity of peroxiredoxin (Prx) is important to maintain low levels of endogenous hydrogen peroxide, Prx have also been shown to promote hydrogen peroxide-mediated signalling. Mitogen activated protein kinase (MAPK) signalling pathways mediate cellular responses to a variety of stimuli, including reactive oxygen species (ROS). Here we review the evidence that Prx can act as both sensors and barriers to the activation of MAPK and discuss the underlying mechanisms involved, focusing in particular on the relationship with thioredoxin.