• 한국육종학회지
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• 제42권5호
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• pp.547-554
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• 2010

미성숙 종자로부터 추출된 전체 RNA를 이용하여 합성한 cDNA와 LMW-GS 특이 프라이머세트를 이용하여 43개의 LMW-GS 유전자를 분리하였다. 각각의 유추 아미노산은 상동성이 높은 20개의 시그널 펩타이드, N-말단 영역, 반복서열영역 그리고 C-말단 영역을 가지며 C-말단 영역에 분자내 혹은 분자간 이황화 결합을 형성하는 전형적인 8개의 시스테인을 가지고 있었다. 이들 시스테인의 위치는 첫번째, 일곱번째를 제외하고는 보존되어 있었다. Ikeda 분류법과 비교할 경우, 이들은 각각 그룹 1, 2, 3 또는 4, 5, 7, 10(이중 그룹 2와 5가 가장 많음) 그리고 11에 속하며 그룹 6, 8, 9 그리고 12에 속한 단백질은 탐지되지 않았다. 이들 43개 LMW-GS 유전자들을 Lasergene Version 7.0을 이용하여 DNA 염기서열 수준에서 계통도를 분석한 결과 Ikeda 그룹의 분류법과 일치하였다. 단백질 수준에서 LMW-GS들을 확인하기 위해 2DE로 이들 단백질을 분리하여 이들의 N-말단 아미노산 서열을 분석하였다. 7개 스팟의 N-말단 아미노산 서열을 확인할 수 있었고 이중 2개는 N-말단 아미노산 서열이 세린으로 시작하는 LMW-s 타입이었고 5개는 N-말단 아미노산 서열이 메티오닌으로 시작하는 LMW-m 타입이었다. 이들 서열은 Ikeda 그룹의 분류법에 따르면 그룹 1, 2, 3, 3/4, 5 그리고 10이었다. 이들 LMW-GS 단백질 중 2개는 Glu-D3 그리고 3개는 Glu-B3에 의해 encoding 되었고 나머지는 확인이 불가능 하였다. 그룹 6, 7, 8, 9, 11, 그리고 12의 스팟은 확인할 수 없었다. N-말단 아미노산 서열들과 클로닝된 LMW-GS 유전자군을 비교해 보면 그룹 1, 2, 3/4, 5 그리고 10이 모두 유전자와 단백질 수준에서 존재하고 있음을 확인하였다. 본 연구는 다양한 LMW-GS 유전자들을 분리, 동정하였고 이들의 해당 단백질을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 밀가루 품질 향상을 위한 육종 프로그램에 도움이 될 것이다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제31권2호
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• pp.99-106
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• 2011

프로테오믹스 기법을 이용하여 벼 고온 스트레스 관련 단백질을 분리 동정하기 위하여 $42^{\circ}C$에서 고온처리한 벼의 줄기로부터 단백질을 분리하였다. 분리한 단백질로부터 Rubisco 단백질을 제거하기 위해 15% PEG fractionation을 실시한 후 상등액 분획의 단백질을 이차원전기 영동한 후, CBB 염색을 통해 차별적 발현을 보이는 단백질을 분석하였다. 총 46개의 단백질 spot이 발현양에 변화를 보였으며, 그 중 24개의 단백질이 고온 스트레스에 의해 발현이 증가되었으며, 22개의 단백질이 감소하는 발현 양상을 나타내었다. 이들 단백질을 MALDI-TOF MS와 database를 통해 동정한 결과 에너지 대사관련 단백질, 산화 환원 관련 단백질 및 저분자량 small HSP 등, 10개의 단백질이 동정되었다. 이들 동정된 단백질들은 식물의 고온 스트레스에 대한 적응기작을 이해하는데 중요한 단서를 제공할 것이며, 특히 미토콘드리아 small HSP는 프로테옴 분석법에 의해 최초로 동정되었으며, 금후 내하고성 목초 분자육종에 활용될 수 있는 좋은 유전자로 판단된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.124-124
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• 2017

Cadmium (Cd) is of particular concern because of its widespread occurrence and high toxicity and may cause serious morpho-physiological and molecular abnormalities in in plants. The present study was performed to explore Cd-induced morpho-physiological alterations and their potentiality associated mechanisms in Sorghum bicolor leaves at the protein level. Ten-day-old sorghum seedlings were exposed to different concentrations (0, 100, and $150{\mu}M$) of $CdCl_2$, and different morpho-physiological responses were recorded. The effects of Cd exposure on protein expression patterns in S. bicolor were investigated using two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) in samples derived from the leaves of both control and Cd-treated seedlings. The observed morphological changes revealed that the plants treated with Cd displayed dramatically altered shoot lengths, fresh weights, and relative water content. In addition, the concentration of Cd was markedly increased by treatment with Cd, and the amount of Cd taken up by the shoots was significantly and directly correlated with the applied level of Cd. Using the 2-DE method, a total of 33 differentially expressed protein spots were analyzed using MALDI-TOF/TOF MS. Of these, treatment with Cd resulted in significant increases in 15 proteins and decreases in 18 proteins. Significant changes were absorbed in the levels of proteins known to be involved in carbohydrate metabolism, transcriptional regulation, translation and stress responses. Proteomic results revealed that Cd stress had an inhibitory effect on carbon fixation, ATP production and the regulation of protein synthesis. In addition, the up-regulation of glutathione S-transferase and cytochrome P450 may play a significant role in Cd-related toxicity and stress responses. Our study provides insights into the integrated molecular mechanisms involved in response to Cd and the effects of Cd on the growth and physiological characteristics of sorghum seedlings. The upregulation of these stress-related genes may be candidates for further research and use in genetic manipulation of sorghum tolerance to Cd stress.

• 한국초지조사료학회지
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• 제25권4호
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• pp.287-296
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• 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.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제8권1호
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• pp.1-9
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• 2004

프로테오믹스(proteomics, 단백질체학이라고도 함)의 잠재적 중요성은 간질환, 심장질환, 몇몇 종류의 암 등의 의학, 생식 독성, 발생 독성, 생체 독성 연구 분야에서도 명백하게 제시되었다. 그러나 단백질을 대상으로 연구하여 유전자 기능을 연구하는 프로테오믹스 연구를 각각의 분야에 접목시키려는 노력은 아직까지 빈약하다. 프로테오믹스는 기능을 갖는 단백질들의 발현을 종합적이고 정량적으로 측정하는 가장 직접적인 수단이고, 질병, 약물투여, 쇼크, 내분비계 장애물질 등 생물학적인 동요(perturbation)에 의하여 변하는 단백질들의 발현 양상 변화를 정확하게 관찰할 수 있게 한다. 그리고 생체내 유전자 발현의 궁극적인 양상을 규명할 수 있으며, 또한 유전자, 단백질 및 질병간의 연결고리를 제공한다. 기존의 biomarker는 다른 질병 표지자와 연관성이 높아 직접적인 biomaker와 정확한 연관을 판정하기 어렵다. 따라서 대량 발굴 탐색(high-throughput screening)이 가능한 2차원 전기 영동 분석과 MALDI-TOF또는 protein chip array와 SELDI-TOF에 의한 단백질 분자 구조 분석 기술 및 이들을 지원하는 생물정보학(bioinformatics)의 발전을 이용하여, 생식학 연구에 이용할 수 있는 표적 단백질 발굴 및 정성 정량적 연구에 적절한 이용이 가능할 것이다. 이러한 연구는 생식과정 중 배아 발생 및 조직 기관 발생 중 유전자 발현의 변화, 내분비계 장애물질 등 호르몬 및 독성 물질의 작용 기전, ecotoxicogenomics지표 marker의 변동 분석, 중간대사물질체학(metabolomics)에의 이용 등등의 연구에 필수적인 방법으로 발전할 것이다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제25권11호
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• pp.1540-1545
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• 2012

Steroidogenesis requires coordination of the anabolic and catabolic pathways of lipid metabolism, but the profile of proteins associated with progesterone synthesis in cyclic and pregnant corpus luteum (CL) is not well-known in cattle. In Experiment 1, plasma progesterone level was monitored in cyclic cows (n = 5) and pregnant cows (n = 6; until d-90). A significant decline in the plasma progesterone level occurred at d-19 of cyclic cows. Progesterone level in abbatoir-derived luteal tissues was also determined at d 1 to 5, 6 to 13 and 14 to 20 of cyclic cows, and d-60 and -90 of pregnant cows (n = 5 each). Progesterone level in d-60 CL was not different from those in d 6 to 13 CL and d-90 CL, although the difference between d 6 to 13 and d-90 was significant. In Experiment 2, protein expression pattern in CL at d-90 (n = 4) was compared with that in CL of cyclic cows at d 6 to 13 (n = 5). Significant changes in the level of protein expression were detected in 32 protein spots by two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (2-DE), and 23 of them were identified by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF-MS). Six proteins were found only in pregnant CL, while the other 17 proteins were found only in cyclic CL. Among the above 6 proteins, vimentin which is involved in the regulation of post-implantation development was included. Thus, the protein expression pattern in CL was disorientated from cyclic luteal phase to mid pregnancy, and alterations in specific CL protein expression may contribute to the maintenance of pregnancy in Korean native cows.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권8호
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• pp.2419-2424
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• 2013

Guanosine-5'-diphosphate 3'-diphosphate (ppGpp) serves as alarmone in bacterial stringent responses. In this study, an affinity column was constructed by immobilizing ppGpp to NHS-Sepharose for isolating ppGpp-binding proteins. A novel ppGpp-binding protein, YjgA, was isolated and characterized by MALDI-TOF MS (matrix-assisted laser desorption ionization-time-of-flight mass spectrometry) coupled with two-dimensional gel electrophoresis. YjgA and truncated forms of YjgA were cloned and over-expressed in BL21 (DE3). The binding affinity of YjgA to ppGpp was determined by equilibrium dialysis. The interaction of YjgA with ppGpp was very specific, considering that the dissociation constant of YjgA with ppGpp was measured as $5.2{\pm}2.0{\mu}M$, while the affinities to GTP and GDP were about 60 and 30 times weaker than ppGpp. Expression of yjgA gene in Escherichia coli K-12 MG1655 was examined by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). RT-PCR results revealed that yjgA was expressed from early to late stationary phase. The yjgA deletion mutant exhibited decreased cell number at stationary phase compared to parent strain and the over-expression of YjgA increased the cell number. These results suggested that YjgA might stimulate cell division under stationary phase. In most prokaryotic genome, about half of the protein candidates are hypothetical, that are expected to be expressed but there is no experimental report on their functions. The approach utilized in this study may serve as an effective mean to probe the functions of hypothetical proteins.