• IMMUNE NETWORK
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• 제21권5호
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• pp.37.1-37.17
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• 2021

Hepatitis B virus X (HBx) protein has been reported as a key protein regulating the pathogenesis of HBV-induced hepatocellular carcinoma (HCC). Recent evidence has shown that HBx is implicated in the activation of autophagy in hepatic cells. Nevertheless, the precise molecular and cellular mechanism by which HBx induces autophagy is still controversial. Herein, we investigated the molecular and cellular mechanism by which HBx is involved in the TRAF6-BECN1-Bcl-2 signaling for the regulation of autophagy in response to TLR4 stimulation, therefore influencing the HCC progression. HBx interacts with BECN1 (Beclin 1) and inhibits the association of the BECN1-Bcl-2 complex, which is known to prevent the assembly of the pre-autophagosomal structure. Furthermore, HBx enhances the interaction between VPS34 and TRAF6-BECN1 complex, increases the ubiquitination of BECN1, and subsequently enhances autophagy induction in response to LPS stimulation. To verify the functional role of HBx in liver cancer progression, we utilized different HCC cell lines, HepG2, SK-Hep-1, and SNU-761. HBx-expressing HepG2 cells exhibited enhanced cell migration, invasion, and cell mobility in response to LPS stimulation compared to those of control HepG2 cells. These results were consistently observed in HBx-expressed SK-Hep-1 and HBx-expressed SNU-761 cells. Taken together, our findings suggest that HBx positively regulates the induction of autophagy through the inhibition of the BECN1-Bcl-2 complex and enhancement of the TRAF6-BECN1-VPS34 complex, leading to enhance liver cancer migration and invasion.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제61권2호
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• pp.205-211
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• 2018

리바우디오사이드 A는 Stevia rebaudiana Bertoni에서 분리된 천연감미료로 널리 알려진 스테비올배당체 중 하나이다. 최근 연구에서 LPS 자극에 의해 활성화된 RAW264.7 마우스 대식 세포에서 리바우디오사이드 A가 인터루킨-$1{\alpha}/1{\beta}$ 같은 염증성 사이토카인 분비를 억제하는 기능이 확인되었다. 그러나 LPS처리 시 리바우디오사이드 A의 항염 활성에 대한염증 억제기작은 정확히 제시하지 못하였다. 따라서 본 연구에서는 리바우디오사이드 A의 LPS 신호전달 메카니즘에서의 항염증 효능을 단백질 수준에서 규명하고자 하였다. NO 생성에 관여하는 iNOS 단백질 발현양을 분석한 결과 리바우디오사이드 A의 $250{\mu}M$ 처리군에서 농도 의존적으로 단백질 발현이 감소하는 것을 확인하였다. 또한 염증 신호에 의한 대표적 핵 전사 인자인 $NF{\kappa}B$의 mRNA 발현량 분석 결과에서도 LPS 처리군에 비해 그 발현양이 감소하였다. 또한 세포질에 존재하는 $NF-{\kappa}B$와 $I-{\kappa}B$ 복합체는 LPS신호에 의한 $I-{\kappa}B$의 인산화 및 ubiquitination로 인해 $NF-{\kappa}B$가 이탈되기 때문에, 리바우디오사이드 A에 의한 $pNF-{\kappa}B$, $pI-{\kappa}B$의 단백질 발현을 비교 분석한 결과 $NF-{\kappa}B$ 단백질의 인산화가 농도 의존적으로 감소하였고, $I-{\kappa}B$의 인산화 또한 저해되는 것을 확인 하였다. 최종적으로 리바우디오사이드 A는 LPS처리 조건에서 MAPK중 특이적으로 extracellular signal-regulated kinase (ERK1/2)의 인산화를 농도 의존 방식으로 감소시킴으로써 $NF-{\kappa}B$ 조절 기작에 관여함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구 결과들을 통해 우리는 리바우디오사이드 A가 RAW264.7 세포에서 LPS에 의해 활성화 되는 MAPK 및 $NF{\kappa}B$의 발현 억제를 통해 염증이 억제될 수 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제30권2호
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• pp.211-220
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• 2020

CAR의 활성은 리간드 결합 뿐만 아니라, 세포외신호전달 경로를 통한 관련 조절인자들의 인산화, 전사 조절인자들과의 상호작용, 그리고 coactivators 및 corepressors의 동원, 분해 및 발현 등에 의해 조절되며, 이러한 CAR의 활성 조절은 또한 외인성 화학물질과 에너지 대사, 세포의 증식 및 사멸을 포함한 다양한 생리적 항상성 조절에 영향을 미친다. CAR는 ERK1/2의 신호전달경로에 의해 인산화되어 Hsp-90/CCRP와 복합체를 형성하여 세포질 내에 잔류하는 반면, PB는 ERK1/2를 억제하여 downstream 신호전달 조절인자들의 탈인산화를 유발하고, 활성화된 RACK-1/PP2A를 동원하여 CAR를 탈인산화 함으로써 핵 이동 및 전사 활성을 유도한다. CAR의 활성은 FoxO1 및 PGC-1α와의 cross-talk을 통하여 각각 전사 활성 억제와 ubiquitination을 통한 단백질 분해를 유도하여 당합성과정에 관여하는 PEPCK 및 G6Pase 유전자의 발현을 억제한다. CAR에 의한 지방의 합성과 산화 조절은 각각 PPARγ 및 PPARα와의 cross-talk에 의한 PGC-1α의 분해와 CPT-1의 발현 억제 또는 PGC-1α와의 결합을 통해 지방 합성 유전자의 발현 억제와 조직 특이적 산화 억제 또는 촉진으로 이루어진다. CAR는 FoxO1의 억제를 통한 p21의 발현 억제와 cyclin D1의 발현을 유도하여 세포 증식을 촉진하는 반면, GADD45B의 발현을 통한 MKK7과 JNK1의 활성을 억제하여 세포 사멸을 억제한다. 결론적으로, CAR는 세포외신호전달 경로와 세포내 조절인자들과의 다양한 상호작용을 통하여 외인성 화학물질의 대사뿐만 아니라 에너지 대사 및 세포의 성장과 사멸의 조절을 통한 항상성 유지에 관여한다.

• 생명과학회지
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• 제24권8호
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• pp.820-826
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• 2014

세포표면 수용체와 통로가 적절히 기능하려면 특정 세포 내 위치로 배치되고 조절되어야 한다. PSD95/Dlg/Zo-1 (PDZ) 도메인은 이러한 배치와 조절을 매개하는 다양한 단백질들을 인식하고 이 단백질들이 서로 결합하는데 관여한다. MUPP1은 13개의 PDZ domain을 가지는 단백질로서 여러 구조 단백질 및 신호전달 단백질과 상호 결합하지만, MUPP1이 어떻게 안정화되며, 어떻게 신호전달과정에 관여하는지에 대해 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서 MUPP1의 PDZ 도메인과 상호 작용하는 단백질을 규명하기 위하여 효모 two-hybrid 방법을 이용하였고, Parkin이 MUPP1과 결합하는 것을 확인하였다. Parkin은 E3 ubiquitin ligase로서, Parkin 유전자의 기능상실 돌연변이는 autosomal recessive juvenile parkinsonism을 일으키는 것으로 알려져 있다. Parkin은 MUPP1의 12번째 PDZ domain과 결합하지만, 다른 PDZ 도메인과는 결합하지 않았다. Parkin의 C-말단부위는 II 형 PDZ-결합모티프를 가지고 있는데, 이 모티프가 MUPP1과의 결합에 필수적임을 확인하였다. HEK-293T 세포에 MUPP1과 Parkin을 동시에 발현하여 발현위치를 확인한 결과 세포내의 같은 위치에서 발현하였다. 또한 Parkin은 MUPP1을 강하게 유비퀴틴화 하였다. 이러한 결과들은 MUPP1이 Parkin의 기질이며, Parkin에 의한 유비퀴틴화에 의해 MUPP1의 기능 혹은 안정성이 조절될 수 있음을 시사한다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권3호
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• pp.408-419
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• 2023

Background: Ginsenoside compound K (CK), the main active metabolite in Panax ginseng, has shown good safety and bioavailability in clinical trials and exerts neuroprotective effects in cerebral ischemic stroke. However, its potential role in the prevention of cerebral ischemia/reperfusion (I/R) injury remains unclear. Our study aimed to investigate the molecular mechanism of ginsenoside CK against cerebral I/R injury. Methods: We used a combination of in vitro and in vivo models, including oxygen and glucose deprivation/reperfusion induced PC12 cell model and middle cerebral artery occlusion/reperfusion induced rat model, to mimic I/R injury. Intracellular oxygen consumption and extracellular acidification rate were analyzed by Seahorse multifunctional energy metabolism system; ATP production was detected by luciferase method. The number and size of mitochondria were analyzed by transmission electron microscopy and MitoTracker probe combined with confocal laser microscopy. The potential mechanisms of ginsenoside CK on mitochondrial dynamics and bioenergy were evaluated by RNA interference, pharmacological antagonism combined with co-immunoprecipitation analysis and phenotypic analysis. Results: Ginsenoside CK pretreatment could attenuate mitochondrial translocation of DRP1, mitophagy, mitochondrial apoptosis, and neuronal bioenergy imbalance against cerebral I/R injury in both in vitro and in vivo models. Our data also confirmed that ginsenoside CK administration could reduce the binding affinity of Mul1 and Mfn2 to inhibit the ubiquitination and degradation of Mfn2, thereby elevating the protein level of Mfn2 in cerebral I/R injury. Conclusion: These data provide evidence that ginsenoside CK may be a promising therapeutic agent against cerebral I/R injury via Mul1/Mfn2 mediated mitochondrial dynamics and bioenergy.

• 생명과학회지
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• 제28권3호
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• pp.376-387
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• 2018

식물이 접하는 다양한 환경 스트레스(고온, 저온, 냉해, 고염, 가뭄 등) 중에서 물부족(가뭄) 스트레스는 식물의 생장 및 생산성을 저해하는 가장 주요한 요인으로 보고되어 왔다. 그러므로, 물부족 스트레스에 대한 식물의 반응 기작을 명확히 이해하는 것은 물부족 스트레스 저항성이 증가된 유용 작물 개발에 적용될 수 있을 것으로 기대되며, 그 결과 작물 재배 가능 지역의 확대에 기여할 수 있을 것으로 생각된다. 식물의 물부족 스트레스 신호 과정은 크게 식물 호르몬인 앱시스산 의존적인 과정과 비의존적인 과정으로 분류되며, 각각 AREB/ABF, DREB2 전사 조절 인자가 주요한 전사 조절 인자로 참여하여 하위 단계 반응 유전자의 발현 조절에 참여한다. 이러한 AREB/ABF, DREB2 의존적인 regulon에 대한 연구를 통해 물부족 스트레스 신호 과정 중 전사 수준의 조절에 대한 규명이 활발히 이루어지고 있다. 해당 신호 과정에는 전사 수준의 조절뿐만 아니라 인산화, 유비퀴틴화와 같은 번역 후 변형 과정 및 염색질 변형에 의해 매개되는 후성유전학적 조절도 연관되어 있다. 본 총설에서는 현재까지 보고된 물부족 스트레스 신호 전달 과정을, 이와 관련되어 보고된 다양한 신호 전달 단백질들의 기능과 연계시켜 알아보고자 한다. 이러한 물부족 스트레스 신호 전달 과정에 대한 명확한 이해는 향후 유용 내건성 작물 개발을 위한 이론적 기반 구축에 도움이 될 수 있을 것이라 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제28권9호
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• pp.1007-1015
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• 2018

E6AP (E6-associated protein)는 C형 간염바이러스(hepatitis C virus, HCV)의 코어 단백질 유비퀴틴화와 프로테오좀 분해를 유도하여 캡시드 조립을 저해함으로써 HCV 복제를 억제하는 것으로 알려져 있다. 반면에 HCV 코어 단백질은 숙주의 항바이러스 방어계에 대항하고 자신의 유비퀴틴-의존적 프로테아좀 분해를 막기 위하여 DNA 메틸화를 통하여 E6AP 발현을 저해하는 전략을 진화과정에서 획득하였다. 본 연구에서는 HCV 코어 단백질이 E6AP 발현을 저해하는 기전을 밝혀내고자 하였다. HCV 코어 단백질은 HepG2 세포에서 DNA 메틸화 효소들인 DNMT1, 3a 및 3b의 단백질 수준과 효소 활성을 증가시켜 프로모터 과메틸화를 통하여 E6AP 발현을 저해하였지만 p53를 발현하지 않는 Hep3B 세포에서는 이러한 효과들이 관찰되지 않았다. 흥미롭게도 Hep3B 세포에 p53만 과발현시키면 HCV 코어 단백질이 없더라도 DNMT가 활성화되고 프로모터 과메틸화를 통하여 E6AP 발현이 저해되었다. 또한 p53 녹다운 및 과발현 실험을 통하여 p53 활성화가 HCV 코어 단백질의 효과에 필수적임을 알 수 있었다. 이로 인하여 Hep3B 보다 HepG2 세포에서 낮은 수준의 유비퀴틴화된 HCV 코어 단백질이 검출되었다. 따라서 HCV 코어 단백질은 p53-의존적으로 자신의 유비퀴틴-매개성 프로테아좀 분해를 저해한다.

• 생명과학회지
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• 제24권2호
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• pp.196-208
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• 2014

식물의 생활사 동안 물부족 스트레스는 식물의 생장과 발달에 해로운 영향을 끼치는 대표적인 스트레스이다. 유용 작물의 생산성을 증가시키기 위하여, 물부족 스트레스를 극복하는 일은 식물학 연구 분야에서 가장 중요한 이슈로 대두되어 왔다. 식물의 호르몬 중에서 앱시스산은 물부족 스트레스에 대해 식물이 저항성을 나타내는데 가장 중요한 호르몬으로서 역할을 수행하며, 씨앗의 발아, 기공의 개폐, 유묘의 성장과 같은 다양한 발달 과정에도 관여하고 있다. 그러므로, 앱시스산에 의해 매개되는 식물의 신호전달 기작을 명확히 이해하는 것은 물부족 스트레스에 대한 내성을 갖는 유용 식물을 생산해내기 위해 가장 효과적인 방법이 될 것이다. 한편, 인산화, 유비퀴틴화와 같은 번역 후 변형 과정은 식물이 다양한 환경적 스트레스 하에서 신속하게 적응을 하기 위해 가장 효율적인 기작으로 인식되어 왔는데, 이는 전사수준에서의 조절과 달리 이미 존재하는 신호전달 물질의 활성과 안정성을 직접적으로 빠르게 조절할 수 있기 때문이다. 본 총설에서는 앱시스산의 신호전달 과정과 관련된 최근 연구 동향을 업데이트하고자 하며, 특히 이러한 신호전달 과정을 앱시스산 수송, 인식, 신호전달 및 번역 후 변형 과정에 초점을 맞추어 알아보고자 한다. 또한 그러한 조절 기작이 농업분야에서 유용 작물을 생산하는데 어떻게 적용될 수 있는지에 대한 향후 전망에 대해서도 기술하고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제26권5호
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• pp.531-536
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• 2016

본 연구는 최근 연구자 등이 보고한 NQO1 knockout (결핍) 생쥐의 점막기능 감소 및 장염유발 현상을 인간 대장상피세포에서 재확인하는 것이다. 이를 위해, 사람 대장상피세포주인 HT29 세포에 NQO1 억제제인 dicumarol을 처치한 다음 밀착연접 조절인자의 변화를 평가하였다. HT29 세포에 10 μM dicumarol을 처치하여 NQO1을 억제하면 인간 대장상피세포의 밀착연접이 유의하게 줄고 구성인자들(ZO1, occludin)의 단백질 양도 감소함을 확인하였다. 생쥐 대장 내강에 dicumarol (10 μM)을 직접 처치한 결과 점막 투과율이 현저하게 증가함도 확인하였다(장벽기능 감소). 이는 인간 대장상피세포의 밀착연접 형성과정이 NQO1에 의존적임을 보여준다. 그러나 dicumarol 처치는 ZO1과 occludin의 전사량을 억제하지 않았다. NOQ1 결핍 생쥐에서 ZO1과 occludin의 전사량이 크게 감소한다는 이전 보고를 감안하면, NQO1에 의한 밀착연접 단백질의 양적 조절 과정이 전사를 포함하는 다양한 경로와 연관되어 있음을 시사한다. 즉, NQO1에 의한 ZO1과 occludin 조절 과정에 프로테오좀 의존-단백질 변성과 같은 단백질 파괴 경로가 이용될 수 있다고 사료된다.

• 한국독성학회:학술대회논문집
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• 한국독성학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.46-54
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• 2006

The methylmercury (MeHg) is a toxic environmental pollutant, causing serious neurological and developmental effects in humans. Recent epidemiological studies have indicated that ingestion of MeHg in fish during pregnancy can result in neuroethological effects in the offspring. However, the mechanism underlying the MeHg-toxicity is not fully understood. To elucidate the mechanisms of toxicity of MeHg and of defense against MeHg, we searched for factors that determine the sensitivity of yeast cells to MeHg, and found that overexpression of Cdc34, a ubiquitin-conjugating enzyme (E2) that is a component of the ubiquitin-proteasome (UP) system, induces a resistance to MeHg toxicity in both yeast and human cells. The UP system is involved in the intracellular degradation of proteins. When Cdc34 is overexpressed in cells, ubiquitination reactions are activated and the degradation of certain proteins by the UP system is enhanced. Therefore, it seems likely that certain as-yet-unidentified proteins that increase MeHg toxicity might exist in cons and that toxicity might be reduced by the enhanced degradation of such proteins, mediated by the UP system, when Cdc34 is overexpressed. SCF ubiquitin-ligase is a component of UP system and consists of Skpl, the scaffold protein Cdc53, the RING-finger protein Hrt1, and one member of the family of F-box proteins. The F-box proteins directly bind to the substrates and are the determinants of substrate specificity of SCF. Therefore, we searched for the f-box protein that cofers resistance to MeHg, and found that overexpression of Hrt3 or Yi1224w induced resistance to MeHg toxicity in yeast cells. Since the protein(5) that enhance toxicity of MeHg might plausibly be induced in substrates of both f-box proteins, we next searched for substrate proteins that are recognized by Hrt3 or Y1r224w using two-hybrid screen. We found that Did3 or Crsl interacts with Hrt3; and Eno2 interacts with Yir224w. The yeast cells that overexpressed each those proteins showed hypersensitivity to MeHg, respectively, indicating that those proteins enhance the MeHg toxicity. Both Dld3 and Eno2 are proteins involved in the synthesis of pyruvate, and overexpression of both proteins might induce increase in interacellular levels of pyruvate. Deletion of Yi1006w that transports pyruvate into the mitochondria induced aresistance to MeHg. These results suggest that the promotion of the pyruvate irdlowinto the mitochondria might enhance MeHg toxicity. This study providesimportant keyfor the elucidauon of the molecular mechanism of MeHg toxicity.