• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2003년도 제39회 학술심포지움
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• pp.144-144
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• 2003

• Molecules and Cells
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• 제43권10호
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• pp.870-879
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• 2020

Dendrites require precise and timely delivery of protein substrates to distal areas to ensure the correct morphology and function of neurons. Many of these protein substrates are supplied in the form of ribonucleoprotein (RNP) complex consisting of RNA-binding proteins (RBPs) and mRNAs, which are subsequently translated in distal dendritic areas. It remains elusive, however, whether key RBPs supply mRNA according to local demands individually or in a coordinated manner. In this study, we investigated how Drosophila sensory neurons respond to the dysregulation of a disease-associated RBP, Ataxin-2 (ATX2), which leads to dendritic defects. We found that ATX2 plays a crucial role in spacing dendritic branches for the optimal dendritic receptive fields in Drosophila class IV dendritic arborization (C4da) neurons, where both expression level and subcellular location of ATX2 contribute significantly to this effect. We showed that translational upregulation through the expression of eukaryotic translation initiation factor 4E (eIF4E) further enhanced the ATX2-induced dendritic phenotypes. Additionally, we found that the expression level of another disease-associated RBP, fragile X mental retardation protein (FMRP), decreased in both cell bodies and dendrites when neurons were faced with aberrant upregulation of ATX2. Finally, we revealed that the PAM2 motif of ATX2, which mediates its interaction with poly(A)-binding protein (PABP), is potentially necessary for the decrease of FMRP in certain neuronal stress conditions. Collectively, our data suggest that dysregulation of RBPs triggers a compensatory regulation of other functionally-overlapping RBPs to minimize RBP dysregulation-associated aberrations that hinder neuronal homeostasis in dendrites.

• 생명과학회지
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• 제28권4호
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• pp.408-414
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• 2018

Actein은 널리 알려진 승마 추출물의 주요 생리 활성 효능 성분이다. 본 연구에서는 acetylcholine 수용체의 활성을 억제하는 것으로 활용된 AchBP 단백질 길항제(antagonist) tubocurarine과 승마 추출물의 효능 성분 actein 및 actein 유도체(27-deoxyactin, (26S)-actein, (26R)-actein)들의 AchBP 단백질 B와 C domain 활성 부위에 대한 친화도 분석 실험을 컴퓨터 분자결합 분석 방법을 통해 비교하였다. AchBP 단백질 B와 C domain의 3차원 구조정보는 PDB database (PDB ID: 2XYT)를 활용하였다. In silico 결합 분석을 수행하기 위해 PyRx, Autodock Vina, Discovery Studio Version 4.5, and NX-QuickPharm 프로그램을 각 분석 조건에 따라 활용하였다. AchBP 단백질 B와 C domain 활성 부위에 대한 actein의 최대 결합친화도는 -10.50 kcal/mol으로 나왔으며 이는 -9.80 kcal/mol으로 분석된 tubocurarine의 결합 친화도 보다 훨씬 더 높고 효율적인 것으로 분석되었다. Tubocurarine에 비하여 결합친화도 값이 높게 분석된actein, 27-deoxyactein, (26R)-actein 유도체 성분들과 상호작용 하는 AchBP 단백질 활성 부위의 아미노산들 가운데 tryptophan 84와 tyrosine 147이 높은 결합친화도를 형성하는데 매우 중요한 역할을 하는 아미노산으로 예상이 되었다. Tubocurarine의 AchBP 단백질 활성 부위에 대한 X,Y,Z Grid 값은 X=38.300689, Y=112.053467, Z=51.991022으로 나왔으나 actein과 actein 유도체들은 대부분 X=26.4, Y=127.3, Z=43.7 값 주변에 centroid grid를 형성하였다. 즉, tubocurarine이 결합하는 부위와는 다른 부위에 결합하여 AchBP의 활성에 영향을 주는 것으로 사료되었다. 이상의 연구 결과들을 분석해 볼 때, 아세틸콜린 수용체 길항제 tubocurarine보다 승마 추출물 생리 활성 물질인 actein과 그 유도체들이 보다 더 효율적인 아세틸콜린 수용체 길항제로 작용할 수 있음을 확인하였다. 결론적으로 승마 추출물 또는 actein 성분은 피부 주름 개선 효능을 지닌 보톡스를 대체하거나 또는 주름 개선용 화장품 신물질 연구 개발 분야에 효율적으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한의생명과학회지
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• 제18권2호
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• pp.96-103
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• 2012

Kv 4.2 ion channel protein has an ability to open at subthreshold membrane potentials and to recover quickly from inactivation. That is very important for neuronal signal transmission in vertebrate brain. In order to purify Kv 4.2 protein, the novel purification methods were experimented. The purification procedure utilized chromatography on DE-52 ion exchange column and affinity chromatography on a WGA-Sepharose 4B, and Kv 4.2 affinity column chromatography. It was found that 0.5% (wt./vol.) Triton X-100 detergent in lysis buffer worked well for Kv 4.2 protein solubilization from rat brain membrane. Protein quantitative determination was conducted by BCA method at 562 nm for each purification step to avoid determination interference of protein at 280 nm by detergent. The confirmation of Kv 4.2 existence and amount is performed using by SDS-PAGE/immunoblotting or 96-well dot blotting. The Kv 4.2 without interacting protein that contains carbohydrate, was purified from novel biochemical 3-steps purification method for further research.

• 대한의생명과학회지
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• 제14권2호
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• pp.77-81
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• 2008

Testis brain RNA-binding protein (TB-RBP) is a DNA/RNA binding protein. TB-RBP is mainly expressed in testis and brain and highly conserved protein with several functions, including chromosomal translocations, DNA repair, mitotic cell division, and mRNA transport, stabilization, and storage. In our previous study, we identified TB-RBP as an interacting partner for the catalytic subunit $(C{\alpha})$ of protein kinase A(PKA) and verified their interaction with several biochemical analyses. Here, we confirmed interaction between $C{\alpha}$. and TB-RBP in mammalian cells and determined the effect of $C{\alpha}$. on the function of TB-RBP. The activation of $C{\alpha}$. increased the TB-RBP function as a DNA-binding protein. These results suggest that the function of TB-RBP can be modulated by PKA and provide insights into the diverse role of PKA.

• Applied Biological Chemistry
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• 제48권3호
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• pp.189-200
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• 2005

생물학적 질소고정과정의 연구는 학문적으로나 산업적으로 매우 중요한 과정이다. 본 총설에서는 공업적 질소고정과 비교되는 생물학적 질소고정의 특징을 간단히 살펴보고, Azotobacter vinelandii에서 연구되고 있는 생물학적 질소고정효소의 특징을 다룬다. 생물학적 질소고정과정은 다양한 생명체에서 일어나며, 최근에는 미생물인 A. vinelandii에 그 작용 메커니즘에 관한 연구가 집중되어 있다. 공기중의 질소를 암모니아로 변환시키는 질소고정은 화학적으로 환원 반응에 해당하므로 전자의 공급이 필요하다. 생물학적 질소고정을 담당하는 질소고정효소는 촉매반응을 위해 생물학적인 환원력을 사용하여 전자를 공급받아, Fe 단백질의 $Fe_4S_4$ cluster와 MoFe 단백질의 P-cluster를 거쳐 질소 환원 반응이 일어나는 FeMo-cofactor로 전달한다. 이러한 전자전달의 과정과 수소이온의 전달 과정은 질소고정효소의 반응 메커니즘 이해에 매우 중요한 과정이며, FeMo-cofactor와 질소분자의 상호작용은 생물학적 질소고정 메커니즘의 중심에 있다. 질소고정 작용 메커니즘의 연구에는 X-선 단백질 결정학, EPR과 $M{\ddot{u}}ssbauer$ 등의 다양한 분광학적 방법과, 효소의 기질과 저해제의 상호작용을 연구하고 mutant와 비교하는 생화학적 접근방법, 그리고 FeMo-cofactor의 모델 화합물을 합성하여 연구하는 화학적 방법 등이 적용되었다. 이들 분야의 최근 연구결과를 소개하며, 마지막으로, 다양한 연구 결과에 바탕하여 새로운 질소고정효소의 작용 기작이 제안하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권7호
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• pp.2063-2066
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• 2013

While many eukaryotic and some prokaryotic proteins show a phosphorylation-dependent mobility shift (PDMS) on SDS-PAGE, the molecular mechanism for this phenomenon had not been elucidated. We have recently shown that the distribution of negatively charged amino acids around the phosphorylation site is important for the PDMS of some proteins. Here, we show that replacement of the phosphorylation site with a negatively charged amino acid results in a similar degree of the mobility shift of a protein as phosphorylation, indicating that the PDMS is due to the introduction of a negative charge by phosphorylation. Compared with a protein showing no shift, one showing a retarded mobility on SDS-PAGE had a decreased capacity for SDS binding. The elucidation of the consensus sequence (${\Theta}X_{1-3}{\Theta}X_{1-3}{\Theta}$, where ${\Theta}$ corresponds to an acidic function) for a PDMS suggests a general strategy for mutagenizing a phosphorylatable protein resulting in a PDMS.

• BMB Reports
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• 제28권2호
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• pp.129-137
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• 1995

The ryanodine-receptor $Ca^{2+}$ release channel protein in the sarcoplasmic reticulum membrane of rabbit skeletal muscle plays an important role in muscle exitation-contraction (E-C) coupling. Various types of detergents were tested, including Chaps, cholate, octylglucoside, Zwittergents, Mega-9, Lubrol PX, and Triton X-100 for solubilization of this protein. Among these, Chaps and Triton X-100 were found to optionally solubilize the channel complex. Optimum conditions for this solubilization were pH 7.4 with a salt concentration of 1 M. The addition of phospholipid in the solubilization step helped in stabilizing the protein. The purification of the receptor was performed using sucrose density gradient centrifugation. Various methods [dilution, freeze-thaw, adsorption (Biobeads), and dialysis] were investigated to incorporate the Chaps-solubilized and purified $Ca^{2+}$ release channel protein into liposomes made from different types of phospholipids. Of these, a combined method consisting of a dialysis, freeze-thaw and sonication steps yielded the best results. Reconstituted vesicles produced by this method with 95% phosphatidylcholine (from soybean extract) had good function.

• The Plant Pathology Journal
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• 제17권3호
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• pp.115-122
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• 2001

Potato virus X (PVX) is a flexuous rod-shaped virus containing a single plus-strand RNA. Viral RNA synthesis is precisely regulated by regulatory viral sequences and by viral and/or host proteins. RNA sequence element as well as stable RNA stem-loop structure in the 5' end of the genome affect accumulation of genomic RNA and subgenomic RNA (sgRNA). The putative sgRNA promoter regions upstream of the PVX triple gene block (TB) and coat protein (CP) gene were critical for both TB and CP sgRNA accumulation. Mutations that disrupted complementarity between a region at the 5' end of the genomic RNA and the sequences located upstream of each sgRNA initiation site is important for PVX RNA accumulation. Compensatory mutations that restore complementarity restored sgRNA accumulation levels. However, the extent of reductions in RNA levels did not directly correlate with the degree of complementarity, suggesting that the sequences of these elements are also important. Gel-retardation assays showed that the 5' end of the positive-strand RNA formed an RNA-protein complex with cellular proteins, suggesting possible involvement of cellular proteins for PVX replication. Future studies on cellular protein binding to the PVX RNA and their role in virus replication will bring a fresh understanding of PVX RNA replication.

• 대한약리학회지
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• 제21권2호
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• pp.79-89
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• 1985

심근 세포의 칼슘 조절에 중요한 역할을 하는 sarcoplasmic reticulum (SR)의 칼슘운반 능력이 허혈 심근에서 현저히 억제됨이 알려져 있다. 이와같은 허혈 심근에서의 SR 칼슘운반승력 저하에 유독성 산소 대사물이 관여할 것으로 생각되고 있으나 그 기전에 관하여는 아직 알려진 바 없다. 본 연구에서는 그 기전의 일단을 규명하기 위하여 산틴 산화효소계에 의하여 발생된 유독성 산소대사물긴 돼지 심실근에서 추출한 sarcoplasmic reticulum의 칼슘흡수 및 막지질 과산화, sulfhydryl group 그리고 단백질 변성에 미치는 영향을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 산틴 산화 효소계와 반응시킨 sarcopl smic reticulum의 칼슘흡수는 반응시간 경과에 따라 현저히 억제되었다. 2) sarcoplasmic reticulum 막지질 과산화는 산딘 산화 효소계에 의하여 현저히 증가되었다 3) 항산화제 ${\beta}$-phenylenediamine은 막지질 과산화의 증가는 효과적으로 억제하였으나, 칼슘흡수 억제는 부분적으로 회복시켰다. 4) 산틴 산화 효소계에 의하여 SH-group은 현저히 감소되었으며, 항산화제 첨가에 의하여 그 감소가 일부 억제되었다. 5) sarcoplasmic reticulum을 DTNB로 처리하여 SH-group을 산소 대사물에 의한 산화반응으로부터 보호했을 경우 칼슘흡수의 억제가 부분적으로 방지되었다. 6) Sephadex G-200 크로마토그라피 상에서 산틴 산화효소계와 반응시킨 sarcoplasmic reticulum의 단백질분해가 관찰되었다. 7) 단백질의 polymerization은 관찰되지 않았으며, 아울러 polymerization을 억제하는 semicarbazide로 칼슘흡수 감소를 방지하지 못하였다. 이상의 결과에서 유독성 산소대사물에 의한 sarcoplasmic reticulum의 칼슘흡수 억제는 sarcoplasmic reticulum의 막지질 과산화, SH-group의 산화 및 막 반백절의 분해 등으로 초래되는 복합적인 기전으로 추정되었다.