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뇌(腦) 성상세포(星狀細胞)를 대상으로 한 Cobrotoxin의 염증(炎症) 치료(治療) 기전(機轉) 연구(硏究) (The Study of anti-inflammatory Mechanism with Cobra Venom on Astrocytes of Rats)

  • 유재룡;송호섭
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제22권3호
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    • pp.155-167
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    • 2005
  • Cobrotoxin의 항염증 치료 기전에 대해 연구하기 위하여 성상세포에 LPS 및 SNP로 염증을 유도한 후 NF-${\kappa}B$와 DNA의 결합 능력, NF-kB Dependent Luciferase 발현, Astrocyte의 세포활성, NF-${\kappa}B$ 구성 단백질인 P50, P-$1{\kappa}B$, $1{\kappa}BB$ 및 염증(炎症)관련 유전자(遺傳子)인 Cox-2, iNOS, cPLA2의 발현과 GSH와 DTT로 sulf-hydryl기를 환원시 NF-${\kappa}B$와 DNA의 결합 능력, NF-${\kappa}B$ 구성 단백질인 P50 발현에 미치는 영향과 Cobrotoxin의 성상세포 내 유입 등을 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. LPS 로 염증을 유발한 후 NF-${\kappa}B$와 DNA의 결합 능력을 관찰한 결과 Cobrotoxin 0.1${\mu}g/m{\ell}$ 처리군, Astrocyte 내에서의 Cobrotoxin 0.1, 0.5${\mu}g/m{\ell}$ 처리군에서 모두 대조군에 비하여 유의한 억제를 나타내었다. 2. LPS로 염증을 유발한 후 Astrocyte 내에서 NF-${\kappa}B$ Dependent Luciferase 발현을 살펴본 결과 Cobrotoxin 모든 처리군에서 대조군에 비하여 유의한 억제를 나타내었다. 3. SNP로 염증을 유발한 후 Cobrotoxin이 NF-${\kappa}B$ 구성 단백질인 P50, P-$1{\kappa}B$, $1{\kappa}B$ 발현에 미치는 영향을 살펴본 결과 P50와 $1{\kappa}B$는 Cobrotoxin 0.1, 0.5 및 $1{\mu}g/m{\ell}$ 모든 처리군에서 대조군에 비하여 유의한 억제를 나타내었고, P-$1{\kappa}B$는 Cobrotoxin $0.1{\mu}g/m{\ell}$ 처리군에서 대조군에 비하여 억제를, Cobrotoxin 0.5, $1{\mu}g/m{\ell}$ 처리군에서 각각 대조군에 비하여 유의한 억제를 나타내었다. 4. LPS로 염증을 유발한 후 Cobrotoxin이 NF-${\kappa}B$ 구성 단백질인 P50, P-$1{\kappa}B$, $1{\kappa}B$ 발현에 미치는 영향을 살펴본 결과 P50와 $1{\kappa}B$는 Cobrotoxin 0.5, $1{\mu}g/m{\ell}$ 처리군에서 각각 대조군에 비하여 유의한 억제를 나타내었다. 5. SNP로 염증을 유발한 후 Cobrotoxin이 염증(炎症) 관련 유전자(遺傳子)인 Cox-2, iNOS, cPLA2 발현에 미치는 영향을 살펴본 결과 Cox-2, iNOS, cPLA2 모두 Cobrotoxin $1{\mu}g/m{\ell}$ 처리군에서 대조군에 비하여 유의한 억제를 나타내었다. 6. LPS로 염증을 유발한 후 Cobrotoxin이 염증(炎症) 관련 견전자(遣傳子)인 Cox-2, iNOS, cPLA2 발현에 미치는 영향을 살펴본 결과 Cox-2와 cPLA2의 경우 Cobrotoxin 0.1, 0.5 및 $1{\mu}g/m{\ell}$ 모든 처리군에서, iNOS의 경우 Cobrotoxin 0.5, $1{\mu}g/m{\ell}$ 처리군에서 대조군에 비하여 유의한 억제를 나타내었다. 7. Astrocyte내에서 SNP로 염증을 유발한 후 GSH와 DTT로 sulf-hydryl기를 환원하여 NF-${\kappa}B$와 BNA의 결합 능력을 관찰한 결과 Cobrotoxin $0.5{\mu}g/m{\ell}$과 DTT 1mM Cobrotoxin $0.5{\mu}g/m{\ell}$과 DTT 5mM의 동시처리군은 각각 Cobrotoxin $0.5{\mu}g/m{\ell}$ 처리군에 비하여 유의한 증가를 나타내었다. 8. Astrocyte 내에서 LPS로 염증을 유발한 후 GSH와 DTT로 sulf-hydryl기를 환원하여 NF-${\kappa}B$와 DNA의 결합 능력을 관찰한 결과 cobrotoxin $0.5{\mu}g/m{\ell}$과 DTT 1mM Cobrotoxin $0.5{\mu}g/m{\ell}$과 DTT 5mM의 동시처리군과 Cobrotoxin $0.5{\mu}g/m{\ell}$과 GSH 1mM Cobrotoxin $0.5{\mu}g/m{\ell}$과 GSH 5mM의 동시처리군 모두에서 Cobrotoxin $0.5{\mu}g/m{\ell}$ 처리군에 비하여 유의한 증가를 나타내었다. 9. Astrocyte 내에서 SNP로 염증을 유발한 후 GSH와 DTT로 sulf-hydryl기 환원시 NF-${\kappa}B$ 구성 단백질인 P50 발현에 미치는 영향을 관찰한 결과 SNP, Cobrotoxin $1{\mu}g/m{\ell}$와 DTT 1 또는 5mM 동시처리군과 SNP, Cobrotoxin $1{\mu}g/m{\ell}$와 GSH 1 또는 5mM 동시처리군 모두에서 Cobrotoxin $1{\mu}g/m{\ell}$ 처리군에 비하여 발현의 유의한 증가를 나타내었다. 10. Cobrotoxin의 세포 내 유입 확인을 살펴본 결과 Astrocyte 내에서 Cobrotoxin이 세포내로 유입되는 것으로 나타났다. 이상의 결과로 보아 Cobrotoxin 처리는 성상 세포 들을 대상을 LPS 및 SNP로 유도된 NF-${\kappa}B$ 관련 염증 기전과 iNOS, COX-2, cPLA2와 같은 염증관련 유전자의 발현 및 NO, PGE2,에 유의한 변동을 나타내었고, 이들 결과는 Cobrotoxin의 항염증 효과 및 그 치료기전에 대하여 입증한 것이며, 향후 안전성 연구를 바탕으로 신경계 및 심혈관계 염증치료에 약침개발과 같은 적극적인 활용이 기대된다.

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단기간의 당섭취 증가가 인슐린 감수성에 미치는 영향 (Effect of Acutely Increased Glucose Uptake on Insulin Sensitivity in Rats)

  • 김용운;마인열;이석강
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제14권1호
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    • pp.53-66
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    • 1997
  • 인슐린 저항성이란 인슐린의 생물학적 효과가 감소하는 상태를 말하며 당뇨병의 중요한 병리기전이다. 인슐린 저항성은 매우 다양한 특성을 가지고 있으며 유전적인 요인이나 후천적인 요인에 의하여 발생한다. 이제까지 가장 잘 알려진 인슐린 저항성의 유발인자로는 고혈당과 고인슐린증이 있다. 장기간의 고혈당이나 고인슐린증은 가장 중요한 인슐린의 작용조직인 골격근에서 인슐린 수용체의 결합능을 감소시키고 당섭취에 필요한 제 4형 당수송체의 발현을 억제하는 것으로 알려져 있다. 그러나 이들 인자는 모두 골격근에서 당섭취를 증가시키는 것으로서 인슐린 저항성은 말초조직이 세포내로의 과도한 영양소 섭취를 방지하기 위하여 작동시키는 조절기전일 가능성을 생각할 수 있다. 본 연구에서는 단기간의 당섭취 증가가 더 이상의 당섭취를 억제할 수 있는지를 평가하고 그 기전을 규명하고자 흰쥐에서 2시간 동안 다양한 조건으로 당섭취를 유도하고 1 시간의 휴식기간을 가진 후 인슐린 예민도를 측정하고 골격근을 분리하여 인슐린 수용체와 제 4 형 당수송체를 분석하여 당섭취량과 인슐린 감수성과의 상관관계를 규명하고 인슐린 수용체 결합능과 제 4형 당수송체량을 비교하였다. 실험군은 hyperinsulinemic glucose clamp 전에 시행한 당섭취의 조건으로써 5개 군으로 구분하였다. 제 I 군은 대조군으로 생리식염수만 주입하여 기초상태의 인슐린 농도와 혈당을 유지하였으며, 제 II 군은 somatostatin과 포도당을 주입하여 정상 인슐린농도와 고혈당을 유지하였으며, 제 III 군은 포도당을 주입하여 고인슐린증과 고혈당을 유지하였고, 제 IV 군은 인슐린(100 mU/kg/min)과 포도당을 주입하여 초고인슐린증(${\sim}4000{\mu}U/ml$)과 정상혈당(~100 mg/dl)으로 유지하였으며, 그리고 제 V 군은 인슐린과 포도당을 주입하여 초고인슐린증과 고혈당(~200 mg/dl)을 유지하였다. 체중, 공복시 혈당 및 인슐린 농도는 각 군 간에 유의한 차이가 없었다. Hyperinsulinemic euglycemic clamp 전에 주입한 포도당의 총량(gm/kg)은 제 II 군이 $1.88{\pm}0.151$, 제 III 군이 $2.69{\pm}0.239$, 제 IV 군이 $3.54{\pm}0.198$, 그리고 제 V 군이 $4.32{\pm}0.621$이었다. Hyperinsulinemic euglycemic clamp의 평형상태 당제거율(mg/kg min)은 제 I 군이 $16.9{\pm}1.74$, 제 II 군이 $13.5{\pm}0.53$, 제 III 군이 $11.2{\pm}0.52$, 제 IV 군이 $13.2{\pm}0.92$, 그리고 제 V 군이 $10.4{\pm}0.41$로 전체 군 간에 유의한 차이가 있었으며(p<0.001) 각 군간의 비교에서 제 II, III, IV, V 군의 값이 제 I 군에 비하여 유의하게 낮았다 (p<0.05). 전체 실험동물에서 포도당 주입량과 당제거율 사이에 역상관관계 (r=-0.701, p<0.001)를 보였다. 인슐린 수용체 결합과 Western blot으로 분석한 제 4형 당수송체량은 각 군 간에 유의한 차이가 없었다. 이상의 결과로 미루어 단기간의 당섭취 증가가 더이상의 당섭취를 억제할 수 있으나 인슐린 수용체 결합과 제 4형 당수송체의 숫적 감소없이 발생하였다.

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Re-188과 Tc-99m 표지 단일클론항체 CEA79.4의 생체외 특성과 생체내 분포 (In Vitro Properties and Biodistribution of Tc-99m and Re-188 Labeled Monoclonal Antibody CEA79.4)

  • 홍미경;정재민;여정석;김경민;장영수;이용진;이동수;정준기;이명철;이승진
    • 대한핵의학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.516-524
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    • 1998
  • 목적: 현재 Re-188 표지 단일클론항체는 종양의 방사면역치료제로서 주목받고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 이 연구에서는 골수성 백혈구 세포에 존재하는 NCA-95에 대한 단일클론항체 CEA79.4를 사용하여 Re-188의 항체 표지법을 개발하고 그 특성을 분석하여 Tc-99m 표지항체와 비교하고자하였다. 대상 및 방법: 표지는 항체에 방사성 핵종을 직접 붙이는 직접법을 사용하였다. 환원제인 ${\beta}$-mercaptoethanol로 단일클론항체 CEA79.4를 환원하여 SH-기를 생성시키고 여기에 발생기로부터 얻은 Tc-99m과 Re-188을 표지 하였다. Tc-99m의 표지를 위해서는 pH 6.5인 PBS에서 반응시켰으며 착화제와 환원제로 MDP kit를 사용하였다. Re-188은 50 mM acetate buffered saline (ABS, pH 5.3)에서 stannous tartrate를 환원제로 사용하여 표지 하였다. 표지효율은 ITLC로 확인하였으며 표지항체는 PD-10 칼럼을 이용하여 분리하였다. 분리한 표지항체를 1% 사람혈청 알부민과 비타민 C를 넣어 산화를 방지하고 실온과 사람혈청(5% $CO_2$, $37^{\circ}C$)에서 안정성 검사를 실시하였다. 대장암세포주인 SNU-C4와 세포결합검사를 실시하여 면역반응성과 항원에 대한 친화상수를 측정하였다. 또한 정상 ICR 마우스에 꼬리정맥으로 주사하여 1, 14, 24시간에 체내분포를 보았다. 결과: Tc-99m의 항체 표지효율은 $92.4{\pm}5.9%$ (n= 15)이고 Re-188은 $84.7{\pm}4.6%$ (n=4)로 우수한 표지효율을 보였다. 표지항체의 체외안정성검사를 실시한 결과 실온에서는 Tc-99m 표지항체의 경우 24시간까지 90% 정도로 안정하였으나 Re-188 표지항체는 70% 정도를 유지하였다. 사람혈청에서는 Tc-99m 표지항체는 24시간에 60% 이상이었으나 Re-188은 50% 이하로 낮았다. Tc-99m과 Re-188의 표지항체의 면역반응성은 각각 59.2%, 41.6%, 친화상수는 $6.59{\times}10^9\;M^{-1}$, $4.2{\times}10^9\;M^{-1}$ 이었다. 또한 정상 마우스에서 체내 분포는 비 특이적으로 집적되지 않고 배설되어 유사한 경향을 보였다. 결론: 기존의 Tc-99m 표지법과 같은 원리를 이용하여 단일클론항체 CEA79.4를 Re-188과 표지하였다. Re-188-CEA79.4는 면역반응성과 친화력등 체외 면역학적 특성과 체내분포에서 Tc-99m 표지항체와 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 Re-188-CEA79.4는 골수성 백혈병, 림프종 등 질병의 방사면성역치료에 적용 할 수 있을 것이다.

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한국 마늘 Potexvirus의 cDNA 유전자 분리 및 분포에 관한 연구 (Identification of a Potexvirus in Korean Garlic Plants)

  • 송종태;최진남;송상익;이종섭;최양도
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제38권1호
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    • pp.55-62
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    • 1995
  • 한국 마늘 바이러스의 유전자 구조와 병 발생 메카니즘을 연구하기 위하여, 바이러스가 감염된 마늘잎으로부터 바이러스 입자를 분리하고 RNA를 추출하였다. 그 virus RNA를 이용하여 마늘 바이러스 cDNA 유전자 은행을 만들어 일부 clone의 염기 서열을 결정하였다. 여기에서 얻은 cDNA clones 중에서 poly(A) tail을 갖는 clone S81를 분리하고 873 bp의 전체 염기서열을 결정하였다. Clone S81의 염기서열을 다른 식물 바이러스와 비교한 결과 potexvirus의 껍질단백질 부분의 염기서열과 $30{\sim}40%$의 유사성을 보여주었다. Clone S81은 바이러스 RNA의 3' 말단 부위에 해당하고, 껍질단백질의 N-terminal 3개 아미노산이 빠진 open reading frame (ORF) 및 3'-noncoding region을 포함하고 있다. 3' 말단 부분에는 바이러스 복제과정에서 cis-acting element로 작용한다고 여겨지는 hexamer motif와 polyadenylation signal이 존재한다. 이 clone을 probe로 하여 Northern blot을 실시한 결과 genome의 크기는 7.5 knt라는 것을 알 수 있었고 clone S81은 potexvirus의 cDNA clone이라는 결론을 얻었다. 한국 마늘에서 이 바이러스의 분포 양상을 알아보기 위해 껍질단백질에 대한 항체를 만들었다. 먼저 발현벡터를 이용하여 대장균에서 대량으로 발현시키고 affinity chromatography로 껍질단백질을 정제하였다. 그 단백질을 토끼에 주사하여 껍질단백질에 대한 항체를 얻었다. 이 항체를 사용하여 다양한 지역에서 재배되는 마늘잎의 추출액에 대해 immunoblot을 실시하였다. 그 결과 분자량 29,000과 27,000 위치에서 signal을 보였다. 분자량 27,000 단백질이 29,000이 분해되어 생긴 산물인지 알아보기 위하여 그 추출액을 $37^{\circ}C$에서 시간을 달리하여 incubation한 후 immunoblotting하였다. 그 결과도 마찬가지로 같은 위치에서 signal을 보여줬다. 따라서 한국 마늘에는 재배되는 지역에 따라 다소 다르기는 하지만 대체로 두 종류의 potexvirus로 감염되어 있다고 추정된다.

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넙치에서 분리된 phosphoinositide 3-kinase γ 유전자의 클로닝 및 특성 연구 (Cloning and Characterization of Phosphoinositide 3-Kinase γ cDNA from Flounder (Paralichthys olivaceus))

  • 정태혁;윤주연;지근호;서용배;김영태
    • 생명과학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.343-351
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    • 2014
  • Phosphoinositide 3-kinase (PI3K)는 항산화 제어반응, 심근세포 성장, 및 세포 내 특수반응 뿐만 아니라 세포분화, 생장, 운동, 식균 및 내항작용, 세포 골격유지에 관여하는 등 세포 신호체계에서 핵심 역할을 하는 효소이다. PI3K는 세 그룹으로 나누어지며 type I PI3K는 leukocyte에서 우선적으로 발현되고 G-proteins의 ${\beta}{\gamma}$ subunits에 의해서 활성화 된다. 본 연구에서는 넙치(Paralichthys olivaceus)의 $PI3K{\gamma}$를 암호화하는 cDNA를 클로닝하였다. 넙치의 $PI3K{\gamma}$는 1,341 bp 염기로 구성되는 한 개의 ORF를 가지며 이 단백질은 447 아미노산으로 구성되어있다. $PI3K{\gamma}$는 zebrafish의 $PI3K{\gamma}$와 89.6%, mouse와는 84.7%, Norway rat와는 84%, human의 $PI3K{\gamma}$와는 74.9%가 아미노산 상동성을 나타내었다. $PI3K{\gamma}$유전자의 대장균에서 발현을 위하여 pET-44a(+)-PI3K 재조합 DNA를 구축하여 대장균에서 발현시킨 결과 49 kDa의 재조합 단백질이 과발현 됨을 확인 할 수 있었다. His-tag affinity chromatography를 이용하여 $PI3K{\gamma}$단백질을 순순 분리하였으며 wortmannin을 이용하여 $PI3K{\gamma}$의 활성을 분석하였다.

Ras에 의해 유도된 노화세포에서 핵인 스트레스에 의한 p53 안정화 연구 (The Stability of p53 in Ras-mediated Senescent Cells in Response to Nucleolar Stress)

  • 신충렬;박길홍;이기호;김상훈
    • 생명과학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.436-441
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    • 2009
  • B23/nucleophosmin은 핵인 단백질로서 외부 스트레스에 의해 핵인에서 핵으로 이동하게 된다. 이러한 세포 내 위치변화는 MDM2에 의한 p53단백질의 안정화에 영향을 미친다. 노화세포는 거대한 단일 핵인을 가지고 있으며, 외부 스트레스에 의해 p53 안정성이 감소한다. 그렇지만, 노화세포에서 어떠한 기전에 의해 p53의 불안정성이 증가하는 지는 아직 밝혀진 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 노화세포에서 B23/nucleophosmin과 p53간의 상호 관련성을 조사하여 p53 안정성에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 본 연구에서는 IMR90세포주에 ras oncogene을 과발현시켜 노화세포를 유도하였다. 핵인 스트레스에 의해 노화세포 내 p53 단백질 발현은 감소하였으나, B23/nucleophosmin 단백질의 발현은 정상세포와 큰 차이가 없었다. 그렇지만, 두 단백질의 세포 내 위치는 노화세포에서 변화가 있었다. 즉, 정상세포와 달리, 노화세포에서는 스트레스에 의해 핵 내 p53발현이 증가하지 않았으며, B23/nucleophosmin은 핵 내로 이동하지 않고, 핵인에 그대로 머물러 있었다. 노화세포에서 MDM2와 p53간 상호결합이 안정적으로 유지된대 비하여, p53과 B23/nucleophosmin간의 상호결합은 감소하였다. 이러한 결과는 노화세포에서 핵인 스트레스에 의한 p53단백질의 안정성은 B23/nucleophosmin 결합이 감소하여 일어나는 것으로 해석된다.

양식넙치 멜라닌 농축 호르몬의 특성 (Characterization of Melanin-concentrating Hormone from Olive Flounder (Paralichthys olivaceus))

  • 정인영;전정민;송영환
    • 생명과학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.284-292
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    • 2018
  • 멜라닌 농축 호르몬(melanin-concentrating hormone, MCH)은 17개의 아미노산으로 구성된 환형의 시상하부 펩티드로 색소 침착의 조절인자로서 연어에서 처음 분리되었다. 포유동물의 MCH는 19개의 아미노산으로 구성되어 있으며 섭식 및 에너지 항상성을 조절하는데 관여한다. 본 연구에서는 양식넙치의 다양한 조직에서 MCH 유전자의 발현 분포, 멜라닌 함유 세포의 집적, 포유동물 MCH 수용체와 양식넙치 MCH의 상호작용을 조사하였다. Real-time qPCR을 이용하여 뇌, 정소, 난소에서 MCH 유전자의 발현이 나타나는 것을 확인하였고, 수정 후 발달 단계에서도 MCH 유전자의 발현을 확인할 수 있었다. 합성된 연어 sMCH, 포유류 hMCH, 양식넙치 fMCH, dN-fMCH, dC-fMCH를 양식 넙치의 표피에 처리했을 때 다양한 농도에 따라 멜라닌 함유 세포의 집적이 다양하게 나타났다. 연어 sMCH, 포유류 hMCH에 비해 양식넙치 fMCH의 멜라닌 함유세포의 집적도가 36~99.85%로 비역가를 나타났으나 양식넙치 dN-fMCH, dC-fMCH를 처리한 경우 양식넙치 fMCH에 비해 높은 농도에서 집적이 나타나고 짧은 시간에 분산되었다. 또한, 인간 MCH 수용체와 쥐 MCH 수용체가 발현된 포유동물의 세포주에 양식넙치 fMCH를 처리하여 각 수용체와 결합하는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 어류에서 발현되는 MCH가 포유동물의 MCH와 유사한 구조를 가지고 있어 MCH 수용체에 대한 새로운 리간드로서 제공될 수 있으며, 향후 어류의 MCH 수용체에 확대 적용할 수 있을 것이다.

인체 S100A2 단백질에 특이적인 단일클론 항체 (Characterization of the Monoclonal Antibody Specific to Human S100A2 Protein)

  • 김재화;윤선영;김주헌;주종혁;김진숙;이영희;염영일;최용경;최인성
    • IMMUNE NETWORK
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    • 제3권1호
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    • pp.16-22
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    • 2003
  • Background: The S100A2 gene, also known as S100L or CaN19, encodes a protein comprised of 99-amino acids, is a member of the calcium-binding proteins of EF-hand family. According to a recent study, this gene was over-expressed in several early and malignant carcinomas compared to normal tissues. To elucidate the role of S100A2 protein in the process during carcinogenesis, production of monoclonal antibody specific to the protein is essential. Methods: First, cDNA sequence coding for ORF region of human S100A2 gene was amplified and cloned into an expression vector to produce GST fusion protein. Recombinant S100A2 protein and subsequently, monoclonal antibody to the protein were produced. The specificity of anti-S100A2 monoclonal antibody was confirmed by immunoblot analysis of cross reactivity to other recombinant proteins of S100A family (GST-S100A1, GST-S100A4 and GST-S100A6). To confirm the relation of S100A2 to cervical carcinogenesis, S100A2 protein in early cervical carcinoma tissue was immunostained using the monoclonal antibody. Results: GST-S100A2 recombinant protein was purified by affinity chromatography and then fusion protein was cleaved and S100A2 protein was isolated. The monoclonal antibody (KK0723; Korean patent pending #2001-30294) to the protein was produced and the antibody did not react with other members of EF-hand family proteins such as S100A1, S100A4 and S100A6. Conclusion: These data suggest that anti-S100A2 monoclonal antibody produced in this study can be very useful for the early detection of cervical carcinoma and elucidation of mechanism during the early cervical carcinogenesis.

Functional Significance of Cytochrome P450 1A2 Allelic Variants, P450 1A2*8, *15, and *16 (R456H, P42R, and R377Q)

  • Lim, Young-Ran;Kim, In-Hyeok;Han, Songhee;Park, Hyoung-Goo;Ko, Mi-Jung;Chun, Young-Jin;Yun, Chul-Ho;Kim, Donghak
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제23권2호
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    • pp.189-194
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    • 2015
  • P450 1A2 is responsible for the metabolism of clinically important drugs and the metabolic activation of environmental chemicals. Genetic variations of P450 1A2 can influence its ability to perform these functions, and thus, this study aimed to characterize the functional significance of three P450 1A2 allelic variants containing nonsynonymous single nucleotide polymorphisms (P450 $1A2^*8$, R456H; $^*15$, P42R; $^*16$, R377Q). Variants containing these SNPs were constructed and the recombinant enzymes were expressed and purified in Escherichia coli. Only the P42R variant displayed the typical CO-binding spectrum indicating a P450 holoenzyme with an expression level of ~ 170 nmol per liter culture, but no P450 spectra were observed for the two other variants. Western blot analysis revealed that the level of expression for the P42R variant was lower than that of the wild type, however the expression of variants R456H and R377Q was not detected. Enzyme kinetic analyses indicated that the P42R mutation in P450 1A2 resulted in significant changes in catalytic activities. The P42R variant displayed an increased catalytic turnover numbers ($k_{cat}$) in both of methoxyresorufin O-demethylation and phenacetin O-deethylation. In the case of phenacetin O-deethylation analysis, the overall catalytic efficiency ($k_{cat}/K_m$) increased up to 2.5 fold with a slight increase of its $K_m$ value. This study indicated that the substitution P42R in the N-terminal proline-rich region of P450 contributed to the improvement of catalytic activity albeit the reduction of P450 structural stability or the decrease of substrate affinity. Characterization of these polymorphisms should be carefully examined in terms of the metabolism of many clinical drugs and environmental chemicals.

The Uptake of 2-deoxy-D-glucose (2dGlc) by the Endogenous Sugar Transporter(s) of Spodoptera frugiperda Clone 21-AE Cells and the Inhibition of 2dGIc Transport in the Insect Cells by Fructose and Cytoc halasin B

  • Lee, Chong-Kee
    • 대한의생명과학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.177-181
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    • 2003
  • The baculovirus/Spodoptera frugiperda (Sf) cell system has become popular for the production of large amounts of the human erythrocyte glucose transporter, GLUT1, heterologously. However, it was not possible to show that the expressed transporter in insect cells could actually transport glucose. The possible reason for this was that the activity of the endogenous insect glucose transporter was extremely high and so rendered transport activity resulting from the expression of exogenous transporter very difficult to detect. Sf21-AE cells are commonly employed as the host permissive cell line to support the baculovirus AcNPV replication and protein synthesis. The cells grow well on TC-100 medium that contains 0.1 % D-glucose as the major carbon source, strongly suggesting the presence of endogenous glucose transporters. However, unlike the human glucose transporter, very little is known about properties of the endogenous sugar transporter(s) in insect cells. Thus, the uptake of 2-deoxy-D-glucose (2dGlc) by Sf21-AE cells and the inhibition of 2dGlc transport in the insect cells by fructose and cytochalasin B were investigated in the present work. The binding assay of cytochalasin B was also performed, which could be used as a functional assay for the endogenous glucose transporter(s) in the insect cells. Sf21-AE cells were infected with the recombinant virus AcNPV-GT or no virus, at a multiplicity of infection (MOI) of 5. Infected cells were resuspended in PBS plus and minus 300 mM fructose, and plus and minus 20 $\mu$M cytochalasin B for use in transport assays. Uptake was measured at 28$^{\circ}C$ for 1 min, with final concentration of 1 mM deoxy-D-glucose, 2-[1,2-$^3$H]- or glucose, L-[l,$^3$H]-, used at a specific radioactivity of 4 Ci/mol. The results obtained demonstrated that the sugar uptake in uninfected cells was stereospecific, and was strongly inhibited by fructose but only poorly inhibitable by cytochalasin B. It is therefore suggested that the Sf21-AE glucose transporter has very low affinity for cytochalasin B, a potent inhibitor of human erythrocyte glucose transporter.

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