Human carbonic anhydrase (CA) isozyme II has been used as protein target for disorder treatment including glaucoma. Current clinically used sulfonamide-based CA inhibitors can induce side effects, and so alternatives are required. This study aimed to investigate a natural CA inhibitor from Murraya paniculata. The previously developed yeast-based assay was used to screen 14 compounds isolated from M. paniculata and identified by NMR analysis for anti-human CA isozyme II (hCAII) activity. Cytotoxicity of the compounds was also tested using the same yeast-based assay but in a different cultivation condition. Two flavonoid candidate compounds, 5, 6, 7, 8, 3', 4', 5'-heptamethoxyflavone (4) and 3, 5, 7, 8, 3', 4', 5'-heptamethoxyflavone (9), showed potent inhibitory activity against hCAII with a minimal effective concentration of 10.8 and 21.5 μM, respectively, while they both exhibited no cytotoxic effect, even at the highest concentration tested (170 μM). The results from an in vitro esterase assay of the two candidates confirmed their hCAII inhibitory activity with IC50 values of 24.0 and 34.3 μM, respectively. To investigate the potential inhibition mechanism of compound 4, in silico molecular docking was performed using the FlexX and SwissDock software. This revealed that compound 4 coordinated with the Zn2+ ion in the hCAII active site through its methoxy oxygen at a distance of 1.60 Å (FlexX) or 2.29 Å (SwissDock). The interaction energy of compound 4 with hCAII was -13.36 kcal/mol. Thus, compound 4 is a potent novel flavonoid-based hCAII inhibitor and may be useful for further anti-CAII design and development.
To study bone resorption mechanism, effect of LPS on the $^{45}Ca$ release from fetal rat ulnae and radii, and effects of carbonic anhydrase inhibitors on the LPS-induced bone resorption in organ culture were studied. Ulnae and radii were removed from 19 day old fetal rats, prelabelled by subcutaneous injection of $200{\mu}Ci\;^{45}CaCl_2$ into their mother on the 17th day of gestation. Radioactivities of $^{45}Ca$ released into media were determined after 24, 48 and 72 hours. Effects of LPS and carbonic anhydrase inhibitors were observed by the ratio of $\%$ release of $^{45}Ca$ between paired control and experimental group. The observed results were as follows : 1. $LPS(1{\mu}g/ml)$ supplemented in media for 72hours increased the $^{45}Ca$ release significantly after 48 and 72 hours of culture and $LPS(10{\mu}g/m1)$ increased the $^{45}Ca$ release significantly after 72 hours of culture. 2. LPS-induced $^{45}Ca$ release was not inhibited significantly by 1mM sulfanilamide but inhibited significantly by 10mM sulfanilamide after 48 and 72 hours of culture. 3. LPS-induced $^{45}Ca$ release was not inhibited significantly by 0.1mM dichlorphenamide but inhibited significantly by 1mM dichlorphenamide after 48 and 72 hours of culture. 4. LPS-induced $^{45}Ca$ release was not inhibited significantly by 1mM acetazolamide but inhibited sighificantly by 5mM acetazolamide after 72 hours of culture.
Kim, Subin;Yeon, Jungyoon;Sung, Jongmin;Jin, Mi Sun
Molecules and Cells
/
제43권9호
/
pp.831-840
/
2020
The β-class of carbonic anhydrases (β-CAs) are zinc metalloenzymes widely distributed in the fungal kingdom that play essential roles in growth, survival, differentiation, and virulence by catalyzing the reversible interconversion of carbon dioxide (CO2) and bicarbonate (HCO3-). Herein, we report the biochemical and crystallographic characterization of the β-CA CafA from the fungal pathogen Aspergillus fumigatus, the main causative agent of invasive aspergillosis. CafA exhibited apparent in vitro CO2 hydration activity in neutral to weak alkaline conditions, but little activity at acidic pH. The high-resolution crystal structure of CafA revealed a tetramer comprising a dimer of dimers, in which the catalytic zinc ion is tetrahedrally coordinated by three conserved residues (C119, H175, C178) and an acetate anion presumably acquired from the crystallization solution, indicating a freely accessible "open" conformation. Furthermore, knowledge of the structure of CafA in complex with the potent inhibitor acetazolamide, together with its functional intolerance of nitrate (NO3-) ions, could be exploited to develop new antifungal agents for the treatment of invasive aspergillosis.
Kim, Subin;Sung, Jongmin;Yeon, Jungyoon;Choi, Seung Hun;Jin, Mi Sun
Molecules and Cells
/
제42권6호
/
pp.460-469
/
2019
Bacterial ${\alpha}-type$ carbonic anhydrase (${\alpha}-CA$) is a zinc metalloenzyme that catalyzes the reversible and extremely rapid interconversion of carbon dioxide to bicarbonate. In this study, we report the first crystal structure of a hyperthermostable ${\alpha}-CA$ from Persephonella marina EX-H1 (pmCA) in the absence and presence of competitive inhibitor, acetazolamide. The structure reveals a compactly folded pmCA homodimer in which each monomer consists of a 10-stranded ${\beta}-sheet$ in the center. The catalytic zinc ion is coordinated by three highly conserved histidine residues with an exchangeable fourth ligand (a water molecule, a bicarbonate anion, or the sulfonamide group of acetazolamide). Together with an intramolecular disulfide bond, extensive interfacial networks of hydrogen bonds, ionic and hydrophobic interactions stabilize the dimeric structure and are likely responsible for the high thermal stability. We also identified novel binding sites for calcium ions at the crystallographic interface, which serve as molecular glue linking negatively charged and otherwise repulsive surfaces. Furthermore, this large negatively charged patch appears to further increase the thermostability at alkaline pH range via favorable charge-charge interactions between pmCA and solvent molecules. These findings may assist development of novel ${\alpha}-CAs$ with improved thermal and/or alkaline stability for applications such as $CO_2$ capture and sequestration.
Rabbani, Imtiaz;Rehman, Habib;Martens, Holger;Majeed, Khalid Abdul;Yousaf, Muhammad Shahbaz;Rehman, Zia Ur
Animal Bioscience
/
제34권5호
/
pp.880-885
/
2021
Objective: Omasum is an important site for the absorption of short chain fatty acids. The major route for the transport of acetate is via sodium hydrogen exchanger (NHE). However, a discrepancy in the symmetry of sodium and acetate transport has been previously reported, the mechanism of which is unclear. In this study, we investigated the possible role of carbonic anhydrase (CA) for this asymmetry. Methods: Omasal tissues were isolated from healthy sheep (N = 3) and divided into four groups; pH 7.4 and 6.4 alone and in combination with Ethoxzolamide. Electrophysiological measurements were made using Ussing chamber and the electrical measurements were made using computer controlled voltage clamp apparatus. Effect(s) of CA inhibitor on acetate and sodium transport flux rate of Na22 and 14C-acetate was measured in three different flux time periods. Data were presented as mean±standard deviation and level of significance was ascertained at p≤0.05. Results: Mucosal to serosal flux of Na (JmsNa) was greater than mucosal to serosal flux of acetate (JmsAc) when the pH was decreased from 7.4 to 6.4. However, the addition of CA inhibitor almost completely abolished this discrepancy (JmsNa ≈ JmsAc). Conclusion: The results of the present study suggest that the additional protons required to drive the NHE were provided by the CA enzyme in the isolated omasal epithelium. The findings of this study also suggest that the functions of CA may be exploited for better absorption in omasum.
Two Shih-Tzu dogs with atopic dermatitis presented with delayed periocular dermatitis (PD) following the instillation of dorzolamide and dorzolamide/timolol combination eyedrops; the development of dermatologic signs took 94 and 104 d in cases 1 and 2, respectively. Hypersensitivity to anti-glaucoma eyedrops was highly suspected, and treatment was discontinued. Delayed PD was significantly relieved in cases 1 and 2, at days 155 and 64 after discontinuation, respectively. In this study, the clinical characteristics and progression of delayed PD were described to inform clinicians who may encounter this rare side effect.
Ulva pertusa, a common bloom-forming green alga, was used as a model system to examine the effects of elevated carbon dioxide (CO2) and temperature on growth and photosynthetic performance. To do this, U. pertusa was grown under four temperature and CO2 conditions; ambient CO2 (400 μatm) and temperature (16℃) (i.e., present), elevated temperature only (19℃) (ET; i.e., warming), elevated CO2 only (1,000 μatm) (EC; i.e., acidification), and elevated temperature and CO2 (ET and EC; i.e., greenhouse), and its steady state photosynthetic performance evaluated. Maximum gross photosynthetic rates (GPmax) were highest under EC conditions and lowest under ET conditions. Further, ET conditions resulted in decreased rate of dark respiration (Rd), but growth of U. pertusa was higher under ET conditions than under ambient temperature conditions. In order to evaluate external carbonic anhydrase (eCA) activity, photosynthesis was measured at 70 μmol photons m−2 s−1 in the presence or absence of the eCA inhibitor acetazolamide (AZ), which inhibited photosynthetic rates in all treatments, indicating eCA activity. However, while AZ reduced U. pertusa photosynthesis in all treatments, this reduction was lower under ambient CO2 conditions (both present and warming) compared to EC conditions (both acidification and greenhouse). Moreover, Chlorophyll a and glucose contents in U. pertusa tissues declined under ET conditions (both warming and greenhouse) in conjunction with reduced GPmax and Rd. Overall, our results indicate that the interaction of EC and ET would offset each other’s impacts on photosynthesis and biochemical composition as related to carbon balance of U. pertusa.
Kim, Ju-Hyoung;Kang, Eun Ju;Edwards, Matthew S.;Lee, Kitack;Jeong, Hae Jin;Kim, Kwang Young
ALGAE
/
제31권3호
/
pp.243-256
/
2016
Concerns about how ocean acidification will impact marine organisms have steadily increased in recent years, but there is a lack of knowledge on the responses of macroalgae. Here, we adopt an outdoor continuous-flowing mesocosm system designed for ocean acidification experiment that allows high CO2 conditions to vary with natural fluctuations in the environment. Following the establishment of the mesocosm, five species of macroalgae that are common along the coast of Korea (namely Ulva pertusa, Codium fragile, Sargassum thunbergii, S. horneri, and Prionitis cornea) were exposed to three different CO2 concentrations: ambient (×1) and elevated CO2 (2× and 4× ambient), over two-week period, and their ecophysiological traits were measured. Results indicated that both photosynthesis and growth exhibited species-specific responses to the different CO2 concentrations. Most notably, photosynthesis and growth increased in S. thunbergii when exposed to elevated CO2 conditions but decreased in P. cornea. The preference for different inorganic carbon species (CO2 and HCO3−), which were estimated by gross photosynthesis in the presence and absence of the external carbonic anhydrase (eCA) inhibitor acetazolamide, were also found to vary among species and CO2 treatments. Specifically, the two Sargassum species exhibited decreased eCA inhibition of photosynthesis with increased growth when exposed to high CO2 conditions. In contrast, growth of U. pertusa and C. fragile were not notably affected by increased CO2. Together, these results suggest that the five species of macroalgae may respond differently to changes in ocean acidity, with species-specific responses based on their differentiated photosynthetic acclimation. Understanding these physiological changes might allow us to better predict future changes in macroalgal communities in a more acidic ocean.
Introduction: Non-small cell lung cancer (NSCLC) patients are particularly vulnerable to the Coronavirus Disease-2019 (COVID-19). Currently, no anti-NSCLC/COVID-19 treatment options are available. As ginsenoside Rg3 is beneficial to NSCLC patients and has been identified as an entry inhibitor of the virus, this study aims to explore underlying pharmacological mechanisms of ginsenoside Rg3 for the treatment of NSCLC patients with COVID-19. Methods: Based on a large-scale data mining and systemic biological analysis, this study investigated target genes, biological processes, pharmacological mechanisms, and underlying immune implications of ginsenoside Rg3 for NSCLC patients with COVID-19. Results: An important gene set containing 26 target genes was built. Target genes with significant prognostic value were identified, including baculoviral IAP repeat containing 5 (BIRC5), carbonic anhydrase 9 (CA9), endothelin receptor type B (EDNRB), glucagon receptor (GCGR), interleukin 2 (IL2), peptidyl arginine deiminase 4 (PADI4), and solute carrier organic anion transporter family member 1B1 (SLCO1B1). The expression of target genes was significantly correlated with the infiltration level of macrophages, eosinophils, natural killer cells, and T lymphocytes. Ginsenoside Rg3 may benefit NSCLC patients with COVID-19 by regulating signaling pathways primarily involved in anti-inflammation, immunomodulation, cell cycle, cell fate, carcinogenesis, and hemodynamics. Conclusions: This study provided a comprehensive strategy for drug discovery in NSCLC and COVID-19 based on systemic biology approaches. Ginsenoside Rg3 may be a prospective drug for NSCLC patients with COVID-19. Future studies are needed to determine the value of ginsenoside Rg3 for NSCLC patients with COVID-19.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.