To obtain cytochrome $c_3$ labeled with a stable isotope, the conditions of cultivation and the composition of medium for DvMF were examined. The growth of DvMF was steady and reproducible under purging with $N_2$ and under pH control. DvMF was able to go on a defined medium without natural products. The composition of medium containing a small amount of $NH_4C$l as sole nitrogen source was established. Then, uniformly $^{15}N$labeled cytochrome $c_3$ was obtained during the culture of DvMF in a defined medium with $^{15}NH_4$Cl; it was confirmed by $^1H-^{15}N$ HMQC.
Decay of the spin label attached to cytochrome c or to stearic acid has been measured by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy to monitor membrane oxidation induced by cytochrome c-membrane interaction. Binding of cytochrome c sequestered the acidic phospholipids and membrane oxidation was efficient in the order linoleic oleic>stearic acid for a fatty acid chain in the acidic phospholipids. The spin label on cyt c was destroyed at pH 7 whereas that on stearic acid embedded in the membrane was destroyed at pH 4, presumably due to different modes of cyt c-membrane interaction depending on pH. Interestingly, cyt c also interacts with phosphatidylethanolamine, an electrically neutral phospholipid, to cause rapid membrane oxidation. Both EPR and fluorescence measurements indicated that electrostatic interaction is at least partially responsible for the process.
Kim, Andre;Shim, Yoon-Bo;Kang, Shin-Won;Park, Jang-Su
BMB Reports
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제33권6호
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pp.506-509
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2000
To obtain Cytochrome $c_3$ labeled with a stable isotope, the conditions of cultivation and the composition of medium for DvMF were examined. The growth of DvMF was steady and reproducible under purging with $N_2$ and under pH control. DvMF was able to go on a defined medium without natural products. The composition of the medium containing a small amount of $NH_4Cl$ as sole nitrogen source was established. Then, uniformly $^{15}N-labeled$ Cytochrome $c_3$ was obtained during the culture of DvMF in a defined medium with $^{15}NH_4Cl$; it was confirmed by $^{1}H-^{15}N$ HMQC.
The macroscopic and microscopic redox potentials of tetrahemoprotein, cytochrome c3 from Desulfovibrio vulgaris(Hildenborough) (DvH) were estimated from 1H NMR and differential pulse polarography(DPP). Five sets of NMR resonances were confirmed by a redox titration. They represent cytochrome c3 molecules in five macroscopic redox states. The electron transfer in cytochrome c3 involves four consecutive one-electron steps. The saturation transfer method was used to determine the chemical shifts of eight heme methyl resonances in five different oxidation states. Thirty two microscopic redox potentials were estimated. The results showed the presence of a strong positive interaction between a pair of particular hemes. Comparing the results with those of Desulfovibrio vulgaris Miyazaki F (DvMF), it was observed that the two proteins resemble each other in overall redox pattern, but there is small difference in the relative redox potentials of four hemes.
Lee Yong-Joon;Choi Mi-Hyun;Lee Jung-Hee;Kim Ho-Shik;Lee Jeong-Hwa
대한의생명과학회지
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제12권2호
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pp.57-63
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2006
Deazaadenosine analogs such as 3-deazaadenosine (DZA), 3-deazaaristeromycin (DZAri) and ara-3-deazaadenine (DZAra-A) were developed as inhibitors of S-adenosylhomocysteine (Ado-Hcy) hydrolase (EC 3.3.1.1). These analogs were reported to induce apoptosis in human and murine leukemic cells. But, the mechanism involved in this apoptosis was not clarified yet. In the present study, we analyze the apoptosis induced by deazaadenosine analogs in human cervival cancer cell line, HeLa and the effect of Bcl-2 on this apoptosis. Whereas neither DZAri nor DZAra-A showed inhibitory effect on HeLa cell growth, DZA induced apoptosis in HeLa cells accompanied by cytochrome c release and activation of various caspases such as caspase-2,-8,-9 and -3. In HeLa-bcl-2 cell line, a stable transfectant of HeLa cell to overexpress Bcl-2, cytochrome c release, activation of all these caspases and the resulted apoptosis by DZA were completely prevented. By in vitro assay of cytochrome c release, in addition, DZA induced cytochrome c release from purified mitochondria of HeLa-pcDNA3 cells, but not HeLa-bcl-2 cells, even in the absence of cytosolic fraction. Therefore, it can be suggested that DZA might damage directly mitochondria leading to activate intrinsic pathway of caspase and thus induce apoptosis. DZA-induced apoptosis in HeLa cells may be in a bcl-2-inhibitable manner and irrelative of Ado-Hcy hydrolase.
We identified apoptosis as being a significant mechanism of toxicity following the exposure of HeLa cell cultures to abrin holotoxin, which is in addition to its inhibition of protein biosynthesis by N-glycosidase activity. The treatment of HeLa cell cultures with abrin resulted in apoptotic cell death, as characterized by morphological and biochemical changes, i.e., cell shrinkage, internucleosomal DNA fragmentation, the occurrence of hypodiploid DNA, chromatin condensation, nuclear breakdown, DNA single strand breaks by TUNEL assay, and phosphatidylserine (PS) externalization. This apoptotic cell death was accompanied by caspase-9 and caspase-3 activation, as indicated by the cleavage of caspase substrates, which was preceded by mitochondrial cytochrome c release. The broad-spectrum caspase inhibitor, benzyloxycarbonyl-Val-Ala-Asp-fluoromethyl ketone (zVAD-fmk), prevented abrin-triggered caspase activation and partially abolished apoptotic cell death, but did not affect mitochondrial cytochrome c release. These results suggest that the release of mitochondrial cytochrome c, and the sequential caspase-9 and caspase-3 activations are important events in the signal transduction pathway of abrin-induced apoptotic cell death in the HeLa cell line.
호흡전자전달계의 cytochrome bc$_1$ complex 또는 cytochrome c oxidase가 기능을 하지 않는 Rhodobacter sphaeroides mutant 내에서 pyridine nucleotide[NAD(P)H와 NAD(P)$^+$]의 농도와 redox 상태는 wild type과 비교할 때 큰 변화가 없었다. 높은 산소분압 조건에서 키운 Rhodobacter sphaeroides cbb$_3$ oxidase mutant 내에서 PrrBA two-component system에 의해서 조절되는 puf 오페론의 발현은 pyridine nucleotide나 전자전달계의 ubiquinone/ubiquinol pool의 redox 상태의 변화에 의해 유도된 것이 아니다. R. sphaeroides cytochrome bc$_1$ complex mutant를 이용하여 광합성기구 합성에 대한 cbb$_3$ cytochrome c oxidase의 억제 효과는 ubiquinone/ubiquinol pool의 redox 변화에 의해 간접적으로 일어나는 것이 아님을 증명하였다.
We have carried out PCR reactions to investigate if cytochrome P450 (P450) enzymes (1A1, 1A2, 2C8, 2E1 and 3A4), which are well hewn to be the key enzymes in detoxification process and/or synthesis of steroids in the liver, are expressed in the human brain, too. P450 1A1, 2C8 and 2E1 were expressed clearly. However, P450 1A2 and 3A4 were not detectable. Their expression levels in the human brain could be extremely low or they were not expressed at all. One base substitution at nucleotide 290 (A->G) was identified in P450 1A1. It is suspected to be an individual polymorphism. Our results should contribute to the better understanding of the role of cytochrome P450 enzymes in the human brain.
다양한 천연물의 합성대사에 관여하는 식물 cytochrome P450 (P450s)은 그 기능적 다양성에도 불구하고, 이들 효소의 광범위한 기질 특이성을 설명해 줄 수 있는 구조분석에 대해서는 충분한 연구가 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 식물 p-coumarate 3-hydroxylase (C3H)에 의해 매개되는 효소 반응은 lignin 과 다양한 phenylpropanoid 부산물들의 생합성에 매우 중요한 것으로 여겨지지만, 막 단백질인 C3H의 발현 및 정제가 효과적으로 이루어지지 못하여, 활성을 측정하기 위한 분석방법이 체계화 되지 못하고 있다. C3H의 작용기작과 기질특이성에 대해 폭넓은 이해를 위한 구조분석의 선행단계는 활성을 갖는 C3H를 밀리그램 단위로 분리, 정제하는 실험적 방법을 확립하는 것이라 할 수 있다. 이를 위해, 본 연구에서는 다양한 돌연변이 방법을 도입하여 식물 막단백질 C3H를 대장균 시스템에서 효과적으로 발현 및 정제할 수 있는 시스템을 사용하였다. 변형된 cytochrome P450 C3H ($C3H_{mod}$)을 세포막으로부터 고농도의 염완충용액을 이용하여 계면활성제 없이 추출하였으며, 2단계 chromatography를 통해 활성을 유지한 상태로 분리할 수 있었다. 이러한 실험적 기법은 NMR 및 X-ray crystallography와 같은 구조분석을 통한 C3H의 효과적인 분석에 적용될 수 있을 것이며, 또한 다른 식물 cytochrome P450 단백질의 효과적인 분석에도 적용 될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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