Molecular cloning of metalloprotease gene from Serratia marcescens ATCC 21074 into Escherichia coli JM109 was carried out. Chromosomal DNA of S. marcescens was completely digested with Hind111 and southern hybridization with a synthetic oligonucleotide probe revealed that a 50 KD metalloprotease gene was contained in 4.0 Kb chromosomal DNA fragment, 4.0 Kb chromosomal DNA fragments eluted from agarose gel were ligated with pUC19 and transformed into E. coli JM109. Nine positive clones were obtained from about $1\times 10^3$ transformants by colony hybridization. Their recombinant plasmids, pSPl and pSP2 have same chromosomal DNA fragments in pUC19 in opposite-orientations. When cloned metalloprotease gene was expressed in E. coli, about 52 KD precursor protein of metalloprotease was detected by western blot analysis from E. coli harboring a recombinant plasmid pSP2. Plasmid pSP2 showed no protease activities in E. coli but overproduced the active metalloprotease in S. rnarcescens ATCC 27117.
To check the microbiological safety with respect to increased virulence of surviving pathogens after irradiation, in this study, the transcriptional change of vvp gene encoding metalloprotease, which is one of the typical virulence factors of Vibrio mulnificus, was monitored by real-time PCR during the course of growth cycle after reinoculation of irradiated Vibrio. When V. vulnificus was exposed to a dose of 0.5 and 1 kGy, the lag period before growth resumption of sub-cultures became longer than non-irradiated counterpart as increase of irradiation dose. In the case of non-irradiated culture, the transcription of vvp was significantly activated at 15 h after inoculation, when bacterial growth reached the stationary phase, and the highest level of pretense activity (686 U/mL) was measured at the same time. Interestingly, vvp expression of irradiated Vibrio was turned up earlier than non-irradiated Vibrio during the mid log phase of growth, whereas these rapid induction of vvp expression from irradiated cells didn't result in an increase of metalloprotease production. When Vibrio was irradiated at 0.5 and 1 kGy, the protease activities peaked at 18 h after inoculation and the levels of activities were lower 1.2- and 1.4-fold, respectively, compared to the non-irradiated counterpart. Results from this study indicate that gamma radiation is not likely to activate the virulence ability of surviving Vibrio.
Plant matrix metalloproteases (MMPs) are a family of apoplastic metalloproteases closely related to human matrilysins. Up-regulation of Nicotiana benthamiana matrix metalloprotease 1 (NMMP1) expression by treatment with pathogens, ethephon and aging indicates that the gene is related to plant defense and the aging process through ethylene signaling. NMMP1 expression was higher than in normal growth leaves following infection with an incompatible pathogen Pseudomonas syringae pv. tomato T1 or a compatible pathogen P. syringae pv. tabaci and in aged leaves. Transient overexpression of NMMP1 in N. benthamiana leaves lowered the growth of P. syringae pv. tabaci. However, NMMP1-silenced leaves showed increased growth of P. syringae pv. tabaci. These data strongly suggest that NMMP1 in N. benthamiana is a defense related gene, which is positively regulated by ethylene.
Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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2000.05a
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pp.161-162
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2000
Metalloprotease produced in Vibrio mimicus, in which zinc is an essential meta ion for catalytic activity, degrades a variety of biologically important substances including human collagen, several complement components, and immunoglobulin. For gene overexpression and convenient purification, VMC gene was constructed in pET22b(+) expression vector by using of PCR. (omitted)
Kim, Ki-Seok;Jung, Jae-Yeon;Park, Kun-Sik;Kim, Tae Un;Byun, Si Myung;Shin, Yong Chul
Microbiology and Biotechnology Letters
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v.23
no.3
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pp.288-296
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1995
To investigate high-level expression of Serratia marcescens metalloprotease (SMP) in Escherichia coli and S. marcescens, we constructed various recombinant plasmids: pSP2, containing SMP gene and lac promoter; pKSP2, containing SMP gene and tac promoter; pTSP2, containing SMP gene, trc99a promoter, and lacI$^{q}$. The recombinant E. coli (pKSP2) strain expressed SMP to a high-level, about 36% of total cellular proteins but accumulated inactive SMP precursors intracellularly, which indicated that E. coli does not have activation and secretion system for SMP. To overproduce active SMP, we transformed S. marcescens with the recombinant plasmids by a modified CaCl$_{2}$ method. The recombinant S. marcescens ATCC27117 (pSP2) containing lac promoter for SMP transcription produced 530 U/ml of active SMP on LB broth, which is about 5.1 times of the SMP yield, 105 U/ml of a control strain, S. marcescens ATCC27117 (pUC19). However, S. marcescens ATCC27117 (pKSP2) containing tac promoter for SMP transcription did not grow healthy and hardly produced SMP. To overcome a harmful effect of the strong tac promoter, we constructed a regulatory plasmid pTSP2 containing a strong trc99a promoter and its repressor gene lacI$^{q}$. When S. marcescens ATCC27117 (pTSP2) was induced with 1.0 mM IPTG after 9 hr cultivation, 2,200 U/ml of SMP was obtained in LB broth, which is about 21 times of that of a control strain.
Park, Hyun-Jung;Ryoo, Hyun-Mo;Woo, Kyung-Mi;Kim, Gwan-Shik;Baek, Jeong-Hwa
International Journal of Oral Biology
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v.34
no.1
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pp.21-28
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2009
Mutations in DLX3 are associated with both autosomal dominant hypoplastic hypomaturation amelogenesis imperfecta (ADHHAI) and tricho-dento-osseous (TDO) syndrome. ADHHAI is caused by a c.561_562delCT (2bp-del DLX3) mutation whereas TDO syndrome is associated with a c.571_574delGGGG (4bp-del DLX3) mutation. However, although the causal relationships between DLX3 and an enamel phenotype have been established, the pathophysiological role of DLX3 mutations in enamel development has not yet been clarified. In our current study, we prepared expression vectors for wild type and deletion mutant DLX3 products (4bp-del DLX3, 2bp-del DLX3) and examined the effects of their overexpression on the expression of the enamel matrix proteins and proteases. Wild type DLX3 enhanced the expression of matrix metalloprotease 20 (MMP20) mRNA and protein in murine ameloblast-like cells. However, neither a 4bp-del nor 2bp-del DLX3 increased MMP20 expression. Wild type DLX3, but not the above DLX3 mutants, also increased the activity of reporters containing 1.5 kb or 0.5 kb of the MMP20 promoter. An examination of protein stability showed that the half-life of wild type DLX3 protein was less than 12 h whilst that of both deletion mutants was longer than 24 h. Endogenous Dlx3 was also found to be continuously expressed during ameloblast differentiation. Since inactivating mutations in the gene encoding MMP20 are associated with amelogenesis imperfecta, the inability of 4bp-del or 2bp-del DLX3 to induce MMP20 expression suggests a possible involvement of such mutations in the enamel phenotype associated with TDO syndrome or ADHHAI.
Vibrio extracellular metalloprotease (vEP), secreted from Vibrio vulnificus, shows various proteolytic function such as prothrombin activation and fibrinolytic activities. Premature form of vEP has an N-terminal (nPP) and a C-terminal (C-ter100) region. The nPP and C-ter100 regions are autocleaved for the matured metalloprotease activity. It has been proposed that two regions play a key role in regulating enzymatic activity of vEP. Especially, C-ter100 has a regulatory function on proteolytic activity of vEP. C-ter100 domain has been cloned into the E. coli expression vectors, pET32a and pGEX 4T-1 with TEV protease cleavage site and purified using gel-filtration chromatography followed by affinity chromatography. To understand how C-ter100 modulates proteolytic activity of vEP, structural studies were performed by heteronuclar multi-dimensional NMR spectroscopy. Backbone $^1H$, $^{15}N$ and $^{13}C$ resonances were assigned by data from standard triple resonance and HCCH-TOCSY experiments. The secondary structures of vEP C-ter100 were determined by TALOS+ and CSI software based on hydrogen/deuterium exchange. NMR data show that C-ter100 of vEP forms a ${\beta}$-barrel structure consisting of eight ${\beta}$-strands.
The elderly suffer from an impaired immune function being obvious in a higher susceptibility to infections. Although the inflammatory cells are the major immunomodulatory cells, fibroblasts also secrete a variety of inflammatory cytokines and chemokines. Therefore periodontal tissue aging might playa role in development and progress of periodontitis. In this study, we investigated the effect of in vitro periodontal ligament cellular aging on the inflammatory cytokines, chemokines, and matrix metalloprotease(MMP)-2 expression induced by lipopolysaccharide(LPS) treatment. Three different cell populations were used; passages 4-5, 14-15, and 24-25 (at passage 27, more than 90% cells were replicative senescent). LPS increased the expression of interleukin(IL)-1${\beta}$, IL-6, and tumor necrosis factor-${\alpha}$, IL-8, RANTES, and MMP-2. However, the order of induction folds were passages 14-15 > 4-5 > 24-25. While the expression level of Toll-like receptor(TLR) 4 decreased according to the increase in passage number, the level of TLR2 was highest at passages 14-15 and then decreased at passages 24-25. While the spontaneous expression of IL-8 decreased according to the increase in passage number, that of RANTES and proMMP-2 increased according to the increase in passage number. These results suggest that the aging of periodontal ligament fibroblasts differentially affect the role as immunomodulatory cells in response to periodontopathic bacteria and therefore might be another risk factor of periodontitis progression.
UV irradiation on a skin brings about the qualitative and quantitative alterations of the extracellular matrix. Repeated-UV irradiation suppressed the synthesis of collagen and activated the expression of the matrix metalloprotease (MMP). In this paper, on the purpose of development of novel anti-aging agents from natural sources, effects of several natural products on in vitro MMP-1 activity and UVA induced MMP-1 synthesis in human dermal fibroblast (HDF) culture were studied. We measured MMP-1 activities by fluorescence assay using gelatin as substrates. As a result, the extract of Dicentra spectabilis, and flower buds of Tussilago farfara showed strong inhibitory effect. Among them, the extract of flower buds of Tussilago fartara and Dicentra spectabilis inhibited MMP-1 activity by 92% and 87% at 0.05% (w/v). And UVA induced MMP-1 expression were analyzed by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and gelatin-based zymography in HDF culture. The extract of flower buds of Tussilago farfara and Dicentra spectabilis suppressed the UVA induced expression of MMP-1 by similar level of Vitamin C 200$\mu$M at 0.1% (w/v). These results suggest that the extract of Dicentra spectabilis, and flower buds of Tussilago farfara effectively prevent skin from the UV-induced photoaging. So the extracts are thought to have potential as effective raw materials for anti-aging cosmetics.
In this study, we investigated the protective effects of processed Panax ginseng, sun ginseng (SG) against the UVB-irradiation on epidermal keratinocytes and dermal fibroblasts. Pretreatment of SG in HaCaT keratinocytes and human dermal fibroblasts reduced UVB-induced cell damage as seen by reduced lactate dehydrogenase release. We also found that SG restored the UVB-induced decrease in anti-apoptotic gene expression (bcl-2 and bcl-xL) in these cells, indicating that SG has an anti-apoptotic effect and thus can protect cells from cell death caused by strong UVB radiation. In addition, SG inhibited the excessive expression of c-jun and c-fos gene by the UVB in HeCaT cells and human dermal fibroblasts. We also demonstrated that SG may exert an anti-inflammatory activity by reducing the nitric oxide production and inducible nitric oxide synthase mRNA synthesis in HaCaT keratinocytes and human dermal fibroblasts. This was further supported by its inhibitory effects on the elevated cyclooxygenase-2 and tumor necrosis factor-${\alpha}$ transcription which was induced by UVB-irradiation in HaCaT cells. In addition, SG may have anti-aging property in terms of induction of procollagen gene expression and inhibition of the matrix metalloprotease-1 gene expression caused by UVB-exposure. These findings suggest that SG can be a potential agent that may protect against the dermal cell damage caused by UVB.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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