Shin, Geun Ho;Kim, Hyung Suk;Kwon, Dong Wook;Lee, Jin Young;Byeon, Gyeong Min;Sohn, Hung Dae;Jin, Byung Rae
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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제9권1호
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pp.65-71
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2004
A fat body-specific glutathione S-transferase cDMA was cloned from the spider, Araneus ventricosus. The cDNA encoding A. ventricosus glutathione S-transferase (AvGST) is 645 base pairs long with an open reading frame of 215 amino acid residues with a calculated molecular weight of approximately 24 kDa. Northern blot analysis showed the tissue-specifically expression of AvGST in the A. ventricosus fat body.
This study was carried out to evaluate glutathione S-transferase (GST) activity and hyaluronidase inhibitory effect of medicinal plants. The EtOH extracts of 20 species plants were tested. As the result, Acorus gramineus and Pueraria lobata exhibited GST activity. On the continuous experiment, the n-BuOH fraction of Acorus gramineus and the $H_2O$ fraction of Pueraria lobata showed the elevation of GST activity. On the experiment of hyaluronidase inhibitory effect, Acorus gramineus exhibited a potent inhibitory activity. These results suggest that the extract of Acorus gramineus can be applicable for the development of a new anti-inflammatory agent.
Pseudomonas sp. DJ77로부터 클로닝된 glutathione S-transferase 유전자(phnC)의 염기서열을 결정하였다. 603bp의 open reading frame(ORF)이 존재하였고 개시코돈 앞에서 Shine-Dalgarno sequence를, 종결코돈 뒤에서는 terminator sequence를 발견하였다. phnC 유전자에서 만들어지는 phnC 단백질은 21,416 Da으로 SDS-polyacrylamide gel 전기영동 결과와 일치하였다. PhnC는 Bulkholderia cepacia LB400, Cycloclasticus oligotrophus RB1의 GST와 각각 53.7%, 49%의 높은 상동성을 나타냈다. 아미노산 서열의 상동성과 필수잔기들의 존재유무로 판단할 때 PhnC GST는 theta class GSTs와 진화적으로 유연관계가 높았지만 alpha, mu, pi, sigma class GSTs에서 구조적, 기능적으로 중요하다고 알려진 아미노산 잔기들이 PhnC GST에도 보존되어 있었다. 또한, phnC 유전자의 위치가 C. oligotrophus RB1, B. cepacia LB400 등의 GST 유전자 위치와 유사하다는 점에서 PhnC 효소는 난분해성 방향족 탄화수소의 분해에 관여하는 것으로 생각된다.
Objective : To investigate the hepatoprotective effects of Gami-oryungsan on the liver damage induced by bromobenzene. Method : The development of fibrosis and acute liver injury was examined by the chemical analysis of AST, AL T, ${\gamma}$-GTP . and epoxide hydrolase glutathione S-transferase glutathione peroxidase enzyme activity, lipidoperoxide levels, glutathione levels were measured and oberved. Results : The increasing levels of lipidoperoxide was decreased proportionally according to dose of extract GO. Epoxide hydrolase glutathioneS-transferase glutathione peroxidase enzyme activity highly increased in GO pre-acupunctured group compared with the group treated with only bromobenzene. The increase of serum AST, AL T, ${\gamma}$-GTP enzyme activity of mice by bromobenzene was inhibited by the administration of GO. Lipidoperoxide levels in rat's liver decreased compared to the case of bromobenzene-treated group. The levels of Glutathione decreased by bromo benzene were increased highly in GO pre-acupunctured group. Conclusion : These results suggest that GO extract recovers the damage of liver due to bromobenzene intoxication by decreasing the lipid peroxidation AST AL T ${\gamma}$-GTP enzyme activity and increasing epoxide hydrolase glutathioneS-transferase glutathione peroxidase enzyme activity, glutathione levels.
The study was initiated elucidate the mechanism by examining the effect of GE-132 on hepatic glutathione S-transferase (GST) activity. Activity of GST increased with dose-dependent manner in hepatic cytosolic fraction of GE-132 treatment rats. Double reciprocal plotting gave Vmax value 1.4 fold increase by the treatment of GE-132(100mg/kg, p.o.for 6 weeks) compared with control group, but did not change Km value. Ethacryinc acid (85mg/kg, once a day, i.p) was injected to control rat, the GST activity decreased remarkably . However, GE-132 pretreated group, the effect caused by ethacrynic acid was markedly reduced. And activity of ${\gamma}$-glutamylcys- teine synthetase was not changed either by GE-132 treatment , but the activity of glutathione reudctase increased significantly. Decreasing properties of ethacrynic acid decreased level of hepatic glutathione , which was restored to same degree by GE -132 pretreatment . GE-132 protective effect on ethacrynic acid-induced mortality. It is concluded that the efect of GE-132 is partly mediated by increase in hepatic GST activity.
Diallyl disulfide의 간손상 예방효과를 검토할 목적으로 mouse에 bromobenzene을 투여해 간 손상의 model을 만든 다음 실험을 행하였을 때, diallyl disulfide를 전처치한 실험군이 대조군에 비하여 간손상의 정도가 경미하게 나타났다. 한편 diallyl disulfide의 간손상예방 효과 기전을 구명할 목적으로 bromobenzene의 활성화 및 해독 관련 효소들의 활성을 검토하였을때 활성화 효소인 aniline hydroxylase와 해독 효소의 일종인 epoxide hydrolase의 활성은 diallyl disulfide 전처치에 의해 변동이 없었으나, 나머지 해독 효소인 glutathione S-transferase의 활성은 유의 하게 증가되었고 이의 포합인자인 glutathione의 함량도 증가하였다. 또한 diallyl disulflde에 의한 glutathione S-transferase 활성 증가현상이 어떠한 기전으로 나타나는지 검토 하였을때, diallyl disulfide를 전처치 함으로서 Km치는 별다른 차이가 없었으나 Vmax치는 대단히 증가하였다. 그러나 시험관내에서 diallyl disulfide의 첨가농도를 증가시켰을 때에는 효소활성은 변하지 않았다. 이러한 실험결과들을 종합해 볼 때, diallyl disulfide 전처치에 의한 bromobenzene이 유도한 간손상의 예방효과는 diallyl disulfide가 bromobenzene의 독성 중간 대사산물인 bromobenzene 3,4-oxide를 해독하는 glutathione S-transferase 단백의 합성을 유도함으로서 나타난 결과로 사료되어지나 이점에 대해서는 추후 계속적인 연구 검토가 행해져야 할것이다.
To gain further insight into the relationship between structure and function of glutathione S-transferase (GST), the four cysteine mutants, C14S, C47S, C101S and C169S, of human GST P1-1 were expressed in Escherichia coli and purified to electrophoretic homogeneity by affinity chromatography on immobilized glutathione (GSH). The catalytic activities of the four mutant enzymes were characterized with five different substrates as well as by their binding to four different inhibitors. Cys14 seems to participate in the catalytic reaction of GST by stabilizing the conformation of the active-site loop, not in the GSH binding directly. The substitution of Cys47 with serine significantly reduces the affinity of GSH binding, although it does not prevent GSH binding. On the other hand, the substitution of Cys101 with serine appears to change the binding affinity of electrophilic substrate by inducing a conformational change of the $\alpha-helix$ D. Cys169 seems to be important for maintaining the stable conformation of the enzyme. In addition, all four cysteine residues are not needed for the steroid isomerase activity of human glutathione S-transferase P1-1.
본 연구는 다양한 계열의 농약을 대상으로 체내에서 농약을 무독화하는 효소로 알려진 glutathione-S-transferase(GST) 와 esterases 에 대한 저해정도를 조사하고, 이 중 저해력이 높은 약제를 선발하여 무독화 효소에 의하여 분해되는 것으로 보고된 약제와 혼합 처리하였을 때 나타나는 약효의 변화를 조사하고자 수행하였다. 무독화효소를 저해하는 농약을 선발하기 위하여 34종의 살충제와 31종의 살균제를 대상으로 glutathione-S-transferase와 esterases 에 대한 저해력을 측정한 결과, thiodicarb $(I_{50}:1.87{\times}10^{-4}M)$, thiocyclarn $(I_{50}:7.40{\times}10^{-4}M)$, dithianon $(I_{50}:7.55{\times}10^{-5}M)$, tolylfluanide $(I_{50}:8.66{\times}10^{-5}M)$은 glutathione-S-transferase의 활성을 강게 저해하였고, dichlorvos $(I_{50}:8.95{\times}10^{-8}M)$, pirimicarb $(I_{50}:2.74{\times}10^{-6}M)$, pyrazophos $(I_{50}:3.31{\times}10^{-5}M)$, benomyl $(I_{50}:4.96{\times}10^{-5}M)$은 esterases의 활성을 강하게 저해하였다. Glutathione-S-transferase를 저해하였던 thiodicarb, thiocyclarn, dithianon, tolylfluanide와 glutathione-S-transferase 에 의해 대사되는 것으로 알려진 aeephate를 혼합 (1:1)하여 배추좀나방 (Plutella xylostella L.) 에 처리하고 약효를 관찰한 결과, 각각의 단제를 처리하였을 때보다 약효가 상승되었다. 특히 dithianon과 thiocyclam을 acephate 와 혼합시 각각 7배와 4배 약효가 상승하였다. 그리고 esterase를 저해한 약제인 dichlorvos, pirimicarb, pyrazophos, benomyl 을 esterase 에 의해 대사되는 것으로 알려진 phenthoate 와 혼합하였을 경우에도 단제 처리시의 약효보다는 혼합처리시의 약효가 높았다. Phenthoate와 dichlorvos 혼합시 18배, phenthoate 와 benomyl 혼합처리시 12배의 약효상승효과가 나타났다. 본 연구의 결과들은 무독화과정 효소에 의해 무독화되는 약제를 무독화효소 저해제와 혼합처리시 약효상승이 유발된다는 것을 나타내는데, 이러한 결과들은 향후 혼합제 개발에 유용하게 사용될 수 있을 것이라 생각된다.
N-nitrosoethylurea(NEU)에 의한 지질 과산화물의 함량 변화와 알데히드 대사효소 및 항산화효소의 활성변화를 쥐 간세포에서 측정하였다. 알데히드 대사효소로는 alcohol dehydrogenase와 aldehyde dehydrogenase가 사용되었고 항산화효소로는 glutathione transferase, superoxide dismutase, glutathione reductase와 catalase가 사용되었다. 쥐 간세포에 다양한 농도의 NEU를 처리한 후 지질 과산화물의 함량변화를 측정하였다. 그 결과 6.25mM NEU에 의하여 지질 과산화물의 함량이 최대 2.5배 증가하였다. Alcohol dehydrogenase의 활성은 NEU처리에 의하여 대조군보다 최대 2.3배 증가하였고 aldehyde dehydrogenase의 활성은 약 2배 증가하였다. 전암성 병변의 지표로 이용되는 glutathione transferase와 catalase의 경우 NEU처리에 의한 활성증가가 미미하였다. 그러나 superoxide dismutase의 활성은 최대 1.5배 증가하였고, glutathione reductase의 활성은 약 3배 증가하였다. 그러므로 superoxide dismutase와 g1utathione reductase의 활성증가가 NEU의 독성에 대한 세포내 항산화 방어과정에서 중요한 역할을 할 것으로 추측된다
포공영약침액의 암억제 효과를 살펴보기 위하여 quinone reductase (QR) 생성유도를 생쥐의 간암세포인 Hepa Iclc7를 이용하여 측정한 결과, 포공영약침액을 처리한 Hepa Iclc7에서 QR생성이 유도되었다. 또한 포공영약침액은 phase II detoxification 효소인 glutathione S-transfer-ase (CST) 활성을 증가시키고 glutathione 생성도 증가시켰다 QR과 CST는 간세포에서 주로 생성되는 phase II효소로 발암물질에 의해 일어나는 돌연변이와 종양화 효과를 막아주고 발암물질을 무독화 시키는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 실험에서 포공영약침액은 QR 효소 생성 유도, glutathione 함량 증가 및 CST 효소활성 증대등 phase II detoxification의 기작을 통한 발암과정의 blocking agent로서 효과가 있음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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