• 제목/요약/키워드: glutathione- S-transferase

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황금추출물이 고지방 식이를 급여한 흰쥐의 지질대사 및 항산화방어계에 미치는 영향 (Effects of Scutellaria baicalensis Water Extract on Lipid Metabolism and Antioxidant Defense System in Rats Fed High Fat Diet)

  • 윤혜진;박영숙
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.219-226
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    • 2010
  • 황금열수추출물이 고지방 식이를 급여한 흰쥐의 체내 지질대사 및 항산화 체계에 미치는 영향을 알아보기 위해 6주간 사육하여, 지질 농도, 항산화능 및 항산화 효소 활성도를 측정하였다. 최종 체중과 체중증가량은 군 간에 유의적인 차이가 없었다. 식이섭취량은 정상식이군보다 고지방식이군에서 유의하게 낮았고, 식이효율은 고지방식이군에서 정상식이군에 비해 유의적으로 높았다. 혈장의 HDL-콜레스테롤은 고지방식이군에 비하여 고지방 황금열수추출물군이 유의적으로 증가하였다. 중성지방은 정상식이 및 고지방섭취 시 모두 황금열수추출물 첨가군이 황금열수추출물 무첨가군에 비해 유의적으로 증가하였다. 간의 총 지질은 군 간에 차이가 없었고, 총 콜레스테롤은 고지방 섭취 시 황금열수추출물 첨가로 유의하게 감소하였으며 중성지방 농도는 정상식이군에 비하여 고지방식이군에서 유의적으로 증가하였다. HDL-cholesterol/total cholesterol은 고지방식이군에 비하여 고지방식이 황금추출물군에서 유의적으로 증가하였고, 동맥경화지수는 유의적으로 감소하였다. 혈장과 간의 지질과산화물 농도는 정상식이 섭취 시 황금열수추출물 섭취로 유의하게 감소하였다. 혈장의 TAS(total antioxidant status) 값은 고지방 섭취로 감소되었으며, 황금열수추출물 섭취로 유의하게 증가되었다. 간의 SOD, catalase 및 glutathione S-transferase 활성도는 정상식이 및 고지방섭취 시 모두 황금열수추출물 첨가군이 황금열수추출물 무첨가군에 비해 유의적으로 증가하였고, glutathione peroxidase 활성도와 glutathione 함량은 고지방섭취 시 황금열수추출물 첨가로 유의하게 증가하였다. 이상의 결과에서 고지방식이를 공급하였을 때 황금추출물의 섭취는 혈장과 간의 총콜레스테롤과 중성지방의 농도는 낮추고, 혈장의 HDL-콜레스테롤 농도, 총 콜레스테롤에 대한 HDL-콜레스테롤비율은 높이고 동맥경화지수를 낮추어 고지혈증 예방 및 치료에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 보인다. 또한 항산화 효소활성을 증가시켜 혈장과 간의 지질과산화물 함량을 낮춤으로써 산화적 스트레스를 억제하는 항산화제의 작용이 가능함을 시사해주었다.

육계 사료 내 매실 및 오미자 첨가가 성장, 혈액 생화학 성분 및 항산화 작용에 미치는 영향 (Effect of Dietary Supplementation of Plum or Omija on Growth Performance, Blood Biochemical Profiles and Antioxidant Defense System in Broiler Chickens)

  • 고영현;문양수;손시환;정장용;장인석
    • 한국가금학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.121-131
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    • 2012
  • 본 연구는 매실과 오미자 분말을 첨가한 사료를 급여하여 육계의 성장과 사료 효율, 소화 장기 무게, 혈액 성상 및 체내 항산화 방어 작용에 미치는 영향에 대하여 조사하기 위하여 실시되었다. 실험 설계로서 3일령 육계 96수를 각 처리구당 32수씩(n=8) 대조구(CON), 매실 0.2%(PMS) 및 오미자 0.2%(SCB) 등 3 처리구에 완전임의 배치하여 35일령까지 사양시험을 실시하였다 전 시험기간(3~35일령)의 체중, 증체량, 사료 섭취량 및 사료 요구율은 천연물 첨가에 따른 영향이 없는 것으로 나타났다. 또한 간, 소장, 췌장 등과 같은 소화기관 무게 역시 매실과 오미자 첨가에 따른 영향을 받지 않았다. 혈액 생화학 성상을 살펴보면 오미자 첨가구는 대조구보다 triglyceride 수준이 유의적으로 증가되었지만(P<0.05), glucose, total protein, cholesterol, HDLC, LDLC등과 같은 성분은 유의적 변화가 없었다. 또한 오미자 첨가구가 매실 첨가구에 비해 유의적으로 혈중 glucose 함량이 증가하였다(P<0.05). 항산화 방어 작용에 대한 지표를 분석한 결과, in vitro에서 매실 및 오미자는 높은 항산화 소거능(RSA)을 보였으며, 특히 오미자 추출물에서 더욱 높게 나타났다. 또한 간 또는 근육 조직의 GSH 함량은 오미자 및 매실 첨가구가 대조구에 비해 유의적으로 증가되었다(P<0.05). 그러나 소장점막세포, 간 및 근육에서 SOD, GPX 및 GST와 같은 항산화 효소의 활성도 및 지질과산화도(MDA)는 처리구간에 차이가 없었다. 결론적으로 0.2% 수준의 매실 및 오미자분말의 급여는 육계의 사양성적 및 장기무게에 영향을 미치지 않았으나, 이들 물질은 체 조직에서 항산화력을 증가시키므로 육계 사료 내 천연 항산화소재로서 이용이 가능할 것으로 사료된다.

사료 내 항산화원으로서 커피박 첨가가 닭의 사양성적, 혈액생화학성상 및 항산화 작용에 미치는 영향 (Effects of Dietary Supplementation of Coffee Meal on Growth Performance, Blood Biochemical Profiles and Antioxidant Defense System in Broiler Chickens)

  • 고영현;강선영;장인석
    • 한국가금학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.223-232
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    • 2012
  • 본 연구는 커피박 첨가 사료가 육계의 사양 성적, 면역 장기 무게, 혈액성상 및 항산화 방어 작용에 미치는 영향에 대하여 조사하기 위하여 실시되었다. 실험 설계로서 3일령 육계 162수를 각 처리구당 54수씩(n=6, 케이지당 9수) 대조군(CON), 커피박 0.5%(CM0.5) 및 1.0%(CM.0) 3 처리군에 완전임의 배치하여 35일령까지 사양 시험을 실시하였다. 커피박 분말은 육계 후기 사양 기간(2~35일령) 동안에 첨가하여 급여하였다. In vitro radical 소거능 분석(DPPH 방법) 결과, 커피박 추출물은 매우 높은 radical 소거능(RSA)을 보였다. 사양 시험 결과, 커피박 0.5 및 1.0% 참가 급여는 체중, 증체량, 사료 섭취량 및 사료 요구율에 따른 부정적 영향이 없는 것으로 나타났다. 또한 간, 비장 및 F-낭 등 면역 관련 장기 무게 역시 커피박 첨가에 따른 영향을 받지 않았으나, 흉선의 무게는 커피박 첨가군에서 유의적으로(P<0.05) 증가되었다. 혈액 생화학 성상에서도 glucose, total protein, triglyceride, cholesterol 등은 차이가 없었으나, albumin은 커피박 첨가군에서 유의하게(P<0.05) 증가하였다. 소장점막세포 및 간조직에서 SOD, GPX 및 GST와 같은 항산화 효소의 활성도 및 GSH 함량은 커피박 첨가에 따른 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 그러나 간세포의 microsome 조직에서 지질과 산화도(MDA)는 커피박 첨가에 따라 감소되었으며, CM0.5 군에서 대조군에 비해 현저히(P<0.05) 감소되었다. 결론적으로 0.5~1.0% 수준의 커피박 첨가 급여는 육계의 사양 성적에 부정적인 영향을 미치지 않았으며, 오히려 간 조직의 지질과산화를 억제하여 체 조직에서 항산화력을 증가시키므로 육계 사료 내 천연 항산화 소재로서 이용이 가능할 것으로 사료된다.

숙지황(熟地黃)과 육미지황탕(六味地黃湯)이 노화과정(老化過程) 흰쥐에서의 항산화(抗酸化) 기전(機轉)에 미치는 영향(影響) (A study on the Effects of Rehmannia Radix and Eukmigihwangtang (EMGHT) on Antioxidation Activity in Aging Rats)

  • 안상원;이철완
    • 혜화의학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.593-623
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    • 1999
  • This experimental study was designed to verify the anti-aging efficacy of Eukmigihwangtang (EMGHT) and Rehmannia Radix, and determine the specific role and actions of Rehmannia Radix. Normal rat (2 months old), aging rat (8 months old), and pathologically induced rat (2 months old, injected 30mg/kg of streptozotocin) are observed to study the aging eliciting factors such as peroxide contents and enzyme activities. The following results were obtained in this study: 1. For the body weight changes, normal group given Rehmannia Radix showed decrease in the body weight compared to the control group, aging group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant decrease in the body weight, and STZ injected group showed suppression to the body weight loss when given EMGHT and Rehmannia Radix. 2. For the content changes in serum lipid peroxide, normal group showed increasing level as the rat gets older. Aging group and STZ injected group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant decrease in the lipid peroxide level compared to the control group. Decrease was more prominant in the group given EMGHT. 3. For the changes in serum hydroxyl radical, normal group did not show significant changes, but aging group and STZ injected group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant decrease in the hydroxyl radical level compared to the control group. Decrease was more prominant in the group given EMGHT. 4. For the changes in serum superoxide dismutase (SOD) activity, normal group did not show significant changes, but aging group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant increase in the SOD activity compared to the control group. STZ injected group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant decrease in the SOD activity compared to the control group. 5. For the content changes in hepatic lipid peroxide, aging group and STZ injected group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant decrease in the lipid peroxide level compared to the control group. 6. For the changes in hepatic cytochrome P-450 activity, aging group and STZ injected group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant decrease compared to the control group. Cytochrome b5 activity was significantly decreased only in the STZ injected group given EMGHT and Rehmannia Radix. 7. For the changes in hepatic aminopyrine demethylase and aniline hydroxylase activity, aging group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant decrease compared to the control group. STZ injected group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant increase in the aminopyrine demethylase activity, and showed significant decrease in the aniline hydroxylase activity compared to the control group. 8. For the content changes in hepatic protein bound-SH and nonprotein bound-SH, againg group and STZ injected group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant increase compared to the control group. 9. For the content changes in hepatic glutathione level, aging group and STZ injected group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant increase compared to the control group. 10. For the changes in hepatic glutathione S-transferase activity, aging group and STZ injected group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant increase and decrease, respectively, compared to the control group. 11. For the changes in hepatic glutathione reductase activity, aging group and STZ injected group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant increase compared to the control group, while $\gamma$-Glutamylcystein synthetase activity did not show significant changes. 12. For the changes in hepatic superoxide dismutase activity, aging group and STZ injected group given EMGHT and Rehmannia Radix showed significant decrease compared to the control group. From the above results, the antioxidant effects of EMGHT and Rehmannia Radix were proved, as well as the role of Rehmannia Radix, a chief of EMGHT, was examined. In addition, since no change was reconized as the quantity of Rehmannia Radix and the order herbs increased, the reasonableness on EMGHT was proven with respect to its composition and quantity. Thus, the significance of EMGHT could be objectively exmined in terms of its composition and quantity. Considering animals used in the experiment, there were obvious changes in aging rats and pathologically induced rats than in normal rats. Consequently, it was noticeable that EMGHT and Rehmannia Radix were working selectively on the subjects.

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Monascus pilosus로 발효시킨 후발효 녹차가 고지방 식이 마우스의 체중과 혈청 지방함량 및 간 조직 항산화계 효소활성에 미치는 영향 (Dietary Effects of Post-fermented Green Tea by Monascus pilosus on the Body Weight, Serum Lipid Profiles and the Activities of Hepatic Antioxidative Enzymes in Mouse Fed a High Fat Diet)

  • 이상일;이예경;김순동;양승환;서주원
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제55권2호
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    • pp.85-94
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    • 2012
  • Monascus pilosus로 발효시킨 후 발효 녹차의 첨가식이가 고지방식이 ICR 마우스의 체중과 혈청 지방함량 및 간 조직 항산화계 효소활성에 미치는 영향을 조사하였다. 정상대조군(NC), 고지방식이대조군(HC), 비발효녹차 분말을 2% 첨가한 고지방식이군(CHA) 및 M. pilosus로 발효시킨 후발효녹차 분말을 2% 첨가한 고지방식이군(mCHA)으로 구분하여 7주간 사육하였다. 체중은 CHA군과 mCHA군간의 유의적인 차이가 없으나 HC군에 비하여 각각 24.15 및 29.66%가 감소되었으며 식이섭취량에는 차이가 없었다. 체중 당 간 및 신장의 중량은 CHA군 및 mCHA군이 HC군에 비해 증가하였다. 체중 당 부고환주위지방의 무게는 mCHA군에서 유의하게 감소하였다. 혈청 TG와 의총콜레스테롤 함량은 mCHA군에서 NC군 수준으로 감소하였다. CHA군과 mCHA군의 HDL-cholesterol 함량은 HC군에 비하여 96.55 및 119.32%가 높았다. CHA군과 mCHA군의 CHA군 및 mCHA군의 LDL-cholesterol 함량은 각각 0.67 및 0.41을 나타내었다. 간 조직의 GSH 함량은 HC군에 비하여 CHA군이 11.24%, mCHA군은 23.68%가 높았다. LPO 함량은 CHA군과 mCHA군이 HC군에 비하여 43.70 및 45.38%가 낮았다. CHA군과 mCHA군의 xanthine oxidoreductase D type 효소활성은 HC군에 비하여 각각 18.52 및 33.33%가 감소하였으며 mCHA군은 NC군 수준으로 높았다. XOD O type 효소활성은 CHA군과 mCHA군이 HC군에 비하여 각각 16.67 및 33.33%가 높았다. superoxide dismutase 활성은 CHA군과 mCHA군이 HC군에 비하여 유의차는 없었다. mCHA군의 glutathione S-transferase 활성은 HC군에 비하여 유의적으로 높았으며 특히, mCHA군의 glutathione peroxidase 활성은 HC군의 2.55배, CHA군의 1.5배로 높았으며 NC군과 대등하였다. CHA군과 mCHA군의 ALT 활성 HC군에 비하여 현저하게 낮았다. 간 조직의 현미경 관찰결과, CHA군과 mCHA군에서는 간 세포 내 축적된 지방의 크기가 작은 포말형으로 변화되고, 이로 인해 간 세포판과 동양혈관 형성이 간 소엽단위로 뚜렷하게 구분되었다. 이상의 실험결과로 보아 M. pilosus로 발효시킨 후발효 녹차는 고지방식이에 의해 유발되는 비만과 고지혈증 및 지방간을 예방 혹은 경감시켜줄 수 있는 유효한 가능성을 시사하였다.

Kinesin superfamily KIF21A와 직접 결합하는 Pcp-2의 규명 (Pcp-2 Interacts Directly with Kinesin Superfamily KIF21A Protein)

  • 박혜영;김상진;예성수;장원희;이상경;박영홍;정용욱;문일수;김무성;석대현
    • 생명과학회지
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    • 제18권8호
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    • pp.1059-1065
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    • 2008
  • KIF21A는 kinesin superfamily에 속하는 분자 motor로서 미세소관을 따라서 분비소포를 운반한다. 최근의 연구결과 KIF21A 유전자 일부의 missense 돌연변이에 의하여 congenital fibrosis of the extraocular muscles (CFEOM) 1의 유발됨이 밝혀졌다. CFEOM1은 KIF21A의 돌연변이로 인하여 분화 발생과정에 occulo-motor신경과 neuromuscular junction 형성에 필요한 단백질을 이동시키지 못함으로써 유발된다. 본 연구에서는 효모 two-hybrid system을 사용하여 KIF21A의 WD-40 repeat domain과 결합하는 분자량이 작은 Purkinje cell protein-1 (Pcp-2), 또는 L7으로도 알려진 단백질을 분리하였다. Pcp-2는 효모 two-hybrid assay에서 KIF21A와 KIF21B의 WD-40 영역과는 결합하지만 다른 종류의 KIFs와는 결합하지 않았다. 또한 단백질간의 특이적 결합을 pull-down assay로 확인하였으며, 생쥐의 뇌 파쇄액에 Pcp-2 항체로 면역침강을 행하여 KIF21A를 확인한 결과 Pcp-2와 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 KIF21A는 Pcp-2와 결합하며, 또한 Pcp-2는 KIF21A의 adaptor 단백질로서 세포 내 KIF21A의 수송에서 매개 단백질로 작용함을 시사한다.

Effects of absorbents on growth performance, blood profiles and liver gene expression in broilers fed diets naturally contaminated with aflatoxin

  • Liu, J.B.;Yan, H.L.;Cao, S.C.;Hu, Y.D.;Zhang, H.F.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제33권2호
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    • pp.294-304
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    • 2020
  • Objective: The study was conducted to evaluate the effects of the absorbent (a mixture of activated carbon and hydrated sodium calcium aluminosilicate) on growth performance, blood profiles and hepatic genes expression in broilers fed diets naturally contaminated with aflatoxin. Methods: A total of 1,200 one-day-old male chicks were randomly assigned to 6 treatments with 10 replicate cages per treatment. The dietary treatments were as follows: i) control (basal diets); ii) 50% contaminated corn; iii) 100% contaminated corn; iv) control+1% adsorbent; v) 50% contaminated corn+1% absorbent; vi) 100% contaminated corn+1% absorbent. Results: During d 1 to 21, feeding contaminated diets reduced (p<0.05) body weight (BW), average daily gain (ADG), and average daily feed intake (ADFI), but increased (p<0.05) feed-to-gain ratio (F/G). The absorbent supplementation increased (p<0.05) BW, ADG, and ADFI. There were interactions (p<0.05) in BW, ADG, and ADFI between contaminated corn and absorbent. Overall, birds fed 100% contaminated diets had lower (p<0.05) final BW and ADG, but higher (p<0.05) F/G compared to those fed control diets. The absorbent addition increased (p<0.05) serum albumin concentration on d 14 and 28 and total protein (TP) level on d 28, decreased (p<0.05) alanine transaminase activity on d 14 and activities of aspartate aminotransferase and alkaline phosphatase on d 28. Feeding contaminated diets reduced (p<0.05) hepatic TP content on d 28 and 42. The contaminated diets upregulated (p<0.05) expression of interleukin-6, catalase (CAT), and superoxide dismutase (SOD), but downregulated (p<0.05) glutathione S-transferase (GST) expression in liver. The absorbent supplementation increased (p<0.05) interleukin-1β, CAT, SOD, cytochrome P450 1A1 and GST expression in liver. There were interactions (p<0.05) in the expression of hepatic CAT, SOD, and GST between contaminated corn and absorbent. Conclusion: The results suggest that the naturally aflatoxin-contaminated corn depressed growth performance, while the adsorbent could partially attenuate the adverse effects of aflatoxin on growth performance, blood profiles and hepatic genes expression in broilers.

Streptozotocin으로 유발된 당뇨쥐의 신장 손상에 대한 white-skinned sweet potato (Ipomoea batatas L.) 추출물의 보호효과 (Protective Effect of White-Skinned Sweet Potato (Ipomoea batatas L.) against Renal Damage in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats)

  • 장혜원;;문경옥;박종옥
    • 생명과학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.161-168
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    • 2010
  • White-skinned sweet potato (WSP, Ipomoea batatas L.)는 일본, 인도네시아 등에서 당뇨병과 그 치료에 민간에서 사용되고 있다. 본 실험에서는 WSP의 메탄올 추출물을 체중 1 kg 당 Dose 100, 200 mg을 투여하여 streptozotocin으로 유발된 당뇨쥐에서 손상된 신장 보호효과를 평가하였고 그 효능을 인슐린 분비촉진제인 glimepiride (45 mg/kg 체중)와 비교해 보았다. WSP 메탄올 추출물과 glimepiride를 2주 투여 한 후 혈당, 혈중 요소성 질소(BUN), 크레아티닌, 젖산 탈수소효소(LDH), 지질 과산화물(LPO) 함량, 그리고 항산화효소들인 superoxide dismutase (SOD), 카탈라아제(CAT), 글루타치온 과산화물 분해효소(GPx), 글루타치온 S-전이효소(GST) 등의 활성도를 측정하였다. BUN, 크레아티닌, LDH, 혈당, LPO 함량 등은 대조군에 비하여 그 값이 증가하였고, SOD, CAT, GPx, GST 값은 감소하였다. WSP 메탄올 추출물(200 mg/kg)을 투여한 후 측정한 값은 혈당, LPO, 신장병 표지인자인 BUN, 크레아티닌, LDH, 그리고 지질 과산화물 함량에서 의미있는 개선효과를 볼 수 있었고 항산화효소, 항산화물질의 증가도 나타났다. 따라서 WSP 메탄올 추출물은 당뇨쥐의 혈당을 낮추며 산화적 스트레스를 약화시키고 당뇨로 유발된 신장 손상을 보호해 주는 효과가 있다는 결과를 얻었다. 또한 민간에서 사용하고 있는 WSP가 실제로 당뇨 치료에 효과가 있음을 과학적 증거로 제공해 주었다고 판단된다.

Protein kinase (PKC)-ε와 serotonin transporter (SERT)의 C-말단과의 결합 (Protein Kinase (PKC)-ε Interacts with the Serotonin Transporter (SERT) C-Terminal Region)

  • 문일수;석대현
    • 생명과학회지
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    • 제20권10호
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    • pp.1451-1457
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    • 2010
  • Serotonin (5-hydroxytryptamine (5-HT))는 신경계의 세포-세포 간의 신호전달의 주요한 신경전달물질이다. 세포막에 존재하는 serotonin transporter (SERT)는 연접간격에 존재하는 5-HT를 세포 내로 재흡수 하여 세포외부의 5-HT 농도를 조절하지만 그 기전은 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 yeast two-hybrid system을 사용하여 SERT의 C-말단이 protein kinase C-$\varepsilon$ (PKC-$\varepsilon$)과 특이적으로 결합함을 알았다. PKC-$\varepsilon$는 PKC의 isotype으로 calcium 비의존적이며 phorbol ester/diacylglycerol 민감성 serine/threonine kinase이다. $Na^+/Cl^-$ 의존성 SLC6 gene family의 다른 수송체는 PKC-$\varepsilon$과 결합하지 않았다. Deletion mutant들을 사용하여 SERT는 PKC-$\varepsilon$의 C-말단부위와 결합함을 알았으며, 또한 이 단백질간의 결합을 GST pull-down assay로 확인하였다. PKC-$\varepsilon$는 in vitro에서 SERT의 N-말단의 펩티드를 인산화시켰다. 이러한 결과들은 PKC-$\varepsilon$에 의한 SERT의 인산화가 세포막에 존재하는 SERT의 활성을 조절하는 역할을 할 가능성을 시사한다.

Comparative physiological and proteomic analysis of leaf in response to cadmium stress in sorghum

  • Roy, Swapan Kumar;Cho, Seong-Woo;Kwon, Soo Jeong;Kamal, Abu Hena Mostafa;Kim, Sang-Woo;Lee, Moon-Soon;Chung, Keun-Yook;Woo, Sun-Hee
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.124-124
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    • 2017
  • Cadmium (Cd) is of particular concern because of its widespread occurrence and high toxicity and may cause serious morpho-physiological and molecular abnormalities in in plants. The present study was performed to explore Cd-induced morpho-physiological alterations and their potentiality associated mechanisms in Sorghum bicolor leaves at the protein level. Ten-day-old sorghum seedlings were exposed to different concentrations (0, 100, and $150{\mu}M$) of $CdCl_2$, and different morpho-physiological responses were recorded. The effects of Cd exposure on protein expression patterns in S. bicolor were investigated using two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) in samples derived from the leaves of both control and Cd-treated seedlings. The observed morphological changes revealed that the plants treated with Cd displayed dramatically altered shoot lengths, fresh weights, and relative water content. In addition, the concentration of Cd was markedly increased by treatment with Cd, and the amount of Cd taken up by the shoots was significantly and directly correlated with the applied level of Cd. Using the 2-DE method, a total of 33 differentially expressed protein spots were analyzed using MALDI-TOF/TOF MS. Of these, treatment with Cd resulted in significant increases in 15 proteins and decreases in 18 proteins. Significant changes were absorbed in the levels of proteins known to be involved in carbohydrate metabolism, transcriptional regulation, translation and stress responses. Proteomic results revealed that Cd stress had an inhibitory effect on carbon fixation, ATP production and the regulation of protein synthesis. In addition, the up-regulation of glutathione S-transferase and cytochrome P450 may play a significant role in Cd-related toxicity and stress responses. Our study provides insights into the integrated molecular mechanisms involved in response to Cd and the effects of Cd on the growth and physiological characteristics of sorghum seedlings. The upregulation of these stress-related genes may be candidates for further research and use in genetic manipulation of sorghum tolerance to Cd stress.

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