• 제목/요약/키워드: heme synthesis

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인간 간암세포주 HepG2에서 heme oxygenase-1 발현에 대한 diallyl disulfide의 효과 (Effect of Diallyl Disulfide on Heme Oxygenase-1 Expression in Human Hepatoma Cell Line HepG2)

  • 김강미;이상권;박영철
    • 생명과학회지
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    • 제21권7호
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    • pp.1046-1051
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    • 2011
  • Dially disulfide (DADS)는 마늘의 주요한 유기 황화합물 성분으로서 다양한 약리 작용을 나타낸다. 최근 DADS가 항염증과 항동맥경화 작용뿐만 아니라 암세포의 증식을 억제하고 사멸을 유도한다는 보고가 이어지고 있고, 이에 관련된 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. 한편, DADS가 세포 내 항산화 인자인 glutathione을 증가시킨다는 연구결과와 세포 내 항산화 효소의 일종인 HO-1의 발현을 직접 유도한다는 결과가 보고되었다. 그래서, 본 연구에서는 논란이 되고 있는 DADS의 세포 내 항산화 효소인 HO-1의 발현에서의 효과 및 그 전사인자들의 작용에 관여하는지를 인간 간암세포주 HepG2에서 조사하였다. 배양 중인 HepG2 세포에서 DADS는 독성이 없는 농도에서 세포의 증식을 크게 억제하였고, 전사인자 Nrf2의 발현을 약하게 유도하였으나 HO-1의 발현에는 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 또한, DADS는 HO-1 유도제인 CoPP와 hemin에 의해 자극된 HepG2 세포의 HO-1 발현의 증가를 단백질 수준에서 강력하게 억제시키는 것으로 나타났다. 그러나 DADS는 CoPP에 의한 HO-1 유전자의 mRNA 수준의 전사에는 억제 효과를 보이지 않았으며, 또한 Nrf2와 small Maf의 발현을 증가시키고 핵 내에 축적시키는 것으로 나타났다. 이를 종합해 볼 때 DADS는 단독으로 HO-1 발현을 유도하지 못하고, HO-1 유도제에 의한 HO-1 유전자의 발현과정에서는 전사단계가 아닌 번역단계에서 역할을 함으로써 HO-1의 단백질 합성을 억제하는 것으로 보인다. 결론적으로, 항산화 효소인 HO-1의 활성은 외부 자극으로부터 세포를 보호하고 사멸에 저항하게 하는데, DADS는 인간 간암세포주 HepG2에서 이 효소의 발현을 억제함으로써 항암제 및 redox 변화에 따른 암세포주의 성장을 억제하고 세포사멸을 촉진시킬 수 있다고 여겨진다.

담배 현탁배양 세포의 Elicitor 유도성 5-epi-Aristolochene Hydroxylase 유전자의 클로닝 (Cloning of Elicitor-Inducible 5-epi-Aristolochene Hydroxylase in Tobacco Cell Suspension Culture)

  • Soon Tae Kwon;In-Jung Lee;Joseph Chappell
    • 생명과학회지
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    • 제8권5호
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    • pp.604-613
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    • 1998
  • 담배의 phytoalexin으로 알려진 capsidiol 생합성의 마지막 단계에 관여하는 5-epi-aristolochene hydroxy-lase 유전자의 일부를 RT-PCR 방법으로 클로닝하였다. 클로닝한 CYP-B3는 콩, 완두 등의 cytochrome P450계의 유전자와 높은 동일성을 보였으며 heme 결합부위로 알려진 FxxGxRxCxG을 포함하고 있는 것으로 나타났다. 또한 CYP-B3는 저온, 고온 또는 제초제 등에 의해서는 유도되지 않고 Elicitor에 의해서만 특이하게 유도되는 것으로 나타나 Phytoalexin 생합성에 관여하는 유전자임을 확인하였다. Cyt P450 억제제인 ancy-midol과 ketoconazol에 의해 CYP-B3의 전사는 억제되지 않는 반면 5-epi-aristolochene hydroxylase의 효소활성은 현저히 억제되는 것으로 나타나 이들 억제제는 전사후의 효소의 합성 또는 활성을 억제하는 것으로 나타났다.

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Inhibitory Action of Tsunokaori Tangor Peel on the Lipopolysaccharide-Induced Inflammatory Response in RAW 264.7 Macrophage Cells

  • Choi, Soo-Youn;Hwang, Joon-Ho;Ko, Hee-Chul;Park, Soo-Young;Kim, Gi-Ok;Kim, Duck-Hee;Chang, Ih-Seop;Kwon, H.-Moo;Kim, Se-Jae
    • Food Science and Biotechnology
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    • 제15권2호
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    • pp.270-276
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    • 2006
  • We evaluated the effects of extracts of Tsunokaori tangor peel on lipopolysaccharide (LPS)-induced nitric oxide (NO) and prostaglandin $E_2\;(PGE_2)$ in RAW 264.7 cells. The ethyl acetate fraction of Tsunokaori tangor peel (EA-TTP) markedly inhibited the production of NO and $PGE_2$ in LPS-stimulated RAW 264.7 cells. Consistent with these findings, the expression levels of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2) proteins were down-regulated in a dose-dependent manner. Additionally, EA-TTP decreased the expression iNOS mRNA but not COX-2 mRNA. To determine the upstream signaling mechanism for the down-regulation of LPS-induced iNOS expression, we investigated the effect of EA-TTP on the degradation and re-synthesis of $I{\kappa}B{\alpha}$. EA-TTP dose-dependently delayed $I{\kappa}B{\alpha}$ degradation and increased $I{\kappa}B{\alpha}$ re-appearance following degradation, suggesting this as the mechanism by which EA-TTP suppressed iNOS gene expression. The EA-TTP also dose-dependently reduced the expression of the cellular stress-response protein heme oxygenase-1, and inhibited the LPS-induced sustained activation of extracellar signal-regulated kinase (ERK).

Overexpression of rice premnaspirodiene oxygenase reduces the infection rate of Xanthomonas oryzae pv. oryzae

  • Nino, Marjohn C.;Song, Jae-Young;Nogoy, Franz Marielle;Kim, Me-Sun;Jung, Yu Jin;Kang, Kwon-Kyoo;Nou, Illsup;Cho, Yong-Gu
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제43권4호
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    • pp.422-431
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    • 2016
  • Plants utilize cytochrome P450, a large superfamily of heme-containing mono-oxygenases, in the synthesis of lignins, UV protectants, pigments, defense compounds, fatty acids, hormones, and signaling molecules. Despite the overwhelming assortment of rice P450 accession numbers in the database, their functional studies are lacking. So far, there is no evidence involving rice P450 in disease immunity. Most of our understanding has been based on other plant systems that are mostly dicot. In this study, we isolated the cytochrome P450 (OsCYP71) in rice, and screened the gene using gain-of-function technique. The full-length cDNA of OsCYP71 was constitutively overexpressed using the 35S promoter. We then explored the functions of OsCYP71 in the rice - Xanthomonas oryzae pv. oryzae pathosystem. Using the gene expression assays, we demonstrate the interesting correlation of PR gene activation and the magnitude of resistance in P450-mediated immunity.

ENZYMATIC STUDIES ON VITAMIN B6 METABOLISM

  • Kim, Young-Tae
    • 한국어병학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.133-142
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    • 1993
  • 비타민은 동물과 어류에 있어 성장, 발육, 및 대사기능에 비교적 적은 양으로 요구되는 필수 미량원소이다. 이들 미세 영양분이 결핍됨으로써 식욕 감퇴에서부터 심한 조직 변형등의 증상들을 일으킨다. 수용성 vitamin B6는 비교적 적은양이 요구되며, 주로 보조 효소 기능을 가지고 있다. 비타민 B6라는 명칭은 유사한 대사 기능들을 가진 화학적으로 관련된 pyridoxine, pyridoxamine, pyridoxal들을 의미한다. 비타민 B6는 비 반추 포유류, 조류와 어류의 음식물을 통해 섭취되는 성분이며, 비타민 B6 화합물들은 식물과 미생물 등에 의해 합성된다. 대사적으로 활성형인 비타민 B6 보조효소는 pyridoxal-5-phsphate(PLP)이며, decarboxylases, aminotransferases, sulfhydrases, tryptophanases를 포함한 아미노산 대사에 관여하는 여러 효소들(PLP-dependant)에 coenzyme으로 작용한다. 비타민 B6 요구량이 육식 동물보다 고단백질을 섭취하는 어류에서 더 높다. B6는 탄수화물과 지질의 대사에도 역시 관여하며 heme과 serotonin의 합성에 필수적이다. 어류에서 결핍증(현상)은 빨리 나타나는데, 이러한 증세로는 신경계 분열, 경련, 유영 부조화, 피부병변, 부종, 안구 돌출, 근 긴장성 경련 등이 포함된다. 비타민 B6는 pyridoxal kinase와 pyridoxine(pyridoxamine) oxidase의 촉매 반응에 의해 생체내 활성형인 PLP로 된다. PLP는 PLP-의존성 효소에서 보조 효소로 필수적인 역할을 하는 관계로 이 논문에서는 비타민 B6 생합성 및 대사와 비타민 B6 의존성 효소(aminotransferase)의 특성과 작용기작에 대한 효소학적 연구를 중점으로 이들 enzyme들의 구조와 기능에 대한 최근 연구 동향을 살펴보고자 한다.

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연 노출 근로자들의 ALAD genotype에 따른 연 노출지표 및 증상과의 관련성 (Relationship on the lead exposure indices and symptoms by ALAD genotype in lead worker)

  • 안규동;이종천;조광성;김진호;이성수;이병국
    • 한국산업보건학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.111-117
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    • 2001
  • A cross-sectional study was performed to evaluate associations between lead biomarkers, lead-related symptoms, and ${\delta}$-aminolevulinic acid dehydratase (ALAD) genotype among 598 lead workers and 144 control office workers in storage battery industries, secondary smelting and litharge making industries. Lead inhibits the second enzymes, ALAD, in the heme synthesis pathway. ALAD gene, which codes for one of three isozymic proteins (termed ALAD1-1, ALAD1-2, and ALAD2-2), seems to modify the toxicokinetics of lead. The result as follows; The percents of total workers whose genotype of ALAD1-1 and ALAD1-2 were 88.4% and 11.6%, respectively. The zinc protoporphyrin in blood (ZPP) and ${\delta}$-aminolevulinic acid in urine (ALAU) of lead workers with ALAD1-2 were significantly lower than those of lead workers with ALAD1-1, but there were no significant difference between two genotype for blood lead, age, and work duration. The proportion of ALAD1-2 genotype in control office workers was 13.2%. The proportions of ALAD1-2 genotype of lead workers were 14.0%(their mean air lead level below $0.024mg/m^3$), 10.4%($0.025-0.049mg/m^3$), 11.8%($0.050-0.099mg/m^3$), and 9.4%(above $0.100mg/m^3$), respectively. In the logistic analysis of 15 lead related symptoms, 'arthralgia'(S7) symptom of ALAD1-2 was significantly lower (OR=0.481; 95% CI=0.248-0.932) than that of ALAD1-1, but 'feeling of irritation'(S11) of ALAD1-2 was significantly higher(OR=1.636; 95% CI=1.035-2.586) than that of ALAD1-1 after controlling possible confounder (blood lead, work duration, smoking and drinking habit).

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비둘기의 체내 조직 중 중금속 농도의 상관관계 (Correlation between Heavy Metal Levels in Tissues of Feral Pigeons(Columba livia))

  • 남동하;이두표;구태회
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제25권5호
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    • pp.335-339
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    • 2002
  • 전국 6개 지역에서 서식하는 비둘기(Columba livia) 60마리를 채집하여 간, 신장, 뼈, 허파 조직의 Fe. Zn, Mn, Cd, Pb 농도를 측정하고 조직간, 원소간 상관관계를 분석하였다. 조사 결과 조직간, 원소간에 다양한 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다. 조직별 원소간 상관관계에서는 독성 원소인 카드뮴의 경우 체내 축적은 장점막내의 흡수 수용체로부터의 철 흡수를 저하시키며, hemoglobin과 hematocrit의 낮은 수치를 유도하므로 두 원소간 음의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 간 및 신장 조직 중 독성 원소인 카드뮴과 필수 원소인 아연과는 정의 상관관계가 나타났으며, 이는 체내 항상성 유지를 위한 독성방어 메커니즘과 밀접한 관련이 있음을 시사한다. 간 조직 중 납과 철과의 정의 상관관계는 6개 지역 중 상대적으로 농도가 높은 부산지역에서만 나타났으며, 이는 납이 hemoglobin 합성을 방해하여 간 조직 내 철의 보유량을 증가시킨다는 사실을 암시한다. 원소간 조직별 상관관계에서는 오염원소인 납과 카드뮴에서 상대적으로 다른 원소에 비해 다양한 상관관계가 나타난 것으로 조사되었으며, 이러한 조직간, 원소간 상관관계는 조류를 이용한 특정지역의 오염 및 위해 정도를 모니터링하는 데 필히 고려되어야 한다는 사실을 시사한다.

Effects of 5-Aminolevulinic Acid on Growth and Inhibition of Various Plant Species

  • Kuk, Yong-In;Lim, Gyeong-Seob;Chon, Sang-Uk;Hwang, Tay-Eak;Guh, Ja-Ock
    • 한국작물학회지
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    • 제48권2호
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    • pp.127-133
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    • 2003
  • The purpose of this study is to investigate the positive or negative effects of 5-aminolevulinic acid(ALA) on the growth of several crops and weeds, by applying a seed soaking treatment, foliar treatment, and application timing, while comparing biological activity between ALA produced by chemical synthesis (Synthetic-ALA) and extracellularly-accumulated ALA by overexpressing the hemeA gene isolated from Bradyrhizobium japonicum(Bio-ALA). Seed soaking treatment of ALA in barley (five cultivars) and wheat (five cultivars) had not shown positive effects at lower concentrations, 0.05 to 0.5 mM as well as negative effects at higher concentrations, 1 to 30 mM. In rice, there also was no positive effect by seed soaking treatment of ALA at lower concentrations, although the rice became damaged by an application of 5 and 10 mM ALA. Growth in barley cultivars, Ganghossalbori, Naehanssalbori, Songhakbori, Saessalbori, and Daehossalbori were increased up to 14%, 19-51 %, 17-64%, 18-23%, and 22-38% by ALA foliar application at lower concentrations, 0.05 to 0.5 mM, respectively. On the other hand, the growth in barley cultivars was inhibited by ALA foliar application at higher concentrations. Barley responded more positively to ALA foliar application than wheat and rice. The growth stimulation caused by ALA seed soaking treatment was less than by ALA foliar treatment. ALA treatment at the 1.5-leaf stage increased growth of barley by 19-58%, while pretreatment to seeds, post-emergence treatment at 3 days after seeding, 3-leaf stages, and 5-leaf stages had not shown positive effects. Thus, the positive effects of ALA on barley were dependent greatly upon the timing of application and its concentration. Monocots weeds were more sensitive to ALA foliar treatment than dicotyledonous weeds. A monocot weed, Setaria viridis L. was the most susceptible plant to ALA while a dicotyledonous weed, Plantago asiatica L. was the most tolerant. No significant difference in biological activity between bio-ALA and synthetic ALA on barley, wheat, rice, and weed, Ixeris dentate tested was observed. Thus, ALA produced by microorganisms would be a potent substance to be used effectively in agricultural production.

3T3-L1 지방전구세포에서 합토글로빈에 의한 염증성 cytokine 발현 조절 (The Effect of Haptoglobin on Expression of Inflammatory Cytokines in 3T3-L1 Preadipocytes.)

  • 조진경;김남훈;오미경;박선주;김인숙
    • 생명과학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.537-541
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    • 2008
  • 백색지방조직(white adipose tissue)은 에너지 저장뿐만 아니라 다양한 adipokines을 분비하는 중요한 내분비 기관이다. 급성기반응 단백질로 알려져 있는 합토글로빈(haptoglobin)도 adipokine의 한 종류로서 지방세포에서 합성되고 분비된다. 그러나 adipokine으로서의 기능과 지방조직에서의 역할은 아직까지 규명되지 않았다. 본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포를 합토글로빈 유전자로 transfection 시켜 합토글로빈을 과발현하는 세포를 만들고 세포증식, 염증관련 인자들의 발현조절 및 단구세포의 유인성을 조사하였다. 그 결과, 합토글로빈은 3T3-L1 세포의 성장에는 별 영향을 미치지 않았으나 IL-6와 COX-2 발현을 저해하고 HO-1 합성을 증가하였다. 또한 THP-1 단구세포를 이용한 invasion assay에서는 합토글로빈이 단구세포의 이동을 저해하였다. 이러한 결과들은 합토글로빈이 지방조직에서 항염증 반응에 관여함을 시사한다. 만성적 염증상태(chronic low-grade inflammatory state)로 인식되고 있는 비만은 염증관련 인자들에 의한 인슐린저항성이 유도되는 바, 합토글로빈은 비만 관련 인슐린저항성을 방지하고 인슐린민감성을 향상시키는 데에도 기여할 것으로 생각된다.