• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제42권1호
• /
• pp.11-17
• /
• 2014

Selenium(Se)은 사람에게 필수성분이지만 독성이 강한 물질이다. 따라서 생체에서 Se(셀레늄)의 농도조절은 정확하고 효율적으로 이루어져야 한다. 사람은 Se을 음식의 형태로 섭취해야 하고 주로 seleno-L-methionine (L-SeMet)의 형태로 섭취한다. 섭취된 L-SeMet은 methionine 대사와 동일한 효소를 이용하여 Se-adenosyl-L-SeMet으로 대사된다고 알려져 있었다. 그러나 최근 쥐의 간 추출물의 실험에서, L-SeMet이 cystathionine ${\gamma}$-lyase (mouse CGL)의 작용으로 methylselenol ($CH_3SeH$)로 직접적으로 대사된다는 보고가 있었다. CGL은 원래 cystathionine을 L-cysteine과 ${\alpha}$-ketobutyrate, 그리고 $NH_3$로 분해하는 효소로 알려져 있었다. 따라서 본 연구에서는 쥐의 간 추출물 대신에 인간의 CGL을 분리 정제하여 L-SeMet에서 methylselenol의 형성을 확인하고자 하였다. Methylselenol의 표준시료는 dimethyldiselenide를 sodium tetrahydroborate로 환원시켜 준비하였다. 그리고 L-SeMet을 기질로 사용한 효소 반응액 중에서 가스상의 생성물은 GC/MS 스펙트럼으로 분석하였다. 분석 결과 methylselenol의 유도체인 dinitrophenyl selenoether와 일치하였다. 또한 인간 CGL이 L-SeMet에서 methylselenol을 형성하는 반응의 kinetic parameter를 mouse CGL과 비교 분석하였다. 결과적으로 human CGL은 섭취된 L-SeMet의 대사를 책임지고 있는 중요한 효소이다.

• 생명과학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.119-126
• /
• 2011

질병과 밀접한 관계가 있는 hCGL 단백질의 경우 대량 배양 시 유도체를 사용하지 않아도 발현이 되는 점과 유전자 측면에서 조작이 쉬운 E.coli를 이용하여도 발현이 된다는 점에 있어서 중요한 이점을 가지고 있다. 본 연구에서는 배양되는 온도와 발현에 관련 있는 유도체의 농도, 600 nm에서의 균 성장 정도에 따른 유도체의 첨가 그리고 배지의 양을 조절하면서 유입되는 aeration의 조건으로 hCGL 단백질 발현의 최적의 조건 확립을 목적으로 하였다. 또 각 발생되는 inclusion body의 양을 측정하면서 보다 많은 가용성 단백질을 발현시키는 조건을 확립하고자 하였다. hCGL 단백질은 저온에서 보다 많은 양의 단백질이 발현되며 inhibitor의 억제를 담당하는 유도체의 농도와는 상관없이 발현이 되었다. 또한 균의 성장 정도에 따라 유도체의 첨가시기를 달리 하였을 때, 발현 비율에 차이는 있었으나 전체적인 단백질 양과 비교해 보면, 이는 hCGL 발현에 큰 영향을 미치지 않는다. 배지의 양을 달리하여 살펴본 aeration에 따른 hCGL 발현 정도는 배지의 부피가 15%일 때 높은 aeration으로 균의 양은 많았으나 목적 단백질인 hCGL의 발현은 aeration이 되지 않는 조건에서 더 잘되는 것을 확인하였다. 그리고 His-TEV-hCGL의 활성은 야생형 hCGL의 활성을 기준으로 하였을 때, L-cystathionine을 기질로 하였을 경우 76%, L-cysteine을 기질로 하였을 경우 88% 수준으로 유사한 활성을 나타내었고, 이는 손쉽게 정제 가능한 His-TEV-hCGL을 야생형을 대신하여 사용할 수 있음을 시사한다. 또한 His-TEV-hCGL이 야생형 hCGL과 같이, 427 nm에서 흡광을 가지는 것으로 보아 보효소PLP를 포함하고 있음을 알 수 있었다. 이로써 homocysteine 대사연구에 필수적인 hCGL 효소를 다량 얻는 방법을 확립하고, 관련 연구에 기여하리라 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제29권1호
• /
• pp.114-126
• /
• 2019

This paper introduces three ways to determine host-guest complexation of cucurbit[7]uril (CB[7]) with homocysteine (Hcy). After preincubating Hcy and cysteine (Cys) with CB[7], Ellman's reagent (DTNB) was used to detect Hcy and Cys. Only Cys reacted with DTNB and Hcy gave a retarded color change. This suggests that the -SH group of Hcy is buried inside CB[7]. Human cystathionine ${\gamma}-lyase$ (hCGL) decreased the level of Hcy degradation after preincubating Hcy and CB[7]. These results suggest that the amount of free Hcy available was decreased by the formation of a Hcy-CB[7] complex. The immunological signal of anti-Hcy monoclonal antibody was decreased significantly by preincubating CB[7] with Hcy. The ELISA results also show that ethanethiol group ($-CH_2CH_2SH$) of Hcy, which is an epitope of anti-Hcy monoclonal antibody, was blocked by the cavity in CB[7]. Overall, CB[7] can act as a host by binding selectively with Hcy, but not Cys. The calculated half-complexation formation concentration of CB[7] was 58.2 nmol using Ellman's protocol, 97.9 nmol using hCGL assay and 87.7 nmol using monoclonal antibody. The differing binding abilities of Hcy and Cys towards the CB[7] host may offer a simple and useful method for determining the Hcy concentration in plasma or serum.

• Journal of Ginseng Research
• /
• 제36권2호
• /
• pp.135-145
• /
• 2012

Previously, we reported that Helicobacter pylori-associated gastritis and gastric cancer are closely associated with increased levels of hydrogen sulfide ($H_2S$) and that Korean red ginseng significantly reduced the severity of H. pylori-associated gastric diseases by attenuating $H_2S$ generation. Because the incubation of endothelial cells with $H_2S$ has been known to enhance their angiogenic activities, we hypothesized that the amelioration of $H_2S$-induced gastric inflammation or angiogenesis in human umbilical vascular endothelial cells (HUVECs) might explain the preventive effect of Korean red ginseng on H. pylori-associated carcinogenesis. The expression of inflammatory mediators, angiogenic growth factors, and angiogenic activities in the absence or presence of Korean red ginseng extracts (KRGE) were evaluated in HUVECs stimulated with the $H_2S$ generator sodium hydrogen sulfide (NaHS). KRGE efficiently decreased the expression of cystathionine ${\beta}$-synthase and cystathionine ${\gamma}$-lyase, enzymes that are essential for $H_2S$ synthesis. Concomitantly, a significant decrease in the expression of inflammatory mediators, including cyclooxygenase-2 and inducible nitric oxide synthase, and several angiogenic factors, including interleukin (IL)-8, hypoxia inducible factor-1a, vascular endothelial growth factor, IL-6, and matrix metalloproteinases, was observed; all of these factors are normally induced after NaHS. An in vitro angiogenesis assay demonstrated that NaHS significantly increased tube formation in endothelial cells, whereas KRGE pretreatment significantly attenuated tube formation. NaHS activated p38 and Akt, increasing the expression of angiogenic factors and the proliferation of HUVECs, whereas KRGE effectively abrogated this $H_2S$-activated angiogenesis and the increase in inflammatory mediators in vascular endothelial cells. In conclusion, KRGE was able to mitigate $H_2S$-induced angiogenesis, implying that antagonistic action against $H_2S$-induced angiogenesis may be the mechanism underlying the gastric cancer preventive effects of KRGE in H. pylori infection.