• Applied Biological Chemistry
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• 제42권4호
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• pp.298-303
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• 1999

토마토 뿌리조직의 마이크로솜 ATPpase활성에 대한 중금속의 효과를 조사하기 위하여 뿌리조직으로부터 마이크로솜을 분리하였고, enzyme-coupled assay를 이용하여 마이크로솜 이온펌프(ATPase)의 활성을 측정하였다. 여러 가지 중금속 이온들 중 $Hg^{2+}$은 마이크로솜 ATPpase 활성을 농도 의존적으로 저해하였으며, $Gd^{3+}$과 $Fe^{3+}$, $La^{3+}$, $Zn^{2+}$, $Pb^{2+}$ 등은 마이크로솜 ATPpase의 활성을 저해하면서 동시에 assay에 사용된 효소를 저해하였다. 그러나, $Cs^+$과 $Ba^{2+}$은 마이크로솜 ATPpase 활성에 영향을 미치지 않았다. $Hg^{2+}$은 원형질막과 액포막에 위치하는 $H^+-ATPase$들의 활성을 $10\;{\mu}M$ 이상의 농도에서 현저히 저해하였고, 1 mM 이상의 농도에서 완전히 저해하였으며, 두 효소들에 대한 활성저해의 Ki 값은 각각 $80\;{\mu}M$, $58\;{\mu}M$로 나타났다. $Hg^{2+}$에 의해 저해된 ATPpase의 활성은 DTT의 농도를 증가시킴에 따라 회복되어, $Hg^{2+}$에 의한 ATPpase 활성저해는 가역적임을 확인하였다. 이러한 결과들은 $Hg^{2+}$이 원형질막과 액포막에 위치한 $H^+-ATPase$들을 비선택적이고 가역적으로 저해함을 보여준다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권4호
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• pp.405-410
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• 2016

Auxins are essential in plant growth and development. The auxin-stimulated elongation of plant cells has been explained by the "acid-growth theory", which was proposed forty years ago. According to this theory, the auxin activates plasma membrane $H^+-ATPase$ to induce proton extrusion into the apoplast, promoting cell expansion through the activation of cell wall-loosening proteins such as expansins. Even though accepted as the classical theory of auxin-induced cell growth for decades, the major signaling components comprising this model were unknown, until publication of recent reports. The major gap in the acid growth theory is the signaling mechanism by which auxin activates the plasma membrane $H^+-ATPase$. Recent genetic, molecular, and biochemical approaches reveal that several auxin-related molecules, such as TIR1/AFB AUX/IAA coreceptors and SMALL AUXIN UP RNA (SAUR), serve as important components of the acid-growth model, phosphorylating and subsequently activating the plasma membrane $H^+-ATPase$. These researches reestablish the four-decade-old theory by providing us the detailed signaling mechanism of auxininduced cell growth. In this review, we discuss the recent research progress in auxin-induced cell elongation, and a set of possible future works based on the reestablished acid-growth model.

• Journal of Photoscience
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• 제9권2호
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• pp.86-89
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• 2002

Blue light activates proton pump, and creates electrical gradient across the plasma membrane and drives $K^{+}$ uptake in stomatal guard cells. In this presentation, we provide evidence for regulatory mechanisms of the pump and the identification of blue light receptor. The pump is shown to be the plasma membrane H$^{+}$- ATPase and is activated through phosphorylation of the C-terminus. Phosphorylation occurred and 14-3-3 protein bound to the phosphorylation site. The binding of 14-3-3 protein was required for the H$^{+}$-ATPase activation. We also found that phot1 phot2 double mutant does not respond to blue light but other mutants respond to blue light by stomatal opening. However, all these mutants are capable of stomatal opening in the presence of fusicoccin, an activator of the H$^{+}$-ATPase. These results suggest that both photl and phot2 act as blue light receptors in guard cells.d cells.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제8권3호
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• pp.197-202
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• 1998

Aliphatic alkenals having 6 to 13 carbons were evaluated for antifungal activity against Saccharomyces cerevisiae. The activity was gradually increased with chain length, e.g., (E)-2-decenal and (E)-2-undecenal exhibited maximum potency, while (E)-2-dodecenal and (E)-2-tridecenal were completely inactive. Alkenals showed increasing inhibitory activity with chain length, as in the case of antifungal activity, towards glucose-induced medium acidification by the plasma membrane $H^+$-ATPase of S. cerevisiae. The group including (E)-2-nonenal, (E)-2-decenal, and (E)-2-undecenal exhibited maximum potency, but the potency of (E)-2-dodecenal and (E)-2-tridecenal demonstrated a sudden drop with respect to the former group. (E)-2-Nonenal revealed dose-responsive inhibition to the medium acidification and inhibited over 90% at a concentration of 1.25 mM ($175.3{\mu}g$/ml). In contrast to (E)-2-undecenal whose inhibitory efficiency increased with incubation time, inhibition by (E)-2-dodecenal was reversed with time. Of the tested alkenals, (E)-2-heptenal and (E)-2-octenal most highly inhibited ATP hydrolytic activity by the plasma membrane $H^+$ ATPase, while (E)-2-heptenal at 10 mM ($1121.8{\mu}g$/ml) showed an inhibitory efficacy of 93.2%.

• Applied Microscopy
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• 제29권2호
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• pp.241-253
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• 1999

북부 온대지방에 서식하는 박쥐는 그 대부분이 동면을하며, 그 생식유형은 특이하여 가을에 교미하여 사정된 정자는 자성생식도내에 긴 동면기간 동안 저장되어 있는 것으로 알려져 있다(예: 한국큰관박쥐). 환언하면 저장되어 있던 정자는 이듬해 봄에 배란되는 난자와 수정하여 초여름에 출산하게 된다. 본 연구는 월동하는 정자 두부 Plasma membrane의 성분과 활성 등 형태적 및 기능적 특성을 관찰 분석함으로써, 인공임신율을 높일 수 있는 보다 효과적인 한냉온도 정자저장방법을 모색하기 위하여 시도되었다. 동면하는 한국큰관박쥐와 햄스타 및 비동면동물(마우스)의 정자 Plasma membrane이, 실온과 한냉온도(박쥐-동면온도)에서, 생존율, 첨체반응을, 단백질분포, 능동수송에 관여되는 효소$(Na^+-K^+-ATPase)$의 활성 및 주사전자현미경적 조직화학상을 분석하였다. 본 연구에서 얻은 실험결과에 의거하면, 동면동물인 한국큰관박쥐와 햄스타 및 비동면동물인 마우스 정자의 생존율과 첨체반응율은, 실온과 한냉(박쥐-동면)온도간에 의의있는 차이를 발견할 수 없었고, 단백질 분포와 $Na^+-K^+-ATPase$ 효소활성 및 주사전자현미경적 조직화학적 소견에 있어서도 두 온도간에 의의있는 차이는 없었다. 이와 같이 실온과 한냉온도 간에 형태적 기능적 차이가 없다고 하는 사실은, 동면동물이든 비동면동물이든 Spermatozoa plasma membrane이 동면중 또는 동면 이후에 안정적인 수정을 보장해 주는 형태적 및 기능적 보호구조임을 시사해 준다.

• Journal of Photoscience
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• 제4권2호
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• pp.41-48
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• 1997

The plasma membrane and microsomes, isolated from the cells treated with hematoporphyrm derivative (HpD) for 1 and 24 h, accumulated the aggregated porphyrin. The quantity of aggregated porphyrin was same in the plasma membrane and microsomes after isolating them from cells treated with HpD for 1 h whereas the microsomes accumulated higher quantity of aggregated porphyrin when cells were treated with HpD for 24 h. Photodynamic action of aggregated porphyrin on plasma membrane and microsomes was investigated using lipid specific fluorescent probes: 1,6-diphenyl-1,3,5-hexatrine (DPH) and 1-(4-trimethylammonium), 6-diphenyl-1,3,5-hexatrine(TMA-DPH). The time dependent anisotropy of these probes in the membranes was measured and the decay of anisotropy was analyzed using wobbling in cone model. Upon irradiation both the plasma membrane and the microsomes showed an increase in the limiting anis~)tropy and order parameter and a decrease in the cone angle of the lipid probes. The increase in the limiting anisotropy was pronounced in membranes isolated from the cells treated with HpD for 24 h. Photoinduced change in the limiting anisotropy was dependent on the duration of incubation of cells with HpD before isolating the membranes. In both the membranes. the membrane core was affected more as compared to the outer leaflet. In addition to the structural changes, a decrease in Na$^+$-K$^+$-ATPase and NADPH cyt c reductase activity was also observed upon irradiation of HpD treated cells. Inhibition in NADPH cyt c reductase was more when cells were treated with HpD for 24 h, however, Na$^+$-K$^+$-ATPase activity did not depend on the duration of the treatment of cells with HpD before irradiation. Our results suggest that the extent of photoinduced perturbations in the membranes varies as a function of duration of the treatment of cells with HpD and the membrane core is more susceptible to the photodynamic action of aggregated porphyrin.

• 한국작물학회지
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• 제56권1호
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• pp.72-79
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• 2011

본 연구는 간이 수경재배법을 이용하여 보리의 알루미늄 스트레스 내성과 민감성 품종을 간편하고 빠르게 screen하는 방법을 소개하고, 선별된 품종간의 뿌리의 생장, 뿌리 조직의 염색, 알루미늄 함량, 원형질막의 $H^+$-ATPase의 발현 변화를 조사하여 분석하였다. l. 보리 65가지 품종을 간이 수경재배법을 이용하여 $20{\mu}M$ 알루미늄을 24시간 처리 후 뿌리생장의 차이로 내성 세 품종(자예2, 자예6, 모치무기)과 민감성 세 품종(흰쌀, 올쌀, 품2)을 선별하였다. 2. 알루미늄에 내성 품종은 알루미늄 처리 농도(0, 5, 10, $20{\mu}M$)에 따라 뿌리 생장 감소폭이 적었으나, 민감성 세 품종은 상대적으로 낮은 $5{\mu}M$ 농도에서부터 80%의 생장이 억제되었다. 3. 내성인 자예2와 민감성인 품2의 알루미늄 처리 후, 농도별(0, 5, 10, $20{\mu}M$), 시간별(3, 6, 12, 24시간)로 0.2% hematoxylin으로 염색 시 주로 apex에 3시간 이후부터 염색되었으며, 민감성 품2가 내성인 자예2에 비해 농도와 시간에 따라 그 피해 정도가 매우 심각하였다. 4. $20{\mu}M$로 24 시간 처리된 뿌리 apex(10 mm)의 알루미늄 함량을 측정한 결과, 내성인 자예2는 주당 47.1 nmol의 함량을 보여 주었으나, 민감성인 품2는 주당 64.9 nmol의 높은 함량을 보여 주었다. 5. 24시간 동안 $20{\mu}M$ 알루미늄을 처리한 뿌리 원형질막 $H^+$-ATPase 발현을 western blotting을 통해 분석한 결과, 내성인 자예2는 차이가 없었으나, 민감성 품2는 현저히 억제되었다. 이로 보아 원형질막 $H^+$-ATPase가 알루미늄의 내성 기작에 관여하는 것으로 보인다. 6. 본 연구를 통해 간이 수경재배와 hematoxylin을 이용한 염색으로 간단하고 빠르게 보리의 알루미늄 내성과 민감성 품종의 screening을 할 수 있었고, 보리뿐 아니라 쌀, 밀 등의 다른 종자에도 적용할 수 있을 것이다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제48권3호
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• pp.212-216
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• 2005

Thapsigargin은 동물조직에서 ER/SR-type $Ca^{2+}-ATPase$의 선택적 저해제로서, 토마토 뿌리조직으로부터 분리한 마이크로솜에서 ATPase의 특성을 조사하기 위하여 사용되었다. Thapsigargin은 마이크로솜 ATPase 활성을 농도의존적으로 저해하였으며, $10\;{\mu}M$ 농도에서 총활성의 약 30%를 저해하였다. 이것은 뿌리조직에서 $Ca^{2+}-ATPase$의 활성이 매우 낮다는 것을 고려할 때, thapsigargin이 뿌리조직의 주된 ATPase 활성인 원형질막 및 액포막의 $H^+-ATPase$ 활성을 저해할 가능성을 보인다. Thapsigargin의 효과는 ${NO_3}^-$를 사용하여 액포막 $H^+-ATPase$ 활성을 저해하였을 때 현저하게 감소하였다. 그러나, thapsigargin의 효과는 원형질막의 $H^+-ATPase$ 활성에는 영향을 미치지 않아, thapsigargin이 토마토 뿌리조직에서 액포막 $H^+-ATPase$를 선택적으로 저해함을 보여준다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권3호
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• pp.64-72
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• 2023

𝛽-glucan은 바이오폴리머 (biopolymer)의 한 종류로 식품 및 의약품 산업에 이용되고 있으며, 최근 친환경신소재로서 제방강화에 이용되거나 토양에 배합하여 식생을 보호하는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 바이오폴리머 중 𝛽-glucan의 토양혼합 유무와 가뭄처리에 따른 괴근작물 고구마 (Ipomoea batatas L., 품종명 소담미)의 표현형, 생장, 그리고 주요 단백질의 발현 및 활성 변화를 분석하였다. 가뭄 스트레스 하에서 𝛽-glucan 토양혼합에 따른 고구마의 엽장 및 엽폭의 생장, 그리고 전해질유출도에서 큰 차이가 나타나지 않았으나. 상대수분함량은 통계적으로 유의성을 보여주었다. 가뭄스트레스 내성에 관여된 주요 원형질막 (plasma membrane, PM) 단백질의 발현과 활성을 분석하였을 때, 1차 능동수송체 PM H⁺-ATPase은 𝛽-glucan 토양혼합 조건과 가뭄스트레스에 하에서 상대적으로 높은 발현과 활성을 유지하였으나, 수분수송단백질 아쿠아포린 plasma membrane intrinsic protein 2 (PIP2)은 𝛽-glucan 토양혼합 조건과 가뭄스트레스에 의해 원형질막에서의 분포가 감소하였다. 이 결과는 𝛽-glucan의 토양혼합이 가뭄스트레스 하에서 토양수분 보유력을 향상시켜 고구마의 가뭄 스트레스와 관련된 원형질막 단백질들이 내성에 유리하게 발현됨을 보여준다. 결론적으로 이 연구는 바이오폴리머를 활용한 토양생태를 조절하는 기술로써 가뭄에 따른 식생의 생장 및 피해를 판단하는데 유효할 것이라 판단된다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1996년도 춘계학술대회
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• pp.181-181
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• 1996

The (Na, K) ATPase is a membrane ion transporting ATPase composed of an ${\alpha}$ catalytic subunit and a ${\beta}$ glycoprotein subunit. The topology of the rat ${\alpha}$1 and ${\beta}$1 subunits has been studied by insertion of epitope(s) : at the NH2-terminus and COOH-terminus and between Glu117 and Glul18, Lys828 and Arg829, Gln900 and Trp901, and Va1939 and Phe940 of the ${\alpha}$ subunit; and at the NH2-terminus and COOH-terminus and between Glu228 and Tyr229 of the ${\beta}$ subunit. The epitope-tagged ${\alpha}$l, constructs were expressed in HeLa cells to select for stable cell lines expressing a functional (Na, K)ATPase. All constructs, except for the one tagged between Gln900 and Trp901, resulted in ouabain-resistant colonies indicating that modified proteins retained functional integrity. The epitope-tagged ${\beta}$ constructs were transiently expressed in Cos-7 cells. The orientation of the epitopes with respect to the cell membrane was revealed by indirect immunofluorescence performed on permeabilized and non-permeabilized cells expressing the (Na, K)ATPase chains. The results indicate that the ${\alpha}$ subunit has 4 transmembrane segments in the COOH terminal membrane bound domain between residues 760 and 938, and that both the NH2-terminus and the COOH-terminus are in the cytosol; it was not determined whether there are more transmembrane segments between residue 938 and the COOH-terminus. The ${\beta}$ subunit has only one transmembrane spanning region with the NH2-terminus in the cytosol and the COOH-terminus on the extracytoplasmic surface of the plasma membrane.