• BMB Reports
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• 제55권10호
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• pp.488-493
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• 2022

The specific pair of heat shock protein 70 (Hsp70) and Hsp40 constitutes an essential molecular chaperone system involved in numerous cellular processes, including the proper folding/refolding and transport of proteins. Hsp40 family members are characterized by the presence of a conserved J-domain (JD) that functions as a co-chaperone of Hsp70. Tumorous imaginal disc 1 (Tid1) is a tumor suppressor protein belonging to the DNAJA3 subfamily of Hsp40 and functions as a co-chaperone of the mitochondrial Hsp70, mortalin. In this work, we performed nuclear magnetic resonance spectroscopy to determine the solution structure of JD and its interaction with the glycine/phenylalanine-rich region (GF-motif) of human Tid1. Notably, Tid1-JD, whose conformation was consistent with that of the DNAJB1 JD, appeared to stably interact with its subsequent GF-motif region. Collectively with our sequence analysis, the present results demonstrate that the functional and regulatory mode of Tid1 resembles that of the DNAJB1 subfamily members rather than DNAJA1 or DNAJA2 subfamily proteins. Therefore, it is suggested that an allosteric interaction between mortalin and Tid1 is involved in the mitochondrial Hsp70/Hsp40 chaperone system.

• 생물정신의학
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• 제14권4호
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• pp.221-231
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• 2007

Recent researches have shown that important cellular-based autoprotective mechanisms are mediated by heat-shock proteins(HSPs), also called 'molecular chaperones'. HSPs as molecular chaperones are the primary cellular defense mechanism against damage to the proteome, initiating refolding of denatured proteins and regulating degradation after severe protein damage. HSPs also modulate multiple events within apoptotic pathways to help sustain cell survival following damaging stimuli. HSPs are induced by almost every type of stresses including physical and psychological stresses. Our nervous system in the brain are more vulnerable to stress and damage than any other tissues due to HSPs insufficiency. The normal function of HSPs is a key factor for endogenous stress adaptation of neural tissues. HSPs play an important role in the process of neurodevelopment, neurodegeneration, and neuroendocrine regulation. The altered function of HSPs would be associated with the development of several neuropsychiatric disorders. Therefore, an understanding of HSPs activities could help to improve autoprotective mechanism of our neural system. This paper will review the literature related to the significance of HSPs in neuropsychiatric field.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권9호
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• pp.1307-1309
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• 2012

Haemophilus parasuis causes contagious porcine Gl$\ddot{a}$sser's disease leading to severe losses in the swine industry. In this study, we established an efficient Escherichia coli-based system for the expression of H. parasuis major outer-membrane protein (MOMP) that has been known as a good vaccine candidate against Gl$\ddot{a}$sser's disease. Use of an E. coli-derived pelB leader sequence made it possible to produce recombinant MOMP (rMOMP) as the soluble forms without an additional refolding process. Using two different animal models, it was evaluated that the rMOMP was capable of inducing a significant immune response and providing protection against H. parasuis infection.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제49권1호
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• pp.15-29
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• 2022

Cyclophilins (CYPs) are highly conserved ubiquitous proteins belong to the peptidyl prolyl cis/trans isomerase (PPIase) superfamily. These proteins are present in a wide range of organisms; they contain a highly conserved peptidyl-prolyl cis/trans isomerase domain. A comprehensive database survey identified a total of 35 genes localized in all cellular compartments of Solanum lycopersicum L., but largely in the cytosol. Sequence alignment and conserved motif analyses of the SlCYP proteins revealed a highly conserved CLD motif. Evolutionary analysis predicted the clustering of a large number of gene pairs with high sequence similarity. Expression analysis using the RNA-Seq data showed that the majority of the SlCYP genes were highly expressed in mature leaves and blooming flowers, compared with their expression in other organs. This study provides a basis for the functional characterization of individual CYP genes in the future to elucidate their role(s) in protein refolding and long-distance signaling in tomatoes and in plant biology, in general.

• 생명과학회지
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• 제19권5호
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• pp.561-565
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• 2009

인간조직인자는 혈액응고인자 factor VII 과 복합체를 형성하며 연속적인 혈액응고 연쇄반응을 촉매하는 효소 활성체이다. 복합체 형성에 필수적인 이 조직인자의 세포 외 부분이, 기존의 융합 단백질 및 히스티딘 말단이 없는 새로운 발현 벡터에 의해 대장균 내에서 과량 발현 되었다. 봉입체 형태로 발현된 재조합 인간조직인자는 DEAE-Sephacel 크로마토그라피 기술을 적용하여 분리, 정제 및 구조적 복원이 동시에 시도 되었다. 정제된 재조합 단백질은 SDS-PAGE 분석에서 순수한 형태로 나타났으며, 생물학적 활성도 또한 기존의 조직인자와 거의 동등함을 보였다. 본 연구의 발현 및 정제 시스템은 이전의 보고에서 보여진 방법들에 비해 단백질 분해효소를 사용하지 않아 추가적인 크로마토그라피 과정이 필요 없어 좀 더 효율적이기 때문에 기존의 발현 시스템에 대해 대체할 수 있는 매우 유용한 방법으로 제공된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권1호
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• pp.92-96
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• 2006

유기용매에서 효소를 이용하면 다양한 선택적 반응을 쉽게 수행할 수 있어 산업적 적용 가능성이 매우 높지만, 효소의 안정성 저하는 아직까지 큰 문제 중의 하나로 남아있다. 유기용매에서 효소 반응시 효소의 실활 원인과 효소의 안정화 방법 연구를 위하여 단백질의 folding에 관여하는 molecular chaperone의 일종인 heat-shock protein Hsp90을 이용하여, 대표적인 유기용매 반응시스템에서의 과산화효소 HRP 안정성 향상 연구를 수행하였다. 그 결과 Hsp90은 30％ DMSO, 30％ 및 50％ dioxane 완충용액에서 HRP의 실활 방지 효과를 보였고, 실활된 효소의 재생에도 탁월한 효과를 보였다. 그리고 형광분석과 CD(circular dichroism)에 의한 구조분석을 수행하여 Hsp90이 유기용매에 의해 unfolding되어 있는 효소를 다시 refolding하는 데 기여함을 알았다.

• BMB Reports
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• 제39권6호
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• pp.677-685
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• 2006

Proteins that are unfolded or misfolded in the endoplasmic reticulum (ER) must be targeted for refolding or degradation to maintain the homeostasis of the ER. Derlin-1 was reportedly implicated in the retro-translocation of misfolded proteins from the ER to the cytosol for degradation. In this report, we showed that Derlin-1 was down-regulated in the endothelial cells derived from human hepatic cavernous hemangioma (CHEC) compared with other tested cells. Electron microscopy analysis showed that ER was aberrantly enlarged in CHEC cells, but not in other tested cells. When overexpressed, Derlin-1 induced the dilated ER to return normal size. This ER dynamic was associated with the activation of unfolded protein response (UPR). In CHEC cells where Derlin-1 was down-regulated, increased expression of the immunoglobulin heavy chain-binding protein (Bip) and UPR-specific splicing of X-box DNA-binding protein 1 (XBP1) mRNA were detected, as compared with that in other tested cells, indicating that UPR was activated. After Derlin-1 overexpression, the extent of UPR activation diminished, as evidenced by decreased expression of Bip, reduced amount of the spliced form of XBP1 ($XBP1_S$), and elevated expression of the unspliced form of XBP1 ($XBP1_U$). Taken together, these findings provide another example of a single protein being able to affect ER dynamic in mammalian cells, and an insight into the possible molecular mechanism(s).

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권1호
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• pp.15-22
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• 1998

일반적으로 Streptomyces류는 성장이 늦고 유지가 어려운 반면, E. coli는 배양기간이 짧고 유전자 조작도 간편한 장점이 있기 때문에, E. coli를 이용하여 유용단백질을 생산하는 연구가 일반적인 흐름이다. 그러나 E. coli에서 외래유전자를 도입하여 대량으로 생산을 시키는 경우에 비용해성의 inclusion body를 형성하는 경우가 많으므로 용해성의 활성형 단백질을 생산하기 위하여는 여러 가지 조건을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 aklavlnone 11-hydroxylase gene(dnrF)을 E. coli BL2l에서 발현시킬 때의 배양조건을 배양온도와 IPTG농도의 두가지 요소를 조합하여 변형시키는 방법으로, 활성형 단백질의 생산을 최대화하고 inclusion body의 형성을 최소화하는 배양조건을 조사하였다. 그 결과, 37$^{\circ}C$에서 배양했을 때에는 0.02mM의 IPTG를 첨가하였을 때 inclusion body를 가장 적게 만들고, 그에 따라 생산되는 효소활성도 가장 높았다. 반면, 28$^{\circ}C$로 배양온도를 낮추었을 때에는 0.06mM의 IPTG를 첨가하였을 때 aklavinone 11-hydroxylase효소가 최대로 생산됨을 SDS-PAGE 및 효소 활성측정으로 확인하였다. IPTG농도를 0.1 mM로 높인 경우에는 28$^{\circ}C$, 37$^{\circ}C$에서 모두 aklavinone 11-hydroxylase효소가 과발현되어 Inclusion body를 가장 많이 생성하였음을 알 수 있었다. 방선균에서 동일 유전자를 대량발현시키는 경우 발현된 단백질의 효소 활성은 있으나 SDS-PAGE상에서의 단백질의 관찰이 불가능하였고, 동시에 단백질의 정제시 효소활성이 소실되어 정제가 불가능하였다. 이러한 효소 활성의 소실의 원인은 세포내의 어떤 저분자물질일 것으로 추정되며 본 연구에서 제작한 antibody를 이용하면, 효소의 정제가 용이하게 수행될 것이다. 특히 대장균계에서의 활성형 효소의 최적발현조건에서 세포를 배양하거나, inclusion body의 refolding을 실시한 후, 항체를 이용한 Western blot assay를 지표로 효소를 정제하면, 미지의 cofactor의 정체도 밝혀지고 aklavinone 11-hydroxylase류의 효소 특성 연구에 큰 도움이 될 것이다. 또한 이 효소를 이용한 다양한 종류의 bioconversion을 실시하여 그동안 background 때문에 생성된 product의 검출이 불가능했었던 소량의 생성산물의 분석도 가능할 것으로 판단되어 금후의 bioconversion연구에 기대하는 바가 크다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제22권12호
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• pp.1361-1365
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• 2001

Recombinant immunotoxins are hybrid cytotoxic proteins designed to selectively kill cancer cells. A divalent immunotoxins, [B3(FabH1)-PE38]2, was constructed by recombining Fab domain of B3 antibody as a cell-targeting domain and Pseudo monas exotoxin A (PE) as a cytotoxic domain. Monoclonal antibody, B3, is the murine antibody (IgG1k) directed against Lewis Y-related carbohydrate antigens, which are abundant on the surface of many carcinomas. Fab fragment of this antibody was used in this study with the modified hinge sequence where last two cysteines out of three were mutated to serine. PE is a 66 kDa bacterial toxin that kills eukaryotic cells by inhibiting protein synthesis with ADP ribosylation of ribosomal elongation factor 2 (EF2). Fc region of B3 antibody was substituted with the truncated form of PE (38 kDa, PE38) on DNA level. [B3(FabH1)-PE38]2 was formed by disulfide bond between cysteines in the modified hinge region of B3(FabH1)-PE38. Each polypeptide for recombinant immunotoxins was overexpressed in Escherichia coli and collected as inclusion bodies. Each inclusion body was solubilized and refolded, and cytotoxic effects were measured. Divalent immunotoxins, [B3(FabH1)-PE38]2, had ID50 values of about 10 ng/mL on A431 cell lines and about 4 ng/mL on CRL1739 cell lines. Control immunotoxins, B3(scFv)-PE40, had ID50 values of about 28 ng/mL on A431 cell lines and about 41 ng/mL on CRL1739 cell lines. Divalent immunotoxins, [B3(FabH1)-PE38]2, had higher cytotoxic effects than B3(scFv)-PE40 control immunotoxins.

• 생명과학회지
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• 제29권4호
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• pp.492-498
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• 2019

기존 연구를 통하여 토양에서 분리한 Acinetobacter schindleri DYL129로부터 3개의 lipase 유전자(lipAD1, lipAD2와 lipAD3)들과 1개의 chaperone (lipBD) 유전자를 보고하였다. 본 연구에서는 각 유전자들의 발현을 위해서 pET32a(+)와 pGEX-6P-1 벡터에 클로닝하여 각각을 pETLAD1-3와 pETLBD 또는 pGEXLAD1-3와 pGEXLB로 명명하였으며, 단백질의 발현량은 pET 시스템을 사용할 때 1.5 배 정도 향상됨을 확인하였다. LipAD1과 LipAD2는 inclusion body 형태로 발현이 되었으며, LipAD3과 LipBD는 soluble type으로도 발현되었다. Inclusion body 형태의 LipAD1과 LipAD2는 고농도의 우레아를 처리하여 refolding 시켰다. LipAD1은 C4와 C2를, LipAD2는 C2와 C14를 그리고 lipAD3은 C2, C4와 C14를 기질로 잘 이용하는 것을 확인하였다. 그리고 모든 효소들은 $50^{\circ}C$에서 최적 활성을 나타내었다.