human renin binding protein (hRnBp), showing N-acetylglucosamine-2-epimerase activity, was over-expressed in E. coli, but was mainly present as an inclusion body. To improve its solubility and activity, ubiquitin (Ub), thioredoxin (Trx), maltose binding protein (MBP) and NusA, were used as fusion partners. The comparative solubilities of the fusion proteins were, from most to least soluble: NusA, MBP, Trx, Ub. Only the MBP fusion did not significantly reduce the activity of hRnBp, but enhanced the stability. The Origami (DE3), permitting a more oxidative environment for the cytoplasm in E. coli; helped to increase its functional activity.
PEGylation, the attachment of polyethylene glycol (PEG) to proteins, is currently main technology for improving efficacy of protein drugs. This technology can prolong the plasma half-life, augment the in vivo stability, and diminish the immunogenicity of therapeutic proteins. Therefore, PEGylated proteins have the enhanced therapeutic efficacy and the reduced undesirable effects versus their native therapeutics. Since the first PEGylated protein product appeared on the market in the early 1990s, currently ten PEGylated protein products have been launched. These marketed drug products have proved the applicability and safety of the PEGylation technology. This review presents overview of PEGylation technology and addresses characteristics of PEGylation methods applied for the development of several protein drugs.
Amyloid precursor protein (APP), which is critically involved in the pathogenesis of Alzheimer's disease (AD), is cleaved by gamma/epsilon-secretase activity and results in the generation of different lengths of the APP Intracellular C-terminal Domain (AICD). In spite of its small size and short half-life, AICD has become the focus of studies on AD pathogenesis. Recently, it was demonstrated that AICD binds to different intracellular binding partners ('adaptor protein'), which regulate its stability and cellular localization. In terms of choice of adaptor protein, phosphorylation seems to play an important role. AICD and its various adaptor proteins are thought to take part in various cellular events, including regulation of gene transcription, apoptosis, calcium signaling, growth factor, and $NF-{\kappa}B$ pathway activation, as well as the production, trafficking, and processing of APP, and the modulation of cytoskeletal dynamics. This review discusses the possible roles of AICD in the pathogenesis of neurodegenerative diseases including AD.
폐단백질을 활용하는 방도의 하나로 참깨박으로부터 불용성 단백질의 분리 효율성을 높이고 기능성을 개선하기 위하여 실온에서 5 kGy에서 20 kGy까지 방사선을 처리하였다. 조사선량 5 kGy에서 참깨박 단백질의 용출율은 최대를 나타내었으며 그 이상의 고선량에서는 용출율이 다소 감소하였다. 방사선처리된 참깨박단백질은 거품형성력과 거품안정성이 대조구에 비해 증가하였고, 유화력과 유화안정성도 방사선처리구가 비처리구에 비해 증가하였다. 수분흡착력은 별다른 변화가 없었으나, 유지흡착력은 방사선처리구가 비처리구에 비해 감소하였다.
탈지유채박(Brassica napus var. Youngsan)으로부터 추출, 정제하여 얻어진 유채단백질을 가수분해하여 가수분해물의 이화학적 및 기능적 특성을 조사하였다. 가수분해물의 UN 및 고유형광 스펙트럼은 각각 274nm, 360nm에서 최대치를 나타내었다. 황색도는 약간 감소한 반면 표면 소수성은 약 4배 감소하였다. SDS-PAGE 분석 결과 상당부분이 1.4~$1.2{\times}10^4$ dalton의 분자량을 가진 band로 나타났으며, pH별 용해도는 산성부근에서 10~15% 정도 증가하였고, 수분 및 유흡수성, 거품 팽창성, 에멀젼 안정성은 증가한 반면 절대 점도, 열 및 칼슘 응고성, 거품 안정성, 에멀젼 활성지수는 감소하였다.
Park, Seong-Jin;Oh, Sang-Ho;Park, Dae-Ui;Bhak, Jong
Genomics & Informatics
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제6권3호
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pp.142-146
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2008
In order to understand the protein functions that are related to disease, it is important to detect the correlation between amino acid mutations and disease. Many mutation studies about disease-related proteins have been carried out through molecular biology techniques, such as vector design, protein engineering, and protein crystallization. However, experimental protein mutation studies are time-consuming, be it in vivo or in vitro. We therefore performed a bioinformatic analysis of known disease-related mutations and their protein structure changes in order to analyze the correlation between mutation and disease. For this study, we selected 111 diseases that were related to 175 proteins from the PDB database and 710 mutations that were found in the protein structures. The mutations were acquired from the Human Gene Mutation Database (HGMD). We selected point mutations, excluding only insertions or deletions, for detecting structural changes. To detect a structural change by mutation, we analyzed not only the structural properties (distance of pocket and mutation, pocket size, surface size, and stability), but also the physico-chemical properties (weight, instability, isoelectric point (IEP), and GRAVY score) for the 710 mutations. We detected that the distance between the pocket and disease-related mutation lay within $20\;{\AA}$ (98.5%, 700 proteins). We found that there was no significant correlation between structural stability and disease-causing mutations or between hydrophobicity changes and critical mutations. For large-scale mutational analysis of disease-causing mutations, our bioinformatics approach, using 710 structural mutations, called "Structural Mutatomics," can help researchers to detect disease-specific mutations and to understand the biological functions of disease-related proteins.
NAA, GA$_{3}$ 및 BA등의 식물 호르몬이 노화중인 강남콩 잎의 엽록소-단백질 복합체의 분해에 미치는 효과를 조사하였다. 노화의 대표적인 특징인 엽록소의 소실은 엽록소-단백질 복합체의 분해를 수반하였다. 암유도 노화과정동안, PSI 복합체는 급격히 감소한 반면 RC-Core3은 오히려 조화 중기까지 조금씩 증가하다가 이후 서서히 분해되었다. 그리고 LHCII는 노화 과정 후기부터 점진적으로 분해되었다. NAA와 GA$_{3}$는 노화동안 엽록소-단백질 복합체의 분해를 억제하는데 거의 영향을 미치지 못 하였다. 그러나 BA는 노화 과정동안 엽록소-단백질 복합체, 특히 RC-Core1, RC-Core2와 SC-1의 분해를 억제하는데 매우 효과적이었다. 한편 식물 호르몬과 광선의 동시 처리에 있어서, BA와 광선의 동시 처리는 노화 과정동안 엽록소-단백질 복합체, 특히 PSI, LHCII, RC-Core2, RC-Core3과 SC-1의 분해를 억제하는데 가장 효과적이었다. 이와 같은 결과에서 노화 과정동안 엽록소-단백질 복합체는 BA 혹은 광선의 단독 처리보다 BA와 광선의 동시 처리에 의하여 보다 높은 안정성을 가질 것으로 사료된다.
본 연구에서는 다당류와 단백질의 이온 결합으로 구성된 마이크로캡슐 및 에멀젼을 제조하여 다당류, 단백질의 비율에 따른 마이크로캡슐과 에멀젼의 안정도를 평가하였으며, 마이크로캡슐의 내부 오일도 종류별로 실험하였다. 에멀젼 입도를 줄여 안정도를 높여주기 위해 고압유화기를 이용하여 에멀젼을 제조하였으며 내부 담지 물질로 코엔자임 Q10 안정화를 관찰한 결과 대조군 대비 역가 하락이 없었다. 석유 유래 계면활성제가 아닌 천연 유래 원료만으로 안정한 마이크로캡슐 제조에 성공한 것이다. 광학현미경, 투과전자현미경을 이용하여 마이크로캡슐 및 에멀젼의 물리적 안정도를 관찰하고 에멀젼의 구조분석을 하였으며, 입자의 표면전위 측정을 통하여 pH 조절에 의해 제조되는 다당류/단백질 마이크로캡슐의 제조 메커니즘을 설명한다.
본 연구는 지구성 운동 후 안정시 PGC-1α mRNA와 단백질의 안정성이 PPARβ/δ의 영향을 받는지 확인하는 것이다. 전기 자극 유전자 전이법(electroporation; EPO)을 이용하여 PPARβ/δ와 empty vector(EV) 유전자를 각각 생쥐의 왼쪽과 오른쪽 tibialis anterior(TA)근육에 전이하였으며, 처치하지 않은 대조군(control)과 1회 지구성 운동 후 시간에 경과에 따른 mRNA와 단백질을 비교하였다. 생쥐는 5시간 수영 운동을 1회 실시하였으며, 운동 직후(0h), 24시간(24h) 및 54시간(h)이 경과한 후 TA근육을 적출하였다. 운동 직후(0h) 대조군, EV 및 PPARβ/δ가 과발현된 근육의 PGC-1α mRNA는 좌업 그룹보다 각각 6.8배(p<.001)배, 6.2배(p<.001) 및 7.1배(p<.001) 증가하였으나, 24h 및 54h에 좌업 그룹수준으로 회복되었다. 운동 후 24h에 EV가 처치된 근육은 PGC-1α 및 PGC-1α ubiquitination이 좌업 그룹보다 각각 2.2배 및 1.74배 증가하였으나, 운동 후 54h에 좌업 그룹수준으로 회복되었다. PPARβ/δ 처치 그룹의 PGC-1α는 운동 후 24h와 54h에 좌업 그룹보다 각각 2.5배와 2.2배 증가하였으나 PGC-1α ubiquitination은 증가하지 않았다. 따라서 PPARβ/δ 과발현은 지구성 운동에 의한 PGC-1α mRNA 단백질 안정성에 영향을 미치지 않는다. 그러나 PPARβ/δ 과발현은 지구성 운동으로 증가된 PGC-1α mRNA가 단백질로 전환된 후 PGC-1α의 안정성을 증가시킨다.
수용성 단백질이 비정상적인 불용성 응집(aggregate)으로 전환되면 질환 등 여러 문제를 야기된다. 대장균 트립토판 중합효소 α 소단위체(αTS)는 가장 흔한 구조의 하나인 TIM 배럴 구조를 가지고 있다. 이전의 연구에서 불용성 응집이 일어나는 여러 잔기치환체(Y4C, S33L, P28L, P28S, G44S, D46N, P96L, P96S)를 얻었다. 본 연구에서는 높은 안정성과 도메인 협동성 성질을 보여주는 Y173F가 다른 잔기자리에 치환으로 유도된 응집 형성을 억제할 수 있는 지 여부를 조사했다. 8개 모두에서 억제효과를 보여 주었다. 단백질 분리가 가능한 P28L αTS를 분석한 결과, 이차구조함량의 감소, 안정성 감소, 소수성표면 증가 등의 구조변화특성을 보여주었다. Y173F가 첨가된 P28L/Y173F αTS은 야생형과 비슷한 구조로 회복되었다. 본 연구는 소수성 코아에 위치하는 Tyr173 잔기처럼 응집을 유도하는 여러 다른 잔기 자리를 보편적으로 억제하는 잔기가 존재할 수 있음을 시사해 준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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