The synthesis and methylation in vivo of myleline basic protein(MBP) during the mouse brain devlopment was found to be the highest in youngest brain and declined progressively in mature brains. The relative rate of protein synthesis and methylation was a maximal ration in the youngest brain, This high ratio was wdll correlated with the higher protein methylase I (PM I) activity in younger brains. The jimpy mouse is the most severely affected dysmyelinating mutant and is characterized by failure to incorporate MBP into myelin. sheath. The MBP-specific PM I activity in 15-, 18-, and 21-days old hemizygous jimpy mice(jp/y)brains decreased by 20, 50 and 75%, respectively. Myelin fraction with different degrees of compaction were isolated from bovine brain, the most compact myelin fraction exhibited higher methylaccepting activity than the less compact dense fractions.
대한약학회 2002년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.2
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pp.330.1-330.1
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2002
Arginine methylation is a common post-translation protein modification in eukaryotic cells. Protein-arginine N-methyltransferase transfer methyl groups from S-adenosyl-L-methionine to the guanidino group of arginine residues. However. The significant of this modification has been questionable. because it occurs rarely and is present at very low abundance. Recently, the discovery of two protein arginine methyltransferase, PRMT1 and CARM1, as cofactors required for responses to muclear Hormone receptors provided an indicationthat arginine methylationhave an important role in transcriptional regulation. (omitted)
Protein methylation occurs ubiquitously in nature and involves N-methylation of lysine, arginine, histidine, alanine, proline and glutamine, O-methylesterfication o dicarboxylic acids, and S-methylation of cysteine and methionine. In nature, methylated amino acids accur in highly specialized proteins such as histones, flagella proteins, myosin, actin, ribosomal proteins. hn RNA-bound protein, HMG-1 and HMG-2 protein, opsin, EF-Tu, EF-$1\alpha$, porcine heart citrate synthase, calmodulin, ferredoxin, $1\alpha$-amylase, heat shock protein, scleroderma antigen, nucleolar protein C23 and IF-3l.
It is reasonably well known that there is a relationship between myelin formation and methylation of myelin basic protein in nerve cells. One of the suggestions is that arginine methylation of myelin basic protein could be of aid in the conjugation of myelin protein with the nonpolar lipid to form myelin. Abnormality in methylation of myclin basic protein might induce the neurological diseases in experimental animals as well as in human being. In the biological system, the methylation reaction is catalyzed by protein methaylse I using S-adenosyl-L-methionine as methyl donor. In this study, we examined the changes of S-adenosyl-L-methionine concentration and protein methylase I activity in developing rat brain tissues. The results are sumraerized as followings: (1) In brain tissues of fetus rat, the concentration of S-adenosyl-L-methionine was gradually decreased until to birth. However, the concentration in brain tissues of infant rat was suddenly increased at 7th day(just before myelination occur) birth. (2) Protein methylase I activity was decreased until to birth in brain of fetus rat and increased temporally just after birth, However, the enzyme activity showed no changes around 7th day after birth.
Smurf2, a member of the HECT domain E3 ligase family, is well known for its role as a negative regulator of TGF-${\beta}$ signaling by targeting Smads and TGF-${\beta}$ receptor. However, the regulatory mechanism of Smurf2 has not been elucidated. Arginine methylation is a type of post-translational modification that produces monomethylated or dimethylated arginine residues. In this report, we demonstrated methylation of Smurf2 by PRMT1. In vitro methylation assay showed that Smurf2, not Smurf1, was methylated by PRMT1. Among the type I PRMT family, only PRMT1 showed activity for Smurf2. Transiently expressed Smurf2 was methylated by PRMT1, indicating Smurf2 is a novel substrate of PRMT1. Using deletion constructs, methylation sites were shown to be located within amino acid region 224-298 of Smurf2. In vitro methylation assay following point mutation of putative methylation sites confirmed the presence of Arg232, Arg234, Arg237, and Arg239. Knockdown of PRMT1 resulted in increased Smurf2 expression as well as inhibition of TGF-${\beta}$-mediated reporter activity. Although it is unclear whether or not increased Smurf2 expression can be directly attributed to lack of methylation of arginine residues, our results suggest that methylation by PRMT1 may regulate Smurf2 stability and control TGF-${\beta}$ signaling.
Tuan Anh Vuong;Yan Zhang;June Kim;Young-Eun Leem;Jong-Sun Kang
BMB Reports
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제57권7호
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pp.330-335
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2024
Arginine methylation, which is catalyzed by protein arginine methyltransferases (Prmts), is known to play a key role in various biological processes. However, the function of Prmts in osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) has not been clearly understood. In the current study, we attempted to elucidate a positive role of Prmt7 in osteogenic differentiation. Prmt7-depleted C3H/10T1/2 cells or bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) showed the attenuated expression of osteogenic specific genes and Alizarin red staining compared to the wild-type cells. Furthermore, we found that Prmt7 deficiency reduced the activation of bone morphogenetic protein (BMP) signaling cascade, which is essential for the regulation of cell fate commitment and osteogenesis. Taken together, our data indicate that Prmt7 plays important regulatory roles in osteogenic differentiation.
Protein arginine methylation is a posttranslational modification involved in various cellular functions including cell signaling, protein subcellular localization and transcriptional regulation. We analyze the protein arginine methyltransferases (PRMTs) that catalyze the formation of methylarginines in porcine brain. We fractionated the brain extracts and determined the PRMT activities as well as the distribution of different PRMT proteins in subcellular fractions of porcine brain. The majority of the type I methyltransferase activities that catalyze the formation of asymmetric dimethylarginines was in the cytosolic S3 fraction. High specific activity of the methyltransferase was detected in the S4 fraction (high-salt stripping of the ultracentrifugation precipitant P3 fraction), indicating that part of the PRMT was peripherally associated with membrane and ribosomal fractions. The amount and distribution of PRMT1 are consistent with the catalytic activity. The elution patterns from gel filtration and anion exchange chromatography also indicate that the type I activity in S3 and S4 are mostly from PRMT1. Our results suggest that part of the type I arginine methyltransferases in brains, mainly PRMT1, are sequestered in an inactive form as they associated with membranes or large subcellular complexes. Our biochemical analyses confirmed the complex distribution of different PRMTs and implicate their regulation and catalytic activities in brain.
Park, Kwang-Sook;Frost, Blaise F.;Lee, Hyang-Woo;Kim, Sang-Duk;Paik, Woon-Ki
Archives of Pharmacal Research
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제12권2호
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pp.79-87
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1989
Enzymatic methylation of arginine and lysine residues of several cytochrome c and lysine residue of calmodulin always resulted in lowering of their respective isoelectric points (pI). Employing cytochromes c derived from various sources, we examined a possible relationship between the degree of amino acid sequence degeneracy and the magnitude of change in the pI values by enzymatic methylation, and found that there was no correlation between these two parameters. By constructing space-filling models of oligopeptide fragments adjacent to the potential methylation sites, we have noted that not all the methylatable residues are able to form hydrogen bonds prior to the methylation. Two preparations of yeast apocytochrome c, one chemically prepared by removing heme from holocytochrome c and the other by translating yeast iso-1-cytochrome c mRNA in vitro, exhibited slightly higher Stokes radii than the homologous holocytochrome c, indicating relatively 'relaxed or open' conformation of the protein. However, when the in vitro synthesized methylated apocytochrome c was compared with the unmethylated counter-part, the Stokes radius of the latter was found to be larger.
Choi, Sara;Jo, Junghyun;Seol, Dong-Won;Cha, Soo Kyung;Lee, Jeoung Eun;Lee, Dong Ryul
한국발생생물학회지:발생과생식
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제17권1호
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pp.9-16
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2013
Coactivator-associated arginine methyltransferase 1 (CARM1) is included in the protein arginine methyltransferase (PRMT) family, which methylates histone arginine residues through posttranslational modification. It has been proposed that CARM1 may up-regulate the expression of pluripotency-related genes through the alteration of the chromatin structure. Mouse embryonic stem cells (mESCs) are pluripotent and have the ability to self-renew. The cells are mainly used to study the genetic function of novel genes, because the cells facilitate the transmission of the manipulated genes into target mice. Since the up-regulated methylation levels of histone arginine residue lead to the maintenance of pluripotency in embryos and stem cells, it may be suggested that CARM1 overexpressing mESCs elevate the expression of pluripotency-related genes in reconstituted embryos for transgenic mice and may resist the differentiation into trophectoderm (TE). We constructed a fusion protein by connecting CARM1 and 7X-arginine (R7). As a cell-penetrating peptide (CPP), can translocate CARM1 protein into mESCs. CPP-CARM1 protein was detected in the nuclei of the mESCs after a treatment of 24 hours. Accordingly, the expression of pluripotency-related genes was up-regulated in CPP-CARM1-treated mESCs. In addition, CPP-CARM1-treated mESC-derived embryoid bodies (EBs) showed an elevated expression of pluripotency-related genes and delayed spontaneous differentiation. This result suggests that the treatment of recombinant CPP-CARM1 protein elevates the expression of pluripotency-related genes of mESCs by epigenetic modification, and this protein-delivery system could be used to modify embryonic fate in reconstituted embryos with mESCs.
ErmSF는 23S rRNA의 A2058 (E. coli numbering)에 methylation을 유발하여 macrolide-lincosamide-streptogramin B ($MLS_B$)계 항생제의 부착을 저해함으로써 항생제 활성을 억제하는 내성인자 단백질인 Erm 단백질들 중의 하나이다. Erm 단백질들 사이에서 공통적으로 나타나는 $^{222}FXPXPXVXS^{230}$ (ErmSF numbering) 서열은 Erm 단백질인 ErmC'와 DNA methyltransferase인 M. Taq I의 구조를 분석한 연구에서 타깃인 adenine과 직접적으로 상호작용하는 부위로 제안되거나 확인되었다. 따라서 이 부분 중 Erm 단백질 사이에서 잘 보존되어있지는 않지만 염기성인 잔기의 특성상 기질인 RNA와 상호작용이 예상되는 223, 227번 arginine을 alanine으로 위치 지정 치환한 변이 단백질을 이용하여 그 잔기의 효소 활성에서의 역할을 확인하였다. 두 변이 단백질은 생체 내에서 그 활성을 여전히 유지하고 있어서 항생제인 erythromycin에 대하여 내성을 나타내었으나 in vitro 상에서는 R223A 또는 R227A가 야생형 ErmSF에 비하여 약 50%, 88%의 활성을 각각 나타내어 효소 활성에서 각 잔기가 결정적이지는 않지만 중요한 역할을 수행하고 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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