• Applied Biological Chemistry
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• 제34권2호
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• pp.162-167
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• 1991

식물의 저온 스트레스와 이에 대한 방어체계의 기작론적 측면을 탐색하기 위하여, 냉해유발조건하에서 세워둔 식물(주로 3-4엽기의 벼 유묘)를 대상으로 하여 조직중 pyruvate 함량, superoxide$(O_{\overline{2}})$ 수준 및 항산소성 효소들의 활성을 경시적으로 측정하였다. 저온$(5^{\circ}C)$처리동안에 엽조직에는 현저한 pyruvate축적이 일어났으며, 그 상대적 축적량은 처리시간의 경과에 따라 증가하였다. 그러나 저온처리된 식물을 상온하에 옮겨 놓았을 때 축적된 pyruvate는 곧 소진하기 시작하였으며 이와 동시에 조직내 superoxide$(O_{\overline{2}})$수준이 상승하기 시작하였다. 아울러, 몇시간 정도의 lag time을 가지며 superoxide dismutase(SOD)와 catalase의 활성도 증가하였다. 이에 반하여 또 다른 항산소성 효소인 Glutathione peroxidase는 활성화 현상을 전혀 보이지 않았다. 뿌리를 통해서 외부로부터 공급된 superoxide$(O_{\overline{2}})$는 뿌리 조직내의 SOD와 catalase의 활성을 유도하였다. 한편 $H_2O_2$ 공급이 조직내 catalase는 활성화시켰으나, 역시 glutathione peroxidase에 대해서는 어떤 영향도 미치지 않았다. 위의 모든 결과들은 저온처리중에 일어난 pyruvate의 세포내 축적이 상온으로 환원된 조직내에서 superoxide$(O_{\overline{2}})$ 및 이로부터 이차적으로 생성된 활성산소를 과잉 발생시키는 직접적 원인이라는 사실과, 두 항산소성 효소(SOD와 catalase)가 활성산소를 중간매체로 하여 일어나는 것으로 해석되는 식물냉해로부터 세포를 보호함에 있어서 결정적인 역할을 담당하고 있다는 사실을 강력히 시사하였다.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제26권1호
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• pp.89-97
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• 1992

In hypoxic tissue conditions, pyruvate can not enter the Krebs cycle and lactic acid, produced from pyruvate, accumulates to induce lactic acidosis. Pyruvate, However, can also be converted to alanine by glutamate pyruvate transaminase, that could be enhanced by glutamate. Therefore, it would be a fundamental measure to treat the lactic acidosis in tissue hypoxic conditions when one can convert the accumulated lactic acid, through pyruvate, to alanine. To test the above hypothesis, we induced a lactic acidosis in cats and the effect of glutamate on recovery of acid base state and removal of the lactic acid from blood were assessed and the results were compared with those of bicarbonate administration, which is one of the most frequently used conventional measure for correction of the acid base state during lactic acidosis. The results were that glutamate and combined glutamate bicarbonate solutions not only restored the acid base status completely from the lactic acidosis in an hour or two, but also restored the blood level of lactate partially. We concluded that administration of glutamate solution to convert pyruvate into alanine is effective in preventing lactic acid accumulation and treating lactic acidosis.

• Applied Biological Chemistry
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• 제37권6호
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• pp.433-440
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• 1994

상온에서 배양된 녹색조류 Clamydomonas reinhardtii를 $5^{\circ}C$의 저온에 세워두었을 때 세포내에는 괄목할 만한 pyruvate의 축적이 일어났다. 그러나 저온처리된 세포를 다시 상온으로 옮기면 세포내 pyruvate 수준은 감소하기 시작하며 이에 수반하여 superoxide radicals$(O_2^-)$의 발생수준이 증가하였다. 일정기간 후 최고치에 도달한 $O_2^-$ 수준은 다시 비교적 빠르게 떨어지기 시작하였는데, 이때를 전후하여 세포내 superoxide dismutase(SOD)가 현저하게 활성화 되었다. 이러한 결과는 벼의 냉해와 관련하여 얻었던 기존(본 연구실)의 관찰 사실과 매우 유사한 것으로서 고등식물이나 조류가 공히 냉해의 초기과정에 관한한 동일한 기작의 지배를 받고 있음을 시사한다. 아울러 본 연구에서는 저온처리에 의해 야기된 SOD의 활성 증가가 대부분 Mn-SOD의 활성화에 기인하는 것으로 관찰되었다. Mn-SOD는 세포 소기관 중 미토콘드리아에만 존재하므로, 이러한 관찰은 독성이 큰 산소화학종이 과생성되는 부정적 상황 즉 냉해유발 상황에 대처하기 위해 항산소성 효소가 냉해의 초기과정이 진행되는 미토콘드리아에서 유도된다는 개념과 부합된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권5호
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• pp.753-761
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• 2020

To determine the role of pyruvate dehydrogenase complex (PDHC) in Klebsiella pneumoniae, the growth and metabolism of PDHC-deficient mutant in glycerol-based medium were analyzed and compared with those of other strains. Under aerobic conditions, the PDHC activity was fourfold higher than that of pyruvate formate lyase (PFL), and blocking of PDHC caused severe growth defect and pyruvate accumulation, indicating that the carbon flux through pyruvate to acetyl coenzyme A mainly depended on PDHC. Under anaerobic conditions, although the PDHC activity was only 50% of that of PFL, blocking of PDHC resulted in more growth defect than blocking of PFL. Subsequently, combined with the requirement of CO₂ and intracellular redox status, it was presumed that the critical role of PDHC was to provide NADH for the anaerobic growth of K. pneumoniae. This presumption was confirmed in the PDHC-deficient mutant by further blocking one of the formate dehydrogenases, FdnGHI. Besides, based on our data, it can also be suggested that an improvement in the carbon flux in the PFL-deficient mutant could be an effective strategy to construct high-yielding 1,3-propanediol-producing K. pneumoniae strain.

• 한국토양비료학회지
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• 제33권5호
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• pp.333-339
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• 2000

경북지역의 마늘 주산지인 의성과 예천에서 마늘재배지를 논, 밭토양으로 구분하여 토양의 화학성과 마늘의 생육 및 품질과의 상관관계를 조사하였다. 토양의 화학성은 밭토양에 비해 논토양이 유효인산, $SO_4{^2-}$ 및 K의 함량이 높았으며 과다집적된 경향이었다. 의성 마늘재배지 토양이 예천 마늘재배지 토양에 비해 pH가 높고 유효인산의 함량이 낮은 것으로 나타났다. 마늘성분 중 pyruvate 함량이 예천지역의 $269{\mu}{\cdot}mole\;kg^{-1}$에 비해 의성지역이 $351{\mu}{\cdot}mole\;kg^{-1}$으로 높게 나타났다. 토양 중 유효인산, K, Mg와 마늘의 생육특성과는 고도의 유의성이 인정되었다. 마늘 재배지에서 인산의 축적은 마늘의 품질 및 생육을 저해하는 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1290-1297
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• 2015

에탄올 생산 세균 Zymomonas mobilis에서 에탄올 생산 경로의 핵심으로 작용하는 효소인, pyruvate decarboxylase(pdc) 유전자의 불활성 실험을 통해, PDC 활성이 50% 감소된 PDC 활성 변형균주가 분리되었다. 이러한 균주들의 에탄올 탄소대사 흐름이 고부가가치 화합물인 피루브산, 숙신산 및 젖산 등으로 전환되는지를 발효 실험을 통해 평가하였다. 하지만 pdc의 발현을 중지시키기 위해 cat-삽입형-pdc와 pdc-결손형 아형 유전자를 전기천공법을 이용해 야생형 균주 ZM4의 염색체에 이식하기 위한 다수의 시도에도 불구하고, 이러한 방법을 통해 분리된 균주들은 대부분 부분적 유전자 불활성 특성을 보였으며, PDC 활성이 완전히 손실된 삭제 돌연변이 균주를 획득할 수는 없었다. PDC활성이 변형된 돌연변이 균주의 발효 실험에서, 야생형 균주와 비교 시 감소된 PDC 효소 활성의 변화로 인해 기질 흡수율과 에탄올 생산율이 감소되어 피루브산 생산이 약 2.5 g l^-1 정도로 증가함을 확인하였으나, 젖산과 숙신산의 생산에 현저한 농도 변화를 보이지 못했다. 이러한 결과는 Z. mobilis의 산화환원 에너지가 PDC 효소 활성에 의한 에탄올 생산 경로에 전적으로 의존하여 발생한다는 것을 암시하였다. 상기 결과를 토대로 pdc 유전자의 완전한 불활성 유도와 산화환원 에너지의 균형은, 젖산 생산을 위한 lactate dehydrogenase, 숙신산 생산을 위한 pyruvate dehydrogenase와 malic enzyme과 같은 효소의 활성 증가를 통해, 세포내 NAD와 NADH 농도의 산화환원 균형이 이루어져야 발생할 수 있음을 시사하였다.

• Toxicological Research
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• 제27권3호
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• pp.143-147
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• 2011

Cadmium is considered one of the most toxic, non biodegradable heavy metal for the human and animals. The purpose of the present study was to investigate the changes in biochemical parameters of blood and accumulation of cadmium in various tissue caused by various levels of dietary cadmium chloride ($CdCl_2$) in broiler chicks. $CdCl_2$ was administered through drinking water to broiler chicks. In spectral analysis, $CdCl_2$ treatment caused a significant increase in Glutamate pyruvate transaminase (GPT), creatinine and uric acid levels in all treated groups. Intriguingly, the GPT, creatinine, and uric acid levels were significantly higher at 75 mg/kg as compared to the groups treated with high doses (100, 125 and 150 mg/kg) of $CdCl_2$. Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) was used for the determination of Cd accumulation in kidney, liver and Breast muscles. AAS analysis revealed that Cd accumulation is increased in breast muscles as compared to liver and kidney at higher doses of Cd than 75 mg/kg.

• KSBB Journal
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• 제15권5호
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• pp.482-488
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• 2000

유전자 재조합 대장균을 이용하여 pyruvate dehydrogenase complex-E2 특이성 인간 모노클론 항체의 Fab부분이 생산되 었다. 재조합 대장균의 고밀도 배양과 이를 통한 재조합 인 간 항체의 고생산성을 확보하기 위한 최적 전략을 개발하기 위해 포도당과 초산의 영향에 대해 조사하였다. 포도당의 농 도가 높을수록 세포의 성장속도는 빨라지고 포도당의 소모속 도도 빨라짐을 알 수 있었다, 이때 포도당의 소모속도가 빨 라질수록 초산의 대사 부산물로서의 생성속도도 빨라졌다. 그러나 포도당이 고갈되면 일단 축적된 초산은 에너지원으로 소모되기 시작하고 이때의 소모속도는 배지내의 포도당의 농 도에 의존함을 알 수 있었다. 즉 초기 포도당의 농도가 어느 정도 높아 잔존 포도당의 농도가 높은 경우, 초산의 생성 속 도는 높고 에너지원으로 소모되는 속도는 느려져서 초산의 축적현상이 기하급수적으로 증가한다. 이렇게 높은 포도당 농도에 따라 축적된 초산은 항체 생산을 저해하였고, 저해를 위한 임계 초산 농도는$0.6g/\ell$이었다. 발현에 의해 항체를 생산하는 시기에서는, 포도당 농도가 높을수록 세포성장이 증대되나 초산에 의 한 저해 현상 및 catabolic repression의 영 향으로 항체 생산이 감소하였다. 따라서 발현 후 항체의 생산을 증진시키기 위해서는 포도당과 초산의 농도를 가능한 한 낮게 유지하는 것이 중요하다. 그러므로 고말도 배양과 재조합 인간 항체의 높은 생산성을 확보하기 위해서는 배양 액내의 포도당과 초산의 농도를 정밀하게 조절하는 것이 절실히 요구된다.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제1권1호
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• pp.33-41
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• 1967

The metabolic patterns of C-1 and C-6-carbon atoms of glucose were observed in the tissue homogenates of the Ehrlich ascites tumor tissue which was incubated for 3 hours in the Dubnuff metabolic shaking incubator. $C^{14}-1-and\;C^{14}-6-glucose$ were used as tracers. The glucose media in which tissue homogenate was incubated was kept at a concentration of 200mg% glucose of carrier and appropriate amount of $C^{14}-1-or\;C^{14}-6-tracer$. At the end of 3 hour incubation, respiratory $CO_2$ samples trapped by alkaline which is placed in the tenter well of incubation flask were analyzed for the total $CO_2$ production rates and their radioactivities. The tissue homogenate samples after incubation were analyzed for their concentrations of glucose, lactate, pyruvate and glycogen and calculations were made on the glucose consumption rate, pyruvate and lactate accumulation rates. The following results were obtained. Data obtained in each group are as follows: 1. In the tissue homogenate, which was incubated with $C^{14}-1-glucose as a substrate, total $CO_2$ production rate averaged $19.0{\pm}5.0{\mu}M/hr/gm$ and the mean specific activity of respiratory $CO_2$ was $840{\pm}296\;cpm/mgC.$ Relative specific activity (RSA) which means the fraction of $CO_2$ derived from medium $C^{14}-1-glucose$ to total $CO_2$ production rate was calculated by ratio of SA of respiratory $CO_2$ and medium $C^{14}-1-glucose.$ RSA was $14.3{\pm}5.0%,$ Accordingly actual $CO_2$ production rate from medium $C^{14}-1-glucose$ showed a mean value of $2.79{\pm}1.35\;{\mu}m$ of which amount was equivalent to the mean value of total glucose consumption rate $(RGDco_2)$, namely, $5.1{\pm}1.3%.$ Lactate and pyruvate appearance rates averaged $7.13{\pm}1.26\;and\;0.21{\pm}0.02{\mu}M/hr/gm,$ respectively. Assuming that these 3 carbon compounds appeared in the medium were derived from glucose, calculations were made that relative glucose disappearance rate into lactate $(RGD_L)$ was $38.0{\pm}5.4%\;and\;RGD_P$ was $1.23{\pm}0.03%.$ Therefore, about 43.3% of the total glucose consumed were accounted for by conversion into the respiratory $CO_2$, lactate and pyruvate. 2. In the second group, which was incubated with $C^{14}-1-glucose$ as a substrate, glucose consumption rate, lactate and pyruvate appearance rates showed almost the same order as the values of the $C^{14}-1-glucose$ substrate group. However, RSA was remarkably decreased showing a mean value of $1.02{\pm}0.13%.$ This fact means that the C-6 carbon of glucose take the minor part in the oxidative metabolism of glucose. The glycogen level in both substrate tissue homogenate showed less than 0.3% of tissue weight. These low value suggested that there was an inhibition of carbohydrate synthesis in the Ehrlich ascites tumor tissue. 3. The catabolic pathway of glucose in the tumor tissue were analyzed on the basis of Bloom's principle from the values of RSA. It was found that in the tumor tissue more than 90% of $CO_2$ derived from glucose were oxidized via the alternate pathway other than principal EMP-TCA cycle such as hexose monophosphate pathway (HMP). From the data described above, it was assumed that in the Ehrlich tumor tissue anaerobic glycolysis proceeds normally although, the oxidation of products of anaerobic glycolysis via the TCA cycle is inhibited resulting in the accumulation of lactate and almost all of oxidative energy from glucose is released by oxidative pathway such as HMP.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제26권4호
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• pp.501-508
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• 2013

The effects of amino acids and dipeptides on in vitro production of porcine embryos and accumulation of ammonia in culture medium during developmental stages were examined in this study. The maturation, fertilization and development of embryonic cultures were performed in modified Tissue culture medium (mTCM)-199 supplemented with 10% (v/v) porcine follicular fluid, modified Tyrode's albumin lactate pyruvate (mTALP) medium, and modified North Carolina State University (mNCSU)-23 medium, respectively. In addition, amino acids and dipeptides of different concentrations and combinations were used to treat the embryos. The addition of L-alanyl-L-glutamine (AlnGln)+L-glycyl-L-glutamine (GlyGln) significantly (p<0.05) improved oocyte maturation, fertilization and the incorporation and oxidation of 14C(U)-glucose when compared to the control group and other treatment groups. Additionally, 2-4 cell, 8-16 cell, morula and blastocyst development increased significantly (p<0.05) following treatment with AlnGln+GlyGln when compared to the control group and other treatment groups, while this treatment reduced the accumulation of ammonia. Taken together, these findings suggest that treatment with AlnGln+GlyGln may play an important role in increasing the rate of porcine oocyte maturation, fertilization and embryonic development by reducing the level of accumulated ammonia measured in the culture media.