당 대사에 관여하는 Pyruvate dehydrogenase phosphatase (PDP)는 해당과정에서의 대사 산물인 pyruvate 를 acetyl CoA로 만들어 구연산 회로로 진입시켜주는 효소인 Pyruvate dehydrogenase complex(PDP)의 활성을 조절하는 중요한 효소이다. PDP의 catalytic subunit는 PDP의 dihydrolipoamide acetyltransferase(E2), PDP regulatory subunit (PDPr), 그리고 칼슘 결합 도메인 등으로 구성되어 있는 것으로 추측되어지고 있다. 본 연구에서는 PDP 단백질을 분리정제하고 결정화 하고자하였다. PDP는 catalytic subunit(PDPc, Mr 52,600 Da)과, regulatory subunit (PDPr, 95,600 Da)으로 구성되어 있으며 칼슘 존재하에 PDPc는 dihydrolipoamide acetyltransferase(E2) component와 결합하여 기질인 인산 E1 component의 탈인산화율을 증가시킨다. PDPc는 intrinsic 칼슘 결합부위를 가지며 두 번째 칼슘 부위는 E2 존재 하에 형성된다. 이러한 특이한 상호반응을 이용한 GSH-Sepharose-GST-L2 matrix를 이용하여 약 1000 U/mg의 specific activity를 갖는 순수 PDPc를 약 80%의 yield로 얻어 결정화에 사용하였다.
Pyruvate dehydrogenase phosphatase (PDP)와 kinase는 당대사시 해당과정에서의 대사 산물인 pyruvate를 acetyl CoA로 만들어 구연산 회로로 진입시켜 주는 효소인 pyruvate dehydrogenase complex (PDC)의 활성을 조절하는 중요한 효소이다. PDP의 catalytic subunit는 PDC의 dihydrolipoamide acetyltransferase (E2), PDP regulatory subunit (PDPr), 그리고 칼슘 결합 도메인 등으로 구성되어 있는 것으로 추측되어지고 있다. 본 연구에서는 그 구조와 기능과의 상관관계를 알아보기 위해 PDPc를 E. coli JM101에서 발현시켜 순수 정제 후 단백분해 효소를 이용한 제한적 가수분해 방법을 이용해 그 구조와 기능과의 상관관계에 대해 연구하고자 하였다 정제된 PDPc는 trypsin, chymotrypsin, Arg-C 그리고 elastase를 이용하여 3$0^{\circ}C$ 그리고 pH 7.0에서 제한적으로 분해시켰으며 각 분해산물의 아미노 말단의 아미노산 배열을 분석하였다. 그 결과 PDPc는 trypsin, chymotrypsin, elastase에 의해 N-terminal의 50 kD과 C-terminal의 10 kD의 두개의 분해산물을 만들었으며, Arg-C에 의해 50kD의 분해산물은 약 35kD와 15kD으로 더 가수분해가 되었다. 이러한 결과로 볼 때 PDPc는 앞에서 추측한데로 세개의 주요한 기능적 도메인으로 이루어져 있음을 알 수 있었다 또한 C-terminal의 10kD은 PDPc의 활성에는 영향을 주지 않는 것으로 밝혀졌으나 다른 도메인의 기능은 더 연구가 되어져야 할 것으로 생각된다.
한국응용약물학회 2002년도 창립10주년기념 및 국립독성연구원 의약품동등성평가부서 신설기념 국재학술대회:생물학적 동등성과 의약품 개발 전략을 위한 국제심포지움
/
pp.236-236
/
2002
Pyruvate dehydrogenase phosphatase (PDP) is a mitochondrial protein serine/threonine phosphatase that catalyzes the dephosphorylation and concomitant reactivation of the pyruvate dehydrogenase componant of the pyruvate dehydrogenase complex (PDC). PDP consists of a Mg$\^$+2/ -dependent and Ca$\^$+2)-stimulated catalytic subunit (PDPc) of Mr 52,600 and a FAD-containing regulatory subunit (PDPr) of Mr 95.600. Catalytic subunit of pyruvate dehydrogenase phosphatase (PDPc) has been suggested to have three major functional domains such as dihydrolipoamide acetyltransferase(E$_2$)-binding domain, regulatory subunit of PDP(PDPr)-binding domain, and calcium-binding domain. In order to identify functional domains, recombinant catalytic subunit of pyruvate dehydrogenase phosphatase (rPDPc) was expressed in E. coli JM101 and purified to near homogeneity using the unique property of PDPc: PDPm binds to the inner lipoyl domain (L$_2$) of E$_2$ of pyruvate dehydrogenase complex (PDC) in the presence of Ca$\^$+2/, not under EGTA. PDPc was limited-proteolysed by trypsin, chymotrypsin, Arg-C, and elastase at pH7.0 and 30$^{\circ}C$ and N-terminal analysis of the fragment was done. Chymotrypsin, trypsin, and elastase made two major framents: N-terminal large fragment, approx. 50kD and C-terminal small fragment, approx. 0 kDa. Arg-C made three major fragments: N-terminal fragment, approx. 35 kD, and central fragment, approx. 15 kD, and C-terminal fragment, approx. 10 kD. This study strongly suggest that PDPc consists of three major functional domains. However, further study should be necessary to identify the functional role.
Catalytic subunit of pyruvate dehydrogenase phosphatase (PDPc) has been suggested to have three major funational domains such as dihydrplipoamide adetyltransferase(E2)-binding domain, regulatory subunit of PDP(PDP)r-binding domain, and calcium-binding domain. In order to identify functional domains, recombinant catalytic subunit of pyruvate dehydrogenase phosphatase(rPDPc) was expressed in E. coli JM101 and purified to near homogeneity using the unique property of PDPc: PDPc binds to the inner lipoyl domain (L2) of E2 of ppyruvate dehydrogenase complex (PDC) in the presence of Ca+2, not under EGTA. PDPc was limited-proteolysed by typsin, chymotypsin, Arg-C, and elastase at pH 7.0 and 30C and N-terminal analysis of the fragments was done. Chymotrypsin, trypsin, and elastase made two major fragments: N-terminal large fragment, approx. 50kD and C-terminal small fragment, approx.10 kDa. Arg-C made three major fragments: N-terminal fragment, approx. 35kD, and central fragment, approx. 15 kD, and C-terminal fragment, approx. 10 kD. This study strongly suggest that PDPc consists of three major functional domains. However, further study should be necessary to identify the functional role.
The pyruvate dehydrogenase complex (PDC), a member of $\alpha$-keto acid dehydrogenase complex, catalyzes the oxidative decarboxylation of pyruvate with the formation of $CO_2$, acetyl-CoA, NADH, and $H^+$. This complex contains multiple copies of three catalytic components including pyruvate dehydrogenase (E1), dihydrolipoamide acetyltransferase (E2), and dihydrolipoamide dehydrogenase (E3). Two regulatory components (E1-kinase and phospho-E1 phosphatase) and functionally less-understood protein (protein X, E3BP) are also involved in the formation of the complex. In this study, we have partially cloned the gene for E3BP in human. Nine putative clones were isolated by human genomic library screening with 1.35 kb fragment of E3BP cDNA as a probe. For investigation of cloned genes, Southern blot analysis and the construction of the restriction map were performed. One of the isolated clones, E3BP741, has a 3 kb-SacI fragment, which contains 200 bp region matched with E3BP cDNA sequences. The matched DNA sequence encodes the carboxyl-terminal portion of lipoyl-bearing domain and hinge region of human E3BP. Differences between yeast E3BP and mammalian E3BP coupled with the remarkable similarity between mammalian E2 and mammalian E3BP were confirmed from the comparison of the nucleotide sequence and the deduced amino acid sequence in the cloned E3BP. Cloning of human E3BP gene and analysis of the gene structure will facilitate the understanding of the role(s) of E3BP in mammalian PDC.
The pyruvate dehydrogenase complex (PDC) catalyzes the oxidative decarboxylation of pyruvate with the formation of $CO_2$, acetyl-CoA, NADH, and H+. This complex contains multiple copies of three catalytic components including pyruvate dehydrogenase(E1), dihydrolipoamide acetyltransferase(E2), and dihydrolipoamide dehydrogenase (E3). Two regulatory components (E1-kinase and phospho-E1 phosphatase) and functionally less-understood protein (protein X, E3BP) are also involved in the formation of the complex. In this study, cloning and characterization of a gene for human E3BP have been carried out. A cDNA encoding the human E3BP was isolated by database search and cDNA library screening. The primary structure of E3BP has some similar characteristics with that of E2 in the lipoyl domain and the carboxyl-terminal domain, based on the nucleotide sequence and the deduced amino acid sequence. However, the conserved amino acid moiety including the histidine residue for acetyltransferase activity in E2 is not conserved in the case of human E3BP. The human E3BP was expressed and purified in E. coli. The molecular weight of the protein, excluding the mitochondrial target sequence, was about 50 kDa as determined by SDS-PAGE. Cloning of human E3BP and expression of the recombinant E3BP will facilitate the understanding of the role(s) of E3BP in mammalian PDC.
본 연구는 지구성 트레이닝과 thiamine(thiamine tetrahydrofurfuryl disulfide: TTFD)의 투여가 골격근 내 글리코겐과 PDH(Pyruvate dehydrogenase), 그리고 PDH 활성에 관여하는 효소의 단백질인 PDK4(Pyruvate dehydrogenase kinase 4)와 PDP1(PDH phosphatase 1)의 발현에 어떠한 영향을 미치는지 알아보는 것을 목적으로 하였다. 6주령의 ICR 마우스를 대상으로 비운동집단(Sedentary; CON, TH), 운동집단(Exercise; EX, THEX)으로 나누어 4주간의 지구성 트레이닝과 체중 kg 당 50 mg의 thiamine을 경구투여 하였다. 4주간의 지구성 트레이닝은 간과 근육 내 glycogen의 저장량에 유의한 증가가 나타났지만 thiamine 투여에 따르는 차이는 나타나지 않았다. 마찬가지로 골격근 내 PDH와 PDH 조절에 관련한 PDK4, PDP1의 단백질 발현을 측정한 결과 4주간의 지구성 트레이닝에 따르는 효과는 관찰되었지만, thiamine 투여에 집단간 유의한 효과는 나타나지 않았다. 이러한 결과는 장기간 지구성 트레이닝에 따른 골격근의 적응으로 인하여 thiamine 투여에 따른 시너지 효과가 나타나지 않은 것으로 보인다. 따라서 추후 연구에서는 지구성 트레이닝의 기간을 고려한 thiamine의 섭취 타이밍 그리고 탄수화물의 복합투여에 따른 PDH와 관련 단백질의 분석이 필요할 것으로 보인다.
DJ-1 is one of the causative genes of early-onset familial Parkinson's disease (PD). As a result, DJ-1 influences the pathogenesis of sporadic PD. DJ-1 has various physiological functions that converge to control the levels of intracellular reactive oxygen species (ROS). Based on genetic analyses that sought to investigate novel antioxidant DJ-1 downstream genes, pyruvate dehydrogenase (PDH) kinase (PDK) was demonstrated to increase survival rates and decrease dopaminergic (DA) neuron loss in DJ-1 mutant flies under oxidative stress. PDK phosphorylates and inhibits the PDH complex (PDC), subsequently downregulating glucose metabolism in the mitochondria, which is a major source of intracellular ROS. A loss-of-function mutation in PDK was not found to have a significant effect on fly development and reproduction, but severely ameliorated oxidative stress resistance. Thus, PDK plays a critical role in the protection against oxidative stress. Loss of PDH phosphatase (PDP), which dephosphorylates and activates PDH, was also shown to protect DJ-1 mutants from oxidative stress, ultimately supporting our findings. Further genetic analyses suggested that DJ-1 controls PDK expression through hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1), a transcriptional regulator of the adaptive response to hypoxia and oxidative stress. Furthermore, CPI-613, an inhibitor of PDH, protected DJ-1 null flies from oxidative stress, suggesting that the genetic and pharmacological inhibition of PDH may be a novel treatment strategy for PD associated with DJ-1 dysfunction.
Mammalian pyruvate dehydrogenase complex(PDC) enzyme consists of multiple oopies of three major oligomeric enzymes-El, E2 E3. And protein X is one of the enzymatic constituents which is tightly bound to E2 subunit This complex enzyme is responsible for the oxidative decarboxylation of pyruvate producing of acetyl CoA which is a key intermediate for the entry of carbohydrates into the TCA cycle for its complete metabolic conversion to CO$_2$. And the overall activity of the complex enzyme is regulated via covalent nodification of El subunit by a El specific phosphatase ad kinase. Protein X has lipoyl moiety that undergoes reduction and acetylation during ezymatic reaction and has been known h be involved in the binding of E3 subunit to E2 core and in the regulatory activity of kinase. The purification of protein X has not been achieved majorly because of its tight binding to E2 subunit The E2-protein X subcomplex was obtained by the established methods and the detachment of protein X from E2 was accomplished in the 0.1M borate buffer containing 150mM NaCl. During the storage of the subcomplex in frozen state at -70$^{\circ}C$, the E2 subunit was precipitated and the dissociated protein X was obtained by cntrifegation into the supernatant The verification of protein X was accomplished by (1)the migration on SDS-PAGE, (2)acetylation by 〔2$\^$-l4/C〕 pyruvate, and (3)internal amino acid sequence analysis of tryptic digested enzyme.
Nicotinic acid 결핍시 메추리는 심각한 체중의 감소를 보였으며, 심장 및 간의 무게도 약간 감소하였다. 포도당의 농도는 현저하게 증가하였으나 콜레스테롤, 알부민 그리고 총 단백질 양의 변화는 없었다. Glutamic oxaloacetate iransaminase 와 glutamic pyruvate transaminase의 활성은 증가하였으나 alkaline phosphatase와 LDH의 활성은 변화가 없었다. 혈청속의 아미노산중 tryptophan, tyrosine, aspartic acid, glutamic acid 등의 농도는 감소하였으나, arginine, histidine, lysine 등은 변화가 없었다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.