• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권12호
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• pp.1726-1736
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• 2013

Biosynthesis of indole-3-acetic acid (IAA) via the indole-3-pyruvic acid pathway involves three kinds of enzymes; aminotransferase encoded by aspC, indole-3-pyruvic acid decarboxylase encoded by ipdC, and indole-3-acetic acid dehydrogenase encoded by iad1. The ipdC from Enterobacter cloacae ATCC 13047, aspC from Escherichia coli, and iad1 from Ustilago maydis were cloned and expressed under the control of the tac and sod promoters in E. coli. According to SDS-PAGE and enzyme activity, IpdC and Iad1 showed good expression under the control of $P_{tac}$, whereas AspC was efficiently expressed by $P_{sod}$ originating from Corynebacterium glutamicum. The activities of IpdC, AspC, and Iad1 from the crude extracts of recombinant E. coli Top 10 were 215.6, 5.7, and 272.1 nmol/min/mg-protein, respectively. The recombinant E. coli $DH5{\alpha}$ expressing IpdC, AspC, and Iad1 produced about 1.1 g/l of IAA and 0.13 g/l of tryptophol (TOL) after 48 h of cultivation in LB medium with 2 g/l tryptophan. To improve IAA production, a tnaA gene mediating indole formation from tryptophan was deleted. As a result, E. coli IAA68 with expression of the three genes produced 1.8 g/l of IAA, which is a 1.6-fold increase compared with wild-type $DH5{\alpha}$ harboring the same plasmids. Moreover, the complete conversion of tryptophan to IAA was achieved by E. coli IAA68. Finally, E. coli IAA68 produced 3.0 g/l of IAA after 24 h cultivation in LB medium supplemented with 4 g/l of tryptophan.

• Toxicological Research
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• 제31권1호
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• pp.17-23
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• 2015

Excessive manganese (Mn) in the brain promotes a variety of abnormal behaviors, including memory deficits, decreased motor skills and psychotic behavior resembling Parkinson's disease. Hereditary hemochromatosis (HH) is a prevalent genetic iron overload disorder worldwide. Dysfunction in HFE gene is the major cause of HH. Our previous study has demonstrated that olfactory Mn uptake is altered by HFE deficiency, suggesting that loss of HFE function could alter manganese-associated neurotoxicity. To test this hypothesis, Hfe-knockout ($Hfe^{-/-}$) and wild-type ($Hfe^{+/+}$) mice were intranasally-instilled with manganese chloride ($MnCl_2$ 5 mg/kg) or water daily for 3 weeks and examined for memory function. Olfactory Mn diminished both short-term recognition and spatial memory in $Hfe^{+/+}$ mice, as examined by novel object recognition task and Barnes maze test, respectively. Interestingly, $Hfe^{-/-}$ mice did not show impaired recognition memory caused by Mn exposure, suggesting a potential protective effect of Hfe deficiency against Mn-induced memory deficits. Since many of the neurotoxic effects of manganese are thought to result from increased oxidative stress, we quantified activities of anti-oxidant enzymes in the prefrontal cortex (PFC). Mn instillation decreased superoxide dismutase 1 (SOD1) activity in $Hfe^{+/+}$ mice, but not in $Hfe^{-/-}$ mice. In addition, Hfe deficiency up-regulated SOD1 and glutathione peroxidase activities. These results suggest a beneficial role of Hfe deficiency in attenuating Mn-induced oxidative stress in the PFC. Furthermore, Mn exposure reduced nicotinic acetylcholine receptor levels in the PFC, indicating that blunted acetylcholine signaling could contribute to impaired memory associated with intranasal manganese. Together, our model suggests that disrupted cholinergic system in the brain is involved in airborne Mn-induced memory deficits and loss of HFE function could in part prevent memory loss via a potential up-regulation of anti-oxidant enzymes in the PFC.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권3호
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• pp.302-310
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• 2016

A study aimed at identifying putative drought responsive genes that confer tolerance to water stress deficit in tea plants was conducted in a 'rain-out shelter' using potted plants. Eighteen months old drought tolerant and susceptible tea cultivars were each separately exposed to water stress or control conditions of 18 or 34% soil moisture content, respectively, for three months. After the treatment period, leaves were harvested from each treatment for isolation of RNA and cDNA synthesis. The cDNA libraries were sequenced on Roche 454 high-throughput pyrosequencing platform to produce 232,853 reads. After quality control, the reads were assembled into 460 long transcripts (contigs). The annotated contigs showed similarity with proteins in the Arabidopsis thaliana proteome. Heat shock proteins (HSP70), superoxide dismutase (SOD), catalase (cat), peroxidase (PoX), calmodulinelike protein (Cam7) and galactinol synthase (Gols4) droughtrelated genes were shown to be regulated differently in tea plants exposed to water stress. HSP70 and SOD were highly expressed in the drought tolerant cultivar relative to the susceptible cultivar under drought conditions. The genes and pathways identified suggest efficient regulation leading to active adaptation as a basal defense response against water stress deficit by tea. The knowledge generated can be further utilized to better understand molecular mechanisms underlying stress tolerance in tea.

• 한방재활의학과학회지
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• 제19권2호
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• pp.89-102
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• 2009

Objectives : This study was carried out to understand the immunity responses and anti-oxidation effect of the Gamidaeganghwal-tang(GDT) on rheumatoid arthritis by using the THP-1 cells and the serum of CIA mice. Methods : For this purpose, GDT was orally administerd to mice with rheumatoid arthritis induced by collagen II. To investigate the immunity responses, value of cytokine and gene expression in the THP-1 cell, levels of cytokines in the serum of CIA(collagen type II induced arthritis) mice, number of immunocyte in PBMC of CIA mice were measured. Then, anti-oxidant activity, scavenging activity on DHHP(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) free radical and SOD(Superoxide dismutae)-like activity of GDT was observed. Results : 1. The levels of IL-$1{\beta}$, IL-6, IL-8, MCP-1 at 100, $50{\mu}g/m{\ell}$ of GDT were significantly reduced in the THP-1 cell. 2. The levels of TNF-${\alpha}$, COX-2 mRNA expression at 100, $50{\mu}g/m{\ell}$ of GDT and IL-$1{\beta}$, IL-6 at $100{\mu}g/m{\ell}$ of GDT were significantly reduced in the THP-1 cell line. 3. The levels of IL-6, TNF-${\alpha}$ and IL-$1{\beta}$ were significantly reduced in the serum of CIA mice. 4. The absolute number of CD3+, CD4+ and CD8+ cells were significantly induced, CD3+/CD69+, CD3+/CD49+, CD19+, B220+/CD23+ cells were significantly reduced in PBMC. 5. Scavenging activity on DPPH free radical and SOD-like activity were significantly induced in a concentration dependent manner. Conclusions : Taking all these observations, GDT considered to be effective in treating rheumatoid arthritis. Therefore we have to survey continuously in looking for the effective substance and mechanism in the future.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권3호
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• pp.337-342
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• 2019

We published that bacterial heme was over-produced in a recombinant Corynebacterium glutamicum expressing 5-aminolevulinic acid synthase ($hemA^+$) under control of a constitutive promoter ($P_{180}$) and the heme-producing C. glutamicum had commercial potentials; as an iron feed additive for swine and as a preservative for lactic acid bacteria. To enhance the heme production, the $hemA^+$ gene was expressed under controls of various promoters in the recombinant C. glutamicum. The $hemA^+$ expression by $P_{gapA}$ (a constitutive glycolytic promoter of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) led 75% increase of heme production while the expression by $P_{H36}$ (a constitutive, very strong synthetic promoter) resulted in 50% decrease compared with the control ($hemA^+$ expression by $P_{180}$ constitutive promoter). The $hemA^+$ expression by a late log-phase activating $P_{sod}$ (an oxidative-stress responding promoter of superoxide dismutase) led 50% greater heme production than the control. The $hemA^+$ expression led by a heat-shock responding chaperone promoter ($P_{dnaK}$) resulted in 121% increase of heme production at the optimized heat-shock conditions. The promoter strength and induction phase are discussed based on the results for the heme production at an industrial scale.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제43권6호
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• pp.936-944
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• 1996

연구배경: 식세포인 호중구나 단핵세포는 생체 외실험에 사용하기 위한 세포분리법인 플라스틱 표면부착만으로도 세포활성화가 일어나 이후의 실험결과에 영향을 주고 이 과정에 염증반응과 관련된 물질의 유전자 전사 및 부착분자가 연관되어 있는 것으로 알려져 있다. 폐의 주된 면역세포인 폐포대식세포도 대부분 플라스틱 표면부착에 의해 세포를 분리하므로 사람의 폐포대식세포가 표면부착 자체에 의해 활성화되고 여기에 염증관련 유전자 및 부착분자가 관여하는지를 알아보기 위해 연구를 시행하였다. 방법: 적어도 한 쪽 폐가 정상인 사람에서 기관지폐포세척술을 통해 얻은 폐포대식세포를 대상으로 표면부착이 미치는 영향을 얄아보기 위해 부유상태와 부착상태에서 각각 시간에 따른 lL-8, SOD 및 CD11/CD18 mRNA 발현을 Northern blot analysis로 분석하였고 PMA와 fMLP로 추가 자극했을 경우 차이를 보이는지 알아 보았다. 결과: 1) 플라스틱 표면에 부착시킨 폐포대식세포는 염증 또는 면역에 관계되는 IL-8 mRNA 및 SOD mRNA의 발현이 부착시간 정과에 따라 증가하여 부착 8시간후에 최대로 나타났으나 CD18 mRNA 발현은 부착에 의해 증가되지 않았다. 2) 이런 mRNA의 증가는 PMA에 의해서는 부착여부와 관계없이 유도되었지만 fMLP에 의해서는 부착된 세포에서만 유도되었다. 결론: 이상의 결과로 플라스틱 표면부착에 의해 폐포대식세포에서 염증매개성 물질의 유전자발현이 증가되며 이는 표면부착에 의한 세포 활성화와 관계가 있을 것으로 생각된다.

• 미생물학회지
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• 제51권4호
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• pp.319-328
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• 2015

Schizosaccharomyces pombe $sdu1^+$ 유전자는 PPPDE superfamily member에 속하는 탈유비퀴틴화 효소인 Sdu1을 엔코딩한다. 이전 연구에서, $sdu1^+$ 유전자 포함 재조합 플라스미드 pYSTP를 사용하여 Sdu1이 카르복시 말단 유비퀴틴 가수분해 활성을 보유한다는 사실이 입증된 바 있다. 본 연구에서는, 높은 배양 온도에 대한 Sdu1의 열내성적 역할이 검토되었다. 온도 천이 실험에서, pYSTP 포함 S. pombe 세포들이 37도나 42도로 천이한 후에 벡터 대조 세포들보다 훨씬 더 잘 성장하였다. 37도나 42도로 천이 한 후 6시간 배양한 pYSTP 포함 S. pombe 세포들이 벡터 대조 세포들보다 낮은 활성산소종 수준을 나타내었다. pYSTP 포함 S. pombe 세포들이 온도 천이와 관계없이 벡터 대조 세포들보다 다소 낮은 일산화질소 수준을 나타내었다. pYSTP 포함 S. pombe 세포들이 벡터 대조 세포들보다 훨씬 높은 총 글루타치온 수준을 나타내었다. 온도천이 후의 총 수퍼옥시드 디스무타아제 및 글루타치온 과산화효소 활성들이 pYSTP 포함 S. pombe 세포들에서 더 높은 것으로 측정되었다. 요약하면, S. pombe Sdu1은 활성산소종과 일산화질소 수준은 낮추고, 총 글루타치온, 총 수퍼옥시드 디스무타아제 및 글루타치온 과산화효소 수준들은 증가시킴으로써 높은 배양 온도에 대한 열내성적 역할을 나타낸다.

• 생명과학회지
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• 제20권9호
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• pp.1394-1401
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• 2010

본 연구는 12주 유산소 운동이 비만 어린이의 혈청지질성분, 항산화효소 활성 및 자율신경계 활동에 미치는 영향을 조사하였다. 피험자들은 16명의 비만어린이와 19명의 정상어린이를 대상으로 12주간 중강도 유산소 운동을 실시하였다. 측정 항목은 VO2peak, 신체조성, 혈청지질, ox-LDL, 8-OHdG, SOD, GPx 활성, total mRNA, 그리고 자율신경계 활성을 측정하였다. 그 결과 체중은 OW그룹에서 시기간 차이가 나타나지 않았으나, 12주 운동후 OR과 CO그룹에서 유의하게 증가하였다. WHR은 OR과 CO그룹에서 차이가 나타나지 않았으나, 12주 운동후 OW그룹에서 유의하게 감소하였다. 비만 그룹에서 baseline TG는 대조군 보다 더 높게 나타났으며(p<0.05), 자율신경계 활성은 낮게 나타났다. 항산화효소 유전자 발현은 모든 그룹에서 시기간 유의한 차이가 나타났다. 결론적으로 비만어린이에서 산화적 손상과 항산화효소 활성은 정상어린이와 유사하게 나타났다. 그러나 정상어린이에 비해 비만어린이의 TG는 더 높게 나타났고 자율신경계 활성은 더 낮게 나타났다. 따라서 비만어린이에서 TG의 증가와 자율신경계 활성의 감소는 비만환자의 출발점이 어린시기에 시작될 수 있음을 시사한다. 또한 규칙적인 유산소성 운동은 어린시기에서 항산화효소 발현을 수정하여 줄 수 있다고 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제23권8호
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• pp.1041-1049
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• 2013

원지의 뿌리는 기억력을 향상시키는 동양의 전통 약재로 널리 알려져 있다. 그러나 그 작용기전은 아직까지 해명되지 않았다. 본 연구에서는 항산화 효과 뿐만 아니라 신경 세포 에서 파생된 PC12 세포의 acetylcholinesterase(AchE) 활성과 연관된 인지능에 대한 원지열수추출물(PRHWE)의 효과를 in vitro 및 살아 있는 세포에서 조사하였다. 먼저 MTT assay을 이용한 세포생존에 대한 연구에서 PRHWE는 0.1% 이하의 농도에서 세포독성이 없는 것으로 나타났다. PRHWE는 DPPH radical, hydrogen peroxide 및 superoxide의 소거활성과 환원력이 농도에 비례하여 증가시킨다는 것이 관찰되었다. 특히 PRHWE는 hydroxyl radical에 의하여 유발되는 DNA의 산화에 대한 보호효과를 나타내었다. 부가적으로 그것은 신경성세포에서 nitric oxide의 생성을 억제하였다. 더욱이 AchE 활성은 PRHWE의 농도에 비례하여 감소하였다. 뿐만 아니라, PRHWE는 PC12 세포에서 SOD-1과 NOS-2 발현수준을 증가 시킨다는 것이 발견되었다. 더욱이 reporter gene assay를 이용한 실험에서 p53과 NF-${\kappa}B$의 전사활성이 PRHWE의 존재 하에서 감소했다. 그러므로 이러한 결과들은 PRHWE가 신경성세포에서 항산화 활성 및 신경 세포 보호 효과가 있다는 것을 증명하였고, 이는 PRHWE가 사람의 건강을 위한 치료제로 큰 잠재성을 가지고 있다는 것을 시사한다.

• 한국자원식물학회지
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• 제24권1호
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• pp.55-60
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• 2011

씀바귀추출물이 비만을 유도한 흰쥐의 지질강하 및 항산화 효과에 미치는 영향을 검토하였다. 혈장 유리지방산과 triglyceride농도는 대조군과 비교하여 씀바귀추출물 투여군은 농도 의존적으로 낮은 값을 나타내었다. 혈장 내 total cholesterol 농도와 LDL-cholesterol 농도는 씀바귀추출물 투여군 모두에서 감소하는 경향을 보였다. 그러나, HDL-cholesterol농도는 처리군 들 간에 유의한 차이를 나타내지 않았다. 간장 total cholesterol과 triglyceride량은 씀바귀추출물 투여군 들이 대조군보다 낮은 값을 나타내었다. 혈장 및 간장의 TBARS 농도는 씀바귀추출물 투여군 들 모두가 대조군보다 유의하게 낮은 값을 나타내었다. GSH-Px, SOD 및 CAT의 활성치는 씀바귀추출물 투여군 들이 대조군보다 높은 값을 나타내었다. TNF-${\alpha}$, Apo-B, Apo-E 및 Leptin의 gene expression은 씀바귀추출물 투여군이 대조군보다 낮은 expression을 나타내었다. ${\beta}$-actin expression에 대한 TNF-${\alpha}$, Apo-B, Apo-E 및 Leptin의 gene expression의 비율은 TNF-${\alpha}$와 Apo-E는 대조군보다 씀바귀추출물 투여군 들이 낮은 경향을 보였으나, Apo-B 및 Leptin의 비율은 대조군을 비롯한 씀바귀추출물 투여군 들 간에 유의한 차이를 나타내지는 않았다. 이상의 결과들을 종합해보면, 씀바귀 추출물은 지질강하 및 항산화에 긍정적인 효과를 나타내었음을 시사해준다.