The free radical scavenging activities and the protective effects of Rhus javanica extracts against oxidative damage induced by reactive oxygen species (ROS) were investigated. n-Hexane, ethyl acetate and water fractions were prepared from a methanol extract. DPPH radical, superoxide anion and hydroxyl radical scavenging activities were estimated. Intracellular ROS formation was quantified using fluorescent probes, 2', 7'-dichlorofluorescin diacetate (DCFH-DA) for hydroxyl radical and dihydroethidium (DHE) for superoxide anion. The oxidative DNA damage was investigated by the comet assay in HepG$_2$ cells exposed either to $H_2O$$_2$ or to menadione. The highest $IC_{50}$/ values for DPPH radical scavenging activity was found in the ethyl acetate fraction with a value of 5.38 $\mu\textrm{g}$/mL. Cells pretreated with $\geq$ 1 $\mu\textrm{g}$/mL of the ethyl acetate extract had significantly increased cell viability compared to control cells, which were not pretreated with the extract. Intracellular ROS formation and DNA damage in HepG$_2$ cells, which were pretreated with the various concentrations of Rhus javanica ethyl acetate extract and then incubated either with $H_2O$$_2$ or with menadione, reduced in a dose-dependent manner. These findings suggest that Rhus javanica might have biologically active components which have strong protective effects against ROS induced oxidative damages to the biomolecules, such as cell membranes and DNA.
Jae Kyeong Lee;Ju Hye Baek;Dong Min Han;Se Hee Lee;So Young Kim;Che Ok Jeon
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.33
no.11
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pp.1448-1456
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2023
A Gram-positive, non-motile, and non-spore-forming lactic acid bacterium, designated as BK2T, was isolated from kimchi, a Korean traditional fermented vegetable food, and the taxonomic characteristics of strain BK2T, along with strain LMG 11983, were analyzed. Both strains optimally grew at 30℃, pH 7.0, and 1.0% NaCl. Cells of both strains were heterofermentative and facultatively anaerobic rods, demonstrating negative reactions for catalase and oxidase. Major fatty acids (>10%) identified in both strains were C18:1 ω9c, C16:0, and summed feature 7 (comprising C19:1 ω6c and/or C19:1 ω7c). The genomic DNA G+C contents of both strains were 44.7 mol%. The 16S rRNA gene sequence similarity (99.9%), average nucleotide identity (ANI; 99.9%), and digital DNA-DNA hybridization (dDDH; 99.7%) value between strains BK2T and LMG 11983 indicated that they are different strains of the same species. Strain BK2T was most closely related to Weissella confusa JCM 1093T and Weissella cibaria LMG 17699T, with 100% and 99.4% 16S rRNA gene sequence similarities, respectively. However, based on the ANI and dDDH values (92.3% and 48.1% with W. confusa, and 78.4% and 23.5% with W. cibaria), it was evident that strain BK2T represents a distinct species separate from W. confusa and W. cibaria. Based on phylogenetic, phenotypic, and chemotaxonomic features, strains BK2T and LMG 11983 represent a novel species of the genus Weissella, for which the name Weissella fermenti sp. nov. is proposed. The type of strain is BK2T (=KACC 22833T=JCM 35750T).
Myelophycus caespitosus, a brown alga belonging to genus Myelophycus, has been traditionally used as a food and medicinal resource in Northeastern Asia. However, few studies have been conducted on its pharmacological activity. In this study, we evaluated whether methanol extract of M. caespitosus (MEMC) could protect against oxidative damage caused by hydrogen peroxide (H2O2) in C2C12 murine myoblasts. Our results revealed that MEMC could suppress H2O2-induced growth inhibition and DNA damage while blocking the production of reactive oxygen species. In H2O2-treated cells, cell cycle progression was halted at the G2/M phase, accompanied by changes in expression of key cell cycle regulators. However, these effects were attenuated by MEMC. In addition, we found that MEMC protected cells from induction of apoptosis associated with mitochondrial impairment caused by H2O2 treatment. Furthermore, MEMC enhanced the phosphorylation of nuclear factor-erythroid-2 related factor 2 (Nrf2) and expression and activity of heme oxygenase-1 (HO-1) in H2O2-treaetd C2C12 myoblasts. However, such anti-apoptotic and cytoprotective effects of MEMC were greatly abolished by HO-1 inhibitor, suggesting that MEMC could increase Nrf2-mediated activity of HO-1 to protect C2C12 myoblasts from oxidative stress.
Park, Min-Seon;Kim, Hong-Tae;Min, Byung-Re;Kimm, Ku-Chan;Nam, Myeong-Jin
BMB Reports
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v.33
no.2
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pp.184-187
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2000
Prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$) plays an important role in the regulation of various gastric functions, and the growth-inhibitory activities on tumor cells are studied in vitro and in vivo. Although the mechanisms have attracted many researchers in the past decade, the molecular mechanisms of cell cycle arrest, or induction of apoptosis by $PGE_2$, is unclear. We investigated the effects of $PGE_2$ on the growth of the human gastric carcinoma cell line SNU1 and genes that are regulated by $PGE_2$ and isolated them using differential display RT-PCR (DD RT-PCR). FACS analysis suggested that SNU1 cells were arrested at the G1 phase by $PGE_2$ treatment. This growth inhibitory effect was in a time- and dose-dependent manner. Treatment of SNU1 cells with $10\;{\mu}g/ml$$PGE_2$, followed by DD RT-PCR analysis, revealed differently expressed bands patterns from the control. Among the differently expressed clones, we found an unidentified cDNA clone (HGP-27) overexpressed in $PGE_2$-treated cells. The full-length cDNA of HGP-27 was isolated using RACE, which consisted of a 30-nt 5'-noncoding region, a 891-nt ORF encoding the 296 amino acid protein, and a 738-nt 3'-noncoding region including a poly(a) signal. This gene was localized on the short arm of chromosome number 11. Using the Motif Finder program, a myb-DNA binding repeat signature was detected on the ORF region. The COOH-terminal half was shown to have similarity with the $NH_3$-terminal domain of thioredoxin (Trx). This relation between HGP-27 and Trx implied a potential role for HGP-27 in modulating the DNA binding function of a transcription factor, myb.
Journal of the Korean Applied Science and Technology
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v.39
no.5
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pp.605-613
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2022
The genus Flavobacterium, type genus of the family Flavobacteriaceae and a member of the phylum Bacteriodetes includes gram-negative and yellow-pigmented rods. Those bacteria have been isolated from various environments of the earth. A yellow-pigmented, gram-negative rod was isolated from a pond in the campus of the Changwon University, Changwon, Kyeongnam and designated as strain B1. Strain B1 was further analyzed physiologically, biochemically and phylogenetically, and concluded to be a member of genus Flavobacterium. BLAST search of the 16S rRNA gene sequence of strain B1 shows homology no higher than 99.0% with those sequences of other bacteria. The major fatty acids of strain B1 are iso-C15:0 (19.6%), summed feature 3(C16:1 ω7c and/or C16:1 ω6c, 16.1%), iso-C17:0 3OH(10.2%), iso-C15:0 3OH(8.4%) and iso-C15:1 G(6.6%) showing significant differences in fatty acid compositions between strain B1 and the other known Flavobacterium species. DNA sequence of 16S rRNA gene of strain B1 was deposited in genbank under accession number OP060681.
From the mathematical and statistical point of view, a segment of a DNA strand can be viewed as a sequence of four-state (A, C, G, T) trials. Herein, we consider the distributions of runs and patterns related to the run lengths of multi-state sequences, especially for four states (A, B, C, D). Let X1, X2, . . . be a sequence of four state independent and identically distributed trials taking values in the set 𝒢 = {A, B, C, D}. In this study, we obtain exact formulas for the probability distribution function for the discrete distribution of runs of B's of order k. We obtain longest run statistics, shortest run statistics, and determine the distributions of waiting times and run lengths.
Kim, Ki Yun;Jang, Won Young;Lee, Ji Young;Jun, Do Youn;Ko, Jee Youn;Yun, Young Ho;Kim, Young Ho
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.26
no.2
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pp.287-294
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2016
The effect of kaempferol (3,5,7,4-tetrahydroxyflavone), a flavonoid compound that was identified in barnyard millet (Echinochloa crus-galli var. frumentacea) grains, on G2-checkpoint and apoptotic pathways was investigated in human acute leukemia Jurkat T cell clones stably transfected with an empty vector (J/Neo) or a Bcl-xL expression vector (J/Bcl-xL). Exposure of J/Neo cells to kaempeferol caused cytotoxicity and activation of the ATM/ATR-Chk1/Chk2 pathway, activating the phosphorylation of p53 (Ser-15), inhibitory phosphorylation of Cdc25C (Ser-216), and inactivation of cyclin-dependent kinase 1 (Cdk1), with resultant G2-arrest of the cell cycle. Under these conditions, apoptotic events, including upregulation of Bak and PUMA levels, Bak activation, mitochondrial membrane potential (Δψm) loss, activation of caspase-9, -8, and -3, anti-poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) cleavage, and accumulation of apoptotic sub-G1 cells, were induced without accompanying necrosis. However, these apoptotic events, except for upregulation of Bak and PUMA levels, were completely abrogated in J/Bcl-xL cells overexpressing Bcl-xL, suggesting that the G2-arrest and the Bcl-xL-sensitive mitochondrial apoptotic events were induced, in parallel, as downstream events of the DNA-damage-mediated G2-checkpoint activation. Together these results demonstrate that kaempferol-mediated antitumor activity toward Jurkat T cells was attributable to G2-checkpoint activation, which caused not only G2-arrest of the cell cycle but also activating phosphorylation of p53 (Ser-15) and subsequent induction of mitochondria-dependent apoptotic events, including Bak and PUMA upregulation, Bak activation, Δψm loss, and caspase cascade activation.
Resveratrol (3,5,4’-trihydroxy-trans-stilbene), a naturally occurring phytoallexin abundant in grapes and several plants, has been shown to be active in inhibiting proliferation and inducing apoptosis in several human cancer cell lines. On the line of the biological activity of resveratrol, a variety of resveratrol analogs were synthesized and evaluated for their growth inhibitory effects against several human cancer cell lines. In the present study, we found that one of the resveratrol analogs, 3,4,5-trimethoxy-4’-bromo-cis-stilbene, markedly suppressed human colon cancer cell proliferation (EC$_{50}$ = 0.01 ${\mu}$g/ml), and the inhibitory activity was superior to its corresponding trans-isomer (EC$_{50}$ = 1.6 ${\mu}$g/ml) and resveratrol (EC$_{50}$ = 18.7 ${\mu}$g/ml). Prompted by the strong growth inhibitory activity in cultured human colon cancer cells (Col2), we investigated its mechanism of action. 3,4,5-Trimethoxy-4’-bromo-cis-stilbene induced arrest of cell cycle progression at G2/M phase and increased at sub-G1 phase DNA contents of the cell cycle in a time- and dose-dependent manner. Colony formation was also inhibited in a dose-dependent manner, indicating the inhibitory activity of the compound on cell proliferation. Moreover, the morphological changes and condensation of the cellular DNA by the treatment of the compound were well correlated with the induction of apoptosis. These data suggest the potential of 3,4,5-trimethoxy-4’-bromo-cis-stilbene might serve as a cancer chemotherapeutic or chemopreventive agent by virtue of arresting the cell cycle and inducing apoptosis for the human colon cancer cells.
Nocardiopsis species produce bioactive compounds, such as antimicrobial and anti-cancer agents and toxins. However, no reports have described their anti-inflammatory and anti-fibrotic effects during nasal polyp (NP) formation. In this study, we investigated whether marine-derived bacterial Nocardiopsis sp. 13G027 exerts anti-inflammatory and anti-fibrotic effects on lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW 264.7 macrophages and transforming growth factor (TGF)-β1-induced NP-derived fibroblasts (NPDFs). Nitric oxide (NO) and prostaglandin E2 (PGE2) levels were analyzed. Extract from Nocardiopsis sp. 13G027 significantly inhibited the upregulation of NO and PGE2 in LPS-activated RAW 264.7 macrophages. The expression of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and protein kinase B (Akt/PKB) in LPS-induced RAW 264.7 macrophages was evaluated; smooth muscle alpha-actin (α-SMA), collagen type I (Col-1), and fibronectin also phosphorylated small mothers against decapentaplegic (SMAD) 2 and 3 in TGF-β1-stimulated NPDFs. The Nocardiopsis sp. 13G027 extract suppressed the phosphorylation of MAPKs and Akt and the DNA-binding activity of activator protein 1 (AP-1). The expression of pro-fibrotic components such as α-SMA, Col-1, fibronectin, and SMAD2/3 was inhibited in TGF-β1-exposed NPDFs. These findings suggest that Nocardiopsis sp. 13G027 has the potential to treat inflammatory disorders, such as NP formation.
The effects of Yinjin and Yinjinsaryongsangagambang on a DNA damaging agent, etoposide-induced apoptosis, cell viability, cell cycle progression, and mRNA expression of apoptosis-related genes of human hepatocyte cell line HepG2 were investigated using tryphan blue exclusion assay, MTT assay, flow cytometry, immunocytometric analysis of PCNA, and quantitative RT-PCR analysis. MTT assay showed that Yinjin and Yinjinsaryongsangagambang increases cellular viability of HepG2 cells in a dosage-dependent manner. Stimulation of cell cycle progression by Yinjin or Yinjinsaryongsangagambang was detected by flow cytometric analysis of the DNA content and immunocytometric analysis of PCNA expression. A significant reduction of a DNA-damaging agent, etoposide-induced apoptosis were found in both Yinjin and Yinjinsaryongsangagambang-treated cells in dosage-dependent manner. In overall, 3-fold reduction of apoptosis was recognized in $10.0\;{\mu}g/ml$ of Yinjin or Yinjinsaryongsangagambang-treated cells compared to untreated cells. Although the difference is not significant, Yinjinsaryongsangagambang showed slightly higher effect on the inhibition of apoptosis than Yinjin. From flow cytometric analysis of apoptosis, while 39.9% of untreated cells showed etoposide-induced apoptotic cell death, only 19.6% or 17.4% of Yinjin or Yinjinsaryongsangagambang-treated cells were fond at apoptotic sub G1 phase, respectively. Interestingly, strong induction of Gadd45-mRNA was observed from Yinjin or Yinjinsaryongsangagambang-treated cells. However, no changes in expression levels of p53 and Waf1 were detected, demonstrating that induction of Gadd45 mRNA expression by Yinjin or Yinjinsaryongsangagambang occurs by p53-independent mechanism. Marked mRNA inductions of two apoptosis-inhibiting genes, Bcl-2 and Bcl- XL, were found in both Yinjin or Yinjinsaryongsangagambang-treated HepG2 cells while no changes was detected in expression levels of an apoptosis-promoting gene, Bax.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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