• 제목/요약/키워드: 2 dimensional electrophoresis

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Prediction of Rice Embryo Proteins using EST-Databases

  • Woo, Sun-Hee;Cho, Seung-Woo;Kim, Tae-Seon;Chung, Keun-Yook;Cho, Yong-Gu;Kim, Hong-Sig;Song, Beom-Heon;Lee, Chul-Won;Jong, Seung-Keun
    • 한국육종학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.1-7
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    • 2008
  • An attempt was made to link rice embryo proteins to DNA sequences and to understand their functions. One hundred of the 700 spots detected on the embryo 2-DE gels were microsequenced. Of these, 28% of the embryo proteins were matched to DNA sequences with known functions, but 72% of the proteins were unknown in functions as previously reported (Woo et al. 2002). In addition, twenty-four protein spots with 100% of homology and nine with over 80% were matched to ESTs (expressed sequence tags) after expanding the amino acid sequences of the protein spots by Database searches using the available rice EST databases at the NCBI (http://www/ncbi.nlm.nih.gov/) and DDBJ (http://www.ddbj.nig.ac.jp/). The chromosomal location of some proteins were also obtained from the rice genetic map provided by Japanese Rice Genome Research Program (http://rgp.dna.affrc.go.jp). The DNA sequence databases including EST have been reported for rice (Oryza sativa L.) now provides whole or partial gene sequence, and recent advances in protein characterization allow the linking proteins to DNA sequences in the functional analysis. This work shows that proteome analysis could be a useful tool strategy to link sequence information and to functional genomics.

Identification of candidate proteins regulated by long-term caloric restriction and feed efficiency in longissimus dorsi muscle in Korean native steer

  • Jung, Usuk;Kim, Minjeong;Wang, Tao;Lee, Jae-Sung;Seo, Seongwon;Lee, Hong-Gu
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제64권2호
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    • pp.330-342
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    • 2022
  • We aimed to investigate candidate proteins related to long-term caloric restriction and feed efficiency in bovine longissimus dorsi muscle (LM). A total of 31 Korean native steers were randomly distributed to ad libitum (n = 16) or caloric restriction group (n = 15) to conduct two feeding trials for 13 mon. In the first trial (10-18 mon of age), steers were fed with 100% ad libitum (NEg = 0.63 Mcal/kg) or caloric restriction (80% of the previous day's feed intake of ad libitum group). In the second trial (18-23 mon of age), the energy value of 100% ad libitum diet was 1.13 Mcal/kg NEg and those in caloric restriction group diet was 0.72 Mcal/kg NEg. At the endpoint of this experiment, in each group, 6 animals were selected with high (n = 3) or low feed efficiency (n = 3) to collect muscle tissue samples (6 animals/group). From muscle tissues of 23 mo of age, we excavated 9 and 12 differentially expressed (two-fold or more) proteins in a nutritional group and feed efficiency group using two-dimensional electrophoresis, respectively. Of these proteins, heat shock protein beta-6 was up-regulated in both the caloric restriction and the low feed efficiency group. In bovine embryonic fibroblasts, the mRNA expression of heat shock protein beta-6 increased after adipogenic differentiation, however, decreased after myogenic differentiation. Our data provide that heat shock protein beta-6 may be an adipogenic protein involved in the mechanism of caloric restriction and feed efficiency in the LM of the steer.

Gene Expression Analyses of Mutant Flammulina velutipes (Enokitake Mushroom) with Clogging Phenomenon

  • Ju-Ri Woo;Doo-Ho Choi;Muhammed Taofiq Hamza;Kyung-Oh Doh;Chang-Yoon Lee;Yeon-Sik Choo;Sangman Lee;Jong-Guk Kim;Heeyoun Bunch;Young-Bae Seu
    • Mycobiology
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    • 제50권5호
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    • pp.366-373
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    • 2022
  • Regulation of proper gene expression is important for cellular and organismal survival, maintenance, and growth. Abnormal gene expression, even for a single critical gene, can thwart cellular integrity and normal physiology to cause diseases, aging, and death. Therefore, gene expression profiling serves as a powerful tool to understand the pathology of diseases and to cure them. In this study, the difference in gene expression in Flammulina velutipes was compared between the wild type (WT) mushroom and the mutant one with clogging phenomenon. Differentially expressed transcripts were screened to identify the candidate genes responsible for the mutant phenotype using the DNA microarray analysis. A total of 88 genes including 60 upregulated and 28 downregulated genes were validated using the real-time quantitative PCR analysis. In addition, proteomic differences between the WT and mutant mushroom were analyzed using two-dimensional gel electrophoresis and matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight (MALDI-TOF). Interestingly, the genes identified by these genomic and proteomic analyses were involved in stress response, translation, and energy/sugar metabolism, including HSP70, elongation factor 2, and pyruvate kinase. Together, our data suggest that the aberrant expression of these genes attributes to the mutant clogging phenotype. We propose that these genes can be targeted to foster normal growth in F. velutipes.

생쥐 배아에서 단백질 합성과 인산화에 의한 밀집현상의 조절 (Regulation of Compaction by Synthesis and Phosphorylation of Protein in Preimplantation Mouse Embryo)

  • 이동률;이정은;윤현수;노성일;김문규
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제3권1호
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    • pp.75-85
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    • 1999
  • 생쥐 초기 배아의 형태형성에 영향을 주는 세포질내 인자의 기원과 작용기작을 연구하기 위해 단백질 합성과 단백질 활성화 효소 (protein kinase)의 억제제를 처리한 배아의 세포질로 재조합된 배아에서 발생과 RNA합성, 단백질 인산화를 조사하였다. 단백질 합성 억제제인 cycloheximide (CHX)가 함유된 배양액에서 24시간 배양한 1-세포 배아의 제핵된 세포질을 두 개의 전핵을 모두 가진 절반의 1-세포 배아와 재조합한 P+P-CHX군의 배아 발생과 유전자의 활성화는 P+P군의 배아와 유사하였으나, 밀집 형성과 밀집형성이 일어나는 세포 시기는 빨라져서 P+2군과 유사하였다. 또한 초기 배아의 발생 시 1-세포기에서 2-세포기 사이에 일어나는 단백질 인산화가 형태형성과정에 미치는 영향을 알아보기 위해, tyrosine protein kinase와 serine-threonine protein kinase의 억제제인 genistein (Gen)과 6-dimethylaminopurine (6-DMAP)이 처리된 배아의 제핵된 세포질과 2개의 전핵을 가진 절반의 1-세포 배아를 융합시킨 P+2-Gen과 P+2-DMAP군 배아의 발생과 밀집현상을 대조군인 P+P와 P+2군과 비교하였다. P+2-Gen과 P+2-DMAP군 배아에 발생은 대조군에 비해 빨랐으며, 특히 P+2-Gen군 배아는 밀집이 4-세포기에 일어나 8-세포기에 일어나는 P+2-DMAP군의 배아에 비해 일어나는 시간과 세포 시기가 빨라졌다. SDS-PAGE 방법으로 분석한 재조합 3시간째 P+2-Gen과 P+2-DMAP군의 단백질 인산화량은 대조군인 P+P와 P+2군에 비해 증가하였으나 종류의 변화는 없었다. 한편 2차원 전기영동법을 이용하여 P+2-DMAP군의 배아에서 P+2-Gen에 비해 80KD와 110KD 단백질의 인산화가 억제된다는 결과를 얻었다. 이상의 결과들은 생쥐의 초기 배아에서 형태 형성의 조절은 유전자 활성화 또는 난자내 모계 mRNA에 의해 수정 후 합성되는 새로운 단백질에 의한 것이 아니고, 난자내에 존재하는 인자에 의해 조절됨을 시사한다. 이 인자들 중 단백질의 인산화는 배아 발생과 형태형성에 밀접한 관계가 있으며, 특히 초기 1∼2세포기 사이에 serine-threonine protein kinase에 의해 인산화되는 단백질이 밀집현상을 조절하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다.

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배양심근세포의 산화적 손상에 대한 사물탕의 방어효과 (Protective Effects of Samul-tang on Oxidative Stress induced Death of H9c2 Cardioblast Cells)

  • 조권일;정승원;장재호;이대용;박세욱;이인;신선호;문병순
    • 대한한의학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.174-186
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    • 2005
  • Objectives : The water extract of Samul-tang (SMT) has traditionally been used for treatment of ischemic heart and brain damage in oriental medicine. However, little is known about the mechanism by which the water extract of SMT rescues cells from these damages. Methods: This study was designed to investigate the protective mechanisms of SMT on oxidative stress-induced toxicity in H9c2 cardiomyoblast cells. Treatment with $H_2O_2$ markedly induced death of H9c2 cardiomyoblast cells in a dose-dependent manner. Results: The characteristics of H20z-induced death of H9c2 showed apparent apoptotic features such as DNA fragmentation and morphological change. However, SMT significantly reduced both H202-induced cell death and morphological change. The decrease of Bc-2 expression by High were inhibited by SMT. In addition, the increase of Bax expression was also inhibited by SMT. The cotreatment of SMT and $H_2O_2$ in H9c2 cells also induced the phosphorylation of ERK in a time-dependent manner. Moreover, PD98059, a specific inhibitor of ERK1/2 attenuated the protective effects of SMT on $H_2O_2-induced$ toxicity in H9c2 cardiomyoblast cells. These results suggest that both ERK1/2 signaling pathways play important roles in the protective effects of SMT on $H_2O_2-induced$ apoptotic death of H9c2 cells. Also, the expression profile of proteins in $H_2O_2$ cardiomyoblast cells were screened by using two-dimensional (2-D) gel electrophoresis. Among 300 spots resolved in 2-D gels, the comparison of control versus apoptosis cells revealed that signal intensity of 17 spots increased and 11 spots decreased. Conclusions: Taken together, this study suggests that the protectiw effects of the water extract of SMT against oxidative damages may be mediated by the modulation of Bc1-2 and Bax expression via the regulation of the ERK signaling pathway.

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보통 밀에서 저분자글루테닌 유전자 클로닝 및 단백질 동정 (Cloning of Low-molecular-weight Glutenin Subunit Genes and Identification of their Protein Products in Common Wheat (Triticum aestivum L.))

  • 이종열;김영태;김보미;이정혜;임선형;하선화;안상낙;남명희;김영미
    • 한국육종학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.547-554
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    • 2010
  • 미성숙 종자로부터 추출된 전체 RNA를 이용하여 합성한 cDNA와 LMW-GS 특이 프라이머세트를 이용하여 43개의 LMW-GS 유전자를 분리하였다. 각각의 유추 아미노산은 상동성이 높은 20개의 시그널 펩타이드, N-말단 영역, 반복서열영역 그리고 C-말단 영역을 가지며 C-말단 영역에 분자내 혹은 분자간 이황화 결합을 형성하는 전형적인 8개의 시스테인을 가지고 있었다. 이들 시스테인의 위치는 첫번째, 일곱번째를 제외하고는 보존되어 있었다. Ikeda 분류법과 비교할 경우, 이들은 각각 그룹 1, 2, 3 또는 4, 5, 7, 10(이중 그룹 2와 5가 가장 많음) 그리고 11에 속하며 그룹 6, 8, 9 그리고 12에 속한 단백질은 탐지되지 않았다. 이들 43개 LMW-GS 유전자들을 Lasergene Version 7.0을 이용하여 DNA 염기서열 수준에서 계통도를 분석한 결과 Ikeda 그룹의 분류법과 일치하였다. 단백질 수준에서 LMW-GS들을 확인하기 위해 2DE로 이들 단백질을 분리하여 이들의 N-말단 아미노산 서열을 분석하였다. 7개 스팟의 N-말단 아미노산 서열을 확인할 수 있었고 이중 2개는 N-말단 아미노산 서열이 세린으로 시작하는 LMW-s 타입이었고 5개는 N-말단 아미노산 서열이 메티오닌으로 시작하는 LMW-m 타입이었다. 이들 서열은 Ikeda 그룹의 분류법에 따르면 그룹 1, 2, 3, 3/4, 5 그리고 10이었다. 이들 LMW-GS 단백질 중 2개는 Glu-D3 그리고 3개는 Glu-B3에 의해 encoding 되었고 나머지는 확인이 불가능 하였다. 그룹 6, 7, 8, 9, 11, 그리고 12의 스팟은 확인할 수 없었다. N-말단 아미노산 서열들과 클로닝된 LMW-GS 유전자군을 비교해 보면 그룹 1, 2, 3/4, 5 그리고 10이 모두 유전자와 단백질 수준에서 존재하고 있음을 확인하였다. 본 연구는 다양한 LMW-GS 유전자들을 분리, 동정하였고 이들의 해당 단백질을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 밀가루 품질 향상을 위한 육종 프로그램에 도움이 될 것이다.

스트레스-유도 열충격단백질 27(Heat Shock Protein 27)의 활성과 물리치료의 상관성 (The Activation of Stress-induced Heat Shock Protein 27 and the Relationship of Physical Therapy)

  • 김미선;이성호;김일현;황병용;김중환
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제20권1호
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    • pp.57-65
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    • 2008
  • Purpose: Heat shock proteins (HSPs) are a group of proteins that are activated when cells are exposed to a variety of environmental stresses, such as infection, inflammation, exposure to toxins, starvation, hypoxia, brain injury, or water deprivation. The activation of HSPs by environmental stress plays a key role in signal transduction, including cytoprotection, molecular chaperone, anti-apoptotic effect, and anti-aging effects. However, the precise mechanism for the action of small HSPs, such as HSP27 and mitogen-activated protein kinases (MAPKs: extracellular-regulated protein kinase 1/2 (ERK1/2), p38MAPK, stress-activated protein kinase/c-Jun N-terminal kinase (SAPK/JNK), is not completely understood, particularly in application of cell stimulators including platelet-derived growth factor (PDGF), angiotensin II (AngII), tumor necrosis factor $\alpha$ (TNF$\alpha$), and $H_2O_2$. This study examined the relationship between stimulators-induced enzymatic activity of HSP27 and MAPKs from rat smooth and skeletal muscles. Methods: 2-dimensional electrophoresis (2DE) and matrix assisted laser desorption ionizationtime-of-flight/time-of-flight (MALDI-TOF/TOF) analysis were used to identify HSP27 from the intact vascular smooth and skeletal muscles. Three isoforms of HSP27 were detected on silver-stained gels of the whole protein extracts from the rat aortic smooth and skeletal muscle strips. Results: The expression of PDGF, AngII, TNF$\alpha$, and $H_2O_2$-induced activation of HSP27, p38MAPK, ERK1/2, and SAPK/JNK was higher in the smooth muscle cells than the control. SB203580 (30${\mu}$M), a p38MAPK inhibitor, increased the level of HSP27 phosphorylation induced by stimulators in smooth muscle cells. Furthermore, the age-related and starvation-induced activation of HSP27 was higher in skeletal muscle cells (L6 myoblast cell lines) and muscle strips than the control. Conclusion: These results suggest, in part, that the activity of HSP27 and MAPKs affect stressors, such as PDGF, AngII, TNF$\alpha$, $H_2O_2$, and starvation in rat smooth and skeletal muscles. However, more systemic research will be needed into physical therapy, including thermotherapy, electrotherapy, radiotherapy and others.

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2차원 전기영동 영상의 단백질 반점 정합을 위한 비대칭 확산 모형 (Asymmetric Diffusion Model for Protein Spot Matching in 2-DE Image)

  • 최관덕;윤영우
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제15B권6호
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    • pp.561-574
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    • 2008
  • 2차원 전기영동 영상 분석 프로그램의 반점 검출 단계는 영상 분할 알고리즘을 사용해서 겔 영상을 반점 영역으로 분할하고 각 반점 영역을 반점 형태 모형에 정합하여 다음 단계에 필요한 반점 정보를 정량화한다. 현재 영상 분할 알고리즘으로는 분수령 기법이 일반적으로 사용되며, 대표적인 반점 형태 모형으로는 가우스 모형, 확산 모형이 있다. 확산 모형이 가우스 모형보다 실제의 반점 형태에 좀 더 가깝기는 하지만, 반점 형태는 매우 다양하며 특히 x-축과 y-축에 대해서 비대칭적인 형태를 보인다. 반점이 비대칭적 형태인 이유는 2-DE 처리가 통상 이상적인 환경 하에서 이루어질 수 없기 때문에 단백질이 완전히 확산되지 못하기 때문으로 알려져 있다. 따라서 본 논문에서는 비대칭 확산 모형을 제안한다. 비대칭 확산 모형은 초기에는 단백질이 하나의 원으로부터 확산되지만, 시간이 흐름에 따라 x-축과 y-축에 대해서 비대칭적으로 확산된다고 가정한 모형이다. 실험으로서 19개의 겔 영상에 대해서 세 모형별로 반점 정합을 수행하고 세 모형의 비교를 위해서 SNR의 평균을 구하였다. 실험결과인 SNR의 평균은 가우스 모형이 14.22dB, 확산 모형이 20.72dB, 비대칭 확산 모형이 22.85dB이었다. 실험결과로써 비대칭 확산 모형이 가우스 모형과 확산 모형에 비해서 반점 정합에 보다 더 효율적이며 적합한 모형임을 확인하였다.

국내 수수 종자 분석을 위한 프로테오믹스-기반 바이오마커 개발 (Development of Proteomics-based Biomarkers for 4 Korean Cultivars of Sorghum Seeds (Sorghum bicolor (L.) Moench))

  • 김진영;이수지;하태정;박기도;이병원;김상곤;김용철;최인수;김선태
    • 한국환경농학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.48-54
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    • 2013
  • 수수 종자의 품종 간 특이적으로 발현하는 단백질을 동정하여 기능성 유전자를 확보하고 이들 유전자를 이용하여 수수의 기능성 강화 및 품종 판별 기술 개발을 위한 유용 유전자를 확보하고자 프로테오믹스 기법을 이용하여 수수 종자로부터 단백질을 추출하였다. 추출한 단백질을 이차원전기영동후, colloidal CBB 염색을 통해 품종 별로 발현에 차이를 보이는 단백질을 분석하였다. 총 652 개의 spot들 중에 8개의 단백질 spot들이 발현 정도에 변화를 보였으며, 이들 단백질을 MALDI-TOF/TOF MS와 MASCOT database를 통해 동정한 결과, RNA metabolism (spot 1, spot 4) HSP (spot 2), 저장 단백질 (spot 3, spot 5, spot 6), 산화-환원 (spot 8) 관련 단백질 등이 동정되었다. 특히 동정된 단백질은 주로 흰찰수수 (WCS)에서 발현 정도가 높게 나오는 경향을 보였으며, 흰찰수수 (WCS)에서 유일하게 발현 되는 단백질로 Cupin family protein, Gloubulin 등이 동정되었다. DEAD-box helicase는 흰찰수수 (WCS)를 제외한 나머지 세 품종에서 발현되었다. Ribonuclease T2와 Aldo-Keto reductase는 대풍수수 (DPS)를 제외한 나머지 세 품종에서 발현되었다. HSPs는 토종수수 (TJS)에서만 발현 되는 것을 확인하였다. 이들 동정된 단백질들은 수수의 품종 별 특성을 이해하는데 중요한 단서를 제공할 것으로 예측된다.

Proteomic Profiles of Mouse Neuro N2a Cells Infected with Variant Virulence f Rabies Viruses

  • Wang, Xiaohu;Zhang, Shoufeng;Sun, Chenglong;Yuan, Zi-Guo;Wu, Xianfu;Wang, Dongxia;Ding, Zhuang;Hu, Rongliang
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제21권4호
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    • pp.366-373
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    • 2011
  • We characterized the proteomes of murine N2a cells following infection with three rabies virus (RV) strains, characterized by distinct virulence phenotypes (i.e., virulent BD06, fixed CVS-11, and attenuated SRV9 strains), and identified 35 changes to protein expression using two-dimensional gel electrophoresis in whole-cell lysates. The annotated functions of these proteins are involved in various cytoskeletal, signal transduction, stress response, and metabolic processes. Specifically, a-enolase, prx-4, vimentin, cytokine-induced apoptosis inhibitor 1 (CIAPIN1) and prx-6 were significantly up-regulated, whereas Trx like-1 and galectin-1 were down-regulated following infection of N2a cells with all three rabies virus strains. However, comparing expressions of all 35 proteins affected between BD06-, CVS-11-, and SRV9-infected cells, specific changes in expression were also observed. The up-regulation of vimentin, CIAPIN1, prx-4, and 14-3-3 ${\theta}/{\delta}$, and down-regulation of NDPK-B and HSP-1 with CVS and SRV9 infection were ${\geq}2$ times greater than with BD06. Meanwhile, Zfp12 protein, splicing factor, and arginine/serine-rich 1 were unaltered in the cells infected with BD06 and CVS-11, but were up-regulated in the group infected with SRV9. The proteomic alterations described here may suggest that these changes to protein expression correlate with the rabies virus' adaptability and virulence in N2a cells, and hence provides new clues as to the response of N2a host cells to rabies virus infections, and may also aid in uncovering new pathways in these cells that are involved in rabies infections. Further characterization of the functions of the affected proteins may contribute to our understanding of the mechanisms of RV infection and pathogenesis.