Kim, Song-Mun;Hur, Jang-Hyun;Han, Dae-Sung;Vanden Born, William H.
Korean Journal of Weed Science
/
v.17
no.2
/
pp.199-206
/
1997
Chlorsulfuron, an acetolactate-synthase-inhibiting sulfonylurea herbicide, induces many metabolic and physiological changes in susceptible plants. The objective of this study was to determine to what extent chlorsulfuton-induced phytotoxicity was due to a shortage of final products(the branched-chain amino acids valine, leucine, and isoleucine) or to an accumulation of a toxic metabolite(2-ketobutyrate), or both, in a susceptible species. Chlorsulfuron-treated canola seedlings showed growth inhibition and injury symptoms that included chlorosis, downward leaf rolling, and accumulation of anthocyanins. Supplementation with valine, leucine, and isoleucine prevented the chlorsulfuron-induced growth inhibition and injury symptoms only partially, suggesting that factor(s) other than a shortage of the branched-chain amino acids also are involved in the phytotoxicity. Canola seedlings treated with 2-ketobutyrate showed reduced growth, but they showed different changes in metabolites than seedlings treated with chlorsulfuron. The results suggest that 2-ketobutyrate is not involved in chlorsulfuron-induced phytotoxicity. We conclude that chlorsulfuron-induced phytotoxicity is due at least in part to a shortage of branched-chain amino acids.
Acetolactate synthase purified from Serratia marcescens ATCC 25419 was rapidly inactivated by the thiol specific reagent p-chloromercuribenzoate (PCMB), the tryptophan specific reagent N-bromosuccinimide (NBS), and the arginine modifying reagent phenylglyoxal (PGO). Inactivation by PCMB was prevented by both ${\alpha}$-ketobutyrate and pyruvate, and the second order rate constant for the inactivation was $2480\;M^{-1}{\cdot}min^{-1}$. The reaction order with respect to PCMB was 0.94. The inactivation of the enzyme by NBS was also substantially reduced by both ${\alpha}$-ketobutyrate and pyruvate. The second order rate constant for inactivation by NBS was $15,000\;M^{-1}{\cdot}min^{-1}$, and the reaction order was 2.0. On the other hand, inactivation by PGO was partially prevented by ${\alpha}$-ketobutyrate, but not by pyruvate. The second order rate constant for the inactivation was $1480\;M^{-1}{\cdot}min^{-1}$ and the order of reaction with respect to PGO was 0.75. These results suggest that essential cysteine, tryptophan and arginine are located at or near the substrate binding site.
Huang, Chang-Yi;Nixon, Peter F.;Duggleby, Ronald G.
BMB Reports
/
v.32
no.1
/
pp.39-44
/
1999
Pyruvate decarboxylase (PDC) catalyzes the conversion of pyruvate to acetaldehyde as the penultimate step in alcohol fermentation. The enzyme requires two cofactors, thiamin diphosphate (ThDP) and $Mg^{2+}$, for activity. Zymomonas mobilis PDC shows a strong preference for pyruvate although it will use the higher homologues 2-ketobutyrate and 2-ketovalerate to some extent. We have investigated the effect of mutagenesis of valine 111 and leucine 112 on the substrate specificity. V111 was replaced by glycine, alanine, leucine, and isoleucine while L112 was replaced by alanine, valine, and isoleucine. With the exception of L112I, all mutants retain activity towards pyruvate with $k_{cat}$ values ranging from 40% to 139% of wild-type. All mutants show changes from wild-type in the affinity for ThDP, and several (V111A, L112A, and L112V) show decreases in the affinity for $Mg^{2+}$. Two of the mutants, V111G and V111A, show an increase in the $K_m$ for pyruvate. The activity of each mutant towards 2-ketobutyrate and 2-ketovalerate was investigated and some changes from wild-type were found. For the V111 mutants, the most notable of these is a 3.7-fold increase in the ability to use 2-ketovalerate. However, the largest effect is observed for the L112V mutation which increases the ability to use both 2-ketobutyrate (4.3-fold) and 2-ketovalerate (5.7-fold). The results suggest that L112 and, to a lesser extent, V111 are close to the active site and may interact with the alkyl side-chain of the substrate.
The inhibition characteristics of chlorsulfuron [CHL, 2-chloro-N-[{ (4-methoxy-6-methyl-1,3,5-triazin-2-yl)amino}carbonyl]benzenesulfonamide] and imazaquin [IMA, 2-{4,5-dihydro-4-methyl-4-(1-methy-lethyl)-5-oxo-1H-imidazol-2-yl}-3-quinolinecarboxylic acid] on acetolactate synthase(ALS) activity of corn plants were investigated. CHL and IMA rapidly inhibited ALS activity of corn plants in vitro. Their $I_{50}$ values for ALS activity were 100nM and $5{\mu}M$, respectively, indicating that CHL had 50 times more inhibitory effect on ALS activity than IMA. The first applied herbicide had a dominant inhibitory effect on ALS activity when the two herbicides were applied sequentially. Branched-chain amino acids, valine(Val), leucine(Leu), and isoleucine(Ile) showed a feedback inhibition on ALS activity ; Val or Leu had a more inhibitory effect on ALS activity than Ile. Branchedchain amino acids and CHL or IMA exhibited an additive effect on inhibiting ALS activity. This suggests that branched-chain amino acids inhibit ALS activity by a different mechanisms) from that of CHL or IMA. Apparent ALS activity, which was measured on the basis of the conversion of pyruvate to acetolactate, was decreased by the addition of 2-ketobutyrate into the ALS reaction mixture in a concentration-dependent manner. In addition, kinetic studies revealed that CHL acts as a noncompetitive inhibitor, while IMA acts as an uncompetitive inhibitor to ALS with respect to pyruvate.
The effects of amino acids and metabolites in growth media on the biosynthesis of prodigiosin from Serratia marcescens ATCC 25419 were examined. The prodigiosin synthesis was decreased approximately by 50 to 80% by several amino acids and metabolites tested. The prodigiosin synthesis was increased approximately by 20 to 40% by a low concentration of glyoxylate(1 to 3mM) and outstandingly increased by 122% at 5mM concentration under anaerobic condition. However, the prodigiosin synthesis was decreased approximately by 50 to 90% at a high concentration(20 to 30mM) under anaerobic condition. The prodigiosin was not synthesized by pyruvate and $\alpha$-ketobutyrate under aerobic and anaerobic condition, with addition to glyoxylate under aerobic condition, among the range from 0.5 to 30mM, while the cell growth under anaerobic condition was decreased distinctly by a high concentration(20mM above) of glyoxylate. These data suggest that the growth and prodigiosin of S. marcescens is positively regulated by a low concentration of glyoxylate (1-5mM), but repressed by a high concentration of glyoxylate(20mM above) unlike pyruvate and $\alpha$-ketobutyrate.
Some rhizobacteria producing 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase can make plant to continue growth under the stress conditions through lowering the level of phytohormone, ethylene which inhibits the plant growth and accelerates plant aging. In this study, some rhizobacteria producing ACC deaminase have been isolated from the rhizosphere of plants grown at sand beaches, and identified as Escherichia hermannii m-2, Enterobacter asburiae m-4, Pseudomonas thivervalensis BD2-26 and Pseudomonas brassicacearum subsp. neoaurantiaca BD3-35 through sequencing of 16S rRNA genes. Strain BD3-35 showed the highest activity of ACC deaminase among the isolates, 20.26 ${\alpha}$-ketobutyrate ${\mu}M/mg$ protein/h. Strains BD3-35 and BD2-26 secreted a phytohormone cytokinin, and strains m-4 and m-2 could produce auxin and abscisic acid, respectively. When these bacteria were applied to the 7-day old tomato plant under drought stress for 7 days, strains BD3-35, m-2, and m-4 increased the length of tomato root by 14, 15, and 35%, respectively, and strains m-2, BD2-26 and BD3-35 increased the dry weight of tomato plant by 22, 33, and 68%, respectively compared to the uninoculated control tomatoes. Therefore, these rhizobacteria may be utilized as a microbial fertilizer for the plants under drought stress.
Some rhizobacteria were isolated, that have copper resistance and can confer copper resistance to plants allowing growth under copper stress. Isolated strains Pseudomonas veronii MS1 and P. migulae MS2 produced 0.13 and 0.26 mmol/ml of siderophore, that is a metal-chelating agent, and also showed 64.6 and 77.9% of biosorption ability for Cu in 20 mg/L Cu solution, respectively. Copper can catalyze a formation of harmful free radicals, which may cause oxidative stress in organisms. Removal activity of 1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl radical and antioxidant capacity of strains MS1 and MS2 increased up to 82.6 and 78.1%, respectively compared to those of control at 24 h of incubation. They exhibited 7.10 and $6.42{\mu}mol$${\alpha}$-ketobutyrate mg/h of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase activity, respectively, which reduced levels of stress hormone, ethylene in plants, and also produced indole-3-acetic acid and salicyclic acid that can help plant growth under abiotic stress. All these results indicated that these copper-resistant rhizobacteria could confer copper resistance and growth promotion to plants.
The catabolic threonine dehydratase from Serratia marcescens ATCC 25419 was purified to homogeniety using Sephadex G-200 gel filtration and AMP-Sepharose 4B affinity chromatography. The molecular weight of the native enzyme was 120,000 by native pore gradient PAGE. The enzyme was composed of four identical subunits with subunit molecular weights of 30,000 by SDS-PAGE. The Km values of the enzyme for L-threonine with and without AMP were 7.3 and 92 mM, respectively. There were 2 moles of pyridoxal phosphate and 16 moles of free -SH groups per 1 mole of enzyme. The enzyme was inhibited by $\alpha$-ketobutyrate, pyruvate, glyoxylate, and phosphoenol pyruvate(PEP) in the presence of AMP, yet stimulated by cAMP and ADP. For enzyme properties in comparison with S. marcescens, E. coli, and S. typhimurium enzyme, such as the PLP content, number of free sulfhydryl groups, and existence of ADP binding site, the S. marcescens enzyme was more similar to the S. typhimurium enzyme than the E. coli enzyme. Of the three enteric bacteria, the E. coli and S. typhimurium enzyme was increased the activity by ADP and cAMP, respectively, but only the S. marcescens enzyme was increased the activity by both ADP and cAMP. Therefore, the subtle differences in the properties between enzymes from the three enteric bacteria may represent minor structural differences among these enzymes and warrants further study.
Biodegradative threonine dehydratase was purified to homogeneity from Serratia marcescens ATCC 25419 by streptomycin sulfate treatment, Sephadex G-200 gel filtration chromatography followed by AMP-Sepharose 4B affinity chromatography. The molecular weight of the purified enzyme was 118,000 by fast protein liquid chromatography using superose 6-HR. The enzyme was determined to be a homotetrameric protein with subunit molecular weights of 30,000 by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. The enzyme was inhibited by ${\alpha}-Keto$ acids and their derivatives such as ${\alpha}-ketobutyrate$, pyruvate, glyoxlyate, and phosphoenol pyruvate, but not by ${\alpha}-aminobutyrate$ and ${\alpha}-hydroxybutyrate$. The inhibition of the enzyme by pyruvate and glyoxylate was observed in the presence of AMP. The inhibitory effect of glyoxylate was decreased at high enzyme concentration, whereas the inhibition by pyruvate was independent of the enzyme concentration. The kinetics of inhibition of the enzyme by pyruvate and glyoxylate revealed a noncompetitive and mixed-type inhibition by the two inhibitors with respect to L-threonine and AMP, respectively.
The pH dependence of the kinetic parameters of recombinant acetohydroxy acid synthase catalyzed reaction was determined in order to obtain information about the chemical mechanism, particularly acid-base chemistry. The maximum velocity and V/K for pyruvate were bell-shaped with estimated pK values of 6.5-6.7 and 8.6-8.9, respectively. The maximum velocity and V/K for 2-ketobutyrate were also bell-shaped with estimated pK values of 6.6-7.0 and 8.4-8.6. The pH dependence of 1/Ki for 3-bromopyruvate, a competitive inhibitor of pyruvate, was also bell-shaped, giving pK values almost identical with those obtained for pyruvate. Since the same pK values were observed in the $pK_{i 3-bromopyruvate}$, V/K pH profiles and $V_{max}$ profiles, both enzyme groups must be in their optimum protonation state for efficient binding of reactants. These results reflect that two enzyme groups are necessary for binding of substrate and/or catalysis.
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.