• 제목/요약/키워드: ATP hydrolysis

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DEAD/DExH-Box RNA Helicases in Selected Human Parasites

  • Marchat, Laurence A.;Arzola-Rodriguez, Silvia I.;Cruz, Olga Hernandez-de la;Lopez-Rosas, Itzel;Lopez-Camarillo, Cesar
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제53권5호
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    • pp.583-595
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    • 2015
  • DEAD/DExH-box RNA helicases catalyze the folding and remodeling of RNA molecules in prokaryotic and eukaryotic cells, as well as in many viruses. They are characterized by the presence of the helicase domain with conserved motifs that are essential for ATP binding and hydrolysis, RNA interaction, and unwinding activities. Large families of DEAD/DExH-box proteins have been described in different organisms, and their role in all molecular processes involving RNA, from transcriptional regulation to mRNA decay, have been described. This review aims to summarize the current knowledge about DEAD/DExH-box proteins in selected protozoan and nematode parasites of medical importance worldwide, such as Plasmodium falciparum, Leishmania spp., Trypanosoma spp., Giardia lamblia, Entamoeba histolytica, and Brugia malayi. We discuss the functional characterization of several proteins in an attempt to understand better the molecular mechanisms involving RNA in these pathogens. The current data also highlight that DEAD/DExH-box RNA helicases might represent feasible drug targets due to their vital role in parasite growth and development.

Enhancement of L-Lactic Acid Production in Lactobacillus casei from Jerusalem Artichoke Tubers by Kinetic Optimization and Citrate Metabolism

  • Ge, Xiang-Yang;Qian, He;Zhang, Wei-Guo
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제20권1호
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    • pp.101-109
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    • 2010
  • Efficient L-lactic acid production from Jerusalem artichoke tubers, by Lactobacillus casei G-02, using simultaneous saccharification and fermentation (SSF) in a fed-batch culture, is demonstrated. A kinetic analysis of the SSF revealed that the inulinase activity was subjected to product inhibition, whereas the fermentation activity of G-02 was subjected to substrate inhibition. It was also found that the intracellular NADH oxidase (NOX) activity was enhanced by the citrate metabolism, which dramatically increased the carbon flux of the Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) pathway, along with the production of ATP. As a result, when the SSF was carried out at $40^{\circ}C$ after an initial hydrolysis of 1 h and included a sodium citrate supplement of 10 g/l, an L-lactic acid concentration of 141.5 g/l was obtained after 30 h, with a volumetric productivity of 4.7 g/l/h. The conversion efficiency and product yield were 93.6% of the theoretical lactic acid yield and 52.4 g lactic acid/l00 g Jerusalem artichoke flour, respectively. Such a high concentration of lactic acid with a high productivity from Jerusalem artichokes has not been reported previously, making G-02 a potential candidate for the economic production of L-lactic acid from Jerusalem artichokes on a commercial scale.

Phosphoryl Transferring Activity was Revealed from $F_1-ATPase$ of Escherichia coli by $^{31}P$ NMR Investigation

  • Sohn, Joon-Hyung;NamKung, Jun;Yoon, Joon-Ho;Woo, Mi-Kyoung;Yeh, Byung-Il;Choi, Jong-Whan;Kim, Hyun-Won
    • 대한의생명과학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.169-173
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    • 2007
  • [ $^{31}PNMR$ ] spectroscopy revealed the adenylate kinase-like activity and the phosphotransferase activity from $F_1-ATPase$ of Escherichia coli. Incubation of $F_1-ATPase$ with ADP in the presence of $Mg^{2+}$ shows the appearance of $^{31}P$ resonances from AMP and Pi, suggesting the generation of AMP and ATP by adenylate kinase-like activity and the subsequent hydrolysis to Pi. Incubation of $F_1-ATPase$ with ADP in the presence of methanol shows additional peak from methyl phosphate, suggesting phosphotransferase activity of $F_1-ATPase$. Both adenylate kinase-like activity and the phosphotransferase activity has not been reported from $F_1-ATPase$ from Escherichia coli. $^{31}P$ NMR proved that it could be a valuable tool for the investigation of phosphorous related enzyme.

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이진탕 분획엑스가 synaptosomal NaK ATPase와 Ca ATPase의 활성도에 미치는 영향 (Effects of Ijingtang fractions on activities of NaK ATPase and Ca ATPase in rat brain synaptosome)

  • 조영욱;한승호;김창주;민병일;이태희;윤상협;오수명
    • 대한한의학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.198-207
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    • 1997
  • To explore the action mechanism of Ijintang in the brain, the authors investigated the effects of Ijintang fractions on MgNaK ATPase and MgCa ATPase in rat brain synaptosomes prepared from cerebral cortex. The activities of MgNaK ATPase and MgCa ATPase were assayed by the level of inorganic phosphate liberated from the hydrolysis of ATP. Fraction WH-95-7 at the concentration of $10^{-2}%$ decreased the activity of MgNaK ATPase about 34.1% and also reduced the activity of MgCa ATPase about 49.3% But, other fractions (WB-95-7, WC-95-7, MB-95-7, MC-95-7, MH-95-7) did not significantly changed the activities of the MgNaK ATPase and MgCa ATPase The decreased activity of MgNaK ATPase by WH-95-7 will decrease the rate of $Ca^{2+}$ efflux, probably via an Na-Ca exchange mechanism and will increase the rate of $Ca^{2+}$ entry by the depolarization of nerve terminals. The reduced activity of MgCa ATPase by WH-95-7 will result in the decreased efflux of $Ca^{2+}$. As a conclusion, it can be speculated that lithium elevates the intrasynaptosomal $Ca^{2+}$ concentration via inhibition of the activities of MgNaK ATPase and MgCa ATPase. and this increased $[Ca^{2+}]i$ will cause the release of neurotransmitters.

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창오징어 2단 효소분해엑스분의 정미특성 및 기능성 (Taste Characteristics and Functionality of Two Stage Enzyme Hydrolysate from Low-Utilized Longfinned Squid)

  • 오광수
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.782-786
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    • 2001
  • 본 연구는 수산가공용 풍미소재 검색 및 인스탄트식품용 조미소재의 개발, 연안에서 생산되는 저활용 수산자원의 유효이용이라는 관점에서 소형 창오징어를 원료로 열수추출엑스분, 자가소화엑스분 및 2단 효소분해엑스분의 조제하여 이들의 정미특성과 기능성을 분석.비교하였다. 소형 창오징어 열수추출 및 자가소화엑스분, 2단 효소분해엑스분의 유리아미노산 총량은 각각 2,792.5 mg%, 8,393.8 mg% 및 9,186.1 mg%이었고, 2단 효소분해엑스분에는 Asn, Gln, val, Ile 및 Lys이 다량 함유되어 있었다. ATP관련물질 중 AMP 함량은 34.6~51.6 mg% 함유되어 있었고, 추출에 따른 함량 차이는 크지 않았다. 무기이온 성분으로서 Na, Cl 및 PO$_4$의 함량이 많았고, 열수추출에 비해 효소분해엑스분 쪽의 함량이 훨씬 많았다. ACE 저해능의 경우, 열수추출엑스분이 10.1%, 자가소화엑스분은 80.2%, 1차효소분해엑스분은 87.5%, 2차 효소분해엑스분은 92.1%로, 효소분해엑스분들이 월등히 높은 ACE 저해능을 나타내었다.

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Deletion of the oligopeptide transporter Lmo2193 decreases the virulence of Listeria monocytogenes

  • Li, Honghuan;Qiao, Yanjie;Du, Dongdong;Wang, Jing;Ma, Xun
    • Journal of Veterinary Science
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    • 제21권6호
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    • pp.88.1-88.13
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    • 2020
  • Background: Listeria monocytogenes is a gram-positive bacterium that causes listeriosis mainly in immunocompromised hosts. It can also cause foodborne outbreaks and has the ability to adapt to various environments. Peptide uptake in gram-positive bacteria is enabled by oligopeptide permeases (Opp) in a process that depends on ATP hydrolysis by OppD and F. Previously a putative protein Lmo2193 was predicted to be OppD, but little is known about the role of OppD in major processes of L. monocytogenes, such as growth, virulence, and biofilm formation. Objectives: To determine whether the virulence traits of L. monocytogenes are related to OppD. Methods: In this study, Lmo2193 gene deletion and complementation strains of L. monocytogenes were generated and compared with a wild-type strain for the following: adhesiveness, invasion ability, intracellular survival, proliferation, 50% lethal dose (LD50) to mice, and the amount bacteria in the mouse liver, spleen, and brain. Results: The results showed that virulence of the deletion strain was 1.34 and 0.5 orders of magnitude higher than that of the wild-type and complementation strains, respectively. The function of Lmo2193 was predicted and verified as OppD from the ATPase superfamily. Deletion of lmo2193 affected the normal growth of L. monocytogenes, reduced its virulence in cells and mice, and affected its ability to form biofilms. Conclusions: Deletion of the oligopeptide transporter Lmo2193 decreases the virulence of L. monocytogenes. These effects may be related to OppD's function, which provides a new perspective on the regulation of oligopeptide transporters in L. monocytogenes.

MgADP 결합 및 아미노산 치환 Nitrogenase Fe 단백질의 구조 및 기능 분석 (Structural and Functional Analysis of Nitrogenase Fe Protein with MgADP bound and Amino Acid Substitutions)

  • Jeong, Mi-Suk;Jang, Se-Bok
    • 생명과학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.752-760
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    • 2004
  • Nitrogenase 촉매에서 Fe-단백질을 포함하는 [4Fe-4S] 클라스터의 기능은 기질의 결합과 환원 자리를 포함하는 MoFe-단백질로 핵산 의존 전자 주개로 작용하는 것이다. 이러한 방법의 Fe-단백질의 기능은 Mofe-단백질과 상호작용을 위해 적합한 구조를 갖추며 전자 전달을 위한 추진력을 제공하기 위해 산화 환원 퍼텐셜을 변화시키는 능력에 의존한다. Nitrogenase Fe-단백질에 MgADP가 결합한 (혹은 떨어진) 구조적 정보는 핵산 결합 자리로부터 MoFe-단백질과의 결합력을 조절하기 위한 장거리 상호작용 메커니즘을 제시한다. 스위치 I과 II의 두 가지 경로가 뉴클레오티드의 신호전달 메커니즘을 담당한다. MgADP가 결합된 Fe-단백질의 구조는 Fe 단백질이 핵산과 결합할 때 관찰되는 [4Fe-4S] 클라스터의 생물리학적 특성 변화의 기초를 제공한다. 스위치, I과 II의 핵산 의존 신호전달 경로에서 특정 아미노산이 치환된 nitrogenase Fe-단백질의 구조들이 X-선 회절법에 의해서 결정되었다. 이들 경로는 아미노산 치환 연구, 구조 분석, 유사한 핵산 의존 신호전달 경로에 이용된 다른 단백질 등에 의해서도 분석되었다. 이들 경로가 거대분자 착물 형성과 분자간 전자 전달을 위한 MgADP 결합과 가수분해의 신호전달 경로로의 타당성이 조사되었다. 이러한 결과는 nitrogenase Fe 단백질과 MoFe-단백질 착물에서 Fe-단백질의 변이와 상호작용의 생물리학적 및 생화학적 특성을 위한 기초적 자료를 제공할 것이다.

소의 뇌 Inositol triphosphate kinase와 Calmodulin-Affigel과의 친화도 (THE AFFINITY OF CALMODULIN-AFFIGEL FOR INOSITOL TRIPHOSPHATE KINASE FROM BOVINE BRAIN)

  • 임승우;김정희
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제7권1호
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    • pp.39-50
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    • 1990
  • 세포막의 정보전달기전중 phosphoinositide system은 정보가 전달될때 phospholipase C 효소의 작용으로 phosphatidyl inositol bisphosphate로부터 inositol triphosphate($IP_3$)와 diacylglycerol이 생성되며 $IP_3$는 다시 $IP_3$kinase에 의해 inositol tetrakisphosphate($IP_4$)로 되어 이차전령 물로서 작용한다. 본 연구는 $IP_3$kinase효소가 $Ca^{2+}$와 calmodulin에 의해 활성화되는 성질을 이용하여 calmodulin을 정제하고 $IP_3$kinase효소와의 친화도를 비교 관찰하였다. Calmodulin정제는 phenyl-Sepharose resin을 이용하여 column chromatography를 시행하여 정제확인하였으며 분자량이 17,000임을 SDS-polyacrylamide gel 전기영동으로 확인하였다. 정제된 calmodulin을 affigel column에 결합시킨 gel에 소의 뇌로부터 분리한 $IP_3$kinase효소가 담긴 시료를 calmodulin-affigel column에 적용하여 결합 및 유출정도를 비교하였으며 $Ca^{2+}$이 든 buffer에서 친화도가 가장 컸으며 유출은 EGTA용액에서 일부 유출되었으며 calmodulin/$Ca^{2+}$이 든 buffer에선 강한 유출정도를 관찰하였다. 그러나 calmodulin/$Ca^{2+}$$IP_3$kinase효소의 활성을 증가시키며 calmodulin이 단백질이어서 정제면에서 효소와의 분리가 쉽지않아 여러 다른 detergent를 적용하였으나 0.2% chaps buffer에서 집중된 유출을 관찰하였다.

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사람 적혈구막의 $(Na^++K^+)-ATPase/Na^+,\;K^+\;Pump$의 Target Size (Target Size of $(Na^++K^+)$-ATPase and $Na^+,\;K^+)$Pump of Human Erythrocytes)

  • 하종식
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제19권1호
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    • pp.15-23
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    • 1985
  • $(Na^++K^+)-ATPase$${\alpha}$${\beta}$의 두 subunits로 구성되어 있으며, 분자량이 약 300,000 daltons 정도되는 것으로 보아 ${\alpha}_2{\beta}_2$의 형태로 존재할 것으로 알려져 왔다 한편, 사람 적혈구막에 있는 $Na^+,\;K^+\;Pump$는 glycolytic enzymes과 complex를 이루고 있으리라는 보고도 있다. 우리는 이 실험에서 in situ상태의 사람 적혈구막$(Na^++K^+)-ATPase$의 분자량을 측정하기 위하여, 소위 말하는 ‘Target theory’를 radiation에 의한 ouabain sensitive한 $\Na^+$이동과, intact한 cells과 ghosts에서의 ATP가수분해능력의 inactivation data에 적용하였다. Intact한 cells은 cryoprotective agent의 존재하에서, ghosts는 직접적으로 액화질소의 용기속에 담고 온도를 $-45^{\circ}C$에서 $-50^{\circ}C$로 유지시키면서 1.5 MeV의 electron beam으로 조사한 후에 Pump의 기능내지 효소의 활성도를 측정하여 radiation에 따르는 inactivation의 정도를 측정하였다. 이득 활성도는 radiation의 양에 따라 simple exponential function으로 inactivation되었으며, 이로부터 radiation sensitive volume(target size)를 계산하였다. Target size는 intact한 cells을 사용하였을 경 우$(Na^++K^+)-ATPase$$Na^+,\;K^+\;Pump$ 모두 600,000 daltons으로 계산되었으며, 이 값은 만약 cells을 strophanthidin으로 먼저 처치하고 측정하면 약 325,000 daltons으로 감소하였다. Ghosts를 사용했을 경우에도$(Na^++K^+)-ATPase$의 target size는 역시 약 325,000 daltons이었다. 이상의 결과로 미루어 보아 intact한 cells에서는 $(Na^++K^+)-ATPase/Na^+,\;K^+\;Pump$$(\alpha\beta)_2$의 dimer 상태로 존재하거나 혹은 $(\alpha\beta)_2$의 monomer에 glycolytic enzymes과 같은 다른 enzymes이 붙어 functional한 구조를 이루고 있는 것이 아닌가 사료된다. 또한 실헐성적은 이러한 dimeric association 혹은 heterocomplex association은 ghost를 만드는 과정에서나 strophanthidin의 처치로 부서질 수 있음을 암시하고 있다.

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탈염된 참치 자숙액을 이용한 천연조미료 개발 (Development of Natural Seasoning using Desalinated Tuna Boiled Extract)

  • 김세권;변희국;전유진;주동식;김종배
    • 한국수산과학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.75-82
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    • 1999
  • 탈염된 참치 자숙액 중에 함유되어 있는 정미성분 및 단백질등의 유용성분을 이용할 목적으로 막반응기 장치에서 자숙액을 효소로 가수분해하여 분자량별로 분획하였으며, 그 가수분해물의 정미성을 검색하여 천연 복합조미료 및 조미간장으로서 이용 가능성을 검토하였다. 참치 자숙액 및 그 가수분해물의 주요 분자량은 9,800Da (TBH-10K TBEH-10K), 3,000 Da (TBE-5K TBEH-5K 및 TBE-1K) 및 990Da (TBE-1K TBEH-1K)으로 나타났다. 핵산관련물질 중에서 ATP 및 ADP는 검출되지 않았으며, IMP의 함량이 23.75$\mu$mole/g 으로 가장 많았고, 다음으로 inosine이 9.07 $\mu$mole/g이 였다. 분자량별로 분획된 자숙액 분말엑기스 및 가수분해물의 구성아미노산조성은 차이가 없었으나 유리 아미노산 조성의 함량은 10K, 5K, 1K 순으로 증가하였다. 자숙액의 분말 엑기스중 TBEH-1K아미노산 함량은 glycine ($20.57\%$), glutamic acid ($13.26\%$), alanine ($9.38\%$), proline ($9.06\%$), aspartic acid ($7.35\%$)의 순으로 함량이 많았으며, 이들 아미노산 조성이 전체 아미노산의 약 $60\%$ 정도를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 그리고 glycine, proline, alanine, serine의 함량은 약 $42\%$, 감칠맛과 신맛을 내는 아미노산 glutamic acid, aspartic acid의 함량은 $21\%$로 전체 아미노산의 $63\%$가 조미료 개발에 유용한 아미노산으로 이루어져 있었다. 자숙액 가수분해물 중 TBEH-1K는 양호한 맛과 관련된 아미노산들의 함량이 약 $62\%$ 였다. 여러 가지 시판효소로 참치 자숙액을 가수분해시킨 가수분해물들은 관능평가에서 큰 차이는 볼 수 없었지만 분자량별로 분획한것 중에서 TBEH-lK가 가장 높은 점수를 얻었다 복합조미료에 대한 관능평가에서 TBEH-1K는 SCS 및 BCS보다는 낮았지만 $5\%$ 유의수준내에서 관능적으로 유의차가 없었으며, ACS보다는 좋은 평가를 얻었다. 그리고 자숙액 및 그 가수분해물로 제조된 조미간장 원액의 관능평가에서 TBEH-1K가 가장 우수하였으며, TBEH-1K로 제조된 조미간장 원액과 양조간장을 50 : 50(v/v)로 혼합한 혼합간장은 현재 시판되고 있는 산분해 화학간장의 대체품으로 이용할 수 있을 것으로 판단되었다.

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