Bacillus megaterium ATCC 14945의 penicillin G acylase 유전자의 염기배열을 결정하였다. 이 유전자에는 2,406 염기쌍으로 이루어진 하나의 open reading frame이 존재하는데, 개시코돈의 5' 위쪽에서 Shine-Dalgarno 배열과 promoter로 여겨지는 부분을 발견하였으며, 종결코돈의 3' 아래쪽에서 rho-independent한 전사종결체와 dby사한 구조를 발견하였다. 염기배열로부터 폴리펩티드의 아미노산 배열을 유추하였다. 이 폴리펩티드의 분자량은 91,983 Da이었으며, 아미노 말단 부이에 signal sequence가 존재하였다. 이 아미노산 배열을 여러 다른 penicillin G acylase의 아미노산 배열과 비교하고 분리 정제한 효소를 SDS-polyacrylamide gel 전기영동으로 분석한 결과로부터 이 효소는 92kDa의 전구체로 해독된 후 processing 과정을 거쳐 각각 25kDa과 61kDa의 ${\alpha}$-, ${\beta}$-단위체로 구성됨을 알 수 있었다.
Kim, Young-Sang;Reid, Storm N.S.;Ryu, Jeh-Kwang;Lee, Bae-Jin;Jeon, Byeong Hwan
Fisheries and Aquatic Sciences
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제25권8호
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pp.450-461
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2022
A randomized, double-blind, and placebo-controlled clinical study was used to determine the cognitive functions related to working memory (WM) and antioxidant properties of fermented Laminaria japonica (FLJ) on healthy volunteers. Eighty participants were divided into a placebo group (n = 40) and FLJ group (n = 40) that received FLJ (1.5 g/day) for 6 weeks. Memory-related blood indices (brain-derived neurotrophic factor, BDNF; angiotensin-converting enzyme; human growth hormone, HGH; insulin-like growth factor-1, IGF-1) and antioxidant function-related indices (catalase, CAT; malondialdehyde, MDA; 8-oxo-2'-deoxyguanosine, 8-oxo-dG; thiobarbituric acid reactive substances, TBARS) were determined before and after the trial. In addition, standardized cognitive tests were conducted using the Cambridge Neuropsychological Test Automated Batteries. Furthermore, the Korean Wechsler Adult Intelligence Scale (K-WAIS)-IV, and the Korean version of the Montreal Cognitive Assessment (MoCA-K) were used to assess the pre and post intake changes on WM-related properties. According to the results, FLJ significantly increased the level of CAT, BDNF, HGH, and IGF-1. FLJ reduced the level of TBARS, MDA, and 8-oxo-dG in serum. Furthermore, FLJ improved physical activities related to cognitive functions such as K-WAIS-IV, MoCA-K, Paired Associates Learning, and Spatial Working Memory compared to the placebo group. Our results suggest that FLJ is a potential candidate to develop functional materials reflecting its capability to induce antioxidant mechanisms together with WM-related indices.
This study has investigated the biosynthesis and function of the heavy metal binding peptides, the phytochelatins, in plants. PCs are synthesised enzymatically from glutathione by the enzyme PC synthase in the presence of heavy metal ions. Using Arabidopsis thaliana as a model organism cadmium-sensitive, phytochelatin-deficient mutants have been isolated and characterised in previous studies. The cadl mutants have wildtype levels of glutathione, are PC deficient and lack PC synthase activity. Thus, the CADl gene has been proposed to encode PC synthase. The CADl gene was isolated by a positional cloning strategy The gene was mapped and a candidate identified. Each of four cadl mutants had a single base pair change in the candidate gene and the cadmium-sensitive, cadl phenotype was complemented by the candidate gene. This demonstrated the CADl gene had been cloned. A homologous gene in the fission yeast, Schizosaccharomyces pombe was identified through database searches. A targeted-deletion mutation of this gene was constructed and the mutant, like cadl mutants of Arabidopsis, was cadmium-sensitive and PC-deficient. A comparison of the redicted amino acid sequences reveals a highly conserved N-terminal region Presumed to be the catalytic domain and a variable C-terminal region containing multiple Cys residues proposed to be involved in activation of the enzyme by metal ions. Similar genes were also identified in animal species. The Arabidopsis CADl/AtPCSl and S. pombe SpbPCS genes were expressed in E. coli and were shown to be sufficient for glutathione-dependent, heavy metal activate PC synthesis in vitro, thus demonstrating these genes encode PC synthase enzymes. Using RT-PCR, AtPCSl expression appeared to be independent of Cd exposure. However, at higher levels of Cd exposure a AtPCSl-CUS reporter gene construct appeared to be more highly expressed. Using the reporter gene construct, AtPCSl was expressed most tissues. Expression appeared to be greater in younger tissues and same higher levels of expression was observed in some regions, including carpels and the base of siliques. AtPCS2 was a functional gene encoding an active PC synthase. However, its Pattern of expression and the phenotype of a mutant (or antisense line) have not been determined. Assuming the gene is functional then it has clearly been maintained through evolution and must provide some selective advantage. This implies that, at least in some cells or tissue, it is likely to be the dominant PC synthase expressed. This remains to be determined
조경수목(造景樹木)들의 대기오염물질(大氣汚染物質)들에 대한 감수성(感受性) 및 저항성(抵抗性)을 규명하기 위해서 야외조사(野外調査)와 실내실험(室內實驗)을 통하여 엽내(棄內) 유황함량(硫黃含量)과 superoxide dismutase(SOD) 함량(含量)을 측정(測定) 분석(分析)하였다. 전(全) 수종(樹種)에서 엽내(棄內) 유황함량(硫黃含量)과 SOD 활성간(活性間)에 정(正)의 상관(相關)을 나타내었다. 식물체(植物體)가 오염물질(汚染物質)에 대하여 자체방어(自體防禦)를 위하여 초기(初期)에는 효소활성(酵素活性)을 증대(增大)시키지만, 식물체(植物體)의 수용한계(收容限界)를 넘을 때는 오히려 효소(酵素)의 실활(失活)과 함께 식물체(植物體)가 피해(被害)를 받았다. 활엽수(闊葉樹)는 대기오염물질(大氣汚染物質)의 정화능력(淨化能力)이 큰 반면 침엽수(針葉樹)는 오염물질(汚染物質)에 대한 방어기능(防禦機能)이 크게 나타났다. 엽내(葉內) SOD 활성(活性)은 비오염지역(非汚染地域)과 오염지역간(汚染地域間)에 차이(差異)가 뚜렷하였는데, SOD 활성(活性)은 활엽수(闊葉樹)에 비하여 침엽수(針葉樹)에서 높게 나타났으며 묘목(苗木)보다는 성목(盛木)에서 높았고, 소나무보다는 잣나무에서 활성(活性)이 높았으며, 튜립나무는 은행나무와 양버듬나무보다 낮은 것으로 나타나 SOD 활성(活性)이 높은 것이 대기오염물질(大氣汚染物質)에 대한 내성(耐性)이 강(强)함을 알 수 있었다. 고유(固有)의 SOD 활성(活性)이 높은 소나무 2년생(年生)잎과 잣나무 1, 2년생(年生)잎에서는 $SO_2$ 처리농도(處理濃度)가 강(强)해질수록 SOD 활성(活性)이 증가(增加)하였으나, 고유(固有)의 SOD 활성(活性)이 나은 수종(樹種)은 저농도(低濃度(0.5ppm)처리(處理)에서는 증가(增加)하고 고농도(高濃度) 처리(處理)에서는 감소(減少)하는 경향(傾向)이었다.
본 연구는 한국 고유 식용 자원인 황칠나무의 잎을 이용한 항산화 효과 및 고혈당으로 인한 신경/뇌신경세포 보호 효과를 알아보고자 실시하였다. 황칠나무 잎 추출물의 총폴리페놀 함량, ABTS와 DPPH 라디칼 소거 활성을 측정하였으며 활성이 가장 높은 80% 에탄올 추출물을 이용하여 극성 정도에 따라 분획을 하였다. 이들 중 ethyl acetate 분획물이 총 항산화력(FRAP assay)과 지질과산화물(MDA) 생성 억제 활성이 다른 분획물에 비하여 유의적으로 높은 값을 나타냈다. 이를 이용하여 신경세포로서의 PC12 세포와 인간 뇌조직 유래 뇌신경세포로서의 MC-IXC 세포에서 $H_2O_2$와 고혈당에 의한 세포생존율을 측정하였고, ethyl acetate 분획물은 산화적 스트레스로부터의 효과적인 세포 보호 효과를 나타냈다. 또한, 뇌신경말단에서 신경전달물질(ACh)의 분해를 유발하는 효소(AChE)의 저해 효과를 측정하였고, ethyl acetate 분획물은 유의적인 AChE 저해 효과를 보였다. 마지막으로 황칠나무 잎 ethyl acetate 분획물의 생리활성 물질을 확인하고자 HPLC 분석을 하였으며, 주요 생리활성 물질은 rutin으로 추정되었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 고려할 때 황칠나무 잎 추출물은 천연 항산화제의 역할을 가지고 있을 뿐만 아니라 이를 통해 산화적 스트레스로부터 뇌신경세포 등을 효과적으로 보호할 수 있으며 더불어 AChE 저해 활성을 통한 인지기능 개선 가능 소재로서 연구될 수 있을 것으로 판단된다.
CSRP3, APOBEC2, CAV1, CAV2 및 CAV3 유전자들은 포유동물에서 도체와 육질 형질에 중요한 역할을 하는 것으로 보고되고 있다. 따라서, 이 유전자들의 단일염기다형(Single nucleotide poly- morphism; SNP)을 8개의 다른 소의 품종에서 확인한 결과 coding region에서 caveolin family 유전자에서 9개의 SNP, CSRP3유전자에서 1개의 SNP 및 APOBEC2 유전자에서 3개의 SNP가 존재함을 확인하였다. 이 coding region의 SNP들은 PCR-RFLP 방법에 의해 재확인하였으며 이들 유전자의 intronic region에서도 9개의 SNP가 존재함을 확인할 수 있었다. 8개의 다른 품종 소에 각 유전자들의 SNP들을 이용하여 유전자 빈도를 확인한 결과 CAV2, CAV3, CSRP3 및 APOBEC2 유전자의 SNP 중에서 5개가 품종간에서 유의적으로 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 이 SNP들은 차후 검증작업을 통하여 육질관련 형질 마커로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
뮤코다당증(mucopolysaccharidosis)은 글리코사미노글리칸(glycosaminoglycans)의 분해에 필요한 리소좀 효소의 결함으로 인해 야기되는 질병으로 글리코사미노글리칸의 대사 산물이 세포의 리소좀 내에 축적되어 세포, 조직 그리고 기관의 기능 이상을 초래해 신체적, 신경학적인 퇴행을 보이며, 심한 경우 조기에 사망하게 되는 다양한 임상양상을 보이는 질환이다. 뮤코다당증 가운데 가장 높은 비율을 차지하는 헌터증후군(뮤코다당증 제2형)은 조기에 진단하여 효소보충요법을 시행하는 것이 중요하다. 본 증례는 언어발달지연과 등과 엉덩이에 몽고반점, 간비대, 두껍고 거친 피부가 있었으며 과성장된 신체 검진소견을 보였던 환아에서, 뇌자기공명영상 검사 결과에서 뇌교량체에 다수의 낭종, 백색질에 비정상 신호 증가 병변들, 미만성 뇌수축 소견을 보여 헌터증후군을 의심하였으며 효소검사 결과를 통해 확진하였다. 저자들은 언어발달지연을 주소로 내원한 환아에게 시행한 뇌자기공명영상에서 조기에 헌터증후군을 의심하여 효소검사를 통해 확진을 할 수 있었던 증례를 경험하였기에 이를 보고하는 바이다.
Objectives : The aim of this study was to investigate whether the extract of Coptidis Rhizoma inhibits inflammation in chronic cold stress (CCS)-exposed mice or not. Methods : Coptidis Rhizoma extract (CRE) was made by reflux with distilled water. Male ICR mice (7 weeks old) were divided randomly into 5 groups: (1) control, (2) CCS, (3) CCS+CRE 100 mg/kg, (4) CCS+CRE 300 mg/kg, (5) CCS+CRE 1,000 mg/kg groups. Mice were orally administered once a day for 14 days starting from 1 day before CCS. Group (2)-(5) were exposed to CCS conditions that maintained at $4^{\circ}C$ for 2 h once a day for 14 days. The levels of serum cortisol and hypothalamic prostaglandin E1 (PGE1) and PGE2 were measured by enzyme-linked immunosorbent assay kit. The expression levels of several pro-inflammatory factors like heat shock protein 70 (HSP70), c-fos, and nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-kB) were measured by western blot analysis in mouse hypothalamus. Results : Oral administration of CRE 1,000 mg/kg significantly suppressed the increase of serum cortisol levels in mice exposed to CCS. CCS-exposed mice had significantly increased the expression of HSP70, c-fos, and NF-kB in hypothalamus, while CRE treatment significantly attenuated the elevation of these pro-inflammatory factors. The ratio of PGE2/PGE1 was also higher in CCS-exposed mice than control group. CRE treatment significantly reduced the increase of PGE2/PGE1 ratio induced by CCS. Conclusion : These findings suggest that Coptidis Rhizoma may work as a potential agent to modulate inflammatory responses under the condition of cold adaptation formed by CCS.
Beauveria bassiana (Cordycipitaceae, Hypocreales, Ascomycota) is an anamorphic fungus having a potential to be used as a biological control agent because it parasitizes a wide range of arthropod hosts including termites, aphids, beetles and many other insects. A number of bioactive secondary metabolites (SMs) have been isolated from B. bassiana and functionally verified. Among them, beauvericin and bassianolide are cyclic depsipeptides with antibiotic and insecticidal effects belonging to the enniatin family. Non-ribosomal peptide synthetases (NRPSs) play a crucial role in the synthesis of these secondary metabolites. NRPSs are modularly organized multienzyme complexes in which each module is responsible for the elongation of proteinogenic and non-protein amino acids, as well as carboxyl and hydroxyacids. A minimum of three domains are necessary for one NRPS elongation module: an adenylation (A) domain for substrate recognition and activation; a tholation (T) domain that tethers the growing peptide chain and the incoming aminoacyl unit; and a condensation (C) domain to catalyze peptide bond formation. Some of the optional domains include epimerization (E), heterocyclization (Cy) and oxidation (Ox) domains, which may modify the enzyme-bound precursors or intermediates. In the present study, we analyzed genomes of B. bassiana and its allied species in Hypocreales to verify the distribution of NRPS-encoding genes involving biosynthesis of beauvericin and bassianolide, and to unveil the evolutionary processes of the gene clusters. Initially, we retrieved completely or partially assembled genomic sequences of fungal species belonging to Hypocreales from public databases. SM biosynthesizing genes were predicted from the selected genomes using antiSMASH program. Adenylation (A) domains were extracted from the predicted NRPS, NRPS-like and NRPS-PKS hybrid genes, and used them to construct a phylogenetic tree. Based on the preliminary results of SM biosynthetic gene prediction in B. bassiana, we analyzed the conserved gene orders of beauvericin and bassianolide biosynthetic gene clusters among the hypocrealean fungi. Reciprocal best blast hit (RBH) approach was performed to identify the regions orthologous to the biosynthetic gene cluster in the selected fungal genomes. A clear recombination pattern was recognized in the inferred A-domain tree in which A-domains in the 1st and 2nd modules of beauvericin and bassianolide synthetases were grouped in CYCLO and EAS clades, respectively, suggesting that two modules of each synthetase have evolved independently. In addition, inferred topologies were congruent with the species phylogeny of Cordycipitaceae, indicating that the gene fusion event have occurred before the species divergence. Beauvericin and bassianolide synthetases turned out to possess identical domain organization as C-A-T-C-A-NM-T-T-C. We also predicted precursors of beauvericin and bassianolide synthetases based on the extracted signature residues in A-domain core motifs. The result showed that the A-domains in the 1st module of both synthetases select D-2-hydroxyisovalerate (D-Hiv), while A-domains in the 2nd modules specifically activate L-phenylalanine (Phe) in beauvericin synthetase and leucine (Leu) in bassianolide synthetase. antiSMASH ver. 2.0 predicted 15 genes in the beauvericin biosynthetic gene cluster of the B. bassiana genome dispersed across a total length of approximately 50kb. The beauvericin biosynthetic gene cluster contains beauvericin synthetase as well as kivr gene encoding NADPH-dependent ketoisovalerate reductase which is necessary to convert 2-ketoisovalarate to D-Hiv and a gene encoding a putative Gal4-like transcriptional regulator. Our syntenic comparison showed that species in Cordycipitaceae have almost conserved beauvericin biosynthetic gene cluster although the gene order and direction were sometimes variable. It is intriguing that there is no region orthologous to beauvericin synthetase gene in Cordyceps militaris genome. It is likely that beauvericin synthetase was present in common ancestor of Cordycipitaceae but selective gene loss has occurred in several species including C. militaris. Putative bassianolide biosynthetic gene cluster consisted of 16 genes including bassianolide synthetase, cytochrome P450 monooxygenase, and putative Gal4-like transcriptional regulator genes. Our synteny analysis found that only B. bassiana possessed a bassianolide synthetase gene among the studied fungi. This result is consistent with the groupings in A-domain tree in which bassianolide synthetase gene found in B. bassiana was not grouped with NRPS genes predicted in other species. We hypothesized that bassianolide biosynthesizing cluster genes in B. bassiana are possibly acquired by horizontal gene transfer (HGT) from distantly related fungi. The present study showed that B. bassiana is the only species capable of producing both beauvericin and bassianolide. This property led to B. bassiana infect multiple hosts and to be a potential biological control agent against agricultural pests.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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