Park, Su-Jin;Park, Sun-Yang;Ryu, Choong-Min;Park, Seung-Hwan;Lee, Jung-Kee
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제18권9호
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pp.1518-1521
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2008
Bacteria sense their population density and coordinate the expression of target genes, including virulence factors in Gram-negative bacteria, by the N-acylhomoserine lactones (AHLs)-dependent quorum sensing (QS) mechanism. In contrast, several soil bacteria are able to interfere with QS by enzymatic degradation of AHLs, referred to as quorum quenching. A potent AHL-degrading enzyme, AiiA, from Bacillus thuringiensis has been reported to effectively attenuate the virulence of bacteria by quorum quenching. However, little is known about the role of AiiA in B. thuringiensis itself. In the present study, an aiiA-defective mutant was generated to investigate the role of AHA in rhizosphere competence in the root system of pepper. The aiiA mutant showed no detectable AHL¬-egrading activity and was less effective for suppression of soft-rot symptom caused by Erwinia carotovora on the potato slice. On the pepper root, the survival rate of the aiiA mutant significantly decreased over time compared with that of wild type. Interestingly, viable cell count analysis revealed that the bacterial number and composition of E. carotovora were not different between treatments of wild type and the aiiA mutant. These results provide evidence that AHA can play an important role in rhizosphere competentce of B. thuringiensis and bacterial quorum quenching to Gram-negative bacteria without changing bacterial number or composition.
Organophosphorus acid anhydrolases(OPAA) catalyzing the hydrolysis of toxic organophosphates have been found in a variety of prokaryotic and eukaryotic organisms. Of the several kinds of OPAA that can degrade nerve agents, such as DFP, sarin and soman, a OPAA gene harbored in the chromosomal DNA of Alteromonas haloplanktis strain was subcloned in order to develope an enzymatic degradation method of toxic organophosphorus compounds. For this 1481 bp DNA fragment containing OPAA gene and its flanking regions has been synthesized through PCR using chromosomal DNA of A. haloplanktis strain. After subcloning and subsequent expression, crude OPA anhydrolase was prepared and assayed. It was shown that the OPAA had a very high hydrolytic activity on DFP. The specific activity of the enzyme was 1,110 $\mu$mole.$min^{p-1}.mg^{-1}$ protein. It seemed that OPAA with such a high hydrolytic activity may give a good prospects to its use, as a biodegradation tool, in detoxifying toxic organophosphorus compounds, such as pesticides and chemical stockpiles which are posing a potential threat to the field environment and human health.
The mucosal route of administration(nasal, buccal, conjunctival and vaginal) has recently been considered as an alternative to parenteral delivery for many peptide drugs because enzymatic degradation of these agents may be partly avoided. The objective of these study was to establish the optimal mucosal administration dosage form of $LHRH/[D-Ala^6]LHRH$, based on presystemic metabolism. We reported previously the peptidase inhibition effect of medium chain fatty acid salts(sodium caprylate, soadium caprate and sodium laurate), EDTA and STDHF on the proteolysis of $LHRH/[D-Ala^6]LHRH$ in rabbit mucosal homgenates. We also reported that EDTA, STDHF and sodium laurate markedly increased the potency of $LHRH/[D-Ala^6]LHRH$ solution applied vaginally. In the present study, by administration of polycarbophil hydrogel containing LHRH the ovulation inducing activity was 3.3 times greater than solution. These results indicate not only peptidase inhibitor but also polycarbophil hydrogel significantly improved the absorption of this drug. The results of this study would provide the feasibility as a rational dosage form for improving bioavailability and self administration of this hydrogel by the vaginal application.
Endogenous cannabinoids (endocannabinoids) display various pharmacological effects including pain control, anti-inflammation, and neuroprotection. The synthesis and release of endocannabinoids are regulated under both physiological and pathological conditions. The main degrading enzyme of endocannabinoid is fatty acid amide hydrolase (FAAH). Therefore we have developed the fluorescence-based assay system for FAAH. We established stable CosM6 cell lines expressing human FAAH. We also synthesized 2-oxo-2H-chromen-7-yl decanoate (DAEC) as a fluorogenic substrate for FAAH. When crude membrane extracts stably expressing FAAH was incubated with DAEC at $25^{\circ}C$, FAAH reacted specifically to DAEC and catalyzes the hydrolysis of DAEC into decanoic acid and highly fluorescent coumarin. Furthermore, the serin hydrolase inhibitor, phenylmethanesulfonylfluoride, inhibited the coumarin release to the reaction buffer in concentration dependent manner. This assay system is suitable for high-throughput screening since this system has simple experimental procedure and measurement method.
In this study, we attempted to solubilize protein in slaughter blood (SB) using ultrasonic technology. The application of ultrasonic technology can make enzymatic degradation of SB more effective, which has no comparable alternative for treatment. The SB was homogenized by grinding it for 10 minutes at 10,000 rpm as a pretreatment for preventing its clotting, and then ultrasonic treatment was attempted to solubilize protein in SB. To maximize the efficiency of ultrasonic treatment for SB, the optimum condition of ultrasonic frequency (UF) was determined to be 20 kHz. To optimize the operation conditions of ultrasonification with 20 kHz of frequency, we used response surface methodology (RSM) based on ultrasonic density (UD) and ultrasonification time (UT). The solubilization rate (SR) of protein (%) was calculated to be $101.304-19.4205X_1+0.0398X_2+7.9411X_1{^2}+0.0001X_2{^2}+0.0455X_1X_2$. From the results of the RSM study, the optimum conditions of UD and UT were determined at 0.5 W/mL and 22 minutes, respectively, and SB treated under these conditions was estimated to have a 95% SR. Also, experimentally, a 95.53% SR was observed under same conditions, accurately reflecting the theoretical prediction of 95%.
This study was conducted in order to perform efficient extraction of lignocellulolytic enzymes amylase (EC 3.2.1.1), cellulase (EC 3.2.1.4), laccase (EC 1.10.3.2), and xylanase (EC 3.2.1.8) from spent mushroom compost (SMC) of Pleurotus ostreatus, P. eryngii, and P. cornucopiae. Optimal enzyme recovery was achieved when SMCs were extracted with 50 mM sodium citrate (pH 4.5) buffer at $4^{\circ}C$ for 2 hr. Amylase, cellulase, and xylanase activities showed high values in extracts from P. ostreatus SMC, with 2.97 U/g, 1.67 U/g, and 91.56 U/g, respectively, whereas laccase activity and filter paper degradation ability were highest in extracts from P. eryngii SMC, with values of 9.01 U/g and 0.21 U/g, respectively. Enzymatic activities varied according to the SMCs released from different mushroom farms. The synthetic dyes remazol brilliant blue R and Congo red were decolorized completely by the SMC extract of P. eryngii within 120 min, and the decolorization ability of the extract was comparable to that of 0.3 U of commercial laccase. In addition, laccase activity of the SMC extract from P. eryngii was compared to that of commercial enzymes or its industrial application in decolorization.
Hagfish which belongs to the chordate contact cyclostomata, is important phylogenetic relationship between vertebrate and invertebrate. Cathepsins of the cysteine protease family have traditionally been thought to play a major role in intracellular protein degradation and turnover in lysosomes. In this study, Catepsin L was cloned from Inshore hagfish (Eptatretus burgeri), the cDNA encoding ORF of the Eptatretus burgeri Cathepsin L (EbCtL) is 978 bp. The cDNA encoding proEbCtL was expressed in Escherichia coli strain BL21(DE3) using the pGEX-4T-1 expression vector system. The recombinant proEbCtL protein was overexpressed as a approximately 55 kDa fusion protein. The overproduced soluble GST-fusion protein was then applied to glutathione-Sepharose 4B column chromatography; the sample harboring the fusion protein evidenced a high degree of purity when analyzed via SDS-PAGE and Western blot analysis. Its activity was quantied by cleaving the synthetic peptide Z-FR-AMC, Z-LLE-AMC, and Suc-AAF-AMC, and the optimal pH for the protease activity was 8, 9.5, and 9, respectively.
Peroxidase has been isolated to apparent homogeneity from earthworm, Lumbricus rubellus, using ammonium sulfate fractionation, Sephacryl S-2000 gel filtration, CM-cellulose cation exchange chromatography and native-PAGE elution. Some of its enzymatic characteristics were examined. The optimum pH for gruaiacol oxidation of earthworm peroxidase was determined to be 6.0, and the $K_{m}$ values against guaiacol and $H_2O_2$ were 1.25 mM and 3.4mM, respectively. When various compounds were tested as the possible substrates of the enzyme, o-dianisidine was used as the substrate. However, earthworm peroxidase could not oxidize esculetin and ferulic acid as substrates, suggesting the different characteristics of the enzyme from plant peroxidases. The optimum pH for veratryl alcohol and $H_2O_2$ oxidation was determined to be 2.5 when lignin peroxidation activity was examined. The $K_{m}$ values for veratryl alcohol and $H_2O_2$ were 0.02 mM and 0.13 mM, respectively. Furthermore, the earthworm peroxidase could oxidize phenoxyherbicides such as 2,4-D, 2,4-DP and MCPA as substrates. The optimum pHs for 2,4-D, 2,4-DP and MCPA were determined to be 4.0, 2.0 and 2.0, respectively. The most available substrate was 2,4-DP, followed by MCPA and 2,4-D when their peroxidation activities were compared.
Kim, Yong-Tae;Kim, Se-Kwon;Jeon, You-Jin;Park, Sun Joo
BMB Reports
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제47권12호
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pp.691-696
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2014
${\alpha}$-Enolase is a glycolytic enzyme and a surface receptor for plasminogen. ${\alpha}$-Enolase-bound plasminogen promotes tumor cell invasion and cancer metastasis by activating plasmin and consequently degrading the extracellular matrix degradation. Therefore, ${\alpha}$-enolase and plasminogen are novel targets for cancer therapy. We found that the amino acid sequence of a peptide purified from enzymatic hydrolysates of seahorse has striking similarities to that of ${\alpha}$-enolase. In this study, we report that this peptide competes with cellular ${\alpha}$-enolase for plasminogen binding and suppresses urokinase plasminogen activator (uPA)-mediated activation of plasminogen, which results in decreased invasive migration of HT1080 fibrosarcoma cells. In addition, the peptide treatment decreased the expression levels of uPA compared to that of untreated controls. These results provide new insight into the mechanism by which the seahorse-derived peptide suppresses invasive properties of human cancer cells. Our findings suggest that this peptide could emerge as a potential therapeutic agent for cancer.
The purpose of the present study was to prepare multivesicular liposomes with a high drug loading capacity and to investigate its potential applicability in the oral delivery of a peptide, human epidermal growth factor (rhEGF). The multivesicular liposomes containing rhEGF was prepared by a two-step water-in-oil-in-water double emulsification process. The loading efficiency was increased as rhEGF concentration increased from 1 to 5mg/mL, reaching approximately $60\%$ at 5 mg/mL. Approximately $47\%$ and $35\%$ of rhEGF was released from the multivesicular liposomes within 6 h in simulated intra-gastric fluid (pH 1.2) and intra-intestinal fluid (pH 7.4), respectively. rhEGF-loaded multivesicular liposomes markedly suppressed the enzymatic degradation of the peptide in an incubation with the Caco-2 cell homogenate. However, the transport of rhEGF from the multivesicular liposomes to the basolateral side of Caco2 cells was two times lower than that of the rhEGF in aqueous solution. The gastric ulcer healing effect of rhEGF-loaded multivesicular liposomes was significantly enhanced compared with that of rhEGF in aqueous solution; the healing effect of the liposomes was comparable to that of the cimetidine in rats. Collectively, these results indicate that rhEGF-loaded multivesicular liposomes may be used as a new strategy for the development of an oral delivery system in the treatment of peptic ulcer diseases.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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