Concept and establishment of essential amino acids in animals and human beings rendered immeasurable contributions to animal production and human health. In ruminant animals, however, essential amino acids have never been completely established. The present review proposes a hypothesis that histidine may not be an essential amino acid for normal growing cattle (Japanese black) at least at the growing stage after about 450 kg of body weight on the basis of the experimental results of histidinol dehydrogenase activities in some tissues of the cattle together with hints from which the hypothesis was derived. At the same time, histidinol dehydrogenase activities in liver, kidney and muscle of swine, mouse, fowl and wild duck will be shown and the essentiality of histidine in these animals will be discussed. Finally, the essentiality of histidine for adult human will briefly be discussed.
Kim, Soo-Ja;Ko, Moon-Kyu;Chai, Kyu-Yun;Cho, Seong-Wan;Lee, Woo-Yiel
Bulletin of the Korean Chemical Society
/
제28권2호
/
pp.271-275
/
2007
γ -Glutamyl transpeptidase (EC 2.3.2.2) plays a key role in glutathione metabolism by catalyzing the transfer of the γ -glutamyl residue and hydrolysis of glutathione. The functional residues at the active site of the rat kidney γ -glutamyl transpeptidase were investigated by kinetic studies at various pH, the treatment of diethylpyrocarbonate (DEPC), and photooxidation in presence of methylene blue. An ionizable group affecting the enzymatic activity with an apparent pKa value of 7.1, which is in the range of pKa values for a histidine residue in protein, was obtained by examining the pH-dependence of kinetic parameters. The pH effect on the photoinduced inactivation rate of the enzyme corresponds to that expected for the photooxidation of the free histidine. The involvement of a histidine in the catalytic site of the enzyme was further supported by DEPC modification accompanied by an increase in absorbance at 240 nm, indicating the formation of Ncarbethoxyhistidine. The histidine located at the position of 382 in the precursor of the enzyme is primarily suspected based on the amino acid sequence alignment of the transpeptidases from various organisms.
The isoform 1 of cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) from Paenibacillus sp. A11 was purified by a preparative gel electrophoresis. The importance of histidine, tryptophan, tyrosine, and carboxylic amino acids for isoform 1 activity is suggested by the modification of the isoform 1 with various group-specific reagents. Activity loss, when incubated with diethylpyrocarbonate (DEP), a histidine modifying reagent, could be protected by adding 25 mM methyl-$\beta$-cyclodextrin substrate prior to the modification. Inactivation kinetics of isoform 1 with DEP resulted in second-order rate constants ($k_{inactivation}$) of $29.5\;M^{-1}s^{-1}$. The specificity of the DEP-modified reaction for the histidine residue was shown by the correlation between the loss of isoform activity and the increase in the absorbance at 246 nm of N-carbethoxyhistidine. The number of histidines that were modified by DEP in the absence and presence of a protective substrate was estimated from the increase in the absorbance using a specific extinction coefficient of N-carbethoxyhistidine of $3,200\;M^{-1}cm^{-1}$. It was discovered that methyl-$\beta$-CD protected per mole of isoform 1, two histidine residues from the modification by DEP. To localize essential histidines, the native, the DEP-modified, and the protected forms of isoform 1 were digested by trypsin. The resulting peptides were separated by HPLC. The peptides of interest were those with $R_t$ 11.34 and 40.93 min. The molecular masses of the two peptides were 5,732 and 2,540 daltons, respectively. When the data from the peptide analysis were checked with the sequence of CGTase, then His-140 and His-327 were identified as essential histidines in the active site of isoform 1.
The activation of heat shock factor 1 (HSF1) can be induced by the changes in environmental pH, but the mechanism of HSF1 activation by acidification is not completely understood. This paper reports that a low pH (pH~6.0) can trigger human HSF1 activation. Considering the involvement of the imidazole group of histidine residues under acid pH stress, an in vitro EMSA experiment, Trp-fluorescence spectroscopy, and protein structural analysis showed that the residue, His83, is the essential for pH-dependent human HSF1-activation. To determine the roles of His83 in the HSF1-mediated stress response affecting the cellular acid resistance, mouse embryo fibroblasts with normal wild-type or mutant mouse HSF1 expression were preconditioned by heating or pH stress. The results suggest that His83 is essential for HSF1 activation or the HSF1-mediated transcription of heat shock proteins, in protecting cells from acid pH stress.
Neurofilament-L (NF-L) is a major element of the neuronal cytoskeleton and is essential for neuronal survival. Moreover, abnormalities in NF-L result in neurodegenerative disorders. Carnosine and the related endogeneous histidine dipeptides prevent protein modifications such as oxidation and glycation. In the present study, we investigated whether histidine dipeptides, carnosine, homocarnosine, or anserine protect NF-L against oxidative modification during reaction between cytochrome c and $H_2O_2$. Carnosine, homocarnosine and anserine all prevented cytochrome c/$H_2O_2$-mediated NF-L aggregation. In addition, these compounds also effectively inhibited the formation of dityrosine, and this inhibition was found to be associated with the reduced formations of oxidatively modified proteins. Our results suggest that carnosine and histidine dipeptides have antioxidant effects on brain proteins under pathophysiological conditions leading to degenerative damage, such as, those caused by neurodegenerative disorders.
Seo, Back-Won;Kim, Hee-Kyoung;Lee, Yin-Won;Yun, Sung-Hwan
The Plant Pathology Journal
/
제23권2호
/
pp.51-56
/
2007
A plant pathogenic fungus, Gibberella zeae (anamorph: Fusarium graminearum), not only generates economic losses by causing disease on cereal grains, but also leads to severe toxicosis in human and animals through the production of mycotoxins in infected plants. Here, we characterized a histidine auxotrophic mutant of G. zeae, designated Z43R1092, which was generated using a restriction enzyme-mediated integration (REMI) procedure. The mutant exhibited pleiotropic phenotypic changes, including a reduction in mycelial growth and virulence and loss of sexual reproduction. Outcrossing analysis confirmed that the histidine auxotrophy is linked to the insertional vector in Z43R1092. Molecular analysis showed that the histidine requirement of Z43R1092 is caused by a disruption of an open reading frame, designated GzHIS7. The deduced product of GzHIS7 encodes a putative enzyme with an N-terminal glutamine amidotransferase and a C-terminal cyclase domain, similar to the Saccharomyces cerevisiae HIS7 required for histidine biosynthesis. The subsequent gene deletion and complementation analyses confirmed the functions of GzHIS7 in G. zeae. This is the first report of the molecular characterization of histidine auxotrophy in G. zeae, and our results demonstrate that correct histidine biosynthesis is essential for virulence, as well as sexual development, in G. zeae. In addition, our results could provide a G. zeae histidine auxotroph as a recipient strain for genetic transformation using this new selectable marker.
The rapid increase in the prevalence of metabolic syndrome, which is associated with a state of elevated systemic oxidative stress and inflammation, is expected to cause future increases in the prevalence of diabetes and cardiovascular diseases. Oxidation of polyunsaturated fatty acids and sugars produces reactive carbonyl species, which, due to their electrophilic nature, react with the nucleophilic sites of certain amino acids. This leads to formation of protein adducts such as advanced glycoxidation/lipoxidation end products (AGEs/ALEs), resulting in cellular dysfunction. Therefore, an effective reactive carbonyl species and AGEs/ALEs sequestering agent may be able to prevent such cellular dysfunction. There is accumulating evidence that histidine containing dipeptides such as carnosine (${\beta}$-alanyl-L-histidine) and anserine (${\beta}$-alanyl-methyl-L-histidine) detoxify cytotoxic reactive carbonyls by forming unreactive adducts and are able to reverse glycated protein. In this review, 1) reaction mechanism of oxidative stress and certain chronic diseases, 2) interrelation between oxidative stress and inflammation, 3) effective reactive carbonyl species and AGEs/ALEs sequestering actions of histidine-dipeptides and their metabolism, 4) effects of carnosinase encoding gene on the effectiveness of histidine-dipeptides, and 5) protective effects of histidine-dipeptides against progression of metabolic syndrome are discussed. Overall, this review highlights the potential beneficial effects of histidine-dipeptides against metabolic syndrome. Randomized controlled human studies may provide essential information regarding whether histidine-dipeptides attenuate metabolic syndrome in humans.
Zinc plays a key role in genetic expression, cell division, and cell growth and is essential for the functions of more than 450 metalloenzyme. There are high concentrations of zinc in pigment epithelium in bullfrog eye. Zinc deficiency causes night blindness and abnormal dark adaptation. The purpose of this study was to identify ERG (electroretinogram) b-wave sensitivity during light and dark adaptation in bullfrog retina after zinc and zinc chelators treatment such as histidine and TSQ (N-(6-methoxy-8-qunolyl)-p-toluenesulfon amide). Especially, we focused whether histidine act as a zinc chelator in the Muller cell. The results of our study are summarized as follows: 1) Both zinc and histidine elevated ERG b-wave amplitude and threshold in Muller cells by accelerating rhodopsin regeneration time and increased a-peak absorbance during light adaptation. 2) TSQ reduced those by prolonging rhodopsin regeneration time and decrement of a-peak absorbance during light adaptation. 3) Zinc shortened rhodopsin regeneration time and prolonged a-peak absorbance. These results suggested that histidine may act as a zinc-mediated transporter in presynaptic Muller cell membrane rather than zinc chelator and acts as a GABA-receptor inhibitor which blocks $Cl^-$ influx to the postsynapse.
An aspartase purified from Hafnia alvei was inactivated by diethylpyrocarbonate (DEP) in a pseudo-first-order inactivation. The first-order plot was biphasic. The inactivation process was not saturable and the second order rate constant was $1.3\;M^{-1}s^{-1}$. The inactivated aspartase was reactivated with NH₂OH. The difference absorption spectrum of DEP-inactivated vs native enzyme preparations revealed a marked peak around 242 nm. The pH dependence of the inactivation rate suggests that an amino acid residue having a pK value of 7.2 was involved in the inactivation. L-aspartate, fumarate (substrates), and chloride ion (inhibitor) protected the enzyme against inactivation, indicating that histidine residues for the enzyme activity are located at the active site of this aspartase. Inspection of the presence and absence of $Cl^-$ ion demonstrated that the number of essential histidine residues is less than two. Thus, one or two histidines are in or near the aspartate binding site and participate in an essential step of the catalytic reaction.
The enzyme Fuc aldolase from Methanococcus jannaschii that catalyzes the aldol condensation of DHAP and L-lactaldehyde to give fuculose-1-phosphate was inactivated by DEP. The inactivation was pseudo first-order in the enzyme and DEP, which was biphasic. A pseudo second-order rate constant of 120$M^{-1}min^{-1}$ was obtained at pH 6.0 and $25{\circ}C$. Quantifying the increase in absorbance at 240nm showed that four histidine residues per subunit were modified during the nearly complete inactivation. The statistical analysis and the time course of the modification suggested that two or three histidine residues were essential for activity. The rate of inactivation was dependent on the pH, and the pH inactivation data implied the involvement of the amino acid residue with a $pK_a$ value of 5.7. Fuc aldolase was protected against DEP inactivation by DHAP, indicating that the histidine residues were located at the active site of Fuc aldolase. DL-Glyceraldehyde, as an alternative substrate to L-lactaldehyde, showed no specific protection for the Fuc aldolase.
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.