• 제목/요약/키워드: Fe protein

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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.

식이내 단백질과 철분수준이 흰쥐의 Fe, Cu 및 Zn 대사에 미치는 영향 (Effect of Different Levels of Dietary Protein and Iron on the Fe, Cu and Zn Metabolism in Rats)

  • 정해랑;김미경
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제15권4호
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    • pp.258-267
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    • 1982
  • This study was performed to investigate the effect of different levels of protein and iron in the diet upon Fe, Cu and Zn metabolism in rat during four weeks of growing period. Forty-five male weanling rats of Sprague-Dawley strain weighing $68.5{\pm}1.1g$ were divided into 9 groups and each group was given with one of the 9 different kinds of diets for four weeks. The three dietary protein levels used were 5, 20 and 40% and Fe levels 0, 35, and 350 ppms. The results obtained were summarized as following ; 1) Food intake and body weight gain in 20%(SP) and 40%(HP) dietary protein groups tended to be significantly higher than 5%(LP) protein groups. Protein efficiency ratio (PER) was higher in LP groups than in HP and SP groups. With dietary Fe levels, there were no significant differences among groups in food intake, body weight gain, and PER. 2) In LP groups, the Fe concentrations in liver, kidney, and hind limb muscle were higher than in SP and HP groups. Regarding with dietary protein levels, the liver Cu concentrations in LP groups were slightly higher, but the liver Zn concentrations were lower in LP groups. The Fe concentrations in liver and kidney tended to decrease with decrease in dietary Fe levels, but Cu and Zn concentrations showed no consistent tendency with dietary Fe levels. 3) The Fe, Cu and Zn concentrations in serum were not different from dietary treatments except that the serum Fe concentrations increased slightly in LP groups. 4) The Fe and Cu concentrations in urine tended to be higher in HP groups. Fecal Cu and Zn concentrations showed no significant differences in dietary protein or Fe levels, but the Fe concentrations tended to increase with increase in dietary Fe levels.

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$^{13}C$ and $^{57}Fe$ END OR of Nitrogenase: Can it Tell the Substrate-Binding Site in the Active Site?

  • 이홍인
    • 한국생물물리학회:학술대회논문집
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    • 한국생물물리학회 2002년도 제9회 학술 발표회 프로그램과 논문초록
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    • pp.18-18
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    • 2002
  • Nitrogenase, comprised of the MoFe and Fe proteins, catalyzes the reduction of dinitrogen to ammonia at ambient temperature and pressure. The MoFe protein contains two metal centers, the P-cluster (Fe8S7-8) and the FeMo-cofactor (Fe7S9:homocitrate), the substrate binding site. Despite the availability of the crystal structure of the MoFe protein, suprisingly little is known about the molecular details of catalysis at the active site, and no small-molecule substrate or inhibitor had ever been shown to directly interact with a protein-bound cluster of the functioning enzyme, until our electron-nuclear double resonance(ENDOR) study of CO-inhibited nitrogenase.(omitted)

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Azotobacter vinelandii에서의 생물학적 질소고정 작용 메카니즘 (Mechanism of Biological Nitrogen Fixation in Azotobacter vinelandii)

  • 김용웅;한재홍
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제48권3호
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    • pp.189-200
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    • 2005
  • 생물학적 질소고정과정의 연구는 학문적으로나 산업적으로 매우 중요한 과정이다. 본 총설에서는 공업적 질소고정과 비교되는 생물학적 질소고정의 특징을 간단히 살펴보고, Azotobacter vinelandii에서 연구되고 있는 생물학적 질소고정효소의 특징을 다룬다. 생물학적 질소고정과정은 다양한 생명체에서 일어나며, 최근에는 미생물인 A. vinelandii에 그 작용 메커니즘에 관한 연구가 집중되어 있다. 공기중의 질소를 암모니아로 변환시키는 질소고정은 화학적으로 환원 반응에 해당하므로 전자의 공급이 필요하다. 생물학적 질소고정을 담당하는 질소고정효소는 촉매반응을 위해 생물학적인 환원력을 사용하여 전자를 공급받아, Fe 단백질의 $Fe_4S_4$ cluster와 MoFe 단백질의 P-cluster를 거쳐 질소 환원 반응이 일어나는 FeMo-cofactor로 전달한다. 이러한 전자전달의 과정과 수소이온의 전달 과정은 질소고정효소의 반응 메커니즘 이해에 매우 중요한 과정이며, FeMo-cofactor와 질소분자의 상호작용은 생물학적 질소고정 메커니즘의 중심에 있다. 질소고정 작용 메커니즘의 연구에는 X-선 단백질 결정학, EPR과 $M{\ddot{u}}ssbauer$ 등의 다양한 분광학적 방법과, 효소의 기질과 저해제의 상호작용을 연구하고 mutant와 비교하는 생화학적 접근방법, 그리고 FeMo-cofactor의 모델 화합물을 합성하여 연구하는 화학적 방법 등이 적용되었다. 이들 분야의 최근 연구결과를 소개하며, 마지막으로, 다양한 연구 결과에 바탕하여 새로운 질소고정효소의 작용 기작이 제안하였다.

파아지 단백질 및 DNA에 대한 2가철-아스코르빈산착체의 영향 (Effect of Iron(II)-ascorbate Complex on Protein and DNA of Phages)

  • 노일환;촌전구황
    • 한국식품과학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.46-51
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    • 1993
  • 본 연구는 2가철-아스코르빈산착체(Fe-Asc)에 의한 파아지 불활화에 있어서 Fe-Asc의 작용부위에 관해 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다. Fe-Asc의 단백질에 대한 작용에 관하여 우혈청알부민과 J1파아지의 구조단백질을 사용하여 검토한 결과 Fe-Asc의 처리구와 미처리구에 있어서 SDS-폴리아크릴아미드 겔 전기영동패턴, 아미노산 조성 및 자외선 스펙트럼에 변화는 보이지 않았다. 이에 대하여 Fe-Asc를 pUC18 DNA, M13mp8, ${\lambda}$ DNA 및 J1 파아지의 DNA에 작용시키면 아가로오스겔 전기영동패턴에 변화가 보여 사슬절단이 확인되었다. pUC18 DNA는 Fe-Asc와 반응시 먼저 수퍼코일형의 두가닥사슬 DNA의 한쪽 가닥에 절단이 일어나 개환형으로 되고 잇따라 두 가닥 사슬절단이 일어나 선형으로 되어 저분자화하는 것이 확인되었다. 이상의 결과로부터 Fe-Asc에 의한 파아지 불활화는 파아지 DNA의 손상에 기인한다고 생각된다.

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우리나라 일부 우유의 무기질 함량 조성에 관한 연구 (Composition of Mineral Contents in Korean Cow무s Milk)

  • 이영희;정문호
    • 한국환경보건학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.29-40
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    • 2004
  • This study was performed to investigate and assess the composition of mineral and macronutrient contents in Korean cow′s milk.48 individual farm raw milk, 10 plant raw milk and 29 market milk were collected from June to August in 2003. The minerals such as calcium(Ca), potassium(K), magnesium(Mg), sodium(Na), zinc(Zn), iron(Fe) and phosphorus(P) were determined by using atomic absorption spectrometer(AAS). The macronutrients such as fat, protein and lactose were tested by using IR spectrometer. The obtained analytical results of minerals(mg/100 g) and rnaetronutrients (%) are as follows:1. In case of raw cow′s milk ; Ca 113.56, K 144.09, Mg 10.86, Na 42.53, Zn 0.42, Fe 0.030, p 113.32, fat 3.85, protein 3.08, lactose 4.80,2. In case of market cow′s milk ; Ca 103.04, K 142.46, Mg 10.27, Na 43.21, Zn 0.40, Fe 0.034. p 97.30, fat 3.78, protein 3.05, lactose 4.70,3. In case of fortified market cow′s milk ; Ca 165.40, K 145.79, Mg 10.57. Na 42.55, Zn 0.57, Fe 0.414, p 94.68, fat 3.74, protein 3.08, lactose 4.68,4. In case of processed market cow′s milk ; Ca 134.72, K 142.74, Mg 10.33, Na 45.07, Zn 0.50, Fe 0.650, p 92.48, fat 3.72, protein 3.07, lactose 4.74. According to the group of market milk(milk, fortified market row′s milk, processed market cow′s milk), the mean concentration of Ca and Fe were significantly higher in fortified and processed milk than milk(p<0.05). There were no significant differences in macronutrient(fat, protein, lactose) and mineral contents between pasteurized milk and UHT(ultra high temperature) treated milk($\alpha$=0.05). The labeled "Nutritional Facts" of market milk were satisfied with "Labeling Standards for Livestock Products of Korea". The measured mean concentrations of Ca, Fe, Zn were generally higher than lower limit of labeled value(above 80% of labeled value). The mean concentration of sodium was lower than upper limit of labeled value(below 120% of labeled value).

Structural flexibility of Escherichia coli IscU, the iron-sulfur cluster scaffold protein

  • Kim, Bokyung;Kim, Jin Hae
    • 한국자기공명학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.86-90
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    • 2020
  • Iron-sulfur (Fe-S) clusters are one of the most ancient yet essential cofactors mediating various essential biological processes. In prokaryotes, Fe-S clusters are generated via several distinctive biogenesis mechanisms, among which the ISC (Iron-Sulfur Cluster) mechanism plays a house-keeping role to satisfy cellular needs for Fe-S clusters. The Escherichia coli ISC mechanism is maintained by several essential protein factors, whose structural characterization has been of great interest to reveal mechanistic details of the Fe-S cluster biogenesis mechanisms. In particular, nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopic approaches have contributed much to elucidate dynamic features not only in the structural states of the protein components but also in the interaction between them. The present minireview discusses recent advances in elucidating structural features of IscU, the key player in the E. coli ISC mechanism. IscU accommodates exceptional structural flexibility for its versatile activities, for which NMR spectroscopy was particularly successful. We expect that understanding to the structural diversity of IscU provides critical insight to appreciate functional versatility of the Fe-S cluster biogenesis mechanism.

Regulation Fe65 localization to the nucleus by SGK1 phosphorylation of its Ser566 residue

  • Lee, Eun-Jeoung;Chun, Jae-Sun;Hyun, Sung-Hee;Ahn, Hye-Rim;Jeong, Jae-Myung;Hong, Soon-Kwang;Hong, Jin-Tae;Chang, In-Kyeong;Jeon, Hye-Yeon;Han, Yeon-Soo;Auh, Chung-Kyoon;Park, Jae-In;Kang, Sang-Sun
    • BMB Reports
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    • 제41권1호
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    • pp.41-47
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    • 2008
  • Fe65 is characterized as an adaptor precursor (APP) through its PID2 element, as well as with the other members of the APP protein family. With the serum- and glucocorticoid-induced kinase 1 (SGK1) substrate specificity information, we found that the putative site of phosphorylation in Fe65 by SGK1 is present on its $Ser^{566}$ residue in $^{560}CRVRFLSFLA^{569}$(X60469). Thus, we demonstrated that Fe65 and the fluorescein-labeled Fe65 peptide $FITC-^{560}CRVRFLSFLA^{569}$ are phosphorylated in vitro by SGK1. Phosphorylation of the $Ser^{566}$ residue was also demonstrated using a $Ser^{566}$ phospho-specific antibody. The phospho Fe65 was found mainly in the nucleus, while Fe65 S556A mutant was localized primarily to the cytoplasm. Therefore, these data suggest that SGK1 phosphorylates the $Ser^{566}$ residue of Fe65 and that this phosphorylation promotes the migration of Fe65 to the nucleus of the cell.

Fe65단백질의 한 PTB 도메인에 대한 과발현 및 초기 결정화 (High-level production and initial crystallization of a Fe65 PTB domain)

  • 노승현;하남출
    • 생명과학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.18-23
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    • 2007
  • 신경세포에 특이적으로 발현되는 단백질인 Fe65는 두 개의 phosphotyrosine binding(PTB) 도메인을 가지고 있다. 두번째 PTB(PTB2)도메인은 아밀로이드 베타 전구 단백질(APP)의 세포질 도메인 조각(AICD)와 결합한다. 최근 연구 결과들은 AICD와 Fe65로 이루어진 결합체가 알츠하이머병에서 신경세포를 죽게 하는 유전자를 발현한다고 제시하고 있다. 따라서 Fe65와 AICD의 결합을 방해하는 화합물은 알츠하이머병을 치료하는데 후보물질이 될 수 있다. 하지만 AICD와 Fe65와 관련된 신호전달에 대한 분자적 기전은 잘 알려져 있지 않다. 이번 연구에서는 Fe65의 PTB2도메인을 baculovirus시스템에서 과발현시킨 결과를 보고한다. 세균 및 척추동물 세포를 이용한 시스템과 비교했을 때, baculovirus 시스템 이 훨씬 효과적 이 다는 것을 발견했다. 정제된 재조합 단백질을 이용하여 초기 결정을 얻었다. 결정을 이용하여 앞으로 밝힐 3차원 구조는 Fe65관련 신호전달체계에 대한 분자 기전 및 이에 대한 저해제 개발에 큰 도움을 줄 것이다.

Orchardgrass 및 White Clover의 단파 및 혼파 재배에서 미량요소(Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B)의 조합시비가 목초의 특성에 미치는 영향 III. 목초 중 질소화합물(조/순단백질 및 수용성 질소화합물)의 함량 및 수량 변화 (Effects of Combined Micronutrient(Fe, Mn, Cu, Zn, Mo and B) Application on Forage Traits in Pure and Mixed Swards of Orchardgrass and White Clover III. Changes in the contents and yields of N-compounds(crude/pure protein and soluble N-compounds) in forage plants)

  • 정연규
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.1-10
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    • 2004
  • Orchardgrass 및 white clover의 단파 및 혼파 재배조건에서 미량요소 Fe, Mn, Cu, Zn, Mo및 B의 조합시비가 목초의 생육, 개화, 수량, 양분 함량 및 식생구성비율 등에 미치는 영향을 구명하였다. 다량요소 양분을 동일 량 시비한 조건에서 7 수준의 미량요소 조합시비는 $T_1$; 대조구, $T_2$; Fe, $T_3$; Fe+Mn, $T_4$; Fe+Mn+Cu, $T_5$ ; Fe+Mn+Cu+Zn, $T_6$ ; Fe+Mn+Cu+Zn+Mo 및 $T_{7}$ ; Fe+Mn+Cu+Zn+Mo+B로 하였다. 본 III보에서는 조합시비가 목초의 N-화합물(조/순단백질 및 수용성 N-화합물)의 함량 및 이들의 수량(함량<%>/100 ${\times}$ 건물수량) 등에 미치는 영향을 검토하였다. 1. N-화합물의 함량은 일반적으로 초종(grass-clover), 재배방법(단파/혼파) 및 추비의 시비여부별 큰 차이를 보였다. Orchardgrass에서 처리별 N-화합물의 함량차이는 경미하였으나 $T_3$$T_6$ 에서는 단파 및 혼파재배 공히 다소 낮은 경향을 보였다. White clover에서는 처리별 차이가 단파재배에서는 뚜렷하지 않았으나 혼파재배에서는 $T_1$, $T_3$$T_6$ 에서 다소 낮은 부정적인 영향을 보였다. 2. 처리별 건물수량에 미치는 효과보다 조/순단백질의 수량에 미치는 효과가 상대적으로 더 컸으며 이는 orchardgrass의 경우보다 white clover에서 더 큰 영향을 보였다. 처리별 조단백질의 수량차이를 보면 orchardgrass는 건물수량의 변화특성과 상대적으로 비슷한 경향을 보였으나 조단백질의 수량에 미치는 $T_3$$T_6$의 부정적인 효과는 건물수량의 경우보다 더 크게 나타났다. 3. White clover에서 처리별 조단백질의 수량차이는 특히 혼파재배와 무추비 5차 예취 시에 뚜렷한 차이를 보였다. 추비(특히 N)가 조단백질의 수량에 미치는 조합시비의 효과를 경감시켰다. 또한 혼파재배에서 적합한 조합시비에 따른 white clover의 양호한 생육은 N-화합물의 양호한 함량 및 수량과 밀접한 연관성을 갖는 것으로 보였다. 두 초종 공히 처리별 순단백질의 수량변화 특성은 상술한 조단백질의 변화 특성과 비슷한 경향을 보였다.