The Streptavidin and Biotin system has been studied most extensively as the high affinity non-covalent binding of Biotin to STR ($K_D=10^{-14}M$) and four Biotin binding sites in tetrameric Streptavidin makes this system useful for the production of multivalent antibody. For the application of this system, we cloned Streptavidin amplified from Streptomyces avidinii chromosome by PCR and fused to gene of hAY4 single-chain Fv antibody specific to death receptor 4 (DR4) which is a receptor for tumor necrosis factor ${\alpha}$ related apoptosis induced ligand. The hAY4 single-chain Fv antibody fused to Streptavidin expressed in Escherichia coli showed 43 kDa monomer in heated SDS-PAGE. However, this fusion protein shown in both non-heated SDS-PAGE and Size-exclusion chromatography exhibited 172 kDa as a tetramer suggesting that natural tetramerization of Streptavidin by non-covalent association induced hAY4 single-chain Fv tetramerization. This fusion protein retained a Biotin binding activity similar to natural Streptavidin as shown in Ouchterlony assay and ELISA. Death receptor 4 antigen binding activity of purified hAY4 single-chain Fv fused to Streptavidin was also confirmed by ELISA and Westernblot. In addition, surface plasmon resonance analysis showed 60-fold higher antigen binding affinity of the hAY4-STR than monomeric hAY4 ScFv due to tetramerization. In summary, hAY4 single-chain Fv fused to Streptavidin fusion protein was successfully expressed and purified as a soluble tetramer in E. coli and showed both Biotin and DR4 antigen binding activity suggesting possible production of bifunctional and tetrameric ScFv antibody.
Kim, Kyeongnam;Kim, Chaeeun;Park, Jungeun;Yoo, Jinsung;Kim, Woosung;Jeon, Hwang-Ju;Kim, Jun-Ran;Lee, Sung-Eun
Korean Journal of Environmental Biology
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v.39
no.3
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pp.354-361
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2021
Understanding the phytotoxic mechanism of methyl bromide (MB), an essential fumigant during the quarantine and pre-shipment process, is urgently needed to ensure its proper use and reduce international economic losses. In a previous study, two main MB-induced toxic mechanisms such as reactive oxygen species (ROS) and auxin distribution were selected by analyzing transcriptomic analysis. In the study, a 3-week-old A. thaliana was supplied with 1 mM ROS scavengers [N-acetyl-L-cysteine (NAC) or L-glutathione (GSH)] and 1µM indole-3-acetic acid(IAA) three times every 12 h, and visual and gene expression assessments were performed to evaluate the reduction in phytotoxicity by supplements. Phytotoxic effects on the MB-4h exposed group were decreased with GSH application compared to the other single supplements and a combination of supplements at 7 days post fumigation. Among these supplements, GSH at a concentration of 1, 2, and 5mM was suppled to A. thaliana with MB-fumigation. During a long-term observation of 2 weeks after the fumigation, 5 mM GSH application was the most effective in minimizing MB-induced phytotoxic effects with up-regulation of HSP70 expression and increase in main stem length. These results indicated that ROS was a main key factor of MB-induced phytotoxicity and that GSH can be used as a supplement to reduce the phytotoxicity of MB.
Placenta-derived mesenchymal stem cells (PD-MSCs) are promising candidates for cell-based therapy in regenerative medicine. The migration and homing potential of PD-MSCs to injured sites is a critical property of MSC engraftment. MicroRNAs (miRNAs) have recently been shown to regulate the critical functions of MSCs, such as proliferation, survival, and migration. The objective of the present study was to identify the miRNA and target genes involved in PD-MSCs homing in a bile duct ligation (BDL) rat model. We selected candidate miRNAs targeting genes for PD-MSCs homing based on microarray analysis. PD-MSC engraftment in BDL-injured rat liver was identified by immunofluorescence assay and human-specific Alu gene expression by quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) one week after transplantation. Compared with migrated naïve PD-MSCs under hypoxic and normoxic conditions (Hyp/Nor), the transplanted group with PD-MSCs (Tx) showed distinct differences in miRNA expressions in BDL-injured rat liver. We also validated the miRNAs and their target genes for PD-MSCs homing. The expressions of integrin α4 (ITGA4) and integrin α5 (ITGA5) target genes for miR-199a-5p and miR-148a-3p were significantly upregulated in the Tx group (p<0.05). In addition, integrin β1 (ITGB1) and integrin β8 (ITGB8) were upregulated by suppressing miR-183-5p and miR-145-5p, respectively. These results demonstrated that PD-MSCs regulate miRNA expression related to the integrin family for their homing effects on the BDL-injured rat liver. The findings further suggest that miRNA-mediated regulation of the integrin family contributes to the therapeutic efficacy of PD-MSCs in the rat hepatic fibrosis model by BDL.
Amending biopolymers such as β-glucan (BG) and Xanthan gum (XG) generally enhances soil strength by ionic and hydrogen bonds between soil particles. Thus, biopolymers have been studied as eco-friendly construction materials in levees. However, physiological responses of plants grown on soil amended with biopolymers are not fully understood. This study focuses on the effects of biopolymers on the growth of Camelina sativa L. (Camelina) under excess zinc (Zn) stress. The optimal concentrations of BG and XG were confirmed to have a 0.5% ratio in soil depending on the physiological parameters of Camelina under excess Zn stress. The Zn binding capacity of biopolymers was investigated using 1,5-diphenylthiocarbazone (DTZ). The reduction of Zn damage in Camelina was evaluated by analyzing the Zn content and expression of heavy metal ATPase (HMA) genes under excess Zn stress. Amendments of BG and XG improved Camelina growth under excess Zn stress. In DTZ staining and ICP-OES analysis, Camelina grown on BG and XG soil showed less Zn uptake than normal soil under excess Zn stress. The Zn-inducible CsHMA3 gene was not stimulated by either BG or XG amendment under excess Zn stress. Moreover, both BG and XG amendments in soil exhibit Zn-stress mitigation similar to that of Zn-tolerant CsHMA3 overexpres sed Camelina. These results indicate that biopolymer-amended soils may influence the prevention of Zn absorption in Camelina under excess Zn stress. Thus, BG and XG are proven to be suitable materials for levee construction and can protect plants from soil contamination by Zn.
Traditional foods are manufactured according to the characteristics of each region for the nations of the world. Korea has mainly farmed, and seasonings have developed around rice and vegetables. In fermented foods, lactic acid bacteria such as Lactobacillus sp. and Pediococcus sp. and Bacillus sp. were isolated and identified from fermented foods. In this study, lactic acid bacteria were isolated and identified from commercially available traditional Korean fermented foods, and candidate strains were selected through antibacterial activity tests on human and fish disease bacteria. Thereafter, the final strain was selected by examining the resistance to simulated gastric and intestinal fluids, and hemolysis. The three (M1, K1, C13) final selected latic acid bacteria were miced with prebiotics and the antibacterial activity of synbiotics was evaluated. As for the fist antibacterial activity result, C13 showed high antibacterial acitivity in human diseases and fish diseases. Then, M1, K1 and C13, which did not produce β-haemolysis and were resistant to simulated gastric and intestinal fluids, were subjected to the second antibacterial activity of synbiotics. When the three prebiotics (FOS, GOS, Inulin) and probiotics (M1, K1, C13) were mixed, the antibacterial activity was increased or inhibited. Based on the 16S rRNA gene sequencing results, K1 and M1 were analyzed as Bacillus tequiensis 99.72%, Bacillus subtilis 99.65%, Bacillus inaquosorum 99.72%, Bacillus cabrialesii 99.72%, Bacillus stercoris 99.58%, Bacillus spizizenii 99.58%, Bacillus halotolerans 99.58%, and Bacillus mojavensis 99.51%. And C13 was analyzed as Bacillus velezensis 99.71%, Bacillus nematocida 99.36%, Bacillus amyloliquefaciens 99.44%, Bacillus atrophaeus 99.22%, and Bacillus nakamurai 99.44%.
Kim, Yeong-Jee;Lee, Jae-Eun;Yoo, Eunae;Lee, Sookyeong;Wang, Xiaohan;Assefa, Awraris Derbie;Noh, Hyungjun
Korean Journal of Plant Resources
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v.35
no.1
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pp.1-9
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2022
Perilla is an annual plant in the family Lamiaceae and are widely cultivated in Asian countries. Perilla leaves are important sources of bioactive compounds and are reported to exhibit anti-inflammatory, antibacterial, anti-cancer and antioxidant effects, drawing attention as functional food materials. We examined caffeic acid, rosmarinic acid, total phenol content, and antioxidant activity in the leaves of 18 perilla accessions obtained from the gene bank of the National Agrobiodiversity Center, Jeonju, Korea. The caffeic acid content ranged between 9.86-27.52 mg/g with an average content of 17.75 mg/g while the level of. rosmarinic acid was in the range between 49.14 and 90.30 mg/g with an average content of 61.88 mg/g. The total polyphenol content ranged between 138.39 ㎍ GAE/mg dried extract (DE) and 378.19 ㎍ GAE/mg DE with an average content of 225.93 ㎍ GAE/mg DE. Cluster analysis based on the content of caffeic acid, rosmarinic acid. and antioxidant activity showed that the accessions collections were grouped in two distinct classes. The first group contained six genetic resources with high content of rosmarinic acid, and antioxidant activities respectively. The second group contained 12 genetic resources with high content of caffeic acid. These results could help develop new varieties of nutrient dense perilla resources.
Jang, Ho am;Baek, Hyoung-Seon;Kim, Bo Bae;Kojour, Maryam Ali Mohammadie;Patnaik, Bharat Bhusan;Jo, Yong Hun;Han, Yeon Soo
Korean journal of applied entomology
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v.61
no.1
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pp.155-163
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2022
The application of fungicides is indispensable to global food security, and their use has increased in recent times. Fungicides, directly or indirectly, have impacted insects, leading to genetic and molecular-level changes. Various detoxification mechanisms allow insects to eliminate reactive oxygen species (ROS) toxicity induced by agrochemicals including fungicides. In the present study, we analyzed the mRNA expression levels of detoxifying enzymes in Tenebrio molitor larvae following exposure to non-lethal doses (0.2, 2, and 20 ㎍/µL) of a fungicide captan. Transcripts of peroxidases (POXs), catalases (CATs), superoxide dismutases (SODs), and glutathione-s-transferases (GSTs) were screened from the T. molitor transcriptome database. RT-qPCR analysis showed that TmPOX5 mRNA increased significantly 24 h post-captan exposure. A similar increase was noticed for TmSOD4 mRNA 3 h post-captan exposure. Moreover, the expression of TmCAT2 mRNA increased significantly 24 h post-treatment with 2 ㎍/µL captan. TmGST1 and TmGST3 mRNA expression also increased noticeably after captan exposure. Taken together, these results suggest that TmPOX5 and TmSOD4 mRNA can be used as biomarkers or xenobiotics sensors for captan exposure in T. molitor, while other detoxifying enzymes showed differential expression.
Kim, Sam Woong;Je, Kyeong Min;Kim, Dul Nam;Kim, Tae Wan;Bang, Kyu Ho;Chi, Won-Jae;Bang, Woo Young;Kim, Jang Hyeon;Yang, Chul Woong;Kim, Il-Suk
Journal of Life Science
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v.32
no.10
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pp.784-791
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2022
This study observed changes in the body composition of Protaetia brevitarsis sinulensis larvae when reared with feed that included noni and nipa palm. Compared to the control group, the death rate and product yield of the treatment group were improved after the larval fasting process. The brightness of the larval powder of the treatment group increased, but the redness decreased. The crude fat content of the treated group was slightly increased according to the assays of the general components, but the mineral content was significantly increased. The total structural amino acids of the treatment group decreased, but the total free amino acids increased. The structural amino acids generally tended to decrease in the treatment group. However, the free amino acids showed no specific differences. Among the free amino acids, tryptophan, phosphoserine, and methylhistidine were highly increased in the treatment group, whereas threonine, methionine, and asparagine showed the opposite results. Among the polyunsaturated fatty acids, eicosapentaenoic acid (C20:5n3) of omega-3 was increased in the treatment group, but the omega-6 series was decreased. Since minerals, total free amino acids, and omega-3 fatty acids in the treatment group were increased compared to the control group, we suggest that noni and nipa palm can potentially be applied to the production of functionally improved substances as additional sources of feed for Protaetia brevitarsis sinulensis larvae.
Lee, Young-Kyung;Kim, Chul Hwan;Jeong, Dae Won;Lee, Ki Won;Oh, Young Taek;Kim, Jeong Il;Jeong, Jin-Woo
Korean Journal of Plant Resources
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v.35
no.5
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pp.565-573
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2022
Gingival inflammation is one of the main causes that can be related to various periodontal diseases. Human gingival fibroblast (HGF) is the major constituent in periodontal connective tissue and secretes various inflammatory mediators, such as nitric oxide (NO) and prostaglandin E2 (PGE2), upon lipopolysaccharide stimulation. This study is aimed at investigating the anti-inflammatory and antioxidative activities of Lotus Root extract (LRE) in Porphyromonas gingivalis derived lipopolysaccharide (LPS-PG)-stimulated HGF-1 cells. The concentration of NO and PGE2, as well as their responsible enzymes, inducible NO synthase (iNOS), and cyclooxygenase-2 (COX-2), was analyzed by Griess reaction, ELISA, and western blot analysis. LPS-PG sharply elevated the production and protein expression of inflammatory mediators, which were significantly attenuated by LRE treatment in a dose-dependent manner. LRE treatment also suppressed activation of Toll-like receptor 4 (TLR4)/myeloid differentiation primary response gene 88 (MyD88) and nuclear factor-κB (NF-κB) in LPS-PG-stimulated HGF-1 cells. In addition, one of phase II enzyme, NAD(P)H quinone dehydrogenase (NQO)-1, and its transcription factor, Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2), were significantly induced by LRE treatment. Consequently, these results suggest that LRE ameliorates LPS-PG-induced inflammatory responses by attenuating TLR4/MyD88-mediated NF-κB, and activating NQO-1/Nrf2 antioxidant response element signaling pathways in HGF-1 cells.
Ho Jin, Jeong;Gwangsu, Ha;Su Ji, Jeong;Myeong Seon, Ryu;JinWon, Kim;Do-Youn, Jeong;Hee-Jong, Yang
Journal of Life Science
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v.32
no.11
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pp.872-881
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2022
In this study, we optimized the composition of the indole-3-acetic acid (IAA) production medium using response surface methodology on Pantoea agglomerans SRCM 119864 isolated from soil. IAA-producing P. aglomerans SRCM 119864 was identified by 16S rRNA gene sequencing. There are 11 intermediate components known to affect IAA production, hence the effect of each component on IAA production was investigated using a Plackett-Burman design (PBD). Based on the PBD, sucrose, tryptone, and sodium chloride were selected as the main factors that enhanced the IAA production at optimal L-tryptophan concentration. The predicted maximum IAA production (64.34 mg/l) was obtained for a concentration of sucrose of 13.38 g/l, of tryptone of 18.34 g/l, of sodium chloride of 9.71 g/l, and of L-tryptophan of 6.25 g/l using a the hybrid design experimental model. In the experiment, the nutrient broth medium supplemented with 0.1% L-tryptophan as the basal medium produced 45.24 mg/l of IAA, whereas the optimized medium produced 65.40 mg/l of IAA, resulting in a 44.56% increase in efficiency. It was confirmed that the IAA production of the designed optimal composition medium was very similar to the predicted IAA production. The statistical significance and suitability of the experimental model were verified through analysis of variance (ANOVA). Therefore, in this study, we determined the optimal growth medium concentration for the maximum production of IAA, which can contribute to sustainable agriculture and increase crop yield.
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