• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제38권4호
• /
• pp.349-361
• /
• 2010

본 총설에서는 아미노산의 공업적 생산균인 Corynebacterium glutamicum의 탄소 대사 및 이와 관련된 총체적 조절 메커니즘에 대한 최근의 연구를 정리하였다. C. glutamicum의 산업적 발효을 위한 기질로서 사용되는 당밀은 주로 sucrose, glucose, fructose로 이루어져 있으며, 이들 당은 phosphotransferase system을 통해서 수송된다. C. glutamicum의 탄소 대사 특징은 glucose가 다른 당이나 유기산 등과 함께 존재할 때, glucose와 이러한 탄소원 들을 동시에 대사한다. 그러나 glucose/glutamate 혹은 glucose/ethanol 등의 혼합물에서 는 탄소원의 순차적 이용으로 인해 나타나는 diauxic growth 현상을 나타내며, 이러한 carbon catabolite repression(CCR) 현상은 E. coli나 B. subtilis 등에서 알려진 것과는 다른 독특한 분자적 메커니즘과 조절 circuits을 가지고 있음이 밝혀지고 있다. C. glutamicum의 CRP homologue인 GlxR은 acetate 대사를 포함하여 glycolysis, gluconeogenesis 및 TCA cycle 등을 포함하는 중심탄소대사 조절 뿐만 아니라, 다양한 세포 기능의 조절에 관여하는 총체적 조절 단백질로서의 역할이 제시되고 있다. C. glutamicum의 adenylate cyclase(AC)는 막과 결합된 class IIIAC 로서, 막 단백질의 특성상 아직 규명되어 있지 않은 세포 외부의 환경 변화에 대응하여 세포 내의 cAMP합성 수준을 조절할 수 있는 sensor로 추정할 수 있다. 특히 C. glutamicum의 경우 배지내 glucose 를 비롯한 탄소원과 cAMP 농도와의 관련성이 E. coli에서 알려진 교과서적 지식과는 상반되게 변화하는 경향을 보이고 있어, cAMP signaling에 의한 세포 내 regulatory network 등은 향후 풀어야 할 의문으로 남아있다. 탄소대사 조절의 최상위에 존재하며 global 조절자인 GlxRcAMP 복합체 이외에도 차상위 전사조절 단백질로서 RamB, RamA, SugR 등이 존재하여 다양한 탄소대사를 조절한다. 최근 들어서는 새로운 탄소원으로서 대두되고 있는 biomass 관련 기질들을 이용할 수 있는 C. glutamucum 균주 구축을 통하여 이용 기질의 범위를 확대시키고자 하는 연구 및 탄소 대사와 관련하여 L-lysine의 발효 수율 혹은 생산성을 향상시키고자 하는 다양한 분자적 균주 육종 연구 등이 수행되고 있다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
• /
• 제30권5호
• /
• pp.372-384
• /
• 2005

이 연구에서는 Prevotella nigrescens (P. nigrescens)의 lipopolysaccharide (LPS)로 자극한 치주인대 섬유아세포에서 matrix metalloproteinase (MMP)와 tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP)의 생성 양상과, LPS를 수산화칼슘으로 처리했을 때의 영향을 평가하였다. P. nigrescens에서 추출, 정제한 여러 농도의 LPS와 수산화칼슘으로 처리한 LPS로 치주인대 섬유아세포를 자극하여, Immunoprecipitation법으로 MMP-1, -2, TIMP-1의 단백질 생성 양상을, real-time polymerase chain reaction법으로 MMP-1의 mRNA 발현 양상을 분석하였다. 이 연구의 결과는 아래와 같다. 1. MMP-1은 단백질과 유전자 수준 모두 자극 시간과 비례하여 증가하여 48시간에 최대값을 보였다. 2. MMP-2단백질 생성은 1, 10 mg/ml에서 자극 시간과 비례하여 증가하였다. 3. TIMP-1 단백질 생성은 24시간까지 증가하다가 48시간에 감소하였고, 0.1과 1 ${\mg}g/ml$에서 증가하였으나 10 ${\mu}g/ml$ 에서 억제되었다. 4. P. nigrescens의 LPS를 수산화칼슘으로 처리시 MMP-1의 mRNA 발현은 현저하게 감소하였다.

• 한국생물정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물정보시스템생물학회 2006년도 Principles and Practice of Microarray for Biomedical Researchers
• /
• pp.83-89
• /
• 2006

Cellular functions are carried out by a concerted action of biochemical pathways whose components have genetic interactions. Abnormalities in the activity of the genes that constitute or modulate these pathways frequently have oncogenic implications. Therefore, identifying the upstream regulatory genes for major biochemical pathways and defining their roles in carcinogenesis can have important consequences in establishing an effective target-oriented antitumor strategy We have analyzed the gene expression profiles of human liver cancer samples using cDNA microarray chips enriched in liver and/or stomach-expressed cDNA elements, and identified groups of genes that can tell tumors from non-tumors or normal liver, or classify tumors according to clinical parameters such as tumor grade, age, and inflammation grade. We also set up a high-throughput cell-based assay system (cell chip) that can monitor the activity of major biochemical pathways through a reporter assay. Then, we applied the cell chip platform for the analysis of the HCC-associated genes discovered from transcriptome profiling, and found a number of cancer marker genes having a potential of modulating the activity of cancer-related biochemical pathways such as E2F, TCF, p53, Stat, Smad, AP-1, c-Myc, HIF and NF-kB. Some of these marker genes were previously blown to modulate these pathways, while most of the others not. Upon a fast-track phenotype analysis, a subset of the genes showed increased colony forming abilities in soft agar and altered cell morphology or adherence characteristics in the presence of purified matrix proteins. We are currently analyzing these selected marker genes in more detail for their effects on various biological Processes and for Possible clinical roles in liver cancer development.

• Journal of Ginseng Research
• /
• 제31권2호
• /
• pp.79-85
• /
• 2007

진세노사이드의 인슐린 분비 활성을 비교해 본 결과 PPD 계열 진세노사이드가 인슐린의 분비를 촉진하는 경향을 보였으며, 그 중에서도 CK의 인슐린 분비 촉진 효과가 가장 뛰어났다. CK는 RIN-m5F cell line과 일차 배양한 췌장 소도 세포에서 용량 의존적으로 인슐린의 분비를 촉진하였고 이러한 CK의 인슐린 분비 촉진 기전은 ATP-sensitive $K^+$ 채널의 봉쇄에 의한 것임을 확인하였다. H4IIE cell line에서 간 세포내 당신생과 관련된 효소의 발현을 측정한 결과 CK는 dexamethasone/cAMP에 의한 PEPCK 와 G6Pase의 발현을 억제하였다. 이로 미루어 볼 때, CK는 간에서 당의 신생을 억제하여 공복 시 혈당을 감소시킬 수 있음을 시사하였다. 또한 3T3-L1 cell line에서 TG의 함량과 $PPAR-{\gamma}$ 유전자의 발현에 미치는 영향을 살펴본 결과 CK는 $PPAR-{\gamma}$의 발현을 억제하여 결과 지방세포의 분화를 억제하였다. 결론적으로 CK는 췌장에서 ATP-sensitive $K^+$ channel을 봉쇄함으로 인슐린 분비를 촉진시키고 또한 간세포에서 당 신생을 억제함으로 식후 및 공복 시 혈당을 감소시킬 것으로 기대된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제31권6호
• /
• pp.1519-1526
• /
• 2010

The behavior of peptide or protein solutes in saline aqueous solution is a fundamental topic in physical chemistry. Addition of ions can strongly alter the thermodynamic and physical properties of peptide molecules in solution. In order to study the effects of added ionic salts on protein conformation and dynamics, we have used the molecular dynamics (MD) simulations to investigate the behavior of Staphylococcus aureus Hfq protein under two different ionic concentrations: 0.1 M NaCl and 1.0 M NaCl in presence and absence of RNA (a hepta-oligoribonucleotide AU5G). Hfq, a global regulator of gene expression is highly conserved and abundant RNA-binding protein. It is already reported that in vivo the increase of ionic strength results in a drastic reduction of Hfq affinity for $Q{\beta}$ RNA and reduces the tendency of aggregation of Escherichia coli host factor hexamers. Our results revealed the crucial role of 0.1 M NaCl Hfq system on the bases with strong hydrogen bonding interactions and by stabilizing the aromatic stacking of Tyr42 residue of the adjacent subunits/monomers with the adenine and uridine nucleobases. An increase in RNA pore diameter and weakened compactness of the Hfq-RNA complex was clearly observed in 1.0 M NaCl Hfq system with bound RNA. Aggregation of monomers in Hfq and the interaction of Hfq with RNA are greatly affected due to the presence of high ionic strength. Higher the ionic concentration, weaker is the aggregation and interaction. Our results were compatible with the experimental data and this is the first theoretical report for the experimental study done in 1980 by Uhlenbeck group for the present system.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
• /
• 제27권2호
• /
• pp.183-190
• /
• 2000

연구목적: 포유류의 착상은 배아가 모체의 자궁벽에 매몰되는 현상으로 부착과 침투 과정을 거쳐 진행되며, 이 과정은 스테로이드 호르몬, 성장인자, 세포점착분자, 그리고 cytokine 등의 상호작용으로 이루어진다. 이 시기에 Interleukin-1 (IL-1)과 leukemia inhibitory factor (LIF) 등이 발현되는 것으로 알려져 있다. 본 실험에서는 이들의 발현이 착상과정에 어떠한 역할을 하는지 그 상관관계를 알아보고자 하였다. 재료 및 방법: 착상 전후의 배아와 자궁내막세포에서 LIF 유전자의 발현양상과 $IL-1{\beta}$와 IL-1 receptor antagonist (IL-1ra)를 처리한 LIF 유전자의 발현양상을 역전사중합효소연쇄반응 (RT-PCR)을 통해 비교하였다. 결과: 배아에서의 LIF 유전자 발현은 in vivo와 in vitro 모두에서 상실기와 포배기에 발현되었고, 자궁내막에서는 임신 1일과 4일째에 발현되었는데, 상실기보다는 포배기에, 그리고 임신 1일보다는 착상시기인 4일째의 자궁내막세포에서 발현양이 많은 것으로 나타났다. 자궁내막세포를 배양한 경우 LIF 유전자는 in vivo에서의 발현양상과 동일하게 임신 1일과 4일에 발현되었으며, 배양액에 $IL-1{\beta}$(500pgml)를 처리하였을 경우 LIF 유전자가 초기 임신 (1~5일) 중 발현되는 것으로 나타났다. 2-세포기 배아의 배양시에 $IL-1{\beta}$를 처리한 경우 8-세포기부터 LIF 유전자가 발현되었으며, 또한 IL-1ea(60 ng/ml)를 배양액에 첨가하였을 경우에는 임신1일째 자궁내막에서는 LIF 유전자가 발현되지 않은 반면, 임신 4일째의 자궁내막세포와 상실기, 포배기 배아 모두에서 LIF 유전자 발현이 감소하는 경향을 보였다. 결론: 이러한 결과는 착상 전후 배아와 자궁내막세포에서 IL-1에 의해 LIF 유전자 발현이 조절되며, 그 결과 착상에 영향을 줄 수 있다는 것을 의미한다. 또한 배아와 자궁내막세포에서 IL-1이 LIF 유전자 발현에 영향을 주는 것으로 보아 착상을 위해 IL-1과 LIF의 상호작용이 중요한 요인이라는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
• /
• 제48권1호
• /
• pp.34-46
• /
• 2018

Purpose: The purpose of this study was to evaluate the effects of 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ on the proliferation, differentiation, and matrix mineralization of MC3T3-E1 osteoblast-like cells in vitro. Methods: MC3T3-E1 osteoblastic cells and 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ were prepared. Cytotoxic effects and osteogenic differentiation were evaluated using the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay, alkaline phosphatase (ALP) activity assay, ALP staining, alizarin red S staining, and reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) for osteogenic differentiation markers such as ALP, collagen type I (Col-I), osteocalcin (OCN), vitamin D receptor (VDR), and glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase. Results: The MTT assay showed that 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ did not inhibit cell growth and that the rate of cell proliferation was higher than in the positive control group at all concentrations. ALP activity was also higher than in the positive control group at low concentrations of 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ ($10^{-10}$, $10^{-12}$, and $10^{-14}M$). RT-PCR showed that the gene expression levels of ALP, Col-I, OCN, and vitamin D receptor (VDR) were higher at a low concentration of 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ ($10^{-12}M$). Alizarin red S staining after treatment with 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ ($10^{-12}M$) showed no significant differences in the overall degree of calcification. In contrast to the positive control group, formation of bone nodules was induced in the early stages of cell differentiation. Conclusions: We suggest that 1,25-dihydroxyvitamin $D_3$ positively affects cell differentiation and matrix mineralization. Therefore, it may function as a stimulating factor in osteoblastic bone formation and can be used as an additive in bone regeneration treatment.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제43권1호
• /
• pp.30-39
• /
• 2014

본 연구에서는 HPL-04가 골관절염의 예방 및 치료 약물로서의 가능성을 탐색하여 다음과 같은 결론을 얻었다. HPL-04는 연골세포 생존율과 연골형성과 관련된 collagen type II, SOX 9 그리고 aggrecan의 유전자 발현을 유의성 있게 증가시킬 뿐만 아니라 염증성 인자와 관련 있는 MMP-2, 9도 유의성 있게 감소시켰다. HPL-04는 MIA에 의해 유도된 퇴행성 골관절염에서 관절연골의 파괴와 골 침식 등 연골의 변성을 억제했으며 proteoglycan의 소실을 유의성 있게 감소시켰다. 이에 본 연구는 HPL-04가 부작용이 적고 약리효과가 뛰어나 골관절염 예방 및 치료제 개발에 활용될 수 있을 것으로 본다.

• 한국응용곤충학회지
• /
• 제54권4호
• /
• pp.359-367
• /
• 2015

곤충 생리현상의 가소성은 후생유전적 변화와 밀접하게 관련을 지을 수 있다. 이 가설을 증명하기 위해 광식성인 파밤나방(Spodoptera exigua)을 대상으로 상이한 먹이 조건에 따라 이 곤충의 발육과 DNA 메틸화에 영향을 주는 지 분석하였다. 동일한 코호트로 부터 얻은 갓 부화한 유충을 최종령에 이르기까지 세 가지 다른 먹이(대파, 배추, 인공사료)로 섭식 처리하였다. 이 결과 상이한 먹이 조건에 따라 유충발육속도, 용화율 및 우화율에서 뚜렷한 차이를 보였다. 인공사료로 사육된 유충이 가장 빠른 유충발육속도와 높은 용화율 및 우화율을 나타냈다. 반면에 두 자연 기주 가운데는 대파가 배추에 비해 파밤나방 발육에 양호하였다. 이러한 먹이에 따른 변이는 혈림프 단백질 및 혈당에서도 차이가 나타났다. 또한 발육과 연계되었을 것으로 추정되는 인슐린유사펩타이드(SeILP1) 유전자의 발현 정도도 먹이조건에 따라 상이했다. 단일항체를 이용하여 파밤나방 게놈 DNA의 시토신 메틸화를 분석한 결과 이 부위에 DNA 메틸화가 검출되었으며, 메틸화 정도는 먹이 조건에 따라 상이했다. 이 결과들은 동일 집단의 파밤나방이 상이한 먹이 조건에 따라 발육차이를 나타내고 또한 시토신 메틸화에 변이를 보여 이 곤충의 생리적 가소성에 후생유전적 인자가 작용하고 있는 것을 제시한다.

• BMB Reports
• /
• 제41권7호
• /
• pp.537-541
• /
• 2008

Epilepsy is characterized by the presence of spontaneous episodes of abnormal neuronal discharges and its pathogenic mechanisms remain poorly understood. Recently, we found that the expression of creatine kinase (CK) was markedly decreased in an epilepsy animal model using proteomic analysis. A human CK gene was fused with a HIV-1 Tat peptide to generate an in-frame Tat-CK fusion protein. The purified Tat-CK fusion protein was efficiently transduced into PC12 cells in a time- and dose-dependent manner when added exogenously to culture media. Once inside the cells, the transduced Tat-CK fusion protein was stable for 48 h. Moreover, the Tat-CK fusion protein markedly increased endogenous CK activity levels within the cells. These results suggest that Tat-CK provides a strategy for the therapeutic delivery of proteins in various human diseases including the delivery of CK for potential epilepsy treatment.