• 생명과학회지
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• 제23권4호
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• pp.586-594
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• 2013

단백질 번역 후 O-GlcNAc 수식은 단백질 조절의 새로운 기전으로 대두되고 있다. 전통적인 당수식과 달리 O-GlcNAc 수식은 단 한번의 O-GlcNAc 전달로 이루어지며, 핵 및 세포질단백질 모두에 수식될 수 있다. O-GlcNAc은 이 분자를 끝으로 하는 최종수식으로 생각되어 왔으나, 최근의 논문(J Proteome Res. 2011 10:2725-2733)은 AP180 단백질에 O-GlcNAc-P가 존재함을 보고하였다. 이 논문은 O-GlcNAc-P가 일반적인 단백질수식인지에 대한 중요한 질문을 던진다. 이에 답하고자 저자들은 HEK293T 세포에 O-GlcNAc 인산화효소 NAGK를 DsRed2에 연결한 DsRed2-$NAGK_{WT}$ 혹은 효소활성이 없는 돌연변이 NAGK를 표현하는 DsRed2-$NAGK_{D107A}$를 표현시키고, 단백질 추출물을 얻어 2D-PAGE로 분리한 후 인산화 정도를 측정하여, $NAGK_{WT}$에 의하여 인산화가 증가되는 15개의 단백질 스폿을 선별하였다. 이 가운데 7개 스팟을 동정한 결과 2개의 스폿은 O-GlcNAc 수식 단백질인 $HSP90{\beta}$, 다른 2개의 스폿도 O-GlcNAc 수식 단백질인 ENO1로 동정되었으며, 나머지(dUTP nucleotidohydrolase mitochondrial isoform 2, glutathione S-transferase P, grp94)는 O-GlcNAc 수식 여부를 아직 모르는 단백질이였다. NAGK에 의하여 O-GlcNAc 단백질의 인산화가 증가된다는 사실은 O-GlcNAc이 인산화되어 O-GlcNAc-P로 수식됨을 시사하며, 따라서 본 연구의 결과는 O-GlcNAc이 최종 수식이 아님을 지지한다.

• 생명과학회지
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• 제23권2호
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• pp.324-331
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• 2013

O-GlcNAc 화(O-GlcNAcylation)는 단백질의 serine이나 threonine에 N-acetylglucosamine (GlcNAc) 분자가 결합하는 것으로, 기존의 당단백질과 달리 세포질 및 핵단백질 모두에 일어난다. 또한 수정의 속도가 빠르고 가역적으로 일어남이 인산화 수식과 유사하다. 그러나 수많은 인산화효소와 탈인산화효소가 관여하는 것과 달리 O-GlcNAc 수식은 O-GlcNAc transferase (OGT)와 O-GlcNAcase (OGA) 단 두 개의 효소에 의하여 이루어진다. 이러한 단순한 조절기전은 세포가 내외환경에 즉시 적응할 수 있도록 진화한 것으로 해석된다. 즉, O-GlcNAc 수식은 특정한 단백질 하나 하나의 활성을 켜거나 끄는 것이 아니라, 세포의 신호전달과정의 효율을 전반적으로 조절하는 '가변저항기(rheostat)' 역할을 한다. O-GlcNAc 수식은 흔히 같은 아미노산 혹은 그 주변의 아미노산이 인산화되는 것을 수반하는데, 이는 인산화와 함께 서로 조화를 이루어 세포활성을 조절하는 것으로 해석된다. 최근 O-GlcNAc이 더 나아가 O-GlcNAc-P로 인산화될 가능성이 제시되고 있는 바, 본 총설에서는 이의 가능성을 이론적으로 설명하고, 실제 실험결과를 소개한다.

• KSBB Journal
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• 제17권1호
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• pp.100-105
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• 2002

중합도 n$\leq$10을 갖는 N-아세틸-D-글루코사민(GlcNAc)을 미생물 Serratia marcesce-ns QM B14f6의 최소배지 회분식 발효를 이용하여 키틴 및 키토산을 분해하는 효소 키티나제(1.5 unit/mL) [키토바이아제(3.48 unit/mL)가 포함됨]를 생성시킨다. 효소 반응에 의한 키토올리고당의 생성 활성을 규명하기 위하여 부분적으로 탈아세틸화된 키토산을 효소적 가수분해 반응시킴으로써 생성된 N-아세틸-D-글루코사민과 D-글루코사민의 키토올리고당의 생성 패턴을 확인 조사한다. 이 혼합 올리고머로부터 CM-Sephadex의 컬럼 크로마토그래피에 의하여 당별로 분획시켜 추출한 헤테로 키토 올리고당들을 각각 N-아세틸화하고 이 최종 생성물을 전기투석 장치로서 정제하여 키토올리고 1-7당을 제조하였다. 부분적으로 탈아세틸화 키토산(환원당으로서 2697 mg/mL)을 효소반응에 의해 생성시킨 키토올리고당은 1당으로서 GlcNAc=4.25%, 2당 $(GlcNAc)_2$=4.49%, 3당 $(GlcNAc)_3$=11.1%, 4당 $(GlcNAc)_4$=2.5%, 5당 $(GlcNAc)_{5}$ =0.64%, 6당$(GlcNAc)_{6}$=2.12%, 7당 $(GlcNAc)_{7}$=1.21%가 각각 제조되었다.

• Tissue Engineering and Regenerative Medicine
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• 제15권6호
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• pp.781-791
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• 2018

BACKGROUND: Glucosamine hydrochloride (GlcN HCl) has been shown to inhibit cell growth and matrix synthesis, but not with N-acetyl-glucosamine (GlcNAc) supplementation. This effect might be related to an inhibition of critical growth factors (GF), or to a different metabolization of the two glucosamine derivatives. The aim of the present study was to evaluate the synergy between GlcN HCl, GlcNAc, and GF on proliferation and cartilage matrix synthesis. METHOD: Bovine chondrocytes were cultivated in monolayers for 48 h and in three-dimensional (3D) chitosan scaffolds for 30 days in perfusion bioreactors. Serum-free (SF) medium was supplemented with either growth factors (GF) $TGF-{\beta}$ ($5ng\;mL^{-1}$) and IGF-I ($10ng\;mL^{-1}$), GlcN HCl or GlcNAc at 1mM each or both. Six groups were compared according to medium supplementation: (a) SF control; (b) SF + GlcN HCl; (c) SF + GlcNAc; (d) SF + GF; (e) SF + GF + GlcN HCl; and (f) SF + GF + GlcNAc. Cell proliferation, proteoglycan, collagen I (COL1), and collagen II (COL2) synthesis were evaluated. RESULTS: The two glucosamines showed opposite effects in monolayer culture: GlcN HCl significantly reduced proliferation and GlcNAc significantly augmented cellular metabolism. In the 30 days 3D culture, the GlcN HCl added to GF stimulated cell proliferation more than when compared to GF only, but the proteoglycan synthesis was smaller than GF. However, GlcNAc added to GF improved the cell proliferation and proteoglycan synthesis more than when compared to GF and GF/GlcN HCl. The synthesis of COL1 and COL2 was observed in all groups containing GF. CONCLUSION: GlcN HCl and GlcNAc increased cell growth and stimulated COL2 synthesis in long-time 3D culture. However, only GlcNAc added to GF improved proteoglycan synthesis.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.210-214
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• 2001

GlcNAc 2-epimerase gene from human was cloned. However GIcNAc 2-epimerase was expressed in E. coli as inclusion body formation. Several approaches were tried such as expression in low temperature and low concentration of IPTG. With these treatments production of active form of human GIcNAc 2-epimerase ι ,vas enhanced. For the direct synthesis of NeuAc from GlcNAc and pyruvate, NALase and GlcNAc 2-epimerase were characterized in terms of temperature effect on activity. equilibrium and stability, inhibition by pyruvate etc. For cheap and ease preparation of both the NALase and GlcNAc 2-epimerase, pEN24ma vector was made. which express both the NALasc and GIcNAc 2-epimerase simultaneously. In addition, E. coli BL21(DE3) harboring two plasmids was also made. Of the two systems, the latter was better for the expression of both enzymes.

• 미생물학회지
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• 제40권2호
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• pp.87-93
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• 2004

세포질과 핵단백질의 serine과 threonine 잔기에 O-linked N-acetyl-$\beta$-glucosamine (O-GlcNAc)의 첨가는고등 진핵 세포에서 흔히 일어나는 번역 후 단백질의 변형 중 하나로서 단백질의 인산화와 유사한 세포 내 신호전달에 관여하는 것으로 보인다. O-GlcNAc의 첨가와 제거는 O-GlcNAc transferase (OGT)와 O-linked N-acetyl-$\beta$-D-glucos-aminidase (O-GlcNAcase) 효소에 의해 각각 촉매된다. 두가지 종류의 사람 유래 O-GlcNAcase 유전자(O-GlcNAcase, v-O-GlcNAcase)를cloning하고 세 가지의 융합단백질로 대장균에서 생산을 시도하였다. O-GlcNAcase의 기질 유사체 인 ${\rho}$-nitrophenyl-N-acetyl-$\beta$-D-g1ucosaminide (${\rho}$NP-$\beta$-D-GlcNAc)를 기질로 사용하여 효소활성을 측정 한 결과 v-O-GlcNAcase는 활성을 나타내지 않았다. 여러 종류의 amino sugar 기질 유사체를 사용하여 O-GlcNAcase의 활성을 측정하였으나 오직 ${\rho}$NP-$\beta$-D-GlcNAc만이 활성을 보였다. Blast검색으로 분석한 결과 아미노 말단의 hyaluronidase-like domain (hyaluronidase-유사 영역)과 카르복시 말단의 N-acetyltransferase 영역 두 곳의 conserved domains 존재하였다. 효소촉매에 중요한 영역을 밝히기 위해 여러 deletion mutants(결손 변이체)를 제작한 후 효소활성을 측정하고 Western blot으로 분석하였다. Hyaluronidas-유사 영역, 유전자 내부와 N-acetyltransferase 영역을 제거할 경우 효소활성이 사라졌으나 아미노 말단의 55개 아미노산과 카르복시 말단의 truncation은 활성을 일부분 유지하였다. 위의 사실에 기초하여 hyaluronidas-유사 영역은 효소활성에 중요하고 카르복시 말단의 N-acetyltransferase 영역은 조절기능으로 작용하는 것으로 추정된다.

• 생명과학회지
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• 제16권6호
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• pp.955-959
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• 2006

단백질의 serine 및 threonine 잔기에 O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc)의 수식은 핵단백질과 세포질 단백질의 주요 조절인자로 부각되고 있다. 본 연구에서는 GlcNAc를 인산화시켜 GlcNAc 6-phosphate로 만드는 GlcNAc kinase (NAGK, EC2.7.1.59)의 세포내 표현을 면역화학적 방법으로 조사하였다. 배양한 해미신경세포에서 NAGK는 가지돌기를 따라 점박이(punctae)를 형성하였으며, 이 점박이들은 caveolin-1 혹은 flotillin 항체에도 염색이 되었다. 이들은 각각 caveolac와 lipid raft의 표지단백질이기 때문에 본 연구결과는 NAGK가 세포막의 이러한 특수 미세부분(microdomain)에 존재함을 의미하며, 이 미세부분에서 아직 알려지지 않은 어떤 기능을 할 것을 시사한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권2호
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• pp.306-311
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• 2002

O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc) is an abundant posttranslationally modified compound in eukaryotic cells. Human O-GlcNAc transferase (OGT) was produced as a maltose binding protein (MBP) fusion protein, which showed significant catalytic activity to modify recombinant Sp1, transcription factor. To facilitate the production of O-GlcNAc modified proteins, instead of using the tedious in vitro glycosylation reaction or expression in eukaryotic cells, a MBP-fusion OGT expression vector (pACYC184-MBPOGT) was constructed using pACYC184 plasmid, which could coexist with general prokaryotic expression vectors containing ColE1 origin. By cotransforming pACYC184-MBPOGT and pGEX-2T vectors into Escherichia coli BL21, intracellular O- GlcNAcylated proteins could be obtained by a simple purification procedure. It is expected that this may be a useful tool for production of O-GlcNAc modified proteins.

• 대한의생명과학회지
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• 제27권4호
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• pp.323-328
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• 2021

Naegleria fowleri is a free-living amoeba causing primary amoebic encephalitis. In this study, we analyzed how the N-aceytlglucosamine (GlcNAc) and D-galactose affected the interaction between Naegleria fowleri and methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) or Escherichia coli O157:H7, and the interaction with bacteria when monosaccharides were treated with N. fowleri for a longer pre-incubation time. When GlcNAc was treated with N. fowleri for 1 hr, the E. coli association was almost the same as that of the control not treated with GlcNAc until the concentration of GlcNAc was 25 mM. However, the E. coli association was reduced by approximately 91% with 100 mM GlcNAc. E. coli invasion into N. fowleri showed statistical significance only in the group treated with 100 mM GlcNAc. The interaction when treated with galactose showed a very different pattern in the 50 mM galactose group than when treated with GlcNAc. In the MRSA interaction, a statistically significant decrease in association (76.3% by GlcNAc and 88.7% by galactose) and invasion (3.6% by GlcNAc and 9.3% by galactose) was shown by the concentration of two 100 mM monosaccharides. The group treated with monosaccharides at the same time showed almost no difference in all interactions from the group treated with monosaccharides at the same time. Taken together, it suggested that the effect of monosaccharides on the interaction of several Gram-negative or positive bacteria and the evidence that the interaction could be enhanced by longer pre-incubation time.

• Applied Microscopy
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• 제30권1호
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• pp.101-111
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• 2000

기생충에서 세포 표면에 존재하는 당단백 말단 Glc-NAc(N-acetylglucosa-mine)와 NeuNAc (N-acetylneuraminic acid)가 숙주 면역계를 인식하고 영양물질 흡수와 막 투과성에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 이들 당단백 말단 GlcNAc와 NeuNAc의 폐흡충 피낭유충과 유약성충, 성충의 충체 조직세포에 분포를 확인하기 위하여 WGA 황금입자 복합체를 반응시켰다. WGA 황금입자 복합체에 반응시킨 폐흡충 발육 단계별 조직을 전자현미경으로 관찰한 결과 폐흡충 피낭유충의 표피합포체에는 황금입자가 고밀도로 표지된 것이 관찰되어 폐흡충 피낭유충 표피세포질에 lectin수용체들이 고밀도로 분포하는 것으로 관찰되었다. 유약성충과 성충의 맹관 막구조물에 WGA 황금입자가 고밀도로 표지되어 맹관의 상피세포 막 구조물에 WGA 수용체들이 고밀도로 분포하는 것으로 확인되었다. 폐흡충 피낭유충과 유약성충 그리고 성충의 배설관 상피의 막구조물에 WGA 황금입자가 표지되어 배설관상피의 막구조물에 WGA 수용체가 분포하는 것으로 확인되었다. 따라서 피낭유충의 표피합포체와 표피세포의 세포질에 분포하는 WGA 수용체인 GlcNAc와 NeuNAc는 숙주의 면역계와 세포인식에 관여하며 유약성충과 성충은 표피세포의 GlcNAc와 NeuNAc는 소멸되고 맹관과 배설관 상피에 GlcNAc와 NeuNAc가 분포하여 영양물질 흡수와 막수송에 의한 재흡수작용이 활발한 것이 확인되었다.