본 연구에서는 Human HtrA3 (HtrA3)의 효소활성을 분자수준에서 연구하기 위해 HtrA간의 상동성과 기존에 알려진 maturation site들을 비교 분석하여 예상 mature HtrA3인 M1-HtrA3와 M2-HtrA3를 발현하는 construct를 제작하였다. pGEX system을 통해 Top10 균주에서 발현, 정제한 M1-HtrA3 단백질은 $10{\mu}g$/L를 정제할 수 있었으며 발현량 대비 1%를 회수할 수 있었다. M2-HtrA3는 M1보다 5배 가량 많은 양을 정제할 수 있었으며 발현량 대비 회수율은 3배 정도 더 높았다. $\beta$-Casein을 이용한 in vitro cleavage test를 통해 M1, M2 form 모두 protease 활성을 갖는 것을 확인하였다. 또한, $\beta$-casein cleavage를 통해 HtrA serein protease들 간의 상대적인 활성을 비교한 결과, HtrA3와 HtrA2는 HtrA1보다 약 2배 더 높은 proteolytic cleavage 활성을 보였다. 본 연구에서 정립한 protease 활성을 지닌 HtrA3의 제작과 정제 조건은 HtrA3의 substrate를 탐색을 용이하게 할 수 있을 것이며, HtrA3 연관된 질환의 발병기전과 세포 신호전달을 이해하는 연구에 활용될 수 있을 것이다.
Mitochondrial serine protease로 알려진 human HtrA2 (hHtrA2)는 apoptosis 유도 과정에서 중요한 역할을 담당하고 있을 뿐만 아니라 hHtrA2가 motor neuron degeneration과 관련이 있다는 최근 연구 결과가 있으나, hHtrA2의 생리적 기능은 아직 명확하게 밝혀져 있지 않다. 이와 같이 생체내에서 필수적인 업무를 담당하는 hHtrA2의 기능을 심도 있게 연구하기 위해서는 적절한 동물모델 시스템이 필요하나 이에 대한 연구도 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 hHtrA2의 기능 분석을 위한 기본적인 실험으로 zebrafish라는 동물모델을 선택하여 hHtrA2의 발현 시스템을 정립하였다. 먼저 zebrafish에 hHtrA2를 발현시키기 위하여 zebrafish에서 일반적으로 사용되는 발현 시스템인 pCS2+ vector에 hHtrA2와 GFP를 cloning하고 plasmid를 HEK293 cell에 transfection한 후, hHtrA2-GFP fusion 단백질의 발현을 immunoblot과 immunofluorescence staining assay로 확인한 바 약 64 kDa의 hHtrA2 단백질의 발현을 확인할 수 있었다. Zebrafish에서 hHtrA2-GFP fusion 단백질의 발현양상은 immunofluorescence microscope으로 확인하였다. hHtrA2-GFP DNA와 mRNA를 zebrafish embyro에 microinjection하여 두 가지 component의 발현을 비교 분석한 결과, DNA는 dot 형태로 mRNA는 몸 전체에 퍼져보이는 형태로 발현 양상의 차이는 있었으나 둘 다 zebrafish embryo에서 잘 발현되는 것을 알 수 있다. 다음 DNA를 주 component로 microinjection하여 zebrafish embryo에서 발현을 확인한 결과 hHtrA2는 72 hpf 까지 발현이 지속되는 것을 확인하였다. 본 연구에서 정립한 hHtrA2의 zebrafish 발현 조건은 앞으로 zebrafish에서 hHtrA2의 생리적 기능을 심도있고 정확하게 연구하는 데 있어 기본적인 자료로 활용 할 수 있을 것이다.
High-temperature requirement A2(HtrA2)는 대장균에서 42도 노출 시 세포 보호 기능을 하는 단백질인 HtrA의 human homologue로 동정되었다 현재까지 human HtrA2는 미토콘드리아에 존재하는 serine protaese로 세포사멸 기능에 관여하는 것으로 알려져 있으나, 그 생리적 기능 및 mammalian 세포 내에서 heat shock에 대한 보호기능에 대해서 명확히 알려진 바가 없다. 최근 HtrA2 유전자가 결실된 mouse embryonic fibroblast (MEF)가 보고되어 세포 내 HtrA2의 기능 연구가 가능해 졌으나, 이 세포에 대한 정보가 많은 부분 밝혀져 있지 않다. 생리기능연구를 위해서는 자체의 특성들에 대한 조사가 선행되어야 차후 기능연구가 가능할 것이다. 본 연구는 $HtrA2^{+/+}$, $HtrA2^{-/-}$ MEF 세포주를 확보하고, 두 세포주의 성장속도, 세포 형태 및, heat shock에 의한 세포사멸 정도를 측정하였다. 우선 $HtrA2^{+/+}$, $HtrA2^{-/-}$ MEF 세포주에서 HtrA2의 발현 유무를 PCR과 IB로 확인하였고, fractionation을 통해 $HtrA2^{+/+}$ 세포주에서만 HtrA2가 미토콘드리아에 위치함을 확인하였다. 두 세포에서 형태학적인 차이가 있음을 Coomassie staining으로 확인하였고, 성장속도 또한 $HtrA2^{-/-}$ 세포주가 1.4배 빠름을 확인하였다. 현재까지 보고되지 않은 HtrA2의 고온에 대한 반응연구를 위해 본 연구에서는 heat shock 자극에서 세포사멸을 측정하여, 기존에 알려진 세포사멸자극에서와 동일하게 heat shock에 의해서도 세포사멸이 야기됨을 확인하였다. $HtrA2^{+/+}$와 $HtrA2^{-/-}$ MEF 세포주를 이용한 연구에 있어, HtrA2 유무에 따른 세포의 생리학적 특징을 제공하였고, 향후 heat shock에 의한 세포사멸에서의 HtrA2 기능연구를 위한 중요한 기본 정보를 제공함으로써 HtrA2의 기능을 심도있게 연구하는데 사용할 수 있는 좋은 자료가 될 것이다.
HtrA2/Omi is a mammalian mitochondrial serine protease homologous to the E. coli HtrA/DegP gene products. Recently, HtrA2/Omi was found to have a dual role in mammalian cells, acting as an apoptosis-inducing protein and being involved in maintenance of mitochondrial homeostasis. By screening a human brain cDNA library with $A{\beta}$ peptide as bait in a yeast two-hybrid system, we identified HtrA2/Omi as a binding partner of $A{\beta}$ peptide. The interaction between $A{\beta}$ peptide and HtrA2/Omi was confirmed by an immunoblot binding assay. The possible involvement of HtrA2/Omi in $A{\beta}$ peptide metabolism was investigated. In vitro peptide cleavage assays showed that HtrA2/Omi did not directly promote the production of $A{\beta}$ peptide at the ${\beta}/{\gamma}$-secretase level, or the degradation of $A{\beta}$ peptide. However, overexpression of HtrA2/Omi in K269 cells decreased the production of $A{\beta}40$ and $A{\beta}42$ by up to 30%. These results rule out the involvement of HtrA2/Omi in the etiology of Alzheimer's disease. However, the fact that overexpression of HtrA2/Omi reduces the generation of $A{\beta}40$ and $A{\beta}42$ suggests that it may play some positive role in mammalian cells.
Superoxide dismutase (SOD) is physiologically important in regulating cellular homeostasis and apoptotic cell death, and its mutations are the cause of familial amyotrophic lateral sclerosis (FALS). Mitochondrial serine protease HtrA2 has a pro-apoptotic function and has known to be associated with neurodegenerative disorders. To investigate the relationship between genes associated with apoptotic cell death, such as HtrA2 and SOD1, we utilized the pGEX expression system to develop a simple and rapid method for purifying wild-type and ALS-associated mutant SOD1 proteins in a suitable form for biochemical studies. We purified SOD1 and SOD1 (G93A) proteins to approximately 90% purity with relatively high yields (3 mg per liter of culture). Consistent with the result in mammalian cells, SOD1 (G93A) was more insoluble than wild-type SOD1 in E. coli, indicating that research on the aggregate formation of SOD1 may be possible using this pGEX expression system in E. coli. We investigated the HtrA2 serine protease activity on SOD1 to assess the relationship between two proteins. Not only wild-type SOD1 but also ALS-associated mutant SOD1 (G93A) were cleaved by HtrA2, resulting in the production of the 19 kDa and 21 kDa fragments that were specific for anti-SOD1 antibody. Using protein gel electrophoresis and immunoblot assay, we compared the relative molecular masses of thrombin-cleaved GST-SOD1 and HtrA2-cleaved SOD1 fragments and can predict that the HtrA2-cleavage sites within SOD1 are the peptide bonds between leucine 9-lysine 10 (L9-K10) and glutamine 23-lysine 24 (Q23-K24). Our study indicates that SOD1 is one of the substrate for HtrA2, suggesting that both HtrA2 and SOD1 may be important for modulating the HtrA2-SOD1-mediated apopotic cell death that is associated with the pathogenesis of neurodegenerative disorder.
Ye, Wei;Sun, Jinhui;Li, Chunchao;Fan, Xuanyan;Gong, Fan;Huang, Xinqia;Deng, Mingzhu;Chu, Jia-Qi
Parasites, Hosts and Diseases
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제58권4호
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pp.393-402
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2020
Toxoplasma gondii is an intracellular parasite that causes severe disease when the infection occurs during pregnancy. Adenosine is a purine nucleoside involved in numerous physiological processes; however, the role of adenosine receptors in T. gondii-induced trophoblast cell function has not been investigated until now. The goal of the present study was to evaluate the intracellular signaling pathways regulated by adenosine receptors using a HTR-8/SVneo trophoblast cell model of T. gondii infection. HTR8/SVneo human extravillous trophoblast cells were infected with or without T. gondii and then evaluated for cell morphology, intracellular proliferation of the parasite, adenosine receptor expression, TNF-α production and mitogen-activated protein (MAP) kinase signaling pathways triggered by adenosine A3 receptor (A3AR). HTR8/SVneo cells infected with T. gondii exhibited an altered cytoskeletal changes, an increased infection rate and reduced viability in an infection time-dependent manner. T. gondii significantly promoted increased TNF-α production, A3AR protein levels and p38, ERK1/2 and JNK phosphorylation compared to those observed in uninfected control cells. Moreover, the inhibition of A3AR by A3AR siRNA transfection apparently suppressed the T. gondii infection-mediated upregulation of TNF-α, A3AR production and MAPK activation. In addition, T. gondii-promoted TNF-α secretion was dramatically attenuated by pretreatment with PD098059 or SP600125. These results indicate that A3AR-mediated activation of ERK1/2 and JNK positively regulates TNF-α secretion in T. gondii-infected HTR8/SVneo cells.
Few studies have reported the existence of imprinted genes in cattle compared to the human and mouse. Genomic imprinting is expressed in monoallelic form and it depends on a single parent-specific form of the allele. Comparative analysis of mammals other than the human is a valuable tool for explaining the genomic basis of imprinted genes. In this study, we investigated 34 common imprinted genes in the human and mouse as well as 35 known non-imprinted genes in the human. We found short interspersed nuclear elements (SINEs), long interspersed nuclear elements (LINEs), and long terminal repeats (LTRs) in imprinted (human and mouse) and control (cattle) genes. Pair-wise comparisons for the three species were conducted using SINEs, LINEs, and LTRs. We also calculated 95% confidence intervals of frequencies of repetitive sequences for the three species. As a result, most genes had a similar interval between species. We found 11 genes with conserved SINEs, LINEs, and LTRs in the human, mouse, and cattle. In conclusion, eleven genes (CALCR, Grb10, HTR2A, KCNK9, Kcnq1, MEST, OSBPL5, PPP1R9A, Sgce, SLC22A18, and UBE3A) were identified as candidate imprinted genes in cattle.
This study was to confirm the effect of supplementation of superjami bran extract on lipid and antioxidant metabolism. Twenty-five subjects were recruited, and divided into Superjami group (n=12), and Placebo group (n=13) random assignment. Among the groups, the Superjami group took a Superjami bran extract (2 g/2 capsule/day), and the Placebo group took dextrin (2 g/2 capsule/day), for 12 weeks. As a result of the experiment, concentrations of TG, TC, and HDL-C in the blood, were significantly lower than those in the control group, and HDL-C was significantly higher. AI and HTR also showed positive values. Leptin did not differ significantly, but as a result of adipectin, the Superjami group displayed a higher value, compared to the Placebo group, and LAR also had significantly lower value. Antioxidant results showed that GPx, CAT, and RGLU, were significantly higher before as well as after intakes of the Superjami group, and significantly higher levels of the Superjami group, compared to the Placebo group. AOPP showed significantly lower values for the Superjami group, compared to the Placebo group. So, based on this study, ingestion of Superjami bran extract is effective in improving blood lipid concentrations as well as inflammatory substances, and has positive effects relative to increasing antioxidant activity.
본 연구에서는 두루미류의 개체군 및 서식밀도에 영향을 주는 요인 중 자연적 요인과 함께, 인간에 의한 직 간접적인 교란의 영향에 의한 서식분포모델을 도출하고자 하였다. 대상지역은 강원도 철원군의 민간인통제지역이며, 2009년부터 2014년까지 매년 1월의 두루미와 재두루미의 분포를 대상으로 하였다. 두루미류의 서식밀도는 거주지, 군사시설, 통행량이 빈번한 도로와 가까울수록 서식밀도가 감소하였고, 거리가 멀어질수록 서식밀도는 증가하였다. 통행량이 적은 도로, 잠자리와의 거리 및 비닐하우스의 밀도가 증가할수록 두루미류의 서식밀도는 감소하는 경향을 보였다. 또한, 두루미류의 서식밀도는 민간인통제지역 외부보다 내부의 밀도가 높게 나타났다. 전체 요인을 이용해 단계적 진입을 통한 회귀분석의 결과, 두루미는 $3.4{\times}$AV_FE (이용이 가능한 농경지의 면적 ha)+$1.27{\times}$N_RES (거주지와의 거리 km)-$0.54{\times}$CCZ_0 (민통선 내:0-외:1)+$0.4{\times}$N_HTR (통행량이 많은 도로와의 거리)-1.40이었다. 재두루미는 $9.0{\times}$AV_FE-$5.47{\times}$N_LTR (통행량이 낮은 도로와의 거리 km)+$0.49{\times}$N_Lake (저수지와의 거리 km)+1.02이었다. 두루미와 재두루미 모두 공통적으로 이용 가능한 농경지의 면적이 중요하였고, 두루미에서는 거주지와의 거리 및 통행량이 많은 도로와의 거리가, 재두루미에서는 통행량이 낮은 도로와의 거리가 중요한 요인으로 나타났다. 두 가지 종 모두에서 모델에 의한 추정값과 실제 분포를 이용한 밀도 사이에 유의미한 상관관계가 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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