• Biomolecules & Therapeutics
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• 제27권6호
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• pp.577-583
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• 2019

Human cytochrome P450 2C9 is a highly polymorphic enzyme that is required for drug and xenobiotic metabolism. Here, we studied eleven P450 2C9 genetic variants-including three novel variants F69S, L310V, and Q324X-that were clinically identified in Korean patients. P450 2C9 variant enzymes were expressed in Escherichia coli and their bicistronic membrane fractions were prepared The CO-binding spectra were obtained for nine enzyme variants, indicating P450 holoenzymes, but not for the M02 (L90P) variant. The M11 (Q324X) variant could not be expressed due to an early nonsense mutation. LC-MS/MS analysis was performed to measure the catalytic activities of the P450 2C9 variants, using diclofenac as a substrate. Steady-state kinetic analysis revealed that the catalytic efficiency of all nine P450 2C9 variants was lower than that of the wild type P450 2C9 enzyme. The M05 (R150L) and M06 (P279T) variants showed high $k_{cat}$ values; however, their $K_m$ values were also high. As the M01 (F69S), M03 (R124Q), M04 (R125H), M08 (I359L), M09 (I359T), and M10 (A477T) variants exhibited higher $K_m$ and lower $k_{cat}$ values than that of the wild type enzyme, their catalytic efficiency decreased by approximately 50-fold compared to the wild type enzyme. Furthermore, the novel variant M07 (L310V) showed lower $k_{cat}$ and $K_m$ values than the wild type enzyme, which resulted in its decreased (80%) catalytic efficiency. The X-ray crystal structure of P450 2C9 revealed the presence of mutations in the residues surrounding the substrate-binding cavity. Functional characterization of these genetic variants can help understand the pharmacogenetic outcomes.

• BMB Reports
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• 제52권7호
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• pp.445-450
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• 2019

TTYH2 is a calcium-activated, inwardly rectifying anion channel that has been shown to be related to renal cancer and colon cancer. Based on the topological prediction, TTYH2 protein has five transmembrane domains with the extracellular N-terminus and the cytoplasmic C-terminus. In the present study, we identified a vesicle transport protein, ${\beta}$-COP, as a novel specific binding partner of TTYH2 by yeast two-hybrid screening using a human brain cDNA library with the C-terminal region of TTYH2 (TTYH2-C) as a bait. Using in vitro and in vivo binding assays, we confirmed the protein-protein interactions between TTYH2 and ${\beta}$-COP. We also found that the surface expression and activity of TTYH2 were decreased by co-expression with ${\beta}$-COP in the heterologous expression system. In addition, ${\beta}$-COP associated with TTYH2 in a native condition at a human colon cancer cell line, LoVo cells. The over-expression of ${\beta}$-COP in the LoVo cells led to a dramatic decrease in the surface expression and activity of endogenous TTYH2. Collectively, these data suggested that ${\beta}$-COP plays a critical role in the trafficking of the TTYH2 channel to the plasma membrane.

• 멤브레인
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• 제28권2호
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• pp.136-141
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• 2018

이산화탄소($CO_2$)는 천연 가스, 바이오 가스, 매립 가스의 성분으로 존재할 뿐만 아니라 화석연료의 주요 연소 생성물로써 온실 가스의 주범이다. 특히 내연기관의 연료 고효율을 얻고, 가스 수송시스템의 부식을 방지하며, 기후변화에 선제적으로 대응하기 위해서는 이산화탄소($CO_2$)의 저감 또는 제거 기술이 필수적이다. 지난 수십 년간, 멤브레인 기반 기술의 구성 및 설계 단순성에 의하여 관련 연구가 많이 이루어져 왔으며 많은 발전을 이루었다. 최근 들어, 기존 멤브레인 기반 분리 뿐만 아니라, 새로운 흡착제 기반 분리 기술 등에 대한 관심도 높아지고 있다. 특히, 최근 각광받고 있는 유기-금속 골격체(Metal Organic Frameworks, MOFs)의 경우, 일반 다공질 흡착제와는 다른 독특한 성질(Flexibility, Gating effect 또는 Open Metal Sites 등)로 인하여, 이를 활용한 다양한 기체 분리 연구가 늘어나고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 대표적 플렉서블한 물질인 MIL-53(Al)과 강한 결합에너지 site를 다수 보유한 대표적 MOF 물질인 MOF-74(Ni)를 활용하여 온도 및 압력에 따른 이산화탄소 메탄 분리 성능 비교 분석하였으며, 각 물질의 특성별 압력 및 온도에 따라 변화하는 적정 분리 구간을 제시하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제46권2호
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• pp.84-89
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• 2003

$H^+-ATPase$ 활성을 조절할 수 있는 물질을 찾기 위하여 토마토 뿌리조직으로부터 마이크로솜을 분리하고 $La^{3+}$의 효과를 조사하였다. 원형질막 및 액포막에 위치하는 $H^+-ATPase$의 활성은 각각의 선택적 저해제인 vanadate와 $NO_3-$의 처리시 감소하여, $La^{3+}$이 원형질막 및 액포막 $H^+-ATPase$ 활성을 모두 저해함을 확인하였다. 원형질막과 액포막 $H^+-ATPase$ 활성을 50% 저해하는 $La^{3+}$ 농도인 Ki 값은 각각 57, $78\;{\mu}M$이었다. $La^{3+}$에 의한 저해효과는 Triton X-100을 처리한 leaky 마이크로솜에서도 얻어져, $La^{3+}$이 이온채널의 존재와 관계없이 $H^+-ATPase$의 활성을 직접적으로 저해함을 확인하였다. 한편, Lak의 활성저해 효과는 ATP 농도 증가로 감소하였고, ATP의 효과는 농도 의존적으로 나타났으며, 7 mM ATP 의해 $La^{3+}$에 의한 $H^+-ATPase$ 활성 저해가 완전히 억제되었다. 이러한 결과로부터 $La^{3+}$은 원형질막과 액포막의 $H^+-ATPase$들에 결합하여 ATP 결합친화력을 감소시킴으로써 활성을 저해하며, 뿌리조직 $H^+-ATPase$의 활성조절제로 이용이 가능함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.312-317
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• 2011

캡사이신 채널로 알려진 바닐로이드 수용체 TRPV1 (캡사이신채널, Transient Receptor Potential Vanilloid 1)은 통증발현에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 하지만 TRPV1의 활성조절에 관여하는 단백질에 대하여는 알려진 바가 많지 않다. 최근 rat TRPV1과 직접적으로 결합하는 단백질을 탐색하여 mouse Rab11-FIP3 (rab11-family interaction protein 3)가 rat TRPV1과 직접적으로 결합한다는 것이 보고되었다. Rab11은 여러 가지의 세포내 이동에 관여하는 것으로 보고되었다. 그러므로 Rab11-FIP3과의 결합을 통해 TRPV1의 세포막으로의 이동에 관여할 것으로 추측할 수 있다. 본 연구에서는 전에 보고된 연구가 mouse와 rat 이라는 다른 종의 단백질끼리의 결합이기 때문에 같은 종에서의 상호작용을 확인하고 Rab11-FIP3의 TRPV1의 세포막으로의 이동에서의 역할을 알아보고자 현재까지 동정되지 않은 rat의 Rab11-FIP3의 유전자를 GenBank 서열을 바탕으로 rat 뇌의 RNA 로부터 cDNA 를 클로닝하여 유전자를 분리하고 TRPV1 과의 관계를 세포생물학적으로 알아보았다. 연구결과 rat의 Rab11-FIP3는 489개의 아미노산 서열을 가지고 있으며 human과는 80%, mouse와는 90% 이상 아미노산 서열의 상동성을 보였다. 조직별 분포는 심장, 뇌, 간, 콩팥, 정소에서 발현되고 있는 것을 northern blot assay와 western blot assay 로 확인하였다. rat 의 뇌조직에서 TRPV1 과 Rab11-FIP3 단백질이 결합하여 colocalize 하는 것을 면역화학방법으로 확인하였다. 이 결합은 같은 family 의 TRPV2 와는 결합하지 않는 특이적 결합이므로 Rab11-FIP3 가 TRPV1 과 상호작용하여 세포막으로의 이동에 관여할 것이라는 것을 시사한다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권9호
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• pp.3348-3354
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• 2011

Oleanolic acid (OA) as template molecule, polyamide-6 (PA6) as basement membrane and poly(styrene-comaleic acid) (PSMA) were used to prepare PA6/PSMA-OA molecularly imprinted composite membranes by phase inversion method in supercritical $CO_2$ ($ScCO_2$). The template molecule (OA), [poly(styrene-co-maleic anhydride) (PSMAH), PSMA, molecularly imprinted membranes (MIMs) imprinting OA and MIMs after elution were all characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The conditions that were the mass ratio between PSMA and OA from 3:1 to 8:1, temperature of $ScCO_2$ from $35^{\circ}C$ to $50^{\circ}C$ and pressure of $ScCO_2$ 12 MPa to 17 MPa were studied. It was obtained the largest adsorption rate and purity of OA after adsorption of the resultant MIMs, 50.41% and 96.15% respectively. After using PA6 film and non-woven fabrics as basement membrane respectively, it was found that smaller aperture of PA6 was used as basement membrane, a higher adsorption rate and a higher purity of OA after adsorption of the MIMs were obtained, and so were the stability and reproducibility of the resultant MIMs. After template molecules being removed, the MIMs had effective selectivity hydrogen bonding to separately bind in the binary components to the template molecules-oleanolic acid.

• 대한의생명과학회지
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• 제6권1호
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• pp.11-17
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• 2000

SNAP-25는 presynaptic plasma membrane에 위치하는 단백질로서 synaptic vesicle의 docking과 fusion에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 생쥐 SNAP-25$^{2)}$ 유전자와 99%의 높은 homology를 갖고 있는 Z2 cDNA를 probe로 사용하여 쥐의 뇌 cDNA library에서 SNAP-25유전자를 screening하였다. 그 결과 6개 의 양성 클론을 분리 해 냈으며, 이들 각각을 S1, S2, S3, S4, S5, S6으로 명명하였다. 이 중에서 생쥐 SNAP-25와 가장 높은 homology를 보여 주고 있는 S5 클론을 선택하여 염기서열을 분석하였다. 2,100 bp의 염기서열로 구성된 쥐 SNAP-25 cDNA는 206개의 아미노산을 coding하는 618 bp의 open reading frame을 가지고 있으며, ORF는 209~211 bp에 위치하는 AUG codon에서 시작하여 827~829 bp에 위치하는 stop codon TAA에서 끝난다. 3' untranslated region에서 는 28과 19개 의 CA 반복 염기서열을 보여주고 있었으며, SNAP-25 peptide sequence에서 4개의 cystein residues는 84~91에 위치하고 있었으며, amino terminus 부분에서 amphipathic $\alpha$-helix를 형성하고 있는 것을 볼 수 있었다. 사람과 쥐의 SNAP-25 유전자는 88%, 생쥐와 쥐의 경우는 97%의 homology를 보여 주고 있었다. 그리고 사람과 쥐의 ORF에서 염기서열은 94%,생쥐와 쥐의 ORF에서 염기서열은 100%의 homology를 보여주고 있었으며 사람, 생쥐, 그리고 쥐의 ORF에서 아미노산 서열은 100%의 homology를 보여주고 있었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제60권4호
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• pp.351-355
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• 2017

톨라신은 Pseudomonas tolaasii에 의해 생성되는 펩티드 독소이며, 인공재배 버섯에 갈반병을 일으킨다. 톨라신 펩티드는 막에 pore를 형성하고, 세포막 구조를 파괴한다. 톨라신의 분자 작용은 톨라신 분자들의 응집, 세포막 결합, 세포막에서의 pore 형성으로 이루어져 있다. 따라서, 이 작용의 억제는 갈반병을 억제할 수 있다. 식품첨가물로부터 몇몇의 톨라신 저해제(tolaasin inhibitory factors, TIF)를 얻었다. TIF는 버섯에 감염된 병원균에 의한 갈반 형성을 억제할 수 있었다. 본 연구에서는 TIF를 다양한 조건에서 보관하였으며, 톨라신에 의한 세포 독성의 저해에 대해 이들의 활성을 조사하였다. TIF는 불포화탄소 화합물이기 때문에 대기 노출과 빛 조사에 민감하다. 혐기적 조건에서 TIF는 3개월동안 안정하였고, 효과는 10% 정도 감소하였다. 그러나 빛과 공기와 접촉한 조건에서는 2주동안 90% 가까이 TIF 활성이 억제되었다. 5, 25, $45^{\circ}C$의 저장온도에서는 어떠한 차이도 보이지 않았기 때문에 온도는 TIF의 안정성에 유의적인 영향을 끼치지 않았다. 따라서, TIF 화합물의 안정적인 저장을 위해서는 용기는 밀폐되고, 빛은 차단되어야 한다.

• 공업화학
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• 제33권2호
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• pp.173-178
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• 2022

탄소나노점@실리카를 신호 형질 소재로 이용한 측면 유동 면역 형광 분석법을 개발하여 폐암 바이오마커 중에 하나인 레티놀 결합 단백질 4의 농도를 분석하는 데 적용하고자 하였다. 측면 유동 면역 형광 분석법에서 항원 검출을 위해 바이오리셉터로 주로 사용하였던 항체 대신 좀 더 경제적이고, 장기간 보관성이 용이하며, 특정 표적 단백질에 대해 친화력이 강한 압타머를 니트로셀룰로오스 멤브레인에 사용하였다. 레티놀 결합 단백질 4에 특이적이며 5' 말단을 비오틴으로 변형한 압타머를 뉴트라비딘과 반응시켜 비오틴과 뉴트라비딘의 강한 결합력에 의해 압타머가 니트로 셀룰로오스 멤브레인에 고정되도록 하였다. 압타머가 고정된 스트립에 레티놀 결합 단백질 4 항체를 공유결합으로 고정한 탄소나노점@실리카 블루 형광 신호 형질 나노입자와 레티놀 결합 단백질 4 항원을 측면 유동 방식으로 흘려 주어 샌드위치 복합체를 형성하였다. 이렇게 형성된 샌드위치 복합체에서 탄소나노점@실리카 나노입자에 의한 형광 신호를 측정하여 항원 농도를 분석하기 위한 최적의 조건을 선정하기 위해 전개 완충용액에 첨가된 계면활성제의 농도, 이온 세기를 변화시키면서 블로킹 시약을 추가적으로 사용하였다. 그 결과 150 mM NaCl 및 0.05% Tween-20을 포함하는 10 mM Tris 완충용액(pH 7.4)에서 0.6 M 에탄올아민을 블로킹 시약으로 사용하였을 때 니트로셀룰로오스 멤브레인에 도포된 압타머와 레티놀 결합 단백질 4 항원 및 탄소나노점@실리카 나노입자로 레이블링한 항체가 결합하여 최적의 형광분석신호를 내는 것을 확인 가능하였다. 이러한 결과는 현장진단검사 키트로 현재 각광을 받고 있는 측면 유동 면역 형광 분석법에서 항체 대신 압타머를 니트로셀룰로오스 멤브레인에 고정함으로써 좀 더 경제적이며, 장기간 보관이 용이한 측면 유동 면역 형광 분석 칩을 제작하여 폐암 질환 진단용 바이오마커 검출이 가능함을 시사하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제13권6호
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• pp.897-905
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• 2003

Phospholipase D (PLD) and ADP-ribosylation factor (ARF) were partially purified on a series of column chromatography, and their biochemical properties were characterized to understand the regulatory mechanism of PLD activation by ARF protein in the antigen-induced immune responses in guinea pigs. Heparin Sepharose and high-Q Sepharose column chromatographies were used for the purification of PLD, and Sephadex G-25, DEAE Sephacel, Source 15 PHE (HIC), Superdex-75, and Uno-Q column chromatographies were used for the purification of ARF. The purified PLD and ARF proteins were identified with anti-rabbit PLD- or ARF-specific antibodies, showing about 64 or 85 kDa for the molecular mass of PLD and 29 or 35 kDa for the sizes of ARF. Partial cDNA of ARF3 was cloned by RT-PCR in guinea pig lung tissue and its nucleotides and amino acids were sequenced. Guinea pig ARF3 showed 92% of nucleotides sequence identity and 100% of amino acid sequence homology with human ARF3. The ARF-regulated PLD activity was measured in the oleate or ARFs-containing mixed lipid vesicles. The purified and recombinant ARF (rARF) activities were assessed with the $GTP{\gamma}S$ binding assay. The PLD activity was induced by oleate in a dose-dependent manner. The purified ARF and recombinant ARF3 increased PLD activity in guinea pig lung tissues. These data show that the activity of membrane-bound PLD can be regulated by the cytosolic ARF proteins, suggesting that ARF proteins in guinea pig lung can act as a regulatory factor in controlling the PLD activity in allergic reaction.