• BMB Reports
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• 제45권6호
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• pp.360-364
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• 2012

Uptake of circulating glucose into the cells happens via the insulin-mediated signalling pathway, which translocates the glucose transporter 4 (GLUT4) vesicles from the intracellular compartment to the plasma membrane. Rab GTPases are involved in this vesicle trafficking, where Rab GTPases-activating proteins (RabGAP) enhance the GTP to GDP hydrolysis. TBC1D4 (AS160) and TBC1D1 are functional RabGAPs in the adipocytes and the skeletonal myocytes, respectively. These proteins contain two phosphotyrosine-binding domains (PTBs) at the amino-terminus of the catalytic RabGAP domain. The second PTB has been shown to interact with the cytoplasmic region of the insulin-regulated aminopeptidase (IRAP) of the GLUT4 vesicle. In this study, we quantitatively measured the ${\sim}{\mu}M$ affinity ($K_D$) between TBC1D4 PTB and IRAP using isothermal titration calorimetry, and further showed that IRAP residues 1-49 are the major region mediating this interaction. We also demonstrated that the IRAP residues 1-15 are necessary but not sufficient for the PTB interaction.

• KSBB Journal
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• 제32권2호
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• pp.103-107
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• 2017

The effect of the trehalose incorporation on the biological membranes was investigated with respect to the phase of the membranes using the fluorescence intensity change. Spherical phospholipid bilayers, vesicles, were prepared only with the variation in the phase of each layer via a double emulsion technique. In the aqueous inside of the vesicles, 8-Aminonaphthalene-1,3,6-trisulfonic acid disodium salt(ANTS) was encapsulated. As a quencher, p-Xylene-bis(N-pyridinium bromide)(DPX) was included in the buffer where the vesicles were dispersed. The fluorescence scale was calibrated with the fluorescence of ANTS vesicles in p-Xylene-bis(N-pyridinium bromide)(DPX)-included-buffer taken as 100% fluorescence and the mixture of ANTS and DPX in the buffer as 0% fluorescence. Trehalose injection into the vesicle solution led the distortion of the membrane. It was found that the distortion was related to the phase of each layer the vesicle up on the ratio of trehalose to lipid. In the identical measurements at glucose, the behavior of the distortion was completely different from that of trehalose. These results seem to depend on the stability of the vesicles, due to the osmotic and volumetric effects on the headgroup packing disruption.

• Molecules and Cells
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• 제45권11호
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• pp.806-819
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• 2022

Synaptic accumulation of α-synuclein (α-Syn) oligomers and their interactions with VAMP2 have been reported to be the basis of synaptic dysfunction in Parkinson's disease (PD). α-Syn mutants associated with familial PD have also been known to be capable of interacting with VAMP2, but the exact mechanisms resulting from those interactions to eventual synaptic dysfunction are still unclear. Here, we investigate the effect of α-Syn mutant oligomers comprising A30P, E46K, and A53T on VAMP2-embedded vesicles. Specifically, A30P and A53T oligomers cluster vesicles in the presence of VAMP2, which is a shared mechanism with wild type α-Syn oligomers induced by dopamine. On the other hand, E46K oligomers reduce the membrane mobility of the planar bilayers, as revealed by single-particle tracking, and permeabilize the membranes in the presence of VAMP2. In the absence of VAMP2 interactions, E46K oligomers enlarge vesicles by fusing with one another. Our results clearly demonstrate that α-Syn mutant oligomers have aberrant effects on VAMP2-embedded vesicles and the disruption types are distinct depending on the mutant types. This work may provide one of the possible clues to explain the α-Syn mutant-type dependent pathological heterogeneity of familial PD.

• Molecules and Cells
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• 제39권10호
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• pp.762-767
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• 2016

Fasciclin II (FasII), the Drosophila ortholog of neural cell adhesion molecule (NCAM), plays a critical role in synaptic stabilization and plasticity. Although this molecule undergoes constitutive cycling at the synaptic membrane, how its membrane trafficking is regulated to ensure proper synaptic development remains poorly understood. In a genetic screen, we recovered a mutation in Drosophila mical-like that displays an increase in bouton numbers and a decrease in FasII levels at the neuromuscular junction (NMJ). Similar phenotypes were induced by presynaptic, but not postsynaptic, knockdown of mical-like expression. FasII trafficking assays revealed that the recycling of internalized FasII molecules to the cell surface was significantly impaired in mical-like-knockdown cells. Importantly, this defect correlated with an enhancement of endosomal sorting of FasII to the lysosomal degradation pathway. Similarly, synaptic vesicle exocytosis was also impaired in mical-like mutants. Together, our results identify Mical-like as a novel regulator of synaptic growth and FasII endocytic recycling.

• The Korean Journal of Pain
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• 제6권2호
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• pp.237-246
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• 1993

세포막에서 마취제의 작용점을 규명하기 위하여, 마취제의 많은 부분을 차지하는 n-Alkanol을 이용하여, 소의 synaptosomal plasma membrane vesicles(SPMV)에서 n-Alkanol의 침투 정도를 형광 probe를 이용한 형광소광법을 통하여 검색하였다. n-Alkanols는 SPMV 외부 단층(outer monolayer)의 표면에 주로 분포하되 그 탄소수에 비례하여 소수성 부위에 분포되는 양이 증가되는 경향을 나타내었다(1-decanol은 제외). Methanol, Ethanol, 1-propanol, 1-butanol, 1-pentano, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 1-nonanol 및 1-decanil은 SPMV 외부 단층의 표면(친수성 부위)에 분포되는 것에 비하여 각각 949, 416.8, 214.8, 90.3, 53.7, 15.20, 6.80, 2.00, 1.03 및 2.40 배가 된다는 것을 확인하였다. 1-decanol은 $C_{10}$인데도 불구하고 $C_8$인 1-octanol에 비하여 적은 양이 소수성 부위에 침투 분포한다는 것이 확인되었다.

• Molecules and Cells
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• 제28권5호
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• pp.473-477
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• 2009

Previously, the 9-mer analog peptides, 9Pbw2 and 9Pbw4, were designed based on a defensin-like peptide, protaetiamycine isolated from Protaetia brevitarsis. In this study, antifungal effects of the analog peptides were investigated. The antifungal susceptibility testing exhibited that 9Pbw4 contained more potent antifungal activities than 9Pbw2. A PI influx assay confirmed the effects of the analog peptides and demonstrated that the peptides exerted their activity by a membrane-active mechanism, in an energy-independent manner. As the noteworthy potency of 9Pbw4, the mechanism(s) of 9Pbw4 were further investigated. The membrane studies, using rhodamine-labeled giant unilamellar vesicle (GUV) and fluorescein isothiocyanate (FITC)-dextran loaded liposome, suggested that the membrane-active mechanism of 9Pbw4 could have originated from the pore-forming action and the radii of pores was presumed to be anywhere from 1.8 nm to 3.3 nm. These results were confirmed by 3D-flow cytometric contour-plot analysis. The present study suggests a potential of 9Pbw4 as a novel antifungal peptide.

• Applied Microscopy
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• 제37권4호
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• pp.219-230
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• 2007

마우스의 코 안으로 5% $ZnSO_4$용액을 점적하는 것이 코중격 후각상피에 미치는 영향과, 그 이후 후각수용세포가 재생되는 과정을 주사전자현미경과 투과전자현미경을 사용하여 형태학적으로 조사하였고, 그 결과는 다음과 같다. 1. 5% $ZnSO_4$용액을 점적한 후 6시간에서 24시간 사이에 코중격 후각상피층은 일부의 기저세포들을 제외하고는 완전하게 탈락되었다. 2. $ZnSO_4$처리 후 3일군에서는 코중격 후각상피세포들 중 부분적으로 남아 있던 기저세포들의 세포분열로 형성된 새로운 후각상피세포들로 후각상피층은 2층으로 나타났다. 또한 새롭게 형성된 후각상피세포들의 상부 세포막에는 미세응모가 돌출되었다. 3. 5% $ZnSO_4$용액을 점적하고 5일이 경과된 코중격 후각수용세포들에서는 다수의 중심소체와 기저소체가 관찰되었고, 상부 세포막에는 미세응모들 사이에 섬모들이 줄지어 나타났다. 또한 새롭게 형성된 코중격 후각수용세포들에서 처음으로 후각소포의 초기 형태가 나타났으며, 1주가 경과된 후각상피층에는 전형적인 형태의 후각소포를 관찰할 수 있었다. 4. 5% $ZnSO_4$용액 점적 후 2주가 경과된 경우, 성숙한 형태의 후각소포를 가지고 있는 후각수용세포가 관찰되었다. 이와 같은 결과는 5% $ZnSO_4$용액의 처리가 마우스 코중격의 후각상피층을 완전하게 박리시킬 수 있으므로 포유류 신경조직의 재생연구를 위해 유용한 실험적 모델임을 뒷받침한다, 또한 새롭게 재생되는 후각수용세포의 상부 세포막이 처음에는 미세응모로 표면적을 넓히고, 시간이 경과함에 따라 일렬로 배열된 섬모들로 대치되며, 그 후 섬모를 포함한 상부세포막이 부분적으로 돌출하고, 마지막으로 전형적인 후각소포로 발달한다.

• 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.

• 한국동물학회지
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• 제18권2호
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• pp.87-101
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• 1975

dbcAMP에 의한 卵子의 核 崩壞 抑制作用을 電子顯微鏡的으로 究明하기 위하여 생쥐 濾胞卵子의 微細構造를 관찰하였던 바 다음과 같은 結論을 얻었다. 1. 實驗群에서의 核膜의 彎曲은 對照群의 것에 비하여 얼마간 줄고 있으며 2種의 核膜이 정상적으로 유지되고 있으나, 核膜을 따라 무수히 많은 核膜孔이 나타나고 있다. 이는 核 崩壞 抑制와 연관성이 있는 것으로 추정할 수 있다. 2. mitochondria는 對照群에서는 細胞質 전체에 산재해 있고, cristae의 構造가 뚜렷하지 못한 未分化 혹은 移行型의 것들이 많은 반면, 實驗群에서는 mitochondria가 대체로 核 周邊部에 모여 있으며 cristae가 얼마간 발달한 상태를 나타내고 있다. 3. Iysosome은 實驗群에서 그 構造도 보다 단순하고 또 그 數도 對照群에 비하여 얼마간 減少하고 있다. 4. Golgi complex는 對照群에서는 전현적인 顆粒, 層板狀 構造를 하고있으나, 實驗群에서의 것은 그다지 뚜렷하지가 않다. 5. multivesicular body는 兩群이 모두 다수 나타나고 있으며, tonofilament도 무수히 존재하고, 細胞質 전반에 걸쳐 free ribosome이 존재하고 있다. 6. 細胞膜의 microvilli의 形態는 實驗群에서는 無定形으로 변하고 있으며, perivitellin space도 상당히 넓어지고 있다. 7. 以上의 觀察結果로 미루어 보아 dbcAMP를 處理하여 24시간 배양한 卵子와, 卵巢에서 직접 採取한 卵子의 電子顯微鏡的 構造에는 근본적인 변화는 볼 수 없으며, 實驗群의 卵子에서 核膜孔의 數가 뚜렷이 증가하고 있는 것은 dbcAMP가 核膜의 透過性에 어떠한 영향을 미치므로써 卵子의 成熟을 억제하고 있는 것이 아닌가 보인다.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제30권2호
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• pp.279-288
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• 1996

Chronic exposure to cadmium impairs various renal tubular functions, including organic acid (anion) secretion. To investigate the mechanism of cadmium-induced alterations in the organic anion transport system, kinetics of p-aminohippurate (PAH) uptake was studied in renal cortical basolateral membrane vesicles (BLMV) isolated from cadmium-intoxicated rats (adult male Sprague-Dawley). Cadmium intoxication was induced by subcutaneous injections of $CdCl_{2}$ (2 mg Cd/kg per day) for 3 weeks. The renal plasma membrane vesicles were prepared by Percoll gradient centrifugation. The vesicular uptake of $^{14}C$-PAH was determined by rapid filtration technique using Millipore filter. Cadmium intoxication resulted in a marked attenuation of $Na^{+}$-dependent, ${\alpha}$-ketoglutarate (${\alpha}$KG)-driven PAH uptake with no changes in $Na^{+}$ and ${\alpha}$KG-independent transport component. Kinetic analysis indicated that Vmax, but not Km, of the $Na^{+}$-dependent, ${\alpha}$KG-driven component was reduced. A similar reduction of $Na^{+}$-dependent, ${\alpha}$KG-driven PAH uptake was observed in normal membrane vesicles directly exposed to inorganic cadmium in vitro, and this was accompanied by an inhibition of both $Na^{+}$-dependent ${\alpha}$KG uptake and ${\alpha}$KG-PAH exchange activity. These results indicate that during chronic exposure to cadmium, free cadmium ions liberated in the proximal tubular cytoplasm directly interact with the basolateral membrane and impair the active transport capacity for organic anions, most likely due to an inhibition of both $Na^{+}$-dicarboxylate cotransporter and dicarboxylate-organic anion antiporter activities.