• 생명과학회지
• /
• 제13권6호
• /
• pp.814-821
• /
• 2003

Heme 합성의 중간체이며 또한 광수용체로도 작용하는 protoporphyrin IX의 세포 내 농도 및 성장 배지에 존재하는 농도가 야생형 M. xanthus DK1622 균주로부터 측정되었다. Protoporphyrin IX의 세포 내 농도는 배양 시간이 경과함에 따라 계속 증가하여, 안정기에 최고치에 이르는 것으로 나타났다 안정기에 도달한 세포 내에는 6.4 picomoles/mg of protein의 protoporphrin IX이 존재하는 것으로 밝혀졌다. Protoporphyrin IX은 대수기 중간 시기부터 세포외로 분비가 시작되어, 안정기에 도달한 세포의 배양액에서는 세포의 단백질 대비하여 3.0 picomoles/mg of protein이 존재하는 것으로 측정되었다. 영양분의 고갈에 기인하여 형성된 포자에서도 protoporphyrin IX의 농도는 6.5 picomoles/mg of protein이 존재하는 것으로 관찰되었다. Succinylacetone을 $500\muM$ 농도로 성장 배지에 첨가하였을 경우에 protoporphyrin IX의 생산은 검출이 불가능할 정도로 방해를 받았으며, 세포성장이 저해되고 세포 성장은 정상의 절반 수준인 약 100 Klett unit에서 정지하는 것으로 나타났다. 하지만 포자의 형성은 succinylacetone의 첨가에 관계없이 89-100%의 생성율을 보였음으로 정상 농도의 protoporphyrin IX가 M. xanthus의 성장을 위해서는 중요하지만, 포자 형성 과정에 필수적인 것으로 보이지는 않는다. 안정기 세포에서 나타나는 photolysis 현상도 succinylacetone의 첨가 여부에 관계없이 유사한 수준으로 관찰되었다.

• BMB Reports
• /
• 제29권4호
• /
• pp.327-334
• /
• 1996

In this study, the origin of the monovinyl chlorophyll a carboxylic biosynthetic route was investigated in barley (Hordeum vulgare L.) and com (Zea mays L.). Protoporphyrin IX accumulated in vivo or in vitro was found to be all of the divinyl form. Furthermore, the conversion of divinyl protoporphyrin IX to monovinyl protoporphyrin IX in vitro was not observed. In contrast, the biosynthesis and accumulation of monovinyl Mg-protoporphyrin IX and its methyl ester occurred in etiolated leaves and divinyl Mg-protoporphyrin IX was convertible to monovinyl Mg-protoporphyrin IX in vitro. These results suggest that the monovinyl chlorophyll ${\alpha}$ carboxylic biosynthetic route in plants may originate from the divinyl Mg-protoporphyrin IX pool.

• Journal of Photoscience
• /
• 제2권2호
• /
• pp.103-106
• /
• 1995

For studying chlorophyll biosynthetic heterogeneity of plants, it is necessary to establish a technique for microassay of a putative monovinyl and divinyl protoporphyrin IX. Precise determination of the amounts of monovinyl and divinyl protoporphyrin IX is difficult with optical electronic spectroscopy even at 77$\circ$C. Such a problem could be solved by conversion of protoporphyrin IX to protoporphyrin IX dimethylester with diazomethane and subsequent Mg insertion into protoporphyrin IX dimethylester by reaction with a Grignard solution. The proportion of monovinyl and divinyl Mg-protoporphyrin IX dimethylester formed was measured instead of direct measuring that of protoporphyrin IX by low-temperature spectrofluorometry. The relative proportions of monovinyl and divinyl of protoporphyrin IX, Mg-protoporphyrin IX, and Mgprotoporphyrin IX dimethylester have not changed during the chemical conversion steps. This analysis system could be useful for the study of the monovinyl and divinyl chlorophyll biosynthetic routes in plants.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제31권6호
• /
• pp.1633-1637
• /
• 2010

The UV-vis absorption spectrum of protoporphyrin IX shows a very sharp and strong absorption maximum peak at 398 nm in acetonitrile-water mixture solution (1:1 v/v). When divalent metal ions such as $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, and $Ca^{2+}$ ion were added to protoporphyrin IX, metal protoporphyrin IX complexes were thereby produced. Cu-protoporphyrin IX complexes have the largest formation constant ($K_f$) among them. The fluorescence intensity of protoporphyrin IX was diminished by the presence of $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Mn^{2+}$, and $Ni^{2+}$ ions as quenchers. However, $Mg^{2+}$, $Mn^{2+}$, and $Ni^{2+}$ ions are hardly combined with protoporphyrin IX. $Mg^{2+}$ ion does not take part in the fluorescence quenching process of protoporphyrin IX in acetonitrile-water mixture solution. According to the Stern-Volmer plots, fluorescence quenching by $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, and $Ca^{2+}$ ions involves static quenching, which is due to complex formation. On the contrary, dynamic quenching has a large influence on the overall quenching process, when $Mn^{2+}$ and $Ni^{2+}$ ions were added to protoporphyrin IX in acetonitrile-water mixture solution.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제24권1호
• /
• pp.36-43
• /
• 2014

Magnesium-protoporphyrin IX (Mg-PPn), which is formed through chelation of protoporphyrin IX (PPn) with Mg ion by Mg chelatase, is the first intermediate for the (bacterio)chlorophyll biosynthetic pathway. Interestingly, Mg-PPn provides peroxidase activity (approximately $4{\times}10^{-2}units/{\mu}M$) detoxifying $H_2O_2$ in the presence of electron donor(s). The peroxidase activity was not detected unless PPn was chelated with Mg ion. Mg-PPn was found freely diffusible through the membrane of Escherichia coli and Vibrio vulnificus, protecting the cells from $H_2O_2$. Furthermore, unlike photosensitizers such as tetracycline and PPn, Mg-PPn did not show any phototoxicity, but rather it protected cell from ultraviolet (UV)-A-induced stress. Thus, the exogenous Mg-PPn could be used as an antioxidant and a UV block to protect cells from $H_2O_2$ stress and UV-induced damage.

• BMB Reports
• /
• 제28권6호
• /
• pp.523-526
• /
• 1995

Administering ${\delta}-aminolevulinic$ acid (ALA) to isolated pea (Pisum sativum L.) chloroplasts resulted in an increase of heme synthesis in the heme branch of the tetrapyrrole pathway. At 0.1 mM ALA, in the presence of 1 mM $FeSO_4$ heme synthesis was stimulated up to 7 fold of that in the absence of $FeSO_4$. N-Methylmesoporphyrin IX (NMMP), a powerful inhibitor of ferrochelatase, inhibited heme synthesis by 95% at one micromolar concentration. The addition of A TP to the chloroplasts caused not only heme synthesis, but Mg-protoporphyrin IX synthesis in the chlorophyll branch of the tetrapyrrole pathway. In the presence of NMMP, however, inhibition of Mg-protoporphyrin IX synthesis was not observed whereas heme synthesis was inhibited completely.

• 한국잡초학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.111-121
• /
• 2010

Protoporphyrinogen oxidase(Protox) 저해형 제초제인 oxyfluorfen에 대한 내성차이는 동일 개체내의 호박 엽령에서 관찰되었다. 엽위별 oxyfluorfen에 내성기작을 구명하기 위해 잎의 피해정도, 세포내 구성물질의 누출, 포르피린 생합성 경로의 tetrapyrrole 중간물질 축적량 및 항산화효소 활성을 포함한 생리적 반응을 조사하였다. 중앙애호박의 1, 2 및 3엽에 대한 oxyfluorfen에 내성은 4엽에 비해 각각 >10,000, 1,286 및 1.6배 높았고, 신토좌의 1, 2 및 3엽에 대한 oxyfluorfen에 내성은 4엽에 비해 각각 725, 366, >0.6배 높았다. 그러나 oxyfluorfen과 작용기작이 다른 paraquat 처리에서는 oxyfluorfen 처리의 결과와 다르게 두 품종 모두 상위엽인 4엽이 하위엽인 1, 2 및 3엽에 비해 훨씬 피해가 적었다. Oxyfluorfen 처리에 따른 전해물질의 누출은 처리 후 광노출 기간이 경과할수록 상위엽(4엽)에서 하위엽(1, 2, 3엽) 보다 많았다. Oxyfluorfen 처리에 의한 tetrapyrrole 중간물질 protoporphyrin IX(Proto IX), Mg-Proto IX 및 Mg-Proto IX monomethyl ester의 축적량은 감수성인 4엽이 내성인 1엽에 비해 많았다. 따라서 oxyfluorfen 처리에 대한 호박 엽령별 반응 차이는 tetrapyrrole 중간물질의 과다한 축적에 의해 기인되는 것으로 생각된다. Tetrapyrrole 중간 물질 축적량의 결과와 다르게 항산화효소 superoxide dismutase, catalase, peroxidase, ascorbate peroxidase 및 glutathione reductase 활성은 무처리 및 oxyfluorfen 처리 후 4엽이 1엽에 비해 높았다. 그러나 4엽에서 항산화효소 활성 유도는 Protox 저해제 oxyfluorfen의 독성효과를 극복하는데 충분하지 않아 결국 4엽은 고사하게 되는 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.11-22
• /
• 2022

뇌 등 신경 조직에서 흥분성 신경전달물질의 일종인 글루탐산(glutamate)에 의해 유도되는 신경세포 독성에 N-methyl-D-aspartate (NMDA) 수용체가 중요하게 관여함은 잘 알려져 있다. 레스베라트롤(resveratrol)은 자연식품에서 얻어지는 가장 잘 알려진 폴리페놀(polyphenol)의 일종으로 글루탐산에 의해 유도되는 신경세포 독성을 완화하는 효과가 있는 것으로 보고되었으나 그 기전은 명확히 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 NMDA를 처리한 HT-22 신경세포를 신경세포 독성 모델로 이용하여 미토콘드리아 손상에 미치는 레스베라트롤의 보호 효과와 그 기전을 연구하고자 하였다. NMDA를 처리한 HT-22 신경세포에서 MTT 환원능의 감소와 미토콘드리아 막전위의 소실, 세포 내 ATP 농도의 감소, 활성산소종 생성의 증가, 미토콘드리아 막 투과성의 증가(mitochondrial permeability transition) 등 미토콘드리아의 기능적, 형태학적 손상을 시사하는 지표 변화들이 관찰되었다. 또한 미토콘드리아 손상의 결과로 세포사멸(apoptosis)이 증가함도 확인하였다. 레스베라트롤은 NMDA에 의한 미토콘드리아 손상과 세포사멸을 현저히 방지하는 보호 효과를 보였다. 헴 산화효소-1(heme oxygenase-1) 활성 억제제인 아연 프로토포르피린-9(zinc protoporphyrin IX)을 전처리한 세포에서는 레스베라트롤의 보호 효과가 현저히 약화되었으며, 반면에 heme oxygenase-1 활성 촉진제인 코발트 프로토포르피린(cobalt protoporphyrin)과 빌리루빈(bilirubin)은 레스베라트롤과 유사한 보호 효과를 나타내었다. 실시간 정량중합효소연쇄반응(RT-qPCR) 검사와, 웨스턴 블롯(Western blot) 검사로 확인한 결과 레스베라트롤은 헴 산화효소-1의 mRNA와 단백 발현을 증가시킴을 확인할 수 있었다. 짧은 간섭 RNA (small interfering RNA)를 형질주입(transfection)하여 헴 산화효소-1의 발현을 일시적으로 차단(knock down)한 세포에서는 레스베라트롤의 보호 효과가 관찰되지 않았다. 이상의 결과를 종합하면 레스베라트롤은 NMDA를 처리한 HT-22 신경세포에서 미토콘드리아의 기능적, 형태학적 손상을 완화하여 신경세포 독성에 대한 보호 효과를 나타내며 그 기전에는 헴 산화효소-1의 발현 증가가 중요하게 작용함을 시사한다.

• Journal of Ginseng Research
• /
• 제39권4호
• /
• pp.365-370
• /
• 2015

Background: The beneficial effects of ginsenoside species have been well demonstrated in a number of studies. However, the function of ginsenoside Ro (GRo), an oleanane-type saponin, has not been sufficiently investigated. Thus, the aim of the present study was to investigate the anti-inflammatory effects of GRo in vitro using the Raw 264.7 mouse macrophage cell line treated with lipopolysaccharide (LPS), and to clarify the possible mechanism of GRo involving heme oxygenase-1 (HO-1), which itself plays a critical role in self-defense in the presence of inflammatory stress. Methods: Raw 264.7 cells were pretreated with GRo (up to $200{\mu}M$) for 1 h before treatment with 1 mg/mL LPS, and both cell viability and inflammatory markers involving HO-1 were evaluated. Results: GRo significantly increased cell viability in a dose dependent manner following treatment with LPS, and decreased levels of reactive oxygen species and nitric oxide. GRo decreased inflammatory cytokines such as nitric oxide synthase and cyclooxygenase-2 induced by LPS. Moreover, GRo increased the expression of HO-1 in a dose dependent manner. Cotreatment of GRo with tin protoporphyrin IX, a selective inhibitor of HO-1, not only inhibited upregulation of HO-1 induced by GRo, but also reversed the anti-inflammatory effect of GRo in LPS treated Raw 264.7 cells. Conclusion: GRo induces anti-inflammatory effects following treatment with LPS via upregulation of HO-1.