Substantial progress has been made towards understanding the folding mechanisms of proteins in virto and in vivo even though the general rules governing such folding events remain unknown. This paper reviews current folding models along with experimental approaches used to elucidate the folding pathways. Protein misfolding is discussed in relation to disease states, such as amyloidosis, and the recent findings on the mechanism of converting normally soluble proteins into amyloid fibrils through the formation of intermediates provide an insight into understanding the pathogenesis of amyloid formation and possible cules for the development of therapeutic treatments. Finally, some commonly adopted refolding strategies developed over the part decade are summarized.
In the previous our study, a cDNA that encodes protein disulfide isomerase from Bombyx mori (bPDI)was isolated and characterized. bPDI has an open reading frame of 494 amino acids contained two PDI-typical thioredoxin active site of WCGHCK and ER (endoplasmic reticulum) retention signal of the KDEL motif at its C-terminal. Recent studies have demonstrated that misfolded proteins are accumulated in many diseases including Alzheimer’s, goiter, emphysema, and prion infections. bPDI was over-expressed or knock-downed in Sf9 cells to study the relationship between bPDI expression and protections against protein misfolding. bPDI gene was cloned in insect expression vector pIZT/V5-His for over-expression and bPDI double-stranded RNA (dsRNA) was generated for knock-down. Over-expression of bPDI significantly improved survival rate, but bPDI dsRNA transfection significantly reduced survival rate after 48 hours exposure. In mock-transfected or wild-type cells had no significant effect. The results support the view that bPDI is one of the important intracellular components for cell protect mechanism, especially, against ER stress such as protein misfolding.
We describe a phage display strategy, based on the differential resistance of proteins to denaturant-induced unfolding, that can be used to select protein variants with improved conformational stability. To test the efficiency of this strategy, wild-type and two stable variants of ${\alpha}_1$-antitrypsin (${\alpha}_1AT$) were fused to the gene III protein of M13 phage. These phages were incubated in unfolding solution containing denaturant (urea or guanidinium chloride), and then subjected to an unfavorable refolding procedure (dialysis at $37^{\circ}C$). Once the ${\alpha}_1AT$ moiety of the fusion protein had unfolded in the unfolding solution, in which the denaturant concentration was higher than the unfolding transition midpoint ($C_m$) of the ${\alpha}_1AT$ variant, around 20% of the phage retained binding affinity to anti-${\alpha}_1AT$ antibody due to a low refolding efficiency. Moreover, this affinity reduced to less than 5% when 10 mg/mL skimmed milk (a misfolding-promoting additive) was included during the unfolding/refolding procedure. In contrast, most binding affinity (>95%) remained if the ${\alpha}_1AT$ variant was stable enough to resist unfolding. Because this selection procedure does not affect the infectivity of M13, the method is expected to be generally applicable to the high-throughput screening of stable protein variants, when activity-based screening is not possible.
Kim, Sunshin;Sung, Ho Jin;Lee, Ji Won;Kim, Yun Hee;Oh, Yong-Seok;Yoon, Kyong-Ah;Heo, Kyun;Suh, Pann-Ghill
BMB Reports
/
v.50
no.1
/
pp.37-42
/
2017
The tubby protein (Tub), a putative transcription factor, plays important roles in the maintenance and function of neuronal cells. A splicing defect-causing mutation in the 3'-end of the tubby gene, which is predicted to disrupt the carboxy-terminal region of the Tub protein, causes maturity-onset obesity, blindness, and deafness in mice. Although this pathological Tub mutation leads to a loss of function, the precise mechanism has not yet been investigated. Here, we found that the mutant Tub proteins were mostly localized to puncta found in the perinuclear region and that the C-terminus was important for its solubility. Immunocytochemical analysis revealed that puncta of mutant Tub co-localized with the aggresome. Moreover, whereas wild-type Tub was translocated to the nucleus by extracellular signaling, the mutant forms failed to undergo such translocation. Taken together, our results suggest that the malfunctions of the Tub mutant are caused by its misfolding and subsequent localization to aggresomes.
The endoplasmic reticulum (ER) is a multifunctional intercellular organelle in which several posttranslational modification steps occurred such as protein folding, lipid biosynthesis, calcium storage and release. Perturbations that disrupt ER homeostasis lead to the misfolding of proteins in the ER lumen and up-regulation of ER signaling pathway called the unfolded protein response (UPR). Here, we have demonstrated that ageing changes the expression of ER chaperone and associated ER membrane kinases of IRE1, ATF6 and PERK.
The safety of human exposure to an ever-increasing number and diversity of electromagnetic field (EMF) sources both at work and at home has become a public health issue. To date, many in vivo and in vitro studies have revealed that EMF exposure can alter cellular homeostasis, endocrine function, reproductive function, and fetal development in animal systems. Reproductive parameters reported to be altered by EMF exposure include male germ cell death, the estrous cycle, reproductive endocrine hormones, reproductive organ weights, sperm motility, early embryonic development, and pregnancy success. At the cellular level, an increase in free radicals and $[Ca^{2+}]i$ may mediate the effect of EMFs and lead to cell growth inhibition, protein misfolding, and DNA breaks. The effect of EMF exposure on reproductive function differs according to frequency and wave, strength (energy), and duration of exposure. In the present review, the effects of EMFs on reproductive function are summarized according to the types of EMF, wave type, strength, and duration of exposure at cellular and organism levels.
Liquid-liquid phase separation (LLPS) of biomolecules, a newly-found phase behavior of molecules in the liquid phase, has shown to its relationship to various biological function and misfolding diseases. Extensive studies have increasingly revealed a general mechanism of LLPS and characterized the liquid droplet; ho wever, intermolecular interactions of proteins and structural states of LLPS-inducing proteins inside of the droplet remain largely unknown. Solution NMR spectroscopy has emerged as a powerful approach as it provides invaluable information on protein intermolecular interactions and structures at the atomic and residue level. We herein comprehensively address useful techniques of solution NMR including the effect of paramagnetic relaxation enhancement for the study on the LLPS and droplet based on recent studies.
Extracellular stresses induce heat shock response and render cells resistant to lethal stresses. Heat shock response involves induction of heat shock proteins (Hsps). Recently the roles of Hsps in neurodegenerative diseases and cancer are attracting increasing attention and have accelerated the study of heat shock response mechanism. This review focuses on the stress sensing steps, molecules involved in Hsps production, diseases related to Hsp malfunctions, and the potential of proteomics as a tool for understanding the complex signaling pathways relevant to these events.
For most of proteins to be active, they need well-defined three-dimensional structures alone or in complex. Folding is a process through which newly synthesized proteins get to the native state. Protein folding inside cells is assisted by various chaperones and folding factors, and misfolded proteins are eliminated by the ubiquitin-proteasome degradation system to ensure high fidelity of protein expression. Under certain circumstances, misfolded proteins escape the degradation process, yielding to deposit of protein aggregates such as loop-sheet polymer and amyloid fibril. Diseases characterized by insoluble deposits of proteins have been recognized for long time and are grouped as conformational diseases. Study of protein folding mechanism is required for better understanding of the molecular pathway of such conformational diseases.
Molecular chaperones prevent the misfolding of newly synthesized polypeptides in the cell. The coexpression of molecular chaperones could be expected to improve the production of soluble and active recombinant proteins. In this study, the effect of coexpression of E. coli GroEL/ES chaperone on the active production of Bacillus macerans cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) in E. coli was investigated. Two plasmids, pTCGT1 and pGro7 in which the cgt and the groEL/ES genes are under the control of 77 promoter and araB promoter, respectively, were co-transformed into E. coli. With a series of cultures of recombinant E. coli cells, the optimal concentrations of IPTG and L-arabinose were found be 1 mM and 0.3 mg/$m\ell$, respectively. When IPTG and L-arabinose were added at 0.8~1.0 $OD_{600}$ and 0.4~0.5 $OD_{600}$, active CGTase production was increased significantly. This coexpression condition resulted in 1.5-fold increased level of soluble CGTase (0.7~0.73 unit/$m\ell$), compared to the level of CGTase in the single expression (0.36~0.56 unit/$m\ell$). An SDS-PACE analysis revealed that about 33.6% of CGTase in the total CGTase protein was found in the soluble fraction by coexpression of GroEL/ES chaperone.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.