• 제목/요약/키워드: Mitochondrial ATPase

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표고버섯의 Mitochondrial $F_1-ATPase$ 활성도에 미치는 금속이온의 역할에 관한 연구 (Study on the Role of Metal ions for the Activity of the Mitochondrial $F_1-ATPase$ in Lentinus edodes)

  • 박상신;민태진
    • 한국균학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.122-129
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    • 1994
  • 표고버섯의 mitochondria에 금속 chelating agent인 10 mM EDTA 및 10 mM o-Phe을 포함하는 10 mM Tris-HCl 완충용액(pH 7.5)으로 48시간 동안 각각 투석처리 하였을 때 mitochondria 내의 철 이온 함량이 투석처리를 하지 않은 대조구에 비하여 각각 74% 및 68% 감소되며, mitochondrial $F_1-ATPase$의 활성도는 대조구에 비하여 각각 56% 및 49%의 활성을 상실하였다. EDTA 투석에 의하여 활성을 상실한 metal-free mitochondrial $F_1-ATPase$$0.5\;mM\;Fe^{3+}$$0.05\;mM\;Mg^{2+}$에 의하여 각각 81% 및 70%의 활성이 회복되었으며, $Fe^{2+}$에 의해서는 활성이 회복되지 않았다. 또한 이 효소는 $0.5\;mM\;Fe^{3+}$$0.05\;mM\;Mg^{2+}$이 공존할 때 95%의 재활성화를 나타내었으며, $Fe^{2+}$$Mg^{2+}$의 공존 효과는 없었다. o-Phe으로 투석한 효소도 각 이온에 대하여 EDTA로 투석한 효소와 유사한 결과를 나타내었다. 그러므로, 표고버섯 내의 mitochondrial $F_1-ATPase$는 그 활성을 나타내는 데 있어서 $Fe^{3+}$$Mg^{2+}$을 필요로 함을 알았다. 기질 ATP에 대한 효소의 Km값은 1.67 mM이나, 효소를 가장 크게 활성화시키는 $0.5\;mM\;Fe^{3+}$$0.05\;mM\;Mg^{2+}$이 존재할 때의 Km값은 0.65 mM로서 기질 친화성이 증가되었다.

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버섯중 철이온에 활성화된 광감응성 Mitochondrial ATPase에 관한 연구 (Study on the Light-Induced Mitochondrial ATPase$(F_1-ATPase)$ Activated by Iron ion in Mushroom)

  • 민태진;이미애;박상신
    • 한국균학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.157-164
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    • 1993
  • 1. 표고버섯중 광감응성 mitochondrial $F_1-ATPase$$Fe^{3+},\;Fe^{2-}$$Mg^{2+}$ 이온에 의하여 각각 활성화 되었으나 5.0 mM $Fe^{3+}$ 이온에 의한 상대활성도는 대조구에 비하여 107% 증가시켰다. 2 $Mg^{2+}$ 존재하에서 $Fe^{3+}$$Fe^{2-}$ 각 이온 농도효과는 모두 효소의 활성을 증가시켰으나 0.1 mM $Mg^{2+}$과 5.0 mM $Fe^{3+}$ 이온의 공존하에서 170%를 증가시켜 $Mg^{2+}$ 이온에 의한 상승작용을 보였다. 3. 0.1 mM $Mg^{2+}$와 0.1 mM $Fe^{2+}$ 존재하에서 $Fe^{3+}$ 이온농도효과는 그 농도가 5.0 mM일 때 168%의 활성도 증가를 보여 $Fe^{2-}$ 이온공존효과는 없었다. 4. 이 효소는 $Mg^{2+}$$Fe^{3+}$ 이온에 의하여 활성화되는 특성을 가지고 있으며 활성금속이온 존재하에서 측정한 최적 pH 빛 온도는 각각 7.5 및 $66^{\circ}C$였다.

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만성 알코올 섭취시 2-Acetylaminofluorene 투여가 흰쥐 간 미토콘드리아 ATPase 활성도와 막지질 조성에 미치는 영향 (Effect of Chronic Alcohol Feeding and 2-Acetylaminofluorene Treatment on Hepatic Mitochondrial ATPase Activity and Membrane Lipid Composition in Rats)

  • 김정희;류선영
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.867-873
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    • 1995
  • 만성적인 알코올 섭취가 미토콘드리아의 지질조성 및 ATPase 활성도에 미치는 영향을 조사하고 아울러 간의 발암물질인 2-AAF를 토여하여 간 미토콘드리아의 기능에 미치는 상호 효과를 조사하기 위하여 120~125g 숫쥐에게 열량의 35%를 알코올로 공급하여 6주간 사육하였으며 알코올 섭취 4주 후에 2-AAF를 3일 간격으로 2회 복강투여하여 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 체중 증가, 식이 섭취량 및 식이효율에 대한 알코올의 효과는 유의적인 차이를 보였으나, 2-AAF에 의한 유의적인 효과는 관찰할 수 없었다. 알코올 섭취군이 대조군 보다 체중은 유의적으로 감소하였다. 2. 미토콘드리아 ATPase 활성도는 알코올 섭취에 의해 유의적으로 감소되었고, 2-AAF 투여에 의해서는 유의적이지 않으나 감소되는 경향을 보였다. 따라서 대조군(C)에 비하여 알코올 섭취와 2-AAF투여군(EA)에서 ATPase 활성도가 29.3%의 감소를 나타냈다. 3. 간 미토콘드리아 콜레스테롤 함량은 알코올 섭취에 의해 유의적으로 증가하였으며 미토콘드리아 총 인지질량은 알코올과 2-AAF에 의한 상호작용에 의해 알코올 투여군에서만 2-AAF 투여시 유의적인 증가 효과를 보여주었다. C/PL 비율은 알코올 섭취와 2-AAF 투여 보두에서 유의적인 효과는 보이지 않았으나 군간 비교시 알코올군(E)이 대조군(C) 보다 유의적으로 증가하였다. 4. 간 미토콘드리아의 CL량은 알코올군에서 감소하는 경향을 보였고 PS와 PI량은 차이가 없었다. 알코올 섭취로 PC량은 유의적으로 증가하였으나 PE량은 차이가 없엇으며, 2-AAF 투여시 PC량은 유의적인 감소를 보였고 PE량은 유의적으로 증가하였다. PE/PC 비율은 알코올 투여에 의해 유의성은 없었으나 감소경향을 나타냈으며, 2-AAF 투여에 의해서는 유의적인 증가 효과가 나타났다. 5. 알코올 섭취시 미토콘드리아의 지방산 조성은 palmitic acid가 유의적으로 감소하였고, stearic acid는 유의적으로 증가함을 보였다. UFA/SFA와 UI는 알코올군에서 유의적이지는 않으나 증가되는 경향을 보였다. 2-AAF 투여에 의해서도 linoleic acid는 감소되고 arachidonic acid는 증가되는 경향을 보여 UI값이 증가되는 경향이 있었다. 따라서 본 실험에서 나타난 ATPase 호라성도 변화는 비토콘드리아의 콜레스테롤변화, C/PL 비율, 인지질 조성이나 지방산 조성의 변화 등 막지질 조성의 변화에 기인하는 것으로 생각된다.

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고려인삼(Panax ginseng C.A. Meyer) ATPase $\alpha$-subunit 유전자의 Cloning (Molecular Cloning of ATPase $\alpha$-Subunit Gene from Mitochondria of Korean Ginseng (Panu ginseng C.A. Meyer))

  • Park, Ui-Sun;Choi, Kwan-Sam;Kim, Kab-Sig;Kim, Nam-Won;Choi, Kwang-Tae
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제19권1호
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    • pp.56-61
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    • 1995
  • Molecular cloning and restriction mapping on ATPase $\alpha$-subunit gene (atpA) were carried out to obtain genomic information concerned with the gene structure and organization in Korean ginseng mitochondria. Two different clones containing the homologous sequence of atpA gene were selected from SalI and PstI libraries of mitochondrial DNA (mtDNA) of Korean ginseng. The sizes of mtDNA fragments inserted in SalI and PstI clones were 3.4 kb and 13 kb, respectively. Southern blot analysis with [$^{32}P$] labelled Oenothera atPA gene probe showed that atpA gene sequence was located in 2.0 kb XkaI fragment in PstI clone and in 1.7 kb XbaI fragment in SalI clone. A partial sequening ascertained that the SalI clone included about 1.2 kb fragment from SalI restriction site to C-terminal sequence of this gene but about 0.3 kb N-terminal sequence of open reading frame was abscent. The PstI fragment was enough large to cover the full sequence of atpA gene. The same restriction pattern of the overlapped region suggests that both clones include the same fragment of atiA locus. Data of Southern blot analysis and partial nucleotide sequencing suggested that mtDNA of Korean ginseng has a single copy of atpA gene. Key words ATPase a-subunit, mitochondrial DNA, Panax ginseng.

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한냉에 노출된 흰쥐에서 갑상선 호르몬이 체열 생산인 미치는 영향 (Effect of Cold Exposure on Thyroid Thermogenesis in Rats)

  • 황애란
    • 대한간호학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.87-104
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    • 1983
  • It has been well documented that animals exposed to cold show increased activity of thyroid gland. The calorigenic action of thyroid hormone has been demonstrated by a variety of in vivo and in vitro studies. According to Edelman et al., the thyroid thermogenesis is due to activation of energy consuming processes, especially the active sodium transport by the hormone in target tissues. If so, the increase in thyroid activity during cold exposure should induce increased capacity of sodium transport in target tissue and the change in tissue metabolism should be precisely correlated with the change in Na+_K+_ATPase activity of the tissue. This possibility was tested in the present study: in one series, changes in oxygen consumption and Na+_K+_-ATPase activity of liver preparations were measured in rats as a function of thyroid status, in order to establish the effect of thyroid hormone on the tissue respiration and enzyme system in another series, the effect of cold stimulus on the serum thyroid hormone level, hepatic tissue oxygen consumption and Na+_K+_ATPase activity in rats. The results obtained are as follows: 1. The Na+_dependent oxygen consumption of liver slices, the oxygen consumption of liver mitochondria and the Na+_K+_ATPase activity of liver preparations were significantly inhibited in hypothyroidism and activated in hyperthyroidism. Kinetic analysis indicated that the Vmax. of Na+_K+_ATPase was decreased in hypothyroidism and increased in hyperth)'roidism. 2. In cold exposed rats, the serum triiodothyronine (T₃) level increased rapidly during the initial one day of cold exposure, then declined slowly to the control level after two weeks. The serum thyroxine (T₄) level decreased gradually throughout the cold exposure. Accordingly the T₃/T₄ratio increased. The mitochondrial oxygen consumption and the Na+_dependent oxygen consumption of liver slices increased during the first two days and then remained unchanged thereafter The activity of the Na+_K+_ATPase in liver preparations increased during cold exposure with a time course similar to that of oxygen consumption. Kinetic analysis indicated that the Vmax. of Na+_K+_ATPase increased. 3. Once the animal was adapted to cold, induction of hypothyroidism did not significantly alter the hepatic oxygen consumption and Na+_K+_ATPase activity. These results indicate that: 1) thyroid hormone increases capacities of mitochondrial respiration and active sodium transport in target tissues such as liver; 2) the increased T₃level during the initial period of cold exposure facilitates biosynthesis of Na+_K+_ATPase and mitochondrial enzymes for oxidative phosphorylation, leading to enhanced production and utilization of ATP, hence heat production.

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Resveratrol promotes mitochondrial energy metabolism in exercise-induced fatigued rats

  • Xujia Lou;Yulong Hu;Rong Ruan;Qiguan Jin
    • Nutrition Research and Practice
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    • 제17권4호
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    • pp.660-669
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    • 2023
  • BACKGROUND/OBJECTIVES: To investigate the effect and regulatory mechanism of resveratrol supplementation on the mitochondrial energy metabolism of rats with exercise-induced fatigue. MATERIALS/METHODS: Forty-eight Sprague-Dawley male rats were divided randomly into a blank control group (C), resveratrol group (R), exercise group (E), and exercise and resveratrol group (ER), with 12 rats in each group. Group ER and group E performed 6-wk swimming training with 5% wt-bearing, 60 min each time, 6 days a wk. Group ER was given resveratrol 50 mg/kg by gavage one hour after exercise; group R was only given resveratrol 50 mg/kg by gavage; group C and group E were fed normally. The same volume of solvent was given by gavage every day. RESULTS: Resveratrol supplementation could reduce the plasma blood urea nitrogen content, creatine kinase activity, and malondialdehyde content in the skeletal muscle, increase the total superoxide dismutase activity in the skeletal muscle, and improve the fatigue state. Resveratrol supplementation could improve the activities of Ca2+-Mg2+-ATPase, Na+-K+-ATPase, succinate dehydrogenase, and citrate synthase in the skeletal muscle. Furthermore, resveratrol supplementation could up-regulate the sirtuin 1 (SIRT1)-proliferator-activated receptor gamma coactivator-1α (PGC-1α)-nuclear respiratory factor 1 pathway. CONCLUSIONS: Resveratrol supplementation could promote mitochondrial biosynthesis via the SIRT1/PGC-1α pathway, increase the activity of the mitochondrial energy metabolism-related enzymes, improve the antioxidant capacity of the body, and promote recovery from exercise-induced fatigue.

담자균류의 효소에 관한 연구(I) -표고버섯 중의 광감응성 Mitochondrial $F_0F_1-ATPase$의 철이온 효과- (Study on the Enzyme of Basidiomycetes(I) -The Effects of Iron Ions on the Light-Induced Mitochondrial $F_0F_1-ATPase$ of Lentinus edodes-)

  • 민태진;이미애;배강규
    • 한국균학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.165-171
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    • 1993
  • 표고버섯 중의 광감응성 mitochondrial ATP synthase는 0.1 mM $Fe^{2+}$ 단독 이온에 의하여 그 활성이 대조구에 비해 102%, 증가되었으며, 반면 $Fe^{3+}$$Mg^{2+}$ 이온은 효소의 활성을 억제시켰다. 0.5 mM $Mg^{2+}$ 존재하에서 0.1 mM $Fe^{2+}$ 이온에 의한 이 효소의 활성은 32% 증가되었으며 0.5 mM $Mg^{2+}$ 존재하에서 $Fe^{3+}$ 이온효과는 단독 $Fe^{3+}$ 이온의 효과와 유사한 경향으로 효소의 활성을 저해하였다. 0.5 mM $Mg^{2+}$과 0.1 mM, 0.5 mM 및 1.0 mM $Fe^{3+}$ 이온의 공존하에서$Fe^{2+}$ 이온에 의한 효소의 활성은 모두 억제되었으며, 특히 0.5 mM $Mg^{2+}$과 0.1 mM $Fe^{3+}$ 이온의 공존하에서 5.0 mM $Fe^{2+}$ 이온에 의하여 53%의 억제현상을 나타내었다. 따라서 표고버섯 중의 광감응성 mitochondrial ATP synthase의 활성은 $Fe^{2+}$ 이온에 의하여 특이적으로 크게 증가되며, 이 효소에 대한 $Fe^{2+}$ 이온의 활성화 효과가 $Mg^{2+}$ 이온에 의하여 크게 영항을 받지 않으나, $Fe^{3+}$ 이온의 공존하에서는 억제됨을 알았다. 활성화 금속이온인 $Fe^{2+}$ 존재하에서 이 효소의 최적 pH는 7.6이며, 최적 온도는 $63^{\circ}C$이었다. 또한 이 효소는 금속 chelating agent인 EDTA에 의하여 효소의 활성이 상실됨으로써 metalloenzyme의 가능성을 제시하였다.

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筋小胞體의 ATPase 活性과 칼슘吸收能에 미치는 Caffeine의 영향 (The Effects of Caffeine on the ATPase Activity and the Calcium Uptake of the Fragmented Sarcoplasmic Reticulum of Rabbit Skeletal Muscle)

  • Ha, Doo-Bong
    • 한국동물학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.163-182
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    • 1972
  • 토끼의 골격근 小胞體의 ATPase 活性과 Ca吸收能에 미치는 caffeine의 영향을 조사 하였다. 遠心分離로 分劃된 小胞體에서 $2,000 \\sim 8,000 \\times G$ 分劃의 ATPase 活性은 caffeine에 의하여 增大되지만 $8,000 \\times G$ 以上의 分劃에서는 아무 영향도 받지 않았다. Caffeine에 의한 이 活性增大는 이 分劃에 混在하는 mitochondria의 ATPase 活性이 增大 된 結果라고 해석된다. 小胞體의 $2,000 \\sim 10,000 \\times G$ 分劃과 $10,000 \\sim 20,000 \\times G$ 分劃의 Ca吸收能도은 反應液內 Ca의 농도가 200 nmoles/mg protein 정도 이상일 때는 caffeine에 의하여 현저히 阻害되지만, Ca의 농도가 이 以上이 때는 2,000$\\sim$10,000 分劃에서만 이 阻害現象을 볼 수 있다. 低農度 Ca에서의 이 阻害現象은 caffeine에 의하여 mitochondira의 Ca吸收도 阻害되기 때문에 나타나는 것으로 해석된다. Caffiene에 의한 筋收縮의 誘發 및 逕縮現象은 筋小胞體의 Ca 吸收가 이 特質에 의하여 阻害되고 또 蓄積된 Ca이 放出되기 때문에 일어나는 것으로 해석된다.

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Selective Interaction Between Chloroplast β-ATPase and TGB1L88 Retards Severe Symptoms Caused by Alternanthera mosaic virus Infection

  • Seo, Eun-Young;Nam, Jiryun;Kim, Hyun-Seung;Park, Young-Hwan;Hong, Seok Myeong;Lakshman, Dilip;Bae, Hanhong;Hammond, John;Lim, Hyoun-Sub
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제30권1호
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    • pp.58-67
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    • 2014
  • The multifunctional triple gene block protein 1 (TGB1) of the Potexvirus Alternanthera mosaic virus (AltMV) has been reported to have silencing suppressor, cell-to-cell movement, and helicase functions. Yeast two hybrid screening using an Arabidopsis thaliana cDNA library with TGB1 as bait, and co-purification with TGB1 inclusion bodies identified several host proteins which interact with AltMV TGB1. Host protein interactions with TGB1 were confirmed by biomolecular fluorescence complementation, which showed positive TGB1 interaction with mitochondrial ATP synthase delta' chain subunit (ATP synthase delta'), light harvesting chlorophyll-protein complex I subunit A4 (LHCA4), chlorophyll a/b binding protein 1 (LHB1B2), chloroplast-localized IscA-like protein (ATCPISCA), and chloroplast ${\beta}$-ATPase. However, chloroplast ${\beta}$-ATPase interacts only with $TGB1_{L88}$, and not with weak silencing suppressor $TGB1_{L88}$. This selective interaction indicates that chloroplast ${\beta}$-ATPase is not required for AltMV movement and replication; however, TRV silencing of chloroplast ${\beta}$-ATPase in Nicotiana benthamiana induced severe tissue necrosis when plants were infected by AltMV $TGB1_{L88}$ but not AltMV $TGB1_{L88}$, suggesting that ${\beta}$-ATPase selectively responded to $TGB1_{L88}$ to induce defense responses.