• 한국균학회소식:학술대회논문집
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• 한국균학회 2015년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.26-26
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• 2015

Phytophthora infestans is the causal agent of potato and tomato late blight, one of the most devastating plant diseases. P. infestans secretes effector proteins that are both modulators and targets of host plant immunity. Among these are the so-called RXLR effectors that function inside plant cells and are characterized by a conserved motif following the N-terminal signal peptide. In contrast, the effector activity is encoded by the C terminal region that follows the RXLR domain. Recently, I performed in planta functional profiling of different RXLR effector alleles. These genes were amplified from a variety of P. infestans isolates and cloned into a Potato virus X (PVX) vector for transient in planta expression. I assayed for R-gene specific induction of hypersensitive cell death. The findings included the discovery of new effector with avirulence activity towards the Solanum bulbocastanum Rpi-blb2 resistance gene. The Rpi-blb2 encodes a protein with a putative CC-NBS-LRR (a coiled-coil-nucleotide binding site and leucine-rich repeat) motif that confers Phytophthora late blight disease resistance. We examined the components required for Rpi-blb2-mediated resistance to P. infestans in Nicotiana benthamiana. Virus-induced gene silencing was used to repress candidate genes in N. benthamiana and to assay against P. infestans infections. NbSGT1 was required for disease resistance to P. infestans and hypersensitive responses (HRs) triggered by co-expression of AVRblb2 and Rpi-blb2 in N. benthamiana. RAR1 and HSP90 did not affect disease resistance or HRs in Rpi-blb2-transgenic plants. To elucidate the role of salicylic acid (SA) in Rpi-blb2-mediated resistance, we analyzed the response of NahG-transgenic plants following P. infestans infection. The increased susceptibility of Rpi-blb2-transgenic plants in the NahG background correlated with reduced SA and SA glucoside levels. Furthermore, Rpi-blb2-mediated HR cell death was associated with $H_2O_2$, but not SA, accumulation. SA affects basal defense and Rpi-blb2-mediated resistance against P. infestans. These findings provide evidence about the roles of SGT1 and SA signaling in Rpi-blb2-mediated resistance against P. infestans.

• The Plant Pathology Journal
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• 제30권3호
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• pp.269-278
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• 2014

Remorins, a family of plant-specific proteins containing a variable N-terminal region and conserved C-terminal domain, play a role in various biotic and abiotic stresses, including host-microbe interactions. However, their functions remain to be completely elucidated, especially for the Arabidopsis thaliana remorin group 4 (AtREM4). To elucidate the role of remorins in Arabidopsis, we first showed that AtREM4s have typical molecular characteristics of the remorins, such as induction by various types of biotic and abiotic stresses, localization in plasma membrane and homo- and hetero-oligomeric interaction. Next, we showed that their loss-of-function mutants displayed reduced susceptibility to geminiviruses, Beet Curly Top Virus and Beet Severe Curly Top Virus, while overexpressors enhanced susceptibility. Moreover, we found that they interacted with SnRK1, which phosphorylated AtREM4.1, and were degraded by the 26S proteasome pathway. These results suggest that AtREM4s may be involved in the SnRK1-mediated signaling pathway and play a role as positive regulators of the cell cycle during geminivirus infection.

• 생명과학회지
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• 제31권10호
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• pp.954-959
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• 2021

세포 사멸은 항상성을 유지하기 위해 세포군을 조절하는 중요한 메커니즘이며 시스테인 단백질분해효소 중 하나인 카스파제는 세포 사멸 경로의 중요한 중재자이다. Caspase-8은 세포외 자극에 의해 시작되는 외인성 세포자멸 경로의 개시자 카스파제이다. Caspase-8에는 보존된 도메인인 N-말단의 두개의 죽음 이펙터 도메인(DED)과 C-말단의 2개의 촉매 도메인을 가지며, 이는 이러한 외인성 세포자멸 경로에 중요하게 작용한다. 외인성 세포멸사 경로에서, TNF 슈퍼패밀리인 죽음 수용체는 세포 외부로부터의 죽음 수용체 특이적 리간드의 결합에 의해 활성화된다. 활성화된 죽음 수용체가 어댑터 단백질인 Fas-associated death domain 단백질(FADD)을 모집한 후, 죽음 수용체와 FADD의 죽음 도메인(DD)이 서로 결합하고 죽음 수용체와 결합한 FADD가 caspase-8의 전구체 형태인 procaspase-8을 모집한다. FADD와 procaspase-8의 죽음 이펙터 도메인은 서로 결합하고 FADD에 결합된 procaspase-8은 prodomain의 절단에 의해 활성화된다. 이 죽음 수용체-FADD-caspase-8 복합체는 세포사멸 유도 신호복합체(DISC)라고 한다. 세포 FLICE 억제 단백질(c-FLIPs)은 세포사멸을 억제하는 역할과 촉진하는 역할을 모두 수행하여 caspase-8의 활성화를 조절하고 caspase-8 활성화는 caspase-3와 같은 작동자 카스파제를 활성화를 시킨다. 마지막으로 활성화된 작동자 카스파제는 DNA 분해, 핵 응축, 세포막 수포 및 카스파제 기질의 단백질 분해에 작용하여 세포사멸을 완료한다.

• 생명과학회지
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• 제16권3호
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• pp.409-414
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• 2006

소포체는 세포막의 합성뿐만 아니라 세포막에 존재하거나 세포외로 분비되어져야 할 단백질을 합성하는 세포내 소기관이다. 소포체에서 단백질이 합성되어질 경우 이황화결합이 형성되고 glycosylation 등의 수식이 일어나며, 이와 동시에 folding과 assembly과정을 거쳐 삼차원적 구조로 성숙이 되는데 이 과정은 folding enzyme과 molecular chaperone의 도움을 받아 이루어진다. 소포체 내에 존재하는 molecular chaperone 중 가장 잘 알려진 것으로 BiP이 있다. BiP의 기능은 N-terminus의 ATPase domain에 의해 조절되고 ATPase domain은 이것과 선택적으로 결합하는 조절인자에 의해 ATPase의 활성이 영향을 받는다. BiP의 핵산치환조절인자로서 발견된 BAP은 ATPase domain에 결합된 ADP를 ATP로 치환하는 것으로 기능이 알려져 있다. 이 BAP의 핵산치환기능이 BiP의 샤페론 작용에 어떤 영향을 미치는지를 in vitro에서 항체 heavy chain을 이용하여 알아보았다. BAP은 ATP보다 ADP가 결합되어 있는 BiP과 더 잘 결합을 하며, in vitro에서 BiP과 결합하고 있는 unfolded 단백질을 BAP은 BiP으로부터 해리하였다. 또한 소포체내에 존재하는 Hsp70 homologue chaperone인 BiP과 Grp170에 대한 BAP의 결합특이성을 anti-Grp170과 anti-BAP 항체로 co-immunoprecipitation을 하여 확인한 결과 BAP은 Grp170과 결합을 하지 않았다. 따라서 BAP은 ER내에 존재하는 동일한 family group에 속하는 Grp170과 BiP에 대하여 BiP에만 특이성을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국가금학회지
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• 제47권3호
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• pp.127-133
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• 2020

Chibby family member 2(CBY2)은 Chibby-like super family domain을 가지고 있으며, SPERT 또는 NURIT 등으로도 알려져 있지만, 그 기능이 많이 알려져 있지는 않다. 본 연구에서는 메추리 CBY2 유전자를 클로닝하여 그 서열을 분석하고, QM7 메추리 근육 세포의 근육발생에서의 역할을 분석하였다. 메추리 CBY2의 코딩 서열은 978개의 염기로 이루어져 있으며, 이는 325개의 아미노산으로 번역되어진다. 메추리 CBY2는 닭의 CBY2와 가장 유사했으며, 이들 조류의 CBY2는 진화 역사상 일찍이 포유류의 CBY2와 나뉘어진 것으로 분석되었다. 단백질 도메인 예측 분석 결과, 메추리 CBY2는 N-말단 쪽에, 포유류와 비교 시 상이한 아미노산을 많이 갖고는 있지만, 83개의 아미노산으로 이루어진 Chibby-like superfamily domain을 가진 것으로 확인되었다. 메추리의 다양한 조직 중 CBY2는 지방조직에서 가장 많이 발현했으며, 간, 심장, 신장에서는 중간 또는 낮은 정도로 발현했고, 대흉근에서는 극히 낮은 발현을 보였다. CBY2의 근육발생에서의 역할을 분석하기 위해 CBY2를 QM7 세포에 과발현시킨 결과, CBY2가 근육발생을 억제하는 것을 확인할 수 있었으며, 근관의 넓이를 수치화해 비교해본 결과, 그 면적이 대조구의 약 25%밖에 되지 않았다. 결론적으로 메추리 CBY2는 Chibby-like superfamily domain을 가지고 있으며, 근육발생을 억제하는 특성이 있다. 추후 연구는 CBY2가 근육발생을 억제하는 기작을 밝혀내는데 중점을 두어야 할 것이다.

• 미생물학회지
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• 제43권4호
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• pp.325-330
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• 2007

대장균의 필수적인 리보핵산 내부분해효소인 RNase E는세포내에서 여러 RNA의 분해와 가공과정에서 중요한 역할을 하며, 이 단백질의 효소활성부위를 포함하는 N-말단부위의 498 아미노산(N-Rne)만의 발현으로도 세포의 생장을 가능하게 한다. 이러한 RNase E의 특성을 활용하여 다양한 표현형을 가지는 N-Rne 돌연변이체들을 분리, 동정할 수 있는 효율적인 유전학적 시스템을 개발하였다. 이 시스템을 이용하여 얻어진 효소활성부위 돌연변이체들을 표현형으로 분류하여 분석한 결과, S1 도메인의 6번째 아미노산의 치환(I6T)을 가진 변이체는 야생형 N-Rne의 기능을 대체하지 못하였고, Small 도메인의 488번째 아미노산의 치환(R488C)을 가진 변이체는 야생형 N-Rne의 발현양보다 현저히 작게 발현시켜도 세포의 생장을 정상적으로 가능하게 하였다. 또한 DNase I 도메 인의 305번째 아미노산의 치환(N305D)을 가진 변이체는 야생형 N-Rne의 발현양보다 과발현시켰을 때만 세포의 생장을 가능하게 하였다. 각각의 아미노산 치환을 포함하는 N-Rne를 한정적으로 과발현시켰을 때의 ColEl-타입 플라스미드의 복제 수에 대한 영향을 측정한 결과, 돌연변이체 N-Rne의 세포생장에 대한 영향은 이 변이체들의 세포 내 효소활성 정도에 기인하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 실험결과는 이 연구에서 개발한 유전학적 시스템을 이용하여 다양한 표현형을 가진 RNase E 변이체를 선별할 수 있으며, 이 변이체들의 특성을 분석함으로써 RNase E가 RNA의 안정성을 조절하는데 있어서 각각의 세부 도메인의 역할을 규명할 수 있으리라는 것을 시사한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제34권3호
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• pp.278-287
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• 2006

토양으로부터 분리한 P. polymyxa 균주가 생산하는 CFTase의 각 repeat region의 결손 변이체를 제작하였으며 그에 따른 야생형 효소와 변이 효소의 활성변화 및 효소특성을 비교 검토하였다. 야생형 CFTase를 CFT148로, N-말단의 R1과 R3를 제거한 결손변이체 CFTase를 CFT108로, C-말단의 R4를 제거한 결손변이체는 CFT130, 모든 R 영역을 제거한 것은 CFT88로 명명하였다. 각각 정제된 재조합 단백질은 148 kDa, 108 kDa, 130 kDa, 그리고 88 kDa의 크기를 나타내었다. Inulin을 기질로 각 재조합 단백질의 활성을 검토한 결과 CFT108은 CF생성, CF분해 반응을 모두 가지고 있었으며 CFT130, CFT88의 경우에는 CF생성 활성을 나타내지 않았으며 endo-inulinae와 동일한 inulin 분해활성을 나타내었다. 따라서 N-말단의 repeat region인 R1과, R3의 역할은 균체 외로의 분비를 담당하며 C-말단의 R4영역은 CFTase의 중요 활성인 cyclization반응을 담당하고 있는 것으로 확인되었다. Repeat region의 모두 제거한 결손 변이체는 기질 inulin을 F2-F4 사이의 중합도를 가진fructooligosaccharide를 생산하는 endo-inulinase의 활성을 가지고 있었다. CFTase는 다기능 효소로 여러 domain으로 구성되어 있으며 각 domain의 결손에도 단백질의 활성을 유지하였으며, 특히 결손 변이체 CFT108은 고효율의 CF 생산이 가능하여 산업적으로 유용하게 사용될 수 있는 효소이다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제23권3호
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• pp.219-227
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• 2019

Polycystic kidney disease 2-like-1 (PKD2L1), polycystin-L or transient receptor potential polycystin 3 (TRPP3) is a TRP superfamily member. It is a calcium-permeable non-selective cation channel that regulates intracellular calcium concentration and thereby calcium signaling. Although the calmodulin (CaM) inhibitor, calmidazolium, is an activator of the PKD2L1 channel, the activating mechanism remains unclear. The purpose of this study is to clarify whether CaM takes part in the regulation of the PKD2L1 channel, and if so, how. With patch clamp techniques, we observed the current amplitudes of PKD2L1 significantly reduced when co-expressed with CaM and $CaM{\triangle}N$. This result suggests that the N-lobe of CaM carries a more crucial role in regulating PKD2L1 and guides us into our next question on the different functions of two lobes of CaM. We also identified the predicted CaM binding site, and generated deletion and truncation mutants. The mutants showed significant reduction in currents losing PKD2L1 current-voltage curve, suggesting that the C-terminal region from 590 to 600 is crucial for maintaining the functionality of the PKD2L1 channel. With PKD2L1608Stop mutant showing increased current amplitudes, we further examined the functional importance of EF-hand domain. Along with co-expression of CaM, ${\triangle}EF$-hand mutant also showed significant changes in current amplitudes and potentiation time. Our findings suggest that there is a constitutive inhibition of EF-hand and binding of CaM C-lobe on the channel in low calcium concentration. At higher calcium concentration, calcium ions occupy the N-lobe as well as the EF-hand domain, allowing the two to compete to bind to the channel.

• 한국자기공명학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.61-66
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• 2015

The plant hormone auxin is involved in all stages of plant development. Aux/IAAs are the transcriptional repressors that bind to the Auxin Response Factors (ARFs) to regulate the gene expression upon auxin release. Aux/IAA have highly conserved C-terminal domains (domains III-IV) that mediate both homotypic and heterotypic interactions between Aux/IAA and ARF family proteins. Recent studies revealed that the conserved domains III-IV share a common ${\beta}$-grasp fold that oligomerizes in a front-to-back manner. In particular, Aux/IAA contains a mobile insert helix in the domain III-IV, whereas ARFs do not. Here, we investigated the dynamics of the insert helix using paramagnetic NMR spectroscopy. The insert helix exhibited fast motions in the ps-ns time scale from $^{15}N$ relaxation data, but the amplitude of the motion is likely limited to the local neighborhood. Our result suggests that the motion of the helix may have functional implications in protein-protein interactions for transcriptional regulations.

• BMB Reports
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• 제45권4호
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• pp.239-241
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• 2012

Iron availability is limited in the environment and most bacteria have developed a system to acquire iron from host hemoproteins. Heme oxygenase plays an important role by degrading heme group and releasing the essential nutrient iron. The structure of Bacillus subtilis HmoB was determined to 2.0 ${\AA}$ resolution. B. subtilis HmoB contains a typical antibiotic biosynthesis monooxygenase (ABM) domain that spans from 71 to 146 residues and belongs to the IsdG family heme oxygenases. Comparison of HmoB and IsdG family proteins showed that the C-terminal region of HmoB has similar sequence and structure to IsdG family proteins and contains conserved critical residues for heme degradation. However, HmoB is distinct from other IsdG family proteins in that HmoB is about 60 amino acids longer in the N-terminus and does not form a dimer whereas previously studied IsdG family heme oxygenases form functional homodimers. Interestingly, the structure of monomeric HmoB resembles the dimeric structure of IsdG family proteins. Hence, B. subtilis HmoB is a heme oxygenase with a novel structural feature.