• Journal of Photoscience
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• 제9권2호
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• pp.272-274
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• 2002

The anterior brain vesicle of ascidian larvae contains two distinct pigment cells. Ultrastructure of these pigment cells has been shown that the anterior pigment cell is an otolith for perception of gravity and the posterior pigment cell is an ocellus for light reception. The larva has remarkably simple central nervous system (CNS) composed of about 330 cells. We focused to study neural networks of visual systems. In the present paper, we report the whole structure of the photoreceptors of the ascidian larva visualized by an antibody against arrestin. Visual arrestin is the key protein for the termination of phototransduction and one of the abundant proteins in photoreceptors. Recently, we cloned an arrestin homologue gene, Ci-arr and the expression of Ci-arr was found to be restricted to the photoreceptors in the ocellus. To study the whole structure of the photoreceptors in the larva, we prepared an antibody against Ci-Arr. It is found that anti Ci-Arr antibody specifically stains the photoreceptors, including the cell bodies, the axons, and the nerve terminals. The photoreceptor cell bodies lies in row outside the pigment cup which penetrate the pigment cell and is continuous with the outer segments of the photoreceptor cell, inside the concavity of the pigments. The axons form bundle into a single tract. The tract extends toward the midline, where the nerve terminals diverge and seem to form synapses

• Journal of Photoscience
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• 제9권2호
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• pp.246-248
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• 2002

Light is a major environmental signal for entrainment of the circadian clock, but little is known about the phototransduction pathway triggered by light-activation of photoreceptive molecule(s) responsible for the phase shift of the clock in vertebrates. The chicken pineal gland and retina contain the autonomous circadian oscillators together with the photic entrainment pathway, and hence they provide useful experimental model for the clock system. We previously demonstrated the expression and light-dependent activation of rod-type transducin $\alpha$-subunit (Gtl$\alpha$) in the chicken pineal gland. It is unlikely, however, that the pineal Gt$_1$$\alpha$ plays a major role in the photic entrainment, because the light-induced phase shift is unaffected by bloking the signaling function of Gt$_1$$\alpha$. Here, we show the expression of G 11 $\alpha$, an $\alpha$-subunit of another heterotrimeric G-protein, in the chicken pineal gland and retina by cDNA cloning, Northern blot and Western blot analyses. GIl$\alpha$-immunoreactivity was colocalized with pinopsin in the chicken pineal cells and it was found predominantly at the outer segments of photoreceptor cells in the retinal sections, suggesting functional coupling of G11 $\alpha$ with opsins in the both the tissues. By coimmunoprecipitation experiments using the retina, we showed the light- and GTP-dependent interaction between rhodopsin and G11 $\alpha$. Upon ectopic expression of a Gq/ 11-coupled receptor in cultured pineal cells, pharmacological (non-photic) activation of endogenous G11 induced phase-dependent phase shifts of the melatonin rhythm in a manner very similar to the effect of light. These results suggested opsin-G11 pathway contributing to the photic entrainment of the circadian clock.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권6호
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• pp.2008-2014
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• 2011

Serotonin or 5-hydroxytryptamine subtype 2C ($5-HT_{2C}$) receptor belongs to class A amine subfamily of G-protein-coupled receptor (GPCR) super family and its ligands has therapeutic promise as anti-depressant and -obesity agents. So far, bovine rhodopsin from class A opsin subfamily was the mostly used X-ray crystal template to model this receptor. Here, we explained homology model using beta 2 adrenergic receptor (${\beta}$2AR), the model was energetically minimized and validated by flexible ligand docking with known agonists and antagonists. In the active site Asp134, Ser138 of transmembrane 3 (TM3), Arg195 of extracellular loop 2 (ECL2) and Tyr358 of TM7 were found as important residues to interact with agonists. In addition to these, V208 of ECL2 and N351 of TM7 was found to interact with antagonists. Several conserved residues including Trp324, Phe327 and Phe328 were also found to contribute hydrophobic interaction. The predicted ligand binding mode is in good agreement with published mutagenesis and homology model data. This new template derived homology model can be useful for further virtual screening based lead identification.

• 생명과학회지
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• 제23권6호
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• pp.804-811
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• 2013

Melanopsin은 옵신과 비슷한 광색소로 망막 광민감성 신경절 세포에서 적은 비율로 발견 된다. Melanopsin은 일주기 리듬조절에 관여 하고 동공반사를 조절한다. 이번 연구의 목적은 melanopsin이 망막 이외의 중추 시각계 에서도 발견 되는지를 알아 보는 것이다. 우리는 생쥐 시각 피질에 존재하는 melanopsin을 가지는 신경세포를 면역조직화학법을 통해 염색하여 melanopsin의 분포와 형태를 분석하였다. Melanopsin 면역반응은 핵을 제외한 신경세포의 세포체에서 일어났다. 우리는 melanopsin이 성체 생쥐의 시각 피질의 2,3층에서 높은 밀도로 모여서 존재하는 것을 확인했다. 시각 피질 1층에서 melanopsin 면역반응을 보인 신경세포는 드물게 발견 되었다. 생쥐 시각 피질에서 발견된 melanopsin의 세포종류는 주로 round/oval 세포였으나, vertical fusiform 그리고 pyramidal 세포 등도 드물게 발견 되었다. 염색된 세포들의 분포는 특이적이지 않았다. 우리의 실험 데이터로 melanopsin이 시각피질에도 분포한다는 것을 알 수 있었다. 또한, melanopsin을 가지는 신경세포는 nitric oxide synthase, calbindin and parvalbumin과도 같이 발현 되는 것을 관찰했다. 이러한 실험결과는 망막 이외의 부분에서 발견되는 melanopsin의 기능에 대한 연구가 필요함을 야기한다.

• 생명과학회지
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• 제17권6호통권86호
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• pp.783-790
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• 2007

G protein-coupled receptor, (GPCR)는 세포외부의 신호를 인식 시 G 단백질을 활성화시켜 신호를 전달하며 kinase에 의한 인산화를 통하여 지속적인 신호전달을 억제한다. 외부 신호물질이 없는 조건에서도 활성을 나타내는 항활성 돌연변이종(CAM)은 GPCR의 신호전달 이상에 기인한 질병 치료나 활성화 구조변화의 좋은 연구대상이다. 희미한 빛을 인식하는 시각수용체인 로돕신의 CAM으로는 salt bridge에 직접적인 영향을 미치는 돌연변이인 G90D, El13Q, 그리고 K296E와, 직접적인 영향이 없는 돌연변이인 E134q와 M25Y등 두 가지 계통의 종류가 알려져 있다. 본 연구에서는 각각의 돌연변이가 복합된 mutant를 구성하여 agonist와 inverse agonist에 대한친화도와 로돕신 kinase에 대한 활성을 조사하여 각 종에서의 구조변화의 차이를 분석하였다. 로돕신 mutant의constitutive activity는 all-trans-retinal에 대한 친화도에 비례하며 11-cis-retinal에 대한 친화도와는 역상관 관계를 보여준다. 같은 계통에 속하는 돌연변이가 합쳐진 복합 mutant는 단일 mutant에 비하여 미약한 정도의 로돕신 kinase 항활성화 증가를 보여주나, 다른 계통에 속하는 두 가지 돌연변이가 합쳐진 mutant는 항활성화가 크게 증가되었음을 보여주었다. 이 결과는 다른 계통에 속하는 mutant에서는 상이한 구조변화가 일어나며 로돕신이완전한 활성화에 이르기 위해서는 최소한 두 가지 종류의 돌연변이에 의하여 생기는 구조변화들이 함께 일어나야함을 의 미 한다. G protein 활성화와 유사한 항활성화 분석 결과는 rhodopsin kinase가 인식하는 로돕신의 활성화상태 구조가 G protein이 인식하는 구조와 유사함을 의미한다. 특히 가장 강한 활성을 나타내는 El13Q/E134Q/M257Y는 활성화상태 GPCR 단백질의 결정 시도에 이용 될 수 있을 것이다.