• 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.

• 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.

• 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.

• 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.

• KSBB Journal
• /
• 제22권3호
• /
• pp.168-173
• /
• 2007

형광을 이용한 암 진단을 위해 배양된 정상 및 암세포주에 광민감제인 5-ALA, ALA-methyl ester를 투여하고 세포 내 외에서 생성된 Protoporphyrin IX (PpIX)의 형광을 측정하여 5-ALA, ALA-methyl ester 투여의 최적 농도를 조사하였다. 정상 간세포주 (Chang) 및 간암 세포주 (HepG2)에 5-ALA와 ALA-methyl ester를 농도별로 투여하여 5-ALA와 ALA-methyl ester에 의해 유도된 PpIX의 생성을 확인하고, MTT assay로 세포생존율을 측정하였다. 배양된 cell에 5-ALA와 ALA-methyl ester를 투여한 후 24시간 동안 배양함으로써 생성되는 PpIX의 양은 형광의 강도로 측정하였다. 이 때의 형광 (emission) 스펙트럼은 여기 파장이 410 nm일 때 603.2 nm, 660.5 nm와 603.2 nm 및 661.4에서 형광 봉우리가 관찰되었다. PpIX의 형광 강도를 측정한 결과, PpIX는 정상세포에서는 낮은 농도로 축적이 되는 반면에 암세포에서 더 높은 농도로 축적되었으며, 세포 외보다는 세포 내에서 더 높은 농도로 축적됨을 알 수 있었다. 또한 5-ALA 및 ALA-methyl ester에 의한 PpIX의 생성에 대한 형광 강도는 ALA-methyl ester가 5-ALA보다 더 큰 것으로 관찰되었다.

• KSBB Journal
• /
• 제21권3호
• /
• pp.171-174
• /
• 2006

형광을 이용한 암 진단을 위해 배양된 정상 및 암세포주에 광민감제인 5-ALA를 투여하고 세포 내 외에서 생성된 Protoporphyrin IX(PpIX)의 형광을 측정하여 5-ALA 투여의 최적농도를 조사하였다. 정상 간세포주(Chang) 및 자궁경부암 세포주(HeLa)에 5-ALA를 농도별로 투여하여 ALA에 의해 유도된 PpIX의 생성을 확인하고, MTT assay로 세포생존율을 측정하였다. 배양된 cell에 5-ALA를 투여한 후 24시간 동안 배양함으로써 생성되는 PpIX의 양은 형광의 강도로 측정하였다. HeLa 세포주에 대한 5-ALA의 최적농도는 $50{\mu}g/ml$이며, 이 때의 형광(emission) 스펙트럼은 여기 파장이 410 nm일 때 602.3 nm, 659.9 nm에서 형광 봉우리가 관찰되었다. PpIX의 형광 강도를 측정한 결과, PpIX는 정상세포에서는 낮은 농도로 축적이 되는 반면에 암세포에서 더 높은 농도로 축적되었으며, 세포 외보다는 세포 내에서 더 높은 농도로 축적됨을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
• /
• 제22권2호
• /
• pp.67-72
• /
• 2007

형광을 이용한 암 진단을 위해 배양된 정상 폐세포 및 폐암 세포주에 광민감제인 5-ALA를 투여하고 세포 내 외에서 생성된 protoporphyrin IX (PpIX)의 형광을 측정하여 5-ALA 투여의 최적 농도를 조사하였다. 정상 폐세포주 (Hel299) 및 폐암 세포주 (A549, NCI-H460)에 5-ALA를 $0\sim800{\mu}g/mL$ 농도별로 투여하여 24시간 동안 배양한 다음 MTT assay로 세포증식 저해율 및 이때 생성되는 PpIX의 양을 형광의 강도로 측정하였다. 그 결과 Hel299 및 A549에서는 5-ALA의 처리농도가 증가할수록 세포 증식의 저해율이 증가하였으나 NCI-H460에서는 세포 증식이 저해되지 않았다. 그리고 폐암세포인 A549와 NCI-H460에 대한 5-ALA의 최적농도는 $100{\mu}g/mL$이며, 이때의 형광 (emission) 스펙트럼은 여기 파장이 410 nm일 때 세포 외에서는 615.8 nm와 660.8 nm, 616.7 nm와 660.2 nm, 세포 내에서는 603.2 nm와 661.4 nm, 603.5 nm와 661.4 nm에서 각각 형광 봉우리가 관찰되었다. 또한 PpIX를 형광 강도로 측정하면, PpIX는 정상세포에서는 낮은 농도로 축적이 되는 반면에 암세포에서 높은 농도로 축적되었으며, 세포 외보다는 세포 내에서 더 높은 농도로 축적됨을 알 수 있었다.

• 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.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제27권7호
• /
• pp.1067-1070
• /
• 2006