cAMP-dependent protein kinase A (PKA) is the best-characterized protein kinases and has served as a model of the structure and regulation of cAMP-binding protein as well as of protein kinases. To determine the function of PKA in development, we employed the yeast two-hybrid system to screen for catalytic subunit of PKA $(C\alpha)$ interacting partners in a cDNA library from mouse embryo. A Testis-brain RNA-binding protein (TB-RBP), specifically bound to $C\alpha$. This interaction was verified by several biochemical analysis. Our findings indicate that $C\alpha$ can modulate nucleic acid binding proteins of TB-RBP and provide insights into the diverse role of PKA.
Nuclear bodies are subnuclear, spheroidal, and membraneless compartments that concentrate specific proteins and/or RNAs. They serve as sites of biogenesis, storage, and sequestration of specific RNAs, proteins, or ribonucleoprotein complexes. Recent studies reveal that a subset of nuclear bodies in various eukaryotic organisms is constructed using architectural long noncoding RNAs (arcRNAs). Here, we describe the unifying mechanistic principles of the construction and function of these bodies, especially focusing on liquid-liquid phase separation induced by architectural molecules that form multiple weakly adhesive interactions. We also discuss three possible advantages of using arcRNAs rather than architectural proteins to build the bodies: position-specificity, rapidity, and economy in sequestering nucleic acid-binding proteins. Moreover, we introduce two recently devised methods to discover novel arcRNA-constructed bodies; one that focuses on the RNase-sensitivity of these bodies, and another that focuses on "semi-extractability" of arcRNAs.
Iron regulatory proteins (IRPs) 1 and 2 bind with equally high affinity to specific RNA stem-loop sequences known as iron-responsive elements (IRE) which mediate the post-transcriptional regulation of many genes of iron metabolism. To study putative IRE-like sequences in RNA transcripts using the IRP-IRE interaction, Eight known genes from database were selected and the RNA binding activity of IRE-like sequences were compared to IRP-2. Among them, the IRE-like sequence in 3'-untranslational region (UTR) of divalent ration transporter-1 (DCT-1) shows a significant RNA binding affinity. This finding predicts that IRE consensus sequence present within 3'-UTR of DCT-1 might confer the regulation by IRP-2.
정확한 in vitro 전사가 일어날 수 있는 진딧물의 세포추출액을 제조하였다. 전사를 직접 조절할 수 있는 단백질 인자를 규명하기 위하여 전사개시점과 그의 상류에 결합하는 DNA 결합단백질을 탐색했다. 전사개시점을 포함하는 단편 A(-194/23)에는 52kDa, 50kDa, 40kDa의 단백질들이 결합했으며 전사개시점 상류의 DNA 단편 B(-393/-263)에는 52kDa, 50kDa, 40kDa의 단백질들이 결합한 반면 DNA 단편 C(-263/-195)는 53kDa단백질만이 결합했다. 그리고 이들 DNA 결합단백질들의 DNA 결합 활성에는 양이온이 요구되었다.
The optic nerve often suffers regenerative failure after injury, leading to serious visual impairment such as glaucoma. The main inhibitory factors, including Nogo-A, oligodendrocyte myelin glycoprotein, and myelin-associated glycoprotein, exert their inhibitory effects on axonal growth through the same receptor, the Nogo-66 receptor (NgR). Oncomodulin (OM), a calcium-binding protein with a molecular weight of an ~12 kDa, which is secreted from activated macrophages, has been demonstrated to have high and specific affinity for retinal ganglion cells (RGC) and promote greater axonal regeneration than other known polypeptide growth factors. Protamine has been reported to effectively deliver small interference RNA (siRNA) into cells. Accordingly, a fusion protein of OM and truncated protamine (tp) may be used as a vehicle for the delivery of NgR siRNA into RGC for gene therapy. To test this hypothesis, we constructed OM and tp fusion protein (OM/tp) expression vectors. Using the indirect immunofluorescence labeling method, OM/tp fusion proteins were found to have a high affinity for RGC. The gel shift assay showed that the OM/tp fusion proteins retained the capacity to bind to DNA. Using OM/tp fusion proteins as a delivery tool, the siRNA of NgR was effectively transfected into cells and significantly down-regulated NgR expression levels. More importantly, OM/tp-NgR siRNA dramatically promoted axonal growth of RGC compared with the application of OM/tp recombinant protein or NgR siRNA alone in vitro. In addition, OM/tp-NgR siRNA highly elevated intracellular cyclic adenosine monophosphate (cAMP) levels and inhibited activation of the Ras homolog gene family, member A (RhoA). Taken together, our data demonstrated that the recombinant OM/tp fusion proteins retained the functions of both OM and tp, and that OM/tp-NgR siRNA might potentially be used for the treatment of optic nerve injury.
Myelin is a specialized structure of the nervous system that both enhances electrical conductance and insulates neurons from external risk factors. In the central nervous system, polarized oligodendrocytes form myelin by wrapping processes in a spiral pattern around neuronal axons through myelin-related gene regulation. Since these events occur at a distance from the cell body, post-transcriptional control of gene expression has strategic advantage to fine-tune the overall regulation of protein contents in situ. Therefore, many research interests have been focused to identify RNA binding proteins and their regulatory mechanism in myelinating compartments. Fragile X mental retardation protein (FMRP) is one such RNA binding protein, regulating its target expression by translational control. Although the majority of works on FMRP have been performed in neurons, it is also found in the developing or mature glial cells including oligodendrocytes, where its function is not well understood. Here, we will review evidences suggesting abnormal translational regulation of myelin proteins with accompanying white matter problem and neurological deficits in fragile X syndrome, which can have wider mechanistic and pathological implication in many other neurological and psychiatric disorders.
Tumor necrosis factor-${\alpha}$(TNF), a polypeptide hormone secreted primarily by activated macrophages, was originally identified on the basis of its ability to cause hemorrhagic necrosis and tumor regression in vivo. Subsequently, TNF has been shown to be an important component of the host responses to infection and cancer and may mediate the wasting syndrome known as cachexia. These systemic actions of TNF are reflected in its diverse effects on target cells in vitro. TNF initiates its diverse cellular actions by binding to specific cell surface receptors. Although TNF receptors have been identified on most of animal cells, regulation of these receptors and the mechanisms which transduce TNF receptor binding into cellular responses are not well understood. Therefore, in the present study, the mechanisms how TNF receptors are being regulated and how TNF receptor binding is being transduced into cellular responses were investigated in rat liver plasma membranes (PM) and ME-180 human cervical carcinoma cell lines. $^{125}I$-TNF bound to high ($K_d=1.51{\pm}0.35nM$)affinity receptors in rat liver PM. Solubilization of PM with 1% Triton X-100 increased both high affinity (from $0.33{\pm}0.04\;to\;1.67{\pm}0.05$ pmoles/mg protein) and low affinity (from $1.92{\pm}0.16\;to\;7.57{\pm}0.50$ pmoles/mg protein) TNF binding without affecting the affinities for TNF, suggesting the presence of a large latent pool of TNF receptors. Affinity labeling of receptors whether from PM or solubilized PM resulted in cross-linking of $^{125}I$-TNF into $M_r$ 130 kDa, 90 kDa and 66kDa complexes. Thus, the properties of the latent TNF receptors were similar to those initially accessible to TNF. To determine if exposure of latent receptors is regulated by TNF, $^{125}I$-TNF binding to control and TNF-pretreated membranes were assayed. Specific binding was increased by pretreatment with TNF (P<0.05), demonstrating that hepatic PM contains latent TNF receptors whose exposure is promoted by TNF. Homologous up-regulation of TNF receptors may, in part, be responsible for sustained hepatic responsiveness during chronic exposure to TNF. As a next step, the post-receptor events induced by TNF were examined. Although the signal transduction pathways for TNF have not been delineated clearly, the actions of many other hormones are mediated by the reversible phosphorylation of specific enzymes or target proteins. The present study demonstrated that TNF induces phosphorylation of 28 kDa protein (p28). Two dimensional soidum dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis(SDS-PAGE) resolved the 28kDa phosphoprotein into two isoforms having pIs of 6.2 and 6.1. The pIs and relative molecular weight of p28 were consistent with those of a previously characterized mRNA cap binding protein. mRNA cap binding proteins are a class of translation initiation factors that recognize the 7-methylguanosine cap structure found on the 5' end of eukaryotic mRNAs. In vitro, these proteins are defined by their specific elution from affinity columns composed of 7-methylguanosine 5'-triphosphate($m^7$GTP)-Sepharose. Affinity purification of mRNA cap binding proteins from control and TNF treated ME-180 cells proved that TNF rapidly stimulates phosphorylation of an mRNA cap binding protein. Phosphorylation occurred in several cell types that are important in vitro models of TNF action. The mRNA cap binding protein phosphorylated in response to TNF treatment was purifice, sequenced, and identified as the proto-oncogene product eukaryotic initiation factor-4E(eIF-4E). These data show that phosphorylation of a key component of the cellular translational machinery is a common early event in the diverse cellular actions of TNF.
This study was conducted to analyze the expression pattern of inhibitor of DNA binding proteins (Id)1 and Id2 mRNA on folliculogenesis in rat ovary. The ovaries were obtained from 27 days old Sprague-Dawley rat, fixed, dehydrated, and paraffin embedded. For in situ hybridization, anti-sense and sense Idl and Id2 cRNA probes were prepared and applied to the ovarian section. The ovarian sections were coated with NTB-2 emulsion. After that, the slides were developed and counterstained with hematoxylin and eosin staining. In oocytes, the hybridizational signals of Id1 mRNA were strong in primordial and primary follicles, however, there were no signals in that of atretic or preovulatory follicles. The Id2 mRNA signals were also strong in the oocytes of primordial, primary and secondary follicles. Interestingly, the Id2 mRNA was expressed specifically granulosa cells, but nor in oocyte or theca cells in dominant and preovulatory follicles. Based on these results, Id1 and Id2 mRNA was expressed specifically at follicle stages and follicular tissue and might be closely related with follicle development.
hnRNP L은 pre-mRNA에 결합하는 단백질들 중에서 핵심이 되는 단백질이다. hnRNP L은 양이 아주 많은 핵 단백질로서 핵과 세포질을 왕복하는 특성을 지니고 있다. 이 단백질은 염색질 변형(chromatin modification), pre-mRNA 스플라이싱, 인트론이 없는 유전자들에서 유래한 mRNA들의 세포질로의 반출(export), IRES-매개성 번역, mRNA의 안정성 조절, 정자형성과정 등, 세포 내의 여러 가지 과정에 관여하고 있는 것으로 알려져 있다. 이 논문에서는 hnRNP L과 결합하는 세포 내 단백질을 찾아내기 위하여 사람의 간세포 cDNA library를 사용하여 이스트 two-hybrid 탐색 실험을 수행하였다. 그 결과 사람의 간세포에서 IGFBP-4가 hnRNP L과 상호결합하는 새로운 파트너라는 것을 발견하였다. 본 연구를 통하여 hnRNP L이 이스트 two-hybrid 시스템에서 IGFBP-4와 특이적으로 상호 결합한다는 것을 처음으로 발견하였다. 본 연구에서는 또한 이스트 two-hybrid 시스템에서 hnRNP L이 IGFBP-4와 상호결합한다는 점을 in vitro pull-down 실험을 통하여 재확인하였다.
We have studied the effects of excitatory amino acids on the expression of the c-fos and c-jun mRNA in rat C6 glioma cells. The glutamate, $N-methyl-_D-aspartate$ (NMDA), and kainic acid (KA) increased c-fos mRNA level in a concentration-dependent manner. However, they did not affect c-jun mRNA level. In addition, forskolin and phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) increased c-fos mRNA level. Furthermore, PMA increased c-jun mRNA level whereas forskolin downregulated c-jun mRNA level. The glutamate, NMDA and KA, at a concentration of 0.25 mM, did not affect the basal c-fos and c-jun mRNA levels, and also did not affect forskolin- and PMA-induced responses. Furthermore, both forskolin and PMA itself increased the phosphorylation of ERK (extracellular signal regulated kinase) and CREB (cyclicAMP responsible element binding protein) proteins. The KA, NMDA, and glutamate did not affect forskolin- induced increase of ERK and CREB phosphorylation. The KA decreased PMA-induced increase of phosphorylation of ERK and CREB proteins, whereas glutamate and NMDA did not affect the phosphorylation of ERK and CREB proteins induced by PMA. These findings suggest that, in C6 glioma cells, c-fos mRNA induction induced by EAAs is not mediated by phosphorylation of ERK and CREB proteins.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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