Kim, Eui-Kyung;Park, Jong-Bae;Ha, Sang-Hoon;Ryu, Sung-Ho;Suh, Pann-Ghill
한국환경성돌연변이발암원학회지
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제22권4호
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pp.236-242
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2002
Using agarose-coupled methotrexate, we have successfully isolated two proteins, which have strong interactions with methotrexate. The two proteins were analyzed by Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry and identified as carbamoyl-phosphate synthetase 2 and phosphoribosylglycinamide formyltransferase, respectively. Interestingly, both of these two proteins are essential key enzymes in nucleotide biosynthetic pathways, like dihydrofolate reductase, a well-known methotrexate target. We confirmed the specificity of their interactions between methotrexate and two target proteins by the methods of competition binding assay, which were followed by western blotting using antibody against carbamoyl-phosphate synthetase 2 and phosphoribosylglycinamide formyltransferase, respectively. Moreover, we could observe that carbamoyl-phosphate synthetase 2 is overexpressed in methotrexate-resistant MOLT-3 cells comparing with control MOLT-3 cells. This result indicates that carbamoyl-phosphate synthetase 2 may be a novel target of methotrexate in cancer therapy. We propose that chemical proteomics can be a powerful technique to identify target proteins of a chemical.
Granzyme A (GzmA) was first identified as a cytotoxic T lymphocyte protease protein with limited tissue expression. A number of cellular proteins are known to be cleaved by GzmA, and its function is to induce apoptosis. Histones H1, H2B, and H3 were identified as GzmA substrates during apoptotic cell death. Here, we demonstrated that histone H4 was cleaved by GzmA during staurosporine-induced cell death; however, in the presence of caspase inhibitors, staurosporine-treated Raji cells underwent necroptosis instead of apoptosis. Furthermore, histone H4 cleavage was blocked by the GzmA inhibitor nafamostat mesylate and by GzmA knockdown using siRNA. These results suggest that histone H4 is a novel substrate for GzmA in staurosporine-induced cells.
Micro-scale magnetic beads are widely used for isolation of proteins, DNA, and cells, leading to the development of in vitro diagnostics. Efficient isolation of target biomolecules is one of the keys to developing a simple and rapid point-of-care diagnostic. A zinc finger protein (ZFP) is a double-stranded (ds) DNA-binding domain, providing a useful scaffold for direct reading of the sequence information. Here, we utilized two engineered ZFPs (Stx2-268 and SEB-435) to detect the Shiga toxin (stx2) gene and the staphylococcal enterotoxin B (seb) gene present in foodborne pathogens, Escherichia coli O157 and Staphylococcus aureus, respectively. Engineered ZFPs are immobilized on a paramagnetic bead as a detection platform to efficiently isolate the target dsDNA-ZFP bound complex. The small paramagnetic beads provide a high surface area to volume ratio, allowing more ZFPs to be immobilized on the beads, which leads to increased target DNA detection. The fluorescence signal was measured upon ZFP binding to fluorophore-labeled target dsDNA. In this study, our system provided a detection limit of ≤ 60 fmol and demonstrated high specificity with multiplexing capability, suggesting a potential for development into a simple and reliable diagnostic for detecting multiple pathogens without target amplification.
Glucagon-like peptide-2 (GLP-2) is important for intestinal barrier function and regulation of tight junction (TJ) proteins, but the intracellular mechanisms of action remain undefined. The purpose of this research was to determine the protective effect of GLP-2 mediated TJ and transepithelial electrical resistance (TER) in lipopolysaccharide (LPS) stressed IPEC-J2 cells and to test the hypothesis that GLP-2 regulate TJ and TER through the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)-protein kinase B (Akt)-mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway in IPEC-J2 cells. Wortmannin and LY294002 are specific inhibitors of PI3K. The results showed that $100{\mu}g/mL$ LPS stress decreased TER and TJ proteins occludin, claudin-1 and zonula occludens protein 1 (ZO-1) mRNA, proteins expressions (p<0.01) respectively. GLP-2 (100 nmol/L) promote TER and TJ proteins occludin, claudin-1, and zo-1 mRNA, proteins expressions in LPS stressed and normal IPEC-J2 cells (p<0.01) respectively. In normal cells, both wortmannin and LY294002, PI3K inhibitors, prevented the mRNA and protein expressions of Akt and mTOR increase induced by GLP-2 (p<0.01) following with the significant decreasing of occludin, claudin-1, ZO-1 mRNA and proteins expressions and TER (p<0.01). In conclusion, these results indicated that GLP-2 can promote TJ's expression and TER in LPS stressed and normal IPEC-J2 cells and GLP-2 could regulate TJ and TER through the PI3K/Akt/mTOR pathway.
Kim, Ji Soo;Kim, Won Kon;Oh, Kyoung-Jin;Lee, Eun-Woo;Han, Baek Soo;Lee, Sang Chul;Bae, Kwang-Hee
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제29권4호
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pp.645-650
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2019
Brown adipocytes have an important role in the regulation of energy balance through uncoupling protein-1 (UCP-1)-mediated nonshivering thermogenesis. Although brown adipocytes have been highlighted as a new therapeutic target for the treatment of metabolic diseases, such as obesity and type II diabetes in adult humans, the molecular mechanism underlying brown adipogenesis is not fully understood. We recently found that protein tyrosine phosphatase receptor type B (PTPRB) expression dramatically decreased during brown adipogenic differentiation. In this study, we investigated the functional roles of PTPRB and its regulatory mechanism during brown adipocyte differentiation. Ectopic expression of PTPRB led to a reduced brown adipocyte differentiation by suppressing the tyrosine phosphorylation of VEGFR2, whereas a catalytic inactive PTPRB mutant showed no effects on differentiation and phosphorylation. Consistently, the expression of brown adipocyte-related genes, such as UCP-1, $PGC-1{\alpha}$, PRDM16, $PPAR-{\gamma}$, and CIDEA, were significantly inhibited by PTPRB overexpression. Overall, these results suggest that PTPRB functions as a negative regulator of brown adipocyte differentiation through its phosphatase activity-dependent mechanism and may be used as a target protein for the regulation of obesity and type II diabetes.
Background: Diabetes-related neuropathic pain frequently occurs, and the underpinning mechanism remains elusive. The periaqueductal gray (PAG) exhibits descending inhibitory effects on central pain transmission. The current work aimed to examine whether inflammatory cytokines regulate mechanical allodynia and thermal hyperalgesia induced by diabetes through the phosphoinositide 3-kinase (PI3K)-mammalian target of rapamycin (mTOR) pathway in the PAG. Methods: Streptozotocin (STZ) was administered intraperitoneally to mimic allodynia and hyperalgesia evoked by diabetes in rats. Behavioral assays were carried out for determining mechanical pain and thermal hypersensitivity. Immunoblot and ELISA were performed to examine PAG protein amounts of interleukin-1β (IL-1β), IL-6, and tumor necrosis factor-α (TNF-α), as well as their corresponding receptors in STZ rats, and the expression of PI3K/protein kinase B (Akt)/mTOR signaling effectors. Results: Increased PAG p-PI3K/p-Akt/p-mTOR protein amounts were observed in STZ-induced animals, a PI3K-mTOR pathway inhibition in the PAG attenuated neuropathic pain responses. Moreover, the PAG concentrations of IL-1β, IL-6, and TNF-α and their receptors (namely, IL-1R, IL-6R, and tumor necrosis factor receptor [TNFR] subtype TNFR1, respectively) were increased in the STZ rats. Additionally, inhibiting IL-1R, IL-6R, and TNFR1 ameliorated mechanical allodynia and thermal hyperalgesia in STZ rats, alongside the downregulation of PI3K-mTOR signaling. Conclusions: Overall, the current study suggests that upregulated proinflammatory cytokines and their receptors in the PAG activate PI3K-mTOR signaling, thereby producing a de-inhibition effect on descending pathways in modulating pain transmission, and eventually contributing to neuropathic pain.
Later flow immunoassay (LFIA) is a protein analytical method based on immunoreaction. On the LFIA based protein analytical method, bioreceptor molecule plays a key role, and so a system that evaluates and manages the binding affinity of bioreceptor is needed to secure detection reliability. In this study, Lateral Flow Immunoassay based rapid Bioreceptor Screening Method (rBSM) is presented that provide a simple and quick evaluating method for the binding affinity to the target protein of the antibody as model bioreceptor. To verify this evaluation method, Virus-like particles (VLP) and anti-VLP antibodies are selected as a model norovirus, which is target protein, and the candidate bioreceptors respectively. Among the 5 different candidate antibodies, appropriate antibody could be sorted out within 30 minutes through rBSM. In addition, selected antibodies were applied to two representative LFIA based techniques, sandwich assay and competitive assay. Among these methods, sandwich assay showed more effective VLP detection method. Through applying selected antibodies and techniques to the commercialized mass production lines, an VLP detecting LFIA kit was developed with a detection limit of 1012 copies/g of VLPs in real samples. Since this proposed method in this study could be easily transformable into other combinations with bioreceptors, it is expected that this technique would be applied to LFIA kit development system and bioreceptor quality management.
Activated protein C (APC) is thought to exert antiinflammatory activities through the endothelial protein C receptor (EPCR)-dependent cleavage of protease activated receptor 1 (PAR-1) in endothelial cells. Since thrombin cleaves PAR-1 with $\sim$3-4-orders of magnitude higher efficiency, and PAR-1 is a target for proinflammatory activities of thrombin, it is not understood how APC can elicit protective responses through the cleavage of PAR-1. In this study, we demonstrate that EPCR is associated with caveolin-1 in endothelial lipid rafts, but its occupancy by protein C leads to its dissociation from caveolin-1 and subsequent recruitment of PAR-1 to protective signaling pathways through the coupling of PAR-1 to Gi-protein. When EPCR is bound by protein C, the PAR-1-dependent protective response in endothelial cells can be mediated by either thrombin or APC. These results provide a new paradigm for understanding the mechanism through which PAR-1 and EPCR participate in cellular signaling events in endothelial cells.
CYP1A1 is a phase I xenobiotic-metabolizing enzyme whose expression is mainly driven by AhR. Endosulfan is an organochlorine pesticide used agriculturally for a wide range of crops. In this study, we investigated the effect of endosulfan on CYP1A1 expression and regulation. Endosulfan significantly increased CYP1A1 enzyme activity as well as mRNA and protein levels. In addition, endosulfan markedly induced XRE transcriptional activity. CH-223191, an AhR antagonist, blocked the endosulfan-induced increase in CYP1A1 mRNA and protein expression. Moreover, endosulfan did not induce CYP1A1 gene expression in AhR-deficient mutant cells. Furthermore, endosulfan enhanced the phosphorylation of calcium calmodulin (CaM)-dependent protein kinase (CaMK) and protein kinase C (PKC). In conclusion, endosulfan-induced up-regulation of CYP1A1 is associated with AhR activation, which may be mediated by PKC-dependent pathways.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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