• Applied Biological Chemistry
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• 제35권3호
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• pp.210-217
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• 1992

토양으로부터 ${\delta}-aminolevulinic$ acid(ALA)의 생산성이 우수한 광합성세균 KUP-74f주를 분리하여 균학적 성질을 검토한 결과 이 균주는 Rhodocyclus gelatinosus로 동정되었다. 균의 배양은 $30^{\circ}C$, pH 6.8, 4Klux 텅스텐 광조도하에서 혐기적 정치배양하였으며, 배양 10일 후의 균체외 ALA 생산량은 5mg/l이었다. L-Glutamic acid를 제외한 Lascelles의 기본배지에 glycerol 0.5%(v/v)를 첨가 배양함으로써 ALA는 8 mg/l까지 증가하였으며, glycine과 succinic acid를 각 10 mM 첨가 배양함으로써 12 mg/l의 ALA가 생산되었다. 30 mM glutathione(redo-cod)의 첨가배양에 의하여 ALA 생산은 저하 되었으며, D,L-glutamic acid 및 D,L-glutamine에 의하여 ALA 생산이 late induction 되어 최고 21 mg/1에 이르렀다. ALA의 최대 생산량에 소요되는 배양시간은 ALA 생합성에 관한 $C_4$, $C_5$ pathways의 precursors 첨가시 각각 107 시간과 262시간이었다. 기본배지에 10 mM levulinic acid(LA)와 10 mM glycine을 동시에 첨가 배양함으로써 ALA 생산량은 40mg/l로 증가하였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제28권8호
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• pp.1075-1083
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• 2015

Adipose tissue deposited within muscle fibers, known as intramuscular fat (IMF or marbling), is a major determinant of meat quality and thereby affects its economic value. The biological mechanisms that determine IMF content are therefore of interest. In this study, 48 genes involved in the bovine peroxisome proliferator-activated receptor signaling pathway, which is involved in lipid metabolism, were investigated to identify candidate genes associated with IMF in the longissimus dorsi of Hanwoo (Korean cattle). Ten genes, retinoid X receptor alpha, peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARG), phospholipid transfer protein, stearoyl-CoA desaturase, nuclear receptor subfamily 1 group H member 3, fatty acid binding protein 3 (FABP3), carnitine palmitoyltransferase II, acyl-Coenzyme A dehydrogenase long chain (ACADL), acyl-Coenzyme A oxidase 2 branched chain, and fatty acid binding protein 4, showed significant effects with regard to IMF and were differentially expressed between the low- and high-marbled groups (p<0.05). Analysis of the gene co-expression network based on Pearson's correlation coefficients identified 10 up-regulated genes in the high-marbled group that formed a major cluster. Among these genes, the PPARG-FABP4 gene pair exhibited the strongest correlation in the network. Glycerol kinase was found to play a role in mediating activation of the differentially expressed genes. We categorized the 10 significantly differentially expressed genes into the corresponding downstream pathways and investigated the direct interactive relationships among these genes. We suggest that fatty acid oxidation is the major downstream pathway affecting IMF content. The PPARG/RXRA complex triggers activation of target genes involved in fatty acid oxidation resulting in increased triglyceride formation by ATP production. Our findings highlight candidate genes associated with the IMF content of the loin muscle of Korean cattle and provide insight into the biological mechanisms that determine adipose deposition within muscle.

• Applied Biological Chemistry
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• 제51권2호
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• pp.129-135
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• 2008

Berberine은 전통적인 중의약재로 이용되어지는 isoquinoline alkaloid로 황련, 황백과 같은 식물에서 주로 추출되며, 약리효과로는 항암, 항염, 항균과 같은 다양한 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 그러나 간암세포에서 berberine의 산화적 스트레스에 의한 세포사멸기전에 대해서는 아직 밝혀진 바 없다. 따라서 본 연구는 사람의 간암세포인 HepG2 세포에서 berberien의 세포사멸기전에 reactive oxygen species(ROS)와 MAP kinase의 연관성을 조사하였다. Berberine은 HepG2 세포에서 처리 시간과 농도에 의존적으로 세포독성효과를 보였으며, $LD_{50}$은 berberine(50 ${\mu}M$) 처리 후 48시간에서 관찰 되었고, 세포고사의 특징인 핵의 응축 및 분절, DNA의 분절이 확인되었다. 또한 berberine에 의해 caspase-3, p53, p38 그리고 Bax의 발현이 현저하게 증가된 반면, anti-apoptotic 신호기전인 Bc1-2의 발현은 감소되었다. 이와 더불어 세포 내 nitric oxide(NO)와 ROS의 생성도 증가되었다. 본 연구 결과 HepG2 세포에서 berberine은 산화적 스트레스인 ROS와 NO의 생성을 유발하고 p38 MAP kinase와 p53의 인산화를 유도하였으며 미토콘드리아에서 Bcl-2의 감소와 bax의 증가, caspase-3의 활성을 경유하여 DNA의 손상을 통한 세포고사가 이루어지는 것을 확인 하였다.

• Molecules and Cells
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• 제37권7호
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• pp.547-553
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• 2014

Glioblastoma multiforme (GBM) is one of the most common brain malignancies and has a very poor prognosis. Recent evidence suggests that the presence of cancer stem cells (CSC) in GBM and the rare CSC subpopulation that is resistant to chemotherapy may be responsible for the treatment failure and unfavorable prognosis of GBM. A garlic-derived compound, Z-ajoene, has shown a range of biological activities, including anti-proliferative effects on several cancers. Here, we demonstrated for the first time that Z-ajoene specifically inhibits the growth of the GBM CSC population. CSC sphere-forming inhibition was achieved at a concentration that did not exhibit a cytotoxic effect in regular cell culture conditions. The specificity of this inhibitory effect on the CSC population was confirmed by detecting CSC cell surface marker CD133 expression and biochemical marker ALDH activity. In addition, stem cell-related mRNA profiling and real-time PCR revealed the differential expression of CSC-specific genes, including Notch, Wnt, and Hedgehog, upon treatment with Z-ajoene. A proteomic approach, i.e., reverse-phase protein array (RPPA) and Western blot analysis, showed decreased SMAD4, p-AKT, 14.3.3 and FOXO3A expression. The protein interaction map (http://string-db.org/) of the identified molecules suggested that the AKT, ERK/p38 and $TGF{\beta}$ signaling pathways are key mediators of Z-ajoene's action, which affects the transcriptional network that includes FOXO3A. These biological and bioinformatic analyses collectively demonstrate that Z-ajoene is a potential candidate for the treatment of GBM by specifically targeting GBM CSCs. We also show how this systemic approach strengthens the identification of new therapeutic agents that target CSCs.

• 미생물학회지
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• 제50권1호
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• pp.27-32
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• 2014

자가포식현상(autophagy)은 세포 내 또는 세포 외의 스트레스나 영양분의 고갈, 그리고 병원체 감염에 의해 유도되는 기전으로, 병원균, 손상된 단백질이나 세포 소기관을 autophagosome으로 격리하여 리소좀(lysosome)과 융합하여 분해시키는 기전이다. Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium)은 세포 내로 감염되는 세균으로 급성 위장염과 식중독을 야기한다. S. Typhimurium 감염 시 세포 내에서 자가포식현상이 유도되며 이는 감염을 제어하는데 중요하다는 연구 논문들을 통해 본 연구에서는 자가포식현상 유도제인 rapamycin으로 자가포식현상을 유도했을 때, S. Typhimurium의 감염을 조절할 수 있는지 알아보고자 하였다. 자가포식현상 유도제인 rapamycin과 저해제인 3-methyladenine(3-MA)를 각각 처리한 후 쥐의 큰포식세포주인 RAW 264.7 세포에 S. Typhimurium을 감염시켰다. rapamycin을 전처리한 후 S. Typhimurium을 감염시켰을 때, 세포 내에서 S. Typhimurium의 성장률이 감소한 반면 3-MA의 전처리는 S. Typhimurium의 성장을 촉진시켰다. 또한, RAW 264.7 세포에 rapamycin을 처리 후 감염시켰을 때, 자가포식현상 관련 단백질의 발현이 유의하게 증가하였다. Rapamycin에 의하여 유도된 자가포식현상이 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)과 활성 산화질소종(nitric oxide, NO)의 생성을 통해 감염을 제어하는지를 확인하기 위하여 이 두 물질을 측정하였다. 감염 전 rapamycin 처리 시 RAW 264.7 세포에서 NO의 생성은 증가하였으나 ROS의 생성에는 별다른 차이가 없었다. 이상의 결과는 쥐의 큰포식세포주에서 rapamycin처리로 유도된 자가포식현상은 NO 생성을 통해 항박테리아능을 나타낸다고 할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제25권1호
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• pp.93-100
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• 2015

Pachymic acid는 복령에서 분리된 lanostane-type인 triterpenoid의 일종이다. 최근 pachymic acid가 항암 및 항염증 효능과 산화적 스트레스에 대한 항산화 효능 등과 같은 약리적인 효능이 있는 것으로 밝혀지고 있으나, 그에 대한 구체적인 분자생물학적 기전 연구는 매우 미비한 실정이다. 본 연구에서는 pachymic acid의 항암활성 및 관련 기전 조사의 일환으로 T24 인체 방광암세포 모델을 이용하여 pachymic acid에 의한 apoptosis 유발 여부를 검증하였다. 본 연구의 결과에 의하면 pachymic acid는 T24 세포의 증식을 유의적으로 억제시켰으며, 이는 apoptosis 유발과 연관성이 있음을 다양한 방법으로 확인하였다. Pachymic acid에 의한 apoptosis 유도에는 pro-apoptotic 인자들의 발현 증가와 anti-apoptotic 유전자 산물들의 발현 감소가 동반되었으며, MMP의 소실과 tBid의 발현 증가가 관찰되었다. 아울러 pachymic acid는 extrinsic 및 intrinsic apoptosis 경로의 개시에 관여하는 caspase-8 및 -9의 활성뿐 만 아니라, caspase-3의 활성도 증가시킴으로서 PARP와 같은 기질 단백질의 단편화를 초래하였다. 따라서 pachymic acid는 항암활성을 지니는 천연생리활성 물질로서의 잠재력이 매우 높음을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제21권6호
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• pp.851-857
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• 2011

Sulforaphane (SFN)은 브로콜리와 다른 십자화과 채소로부터 분리해 낸 이소시아네이트 구조를 갖는 물질이다. 최근 연구에서는 다양한 암세포에서 SFN이 세포주기를 억제하여 증식저해와 세포사멸을 유도한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 연골암 세포주 HTB 94를 이용하여 연골암세포에서의 SFN의 세포사멸 분자적 기전을 연구하였다. SFN은 처리농도 의존적으로 연골암세포의 증식억제와 세포사멸을 유도하는 것을 세포형태변화 및 핵염색, MTT 실험을 통하여 확인하였다. Apoptotic 세포는 DNA 단편전기영동 분석을 통한 분절 DNA 확인 및 유세포분석기를 이용한 subG1 구간의 세포분석을 이용하여 확인하였다. 연골암세포주 HTB-94에 SFN 처리 시 p53 단백질의 발현증가 및 pro-caspase-3의 분해를 통한 caspase-3의 활성을 증가를 Western blot analysis를 통하여 확인하였다. 본 연구결과를 종합해 볼 때, 연골암세포주 HTB-94에 SFN을 처리시 유도되어지는 세포사멸은 p53과 caspase-3 의존적인 신호조절경로를 통하여 조절되는 것을 확인하였다. 본 연구결과는 SFN의 증식억제 효과 및 연골암세포 세포사멸 유도기전을 이용하여 향후 연골암세포의 치료약제 개발에 도움이 될 것으로 기대한다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제42권2호
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• pp.140-146
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• 1999

청각(1.2 kg)을 0.8% 염산 수용액(24 l)으로 추출한 추출물을 메탄올 환류, 에탄올 침전 및 투석하여 활성이 약 2배 증가된 조다당(CF-1)으로부터 2종의 항응고활성 다당류를 정제하였다. 정제는 CF-1의 DEAE-Toyopearl이온교환 크로마토그래피와 Sephadex G-75, Sephadex G-100, Sepharose CL-6B 겔여과 크로마토그래피, HPLC 등을 이용하였다. 최종 정제 다당류획분인 CF-1-VIa-1과 CF-1-VIIa-1는 분자량이 각각 80,000과 40,000 Da 이었으며, 주구성당으로서 arabinose와 galactose가 약 2:1의 몰비율로 풍부하게 함유되어 있었고, 구성당 잔기에 $12{\sim}13%$의 유황을 함유하는 함황성 다당류들이었다. CF-1-VIa-1와 CF-1-VIIa-1의 항응고활성을 $2.5\;{\mu}g/mL$의 농도에서 비교하였을 때 APTT활성은 대조군에 비하여 각각 262초, 250초이었고 TT활성은 각각 130초, 70초이었으며, 분자량이 큰 CF-1-VIa-1이 다소 높은 항응고활성을 보였다. CF-1-VIa-1와 CF-1-VIIa-1의 desulfation과 sulfation을 통한 항응고활성을 비교한 결과 desulfation시 항응고활성이 각각 약 80%와 50%로 감소하였으나 sulfation시에는 약 30%와 20%로 그 활성이 증가하였다. 두 다당류는 헤파린과 달리 농도 의존적으로 불용성 피브린의 형성을 억제하므로써 antithrombin III 비의존적 트롬빈 저해활성을 나타내었으며, 칼슘이온의 킬레이트에 의한 혈액응고 저해효과는 나타내지 않았다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제32권1호
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• pp.23-29
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• 1989

soybean hypocotyl에서 분리한 미토콘드리아로부터 submitochondrial particles와 matrix 단백질 추출액을 준비하고 전기분해법으로 제조한 superoxide를 처리하여 malate dehydrogenase 및 cytochrome C oxidase의 불활성화와 mitochondrial membrane의 과산화를 각각 조사하였다. 막에 결합되어 있는 cytochrome C oxidase나 수용액상태의 malate dehydrogenas는 모두 $O^{-}_{2}$에 대해 매우 민감하게 불활성화되었다. 즉 dismutation 반응이 빠르게 진행되어 실질적으로 효소의 불활성화에 기여하게 될 농도는 대단히 낮을 것으로 추정되는 $O^{-}_{2}$의 명목상 처리농도 1.4mM 전후에서 두 효소는 그 활성을 완전히 상실하였다. 한편 malondialdehyde의 생성을 지표로 하여 측정된 membrane 과산화는 인지질로서만 이루어진 liposome의 경우보다는 다소 낮은 수준이었으나 무시할 수는 없는 정도였다. mitochondrial membrane의 과산화가 상대적으로 억제된 것은 막에 결합되어 있는 항산화제 및 단백질들에 의한 $O^{-}_{2}$소거효과에 기인하였으리라 해석된다. 식물 미토콘드리아의 대표적인 대사과정인 TCA cycle과 호흡전자전달반응의 성분효소들인 malate dehydrogenase와 cytochrome C oxidase가 불활성화되었고 membrane이 과산화 되었다는 사실은, 식물의 냉해와 광피해 발현기작에서 공히공통적인 화학적 인자로 인정되는 $O^{-}_{2}$의 과잉생성 및 축적이 그것의 주 생성처인 미토콘드리아의 생화학적 기능과 구조에 미칠수 있는 파괴적 효과를 적절히 지시하는 것이다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권2호
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• pp.112-117
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• 1996

ADC는 diamine인 putrescine 생합성의 두가지 경로중에서 식물계에서 특히 중요한 효소이며, ADC 유전자는 E. coli, 귀리, 토마토 genome에서 이미 cloning된 바 있다. 벼 (Oryza sativa L.) 게놈 DNA의 PCR 증폭을 위해서 토마토와 E. coli의 ABC cDNA의 보존된 부분과 일치하는 두개의 degenerate oligonucleotides (17mer)를 인위 합성하였으며, 증폭의 결과 약 1 kbp 크기의 DNA가 관찰되었다. 증폭된 DNA 절편은 1,022bp 염기서열을 포함하고 있는 ORE (open reading frame)으로 확인되었다. 이 PCR product는 POEM-originated T vector에 재조합하였으며 PstI 제한효소로 약 500bp 크기로 절단하여 pGEM-3Zf(+/-) vector에 subcloning하였다. 벼 ADC clone의 염기서열은 귀리와 토마토 ADC cDNA 서열의 같은 부분과 각각 74%와 70%의 동질성을 갖는 것으로 나타났으며, 예상되는 아미노산 서열은 귀리와 토마토 ADC 단백질과 각각 45%와 62%의 동질성이 관찰되었다. 귀리와 E. coli, 토마토와 귀리 그리고 토마토와 E. coli ADC 아미노산 서열에서 각각 34%, 47%, 그리고 38%의 유사성 정도가 보고된 것을 비교하여 볼 때, 벼와 귀리 및 토마토 사이의 유사성 정도는 다른 비교 보다도 월등히 높았다. 벼 유묘기 잎조직에서 추출한 RNA를 이용한 Northern blot 분석에서 ADC는 약 2.5kbp의 전사체로 발현됨이 확인되었다.