• Journal of Interdisciplinary Genomics
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• 제5권2호
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• pp.35-41
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• 2023

Background: Ca²⁺ signaling plays a vital role in neuronal signaling and altered Ca²⁺ homeostasis in Parkinson's disease (PD). Overexpression of αSYN significantly promote the Ca²⁺-Calmodulin (CaM) activity and subsequent nuclear translocation of nuclear factor of activated T cells (NFAT) transcription factor in dopaminergic neurons of midbrain. However, the exact role of Ca²⁺-CaM and NFAT in PD pathology is yet to be elucidated. Methods: We designed the CaM-NFAT-oligodeoxynucleotide (ODN), a synthetic short DNA containing complementary sequence for NFAT transcription factor and CaM mRNA. Then, the effect of CaM-NFAT-ODN on 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP⁺)-mediated neurotoxicity was investigated in mimic PD model in vitro. Results: First, the expression of αSYN and CaM was strongly increased in substantia nigra (SN) of PD and the expression of tyrosine hydroxylase (TH) was strongly increased in control SN. Additionally, the expression of apoptosis marker proteins was strongly increased in SN of PD. Transfection of CaM-NFAT-ODN repressed CaM and pNFAT, the target genes of this ODN in rat embryo primary mesencephalic neurons. It also reduced ERK phosphorylation, a downstream target of these genes. These results demonstrated that CaM-NFAT-ODN operated successfully in rat embryo primary mesencephalic neurons. Transfection of CaM-NFAT-ODN repressed TH reduction, αSYN accumulation, and apoptosis by MPP⁺-induced neurotoxicity response through Ca²⁺ signaling and mitogen-activated protein kinases (MAPK) signaling. Conclusion: Synthetic CaM-NFAT-ODN has substantial therapeutic feasibility for the treatment of neurodegenerative diseases.

• 한국식품과학회지
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• 제40권4호
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• pp.419-423
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• 2008

액체배양 버들송이 균사체의 생육과 칼슘 흡수에 미치는 칼슘원의 영향을 조사하였다. 칼슘원의 종류에 따른 균사체의 건물량은 유의수준 5%에서 유의하지 않았으며, 칼슘원의 농도에 따른 균사체의 건물량은 농도가 500mg/L까지는 대체로 증가하는 경향이었으나 1,000mg/L 이상에서는 감소하는 경향을 보였다. 균사체의 칼슘 함량은 칼슘원의 종류와 농도에 따라 큰 차이를 보였으며, 칼슘원을 첨가하지 않고 배양한 대조구의 Ca 함량은 198.3 mg/kg이었는데 비해 칼슘을 첨가하고 배양한 경우 최소 273.7 mg/kg(1.4배)에서 최대 67,246.0 mg/kg(339.1배)까지 증가하였다. 칼슘원의 농도에 따른 균사체의 Ca 함량은 칼슘원의 농도가 증가함에 따라 균사체의 Ca 함량도 증가하였다. 배양일수에 따른 균사체의 생육은 배양 8-12일 사이 균사체의 생육속도가 가장 높았으며 16일차까지도 비교적 높은 증가율을 보였다. 배양일수에 따른 균사체의 Ca 함량은 배양기간이 짧은 어린 균사체의 경우 배양기간이 긴 성숙된 균사체에 비해 단위 건물량 당 Ca 함량이 높았다. pH에 따라서는 pH 7.0의 MCM 액체배지에서 생육이 가장 활발하였으며 Ca 함량도 가장 높았다. 결론적으로 칼슘 함량이 높은 버들송이 균사체를 생산하기 위해서 체내 흡수율이 좋고 최근 식품의 칼슘첨가제로 많이 이용되는 Ca-lactate 1,000 mg/L를 첨가한 MCM 액체배지에서 pH 조정없이 배양하여 12-16일차의 균사체를 이용하는 것이 가장 효율적이라고 판단된다.

• 지질공학
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• 제13권1호
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• pp.1-16
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• 2003

대구시에 분포하는 함안층, 반야월층, 주산 안산암질암, 팔공산화강암 지역의 지하수는 암석의 광물 및 화학조성에 따라 지화학적 특성이 구분된다. 대부분의 용존물질 함량은 안산암과 화강암보다 함안층과 반야월층에서 높게 나타나며 특히 $HCO_3^{-}$와${\;}SO_4^{2-}$의 함량이 매우 높은 분포를 보여준다. 퇴적암 지대의 지하수에서 $Ca^{2+},{\;}Mg^{2+},{\;}HCO_3^{-}$의 함량이 높다는 것은 탄산기를 포함하는 물이 방해석과 반응하거나 장석류의 풍화와 같은 화학적 반응의 결과이다. 파이퍼도에 의하면 함안층은 $CaSO_4-CaC2$형에 우세하게 점시되고 반야월층은 $CaSO_4-CaCl_2$형과,${\;}Ca(HCO_3)_2$형에 같이 점시된다. $Ca(HCO_3)_2$형은 주로 방해석의 용해에 의해서 형성되고, $CaSO_4-CaCl_2$ 형은 황석의 산화에 기인하는데, 일부는 인위적인 오염원의 영향을 받기도 한다. 요인분석 결과에 의하면 3개의 요인으로 추출 및 계산된다. $SO_4^{2-},{\;}Na_+,{\;}Ca^{2+},{\;}Fe$의 규제를 받는 요인 1은 방해석, 사장석의 용해 및 황철석의 산화로 설명되고, $HCO_3^{-},{\;}Mg^{2+}$의 규제를 받는 요인 2는 Mg-탄산염광물의 용해와 돌로마이트화 작용을 설명한다. $Cl^{-},{\;}K^{+},{\;}NO_3^{-}$의 규제를 받는 요인 3은 공장폐수를 포함하는 인위적인 오염원의 영향으로 추측되며 금호강 주변의 공업단지 및 주거지역은 요인 3에 대한 점수가 높은 분포를 나타낸다.

• 생물환경조절학회지
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• 제8권1호
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• pp.42-48
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• 1999

반결구 상추 ‘Omega’와 잎상추 ‘Grand Rapids’의 m 재배에서 배양액내 Ca : K 비율이 광합성, 증산, 생육 및 tipburn 발생에 미치는 영향을 밝히고자 실험을 수행하였다. 반결구 상추와 잎상추 두 종 모두 광합성은 Ca : K 비율 3:6과 4.5:4.5에서 높았으며, 기공 저항은 잎상추가 반결구 상추보다 낮았다. 증산율은 3:6의 Ca : K 비율에서 두 종 모두 가장 높았으며, 잎상추의 증산율이 반결구 상추보다 높아 종간 차이를 보였다. 엽위에 따른 증산율은 완전 전개잎에 비해 미숙잎에서 낮았는데, 이것은 미숙잎에서 tipburn 발생이 많은 것과 깊은 관계가 있는 것으로 보였다. Ca 결핍구인 Ca : K 비율 0:9처리는 두 종 모두 극단적인 생육 저하와 함께 tipburn이 100% 발생하였으며, 반결구 상추는 Ca : K 1.5:7.5 처리에서도 tipburn이 25% 발생하였으나, 잎상추에서는 나타나지 않았다 작물 생육은 Ca 결핍구를 제외한 두 종 모두 Ca : K 3:6 처리에서 가장 높았다. 배양액의 Ca과 K의 불균형은 기공저항과 확산저항을 높여 광합성과 증산의 감소를 유도함으로써 Ca 이동에 영향을 미친 것으로 보였다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제15권4호
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• pp.217-239
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• 2011

We carried out a series of experiment demonstrating the role of mitochondria in the cytosolic and mitochondrial $Ca^{2+}$ transients and compared the results with those from computer simulation. In rat ventricular myocytes, increasing the rate of stimulation (1~3 Hz) made both the diastolic and systolic [$Ca^{2+}]$ bigger in mitochondria as well as in cytosol. As L-type $Ca^{2+}$ channel has key influence on the amplitude of $Ca^{2+}$ -induced $Ca^{2+}$ release, the relation between stimulus frequency and the amplitude of $Ca^{2+}$ transients was examined under the low density (1/10 of control) of L-type $Ca^{2+}$ channel in model simulation, where the relation was reversed. In experiment, block of $Ca^{2+}$ uniporter on mitochondrial inner membrane significantly reduced the amplitude of mitochondrial $Ca^{2+}$ transients, while it failed to affect the cytosolic $Ca^{2+}$ transients. In computer simulation, the amplitude of cytosolic $Ca^{2+}$ transients was not affected by removal of $Ca^{2+}$ uniporter. The application of carbonyl cyanide 4-(trifluoromethoxy) phenylhydrazone (FCCP) known as a protonophore on mitochondrial membrane to rat ventricular myocytes gradually increased the diastolic [$Ca^{2+}$] in cytosol and eventually abolished the $Ca^{2+}$ transients, which was similarly reproduced in computer simulation. The model study suggests that the relative contribution of L-type $Ca^{2+}$ channel to total transsarcolemmal $Ca^{2+}$ flux could determine whether the cytosolic $Ca^{2+}$ transients become bigger or smaller with higher stimulus frequency. The present study also suggests that cytosolic $Ca^{2+}$ affects mitochondrial $Ca^{2+}$ in a beat-to-beat manner, however, removal of $Ca^{2+}$ influx mechanism into mitochondria does not affect the amplitude of cytosolic $Ca^{2+}$ transients.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제9권1호
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• pp.13-22
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• 1975

From the study of movements of $Ca^{++}$ in frog cardiac muscle, Niedergerke (1963) postulated that $Ca^{++}$ necessary for the cardiac contraction is stored in a specific pool. Langer et al (1967) and DeCaro (1967) also found a close relationship between the change of $Ca^{++}$ flux kinetics and the change of contractile force. According to the studies of several investigators, Ca II (Bailey and Dressel 1968) or phase I and II (Langer 1965, Langer et al 1967, 1971) in the $Ca^{++}$ washout curve was associated with cardiac contractility. This investigation was aimed to elucidate the anatomical region of the contractile active $Ca^{++}$ pool. At the same time, it was assumed in this study that $Ca^{++}$ in the sarcoplasmic reticulumn represents one of the major intracellular $Ca^{++}$ pool and cardiac contractility was also dependent on the intracellular $Ca^{++}$ concentration. Consequently, this experiment was performed at different temperatures to activate to activate inhibit the deactivating process of activated $Ca^{++}$ in the intracellular space to see if changes in the contractility decay curve existed at different temperatures. The isolated hearts of rabbits and turtles (Amyda maackii) were attached to the perfusion apparatus according to the method employed by Bailey and Dressel (1968). The isolated hearts were initally perfused with a full Ringer solution containing 2 mg/ml of inulin for 1 hr, and then $Ca^{++}$ and inulin-free Ringer solution was perfused while the isometric tension was recorded and a serial sample of perfusion fluid dripping from the cardiac apex was collected for 10 sec throughout experimental period. The above procedure was performed at $23^{\circ}C$, $30^{\circ}C$ and $38^{\circ}C$ on the rabbit heart and $10{\sim}13^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $30^{\circ}C$ and $35^{\circ}C$ on the turtle heart. After determination of $Ca^{++}$ and inulin concentration of the samples, the $Ca^{++}$, inulin washout curve and the contractile tensin decay curve were analysed according to the method of Riggs (1963). The results were summarized as follows; 1. In the rabbit heart, there are 2 inulin compartments, 3 $Ca^{++}$ compartments and sing1e exponential decay of contractile tension. In the turtle heart, there are $1{\sim}2$ inulin compartments, $1{\sim}2$ $Ca^{++}$ compartments and $1{\sim}2$ phases of contractile tension decay. The fact that the inulin space was divided into 3 compartments in the washout curve in these hearts indicates the presence of heterogeneity in cardiac perfusion, i.e., overfused and underperfused area. 2. Ca I a9d Ca II in these hearts were found to have $Ca^{++}$ in the ECF compartments because their half times in the washout curves were far smaller than those of the inulin washout curves in the rabbit heart and similar to those of the inulin washout curves in the turtle heart. Ca III in the rabbit heart may have originated from the intracellular $Ca^{++}$ store. But no Ca III in the turtle heart was found. This may be due to the fact that the iutracellular $Ca^{++}$ pool in the turtle heart was too small to detect using this experimental procedure since sarcoplasmic reticulumn in the turtle heart is poorly developed. 3. In the rabbit heart, there were no chages in the half time of Ca I, Ca II, inulin I and inulin II at different temperatures, but the half time of Ca III was significantly prolonged at lower temperatures, and the half time of the contractile tension decay tended to be prolonged at lower temperatures but this was not significant. In the turtle heart, there were no changes in the half time of Ca I, Ca II, inulin 1, inulin II and phase I of the contractile tension decay at different temperatures, but the half time of phase II of the contractile tension decay was significantly prolonged at lower temperatures. This finding indicates that intracellu!ar $Ca^{++}$ in these hearts was also responsible particulary for maintaining the cardiac contractility at the lower temperatures. 4. The half times of contractile tension decay were shorter than those of Ca II in the $Ca^{++}$ washout curves in both animal hearts. According to the above results it was shown that $Ca^{++}$ in ECF is primarily and $Ca^{++}$ in the intracellular space is partially associated with the cardic contractility.

• Applied Biological Chemistry
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• 제42권2호
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• pp.116-122
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• 1999

식물세포의 세포질 $Ca^{2+}$ 이동과 관련된 $Ca^{2+}$ 수송 특성을 조사하기 위하여, 토마토 뿌리조직으로부터 마이크로솜을 분리하고, $^{45}Ca^{2+}$ 흡수 실험을 수행하였다. 반응용액에 P-type ATPase의 선택적 저해제인 1 mM vanadate와 액포막 $H^+-ATPase$의 선택적 저해제인 50 mM $NO_3^-$를 첨가하였을 때, $^{45}Ca^{2+}$ 흡수는 각각 20%와 33%가 저해되었고, 두 가지 저해제를 동시에 첨가하였을 때, 약 47%가 저해되었다. 이러한 저해효과의 특성을 밝히기 위하여 protonophore인 gramicidin을 처리하여 막을 경계로 형성된 $H^{+}$의 농도기울기를 감소시켰을 때, $^{45}Ca^{2+}$ 흡수는 30% 가량 저해되어, 토마토 뿌리조직 마이크로솜에 $Ca^{2+}/H^+$ antiporter가 존재할 가능성을 확인하였다. Gramicidin의 저해효과는 vanadate에 의한 $^{45}Ca^{2+}$ 흡수 저해 이후에도 대조실험과 같은 정도로 얻어져 vanadate의 저해효과와는 무관한 것이 확인되었다. 그러나, $NO_3^-$를 처리하여 $^{45}Ca^{2+}$ 흡수를 저해시킨 후, gramicidin에 의한 추가저해는 거의 관측되지 않았다. 한편, 동물조직 ER/SR-type $Ca^{2+}-ATPase$의 선택적 저해제인 thapsigargin은 마이크로솜 $^{45}Ca^{2+}$ 흡수를 농도 의존적으로 저해하였으며, $10\;{\mu}M$ 농도에서 최대 저해효과를 나타냈다. Thapsigargin에 의한 저해효과는 $NO_3^-$를 사용하여 액포막 $H^{+}-ATPase$ 활성을 저해하였을 때와 gramicidin을 사용하였을 때, 현저하게 감소하였으며 , vanadate의 효과와는 무관하였다. 이러한 결과는 vanadate가 직접적으로 $Ca^{2+}-ATPase$를 저해하며, $NO_3^-$와 thapsigargin은 액포막에 위치한 $H^{+}-ATPase$의 활성을 저해하여 간접적으로 $Ca^{2+}/H^+$ antiporter를 저해함을 의미한다. 결론적으로, 본 연구의 결과는 토마토 뿌리조직에 $Ca^{2+}$ 이동을 유발하는 주요 효소로서 $Ca^{2+}-ATPase$와 액포막 $Ca^{2+}/H^+$ antiporter가 존재함을 보여준다.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.263-270
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• 2021

본 실험은 고온기 파프리카 재배에서 CaCl₂ 엽면 살포에 의한 배꼽썩음과 발생과 경감 효과를 알아보고자 과실 크기에 따른 살포 시기, 횟수 및 시간에 미치는 영향을 구명하였다. CaCl₂(Ca 0.4%) 엽면 살포는 6월 3일 부터 7월 1일 까지 방아다리 위 4-9 마디의 착과 과실과 잎에 식물체 1주당 350mL/회를 처리하였다. CaCl₂를 7일 간격으로 4주간 엽면 살포 후 수확한 파프리카의 Ca 함량은 배꼽썩음과 과실의 과폭 11-20mm 처리에서 가장 낮았고, pedicel > stem-end > middle, blossom-end 순으로 낮아졌다. 정상과 과실의 Ca 함량은 과폭 31-40mm 처리에서 뚜렷하게 증가하였고 배꼽썩음과와 비교할 때 78% 높았다. 과폭 21mm 이상의 과실 middle과 blossom-end 부위 Ca 함량은 정상과에서는 19.8%-28.8%였으며, 배꼽썩음과에서는 15.7%-18.5%였다. 과폭 31-40mm 처리에서 배꼽썩음과 발생율은 60% 이상으로 급격히 증가하였다. 과폭 크기별 엽면 살포 처리에 따른 파프리카 과중은 차이가 없었으며, 상품과율은 21-30mm 크기에서 가장 높았고, 당도는 과폭 11-30mm 처리에서 높았다. 과폭 21-30mm 파프리카에 7일 동안CaCl₂를 3회 엽면 살포하였을 때 세포벽 결합(cell wall-bound, CWB) Ca 함량은 가장 높았고, 배꼽썩음과 발생율은 6.3%로 가장 낮았다. CaCl₂ 엽면 살포 처리 10일 후 파프리카의 CWB Ca 함량은 대조구에 비해 모든 처리에서 2.9배-3.5배 증가하였다. 하루 중 1회 시간을 달리하여 CaCl₂ 엽면 살포하였을 때, 7일째 엽소현상이 오전 9시 30분 처리에서 부터 오후 17시 처리 까지 관찰되었고, proline 함량은 처리 시간이 늦어질수록 증가되었다. 따라서 파프리카 여름재배시 배꼽썩음과 발생 경감을 위한 CaCl₂ 엽면 살포 방법은 과폭 21-30mm인 시기에 3일 간격으로 2회-3회, 오전 8시 이전에 살포 하는 것이 적합하리라 본다.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제12권2호
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• pp.128-134
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• 1989

$Na^+-Ca^{2+}$ exchange process in sarcolemmal vesicles isolated from mesenteric arteries of Wistar-Kyoto normotensive(WKY) and spontaneously hypertensive rats(SHR) was investigated. The sarcolemmal fractions isolated after homogenization and sucrose density gradient centrifugation were enriched with 5'-nucleotidase and ouabain sensitive, $K^+-dependent$ phosphatase activities. When the vesicles were loaded with $Na^+$, a time dependent $Ca^{2+}$ uptake was observed. However, very little $Ca^{2+}$ uptake was observed when the vesicles were loaded with $K^+$, or $Ca^{2+}$ uptake of the $Na^+-loaded$ vesicles was carried out in high sodium medium so that there was no sodium gradient. When the vesicles loaded with $Ca^{2+}$ by $Na^+-Ca^{2+}$ exchange were diluted into potassium medium containing EGTA, $Ca^{2+}$ was rapidly released from the vesicles. $Na^+-dependent\;Ca^{2+}$ uptake was increased in SHR compared to WKY, but passive efflux of preaccumulated $Ca^{2+}$ from the vesicles was decreased in SHR. The data indicate that the membrane vesicles of rat mesenteric arteries exhibit $Na^+-Ca^{2+}$ exchange activity. It is also suggested that changes of this process in vascular smooth muscle cell membrane of SHR may be involved in higher intracellular $Ca^{2+}$ concentration and higher basal tone in SHR.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제21권6호
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• pp.664-670
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• 1998

The role of intracellular $Ca^{2+}$, in the regulation of tumor cell proliferation by products of arachidonic acid (AA) metabolism was investigated using U-373 MG human as trocytoma cells. Treatment with nordihydroguaiaretic acid (NDGA), a lipoxygenase (LOX) inhibitor, or caffeic acid (CA), a specific 5-LOX inhibitor, suppressed proliferation of the tumor cells in a dose-dependent manner. However, indomethacin (indo), a cyclooxygenase (COX) inhibitor, did not significantly alter proliferation of the tumor cells. At anti-proliferative concentrations, NDGA and CA significantly inhibited intracellular $Ca^{2+}$ release induced by carbachol, a known intracelluar $Ca^{2+}$ agonist in the tumor cells. Exogenous administration of leukotriene $B_4(LTB_4)$, an AA metabolite of LOX pathway, enhanced proliferation of the tumor cells in a concentration-dependent fashion. In addition, $LTB_4$, induced intracelluar $Ca^{2+}$ release. Intracellular $Ca^{2+}$-inhibitors, such as an intracellular $Ca^{2+}$ chelator (BAPTA) and intracellular $Ca^{2+}$-release inhibitors (dantrolene and TMB-8), significantly blocked the LTB4-induced enhancement of cell proliferation and intracellular $Ca^{2+}$ release. These results suggest that LOX activity may be critical for cell proliferation of the human astrocytoma cells and that intracelluar $Ca^{2+}$ may play a major role in the mechanism of action of LOX.