• 생명과학회지
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• 제14권4호
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• pp.657-663
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• 2004

고추에서 클로닝된 sesquiterpene cyclase (CASC) promoter에 cinnamic acid 4-hydroxylase (C4H)유전자를 클로닝하여 담배에 형질전환하였다. 형질전환체의 분석은 PCR, Southern blot분석으로 하였으며, CASC promoter의 작동여부를 조사하기 위하여 GUS histochemical assay를 하였다. 스트레스에 반응한다고 알려진 CASC promoter를 C4H gene과 fusion하여 C4H activity를 조사하여 스트레스에 반응하는 정도를 조사하였다. 최종적인 형질전환체로 확인된 개체는 평균 16.4% 정도였으며, 각 promoter별로 약간의 편차를 보였다. C4H activity 조사시 스트레스를 주지 않았을 때 대조구가 비슷한 양상을 나타내었다. 스트레스를 주었을 때 대조구와 비교하여 promoter 3번은 1.3배 activity가 높아졌으며 4번은 1.4배, 6은 2배, cyc 600은 1.1배 높아졌다. 이런 결과로 보아 이 promoter들은 UV에 반응하는 promoter이며 앞으로 stress에 저항하는 유전자의 적당한 promoter로, 타작물에 적용하여 stress저항성 작물의 육성 시 매우 유용하게 사용될 것으로 사료된다.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제2권4호
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• pp.333-337
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• 1997

Trans-cinnamic acid-4-hydroxylase(tC4H) is the first cytochrome P450-dependent monooxygenase of the phenylpropanoid pathway. The roots of avocado seedlings were wounded and examined to determine whether the tC4H would be activated in response to wounding and/or whether tC4H activity be modulated by the application of exogenous p-coumarate. At the specified length of times, the wounded and treated roots were either frozen in liquid nitrogen or used immediately to extract microsomal proteins. The microsomal proteins were subjected to immunoblot analysis using polyclonal antibodies against CYP73 of tC4H gene. In this study, tC4H was induced in wounded roots sealed in bags within 6 hours, and in low level({TEX}$10^{-8}${/TEX}M) of p-coumarate solution within 24 hours, whereas the olution without p-coumarate and high levels of p-coumarate solution repressed tC4H induction in wounded roots. These results indicate that tC4H is induced by wounding in the root of avocado, and is inhibited by the application of exogenous p-coumarate.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제19권3호
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• pp.219-222
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• 1996

Ephedra olistachya cultures have been known to accumulate $rho-coumaroylamino$ acids by elicitor treatment. Based on their chemical structures, the biosynthetic pathway of$rho-coumaroylamino$acids was postulated and phenylalanine ammonia-lyase (PAL), cinnamic acid 4-hydroxylase (4-CH) and p-coumaroyl CoA: D-Ala p-coumaroyltransferase ($rho-CT$) were supposed to be involved in the pathway. The time course inductions of these enzymes were investigated after treatment of yeast extract, yeast-derived mannan glycopeptide and D-Ala. They were detectable at only 4 hours and reached to their maximum level at 9 hours after onset of elicitor treatment. The activities of PAL and 4-CH were almost disappeared within 24 hours, however, that of $rho-CT$was remained up to 48 hours irrespective of the kind of elicitors. $rho-CT$ showed substrate specificity to D-Ala at crude enzyme extract level.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제5권1호
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• pp.79-88
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• 2011

Vitis vinifera cv. Koshu is a traditional grape cultivar that has been grown for centuries in Japan. The Koshu grape has pink-colored skin and Koshu wines have slight astringency. We demonstrated for the first time the characterization of hydroxycinnamic acids, flavan-3-ols, and flavonoids in Koshu grape using high-performance liquid chromatography and liquid chromatography-mass spectrometry. The gross weight of phenolic compounds excluding anthocyanins and proanthocyanidins in Koshu grape at harvest was higher than those in Sauvignon Blanc, Chardonnay, and Merlot grapes. In addition, hydroxycinnamic acid and monomeric flavonol contents in Koshu grape were also higher than those in the other grape cultivars. Transcription analysis of cinnamic acid 4-hydroxylase, p-coumarate 3-hydroxylase, caffeate methyltransferase, and flavonol synthase genes indicated high accumulation of hydroxycinnamic acids and flavonols in Koshu grape skin compared with the other cultivars. These findings obtained by chemical and molecular approaches partially explained the phenolic characteristics and the peculiar astringency of Koshu grape.

• 한국잡초학회지
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• 제17권1호
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• pp.59-65
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• 1997

Bentazon이 첫 분해대사물질인 6-hydroxy bentazon으로 변화하는데 관련하는 cytochrome P-450 활성을 증진시키는 방법을 모색하기 위하여 벼 microsome에서 hydroxylase 효소 유기물질을 처리하여 bentazon 6-hydroxylase(B6H)와 식물에서 흔히 볼 수 있는 cinnamic acid 4-hydroxylase(CA4H) 효소를 대조하여 효소활성을 검정하였다. 1,8-naphthalic anhydride 0.5-2% 농도를 벼 종자에 분의처리하거나 fenclorim 5, 10${\mu}M$을 벼종자에 침지처리함에 따라 B6H와 CA4H 효소 활성이 증대되었다. Ethanol 2.5%를 벼 유묘에 처리함으로써 B6H와 CA4H 활성이 증대되었으며, phenobarbital 12mM 처리에서 B6H 활성이 증대되었고 phenobarbital 2mM 처리에서는 CA4H 활성이 증대되었다. B6H 효소활성은 ethanol 2.5, 5%와 phenobarbital 8, 12mM 혼합 처리 또는 1,8-naphthalic anhydride 0.5, 1%와 phenobarbital 8, 12mM 혼합처리에서 상승적으로 증가하였으며, CA4H 효소는 혼합처리에 의하여 활성이 저하되었다. 한편 벼 5 일묘에서는 B6H와 CA4H 활성 이 가장 높았으며 묘령이 진전될수록 효소활성은 현저히 감소되는 경향을 나타냈다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제40권6호
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• pp.501-507
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• 1997

파라과이 원산의 국화과 식물 Stevia rebaudiana Bertoni는 steviol (ent-13-hydroxy kaur-16-en-19-oic acid)을 기본 골격으로 하는 stevia 감미료를 건물 중량의 5-10%를 생합성하여 축적을 한다. 감미성분은 Gibberellin 생합성의 전구체로 알려진 ent-kaurenoic acid (ent-kaur-16-en-19-oic acid; ent-KA)의 7번과 13번의 어느 탄소에 hydroxylation을 시키느냐에 따라 gibberellin 대사와 steviol 대사로 나뉘어진다. ent-KA 13-hydroxylase를 stevia 엽록체의 stroma에 존재하는 것을 확인했다. Stroma 분획 단백질 $100\;{\mu}g$으로 효소 반응의 cofactor 요구성을 조사해 본 결과, 반응 혼합액에 NADPH를 첨가하지 않았을 때는 85%의 효소활성의 감소를 보였고, NADPH 대신 NADH를 첨가해도 34%의 감소를 보였다. anaerobic 조건에서는 2.1%의 활성을 뛰었다. 이 결과로 ent-KA 13-hydroxylase는 NADPH와 $O_2$ 요구성임을 밝혔다. FAD, FMN, riboflavin을 첨가함으로써 FAD는 1.5배, riboflavin은 1.7배의 효소활성 증가 효과가 나타났다. 효소의 기질 특이성을 조사한 결과, t-cinnamic acid, 4-hydroxyphenyl acetic acid, choline과 resorcinol에는 전혀 활성이 검출되지 않았으며, $[^(14)C]-methyl-KA$를 ent-KA 대신에 기질로 사용했을 때는 16.7% 의 활성이 검출되어 ent-KA 13-hydroxylase는 기질특이성이 높은것으로 확인되었다.

• 생명과학회지
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• 제12권3호
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• pp.274-280
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• 2002

Phenylpropanoid pathway 생성물질은 식물의 self-defense에 관계하며 이러한 물질들은 UV뿐 아니라 wounding, pathogen과 같은 environmental stress에 의해 생성되는 것으로 알려져 있다. 벼에서 PAL mRNA 는 UV 조사 후 12시간에서 48시간까지는 증가하였으나 48시간부터 60시간까지는 점점 줄어드는 경향을 보였다. 한편 PAL의 활성은 UV조사 후 24시간에서 가장 높았지만 상처에 의해서는 PAL의 활성이 벼에서는 증가하지 않았다. 그러나 고추에서는 UV조사와 상처를 준 후 24시간과 10시간에서 각각 높은 활성을 나타내었다. 벼와 고추 모두 cinnamic acid 4-hydroxylase의 활성은 상처를 준 후 12시간에서 증가하였지만 UV 조사는 C4H 활성에 영향을 주지 않았다. 이러한 결과로 볼 때 벼와 고추에서는 UV 조사와 상처가 모두 PAL, C4H 효소활성에 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 식물조직배양학회지
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• 제24권4호
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• pp.233-238
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• 1997

Salicylic acid (SA) is involved in the establishment of systemic acquired resistance (SAR) in many plant including tobacco. Considering the important role of SA in disease resistance, biosynthetic and metabolic pathways of SA in tobacco have been studied extensively: The initial step for biosynthetic pathway of SA is conversion of phenylalanine to trans-cinnamic acid, followed by decarboxylation of trans-cinnamic acid to benzoic acid and ie subsequent ring hydroxylation at the C-2 position to form SA. In TMV inoculated tobacco, most of the newly synthesized SA is glucosylated or methylated. Methyl salicylate has been identified as a biologically active, volatile signal. In contrast, the two glucosylated forms accumulate in the vicinity of lesions and consist of SA glucoside, a major metabolite, and SA glucose ester, a relatively minor from. Two enzymes involved in SA biosynthesis and metabolism have been purified and characterized : benzoic acid 2-hydroxylase which catalyzes conversion of benzoic acid to SA; UDP-Glucose: SA 1-O-D glucosyltransferase which converts SA to SA glucose ester. Further studies of the biosynthetic and metabolic pathways of SA will help to elucidate the SAR signal transduction pathway and provide potential tools for the manipulation of disease resistance.

• 한국작물학회지
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• 제46권1호
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• pp.22-28
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• 2001

The induction of enzymes and the accumulation of their end products associated with self-defense mechanism in rice were investigated. When rice leaves were irradiated with UV light, activities of diterpene cyclase, phenylalanine ammonia-lyase (PAL), and cinnamic acid 4-hydroxylase (CA4H) were induced and rice phytoalexin, momilactone A was accumulated. The content of p-coumaric acid in rice leaves was closely correlated with self-defense or allelopathic potential against barnyardgrass. UV-challenged rice leaves gave rise to the inhibition of barnyardgrass growth.

• 대한유전성대사질환학회지
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• 제20권2호
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• pp.37-43
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• 2020

페닐케톤뇨증(PKU)은 전세계적으로 가장 잘 알려지고 중요한 유전성 대사질환이다. 1950년대 이후 단백제한을 이용한 식사치료를 처음으로 시도하여 성과가 있었던 질환이며 1960년대 이후 신생아선별검사를 통해 조기진단과 조기치료가 가능하게 된 최초의 유전성대사질환이기 때문이다. 단백제한 식사치료의 효과가 좋지만 학동기, 사춘기 이후 성인시기까지 유지하는 것의 어려움이 있고 이시기에 조절이 잘 되지 않았을 경우 경련, 여러가지 정신과적인 문제들, 삶의 질의 감소 등이 문제가 되어서 오랜 기간 치료를 위한 여러 방법들이 제시되었다. 더해서 2014년 미국의학유전학회(American Medical College of Medical Genetics and Genomics, ACMG)에서 전 연령에서 혈중 페닐알라닌 수치를 120-360 umol/L로 제시를 한 이후 더욱 치료의 중요성이 올라갔다. 2000년대 페닐알라닌수산화 효소(phenylalanine hydroxylase, PAH)의 조효소인 tetrahydrobiopterin (BH4)가 치료 승인되어서 약물반응을 보이는 환자에서 치료가 시작되었으며 4세미만에서도 허가가 되어서 이른 시기부터 약물치료를 병행하여 효과를 보게 되었다. 높은 혈중 페닐알라닌수치가 혈액-뇌 장벽(Blood-brain barrier, BBB)을 통하여 뇌로 넘어가서 회백질의 변성을 나타내게 되는 문제를 막기 위해 거대중성아미노산(LNAA)를 이용한 치료가 시도되고 있다. 오랫동안 연구되었던 페닐알라닌을 trans-cinnamic acid와 암모니아로 변화를 시키는 phenylalanine ammonialyase (PAL)을 이용한 효소치료는 최근 약제로 개발되어서 2018년 이후 성인환자를 대상으로 치료가 시작되었고 잘 조절되지 않는 환자들에게 효과를 보이고 있다. PAL을 경구용으로 개발하는 것이 빠르게 진행 중이며 유전자치료에 대한 연구들도 활발하게 진행이 되고 있어 다양한 치료들이 앞으로 기대된다.