• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권2호
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• pp.373-378
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• 2004

The regulatory mechanism of methionine biosynthesis in Corynebacterium glutamicum was analyzed at the protein arid gene expression level. O-Acetylhomoserine sulfhydraylase (encoded by metY) was inhibited by 10 mM methionine to a residual activity of 10% level, whereas no such inhibition was found with cystathionine $\gamma$-synthase (encoded by metB) and cystathionine $\beta$-lyase (encoded by metC). The enzymatic activity of homoserine acetyltransferase (encoded by metX) was repressed to a residual activity of 25% level by 10 mM methionine which was added to the growth medium. Cystathionine $\gamma$-synthase and cystathionine $\beta$-lyase were also repressed by 10 mM methionine, but only to a residual activity of 50-70% level. O-Acetylhomoserine sulfhydrylase was very sensitive to repression by 10 mM methionine, showing residual activity of 13%. In addition, homoserine acetyltransferase was also repressed by 10 mM cysteine to 50% of its original activity. No repression of the enzymes by S-adenosyl methionine was observed. The pattern of repression by methionine indicated that the metB and aecD genes might be regulated by a common mechanism, while the metA and metY genes are differently regulated.

• 대한화학회지
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• 제49권3호
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• pp.278-282
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• 2005

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권1호
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• pp.11-17
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• 2014

Selenium(Se)은 사람에게 필수성분이지만 독성이 강한 물질이다. 따라서 생체에서 Se(셀레늄)의 농도조절은 정확하고 효율적으로 이루어져야 한다. 사람은 Se을 음식의 형태로 섭취해야 하고 주로 seleno-L-methionine (L-SeMet)의 형태로 섭취한다. 섭취된 L-SeMet은 methionine 대사와 동일한 효소를 이용하여 Se-adenosyl-L-SeMet으로 대사된다고 알려져 있었다. 그러나 최근 쥐의 간 추출물의 실험에서, L-SeMet이 cystathionine ${\gamma}$-lyase (mouse CGL)의 작용으로 methylselenol ($CH_3SeH$)로 직접적으로 대사된다는 보고가 있었다. CGL은 원래 cystathionine을 L-cysteine과 ${\alpha}$-ketobutyrate, 그리고 $NH_3$로 분해하는 효소로 알려져 있었다. 따라서 본 연구에서는 쥐의 간 추출물 대신에 인간의 CGL을 분리 정제하여 L-SeMet에서 methylselenol의 형성을 확인하고자 하였다. Methylselenol의 표준시료는 dimethyldiselenide를 sodium tetrahydroborate로 환원시켜 준비하였다. 그리고 L-SeMet을 기질로 사용한 효소 반응액 중에서 가스상의 생성물은 GC/MS 스펙트럼으로 분석하였다. 분석 결과 methylselenol의 유도체인 dinitrophenyl selenoether와 일치하였다. 또한 인간 CGL이 L-SeMet에서 methylselenol을 형성하는 반응의 kinetic parameter를 mouse CGL과 비교 분석하였다. 결과적으로 human CGL은 섭취된 L-SeMet의 대사를 책임지고 있는 중요한 효소이다.

• 대한한방부인과학회지
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• 제19권1호
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• pp.97-110
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• 2006

Purpose : To address the ability of Myrrha (MY) to induce cell death, we investigated the effect of MY on apoptosis. In human cervical carcinoma HeLa cells, apoptosis occurred following MY exposure in a dose-dependent manner. Methods : We have tested several kinds of anti-oxidants to investigate the MY-induced apoptotic mechanism. Among the anti-oxidants, N-acetyl cysteine(NAC) or reduced glutathione (GSH) protects MY-induced apoptosis. NAC is an aminothiol and synthetic precursor of intracellular cysteine and GSH. To confirm the role of GSH in MY-induced apoptosis, methionine and cystathionine-glutathione extrusion inhibitors were treated in the presence of MY. Results : NAC, GSH, methionine or cystathionine led to protective effect against MY-induced apoptosis in HeLa cells. The GSH and GSH-associated reagents regulate MY-induced cytochrome c release and the resultant caspase-3 activation. Furthermore, the two specific inhibitors of carrier-mediated GSH extrusion, methionine and cystathionine demonstrate GSH extrusion occurs via a specific mechanism. While decreasing GSH extrusion and protecting against MY-induced apoptosis, methionine and cystathionine failed to exert anti-apoptotic activity in cells previously deprived of GSH. Conclusion : the target of the protection is indeed GSH extrusion. This shows that the protective effect is achieved by forcing GSH to stay within the cells during apoptogenic treatment. All this evidence indicates the extrusion of GSH precedes andis responsible for the apoptosis, probably by altering the intracellular redox state, thus giving a rationale for the development of redox-dependent apoptosis in MY-treated human cervical carcinoma HeLa cells.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제35권3호
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• pp.196-202
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• 2007

본 연구에서는 최근 심혈관 순환계의 새로운 위험인자로 등장한 homocysteine을 생체 내에서 전환시키는 효소인 cystathionine ${\beta}$-synthase의 돌연변이에 관한 연구를 수행하였다. 인간의 cystathionine ${\beta}$-synthase에 돌연변이가 생기면 그 효소활성에 문제가 발생하여 homocysteine이 생체에 축적되어 부작용을 일으키는 homocystinuria라는 유전병이 생기게 되는데 여러 돌연변이 중 G3O7이 serine으로 치환된 돌연변이가 많은 비중을 차지한다. 한편 인간의 cystathionine ${\beta}$-synthase는 heme을 prosthetic group로 가지고 있어서 여러 스펙트럼 연구에 장애가 있으나, 같은 기능을 갖고 인간의 cystathionine ${\beta}$-synthase와 높은 상동성를 가지는 효모 유래의 cystathionine ${\beta}$-synthase는 heme을 포함하고 있지 않아 스펙트럼 연구에 용이한 점을 이용하여 인간의 G3O7에 해당하는 G247의 부위를 serine으로 치환, 정제하여 그 생화학적 특성을 살펴보았다. 효모의 G247S는 C 말단이 잘린 truncated form과 전체단백질이 모두 함유된 full length form의 두 가지를 이용하여 실험하였다. 두 돌연변이 단백질 모두에서 기질로써 L-homocysteine과 L-serine을 이용한 방사선 동위원소 $C^{14}$을 사용하여 활성을 측정한 바 활성이 전혀 검출되지 않았으며 ${\beta}$-mercaptoethanol과 L-cysteine을 기질로 이용한 방법에서도 황화수소를 검출할 수 없었다. 또한 UV-visible spectrum과 CD spectrum에서도 PLP의 특이적인 흡수지대인 410 nm에서의 흡수를 전혀 검출 할 수 없었다. 또한 PLP의 검출방법인 KCN과의 incubation실험에서도 PLP를 검출할 수 없었다. 보고된 인간 cystathionine ${\beta}$-synthase 결정3차 구조를 분석하여 본 바, G307은 조효소 PLP의 근방에 위치하여 bulky한 R group인 serine으로 치환될 경우 효소와 PLP의 결합을 극도로 저지하여 활성을 저지하는 것으로 생각된다 G247S를 고농도의 PLP와 incubation하여도 활성이 회복되지 않으며 단백질로의 PLP의 incorporation이 관찰되지 않았다. 이는 인간의 G307S환자가 PLP를 투여하여도 병세의 호전이 없는 이유를 설명하고 있다. 결론적으로 G307S 돌연변이에 기인한 homocystinuria 환자는 CBS의 활성이 전무하며 PLP의 투여에도 효과가 없음이 효모를 이용한 본 연구에서 확인되었다.

• 생명과학회지
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• 제21권1호
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• pp.119-126
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• 2011

질병과 밀접한 관계가 있는 hCGL 단백질의 경우 대량 배양 시 유도체를 사용하지 않아도 발현이 되는 점과 유전자 측면에서 조작이 쉬운 E.coli를 이용하여도 발현이 된다는 점에 있어서 중요한 이점을 가지고 있다. 본 연구에서는 배양되는 온도와 발현에 관련 있는 유도체의 농도, 600 nm에서의 균 성장 정도에 따른 유도체의 첨가 그리고 배지의 양을 조절하면서 유입되는 aeration의 조건으로 hCGL 단백질 발현의 최적의 조건 확립을 목적으로 하였다. 또 각 발생되는 inclusion body의 양을 측정하면서 보다 많은 가용성 단백질을 발현시키는 조건을 확립하고자 하였다. hCGL 단백질은 저온에서 보다 많은 양의 단백질이 발현되며 inhibitor의 억제를 담당하는 유도체의 농도와는 상관없이 발현이 되었다. 또한 균의 성장 정도에 따라 유도체의 첨가시기를 달리 하였을 때, 발현 비율에 차이는 있었으나 전체적인 단백질 양과 비교해 보면, 이는 hCGL 발현에 큰 영향을 미치지 않는다. 배지의 양을 달리하여 살펴본 aeration에 따른 hCGL 발현 정도는 배지의 부피가 15%일 때 높은 aeration으로 균의 양은 많았으나 목적 단백질인 hCGL의 발현은 aeration이 되지 않는 조건에서 더 잘되는 것을 확인하였다. 그리고 His-TEV-hCGL의 활성은 야생형 hCGL의 활성을 기준으로 하였을 때, L-cystathionine을 기질로 하였을 경우 76%, L-cysteine을 기질로 하였을 경우 88% 수준으로 유사한 활성을 나타내었고, 이는 손쉽게 정제 가능한 His-TEV-hCGL을 야생형을 대신하여 사용할 수 있음을 시사한다. 또한 His-TEV-hCGL이 야생형 hCGL과 같이, 427 nm에서 흡광을 가지는 것으로 보아 보효소PLP를 포함하고 있음을 알 수 있었다. 이로써 homocysteine 대사연구에 필수적인 hCGL 효소를 다량 얻는 방법을 확립하고, 관련 연구에 기여하리라 사료된다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제39권1호
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• pp.62-74
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• 2023

Plant pathogenic Pectobacterium species cause severe soft rot/blackleg diseases in many economically important crops worldwide. Pectobacterium utilizes plant cell wall degrading enzymes (PCWDEs) as the main virulence determinants for its pathogenicity. In this study, we screened a random mutant, M29 is a transposon insertion mutation in the metC gene encoding cystathionine β-lyase that catalyzes cystathionine to homocysteine at the penultimate step in methionine biosynthesis. M29 became a methionine auxotroph and resulted in growth defects in methionine-limited conditions. Impaired growth was restored with exogenous methionine or homocysteine rather than cystathionine. The mutant exhibited reduced soft rot symptoms in Chinese cabbages and potato tubers, maintaining activities of PCWDEs and swimming motility. The mutant was unable to proliferate in both Chinese cabbages and potato tubers. The reduced virulence was partially restored by a complemented strain or 100 µM of methionine, whereas it was fully restored by the extremely high concentration (1 mM). Our transcriptomic analysis showed that genes involved in methionine biosynthesis or transporter were downregulated in the mutant. Our results demonstrate that MetC is important for methionine biosynthesis and transporter and influences its virulence through Pcc21 multiplication in plant hosts.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVII)
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• pp.619-619
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• 2005

• 한국식물학회:학술대회논문집
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• 한국식물학회 2002년도 춘계학술발표대회:발표눈문요지록
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• pp.73-82
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• 2002

The committing step in Met and S-adenosyl-L-methionine (SAM) synthesis is catalyzed by cystathionine ${\gamma}$ -synthase (CGS). Transgenic Arabidopsis thaliana overexpressing CGS under control of 35S promoter show increased soluble Met and its metabolite S-methylmethionine, but only at specific stages of development. CGS-overexpressing seedlings are resistant to ethionine. Similar results were obtained with transgenic potato plants overexpressing Arabidopsis CGS. Several of the transgenic lines show silencing of CGS resulting in deformed p]ants with a reduced capacity for reproductive growth similar as transgenic plants by antisense RNA (CGS[-]). Exogenous feeding of Met to the CGS[-] and CGS[+] silenced plants partially restores their growth. Similar morphological deformities are observed in plants cosuppressed for SAM synthetase, even though such plants accumulate 250 fold more soluble Met than wild type and they overexpress CGS. The results suggest that the abnormalities associated with CGS and SAM synthetase silencing are due in part to a reduced ability to produce SAM, and that SAM may be a regulator of CGS expression.

• 약학회지
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• 제51권6호
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• pp.383-388
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• 2007

It has been reported that sulfur-containing intermediates or products in the transsulfuration pathway including S-adenosylmethionine, 5'-methylthioadenosine, glutathione and taurine can prevent liver injury mediated by inflammation response induced by lipopolysaccharide (LPS) treatment. The present study examines the modulation of hepatic metabolism of sulfur amino acid in a model of acute sepsis induced by LPS treatment (5 mg/kg, iv). Serum TNF-alpha and hepatotoxic parameters were significantly increased in rats treated with LPS, indicating that LPS results in sepsis at the doses used in this study. LPS also induced oxidative stress determined by increases in malondialdehyde levels and decreases in total oxy-radical scavenging capacities. Hepatic methionine and glutathione concentrations were decreased, but S-adenosylho-mocysteine, cystathionine, cysteine, hypotaurine and taurine concentrations were increased. Hepatic protein expression of methionine adenosyltransferase, cystathionine beta-synthase and cysteine dioxygenase were induced, but gamma-glutamylcysteine ligase catalytic subunit levels were decreased. The results show that sepsis activates transsulfuration pathway from methionine to cysteine, suggesting an increased requirement for methionine during sepsis.