Park, Nan-Hyang;Chun, Sun-Bum;Han, Tae-Young;Han, Sang-Hwa
BMB Reports
/
v.29
no.4
/
pp.300-307
/
1996
ATP and ADP are potential regulators of mitochondtial respiration and at physiological concentrations they affect the rate of electron transfer between cytochrome c and cytochrome c oxidase. The electron transfer, however, depends on the electrostatic interaction between the two proteins. In order to exclude any nonspecific ionic effects by these polyvalent nucleotides, we used 2'-O-(2,4,6)trinitro(TNP)-derivatives of ATP and ADP which have three orders of magnitude higher affinity for cytochrome c oxidase. A simple titration of the fluorescence intensity of TNP by cytochrome c oxidase showed a binding stoichiometry of 2:1 cytochrome c:cytochrome c oxidase. Higher ionic strength was required for TNP-ATP than for TNP-ADP to be dissociated from cytochrome c oxidase, indicating that the negative charges on the phosphate group are at least partially responsible for the binding. In both spectrophotometric and polarographic assays, addition of ATP (and ADP to a less extent) showed an enhanced cytochrome c oxidase activity. Both electron paramagnetic resonance and fluorescence spectra indicate that there is no Significant change in the cytochrome c-cytochrome c oxidase interaction. Instead, reduction levels of the cytochromes at steadystate suggest that the increased activity of nucleotide-bound cytochrome c oxidase is due to faster electron transfer from cytochrome ${\alpha}$ to cytochrome ${\alpha}_3$, which is known to be the fate limiting step in the oxygen reduction by cytochrome c oxidase.
Cytochrome-c-oxidase in mitochondria membrane is one of the most important factors for energy generation in the cell. As well as it is electron transfer enzyme, it is also heavily related to the apoptosis and other pathologic conditions. Meanwhile, porin is a protein located in inner and outer membranes of mitochondria, which is assumed to be functionally correlated with cytochrome-c-oxidase. It functions as forming electron transfer chain and conveying ATP. Therefore, using the immune-microscopy, It compared the distribution of cytochrome-c-oxidase and porin to figure out the formation and changes on cytochrome-c-oxidase in mitochondrial cristae. The sarcroplasm of cardic muscle tissue has many mitochondria. They are classified into two groups: the mitochondria with many cytochrome-c-oxidase and the mitochondria with only porins. The mitochondria with porins had few cytochrome-c-oxidases in their membrane; in contrast, the other mitochondria with rich cytochrome-c-oxidase had few porins in their walls. In addition, according to the location of the tissue in bovine heart, distribution of those kind of mitochondria had been clearly separated. As a result, it could be assumed that immature mitochondria has many porins to transfer the protein materials from sarcroplasm through the porins, and they made cytochrome-c-oxidase until it is enough, and then they decreased the porin and maintained minimum number of the porin.
The chromatophore from the chemotrophically grown facultative anaerobic photosynthetic bacterium, Rhodopseudomonas gelatinosa ATCC 17013 was isolated through stepwise sucrose gradient centrifugation. The isolated chromatophore showed high activities of the cytochrome $bc_{1}$ complex and cytochrome c oxidase. The activity of cytochrome $bc_{1}$ complex was completely inhibited by .5$\mu$M antimycin A,10$\mu$M myxothiazol, and that of cytochrome c oxidase was completely inhibited by .$50\mu$M KCM and $100\mu$M $NaN_{3}$but not inhibited by carbon monoxie. The activity of cytochrome c oxidase of th chromatophore was increased by addition of ionophores or protonophores. The reduced-oxidised difference sspectrum of cytochrome $bc_{1}$ complex isolated by affivity chromatography showed the absorption maxima at 553 nm(shoulder at 547 nm), 520 nm, and 418.5 nm, on the other hand, that of cytochrome c oxidase showed .alpha., .betha. and soret peaks at 554 nm, 523 nm, and 421 nm, respectively. The cytochrome c oxidase from chemotrophically grown Rhodopseudomonas gelatinosa seems to be a b-type cytochrome c oxidase.
Park, Hee-Young;Chun, Sun-Bum;Han, Sang-Hwa;Lee, Kwang-Soon;Kim, Kyung-Hoon
BMB Reports
/
v.30
no.6
/
pp.397-402
/
1997
A thiol-specific spin label was attached to cysteine-102 of yeast cytochrome c and electron paramagnetic resonance (EPR) spectra were measured as a function of added cytochrome c oxidase concentration. The intensity decreased due to line broadening as cytochrome c formed a complex with cytochrome c oxidase and reached a minimum when the ratio of cytochrome c to cytochrome c oxidase became one. Replacement of either Lys-72 or Lys-87 of cytochrome c by Glu did not result in a significant change in binding affinity. Interestingly the K72E mutant, unlike K87E, had a much lower rate of electron transfer than the wild type. These results indicate that many positively charged residues as a group participate in complex formation but Lys-72 might be important for cytochrome c to be locked in an orientation for an efficient electron transfer. A stoichiometry of 1 was also confirmed by optical absorption of the cytochrome c-cytochrome c oxidase complex which had been run through a gel chromatography cloumn to remove unbound cytochrome c. The EPR spectrum of this 1:1 complex, however, was a mixture of two components. This explains a biphasic kinetics for a single binding site on cytochrome c oxidase without invoking conformational transition.
Cytochrome oxidase was purified from bovine-heart mitochondria and its enzymatic properties were examined. The purified cytochrome oxidase was identified by its absorption spectrum and chromatogram through gel filtration. The specific activity, purification degree and yield of purified cytochrome oxidase were 18 nmol/mg/ml/min, 24.83 fold and 0.93%, respectively. The activity of the enzyme assayed by a ferrocytochrome $c-O_2$ system was optimized at $25^{\circ}C$ and pH 6.5. Examining the effect of nonionic detergents established that cytochrome oxidase was deactivated by Triton X-100. The oxidase was activated by Tween 80 and deactivated by Tween 20. The Michaelis constant and maximum velocity of the oxidase for ferrocytochrome c were 0.032~0.044 mM and 0.019~0.021 mM/min, respectively. After adaption to basal diet for a week, experimental diets containing 6 mg Cu/kg, or zero mg Cu/kg, or 12 mg Cu/kg were fed to a control group, a copper-free group and a copper-rich group of Sprague-Dawley rats, respectively, for 4 weeks. The specific activities assayed for the ferrocytochrome $c-O_2$ system of isolated cytochrome oxidase from the rat liver of control, copper-free, and copper-rich group were 1.00, 1.19, and 0.878 nmol/mg/ml/min, respectively. Their degrees of purification were 11.38, 10.82 and 8.78 fold, respectively. The specific activities for liver and heart mitochondrial cytochrome oxidase of copper-free/copper-rich groups assayed using the ferrocytochrome $c-O_2$ system were 81.4% and 96.4%/64.1% and 61.1%, respectively, compared with those of the control.
Cytochrome c oxida5e from chemotrophically grown R p , geliitinosu was purified by cytochrome c affinity chromatography and DEAE-Sephacel ion exchange chromatography. The molecular weight of the cytochrome c oxidase was approximately 110.000 Da by sephacryl s-300 gel chromatography and approximately 52, 000 Da by SDS-gel electrophoresis, respectively. Therefore. cytochrolne c oxidase of Rps. gehtinosu seems to be dimer. The cytochrome c oxidasc was very sensitive to temperature. It's Km and Vmax were 20 pM and 44 unitlmg protein for horsc heart cytochrome c as a substrate. respectively, and its optimum pH and temperature were 6.4 and 25$^{\circ}$C. respectively. The absorption peaks of the reduced cytochrome c oxidase showed at 554 nm, 523 nm. and 422 nm. The activiiy of cytochrome c oxidase was inhibited by KCN, and NaN3, but not by CO, antimycir~ A. and myxothiazol. The cytochrome c-551 was produced either in phototrophically or chemotrophically grown Rps. gelaiinosci. The rcduced cytochrome c-551 was oxidized by b-type cytochrome c oxidase from Rp.v. gc.lrtino.sc~. Km and Vmax of cytochrome c oxidase was 26 pM and 31 unitlnlg protein For cytochrome c-551 as a substrate. respectively. Thercfore. thc electron transfer chain of chemotrophically grown Rps. glatinosa seems lo be ubiquinol cytochrome bc, complex -'cytochrome c-55lMb-type cytochrome c oxidase+02.
Ferricytochrome c was artificially made to receive the aqueous electrons evolved through the influence of illuminated chloroplast. This ferricytochrome c, which was bombarded by electrons, was reduced to ferrocytochrome c by making sure that a certain cytochrome is reduced. This may require an electronic attack that is created by the chloroplast inside the plant cell. The possibility of reversing the oxidation of ferrocytochrome c by cytochrome oxidase was examined using a contrived redox system composed of cytochrome oxidase, ferricytochrome c and chloroplast with illumination. We recognized that the oxidase is unserviceable for the reversibleness in spite of the existence of chloroplast.
This study was conducted to understand the role of oxidative enzyme cytochrome $P_{450}$ in the bioactivation of benfuracarb and to know metabolites of benfuracarb by cytochrome $P_{450}$. The bimolecular imhibition rate constant $(k_i)$ of benfuracarb on acetylcholinesterase (AChE) was as low as $1.1{\times}10^3\;M^{-1}\;min^{-1}$, suggesting that benfuracarb should be activated for its toxic action. The potency of benfuracarb on AChE in the oxidase system (cytochrome $P_{450}$ + NADPH) in vitro was 10-fold higher than that of control (cytochrome $P_{450}$). Such a similar result was also found in the oxidase + PBO system. In vivo the $I_{50}$ of benfuracarb was 22.7mg $kg^{-1}$, but pie-treatment of piperonyl butoxide (PBO) reduced the $I_{50}$ by >100mg $kg^{-1}$. This result suggests that cytochrome $P_{450}$ was involved in the activation of benfuracarb. Using microsomal oxidase system, metabolites of benfuracarb were elucidated. Fifty-eight percent of benfuracarb was converted to carbofuran, a major toxic metabolite, in the oxidase system, while only less than two percent of benfuracarb was converted to carbofuran in the oxidase + PBO system. These results also suggest that cytochrome $P_{450}$ was involved in the activation of benfuracarb. Overall results indicate that cytochrome $P_{450}$ could be involved in the bioactivation of benfuracarb to carbofuran.
In order to assess controversial' proposals concerning the fatty acid-induced uncoupling of mitochondrial oxidative phosphorylation, we investigated the interaction of stearic acid with key mitochondrial proteins and measured the effect of stearic acid on the respiration of cytochrome c oxidase vesicles. Electron paramagnetic resonance spectra of spin-labeled stearic acid clearly demonstrated that cytochrome c oxidase interacts strongly with stearic acid. However, the respiration of detergent-solubilized cytochrome c oxidase was not altered significantly by stearic acid. Surprisingly, adenine nucleotide carrier, which was assumed to bind and translocate fatty acid anions in the Skulachev model of uncoupling, did not bind stearic acid at all. The respiration rate of cytochrome c oxidase vesicles was increased by ~70% in the presence of $20{\mu}m$ stearic acid and this uncoupling was attributed to a simple protonophoric effect of stearic acid.
The topology of the enzyme has been investigated by biochemical studies including chemical labeling and cross linking. Thirteen subunits(polypeptides) of the cytochrome-c-oxidase have localistic characteristics of existing in the matrix side or cytoplasmic side in the mitochondria. In order to observe the distribution of the enzyme subunit on the mitochondria membrane, immunogold-labeling methods were employed. Antibody was obtained from the serum of immunized rabbit with enzyme subunit antigen which was obtained from cytochrome-c-oxidase of the beef heart muscle mitochondria. Beef heart muscle tissue as a tissue antigen was stained with immunized rabbit IgG and protein A gold complex. Electron microscopy has identified the existance of cytochrome-c-oxidase subunit $Mt_I,\;Mt_{II}\;and\;Mt_{III}$ on the membrane of cristae and outer chamber of mitochondria and the subunit $C_{IV}$ on the membrane of cristae and matrix of mitochondria. Particularly, the subunit $C_{IV}$ was also observed to exist in the sarcoplasm of muscle tissue.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.