Administering ${\delta}-aminolevulinic$ acid (ALA) to isolated pea (Pisum sativum L.) chloroplasts resulted in an increase of heme synthesis in the heme branch of the tetrapyrrole pathway. At 0.1 mM ALA, in the presence of 1 mM $FeSO_4$ heme synthesis was stimulated up to 7 fold of that in the absence of $FeSO_4$. N-Methylmesoporphyrin IX (NMMP), a powerful inhibitor of ferrochelatase, inhibited heme synthesis by 95% at one micromolar concentration. The addition of A TP to the chloroplasts caused not only heme synthesis, but Mg-protoporphyrin IX synthesis in the chlorophyll branch of the tetrapyrrole pathway. In the presence of NMMP, however, inhibition of Mg-protoporphyrin IX synthesis was not observed whereas heme synthesis was inhibited completely.
Rhizobium meliloti 102 F 51, the symbiotic partner of alfalfa, was mutagenized with N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) and UV-irradiation. Three group of mutants which form white, white-pink and red nodules were selected. The adetylene reduction activity, nodulation activity, amount of heme synthesis during the nodulation, and ${\delta}-aminolevulinic$ acid synthetase (ALAS) and ${\delta}-aminolevulinic$ acid dehydratase (ALAD) activities in free living rhizobia and bacteroid states of the each group of mutants were compared. The mutants forming white nodules showed lower acetylene reduction activity compared to those of red nodule forming mutants. The two key enzymes for the heme synthetic pathway, ALAS and ALAD activities of the mutants forming red nodules was much higher than those of the mutants forming white nodules in bacteroid state, however no significant difference was observed in free living state. In the nodules the ALAS was detected only in bacteroid fraction, while ALAD was detected both in bacteroid and plant fraction. ALAS was dramatically increased with the heme synthesis during the nodulation, while ALAD was decreased in plant fraction but slight increase was observed in bacteroid fraction.
Lee, Min Ju;Kim, Hye-Jung;Lee, Joo-Young;Kwon, An Sung;Jun, Soo Youn;Kang, Sang Hyeon;Kim, Pil
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.23
no.5
/
pp.668-673
/
2013
A recombinant E. coli co-expressing ALA synthase (hemA), NADP-dependent malic enzyme (maeB), and dicarboxylic acid transporter (dctA) was reported to synthesize porphyrin derivatives including iron-containing heme. To enhance the synthesis of bacterial heme, five genes of the porphyrin biosynthetic pathway [pantothenate kinase (coaA), ALA dehydratase (hemB), 1-hydroxymethylbilane synthase (hemC), uroporphyrinogen III synthase (hemD), and uroporphyrinogen III decarboxylase (hemE)] were amplified in the recombinant E. coli co-expressing hemA-maeB-dctA. Pantothenate kinase expression enabled the recombinant E. coli to accumulate intracellular CoA. Intracellular ALA was the most enhanced by uroporphyrinogen III synthase expression, porphobilinogen was the most enhanced by ALA dehydratase expression, uroporphyrin and coproporphyrin were the most enhanced by 1-hydroxymethylbilane synthase expression. The strain co-expressing coaA, hemA, maeB, and dctA produced heme of $0.49{\mu}mol/g$-DCW, which was twice as much from the strain without coaA expression. Further pathway gene amplifications for the porphyrin derivatives are discussed based on the results.
Lee, Min Ju;Chun, Se-Jin;Kim, Hye-Jung;Kwon, An Sung;Jun, Soo Youn;Kang, Sang Hyeon;Kim, Pil
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.22
no.12
/
pp.1653-1658
/
2012
We have reported previously that a recombinant Escherichia coli co-expresses aminolevulinic acid (ALA) synthase, an NADP-dependent malic enzyme, and a dicarboxylate transporter-produced heme, an iron-chelated porphyrin, in a succinate-containing complex medium. To develop an industrially plausible process, a chemically defined medium was formulated based on M9 minimal medium. Heme synthesis was enhanced by adding sodium bicarbonate, which strengthened the C4 metabolism required for the precursor metabolite, although a pH change discouraged cell growth. Increasing the medium pH buffering capacity (100mM phosphate buffer) and adding sodium bicarbonate enabled the recombinant E. coli to produce heme at rates 60% greater than those in M9 minimal medium. Adding growth factors (1 mg/l thiamin, 0.01 mg/l biotin, 5 mg/l nicotinic acid, 1 mg/l pantothenic acid, and 1.4 mg/l cobalamin) also induced positive heme production effects at levels twice of heme production in M9-based medium. Porphyrin derivatives and heme were found in the chemically defined medium, and their presence was confirmed by liquid chromatography/mass spectroscopy (LC/MS). The formulated medium allowed for the production of $0.6{\mu}M$ heme, $29{\mu}M$ ALA, $0.07{\mu}M$ coproporphyrin I, $0.21{\mu}M$ coproporphyrin III, and $0.23{\mu}M$ uroporphyrin in a 3 L pH-controlled culture.
Park, Jong-Hwan;Park, Tae-Kyu;Kim, Hae-Yeong;Yang, Young-Mok
BMB Reports
/
v.34
no.4
/
pp.385-389
/
2001
Insulin-like growth factor binding protein-1 (IGFBP-1) appears to be an important modular of the insulin growth factor (IGF) bioactivity in metabolic disease and chronic hypoxia. Treatment of desferrioxamine (Dfo), cobalt, or nickel in HepG2 cells stimulated the expression of IGFBP1 mRNA as hypoxia. However, the presence of ferric ammonium citrate (FAC) in the 1% $O_2$ decreased the upregulation of the IGFBP-1 mRNA expression. In addition, actinomycin D and cycloheximide abolished the increase in the expression of IGFBP-1 mRNA that was induced by Dfo and transition metals (cobalt and nickel). To obtain further information about the putative oxygen sensor, we postulate that putative heme proteins, responsible for the oxygen-sensing process in HepG2 cells, should be sensitive to hypoada. The mechanism of these upregulations of the IGFBP-1 mRNA expression by Dfo and transition metals was investigated by treatment with 2 mM of 4,6-dioxoheptanoic acid (DHA), an inhibitor of heme biosynthesis. The results showed that 1% $O_2$-, Dfo-, cobalt-, or nickel induced IGFBP-1 mRNA expressions in HepG2 cells were all markedly inhibited when the heme synthesis was blocked by DHA. We suggest that the IGFBP-1 mRNA expression in the HepG2 cell is regulated by 1% $O_2$, Dfo, cobalt, or nickel, implicating the involvement of the putative heme-containing oxygensensing molecule.
Cytochrome P450 enzymes (P450s) are involved in the synthesis of a wide variety of valuable products and in the degradation of numerous toxic compounds. The P450 BM3 (CYP102A1) from Bacillus megaterium was the first P450 discovered to be fused to its redox partner, a mammalian-like diflavin reductase. Here, we report the development of a whole-cell biocatalyst using ice-nucleation protein (Inp) from Pseudomonas syringae to display a hemeand diflavin-containing oxidoreductase, P450 BM3 (a single, 119-kDa polypeptide with domains of both an oxygenase and a reductase) on the surface of Escherichia coli. The surface localization and functionality of the fusion protein containing P450 BM3 were verified by flow cytometry and measurement of enzymatic activities. The results of this study comprise the first report of microbial cell-surface display of a heme- and diflavin-containing enzyme. This system should allow us to select and develop oxidoreductases containing heme and/or flavins into practically useful whole-cell biocatalysts for extensive biotechnological applications, including selective synthesis of new chemicals and pharmaceuticals, bioconversion, bioremediation, live vaccine development, and biochip development.
Iron plays a role in energy metabolism as a component of vital enzymes and electron transport chains (ETCs) for adenosine triphosphate (ATP) synthesis. The tricarboxylic acid (TCA) cycle and oxidative phosphorylation are crucial in generating ATP in mitochondria. At the mitochondria matrix, heme and iron-sulfur clusters are synthesized. Iron-sulfur cluster is a part of the aconitase in the TCA cycle and a functional or structural component of electron transfer proteins. Heme is the prosthetic group for cytochrome c, a principal component of the respiratory ETC. Regarding fat metabolism, iron regulates mitochondrial fat oxidation and affects the thermogenesis of brown adipose tissue (BAT). Thermogenesis is a process that increases energy expenditure, and BAT is a tissue that generates heat via mitochondrial fuel oxidation. Iron deficiency may impair mitochondrial fuel oxidation by inhibiting iron-containing molecules, leading to decreased energy expenditure. Although it is expected that impaired mitochondrial fuel oxidation may be restored by iron supplementation, its underlying mechanisms have not been clearly identified. Therefore, this review summarizes the current evidence on how iron regulates energy metabolism considering the TCA cycle, oxidative phosphorylation, and thermogenesis. Additionally, we relate iron-mediated metabolic regulation to obesity and obesity-related complications.
Green synthesis of gold nanoparticles(GNPs) considered more ecofriendly and cost effective than other chemical methods use of dangerous reagents and solvents, improved material and energy efficiency and enhanced design of non-toxic products. In this study, we developed a green synthesis method for using Caulis in Taeniam (BCT). BCT were characterized by UV-vis, Zetasizer, TEM, XRD, and FTIR. The antioxidant activity of BCT was determined by DPPH and ABTS radical-scavenging assays, and heme oxygenase-1 induction in RAW 264.7 macrophages. The resulting BCT appeared spherical with an average diameter of 67.171.39 nm The aAntioxidant activity was increased in a dependent manner. To conclude, the green synthesis of BCT-GNPs was successful, and it appers to be useful in the for future applications.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
/
v.32
no.2
/
pp.191-196
/
2003
This study was performed to investigate the effect of water extract of green tea (GT), persimmon leaf (PL) and safflower seed (SS) on heme synthesis and erythrocyte antioxidant enzyme activities in lead (Pb)-administered rats. Male rats were divided into five groups. a normal, Pb-control (Pb-Con), Pb-GT, Pb-PL and Pb-55 groups with ten rats per group. Pb (25 mg/kg. BW) was orally administerd once a day for 4 weeks. The extract of GT, PL and 55 were administered based on 1.26 g of raw traditional tea/kg BW/day. Blood hematocrit, homoglobin level and red blood cell counts were significantly lower in rb-Con group than in normal group. However, the supplementation of GT, PL and 55 were effective to improve the hematological parameters. Plasma AST and ALT activities were significantly lower in Pb-GT, Pb-PL, Pb-SS groups than in Pb-Con group. The $\delta$ -amino-levulinic acid dehydratase (ALAD) activity of blood and liver were significantly lowered in Pb-Con group com-pared to those of the normal group. The ALAD activity in Pb administered rats was recovered to tile normal level by the water extract of GT, PL and 55 supplementation. Erythrocyte superoxide dismutase and catalse activities were significantly higher in Pb-Con group than in normal group, whereas glutathione peroxidase activity was lowered in Pb administered rats. The extract of GT, PL and SS supplement attenuated changes of these erythrocyte antioxidant enzyme activities by Pb intoxication.
Protoporphyrin IX is an intermediate molecule in the heme biosynthetic pathway. Intra- and extracellular concentrations of protoporphyrin IX in the wild type strain, Myxococcus xanthus DK1622 were measured by reverse phase HPLC. The amount of intracellular protoporphyrin IX continuously increased and reached 6.4 picomoles/mg of protein at the stationary phase. Extracellular protoporphyrin IX began to be detected from the mid-exponential phase. The culture supernatant that was collected in the stationary phase contained approximately 3.0 picomoles of proto-porphyrin IX per mg of protein. Spores formed by nutrient depletion contained about 6.5 picomole protoporphyrin IX/mg of protein. The synthesis of protoporphyrin IX and cell growth were strongly inhibited by addition of succinylacetone to a final concentration of $500\muM$. Succinylacetone, however did not appear to interfere developmental processes. Normal developmental behaviors including aggregation and spore formation was achieved even if succinylacetone was added in a medium. Photolysis among cells grown on a starvation medium supplemented with succinylacetone was also observed. These results indicate that protoporphyrin IX may be important to M. ,xanthus vegetative growth, but not critical to development processes.
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.