• Molecules and Cells
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• 제44권9호
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• pp.637-646
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• 2021

Free fatty acids are converted to acyl-CoA by long-chain acyl-CoA synthetases (ACSLs) before entering into metabolic pathways for lipid biosynthesis or degradation. ACSL family members have highly conserved amino acid sequences except for their N-terminal regions. Several reports have shown that ACSL1, among the ACSLs, is located in mitochondria and mainly leads fatty acids to the β-oxidation pathway in various cell types. In this study, we investigated how ACSL1 was localized in mitochondria and whether ACSL1 overexpression affected fatty acid oxidation (FAO) rates in C2C12 myotubes. We generated an ACSL1 mutant in which the N-terminal 100 amino acids were deleted and compared its localization and function with those of the ACSL1 wild type. We found that ACSL1 adjoined the outer membrane of mitochondria through interaction of its N-terminal region with carnitine palmitoyltransferase-1b (CPT1b) in C2C12 myotubes. In addition, overexpressed ACSL1, but not the ACSL1 mutant, increased FAO, and ameliorated palmitate-induced insulin resistance in C2C12 myotubes. These results suggested that targeting of ACSL1 to mitochondria is essential in increasing FAO in myotubes, which can reduce insulin resistance in obesity and related metabolic disorders.

• The Plant Pathology Journal
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• 제35권5호
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• pp.445-458
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• 2019

The lipopolysaccharide (LPS) composed of lipid A, core, and O-antigen is the fundamental constituent of the outer membrane in gram-negative bacteria. This study was conducted to investigate the roles of LPS in Burkholderia glumae, the phytopathogen causing bacterial panicle blight and seedling rot in rice. To study the roles of the core oligosaccharide (OS) and the O-antigen region, mutant strains targeting the waaC and the wbiFGHI genes were generated. The LPS profile was greatly affected by disruption of the waaC gene and slight reductions were observed in the O-antigen region following wbiFGHI deletions. The results indicated that disruption in the core OS biosynthesis-related gene, waaC, was associated with increased sensitivity to environmental stress conditions including acidic, osmotic, saline, and detergent stress, and to polymyxin B. Moreover, significant impairment in the swimming and swarming motility and attenuation of bacterial virulence to rice were also observed in the waaC-defective mutant. The motility and virulence of O-antigen mutants defective in any gene of the wbiFGHI operon, were not significantly different from the wild-type except in slight decrease in swimming and swarming motility with wbiH deletion. Altogether, the results of present study indicated that the LPS, particularly the core OS region, is required for tolerance to environmental stress and full virulence in B. glumae. To our knowledge, this is the first functional study of LPS in a plant pathogenic Burkholderia sp. and presents a step forward toward full understanding of B. glumae pathogenesis.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제29권5호
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• pp.455-464
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• 2021

Uncontrolled inflammation is considered the pathophysiological basis of many prevalent metabolic disorders, such as nonalcoholic fatty liver disease, diabetes, obesity, and neurodegenerative diseases. The inflammatory response is a self-limiting process that produces a superfamily of chemical mediators, called specialized proresolving mediators (SPMs). SPMs include the ω-3-derived family of molecules, such as resolvins, protectins, and maresins, as well as arachidonic acid-derived (ω-6) lipoxins that stimulate and promote resolution of inflammation, clearance of microbes, and alleviation of pain and promote tissue regeneration via novel mechanisms. SPMs function by binding and activating G protein-coupled receptors, such as FPR2/ALX, GPR32, and ERV1, and nuclear orphan receptors, such as RORα. Recently, several studies reported that SPMs have the potential to attenuate lipid metabolism disorders. However, the understanding of pharmacological aspects of SPMs, including tissue-specific biosynthesis, and specific SPM receptors and signaling pathways, is currently limited. Here, we summarize recent advances in the role of SPMs in resolution of inflammatory diseases with metabolic disorders, such as nonalcoholic fatty liver disease and obesity, obtained from preclinical animal studies. In addition, the known SPM receptors and their intracellular signaling are reviewed as targets of resolution of inflammation, and the currently available information on the therapeutic effects of major SPMs for metabolic disorders is summarized.

• 대한본초학회지
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• 제28권6호
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• pp.79-86
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• 2013

Objectives : The purpose of this study is to investigate neuroprotective effects and molecular mechanisms of luteolin against ${\beta}$-amyloid ($A{\beta}_{25-35}$)-induced oxidative cell death in BV-2 cells. Methods : The protective effects of luteolin against $A{\beta}_{25-35}$-induced cytotoxicity and apoptotic cell death were determined by MTT dye reduction assay and TUNEL staining, respectively. The apoptotic cell death was further analyzed by measuring mitochondrial transmembrane potential and expression of pro- and/or anti-apoptotic proteins. To elucidate the molecular mechanisms underlying the protective effects of luteolin, intracellular accumulation of reactive oxygen species, oxidative damages, and expression of antioxidant enzymes were examined. Results : Luteolin pretreatment effectively attenuated $A{\beta}_{25-35}$-induced apoptotic cell death indices such as DNA fragmentation, dissipation of mitochondrial transmembrane potential, increased Bax/Bcl-2 ratio, and activation of c-Jun N-terminal kinase and caspase-3 in BV-2 cells. Furthermore, $A{\beta}_{25-35}$-induced intracellular formation of reactive oxygen species and subsequent oxidative damages such as lipid peroxidation and depletion of endogenous antioxidant glutathione were suppressed by luteolin treatment. The neuroprotective effects of luteolin might be mediated by up-regulation of cellular antioxidant defense system via up-regulation of ${\gamma}$-glutamylcysteine ligase, a rate-limiting enzyme in the glutathione biosynthesis and superoxide dismutase, an enzyme involved in dismutation of superoxide anion into oxygen and hydrogen peroxide. Conclusions : These findings suggest that luteolin has a potential to protect against $A{\beta}_{25-35}$-induced neuronal cell death and damages thereby exhibiting therapeutic utilization for the prevention and/or treatment of Alzheimer's disease.

• Molecules and Cells
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• 제45권9호
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• pp.640-648
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• 2022

CD133, also known as prominin-1, was first identified as a biomarker of mammalian cancer and neural stem cells. Previous studies have shown that the prominin-like (promL) gene, an orthologue of mammalian CD133 in Drosophila, plays a role in glucose and lipid metabolism, body growth, and longevity. Because locomotion is required for food sourcing and ultimately the regulation of metabolism, we examined the function of promL in Drosophila locomotion. Both promL mutants and pan-neuronal promL inhibition flies displayed reduced spontaneous locomotor activity. As dopamine is known to modulate locomotion, we also examined the effects of promL inhibition on the dopamine concentration and mRNA expression levels of tyrosine hydroxylase (TH) and DOPA decarboxylase (Ddc), the enzymes responsible for dopamine biosynthesis, in the heads of flies. Compared with those in control flies, the levels of dopamine and the mRNAs encoding TH and Ddc were lower in promL mutant and pan-neuronal promL inhibition flies. In addition, an immunostaining analysis revealed that, compared with control flies, promL mutant and pan-neuronal promL inhibition flies had lower levels of the TH protein in protocerebral anterior medial (PAM) neurons, a subset of dopaminergic neurons. Inhibition of promL in these PAM neurons reduced the locomotor activity of the flies. Overall, these findings indicate that promL expressed in PAM dopaminergic neurons regulates locomotion by controlling dopamine synthesis in Drosophila.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권2호
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• pp.255-264
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• 2014

본 연구는 계란 난황을 경구투여 한 랫드에서 혈액 지질감소에 관한 생화학적 대사기전을 규명하기 위하여 수행하였다. 36마리의 Sprague Dawley 숫컷 랫드를 4처리구 3반복으로 완전임의 배치하였다. 6주 동안 동일한 정제고형식이를 급여하면서 매일 한번 씩 난황을 경구투여 하였다. 대조군(C; 생리식염수 1.0 g), T1(삼겹살 기름 1.0 g), T2(난황 1.0 g), T3(삼겹살 기름 1.0g 과 난황 1.0 g을 각각 1주일씩 교체 투여군)으로 구분하였다. 일일평균 증체량은 T1이 가장 높았고 T3, T2, C 순서로 낮게 나타났다. 혈액 중성지방과 총콜레스테롤은 T1이 가장 높았고 C, T3, T2 순서로 낮게 나타났다. HDL-C는 T2가 가장 높았고 C, T3, T1 순서로 낮게 나타났으나 LDL-C는 T1이 가장 높았고 T3, C, T2 순서로 높게 나타났다. 간 기능을 나타내는 지표 AST, ALT는 T1에서 가장 높았고 T2가 가장 낮게 나타났다. 복강지방을 제외한 간, 비장, 신장의 무게는 각 처리구 사이에 차이는 없었다. 복강지방은 T1이 가장 높았으나 C, T2, T3사이의 차이는 없었다. HMG-CoA reductase activity는 T1이 가장 높았고 T3, C 순서로 낮게 나타났으며 T2는 가장 낮았다. 분을 통하여 배설되는 일일 총스테롤, 중성스테롤, 산성스테롤의 배설량은 T2가 가장 높았으나 T1은 가장 낮았다. 본 연구결과는 계란의 섭취가 동물의 간에서 콜레스테롤 합성효소의 활성을 억제함과 동시에 분을 통한 스테롤의 배설을 촉진시켜줌으로써 혈액 지질을 낮춘다는 사실을 확인하였다.

• 한국잡초학회지
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• 제31권2호
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• pp.134-145
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• 2011

Myxococcus xanthus (MX, PX)와 Arabidopsis thaliana (AP37)의 protoporphyrinogen oxidase (Protox)유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환 벼와 비형질전환벼의 생육 및 수량에 관한 적응성 차이와 벼생육시기별 ALA 합성능력, tetrapyrrole 중간물질, 활성산소 발생, 지질과산화 작용 및 항산화효소 능력의 연관성이 조사되었다. Protox 과다발현 형질전환 벼 MX와 AP37의 초장은 이앙 후 43, 50, 65일에 비형질전환벼 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었고, 분얼수는 이앙 후 50일과 65일에 MX와 AP37 뿐만 아니라 PX에서도 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었다. 수확기의 간장과 수량은 MX, PX 및 AP37에서 그리고 고건중은 MX와 AP37에서 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었다. 형질전환벼 계통 MX, PX 및 AP37의 수량감소는 MX의 경우 영화수와 천립중에 의해, PX는 등숙율에 의해, AP37은 영화수, 등숙율 및 천립중에 의해서 기인되었다. 한편, 형질전환벼 계통 MX, PX 및 AP37의 수량감소는 또 다른 년차변이 연구에서도 관찰되었다. 이러한 형질전환벼계통의 생육 감소는 이앙 후 생육기간 뿐만 아니라 이앙 전 육묘기간 동안에서도 발생하여 결과적으로 수량이 감소되는 것으로 생각된다. Tetrapyrrole 중간물질 Proto IX, Mg-Proto IX 및 Mg-Proto IX monomethyl ester의 축적량, 활성산소종($H_2O_2$와 ${O_2}^-$), MDA, 및 항산화효소(superoxide dismutase, caltalase, peroxidase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase) 및 엽록소 함량은 Protox 유전자 과다발현형질전환벼 계통과 비형질전환벼간에 유의적인 차이가 없어 이들 porphyrin 대사 경로 물질과 벼 생육 및 수량감소의 연관성은 적은 것으로 사료된다. 그러나 MX, PX, AP37의 ALA 합성능력은 광노출 후 1일과 이앙 후 52일에 비형질전환벼에 비해 유의적으로 감소하여 이 부분에 대한 상세한 연구가 추후에 수행되어야 할 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제28권2호
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• pp.247-256
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• 2018

심혈관계 질환은 질환별 사망률 순위에 있어서 세계에서는 1위이며, 우리나라에서는 2위인 질병이다. 심혈관계 질환 발생의 주 위험 요인인 콜레스테롤은 HMG-CoA reductase에 의해 간에서 신생합성이 조절된다. 현재 고콜레스테롤혈증 치료에 statin이 널리 사용되고 있지만 광범위한 부작용이 보고되고 있어서 이를 대체하거나 보조할 수 있는 천연물 유래의 기능성 물질 개발이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 혈장 콜레스테롤 감소 활성을 가지는 물질을 발굴하고자 98종의 플라보노이드 및 그와 관련된 화합물들을 대상으로 $10{\mu}g/ml$ 농도에서 HMG-CoA reductase 저해 활성을 탐색하였다. 그 결과, sophoraflavanone G, morin, 및 kuraridin이 각각 54.6%, 45.04% 및 21.9%의 저해활성을 타내었으며, $IC_{50}$값을 계산한 결과, sophoraflavanone G가 $7.3{\mu}g/ml$로 가장 낮았으며 morin과 kuraridin은 각각 $13.3{\mu}g/ml$과 $87.4{\mu}g/ml$으로 확인되어, 향후 고콜레스테롤혈증 예방 및 치료제의 가능성을 제시하였다.

• 생명과학회지
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• 제16권2호
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• pp.259-265
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• 2006

엽산과 유사한 구조를 가져 관절염 치료제로 쓰이는 methotrexate (MTX)의 당뇨병 쥐에서의 신독성 기전을 구명할 목적으로 실험동물 정상군과 STZ로 당뇨를 유발한군에 MTX률 투여하여 신장 독성을 유발하여 혈중 생화학적 변화를 관찰하고 free radical의 생성계와 해독계의 활성에 미치는 영향을 관찰하였다. 혈중 신장기능 지표 효소 및 신장조직의 지질과산화 함량이 정상군에 MTX를 투여한 군에 비해 당뇨쥐에 MTX를 투여한 군에서 현저히 증가하였다. 당뇨쥐에 MTX를 투여함으로써 활성산소 생성계인 phase I 단계 중 cytosol 효소계 활성이 정상쥐에 MTX를 투여한 군에 비하여 현저히 증가하였고, phase II 단계 중 glutathione S-transferase의 활성이 정상쥐에 MTX를 투여하였을때에 비하여 당뇨쥐에 MTX를 투여하였을때 현저히 감소하였다. 신조직 중 glutathione의 함량 또한 당뇨쥐에 MTX를 투여했을때 현저히 감소하였고 이러한 결과는 $\gamma$-glutamylcysteine synthetase와 glutathione reductase의 활성을 감소시킨 결과로 생각된다. 이상의 결과를 종합하여 볼때 당뇨쥐에 MTX를 투여하면 신독성이 증가함을 확인할 수 있었고, 그 기전은 cytosol계 효소 활성을 증가시켜 MTX의 대사계를 촉진시킴으로 독성물질의 생성을 증가시키고, 이로 인한 신조직중의 지질과산화 함량의 증가는 glutathione의 함량 감소에 의해 나타나는 결과로 사료되어진다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제32권4호
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• pp.586-590
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• 2003

사람 간 배양세포 유래 HePG2 세포에 영양성분을 이용하여 실험적으로 중성지질을 축적시킨 상태에서 한방 황련해독탕(HT)의 약리적 효과를 검토하였다. 간세포는 1 mM oleate, 0.2% BSA, glucose 4.5 mg/mL 및 HT 무첨가(대조구) 또는 첨가한(0.5 mg/mL 및 5.0 mg/mL) DME배지에서 6시간 및 24시간 배양하였으며(실험 I), 이때 황련해독탕을 첨가한 배양액에는 ［$^{14}$ C］-oleate (0.5 $\mu$Ci/mL medium)를 동시에 첨가하여 중성지질 획분에의 동위원소 추적실험을 하였다. 또한, 간세포에 2 mM oleate, 0.5% BSA, glucose 4.2mg/mL 및 HT 무첨가(대조구) 또는 첨가한(0.5 mg/mL 및 5.0 mg/mL) DME배지에서 6, 24및 48시간 배양(실험 II) 또는 1 및 3시간 배양(실험 III)하였다. 실험 I에서 세포내 중성지질 농도는 HT첨가 6 및 24시간 배양에서 약물농도첨가 의존적으로 감소하였다. 이때 HT첨가시 ［$^{14}$ C］-oleate 동위원소는 세포내 중성지질 획분의 추적량과 세포외 분비량이 현저하게 감소하였다. 실험 I조건에 비해 고농도의 영양성분을 첨가시킨 실험 II 및 III 조건에서 세포내 중성지질 축적이 확인되었으며, 이 때 HT 첨가 24 및 48시간 배양에서는 세포내 중성지질 축적이 현저히 억제되는 것으로 나타났다. 이상의 결과에서, 본 실험에 사용된 한방 황련해독탕은 사람 간배 양 HePG2 세포내 중성 지질 합성을 저하시켜 중성지질 축적을 억제시킴으로써 지방간 개선효과를 발휘한 것으로 시사되었다.