• 제목/요약/키워드: proline

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Cloning and Characterization of ${\Delta}^1$-Pyrroline-5-Carboxylate Synthetase Genes and Identification of Point Mutants in Medicago truncatula

  • Song, Ki-Hoon;Song, Dae-Hae;Lee, Jeong-Ran;Kim, Goon-Bo;Choi, Hong-Kyu;Penmetsa, R. Varma;Nam, Young-Woo
    • 한국작물학회지
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    • 제52권4호
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    • pp.458-468
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    • 2007
  • To tolerate environmentally adverse conditions such as cold, drought, and salinity, plants often synthesize and accumulate proline in cells as compatible osmolytes. ${\Delta}^1$-Pyrroline-5-carboxylate synthetase(P5CS) catalyzes the rate-limiting step of proline biosynthesis from glutamate. Two complete genes, MtP5CS1 and MtP5CS2, were isolated from the model legume Medicago truncatula by cDNA cloning and bacterial artificial chromosome library screening. Nucleotide sequence analysis showed that both genes consisted of 20 exons and 19 introns. Alignment of the predicted amino acid sequences revealed high similarities with P5CS proteins from other plant species. The two MtP5CS genes were expressed in response to high salt and low temperature treatments. Semi-quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction showed that MtP5CS1 was expressed earlier than MtP5CS2, indicating differential regulation of the two genes. To evaluate the reverse genetic effects of nucleotide changes on MtP5CS function, a Targeting Induced Local Lesions in Genomes approach was taken. Three mutants each were isolated for MtP5CS1 and MtP5CS2, of which a P5CS2 nonsense mutant carrying a codon change from arginine to stop was expected to bring translation to premature termination. These provide a valuable genetic resource with which to determine the function of the P5CS genes in environmental stress responses of legume crops.

Proline, Sugars, and Antioxidant Enzymes Respond to Drought Stress in the Leaves of Strawberry Plants

  • Sun, Cunhua;Li, Xuehua;Hu, Yulong;Zhao, Pingyi;Xu, Tian;Sun, Jian;Gao, Xiali
    • 원예과학기술지
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    • 제33권5호
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    • pp.625-632
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    • 2015
  • Drought is a severe abiotic stress that affects global crop production. A drought model was created for 'Toyonoka' Fragaria ${\times}$ ananassa, and the effects of drought stress on contents of proline, sugars, and antioxidant enzyme activities were investigated. Strawberry transplants with identical growth were chosen for the experiments and the randomized design included four replications (10 plants per block). The experimental sets differed in the moisture level of the culture medium relative to the range of moisture content as follows: control, 70-85%; mild drought stress, 50-60%; moderate drought stress, 40-50%; and severe drought stress, 30-40%. Drought stress was imposed by limiting irrigation. Plants were sampled and physiological parameters w ere measured on 0, 2, 4, 6, 8, and 10 days after the commencement of droughts tress. The water potential of strawberry leaves decreased in the plants under mild, moderate, and severe stress during the course of the water stress treatment and exhibited a significant difference from the control. Strawberry leaves subjected to drought stress had higher accumulation of proline, sugars, and malondialdehyde, and higher activities of superoxide dismutase, peroxidase, and catalase than leaves of control plants. Malondialdehyde levels increased in parallel with the severity and duration of drought stress. By contrast, antioxidant enzyme activity displayed dynamic responses to drought stress, first increasing and subsequently decreasing as the severity and duration of drought stress increased. These results suggest that strawberry plants respond to drought stress by altering the activities of antioxidant enzymes and the levels of osmotically active metabolites. These biochemical response changes may confer adaptation to drought stress and improve the capacity of plants to withstand water-deficit conditions.

신규한 Palmitoyl Tripeptide의 피부 주름개선 효과에 관한 연구 (A Study on the Skin Anti-wrinkle Effect of Novel Palmitoyl Tripeptide)

  • 배순민;안영훈;정진교;황정근
    • 대한화장품학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.65-69
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    • 2010
  • 콜라겐은 포유동물의 가장 풍부한 동물성 단백짙로, 전체 단백질의 약 30 %를 차지하며, 결합 조직에 존재하며 대부분의 장기의 구조적 지지에 기여한다. Tripeptide (glycine-proline-hydroxyproline: INCI name Tripeptide-29) 는 collagen type 1의 주성분이며, palmitoyl tripeptide (palmitoyl-glycine-proline-hydroxyproline: INCI name Palmitoyl Tripeptide-29) 는 콜라겐의 합성을 촉진하는 항노화 불질로서 디자인된 합성소재이다 합성된 웹타이드 유도체는 HPLC를 이용하여 분식하였다. in vitro test를 통하여 콜라겐합성과 섬유아세포 증식 효능을 확인하였고, 비침습적 기기를 사용하여 피검자에 대한 8주간의 적용결과 피부주름과 탄력의 상당한 개선을 확인하였다. Palmitoyl tripeptide는 우수한 항노화 효능을 갖는 화장품 소재로 사료된다.

Physiological and Biochemical Responses of Local Arundinella hirta Collections in Korea against Drought Stress

  • Khan, Inam;Min, Chang-Woo;Lee, Byung-Hyun
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.39-44
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    • 2019
  • Drought is one of the key limiting factors that adversely affects the growth and productivity of crop plants. For the enhancement of drought tolerance in crop plants, the identification of basic mechanisms of a plant to drought stress is necessary. In this study, we compared physiological and biochemical responses of five local Arundenilla hirta ecotypes to drought stress. These ecotypes were previously collected from various parts of Korean peninsula, including Youngduk, Gunsan, Jangsoo, Jinju-1 and Yecheon. A. hirta plants were exposed to drought stress for 14 and 17 days respectively, followed by re-watering for 3 days. The results showed that the lipid peroxidation (MDA), hydrogen peroxide ($H_2O_2$), DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical scavenging activity, and proline level were significantly increased while the chlorophyll content was decreased by drought stress in A. hirta leaves. The highest proline content and DPPH scavenging activity were shown in Ecotype of Youngduk with least MDA and $H_2O_2$ levels while the highest MDA and $H_2O_2$ contents, and least proline and DPPH levels were shown in Gunsan, respectvely. These results indicate that the Youngduk is the most tolerant and Gunsan is the most sensitive ecotype among the five different collections. Together, these results provide a new insight of overall physiological responses of A. hirta to drought stress.

Long-term drought modifies carbon allocation and abscisic acid levels in five forest tree species

  • Umashankar Chandrasekaran;Kunhyo Kim;Siyeon Byeon;Woojin Huh;Ah Reum Han;Young-Sang Lee;Hyun Seok Kim
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제47권4호
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    • pp.241-249
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    • 2023
  • Background: This study analyzed the drought responses of five forest tree species grown in Korean peninsula, Korean fir Abies koreana (Ak), eastern white pine Pinus strobus (Ps), keyaki Zelkova serrata (Zs), tulip tree Liriodendron tulipifera (Lt), and Japanese elm Ulmus japonica (Uj). Physiological (chlorophyll, root collar diameter [RCD]) and biochemical responses (non-structural carbohydrates, proline, lipid peroxidase and abscisic acid [ABA]) of the plants grown under mild (MD) and severe drought (SD) were compared. Results: In this study, three soil moisture regimes: control (100% precipitation), MD (60% reduction in precipitation) and SD (20% reduction in precipitation) were applied. Soil moisture content showed high water content in control site compared to MD and SD. A decline in RCD was found for Korean fir, keyaki, and tulip plants, with eastern white pine and Japanese elm showing no significant decline to the prolonged drought exposure (both MD and SD). Total chlorophyll showed a significant decline in Korean fir and tulip, with the sugar levels indicating a significant increase in Korean fir and keyaki species under SD compared to control plants. Non-significant decline in sugar level was noted for eastern white pine and Japanese elm. High accumulation of ABA, malondealdehyde and proline was noted in Korean fir, tulip, and keyaki under SD compared to control. Signs of tree mortality was only observed in Korean fir under MD (38%) and SD (43%). Conclusions: The observed findings indicate the drought responses of five tree species. The majority of the morpho-physiological (especially mortality) and biochemical variables assessed in our study indicate superior long-term drought resistance of Ps and Uj compared to the highly sensitive Ak, and moderately sensitive Lt and Zs. The results provided will help species selection for afforestation programs and establishment of sustainable forests, especially of drought-tolerant species, under increased frequency and intensity of spring and summer droughts.

Antimicrobial Cyclic Dipeptides from Japanese Quail (Coturnix japonica) Eggs Supplemented with Probiotic Lactobacillus plantarum

  • Sa-Ouk Kang;Min-Kyu Kwak
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제34권2호
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    • pp.314-329
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    • 2024
  • Fifteen cyclic dipeptides (CDPs) containing proline, one cyclo(Phe-Ala) without proline, and a non-peptidyl ᴅⳑ-3-phenyllactic acid were previously identified in the culture filtrates of Lactobacillus plantarum LBP-K10, an isolate from kimchi. In this study, we used Japanese quail (Coturnix japonica) eggs to examine the effects of probiotic supplementation on the antimicrobial CDPs extracted from quail eggs (QE). Eggshell-free QE were obtained from two distinct groups of quails. The first group (K10N) comprised eggs from unsupplemented quails. The second group (K10S) comprised eggs from quails supplemented with Lb. plantarum LBP-K10. The QE samples were extracted using methylene chloride through a liquid-liquid extraction process. The resulting extract was fractionated into 16 parts using semi-preparative high-performance liquid chromatography. Two fractions, Q6 and Q9, were isolated from K10S and identified as cis-cyclo(ⳑ-Ser-ⳑ-Pro) and cis-cyclo(ⳑ-Leu-ⳑ-Pro). The Q9 fraction, containing cis-cyclo(ⳑ-Leu-ⳑ-Pro), has shown significant inhibitory properties against the proliferation of highly pathogenic multidrug-resistant bacteria, as well as human-specific and phytopathogenic fungi. Some of the ten combinations between the remaining fourteen unidentified fractions and two fractions, Q6 and Q9, containing cis-cyclo(ⳑ-Ser-ⳑ-Pro) and cis-cyclo(ⳑ-Leu-ⳑ-Pro) respectively, demonstrated a significant increase in activity against multidrug-resistant bacteria only when combined with Q9. The activity was 7.17 times higher compared to a single cis-cyclo(ⳑ-Leu-ⳑ-Pro). This study presents new findings on the efficacy of proline-containing CDPs in avian eggs. These CDPs provide antimicrobial properties when specific probiotics are supplemented.

연어정자로부터 제조된 프로타민의 항균성 및 항산화성 (Antimicrobial and Antioxidant Activity of Protamine Prepared from Salmon Sperm)

  • 주동식;조순영;강현주;진덕희;이창호
    • 한국식품과학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.902-907
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    • 2000
  • 폐기되는 연어 정자로부터 프로타민을 제조하여 프로타민이 가지는 항균성 및 항산화성을 시험하였다. 그 결과 제조시 전처리 방법에 따라 추출 수율이 차이가 있었는데, 초음파와 균질기 전처리에 의한 추출 방법은 수율에 큰 차이를 보이지 않았지만, $80^{\circ}C$로 가열되는 마이크로파 전처리는 다른 전처리 시료에 비해 5%이상 수율이 낮았다. 각 조건별로 제조된 프로타민 시료들의 아미노산 분석 결과, 시판 프로타민의 경우 arginine 함량이 전체 61.1% 정도를 차지하였고, proline 함량은 11% 정도였다. $H_{2}SO_{4}$ 용액으로 균질화하여 추출한 M의 경우 arginine 함량이 19.3% 정도였고, 반면 methionine과 proline이 각각 34.3%, 28.1% 정도를 차지하였으며, 균질화시킨 다음 $H_{2}SO_{4}$ 용액으로 추출한 MC도 시판 프로타민과 유사한 조성을 나타내었다. 마이크로파 전처리 P60 및 초음파 전처리 UU6는 arginine이 각각 60.8%, 52.4%를 차지하였고, P60은 proline 함량이, UU6는 tryptophan 함량이 다소 많은 것이 차이였다. 제조된 프로타민은 곰팡이 이외에 그람양성 및 음성 세균에 대해 항균활성이 있었고, UU6나 P60이 다른 시료에 비해 활성이 높았고, 일부 세균에 대해서는 농도 의존성이 있으며, 시판 제품보다 높은 항균활성을 나타내었다. 프로타민의 항산화성은 전처리 방법에 관계없이 모든 시료에서 확인되었으며, 전처리 방법에 따라 어느정도 차이를 보였다. $EDA_{50}$을 측정한 결과, P60이 $101\;{\mu}g/mL$, UU6가 $410\;{\mu}g/mL$, M이 $520\;{\mu}g/mL$, MC가 $490\;{\mu}g/mL$였으며, 시판 프로타민은 $470\;{\mu}g/mL$였다.

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야생 돌복숭아 씨와 과육의 아미노산 및 지방산 조성에 관한 연구 (Studies on the Amino Acid and Fatty Acid Compositions in the Seed and Pulpy Substance of Feral Peach (Prunus persica Batsch var. davidiana Max.))

  • 김한수
    • 생명과학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.125-131
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    • 2007
  • 우리나라 전역에서 자생하는 야생 돌복숭아(Prunus persica Batsch var, davidiana Max.)의 씨와 과육 중의 각종 생리활성 물질을 규명하여 바이오헬스 기능성 소재 등의 자원으로서 이용 가능성을 검토하기 위한 자료로, 돌복숭아 씨와 과육 중의 일반성분, 구성 총 아미노산, 유리 아미노산 및 지질 구성 지방산 조성을 분석한 결과는 다음과 같다. 돌복숭아 씨 및 과육 중의 일반성분 함량은 탄수화물이 63.92% 와 75.11%로 대부분을 차지하였으며, 조단백질 27.85%, 12.77%, 수분 3.61%, 4.69%, 조지 방이 1.21%, 4.80% 그리고 조회분이 3.41%와 2.63% 함유되어 있는 것으로 나타났다. 돌복숭아 씨 중의 구성 총 아미노산의 함량은 3,444.35 mg%로 이 중 aspartic acid가 681.10 mg%, glutamic acid 495.48 mg%, alanine 283.66 mg%, serine 251.36 mg%, proline 229.80 mg%, lysine 192.31 mg% 및 leucine이 191.34 mg%의 순으로 조성되어 있었으며, 특히 aspartic acid 및 glutamic acid가 대부분을 차지하였다. 돌복숭아 과육의 단백질 구성 아미노산 조성의 총 함량은 1,064.02 mg%로, aspartic acid 250.15 mg%, glutamic acid는 129.63 mg%로 과육의 주요 총 아미노산이었고 lysine, proline, leucine, alanine, serine 등의 순으로 함유되어 있었다. 돌복숭아 씨 중 유리 아미노산 조성의 총 함량은 6,215.34 mg%로, 이 중 glutamic acid가 827.25 mg%로 가장 많았으며, threonine, valine, $\beta-aminobutyric$ acid 등의 순으로 함유되어 있었다. 과육 중의 유리 아미노산 조성의 총 함량은 683.82 mg%로, glutamic acid(339.49 mg%)가 대부분 이었으며, serine, proline, alanine, $\gamma-amino-n-butyric$ acid의 순으로 함유되어 있었다. 지질 구성 지방산 조성은 포화지방산이 12.49%, 단불포화지방산 13.11% 및 다불포화지방산이 74.36%의 함유비율을 보였으며, 필수지방산인 n-6계 linoleic acid$(C_{18:2})$와 n-3계 linolenic acid$(C_{18:3})$가 대부분을 차지하였다. 야생 돌복숭아 과육 중의 지방산 조성은 포화지방산이 16.74%, 단불포화지방산 17.51% 및 다불포화지방산이 65.73%의 함유 비율을 보였는데, 이 중 다불포화지방산인 n-6계 linoleic acid$(C_{18:2})$와 n-3계 linolenic acid$(C_{18:3})$가 지질 구성 총 지방산의 대부분을 차지하는 함유 비율을 나타내었다.

벼 잎집무늬마름병균의 균사생장 및 균핵형성에 미치는 질소원의 효과 (Effect of Nitrogen Sources on Mycelial Growth and Sclerotial Formation of Rhizoctonia solani Causing Rice Sheath Blight)

  • 박경석;정봉구
    • 한국식물병리학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.44-50
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    • 1985
  • 벼 잎집무늬마름병균(Rhizoctonia solani Kuhn)의 생리적 특성을 조사하기 위하여 충북지역을 중심으로 채집 분리한 60여 Rhizoctonia 균중 균사생장 및 균핵형성에 특징이 있는 3개 균주를 선발하여 그들의 배양적 특성, 병원성 및 균핵형성에 미치는 질소원의 효과를 시험하였다. 이들 분리균주에서 PSA 배지상의 균사생장 및 균핵형성 등의 배양적 특성에 따라 선발한 3개 분리균주의 병원성은 균주간에 달랐다. 질소원으로서 Arginine, Alanine, Urea, Ammonium sulfate 및 Sodium nitrate 등은 균사생장 및 균사형성에 효과적이었으나 Cystine, Methionine, Lysine, Histidine, Tryptophan 및 Tyrosine 등은 뚜렷한 효과가 없었다. Urea, Sodium nitrate, Agrinine, Ammonium sulfate 및 Lysine 등은 질소원의 농도가 낮게 첨가된 배지에서 균사생장이 양호하였으나 Proline, Histidine, Alanine은 높은 농도 수준에서 양호하였으며 균핵형성은 모든 공시 질소원의 높은 농도 수준에서 양호하였다. 균사생장 및 균핵형성에 양호한 질소원인 Arginine, Alanine, Urea, Ammonium sulfate는 병원성도 증가시켰다. Proline 첨가 배지에서는 각 균주 공히 큰 균핵이 형성되었으며 Tryptophan을 함유한 배지에서 각 균주 모두 생육이 저조하였고, 배지의 갈변화가 가장 심하였다.

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CHP(Cyclo His-Pro) 함유 대두가수분해물을 이용한 코팅 쌀의 제조 (Fortification of Rice with Soy Hydrosylate Containing CHP (Cyclo Histidine-Proline))

  • 이현정;박혜인;박유헌;서형주
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.415-420
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    • 2013
  • 쌀의 기능성 소재화 및 새로운 용도 개발 연구의 일환으로, 제2형 당뇨환자의 혈당을 조절할 수 있는 인슐린 기능 개선 소재로 알려져 있는 cyclo histidine-proline(CHP) 함유 대두가수분해물(SHC)을 쌀에 함유시켜 신규 기능성 쌀을 개발하고자 하였다. 이를 위해 흡수 및 분무 코팅에 의해 쌀의 가공 중 첨가 기능성 성분인 CHP 함유된 대두가수분해물의 소실을 억제하는 기능성 성분 강화 코팅 쌀의 제조공정을 검토하였다. 흡수 코팅법은 CHP 함유 대두가수분해물의 농도 증가에 따라 흡수저해가 일어나 흡수율이 낮게 나타나므로 적합하지 못하였다. 반면 methylcellulose 폴리머를 사용한 분무 코팅에 의하여 제조된 코팅 쌀은 다소의 균열 발생 및 미황색화가 관찰되었으나 외관 형태의 큰 변화는 관찰되지 않았다. 특히, 수화양상 및 수화속도가 원료 쌀에 비하여 높게 나타났으며, 코팅과정 중의 건조에 의한 호화 등은 관찰되지 않았다. 따라서 5%(w/v)의 CHP 함유 대두가수분해물을 함유한 1%(w/v) methylcellulose 폴리머를 보호제로 사용하여 분무 코팅한 후 건조하여 CHP 함유 대두가수분해물을 기능성 성분으로 하는 기능성 코팅 쌀을 제조하는 공정을 확립하였다.