• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제1권2호
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• pp.209-219
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• 1997

Previous studies have demonstrated that oxidative stress involving generation of reactive oxygen species (ROS) is responsible for the cytotoxic action of $TNF{\alpha}$. Protective effect of small heat shock proteins (small HSP) against diverse oxidative stress conditions has been suggeted. Although overexpression of small hsp was shown to provide an enhanced survival of $TNF{\alpha}$-sensitive cells when challenged with $TNF{\alpha}$, neither the nature of $TNF{\alpha}$-induced cytotoxicity nor the protective mechanism of small HSP has not been completely understood. In this study, we have attempted to determine whether $TNF{\alpha}$ induces oxidative DNA damage in $TNF{\alpha}$-sensitive L929 cells. We chose to measure the level of 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8 ohdG), which has been increasingly recognized as one of the most sensitive markers of oxidative DNA damage. Our results clearly demonstrated that the level of 8 ohdG increased in L929 cells in a $TNF{\alpha}$ dose-dependent manner. Subsequently, we asked whether small HSP has a protective effect on $TNF{\alpha}$-induced oxidative DNA damage. To accomplish this goal, we have stably transfected L929 cells with mouse small hsp cDNA (hsp25) since these cells are devoid of endogenous small hsps. We found that $TNF{\alpha}$-induced 8 ohdG was decreased in cells overexpressing exogenous small hsp. We also found that the cell killing activity of $TNF{\alpha}$ was decreased in these cells as measured by clonogenic survival. Taken together, results from the current study show that cytotoxic mechanism of $TNF{\alpha}$ involves oxidative damage of DNA and that overexpression of the small hsp reduces this oxidative damage. We suggest that the reduction of oxidative DNA damage is one of the most important protective mechanisms of small HSP against $TNF{\alpha}$.

• 식물조직배양학회지
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• 제27권1호
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• pp.13-18
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• 2000

고등식물에 있어서 엽록체에 존재하는 저 분자량 HSP의 기능을 밝히기 위하여 담배 (Nicotina tabacum cv. Petit Havana SRI)로부터 분리한 cDNA (NtHSP21)를 도입한 형질전환 담배 식물체를 재생하였다. 상온에서의 발현량이 서로 다른 5개의 순계 형질전환 식물체를 선발하였다 상온에서 발현된 엽록체 small HSP가 식물의 고온내성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 기내에서 생장시킨 유식물을 52$^{\circ}C$에서 45분간 열처리한 후 생장온도에서의 변화를 조사하였다. 그 결과 wild-type식물의 경우 1주일 이내에 모두 고사하였으나 형질전환 식물체의 약 70%는 생존하였다. 또한 이러한 고온내 성은 상온에서 발현된 단백질의 양에 비례하여 증감하였다. 따라서 엽록체에 존재하는 small HSP가 식물의 고온내성 획득에 있어서 중요한 역할을 담당할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제13권1호
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• pp.83-89
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• 2003

엽록체 small HSP의 기능을 조사하기 위하여 벼로부터 분리한 엽록체 small HSP를 구성적으로 발현하는 형질전환 식물체를 제작하였다. 먼저 고온 스트레스 조건하에서의 형질전환 식물체의 내열성을 chlorophyll 형광으로 측정하여 분석하였다. Leaf disc를 고온 스트레스 조건에서 5분간 처리한 후, 광화학계 II의 불활성화를 나타내는 Fo 값과 증가치를 조사하였다. 형질전환 식물체는 고온 스트레스 하에서의 Fo 값의 증가가 현저하게 감소하였다. 또한 무균적으로 Petri dish에서 재배한 유식물체를 치사온도인 $52^{\circ}C$에서 45분간 처리한 후, $20^{\circ}C$ 에서 계속적으로 배양하였을 때, wild-type 식물체는 전부 고사하였으나, 형질전환 식물체의 약 80%는 정상적으로 생존하였다. 또한 과발현된 Oshsp26 단백질의 축적량이 많을수록 내열성의 정도도 증가하였다. 이러한 결과는 엽록체 small HSP가 고온 스트레스 하에서 광합성기구를 보호함으로서 식물체의 내열성을 증가시키는데 있어서 중요한 기능을 담당하고 있음을 나타낸다.

• BMB Reports
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• 제40권4호
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• pp.554-561
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• 2007

Shen and colleagues (Lin et al., 2004) have recently shown that overexpression of the Drosophila DNA methyltransferase 2 isoform C, dDnmt2c, extended life span of fruit flies, probably due to increased expression of small heat shock proteins such as Hsp22 or Hsp26. Here, I demonstrate with immunoprecipitations that overexpressed dDnmt2c interacts with endogenous Hsp70 protein in vivo in S2 cells. However, its C-terminal half, dDnmt2c(178-345) forms approximately 10-fold more Hsp70-containing protein complexe than wild-type dDnmt2c. Overexpressed dDnmt2c(178-345) but not the full length dDnmt2c is able to increase endogenous mRNA levels of the small heat shock proteins, Hsp26 and Hsp22. I provide evidence that dDnmt2c(178-345) increases Hsp26 promoter activity via two heat shock elements, HSE6 and HSE7. Simultaneously overexpressed Hsp40 or a dominant negative form of heat shock factor abrogates the dDnmt2c(178-345)-dependent increase in Hsp26 transcription. The data support a model in which the activation of heat shock factor normally found as an inactive monomer bound to chaperones is linked to the overexpressed C-terminus of dDnmt2c. Despite the differences observed in flies and S2 cells, these findings provide a possible explanation for the extended lifespan in dDnmt2c-overexpressing flies with increased levels of small heat shock proteins.

• 대한임상검사과학회지
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• 제49권4호
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• pp.460-469
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• 2017

열충격 단백질(heat shock proteins, HSPs)은 다양한 종양에서 과발현 되고, 종양이 형성되는 과정이나 그 예후에 영향을 주며, 분자량에 따라 HSP27, HSP60, HSP90, HSP100 등으로 구분한다. Heat shock protein90은 세포 내 불안정한 단백질을 보호하는 역할을 통해 질병의 유지에 기여하는데, 정상 조직에 비해 종양 세포에서 높은 수준으로 발현된다고 보고되었다. 이에 본 연구에서는 우리나라 사망원인 1위인 폐암 중 비소세포 폐암에서 Heat shock protein90 family 발현과 비소세포 폐암환자의 임상적 특징과의 상관관계를 분석하여 종양의 생물학적 표지자로서의 가능성을 조사하였다. HSP90 family의 발현과 임상병리학적 특성 및 생존율과의 상관관계를 분석한 결과 $HSP90{\alpha}$는 림프혈관강 침윤이 되지 않은 환자에서 높은 발현을 보였고(p=0.014), $HSP90{\beta}$ 은 조직학적 형태에서 편평상피세포 암종에서 높은 발현을 보였으며(p=0.003), GRP94 은 분화도가 낮을수록 높은 발현을 나타내었다(p=0.048). 생존율은 $HSP90{\alpha}$, $HSP90{\beta}$, GRP94 모두 발현 차이에 대한 유의성이 없었다. 본 연구를 통해 miRNA-126, miRNA-155, miRNA-200c의 발현은 비소세포 폐암의 진단을 위한 생물학적 표지자 및 예후 인자로서 사용될 수 있을 것으로 사료된다. 그리고 비소세포 폐암의 치료용으로 HSP90 family가 고려되어야 할 것이며, GRP94가 종양의 예후예측을 위한 중요한 인자라 사료된다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제17권
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• pp.59-63
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• 1999

벼의 엽록체 small HSP의 고온 스트레스 하에서의 기능을 밝히기 위하여 Oshsp21 cDNA를 pET 발현 vector에 도입하였다. 형질전환된 대장균 배양액에 IPTG를 첨가하여 단백질 발현을 유도시킨 다음 고온 stress 하에서의 생존율을 대조구와 비교하였다. 그 결과 대조균주의 경우 $50^{\circ}C$에서의 생존율이 크게 감소하였으나 Oshsp21이 발현된 대장균의 경우 70% 이상의 생존율을 나타내었다. 또한 대장균 단백질을 $55^{\circ}C$에서 30분간 열처리한 후, 대장균 단백질을 가용성과 비가용성 단백질로 분획한 다음, 각각의 비율을 조사한 결과, 대조균주의 경우 총 단백질의 약 60%가 비가용성 단백질로 변성되었으나, Oshsp21을 발현시킨 대장균의 경우 총 단백질의 약 35%만이 비가용성 단백질로 나타났다. 이러한 결과는 벼의 엽록체 small HSP는 세포내에서 분자 chaperone으로 기능하여 고온내성을 부여할 수 있음을 나타낸다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제17권
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• pp.15-20
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• 1999

엽록제 small HSP의 기능을 조사하기 위하여 항상적으로 발현하는 형질전환 식물체를 작성하였다. 고온 스트레스 하에서의 형질전환 식물체의 고온내성을 chlorophyll 형광으로 측정하였다. Leaf disc를 고온조건에서 5분간 처리한 후, 광화학계 II의 불활성화를 나타내는 Fo 값의 증가 또는 Fv 값의 감소치를 조사하였다. 형질전환 식물체는 고온 스트레스 하에서의 이들 값의 증감율이 현격히 감소하였다. 또한 유식물체를 $52^{\circ}C$에서 45분간 처리한 후, $25^{\circ}C$에서 계속적으로 배양하였을 때, 비형질전환 식물체는 전부 고사하였으나, 형질전환 식물체의 약 80%는 생존하였다. 이러한 결과는 엽록체 small HSP가 고온 스트레스 하에서 광합성기구를 보호하는데 있어서 중요한 기능을 담당하고 있음을 나타낸다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권8호
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• pp.1118-1122
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• 2014

The present study shows that DR1114 (Hsp20), a small heat shock protein of the radiation-resistant bacterium Deinococcus radiodurans, enhances tolerance to hydrogen peroxide ($H_2O_2$) stress when expressed in Escherichia coli. A protein profile comparison showed that E. coli cells overexpressing D. radiodurans Hsp20 (EC-pHsp20) activated the redox state proteins, thus maintaining redox homeostasis. The cells also showed increased expression of pseudouridine (psi) synthases, which are important to the stability and proper functioning of structural RNA molecules. We found that the D. radiodurans mutant strain, which lacks a psi synthase (DR0896), was more sensitive to $H_2O_2$ stress than wild type. These suggest that an increased expression of proteins involved in the control of redox state homeostasis along with more stable ribosomal function may explain the improved tolerance of EC-pHsp20 to $H_2O_2$ stress.

• Molecules and Cells
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• 제19권3호
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• pp.328-333
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• 2005

Small heat shock proteins (sHSPs) are widely distributed, and their function and diversity of structure have been much studied in the field of molecular chaperones. In plants, which frequently have to cope with hostile environments, sHSPs are much more abundant and diverse than in other forms of life. In response to high temperature stress, sHSPs of more than twenty kinds can make up more than 1% of soluble plant proteins. We isolated a genomic clone, NtHSP18.3, from Nicotiana tabacum that encodes the complete open reading frame of a cytosolic class I small heat shock protein. To investigate the function of NtHSP18.3 in vitro, it was overproduced in Escherichia coli and purified. The purified NtHSP18.3 had typical molecular chaperone activity as it protected citrate synthase and luciferase from high temperature-induced aggregation. When E. coli celluar proteins were incubated with NtHSP18.3, a large proportion of the proteins remained soluble at temperatures as high as $70^{\circ}C$. Native gel analysis suggested that NtHSP18.3 is a dodecameric oligomer as the form present and showing molecular chaperone activity at the condition tested. Binding of bis-ANS to the oligomers of NtHSP18.3 indicated that exposure of their hydrophobic surfaces increased as the temperature was raised. Taken together, our data suggested that NtHSP18.3 is a molecular chaperone that functions as a dodecameric complex and possibly in a temperature-induced manner.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권12호
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• pp.1628-1634
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• 2009

Small heat shock proteins (sHSPs) function as molecular chaperones that protect cells against environmental stresses. In the present study, the genes of hsp17.6 and hsp17.7, cytosolic class I sHSPs, were cloned from a tropical plant, Ageratina adenophorum. Their C-terminal domains were highly conserved with those of sHSPs from other plants, indicating the importance of the C-terminal domains for the structure and activity of sHSPs. The recombinant HSP17.6 and HSP17.7 were applied to determine their chaperone function. In vitro, HSP17.6 and HSP17.7 actively participated in the refolding of the model substrate citrate synthase (CS) and effectively prevented the thermal aggregation of CS at $45^{\circ}C$ and the irreversible inactivation of CS at $38^{\circ}C$ at stoichiometric levels. The prior presence of HSP17.7 was assumed to suppress the thermal aggregation of the model substrate CS. Therefore, this report confirms the chaperone activity of HSP17.6 and HSP17.7 and their potential as a protectant for active proteins.