Comparative analyses of intracellular biopterin contents and its biosynthetic enzymes were performed in Allomyces macrogynus. Biopterin content in fresh weight was 14-fold higher in mycelium than in zoospore. Enzyme activities of GTP cyclohydrolase I and 6-pyruvoyltetrahydropterin synthase in ammonium sulfate fractions were approximately 2-fold higher in mycelium. On the other hand, sepiapterin reductase (SR) activity was 10 fold higher in zoospore. Northern blot assay also demonstrated that SR transcript was abundant in zoospore. These results suggest a possible involvement of tetrahydrobiopterin in cellular differentiation of Allomyces macrogyllus as well as provide an experimental basis to elucidate the physiological function of SR in this organism.
Tetrahydrobiopterin (BH4) is a multifunctional cofactor of aromatic amino acid hydroxylases and nitric oxide synthase (NOS) as well as an intracellular antioxidant in animals. Through regulation of NOS activity BH4 plays a pivotal role not only in a variety of normal cellular functions but also in the pathogenesis of cardiovascular and neurodegenerative diseases, which develop under oxidative stress conditions. It appears that a balanced interplay between BH4 and NOS is crucial for cellular fate. If cellular BH4 homeostasis maintained by BH4 synthesis and regeneration fails to cope with increased oxidative stress, NOS is uncoupled to generate superoxide rather than NO and, in turn, exacerbates impaired BH4 homeostasis, thereby leading to cell death. The fundamental biochemical events involved in the BH4-NOS interplay are essentially the same, as revealed in mammalian endothelial, cardiac, and neuronal cells. This review summarizes information on the cellular BH4 homeostasis in mammals, focusing on its regulation under normal and oxidative stress conditions.
Tetrahydrobiopterin ($BH_4$) is a pivotal cofactor for enzymes responsible for the synthesis and release of monoamine neurotransmitters including dopamine and serotonin as well as the release of glutamate. Deficiencies in $BH_4$ levels and reduced activities of $BH_4$-associated enzymes have been recently reported in patients with schizophrenia. Accordingly, it is possible that abnormalities in the biochemical cascades regulated by $BH_4$ may alter DA, 5-HT and Glu neurotransmission, and consequently contribute to the pathophysiology of different neuropsychiatric diseases including schizophrenia. The development of a novel strain of mutant mice that is deficient in $BH_4$ by knocking out the expression of a functional sepiapterin reductase gene (spr -/-) has added new insights into the potential role of $BH_4$ in the pathophysiology and improved treatment of schizophrenia.
Moon, Kyung Sub;Lee, Je Hyuk;Kang, Sam Suk;Kim, Soo Han;Kim, Jae Hyoo;Jung, Shin;Kim, Tae Sun;Lee, Jung Kil
Journal of Korean Neurosurgical Society
/
v.30
no.9
/
pp.1059-1064
/
2001
Objective : 6R-Tetrahydrobiopterin(BH4) is a cofactor for the aromatic amino acid hydroxylases which is essential for the biosynthesis of catecholamines and serotonin. It also acts as a cofactor for nitric oxide synthase, and stimulates the release of some neurotransmitters such as dopamine, serotonin, acetylcholine and glutamate. Recently, it has been reported that BH4 could induce cellular proliferation and enhance neuronal survival. This study was performed to investigate the antioxidative effect of BH4 on the various oxidative insults in mouse cerebral cortical cell cultures. Methods : Iron ion(FeCl2), zinc ion(ZnCl2), sodium nitroprusside(SNP) and buthionine sulfoximine(BSO, a glutathione depletor) were used as oxidants. Cell death was assessed by measurement of lactate dehydrogenase efflux to bathing media at the end of exposure. Result : All 4 oxidants induced neuronal cell death associated with cell body swelling, which was markedly inhibited by trolox($100{\mu}M$), a vitamin E analog. BH4($10-100{\mu}M$) markedly inhibited the neuronal cell death induced by all 4 oxidants($20{\mu}M\;Cu^{2+}$, $20{\mu}M\;Zn^{2+}$, $1{\mu}M$ SNP or 1mM BSO). However, BH4 failed to inhibit the neuronal cell death induced by 24hr exposure to $20{\mu}M$ NMDA. Conculsion : These results suggest that BH4 has antioxidative action independently of any actions of enzyme cofactor.
Park, Eun-Hee;Lee, Won-Heong;Jang, Mi-Hee;Kim, Myoung-Dong
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.25
no.10
/
pp.1709-1713
/
2015
Sepiapterin is a precursor for the synthesis of tetrahydrobiopterin (BH4), which is a wellknown cofactor for aromatic amino acid hydroxylation and nitric oxide synthesis in higher mammals. In this study, a recombinant Escherichia coli BL21(DE3) strain harboring cyanobacterial guanosine 5’-triphosphate cyclohydrolase 1 (GCH1) and human 6-pyruvoyltetrahydropterin synthase (PTPS) genes was constructed to produce sepiapterin. The optimum conditions for T7 promoter–driven expression of GCH1 and PTPS were 30℃ and 0.1 mM isopropyl-β-D-thioglucopyranoside (IPTG). The maximum sepiapterin concentration of 88.1 ± 2.4 mg/l was obtained in a batch cultivation of the recombinant E. coli, corresponding to an 18-fold increase in sepiapterin production compared with the control condition (37℃ and 1 mM IPTG).
Journal of The Korean Society of Inherited Metabolic disease
/
v.15
no.2
/
pp.55-58
/
2015
Tetrahydrobiopterin ($BH_4$) can normalize blood phenylalanine (Phe) levels in $BH_4$ deficiency, but typically not in phenylketonuria (PKU). In 1999, Kure et al. reported that some PKU patients showed decreased blood Phe levels after $BH_4$ loading, and thereafter, those PKU patients were identified by neonatal PKU screening. A natural cofactor for phenylalanine hydroxylase (PAH) is a 6R-isomer of $BH_4$, which is first synthesized in Japan as Sapropterin dihydrochloride (Biopten$^{(R)}$) in 1982. In Japan, Biopten$^{(R)}$ is first approved for the treatment of $BH_4$ deficiency in 1992, and then for $BH_4$-responsive PAH deficiency (BPKU) in 2008. The discovery of BPKU has vast clinical implications. After Biopten$^{(R)}$ (Kuvan$^{(R)}$) is available for the treatment of BPKU, the QOL of both patients and their families were improved very much, since the serum phenylalanine levels were controlled within 4 mg/dL by $BH_4$ mono-therapy with a normal diet or $BH_4$ combined use of mild phenylalanine-restricted diet. Biopten$^{(R)}$ therapy in patients with BPKU is highly efficacious (70%) at maintaining serum Phe levels within recommended control range and provides excellent safety at least average use period of 10 years (range, 1-17 years) with no unwarranted side effects in Japan. In addition it has been confirmed that sapropterin therapy initiated before 4 years of age was very effective to maintain plasma Phe levels within the favorable range and was safe in Japanese patients with BPKU.
Aryal, Bijay;Lee, Jin-Koo;Kim, Hak Rim;Kim, Hyung-Gun
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
v.18
no.2
/
pp.129-134
/
2014
It has been suggested that transition metal ions such as iron can produce an oxidative injuries to nigrostriatal dopaminergic neurons, like Parkinson's disease (PD) and subsequent compensative increase of tetrahydrobiopterin ($BH_4$) during the disease progression induces the aggravation of dopaminergic neurodegeneration in striatum. It had been established that the direct administration of $BH_4$ into neuron would induce the neuronal toxicity in vitro. To elucidate a role of $BH_4$ in pathogenesis in the PD in vivo, we assessed the changes of dopamine (DA) and $BH_4$ at striatum in unilateral intranigral iron infused PD rat model. The ipsistriatal DA and $BH_4$ levels were significantly increased at 0.5 to 1 d and were continually depleting during 2 to 7 d after intranigral iron infusion. The turnover rate of $BH_4$ was higher than that of DA in early phase. However, the expression level of GTP-cyclohydrolase I mRNA in striatum was steadily increased after iron administration. These results suggest that the accumulation of intranigral iron leads to generation of oxidative stress which damage to dopaminergic neurons and causes increased release of $BH_4$ in the dopaminergic neuron. The degenerating dopaminergic neurons decrease the synthesis and release of both $BH_4$ and DA in vivo that are relevance to the progression of PD. Based on these data, we propose that the increase of $BH_4$ can deteriorate the disease progression in early phase of PD, and the inhibition of $BH_4$ increase could be a strategy for PD treatment.
Kim, Nam-Kyoung;Kim, Mi-Hwa;Kang, Nae-Im;Choi, Shin-Wook
Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea
/
v.33
no.1
s.60
/
pp.53-60
/
2007
(6R)-5,6,7,8-tetrahydrobiopterin ($6-BH_4$) cofactor is essential for various process, and is present in probably every cell or tissue of higher organism. $6-BH_4$ is required lot various enzyme activities, and for less defined functions at the cellular level. And it is well known about the antioxidant effects as a non-protein compound. Recently, scientists proposed another roles for $6-BH_4$ in melanogenesis. $6-BH_4$ is a well known tyrosinase inhibitor. In this study, we found that methyl-$BH_4$ and $6-BH_4$ have antioxidant activities and inhibitory activity for melanin synthesis. These pterin compounds were not toxic in HaCaT and B16F10 cells and showed scavenging activity against DPPH radicals. We also showed that pterin compounds decreased protein levels of tyrosinase and TRP-1. In a clinical test, pterin compounds showed the significant skin whiteining effect after treatment for 3 weeks. Furthermore pterin compounds significantly suppressed the UVB-induced expression of $PGE_2$ and IL-6 genes induced UVB In HaCaT and inhibited UVB-induced melanogenesis in B16F10 cells. These results showed the effect of pterin compounds as a cosmeceutical ingredient.
Kim, Hye-Lim;Kim, Ae Hyun;Park, Mi Bi;Lee, Soo-Woong;Park, Young Shik
BMB Reports
/
v.46
no.1
/
pp.37-40
/
2013
CY-007 and CY-049 pteridine glycosyltransferases (PGTs) that differ in sugar donor specificity to catalyze either glucose or xylose transfer to tetrahydrobiopterin were studied here to uncover the structural determinants necessary for the specificity. The importance of the C-terminal domain and its residues 218 and 258 that are different between the two PGTs was assessed via structure-guided domain swapping or single and dual amino acid substitutions. Catalytic activity and selectivity were altered in all the mutants (2 chimeric and 6 substitution) to accept both UDP-glucose and UDP-xylose. In addition, the wild type activities were improved 1.6-4.2 fold in 4 substitution mutants and activity was observed towards another substrate UDP-N-acetylglucosamine in all the substitution mutants from CY-007 PGT. The results strongly support essential role of the C-terminal domain and the two residues for catalysis as well as sugar donor specificity, bringing insight into the structural features of the PGTs.
Cha En Young;Park Jeong Soon;Jeon Sireong;Kong Jin Seon;Cho Yong Kee;Ryu Jee Youn;Park Youn Il;Park Young Shik
Journal of Microbiology
/
v.43
no.2
/
pp.191-195
/
2005
In this study, we attempted to characterize the Synechococcus sp. pee 7942 mutant resultant from a disruption in the gene encoding UDP-glucose: tetrahydrobiopterin a-glucosyltransferase (BGluT). 2DPAGE followed by MALDI-TOF mass spectrometry revealed that phycocyanin rod linker protein 33K was one of the proteins expressed at lower level in the BGluT mutant. BGluT mutant cells were also determined to be more sensitive to high light stress. This is because photosynthetic O$_2$ exchange rates were significantly decreased, due to the reduced number of functional PSIs relative to the wild type cells. These results suggested that, in Synechococcus sp. pee 7942, BH4-glucoside might be involved in photosynthetic photoprotection.
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.