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BCR/ABL mRNA Targeting Small Interfering RNA Effects on Proliferation and Apoptosis in Chronic Myeloid Leukemia

  • Zhu, Xi-Shan;Lin, Zi-Ying;Du, Jing;Cao, Guang-Xin;Liu, Gang
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제15권12호
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    • pp.4773-4780
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    • 2014
  • Background: To investigate the effects of small interference RNA (siRNA) targeting BCR/ABL mRNA on proliferation and apoptosis in the K562 human chronic myeloid leukemia (CML) cell line and to provide a theoretical rationale and experimental evidence for its potential clinical application for anti-CML treatment. Materials and Methods: The gene sequence for BCR/ABL mRNA was found from the GeneBank. The target gene site on the BCR/ABL mRNA were selected according to Max-Planck-Institute (MPI) and rational siRNA design rules, the secondary structure of the candidate targeted mRNA was predicted, the relevant thermodynamic parameters were analyzed, and the targeted gene sequences were compared with BLAST to eliminate any sequences with significant homology. Inhibition of proliferation was evaluated by MTT assay and colony-formation inhibiting test. Apoptosis was determined by flow cytometry (FCM) and the morphology of apoptotic cells was identified by Giemsa-Wright staining. Western blotting was used to analyze the expression of BCR/ABL fusion protein in K562 cells after siRNA treatment. Results: The mRNA local secondary structure calculated by RNA structure software, and the optimal design of specific siRNA were contributed by bioinformatics rules. Five sequences of BCR/ABL siRNAs were designed and synthesized in vitro. Three sequences, siRNA1384, siRNA1276 and siRNA1786, which showed the most effective inhibition of K562 cell growth, were identified among the five candidate siRNAs, with a cell proliferative inhibitory rate nearly 50% after exposure to 12.5nmol/L~50nmol/L siRNA1384 for 24,48 and 72 hours. The 50% inhibitory concentrations ($IC_{50}$) of siRNA1384, siRNA1276 and siRNA1786 for 24hours were 46.6 nmol/L, 59.3 nmol/L and 62.6 nmol/L, respectively, and 65.668 nmol/L, 76.6 nmol/L, 74.4 nmol/L for 72 hours. The colony-formation inhibiting test also indicated that, compared with control, cell growth of siRNA treated group was inhibited. FCM results showed that the rate of cell apoptosis increased 24 hours after transfecting siRNA. The results of annexinV/PI staining indicated that the rate of apoptosis imcreased (1.53%, 15.3%, 64.5%, 57.5% and 21.5%) following treamtne with siRNAs (siRNA34, siRNA372, siRNA1384, siRNA1276 and siRNA1786). Morphological analysis showed td typical morphologic changes of apoptosis such as shrunken, fragmentation nucleus as well as "apoptotic bodies" after K562 cell exposure to siRNA. Western blot analysis showed that BCR/ABL protein was reduced sharply after a single dose of 50nmol/L siRNA transfection. Conclusions: Proliferation of K562 cells was remarkbly inhibited by siRNAs (siRNA1384, siRNA1276 and siRNA1786) in a concentration-dependent manner in vitro, with effective induction of apoptosis at a concentration of 50 nmol/L. One anti-leukemia mechanism in K562 cells appeared that BCR/ABL targeted protein was highly down-regulated. The siRNAs (siRNA1384, siRNA1276 and siRNA1786) may prove valuable in the treatment of CML.

$\alpha$-아미노이소부틸산-알라닌 올리고 펩티드의 $3_{10}$/$\alpha$ 나선 전이에 관한 모형 (A Model for the $3_{10}$/$\alpha$ Helix Transitions of $\alpha$-Aminoisobutyric Acid-Alanine Oligopeptide)

  • 김영구;박형석
    • 대한화학회지
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    • 제38권10호
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    • pp.710-718
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    • 1994
  • 본 연구에서는 ${\alpha}$-aminoisobutyric acid (Aib)와 alanine (Ala)이 교대로 결합된 올리고펩티드(Buo-(Ala-Aib)$_n$-oMe:여기서 Buo는 t-butoxy를 oMe는 methoxy를 의미한다)의 구조적인 전이현상을 적절하게 설명할 수 있는 통계 열역학적인 이론을 제시하고자 한다. Poly $\alpha-aminoisobutyric$ acid는 $3_{10}$ 나선 구조를 가지며 polyalanine은 $\alpha$ 나선구조를 가진다. 올리고펩티드(Buo-(Ala-Aib)$_n$-oMe)의 사슬 길이를 N = 4(N = 2n)에서부터 증가시킬 때, $3_{10}$ 나선구조에서 $\alpha$ 나선구조로의 전이는 사슬길이가 N = 8일 때 일어난다. 올리고 펩티드는 수용액에서 코일 구조로만 있으나, 유기용매(예를 들면, $CD_3$CN)에서는 여러가지 구조가 있을 수 있기 때문에, 코일구조만으로 된 것, 코일과 $3_{10}$ 나선구조로 된 것, 코일과 $\alpha$ 나선구조로 된 것을 zipper 모형을 사용하여 전이현상을 설명하였다. Zimm-Bragg변수인 $\alpha$$\xi$는 실험적인 값에 의거하였다. 각각 그 값은 $\sigma_T$ = 0.00011이고, ${\sigma}_T$ = 0.0060이며, $\xi_A$ = 10.1, $\xi_T$ = 3.90이 된다(첨자 A와 T는 각각 $\alpha$ 나선, $3_{10}$을 의미한다.) 일반적으로 사슬 전체길이를 N이라 하면 $\alpha$ 나선내에서의 나선내 수소 결합수는 N-2, N-3, N-4, ${\cdots}$, 3, 2, 1등이 있을 수 있으며, $3_{10}$ 나선에서는 N-1, N-2, N-3, N-4, ${\cdots}$, 3, 2, 1등이 있을 수 있다. 그러나 $\xi_A$$\xi_T$가 1보다 큰 값을 가지기 때문에, 긴 나선으로 된 사슬로 존재하는 것이 상대적으로 많다.

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Ir 전극 계면에서 위상이동 방법 및 상관계수를 이용한 수소의 흡착동온식 결정 (Determination of Adsorption Isotherms of Hydrogen at an Ir Electrode Interface Using the Phase-Shift Method and Correlation Constants)

  • 전상규
    • 전기화학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.132-140
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    • 2007
  • 백금족/수용액 계면에서 Langmuir, Frumkin, Temkin 흡착등온식(${\theta}\;vs.\;E$)을 결정하기 위해 최적중간주파수 일 때 위상이동($0^{\circ}{\leq}-{\varphi}{\leq}90^{\circ}$) 거동($-{\varphi}\;vs.\;E$)과 표면피복율($1{\geq}{\theta}{\geq}0$) 거동(${\theta}\;vs.\;E$) 사이의 선형 관계식 연구에 관한 위상이동 방법 및 상관계수를 제안하고 증명하였다. Ir/0.1 M KOH수용액 계면에서 음극 $H_2$ 발생 반응에 관한 수소의 Langmuir 및 Temkin 흡착등온식(${\theta}\;vs.\;E$), 평형상수(Langmuir 흡착등온식: $K=3.3{\times}10^{-4}mol^{-1}$, Temkin 흡착등온식: $K=3.3{\times}10^{-3}{\exp}(-4.6{\theta})\;mol^{-1}$), 상호작용 파라미터(Temkin 흡착등온식: g=4.6), 표준자유에너지($K=3.3{\times}10^{-4}mol^{-1}$ 일 때 ${\Delta}G_{ads}^0=19.9kJ\;mol^{-1},\;K=3.3{\times}10^{-3}{\exp}(-4.6{\theta})\;mol^{-1}$$0.2<{\theta}<0.8$일 때 $16.5<{\Delta}G_{\theta}^0<23.3kJ\;mol^{-1}$)를 결정한다. 수소 흡착부위의 비균일 및 측 방향 상호작용 효과는 무시할 수 있다. ${\theta}$의 중간값 즉, $0.2<{\theta}<0.8$일 때 Langmuir 또는 Frumkin 흡착등온식과 상관관계에 있는 Temkin 흡착등온식은 상관계수를 이용하여 쉽게 결정할 수 있다. 위상이동 방법 및 상관계수는 흡착동온식(${\theta}\;vs.\;E$) 및 연관된 전극속도론과 열역학 파라미터(K, g, ${\Delta}G_{ads}^0, {\Delta}G_{\theta}^0$)를 결정하기 위한 정확하고 확실한 기술 및 방법이다.

말쥐치 근원섬유단백질의 열안정성과 및 가지 첨가제의 영향 (Thermal-Denaturation of File Fish Myofibrillar Protein and Protective Effect of Sucrose, Sorbitol and Amino Acids)

  • 최영준;변재형
    • 한국수산과학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.455-463
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    • 1985
  • 말쥐치 육의 근원섬유단백질을 추출하고 몇가지 온도조건이 그 변성에 미치는 영향을 실험하였으며, sucrose와 sorbitol 및 아미노산을 첨가하였을 때의 변성억제효과에 관하여도 비교 검토하였다. 실험에서 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 말쥐치 근원섬유단백질의 $25^{\circ}C,\;30^{\circ}C,\;35^{\circ}C$에서의 변성속도정수($K_D$값)는 각각 $19.52{\times}10^{-5},\;112.25{\times}10^{-5},\;247.20{\times}10^{-5}$이었다. 활성화 에너지${\Delta}E$값은 43 kcal/mole, 활성화엔탈피 ${\Delta}H$는 42.4kcal/mole, 활성화 엔트로피 ${\Delta}S$는 66.79 e.u., 그리고 자유에너지 ${\Delta}G$는 22.4kcal/mole이었다. 2. 말쥐치 근원섬유단백질이 $0^{\circ}C$에서 96시간 경과했을 때는 최초 활성의 $53\%$가 감소하였고, $-20^{\circ}C$에서 60시간이 경과했을 때는 약 $72\%$가 감소했다. 3. 농도별 첨가제의 가열변성에 대한 억제 효과는 1M Na-Glu>1M sorbitol>1.25M Gly>0.5M sucrose>1.25M Ala의 순이며, 변성억제효과 값 ${\Delta}E$는 Na-Glu가 1.25, sorbitol이 0.58, Gly이 0.28, sucrose가 0.21, Ala이 0.05이였다. 4. 혼성 첨가시는 1M Na-Glu+1.25M Gly>1M sorbitol+1.25 M Gly>1M sorbito1+0.5M sucrose>1M sorbito1+1M Na-Glu순으로 가열변성억제효과를 가지고 있으며, 이들의 $K_D$값은 위의 순서대로 $25^{\circ}C$에서 각각 $1.38{\times}10^{-5},\;11.75{\times}10^{-5},\;14.95{\times}10^{-5},\;15.66{\times}10^{-5}$으로서 무첨가시보다 $7{\sim}l.2$배의 효과를 나타내고 있었다. 5. 혼성 첨가시의 열역학적 함수로서 활성화 에너지, 활성화 엔탈피, 활성화 엔트로피, 자유 에너지는 Na-Glu+Gly 일 때, 68.4kcal/mole, 67.8 kcal/mole, 146.70 e. u., 24kca1/mole이며, sorbitol+Gly은 44kcal/mole, 43.4kcal/mole, 69.14 e. u., 22.8kcal/mole, sorbitol+sucrose는 42.7kcal/mole, 42.1kcal/mole 65.26 e. u., 22.6kcal/mole이고. sorbitol+Na-Glu는 49kcal/mole, 48.4kcal/mole, 86.49 e. u., 22.6kcal/mole이었다. 6. 냉동중의 변성억제효과는 1M Na-Glu+1.25M Gly/1M sorbito1+0.5M sucrose>1M sorbitol+1.25M $Gly{\sim}lM$ sorbito1+1M Na-Glu의 순으로 좋았다.

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수질 중 질소와 인 모니터링을 위한 혼합이온교환수지 캡슐의 개발 (Development of Mixed-bed Ion Exchange Resin Capsule for Water Quality Monitoring)

  • 박창진;김동국;옥용식;유경렬;이주영;장용선;양재의
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제47권3호
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    • pp.344-350
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    • 2004
  • 본 연구는 혼합이온교환수지 캡슐이 수질 모니터링 도구로 활용가능한지를 평가하기 위해 수행되었다. 이를 위해 수지의 질소$(NH_4\;^+-N,\;NO_3\;^--N)$와 인산$(PO_4\;^{3-}-P)$에 대한 물리적, 화학적 반응 특성을 구명하고, 현장적용시험을 수행하였다. 실험결과 유속이 증가함에 따라 수지의 이온 흡착량은 감소하였으며, 이온 종류에 따른 흡착량은 $NO_3\;^--N\;>\;NH_4\;^+-N\;>\;PO_4\;^{3-}-P$ 순으로 나타나 수지의 흡착 선택성과 일치하였다. 온도와 시간에 따른 이온의 농도 변화를 일차반응속도모델에 적용하였을 때, 반응비상수$({\kappa})$는 반응온도가 증가함에 따라 증가하였고, 이온의 농도가 증가함에 따라 증가하였다. 온도가 증가함에 따라 ${\Delta}H^{o\ddag}$값과 ${\Delta}G^{o\ddag}$값은 증가하였으나, $E_a$값과 ${\Delta}S^{o\ddag}$값은 감소하여 열역학 이론과 일치하였다. $E_a$$155.38{\sim}682.89\;kJ{\cdot}mol^{-1},\;{\Delta}H^{o\ddag}$$153.03{\sim}680.54\;kJ{\cdot}mol^{-1},\;{\Delta}S^{o\ddag}$$525.02{\sim}610.99\;J{\cdot}mol^{-1},\;K^{-1}\;{\Delta}G^{o\ddag}$$525.02{\sim}610.99\;J{\cdot}mol^{-1}$의 범위를 나타냈다. 현장적용시험에서 삽입시간과 수지흡착량의 관계는 Langmuir 형태를 따랐으며, 질소는 24시간 경과 후, 인산은 8시간 후에 의사평형에 도달하였다. 따라서 현장에서의 최대 삽입시간은 인산의 평형 도달시간과 하천 내 인산 농도에 의해 결정될 것으로 판단된다. 이상의 결과를 통해 이온교환수지를 수질 중 질소와 인의 모니터링 도구로 활용할 수 있을 것으로 판단되며, 실제 현장에 활용하기 위해서는 온도, 유속, 삽입시간 등의 인자와 하천수 내 이온조성과의 상관관계에 대한 규명과 경험상수의 도출이 필요할 것으로 판단된다.