Park, Nyeong-Soo;Shin, Dong-Woo;Lee, Ke-Ho;Ji, Geun-Eog
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제10권3호
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pp.312-320
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2000
Abstract The full sequence of the plasmid pKJ36, which was derived from Bifidobacterium longum KJ, was determined and analyzed to construct shuttle vectors between E. coli and Bifidobacterium. The plasmid pKJ36 was composed of 3,625 base pairs with a 65.1% G+C content. The structural organization of pKJ36 was highly similar to that of pKJ50, and the three major ORFs on pKJ36 showed high amino acid sequence homologies with those of pKJ50. The putative proteins coded by these three ORFs were designated as RepB (32.0 kDa, pI=9.25), MembB (29.0 kDa, pI=12.25), and MobB (39.0 kDa, pI=IO.66), respectively. The amino acid sequence of RepB showed a 57% identity and 70% similarity with that of the RepA protein of pKJ50. Upstream of the repB gene, the so-called iteron sequence was directly repeated four-and-ahalf times and a conserved dnaA box was identified. An amino acid sequence comparison between the MobB and MobA of pKJ50 revealed a 48% identity and 61 % similarity. A conserved oriT sequence with an inverted repeat identical to that of pKJ50 was also found upstream of the mobB gene. A hydropathy analysis of MembB revealed four possible transmembrane regions. The expressions of the repB and membB genes were confirmed by RT-PCR. The in vitro translation reaction of pKJ36 showed protein bands with anticipated sizes with respect to each putative gene product. S 1 endonuclease treatment and Southern hybridization suggested that pKJ36 replicates by a rolling circle mechanism via a single-stranded DNA (ssDNA) intermediate. A shuttle vector between E. coli and Bifidobacterium sp. was constructed using the pKJ36, pBR322, and staphylococcal chloramphenicol acetyl transferase (CAT) gene. The successful transformation of the Bifidobacterium strains was shown by Southern hybridization and PCR. The transformation efficiency differed from strain to strain and, depending on the electroporation conditions, with a range between $1.2{\times}10^1-2.6{\times}10^2{\;}cfu/\mu\textrm{g}$ DNA.X> DNA.
Objective: The genetic effects of an individual on the phenotypes of its social partners, such as its pen mates, are known as social genetic effects. This study aims to identify the candidate genes for social (pen-mates') average daily gain (ADG) in pigs by using the genome-wide association approach. Methods: Social ADG (sADG) was the average ADG of unrelated pen-mates (strangers). We used the phenotype data (16,802 records) after correcting for batch (week), sex, pen, number of strangers (1 to 7 pigs) in the pen, full-sib rate (0% to 80%) within pen, and age at the end of the test. A total of 1,041 pigs from Landrace breeds were genotyped using the Illumina PorcineSNP60 v2 BeadChip panel, which comprised 61,565 single nucleotide polymorphism (SNP) markers. After quality control, 909 individuals and 39,837 markers remained for sADG in genome-wide association study. Results: We detected five new SNPs, all on chromosome 6, which have not been associated with social ADG or other growth traits to date. One SNP was inside the prostaglandin $F2{\alpha}$ receptor (PTGFR) gene, another SNP was located 22 kb upstream of gene interferon-induced protein 44 (IFI44), and the last three SNPs were between 161 kb and 191 kb upstream of the EGF latrophilin and seven transmembrane domain-containing protein 1 (ELTD1) gene. PTGFR, IFI44, and ELTD1 were never associated with social interaction and social genetic effects in any of the previous studies. Conclusion: The identification of several genomic regions, and candidate genes associated with social genetic effects reported here, could contribute to a better understanding of the genetic basis of interaction traits for ADG. In conclusion, we suggest that the PTGFR, IFI44, and ELTD1 may be used as a molecular marker for sADG, although their functional effect was not defined yet. Thus, it will be of interest to execute association studies in those genes.
Chromophore로 레티날(vitamin A)을 사용하는 막 단백질인 로돕신은 7개의 막 단백질로 이루어진다. 최근 광화학/생물리학 측정 방법이 다양해지면서, 그에 따른 새로운 특성도 함께 다양하게 보고되고 있다. 하지만, 다양한 측정 환경에 따른 그 광화학/생물리학 특성의 차이점에 대한 비교연구는 없는 상태이다. 첫째, 빛 에너지를 이용하여 수소 이온 펌프 역할 하는 것으로 잘 알려져 있는 roteorhodopsin (PR)은 해양 proteobacteria에서 발견 되었다. 둘째, 한 오페론에서 14 kDa 전달자와 같이 발현되면서 신호 전달 기능을 하는 Anabaena sensory rhodopsin (ASR)이 있다. 이에 본 연구에서는 이 두 미생물 로돕신을 이용하여 다양한 조건에서 그 차이를 살펴보았다. 각 단백질이 막에 끼어 있는 상태(membrane state), polyacrylamide gel에 고정되어 있는 상태, nonionic detergent일종인 DDM (n-dodecyl-${\beta}$-D-maltopyranoside)과, OG (octyl-${\beta}$-D-glucopyranoside)에 녹아 있는 상태, 좀더 자연상태와 유사한 환경을 위해 단백질만 깨끗하게 정제한 다음 다시 Escherichia coli의 지질인 DOPC (1,2-didecanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine)에 재조립한 상태, 이렇게 5가지 조건에서 각각의 광화학/생물리학 특징을 흡수스펙트럼(absorption spectrum), 빛-어둠 차이 흡수스펙트럼(light-induced difference spectrum), 포토사이클(photocycle)을 측정하였다. 그 결과 DDM에 녹아 있는 PR과 ASR에서 각 다른 파장에서 M과 O state와 같은 선명한 photointermediate를 가지고, 가장 signal/noise 비율이 좋았다. 본 연구를 통해 막단백질의 다양한 측정 환경에 대한 그 특성의 차이점을 살펴봄으로써 앞으로 다양한 종류의 로돕신 연구에 기초 기반이 될 것으로 사료된다.
Calcium수송에 대한 기전을 추구하기위하여, carbachol을 사용하여 ml muscarinic receptor-transfected RBL-2H3 cell-line에서 다음과 같은 실험결과를 얻었기에 이에 보고한다. 1) Carbachol의 투여로 이들 cell-line에서 $Ca^{2+}$ influx가 농도에 따라 증가하였고, hexosaminidase 분비양도 의의있게 증가하였다. 2) Atropine 투여로 Carbachol의 상승작용이 의의있게 억제되었다. 3) 수종의 금속양이온을 투여하여 carbachol의 $Ca^{2+}$수송에 대한 영향을 관찰한 바, 이들 금속이온들은 $Ca^{2+}$의 influx를 의의있게 억제하였다. 4) PMA(20 nM) 투여로 carbachol의 hexosaminidase의 분비는 억제되지 못했지만 $Ca^{2+}$ influx는 억제되었다. 5) PTx $(0.2\;{\mu}g/ml)$ 투여로 carbachol의 hexosaminidase 분비가 의의있게 억제되었다. 위의 결과로 미루어 보아, 이 세포의 muscarinic receptor가 calcium channel을 통한 calcium수송에 매우 중요한 영향을 나타내는데, 이들 calcium ion channel은 적어도 두 종류가 존재하며, 하나는G-protein-dependent calcium channel에 의하며, 다른 하나는 G-protein-independent calcium channel에 대한 작용에 의한 것으로 생각된다. 또한 이 calcium channel들은 2가 또는 3가의 다른 금속 ion들에 의하여 calcium수송이 억제된다.
Background: High incidence of breast cancer and its fatal effect has reached an alarming stage across the globe, including the third world countries. Many factors have been reported to be associated with the development of breast cancer but detailed structural and functional information is missing. CA 15-3 is one of the known potential tumor marker of breast cancer; however little is known about structure and functional site of this protein. Present study aims to investigate the functional role of CA 15-3 in breast cancer, especially in development and metastasis. Material and Methods: Hundred female breast cancer patients confirmed by histopathological reports were included in the study. Their physiological characters were recorded in a performa. Enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) technique was used to estimate serum CA 15-3 level. Immunohistochemistry was done for estrogen (ER), progesterone (PR) and Her2/neu receptors expression. Results: The study revealed the details of physiological characteristics of female breast cancer. Mean age was $37.72{\pm}5.99$ and $55.05{\pm}7.28$ years and serum CA 15-3 (MUC1) level was $60.47{\pm}8.59$ and $63.17{\pm}4.58$ U/ml in pre and post-menopause respectively, and both groups of women had sedentary life style. Their receptor status especially of progesterone, estrogen and HER-2/neu were positive in 50% of premenopausal women and 65% of postmenopausal women. Conclusion: There are multiple physiological factors promoting breast cancer. High serum CA 15-3 level and hormonal imbalance of ER, PR and Her2/neu appears to be the main cause of breast cancer. It may be possible that the functional sites of these proteins may be altered which may increase the chances of metastasis in breast cancer.
Objectives : The aim of this study is to examine the neuroprotective effect of wheat bran extract (WBE) against ${\beta}$-amyloid ($A{\beta}$)-induced apoptotic cell death in SH-SY5Y human neuroblastoma cells and memory impairment in triple transgenic animal model's of Alzheimer's disease (3xTg AD mice). Methods : In SH-SY5Y cells, MTT assay and TUNEL staining were conducted to evaluate the protective effect of WBE against $A{\beta}_{25-35}$-induced neurotoxicity and apoptosis. Alterations in mitochondrial transmembrane potential (MMP), expression of proapoptotic Bax and antiapoptotic Bcl-2 proteins, cleavage of PARP, and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) levels were analyzed to elucidate the neuroprotective mechanism of WBE. To further investigate the memory enhancing effect of WBE, Morris water maze test was performed in 3xTg AD mice. Results : In SH-SY5Y cells, WBE protected against $A{\beta}_{25-35}$-caused cytotoxicity and apoptosis as shown by the restoration of cell viability in MTT assay and inhibition of DNA fragmentation in TUNEL staining. $A{\beta}_{25-35}$-induced apoptotic signals such as dissipation of MMP, decreased Bcl-2/Bax ratio, and cleavage of PARP were suppressed by WBE. Moreover, WBE up-regulated the protein levels of BDNF, which seemed to be mediated by activation of cAMP response element-binding protein (CREB). In 3xTg AD mice, oral administration of WBE attenuated learning and memory deficit as verified by reduced mean escape latency in water maze test. Conclusions : WBE protects neuronal cells from $A{\beta}_{25-35}$-induced apoptotic cell death and restores learning and memory impairments in 3xTg AD mice. These findings suggest that WBE exhibit neuroprotective potential for the management of AD.
레트로바이러스는 바이러스 외막과 숙주세포막의 융합에 의해 세포내로 들어간다. Moloney 마우스레트로바이러스(murine leukemia virus)의 외막 단백질은 표면단백질(SU)과 막단백질(TM)을 포함하는 85 kDa의 전구체로 합성되는데 바이러스의 성숙과정에 막단백질의 카르복시 말단 16개의 아미노산(R-peptide)이 바이러스의 프로티아제에 의해 절단된다. R 펩타이드가 절단된 막단백질은 Moloney 마우스레트로바이러스에 대한 수용체를 가진 NIH3T3 세포주에서 합포체(syncytium)를 형성한다. R 펩타이드가 절단된 막단백질의 합포체 형성 기작 연구를 위해 R 펩타이드가 절단되어 있으며 표면단백질의 PRR (proline rich region) 부위가 EGFP로 삽입되어진 Moloney full length molecular clone을 만들었다. 이 clone은 NIH3T3 세포에서 합포체를 형성하였으며 형광이 세포질과 세포막에서 관찰되었으나 핵은 염색이 되지 않고 검게 보여 신속 정확하게 합포체 관찰이 가능하였다. 흥미롭게도 절단된 막단백질을 가진 비리온이 NIH3T3 세포에서 광학현미경으로 관찰하였을때는 합포체를 형성하였으나 형광현미경에서는 형광이 관찰되지 않아서 비리온이 세포감염 없이 바이러스-세포 융합 방식으로 합포체를 형성한 것으로 생각되었다. 본 연구에서는 형광의 발현 여부로 합포체 형성을 신속 정확하게 관찰할 수 있는 방법을 개발하였으며 R 펩타이드가 절단된 비리온이 세포 감염 없이 세포와 세포 사이의 융합을 매개할 수 있음을 밝혔다.
Nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) play important roles in nervous system functions and are involved in a variety of diseases. We previously demonstrated that ginsenosides, the active ingredients of Panax ginseng, inhibit subsets of nAChR channel currents, but not ${\alpha}7$, expressed in Xenopus laevis oocytes. Mutation of the highly conserved Leu247 to Thr247 in the transmembrane domain 2 (TM2) channel pore region of ${\alpha}7$ nAChR induces alterations in channel gating properties and converts ${\alpha}7$ nAChR antagonists into agonists. In the present study, we assessed how point mutations in the Leu247 residue leading to various amino acids affect 20(S)-ginsenoside $Rg_3$ ($Rg_3$) activity against the ${\alpha}7$ nAChR. Mutation of L247 to L247A, L247D, L247E, L247I, L247S, and L247T, but not L247K, rendered mutant receptors sensitive to $Rg_3$. We further characterized $Rg_3$ regulation of L247T receptors. We found that $Rg_3$ inhibition of mutant ${\alpha}7$ nAChR channel currents was reversible and concentration-dependent. $Rg_3$ inhibition was strongly voltage-dependent and noncompetitive manner. These results indicate that the interaction between $Rg_3$ and mutant receptors might differ from its interaction with the wild-type receptor. To identify differences in $Rg_3$ interactions between wild-type and L247T receptors, we utilized docked modeling. This modeling revealed that $Rg_3$ forms hydrogen bonds with amino acids, such as Ser240 of subunit I and Thr244 of subunit II and V at the channel pore, whereas $Rg_3$ localizes at the interface of the two wild-type receptor subunits. These results indicate that mutation of Leu247 to Thr247 induces conformational changes in the wild-type receptor and provides a binding pocket for $Rg_3$ at the channel pore.
최근에 Ciona intestinalis에서 확인된 막 전위 감지 탈인산화 효소는 이온 채널과 유사한 막 통과 도메인과 유사 탈인산화 효소 도메인으로 이루어져 있다. 이 Ci-VSP는 그 막 통과 도메인에 의해 막 전위 변화를 감지하고 유사 탈인산화 효소에 의해 인산화된 이노시틸 인지질들에 대한 탈인산화 활성을 보이는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 6개의 히스티딘이 융합된 Ci-VSP의 유사 탈인산화 효소 도메인의 발현 시스템 구축을 추구하였다. 그래서 본 논문은 그 시스템의 구축과 발현 그리고 정제 조건 확립, 마지막으로 그 효소 동력학적인 활성을 pNPP에 대한 검토한 결과를 보고한다. 본 연구 결과에 따르면 Ci-VSP(248-576)-His 단백질 발현 및 정제시에 다른 단백질들의 정제 조건과 다르게 25 mM NaCl과 100 mM 정도의 이미다졸이 필요함을 확인하였다. 정제된 단백질을 가지고 탈인산화 효소의 대표적인 기질인 pNPP를 이용하여 그 동력학적인 상수 측정을 시도한 결과 정상 상태 동력학 측정 조건으로 온도 $37^{\circ}C$, pH 5.0 내지 5.5, 반응 시간 30분 이내, 반응 단백질 양 $2.0\;{\mu}g$ 이내가 적합하다는 점을 알게 되었다. 이러한 확립된 조건을 토대로 pNPP에 대한 동력학적 상수를 측정한 결과 $K_m$ 값은 $354{\pm}0.143\;{\mu}M$이며 $V_{max}$는 $0.0607{\pm}0.0137\;{\mu}mol$/min/mg이며 $k_{cat}$ 값은 $2.359{\pm}0.009751\;min^{-1}$인 것으로 확인되었다. 이를 통해 본 연구는 Ci-VSP(248-576)-His의 순도 높은 정제 결과와 pNPP에 대한 높은 활성 보임을 제시하였다. 이러한 연구 결과를 통해 향후 Ci-VSP에 대한 구조적인 연구 등을 포함하는 다양한 생화학적인 연구가 수행되리라 본다.
이중가닥 RNA (double-stranded RNA, dsRNA)는 표적 유전자의 발현을 억제하는 기능으로 해충방제에 응용되었다. 인테그린은 ${\alpha}$와 ${\beta}$ 단위체로 구성된 이량체 막 단백질이다. 진핵생명체에서 인테그린은 세포-세포 및 세포-세포외기질의 상호연결에 중요한 역할을 담당한다. 인테그린 ${\beta}$ 단위체 발현을 억제하는 특정한 dsRNA (= dsINT)는 해당 곤충에 뚜렷한 치사효과를 유발한다. 또한, dsINT를 발현시키는 형질전환된 대장균도 해당 곤충에 뚜렷한 살충력을 가진다. 그러나 이 세균 살충제의 야외 적용을 위해서는 제형화 기술이 필요했다. 본 연구는 dsINT를 발현하는 재조합 세균을 동결 건조시켜 대상 곤충에 대해 살충효능을 검정하였다. 동결 건조된 세균은 파밤나방(Spodoptera exigua) 종령 유충에 높은 섭식독을 일으켰다. 파밤나방에 대해서 Bacillus thuringiensis 상용 살충제 처리는 불과 60%의 살충력을 보이는 반면, 동결 건조된 dsINT 발현 세균과 혼합 처리할 때 살충력은 크게 증가하였다. dsINT 발현 세균은 해당 인테그린 염기서열 유사성에 따라 차이를 보이는 해충 종에 선택적 독성을 나타냈다. 이 결과는 인테그린에 특이적 dsRNA를 발현하는 세균이 동결 건조 제형화 조건하에서도 살충력을 유지한다는 것을 나타냈다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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