Na-Ca Exchange in Sarcolemmal Vesicles Isolated from Cat Ileal Longitudinal Muscle

우재석,서덕준,김용근,이상호,Woo, Jae-Suk,Suh, Duk-Joon,Kim, Yong-Keun,Lee, Sang-Ho The Korean Physiological Society 1989 대한생리학회지 Vol.23 No.2

고양이 회장 종주근에서 세포막 소포를 분리하여 $Na^+$의 농도 경사에 의존하여 일어나는 $Ca^{2+}$ 이동의 특성에 대하여 연구하였다. 막소포 내부에서 외부로 향하는 $Na^+$의 농도 경사 존재시 $Ca^{2+}$의 축적이 현저히 증가하여 $Na^+$ 의존성 $Ca^{2+}$ 축적을 보였으며, 이는 외부용액에 $Na^+$ ionophore인 monensin을 처리시 소실되었다. 한편 이러한 $Ca^{2+}$ 축적의 증가 작용은 $Na^+$에 특이적이었으며 $K^+$, $Li^+$, $Rb^+$, $Cs^+$ 및 choline이온은 $Na^+$의 작용을 대치하지 못하였다. $Ba^{2+}$, $Sr^{2+}$, $Mn^{2+}$ 및 $Cd^{2+}$ 등의 2가 양이온들은 0.5 mM의 농도에서 $Na^+$ 의존성 $Ca^{2+}$ 축적을 억제하였으나 $Mg^{2+}$은 이 농도에서 억제 효과를 보이지 않았다. 막소포 외부의 pH를 pH 6.0에서 8.5까지 증가시 $Na^+$ 의존성 $Ca^{2+}$ 축적이 증가하였다. Amiloride는 0.5 mM 이상의 농도에서 $Na^+$ 의존성 $Ca^{2+}$ 축적을 유의하게 억제하였으나 diltiazem 및 vanadate는 이 농도에서 유의한 억제효과를 보이지 않았다. 동력학적으로 분석하여 측정한 $Na^+$ 의존성 $Ca^{2+}$ 축적의 $Ca^{2+}$에 대한 $K_m$ 값은 $18.2\;{\mu}M$이었으며 5초에서 측정한 $V_{max}$값은 689.7 pmole/mg protein이었다. $Ca^{2+}$ 축적에 대한 $Na^+$ 농도 경사의 효과를 동력학적으로 분석한 결과 막소포 외부에서의 $Ca^{2+}$에 대한 친화도에는 변화없이 최고 이동치만 증가시켜 전형적인 비상경적 작용 양상을 보였다. $Ca^{2+}$ 축적에 대한 $Na^+$ 농도 경사의 효과를 $Na^+$ 농도에 따라 측정하여 Hill plot을 시행한 결과 Hill coefficient가 2.52로 나타났다. 막소포 내부로 향하는 $K^+$ 농도 경사하에서 valinomycin을 처리하여 막소포 내부에 양전위를 발생시킨 결과 $Na^+$ 의존성 $Ca^{2+}$ 축적이 증가하였다. 이와 같은 결과들은 고양이 회장 평활근에서 분리한 세포막에 $Na^{+}-Ca^{2+}$ 교환기전이 존재하고 이는 다른 조직에서 밝혀진 것과 유사한 특성을 지녔으며 electrogenic한 기전으로 작용할 가능성을 시사하였다. Effect of a $Na^+$ gradient on $Ca^{2+}$ uptake was studied in isolated sarcolemmal vesicles of cat ileal longitudinal muscle. $Ca^{2+}$ uptake was markedly stimulated in the presence of an outwardly directed $Na^+$ gradient. External $Na^+$, monensin and A23187 abolished the $Na^+-dependent$ $Ca^{2+}$ uptake. Monovalent cations such as $K^+$, $Li^+$, $Rb^+$, $Cs^+$ and choline could not substitute for $Na^+$ in enhancement of $Ca^{2+}$ uptake. Divalent cations such as $Ba^{2+}$, $Sr^{2+}$, $Mn^{2+}$ and $Cd^{2+}$ but not $Mg^{2+}$ inhibited the $Na^+-dependent$ $Ca^{2+}$ uptake. Increase in external pH in the range of 6.0 to 8.0 stimulated the $Na^+-dependent$ $Ca^{2+}$ uptake. Amiloride inhibited the $Na^+-dependent$ $Ca^{2+}$ uptake at concentrations above 0.5 mM, whereas diltiazem or vanadate did not. The apparent Km of the $Na^+-dependent$ $Ca^{2+}$ uptake for $Ca^{2+}$ was 18.2 ${\mu}M$ and apparent Vmax was 689.7 pmole/mg protein/5 sec. Kinetic analysis of the $Na^+-dependent$ $Ca^{2+}$ uptake showed a noncompetitive interaction between internal $Na^+$ and external $Ca^{2+}$. The dependence of $Ca^{2+}$ uptake on internal $Na^+$ showed sigmoidal kinetics and Hill coefficient for internal $Na^+$ was 2.52. Inside positive membrane potential generated by imposing an inwardly directed $K^+$ gradient and valinomycin significantly stimulated the $Na^+-dependent$ $Ca^{2+}$ uptake. These results indicate that a $Na^+-Ca^{2+}$ exchange system exists in the sarcolemmal membranes isolated from cat ileal longitudinal muscle and it might operate as an electrogenic process.

사람의 적혈구에서 용혈성을 이용하여 측정한 음이온 교환특성

우재석,김용근,황일용,Woo, Jae-Suk,Kim, Yong-Keun,Hwang, Il-Yong 대한생리학회 1986 대한생리학회지 Vol.20 No.2

사람의 적혈구에서 여러 가지 음이온들의 등삼투성 암모늄 염으로 된 용액속에서의 용혈성을 이용하여 이들 음이온들이 $HCO_3\;^-$ 혹은 $OH^-$와 교환되어 이동되는 정도와 몇 가지 억제 물질의 영향, pH 및 온도 변화의 효과를 관찰하여 그 결과를 지금까지 방사성동위원소를 이용한 실험에서 보고된 성적들과 비교하였다. $SITS.\;H_2DIDS$, furosemide등은 농도에 비례하여 등삼투성 $NH_4Cl$ 용액에서의 용혈 시간을 연장시켰으며 $t_{1/2}$를 두배로 연장시킨 농도는 각각 $ 2.3{\times}10^{-7}M,\;3{\times}10^{-7}M,\;2.5{\times}10^{-5}M$이었다. Acetazolamide도 농도에 비례하여 적혈구 용혈 시간을 연장시켰으며 $t_{1/2}$을 2배로 연장시킨 농도는 $2.4{\times}10^{-5}M$이었다. 온도를 $2^{\circ}C$에서 $37^{\circ}C$까지 변화시키며 적혈구 용혈시간을 관찰했을 때 높은 온도 의존성을 보였으며 $1/t_{1/2}$을 Arrhenius plot하였을 때 $20^{\circ}C$에서 회절점을 보였고 activation energy는 $20^{\circ}C{\sim}37^{\circ}C$범위에서 11.2kcal/mol이었다. 여러 가지 무기 음이온의 투과도를 $t_{1/2}$을 기준으로 비교했을 때 $Cl^->NO_3\;^->SCN^->SO_4\;^{2-}>SSO_3\;^{2-}>HPO_4\;^{2-}$의 순이었으며 유기 음이온 중 oxalate는 $Cl^-$보다 높은 투과도를 succinate는 낮은 투과도를 보였다. 이상의 결과를 종합하면 등삼투성 암모늄염 용액에서의 적혈구 용혈성을 이용하여 음이온 이동에 대하여 관찰한 결과들이 지금까지의 동위원소를 이용한 실험 성적들과 유사한 결과를 보여주고 있으며 특히 이동률이 빠르거나, 높은 온도범위에서의 음이온의 이동을 관찰하는데는 동위원소를 이용한 실험의 단점을 보완할 수 있는 장점도 있어 이 방법의 적혈구 막을 통한 음이온의 이동 기전과 이에 영향을 미치는 인자들을 연구하는데 간편하고 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다. The characteristics of anion exchange with internal $HCO_3\;^{-}\;(or\;OH^-)$ was studied by determining the time course of hemolysis in isoosmotic ammonium salt solution in human erythrocytes. The effects of inhibitors, pH and temperature on the exchange between internal $HCO_3\;^-\;(or\;OH^-)$ and external $Cl^-$ were observed and the permeabilities of various organic and inorganic anions were also measured. The results were compared with data previously reported from the experiments using radioisotopes. The results are as follows; 1) SITS $H_2DIDS$ and furosemide inhibited the hemolysis of erythrocytes in isoosmotic $NH_4Cl$ solution in a dose·dependent manner, and the concentrations for lengthening twice the time for $half-hemloysis(t_{1/2})\;were\;2.3{\times}10^{-7},\;1.3{\times}10^{-7}\;and\;2.5{\times}10^{-5}M$, respectively. 2) Acetazolamide also shifted the time-dependent hemolytic curve to the right in a dose-dependent manner, and the concentrations for lengthening twice $t_{1/2}\;was\;2.4{\times}10^{-5}M$. 3) The time-dependent hemolysis was delayed by decreasing pH from 7.0 to 6.2, but w·as not affected by the change of pH in the range of 7.0 to 8.2. 4) The time for $half-hemloysis(t_{1/2})$ showed a temperature-dependency and Arrhenius plot exhibited a break point at $20^{\circ}C$. The apparent activation energy calculated from this plot was 18.1 kcal/mol between $2^{\circ}C-20^{\circ}C$ and 11.2 kcal/mol between $20^{\circ}C-37^{\circ}C$, respectively. 5) The apparent permeabilities of various inorganic anions based on $t_{1/2}$ were in the order of $Cl^->NO_{3}\;^->SCN^->SO_4\;^{2-}>SSO_3\;^{2-}>HPO_4\;^{2-}$. which was similar with the previous reports based on the experiment using radioisotopes. The results Obtained from this study are comparable with the previous data reported from the experiments using radioisotopes. This indicates that the hemolysis of erythrocytes in isoosmotic ammonium salt solution can be used as a simple and good method for the study of anion exchange in erythrocyte membrane.

가토 신피질 절편에서의 K-pNPPase활성에 대한 Ouabain 및 Vanadate의 영향

우재석(Woo, Jae-Suk),김용근(Kim, Yong-Keun),이상호(Lee, Sang-Ho) 대한생리학회 1985 대한생리학회지 Vol.19 No.2

Na-K-ATPase의 일부로 알려져 있으며 intact cell에서도 쉽게 활성의 측정이 가능한 K-pNPPase활성을 신피질 절편에서 측정하여 ouabain에 영향을 받는 산소 소모량 및 세포내 전해질 함량, 그리고 microsome에서 측정한 Na-K-ATPase활성에 대한 ouabain 및 vanadate의 효과를 비교 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 신피질 절편에서 p-NPPase활성은 60분간 시간에 직선적으로 비례하여 증가하였고 이중 1 mM ouabain에 의해 억제되는 K-pNPPase활성은 악 55% 정도로서 전 incubation기간 중 일정한 값을 보였다. 2) K-pNPPase활성을 50% 억제하는 ouabain 및 vanadate의 농도는 각각 7.9 X 10^-6M과 1.3 X 10^-5M이었다. 3) 신피질 절편에서 측정한 전체 산소 소모량 중 1 mM ouabain에 의해 억제되는 부분(ouabain-sensitive fraction)에 대한 ouabain과 vanadate의 50% 억제 농도는 각각 6.3 X 10^-6M과 2.5 X 10^-5M로서 K-pNPPase에서의 값과 유사하였다. 4) Ouabain 및 vanadate에 의한 세포내 Na⁺ 및 K⁺함량의 변화 양상은 절편에서 측정한 K-pNPPase활성의 변화 양상과 유사하였다. 5) Microsome에서 측정한 Na-K-ATPase활성은 10^-3M의 ouabain이 나 vanadate에 의해 완전 억제되었으며 50% 억제 농도는 각각 1.2 X 10^-6M과 1.6 X 10^-6M로 1 mM ouabain에 영향을 받는 K-pNPPase 활성 및 산소 소모량을 50% 억제하는 농도보다 ouabain은 약 5배 vanadate는 약 15배 정도 낮았다. 이상의 결과로 미루어 가토 신피질 절편에서 측정한 K-pNPPase활성은 Na⁺-K⁺교환 점프의 활성을 나타내는 좋은 지표가 될 수 있으며 특히 세포막을 통한 물질 이동이나 세포의 기능에 대한 영향과 Na-K-ATPase활성에 대한 영향을 동시에 보고자 할 때는 microsome에서 측정한 Na-K-ATPase활성보다 더 이상적이라고 사료된다. This study was carried out to investigate whether the K-pNPPase activity in renal cortical slices can be used as an index for measuring the activity of Na⁺-K⁺ exchange pump. The K-pNPPase activity, Ouabain-sensitive oxygen consumption add intracellular electrolytes content in slices, and Na-K-ATPase activity in microsome were measured and the effects of ouabain and vanadate on these were observed. The results are as follows : 1) p-NPPase activity in slices increased linearly with incubation time during 60 minutes, and K⁺-dependent, ouabain-sensitive fraction was about 55% of total p-NPPase activity. This value was almost the same through out the incubation time. 2) The concentrations of ouabain and vanadate for 50f inhibition of K-pNPPase activity were7.0 X 10^-6M and 1.3 X 10^-5M, respectively. 3) The ouabain-sensitive oxygen consumption in slices was reduced to 50% of control value by 6.3 X 10^-6M ouabain or 2.5 X 10^-5M vanadate. These concentrations were similar to those for 50% inhibition of K-pNPPase activity. 4) The trends of intracellular electrolytes change by ouabain and vanadate were similar to those of the change in K-pNPPase activity. 5) The Na-K-ATPase activity in microsome prepared from renal cortex was completely inhibited by 10^-3M ouabain or 10^-3M vanadate and the concentration for 50% inhibition was 1.2 X 10^-6M in ouabain and 1.6 X 10^-6M in vanadate, which were much lower than those for K-pNPPase activity or ouabain-sensitive oxygen consumption in slices. These results indicate that K-pNPPase activity measured in renal cortical slices is a better index for evaluating Na⁺-K⁺ exchange pump activity than Na-K-ATPase activity measured in microsome.

Resveratrol Ameliorates NMDA-induced Mitochondrial Injury by Enhanced Expression of Heme Oxygenase-1 in HT-22 Neuronal Cells

Jae Hoon Kang(강재훈),Jae Suk Woo(우재석) 한국생명과학회 2022 생명과학회지 Vol.32 No.1

The C<SUB>a</SUB><SUP>2+</SUP>-activated K<SUP>+</SUP> (BK) Channel-opener NS 1619 Prevents Hydrogen Peroxideinduced Cell Death and Mitochondrial Dysfunction in Retinal Pigment Epithelial Cells

Jae Hoon Kang(강재훈),Jae Suk Woo(우재석) 한국생명과학회 2017 생명과학회지 Vol.27 No.11

K<SUP>+</SUP> 통로 개방제들은 심근, 뇌, 골격근 등에서 세포막 혹은 미토콘드리아 내막에 존재하는 큰 전도성의 Ca<SUP>2+</SUP>-의 존성 K<SUP>+</SUP> (BK) 통로 및 ATP-조절성 K+ 통로(ATP-sensitive K+ channels, KATP)에 작용하여 허혈성 혹은 산화성 세포 손상을 완화하는 효과가 있는 것으로 보고되어 있다. 본 연구에서는 망막 색소 상피세포주인 ARPE-19 세포를 실험 모델로 하여 큰 전도성의 BK 통로 개방제인 NS 1619가 유사한 보호 효과를 나타낼 수 있는지, 또한 그 작용기전이 무엇인지를 확인하고자 하였다. AREE-19 세포를 여러 형태의 산화 스트레스에 노출시켜 세포 손상을 유발하고 그 손상의 정도 및 이에 미치는 NS 1619의 효과를 trypan blue 배출능, Tunel 염색 분석을 통하여 측정하였다. NS 1619는 여러 형태의 산화 스트레스에 의한 괴사성 및 apoptosis에 의한 세포 손상을 효과적으로 방지하였으며 그 보호 효과는 BK 통로 봉쇄제인 paxilline 의해 차단되었다. NS 1619는 H₂O₂에 의한 세포내 ATP 고갈을 현저히 완화시켰으며, 또한 MTT 환원능으로 측정한 미토콘드리아의 기능을 보호하는 효과를 보였다. 유세포형광 분석법을 이용한 실험에서 NS 1619는 H₂O₂에 의한 미토콘드리아 막전압의 소실을 유의하게 방지하였다. 이상의 결과들을 종합하면 NS 1619는 망막 색소 상피세포에서 산화성 세포 손상을 방지하는 효과를 나타내며 그 기전에 미토콘드리아 기능에 대한 보호 작용이 연관되어 있는 것으로 사료된다. Potassium channel openers (KCOs) produce physiological and pharmacological defense mechanisms against cell injuries caused by oxidative stress of diverse origins. Openings of mitochondrial and plasmalemmal K<SUP>+</SUP> channels are involved in the defense mechanisms. This study tested whether NS 1619, an opener of large-conductance BK channels, has a similar beneficial influence on the pigment epithelial cells of retinas. The human retinal pigment epithelial cell line ARPE-19 was exposed to H₂O₂-induced oxidative stress in the absence and presence of NS 1619. The degrees of the cells" injuries were assessed by analyzing the cells" trypan-blue exclusion abilities and TUNEL staining. NS 1619 produced remarkable protections against cell injuries caused by H₂O₂. It prevented apoptotic and necrotic cell deaths. The protective effect of NS 1619 was significantly diminished when the cells were treated with NS 1619 in combination with the BK channel-blocker paxilline. NS 1619 significantly ameliorated cellular ATP deprivations in H2O2-treated cells. It helped mitochondria preserve their functional integrity, which was estimated by their MTT reduction abilities and mitochondrial membrane potential. In conclusion, it was suggested that NS 1619 had a beneficial effect on mitochondria in regards to preserving their functional integrity under oxidative stress, and it produces defense mechanisms against oxidant-induced cell injuries in ARPE-19 cells.

Kinetics of Organic ion Transport Across Rabbit Renal Brush Border and Basolateral Membrane Vesicles

김용근,우재석,이상호,Kim, Yong-Keun,Woo, Jae-Suk,Lee, Sang-Ho The Korean Physiological Society 1987 대한생리학회지 Vol.21 No.2

가토 신피질에서 분리한 brush border membrane (BBM)과 basolateral membrane vesicle (BLM)에서 유기 음이온인 p-aminohippuric acid (PAH)와 유기 양이온인 tetraethylammonium (TEA)의 이동에 대한 동력학적 분석을 하였다. BLM에서 PAH에 대한 Km과 Vmax값은 각각 $0.34{\pm}0.02\;mM$과 $0.22{\pm}0.07\;nmol/mg\;protein/20s$였으며 BBM에서 각 값은 $8.46{\pm}0.57\;mM$과 $4.43{\pm}0.40\;nmol/mg\;protein/20s$였다. BLM에서 용액내 Na의 제거는 PAH에 대한 Km 값에는 영향없이 Vmax 값을 변화시켰다. BBM에서 TEA이동에 대한 Km과 Vmax 값은 각각 $0.55{\pm}0.15\;mM$과 $1.04{\pm}0.23\;nmol/mg\;protein/20s$였으며 BLM에서 각 값은 $0.46{\pm}0.04\;mM$과 $0.61{\pm}0.06\;nmol/mg\;protein/20s$였다. BLM에서 측정한 유기 이온들의 이동에 대한 Km 값이 신절편이나 분리된 tubule에서 보고된 값과 일치함을 보였으며 이러한 결과는 신세뇨관 세포막을 통한 유기 이온들의 이동 특성이 membrane vesicle을 분리하는 과정에서 변하지 않았음을 가르킨다.

Resveratrol Induces Cell Death through ROS-dependent MAPK Activation in A172 Human Glioma Cells

Jung Suk Jung(정정숙),Jae Suk Woo(우재석) 한국생명과학회 2016 생명과학회지 Vol.26 No.2

다형성 신경교모세포종은 사람의 원발성 뇌종양 중 가장 흔하면서 악성이 높은 종양의 하나로 수술과 방사선 치료, 화학치료 등 집중적 치료에도 불구하고 사망률이 높은 종양이다. 레스베라트롤은 다양한 자연산 물질에 포함되어 있는 폴리페놀의 일종으로 여러 종류의 암세포들에서 항암 작용이 있음이 보고되어 있으나 그 기전은 명확하게 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 사람의 신경교모세포종 기원 세포인 A172 세포에서 레스베라트롤에 의한 세포 사멸 효과와 그 기전을 확인하고자 하였다. 레스베라트롤은 A172세포에서 활성산소종의 생성을 촉진하였으며 N-acetylcystein 혹은 catalase 등의 항산화제들을 전처치시 레스베라트롤의 세포 사멸 효과가 차단되었다. 레스베라트롤은 ERK와 p38 kinase, JNK 등의 인산화를 촉진하였으며 이들 인산화 효소의 억제제들을 전처치하면 레스베라트롤의 세포 사멸 효과가 차단되었다. Caspase 억제제를 전처치시 레스베라트롤에 의한 caspase-3의 활성화와 세포 사멸이 차단되었으며, N-acetylcystein을 전처치시 레스베라트롤에 의한 ERK의 활성화와 caspase-3의 활성화가 차단되었다. 이들 결과를 종합하면 레스베라트롤은 A172 세포에서 활성산소종의 생성을 촉진하며 이는 ERK와, p38 kinase, JNK 등의 활성화를 통해 caspase-의존성 기전으로 세포사멸을 유도하는 것으로 사료된다. Glioblastoma multiforme is the most common and most aggressive type of primary brain tumor in humans. Despite intensive treatment, including surgery, radiation, and chemotherapy, most patients die of the disease. Although the anti-cancer activity of resveratrol has been demonstrated in various cancer cell types, its underlying mechanism in glioma cells is not fully elucidated. The present study was undertaken to investigate the effect of resveratrol on cell viability and to determine the molecular mechanism in A172 human glioma cells. Resveratrol caused the generation of reactive oxygen species (ROS), and resveratrol-induced cell death was prevented by antioxidants (N-acetylcysteine and catalase), suggesting that an oxidative mechanism is responsible for resveratrol-induced cell death. Resveratrol-induced phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase (ERK), p38 kinase, and c-Jun N-terminal kinase (JNK), and resveratrol-induced cell death were prevented by inhibitors of these kinases. Resveratrol-induced activation of caspase-3 and cell death were prevented by the caspase inhibitors. ERK activation and caspase-3 activation induced by resveratrol was blocked by N-acetylcysteine. Taken together, these results suggest that resveratrol causes a caspase-dependent cell death via activation of ERK, p38, and JNK, mediated by ROS generation, in human glioma cells.

Effect of pH on PAH Transport in Brush Border Basolateral Membrane Vesicles of Rabbit Proximal Tubule

김용근,우재석,이상호,Kim, Yong-Keun,Woo, Jae-Suk,Lee, Sang-Ho The Korean Physiological Society 1988 대한생리학회지 Vol.22 No.2

The effect of pH on the rate of PAH uptake was studied in rabbit renal basolateral membrane vesicles (BLMV) and brush border membrane vesicles (BBMV). In the absence of Na in incubation medium, a decrease in external $pH(pH_0)$ led to an increase in probenecid-sensitive PAH uptake by BLMV. In the presence of Na, the probenecid-sensitive PAH uptake was unaltered when the $pH_0$ decreased from 8.0 to 6.0 but further decrease in $pH_0$ to 5.5 increased significantly the uptake. The probenecid-sensitive PAH uptake was not affected by an alteration in pH per se in the absence of a pH gradient with or without the presence of Na. However, the presence of Na stimulated the probenecid-sensitive PAH uptake in all pH ranges tested over that measured in the absence of Na. A similar pattern of pH dependence on the PAH uptake was observed in BBMV but the presence of Na did not alter the probenecid-sensitive PAH uptake in the presence and absence of a pH gradient. Kinetic analysis for BLMV showed that Na or pH gradient increased Vmax of the probenecid-sensitive PAH uptake without a change in Km value. These results suggest that PAH is transported by $OH^-/PAH$ exchange process in the luminal membrane, but the pH dependence in the BLMV is not unequivocally consistent with an anion exchange process. The PAH transport is dependent on Na in BLMV but not in BBMV. 가토 신장 근위세뇨관에서 분리한 brush border membrane vesicle(BBMV)과 basolateral membrane vesicle(BBMV)에서 rapid filtration 방법으로 PAH 이동에 대한 pH의 영향을 관찰하였다. BLMV에서 용액내 Na이 없을 때 외부 $pH(pH_0)$를 8.0에서 5.5까지 감소시켰을 때 probenecid-sensitive PAH 이동은 유의하게 증가되었다. 용액내 Na이 있을 때 $pH_0$가 8.0에서 6.0까지 변화하여도 PAH 이동에는 영향이 없었으나 5.5까지 더욱 감소시켰을 때 PAH 이동이 증가하였다. 그러나 vesicle 내 외에 pH gradient없이 $pH_0$를 내부 $pH(pH_1)$와 동일하게 변화시켰을 때 PAH 이동은 영향을 받지 않았다. PH gradient가 없을 때 시험된 pH범위에서 Na은 PAH 이동을 증가시켰다. BBMV에서도 BLMV에서와 유사한 pH 의존성을 보였으나 Na의 존재는 PAH 이동에 영향을 미치지 못하였다. BLMV에서 동력학적 분석 결과 일정한 $pH(pH_1)$에서 $pH(pH_0)$ 감소는 Km에 변화없이 PAH 이동에 대한 Vmax를 유의하게 증가시켰다. 이러한 결과로 BBMV에서 PAH 이동에 대한 pH의 영향은$OH^-/PAH$교환기전에 기인하는 것으로 추측되나 BLMV에서 pH 의존성은 음이온 교환기전만으로 설명될 수 없다. 또한 BLMV에서는 PAH 이동이 Na에 의존하나 BBMV에서는 Na에 의존하지 않음을 가르킨다.

가토 신피질 Brush Border Membrane과 Basolateral Membrane Vesicle에서 유기이온의 이동에 대한 동력학적 분석

김용근(Kim, Yong-Keun),우재석(Woo, Jae-Suk),이상호(Lee, Sang-Ho) 대한생리학회 1987 대한생리학회지 Vol.21 No.2

가토 신피질에서 분리한 brush border membrane (BBM)과 basolateral membrane vesicle (BLM)에서 유기 음이온인 p-aminohippuric acid (PAH)와 유기 양이온인 tetraethylammonium (TEA)의 이동에 대한 동력학적 분석을 하였다. BLM에서 PAH에 대한 Km과 Vmax값은 각각 0.34±0.02 mM과 0.22±0.07 nmol/mg protein/20s였으며 BBM에서 각 값은 8.46±0.57 mM과 4.43±0.40 nmol/mg protein/20s였다. BLM에서 용액내 Na의 제거는 PAH에 대한 Km 값에는 영향없이 Vmax 값을 변화시켰다. BBM에서 TEA이동에 대한 Km과 Vmax 값은 각각 0.55±0.15 mM과 1.04±0.23 nmol/mg protein/20s였으며 BLM에서 각 값은 0.46±0.04 mM과 0.61±0.06 nmol/mg protein/20s였다. BLM에서 측정한 유기 이온들의 이동에 대한 Km 값이 신절편이나 분리된 tubule에서 보고된 값과 일치함을 보였으며 이러한 결과는 신세뇨관 세포막을 통한 유기 이온들의 이동 특성이 membrane vesicle을 분리하는 과정에서 변하지 않았음을 가르킨다.

가토 신장 Na-K-ATPase 및 K⁺-pNPPase의 최적 PH에 미치는 Vanadate의 영향

어윤선(Ea, Yun-Sun),우재석(Woo, Jae-Suk),한복기(Han, Bok-Ki),이상호(Lee, Sang-Ho) 대한생리학회 1984 대한생리학회지 Vol.18 No.2

Vanadate가 Na-K-ATPase의 최적 PH에 영향을 미치는 기전에 효소의 Na⁺과 K⁺의 결합부위가 관여하는지를 밝히기 위하여 가토 신피질 microsome을 이용하여 실험해서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 5 X 10^-6M vanadate 존재시 Na-K-ATPase의 추적 PH가 6.8로 이동하였다. 2) PH 6.8과 7.4에서 Na-K-ATPase활성의 비는 vanadate농도가 증가함에 따라 증가하였다. 3) Vanadate 존재시에도 용액의 Na⁺농도가 50mM 이하일 때는 pH 7.4에서의 효소활성이 6.8보다 높았고 오히려 그 비는 대조군보다 증가하였다. 4) K⁺농도가 7mM 이하일 때는 vanadate 존재시도 Na-K-ATPase의 활성이 PH 7.4에서 더 높았다. 5) 5mM K⁺존재하에서도 vanadate농도를 10^-5M로 증가시키면 최적 pH는 6.8로 이동하였다. 6) K⁺-pNPPase활성은 PH가 낮을수록 증가하였고 10^-7M vanadate에 의한 억제 정도는 PH가 낮을수록 감소하였다. 이상의 결과로 볼때 vanadate 존재시 Na-K-ATPase의 최적 PH는 6.8로 이동하였으며 이것은 PH가 낮아 펄 때 나타나는 vanadate자체의 성질 변화 때문은 아니며 vanadate 존재시 pH가 효소의 Na⁺과 K⁺결합부위에 영향을 주어 나타나는 것으로 생각된다. The effect of vanadate on the optimum pH of Na-K-ATPase was investigated. The results were as follows: 1) The optimum PH of Na-K-ATPase was shifted from PH 7.4 to 6.8 at 10 mM K by 5 X 10^-6M vanadate. 2) The ratio of Na-K-ATPase activity at pH 6.8 and 7.4 increased with increasing vanadate concentration. 3) Inspite of the presence of 5 X 10^-6M vanadate Na-K-ATPase activity at pH 7.4 was higher than that at pH 6.8 below 50 mM Na⁺, and the ratio of Na-K-ATPase activity at pH 7,4 and 6.8 was higher than that of the control. 4) Na-K-ATPase activity at pH 7.4 was higher than that at pH 6.8 below 7mM K⁺. 5) Optimum pH of Na-K-ATPase activity was shifted from pH 7.4 to 6.8 by 10^-5M vanadate at 5 mM K⁺. 6) K⁺-pNPPase activity increased with lowering of pH, and the degree of inhibition of K⁺-pNPPase activity by 10^-7M vanadate was decreased with lowering of pH. These results suggest that vanadate shifts the optimum pH of Na-K-ATPase activity to more acidic PH than PH 7.4. This effect may not be caused by the decrease in the inhibitory potency of vanadate itself to Na-K-ATPase by the change of medium pH, but mainly by the alteration of Na-and K-binding site, which appears in the presence of vanadate only.