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Yong-Woo Jun(전용우),Jin-A Lee(이진아),Deok-Jin Jang(장덕진) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.2
세포기질에 존재하는 많은 종류의 단백질들은 N-말단에 존재하는 짧은 펩타이드들에 의해서 trans-golgi network (TGN)의 세포질쪽 막에 타기팅될때 중요한 역할을 수행한다고 보고되고 있다. 본 연구실에서도 이전에 바다달팽이인 군소에서 클로닝된 phosphodiesterase 4의 long-form의 경우 N-말단에 존재하는 20개의 아미노산 서열만으로도 충분히 HEK293T세포의 TGN의 세포질막에 타기팅 되게 하며, 이 펩타이드가 sulfatide와 PI4P에 결합성이 있다는 사실을 in vitro에서 확인하였다. 그래서, 본 연구에서는 sulfatide결합성과 TGN막 타기팅과의 연관성을 연구하고자 하였다. 이를 위해 우선 이전 문헌을 통해 sulfatide결합 펩타이드를 찾았고, 이를 GFP단백질과 융합하여 재조합 단백질(mHSBP-EGFP)을 만들어 세포내 타기팅을 실험해 보았다. 이러한 연구를 수행한 결과, mHSBP-EGFP가 HEK293T세포에서 TGN에 타기팅 되고, sulfatide결합이 망가진 돌연변이는 타기팅이 사라짐을 확인하였다. 또한, mHSBP-EGFP가 TGN에 타기팅 되는 것은 억제제인 antimycin A와 PAO와 adenosine에 의해 억제됨을 확인할 수 있었다. 이러한 사실을 통해, PAO와 adenosine에 민감한 인산화효소들, 그중에 PI4KII의 활성이 mHSBP-EGFP를 TGN으로 위치하게 하는데 중요한 역할을 수행한다고 추론할 수 있다. Many cytoplasmic proteins are targeted to the cytoplasmic membrane of the trans-Golgi network (TGN) via an N-terminal short helix. We previously showed that the 20 N-terminal amino acids of Aplysia phosphodiesterase 4 (ApPDE4) long form are sufficient for its targeting to the plasma membrane and the TGN. The N-terminus of the ApPDE4 long form binds to PI4P and sulfatide in vitro. Therefore, in order to decipher the roles of sulfatide in Golgi complex targeting, we examined the cellular localization of sulfatide-binding peptides. In this study, we found that enhanced green fluorescent protein (EGFP) fused to the C-terminus of modified sulfatide- and heparin-binding peptides (mHSBP-EGFP) was localized to the TGN. On the other hand, its mutant, in which tryptophan was replaced with an alanine, leading to the impairment of heparin and sulfatide binding, was localized to cytosol. We also found that the TGN targeting of mHSBP-EGFP is impaired by the treatment of antimycin A, phenylarsine oxide (PAO), and adenosine but not a high concentration of wortmannin. These results suggest that PAO and adenosine-sensitive kinases, including phosphatidylinositol 4-kinase II, may play key roles in the recruitment of mHSBP-EGFP.
특정 인지질 결합 단백질의 과발현이 HEK293 세포모양에 미치는 영향 분석
전용우(Yong-Woo Jun),이진아(Jin-A Lee),장덕진(Deok-Jin Jang) 한국생명과학회 2016 생명과학회지 Vol.26 No.8
진핵세포의 원형질막은 외부환경으로부터 세포를 격리하는 물리적인 장벽뿐만 아니라, 선택적 물질수송, 신호 전달등 중요한 기능을 수행한다. 원형질막의 세포질쪽 지질층은 주로 Phosphatidylethanolamine (PE), Phosphatidylserine (PS), Phosphatidylinositides (PIs) 등의 인지질로 구성되어 있는데, 다양한 단백질들이 이들과 직접 결합하거나 이들의 성질을 이용해 원형질막으로 위치된다. 본 연구에서는 원형질막의 안쪽 지질층에 존재하는 특정 인지질과 결합하여, 원형질막에 위치되는 단백질을 과발현시켰을 때 나타나는 세포의 모양변화를 분석하였다. 이를 위해 PS와 PI등과의 선택적 결합으로 원형질막에 위치하는 단백질들과 소수성 또는 정전기적 상호작용으로 원형질막으로 위치되는 단백질들을 HEK293T세포에 과발현시켜 보았다. 그 결과, 대조군으로 사용한 EGFP 단백질과 PI4P에 선택적으로 결합하는 EGFP-P4M-SidM단백질의 발현은 세포의 모양변화를 유도하지 않았다. 반면, PI(4,5)P2에 결합하는 EGFP-PLCδ1(PH), PI(3,4,5)P3에 결합하는 EGFP-AKT1(PH), PI4P와 PI(4,5)P2에 결합하는 OSH2(PH)x2-EGFP의 발현은 세포의 크기가 줄어드는 수축현상이 일어나면서, Lamilapodia나 Filopodia가 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 반면에, PS결합을 통해 원형질막에 위치되는 Lact-C2-EGFP과 소수성결합에 의해 원형질막에 위치되는 ApPDE4 long-form인 L(N20)-EGFP이나, 정전기적인 결합을 통해 원형질막으로 위치되는 ApPDE4 short-form인 S(N-UCR1-2)-EGFP단백질의 경우는 세포의 크기가 줄어드는 수축현상은 일어나지만 Lamilapodia나 Filopodia와 같은 모양변화는 나타나지 않는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해, 특정 인지질에 결합하여 원형질막에 위치되는 단백질들이 각각의 인지질 결합 특성에 따라 분류 가능한 세포의 모양변화가 일어남을 확인할 수 있었다. The plasma membrane plays a crucial role in relaying signals from the outside environment to the inside of the cells. In eukaryotic cells, the inner leaflets of the plasma membrane are composed mostly of phospholipids, including phosphatidylethanolamine (PE), phosphatidylserine (PS), and phosphatidylinositides (PIs). In this study, we tried to analyze the morphological changes induced by EGFPfused membrane binding proteins, which are targeted to the plasma membrane via specific phospholipids binding. As a result, we found that overexpression of EGFP-P4M-SidM, a specific PI4P binding protein, or EGFP alone, did not induce any morphological changes. On the other hand, overexpression of EGFP-PLCδ1(PH), which is a specific PI(4,5)P2 binding protein, EGFP-AKT1(PH) which binds to PI (3,4,5)P3, or EGFP-OSH2(PH)×2 which binds to PI4P and PI(4,5)P2, could induce the filopodia and lamilapodia formation as well as cell shrinkage. Overexpression of Lact-C2-EGFP which is a specific PSbinding probe,EGFP fused Aplysia phosphodiesterase 4 (ApPDE4) long-form (L(N20)-EGFP) which is localized to the plasma membrane via hydrophobic interaction, or EGFP fused Aplysia PDE4 shortform (S(N-UCR1-2)-EGFP) which is localized to the plasma membrane via electrostatic interaction, could induce cell shrinkage, but not filopodia or lamilapodia formation. Taken together, our data support that the different phospholipid bindings in the plasma membrane could induce different characteristic morphological changes. Thus, we can analyze, characterize, and classify the cellular morphological changes induced by the various phospholipid binding proteins.
δ-Aminolevulinic acid (ALA) 유도체들의 미토콘드리아 탈분극 유도에 의한 인간 섬유아세포의 세포분열 억제
전용우(Yong-woo Jun),한두경(Du-Gyeong Han),이진아(Jin-A Lee),조수연(Su-Yeon Jo),장덕진(Deok-Jin Jang) 한국생물공학회 2015 KSBB Journal Vol.30 No.6
δ-Aminolevulinic acid (ALA) is an endogenous metabolite formed in the mitochondria from succinyl-CoA and glycine, and plays a key role in the living body as an intermediate of the compound in the porphyrin biosynthesis pathway. ALA has been commonly used in photodynamic therapy for several years, because ALA is of interest as a biodegradable mediator, a growth regulator, and an effective agent used in dermatology. Here, we determined which ALA derivatives were the most effective for the inhibition of the cell proliferation and growth of human fibroblast. As a result, we found that the treatment of ALA derivatives including ALA, ALAP (ALA phosphate salt), MAL (Methyl 5-aminolevulinate hydrochloride salt), PBGL (phophobilinogen lactam) and PBGH (phophobilinogen-HCl) could attenuate cell proliferation of human fibroblast cells. Among them, PBGH was the most effective derivative. In addition, PBGH treatment could induce mitochondrial membrane depolarization, leading to cell death of human fibroblast. These results suggest that mitochondrial membrane depolarization induced by ALA and PBGH treatment might be responsible for inhibition of cell proliferation and death. Taken together, our results propose the possibility that PBGH can be used as one of the effective drugs in human skin disease, psoriasis.
ICCD Camera를 이용한 NO입자의 Image 관측
전용우(Yong-Woo Jun),최준영(Joon-Young Choe),최상태(Sang-Tae Choi),박원주(Won-Zoo Park),이광식(Kwang-Sik Lee),신용철(Yong-Chul Shin) 한국조명·전기설비학회 2000 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 Vol.2000 No.-
In this parer, the removal rate of NO in a reactor is measured first using nonthermal plasma generated from a wire-cylinder type reactor, then the spatial density distribution of NO particles investigated using ICCD(Intensified Charged Coupled Device) camera. This research uses nonthermal plasma from electrical discharge to analyze the NO characteristics, and the measurements of NO discharge image and Distribution are performed using the ICCD camera to examine the NO characteristics more closely. Furthermore . the method of Laser Induced Fluorescence (LIF) is used to analyze the particular behavior of NO particles more specifically, to suggest a method of reducing exhaust gas, a serious environmental problem.