Rat 바닐로이드 수용체 TRPV1과 Rab11-FIP3의 특이적 결합

이순열(Lee, Soon-Youl),김미란(Kim, Mi-Ran) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.1

캡사이신 채널로 알려진 바닐로이드 수용체 TRPV1 (캡사이신채널, Transient Receptor Potential Vanilloid 1) 은 통증발현에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 하지만 TRPV1의 활성조절에 관여하는 단백질에 대하여는 알려진 바가 많지 않다. 최근 rat TRPV1과 직접적으로 결합하는 단백질을 탐색하여 mouse Rab11-FIP3 (rab11-family interaction protein 3)가 rat TRPV1과 직접적으로 결합한다는 것이 보고되었다. Rab11은 여러 가지의 세포내 이동에 관여하는 것으로 보고되었다. 그러므로 Rab11-FIP3과의 결합을 통해 TRPV1의 세포막으로의 이동에 관여할 것으로 추측할 수 있다. 본 연구에서는 전에 보고된 연구가 mouse와 rat 이라는 다른 종의 단백질끼리의 결합이기 때문에 같 은 종에서의 상호작용을 확인하고 Rab11-FIP3의 TRPV1의 세포막으로의 이동에서의 역할을 알아보고자 현재까지 동 정되지 않은 rat의 Rab11-FIP3의 유전자를 GenBank 서열을 바탕으로 rat 뇌의 RNA 로부터 cDNA 를 클로닝하여 유 전자를 분리하고 TRPV1 과의 관계를 세포생물학적으로 알아보았다. 연구결과 rat의 Rab11-FIP3는 489개의 아미노산 서열을 가지고 있으며 human과는 80%, mouse와는 90% 이상 아미노산 서열의 상동성을 보였다. 조직별 분포는 심장, 뇌, 간, 콩팥, 정소에서 발현되고 있는 것을 northern blot assay와 western blot assay 로 확인하였다. rat 의 뇌조직에 서 TRPV1 과 Rab11-FIP3 단백질이 결합하여 colocalize 하는 것을 면역화학방법으로 확인하였다. 이 결합은 같은 family 의 TRPV2 와는 결합하지 않는 특이적 결합이므로 Rab11-FIP3 가 TRPV1 과 상호작용하여 세포막으로의 이동 에 관여할 것이라는 것을 시사한다. Vanilloid receptor TRPV1 (known as capsaicin channel, transient receptor potential vanilloid 1) is known to be a key protein in the pain signal transduction. However, the proteins controlling the activity of the channel are not much known yet. Recently mouse Rab11-FIP3 (Rab11-family interaction protein 3) was found and reported to interact with rat TRPV1. Rab11 has been shown to play a key role in a variety of cellular processes including plasma membrane recycling, phagocytosis, and transport of secretory proteins from the trans-Golgi network. Therefore, Rab11-FIP3 was proposed to be involved in the membrane trafficking of TRPV1. In this study, the unreported rat Rab11-FIP3 was yet cloned in order to show the specific interaction of the TRPV1 and Rab11-FIP3 in the same species of rat and to examine the membrane trafficking of TRPV1. The result showed that rat Rab11-FIP3 is expected to have 489 amino acids and showed 80% identity with that of human and over 90% identity with that of mouse. Rab11-FIP3 was found to be expressed in heart, brain, kidney, testis using northern and western blot analyses. We also found that rat Rab11-FIP3 was colocalized with rat TRPV1 but not with TRPV2 of same family in the rat brain by using immunohistochemistry showing that two proteins interact specifically, suggesting the role of Rab11-FIP3 in the membrane trafficking.

한천 분해효소를 생산하는 해양 미생물 SH-1의 분리 및 특성 분석

이재학 ( Jae Hag Lee ),이순열 ( Soon Youl Lee ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2014 한국미생물·생명공학회지 Vol.42 No.4

한천을 분해하는 해양미생물을 한천을 유일한 탄소원으로 하는 인공 해수 한천 배지를 이용하여 제부도 개펄에서 분리하였다. SH-1으로 명명한 분리된 균주는 그람음성균이며 한 개의 극성 편모를 가지는 균이었다. 16S rRNA 유전자의염기서열의 유사성 분석 결과 분리된 균주는 Neiella marina J221 [9]과 가장 높은 상동성을 보였다(96.5%). 분리 균주는 28-37oC에서 생장하였지만 42oC에서는 생장하지 못하였고 한천분해효소의 활성은 37oC보다 28oC에서 높은 활성을 보였다. 또한 SH-1균주는 1-5% NaCl (w/v)를 포함하는 배양액에서 생장이 가능했으며 3%의 농도에서 가장 좋은 생장을 보였고 한천을 분해하는 효소의 활성도 3% 염분농도의 배양액에서 가장 높았다. 48시간 배양한 세포배양액을 농축하여 조효소액을 준비하여 효소의 적정 pH와 적정 온도를 조사한 결과 pH 7.0에서와 40oC에서 최적 효소 활성을 보였다. 조효소액을 사용하여 zymogram 분석을 실시한 결과 분자량 15, 35, 52 KD 크기의 3개 이상의 한천 분해효소를 생산하는 것으로 보인다. 박막크로마토그라피(TLC) 분석 결과 아가로스를 분해하여 네오올리고당을 생성하는 β-agarase를 생산하는 것으로 추정된다. A marine bacterial strain producing agar-degrading enzymes was isolated from a mud flat in Jeboo-do (Korea) using a selective artificial sea water (ASW) agar plate containing agar as the sole carbon source. The isolate, designated as SH-1, was gram-negative, aerobic, and motile with single polar flagellum. 16S rRNA gene sequence similarity analysis showed the isolate SH-1 had the highest homology (96.5%) to marine bacterium Neiella marina J221. Cells could grow at 28-37ºC but not at 42ºC, and the agarase activity of the cell culture supernatant was higher when grown at 28ºC than when grown at 37ºC. Cells could grow when concentrations of 1-5% (w/v) NaCl were added to the growth media with the best growth observed at 3% NaCl, and the agardegrading enzyme activity of the cell culture supernatant was best when grown at 3% NaCl-containing growth media under the conditions we examined. The crude enzyme prepared from 48-h culture broth of strain SH-1 exhibited an optimum pH and temperature for agar-degrading activity at 7.0 and 40ºC, respectively. Zymogram analysis of the crude supernatant and cell extract showed that strain SH-1 produced at least 3 agar-degrading enzymes with molecular weights of 15, 35, and 52 KD. Thinlayer chromatography (TLC) analysis also suggested that HS-1 produces β-agarase to degrade agarose to neoagarooligosaccharides.

바닐로이드 수용체 TRPV1의 막수송과정에서의 Rab11의 역할

엄기범(Um, Ki-Bum),이순열(Lee, Soon-Youl) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.7

바닐로이드 수용체 TRPV1(transient receptor potential vanilloid 1)은 캡사이신, pH, 열 등의 통증 유발물질에 의해 활성화되는 비특이적 양이온 채널로서 통증발현에 핵심적인 막 단백질이다. TRPV1의 막 수송에 관한 연구가 미미한 가운데 FIP3(family of Rab11 interacting protein 3)가 TRPV1 채널과 결합하여 막수송에 관여한다고 보고되었 다. FIP3는 Rab11과 결합하는 단백질인데 최근 Rab11 단백질이 여러 채널 단백질의 막수송에 직접적으로 또는 간접 적으로 중요하다고 보고되었다. 그러므로 본 연구에서는 Rab11이 TRPV1의 막 수송에서의 역할을 알아보기 위하여 세포 생물학적, 생화학적으로 알아보았다. 공촛점 현미경을 통하여 확인한 결과 Rab11은 실제로 세포내에서 TRPV1 과 동일한 위치에서 발현되어 있음을 확인하였다. 하지만 생화학적인 방법인 GST-pulldown을 실시하였을 때 TRPV1 과 Rab11간에는 서로 직접적인 결합은 하지 않는 것으로 나타났다. 비록 직접적인 결합은 하지 않지만 Rab11이 TRPV1의 막 수송에 관여한다고 가정하고 Rab11의 TRPV1의 막수송에서의 역할을 더 자세히 알아보기 위하여 세포 내 Rab11a의 발현을 siRNA를 사용하여 Rab11a의 발현을 50%수준으로 저해한 후 TRPV1의 세포막으로의 이동을 알 아본 결과 Rab11 발현 저해 시 세포막에 이동된 TRPV1이 현저히 감소함을 확인할 수 있었다. 이 결과로 부터 Rab11이 아마도 FIP3을 포함하는 방법으로 TRPV1의 막 수송에 영향을 주는 것으로 결론지을 수 있다. Vanilloid receptor, TRPV1 (transient receptor potential vanilloid 1) is a non-selective cation channel that responds to a variety of pain-eliciting material including capsaicin, pH, heat. Although, membrane trafficking of TRPV1 was not much known so far, TRPV1 was reported to interact with FIP3 (family of Rab11 interacting protein 3). FIP3 was identified as one of Rab11 interacting proteins that is recently reported important in membrane trafficking of several channel proteins directly or indirectly. Therefore, in this study, we examined the role of Rab11 in the membrane trafficking of TRPV1 using cell biological and biochemical techniques. Rab11 was found really colocalized with TRPV1 based on the result of confocal microscopy. However, GST-pulldown assay, one of biochemical technique, found that Rab11 did not interact with TRPV1. Although Rab11 does not interact with TRPV1 directly, we hypothesized that Rab11 is indeed involved in the membrane trafficking of TRPV1. In order to examine further the role of Rab11 in the membrane trafficking of TRPV1, the expression of TRPV1 on the membrane was examined when the expression of Rab11 was decreased down to about 50% by siRNA technique and found decreased significantly. From this result, we can conclude that Rab11 is involved in the membrane trafficking of TRPV1 in a way of including FIP3.

Rat의 후근 신경절 세포에서의 Rab11-FIP3 단백질 발현 저해가 TRPV1 채널의 세포막으로의 이동에 미치는 영향

김미란 ( Mi Ran Kim ),이순열 ( Soon Youl Lee ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2012 한국미생물·생명공학회지 Vol.40 No.3

Not much is known about the membrane trafficking of TRPV1, a key player in pain transduction. Rab11-FIP3, which plays a role in various intracellular transportation pathways, has been reported to interact with TRPV1. In this study, in order to examine the role of Rab11-FIP3 in the membrane trafficking of TRPV1, Rab11-FIP3 expression in dorsal root ganglion (DRG) was inhibited using a siRNA technique. Transportation of TRPV1 to membranes was found to decrease when Rab11-FIP3 expression was inhibited, consistent with the results obtained with TRPV1-transfected HEK cells. Taken together, these results indicate that Rab11-FIP3 plays a role in the membrane trafficking of TRPV1.

제주산 파인애플 유래 Bromelain관련 유전자 (BL1)를 이용반 형질전환 상추의 특성

정유진,김기훈,최장선,이순열,노일섭,박진희,강권규,Jung, Yu-Jin,Kim, Gi-Hyun,Choi, Jang-Sun,Lee, Soon-Youl,Nou, Il-Sup,Park, Jin-Heui,Kang, Kwon-Kyoo 한국식물생명공학회 2006 식물생명공학회지 Vol.33 No.1

파인애플 (Ananas comosus) 줄기에서 얻어지는 bromelain은 단백질 분해효소 중 cysteine protease의 복합체로 알려져 있다. 본 연구에서는 제주산 파인애플 줄기를 이용하여 bromelain 관련 유전자를 분리하였다. 분리된 BL1 유전자는 총 933개의 염기서열로 311개의 아미노산을 coding 하였다. 지금 까지 알려진 식물 유래 bromelain 관련 유전자와의 alignment 분석한 결과 BAA21929 유전자와 94%, T10516 유전자와 93% 및 P14518 유전자와 81%의 상동성을 보였다. BL1 유전자를 상추 게놈내에 도입하고자 NPTII 유전자 와 BL1 유전자로 제작한 pBI 121 BL 벡터를 Agrobacterium tumefacience LBA4404에 도입한 후, 상추잎 절편에 감염시켜 embryogenic callus 및 재분화 식물체를 육성하였다. 이들식물체로부터 T1세대를 육성하여 PCR 분석을 통해 왜래유전자의 도입 여부를 확인하였다. 또한 형질전환체의 발현여부는 Nothern blot분석 및 eno protease활성을 통해 형질전환체에서 BL1유전자가 안정적으로 상추세포내에서 발현되고 있음을 확인하였다. 따라서 본 실험에서 육성된 bromelain 관련 BL1 유전자가 도입한 형질전환 상추를 육종소재르 활용한다면 상업적으로 유용한 단백질을 분해하는 가수분해효소로써 건강 보조제, 사료첨가제 등에 널리 사용할 수 있을 것으로 생각되어진다. To clarify the roles of bromelain in plants, we isolated BL1 gene encoding bromelain from pineapple stem tissues and sequenced. The full length cDNA is 933 bp and encodes a polypeptide of 311 amino acid residues. The cDNA is most similar 94% at the amino acid level to bromelain previously isolated from pineapple (BAA21929). Explants of Lactuca sativa were co-cultivated with Agrobacterium tume-faciences LBA 4404 strains containing nptII and BL1 gene for transformation. Through initial selection of regenerated explants by culturing on a kanamycin and carbenicillin containing MS medium, multiple shoots were obtained after 2 months of culture. For a complementary step of selection, putative transgenic shoots were transferred to 1/2 Ms basal medium supplemented with 100 mg/L kanamycin and 500 mg/L carbenicillin. The selected shoots were obtained T1 generation seeds with emasculation, and tested with PCR analysis using 35S promoter and BL1 specific primers whether BL1 gene was introduced to genome of the plants. These results confirmed that produced the specific PCR bands in the putative transgenic lines. Additionally the Northern blot and endo protease activity showed that transcripts of BL1 gene were detected in transgenic lines. Theses results suggest that BL1 gene be successfully integrated and transcripted in the transgenic lettuce plants.

알칼리성 단백질 분해 효소 생산 균주 Gelidibacter sp. HK-1의 분리 및 특성

오현근 ( Hyun Geun Oh ),이순열 ( Soon Youl Lee ),이재학 ( Jae Hag Lee ) 한국식품영양학회 2006 韓國食品營養學會誌 Vol.19 No.4

갯벌로부터 분리된 미생물에 의해 생산된 지질 분해 효소의 특성

최충식 ( Choong Sik Choi ),이순열 ( Soon Youl Lee ),이재학 ( Jae Hag Lee ) 한국식품영양학회 2009 韓國食品營養學會誌 Vol.22 No.1

본 연구는 산업적으로 활용할 수 있는 lipase를 개발하기 위해 갯벌에서 분리된 Gelidibacter sp. YH333와 Vibrio sp. YH339에 의해 생산되는 lipase의 특성에 대해 연구하였다. 분리 균주들로부터 세포 외로 방출하는 lipase의 양은 세포수의 증가와 비례하여 급격하게 증가하였다. 분리 균주들에 의해 생산되는 lipase는 대부분 세포 외로 lipase를 방출함으로 lipase가 세포 밖으로 constitutively하게 분비됨을 알 수 있었다. 두 균주에서 생산된 lipase 모두 p-nitrophenyl laulate(C12:0)에서 가장 높은 활성을 보여 주었다. Gelidibacter sp. YH333에서 생산된 lipase가 Vibrio sp. YH339에 의해 생성된 lipase보다 모든 기질에 있어 높은 활성을 보여주고 있다. Gelidibacter sp. YH333에서는 약 50 KDa, 25KDa 등 두 개의 lipase가 확인되었고 Vibrio sp. YH339에서는 약 50 KDa에 해당하는 lipase가 확인되었다. This study was performed to characterize the lipases produced from Gelidibacter sp. YH333 and Vibrio sp. YH339 isolated from mud flats for industrial application of a lipase. Amount of the lipases secreted from the isolated strains was sharply increased in the proportion of increase of number of the cells. The lipases produced from the isolated strains were constitutively secreted from the cells. The lipase activity of Gelidibacter sp. YH333 was higher than that of Vibrio sp. YH339 to p-nitrophenyl esters. The lipases produced from both strains showed the highest activity in p-nitrophenyl laulate among various p-nitrophenyl esters. The molecular weights of the lipases from Gelidibacter sp. YH333 were about 50 KDa and 25 KDa, respectively. Molecular weight of the lipase from Vibrio sp. YH339 was about 50 KDa.

Glutathione S-Transferase에 융합한 재조합 Hybrid Peptide Gaegurin-LL37의 대장균에서의 발현

바야르바트이쉬반질 ( Bayarbat,Ishvaanjil ),이재학 ( Jae Hag Lee ),이순열 ( Soon Youl Lee ) 한국미생물생명공학회 ( 구 한국산업미생물학회 ) 2012 한국미생물·생명공학회지 Vol.40 No.2

항균 펩타이드(Antimicrobial peptides(AMPs)는 그람 양성, 그람 음성 세균과 진균병원체에 대항하는 생명체에서 중요한 역할을 하는 물질이다. 인간의 Cathelicidin 항균 펩타이드는 임상학적으로 사용할 수 있는 여러 가지의 생물학적 활성을 가진다. 항균 펩타이드의 생산 비용은 재조합 방법으로 낮출 수가 있다. 대장균은 저렴하며 손쉬운 조작이 가능하기 때문에 다른 재조합 단백질처럼 항균 펩타이드의 발현에 훌륭한 숙주가 될 수 있다. 그러나 대장균에서의 항균 펩타이드의 과발현은 항균 펩타이드가 과발현 되었을 때 대장균에 독성을 보일 수 있으므로 어려움이 보고가 되어있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 극복하고자 항균 펩타이드를 Glutathione S-transferase(GST) 결합 단백질에 융합하여 항균펩타이드의 독성을 감소시키도록 설계하여 발현을 시도하였다. 이 때 발현한 항균 펩티드는 LL37과, gaegurin4과 LL37의 잡종 펩타이드 GGN4-LL37(GL32로 명명)를 GST에 융합되도록 벡터를 구축하고 설계하여 대장균에서 GST 융합단백질로 발현시켰다. 융합 단백질은 친화력 컬럼을 사용하여 분리하고 GST를 절단하여 항균펩타이드 만을 분리하였고 분리한 펩타이드는 웨스턴 블롯팅으로 확인하였고 그람 양성, 그람 음성 세균에 대하여 항균 활성을 나타내는 것을 확인하였다. Antimicrobial peptides (AMPs) are important components of living organisms acting against Gram-negative and Gram-positive bacterial and fungal pathogens. Cathelicidin human peptides have a variety of biological activities that can be used in clinical applications. AMPs are not produced naturally in large quantities, and chemical synthesis is also economically impractical, especially for long peptides. Therefore, as an alternative, heterologous expression of AMPs by recombinant techniques has been studied as a means to reduce production costs. E. coli is an excellent host for the expression of AMPs, as well as other recombinant proteins, because of the low cost involved and its easy manipulation. However, overexpression of AMPs in E. coli has been shown to cause difficulties resulting from the toxicity of the subsequently produced AMPs. Therefore, fusion expression was theorized to be a solution to this problem. In this study, AMPs were expressed as fused proteins with the glutathione S-transferase (GST) binding protein to protect against the toxicity of AMPs when expressed in E. coli. The LL37, and hybrid gaegurin and LL37 (GGN4(1-16)-LL37(17-32), which we designated as GL32, peptides were expressed as GST-fusion proteins in E. coli and the fusion proteins were then purified by affinity columns. The purified peptides were obtained by removal of GST and were confirmed by western blot analysis. The purified antimicrobial peptides then demonstrated antimicrobial activities against Gram-negative and Gram-positive bacterial strains.

단백질 분해효소를 생산하는 호염성 미생물 Vibrio의 분리 및 특성

엄기범 ( Ki Bum Um ),윤선진 ( Sun Jin Yoon ),이재경 ( Jae Kyoung Lee ),이재학 ( Jae Hag Lee ),이순열 ( Soon Youl Lee ) 한국식품영양학회 2007 韓國食品營養學會誌 Vol.20 No.2