• 제목/요약/키워드: enzyme denaturation

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UV-A 반복노출로 인한 항산화효소의 구조변성과 효소활성의 상관관계 (The Relationship between Structural Denaturation of Antioxidative Enzymes and Their Enzyme Activity due to Repeated Exposure to UV-A)

  • 박미정;유효정;김종찬;김소라
    • 한국안광학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.75-81
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    • 2015
  • 목적: 본 연구는 안구에 존재하는 항산화효소인 superoxide dismutase(SOD)와 catalase(CAT)가 UV-A에 반복적으로 노출되었을 때 이들의 구조 및 활성의 변화가 유발되는지 알아보고 이들의 상관관계를 밝히고자 수행되었다. 방법: SOD와 CAT의 표준품으로 각각의 효소용액을 제조하고 하루 30분, 1시간 및 2시간씩 365 nm의 UV-A에 노출시키는 조건으로 1, 2, 3, 4 및 5일 동안 UV-A에 반복적으로 노출시켰다. UV-A 반복노출에 따른 SOD와 CAT의 구조변성은 전기영동분석으로 확인하였으며, 이들 효소의 활성은 분석키트를 이용하여 비색분석법으로 측정하였다. 결과: UV-A에 반복노출된 SOD는 일일 1시간 이상 조건으로 반복노출되었을 때 전기영동분석에서 효소의 다중화(polymerization)가 관찰되었으나 활성의 변화는 12% 이내로 나타났다. 반면 UV-A에 반복노출된 CAT는 전기영동 시 효소의 밴드크기가 감소하여 구조변성이 나타났음을 알 수 있었으며, 효소활성 또한 유의하게 감소됨을 확인하였다. 반복노출시간이 긴 경우 CAT은 전기영동분석에서는 효소밴드를 보임에도 불구하고 그 활성은 완전히 소실됨을 알 수 있었다. 결론: 이상의 결과로 UV-A 반복노출에 따른 항산화효소의 구조변성은 효소의 종류에 따라 그 정도와 양상이 다르게 나타나며, 구조변성이 효소활성의 감소정도와 반드시 일치하는 것은 아님을 알 수 있었다.

UV-B 반복노출에 따른 항산화효소의 변성 및 활성저하와 RGP렌즈의 차단효과 (Denaturation and Inactivation of Antioxidative Enzymes due to Repeated Exposure to UV-B and Inhibitory Effect of RGP Lens)

  • 변현영;이은정;오대환;김소라;박미정
    • 한국안광학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.237-246
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    • 2015
  • 목적: 본 연구는 안구에 존재하는 항산화효소인 superoxide dismutase(SOD)와 catalase(CAT)가 UV-B에 반복적으로 노출되었을 때 유발되는 구조변성 및 활성저하의 상관관계를 밝히며, 자외선 차단 RGP렌즈의 사용으로 효소의 변성과 활성저하가 효율적으로 차단되는가를 알아보기 위하여 수행되었다. 방법: SOD와 CAT의 표준품으로 각각의 효소용액을 제조하고 하루 30분, 1시간 및 2시간씩 312 nm의 UV-B에 1, 2, 3, 4 및 5일 동안 반복적으로 노출시켰다. 이 때 UV-B에 직접 노출시킨 항산화효소의 구조 및 활성변화를 자외선 차단기능이 있는 RGP렌즈로 UV-B를 차단시킨 경우와 비교하였다. UV-B 반복노출에 따른 SOD와 CAT의 구조변성은 전기영동분석으로 확인하였으며, 이들 효소활성은 분석키트를 이용하여 비색분석법으로 측정하였다. 결과: UV-B에 반복노출된 SOD는 일일 30분 조사조건으로 반복노출되었을 때에도 전기영동분석에서 효소다중화(polymerization)가 관찰되었으나 활성의 변화는 10% 이내로 나타났다. 반면 UV-B에 반복노출된 CAT은 전기영동 시 효소밴드크기나 진하기가 감소하여 구조변성이 나타났음을 확인할 수 있었으며, 반복노출시간이 긴 경우 CAT은 전기영동분석에서 효소밴드를 보임에도 불구하고 그 활성은 완전히 소실되었다. 또한 UV-B 조사로 인한 CAT의 변성은 63.7%의 UV-B 차단기능을 가진 RGP렌즈의 사용으로 어느 정도 억제되었으나 완전히 억제되는 것은 아니었다. 결론: 이상의 결과로 UV-B 반복노출에 따른 항산화효소의 구조변성은 그 종류에 따라 효소활성의 감소정도와 반드시 일치하는 것은 아님을 알 수 있었다. 따라서 자외선으로 인한 항산화효소의 손상을 막기 위하여서는 콘택트렌즈를 착용한 상태에서 자외선 노출시간을 최소화하거나, FDA Class I 차단제에 해당하는 UV 차단율을 가지는 콘택트렌즈를 착용 또는 이에 상응하는 UV차단율을 가지는 선글라스를 덧착용할 것을 권장한다.

Competitive Enzyme-Linked Immunosorbent Assay for Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase

  • Kim, Moon-Hee
    • BMB Reports
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    • 제30권5호
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    • pp.326-331
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    • 1997
  • To construct a competitive ELISA standard curve for the detection of glucose-6-phosphate debydrogenase (G6PD), we used highly purified native G6PD (nG6PD) as both immobilized and soluble antigens and anti-G6PD serum raised against nG6PD as antibody. The polystyrene cuvettes coated with nG6PD were challenged with a mixture of a limiting amount of anti-G6PD serum and various doses of nG6PD as competitors followed by incubation with alkaline phosphatase-anti-IgG conjugate. The competitive ELISA did not exhibit the typical sigmoidal dose-response curve characteristic of competition immunoassays under the optimal concentrations of antigen and antibody. The soluble nG6PD used as competitor failed to effectively inhibit the binding of antibodies to the immobilized nG6PD. The addition of NADP, a cofactor of G6PD enzyme, to coating buffer used for immobilizing nG6PD to the cuvettes and PBS-Tween-BSA buffer for diluting competitors did not improve the inhibition of antibody binding to immobilized nG6PD by soluble n/G6PD. The addition of BSA to coating buffer did not increase inhibition, either. Surprisingly, when partially active G6PD (paG6PD), obtained by repeated freeze-thawing, was used as competitor, the antibody binding to either immobilized nG6PD or immobilized paG6PD was inhibited 49-58%. We conclude that an effective competitive ELISA system with nG6PD enzyme and anti-G6PD serum for the detection of G6PD may not be established due to the poor inhibition of antibody binding to immobilized nG6PD by soluble nG6PD under the present assay conditions and that the inhibition may be improved by using an inactivated enzyme as competitor regardless of the type of immobilized antigen used. These results imply that the immobilized nG6PD may undergo denaturation upon binding to the polystyrene cuvettes and that our anti-G6PD serum may recognize denatured enzyme better than active enzyme.

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각막 내 효소의 변성을 억제하는 안경 렌즈의 UV-B 차단율 (The Inhibitory UV-B Blocking Rate of Eyeglasses Lens on the Enzymes Denaturation in Cornea)

  • 김소라;이지희;최정임;박미정
    • 한국안광학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.253-260
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    • 2013
  • 목적: 본 연구에서는 안구 내에 존재하는 효소들의 변성을 차단할 수 있는 안경렌즈의 UV-B 차단율을 밝히고자 하였다. 방법: RNase A와 catalase, superoxide dismutase(SOD)를 1, 3, 6, 24, 96시간 동안 312 nm의 UV-B에 노출시킨 후 아크릴아미드 겔 전기영동법으로 손상 정도를 확인하였다. 또한, 50%, 80%, 95%, 99%의 UV-B 차단율을 가진 안경렌즈의 효소 손상 억제 효과를 알아보았다. 결과: RNase A는 1시간 동안 UV-B의 노출에서 손상이 유발되었으며 1시간 이상 6시간 이하의 노출에 의한 효소의 손상을 막기 위해서는 95%, 24시간 이상 96시간 이하의 노출에는 99% UV-B 차단 렌즈가 효소의 손상을 완벽하게 억제하였다. Catalase는 UV-B에 대한 1시간 이하의 노출에는 영향을 받지 않아 아무런 변성이 발생하지 않았고, 3시간 이상 6시간 이하의 단시간 노출에서는 50% 이상의 UV-B 차단 렌즈, 24시간 이상 96시간 이하의 장시간 노출에는 95% 이상 UV-B 차단 렌즈로 효소의 변성을 완벽하게 억제할 수 있었다. SOD는 6시간 이하의 노출에는 손상되지 않았고, 24시간 정도의 노출에서도 50% 차단 렌즈로 효소 손상을 억제할 수 있었다. 그러나 96시간 UV-B에 노출될 경우는 95% 이상의 차단율을 가진 안경렌즈에 의해 SOD의 손상이 완벽하게 억제되었다. 결론: 본 연구에서는 UV-B 노출에 의한 효소의 변성을 억제하기에 적절한 안경렌즈 차단율은 각 효소마다 상이하였으며 일정 수준 이상의 UV-B 차단율을 가진 경우에만 효과가 있음을 밝혔다.

미소 수용 Cyclohexange 중에서 분말 Lipase에 의한 분자내 에스테르화반응 (Intramolecular Esterification by Lipase Powder in Microaqueous Cycohexane)

  • 이민규;감삼규
    • 생명과학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.155-161
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    • 1995
  • The effects of substrate concentration, enzyme concentration, reaction temperature, and water content were investigated in intramolecular esterification. This study used cyclohexane as organic solvent, power lipase as enzyme, and benzyl alcohol and octanoic acid as substrate. The initial reaction rate was found to be proportional to enzyme concentration; followed Michaelis-Menten equation for octanoic acid; and was inhibited by benzyl alcohol . The observed initial reaction rate first increased, then decreased with increasing reaction temperature, giving rise to the maximum rate at 20$\circ$. The drop in the reaction rate at higher temperature was to partition equilibrium change of substrate between organic solvent and hydration layer of enzyme molecule in addition to the deactivation by enzyme denaturation. Water layer surrounding enzyme molecule seemed to activate in organic solvent and the realistic reaction was done in the water layer. In the enzymatic reaction in organic solvent, the initial reaction rate was influenced by partition quilibrium of substrate, so the optimum condition of substrate concentration, enzyme concentration, reaction temperature, and water content would give a good design tool.

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UV-A로 유발된 항산화효소의 변성에 대한 자외선 차단렌즈의 작용 (The Effect of UV Blocking Lens on the Denaturation of Antioxidative Enzymes Induced by UV-A)

  • 박충서;박영민;김대현;박미정
    • 한국안광학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.97-103
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    • 2007
  • 본 연구는 UV-A 노출에 의해 유발된 안구 내에 존재하는 항산화효소인 catalase와 superoxide dismutase(SOD)의 변성을 차단할 수 있는 안경렌즈의 적절한 UV-A 차단율을 알아보기 위해 수행하였다. Catalase와 SOD를 1, 3, 6, 24, 96시간 동안 365 nm의 UV-A에 노출시켜 노출시간에 따른 단백질의 변성 정도를 아크릴아미드 겔 전기영동법으로 확인하였다. 또한, 20, 50, 80 및 99% UV 차단 효과를 가진 안경렌즈로 UV-A를 차단하였을 때 catalase와 SOD의 변성이 억제될 수 있는 지를 알아보았다. Catalase는 3시간 이상의 UV-A 노출에 의해 변성되기 시작하였다. 그러나, SOD는 6시간 이상 노출시에 변성이 되기 시작하였다. 99% 차단렌즈에 의해 3시간 동안의 UV-A 노출에 의한 catalase 변성을 완전히 억제할 수 있었다. 그러나 노출시간이 3시간보다 길어지거나 차단율이 99%보다 낮은 렌즈를 사용한 경우, 어느 정도까지는 변성 억제작용은 있었으나 완벽하게 변성을 억제하지는 못하였다. 비록 50% 차단율을 가진 렌즈는 UV-A에 대한 SOD의 변성에 대해 부분적인 억제 작용을 나타냈으나, 80% 및 99%의 차단율을 가진 안경렌즈는 UV-A에 의한 SOD의 변성을 완전히 억제하였다.

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폴리락티드-글리콜리드 마이크로스피어에 봉입된 단백질의 항원성 평가 (Antigenicity of Protein Entrapped in Poly(lactide-co-glycolide) Microspheres)

  • 송세현;조성완;신택환;윤미경;최영욱
    • Journal of Pharmaceutical Investigation
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    • 제31권3호
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    • pp.191-196
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    • 2001
  • Biodegradable polymeric microspheres were studied for their usefulness as carriers for the delivery of vaccine antigens. However, protein antigen could be denatured during microencapsulation processes due to the exposure to the organic phase and stress condition of cavitation and shear force. Therefore this study was carried out to re-evaluate the degree of protein denaturation during microencapsulation with poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) copolymer. PLGA microspheres containing ovalbumin (OVA), prepared by W/O/W multiple emulsification method, were suspended in pH 7.4 PBS and incubated with shaking at $37.5^{\circ}C$. Drug released medium was collected periodically and analyzed for protein contents by micro-BCA protein assay. In order to evaluate the protein integrity, release medium was subjected to the analyses of SDS-PAGE and size exclusion chromatography (SEC). And enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was introduced to measure the immunoreactivity of entrapped OVA and to get an insight into the three-dimensional structure of epitope. The structures of entrapped protein were not affected significantly by the results of SDS-PAGE and SEC. However, immunoreactivity of released antigen was varied, revealing the possibility of protein denaturation in some microspheres when it was evaluate by ELISA method. Therefore, in order to express the degree of protein denaturation, antigenicity ratio (AR) was obtained as follows: amount of immunoreactivity of OVA/total amount of OVA released ${\times}100(%)$. ELISA method was an efficient tool to detect a protein denaturation during microencapsulation and the comparison of AR values resulted in more accurate evaluation for immunoreactivity of entrapped protein.

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인삼사포닌 및 인삼수용성 추출물이 비둘기 가슴근육으로부터 분리된 Malate Dehydrogenase에 미치는 안정화효과 (Stabilizing Effect of Ginseng Saponin and Water Extract on Malate Dehydrogenase from Pigeon Breast Muscle)

  • 김두하;신문희;홍순근
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제7권1호
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    • pp.88-93
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    • 1983
  • Studies were carried out to elucidate the protein stabilizing effect of ginseng. Malate dehydrogenase (EC 1.1.1.37) was used as a protein and the rate constant of the enzyme inactivation was determined under the heat denaturation condition. There was an optimum pH for the enzyme stability, the rate constant of the enzyme inactivation was minimum at BH 8.8. The rate constant was increased at lower and higher pH regions than the optimum pH. The inactivation reaction followed the Arrehnius law and the activation energy was measured as 36.8kcal/mole. The reaction rate was not affected by the enzyme concentration and thus it was assumed to be unimolecular first order reaction. The water extract of red ginseng decreased the rate constant of Malate dehydrogenate under heat inactivation condition to stabilize the enzyme activity. Purified ginseng saponin also stabilized the enzyme against heat inactivation.

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인삼(人蔘) Saponin이 세균(細菌) α-Amylase 활성(活性)에 미치는 영향(影響) (Effect of Ginseng Saponin on Bacterial α-Amylase Activity)

  • 도재호;김상달;주현규
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.7-11
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    • 1985
  • 인삼(人蔘) saponin의 생물학적(生物學的) 활성(活性)을 조사(調査)하기 위하여 세균(細菌) v{\alpha}$-amylase의 작용(作用)에 미치는 인삼(人蔘) saponin의 영향(影響)을 조사(調査)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. Protopanaxadiol계(系), triol계(系) 및 total saponin 모두 ${\alpha}$-amylase의 활성(活性)을 25, 12, 13%정도(程度) 촉진(促進)시켰다. Diol계(系) saponin첨가(添加)경우 $40^{\circ}C$에서 3분간(分間) 전처리(前處理)함으로서 ${\alpha}$-amylase의 활성(活性)을 20%정도(程度) 촉진(促進)시켰으며 酵素(효소)의 열변성(熱變性)에 대(對)한 보호작용(保護作用)은 protopanaxariol계(系) saponin은 $60^{\circ}C$에서 5분(分)까지는 보호작용(保護作用)이 있었으나 protopanaxadiol계(系) saponin은 오히려 열실활(熱失活)을 촉진(促進)하는 경향이었다. Diol 및 triol계(系) saponin의 산가수분해물(酸加水分解物)이 ${\alpha}$-amylase의 활성(活性)을 diol 및 triol계(系) saponin보다 더 촉진(促進)시켰으며 diol, triol계(系) saponin의 첨가(添加)는 고농도(高濃度)의 기질(基質)이 존재(存在)할 때 기질저해(基質沮害)를 막아주었다.

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Protective Effect of Biological Osmolytes against Heat- and Chaotropic Agent-Induced Denaturation of Bacillus licheniformis γ-Glutamyl Transpeptidase

  • Lo, Huei-Fen;Chi, Meng-Chun;Lin, Min-Guan;Lan, Yuan-Gin;Wang, Tzu-Fan;Lin, Long-Liu
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제28권9호
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    • pp.1457-1466
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    • 2018
  • In the present study, the stabilizing effect of four different biological osmolytes on Bacillus licheniformis ${\gamma}$-glutamyl transpeptidase (BlGGT) was investigated. BlGGT appeared to be stable under temperatures below $40^{\circ}C$, but the enzyme retained less than 10% of its activity at $60^{\circ}C$. The tested osmolytes exhibited different degrees of effectiveness against temperature inactivation of BlGGT, and sucrose was found to be the most effective among these. The use of circular dichroism spectroscopy for studying the secondary structure of BlGGT revealed that the temperature-induced conformational change of the protein molecule could be prevented by the osmolytes. Consistently, the molecular structure of the enzyme was essentially conserved by the osmolytes at elevated temperatures as monitored by fluorescence spectroscopy. Sucrose was further observed to counteract guanidine hydrochloride (GdnHCl)-and urea-induced denaturation of BlGGT. Taken together, we observed evidently that some well-known biological osmolytes, especially sucrose, make a dominant contribution to the structural stabilization of BlGTT.