The Role of Neutral Proteinases in Cellular Invasion

강구일 한국분자생물학회 1990 분자생물학뉴스 Vol.2 No.3

고려 홍삼 및 가토의 안구 수정체로부터 사람 중성구 Elastase 의 활성도 억제성분 분리

강구일,김우미,이대희,김신동,양호성,최강주 ( Kooil Kang,Woo Mi Kim,Dae Heui Lee,Sin Dong Kim,Ho Sung Yang,Kang Ju Choi ) 생화학분자생물학회 1994 BMB Reports Vol.27 No.2

Human neutrophil elastase(HNElastase, EC 3, 4, 21, 11) is a curative factor to elucidate inflammatory diseases. Korean ginseng which has been known as an effective agent on inflammatory diseases, and mammalian eye lens was an organ which has never been involved any inflammatory diseases, were expected to contain some specific chemical compounds which could inhibit HNElastase. Four different compounds were separated from ginseng extract by HPLC with methanol and C^(18) reverse phase column chromatography. The fraction which was eluted at 5∼6 min, showed inhibition effect on HNE. 0.28 ㎎/㎖ of This compound inhibited the activity of HNE up to 97% of control activity and IC_(50) was 0.076 ㎎/㎖. Rabbit eye lens proteins including nucleus and cortical portion were analyzed separately by size exclusion chromatography. Two different proteins were separated from nucleus lens protein. The protein which contained in the first peak, showed inhibitory effect of HNElastase. Four different proteins also separated from cortical protein, these proteins showed anti-elastase activities but the anti-elastase activities were less than those of nucleus protein. From these results, we strongly suggest that Korean ginseng and rabbit eye lens protein contain specific compounds which could inhibit human neutrophil elastase. Therefore, these compounds might be unique materials for developing some anti-inflammatory agents.

THE ROLE OF NEUTRAL PROTEINASES IN CELLULAR INVASION

강구일 고신대학교(의대) 고신대학교 의과대학 학술지 1986 고신대학교 의과대학 학술지 Vol.2 No.1

孤雲 漢詩에 나타난 二元的 現實認識과 葛藤硏究

강구율(姜求律) 한국문화융합학회 2001 문화와 융합 Vol.23 No.-

소요당<SUP>逍遙堂</SUP> 박하담<SUP>朴河淡</SUP>과 병재<SUP>甁齋</SUP> 박하징<SUP>朴河澄</SUP> 형제의 시세계 고찰

강구율(姜求律) 한국국학진흥원 2016 국학연구 Vol.0 No.29

Inhibition of Human Neutrophil Elastase by NSAIDs and Inhibitors, and Molecular Pharmacological Mechanism of the Inhibition

강구일,김우미,홍인식,이무상,Kang, Koo-Il,Kim, Woo-Mi,Hong, In-Sik,Lee, Moo-Sang The Korean Society of Pharmacology 1996 대한약리학잡지 Vol.32 No.3

염증 질환의 원인이 되는 사람 중성구 elastases는 혈액에 존재하는 ${\alpha}_1-PI$나 ${\alpha}_2-macroglobulin$과 같은 단백질 분해효소 억제제에 의하여 조절되어진다. 그러나 특수한 병리적 상황에서 과다하게 분비되는 효소나 또는 단백질 분해효소 억제제의 비정상적 작용으로 말미암아 다양한 염증질환이 유발된다. 비스테로이드성 항염증제는 염증 질환을 치료하기 위하여 이미 임상에 적용 하고 있으며, prostaglandin 합성하는 효소인 cyclooxygenases의 활성도를 억제하는 것이 그 작용 기전으로 잘 알려져 왔다. 사람 중성구 elastase의 활성도는 naproxen, phenylbutazone, oxyphenbutazone 등에 의하여 억제되었으나, ibuprofen, ketoprofen, aspirin, salicylic acid, tolmetin 등에 의하여서는 억제되지 않았다. 또한 사람 중성구 elastase의 활성도는 EDTA, EGTA, tetracycline 등에 의하여서도 억제되었다. EDTA에 의하여 2가 이온 $Ca^{++}$나 $Zn^{++}$등을 elastase 분자로부터 일부 제거함으로 효소 활성도가 억제되었고 Raman spectra의 변화도 강하게 일어났으며, 금속이온 $Zn^{++}$를 새로 충진함으로 그 활성도는 원래대로 회복되고 Raman spectrum도 원래 상태와 유사한 상태로 회복되었다. 이런 현상은 chelator나 chelator-like agents가 효소분자안에 존재하는 $Zn^{++}$ 이온을 제거하거나 chelation함으로 활성 부위나 그 인접 부위의 4차원 구조의 변화를 일으켰음에 기인하며 특히 -C=O나 -COOH기의 관여에 의한 것으로 생각된다. Human neutrophil elastases (HNElastase, EC 3.4.21.37), a causative factor of inflammatory diseases, are regulated by plasma proteinase inhibitors, alpha-proteinase inhibitor and ${\alpha}_2-macroglobulin$. Under certain pathological conditions, however, released enzymes or abnormal function of inhibitors may cause various inflammatory disease. NSAIDs have been clinically applied for treatment of inflammatory diseases. Inhibition of cyclooxygenase is a known mechanism of action of NSAIDs in the treatment of inflammatory disease. In in vitro experiments, HNElastase was inhibited by naproxen, phenylbutazone, and oxyphenbutazone, but ibuprofen, ketoprofen, aspirin, salicylic acid, and tolmetin did not inhibit elastase. HNElastase was also inhibited by chelating agents, EDTA & EGTA, and tetracyclines. Removal of divalent metal ions by EDTA caused inhibition of elastase, and reconstitution of the metal ions recovered the enzyme activity to a certain level. Frequencies and contours in the Raman spectra of various conditions of human neutrophil elastase undergo drastic changes upon partial removal and/or reconstitution of calcium and zinc ions. The metal ion content dependent activities and change of the contour of the Raman spectrogram suggest us that the mechanism of action of a chelator or chelator-like agents on neutrophil elastase may be related to the conformational change at/or near the active site, especially -C=O radical or -COOH radical.

비스테로이드성 항염증제와 효소 억제제에 의한 사람 중성구 Elastase의 활성도 억제 및 분자약리학적 기전

강구일,김우미,홍인식,이무상 大韓藥理學會 1996 대한약리학잡지 Vol.32 No.3

염증 질환의 원인이 되는 사람 중성구 elastases는 혈액에 존재하는 <TEX>${\alpha}_1-PI$</TEX>나 <TEX>${\alpha}_2-macroglobulin$</TEX>과 같은 단백질 분해효소 억제제에 의하여 조절되어진다. 그러나 특수한 병리적 상황에서 과다하게 분비되는 효소나 또는 단백질 분해효소 억제제의 비정상적 작용으로 말미암아 다양한 염증질환이 유발된다. 비스테로이드성 항염증제는 염증 질환을 치료하기 위하여 이미 임상에 적용 하고 있으며, prostaglandin 합성하는 효소인 cyclooxygenases의 활성도를 억제하는 것이 그 작용 기전으로 잘 알려져 왔다. 사람 중성구 elastase의 활성도는 naproxen, phenylbutazone, oxyphenbutazone 등에 의하여 억제되었으나, ibuprofen, ketoprofen, aspirin, salicylic acid, tolmetin 등에 의하여서는 억제되지 않았다. 또한 사람 중성구 elastase의 활성도는 EDTA, EGTA, tetracycline 등에 의하여서도 억제되었다. EDTA에 의하여 2가 이온 <TEX>$Ca^{++}$</TEX>나 <TEX>$Zn^{++}$</TEX>등을 elastase 분자로부터 일부 제거함으로 효소 활성도가 억제되었고 Raman spectra의 변화도 강하게 일어났으며, 금속이온 <TEX>$Zn^{++}$</TEX>를 새로 충진함으로 그 활성도는 원래대로 회복되고 Raman spectrum도 원래 상태와 유사한 상태로 회복되었다. 이런 현상은 chelator나 chelator-like agents가 효소분자안에 존재하는 <TEX>$Zn^{++}$</TEX> 이온을 제거하거나 chelation함으로 활성 부위나 그 인접 부위의 4차원 구조의 변화를 일으켰음에 기인하며 특히 -C=O나 -COOH기의 관여에 의한 것으로 생각된다.간 증가 시켰다. 이상의 결과는 <TEX>$M_1$</TEX>과 <TEX>$M_2$</TEX> 수용체에서 LYTTYL/LYTLYT 아미노산 서열의 차이는 두 수용체의 PI hydrolysis에 대한 coupling을 조절하는 역할을 하지만, 두 수용체 사이에서 ligand 결합과 신호전달계의 차이를 구분하는데 중요한 역할을 하지는 않는다. 비례하여 높아지는 경향이었다.最低溫度) 범위는 <TEX>$5{\sim}10^{\circ}C$</TEX>였다. AG-2-2(IIIB)의 균사생장 최고온도(最高溫度)는 <TEX>$36{\sim}37^{\circ}C$</TEX>로서 가장 높았고, AG-2-1의 균사생장 최고온도(最高溫度)는 <TEX>$29{\sim}30^{\circ}C$</TEX>로서 가장 낮았으며, 이외 다른 균사융합군(菌絲融合群)의 균사생장 최고온도(最高溫度) 범위는 <TEX>$31{\sim}36^{\circ}C$</TEX>였다. <TEX>$26^ Human neutrophil elastases (HNElastase, EC 3.4.21.37), a causative factor of inflammatory diseases, are regulated by plasma proteinase inhibitors, alpha-proteinase inhibitor and <TEX>${\alpha}_2-macroglobulin$</TEX>. Under certain pathological conditions, however, released enzymes or abnormal function of inhibitors may cause various inflammatory disease. NSAIDs have been clinically applied for treatment of inflammatory diseases. Inhibition of cyclooxygenase is a known mechanism of action of NSAIDs in the treatment of inflammatory disease. In in vitro experiments, HNElastase was inhibited by naproxen, phenylbutazone, and oxyphenbutazone, but ibuprofen, ketoprofen, aspirin, salicylic acid, and tolmetin did not inhibit elastase. HNElastase was also inhibited by chelating agents, EDTA & EGTA, and tetracyclines. Removal of divalent metal ions by EDTA caused inhibition of elastase, and reconstitution of the metal ions recovered the enzyme activity to a certain level. Frequencies and contours in the Raman spectra of various conditions of human neutrophil elastase undergo drastic changes upon partial removal and/or reconstitution of calcium and zinc ions. The metal ion content dependent activities and change of the contour of the Raman spectrogram suggest us that the mechanism of action of a chelator or chelator-like agents on neutrophil elastase may be related to the conformational change at/or near the active site, especially -C=O radical or -COOH radical.

Human Neutrophil Elastase: Rapid Purification, Metal binding Stoichiometry and Modulation of the Activity by Chelating Agents

강구일,Kang, Koo-Il The Korean Society of Pharmacology 1988 대한약리학잡지 Vol.24 No.1

사람의 혈액으로부터 Elastase를 분리하는 새로운 방법을 개발하여 순도 높은 효소를 얻고 이 효소에 의하여 발생되어지는 질병의 예방과 치료에 응용하기 위하여 이 효소의 근본적인 성질규명을 시도하였다. 정제 방법으로는 Sephodex G-75를 이용한 1회의 액체 크로마토그라피와 HPLC을 이용한 2회의 코마토그라피를 거치는 2단계 방법을 사용하였다. 이때 얻어진 효소는 분자량이 $26,000{\sim}29,700$ 사이에 있는 3개의 다른 분자량을 가진 물질로 확인되었으며, 항체 반응에서 사람의 결구내 Elastase의 특성을 나타내었다. 함유하고 있는 미량의 금속이온을 분석한 결과 정제하는 단계에 따라 Zn 이온의 효소분자에 대한비는 증가하였으며 가장 순수한 분자내의 효소분자와 Zn 이온과의 비는 1 : 2였다. 이 효소는 chelating agent에 의하여 활성도를 잃게 되었으며, 반대로 chelating agents에 의하여 활성도를 잃고 있는 반응 medium에 그 chelaing agents의 농도를 초과하는 2가 이온 즉 Zn 이온, Ca 이온, 그리고 Mn 이온을 넣으면 그 활성도는 원상복귀되나 Mg이온에 의하여는 그 활성도가 원상회복 되지 않았다. 이 모든 성질을 종합하면 사람의 Neutrophil granule에 있는 Elastase는 지금까지 알려진 바와 같이 Serine pretense임과 동시에 metalloenzyme으로 제고되어야 한다고 제안한다. 나아가서chelating agents에 의하여 이 효소의 활성도를 조정할 수 있다는 것은 이 효소에 의하여 일어나는 질병의 치료에 응용할 수 있는 가능성도 보여준다. Neutrophil elastases were purified by a three step procedure consiting of one Sephadex G-75 and two HPLC elutions. The elastases cross-reacted with antibodies to human neutrophil elastase. Three bands with molecular weights between 26,000 and 29,700 were observed by gel electrophoresis. At each stage of purification the quantity of Zn increased, reaching molar ratio of 2:1 with elastase in the most purified samples. Calcium content. was seletively elevated during the earlier stages of purification but decreased to a ratio of 0.25 to 1 with elastase at the final step of purfication. Neutrophil elastase could be inhibited by EDTA, EGTA and 1,10-phenanthroline. EGTA inhbition was noncompetitive inhibition and reversible only if the time of preincubation was relatively short, indicating the instability of the apoenzyme. The concentration of chelator required to show significant inhibition of elastase was also dependent upon the stage of purity and the ionic strength of the reaction mixture. Inhibition by EGTA, followed by the removal of EGTA, could be reversed by Zn. In the presence of EGTA the enzyme could be returened to full activity by the addition of Zn, Mn and Ca, but not Mg or Na. All of the above evidence strongly supports human neturophil elastase could be a metalloenzyme as well as a serine protease.

Purification and Characterization of Human Neutrophil Elastase and Cathepsin G

강구일,김사열,정혜영,배성준,Kang, Koo-Il,Ghim, Sa-Youl,Joung, Hye-Young,Bae, Sung-Jun 생화학분자생물학회 1989 한국생화학회지 Vol.22 No.4

사람의 중성구 elastase와 cathepsin G를 젤 여과법과 이온교환크로마토그라프에 의하여 분리하였다. 이들 두 효소는 각각 항체에 대한 특이한 면역반응을 보였다. Elastase의 분자량은 29K, 30K, 30.5K이며 cathepsin G의 분자량은 28.5K, 29K이었다. 이 두 효소들의 분자량보다 2 kilodalton 큰 분자들도 존재하나 이들 분자는 분자 내의 s-s 결합의 분해에 의한 SDS-PAGE상의 분자이동의 차이에서 생긴 현상으로 생각된다. 일가이온인 $Na^+$, $Li^+$, $K^+$ 및 $Cs^+$는 농도에 따른 elastase의 활성도에 영향을 주고 2가이온은 40 mM까지는 농도에 비례하여 활성도를 증가시키고 그 이후는 plateau에 도달하였다. lmM 미만의 DIFP, PMSF, ${\alpha}_1-PI$ 및 ${\alpha}_2-MG$은 사람 중성구 elastase의 활성도를 완전히 억제하였으나 같은 부류에 속하는 leupeptin은 별영향이 없었다. 이것으로 보아 elastase의 활성도 억제는 active site 이외의 다른 기전이 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다. Human neutrophil elastase(HNE) and human neutrophil cathepsin G (HNCG) were purified by a two-step procedure involving gel filtration through Ultrogel AcA54 and ion-exchange chromatography through CM-sephadex C-25. The purified elastase and cathepsin G cross-reacted with anti-HNE antibody and anti-HNCG antibody respectively. Three elastases have molecular weights of 29,000, 30,000, and 30,500 determined by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Two cathepsin Gs have the molecular weights of 28,500 and 29,000. There was another group of elastases which showed molecular weights of 2000 dalton higher than the other group of elastase. The discrepancy or the diversity of molecular weights of HNE seems to be caused mainly by the disparity of intra-molecular disulfide bonds of HNE. Monovalent ions including $Na^+$, $Li^+$, $K^+$ and $Cs^+$ stimulated HNE by concentration dependency. Divalent ions also stimulated HNE very effectively at the concentration of less than 40 mM and then reached the plateau. HNE was completely inhibited by less than 1 mM of diisopropyl fluorophosphate (DIFP), phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF), ${\alpha}_1$-protease inhibitor $({\alpha}_1-PI)$, and ${\alpha}_2$-macroglobulin$({\alpha}_2-MG)$ which are catagorized as general endoprotease inhibitor. But leupeptin, which is known as serine and thiol-protease inhibitor, was ineffective on inhibition of HNE.

사람의 중성구 elastase 와 cathepsin G 의 순수분리와 성질

강구일,김사열,정혜영,배성준 ( Koo Il Kang,Sa Youl Chim,Hye Young Joung,Sung Jun Bae ) 생화학분자생물학회 1989 BMB Reports Vol.22 No.4

Human neutrophil elastase(HNE) and human neutrophil cathepsin G (HNCG) were purified by a two-step procedure involving gel filtration through Ultrogel AcA54 and ion-exchange chromatography through CM-sephadex C-25. The purified elastase and cathepsin G cross-reacted with anti-HNE antibody and anti-HNCG antibody respectively. Three elastases have molecular weights of 29,000, 30,000, and 30,500 determined by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Two cathepsin Gs have the molecular weights of 28,500 and 29,000. There was another group of elastases which showed molecular weights of 2000 dalton higher than the other group of elastase. The discrepancy or the diversity of molecular weights of HNE seems to be caused mainly by the disparity of intra-molecular disulfide bonds of HNE. Monovalent ions including Na^+, Li^+, K^+ and Cs^+ stimulated HNE by concentration dependency. Divalent ions also stimulated HNE very effectively at the concentration of less than 40 mM and then reached the plateau. HNE was completely inhibited by less than 1 mM of diisopropyl fluorophosphate (DIFP), phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF), α₁-protease inhibitor (α₁-PI), and α₂-macroglobulin (α₂-MG) which are catagorized as general endoprotease inhibitor. But leupeptin, which is known as serine and thiol-protease inhibitor, was ineffective on inhibition of HNE.