마늘 에탄올 추출물의 이화학적 특성에 대한 추출조건의 모니터링

차태양,김성호,권택규,권중호,이상한,이진만,Cha, Tae-Yang,Kim, Seong-Ho,Kwon, Taeg-Kyu,Kwon, Joong-Ho,Lee, Sang-Han,Lee, Jin-Man 한국식품영양과학회 2007 한국식품영양과학회지 Vol.36 No.9

마늘은 향신료로서 역할뿐만 아니라 생체기능을 조절하는 유용한 성분을 함유하고 있어서 건강 유지에 유익한 식품으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 마늘을 가공식품 소재로 활용하기 위하여 중심합성계획에 의한 반응표면분석법을 이용하여 마늘의 유효성분 함량을 다량 추출할 수 있는 최적추출조건을 모니터링하였다. Alliin 함량은 추출온도 $60.86^{\circ}C$, 추출시간 3.77 hr, 에탄올 농도 50.68%에서 최적이었고, allicin은 추출온도 $65.11^{\circ}C$, 추출시간 2.79 hr, 에탄올 농도 13.62%에서 최대값 8.23 mg%로 예측되었다. 총 페놀성 화합물 함량은 최대값 16.72 mg%로 예측되었으며 이 때 추출조건은 추출온도 $93.35^{\circ}C$, 추출시간 3.22 hr 및 에탄올 농도 10.38%로 나타났고, 전자공여능은 추출온도 $82.64^{\circ}C$, 추출시간 2.88 hr 및 에탄올 농도 0.43%에서 최적이었다. pH 1.2 및 3.0 아질산염 소거능은 추출온도 $79.77^{\circ}C$, $76.46^{\circ}C$, 추출시간 3.22 hr, 3.31 hr 및 에탄올농도 10.38%, 1.12%일 때 최대값은 94.85%, 63.22%이었다. This study was carried out to find the optimal conditions for the extraction of the effective ingredients based on central composite by monitoring the extraction characteristics of each ingredient with a response surface methodology. The optimal condition for the effective component alliin was extract temperature of $60.86^{\circ}C$, extract time of 3.77 hr, and ethanol concentration of 50.68%, and that for allicin was $65.11^{\circ}C$, 2.79 hr, and 13.62%, respectively, with the maximum extraction of 16.72 mg%. The maximum value of extracted total phenolics was 16.72 mg%, the optimal condition for electron donating ability was $93.35^{\circ}C$, 3.22 hr and 10.38%. The optimal conditions for pH 1.2 and 3.0 nitrite-scavenging ability was extract temperature of $79.77^{\circ}C$ and $76.46^{\circ}C$, extract time of 3.22 hr and 3.31 hr, and the ethanol concentration of 10.38% and 1.12%, respectively. With this optimal condition, the obtained maximum values for nitrite-scavenging activities at pH 1.2 and 3.0 were 94.85% and 63.22%, respectively.

인간 신장암 Caki세포에서 dicumarol에 의한 PMA 매개 matrix metalloproteinase-9의 발현 억제 효과

박은정(Eun Jung Park),권택규(Taeg Kyu Kwon) 한국생명과학회 2016 생명과학회지 Vol.26 No.2

Dicumarol는 전동싸리 식물에서 추출한 coumarin 유도체로 vitamin K 의존적으로 항응고 작용를 한다. 그러나, dicumarol에 의한 MMP-9의 발현 및 활성화 조절에 대한 연구는 수행되지 않았다. 본 연구에서 dicumarol이 인간 신장암 Caki세포에서 PMA 매개의 MMP-9의 발현과 활성화를 조절 할 수 있는지 확인하였다. Dicumarol는 PMA유도 MMP-9의 활성을 억제하였고, MMP-9의 mRNA RT-PCR 및 promoter assay를 통하여 전사단계에서 조절됨을 확인하였다. Dicumarol에 의한 MMP-9 발현 조절에 NF-κB와 AP1 전사인자의 전사 활성 저해에 의하여 야기됨을 확인하였다. NQO1 siRNA를 이용한 knock-down 실험에서 dicumarol이 PMA유도의 MMP-9 활성 억제에 NQO1의 관련성을 확인 할 수 없었다. Dicumarol는 PMA에 의한 세포이동 및 침윤을 억제하였는데, 이러한 현상은 MMP-9의 발현 및 활성을 조절함으로써 일어날 수 있음을 확인하였다. Dicumarol is a coumarin derivative isolated from sweet clover (Melilotus alba), and has anti-coagulant activity with the inhibitory activity of NAD(P)H quinone oxidoreductase1 (NQO1). NQO1 catalyzes the two-electron reduction of quinones to hydroquinones. Dicumarol competes with NAD(P)H for binding to NQO1, resulting in the inhibition of NQO1 enzymatic activity. The expression of matrix metalloproteinases (MMPs) has been implicated in the invasion and metastasis of cancer cells. The expression of MMPs is regulated by cytokines and signal transduction pathways, including those activated by phorbol myristate acetate (PMA). However, the effects of dicumarol on metalloproteinase (MMP)-9 expression and activity are not investigated here. This study investigated whether dicumarol inhibits MMP-9 expression and activity in PMA-treated human renal carcinoma Caki cells. Dicumarol markedly inhibited the PMA-induced MMP-9 mRNA expression and MMP-9 activity. NF-κB and AP1 promoter activity, which is important in MMP-9 expression, also decreased in dicumarol-treated cells. Furthermore, dicumarol markedly suppressed the ability of PMA-mediated migration in Caki cells. When the relevance of NQO1 in the dicumarol-mediated inhibitory effect on PMA-induced MMP9 activity was elucidated, knock-down of NQO1 with siRNA was found to have no effect on PMA-induced MMP9 activity, suggesting that the stimulating effect of dicumarol on PMA-induced MMP9 activity is independent of NQO1 activity. Taken together, the present studies suggested that dicumarol may inhibit PMA-induced migration via down-regulation of MMP-9 expression and activity.

암 치료 표적으로써 prostate apoptosis response-4(Par-4)

우선민(Seon Min Woo),권택규(Taeg Kyu Kwon) 한국생명과학회 2015 생명과학회지 Vol.25 No.8

Par-4는 종양 억제 유전자로 암세포 선택적으로 세포사멸을 증진하는 기능을 가진다. Par-4 유전자는 nuclear localization sequences (NLS), leucine zipper (LZ), nuclear export sequence (NES), selective for apoptosis in cancer cells (SAC)의 네 가지 도메인을 가지고 있다. 이 중에서도 SAC 도메인이 Par-4에 의한 세포사멸에 중요한 역할을 하며, 이러한 Par-4의 활성화는 세포 내 경로와 세포 외 경로로 나누어진다. 세포질 내의 Par-4는 핵 내로 이동하여 NF-κB 매개의 세포 성장 경로를 억제하고 세포 밖으로 분비된 Par-4는 세포 표면에 존재하는 수용체인 GRP78과 결합하여 세포 사멸을 유도한다. 따라서 Par-4의 발현을 증가시키는 물질에 의한 세포 사멸뿐만 아니라 암세포에서 발현이 낮은 Par-4의 과발현을 통하여 세포사멸 민감화가 증진된다. 따라서 Par-4는 암 치료의 강력한 표적으로의 가능성을 가지고 있다. Prostate apoptosis response-4 (Par-4) was originally identified in androgen-independent prostate cancer cells undergoing apoptosis. Par-4 is ubiquitously expressed in normal cells and tissues, but it is downregulated in several types of cancers. Par-4 is a 38 kDa tumor suppressor protein encoded by the PARW gene. Par-4 promotes apoptosis in a variety of cancerous cells, but not in normal cells. In this review, we focused on the structure, expression and function of Par-4 in apoptotic signaling pathway. Functional domains of Par-4 include two nuclear localization sequences (NLS), a leucine zipper (LZ) domain, a nuclear export sequence (NES) and selective for apoptosis in cancer cell (SAC) domain. Many studies have underlined the importance of Par-4 in preventing cancer development. The activity of Par-4 is differently regulated by localization of intracellular and extracellular Par-4. Intracellular Par-4 inhibits Akt- and NF-κB-mediated cell survival pathways and downregulates Bcl-2 expression. Extracellular Par-4 activates the extrinsic apoptotic pathway by binding to cell surface receptor GRP78, a stress response protein that is in the endoplasmic reticulum (ER). Endogenous Par-4 sensitizes cancer cells to various apoptotic stimuli, while exogenous Par-4 enhances SAC domain-dependent apoptosis in cancer cells, but not normal cells. Therefore, Par-4 is an attractive target for cancer therapy.

Multiple Molecular Targets of Sensitizers in Tumor Necrosis Factor (TNF)-Related Apoptosis-Inducing Ligand (TRAIL/Apo2L)-Mediated Apoptosis

민경진(Kyoung-jin Min),권택규(Taeg Kyu Kwon) 한국생명과학회 2011 생명과학회지 Vol.21 No.11

TNF ligand 군에 속하는 Tumor necrosis factor (TNF)-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL/Apo2L)은 death receptor를 통한 세포사멸을 유도하는 것으로 알려졌다. TRAIL은 정상세포에서는 세포사를 일으키지 않고 암세포에서만 특이적으로 세포사멸을 유도함으로써 잠재력 있는 항암제로 주목을 받고 있다. 그러나, 최근 연구에 의하면 악성 신장암과 간암과 같은 일부 암에서는 TRAIL에 의한 세포사에 저항성을 가지는 것으로 알려져 있다. 그러므로, TRAIL 만으로는 다양한 악성종양을 위한 치료법으로 적절하지 않다. TRAIL에 대한 저항성을 가지는 분자적 기전을 이해하고, TRAIL 저항성을 극복할 수 있는 증감제를 밝혀내는 것이 보다 효율적인 TRAIL을 이용한 암세포 치료 전략에 필요하다. 화학치료제들이 TRAIL 수용체인 death receptor의 발현을 증가시키고, 세포 내의 TRAIL에 의한 신호전달 체계를 활성화 시키는 것으로 알려져 있고, 이러한 기전을 통하여 다양한 화학치료제들이 TRAIL에 의한 세포사멸을 증가시키는 것을 확인하였다. 이 논문에서, 우리는 TRAIL에 의한 세포사멸을 증가시키기 위한 생물학적 약물을 정리하고, 그 분자적 기전을 고찰한다. Tumor necrosis factor (TNF)-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL/Apo2L) is a recently identified member of the TNF ligand family that can initiate apoptosis through the activation of their death receptors. TRAIL has been paid attention as a potential anti-cancer drug, because it selectively induces apoptosis in tumor cells in vitro and in vivo but not in most normal cells. However, recent studies have shown that some cancer cells including malignant renal cell carcinoma and hepatocellular carcinoma, are resistant to the apoptotic effects of TRAIL. Therefore, single treatment with TRAIL may not be sufficient for the treatment of various malignant tumor cells. Understanding the molecular mechanisms of TRAIL resistance and identification of sensitizers capable of overcoming TRAIL resistance in cancer cells is needed for the establishment of more effective TRAIL-based cancer therapies. Chemotherapeutic drugs induce apoptosis and the upregulation of death receptors or activation of intracellular signaling pathways of TRAIL. Numerous chemotherapeutic drugs have been shown to sensitize tumor cells to TRAIL-mediated apoptosis. In this study, we summarize biological agents and drugs that sensitize tumors to TRAIL-mediated apoptosis and discuss the potential molecular basis for their sensitization.

HL-60 세포주의 분화유도에 따른 IAP 유전자군의 발현

백원기(Won-Ki Baek),권택규(Taeg Kyu Kwon),박종욱(Jong-Wook Park),서민호(Min-Ho Suh) 대한미생물학회 2003 Journal of Bacteriology and Virology Vol.33 No.1

YM155 처리에 의한 두경부 암 AMC-HN4 세포 세포자멸사 유도 효과

장호준(Ho Joon Chang),권택규(Taeg Kyu Kwon),김동은(Dong Eun Kim) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.3

두경부암은 전세계에서 발병률이 여섯 번째로 높은 암으로 그동안 수술적 치료를 선호하였으나 광범위한 절제에 따른 기능적 장애로 인해 항암치료에 대한 관심이 높아지고 있다. 두경부암에서 cisplatin이 가장 많이 사용되는 항암제이나 cisplatin 내성이 문제가 되고 있다. 따라서 부작용은 줄이고, 약제내성 기전에 대해 이해하여 암세포의 사멸은 증대시키는 새로운 항암제의 개발이 필요하다. Survivin은 inhibitor of apoptosis proteins (IAPs) family 중 하나로 두경부암에서 과발현되어 있다. YM155는 survivin을 억제하는 분자로 본 연구를 통해 YM155의 처리 후 두경부 암세포의 세포자멸사가 유도되며, 뇌암 세포와 신장암 세포에서도 세포자멸사가 유도됨을 확인할 수 있었다. 반면에 정상세포인 mesangial cells에는 YM155가 세포자멸사에 영향을 주지 않았다. YM155는 caspase의 활성화를 통해 세포자멸사를 촉진하며, anti-apoptotic protein인 c-FLIP, Mcl-1, survivin의 발현을 저해하는 것으로 확인되었다. YM155는 두경부 뿐만 아니라 다른 장기의 악성종양 치료법의 개발에 활용 될 수 있을 것으로 생각된다. Squamous cell carcinoma is the primary tumor type in head and neck cancers, the fifth most common malignant neoplasm world-wide. Survivin, a member of the inhibitor of apoptosis family, is highly expressed in head and neck carcinoma patients and correlated with more aggressive forms. In this study, we investigated whether YM155, a specific survivin inhibitor, could induce apoptosis in head and neck AMC-HN4 cells. YM155 was found to markedly induce apoptosis and cleavage of PARP, a marker of apoptosis. Furthermore, YM155 promoted apoptosis in other cancer cells, such as glioma (U251MG) and renal carcinoma (Caki) cells. In contrast, YM155 had no effect on apoptosis in normal mesangial cells. YM155 significantly induced caspase activation, and pan caspase inhibitor z-VAD-fmk markedly blocked apoptosis, PARP cleavage, and caspase-3 cleavage. Therefore, YM155 was seen to instigate caspase-dependent apoptosis in head and neck AMC-HN4 cells, inducing downregulation of survivin as well as other apoptotic proteins such as c-FLIP and Mcl-1. In addition, the induction of apoptosis and PARP cleavage by YM155 treatment was effectively inhibited in survivin-, c-FLIP- and Mcl-1-over-expressing head and neck AMC-HN4 cells. In conclusion, YM155 is a potent candidate for inducing cell death in head and neck AMC-HN4 cells.

암 치료 표적으로써 유비퀴틴 접합 효소 UBE2의 기능

우선민(Seon Min Woo),권택규(Taeg Kyu Kwon) 한국생명과학회 2023 생명과학회지 Vol.33 No.6

탈유비퀴틴화 효소 DUBs의 비만 및 대사 관련 질환에서 병태생리학적 기능

이슬기(Seul Gi Lee),권택규(Taeg Kyu Kwon) 한국생명과학회 2022 생명과학회지 Vol.32 No.6

유비퀴틴화는 단백질 안정성 조절을 통해 진핵세포 내 광범위한 과정에서 주요한 역할을 한다. 이 과정에서 탈유비퀴틴화 효소인 deubiquitinating enzymes (DUBs)은 표적단백질의 유비퀴틴 혹은 ubiquitin-like proteins에 결합하여 표적단백질의 분해를 억제하는 기능을 한다. DUBs의 역할은 주로 암생물학에서 다루어져 왔으며, 이를 통해 다양한 암 치료용 DUBs 억제제가 개발 중인 상황이다. 한편, 최근의 연구는 이러한 DUBs가 비만, 당뇨, 지방간을 포함한 대사질환에서 주요한 역할을 할 수 있을 것이라고 보고했다. 대사질환의 발생 및 진행에 있어 각기 다른 종류의 DUBs는 양적 혹은 음적 조절 작용을 갖음을 제시하였다. DUBs는 세포 내 다양한 전사인자의 단백질 발현 등 조절함으로써 대사질환의 발생 및 진행에 기여할 수 있음 생체 내, 외 및 인간 조직을 활용한 연구에서 입증되었다. UCH, USP7 및 USP19는 지방세포의 분화, 체중 증가, 및 인슐린 저항성에 관련이 있음을 식이 혹은 유전자조작으로 인한 비만 유도 마우스에서 검증하였다. CYLD, USP4 및 USP18의 경우 지방간의 발생과 밀접한 관계를 갖는다고 보고되었으며 이는 경우에 따라 체중 변화를 동반한다. 종합적으로, 본 총설에서는 비만 및 이와 관련한 대사질환에서 DUBs의 역할에 대한 최신 연구 결과 및 동향에 대해 기술하였다. 또한 DUBs에 새로운 역할에 관한 기초지식 및 분자적메커니즘을 제공함으로써 궁극적으로는 DUBs가 대사질환의 새로운 유전자 타겟이 될 수 있음을 시사한다. Ubiquitin signaling regulates virtually all aspects of eukaryotic biology and dynamic processes in which protein substrates are modified by ubiquitin. To regulate these processes, deubiquitinating enzymes (DUBs) cleave ubiquitin or ubiquitin-like proteins from these substrates. DUBs have been implicated in the pathogenesis of cancer, leading to the development of increasing numbers of small-molecule DUB inhibitors. On the other hand, recent studies have focused on the function of DUBs in metabolic diseases such as obesity, diabetes, and fatty liver diseases. DUBs play a positive or negative role in the progression and development of metabolic diseases. Their involvement in cell pathology and regulation of major transcription factors in metabolic syndrome has been examined in vitro and in animal and human biopsies. UCH, USP7, and USP19 were linked to adipocyte differentiation, body weight gain, and insulin resistance in genetic or diet-induced obesity. CYLD, USP4, and USP18 were found to be closely associated with fatty liver diseases. In addition, these liver diseases were accompanied by body weight change in certain cases. Collectively, in this review, we discuss the current understanding of DUBs in metabolic diseases with a particular focus on obesity. We also provide basic knowledge and regulatory mechanisms of DUBs and suggest these enzymes as therapeutic targets for metabolic diseases.

Luteolin의 IL-1β에 의한 MCP1 단백질 발현 증가에 미치는 영향

임준희(Jun Hee Lim),권택규(Taeg Kyu Kwon) 한국생명과학회 2009 생명과학회지 Vol.19 No.4

혈관벽에 단핵구, 대식세포 등의 세포와 지질 등의 축적은 중요한 동맥경화 발병 요인이다. 이들 세포의 혈관벽으로의 이동에 있어서 chemokine인 MCP1이 중요한 역할을 한다는 것이 많이 알려져 있다. 본 연구에서는 사람 평활근세포에서 IL-1β의 처리에 의하여 MCP1의 발현이 증가되는 기전을 알아보고자 실험을 진행하였다. IL-1β의 처리는 전사인자 NF-κB의 활성화를 통해 MCP1 발현을 전사단계에서 증가시켰다. 이러한 IL-1β에 의해 증가된 MCP1 발현을 억제하는 물질을 찾기 위해 여러 항염증작용을 하는 물질들을 전처리하여 확인해본 결과 luteolin이 선택적으로 IL-1β에 의해 증가된 MCP1의 발현을 전사단계에서 저해하는 것을 확인하였고 이는 전사인자 NF-κB가 핵으로 이동하는 것을 감소시킴으로써 나타나는 현상임을 확인하였다. Luteolin이 염증작용을 조절하는데 있어서 중요한 전사인자인 NF-κB의 활성을 조절한다는 것을 본 실험을 통해 알 수 있었고 이는 식용식물에서 일반적으로 발견되는 luteolin이 어떠한 기전으로 항 염증작용을 하는지에 대한 이해를 높여줄 것이다. Monocyte chemoattractant protein 1 (MCP1) plays a key role in monocyte/macrophage infiltration to the sub-endothelial space of the blood vessel wall, which is a critical initial step in atherosclerosis. In this study, we examined interleukin-1β (IL-1β) induced MCP1 expressions via activation of transcription factor NF-κB in primary human aorta smooth muscle cells. We determined the effect of several anti-inflammatory agents on IL-1β-induced MCP1 expression. The pretreatment of luteolin significantly suppressed IL-1β-induced MCP1 expressions through blocking activation and translocation of NF-κB to the nucleus.

암 치료 표적으로의 NAD(P)H Quinone Oxidoreductase 1 (NQO1)

박은정(Eun Jung Park),권택규(Taeg Kyu Kwon) 한국생명과학회 2014 생명과학회지 Vol.24 No.1

NQO1은 플라보 단백질 계통의 2 전자 환원 효소이며 NADH 또는 NADPH를 보조인자로 quinone 계통의 화합물을 hydroquinone으로 환원 한다. 암에서 NQO1은 그에 상응하는 정상 조직과 비교하였을 때 비교적 높은 발현을 나타낸다. NQO1의 다양한 기능 중 quinone 물질 대사는 두 가지 형태의 상반되는 기능을 가진다. 이것은 quinone으로부터 전환된 hydroquinone의 상태적 안정성과 불안정성에 기인하며, 불안정한 hydroquinone의 생성은 산화적 손상 야기 및 DNA 손상은 세포의 운명을 바꾸어 놓게 된다. 따라서 암에서 그 발현이 높은 NQO1을 표적으로 작용하는 생체환원 물질은 암 세포 사멸을 강하게 유도하게 되어 암 치료의 가능성을 보여주고 있다. 항암 표적 분자로서 NQO1 특징과 NQO1을 통해 작용하는 생체환원물질 β-lapachone의 항암 효과와 기전에 대하여 살펴보았다. NAD(P)H quinone oxidoreductase 1 (NQO1) is a flavoprotein that catalyzes the two electron reduction of diverse substrates, including quinones. It uses NADH or NADPH as a cofactor for enzymatic machinery. In the metabolism of quinones, NQO1 has two conflicting functions because of the different stability of converted hydroquinones. The stable form of hydroquinone is excreted from cells by conjugation with glutathione or glucuronic acid. The unstable form of hydroquinone induces cell death by induction of oxidative stress and DNA damage. Certain quinones known as bio-reductive agents have a cytotoxic function following reduction by NQO1. Bio-reductive agents, such as β-lapachone or mitomycin C, induce the depletion of NAD(P)H and the generation of oxidative stress in an NQO1-dependent manner. NQO1 is highly expressed in several cancer tissues. Therefore, NQO1 is a good therapeutic target for cancer treatment with bio-reductive agents.