페닐알라닌 수산화효소 (PAH)는 페닐알라닌을 타이로신으로 전환을 촉매 하는 효소로서 체내 페닐알라닌의 농도를 조절하는 중요한 역할을 한다. PAH는 조절, 촉매, 사량체 도메인으로 나뉘며, 페닐알라닌에 의한 PAH의 조절은 조절 도메인에 의해 이루어진다. 세포성점균 PAH (dPAH)는 구조적으로 인간PAH와 유사하지만, 조절 도메인의 기능은 서로 다르다. PAH 활성조절을 증명하기 위해서 in vitro와 in vivo 조건에서 효소 반응속도를 분석하였다. In vitro 연구를 위해 dPAH와 hPAH 조절 도메인을 바꿔치기한 재조합 ...
페닐알라닌 수산화효소 (PAH)는 페닐알라닌을 타이로신으로 전환을 촉매 하는 효소로서 체내 페닐알라닌의 농도를 조절하는 중요한 역할을 한다. PAH는 조절, 촉매, 사량체 도메인으로 나뉘며, 페닐알라닌에 의한 PAH의 조절은 조절 도메인에 의해 이루어진다. 세포성점균 PAH (dPAH)는 구조적으로 인간PAH와 유사하지만, 조절 도메인의 기능은 서로 다르다. PAH 활성조절을 증명하기 위해서 in vitro와 in vivo 조건에서 효소 반응속도를 분석하였다. In vitro 연구를 위해 dPAH와 hPAH 조절 도메인을 바꿔치기한 재조합 하이브리드 단백질을 대장균에서 정제하였다. In vivo 연구를 위해 각 도메인이 제거된 dPAH 돌연변이 단백질을 PAH 유전자가 치환된 세포성점균 돌연변이 균주에 상보적으로 발현시켰다. 그 결과 hPAH의 조절도메인은 억제 작용을 하는 반면, dPAH의 조절 도메인은 모든 단백질에서 촉진 작용을 보여주었다. 높은 농도의 페닐알라닌은 세포성점균의 영양 생장을 지연시켰다. 이러한 페닐알라닌의 독성 기작을 페닐알라닌의 L-과 D-이성질체, 긴사슬 중성아미노산 (long-chain neutral amino acid, LNAA)를 이용하여 연구하였다. L-페닐알라닌처럼 D-페닐알라닌도 세포성점균의 생장을 억제하였고 세포내로 수송되지만 대사되지는 않았다. 반면에 높은 농도의 LNAA는 세포 내 페닐알라닌의 수송을 억제시켰다. 이는 LNAA와 페닐알라닌이 아직 확인되지 않은 수송단백질을 통한 세포내 전달에서 경쟁하고 있음을 보여준다. 세포성 점균의 게놈에서 인간의 LNAA 수송단백질인 LAT-1의 상동단백질을 4가지 발견할 수 있었고, 이들은 전형적인 막관통 단백질 구조를 보여주는 것으로 예측되었다. 이 결과를 통해 세포성점균에서의 페닐알라닌 독성은 아마도 LNAA와 같은 필수 아미노산의 전달을 저해하는 것과 관련이 있을 것으로 추정된다.
페닐알라닌 수산화효소 (PAH)는 페닐알라닌을 타이로신으로 전환을 촉매 하는 효소로서 체내 페닐알라닌의 농도를 조절하는 중요한 역할을 한다. PAH는 조절, 촉매, 사량체 도메인으로 나뉘며, 페닐알라닌에 의한 PAH의 조절은 조절 도메인에 의해 이루어진다. 세포성점균 PAH (dPAH)는 구조적으로 인간PAH와 유사하지만, 조절 도메인의 기능은 서로 다르다. PAH 활성조절을 증명하기 위해서 in vitro와 in vivo 조건에서 효소 반응속도를 분석하였다. In vitro 연구를 위해 dPAH와 hPAH 조절 도메인을 바꿔치기한 재조합 하이브리드 단백질을 대장균에서 정제하였다. In vivo 연구를 위해 각 도메인이 제거된 dPAH 돌연변이 단백질을 PAH 유전자가 치환된 세포성점균 돌연변이 균주에 상보적으로 발현시켰다. 그 결과 hPAH의 조절도메인은 억제 작용을 하는 반면, dPAH의 조절 도메인은 모든 단백질에서 촉진 작용을 보여주었다. 높은 농도의 페닐알라닌은 세포성점균의 영양 생장을 지연시켰다. 이러한 페닐알라닌의 독성 기작을 페닐알라닌의 L-과 D-이성질체, 긴사슬 중성아미노산 (long-chain neutral amino acid, LNAA)를 이용하여 연구하였다. L-페닐알라닌처럼 D-페닐알라닌도 세포성점균의 생장을 억제하였고 세포내로 수송되지만 대사되지는 않았다. 반면에 높은 농도의 LNAA는 세포 내 페닐알라닌의 수송을 억제시켰다. 이는 LNAA와 페닐알라닌이 아직 확인되지 않은 수송단백질을 통한 세포내 전달에서 경쟁하고 있음을 보여준다. 세포성 점균의 게놈에서 인간의 LNAA 수송단백질인 LAT-1의 상동단백질을 4가지 발견할 수 있었고, 이들은 전형적인 막관통 단백질 구조를 보여주는 것으로 예측되었다. 이 결과를 통해 세포성점균에서의 페닐알라닌 독성은 아마도 LNAA와 같은 필수 아미노산의 전달을 저해하는 것과 관련이 있을 것으로 추정된다.
Phenylalanine hydroxylase (PAH) catalyzes conversion of phenylalanine to tyrosine and plays an essential physiological role of controlling phenylalanine level. PAH is composed of regulatory, catalytic, and tetramerization domains and the regulation of PAH by phenylalanine is mediated by the regulato...
Phenylalanine hydroxylase (PAH) catalyzes conversion of phenylalanine to tyrosine and plays an essential physiological role of controlling phenylalanine level. PAH is composed of regulatory, catalytic, and tetramerization domains and the regulation of PAH by phenylalanine is mediated by the regulatory domain. Dictyostelium PAH (dPAH) is structurally similar to the human protein (hPAH), but their regulatory domains function in different ways. In order to prove the regulation in vitro and in vivo enzyme kinetics were studied. For in vitro study the recombinant hybrid proteins of dPAH and hPAH swapped in their regulatory domains were purified from Escherichia coli. For in vivo study the mutant proteins of dPAH deleted in each domain were expressed complementarily in a mutant strain of Dictyostelium disrupted in the PAH gene. The results confirmed that the regulatory domain of dPAH plays a stimulatory role in the whole protein, while that of hPAH inhibitory role. As high level of phenylalanine retarded vegetative growth of Dictyostelium, the putative mechanism of phenylalanine toxicity was investigated using L- and D-isomers of phenylalanine and long-chain neutral amino acids (LNAAs). Like L-phenylalanine, D-phenylalanine also inhibited Dictyostelium growth and was transported to cells in similar levels, while it was not metabolized. On the other hand, high level of LNAAs inhibited intracellular transport of phenylalanine, probably indicating their competitive transport through a putative transporter. Four homologs of the human LNAA transporter, LAT-1, were found in Dictysotelium and were predicted to have typical transmembrane protein structures. The result suggested strongly that the toxicity of phenylalanine in Dictyostelium is probably associated with reduced transport of essential amino acids, like LNAAs.
Phenylalanine hydroxylase (PAH) catalyzes conversion of phenylalanine to tyrosine and plays an essential physiological role of controlling phenylalanine level. PAH is composed of regulatory, catalytic, and tetramerization domains and the regulation of PAH by phenylalanine is mediated by the regulatory domain. Dictyostelium PAH (dPAH) is structurally similar to the human protein (hPAH), but their regulatory domains function in different ways. In order to prove the regulation in vitro and in vivo enzyme kinetics were studied. For in vitro study the recombinant hybrid proteins of dPAH and hPAH swapped in their regulatory domains were purified from Escherichia coli. For in vivo study the mutant proteins of dPAH deleted in each domain were expressed complementarily in a mutant strain of Dictyostelium disrupted in the PAH gene. The results confirmed that the regulatory domain of dPAH plays a stimulatory role in the whole protein, while that of hPAH inhibitory role. As high level of phenylalanine retarded vegetative growth of Dictyostelium, the putative mechanism of phenylalanine toxicity was investigated using L- and D-isomers of phenylalanine and long-chain neutral amino acids (LNAAs). Like L-phenylalanine, D-phenylalanine also inhibited Dictyostelium growth and was transported to cells in similar levels, while it was not metabolized. On the other hand, high level of LNAAs inhibited intracellular transport of phenylalanine, probably indicating their competitive transport through a putative transporter. Four homologs of the human LNAA transporter, LAT-1, were found in Dictysotelium and were predicted to have typical transmembrane protein structures. The result suggested strongly that the toxicity of phenylalanine in Dictyostelium is probably associated with reduced transport of essential amino acids, like LNAAs.
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