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[국내논문] 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 원문보기

한국안광학회지 = Journal of Korean Ophthalmic Optics Society, v.20 no.1, 2015년, pp.75 - 81  

박미정 (서울과학기술대학교 안경광학과) ,  유효정 (서울과학기술대학교 안경광학과) ,  김종찬 (서울과학기술대학교 안경광학과) ,  김소라 (서울과학기술대학교 안경광학과)

초록
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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.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Purpose: The present study was conducted to investigate whether the changes in structure and activity of antioxidative enzymes, superoxide dismutase(SOD) and catalase(CAT) present in the eyes appeared when they were repeatedly exposed to UV-A, and reveal the correlation of these changes. Methods: Ea...

주제어

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문제 정의

  • [13-19] 안구 내 항산화효소활성의 변화 양상은 자외선 강도 및 조사시간을 포함한 실험조건 및 실험대상의 차이에 따라 다소 다르게 나타났으나 대부분의 연구에서 UV-B 조사에 따른 항산화효소활성의 차이를 보고하였으며, 자외선 중 상대적으로 에너지레벨이 낮은 UV-A 조사는 항산화효소활성에 미치는 영향이 미약하거나 없는 것으로 보고하였다. 이에 본 연구에서는 실험동물이나 세포배양 시스템이 아닌 항산화효소인 SOD 및 CAT의 표준품(commercially available enzyme standard)을 선택하여 단순화된 연구조건 하에서 반복적으로 UV-A에 노출시킨 후 SOD 및 CAT의 구조변성과 활성변화 유무를 확인하고 이들의 상관관계를 밝히고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자외선 노출에 따른 안구손상에는 무엇이 있는가? 그러나 빛에 민감하게 반응하는 감각기관인 안구 또한 자외선 노출에 취약하다.[1] 즉, 자외선은 각막, 수정체, 홍채 등 안구 전반에 손상을 야기할 뿐만 아니라 만성적으로는 백내장, 편평 상피세포암, 안구 흑색종과 익상편, 검열반 등과 같은 각막과 결막의 다양한 병리학적 이상을 유발한다.[2-4] 자외선 노출에 따른 안구손상의 원인으로는 지질, 단백질 및 DNA와 반응하여 세포손상을 일으키는 활성산소종의 과도한 생성을 들 수 있다.
자외선 노출이 지속적일 때 순환이 원활하지 못한 인체기관에는 어떤 문제점이 일어날 수 있는가? [7-10] 산화적 스트레스로 인해 생성된 superoxide anion의 경우는 SOD에 의해 과산화수소와 분자 상태의 산소로 전환이 되며,[11] 이 과정에서 생성된 과산화수소는 CAT에 의해 물과 산소로 분해되어 배출[12]되므로 활성산소는 크게 감소하게 된다. 그러나 여러 연구진들의 선행연구에 의해 자외선 노출이 지속적으로 반복되었을 때 수정체와 같이 순환이 원활하지 못한 기관에서는 단백질 변성이 회복되기 어렵게 되어 항산화시스템의 불균형이 초래될 수 있음이 밝혀졌다.[13-19] 안구 내 항산화효소활성의 변화 양상은 자외선 강도 및 조사시간을 포함한 실험조건 및 실험대상의 차이에 따라 다소 다르게 나타났으나 대부분의 연구에서 UV-B 조사에 따른 항산화효소활성의 차이를 보고하였으며, 자외선 중 상대적으로 에너지레벨이 낮은 UV-A 조사는 항산화효소활성에 미치는 영향이 미약하거나 없는 것으로 보고하였다.
활성산소종은 정상 생체조건에서는 어떻게 제거되는가? 안구는 항상 자외선에 노출되어 있을 뿐만 아니라 대기 중의 산소가 직접 전달되기 때문에 superoxide anion, singlet oxygen, hydroxyl radicals, hydrogen peroxide와 같은 활성산소종이 과도하게 생성되기 쉽다. 그러나 안구를 포함한 모든 인체기관에서 생성되는 활성산소종은 정상적인 생체조건 하에서는 superoxide dismutase(SOD), catalase(CAT), glutathione peroxidase 등과 같은 항산화효소와 ascorbate, glutathione과 같은 항산화물질에 의해 제거된다.[7-10] 산화적 스트레스로 인해 생성된 superoxide anion의 경우는 SOD에 의해 과산화수소와 분자 상태의 산소로 전환이 되며,[11] 이 과정에서 생성된 과산화수소는 CAT에 의해 물과 산소로 분해되어 배출[12]되므로 활성산소는 크게 감소하게 된다.
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참고문헌 (30)

  1. Gallagher RP, Lee TK. Adverse effects of ultraviolet radiation: a brief review. Prog Biophys Mol Biol. 2006;92(1): 119-131. 

  2. Zigman S. Ocular light damage. Photochem Photobiol. 1993; 57(6):1060-1068. 

  3. Youn HY, McCanna DJ, Sivak JG, Jones LW. In vitro ultraviolet-induced damage in human corneal, lens, and retinal pigment epithelial cells. Mol Vis. 2011;17(1):237-246. 

  4. Merriam JC, Lofgren S, Michael R, Soderberg P, Dillon J, Zheng L et al. An action spectrum for UV-B radiation and the rat lens. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2000;41:2642-2647. 

  5. Babizhayev MA. Mitochondria induce oxidative stress, generation of reactive oxygen species and redox state unbalance of the eye lens leading to human cataract formation: disruption of redox lens organization by phospholipid hydroperoxides as a common basis for cataract disease. Cell Biochem Funct. 2011;29(3):183-206. 

  6. Mittag T. Role of oxygen radicals in ocular inflammation and cellular damage. Exp Eye Res.1984;39(6):759-769. 

  7. Rose RC, Richer SP, Bode AM. Ocular oxidants and antioxidant protection. Proc Soc Exp Biol Med. 1998;217(4):397-407. 

  8. Reddy VN, Kasahara E, Hiraoka M, Lin LR, Ho YS. Effects of variation in superoxide dismutases (SOD) on oxidative stress and apoptosis in lens epithelium. Exp Eye Res. 2004;79(6):859-868. 

  9. Devasagayam TP, Tilak JC, Boloor KK, Sane KS, Ghaskadbi SS, Lele RD. Free radicals and antioxidants in human health: Current status and future prospects. J Assoc Physicians India. 2004;52:794-804. 

  10. Melov S. Therapeutics against mitochondrial oxidative stress in animal models of aging. Ann NY Acad Sci. 2002;959:330-340. 

  11. Weisiger RA, Fridovich I. Mitochondrial superoxide dismutase. Site of synthesis and mitochondrial localization. J Biol Chem. 1973;248(13):4793-4796. 

  12. Atalla L, Fernandez MA, Rao NA. Immnuhistochemical localization of catalase in ocular tissue. Curr Eye Res 1987;6(1):1181-1187. 

  13. Hong NS, Ko SM, Shyn KH. The effect of UVB radiation on the cultured rabbit lens epithelial cells. J Korean Ophthalmol Soc. 1997;38(1):46-56. 

  14. Cejkova J, Stipek S, Crkovska J, Ardan T, Platenik J, Cejka, et al. UV Rays, the prooxidant/antioxidant imbalance in the cornea and oxidative eye damage. Physiol Res. 2004;53(1):1-10. 

  15. Cejkova J, Sitpek S, Crkovska J, Ardan T. Changes of superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase in the corneal epithelium after UVB rays. Histochemical and biochemical study. Histol Histopathol. 2000;15(4): 1043-1050. 

  16. Formicki G, Stawarz R. Ultraviolet influence on catalase activity and mineral content in eyeballs of gibel carp. Science Total Environ. 2006;369(1-3):447-450. 

  17. Park CS, Park YM, Kim DH, Park MJ. The effect of UV blocking lens on the denaturation of antioxidative enzymes induced by UV-A. J Korean Ophthalmic Opt Soc. 2007; 12(3):97-103. 

  18. Park MJ, Lee KH, Lee EK, Park SH, Kim SR, Lee HS. Effects of UV-A blocking contact lenses on the enzymes denaturation induced by UV-A irradiation. J Korean Ophthalmic Opt Soc. 2008;13(4):43-49. 

  19. Kim SR, Lee JH, Choi J-I, Park MJ. The inhibitory UV-B blocking rate of eyeglasses lens on the enzymes denaturation in cornea. J Korean Ophthalmic Opt Soc. 2013;18(3):253-260. 

  20. ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection). Guidelines on limits of exposure to ultraviolet radiation of wavelengths between 180 and 400 nm (incoherent optical radiation). Health Phys. 2004;87(2):171-186. 

  21. Neuhoff V, Arold N, Taube D, Ehrhardt W. Improved staining of proteins in polyacrylamide gels including isoelectric focusing gels with clear background at nanogram sensitivity using Coomassie Brilliant Blue G-250 and R-250. Electrophoresis. 1998;9(6):255-262. 

  22. Sigma-Aldrich Co. Production information: SOD determination kit, 2011. http://www.sigmaaldrichcom/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma/Datasheet/6/19160dat.pdf,(13 May, 2014). 

  23. Sigma-Aldrich Co. Production information: Catalase assay kit, 2011. http://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigmaaldrich/docs/Sigma/Bulletin/cat100bul.pdf,(13May, 2014). 

  24. Sigma-Aldrich Co. Production information: superoxide dismutase from bovine erythrocyte, 2011.http://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma/Datasheet/5/s7446dat.pdf, (13 May, 2014). 

  25. Sigma-Aldrich Co. SDS-PAGE (4-20%) of SOD (Cat. No. S7446) under reducing conditions and stained with Coomassie blue,2011. http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/s7446?langen®ionUS#, (13 May, 2014). 

  26. Goodsell DS. The molecular perspective: Ultraviolet light and pyrimidine dimers. Oncologist. 2001;6(3):298-299. 

  27. Neves-Petersen MT, Petersen S, Gajula GP. UV Light effects on proteins: From photochemistry to nanomedicine, in Molecular Photochemistry-Various Aspects, 1st Ed. Rijeka(Croatia):InTech, 2012;125-158. 

  28. Tainer JA, Getzoff ED, Richardson JS, Richardson DC. Structure and mechanism of copper, zinc superoxide dismutase. Nature. 1983;306(5940): 284-287. 

  29. Sigma-Aldrich Co. Production information: catalase from bovine liver, 2011 http://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma/Product_Information_Sheet/c40pis.pdf,(13 May, 2014). 

  30. Murthy M, Reid T, Sicignano A, Tanaka N, Rossmann M. Structure of beef liver catalase. J Mol Biol. 1981;152(2): 465-486. 

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