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대장균과 효모를 이용한 lunasin peptide의 생산 및 histone acetylation 억제활성
The Production of Lunasin Peptide Using E. coli and P. pastoris, and Inhibitory Effect of Histone Acetylation 원문보기

韓國資源植物學會誌 = Korean journal of plant resources, v.30 no.1, 2017년, pp.1 - 7  

박재호 (중원대학교 생약자원개발학과) ,  박광훈 (안동대학교 생약자원학과) ,  송훈민 (안동대학교 생약자원학과) ,  정진부 (안동대학교 생약자원학과)

초록
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본 연구는 항암 단백질로 알려진 lunasin peptide의 산업적 활용성을 높이고자 lunasin peptide를 생산할 수 있는 시스템을 개발하고, 생산된 lunasin peptide가 식물유래 lunasin peptide의 생리활성을 가지는지 chromatin binding 활성과 histone acetylation 억제활성을 통해 평가하였다. 그 결과 E. coli와 P. pastoris를활용하여 재조합 lunasin peptide를 생산했으며, 생산 된 재조합 lunasin 펩타이드가 식물유래 lunasin peptide의 chromatin binding 활성과 histone acetylation 억제활성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 실험 연구의결과를 토대로 lunasin 펩타이드의 대량생산이 진행된다면 천연물 유래 생리활성 물질로서 효과적이면서도 안전한 기능성 식품소재로의 산업적 활용이 가능할 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, we produced the recombinant lunasin peptide using E. coli and P. pastoris, and evaluated biological activity of the recombinant lunasin peptide. Lunasin peptide was produced from E. coli transfected with pPGEX-lunasin expression vector and P. pastoris GS115 transfected with pPIC-lunas...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 조직배양을 통한 lunasin 생산방법은 lunasin의 발현 정도가 낮아 산업적 활용측면에서 경제성이 낮아 본 연구를 통한 새로운 lunasin 생산방법을 확립하고자 하였다. 본 연구에서 대장균(Escherichia coli) 또는 효모 (Pichia pastoris)를 이용한 재조합 lunasin peptide의 생산 및 생산된 lunasin의 생물학적 활성을 보고하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
재조합 lunasin peptide는 식물 유래 lunasin peptide와 비교했을 때 어떤 활성을 나타냈는가? , 2006; de Lumen, 2005). Lunasin 펩타이드의 주요 생리활성 중 하나는 chromatin에 결합하여 histone의 acetylation을 억제하는 것이기 때문에 생산 된 재조합 lunasin이 식물 유래 lunasin과 유사한 생리활성을 보이는지 평가하기 위해 재조합 lunasin을 처리하고 immunostaining을 통해 lunasin의 chromatin 결합을 확인 한 결과, E. coli와 P. pastoris로부터 생산된 lunasin peptide 모두 chromatin과 결합하는 것으로 나타났다 (Fig.2A). 그리고 재조합 lunasin peptide의 histone acetylation 억제효능 평가한 결과, 재조합 lunasin은 synthetic lunasin peptide와 유사하게 Na-butyrate에 의해 유도되는 histone의 acetylation을 억제하였다(Fig. 2B).
lunasin은 무엇인가? 대두(Glycine max)에서 유래된 peptide 인 lunasin은 대두의 코틸레돈-특이성(cotyledon-specific) cDNA인 Gm2S-1이 코드화하는 2S 알부민의 small subunit peptide로써, 43개의 아미노산으로 구성되며, 구조적으로 C말단에 8개의 poly aspartic acid를 가지고 있다고 알려져 있다(Galvez and de Lumen, 1999). Lunasin은 대두 외에 보리, 밀, 기장, 까마중 등의 종자에 함유되어져 있다 (Jeong et al.
Lunasin은 어떻게 항암 효과를 보이는가? Lunasin은 종양세포에 쉽게 부착할 수 있는 adhesion motif Arg-Gly-Asp(RGD)와 나선구조(helix)에 의해 세포 내의 chromatin에 결합하는 특징이 있어 암세포의 유사분열을 저해함으로써 세포사멸을 유도하는 항암 활성이 보고되어져 왔다(Galvez and de Lumen, 1999). Lunasin은 MCF-7과 C3H세포에서 histone acetylation을 억제시키고 암이 유발된 C3H 세포에서 foci 형성을 억제하였고, SENCAR mouse skin tumor model을 이용한 연구에서 피부암 생성을 억제시키는 것으로 나타났다(Galvez et al, 2001).
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참고문헌 (13)

  1. De Lumen, B.O. 2005. Lunasin: A cancer preventive soy peptide. Nutr. Rev. 63:16-21. 

  2. Galvez, A.F. and B.O. de Lumen. 1999. A soybean cDNA encoding a chromatin-binding peptide inhibits mitosis of mammalian cells. Nat. Biotechnol. 17:495-500. 

  3. Galvez, A.F., N. Chen, J. Macasieb and B.O. de Lumen. 2001. Chemopreventive property of a soybean peptide (lunasin) that bind to deacetylated histones and inhibits acetylation. Cancer Res. 61:7473-7478. 

  4. Jeong, H.J., J.B. Jeong, D.S. Kim, J.H. Park, J.B. Lee, D.H. Kweon, G.Y. Chung, E.W. Seo and B.O. de Lumen. 2007a. The cancer preventive peptide lunasin from wheat inhibits core histone acetylation. Cancer Lett. 255:42-48. 

  5. Jeong, H.J., Y. Lam and B.O. de Lumen. 2002. Barley lunasin suppresses ras-induced colony formation and inhibits core histone acetylation in mammalian cells. J. Agric. Food Chem. 50(21):5903-5908. 

  6. Jeong, J.B., B.O, de Lumen and H.J. Jeong. 2010. Lunasin peptide purified from Solanum nigrum L. protects DNA from oxidative damage by suppressing the generation of hydroxyl radical via blocking fenton reaction. Cancer Lett. 293:58-64. 

  7. Jeong J.B., H.J. Jeong, J.H. Park, S.H. Lee, J.R. Lee, H.K. Lee, G.Y. Chung, J.D. Choi and B.O. de Lumen. 2007b. Cancer-preventive peptide lunasin from Solanum nigrum L. inhibits acetylation of core histones H3 and H4 and phosphorylation of retinoblastoma protein (Rb). J. Agric. Food Chem. 55:10707-10713. 

  8. Jiang Q., Y. Pan, Y. Cheng, H. Li, D. Liu and H. Li. 2016. Lunasin suppresses the migration and invasion of breast cancer cells by inhibiting matrix metalloproteinase-2/-9 via the FAK/Akt/ERK and NF-kB signaling pathways. Oncol. Rep. 36(1):253-262. 

  9. Lule, V.K., S, Garg, S.D. Pophaly, Hitesh and K.T. Sudhir. 2015. Potential health benefits of lunasin: A multifaceted soy-derived bioactive peptide. J. Food Sci. 80(3):485-9-494. 

  10. McConnell, E.J., B. Devapatla, K. Yaddanapudi and K.R. Davis. 2015. The soybean-derived peptide lunasin inhibits non-small cell lung cancer cell proliferation by suppressing phosphorylation of the retinoblastoma protein. Oncotarget 6(7):4649-4662. 

  11. Park, J.H., J.B. Jeong, B.O. de Lumen and H.Y. Jeong. 2007. The anticancer properties of lunasin peptide from aged callus induced by the soybean tissue culture. Korea J. Plant Res. 20(6):518-523. 

  12. Park, J.H., J.B. Jeong, J.R. Lee, B.O. de Lumen and H.J. Jeong. 2009. Effect of lunasin extracted from millet (Panicum miliaceum) on the activity of histone acetylatransferases, yGCN5 and p/CAF. Korean J. Plant Res. 22(3):203-208. 

  13. Shogren-Knaak, M., H. Ishii, J.M. Sun, M.J. Pazin, J.R. Davie and C.L. Peterson. 2006. Histone H4-K16 acetylation controls chromatin structure and protein interactions. Science 311:844.847. 

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