• 한국가축번식학회지
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• 제25권3호
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• pp.243-250
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• 2001

본 연구는 미성숙 돼지 난포 난자의 체외성숙에 있어서 catalase (0.1 mg/$m\ell$)와 xanthine (5 mM)의 역할에 대하여 검토하였다. 그 결과, 체외에서 성숙배양 48시간 후 metaphase-II 단계로 발육한 난자의 비율은 xanthine (54%) 첨가 보다는 대조구 (72%), catalase (73%) 및 catalase+xanthine (70%) 첨가구에서 유의적으로 높은 성숙율을 나타냈다 (P＜0.05). 한편, 체외에서 30시간 동안 성숙배양한 경우 모든 실험구에서 성숙율의 유의적인 차이는 인정되지 않았으나, 성숙배양 36, 42 및 48시간 후 xanthine의 첨가 여부에 관계없이 catalase 무첨가 (29~50%) 보다는 첨가시 (49~70%)에 유의적으로 높은 성숙율을 나타냈다 (P＜0.05). 체외에서 xanthine의 첨가 또는 무첨가시 배양시간의 연장이 난자의 성숙에 미치는 영향을 검토한 결과 배양 72시간에서 높은 성숙율을 나타냈으며, 퇴행난자의 비율은 배양 120시간에서 catalase무첨가(47%)에 비하여 첨가시 (28%) 유의적으로 낮게 나타났으나 xanthine이 첨가된 배양액내에서 catalase첨가유무에 의한 차이는 인정되지 않았다. 또한 xanthine을 첨가하여 72시간 배양한 경우 단위발생란이 처음으로 관찰되었지만 catalase의 첨가 유무에 의한 차이는 인정되지 않았지만 배양시간이 길어짐에 따라 발생비율이 증가하였다. 이와 같은 결과에서 돼지 난포난자는 catalase와 xanthine을 첨가한 배양액내에서 배양 72시간까지 성숙율이 증가할 수 있으며, 배양기간의 연장시 catalase에 의하여 난자의 퇴행을 억제하며 단위발생란의 증가를 가져오는 것으로 생각된다.

• 대한화학회지
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• 제37권12호
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• pp.1068-1075
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• 1993

토마토(Lycopersicum esculentum)를 파종하여 1년간 성장시키면서 성장기간에 따른 잎과 뿌리의 catalase 활성 변화를 측정하였다. 뿌리에 있어서의 catalase 활성은 잎의 경우에 비해 전반적으로 매우 미약하였다. 반면에 잎의 catalase 활성은 매우 현저한 변화 양상을 나타냈는데 주로 peroxisomal 분획에 존재하였고 특히 발아 후 2주 이내의 발아초기에 76 ${\mu}mol$/ml/min의 최고 활성은 기점으로 하여 급격히 감소했다가 성장기 4 ∼ 5 개월에 즈음하여 상당히 증가된 활성을 보였으며 11 ∼ 12개월째 노화기에 가장 저조한 활성을 보였다. 이와 같이 성장시기에 따라서 변화하는 catalase 활성에 영향을 미치는 인자로서 첫째 발아기에는 glyoxylate cycle과 $\beta$-oxidation이 일어나는 glyoxisomal 반응 그리고 둘째 발아기 이후에는 광합성 반응이 각각 해당시기에 $H_2O_2$를 발생시키는 반응으로 작용할 것으로 간주된다. 이 외에도 NADPH는 불활성화된 catalase(compound II)를 다시 활성화시켜 해로운 기질인 $H_2O_2$로부터 catalase 보호제로서의 역할을 함으로써 토마토의 생장기간 전체에 걸쳐 작용하는 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제21권2호
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• pp.194-201
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• 2011

Caudal homeodomain 단백질은 초파리에서 사람에 이르기까지 보존되어 있으며, 장조직의 발생과 유지에 필수적인 역할을 한다. CDX1과 CDX2의 발현 감소 혹은 소실이 대장암과 연관되어 있음이 잘 알려져 있다. 대장암 발생은 산화성 스트레스와 밀접한 관련이 있으며, 대장암 조직에서 항산화효소인 catalase의 발현이 감소되어 있다. 하지만 그 분자적 기전은 잘 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 초파리와 사람의 caudal homeodomain 단백질들이 catalase의 발현을 조절하는 것을 보여준다. 초파리 caudal heterozygous 돌연변이체의 대장조직에서 catalase의 발현이 감소되어 있고 ROS 생성이 증가되어 있음을 관찰하였다. 그리고 caudal 유전자의 과발현에 의해 catalase promoter의 활성과 mRNA 수준이 각각 증가함을 확인하였다. 또한 사람의 대장암 세포주인 HCT116 세포에서 CDX1과 CDX2가 catalase promoter의 활성과 단백질 수준에서 catalase를 상향 조절함을 관찰하였다. 이러한 결과들은 CDX1과 CDX2가 catalase 발현 조절을 통하여 장의 항상성 유지와 암발생 과정에 관여함을 시사한다.

• Journal of Microbiology
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• 제33권3호
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• pp.239-243
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• 1995

Deinococcus radiophilus, an UV resistant bacterium seemed to contain three issoenzymes of catalase. Among them, the samllest and most abundant species in cell-free extract, catalase-3 which also exhibited peroxidase activity was purified to electrophoretic homogeneity (145-fold purification) by chromatographic procedures. Its molecular weight was 155 kDa composed of four 38 kDa subunits. The $K_{m}$ value of catalase-3 for H$\_$2/O$\_$2/ was approximately 0.5 mM. This enzyme showed a typical ferric heme spectrum with maximum absorption at 405 nm. Upon binding to cyanide, the 405 nm peak shifted to 420 nm. Catalase-3 was very sensitive to inhibitors of heme proteins, such as cyanide, azide and hydroxylamine. A ratio of A$\_$405/A$\_$28O/ was 0.5 Catalase-3 was active over a wide range of pH, between pH 7 and 10. The enzyme was rather heat-labile and partially sensitive to edthanol-chloroform treatment, but resistant to 3-amino-1, 2, 4-triazole. Catalase-3 of D. radiophilus, which is a bifunction catalatic peroxidatic enzyme seemed to share certain molecular properties with the typical catalase and the catalase-[roxidase along with its own unique features.

• Journal of Plant Biology
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• 제17권1호
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• pp.3-8
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• 1974

The experiments were conducted to examine the effects of sulfur dioxide on catalase activity in germinating seeds under dark conditions and in green plants under light conditions. Three kinds of plants, bean (Glycine max M.), cabbage (Brassica oleracea L. Chungbang No.1) and rice (Oryza sativa L. Suwon No.213-1) were used in this study. Both thegerminating seeds and the leaves were treated with various concentrations of sulfur dioxide for both one green plants with two and twelve hours. In the results of the measurement of catalase activity it was found that plant injuries by sulfur dioxide for the period of photosynthesis were higher than those for the period of respiration. In the control, apparent catalase activity under the light condition of photosynthesis showed a considerable decrease in comparison with catalase activity under the dark condition of respiration. This tendency also appeared markedly in the gas treatment. In the gas treatment for twelve hours, the decrease of catalase activity was higher than that of one hour in both photosynthesis and respiraton. It was thought that sulfur dioxide was an inhibitor of catalase activity in higher concentration of the gas.

• 생명과학회지
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• 제14권3호
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• pp.406-410
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• 2004

Glycation 반응은 glucose와 amino group 간에 일어나는 비효소적 축합 반응인 maillard 반응의 초기 반응으로 non enzymatic glycation 이라고도 한다. 생체내 glycation 반응을 통해 다수의 dicarbonyl화합물이 생성되고, 이들 dicarbonyl들 중에서 매우 반응성이 큰 것으로 확인된 glyoxal과 methylglyoxal과 catalase를 반응 시켜 glycation catalase의 활성 변화를 확인하였다. Non-glycated catalase에 비해 glycation catalase에서 구조적 인 modification과 degradation이 일어났으며, glycation반응 시간에 따라 활성이 크게 저하되는 것으로 확인 할 수 있었다. 특히 glycation 반응 시간 20일 경과 이후 glycation catalase 경우 활성이 거의 상실한 것으로 나타났다 Glyoxal과 methylglyoxal의 농도를 달리 해서 DNA와 반응 시켜 glycation propagator에 의한 직접적인 DNA damage를 확인 한 결과 Glyoxal과 methylglyoxal의 농도와 반응 시간에 따라 DNA mobility sit의 차이를 나타냈다. Fenton reaction 조건에 glyoxal과 methylglyoxal에 의해 활성이 저하된 catalase를 첨가 시켜 8-OH-dG의 생성을 확인한 결과 두 glycation propagator와의 반응 시간 의존적으로 8-OH-dG의 생성이 증가함을 보였다. 이상의 결과를 통해 glyoxal과 methylglyoxal의 antioxidant의 glycation은 oxidative stress의 증사를 유발해 생체내 활성 산소로부터 방어 기작에 심각한 문제를 야기하는 것으로 사료된다.

• 한국환경과학회지
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• 제12권6호
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• pp.593-598
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• 2003

The effects of bisphenol A on the catalase activities in the development stage of zebrafish were investigated. In this study, the catalase activities for zebrafish fries exposed to bisphenol A of 1${\times}$10$\^$-10 g/$\ell$ during 1 week, 2 week, and 4 week post-hatching were examined. Also, the changes of organs weight and the catalase activities for adult zebrafishes exposed to bisphenol A during 3 weeks were investigated. Catalase activities for zebrafish fries exposed to bisphenol A of 1${\times}$10$\^$-10/ g/$\ell$ during 1 week post-hatching were significantly lower, compared to the control. Somewhat, for zebrafish fries exposed to bisphenol A during 4 week post-hatching, catalase activities were significantly increased. For adult zebrafishes, the effects of bisphenol A were higher for female than male. Specially, catalase activities were significantly increased in the ovary of zebrafishes exposed to bisphenol A during 3 weeks. The ovary weight were increased for zebrafishes exposed to bisphenol A during 3 weeks. Catalase activities were increased in the intestine of female exposed to bisphenol A during 3 weeks. Catalase activities were increased in testis exposed to bisphenol A during 3 weeks but there was no significance. In conclusion, the damages of an endocrine disrupter were higher in the earlier development stage compared with adult. The damages were higher for female exposed to an endocrine disrupter compared with male.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제41권3호
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• pp.222-230
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• 1994

연구배경 : Paraquat는 광범위 제초제로서 널리 사용하고 있으나, 중독시 치명적인 중독 증상을 일으킨다. 특히 폐에서는 진행성 불가역성 폐섬유종을 일으키는데, 이의 기전으로 산소유리기와 관계가 있으나 아직은 생화학적 기전이 명확하지 않다. paraquat에 의한 산소유리기가 생기면 glutathione의 변화와 G6PDH, SOD, catalase 및 glutathione peroxidase등의 효소 활성의 변화가 생길 것으로 생각되며, 특히 catalase가 많이 관여할 것으로 생각되어진다. 방법 : Catalase 억제제인 aminotriazole을 사용하여 paraquat만 쓰는 것과 paraquat와 aminotriazole을 같이 투여할때 생쥐의 생존율을 알아보고, 실험군을 정상대조군, Group A(aminotriazole투여군), Group B(paraquat 투여군), Group C(paraquat와 amino-triazole 병합투여군) 4군으로 나누어 폐조직에서 glutathione량, G6PDH, SOD, catalase 및 glutathione peroxidase활성도를 측정하여 비교했다. 결과 : Paraquat와 aminotriazole 병합 투여군의 생존율이 paraquat투여군보다 현저히 감소하였고, paraquat 투여로 인하여 폐 glutathione량은 정상대조군에 비해 20%정도 감소 되었으나, aminotriazole의 투여로 인한 폐 glutathione량의 변화는 없었다. Paraquat투여로 폐 SOD, catalase 및 glutathione peroxidase활성이 모두 유의한 감소를 나타냈는데, 특히 catalase가 가장 큰 효소활성 감소를 나타냈으며, paraquat와 aminotriazole병합투여군에서는 catalase와 glutathione peroxidase활성이 paraquat단독투여군에 비하여 유의한 효소활성감소를 나타냈고, SOD는 효소활성의 변화가 감지되지 않았다. 결론 : Paraquat투여시 catalase활성이 유의하게 감소되는 점으로 보아 paraquat독성이 catalase활성과 밀접하게 연관되는 것으로 사료되며, 또한 paraquat의 독성이 aminotriazole의 병합 투여로 더욱 증가되어 나타나는데, 이러한 결과는 aminotriazole투여로 catalase활성의 감소가 크게 나타나나 glutathione량의 변화는 없는 점으로 보아 aminotriazole투여에 의한 paraquat독성의 증가는 총 폐 glutathione량의 변화에 의한 영향보다는 catalase활성감소에 의한 결과로 생각된다. Paraquat와 aminotriazole를 병합 투여하여 catalase활성이 억제되면 증가된 과산화수소로 hydroxyl radicals이 생성되고, 이에 의한 폐 세포손상이 유발되어 나타나는 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권9호
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• pp.1460-1468
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• 2007

In this study, an approx. 2.5-kb gene fragment including the catalase gene from Rhodospirillum rubrum S1 was cloned and characterized. The determination of the complete nucleotide sequence revealed that the cloned DNA fragment was organized into three open reading frames, designated as ORF1, catalase, and ORF3 in that order. The catalase gene consisted of 1,455 nucleotides and 484 amino acids, including the initiation and stop codons, and was located 326 bp upstream in the opposite direction of ORF1. The catalase was overproduced in Escherichia coli UM255, a catalase-deficient mutant, and then purified for the biochemical characterization of the enzyme. The purified catalase had an estimated molecular mass of 189 kDa, consisting of four identical subunits of 61 kDa. The enzyme exhibited activity over a broad pH range from pH 5.0 to pH 11.0 and temperature range from $20^{\circ}C$ to $60^{\circ}C$C. The catalase activity was inhibited by 3-amino-1,2,4-triazole, cyanide, azide, and hydroxylamine. The enzyme's $K_m$ value and $V_{max}$ of the catalase for $H_2O_2$ were 21.8 mM and 39,960 U/mg, respectively. Spectrophotometric analysis revealed that the ratio of $A_{406}$ to $A_{280}$ for the catalase was 0.97, indicating the presence of a ferric component. The absorption spectrum of catalase-4 exhibited a Soret band at 406 nm, which is typical of a heme-containing catalase. Treatment of the enzyme with dithionite did not alter the spectral shape and revealed no peroxidase activity. The combined results of the gene sequence and biochemical characterization proved that the catalase cloned from strain S1 in this study was a typical monofunctional catalase, which differed from the other types of catalases found in strain S1.

• BMB Reports
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• 제33권5호
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• pp.412-416
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• 2000

The obligate aerobic Deinococcus are highly resistant against lethal effect of UV-and ionizing-radiation. Only five mesophilic Deinococcus species, i. e. D. radiodurans, D. radiophilus, D. proteolyticus, D. radiopugnans, and D. grandis are known. Since an indispensable role of catalase has been suggested in protecting cells against oxidative stress and UV radiation, Deinococcal catalase activity of each species and electrophoretic profiles of catalases were investigated on gel. Total catalase activity was varied among the species in the aerobically grown culture at stationary phase. The occurrence of multiple forms of catalases with different molecular weights in four species of Deinococcus and of a single catalase in D. radiopugnans suggests that each species shows the unique catalase profiles on gel. Some Deinococcal catalases also exhibit peroxidase activity. Since Deinococcus spp. are less-distinct to each other in their morphology, biochemical and physiological properties, the catalase profiles on PAGE would be useful in identifying the species of Deinococcus.