콩 [Glycine max (L.) Merr.]은 단백질, 지방, 탄수화물의 3대 영양소와 다양한 기능성 성분의 주요 공급원이다. 녹색종피와 자엽을 가진 콩 품종은 눈건강에 유익한 루테인 성분을 많이 함유하고 있지만, 항영양성분으로 알려진 쿠니츠트립신인히비터 단백질, 렉틴 단백질 및 P34 단백질을 가지고 있어 품질과 기능성을 저하시킨다. 이러한 성분이 유전적으로 제거된 품종의 육성이 필요하다. 녹색종피와 자엽을 가지고 있지만, 쿠니츠트립 신인히비터, 렉틴, P34의 3가지 단백질이 모두 없는 triple null 유전자형을 가진 콩 계통을 육성하기 위하여 본 연구가 진행되었다. 4개의 유전자원 (Gaechuck#2, PI548392, PI567476, Seonyack)을 이용하여 창성된 두 모본의 교배로 육종집단이 창성되었다. Western blot 기술을 이용하여 쿠니츠트립신인히비터, 렉틴 및 P34 단백질의 존재여부를 확인하였다. 녹색종피 및 자엽과 쿠니츠트립신인히비터, 렉틴, P34의 3가지 단백질이 모두 없는 triple null 유전자형 (titilelep34p34)을 가진 6개의 F2 종자가 선발되었다. F2 식물체 세대와 농업형질 평가를 통하여 한 개의 계통이 선발되었으며 F4 종자에서 3가지 단백질에 대한 유전적 고정을 확인하였다. 선발 계통의 경장은 73 cm 정도였으며 백립중은 19.5 g으로 중립에 속하였고 종피색은 녹색이고 제색은 검정색이며 성숙 자엽색은 녹색이었다. 본 연구를 통하여 선발된 계통은 성숙 콩 종실에서 품질과 기능성을 저하시키는 쿠니츠트립신인히비터, 렉틴, P34의 3가지 단백질이 모두 없으며 녹색종피와 자엽을 가진 유색콩 품종 육성을 위한 재료로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.

The vomeronasal organ (VNO) is critical for reproduction and social behavior in ruminants, including cattle. The present study examined the structure of the VNO and its epithelial cells in neonatal and adult Korean native cattle (Hanwoo), Bos taurus coreanae , using immunohistochemistry and lectin histochemistry. Histologically, the VNO comprised two types of epithelia: medial vomeronasal sensory (VSE) and lateral vomeronasal non-sensory epithelia (VNSE). Numerous blood vessels and nerve bundles were observed within the vomeronasal cartilage encased lamina propria. Immunohistochemistry revealed high expression level of protein gene product9.5 and moderate expression level of olfactory marker protein in the neuroreceptor cells of the VSE and occasionally in some ciliated cells of the VNSE in both neonates and adults. The properties of the glycoconjugates in the VNO were investigated using 21 lectins, most of which were expressed at varied intensities in the VSE and VNSE, as well as in the lamina propria. Several lectins exhibited variations in their intensities and localization between neonatal and adult VNOs. This study is the first descriptive lectin histochemical examination of the VNO of Korean native cattle with a focus on lectin histochemistry, confirming that the VNO of Korean native cattle is differentiated during postnatal development.

Through data mining of the Cordyceps militaris genome, a lectin-encoding gene, CMLec3, was identified. In this study, the CMLec3 sequence was analyzed using bioinformatics approaches, and the gene was heterologously expressed in Escherichia coli BL21 cells. The biological activity of the product was examined. In addition, CMLec3 gene expression levels were assessed. The results showed that the CMLec3 protein contained a lectin domain structure and was successfully expressed. The CMLec3 protein partly inhibited HeLa cell proliferation. CMLec3 exhibited the highest gene expression in the primordium at a level 5.19 times that of the mycelium and 1.35 times that of the fruiting body. This suggests that the gene may be related to fruiting body development.

Traditionally, mistletoe is known as an effective anti-cancer medicinal plant, and lectin is recognized as a major component with cytotoxic and immuno-stimulant activity in mistletoe. A Korean mistletoe lectin (KML) has specificity to galactose and galactosamine and is distinguish from European mistletoe lectin (EML). When we examined the concentration of lectin in mistletoe originated from five different types of host trees, the result indicate that the lectin concentration is variable depending on the host tree. Noticeably, mistletoe from chestnut tree contains ten folds higher lectins than that of an oak tree. We also tested the concentration of KML and crude extract (KM-110) of Korean mistletoe that shows 90% cytotoxicity in L5178Y-ML25 lymphoma cell. In addition, the cells show 90% and 70% viability by the treatment of two neutralizing antibodies of KML, 9H7-D10 and 8B11-2C5 neutralization effect with two monoclonal antibodies of KML, 9H7-D10 and 8B11-2C5. Therefore, the result expected that the mistletoe contain some other cytotoxic components except lectin. Finally, the production of TNF-α and IL-6 by RAW 264.7 cells stimulated with lectin free-crude extract (LFKM-110) following neutralization by 9H7-D10 monoclonal antibody shows higher than that of lectin containing-crude extract (KM-110). These results suggest that the Korean mistletoe lectin ha a great potential to be developed as therapeutic agent of cancer.

We have identified novel ricin-type (R-type) lectin by sequencing of random clones from cDNA library of the coleopteran beetle, T.molitor. The cDNA sequence is comprised of 495 bp encoding a protein of 164 amino acid residues and shows 49% identity with galectin of Tribolium castaneum. Bioinformatics analysis shows that the amino acid residues from 35 to 162 belong to ricin-type β-trefoil structure. The transcript was significantly upregulated after early hours of injection with peptidoglycans derived from Gram (+) and Gram (-) bacteria, beta-1, 3 glucan from fungi and an intracellular pathogen, L. monocytogenes suggesting putative function in innate immunity.

근류균과 두과작물의 공생에서 숙주결합성을 조사하기 위하여 대두 종자 및 및 유근으로부터 분리한 lectin과 근류균의 표피다당과의 결합성을 확인한 결과는 다음과 같다. 팔달, 백운 및 황금으로부터 분리한 종자선을 형성하였다. 대두 종자 lectin 및 뿌리추출물은 R. japonicum및 B. japonicum과 결합하였고 R. viceae와는 결합 하지 않았으며 완두의 lectin은 R. viceae와 결합하였으나 R. japonicum및 B. japonicum과는 결합 하지 않았다. B. japonicum과 R. viceae로 부터 분리한 세포표피 다당의 겔 여과한 결과 두개의 분획으로 각각 나타났다. B. japonicum으로 부터 분리한 표피다당은 대두의 종자 lectin과 결합하였으나 R. viceae로 부터 분리한 표피다당은 대두 lectin과 결합하지 않았다. 이상의 결과로 부터 근류균이 숙주세포와 결합할 때 숙주를 인식하는 초기 단계에서 lectin이 관여함을 추론할 수 있고 이것이 상호접종군을 형성하는데 매개역할을 하는 것으로 추정할 수 있었다.

Lectins belong to the pattern-recognition receptors (PRRs) class and play important roles in the recognition and elimination of pathogens via the innate immune system. Recently, it was reported that lily-type lectin-1 is involved when a pathogen attacks in the early immune response of fish. However, this study is limited to information that the lectin is involved in the innate immune response against viral infection. In the present study, the lily-type lectin-2 and -3 of Oplegnathus fasciatus (OfLTL-2 and 3) have been presented to be included B-lectin domain and two D-mannose binding sites in the amino acid sequence that an important feature for the fundamental structure. To investigate the functional properties of OfLTLs, the tissue distribution in the healthy rock bream and temporal expression during early developmental stage analysis are performed using quantitative real-time PCR. OfLTL-2 and 3 are predominantly expressed in the liver and skin, but rarely expressed in other organ. Also, the transcripts of OfLTLs are not expressed during the early developmental stage but its transcripts are increased after immune-related organs which are fully formed. In the challenge experiment with RBIV (rock bream iridovirus), the expression of OfLTLs was increased much more strongly in the late response than the early, unlike previously known. These results suggest that OfLTLs are specifically expressed in the immune-related tissues when those organs are fully formed and it can be inferred that the more intensively involved in the second half to the virus infection.

한국산 겨우살이 (Viscum album L)는 면역조절작용이 있음이 밝혀졌다. 본 연구에서 한국산 겨우살이 열탕추출물 M11C (non-lectin components)가 비장세포를 활성화시켜 IL-1β를 생산 분비하게 하는지를 조사하였다. 비장세포를 M11C로 자극한 후, 배양액을 수집 혹은 세포 용해물을 수거해 IL-1β 분비와 전사량을 ELISA, immunoblotting, RT-PCR로 검사했었다. 비장세포로부터 IL-1β 분비와 전사 효과에 있어서 M11C는 농도 의존성과 자극시간 의존성을 보였다. 비장세포로부터 최대의 IL-1β 분비를 위한 M11C의 최대의 농도와 자극시간은 각각 200μg/ml와 8시간 이었다. 그리고 최대 IL-1β mRNA 전사를 위한 M11C의 최대의 농도와 자극시간은 각각 200μg/ml와 4시간 이었다. 최대의 전사시간은 최대의 분비시간보다 4시간 빨리 도달된 것으로 나타났다. 이러한 최대의 IL-1β 분비효과가 당분해효소인 Viscozyme L에 의해 완전히 저해되었다. 이는 M11C (non-lectin components)의 구성물질 들 중 다당체 혹은 올리고당들이 IL-1β 생산 분비를 유도하는 주된 물질임을 말해주고 있다.

한국산 겨우살이 (Viscum album)는 면역 활성효과와 항암효과가 있다는 것으로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 한국산 겨우살이 추출물 M11C (비렉틴 구성물질)가 사람의 말초혈액 단구를 활성화시켜 tumor necrosis factor-alpha (TNF-α)를 생산 분비하게 하는지를 규명하기 위해 실험에 이용되었다. 단구로부터 TNF-α의 생산에 있어 M11C의 효과를 알기 위해 단구를 여러 농도 (0-2000μg/ml)의 M11C로 0.5-24시간 동안 자극한 후 배양액 MCM을 수거했다. 수거한 배양액 MCM을 TNF-α에 민감한 L929 세포에 첨가한 후 L929 세포의 독성 정도를 MTT 기법으로 검사하였는데, 배양액 MCM이 L929 독성효과를 가졌으며, 이 MCM의 L929 세포 독성효과는 TNF-α 항체에 의해 거의 완전하게 억제되었다. 이러한 결과는 배양액 MCM에 TNF-α가 존재함을 지적했으며, 또한 M11C가 단구를 자극해 TNF-α를 생산하리라고 암시했었다. 이러한 암시를 확인하기 위해 immunoblotting 기법을 사용해 배양액 MCM에 존재하는 TNF-α을 검사를 수행했다. 검사결과 배양액 MCM에 많은 량의 TNF-α가 검출되었다. 이러한 TNF-α 검출량은 단구를 자극한 M11C의 농도와 자극시간에 비례해서 증가했다. 즉, 단구로부터 TNF-α의 생산 분비량은 M11C의 농도와 자극시간에 의존적이었다. 이러한 M11C의 농도와 자극시간의 의존적 효과는 단구로부터 TNF-α mRNA 발현에도 같은 경향을 보였다. 결론적으로 한국산 겨우살이로부터 열탕 추출한 M11C가 면역활성제로 작용할 수 있음을 시사함과 동시에 한방탕제로 사용되는 한국산 겨우살이가 면역학적 효능을 가지고 있음을 말해주고 있다.