Recently, it is demonstrate that the invertebrates have a immune memory, called Immune priming (IP). It was partially studied that the IP is mainly regulated by epigenetic modification. Here, to understand the IP on antimicrobial peptides (AMPs) production, we investigated larval mortality and time-dependent expression patterns of AMP genes in T. molitor larvae challenged with E. coli (two-times injection with a one-month interval). Interestingly, the results indicate that the higher and faster expression levels of most AMP genes were detected compared to the non-primed T. molitor larvae. Our results may used to improve the understanding of mechanisms of invertebrate immune memory.

It is well known that invertebrates do not have adaptive immunity because of their short life cycle. Especially, insects have a strong innate immune system, including antimicrobial peptides (AMPs) production, to protect themselves from a wide range of pathogens. Previously, we identified over 60 genes related to AMP production, including Toll and Imd pathways, and characterized their immunological role in response to pathogenic infection through target gene-specific RNAi. This resulted in decreased expression levels of most AMPs in the larvae which were injected with target gene-specific dsRNA and microbes. Currently, we are focusing on studying the regulation of AMP production through epigenesis. It may help us understand how to regulate the innate immune system induced by pathogenic infection.

Skin protects the body by mediating various immune responses against exogenous substances including bacteria, fungi, and viruses, in addition to its predominant role as a physical barrier. Despite the significant protection offered via various mechanisms, bacterial infection of the skin is one of the most common skin diseases in veterinary medicine. This study demonstrated the structural and immunological changes in the skin during infections with Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus pseudintermedius using skin explants from four healthy beagles. Skin structure was generally well preserved in uninfected controls, but defects in skin structure, including injury of keratinocytes and dermal–epidermal junctional disruption, were identified when skin explants were exposed to P. aeruginosa and S. pseudintermedius. On exposure to P. aeruginosa, marked linear cleft formation was noted along with acantholysis along the basal layer after 24 hours of culture. In addition to the defects in the skin structure, mRNA expression levels of the AMPs cBD103 and S100A8 were decreased, which was confirmed by immunohistochemical staining. Taken together, these results suggest that our ex vivo canine skin model is a research tool for investigating bacterial skin infections in dogs.

인슐린(insulin)과 insulin-like growth factor-1 (IGF-1)은 척추동물에서 대사, 생장, 수명 등의 여러 생리대사를 조절하는 중요한 호르몬 이다. 곤충에서도 IGF-1과 구조적으로 유사한 insulin-like peptide (ILP)들이 존재하며 이들이 곤충 생리 조절에 중요하게 관여함이 밝혀졌다. 이번 총설에서 곤충 ILP 및 초파리(Drosophila melanogaster) 유전체 분석을 통해 척추동물에 존재하는 인슐린 및 IGF-1 수용체 신호전달계와 유 사하다고 확인된 ILP 수용체 신호전달계에 대해 설명하고자 한다. 추가적으로, 곤충 체내의 영양 상태에 따라 조절되는 뇌에서의 ILP의 합성과 분비, ILP에 의한 대사의 생리적 조절에 대해 논한다. 또한 ILP가 생장, 발달, 생식, 휴면에 기여하는 바도 논의하고, 마지막으로 ILP 수용체 신 호전달계 제어를 통한 해충 방제에의 이용 가능성에 대해 제안하고자 한다.

COVID-19와 같은 전염병 감염 시나리오 전반에 걸쳐 펩타이드 기반 치료법을 발견하고 설계하는 개발 시대의 추세는 보다 효율적이고 저렴한 치료 환경으로 발전할 수 있습니다. 결과적으로, 그들의 단백질 분해 약화는 천연 펩타이드 약물의 단점 중 하나입니다. 펩티도미메틱스는 이 단점을 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 리뷰에서 펩타이드 및 펩타이드 기반 약물 발견은 숙주 안지 오텐신 전환 효소-2(ACE2) 수용체 및 바이러스 스파이크 (S)단백질의 연관성을 포함하는 중증 코로나바이러스 폐색전 증후군(SARS-CoV-2)의 주요 진입 기전 중 하나를 표적으로 요약했습니다. 또한, 펩타이드 기반의 새로운 치료법을 통해 COVID-19에 대해 연구된 단백질, 펩타이드 및 기타 가능한 조치의 이점을 다룹니다. 그리고 펩타이드 기반 약물 치료 환경의 개요는 진화적 관점, 구조적 특성, 작동 한계값 및 치료 영역에 대한 설명으로 구성된다

다랑어로부터 추출한 histidine 함유 저분자 peptide의 항산화능을 평가한 결과, histidine, 1-methylhistidine, carnosine과 anserine을 포함한 histidine 관련 화합물과 다랑어에서 추출한 histidine 함유 저분자 peptide는 DPPH 라디칼 소거능력을 지녔고, 농도가 증가함에 따라 효과 또한 증가하였다. 다랑어 추출물은 2차 이온교환 처리물이 carnosine 과 anserine의 dipeptide와 유사한 결과를 나타냈으며, 가열처리와 한외여과를 병행한 경우와 이온교환과 한외여과 처리를 한 동결물의 경우 ascorbic acid와 유사한 라디칼 소거능을 나타냈다. Histidine 함유 dipeptide 중에서 anserine이 가장 높은 환원력을 나타내었으며, carnosine은 두 번째로 강한 환원력을 나타내었다. Dipeptide와 비교하 여 황다랑어, 눈다랑어 추출물이 높은 환원력을 나타내었으며, 농도가 증가할수록 환원력이 증가하였다. 다랑어 추출물 원육에서의 SOD 유사활성은 약했으나, 가열처리와 한외여과를 병행하였을 때, 황다랑어 눈다랑어 추출물이 농도별로 4.0-19.4%, 5.7-20.6%로 나타났으며, 이온교환과 한외여과를 병행하였을 때, 8.3-27.9%, 5.4-25.0%, 2차 이온교환 처리를 하였을 때, 8.2-29.5%, 8.6-32.1%로 활성이 증가하였다. Linoleic acid를 기질로 하여 저장기간에 따른 자동산화의 중간생성물인 과산화물의 변화를 측정한 결과 CM-cellulose의 처리 동결건조물은 ascorbic와 유사하게 지질산화능이 높은 것으로 나타났다. 인체 내의 pH 변화를 고려하여 pH 1.2, pH 3.0, pH 4.2로 조절하여 아질산염의 소거능을 살펴보았을 때, 황다랑어 추출물의 경우 25.14%, 15.09%, 13.71%, 눈다랑어 추출물은 27.44%, 18,28% 18.09%로 pH 1.2, pH 3.0에서 carnosine과 anserine보다 낮지만 pH 4.2에서 histidine 보다 높은 소거능을 보였다.

본 연구에서는 경피 흡수가 어려운 주름 개선 펩티드인 GHK, GHK-Cu, Pal-GHK 리포좀 및 여기에 피부 투과 펩티드인 아르지닌 올리고머 R4(tetra-D-arginine), R6(hexa-D-arginine)를 첨가한 리포좀으로 경피 투과도를 측정하여 그 결과를 다음 6가지 구분으로 분석하였다. (1) 주름 개선 펩티드만 함유한 GHK, GHK-Cu, Pal-GHK lioposome의 경우; 24시간 최종 누적 경피 투과율은 6.05%, 7.4%, 8.83%를 보였다. (2) GHK에 약물 전달 펩티드 아르지닌 올리고머 R4, R6를 첨가한 리포좀의 경우; 24시간 최종 누적 경피 투과율은 13.63%, 7.68%를 나타냈다. (3) GHK-Cu에 R4, R6를 첨가한 리포좀의 경우; 24시간 최종 누적 경피 투과율은 15.46%, 8.64%로 나타났다. (4) Pal-GHK에 R4, R6 를 첨가한 리포좀의 경우; 24시간 최종 누적 경피 투과율은 16.9%, 10.67%를 보였다. (5) GHK, GHK-Cu, Pal-GHK에 각각 R4를 첨가한 리포좀의 경우; 24시간 최종 누적 경피 투과율은 13.63%, 15.46%, 16.9%를 나타냈다. (6) GHK, GHK-Cu, Pal-GHK에 각각 R6를 첨가한 리포좀의 경우; 24 시간 최종 누적 경피 투과율은 7.68%, 8.64%, 10.67%로 나타났다. 본 실험을 통해 구리이온(Cu2+)과 팔미트산에 의해 GHK의 피부 흡수가 증가하고, 피부 투과 펩티드에 의해 주름 개선 펩티드의 피부 흡수가 증진되며, GHK, GHK-Cu, Pal-GHK에는 R4가 R6보다 높은 효과를 보이는 것을 알 수 있었다. 이를 통하여 GHK, GHK-Cu, Pal-GHK의 피부 흡수를 증가를 위한 최적의 조건을 제시하여 그 효능을 극대화할 수 있는 방안을 제시함으로써 주름 개선 기능성 화장품에서의 폭넓은 활용과 응용을 제안한다.

본 연구에서는 CyanoHABs를 제어하기 위해 주요 우점종인 Microcystis aeruginosa에 대한 항균 펩타이드의 살조 활성을 조사하고, 구조적 특이성을 바탕으로 새로운 M. aeruginosa 제어 펩타이드를 제작하였다. 본 실험에서 CAMA 유래 펩타이드 CMA1, CMA2와 Helicobacter pylori 유래 펩타이드 HPA3P, HPA3NT3는 처리 48시간 후 각각 67.3, 73.1, 76.7, 69.8%의 최대 살조 효율을 보였다. 또한, 신규 펩타이드 K160242~5는 처리 48시간 후 각각 64.0, 64.1, 66.4, 70.1%의 최대 살조 효율을 보였다. CA-MA 유래 펩타이드는 처리 24시간 이후 세포의 재성장이 관찰되었으므로 세포 표면과의 정전기 인력을 통해 세포를 응집하고 간접적으로 제어하는 것으로 조사되었다. 반면에, 양친매성 펩타이드는 세포의 재성장이 관찰되지 않았으므로 세포 응집과 더불어 세포 내 침투를 통해 직·간접적으로 세포를 제어하는 것으로 추정되었다. 또한, 펩타이드의 살조 기작 및 효율에는 구성 아미노산의 종류, 수, 구조 및 펩타이드의 분자량, 처리 농도 등이 복합적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 펩타이드를 이용한 CyanoHABs의 제어 가능성을 제고하기 위해서는 정확한 기작과 관련 인자들의 확인 및 증명이 요구된다.

Insect antimicrobial peptides (AMPs) have been characterized more than 150 peptides since identification of cecropin in the hemolymph of pupae from Hyalophora cecropia in 1980. Therefore, it is considered that insects are good species of AMPs selection. Insect AMPs are small (below 10 kDa), cationic, and amphipathic with variable length, sequence, and structure. They perform a critical role on humoral immunity in the insect innate immune system against invading pathogens such as bacteria, fungi, parasites, and viruses. Most of insect AMPs are induced rapidly in the fat bodies and other specific tissues of insects after septic injury or immune challenge. Then the AMPs subsequently released into the hemolymph to act against microorganisms. These peptides have a broad antimicrobial spectrum against various microorganisms including anticancer activities. Insect AMPs can be divided into four families based on their structures and sequences. That is α-helical peptides, cysteine-rich peptides, proline-rich peptides, and glycine-rich peptides/proteins. For instance, cecropins, insect defensins, proline-rich peptides, and attacins are common insect AMPs, but gloverins and moricins have been identified only in lepidopteran species. In this presentation, we focus on AMPs from insects and discuss current knowledge and recent progresses with potential application of insect AMPs.

깨다시 꽃게(Ovalipes punctatus)는 갑각류로서 우리나라에서 잡히는 매끈 꽃겟속, 주름 꽃 겟속, 톱날 꽃겟속, 민 꽃겟속, 두갈래 민꽃겟속 들 중에 하나이다. 대부분의 꽃게는 가공되지 않은 상태로 찜 또는 찜육 등 반 가공 형태로 산업화 되었지만 최근에 게로부터 생리활성을 나타내는 펩타이드를 생산하는 연구가 발표되고 있다. 본 연구는 항산화 기능성을 나타내는 펩타이드를 선별하고 생산 최저공정 확립에 연구를 수행 하였다. 사용된 효소 alcalase, bromelain, flavourzyme, neutrase, papain, protamex들 중에서 bromelain으로 생산된 꽃게육 단백질 가수분해물이 가장 높은 활성을 보여 주었다. 꽃게육 단백질의 bromelain 가수분해물의 펩타이드들의 분자량 분포는 500-3,200 Da로서 7 종류의 이상의 펩타이드들로 구성되었다. 가수분해물의 구성아미노산 분포는 항산화 기능성에 관련된 소수성 아미노산은 전체 42.54%를 차지하였다. 가수분해물의 최적 생산 수율 조건을 확립하기 위하여 공정 조건, 효소 반응 온도 40-60℃, pH 6-8, 효소의 농도 1–3%(w/v)로 표면반응 분석법을 수행한 결과 효소 반응온도 55℃, 반응 pH 6.5, 효소의 양은 3%(w/v)에서 결정되었다. 최적 조건에서 단백질 가수분해도는 최대 71.60%에 도달하였다.

We have analyzed the transcriptome of Scolopendra subspinipes mutilans using RNA sequencing and identified severalantimicrobial peptide candidates. Among the peptides, named scolopendrasins, were selected based on the physicochemicalproperties of antimicrobial peptides via an in silico analysis. As a result, we evaluated the antimicrobial activities ofscolopendrasins against Gram positive and negative bacteria including Candida albicans by radial diffusion assay and colonycount assay. We also investigated the cytotoxicity of scolopendrasins through hemolysis assay. We found that the actionof scolopendrasins involved binding to the surface of microorganisms via a specific interaction with lipopolysaccharides,lipoteichoic acid, and peptidoglycans, which are components of the bacterial membrane. These results will provide a basisfor developing therapeutic agents such as peptide antibiotics.

Although the grasshopper Oxya chinensis sinuosa has long been used as a food in Korea, there is little data on itsfunctional effects. Thus we prepared and analyzed total RNA from the whole body of adult Escherichia coli non-immunizedand immunized Oxya chinensis sinuosa strains. Using an Illumina Hiseq sequencer, we generated a total of 66,555 pooledtranscriptome and singletons with and without Escherichia coli immunization, respectively. Then, we performed in silicoanalysis of the Oxya chinensis sinuosa transcriptome, using bioinformatics tools for screening putative antimicrobial peptides(AMPs) and 38 AMPs were finally selected and tested their antimicrobial activity of Gram positive, Gram negative bacteriaand antifungal activity with radial diffusion assay. As a result, 5 out of 38 AMPs showed the highest antimicrobial activityand antifungal activity against microbes and it also evidenced with no hemolytic activity.