차석호 연구실
인하대학교 의예과
차석호 교수
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차석호 연구실
인하대학교 의예과 차석호 교수
차석호 연구실은 신장약리와 분자생물학을 기반으로 유기이온 수송체의 구조·기능·조절 기전을 규명하고, 요산 조절 및 신세뇨관 질환과 같은 신장 관련 병태생리를 해석하는 한편, 최근에는 말라리아 원충과 간흡충 등의 저분자화합물 수송체를 표적으로 하는 신약개발 연구로 확장하여 질환 기전 이해와 치료 표적 발굴을 함께 추진하고 있다.
대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
신장 유기이온 수송체와 신장약리
신장 유기이온 수송체와 신장약리
분자생물학 기반 수송체 기능 조절과 단백질 상호작용
기생충 및 원충 수송체를 표적으로 한 신약개발 연구
주요 논문
3
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1
article
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gold
·
인용수 5·
2025Ellagic Acid from Geranium thunbergii and Antimalarial Activity of Korean Medicinal Plants
Hojong Jun, Joon-Hee Han, Joon-Hee Han, Min Hong, Fadhila Fitriana, Jadidan Hada Syahada, Wang-Jong Lee, Ernest Mazigo, Johnsy Mary Louis, Van-Truong Nguyen, Seok Ho, Wanjoo Chun, Won Sun Park, Se Jin Lee, Sunghun Na, Soo-Ung Lee, Eun‐Taek Han, Tae-Hyung Kwon, Jin‐Hee Han, Jin‐Hee Han
IF 4.6
Molecules
This study investigates the antimalarial potential of extracts and compounds from various plants used in traditional Korean medicine, in response to the increasing resistance of <i>Plasmodium falciparum</i> to standard treatments such as chloroquine and artemisinin. The antimalarial activity screening was conducted on 151 extracts, identifying the top seven candidates, including <i>Geranium thunbergii</i> (50% ethanol and 100% methanol extract), <i>Reynoutria japonica</i>, <i>Amomum villosum</i> (hot water and 50% ethanol extract), <i>Cinnamomum zeylanicum</i>, and <i>Platycodon grandiflorum</i>. Among these, <i>G. thunbergii</i> was identified as the top priority for further analysis due to its high antimalarial activity and high yield of bioactive compounds. The plant extracts were fractionated using ethyl acetate, chloroform, and hot water, and their efficacy against <i>P. falciparum</i> was evaluated through IC<sub>50</sub> determination and microscopic analysis. The compounds evaluated included ellagic acid, gallic acid, afzelin, quercetin, and protocatechuic acid. Among the tested compounds, ellagic acid showed the most potent antimalarial activity with an IC<sub>50</sub> of 1.60 ± 0.09 µM, followed by gallic acid (39.43 ± 1.48 µM) and afzelin (52.77 ± 1.84 µM). In contrast, quercetin (116.8 ± 3.78 µM) and protocatechuic acid (1.23 ± 0.02 mM) exhibited minimal antimalarial effects. Giemsa staining was employed to visualize parasite morphology and confirmed that ellagic acid is effective in inhibiting growth at the late trophozoite stage. These findings suggest that ellagic acid could serve as a promising lead compound for developing a novel antimalarial agent. This study highlights the importance of exploring plant-based compounds as alternative strategies against drug-resistant malaria. Further investigation into the mechanisms underlying the antimalarial activity of these compounds is necessary to fully validate their therapeutic potential.
https://doi.org/10.3390/molecules30020359
Ellagic acid
Gallic acid
Traditional medicine
Protocatechuic acid
Plasmodium falciparum
Quercetin
Chemistry
Hyperoside
Methyl gallate
Biology
2
article
|
gold
·
인용수 1·
2025Characteristics of Plasmodium vivax apicomplexan amino acid transporter 8 (PvApiAT8) in the cationic amino acid transport
Wang-Jong Lee, Ernest Mazigo, Jin‐Hee Han, Seok Ho
IF 3.9
Scientific Reports
Plasmodium vivax is the most widespread malaria parasite affecting humans, and its eradication is challenging due to the spread of drug-resistant parasites and their ability to remain in liver as a dormant stage. These parasites invade and multiply extensively within hepatocytes and erythrocytes in the host, relying on nutrient acquisition for their growth and replication. A promising new treatment aimed at targeting P. vivax involves blocking cationic amino acid uptake, which is a biological source of nutrients for the parasite. Novel Putative Transporter 1 (NPT1), identified as a cationic amino acid transporter in Apicomplexan, has a homologue in Plasmodium species known as apicomplexan amino acid transporter 8 (ApiAT8). This study focuses on P. vivax ApiAT8 to understand its precise role. PvApiAT8 was expressed in Xenopus laevis oocytes and shown to selectively uptake cationic amino acids. The uptake activity of [<sup>3</sup>H] L-arginine was shown to depend on PvApiAT8 expression time and substrate incubation time. PvApiAT8 was sodium-independent and functioned at pH levels between 6.5 and 8.5, with no efflux activity observed. Kinetic analysis showed saturable uptake for L-arginine consistent with Michaelis-Menten kinetics, with a Km of 1.5 ± 0.3 µM and a Vmax of 25.0 ± 4.8 pmol/oocyte/hr. Inhibition assays further confirmed its selectivity for cationic amino acids such as L-arginine, L-lysine, L-histidine, and L-ornithine. Sequence and structural analyses revealed a conserved binding pocket for cationic amino acids in Plasmodium species, distinct from that in Toxoplasma gondii NPT1. These findings highlight the potential of targeting PvApiAT8 in developing new treatments for P. vivax malaria.
https://doi.org/10.1038/s41598-025-88746-2
Transporter
Apicomplexa
Amino acid
Plasmodium vivax
Cationic polymerization
Plasmodium (life cycle)
Transport protein
Biology
Biochemistry
Chemistry
3
article
|
gold
·
인용수 6·
2024Functional characterization of Plasmodium vivax hexose transporter 1
Jeong Yeon Won, Ernest Mazigo, Seok Ho, Jin‐Hee Han
IF 4.8
Frontiers in Cellular and Infection Microbiology
<i>Plasmodium vivax</i> is the most widely distributed human malaria parasite. The eradication of vivax malaria remains challenging due to transmission of drug-resistant parasite and dormant liver form. Consequently, anti-malarial drugs with novel mechanisms of action are urgently demanded. Glucose uptake blocking strategy is suggested as a novel mode of action that leads to selective starvation in various species of malaria parasites. The role of hexose transporter 1 in <i>Plasmodium</i> species is glucose uptake, and its blocking strategies proved to successfully induce selective starvation. However, there is limited information on the glucose uptake properties via <i>P. vivax</i> hexose transporter 1 (PvHT1). Thus, we focused on the PvHT1 to precisely identify its properties of glucose uptake. The PvHT1 North Korean strain (PvHT1<sub>NK</sub>) expressed <i>Xenopus laevis</i> oocytes mediating the transport of [<sup>3</sup>H] deoxy-D-glucose (ddGlu) in an expression and incubation time-dependent manner without sodium dependency. Moreover, the PvHT1<sub>NK</sub> showed no exchange mode of glucose in efflux experiments and concentration-dependent results showed saturable kinetics following the Michaelis-Menten equation. Non-linear regression analysis revealed a Km value of 294.1 μM and a Vmax value of 1,060 pmol/oocyte/hr, and inhibition experiments showed a strong inhibitory effect by glucose, mannose, and ddGlu. Additionally, weak inhibition was observed with fructose and galactose. Comparison of amino acid sequence and tertiary structure between <i>P. falciparum</i> and <i>P. vivax</i> HT1 revealed a completely conserved residue in glucose binding pocket. This result supported that the glucose uptake properties are similar to <i>P. falciparum</i>, and PfHT1 inhibitor (compound 3361) works in <i>P. vivax</i>. These findings provide properties of glucose uptake via PvHT1<sub>NK</sub> for carbohydrate metabolism and support the approaches to vivax malaria drug development strategy targeting the PvHT1 for starving of the parasite.
https://doi.org/10.3389/fcimb.2023.1321240
Plasmodium falciparum
Plasmodium vivax
Hexose
Biology
Biochemistry
Transporter
Mannose
Glucose transporter
Xenopus
Fructose
정부 과제
11
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1
2022년 5월-2025년 2월
|46,013,000원신약연구표적으로서의 원충류의 저분자화합물수송체 기능규명
?말라리아원충의 저분자화합물 수송체를 클로닝 및 기능을 규명 ?해당 수송체의 과발현 세포주 확립과 기능 해석 ?동일한 기능을 갖는 사람의 유전자를 발굴하여 유전자 과발현 세포주 확립 ?원충과 사람 수송체의 기능적 차이를 규명 ?새로운 치료약의 후보를 발굴할 수 있는 스크리닝계의 확립이 본 연구의 최종 목표임.
간 흡충
저분자화합물 수송체
클로닝
아프리카 발톱개구리 난모세포 발현계
과발현 세포주
2
주관|
2022년 5월-2025년 2월
|57,396,000원신약연구표적으로서의 원충류의 저분자화합물수송체 기능규명
말라리아와 톡소포자충증을 유발하는 기생충들은 첨복포자충류에 포함된다. 그들 중 일부는 자유생활 형태에서 세포 내 기생충인 열원충종으로 진화하였다. 열원충은 말라리아의 가장 중요한 원인이며, 매년 백만 명이 넘는 어린이의 목숨을 앗아 간다. 그들은 많은 생합성 경로를 상실하였고 영양 공급원으로 숙주에 의존하게 되었다.
본 연구에서는 북한형 3일열원충의 6탄당 수송에 대한 이해를 높이기 위해 육탄당 수송체(PvHTNK)를 단리하고, 그 기능을 규명하였다. 본 교실에서 수 년전 수행한 원생병원체 소재은행 과제시 확보한 삼일열 말라리아 환자 혈액 200 ㎕에 혈액용 Rri-reagent 500 ㎕를 가해 용해시키고, 100 ㎕의 클로로포름을 첨가하여 교반 후 13,500 rpm으로 원심분리하여 얻은 상청액에 2-propanol 400 ㎕를 가해 원심분리 후 얻어진 침전물을 70% 에탄올 1 ml로 세척하고 건조하여 total RNA를 확보한다. primer로 oligo dT를 이용하여 역전자 반응을 통하여 cDNA를 확보한다. cDNA를 주형으로 NCBI database에서 확보한 염기서열을 참고하여 제작한 primer를 이용하여 TAKARA사의 EX taq polymerase로 95℃ 30초, 55℃ 30초, 72℃ 50초로 35 cycle PCR 및 얻어진 PCR 산물들을 주형으로 하여 sense 1 primer와 최종 primer set의 anitisense primer로 overlap extension PCR을 이용하여 그 산물을 TA cloning vector에 subcloning 한 후 염기서열을 확인하여full length의 유전자를 확보한다. 확보된 전장의 유전자를 pBluescript II(-) vector에 subcloning 한 후 cRNA를 합성한다.합성한 cRNA를 아프리카발톱개구리의 난모세포에 주입하여 [3H]deoxy-D-glucose를 이용하여 수송능을 조사하였다.
미국 국립생물공학정보센터의 데이터베이스의 PvHTNK유전자 정보를 확인한 후, 국내 삼일열말라리아 감염 환자의 혈액으로부터 역전사 중합효소 연쇄반응을 통하여 확보하였다. PvHTNK 유전자는 1509개의 염기쌍으로 이루어져 있으며 502개의 아미노산을 암호화하였다. 단백질의 소수성 분석을 통하여 PvHTNK는 12개의 막 관통 부위를 가지고 있었다. 이 유전자를 아프리카발톱개구리의 난모세포에 발현시켰을 때, 방사성동위원소 표지 deoxy-D-glucose ([3H]DDG)의 수송을 나트륨이온 의존성이 없이 발현시간 및 배양시간 의존적으로 증가시켰다. 기질 유출 실험으로부터 PvHTNK 에 의한 포도당의 교환 모드는 관찰되지 않았다. 기질 농도 의존성 수송실험의 결과 [3H]DDG의 수송은 Michaelis-Menten 방정식에 따르는 포화 곡선을 보여주었다. Lineweaver-Burk 방정식 분석에서는 [3H]DDG에 대하여 Km 값은 294.1 μM이었고 Vmax 값은 1,060 pmol/oocyte/hour임을 보여주었다. 6탄당을 이용한 억제실험으로부터 포도당, 만노즈, DDG는 강한 억제작용을 나타내었고, methyl–D-glucose는 약한 억제효과를 보였다. DDG, 포도당, 만노스 및 methyl-D-glucose와 같은 기질은 각각 1.20 ± 0.19 mM, 0.26 ± 0.01 mM, 0.25 ± 0.02 mM, and 0.40 ± 0.06 mM의 IC50값을 보여주었다.
이러한 결과는 삼일열원충의 탄수화물 대사에 대한 분자생물학적 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료 되었다.
삼일열원충
저분자화합물 수송체
클로닝
아프리카 발톱개구리 난모세포 발현계
과발현 세포주
3
주관|
2017년 5월-2020년 5월
|50,000,000원간흡충 치료제 개발을 수송체 단백질(MFS) 동정 및 기능규명
본 과제는 간흡충 치료약물 개발을 위해 생체에서 유기화합물을 수송하는 수송체단백질 major facilitator superfamily: MFS를 클로닝하고 분석하는 연구임.
연구목표는 MFS의 수송유형 및 동력학(transport mode and kinetics)을 규명하여 치료약물개발 후보물질의 효능 탐색계를 확립하는 데 있음. 연구내용은 낙동강유역 참붕어 채집, 0.6% pepsin·0.7% HCl pH2.0 인공소화로 피낭유충 획득, 토끼 경구투여 후 성충 확보, mRNA 분리 및 cDNA library 제작, NCBI database 기반 MFS 후보 coning, cRNA 주입 후 난모세포 수송능 분석, eukaryotic expression vector subcloning 및 HEK293·CHO 과발현 영구세포주 확립 수행임. 기대효과는 수송특성 이해, 특이적 억제제 개발, chemical bank screening 및 세포주 기반 양적 탐색 용이성, 간흡충 외 기생충·원충 응용 가능성 제공임.
수송체 단백질
간흡충
탐색계
클로닝
당수송체
아미노산수송체
유기이온수송체