• 생명과학회지
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• 제30권10호
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• pp.919-929
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• 2020

방향족 화합물은 화학, 식품, 고분자, 화장품, 의약 산업 등에 이용되는 중요한 물질로, 현재까지 대부분 화학 합성법 또는 식물 추출법으로 만들어진다. 그러나, 화석 연료의 고갈, 지구 온난화, 환경규제의 강화, 식물자원의 과다한 채취 등의 많은 위협요인에 직면하면서 재생 가능한 생물자원을 이용한 미생물을 이용한 생물공학적 방법으로 방향족 화합물을 생산하는 것은 매우 유망한 대안이다. 대사공학이 합성생물학과 접목되면서, L-트립토판 생합성 경로 유래의 인공 생합성 경로가 재 구축되어 5-히드록시트립토판, 세로토닌, 멜라토닌, 7-염화-L-트립토판, 7-브로모-L-트립토판, 인디고, 인디루빈, 인돌-3-초산, 바이오라세인, 데옥시바이오라세인과 같은 다양한 고부가 화합물을 생산할 수 있게 되었다. 본 총설은 이러한 방향족 화합물의 특성, 용도, 생합성 경로를 요약하였다. 또한 방향족 화합물을 미생물을 이용하여 생산하기 위한 최신의 대사공학 전략과 생산 농도를 올리는데 제기되는 문제들을 극복하기 위한 해결방안 등을 정리하여 보고한다. 시스템 대사 공학에 기반한 균주 개발과 재생 가능한 생물자원을 사용한 배지 및 생물공정의 최적화가 이루어지면 방향족 화합물의 미생물 생산을 위한 상업적으로 실행 가능한 기술 개발을 가능하게 할 것으로 예상된다.

• 공업화학
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• 제24권5호
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• pp.443-455
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• 2013

혼합되지 않는 두 용액 사이의 계면(interface between two immiscible electrolyte solutions, ITIES)에서의 전하 이동 반응에 대한 전기화학적 연구는 이온 검출용 센서, 바이오센서, 생체막 모델링, 약물 전달 반응, 상전이 촉매반응, 연료 생성, 태양에너지 전환 등을 포함한 다양한 연구 분야에 적용이 가능하기 때문에 크게 주목받고 있다. 특히 ITIES에서의 이온 전이 반응을 이용하여 이온물질 및 생물질 등을 검출할 수 있는 센서로 개발하기 위해 불안정한 ITIES의 한 쪽 액체층을 젤(gel)화하여 안정화하고, 마이크로 계면 형성을 통해 전압강하를 최소화 시키는 등의 연구가 활발하게 이루어졌다. 본 총설에서는 ITIES 계면에서의 이온 전이 반응을 이용하여 개발된 다양한 센서의 원리와 응용 및 발전 가능성에 대해 다루고자 한다. ITIES 계면을 (i) 보편적인 액체/액체 계면형, (ii) 마이크로피펫 팁형, (iii) 고분자 박막에 형성된 단일 마이크로홀 또는 마이크로홀 어래이형 및 (iv) 실리콘 기판에 제작된 마이크로홀 어래이형으로 분류하고, 이들 계면에서의 직접적인 이온 전이 반응과 보조 이온 전이 반응을 활용하여 수질 환경 오염의 원인이 되는 이온 및 농약 성분을 선택적으로 검출할 수 있는 이온 선택성 센서와 생물질을 분석할 수 있는 바이오센서 개발 연구에 대해 초점을 두고 소개하려 한다.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.393-400
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• 2005

수소를 생산하는 미생물은 크게 광합성 세균(photosynthetic bacteria), 혐기성세균(non-photosynthetic anaerobic bacteria), 조류(algae) 등으로 구분되고, 이들의 수소 생성 기작, 사용가능기질 및 수소 발생량은 상당한 차이가 있다. 광합성세균은 Rhodospirillaceae, Chromatiaceae 및 Chlorobiaceae로 구분되며, 이는 각각 홍색비유황세균(purple non-sulfur bacteria), 홍색유황세균(purple sulfur bacteria), 녹색유황세균(green sulfur bacteria)으로 통칭된다. 혐기성 세균은 절대 또는 통성혐기세균중 일부가 수소생산에 관여하며, 조류는 녹조류(green algae)와 남조류(blue-green algae, cyanobacteria)가 알려져 있다. 생물학적 수소생산 기술은 (1) 녹조류(green algae)가 광합성 메카니즘에 의해 수소를 생산하는 직접 물 분해 수소생산(direct bio-photolysis) (2) 광합성 작용에 의해 물을 분해하여 산소를 발생하고, 동시에 공기 중 이산화탄소를 고정하여 고분자 저장물질로 균체 내에 저장한 후 혐기 발효 또는 광합성 발효에 의해 수소를 발생하는 간접 물 분해 수소생산(indirect bio-photolysis or two stage photolysis) (3) 빛이 존재하는 혐기상태 배양 조건에서 홍색 세균에 의한 광합성 발효(photo-fermentation) 또는 (4) 광이 존재하지 않는 조건에서 혐기 미생물에 의해 수소와 유기산을 내는 혐기 발효(dark anaerobic fermentation) (5) 균체 외(in virro) 수소 발생 (6) 일산화탄소 가스 전환 반응(microbial gas shift reaction)에 의한 수소 생산 기술로 구분할 수 있다. 물로부터 생물학적 기술에 의한 수소생산은 공기 중의 이산화탄소를 고정하고, 수소와 산소를 발생하는 원천기술로써 오래 전부터 미국, 유럽에서 태양에너지를 이용하는 광합성 미생물의 분리, 개선 및 반응기에 관한 연구가 축적되어 왔으며, 유기물 즉 바이오매스로부터 혐기 및 광합성 발효를 연속적으로 적용하는 기술은 비교적 최근에 일본을 비롯한 유기성 폐기물이 많은 국가에서 수소에너지 생산과 유기성 폐기물 처리라는 두 가지 목적에 부합하는 연구로써 활발히 진행되고 있다. 유기성 폐기물이나 폐수와 같은 수분함량이 높은 바이오매스는 대부분이 매립처리 되는 실정이지만 높은 수분 함량 때문에 매립 시 발생하는 침출수는 환경오염의 주범으로 가까운 장래에는 매립도 금지될 전망이다. 이와 같은 수소에너지 생산기술과 이용시스템 개발은 화석연료 사용을 최소화 할 수 있으며, 국내에서 다량 발생하는 유기성 폐기물을 이용한 에너지 생산으로 자원 강대국 입지에 설 수 있다. 미생물에 의한 수소생산 기술은 청정에너지 생산과 아울러, 동시에 산소 발생, 공기 중 이산화탄소 고정, 식품공장 폐수 및 음식쓰레기와 같은 유기성 폐기물 처리 등 환경에 이로운 방향으로 진행될 뿐만 아니라, 미생물 자체가 갖는 생물 산업성도 높아서 비타민류, 천연색소, 피부암 치료제등의 고부가가치 의약품 생산도 활성화할 수 있다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제48권6호
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• pp.459-467
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• 2015

본 연구는 maltodextrin cyclodextrin에 의해 형성된 고분자 미셀에 나노캡슐화 시킨 리코펜과 일반 리코펜을 LPS로 염증을 유도시킨 RAW 264.7 대식세포주에 다양한 농도 (0~20)로 처리하여 염증매개 사이토카인 유전자 발현과 단백질 생성, 염증매개 효소인 iNOS, COX-2 mRNA 유전자 발현에 미치는 영향을 비교하였다. 나노캡슐화된 리코펜은 염증세포의 증식억제, 염증매개 사이토카인, 세포침식등의 염증으로 진행되는 데 관여하는 IL-6, IL-$1{\beta}$, TNF-${\alpha}$ 등의 사이토카인과 iNOS, COX-2 유전자 발현을 일반리코펜에 비해 효과적으로 억제하고 사이토카인 단백질 생성억제를 통해 염증억제 효과를 증진시키는 것이 관찰되었다. 따라서 지용성으로 생체이용성이 낮은 생리활성물질의 건강증진효과를 개선시키기 위해 나노캡슐화는 좋은 모델이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 폴리머
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• 제30권1호
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• pp.14-21
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• 2006

조직공학 기술은 in vitro와 in vivo에서 초기 세포 부착과 차후의 조직형성을 위해 3차원적인 지지체로서 다공성의 생분해성 담체의 사용이 필수적이다. 소장점막하조직(small intestinal submucosa, SIS)은 고유의 인장력과 생체적합성 때문에 생체물질로서 사용될 잠재력을 가지고 있는 콜라겐 조직이다. 근육유래 줄기세포는 배양조건에 따라 골세포, 연골세포, 및 근육세포 등으로 분화가 가능하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 SIS를 함유한 락타이드-글리콜라이드 공중합체(PLGA) 다공성 지지체를 용매캐스팅/염추출법으로 제조하였고, 전자주사현미경 및 수은다공측정계를 이용하여 특성을 결정하였다 세포의 생존율과 성장률은 MTT(3-(4,5-dimethylthiazole-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium-bromide) 분석 방법을 이용하였고 골로 분화된 세포를 알칼라인 포스파테이즈(ALP) 활성을 측정하여 확인하였다. SIS가 함유된 지지체와 SIS가 함유되지 않은 지지체를 면역결핍 쥐의 피하에 삽입하여 이들의 골형성 정도를 비교하여 보았다. 조직을 파라핀으로 고정시켜 슬라이드를 제조한 후 hematoxylin과 eosin, 트라이크롬 및 본쿠사 염색을 실시하였다. 천연/합성 하이브리드 담체로서의 SIS/PLGA 담체가 PLGA 단독으로 사용하였을 때와 비교하여 볼 때 골형성이 우수하였는데 이는 SIS 내에 함유하고 있는 여러 생체활성분자에 기인한 것으로 추측되었다.

• 폴리머
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• 제27권5호
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• pp.397-404
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• 2003

조직공학적 지지체에서의 골수유래 간엽줄기세포의 점착과 성장에 있어서 세포 점착성 단백질과 폴리펩타이드와의 상호작용을 조사하였다. 세포 점착성 물질로 알려진 단백질이나 폴리펩타이드는 락타이드-글리콜라이드 공중합체인 PLGA 필름과 지지체에 흡착하여 코팅되었으며, 이에 골수유래 간엽줄기 세포의 점착과 성장 거동을 비교하였다. 이들 단백질과 폴리펩타이드는 콜라겐 IV형과 피브리노겐, 라미닌, 젤라틴, 피브로넥틴, 폴리(L-라이신)이 사용되었다. 이중 폴리(L-라이신)을 제외한 단백질과 폴리펩타이드는 PLGA 필름 표면에 거의 단층으로 덮어져 흡착되었으며, PLGA 필름과 지지체에서 골수유래 간엽줄기세포가 1일과 2일, 4일간 배양되었다. 세포의 점착과 성장 거동은 sulforhodamine B법으로 평가하였다. PLGA 필름과 지지체에 단백질이나 폴리펩타이드가 흡착되지 않은 표면보다는 흡착된 표면에서의 세포의 점착과 성장이 우수하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제35권2호
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• pp.132-138
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• 2006

혈전성 질환을 예방 및 치료할 수 있는 트롬빈 직접 저해제 개발은 전 세계적으로 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 안전성이 확보된 식용 및 약용식물로부터 트롬빈 직접저해제를 탐색하였으며, 그 결과 메밀 종자의 메탄올 추출물 및 주정 추출물에서 강력한 트롬빈 저해활성을 확인하였다. 메탄올 추출물의 순차적 유기 용매 분획 결과 부탄올 및 에틸아세테이트 분획물에서 가장 우수한 트롬빈 저해활성을 나타내었다. 특히 주정 추출물의 부탄올 분획의 경우 $312.5{\mu}g/mL$의 낮은 농도에서도 $2,000\%$이상의 트롬빈 저해 활성을 나타내어, 아스피린보다 매우 효율적으로 혈전 생성을 억제함을 확인하였다. 활성성분은 30 KD 이상의 고분자 비단백질 성분임을 확인하였으며, 산 및 열처리에 의해 급격한 활성 감소가 나타나, 활성 물질의 효율적인 이용을 위해서는 메밀 종자의 비열, 비산 처리공정이 필요하리라 추측되었다. 또한 활성 분획물은 ICR 마우스를 이용한 폐색전 실험, 전뇌 허혈성 실험 및 치사유발실험에서 아스피린보다 우수한 혈전성 마비 억제, 혼수방지 및 치사억제 활성을 보여, 혈행 개선제 및 항혈전제로 개발 가능함을 제시하였다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제13권3호
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• pp.235-243
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• 1998

적정 배양액의 선정, ITS의 첨가와 BSA의 농도조절 및 NaCl 농도의 조절을 통해 소 수정란의 무혈청, 체세포배제 배양체계를 확립하기 위하여 수행한 실험에서 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 배양액으로 CRlaa, TALP 및 SOF를 사용하여 발육률을 검토한 결과, 발육률의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 2. 배양액내의 고분자물질원으로 BSA, FBS 및 PVA를 첨가하여 사용한 결과 BSA 및 FBS 첨가군이 PVA 첨가군보다 유의적으로 높은 발육률을 나타내었다(p〈0.01). 3. 배양액내의 BSA 농도를 달리 하면서(1, 3, 8 mg/ml) 1% ITS를 첨가하여 실험한 결과 BSA의 농도가 증가할수록 후기배로의 발육률이 높았으며 모든 군에서 ITS 첨가군이 후기배로의 발육률이 높았으나 BSA가 1 mg/ml로 첨가된 군에서만 ITS 첨가에 따른 유의적인 차이가 인정되었다(p〈0.05). 4. 배양액내의 N3Cl 농도를 114 mM과 90 mM 로 나누어 소 수정란을 배양한 결과 90 mM 군의 후기배로의 발육률이 114 mM 군에 비해 유의적으로 높게 나타났다(p〈0.05).

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.3108-3113
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• 2013

이 연구에서는 옥텐의 함량이 다른 4가지 메탈로센 LLDPE (mLLDPE)를 각각 HDPE와 여러 조성에서 혼합한 후 시료들의 결정화 거동 및 기계적인 물성을 관찰하여 mLLDPE/HDPE의 혼화성에 관하여 연구하였다. 옥텐의 함량이 4.1, 6.8, 9.8 및 12.5 mol.% 인 네 종류의 mLLDPE에 HDPE를 100/0, 80/20, 60/40, 40/60/ 20/80 및 0/100의 비율로 용융 혼합하여 시료를 제조하였고, 이 시료의 결정화 온도, 용융온도를 DSC를 이용하여 측정하였다. 또한 각 시료의 기계적 물성을 인장 시험기를 이용하여 측정하였다. HDPE와 mLLDPE의 결정화 온도 및 용융온도는 상대편 고분자의 존재에 의하여 변하는 것으로 보아 용융상태에서 두 물질이 서로 같이 존재하는 구조, 즉 완전히 균일상이거나 최소한 부분적 상용성이 있음을 알 수 있었다. 용융온도가 낮은 mLLDPE의 용융피크는 HDPE를 첨가함에 따라증가하는 것으로 보아 mLLDPE의 결정상에는 HDPE가 같이 결정화가 되어 있는 것을 알 수 있었다. 그러나 HDPE결정에 mLLDPE가 같이 결정화 되어있는지는 확인할 수 없었다. 열분석과 기계적 물성을 측정한 결과 HDPE와 mLLDPE의 상용성은 mLLDPE에서 존재하는 옥텐의 함량이 낮을수록 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제40권3호
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• pp.277-282
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• 2008

본 연구는 홍삼, 인진쑥, 형개, 회향으로부터 기능성 성분을 분리 및 검출하는 것을 목적으로 하였다. 홍삼의 열수 추출물에 함유된 maltol과 adenosine을 HPLC를 이용하여 분리할 수 있었다. 그 중 maltol은 그 분획을 얻어 UV-visible 흡광도의 측정과 MS를 이용한 분자량 측정을 통하여 maltol 임을 재확인하였다. 그리고 인진쑥, 형개, 회향을 여러 가지 용매로 추출하여 그 추출물을 GC-MS로 분석한 결과, 인진쑥에는 limonene, menthone, anethole 등의 성분이 미량 검출되었고 회향에는 limonene 외의 성분은 거의 검출이 이루어지지 않았다. 본 실험 중 형개 추출물의 추출 효율이 가장 우수했는데 목적 성분 중 limonene, menthone, pulegone을 고농도로 얻을 수 있었다. 본 연구 결과로서 천연 약용 식물에서 기능 성분의 분리, 정제 시 각 성분에 대한 화학적 안전성을 확보할 수 있었으며, 한방 약초로부터의 기능성 화학성분의 정량분석을 HPLC, GC-MS 등의 분석방법으로 수행하였다. 본 실험의 결과는 향후 목적하는 phytochemicals을 함유한 복합체 기능성 연구에 사용하고자 한다. 약용식물 유래의 유용화합물과 안정성이 확보된 고분자 형성물질에 의해 만들어진 복합체는 새로운 기능을 나타낼 수 있으며, 식품, 화장품, 의약품 등에 다양한 이용가능성이 예상된다.