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미생물을 이용한 일산화탄소로부터 에탄올 생산공정 최적화 (Optimization of Microbial Production of Ethanol form Carbon Monoxide)

  • 강환구;이충렬
    • KSBB Journal
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    • 제17권1호
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    • pp.73-79
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    • 2002
  • 본 연구에서는 C. ljungdahlii를 이용하여 일산화탄소로부터 에탄올 생성 방법을 최적화하였다. 먼저 Clostridium ljungdahlii ATCC 55383을 이용하여 일산화탄소 소비속도에 대한 kinetic model과 그에 따른 여러 가지 상수값을 계산하기 위한 실험을 수행하였다. 이 결과 일 산화탄소 소비속도 data에 Michaelis Menten식이 잘 적용됨을 알수 있었고 기울기 값 $K_m/V_{max}$ max 및 y-절편값 $1/V_{max}$로부터 구한 $V_{max}$는 37.14 mmol/L-hr-O.D. 그리고 $K_{m}$은 0.9516 atm임을 알 수 있었다. C. ljungdahlii에서의 ethanol의 생성에 미치는 pH와 질소원의 영향을 실험한 결과 세포성장에는 pH 5.5와 YE첨가가 에탄올 생성에는 pH 4~4.5, ammonium solution $(NH_4Cl+(NH_4)_2SO_4$)첨가가 필요한 것으로 확인되었다. 따라서 pH 5.5와 YE 0.5%에서 C. ljungdahlii를 배양한 후 pH 4.5로 shift하고 ammonium solution을 계속 첨가한 경우 세포농도 0.D. 0.25에서 약 3.6 g/L의 에탄올 생성을 얻었으며 이것은 pH 및 질소원 shift가 없는 경우에 비하여 약 20배 이상 에탄을 생성양이 증가된 수치이다. 이를 바탕으로 pH shift 후 N source로서 ammonium solution을 지속적으로 공급하여 주면서 fermenter를 이용한 일산화탄소로부터 에탄을 최적화를 수행하였고 이 결과 최대 specific ethanol production rate 0.49 g ethanol/L.hr.O.D.를 얻을 수 있었으며 생성된 최종 에탄을 농도는 25 g ethanol/L에 달하였다. 이 결과를 이용하여 높은 세포농도를 얻기 위하여 세포성장에 도움을 주는 탄소원 실험을 수행하였고 이 결과 glucose를 이용한 세포성장후 일산화탄소로 전환하는 방법을 fermenter에 적용하여 pH 5.5, 400 rpm 조건에서 glucose를 feeding하여 O.D. 3.4가지 자라게 한 후 ammonium solution을 첨가하여 주면서 일산화탄소를 소비하는 시점가지 약 10시간 동안 CO adaptation을 실시하여 일산화탄소의 소비속도가 충분한 속도에 달했을 때 pH를 5.5에서 4.5로 낮추어 주었고 그 후 간헐적으로 ammonium solution을 feeding한 결과 얻어진 최종 에탄을 생성량은 45 g/L 이었다. 특히 약60시간 이내에 45 g/L 정도의 ethanol을 생성 함으로써 0.75 g ethanol/L.hr의 ethanol 생산성을 확보 할 수 있었다. 또한 C. ljungdahlii이 에탄을 내성을 실험한 결과 약 50 g/L 정도의 에탄올에는 큰 성장 장애를 받지 않는 것으로 나타나 이 균주를 이용한 산업체 부생가스로부터의 에탄을 생산 가능성을 더하여 주고 있다. 현재 본 연구진에 의하여 C. ljungdahlii를 이용하여 long term operation시의 cell viability 유지를 위한 세포성장과 에탄을 생성을 완전히 분리시킨 2 bioreactor system의 연구 및 일산화탄소로부터 높은 농도의 에탄올을 생성하는 독창적인 새로운 균주가 분리되어 현재 실험 진행 중이다.

베큘로 바이러스 발현 시스템에 의한 곤충세포에서의 인간 트롬보포이에틴 생산 최적화 (Optimization of Human Thrombopoietin Production in Insert Cells Using Baculovirus Expression System)

  • 고여욱;손미영;박상규;안혜경;박승국;박명환;양재명
    • KSBB Journal
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    • 제13권2호
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    • pp.181-186
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    • 1998
  • 부착의존성 세포주인 Trichoplusia ni 의 유래의 BTI-TN5B1-4 (TN5) 곤충세포주를 이용하여 인간 혈소판생성축진인자인 재조합 인간 트롬보포이에틴(rhTPO)의 배양조건 최적화 연구를 수행하였다. 배양배지, 세포감염에 투입되는 재조합 베큘로바이러스와 숙주세포의 비율(MOI),세포감염시 세포밀도, 배지 회수시간 및 배양방법 등이 rhTPO 의 생산에 미치는 효과를 연구하여 60 mm dish로 정체 배양시 10 MOl 이상,$2\times10^6$ cells 의 세포밀도,바이러스 감염 후72 시간에서 rhTP0 의 최대 발현양 (약 12 mg/L)을 나타내었다. 배양 배지로서는 EXCELL FIVE 배지가 SF900II나Insect serum free media-1 Figure 5. Effect of growth phases on rhTPO production. TN5 cells were grown as suspension culture in 1 L spinner flask with 200 mL of SF900II serum free medium at 80 rpm. The cells were infected with AcBac404-2 at MOl of 1. Culture medium was collected at given time intervals and the expression level of rhTPO was analyzed by ELISA (A) or immunoblot analysis (B). Lanes 1 and 7; cell density of $0.6\times10^6$ cells/mL, lanes 2 and 8; cell density of $1.6\times10^6$ cells/mL, lanes 3 and 9; cell density of $2.0\times10^6$ cells/mL, lanes 4 and 10; cell density of $3.0\times10^6$ cells/mL, lane M; prestained molecular weight marker (Bio-Rad). Lanes 1, 2, 3, and 4; culture medium was collected at 48 hpi and lanes 7, 8, 9, and 10; culture medium was collected at 72 hpi. Figure 6. Effect of culture media on rhTPO production. TN5 cells grown with different culture media were infected with AcBac-404-2 at 10 MOL 10$\mu$L of culture medium was run on SDS-PAGE and Immunoblot analysis was performed. Lane ];TN5 cells cultured with SF900II serum free media(Gibco),and lane 3; TN5 cells cultured with EXPRESS FIVE serum free media (Gibco) 에 비해 더 증가된 발현양을 나타내었다. TN5 세포주를 0.2 L 규모 (1 L spinner flask)oJl에서 세포간의 응집현상 없이 부유배양에 적응,배양시킨 후 세포성장 시기에 따른 발현을 조사한 결과 1 MOI의 감염조건 하에서는 $0.6\times10^6$cell/mL의 early exponential시기의 세포밀도에서 72시간 배양하였을 대 최대 발현양을 나타내었다. 나타내었다.

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H2AX의 BRCA1 NLS domain과 BARD1 BRCT domain 각각과의 in vitro 상호 결합 (H2AX Directly Interacts with BRCA1 and BARD1 via its NLS and BRCT Domain Respectively in vitro)

  • 배승희;이선미;김수미;최태부;김차순;성기문;진영우;안성관
    • KSBB Journal
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    • 제24권4호
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    • pp.403-409
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    • 2009
  • 본 연구에서는 H2AX의 생리학적인 기능 및 분자세포 생물학적 기전 해석에 대한 보다 명확한 정보를 제시하고자, H2AX 관련 단백질들을 literature review 및 생물정보학적인 기술을 이용하여 최적의 결합 단백질체를 40개를 예측하곤 이들 가운데 상호작용 가능성이 높은 BRCA1와 BARD1 단백질을 선별하여 in vitro 결합실험을 통해 이를 증명하였다. 이들 두 가지의 유전자를 발굴하여, 클로닝하였다. 클로닝된 유전자를 이용하여 두 가지 단백질을 발현 및 정제하였으며, 단백질들의 자체적인 구조에 의한 결합능력을 판단하기 위해 in vitro binding assay법을 실시하였다. 단백질의 구조적 안정과 비특이적 결합을 억제하는 detergent만이 포함된 상태에서, 구조학적 및 물리학적 상호 결합의 유무를 판정할 수 있게 하였으며, BRCA1과 BARD1은 모두 H2AX에 결합함을 확인하였다. 이런 실험결과를 바탕으로 각각의 단백질에 대해 H2AX와의 최적 결합 부위를 알아내기 위해 각 유전자의 domain을 생물정보학적으로 분석하였다. 이에 RING domain, NES, NLS 및 BRCT domain에 해당하는 유전자 부분을 새로 클로닝하여, 다시 in vitro 결합실험 및 실험결과에 대한 literature review를 통한 분석을 실시한 결과, H2AX는 BRCA1의 NLS, BARD1의 BRCT domain 부분과 결합하는 것을 확인하였다. H2AX에 대한 BRCA1과 BARD1과의 결합은 DNA repair에 있어 BRCA1의 NLS와 BARD1의 BRCT domain을 통해 H2AX foci의 관련 세포 신호전달 기전에 중요한 역할을 하여 전체적으로 genomic stability에 영향을 미칠 가능성이 농후할 것으로 사료된다.

창이자 추출물이 아토피 피부염 유발 생쥐의 비장 세포 Th17의 세포분화 억제에 따른 아토피 피부 상태에 미치는 영향 (Studies of Xanthium strumarium Extract Suppressing Th17-cell Differentiation and Anti-dermatitic Effect in BMAC-induced Atopy Dermatitis of NC/Nga Mice)

  • 김금란;최태부
    • KSBB Journal
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    • 제24권4호
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    • pp.383-392
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    • 2009
  • 아토피피부염 (AD)은 천식, 음식 알레르기, 비염 같은 전신아토피질환을 동반하는 만성재발성 피부염증질환이다. 아토피피부염과 관련된 IL-17의 임상적 역할은 다양한 조건에서 보고되고 있으며, 또한 건선 피부 상태에 깊숙이 관여하고 있다. IL-17은 각질세포 (keratinocytes)에서 과잉으로 생산되며, 아토피피부염의 말초임파구에서도 다량 생성됨을 세포내염색을 통하여 확인된 바 있다. 본 연구에서는 창이자 추출물 (XS-E와 XS-FL)이 NC/Nga 생쥐의 $CD4^+$ T 세포에서 유도된 Th17 세포의 분화억제 및 IL-17의 생산량 감소 효과에 대한 실험을 하였다. 그 결과 XS-E와 XS-FL을 처리한 섬유아세포에서 세포독성은 나타나지 않았고, 4일간 XS-E와 XS-FL에 동시배양 한 $CD4^+$ T 세포의 IL-17 생산량을 FACS로 분석한 결과 $100\;{\mu}g$/mL XS-E 처리군의 IL-17 생산량은 32.3%로 대조군에 비하여 2배 이상의 감소를 나타내었으며, $20\;{\mu}g$/mL XS-30% AFL (acetone XS-FL) 처리군의 Th17 세포는 19.6%으로 대조군에 비하여 3.5배 억제되었다. 또한 real-time PCR을 이용하여 IL-17A와 IL-22 mRNA의 유전자 발현량을 비교 분석한 결과, IL-17A와 IL-22 mRNA의 유전자발현의 RQ값은 XS-E와 XS-30% AFL를 처리한 실험군이 대조군에 비하여 유의성 있는 감소를 나타내었다(p < 0.01, p < 0.001). ELISA로 측정한 IL-17A 생산량은 XS-E와 XS-30% AFL를 처리한 실험군이 대조군에 비하여 현저히 감소 (p < 0.05, p < 0.001)하였다. Th17 세포의 증식을 알아보기 위하여, rIL-6와 TGF-$\beta$로 분화시킨 Th17 세포를 CFSE로 표지한 후 rIL-23 처리를 하여 4일간 배양하여 증식을 유도시켰다. 대조군의 Th17 세포 분열은4일 동안 4번에 걸쳐 비슷한 세포수의 증식이 일어나는 것을 CFSE를 통하여 확인하였고, XS-30% AFL 처리군은 CFSE의 형광 분포가 점점 감소하여 Th17 세포의 증식이 억제됨을 알 수 있었다.

유가식 배양에서 배양조건에 따른 Chlorella minutissima의 생육 및 지질생산 (Cell Growth and Lipid Production from Fed-batch Cultivation of Chlorella minutissima according to Culture Conditions)

  • 오성호;한재건;김나영;조정섭;임태빈;이신영;이현용
    • KSBB Journal
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    • 제24권4호
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    • pp.377-382
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    • 2009
  • 본 연구는 다양한 조건에서의 실험을 위한 C. minutissima의 500 mL flask의 종 배양을 통해 고농도의 균주 획득 후, 가장 효율적인 배양 방식을 보인 fed-batch를 통한 autotrophic, heterotrophic, mixotrophic 조건하에서 바이오디젤용 지질 생산의 최적 배양 조건을 찾아야했다. 먼저, fed-batch의 Heterotrophic 배양 시 유기 탄소 원으로 glucose의 가장 효율적인 안정한 초기농도가 10 g/L임을 확인했다. 이 후, 20 L 배양기를 이용한 batch, fed-batch의 heterotrophic 배양에서 fed-batch배양의 경우 지질 생성양이 1.62배 정도 더 높았으며, 최대 균체량 역시 4 (g-dry wt./L)정도 높으며, 또한 디젤용 지질로 적합한 $C_{18}$의 조성 역시 49%이상 차지하여, 옥외 대량 배양 시 유기탄소 원으로 적절한 glucose의 이용을 통한 효율적인 배양방법임을 알 수 있다. 이 결과를 바탕으로, glucose를 포함한 배지를 0.5 L/day로 공급하여 유가 식 배양을 각 배양 조건에 따라 비교 실시했다. 그 결과 mixotrophic의 경우 다른 배양 조건에 비해 각각 24 (g-dry wt./L)의 최대 군체 농도와 함께 43 (%, w/w)의 높은 지질 생성량을 보였다. 또한 생성되는 지질의 조성이 균체 당 바이오 디젤용 양질의 지질 생성이 가능하였다. 또한 fed-batch 배양 이후 0.047 (% lipid/g-dry wt./day)의 비 생산 속도를 유지하며, 일정 균체 농도를 유지하는 경우 지속적인 지질 생성이 가능함을 보여주었다. 이러한 세 가지 배양 조건하에서 지질 추출을 통한 지방산 조성을 살펴본 결과 mixotrophic 배양 하에 디젤용으로 잘 알려진 $C_{17}$, $C_{18}$의 지방산 조성은 각각 18%와 49%의 생성을 보여주었다. 이 결과들을 바탕으로 이 균주를 이용해 옥외 배양이나 배양 조에서 대량 배양이 가능함을 확인했으며, 특히, 옥외배양을 위한 혼합영양 배양조건하에 배양 공정의 scale-up에 대한 추가적인 연구를 통해 C. minutissima 미세조류로부터 바이오 디젤의 보다 경제적 생산이 가능하도록 하고자 한다.

Chitosan-ascorbate 처리 과메기에 있어서 오염미생물에 대한 저해효과 (Antibacterial effects of Chitosanon-ascorbate Treated Kwamaegi Prepared on Microorganism Contamination)

  • 김영숙;오승희;김순동
    • KSBB Journal
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    • 제24권2호
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    • pp.156-162
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    • 2009
  • 과메기를 표준화하는 일환으로 감압건조기 (vacuum drying)를 사용하여 CA (chitosan-ascorbate)로 표면을 coating한 것과 시중에서 판매되고 있는 일반 과메기와 미생물오염도를 비교분석 하였다. Total aerobacter에서 SCA (CA 처리한 꽁치 과메기)는 1.41, SGRW (ginseng steamed red, wine으로 처리한 꽁치 과메기)에서 1.63, SNT (CA 비처리한 시중판매 과메기) 에서는 1.9 log cycle 오염된 것을 비교하면 SCA가 0.22-0.49 log cycle 항균효과를 보인다. HCA (CA 처리한 청어과메기)에서는 2.27, HDW (심층수로 처리한 청어과메기) 2.32, HNT (비처리한 청어과메기) 2.72로서 오염도를 비교하면 HCA는 0.05-0.45 log cycle을 억제시켰다. GCA (CA 처리한 전어과메기)에서는 0.95, GDW (심층수로 처리한 전어과메기)와 GNT (비처리한 전어과메기)가 1.4의 수치를 나타내어서, GCA는 비처리한 GNT와 비교할 때 0.45 log cycle을 저해시켰다. Coliform과 E. coli에서는 오염미생물이 검출되지 않았다. S. aureus는 SCA 에서 0.47, SGRW 1.15, SNT 1.27로 조사되어 미생물 오염도를 비교하면 SCA는 0.68-0.8 log cycle의 오염미생물을 억제시킨다. HCA는 1.15, HDW 1.11, HNT 1.36과 비교하면 HCA는 오염미생물 0.21 log cycle을 저해시켰다. GCA는 0.47, GDW와 GNT가 1.08과 1.34로 검출되었다. 즉 GCA에서는 오염된 미생물 0.26-0.61 log cycle 오염미생물을 억제시킨다. 수분함량 측정의 결과는 GDW 29%, HCA 31%, HNT 32%로 조사되어서 적당한 수분함량을 보유하고 있으나, SGW, GCA, HDW, SCA는 7-15%가 부족하며, SNT 와 GNT는 과메기 표준수분함량 (30%) 보다 10%가 더 많아서 미생물의 오염과 과산화물 증가 및 산패를 더 빨리 초래 한다. CA를 첨가하였을 때 과산화물은 SCA 41, HCA 45, GCA 49 meq로 조사되었으며, 항균성을 첨가하지 않은 시중과메기 (SNT, HNT, GNT)와 비교할 때 과산화물이 12 meq 더 낮게 조사되었다. SEM 관찰에서는 SCA, HCA가 조직표면이 선명하고 과산화물이 낮게 검출되었으며, 반면 항균성을 처리하지 않은 SGRW, HDW는 과산화물이 많으며 조직표면이 불투명하였다. 관능평가에서는 SCA, SGW 등의 순으로 꽁치 과메기 선호도가 가장 높았으며, 다음으로 청어, 전어 과메기 순으로 조사되었다.

수두생바이러스백신 국가표준품 (2차) 제조 및 확립에 관한 연구 (Manufacturing and Establishment of the 2nd National Standard for Varicella Vaccine)

  • 김연희;김도근;손여원;한의리;김석환;임종미;원윤정;윤희성;조문희;김관수;김재옥
    • KSBB Journal
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    • 제25권6호
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    • pp.572-576
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    • 2010
  • 수두 생바이러스 백신과 같은 생물의약품은 다양한 물질이 복합적으로 구성되어 있어 단순한 물리 화학적 분석방법만으로는 그 특성을 규명할 수 없다. 따라서 이러한 생물의 약품의 품질을 평가하기 위해서는 표준품이 필수적이다. 2002년과 2003년에 제조 및 확립한 1차 국가표준품의 재고량 소진 및 역가 감소에 따라 식품의약품안전평가원에서는 수두 생바이러스 백신의 2차 국가표준품을 확립하기 위하여 2008년 용역연구사업을 통해 국내의 수두 생바이러스 백신 제조회사에서 표준품 후보물질을 제조하였으며, 국가표준품 후보물질의 역가산정을 위하여 국내 제조사 및 식품의약품 안전평가원에서 공동연구를 수행하였다. 국내제조사를 포함한 3개의 공동연구 시험소에서 7회 이상의 반복시험을 수행하여 얻은 공동연구 결과를 통계학적으로 분석한 결과 3곳의 공동연구 시험소의 통합역가에 대한 변이계수 (coefficient variation, CV)는 1.24%로 각 시험소간의 기하평균 (GMT) 변동 수준이 매우 낮음을 확인할 수 있었다. 또한, 수두 생바이러스 백신의 2차 국가표준품의 표시역가는 $4.26\;log_{10}\;PFU$/0.5 mL로 산정하였다.

마우스에서 흰목이버섯 (Tremella fuciformis Berk)의 장.단기적 항스트레스 효과 (Effect of Tremella fuciformis Berk on Anti-stress activities during Long-Term and Short-Term in Mice)

  • 고민석;이승진;강상모
    • KSBB Journal
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    • 제24권2호
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    • pp.131-139
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    • 2009
  • 본 연구에서는 일정기간 스트레스를 받을 때 흰목이버섯 추출물 식이가 스트레스로 인한 생체내의 산화적 손상지표 변화를 보아 사람의 나이 20대에 받은 스트레스가 노년기인 60대 이상에 접어들었을 때에 혈청과 간의 대사산물 변화에 있어 식품 재료로써 흰목이버섯 추출물의 장단기적 보호 효과와 식이의 안정성을 살펴보았다. ICR 마우스를 사람의 나이 20대에 해당되는 5개월까지 사육한 후, 8주간의 스트레스를 가하고 사람의 나이 노년기에 해당되는 18개월 될 때까지 사육하여 스트레스로 인한 생체 내의 산화적 손상지표로 혈청과 간의 대사산물의 변화를 조사하였다. 그 결과, 스트레스는 장 단기적으로 모두 혈청의 TG, AST 함량을 증가시키고, HDL-cholesterol 함량을 저하시키는 것에 반해, 여기에 흰목이버섯 추출물의 투여는 스트레스를 받은 쥐에서 혈청 TG, LDL-cholesterol과 AST의 함량을 감소시키고, HDL-cholesterol의 함량을 증가시키는 효과를 보여주었다. 스트레스는 간조직의 TAS 함량, SOD활성 감소와 MDA 함량 증가를 야기시켰으며, 스트레스 시 흰목이버섯 추출물의 투여 쥐는 TAS 함량, SOD활성을 증진시키고, MDA의 함량을 저하시키는데 긍정적 영향을 주었다. 따라서 젊었을 때 한때 받은 스트레스는 노년기의 TG, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol, AST, TAS, SOD 그리고 MDA의 수치 모두에 있어서 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한, 7개월과 18개월 그룹의 흰목이버섯 추출물 식이군이 대조군에 대해 MDA의 유의적 감소와 AST의 유의적 차이가 없음은 흰목이버섯 추출물이 장단기적으로 독성을 나타내지 않는 안전한 천연제제물로 사용할 수 있으리라 사료된다. 이러한 결과를 통해서 한때 어느 기간 받은 스트레스는 시간이 지난 노년기까지 혈청과 간조직에 부정적 영향을 주므로, 천연제제로써 흰목이버섯 추출물을 식용하면 어느 정도 장단기적 보호 효과를 얻을 수 있을 것으로 보인다. 또한 안전한 식품이므로 흰목이버섯 추출물의 식이는 과도한 스트레스에 노출되어 있는 현대인들을 위해 매우 유용할 것이며 장복하므로 노후 질병의 예방에도 많은 도움이 될 것으로 생각된다.

제주도 자생 제주아그배 (Malus micromalus Makino) 추출물의 항산화와 항염증 활성 (Antioxidant and Anti-inflammatory Activity of Ethanol Extract of Malus micromalus Makino in Jeju Island)

  • 이주엽;강민철;이정아;고광효;김봉석;한종헌;김세재;김기옥
    • KSBB Journal
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    • 제24권4호
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    • pp.327-333
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    • 2009
  • 본 연구는 제주에 자생하고 있는 제주아그배의 생리활성, 즉 항산화 효과와 항염 효과를 알아보고자 수행하였다. 제주아그배의 항산화 활성을 측정하고자 비교 분석한 결과, 제주아그배 에탄을 추출물 (DPPH 소거활성 $IC_{50}$ 값, $16.1\;{\mu}g$/mL; NO 소거활성 $IC_{50}$$901.2\;{\mu}g$/mL; superoxide 소거활성 및 Xanthine oxidase 억제 활성 $IC_{50}$$42.5\;{\mu}g$/mL, $2.7\;{\mu}g$/mL)은 좋은 항산화 활성을 보였고, 그 분획물 중에서는 에틸아세테이트 분획물이 항산화 활성 실험 모두에서 높은 소거활성을 나타내었다. 따라서 항산화 활성이 좋은 제주아그배의 추출물의 항염증 효과를 탐색하기 위하여 대식 세포 모델을 이용하였다. LPS로 자극한 마우스 대식세포인 RAW 264.7 세포에서 NO 활성과 세포독성간의 상대적 비교지수인 선택지수를 이용하여 탐색한 결과 에탄을 추출물과 에틸아세테이트 분획물이 2.9와 12.2로 가장 높은 상대적 NO 생성 억제 활성을 보였다. 그리고 NO 생성 억제율에 대한 $IC_{50}$ 값은 각각 $16.7\;{\mu}g$/mL, $4.1\;{\mu}g$/mL으로 나타났다. 이런 결과를 기초로 하여 제주아그배의 에탄올 추출물의 NO 감소가 iNOS 단백질 감소에 의한 것임을 확인한 결과, 시료를 처리한 RAW 264.7 세포에서 iNOS 단백질이 농도 의존적으로 감소하였다. 또한 iNOS 단백질의 억제가 mRNA의 감소로 인한 것인지 조사하고자, RT-PCR을 통해 iNOS의 mRNA 발현을 조사한 결과, 단백질과 마찬가지로 농도 의존적인 mRNA 발현 감소를 볼 수 있었다. 제주아그배의 에탄을 추출물을 농도 별로 처리하였을 때 유의적으로 COX-2 단백질과 mRNA 발현이 농도 의존적으로 억제하였다. 분획물 중에서는 NO 활성과 세포 독성간의 상대적 비교지수인 선택지수가 높았던 에틸아세테이트 분획물이 에탄을 추출물보다도 NO, iNOS, COX-2의 억제 정도가 더 좋은 경향을 나타내었다.

신생혈관형성억제작용을 기반으로 한 항비만제제의 선별 및 작용기전 (Selection and Mechanism of Anti-Obesity Agents from Natural Products Based on Anti-Angiogenesis)

  • 신진혁;이진희;강경완;황재호;한경호;신태선;김민용;김종덕
    • KSBB Journal
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    • 제24권2호
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    • pp.122-130
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    • 2009
  • 선별한 신생혈관형성억제제는 EGCG보다도 제어 효과가 나은 천연산물들 중에서 전호, 파고지, 희첨 및 중심으로 그 기전을 밝히고자 하였다. 세포독성은 전호는 0.3 ppm에서 약간의 독성을 나타내었고, 파고지는 10 ppm까지는 독성을 나타내지 않았으며, 희첨 및 산수유는 25 ppm까지 독성을 나타내지 않았다. 세포부착억제작용은 신생혈관의 형성에 중요한 역할을 하기 때문에 cell adhesion 분자인 VCAM-1, ICAM-1 및 E-selectin들에 대하여 ELISA 법으로 살펴보았다. VCAM-1에 대한 천연산물의 작용은 전호 (0.2 ppm, 125%)>파고지 (0.5 ppm, 100%)>희첨 (5.0 ppm, 114%)> 산수유 (5.0 ppm, 111.8%)의 순으로 저해의 강도가 높으며, ICAM-1은 전호 (0.25 ppm, 130%)>파고지 (0.5 ppm, 100%)>희첨 (5.0 ppm, 138%)>산수유 (5.0 ppm, 66.7%)의 순으로 저해되는 것으로 나타났고, 그리고 E-Selectin은 전호 (0.25 ppm, 100%)> 파고지 (1.0 ppm, 128%)>희첨 (5.0 ppm, 120%)>산수유 (5.0 ppm, 100.7%)의 순으로 저해되는 것으로 나타났다. Western blot으로부터, 전호 추출물은 VE-cadherin과 ${\beta}$-catenin의 신호전달을 억제하였으며, 그 하위 신호 전달분자인 Akt도 억제하는 것으로 나타났고, 파고지는 ${\beta}$-catenin의 신호는 억제하지 않는 것으로 보이나, 그 하위그룹의 Akt의 신호전달을 억제하는 것으로 나타났다. 그리고, 희첨은 VE-Cadherin과 하위 그룹의 Akt를 농도의 증가에 따라 확실한 제어를 보이고 있음을 알 수 있었고, 산수유는 하위그룹의 Akt의 신호전달을 억제하는 것으로 나타났다. 4종류의 선택된 천연산물은 세포표면의 신호전달분자 그리고 그 하위 그룹의 Akt를 억제함으로써 NF-kB의 활성을 차단함으로써 신생혈관의 형성을 억제하는 것으로 판단된다. 따라서 4종류의 천연산물 전호, 파고지, 희첨 및 산수유는 전반적으로 낮은 농도에서 세포부착인자의 발현을 억제하였고, 신호전달 분자들을 억제함으로써 신생혈관 형성 억제에 따른 항비만제제로서 충분한 가능성을 보였다.