시금치의 뿌리 조직과 ferrocene을 탄소반죽 전극에 고정하여 과산화수소를 정량할 수 있는 전극을 만들었다. Ag/AgCl 전극에 대하여 -0.3~0.0V의 전위의 범위에서 전극의 감도를 관찰하였으며 전극의 감응시간은 11.8sec로 나타났다. 전극의 검출한계는 $2.25{\times}10^{-6}M$ 이었으며, $1.0{\times}10^{-3}M$ 과산화수소를 이용해 15회 반복 측정한 결과, 상대표준편차는 1.87% 이었다. 효소전극의 감도는 19일 사용 후 40%로 감소하였다.
CiP를 이용한 유기합성은 주로 유기용매와 완충용액을 섞어서 반응을 한다. 하지만 단순히 유기용매 상에서 효소의 활성도를 측정한 것이 아니라, 과산화수소가 있을 경우에 효소의 활성도를 측정한 결과는 예상과는 다르게 순수한 완충용액에서 보다 유기용매를 포함하고 있는 것이 더 높게 나타났다. 또한 유기용매의 비율을 증가가 될수록 효소의 활성도가 더 높게 나타났으며, 특히 2-propanol이 33%가 포함이 된 경우에는 순수한 완충용액보다 효소의 활성도가 크게 증가가 되는 것을 관찰을 할 수가 있었다. 이러한 효소의 활성도가 유기용매가 포함이 된 조건에서 높게 나는 이유는 유기용매가 CiP에 의해 생성된 반응성이 높은 라디칼을 포집을 하여서, CiP의 활성 부위인 heme의 파괴를 막는 것에 크게 기여하는 것으로 판단이 되었다.
목적 : 본 연구는 식풍해경(熄風解痙), 소산풍열(疏散風熱) 효능이 있는 백강잠이 치매에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실험을 행하였다. 방법 : 치매 유발물질인 $amyloid{\beta}(A{\beta})$ 25-35를 흰쥐의 뇌 astrocyte에 처리한 후 대표적인 항산화 효소인 catalase, superoxide dismutase,glutathione peroxidase 및 glutathione-S-transferase의 활성 변화와 NO 생성 변화를 관찰하였다. 결과 $A{\beta}$ 25-35 처리로 catalase와 superoxide dismutase 활성이 현저히 감소하였으나 백강잠을 처리한 경우는 이들 효소 활성이 크게 증가하였다. 그리고, $A{\beta}$ 25-35의 농도에 의존적으로 증가된 NO 생성은 백강잠의 농도에 의존적으로 유의성 있게 억제되는 것으로 나타났다. 결론 : 백강잠은 항산화계 효소의 활성화 및 $A{\beta}$처리와 같은 치매유발 물질의 독성에 대한 적응능력 향상을 통하여 astrocyte를 보호하는 효능을 가지는 것으로 사료되며, 아울러 노인성 치매 등 임상적 응용에 그 효과가 기대된다.
바이오디젤은 동식물성 기름과 메탄올의 트랜스에스테르화 반응에 의해 생산되는 지방산메틸에스테르(FAME, fatty acid methyl esters)로서, 트랜스에스테르화 공정에는 KOH, NaOH, $NaOCH_3$등의 균질계 화학촉매를 이용한 방법, 무촉매 공정인 초임계 메탄올 이용 방법, 그리고 효소촉매를 이용한 방법이 있다. 초임계 공정은 에너지 소비와 장치비가 커서 경제성이 떨어지는 것으로 보고되며 화학촉매 공정은 반응 효율이 높다는 장점을 가지고 있지만, 반응 및 정제단계가 복잡하고 정제과정에 폐수를 발생시키는 문제점을 가지고 있다. 고정화 효소를 사용하는 효소 공정은 에너지 비용의 절감, 후 처리 공정의 단순화, 고 순도의 글리세롤을 얻을 수 있는 장점이 있지만, 반응 속도가 느리고 효소 가격이 비싸다는 단점이 있어 현재까지 상업화되지 못하고 있다. 반응속도가 높고 재사용이 가능한 효소 촉매 공정 개발을 위해 본 연구에서는 Candida rugosa, Rizhopus oryzae 2종을 실리카에 동시 고정화하였다. 고정화 Lipase의 제조는 실리카겔을 과산화수소를 이용하여 전처리를 하고 Acetone과 3-APTES의 혼합용액을 첨가한 후 실리카겔과 (silanization)을 진행 하였다. 그리고 glutaraldehyde를 첨가 하여 공유 결합을 형성 한 후에 증류수를 사용하여 실리카겔을 회수하여 lipase(Rizhopus oryzae, Candida rugosa 10% 용액)를 고정화 하였다. 고정화 효소의 효소 활성을 측정한 결과 3000-3500 Unit(${\mu}mol/g{\cdot}min$)으로 측정되었다. 제조된 고정화 효소를 이용하여 Canola Oil을 바이오디젤로 전환하는 실험을 진행하였으며 생성물로부터 고정화 효소를 분리한 후에 상층의 에스테르층을 취하여 수세한 뒤 원심분리하여 FAME 함량을 측정한 결과 83%의 바이오디젤을 얻을 수 있었다. 그리고 효소 촉매 트랜스에스테르화 반응의 Enzyme, Water, Methanol 투입량의 반응 변수들에 대하여 반응표면분석법(Response Surface Methodology)을 적용하여 최적 반응조건을 도출하는 연구를 수행하였다.
산소라디칼-질병모델을 보다 간편한 방법으로 만들어 생화학적 발병 기전을 추구하므로서 신약창출에 필요한 기초자료를 제시하고자 본 실험을 실시하였다. 미세혈관의 혈류이상은 과잉의 활성산소를 생산하게되며 이로 인해 여러 종류의 난치성 질환 및 염증을 수반하는 많은 질병이 발병하게 된다. 일반적으로 흔히 이용되어지는 허혈-재관류모델이 아닌 환경독성물질을 활용한 병태모델을 만들어 이 모델조건에서 활성산소생성과 밀접한 관계를 갖는 잔틴 옥시데이즈(Xanthine Oxidase)의 변화와 과산화지질생성정도를 연관지어 검토하였다. 수은, 구리, 몰리브덴등의 금속이온들은 잔틴 디하이드로저네이즈(Xanthine dehydrogenase)로 부터 옥시데이즈(Oxidase)형으로의 전환을 촉진시켰으며 막독성의 지표로 이용되어지는 과산화지질의 생성도 현저히 증가시켰다. 또한 알데하이드류의 첨가실험에서도 잔틴산화효소의 형전환이 촉진되었으며 첨가한 알데하이드의 탄소수와 수소수 그리고 탄소와 탄소의 결합상태와도 밀접한 관계가 있음이 관찰되었다.
노화현상에 따른 여러 가지 병태생리조건의 형성과 난치성 성인병질환의 발병 및 진행과정에 활성산소류들과 이들에 의해 유도되어지는 free radical이 관여하고 있다는 증거가 여러연구진에 의해서 보고되어지고 있다. 산소를 이용하여 생명현상을 이어가는 생물체들은 필연적으로 활성산소들을 생성하는 생화학적 산화반응기구를 효율적으로 활용하면서 항상성을 유지시키고 있다. 그러므로 활성산소의 생성과 분해과정의 평형유지는 생물학적으로 대단히 중요한 의미를 갖고 있다. 임상적으로 alcohol은 질병의 악화 내지는 질환의 발병조건을 조성하는 병태생리기구에 기여할 것으로 생각되어 대부분의 환자에게 금주시키고 있으나 그 작용기전에 대해서는 충분히 설명되지 못하고 있다. 본 연구에서는 alcohol을 급ㆍ만성으로 실험동물에 투여하고 생체에서 활성산소 생성에 중요한 역할을 하는 xanthine oxidase와 aldehyde oxidase의 활성변화를 관찰하면서 전자의 형전환속도와 과산화지질 생성속도와의 상관성을 중점 비교 관찰하므로서 alcohol성 간손상 실험 model을 계획하였다. 간 및 신장조직에서 alcohol에 유래되는 활성산소의 생성계에 관여하는 효소 활성의 변화와 조직의 과산화지질 생성반응 속도는 alcohol의 투여방법, 기간, 시간(diurnal variation), 나이 및 암수에 따라 다르게 나타남을 관찰할 수 있었다.
본 연구에서는 비타민 C의 산화로 인해 발생하는 활성산소의 하나인 과산화수소에 착목하여 비타민 C용액 중에서 과산화수소의 발생에 관한 model 실험을 하였다. 나아가 이러한 결과를 세포에 적용하여 비타민 C에 의한 세포독성의 본체에 e하여 고찰하였다. 3T6 섬유아세포의 증식에 미치는 비타민 C의 적절한 농도를 알아내기 위하여, DMEM-10배지에 비타민 C 0.01~2mM 첨가하여 세포배양을 하였다. 0.01 mM과 0.05mM의 비타민 C를 첨가한 경우 무첨가와 비교하여 세포수가 증가하였으나, 사람의 혈장농도의 약 6배에 달하는 0.3mM이상에서는 증식율이 저하하였으며, 2mM의 농도에서는 거의 증식하지 않고 사멸하는 결과가 나타났다. 배지 중의 과산화수소가 비타민 C로부터 유래된 것인지를 확인하기 위하여 비타민 C 첨가후 2시간까지는 급속히 과산화수소가 발생되었고 그 후는 완만히 증가하여, 과산화수소의 발생은 비타민 C의 농도에 의존하는 것으로 나타났다. 세포배양시 비타민 C를 배지중에 용해하여 사용하므로 배지중의 비타민 C에 의한 과산화수소의 발생을 완전하게 억제하기 위해서는 용액 중의 혈청농도가 70% 이상 요구되어지므로 세포배양에는 적용하기 어려운 것으로 밝혀졌다. 고농도의 비타민 C가 세포에 대하여 독성을 나타내는 원인이 과산화수소의 발생 때문이라고 추측되어, 과산화수소분해효소인 catalase를 배지중에 첨가하여 비타민 C에 의한 세포독성의 여부를 조사하였다. Catalase에 의한 세포독성 억제효과 검토에서 0.5mM 농도의 비타민 C에서 발생하는 과산화수소에 의한 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 0.5mM 농도 이하의 비타민 C는 세포증식을 촉진하였으나 0.3mM이상의 비타민 C 농도에서는 오히려 세포증식의 억제가 초래되었고, catalase를 첨가한 경우 비타민 C에 의한 세포독성은 발현되지 않았으므로, 비타민 C는 다른 생체성분과 상호작용 또는 자신의 존재농도에 의해 세포증식을 촉진 또는 억제함을 알 수 있다.
당뇨 모델에서 타우린의 보강에 의한 지질과산화물의 생성과 GSH 관련 효소들의 활성에 미치는 영향을 알아보고자 alioxan을 이용한 I형과 KK-mouse에 고열량식이를 이용하여 II형 당뇨를 유도하였다. I형과 II형 각각에 정상대조군, 타우린보강군, 당뇨군, 타우린보강 당뇨군을 두어, 모두 8개 군으로 나누었으며, 타우린의 보강은 7일 동안 5%(w/v) 수준으로 자유로이 마시게 하였다. 간과 췌장에서 malondialdehycel(MDA), gluta-thione peroxidase(GPX), glutathions S-transferase(GST)의 활성을 측정하였다. 간조직에서 지질과산화물의 함량은 I형의 경우 당뇨군에서 매우 증가했고 타우린 보강에 의한 유의적으로 감소한 것을 볼 수 있었으며, II형에서는 타우린보강에 의해 유의적인 차이가 없었다. 췌장도 간과 같은 결과를 나타내었다. GPX의 활성은 간에서 I형 당뇨군이 유의적으로 증가했으나, II형 당뇨군에서는 유의적으로 감소했다. 타우린의 보강에 의해 GPX활성에는 유의적인 차이가 없었으며 췌장에서도 간과 비슷한 결과를 보였다. GST의 경우에도 당뇨 유도에 의한 활성 변화는 있었으나 타우린의 보강에 의한 활성 변화는 보이지 않았다. 이상의 결과들로 미루어 당뇨에 있어 타우린의 항산화작용은 당뇨 모델의 종류에 따라 다르며, GSH 관련 효소들의 활성변화 보다는 I형 당뇨 모델의 간과 췌장에서 지질과산화물의 생성을 억제하는 작용을 하리라고 생각 된다.
산림의 건강 기능은 최근 많은 사회적 관심을 끌고 있다. 본 연구는 6명의 실내 운동집단과 6명의 산림내 운동집단의 혈압, 심박수, 과산화지질, 항산화효소의 비교를 통하여 산림 내 운동이 인체의 생리 변화에 미치는 영향을 조사하기 위하여 수행되었다. 12명의 참여자의 평균 연령은 40세 이상의 여성이었고, 운동 전 후 혈압 및 심박수의 측정과 채혈을 통하여 자료가 수집되었다. 자료의 분석 결과 산림 운동 시 이완기 혈압은 실내 운동 집단보다 현저하게 낮아졌다. 또한 산림 운동과 실내 운동 참여자의 심박수 및 과산화지질(MDA) 수준의 변화에서는 두 집단 간 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 항산화효소(SOD) 변화에서는 운동 후 안정 시 30분에 산림 운동 집단의 SOD 수준이 급격히 감소되는 변화를 보였다.
눈꽃 동충하초(PJ), 번데기 동충하초(CM), cordycepin 고함유 번데기 동충하초($CM{\alpha}$)의 수용성, 에탄올 및 메탄올 추출물의 생리활성 물질 분석과 항산화 활성(DPPH free radical scavenging 활성, Cu/Fe-환원력, 간 조직 microsome 생체막 및 linoleic acid 과산화지질, Tyrosinase 저해활성, 혈전용해효소 활성)을 측정하였다. PJ의 수용성추출물 수율 42.53%이며 폴리페놀 화합물 함량 2.72% 및 플라보노이드 함량 1.73%로 가장 높았고 PJ, CM, $CM{\alpha}$의 주요 지방산 성분으로 palmitic acid, oleic acid, stearic acid였으며, 주요 미네랄은 K, Mg 및 Ca으로 나타났다. DPPH free radical scavenging 활성, Cu/Fe-환원력, linoleic acid의 과산화 지질 측정, Tyrosinase 저해 활성에 의한 여러 항산화 활성은 PJ가 가장 높았지만 $CM{\alpha}$가 CM보다는 항산화 활성이 높은 것을 확인했다. 또한 간 조직 microsome 생체막 지질 과산화 억제활성은 $CM{\alpha}$가 가장 활성이 좋았고 혈전 용해효소 활성에서도 $CM{\alpha}$가 높은 혈전 분해능이 있는 것을 확인하여 향후 건강기능식품이나 기능성 화장품, 혈전용해효소 개발 관련 연구의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료되어 진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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