• Journal of Nutrition and Health
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• 제52권5호
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• pp.413-421
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• 2019

본 연구는 황기의 최적의 볶음 공정을 하였을 때 항산화 활성의 변화를 확인하기 위해 DPPH, ABTS radical scavenging assay, 총 폴리페놀 함량 및 calycosin, formononetin과 이의 배당체인 calycosin-7-O-${\beta}$-D-glucoside, Formononetin7-O-${\beta}$-D-glucoside의 분석을 실시하였다. 또한 UVB 처리로 산화적 스트레스를 유발한 HDF 세포에 추출물을 처리하여 DNA의 손상을 억제하는지 확인하였다. DPPH, ABTS radical scavenging assay 는 2R-AM 추출물에서 항산화 활성이 가장 좋았으며, 총 폴리페놀 함량은 1R-AM 추출물이 NR-AM과 비교하였을 때 월등히 증가하였지만, 2R-AM과 3R-AM과는 크게 차이가 없었다. 볶음 공정을 통한 황기는 calycosin와 formononetin의 함량이 2R-AM 추출물에서 가장 높게 측정되었다. HDF 세포에서 추출물들은 $200{\mu}g/mL$까지 독성을 나타내지 않았으며, 추출물 모두 자외선에 의해 손상된 HDF 세포에서 DNA 보호효능을 유의성 있게 증가시켰다. 특히 2R-AM 추출물의 활성은 정상세포와 유사한 수준으로 보호효과를 나타내었다. 결과를 종합해봤을 때, 볶음공정을 통한 황기 추출물은 지표 성분의 변화로 인하여 자외선에 의한 피부보호효과를 증가하였을 것이라 판단되며 이는 건강기능식품이나 화장품 원료로써 가능성을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제29권8호
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• pp.854-860
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• 2019

본 연구에서는 탈지된 갈색거저리 유충으로부터 효율적인 단백질 추출법 확립을 위한 최적 pH 조건을 조사하였다. 단백질 추출 pH 조건은 7부터 12까지 사용하였으며, 단백질 침전 pH는 2, 4, 그리고 6을 사용하였다. 이러한 조건에서 추출한 단백질의 함량, 갈변도 및 회수량을 분석한 결과 갈색거저리 유충 단백질의 최적 추출 조건은 단백질의 갈변도를 최소화 할 수 있으며 32.4%의 회수율을 나타내는 용출 pH 9.0와 침전 pH 4.0로 결정하였다. 다음으로 알칼리 추출법으로 추출한 갈색거저리 유충 단백질의 항염증 효능을 검토하였다. 갈색거저리 유충 단백질이 LPS에 의해 활성화 되는 대식세포의 염증반응 개선효과를 확인하기 위하여 염증매개 인자인 nitric oxide(NO)의 생성 및 iNOS와 COX-2 단백질의 발현량을 측정하였다. 그 결과 갈색거저리 유충 단백질은 세포독성 없이 NO의 생성을 억제 하였으며, MAPK 와 $NF-{\kappa}B$ 신호전달 억제를 통하여 iNOS와 COX-2 단백질의 발현량을 감소시켰다. 이러한 연구결과는 갈색거저리 유충 단백질이 항염증 치료제 및 단백질 보충제 개발을 위한 잠재적 가능성을 가지고 있는 것으로 사료된다.

• 환경생물
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• 제39권3호
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• pp.354-361
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• 2021

본 연구는 식물검역 분야에서 주요하게 사용되고 있는 메틸브로마이드 훈증제로 인해 발생하는 약해를 저감하기 위한 물질을 모델식물인 애기장대를 이용하여 스크리닝하였다. 사전연구를 통하여 메틸브로마이드 훈증제의 식물 독성 메커니즘으로 활성산소발생와 식물 성장 호르몬인 옥신의 식물체 내 분배억제효과가 발생하는 것을 바탕으로 하여, 약해 저감물질후보군으로 활성산소를 제거하는 역할을 하는 ROS scavenger 2종(NAC, GSH)과 옥신을 훈증제 처리 전 애기장대에 처리한 후 약해의 저감 정도를 육안평가와 더불어 관련 유전자의 발현을 확인하였다. 연구 결과 메틸브로마이드에 의해 유도된 약해는 옥신보다는 활성산소를 저감시키는 물질후보군들에서 약해 저감효과가 나타났다. 이 중 GSH을 이용하여 농도구배하여 전처리하였을 때, 5 mM GSH 전처리 후 메틸브로마이드 훈증시 약해 저감효과가 두드러졌다. GSH 전처리 시 식물체 내에 MBF1c와 HSP70 유전자 발현이 증가하는 것을 확인하였으며, 이는 메틸브로마이드 훈증으로 유도되는 약해를 방어하는 역할을 담당하였을 것이라고 평가된다. 따라서, 식물검역 훈증제 메틸브로마이드에 의해 발생하는 약해를 저감하는 데 GSH의 사용가능성을 평가하였으며, 이를 기반으로 다양한 식물체에 적용하여 수출입 시 약해로 인한 경제적 손실을 감소시킬 수 있기를 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.126-136
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• 2021

산화적 스트레스에 의한 망막 색소상피 세포의 손상 및 퇴화는 시력 소실을 포함한 다양한 망막질환의 원인으로 알려져 있다. 본 연구에서는 천연물 유래 14종 단일 성분과 합성 화합물 2종을 대상으로 망막질환 개선 가능성을 평가하기 위해, 사람 유래 망막 색소상피 세포를 대상으로 산화적 스트레스에 의한 세포 손상에 대한 보호 효능을 평가하였다. 그 결과, 16종의 후보물질 중 H2O2에 의해 유발된 세포독성을 개선시키는 효능을 보인 5종(auranofin, FK-509, hemistepsin A, honokiol 및 spermidine)을 선별하였다. 이를 기반으로 H2O2에 의한 미토콘드리아 기능 손상 및 활성 저하 억제능을 평가하였으며, auranofin을 제외한 4종에서 유의한 세포 보호 효능이 관찰되었다. 더불어 H2O2에 의해 유도된 DNA 손상에 미치는 영향을 조사한 결과, FK-506, honokiol과 spermidine이 DNA 손상을 개선시켰음을 확인하였다. 그러나 5종의 후보물질이 활성 산소종의 생성에는 뚜렷한 억제 효능을 나타내지 않았으며, 이는 5종의 후보 물질이 ROS-비의존적 기전을 통해 세포 보호효과를 나타낼 것으로 사료된다. 이상의 결과를 바탕으로, 조사 대상 후보물질 중에서 spermidine이 산화적 스트레스로부터 망막 색소상피 세포의 보호 효능이 가장 우수한 천연물 유래 단일 물질임을 규명하였으며, 동시에 합성물질로는 FK-506이 망막 세포 보호 효능이 우수한 것으로 나타났다. 비록 작용 기전에 대한 추가 연구가 필요하겠지만, 본 연구 결과는 spermidine과 FK-506이 산화적 스트레스에 의한 망막질환의 위험을 억제할 가능성이 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.229-236
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• 2021

본 연구에서는 우리나라 고유 수종인 노각나무(Stewartia koreana)의 부위별 이용 가능성을 알아보기 위하여 노각나무 잎과 가지를 70% 에탄올에 침지한 다음 부위별 항산화 활성을 조사하였다. 노각나무 가지 추출물(53.18±0.2 mg GAEs/extract g)에 비해 잎 추출물(162.57±0.9 mg GAEs/extract g)의 총 폴리페놀 함량이 높게 나타났고 플라보노이드 함량도 가지(4.7±0.1 mg QEs/extract g)에 비해 잎(59.1±0.9 mg QEs/extract g)에서 높게 나타났다. 노각나무 추출물의 DPPH 라디칼 소거능과 ABTS 라디칼 소거 활성은 잎과 가지 모두 농도 의존적으로 증가하였으며 가지보다는 잎에서 높게 나타났다. 노각나무 추출물 0.4 mg/ml의 농도에서 잎과 가지의 DPPH 라디칼 소거능은 각각 91.85±0.01%, 29.93±0.2%였으며 노각나무 잎 추출물은 양성대조구로 사용한 ascorbic acid (1 mg/ml, 93.71±0.1%) 보다 낮은 농도에서 ascorbic acid와 유사한 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었다. 노각나무 추출물 0.4 mg/ml의 농도에서 잎과 가지의 ABTS 라디칼 소거능은 각각 94.77±0.34%, 25.13±0.15%였다. 노각나무 잎과 가지의 ORAC 지수는 각각 104.13±0.48 μM TEs/extract g과 57.36±0.35 μM TEs/extract g으로 가지보다는 잎의 ORAC 지수가 더 높게 나타났다. 노각나무 추출물의 세포 독성은 WST-1 assay를 이용하여 추출물이 섬유아세포 CCD-986sk에 미치는 영향으로 평가하였다. 이상의 결과를 종합해보면, 노각나무 잎 추출물은 가지에 비해 항산화 활성 지표인 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 높고 항산화 활성이 높기 때문에 노각나무 잎 추출물은 항산화 활성이 우수한 기능성 식의약품소재나 화장품 소재로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.287-297
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• 2021

산수유 나무는 그 열매인 산수유와 함께 동아시아의 많은 국가에서 식용 및 약용으로 오랫동안 널리 사용되고 있다. 선행 연구들에 의하면 산수유 나무 추출물 및 구성 성분은 다양한 약리학적 잠재력을 가지고 있음에도 불구하고 부위별 추출물에 대한 체계적인 성분 분석은 아직 충분하지 않은 실정이다. 본 연구에서는 산수유 나무의 각 부위(청산수유, 적산수유, 씨앗, 줄기, 잎, 건피)의 유효 성분 함량을 분석하여 항산화 활성을 검증하였다. 본 연구의 결과에 따르면 조사된 3가지 지표 성분 중 morroniside은 청산수유와 적산수유에 가장 많이 함유하고 있었으며, loganin은 청산수유와 씨앗에 많았다. 잎, 적산수유, 건피의 함량은 비슷한 수준이었다. Cornin은 잎에 가장 많았으며, 청산수유, 적산수유 건피 순이었다. 또한 총 폴리페놀 함량은 적산수유, 청산수유, 잎 순으로 높았으며, 총 플라보노이드 함량은 잎이 가장 높았다. 그리고, DPPH radical 소거능은 잎, 씨앗, 적산수유 추출물 순으로 높은 소거 활성을 나타냈다. 따라서 항산화 활성이 가장 높은 잎 추출물의 항염증 효능을 조사하였으며, 이를 위하여 LPS로 자극된 RAW 264.7 대식세포에서 NO와 같은 염증성 매개 인자와 IL-1β와 IL-6를 포함한 염증성 사이토카인의 생성에 미치는 잎 추출물의 영향을 평가하였다. 본 연구의 결과에 의하면 세포독성이 없는 조건에서 잎 추출물은 LPS에 의하여 증가된 iNOS의 발현과 NO의 생성을 유의적으로 억제하였다. 또한 잎 추출물은 LPS에 의한 IL-1β 및 IL-6의 생성 및 발현을 현저하게 감소시켰다. 따라서 산수유 나무의 잎 추출물은 항산화제와 항염증제의 개발을 위한 천연 재료로서 잠재력이 있음을 시사하며, 관련 기전 연구가 추가로 진행되어야 할 것이다.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.298-304
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• 2021

본 연구에서는 실새풀(Calamagrostis arundinacea)의 열수 추출물(Ca-HW)과 70% 에탄올에 추출된 추출물(Ca-E70)을 이용한 항노화 및 항염증 활성을 조사하였고, 또한 이들의 생리 활성 능력을 무세포와 세포 기반 시스템으로 조사하였다. 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical decolorization 방법으로 항산화 활성 평가를 실시한 결과, Ca-HW와 Ca-E70은 각각 27%와 48%의 DPPH 라디칼 소거능으로 항산화 활성을 나타냈다. 각 추출물에서는 RAW 264.7, B16F10 및 CCD986-sk 세포에서 독성, 세포증식 및 증진 효과는 없는 것으로 확인되었다. 멜라닌 생성과 관련 있는 B16F10 세포주에서 100 mg/ml 농도의 Ca-HW와 Ca-E70 처리구는 abutin 처리구에 비해 멜라닌 생성 억제 효과가 높은 것을 확인하였다. 인간의 섬유아세포인 CCD986-sk를 통한 pro-collagen 생합성에 미치는 Ca-HW와 Ca-E70의 영향을 조사하였더니 각각 24.69%와 12.55%가 증가하는 것으로 나타났다. LPS를 처리하여 염증반응을 유도 한 RAW264.7 세포에서 실새풀 추출물의 효과를 조사하였다. Ca-E70은 LPS에 의한 산화질소의 생성과 전염증성 사이토카인인 IL-6의 생성을 억제함으로써 염증 반응에 관여하는 것으로 보인다. 이러한 결과는 실새풀 추출물이 피부와 관련하여 항노화 및 항염증 능력이 있는 것을 제시한다.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.305-313
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• 2021

본 연구는 친환경 소재인 잣나무 목재 추출물과 케나프 줄기 추출물의 항산화 및 미백 효능을 검증하고, 잣나무 목재 추출물과 케나프 줄기 추출물을 동일 비율로 혼합하였을 때 유효성분들의 상호작용을 확인하고자 하였다. 각각의 추출물을 1:1의 비율로 혼합한 추출물의 전자공여능 및 ABTS 소거능을 측정한 결과 1,000 ㎍/ml에서 추출물 성분들의 상승작용을 통해 혼합 추출물이 93.7%, 94%로 가장 높은 효능을 나타내었다. 잣나무 목재, 케나프 줄기 및 혼합 추출물의 tyrosinase 억제활성을 측정한 결과 1,000 ㎍/ml 농도에서 40%, 27.5%, 43%의 효과를 보였다. 따라서 추출물에 함유되어 있는 유효 성분들의 상승효과로 혼합 추출물의 높은 효능을 확인할 수 있었다. 잣나무 목재, 케나프 줄기 및 혼합 추출물의 melanoma cell에 대한 세포 독성 측정 결과 1,000 ㎍/ml 농도에서 각각 87.4%, 80.2%, 98%의 생존율을 나타내었으며, 결과적으로 혼합 추출물은 길항작용을 통해 같은 농도에서도 100%에 가까운 세포 생존율을 보였다. 잣나무 목재와 케나프 줄기 혼합 추출물의 Western blot에 의한 MITF, TRP-1, TRP-2 및 tyrosinase의 단백질 발현 효과를 측정한 결과, 100 ㎍/ml 농도에서 53.9%, 64.8%, 67.3%, 56.1%로 단백질 발현 억제 효과를 보였다. 또한 RT-PCR을 통해 혼합 추출물이 미백관련 인자들의 mRNA 발현에 미치는 억제효과를 측정한 결과 100 ㎍/ml 농도에서 각각 54.4%, 64.9%, 66.6%, 63.1%로 발현이 감소함을 확인할 수 있었다. 그 결과 잣나무 목재와 케나프 줄기를 1:1 비율로 혼합한 추출물의 항산화 및 미백 효능을 검증하였으며, 본 연구결과를 종합하였을 때 잣나무 목재와 케나프 줄기를 혼합한 추출물이 기능성 화장품 소재로서의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권1호
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• pp.46-54
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• 2021

본 연구에서는 아스파라거스 부산물인 줄기와 뿌리 추출물의 루틴 및 총폴리페놀 함량, DPPH 및 ABTS radical 소거능, xanthine oxidase 및 MMP-9 저해활성, 간세포 보호효과를 분석하였다. 루틴과 총폴리페놀 함량은 아스파라거스 줄기 열수 추출물 31.74 mg/g과 20.14 mg GAE/g으로 가장 많았으며, ABTS radical 및 DPPH radical 소거능은 페놀성 화합물의 함량이 상대적으로 높은 줄기 열수 추출물에서 IC50 값이 각각 541.1±21.0, 649.5±6.6 ㎍/mL이였으며, 아스파라거스 추출물에 존재하는 페놀성 화합물과 radical 소거능과의 연관성을 시사하였다. Xanthine oxidase 저해활성은 아스파라거스 뿌리 열수추출물이 200 ㎍/mL 농도에서 43.68%의 저해활성을 보였다. HepG2 간세포는 아스파라거스 모든 추출물에서 세포독성이 없는 것으로 나타났으나, RAW 264.7 대식세포의 경우 아스파라거스 줄기 열수 및 20% 에탄올 추출물 200 ㎍/mL 농도에서 각각 90.18, 84.14%로 생존률이 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. MMP-9 발현량은 아스파라거스 추출물 처리구에서 전반적으로 감소하였고, 특히 줄기 추출물 처리구에서 MSU 처리구와 비교하여 유의하게 감소하는 경향을 보였다. HepG2 간세포에 3% 에탄올을 처리하여 간독성을 유발하여 GGT, AST 및 LDH 활성을 측정한 결과 아스파라거스 줄기 20% 에탄올 추출물이 가장 우수한 것으로 나타났다. 이 결과를 토대로 아스파라거스 줄기 및 뿌리는 총 폴리페놀과 루틴이 다량 함유되어 있어 생리활성 소재로써 개발 가치가 높을 것으로 판단되며, 추가적인 in vivo 생리활성평가를 통해 활용방안 모색이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제24권4호
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• pp.345-353
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• 2022

산업과 생활환경에서 사용된 공학적 미세입자는 결국 하수처리장을 거쳐 수계로 배출되므로 미세입자의 수계 배출 제어에 매우 중요한 역할을 담당하고 있다. 그러나 다수 연구에서 하수처리장 유출수 내 미세입자의 농도가 무영향관찰농도(No Observed Effective Concentration, NOEC)를 빈번히 초과하고 있는 것으로 보고되고 있어 전통적인 하수처리 기능과 더불어 미세입자를 보다 효과적으로 제어할 수 있도록 하수처리장의 설계와 운영을 최적화시킬 필요가 있다. 이를 위해서는 하수처리장 내 단위공정별 특성 및 운전조건에 따른 미세입자의 거동특성과 제거효율에 대한 예측이 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 하수처리장 내 각 공정 특성별 및 주요 운전조건의 영향에 따른 미세입자 제거효율예측을 위한 모델을 개발함으로써 하수처리장에서 미세입자를 보다 효율적으로 제어하기 위한 도구를 제공하고자 하였다. 개발 모델에서는 수처리 계통에서의 4개 단위공정(1차침전지, 생물반응조, 2차침전지, 및 총인처리시설)을 고려하고, 슬러지처리 계통은 농축, 소화, 탈수 공정 등의 다중 공정을 통합한 단일 공정으로 모의한다. 모의 대상 미세입자는 TiO₂ (nano-TiO₂)로서, 수중에서의 용해와 변환은 미미하므로 부유성 고형물과의 부착 기작만을 고려하였다. 부유성고형물에의 nano-TiO₂ 부착 기작은 고-액상 간 평형가정에 기반한 겉보기분배계수(Kd)를 매개변수로 반영하였으며 정상상태에서의 미세입자의 농도 및 부하를 공정별로 계산할 수 있도록 하였다. 아울러 개발 모델 구동의 편의를 위하여 MS 엑셀기반 사용자 인터페이스를 제작하였다. 개발 모델을 이용하여 주요 운전인자인 고형물체류시간(Solid Retention Time, SRT)이 nano-TiO₂ 제거효율에 미치는 영향을 파악하였다.