• Applied Microscopy
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• 제39권2호
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• pp.73-80
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• 2009

다양한 색소체 내에 형성되는 결정체와 미세소관의 분포 및 발달양상을 식물이 수행하는 광합성 양식과 연계하여 꽃피는식물 종들에서 밝혀진 결과에 의하면, 색소체 결정체는 대개 격자 구조를 이루며 기질 또는 티라코이드 내에 형성되나, 미세소관은 비교적 규칙적인 형태로 기질에만 발달한다고 알려져 있다. 격자구조는 막으로 둘러싸이거나 막과는 무관하게 발달하며, 계통학적인 유연관계를 형성하지 않고 C-3 또는 C-4 또는 CAM 광합성을 수행하는 26개의 식물과, 약 56종에서 독립적으로 나타난다는 사실이 조사되었다. 색소체 결정체 및 미세소관 형성에 대한 지속적인 연구는 이들의 구조와 기능에 대하여 새로운 정보를 제공하나, 결정체에 대한 3차원적 입체구조 연구와 미세소관에 대한 분자생물학적인 실험법들이 요구되고 있는 실정이다. 특히, HVEM 고압전자현미경 및 tomography에 의한 연속절편 연구는 결정체의 3-D 입체구조 구현이 가능하여 심도 있는 구조정보를 제공하는 것으로 알려져 있다. 극히 일부의 식물에서만 보고되어 있는 색소체 내 미세소관에 대한 연구에 관해서는 먼저 색소체 기질에서 이들의 형성 시점을 알아내어 기질에서의 식별 및 분리 연구 등이 가능하게 돼야함이 강조되고 있다. 본 논문에서는 꽃피는식물 종들의 여러 색소체 유형에서 보고된 결정체와 미세소관을 조사하여 색소체 내에서 이들의 기능을 광합성과 연계하여 종합적으로 논의하였다.

• Applied Microscopy
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• 제41권1호
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• pp.55-60
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• 2011

부엽성 개구리밥은 엽상체, 연결사, 뿌리로 이루어진 축소된 수생식물로 엽상체는 특정한 시기에 물속에 가라앉는 휴면구조인 잠아를 형성한다. 식물세포의 분화발달에서 중요한 기능을 수행하는 색소체는 개구리밥의 거의 모든 기관에 분포하며, 특히 잠아 형성 및 수중 침강에 있어서 이들 색소체와의 연계성이 보고되어 있다. 본 연구에서는 개구리밥 식물체 내 모든 조직을 구성하는 각각의 세포들을 대상으로 색소체 특성에 초점을 두어 전자현미경으로 연구하였다. 생장 중의 엽상체는 활발한 분열로 개체를 계속 증식시키고, 특정 시기에 잠아원기를 형성하여 엽상체-잠아원기-잠아-엽상체원기-엽상체의 분화과정을 반복한다. 개구리밥 조직에 발달하는 색소체는 전색소체, 엽록체, 전분체로 크게 대별되며, 특히 색소체의 크기, 틸라코이드막계, 녹말입자 형성 등은 엽상체와 잠아 조직 간에 뚜렷한 차이를 보인다. 엽상체 및 잠아원기 엽육세포에는 비교적 작은 전색소체가 세포질에 분산되어 다수 분포하고, 기질 내에는 틸라코이드막계 및 녹말입자가 거의 형성되지 않는다. 반면, 생장 중의 엽상체에는 엽록체들이 중앙의 큰 액포를 따라 위치하고, 기질에는 그라나를 형성하는 틸라코이드막계가 발달한다. 유사한 형태의 엽록체가 근관에 발달하나 뿌리의 피층 및 연결사 색소체에는 녹말입자는 거의 나타나지 않는다. 잠아원기와는 대조적으로 잠아조직에는 매우 큰 전분체들이 축적된다. 이들 전분체는 기질에 내부 막의 분화 없이 당 축적에 의한 거대 녹말입자를 형성하여 무거운 구조가 된다. 이와 같이 엽상체, 연결사, 뿌리조직에 형성된 엽록체로 광합성을 수행하여 생장발달에 필요한 에너지를 생성 활용하는 반면, 잠아는 에너지 생성이나 활용이 아닌 휴면상태 유지에 필요한 독특한 구조로 각각 발달한다. 축소된 개구리밥 식물체 내 색소체 및 각각의 세포와 조직들은 최소한의 구조로 분화되나 기능은 고도로 분업화된 독특한 수생식물이라 할 수 있다.

• Applied Microscopy
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• 제36권3호
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• pp.217-226
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• 2006

발달중인 Sedum 및 Salsola의 엽육조직을 chemical fixation과 high pressure freezing (HPF) 등으로 고정한 후, 초박 및 후박절편으로 제작 carbon coating하여 TEM 및 UHVEM으로 연속절편에 의한 2-D영상과 tilt image data를 수집하였다. 이후 초미세 구조들에 대하여 tilting 및 tomography 기법, 그리고 디지털화한 image의 3-D 입체구조 재구현에 필수적인 IMOD 프로_그램을 적용한 image 처리과정을 거쳐 UHVEM data에서 색소체내 초미세구조의 정보를 추출하여 세포수준에서의 3-D image를 분석하였다. 색소체 기질에서 녹말입자 및 틸라코이드에 인접하여 형성되는 CAM및 $C_4$ 식물 색소체 결정체들은 어떤 막으로도 둘러싸이지 않는 구조로서, Sedum rotundifolium 색소체내 결정체는 수 ${\mu}m$에 이르는 커다란 크기로 형성된다. 결정체 내에는 약 20nm격자거리로 이루어진 기원을 알 수 없는 수백-수천 개의 미세소관성 요소들이 평행 또는 격자상태로 정교한 구조를 이루며, 티라코이드 및 녹말입자와 인접하여 발달하였다. $C_4$ 광합성 수행 Salsola komarovii의 경우, 결정체는 엽육세포 색소체에서만 발달하며 결정체 구성 기본요소들이 비교적 규칙적인 격자거리를 이루며 수십 개 배열하는 구조를 형성하였다. 특히, tilted image및 3-D 입체구조 연구에서 결정체 형성에는 이들과 인접하여 발달하는 틸라코이드막이 관여함을 알아 낼 수 있었다. 이는 엽육세포 색소체에는 결정체들이 식물이 수행하는 광합성 유형에 따라 각기 다른 구성요소로 형성되어 Sedum의 경우와 같이 발달 중인 엽육조직에서 분화하거나 Salsola에서와 같이 세포 유형에 따라 상이하게 발달하는 것으로 추정되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제38권1호
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• pp.31-36
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• 1995

Monascus색소 주탄소골격의 생성 메카니즘을 연구하고, 새로운 개시체가 색소 생합성에 미치는 영향을 연구하고자 적절한 중간체와 개시체를 투여하였다. 크로톤산과 소르브산은 낮은 농도에서 균체의 증가 없이 색소 형성을 촉진하였다. 소르브산이나 그의 에틸에스테르를 투여하였을 때에는 크로톤산의 경우보다 약 2배 색소형성이 많았다. 이외에도 신남산과 비닐아크릴산을 개시체로 투여하였을 때에는 색소 혼합물은 암적색으로 나타났으며 색소의 형성은 감소하였다. 그러나 에틸에스테르로 변환시켜 투여하였을 때에는 색소의 형성이 증가하였으며 이차원 TLC 결과 새로운 적색소가 생성되었음을 알 수 있었다.

• Applied Microscopy
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• 제36권2호
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• pp.73-82
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• 2006

둥근잎꿩의비름(Sedum rotundifolium L.) 엽육조직에 대한 초박절편 및 연속 후박절편의 시료를 제작하여 TEM 및 HVEM 고압전자현미경으로 연구하였고, 이로부터 수합된 색소체 결정체 구조의 tilting 및 연속절편 결과에 image processing을 실시하여 세포수준에서의 초미세구조 정보를 추출 3-D 입체구조로 재구현하였다. ${\pm}60^{\circ}$에서의 tilting과 $0.125{\sim}1{\mu}m$에 이르는 연속절편에서 결정체를 구성하는 미세한 관상요소(tubular elements)의 구조적 특성을 조사한 결과, 결정체는 일시적으로 분화 초기단계에서 형성되어 $4{\sim}5{\mu}m$에 이르기까지 크게 여러 형태로 발달하나, 엽육조직이 성숙하면 이들 구조는 색소체에서 완전히 사라지는 특성을 보였다. 결정체를 구성하는 관상의 요소는 절단각도에 따라 격자구조 또는 평행구조를 이루었으며, 이들 구조 내에 형성되어 있는 정교한 구조적 pattern은 회절분석에 의해 확인되었다. 결정체 내에는 규칙적으로 약 20nm의 격자간격으로 이루어진 초미세관상의 요소들이 수백-수천 개 무리지어 발달하였다. 색소체 내에는 이러한 결정체가 하나 이상 형성되기도 하며, 일부 결정체의 경우 결정구조의 말단부위가 국소적으로 융합 또는 분지되기도 하였다. 결정구조는 막으로 둘러싸이지는 않으나, 대부분 틸라코이드 막성계와 밀착하여 발달하였다. 일차적으로 수집된 HVEM 상의 2-D 결과는 디지털화 과정을 거친후 Imod와 3-D Max를 이용하여 3-D 입체구조로 재구현되었다.

• Applied Microscopy
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• 제24권4호
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• pp.1-12
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• 1994

대마(Cannabis sativa L.)의 잎과 암꽃의 포(苞)를 투과 전자현미경으로 관찰한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 어린 엽육세포에서 관찰되는 원시색소체는 타원형으로서 장축의 크기는 $1.5-2.0{\mu}m$이었으며, 스트로마 기질내에는 100nm 크기의 색소체소구가 많이 나타났다. 파종후 3주후에 채취된 시료의 엽육세포에 있어서는 그라나가 잘 발달된 엽록체가 관찰되었는데, 틸라코이드의 신장과 더불어 엽록체의 형태도 긴 장타원형을 이루고 있었다. 엽육세포가 성숙하면서 전분립의 수와 크기가 점차 증가하였고, 이에 따라서 엽록체의 형태도구형에 가까운 타원형으로 변하였다. 특히 이 시기의 그라나간틸라코이드는 매우 팽창되는 양상을 나타내었다. 엽육세포 가운데 비교적 어린 단계에 있는 세포에서는 원시색소체가 엽록체와 함께 출현하기도 하였는데, 이때의 이들 엽록체는 전분립을 전혀 지니지 않았다. 엽육조직과 암꽃의 포에서 관찰된 표피세포는 전분립을 지닌 엽록체가 세포벽을 따라 나타났으며, 핵은 세포의 기부에 규칙적으로 배열하였다. 비분비모는 세포의 중앙에 큰 액포가 발달하였으며 아주 적은 세포질이 세포벽을 따라 존재하였다. 이들 세포질내에도 옅록체가 나타났는데, 이들은 엽육세포의 엽록체에 비해 현저히 작았고, 형태도 타원형에 가까왔다. 한편, 분비모에서는 매우 특징적인 색소체가 출현하였는데, 이들은 격자구조의 막성구조(reticulate body)를 지니면서 분비작용을 왕성히 하고 있었다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2009년도 제41차 학술발표회
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• pp.21-22
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• 2009

최근, 헵타메틴 시아닌색소(heptamethinecyanine)는 그 적용 범위가 넓기 때문에 많은 연구자들의 관심을 받고 있다. 특히, photo-sensitizers, dye lasers, optical recordings와 storage media 등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 헵타메틴 시아닌색소의 주된 특징은 polymethine 사슬에 연결된 cyclohexene 고리에 의하여 근적외선 부근에서 흡수가 이뤄진다는 것이다. 근적외선 색소의 흡수 특성을 HOMO와 LUMO 에너지 전위를 사용하여, 수치화 함으로써 분자간, 분자내 상호작용을 분석 할 수 있다. 따라서, 본 실험은 헵타메틴 시아닌 색소의 치환체에 따른 전기화학적 특성을 순환 전압-전류법(Cyclic voltammetry)과 분자 모델링을 통하여 HOMO와 LUMO의 에너지 준위를 구하고, 치환체 효과가 헵타메틴 시아닌색소에 미치는 전기화학적 특성을 UV-Vis와 계산으로부터 얻어진 에너지준위를 분석하고자 한다. 본 실험에 사용된 Uv-Vis 스펙트럼 측정은 Agilent 8453 UV-Vis spectrophotometer를 사용하였고, 전기화학적 분석 방법인 순환 전압-전류법은 Versa STAT 3 (Princeton allied research in USA)를 사용하였다. 순환전압-전류법의 측정은 Acetonitrile 용액에 $TBAPF_6$ (Tetrabutylammonium hexafluorophosphate)를 전해질로 하고, Ag/$Ag^+$을 기준전극으로 사용하여 주사 속도를 50mV/s로 하여 측정 하였다. 치환체에 의한 영향을 알아보기 위하여 분자구조 최적화 모델링을 사용하였다. 3차원 분자입체 특성 및 에너지 준위 상태는 Materials studio 4.2를 사용하여 특성을 예측 하였다. 본 연구에서는, 헵타메틴 시아닌 색소의 기본 골격에 각기 다른 치환체를 치환 시켜 치환체에 의한 영향을 전기화학적인 방법인 순환 전압-전류법(Cyclic voltammetry)와 분자 모델링 방법을 사용하여, HOMO와 LUMO에너지 준위 값을 구함으로써 치환체에 의한 영향을 알아보았다. 치환체로는 Dye 1과 Dye 2로 치환된 헵타메틴 시아닌 색소를 사용하였다. 이렇게 얻어진 HOMO/LUMO 에너지 준위 값으로부터 이온화 에너지($I_p$)와 전자 친화도($E_a$) 또한 구할 수 있는데, $I_p$와 $E_a$는 분자 오비탈과 전자전이에 관련된 값들이고, 이는 계산을 통하여 얻을 수 있다. 순환 전압-전류법의 계산 방법은 봉우리 전위(peak postential)와 (onset potential)방법이 있는데, 이 계산을 통한 전위 값들이 봉우리 전위 계산 방법이 onset potential 방법에 비하여 작은 전위 값으로 나타난다. 하지만 이 두 가지 방법 모두 현재 순환 전압-전류법을 사용하여 HOMO/LUMO 에너지 준위를 측정하는 방법에 쓰이고 있으며, 어떠한 계산 방법이 더 정확하다고는 말 할 수 없지만, 본 실험 결과를 통하여 비교 분석한 결과 onset potential 계산 방법이 봉우리 전위 계산 방법에 비하여 정확하다고 판단된다. Dye 1과 Dye 2를 순환 전압-전류법으로 측정한 결과 각기 다른 전위를 나타내고 이것을 계산을 통하여 정량화하면 Dye 2가 Dye 1에 비하여 높은 전위 값을 갖음을 알 수 있는데, 이것은 ethyl 에 비하여 surful 원자의 전자공여성이 더 크다고 할 수 있다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.57.1-57.1
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• 2010

레이저 색소 분자간의 회합을 막음으로써 높은 레이저 효율을 갖는 고체 색소 레이저를 제조하기 위해 레이저 색소인 DCM을 유-무기 하이브리드 재료에 화학적으로 결합시켰다. 수산화기를 기능기로 갖는 DCM을 합성하여 이를 솔-젤반응의 전구체로 활용하였다. 유기실란을 DCM과 함께 솔-젤반응을 시킴으로써 DCM이 결합된 유무기 하이브리드 재료를 제조하였다. DCM이 결합된 유-무기 하이브리드 재료는 유기물과 무기물의 특성을 각각 갖고 있기 때문에 용액공정을 통해 고체 색소 레이저를 단시간에 제작할 수가 있을 뿐만 아니라 열적 및 광학적으로 우수한 특성을 보여주었다. Nd:YAG 레이저를 여기광으로 이용하여 DCM이 결합된 유-무기 하이브리드 재료의 레이저 효율을 측정하여 DCM을 유기용매에 녹인 색소 레이저의 레이저 효율과 비교하였다. DCM이 결합된 유-무기 하이브리드 재료는 DCM의 농도가 높아질 수록 유기용매를 이용한 색소 레이저에 비해서 더 높은 레이저 효율을 가지는 것을 관찰하였다. 이는 DCM이 결합된 유-무기 하이브리드 재료에 각각의 DCM 분자가 실록산 망목구조와 화학적으로 결합이 되어있기 때문에 하이브리드 재료에 안정적으로 존재할 수 있게 되고 망목구조에 둘러쌓여 분자간의 회합이 방지되는 효과를 가지게 되기 때문이다.

• 식물조직배양학회지
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• 제25권3호
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• pp.183-187
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• 1998

한란(Cymbidium kanran)의 근경에 돌연변이 물질인 EMS를 처리하여 엽록소변이 식물체를 유도하였다. 한란종자를 발아시켜서 근경을 유도할 때 종자에 40분간 초음파 처리한 것이 무처리구에 비하여 발아율이 5.5배 정도 높았다. EMS 0.2%를 포함한 근경증식용 액체배지에서 3주간 배양하였을 경우에 50-60%정도의 근경이 갈변되었다. 갈변된 근경을 근경증식용 고체배지에서 배양하였을 경우에 근경조직의 일부분으로부터 새로운 근경의 증식의 관찰되었고, 이러한 근경조직을 절단하여 1년간 계단배양하던중에 분열조직의 일부분에서 색소변이 근경이 관찰되었다. 색소변이 근경은 나선형의 줄무늬가 가장 많았고, 그 외 엷은 노란색과 흰색의 근경이 분리되었다. 나선형의 근경에서 유도된 식물체는 잎에 무늬가 전혀 없는 녹색의 식물체 또는 줄무늬가 들어 있는 식물체가 유도되었다. 그러나 엷은 노란색 근경에서 유도된 식물체는 노란색 줄무늬가 있는 식물체로, 흰색 근경으로부터 유도된 식물체는 백화된 식물체로만 분화하였다. 이상의 결과 한란근경을 이용한 색소변이식물체의 유도에 있어서 배양중인 근경에 EMS처리가 효과적인 것을 보여주었다. 이러한 방법을 다른 식물에 적용하면 색소변이 식물체를 개발할 수 있으리라 생각된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제28권2호
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• pp.111-116
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• 2000

Cordyceps scarabaeicola KEFC-C252 균사체의 배양으로 생산되는 천연색소의 생산조건 및 색소의 정제방법을 조사하였으며, 분리된 색소의 항돌연변이 효과를 조사하였다. 색소의 생산에 적합한 배지는 1.5% sucrose, 2.5% yeast extract, 초기 pH5.5였다. Cordyceps scarabaeicola KEFC-C252를 $26^{\circ}C$에서 108시간 배양한 후에 색소생산이 최대에 달하였으며, 최적조건에서 Cordyceps scarabaeicola KEFC-C252는 1.2 g/liter의 색소를 생산하였다. 색소는 ethylacetate 추출, 산침전 및 결정화과정을 거치면서 정제하여 황색의 육각기둥 모양의 결정을 얻었다. 분리된 색소는 용액의 pH 변화에 따라 색상이 변하는 특성을 나타내었는데 알칼리성 용액에서 청색, 산성 용액에서 붉은색을 나타내었다. 분리된 색소는 4-NQO로 유도된 돌연변이를 억제하는 항돌연변이원성 물질이었다. 또 분리된 색소는 Salmonella typhimurium TA98과 TA100에서 자발적 돌연변이를 감소시켰다.