마늘의 일부 품종에서 화학적 조성 및 생물학적 특성이 조사되었지만 현재 고아라 마늘의 주요 성분 및 생리활성에 대한 조사는 부족한 현실이다. 2012년 품종으로 등록된 고아라 마늘의 주요성분 및 생리활성을 측정하기 위하여 서귀포, 담양 및 남해에서 재배하여 비교하였다. 재배된 마늘 성분을 분석한 결과 서귀포에서는 황 관련 물질(알리인과 피루베이트 총량)과 항균 활성이 우수했으며 남해에서는 페놀 함량과 환원당 함량이 풍부하였으며, 담양에서는 총 플라보노이드 함량이 높게 나타났다. 위의 결과를 고려할 때 재배 지역 간에는 차이가 있었지만 고아라 마늘은 지금까지 보고된 다른 마늘 품종과 비슷하게 주요 성분함량과 생리 활성을 보여주었다. 이러한 연구 결과는 지역 농민, 유통 업자 및 소비자에게 유용한 정보가 될 것이다.
매실나무(Carthamus tinctorius L.)는 한국, 일본과 중국에서 전통적으로 약효가 있는 음식으로 사용되어 왔다. 특히 과일은 위염증 및 위궤양에 도움이 되는 생물학적 효과가 있다고 보고되었다. 그러나 피부미백과 관련된 효능에 대한 연구는 이직까지 미진하다. 따라서, 본 연구에서는 항산화 및 피부미백에 대한 매실추출물의 효능이 조사되었다. MTT assay를 이용한 세포생존에 대한 결과로 매실추출물은 0.1% 이하의 농도에서 세포독성이 없는 것으로 나타났다. 다음에 매실추출물의 환원력 뿐만 아니라 DPPH radical, hydrogen peroxide 및 superoxide에 대한 직접적인 소거효과가 in vitro에서 평가되었다. 그것은 이상의 활성산소종에 대한 소거효과를 발휘하게 하는 우수한 환원력을 가지고 있다. 더욱이 산화적 스트레스와 연관된 genomic DNA 손상에 대한 보호효과가 농도에 따라 증가하는 것이 관찰 되었다. 뿐만 아니라 L-dopa에 의하여 유발되는 멜라닌 생성에 대한 억제효과를 나타내었다. 그것은 또한 Western blot 분석에서 항산화와 괸련된 NRF-2, SOD-1 및 SOD-2 발현수준을 감소시킨다는 것이 발견되었다. 이러한 결과들은 매실추출물이 항산화에 의한 멜라닌생성의 억제를 통하여 피부 미백효과를 발휘할 수 있다는 것을 암시한다.
연구배경: 활성산소종(reactive oxygen species)은 발암 기전의 여러 단계 과정에 관여한다. 대부분의 종양 세포주 및 종양 조직내의 종양 세포는 활성산소종을 생성하는 반면 종양 세포의 catalase, Mn- 및 CuZn-SOD등 기존 항산화 단백의 활성도는 대부분 저하되어 있다. 이로 인한 종양 조직내의 지속적인 산화 스트레스는 종양의 국소 침습 및 전이를 촉진한다. 12-kDa thioredoxin은 glutathione 및 glutaredoxin과 함께 세포내 산화-환원 전위를 조절하여 세포 활성, 증식, 분화 및 산화-환원에 의한 아포토시스 조절에 관여하는 것으로 알려져 있다. 한편 histiocytic lymphoma 세포 (U937, human)에서 14-kDa 및 10-kDa의 eosinophilic cytotoxic enhancing factor(ECEF)로 정제되었으며 호산구 자극의 생물학적 기능은 10-kDa에서 20배 이상 높은 것으로 알려져 있다. 성인 T-세포백혈병, 자궁경부상피세포암 및 간세포암에서 thioredoxin 양이 증가 되어 있고 폐암에서는 thioredoxin mRNA가 증가되어 있는 것으로 알려져 있다. 이에 폐암 조직과 주위 정상 조직을 비교하여 catalase, CuZn-SOD 및 glutathione peroxidase 등 기존 항산화 단백과 thioredoxin 발현 변화를 비교 관찰하고 대식세포에서 산화 스트레스 및 내독소에 의한 thioredoxin 발현 변화를 관찰하고자 하였다. 방 법: 동일한 환자의 폐암 조직과 주변의 정상 폐 조직을 immunoblot 분석으로 catalase, CuZn-SOD, glutathione peroxidase 및 thioredoxin 발현을 비교 관찰하였으며 대식세포인 mouse monocyte-macrophage 세포 (RAW 264.7)에 5 ${\mu}M$ menadione 및 1 ${\mu}g/ml$ endotoxin을 처치하여 thioredoxin 발현을 관찰하였다. 결 과: Immunoblot 분석상 12-kDa의 thioredoxin 발현은 폐암 조직에서 정상 폐조직과 비교하여 의미있는 증가를 보였으나 catalase 및 CuZn-SOD의 발현은 폐암 조직에서 정상 폐조직과 비교하여 감소하였고 glutathione peroxidase의 발현은 일정 하지 않은 변화를 보였다. 절단형(truncated) thioredoxin 역시 폐암에서 증가하였다. Mouse monocyte-macrophage cells에 5 ${\mu}M$ menadione 및 1 ${\mu}g/ml$ endotoxin을 처치하였을때 thioredoxin 발현은 12시간에 최고로 증가하여 48 시간까지 지속되었다. 결 론: 폐암에서 기존의 항산화 단백과는 달리 12-kDa 및 절단형 thioredoxin 발현이 증가하며 이는 종양 조직내의 지속적인 산화 스트레스와 밀접한 연관이 있다. 특히 절단형 thioredoxin의 생물학적 기능을 고려할 때 절단형 thioredoxin 발현 증가는 종양 세포 증식을 통한 종양 성장에 더욱 의미있는 역할하리라고 생각된다.
본 연구에서는 썩은 고구마 및 감자로부터 amylase 생산균주인 사상균 FM04를 분리하였으며, 분리균주의 섬유소분해 효소 생산에 관한 배양의 환경변수 및 기질특성을 조사하였다. 최적의 효소생산을 위한 온도, pH, 교반조건은 각각 28∼3$0^{\circ}C$, 5.0∼6.0, 100rpm이였다. FM04는 Amylase 생산을 위해 탄소원으로서 starch을 잘 이용하였다. 경제적인 효소생산을 위해 전분이 많이 함유된 음식물쓰레기를 이용하였고, 1% (w/v)의 기질농도에서 5.2 U/ml의 amylase 효소활성을 얻을 수 있었다. Amylase 활성의 최적온도 및 PH는 각각 6$0^{\circ}C$와 4.5이었으며, 열안정성은 5$0^{\circ}C$에서 2일 동안 90%의 활성이 유지되었다. 음식물쓰레기의 효소학적 가수분해에서는 2.5 U/ml의 amylase 배양상등액에 음식물쓰레기 20% (w/v)의 첨가한 반응물을 5$0^{\circ}C$, 48시간의 반응한 결과 72.6 g/L의 환원 당을 얻을 수 있었다.
혼합대는 지표수와 지하수의 수리적 교환이 일어나는 경계부로써 1) 수문학적 관점에서는 하도와 하상간의 물교환이 이루어지는 공간으로 다양한 물리적·화학적 작용이 발생, 2) 생지화학적인 관점에서는 하상 간극수 흐름에 의한 전이대(ecotone)를 형성하여 용존산소·영양물질·용존유기탄소의 이동뿐만이 아니라 지하수로부터 열에너지·무기염류의 공급을 유도하면서 높은 생지화학적 활동과 변환을 야기하는 산화·환원 반응구역, 3) 생태적인 관점에서는 저서생물과 지하 유기체종을 특징으로 하는 서식지이나 잠재적인 레퓨지움(refugium) 등의 관점에서 해석될 수 있다. 국내 하천환경의 생태학적 지속가능성을 위한 지표수-지하수 혼합대 관리에 대한 중요성이 점차 증대되고 있지만 우리나라는 여전히 지하수의 이용 및 보전과 지하수의 안정적인 수량·수질 확보를 목표로 관리를 추진하고 있다. 따라서, 실질적인 지표수-지하수 혼합대에서 발생하는 다양한 현상의 이해나 관리방안에 관한 연구는 아직 미비한 상황이다. 지표수-지하수 혼합대에 관한 보고서, 논문 등을 종합하여 혼합대의 영향인자를 살펴보면 1) 수리수문 특성에는 수리전도도·하천 수위·하천 유속·하천수 수온, 2) 수질 특성에는 유기오염물질·영양염류, 3) 수생태 특성에는 대형무척추동물 등으로 분류할 수 있다. 지금까지 단일 연구분야의 접근방법으로 다양한 현장측정기법 및 모델링을 통한 혼합대 연구가 수행되고 있지만, 혼합대가 가지는 환경적 중요성에 대한 이해와 인식이 부족하고, 혼합대 내부에서 발생하는 복합적인 프로세스로 인해 전문가들조차 연구에 어려움을 가질 것이다. 지표수-지하수 혼합대의 효율적인 관리를 위해서는 수리수문·수질·수생태 등 다양한 시각에서 접근하여 학제간 융합연구를 통해 기초 데이터를 상호교환하고, 기존의 혼합대 조사에 부족한 부분을 해결할 필요가 있다. 향후 하천 기저유출 및 혼합대 기초자료 구축, 혼합대 흐름 정량화, 하천복원사업에 의한 혼합대 영향 규명 등의 연구를 수행함으로써 혼합대를 체계적으로 관리할 수 있는 기술 방안을 제시할 필요가 있다.
RuBPCase에 의한 RuBP의 탄소고정화반응에 의해 생성된 PGA는 NADH에 의해 환원되어 GAP로 변한다는 사실은 이미 잘 알려져 있다. 이때 마반응의 NADH를 분광학적으로 측정하면 반응의 진척 도를 알 수 있다. 이 환원반응은 SDS 마생용액 속 에셔 촉진됨을 관찰하였다. 대부분의 단백질이 음이온성 미생과의 강한 상호작용으로 말미암아 불활성화된다는 사설과는 달리, 이 일련의 반응은 3~4종 의 효소단백질을 포함하고 있음에도 불구하고 반응 에 대한 저해현상은 관찰할 수 없였고, 오히려 $2{\times}10^{-2}M$ 의 고농도의 미생용액 속에서는 거의 모든 NADH가 산화되었다. NADH가 물층과 미셀층 사이에 엘정한 비율로 분포되어 있어서. 미셀에 결합된 NADH가 물층과 미생층의 경계변에셔 PGA와 반응하기 때문인 것으로 판단된다. 한편 양이온성 (CTABr), 양쪽이온생 (Chaps), 비 이온성(Brij 및 Triton X-1OO)미생은 그들의 농도 가 증가함에 따라, 반응이 처음에는 급격히 증가하여 최대(NADH의 흡광도값 최소)에 이르나, 이후 감소(흡광도 증가)하다가 다시 서서히 증가하고, 이어서 다시 감소하는 경향을 보였다. 저농도의 미셀 용액 속에서의 반응성이 비교적 급속히 증가하는 것 은 미셀속에 침투되어 있는 미반응의 NADH가 Stern층에서 PGA를 환원시키기 때문인 것으로 생각된다. 이어서 반응성이 다시 완만하게 감소하는 것은 미생용액 속에서의 소수성 기질과 천수성 반응 물절의 두 분자반응의 전형적인 모형을 따르기 때문인 것으로 판단된다.
하수 슬러지의 생물전기화학 혐기성소화에 대한 인가전압의 영향을 0.2-0.4 V에서 수행하였다. 인가전압 0.3 V에서 pH와 VFAs는 7.32, 760 mg COD/L로 매우 안정한 값을 유지하였다. 이때 비메탄생성량은 $1.32L\;CH_4/L.d$이었으며, 바이오가스의 메탄함량은 73.8%로서 생물전기화학 혐기성소화조에 0.3 V의 낮은 전압을 인가하여도 혐기성 소화의 성능을 크게 향상 시킬 수 있었다. 0.4 V를 인가하였을 때, VFAs 성상의 포름산과 프로피온산 비율이 증가하였으며, 비메탄 생성량과 바이오 가스의 메탄함량은 각각 $1.24L\;CH_4/L.d$ 및 72.4%로 약간 감소하였다. 인가전압 0.2 V에서 pH는 6.3으로 감소하였으며, VFAs 농도는 5,684 mg COD/L로 크게 증가하였다. 또한, VFAs 구성성분 중에서 프로피온산과 뷰티르산의 비율이 급격히 증가하였고 비메탄생성량과 메탄함량이 크게 감소하였다. 인가전압 0.2 V에서 생물전기화학 혐기성 소화조의 성능 저하는 이산화탄소의 환원반응에 대한 열역학적인 전위구동력의 부족에 기인하였다.
목적: 화합물이 가지는 항바이러스 및 항암 작용으로 인하여 5-iododeoxyuridine 유도체들에 관한 연구는 매우 광범위하게 이루어져왔다. 방사 요오드가 치환된 이들 화합물에 대한 연구의 주요 목표는 체내 및 체외 평가 시 효과적 일뿐만 아니라, 보다 안정한 화합물을 개발하는 것이다. 본 연구를 통해, 다양한 방사성의약품의 중간체로도 이용되어질 수 있는 carbocyclic radioiododeoxyuridineanalogue (ddIVDU)를 합성하여 생물학적 평가를 수행하고자 하였다. 대상 및 방법: 목표 화합물의 합성은 Pd(0)-촉매 결합 반응, LAH 환원반응, hetero Diels-Alder 반응을 주요 반응으로 하여 수행하였다$(Sch\;3)^{10-12}$. 합성된 화합물의 생물학적 평가를 위해 MCA와 MCA-tk 세포에 다양한 농도의 GCV와 carbocyclic ddIVDV를 처리하여 MTS 법을 이용해 세포독성을 보았고, [$^{125}I$]carbocyclic ddIVDU를 이용해 MCA와 MCA-tk 세포에서 HSV1-tk에 의한 선택적 섭취를 비교 평가 하였다. 결과: Carbocyclic ddIVDU 및 요오드 도입을 위한 전구물질의 합성을 cyclopentadiene을 출발 물질로 하여 높은 수율에 의해 수행하였다. 방사요오드를 이용한 동위원소 도입 반응은 각각, 80% 이상의 방사표지 수율 및 95 % 이상의 방사 화학적 순도를 나타내었다. 세포독성 결과 MCA-tk 세포에서 carbodyclic ddIVDU는 GCV에 비해 세포독성이 작았고, MCA에서는 유사한 세포 독성을 보였다. [$^{125}I$]carbocyclic ddIVDU는 MCA-tk 세포에서 uptake는 8시간째까지 계속 증가하는 양상을 보였으며, MCA세포에서 uptake는 4시간째까지 일정하게 유지되다가 8시간째 급격히 증가하였다. [$^{125}I$]carbocyclic ddIVDU의 uptake는 MCA보다 MCA-tk에서 약 2-5배 정도 높은 결과를 보였다. 결론: 진행되어진 생물학적 결과로부터 이 유도체는 체내 평가 시 매우 안정할 뿐만 아니라, GCV에 비해 독성이 덜하고, HSV1-tk cell에 선택적임을 보여준다. 따라서 신규 화합물인 carbocyclic ddIVDU는 HSV1-tk를 영상화하는데 유용하게 이용되어질 수 있을 것이다.
저염 된장 제조를 위하여 염농도 8-14%로 달리하여 제조한 된장을 20$^{\circ}C$에서 16주 동안 발효하여 이화학적 특성의 변화를 조사하였다. 된장의 pH는 발효기간에 따라 전반적으로 감소하였고, 발효 4주 후부터 염농도 8%와 10%의 저염 된장이 염농도 12%와 14%인 고염 된장에 비하여 낮은 pH를 보였다. 적정산도는 제조 직후 1주간 급격히 높아진 후 발효기간이 경과함에 따라 완만히 증가하는 경향을 보였으며, 염함량이 높은 된장일수록 낮은 값을 보였다. 단백질 함량은 염농도에 관계없이 발효기간에 따른 변화없이 일정한 수준을 유지하였다. 아미노태 질소 함량은 발효기간에 따라 지속적으로 증가하는 경향을 보였으며, 저염 된장에서 높은 값을 보였다. 휘발성 염기질소는 발효 중반까지 일정한 수준으로 유지되다가 발효 후기에 급격히 증가하였으며, 염농도가 낮을수록 높은 경향을 보였다. 환원당은 발효 중기에 증가하다가 발효 후기에는 감소하였다. 염 함량을 달리하여 제조한 된장의 적정 발효기간은 염농도 8%에서 2-11주, 10%에서 3-12주, 12%에서 6-14주, 14%에서 9-15주로 염 함량에 따라 길어졌다. 된장의 관능적 품질은 낮은 염농도에서 단기간 발효한 된장이 높은 염농도로 장기간 발효한 된장에 비하여 우수하였다.
논상태(狀態)의 토양(土壤)에서 유기물(有機物)의 종류(種類), 질소비종(窒素肥種) 및 시비량(施肥量)을 달리했을 때 광합성(光合成) 및 타양성질소고정미생물(他養成窒素固定微生物)에 의한 생물학적(生物學的) 질소고정량(窒素固定量)과 Kjeldahl 분석(分析)에 의한 토양중(土壤中) 전질소함량(全窒素含量) 변화차이(變化差異)를 알고저 초자실(硝子室)에서 60일(日) 담수시험(湛水試驗)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 각종시용유기물중(各種施用有機物中) 탄소(炭素) 1mg당(當) 생물질소(生物窒素) 고정량(固定量)은 glucose 0.13mg, 볏짚 0.09mg, 그리고 양송이 폐상퇴비와 보리짚은 0.07mg이였다. 2. 토양종류(土壤種類)에 따른 질소고정량(窒素固定量)은 질소비종(窒素肥種)에 따라서 상이(相異)했으며 시비량(施肥量)이 증가(增加)할수록 감소(減少)했는데 감소(減少)의 정도(程度)는 유안(硫安)보다 요소시용시(尿素施用時) 현저(顯著)하였다. 3. 광조건별(光條件別) 질소비종(窒素肥種) 및 시비량(施肥量)에 따른 질소고정량(窒素固定量)은 사질토양(砂質土壤)에서 유안(硫安)이 요소(尿素)보다 증가(增加)되었으며 전질소고정량중(全窒素固定量中) 75%는 광합성미생물(光合成微生物)에 의하여 그리고 25%는 타양성질소고정미생물(他養性窒素固定微生物)에 의하여 고정(固定)되었다고 추정(推定)할 수 있었다. 그러나 식질토양(埴質土壤)에서는 광조건(光條件)과 질소비종간(窒素肥種間)에 뚜렷한 차이(差異)는 보이지 않했다. 4. 시험전후토양(試驗前後土壤)의 질소함량(窒素含量)을 보면 사질토양(砂質土壤)은 처리(處理)에 관계(關係)없이 시험후(試驗後) 토양(土壤)의 질소(窒素)가 현저(顯著)히 감소(減少)되었는데 그 정도(程度)는 요소시용구(尿素施用區)의 광차단조건(光遮斷條件)에서 현저(顯著)하였다. 한편 식질토양(埴質土壤)에서 비종간(肥種間)에는 큰차이(差異)를 볼 수 없었으나 광차단조건(光遮斷條件)에서 질소(窒素)의 감소(減少)가 현저(顯著)하였다. 5. Acetylene 환원법(還元法)에 의한 생물질소고정량(生物窒素固定量)과 Kjeldahl 분석(分析)에 의한 전질소함량변화차이(全窒素含量變化差異)는 평균(平均) 6:1의 비율(比率)을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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