• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.146-151
• /
• 2004

포접력을 지닌 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin(β-HPCD)을 비롯한 cyclodextrin계 화합물은 소수성 유기물질의 용해도를 증가시킴으로써 미생물에 의한 분해를 촉진시키나 그 외의 자세한 기작은 알려져 있지 않다. 본 실험에서는 β-HPCD 유무에 따라 고분자 PAHs 분해력을 지닌 Novosphingobium pentaromtivorans US6-1 균주의 pyrene라 benzo[a]pyrene(B[a]P)의 분해정도, 이때의 biomass 변화 및 dioxygenase활성을 측정함으로써 PAHs 생분해과정에서 β-HPCD의 역할을 규명하고자 하였다. 실험구는 균주와 PAHs, β-HPCD의 존재 유무에 따라 8개 조건으로 준비하였으며 각 실험구의 배양기간에 따른 PAHs 분해도와 생체량의 변화를 측정하였다. Pyrene의 경우 β-HPCD가 존재함에 따라 분해도가 증진되는 것이 확인되었으며, 특히 B[a]P의 분해에는 β-HPCD가 필수요소로 작용하였다. 생체량의 변화는 PAHs의 존재 유무에 영향을 받지 않았고 β-HPCD의 존재 유무에 따라 차이를 나타내었다. 또한 US6-1 균주는 β-HPCD가 포함된 MM2 무기영양배지에서 전배양 할 때에 ZoBell 배지에서 전배양하는 경우에 비해 catechol-1,2-dioxygenase 효소활성이 높은 것으로 나타났으나 그 값은 빈영양상태에서 배양한 세포의 효소환성과 큰 차이를 보이지는 않았다. 이상의 결과로 볼 때 β-HPCD는 PAHs의 이용성을 높여주는 동시에 탄소원으로 이용되어 균주의 생체량 증가에 기여함으로써 PAMs의 분해력을 증진시키지만 dioxygenase 효소활성에는 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다.

• 전기화학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.30-36
• /
• 2014

산화/환원 매개체는 혈당 센서의 구성에서 전극과 효소 반응의 전자 전달 매개체로서 중요한 역할을 담당한다. 본 연구에서는 기존의 산화/환원 매개체보다 전자 전달 반응이 용이하며, 높은 민감도를 위해 페레이트에 아닐린을 결합시켜, 1차 아민기를 갖는 $Fe(CN)_5$-aminopyridine를 합성하였다. 합성된 $Fe(CN)_5$-aminopyridine 는 순환 전압 전류 법과 분광학적 방법을 이용하여 합성 결과를 확인하였다. 합성된 물질과 포도당을 측정하기 위한 당 탈 수소 효소를 ITO 전극위에 고정시켜 효소전극을 제작하였고, 또한 신호 증폭을 위하여 금 나노 입자를 함께 고정시켰다. 금 나노 입자가 고정된 효소 전극은 그렇지 않은 전극에 비해 약 2배 가량의 전류 밀도가 증가함을 확인하였다. 만들어진 효소 전극에서 포도당의 농도 별 산화 촉매 전류를 순환 전압 전류 법으로 측정한 결과 0.4 V (vs. Ag/AgCl)에서 전기적 신호가 발생되었으며, 포도당 0~10 mM의 농도 범위에서 전기적 신호가 선형 증가함을 확인할 수 있었다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제48권3호
• /
• pp.189-200
• /
• 2005

생물학적 질소고정과정의 연구는 학문적으로나 산업적으로 매우 중요한 과정이다. 본 총설에서는 공업적 질소고정과 비교되는 생물학적 질소고정의 특징을 간단히 살펴보고, Azotobacter vinelandii에서 연구되고 있는 생물학적 질소고정효소의 특징을 다룬다. 생물학적 질소고정과정은 다양한 생명체에서 일어나며, 최근에는 미생물인 A. vinelandii에 그 작용 메커니즘에 관한 연구가 집중되어 있다. 공기중의 질소를 암모니아로 변환시키는 질소고정은 화학적으로 환원 반응에 해당하므로 전자의 공급이 필요하다. 생물학적 질소고정을 담당하는 질소고정효소는 촉매반응을 위해 생물학적인 환원력을 사용하여 전자를 공급받아, Fe 단백질의 $Fe_4S_4$ cluster와 MoFe 단백질의 P-cluster를 거쳐 질소 환원 반응이 일어나는 FeMo-cofactor로 전달한다. 이러한 전자전달의 과정과 수소이온의 전달 과정은 질소고정효소의 반응 메커니즘 이해에 매우 중요한 과정이며, FeMo-cofactor와 질소분자의 상호작용은 생물학적 질소고정 메커니즘의 중심에 있다. 질소고정 작용 메커니즘의 연구에는 X-선 단백질 결정학, EPR과 $M{\ddot{u}}ssbauer$ 등의 다양한 분광학적 방법과, 효소의 기질과 저해제의 상호작용을 연구하고 mutant와 비교하는 생화학적 접근방법, 그리고 FeMo-cofactor의 모델 화합물을 합성하여 연구하는 화학적 방법 등이 적용되었다. 이들 분야의 최근 연구결과를 소개하며, 마지막으로, 다양한 연구 결과에 바탕하여 새로운 질소고정효소의 작용 기작이 제안하였다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
• /
• 제59권4호
• /
• pp.305-311
• /
• 2016

본 연구는 야관문과 호로파 복합추출물인 YHM이 과산화수소($H_2O_2$)로 산화적스트레스를 가한 TM3 세포의 테스토스테론 발현에 미치는 영향을 확인하고자 수행되었다. 세포독성 시험을 수행하여 YHM의 경우 $40{\mu}g/mL$을 최고 농도로 중농도 $20{\mu}g/mL$, 저농도 $10{\mu}g/mL$ 처리군을 설정하였고, TM3 세포에 산화적 스트레스를 주기 위해서는, serum free 배지에 $50{\mu}M$의 과산화수소를 4시간 동안 처리하였다. 산화적 스트레스가 가해진 TM3 세포에 YHM 시료를 처리하여 세포 생존률에 미치는 영향을 평가하였을 때 모든 농도 처리군에서 세포증식이나 독성이 없었다. 테스토스테론은 과산화수소를 처리하였을 때 감소하였다가 YHM 시료를 처리하였을 때 control 수준으로 회복되거나, control 보다 더 증가하였다. 또한 시료에 의한 테스토스테론 양의 증가원인을 확인하기 위하여, 테스토스테론 합성 및 분해에 관여하는 효소들의 발현량을 ELISA와 Real-time PCR을 통해 알아보았다. 테스토스테론 합성에 관여하는 $3{\beta}$-HSD4와 17,20-desmorase는 과산화수소 처리 시 감소하였다가, YHM을 처리하였을 때는 control 수준으로 회복하였다. 테스토스테론을 estradiol 및 dihydrotestosterone로 변환시키는 aromatase와 $5{\alpha}$-reductase2는 과산화수소를 처리하였을 때 증가하였다가 YHM 시료를 처리하면 control 수준이나 그 이하로 감소하였다. 이 결과들로 보았을 때 YHM 시료는 TM3 세포의 증식에는 영향을 미치지 못 하지만, 산화적 스트레스에 의해 감소된 테스토스테론 합성 효소의 발현을 증가시키고, 반대로 증가되는 테스토스테론 분해 효소의 발현은 감소시켜, 결국 산화적 스트레스에 의해 저하된 테스토스테론의 양을 회복시키거나 증가시키는 효과가 있는 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.609-615
• /
• 2013

글리세올린 I은 다양한 피부 질환의 예방과 치료에 유용한 물질로 주목을 받아왔다. 그러나 피부 멜라닌 형성에 결정적 역할을 담당하는 포유류의 아데니닐 고리화 효소(이하 mAC)에 대한 직접적인 결합 형태와 상호 작용에 대한 연구는 현재까지 연구 보고된 사례가 없었다. 글리세올린 I 의 mAC 활성 부위에 대한 결합 작용 기작을 규명하기 위하여 우선 글리세올린 I과 SQ22,536 (mAC에 결합하여 mAC의 활성을 억제하는 것으로 이미 잘 알려진 단일 화합 물질)의 mAC에 대한 결합 친화도와 결합 형태를 비교 분석 하였다. 글리세올린 I은 mAC의 활성부위에 존재하는 Asp 1018, Trp 1020, Asn 1025와 각각 3개의 수소결합을 형성하는 것으로 분석되었고 SQ22,536은 mAC 활성부위의 Asp 1018, Asn 1025와 2개의 수소결합을 형성하여 글리세올린 I이 상대적으로 우월하게 결합하는 것으로 분석되었다. 글리세올린 I은 또한 포스콜린(forskolin)에 의해서 유도되는 세포내 멜라닌 형성 2차 신호전달 물질인 cyclic AMP의 생성과 이로인해 유발되는 단백질 인산화 효소 A의 인산화를 효과적으로 억제하는 것을 멜라노마 세포 실험을 통하여 확인하였다. 또한 글리세올린 I 을 장시간 세포에 투여하여도 세포의 생존률에는 영향을 주지 않음을 확인하였다. 본 연구 통하여 규명된 글리세올린 I의 mAC 활성 억제 효능 및 멜라닌 생성 신호전달 기작을 조절하는 성질을 이용하여 향후 흑색종과 같은 다양한 피부 질환 치료제 개발 및 미백화장품 핵심 물질 개발에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국발생생물학회:학술대회논문집
• /
• 한국발생생물학회 2001년도 전기 제11차 학술대회 논문집
• /
• pp.14-18
• /
• 2001

현대의 우리들의 생활환경 중에는 약 10만 종류 이상의 아주 많은 화학물질이 존재하고 있으며 매년 약 1000종류의 새로운 화합물이 상품화되고 있다고 알려져 있다. 이들 중 일부는 우리의 일상생활에 편리한 기능을 가져다 주는 역할을 하고 있으나 최근 생태계 및 인체에 유해한 영향을 미치는 물질로 판명되는 사례가 증가하고 있다. 그들 중에는, 성호르몬과 유사한 구조를 가지기 때문에 호르몬 수용체에 잘못 결합하여 호르몬 활성을 異常히 높이는 등의 영향을 미치는 것이 알려져 있으며, 또, 약물대사 효소의 유도나 효소활성의 저해 등에 의한 물질대사의 교란, 면역계통의 저해, 발암작용 등의 영향에도 미치는 것이 알려져 있다. 이러한 일군의 물질은 내분비계 장애물질(Endocrine disruptors; 환경 호르몬)로 불리며, 최근의 여성에 있어서 유방암의 발생율의 상승이나 남성의 정자수의 감소, 혹은 어떤 종의 야생 생물에 있어서 생식기능 장해(악어 수컷 생식기의 퇴화, 수컷 잉어등의 암컷화, 일부 권패류의 임포섹스 등)는 이러한 내분비계 장애물질에 의하여 유발되고 있다고 하는 가능성이 지적되고 있다. 그렇지만, 이러한 내분비계 장애물질의 환경 중에서의 분포나 다양한 생물에의 영향에 관한 연구는 세계적으로도 아직 부족하고 내분비계 장애물질의 실태나 그 메카니즘 및 그것이 가지는 의미에 대하여는 아직 명확하게 규명되어 있지 않고 있어, 그것에 의한 생체영향의 평가를 총합적으로 검토하기까지에는 이르지 않고 있다. 이러한 물질에 관한 연구는 최근 선진국을 중심으로 활발한 연구가 수행되고 있으나, 우리 나라에 있어서의 연구는 지금까지는 아직 미미한 수준에 머물고 있다. 따라서, 이러한 내분비계 장애물질을 빠른 시기에 발견하여 그것들에 의한 영향을 평가하고, 그 영향을 미연에 방지하는 데에 필요한 대책을 강구하기 위한 많은 연구가 필요 불가결하다. 본고에서는 이러한 환경호르몬 물질 중 본 연구실에서 수행한 내용을 중심으로 유해화학물질 오염 및 대책에 대하여 간단히 발표하고자 한다. 발표내용은, 남해안을 중심으로 조사한 유기주석화합물 오염, 광양만에서의 PAHs(다환방향족탄화수소류) 및 Bisphenol A 오염에 관한 연구결과와 이러한 유해화학물질 오염을 평가하고 관리하는 하나의 유용한 방법으로서 위해성 평가에 대하여 실례를 중심으로 간단히 소개하고자 한다.

• 센서학회지
• /
• 제1권2호
• /
• pp.101-106
• /
• 1992

반도체 pH 센서인 pH-ISFET와 효소 고정화막을 기술적으로 결합한 FET형 반도체 요소 및 포도당센서를 제조하고 그 동작특성을 조사하였다. 사진식각기술을 이용하여 pH-ISFET의 수소이온 감지막 위에 urease와 glucose oxidase를 감광성 고분자 물질인 PVA(polyvinyl alcohol)-SbQ(stilbazolium group)로 고정화(immobilization)시켰다. 제조된 요소센서와 포도당센서는 각각 $0.5{\sim}50{\;}mg/dl$ 범위의 요소농도와 $10{\sim}1000{\;}mg/dl$의 포도당 농도를 정량 할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1415-1417
• /
• 2003

Yoneyama 등이 2001년 기존의 potentiometry 형의 요소 센서보다 우수한 성능을 갖는ampeometry 정의 요소 센서를 제안한 이후, 전자 전달 메커니즘에 관한 관심이 집중되어 왔으나, urease로부터 전극 기질까지의 전자 전달 매질로서 전도성 고분자보다 쉽고 단순한 공정은 아직까지 제시된 바 없다. 본 논문에서는 전도성 고분자로서 polypyrrole(PPy)과 poly(3-methylthiophene)(P3MT)을 이용하여 다공성 실리콘(PS) 요소 센서를 제작하고 각각의 특성을 전기화학적으로 분석하였다. Urease 고정화 전압, 고정화 시간, 고정화 시의 효소 농도, 수소이온 농도 등이 감도에 미치는 영향은 PPy 와 P3MT 각각의 경우 유사한 경향성을 보였다. 감도 특성의 경우, PPy는 다공질 실리콘 전극과 평면 전극 각각에 대하여 1.55 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$와 0.91 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$였고, P3MT의 경우는 각각 8.44 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$와 4.28 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$의 감도를 보였다. 즉, PPy가 P3MT 보다 일반적으로 높은 감도를 보였고, 다공질 실리콘 전극을 사용하는 경우, 그렇지 않은 경우보다 약 2배외 감도 향상 효과를 기대할 수 있었다. 재현성이나 안정성의 경우는 P3MT 가 PPy 보다 우수하였다. 사용 빈도에 따른 감도 저하는 다공질 실리콘 전극의 경우 직선적으로 감소하셨으나 평면 전극의 경우는 지수함수적으로 감소하였다 시간에 따른 감도 저하 현상은 만15일 이후의 감도를 기준으로 하여, 10% 미만의 감도저하를 보임으로써 PPy, P3MT 모두 우수한 특성을 보였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제29권7호
• /
• pp.820-825
• /
• 2007

지렁이 분변토는 낙엽이나 땅 속의 썩은 뿌리 등을 먹고 장 내의 효소에 의해 부숙화시켜 섭취한 먹이의 80% 이상을 그대로 배설한 질소, 인산, 칼륨 등의 함량이 매우 높고 미생물량도 $10^8$ CFU 이상이 되는 천연비료이다. 또한, 분변토의 단립 구조는 통기성 및 투수성이 매우 우수하며, 비표면적이 크고 양이온 교환용량(2.30-4.60 mg/g-soil)이 높아 탈취 능력이 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 분변토의 특성을 유지하고 내구성을 향상시켜주기 위해 폐 polyurethane form을 binder로 하여 담체를 제조한 후, 이를 충전한 바이오필터를 대상으로 악취가스 중 황화수소의 제거 성능을 평가하였다. 본 담체는 별도의 배지를 사용하지 않고 분변토 자체에 포함된 유기, 무기물질을 이용하고, 분변토 자체에 있는 미생물을 이용하여 황화수소를 제거할 수 있었다. 황화수소 주입직후부터 lag phase없이 100%의 제거효율을 보였다. 공간속도 50 $h^{-1}$인 경우 입구농도 450 ppmv까지 출구에서 황화수소가 검출되지 않았으며, 악취가스의 입구 농도가 증가함에 따라 바이오필터의 제거효율이 감소하여 출구의 황화수소 농도가 증가하였다. 이 후 950 ppmv까지 약 93% 이상의 우수한 제거효율은 보였고, 약 61.2 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$의 최대제거용량을 얻을 수 있었다. 90% 이상의 제거효율을 갖는 황화수소의 최대제거용량은 SV 50 $h^{-1}$에서 300 $h^{-1}$로 증가함에 따라, 61.2, 65.9, 84.7, 89.4 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$로 증가하다가 SV 400 $h^{-1}$ 에서는 약 59.3 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$로 감소하였다. 공간속도의 증가에 따른 최대제거속도$(V_m)$와 포화상수$(K_s)$를 Michaelia-Menten식으로부터 구한 결과, 각각 66.04, 88.96, 117.35, 224.15, 227.54 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$로 비례적으로 증가하였으며, 반면 포화상수는 79.97, 64.95, 65.37, 127.72, 157.43 ppmv으로 감소한 후 다시 증가하는 경향을 보였다.

• 대한화학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.662-668
• /
• 1989

Metal-4,4',4",4"'-tetraaminophthalocyanine [Mt-$PcNH_2$, Mt = Fe(III), Co(II), Ni(II), Cu(II)] 및 Mt-$PcNH_2$가 styrene-methacrylic acid 공중합체(STMA)에 고정화된 Mt-PcSTMA를 촉매로 사용한 불균일 수용액계에서 과산화수소의 분해반응에 대한 촉매활성에 대하여 실험하였다. 이 촉매들은 효소반응과 비슷한 촉매활성을 나타내었고, Fe(III)-$PcNH_2$이 공중합체에 결합되어 고정화된 Fe(III)-PcSTMA가 가장 촉매활성이 우수하였다. 분해반응율은 높은 pH 범위에서 증가하였으며, $CN^-,\;CNS^-,\;{C_2O_4}^{-2},\;I^-$ 등의 공존 음이온의 영향을 받았다. 또한, 반응속도론적인 고찰을 통하여 열역학적 특성값을 구한 결과로부터 촉매반응이 Michaelis-Menten형의 반응기구로 진행됨을 알 수 있었다.