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Xylitol 생산에 최적화된 xylose reductase (GRE3)의 분비발현 시스템 (Secretory Expression System of Xylose Reductase (GRE3) for Optimal Production of Xylitol)

  • 정회명;김재운;김연희
    • 생명과학회지
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    • 제26권12호
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    • pp.1376-1382
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    • 2016
  • Xylitol은 식품 및 의료산업에서 이용가치가 높은 물질로, lignocellulosic biomass인 xylose의 환원으로부터 생산되며, 대부분 유전적으로 안전한 Saccharomyces cerevisiae 균주를 사용하여 생산되고 있다. 따라서 본 연구에서는 S. cerevisiae에서 xylitol을 효율적으로 생산하기 위해 xylose reductase를 code하는 GRE3 (YHT104W)유전자의 발현시스템을 구축하여, xylose reductase의 분비생산 및 xylitol 생산성을 조사하고자 하였다. 먼저 GRE3 유전자의 발현에 적합한 promoter의 선별을 위해 GAL10 promoter와 ADH1 promoter 하류에 각각 mating factor ${\alpha}$ ($MF{\alpha}$) signal sequence와 GRE3 유전자를 가진 pGMF-GRE3와 pAMF-GRE3 plasmid를 구축하였다. 각각의 plasmid는 S. cerevisiae $SEY2102{\Delta}trp1$균주에 형질전환되었고, $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3와 $SEY2102{\Delta}trp1$/pAMF-GRE3 형질전환주가 선별되었다. 그 중 $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3 균주에서 NADPH를 cofactor로 사용했을 때 0.34 unit/mg-protein의 xylose reductase 활성(total activity)을 보였고, ADH1 promoter를 가진 $SEY2102{\Delta}trp1$/pAMF-GRE3 균주에 비해 1.5배 높은 활성증가를 확인 할 수 있었다. 또한 두 균주에서 모두 91%의 분비효율을 보여 대부분의 재조합 xylose reductase가 세포 밖으로 효율적으로 발현 분비되었음을 알 수 있었다. $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3 균주를 사용한 baffled flask 배양에서 xylitol 생산량을 조사해 본 결과, 20 g/l의 xylose로부터 12.1 g/l의 xylitol을 생산하였고, 소모된 xylose의 약 83%정도가 xylitol로 환원되었음을 알 수 있었다.

학교급식에서의 잠정적 위험식품에 접종된 Staphylococcus aureus의 증식변화 (The Growth Kinetics of S. aureus Inoculated onto Potentially High Risk Foods in School Foodservice Operations)

  • 최정화;김은정;윤기선;곽동경
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.335-345
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    • 2010
  • 본 실험에 선정된 메뉴를 대상으로 경쟁 미생물이 존재하는 상태(비멸균)와 존재하지 않는 상태(멸균)에 따라 접종한 S. aureus의 증식결과를 비교 시 콩나물은 경쟁미생물이 존재하지 않는 상태에서, 두부조림과 잡채는 경쟁미생물이 존재하는 상태에서 우세적으로 S. aureus가 성장하였으며 미트볼 완자전의 성장은 경쟁 미생물이 존재하는 상태와 존재하지 않는 상태에서 모두 유사하게 활발히 증식하는 것으로 관찰되었다. S. aureus는 독소를 생성하는 균으로 조리 후에도 생육이 가능하므로 조리 후 배식되기까지 보관온도 및 초기 오염 농도에 따른 균의 증식을 예측한 결과 초기오염농도에 대한 S. aureus의 증식은 오염농도가 낮을 때($1.0{\times}10^2\;CFU/g$)보다도 오염농도가 높을 때($1.0{\times}10^5\;CFU/g$) 균증식이 빠르게 일어남이 확인되었다. 같은 보관온도와 처리조건에서 균의 오염농도가 낮은 경우와 비교했을 때 오염농도가 높을 경우 LT는 감소하고 SGR은 증가하여 균증식이 더 빠르게 나타났다. 일반적으로 S. aureus는 경쟁력이 약하기 때문에 경쟁미생물이 존재하지 않는 상태에서 증식이 잘 되는 것으로 알려져 있으나, 잡채의 경우는 경쟁 미생물이 존재하지 않는 상태보다도 경쟁 미생물이 존재하는 상태에서 균 증식이 잘 이루어졌다. 미트볼 완자전을 제외하고는 잠재적 위해 메뉴들의 경쟁 미생물이 존재하는 상태에서 균 증식은 기존의 증식예측 모델이 Gompert 공식에 잘 적용되지 않았다. 이는 본 연구에서 의도했던 외적인 환경인자(온도, 초기오염농도 등)외에 의도하지 않았던 식품 내 존재하는 내적인 환경인자(항균효과가 있는 양념, 경쟁관계 있는 균 분포 및 농도 등)의 영향이 S. aureus의 성장에 영향을 미친 것으로 추정된다. 결론적으로 모든 메뉴에서 초기 접종 농도가 높고. $35^{\circ}C$에서 배양한 경우 S. aureus의 증식 속도가 높아 3시간 이내에 6 log CFU/g 이상으로 나타나 위험범위에 도달하였으며, 특히 동물성 단백질이 주성분인 미트볼 완자전의 경우 증식속도가 가장 빨랐으며, 비멸균과 멸균군의 차이는 메뉴에 따라 차이가 있었다. 학교급식에서 제공되는 메뉴의 특성에 따른 보관온도별 S. aureus 분포 변화는 본 연구의 접종실험 결과와 USDA Pathogen Modeling Program(PMP) 모델으로부터 얻어진 S. aureus의 성장곡선 결과사이에 유의적 차이가 관찰되었다. 이는 USDA Pathogen Modeling Program(PMP) 프로그램에 S. aureus의 성장을 최적으로 지지할 수 있는 조건으로 형성된 broth 상태에서 실시된 것과 다르게 접종실험이 현재 학교급식에서 제공되는 메뉴를 대상으로 하여 실시하였기 때문인 것으로 해석되며, 본 연구에서 실험 메뉴는 실제 조리된 식품에 존재하는 미생물의 분포와 수준을 반영하기 위해서 경쟁 미생물이 존재하는 상태와 비존재 상태로 구분하여 실시하였다. 실제 제공되는 메뉴에는 S. aureus 이외에도 다른 미생물들의 경쟁적인 존재와 식품을 구성하는 영양성분, 식품의 조리과정중 사용되는 양념류, 조리방법의 차이가 균의 증식에 영향을 미칠 수 있을 것이라 사료된다. 본 연구는 예측 미생물학을 가공식품이나 유제품이 아닌 급식에서 제공되는 음식에 시도한 연구로서 실험 조건인 접종농도, 멸균여부와 보관온도의 모든 조건에서 성장예측 결과를 얻지는 못하였으나 앞으로 조리된 식품에서 예측모델 연구에 기초 자료로 활용되어질 가능성이 높을 것이라 생각된다. 또한 식품에서 미생물의 증식을 정확히 예측하여 정량적 위해평가에 활용하기 위해서는 실제 식중독 발생의 원인이 되는 미생물들이 생존, 오염, 성장하는 식품에서의 결과를 기본 자료로 하여 새로운 증식예측 모델 개발 및 연구가 보다 활발히 이루어져야 할 것으로 사료되어진다.

인삼식물(人參植物)에 관한 연구(III) -동위원소화합물(洞位元素化合物) Sodium $Acetate-U-C^{14}$을 투여한 실험- (Studies on the Ginseng Plants(III) -Radioactive Sodium $Acetate-U-C^{14}$ Feeding Experiments-)

  • 김정연;이. 죤 스태바
    • 생약학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.111-124
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    • 1974
  • 방사성 동위 원소화합물 소디움 아세테이트$-V-C^{14}(C^{14}$-아세데이트)를 2년생과 4년생 7월, 9월 미국인삼(오갈피 나무과, Panax quinquefolium L.) 식물과 캇팅(Cutting) 에 각기 심지법에 의하여 투여하였다. $C^{14}$아세테이트 섭취율은 약 99%였다. 오토래디오크로매토그램은 제조적 박층 크로매토그래피로 분리한 사포닌들이 불순물을 함유하고 있음을 제시하였으며 특히 잎이나 줄기 엑기스에서 분리한 사포닌들에 불순물이 많이 섞여 있음을 알았다. 뿌리 및 과실 메타놀 엑기스는 상대적으로 순수한 사포닌들을 얻을 수 있다. 패나퀼린 B의 과량으로 인한 패나퀼린 C에 대한 패나퀼린 B의 꼬리는 제조적 박층 크로매토그래피에서 서로 혼교되는 결과를 얻었다. 일차 정제된 사포닌들의 평균 함량(건조 식물에 대한 %)은 과실(9.8%), 줄기(7.9%), 뿌리(6.3%)에 비하여 잎(13.8%)에 높았다. $C^{14}$아세테이트가 패나퀼린으로 인코포레이트되는 평균 %는 48%였다. 패나퀼린 B와 C로 $C^{14}$아세테이트가 인코포레이트되는 평균 %는 패나퀼린 C (0.75%), (d) (0.65%). G-1 (0.13%) G-2 (0.53%)보다 높았다. (패나퀼린 B 1.40%, C 1.13%). 패나퀼린 합성은 식물의 채취 부위, 채취 시기 및 연령에 따라 를린다고 사료된다. 패나퀼린 B 에 $C^{14}$아세테이트가 인코포레이트되는 평균 함량은 뿌리(0.58%)와 줄기(0.48%)에서 높았고, 패나퀼린 C(0.40%)와 (d) (0.45%)는 잎에서 높았고, 패나퀼린 E는 뿌리 (0.55%)와 잎(0.50%)에서 각기 높았다. 패나퀼린 G-2는 식물의 모든 부위에서 생합성되어 졌다. 패나퀼린은 9월에 채집한 식물에서 보다 7월에 채집한 식물에서 보다 활발하게 생합성되는 것처럼 보였다(예외 패나퀼린 G-1). 패나퀼린 B, C, G-1은 4년생 식물에서 활발하게 생합성되고 패나퀼린 (d)와 E는 2년생 식물에서 활발하게 생합성된다고 사료된다. 캇팅에서 기대된 결과들은 패나퀼린들이 인삼 식물의 지상부위에서 새로히 합성되고 괘나퀼린 G-1은 잎에서 새로히 합성된다고 하는 것 들이다. 인삼 조직 배양 연구에서 알려진 바와 같이 패나퀼린들은 미국인삼과 한국인삼의 잎, 줄기, 뿌리 캘러스 조직에 의하여서도 합성될 뿐만 아니라 또한 그들의 캘러스 뿌리에서도 패나퀼린들이 항성된다. 따라서 인삼 사포닌인 패나퀼린은 인삼 식물의 세포나 기관등 모든곳에서 새로히 합성된다고 사료할 수 있다. $C^{14}$아세테이트가 패나퀼린의 비당체 부분에도 인코포레이트되는 것을 입증하였는데, 2년생 식물에서 패낙사다이올은 $(0.56\;m{\mu}Ci/mg)$, 4년생 식물에서 패낙사다이올은 $(0.54\;m{\mu}Ci/mg)$스페시획 액티비티를 갖었다.

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두 개의 새로운 phytotoxin의 Botrytis cinerea 병원성에시의 역할 (Role of Two New Phytotoxins in the Pathogenicity of Botrytis cinerea)

  • 김금정;윤미영;김흥태;최경자;장경수;최용호;박명수;차병진;김진철
    • 식물병연구
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    • 제15권2호
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    • pp.120-126
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    • 2009
  • Botrytis cinerea 균주의 병원성에 있어서 phytotoxin의 역할을 규명하는 연구를 하던 중에 B. cinerea 2-16균주가 생산하는 새로운 phytotoxin을 분리 동정하였다. 두 개의 물질은 3-O-acetyl botcinol과 3-O-acetyl botcinolide로 동정되었다. 본 연구는 두 개의 물질과 B. cinerea의 병원성과의 상관관계를 규명하고자 실시하였다. 25개의 B. cinerea 균주 중에서 병원성이 약한 3개의 B. cinerea 균주는 액체배지에서 두 phytotoxin을 생산하지 않았다. 병원성이 강하거나 중간정도인 균주들은 두 phytotoxin을 생산하는 균과 생산하지 않는 균으로 나뉘었다. 한편, 25개의 균주 중에서 10균주의 액체배양액 에틸아세테이트 추출물이 9개의 식물체를 이용한 whole plant assay에서 phytotoxicity를 나타냈으며, 이들 10개 추출물 모두에서 두 phytotoxin이 검출되었다. In planta 실험에서는 병원성이 강한 균주에 감염된 식물조직에서 모두 두 phytotoxin이 검출되었다. 하지만 두 phtotoxin의 생산량과 병원성과는 상관관계를 보이지 않았다. 두 phytotoxin은 B. cinerea 2-16 균주에 감염된 토마토 조직에서 3일째부터 검출되기 시작해 4일째는 가장 크게 증가하였으며 그 후 감소하였다. 이상의 실험 결과 3-O-acetyl botcinol과 3-O-acetyl botcinolide는 B. ciuereo의 발병과정에 있어서 중요한 역할을 할 것으로 추정되지만 병을 일으키는데 일차적인 요인은 아닐 것으로 사료된다.

구멍갈파래(Ulva australis) 해조류 사멸에 미치는 여러 물리화학적 요인들의 영향 (Effects of Various Physical and Chemical Factors on the Death of Trouble Seaweed Ulva australis)

  • 김진석;곽화숙;김보관
    • Weed & Turfgrass Science
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    • 제6권3호
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    • pp.222-234
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    • 2017
  • 전세계적으로 해양녹조 대발생(green tide)은 해양생태계에 큰 위협이 되고 있으며 주로 갈파래과의 Ulva 속 식물이 대부분을 차지하고 있다. 본 연구에서는 구멍갈파래(Ulva australis, ULAUS) 사멸에 미치는 여러 물리화학적 요인들의 영향 정도를 조사하여 향후 갈파래 대발생 경감기술 확립을 위한 기초자료를 얻고자 제반 실험을 수행하였다. 순수에 8시간 침지는 아무런 영향을 받지 않았으나 염도 1.0-1.5% 수준에서 7일간의 저염화 처리는 ULAUS 포자 유출을 약 70% 경감시키는 효과가 있었다. 건조처리에 의해 초기 생체중의 40-50% 이상이 감소되면 심각한 생육 장해가 일어났다. 온도처리의 경우, ULAUS는 $30^{\circ}C$ 이상부터 생육에 심각한 영향을 받았으며 $35^{\circ}C$처리에서는 배양개시 1일만에 95% 이상 고사되었고, $40^{\circ}C$, $45^{\circ}C$, $50^{\circ}C$ 처리에서 엽절편이 90-95% 고사되는데 소요되는 처리시간은 각각 10분, 30초, 1초 이었다. pH 6 이하의 조건은 ULAUS 생육을 현저히 억제하였으며 pH 4에서는 신속히 사멸되었다. 한편 ULAUS 생육을 저해하는 10여종의 화학물질을 선발하였고 이들 중 구멍갈파래를 보다 신속히 사멸시킬 수 있는 화합물은 과산화수소를 비롯한 산화제들이었다. 이들의 결과를 종합해 볼 때, 갈파래 대발생제어에 저염화, 건조, 온도 및 화합물 처리 등이 실용화 기술개발에 동원될 수 있을 것 같았고, 이중에서 온도와 화합물 요인을 적절히 활용할 경우 보다 유용한 갈파래 발생제어 효과를 거둘 수 있을 것으로 전망되었다.

폐광지역에서 분리한 Benzoate 분해세균 Pseudomonas sp. NEQ-1에서 정제된 Catechol 1,2-Dioxygenase의 특성 (Characterization of Catechol l,2-Dioxygenase Purified from the Benzoate Degrading Bacterium, Pseudomonas sp. NFQ-l Isolated from Dead Coal Pit Areas)

  • 주정수;윤경하
    • 미생물학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.275-281
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    • 2004
  • Quinoline (2,3-benzopyridine)을 유일한 탄소원과 질소원, 그리고 에너지원으로 이용하는Pseudomonas sp. NEQ-1을 실험 균주로 사용하였으며, 균주로부터 catechol 1,2-dioxygenase (C1,2O)를 유도하기 위하여 탄소원으로 benzoate를사 용하였다. C1,2O의 효소학적 특징을 조사하기 위하여 benzoate에서 배양한 Pseudomonas sp. NFQ-1을 초음파 분쇄기로 파쇄하고, ammonium sulfate침전과 gel permeation chromatography및 Source 15Q의 과정을 실시하여 C1,2O를 분리 및 정제하였다. 정제된 C1,2O의 특이활성(specific activity)은 14.21 unit/mg으로 나타났으며, SDS-PAGE에 의해 조사된 C1,2O의 분자량은 약 33 kDa이었다. Cl,2O는 catechol과 4-methylcatechol 및 3-methylcatechol에 대해서 효소활성을 나타내는 것으로 확인되었다. C1,2O의 Km은 38.54 ${\mu}M$로 측정되었고, Vmax는 $25.10\;{\mu}mol{\cdot}min^{-1}{\cdot}mg^{-1}$으로 나타났다. C1,2O는 $30^{\circ}C$와 pH 8.5에서 최적활성을 나타내는 것으로 조사되었으며, $Ag^+,\;Hg^+,\;Ca^{2+}$,그리고 $Cu^{2+}$는 C1,2O의 활성을 억제하였다. 분석되어진 N-말단 아미노산 서열은 ^1TVKISQSASIQKFFEEA^{17}$이었으며, Pseudomonas aeruginosa PA01과 $82\%$로 가장 높은 유사성을 보였고 Pseudomonas arvilla C-1와는 $71\%,$ Pseudomonas putida KT2440과는 $59\%,$ 그리고 Pseudomonas sp. CA10과는 $53\%$의 상동성이 각각 존재하는 것으로 확인하였다.

Fibrolytic Enzyme 첨가가 반추위 발효 성상 및 착유우의 유량 및 유성분에 미치는 영향 (Effects of Fibrolytic Enzyme Addition on Ruminal Fermentation, Milk Yield and Milk Composition of Dairy Cows)

  • 안종호;김연정;김현진
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권1호
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    • pp.131-142
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    • 2003
  • 본 연구는 유우의 생산성 향상을 위하여 유우 사료에 fibrolytic enzyme을 첨가하여 반추위내 발효 성상과 비유중인 젖소의 생산성에 미치는 영향을 평가하였다. 본 실험의 결과를 요약하면 다음과 같다. In vitro 실험을 통하여 NDF 함량 수준이 다른 TMR 사료에 fibrolytic enzyme을 3가지 수준(0, 0.05, 0.1%)으로 달리하여 첨가하였을 때 나타난 NDF 소화율은 효소 첨가시 다소 증가하는 경향을 보였으며 NDF 수준별로는 NDF 38 및 43% 수준보다 NDF 34% 수준에서 NDF 소화율이 낮은 경향을 나타내었는데 이는 본 시험 사료의 조성 성분으로 보아 NDF 성분 구성상 hemicellulose 함량이 높아 이 점이 반추위내 NDF 소화율에 영향을 주었다고 사료된다. 반추위액의 pH는 fibrolytic enzyme의 첨가 수준에 의한 영향보다는 NDF 수준에 의해 영향을 더 받은 것으로 나타났으며(P<0.001) NH3-N 생성도 전체적으로 fibrolytic enzyme 첨가에 따른 효과가 나타나지 않았다. Acetic acid의 생성량은 NDF 수준에 의해 유의한 영향을 받았으나 (P<0.05) propionic acid의 생성량은 처리구간에 큰 차이를 나타내지 않았다. Acetic acid와 propionic acid 생성량 모두 효소 첨가에 의한 영향은 유의하게 나타나지 않았고 A/P ratio는 NDF 34% 수준의 fibrolytic enzyme 첨가구에서 무첨가구에 비해 다소 높은 경향을 나타내었다. CMCase의 효소 활성은 NDF 34 및 43% 수준에서 fibrolytic enzyme 첨가구(0.05, 0.1%)가 무첨가구에 비해 높은 효소 활성을 보였다. Xylanase의 효소 활성은 배양 개시 후 0시간대부터 12시간대까지는 효소 활성이 완만히 감소하였고 24시간 이후부터는 급격히 감소하였다. In vivo 실험을 이용하여 fibrolytic enzyme 첨가에 따른 착유우의 생산성 변화 결과는 다음과 같다. Fibrolytic enzyme 첨가에 의한 산유량은 enzyme 첨가구와 무첨가구에서 각각 25.80 및 23.90kg/d로서 enzyme 첨가구에서 약 8% (1.90kg/d) 증가하는 결과를 나타내었다. 유지방 및 유단백 함량의 경우는 fibrolytic enzyme 첨가구와 무첨가구간 차이가 없었으나 일일 생산량으로 환산하여 평가하면 enzyme 첨가시 유성분 생산량이 유의하게 증가하는 결과를 보였다 (P<0.01). 이상의 결과들로 볼 때, in vitro 실험의 경우 fibrolytic enzyme 첨가시 반추위내 발효성상에 명확한 변화를 보여주지 못했지만 enzyme 첨가에 따라 전반적으로 NDF 소화율이 다소나마 증가하는 경향을 보였다. In vivo 실험 결과를 종합하면 착유우 사료에 fibrolytic enzyme을 첨가시 유성분의 변화보다 유량의 증가 효과가 나타났으며 이는, 사료섭취량을 제한한 본 실험의 특성상, 사료섭취량 증진 효과가 아니라 체내 영양소 이용성 증진에 따르는 효과라고 판단되었다. 반추동물의 생산성 향상을 위한 방안으로서 fibrolytic enzyme 이용 효과는 연구자에 따라 다양한 결과를 나타내므로 효소의 적용 방법에 대한 연구가 더 필요하다고 사료된다.

NIH3T3 세포주에서 LPS자극에 의한 분비백혈구단백분해효소억제제 (SLPI)의 단백질증가와 성장인자들의 발현 (Increased Protein of the Secretory Leukocyte Pretense Inhibitor (SLPI) and the Expression of Growth Factors in NIH3T3 Cells by LPS Stimulation)

  • 이상화;최백동;정순정;장현선;김병옥;임도선;박주철;왕관림;정문진
    • Applied Microscopy
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    • 제36권3호
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    • pp.165-172
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    • 2006
  • 분비백혈구단백분해효소억제제 (SLPI)는 염증 부위에서 중성구 엘라스타제에 의한 손상 작용에 대해 조직을 보호하는 역할을 한다. SLPI의 새로운 기능에 대한 연구들은 단백질분해효소억제제 역할보다는 선천적 면역반응 작용에 주로 관여 할 것임을 보고하였다. 따라서 본 연구는 섬유모세포 세포주(NIH3T3)에서 박테리아성지질다당류(LPS)자극에 의한 SLPI의 기능을 확인하기 위하여 LPS처리에 따른 여러 성장 인자들과 비교하여 SLPI의 발현을 알아보았다. 역전사효소 중합반응(RT-PCR)과 면역학적 단백질 검출법 (Western blot)은 LPS 처리 후 SLPI와 몇몇 성장 인자들(VEGF, bFGF, PDGF)의 mRNA와 단백질의 검출을 위해 수행하였다. NIH3T3 세포주를 mL당 100ng의 LPS에 각각 30, 60, 90분, 24, 48시간 동안 노출시켰다. RT-PCR 결과 SLPI와 VEGF mRNA는 LPS처리와는 상관없이 강한 발현 양상을 보였다. bFGF mRNA는 대조군과 같이 약하게 발현하였고, PDGF mRNA는 LPS 노출 시간에 따라 점진적으로 증가하는 양상을 나타냈다. 그러나 세포질 용해액과 세포 배양액에서 SLPI단백질의 수준은 LPS처리에 의해 증가하였다. 또한 광학 현미경 관찰과 전자 현미경 관찰은 LPS가 NIH3T3세포주의 형태학적인 변화를 유발시킴을 증명하였다. 따라서 LPS는 NIH3T3세포에서 SLPI의 발현 증가를 조절하며, 분비된 SLPI는 세포분열과 이동을 자극할 것이라는 결론을 얻었다. SLPI가 세포분열과 세포이동에 어떻게 관여하는지는 아직까지 규명되지 않은 실정이므로-추후에 SLPI단백질이나 유전자 도입을 통하여 세포 이동에 관련된 실험이 진행되어야 할 것이다.

쌀, 보리, 옥수수의 반추위내 In situ 및 In vitro 분해율, 미생물 성장과 Gas 발생량에 대한 연구 (Studies on In situ and In vitro Degadabilities, Microbial Growth and Gas Production of Rice, Barley and Corn)

  • 이상민;강태원;이신자;옥지운;문여황;이성실
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제48권5호
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    • pp.699-708
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    • 2006
  • 본 시험은 반추위 누관이 시술된 한우 수소 3두를 이용하여 쌀, 옥수수 및 보리의 in situ 분해율과 in vitro 시험으로서 영양소 분해율, 미생물 성장량, pH 변화 및 gas 발생량을 비교분석함으로써 쌀의 사료적 이용성을 평가해 보고자 수행되었다.In situ 건물 및 유기물 소실율은 반추위내 24시간 발효 시, 보리와 쌀은 거의 대부분이 소실된 반면, 옥수수는 약 67%만 소실되어 분해 속도가 매우 느린 것으로 나타났다. 수용성 물질인 ‘a’ 부분은 옥수수, 쌀, 보리 순으로 많았으며, 천천히 분해되는 ‘b’ 부분은 ‘a’ 부분과 정 반대의 경향으로서 ‘b’ 부분의 분해 상수(‘c’ 부분)로부터 시간당 건물과 유기물의 분해속도는 보리의 경우 각각 38.3%, 37.2%로서 쌀(7.7%, 5.6%)이나 옥수수(4.1%, 1.3%)에 비해 매우 빠르게 일어났다. In vitro 건물 및 유기물 분해율은 in situ 분해율에 비해 수준은 현저히 낮았으나, 보리, 쌀, 옥수수 순으로 높아 곡류 간 순서는 일치하였다. In vitro 미생물 성장은 쌀이 옥수수나 보리보다 상대적으로 낮았으나, 가스 발생량은 높게 나타났으며, pH는 발효시간에 따른 저하속도가 쌀에서 가장 느린 것으로 나타났다. 발효시간에 따른 미생물 성장량은 발효 12시간까지 높아졌다가 이후로 감소하였고, 배양액의 pH는 발효초기에는 높았다가 이후로 점차 감소하였으며, gas 발생량은 발효 9시간까지는 빠르게 증가하였다가 이후로 증가폭이 둔화되었다.이상의 결과에서 반추위내 건물과 유기물의 분해율과 발효시간의 경과에 따른 pH의 저하속도 등을 고려하면, 쌀은 옥수수와 함께 반추위내 발효 안정을 위한 에너지원으로서 사용 할 수 있을 것으로 사료된다.

밀폐형 식물생산시스템 내 새송이 버섯과 상추의 혼합 재배 비율에 따른 CO2 농도 변화 및 균형 분석 (Analyses of CO2 Concentration and Balance in a Closed Production System for King Oyster Mushroom and Lettuce)

  • 정대호;김찬교;오경훈;이동현;김민수;신종화;손정익
    • 원예과학기술지
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    • 제32권5호
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    • pp.628-635
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    • 2014
  • 버섯은 배양과 생육과정을 거치면서 다량의 $CO_2$를 배출하므로 식물을 생산하는 식물생산시스템에서 $CO_2$ 공급원으로 활용할 수 있다. 본 연구의 목적은 버섯과 상추의 생육시기에 따른 $CO_2$ 발생 속도와 흡수 속도를 측정하고, 혼합식물 생산 시스템에서 두 작물의 재배 비율에 따른 $CO_2$ 농도를 분석하는 것이다. 새송이 버섯과 상추 아시아 흑로메인 품종을 실험에 사용하였으며, 각각 $18^{\circ}C$, $22^{\circ}C$로 내부온도가 유지되는 밀폐형 아크릴 챔버($1.0m{\times}0.8m{\times}0.5m$)에서 $CO_2$ 발생 속도와 흡수 속도를 측정하였다. 상추는 PPF $340{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 광도와 EC $1.2dS{\cdot}m^{-1}$의 양액에서 재배하였고, 다이아프램(diaphragm) 펌프를 이용하여 주기적으로 버섯 챔버와 상추 챔버 사이의 공기를 순환시켰다. 버섯의 $CO_2$ 발생 속도는 균 긁기 후 15일차까지 증가한 후 다시 감소하였으며, 생육 온도가 높아질수록 $CO_2$ 발생 속도가 증가하였다. 특히 솎음 처리에 의해 버섯의 자실체 생체중 당 $CO_2$ 발생 속도가 약 3.1배 증가하였다. $CO_2$ 균형 관점에서 보면, 균 긁기 후 9, 12, 14일차 버섯 1병(950mL)의 $CO_2$ 발생 속도는, 정식 후 7, 10, 12일인 상추 3, 4.5, 5.5 개체 $CO_2$ 흡수 속도에 대응하는 것으로 나타났다. 따라서 두 작물의 적합한 재배 비율의 설정을 통하여 밀폐형 혼합 식물생산시스템 내 $CO_2$ 농도 균형을 이루는 것이 가능하다.