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지질의 물리학적 성상이 $Ca^{2+}$-ATPase 활성도에 미치는 영향 (The Effects of Physical States of Phospholipids on $Ca^{2+}$-ATPase Activity of Biological Membranes)

  • 하종식
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제22권2호
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    • pp.163-177
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    • 1988
  • 세포막을 구성하고 있는 지질의 물리학적 성상이 단백질의 세포막 속으로의 삽입과정 및 단백질의 기능에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 골격근의 근세망(SR)으로부터 $Ca^{2+}-ATPase$ 단백질을 분리한 후 이를 세포막의 주 구성성분인 포스파티딜콜린(PC)과 포스파티딜에타노라민(PE)의 혼합지질과 재조합(reconstitution)시켰다. 이와같이 인공적으로 재조합된 구조물에서 $Ca^{2+}-ATPase$의 기능을 측정하기 위하여 칼슘지시색소인 아르세나죠III(AIII)를 이용한 분광방법과 방사선동위원소를 이용한 여과법으로 칼슘흡수율을 측정하였고 또한 ATP 가수분해 능력을 측정하였다. 실험결과 칼슘의 흡수율은 포스파티딜코린의 함량이 많은 혼합지질과 재조합시킬 때에 증가하였고, ATP 가수분해 능력은 포스파티딜함량이 25%까지는 포스타피딜코린의 양에 비례하여 증가하였으나 50%이상에서는 약간 감소하는 경향을 보였다. 한편 지질세포막속으로 단백질이 삽입되는 양은 포스파티딜 함량이 25%일 때 최고의 값을 보였으며 함량이 그 이하 또는 이상일 때는 감소하였다. 이상의 실험결과로보아 단백질의 기능은 세포막이 "bilayer" 구조를 갖출때에 증가하고 세포막속으로 단백질이 삽입되는 양은 세포막이 "non-bilayer" 구조를 형성할 때에 증가함을 알 수 있다.

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폴리올레핀계 고분자 중공사막의 제조 및 응용 (Preparation of Polyolefin Hollow Fiber Membranes and Their Applications)

  • 김진호;박민수;장문석;김성수
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 2003년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.154-154
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    • 2003
  • 세계의 특허동향을 분석해 보면 수처리용 MF/UF 분리막의 제조 및 응용에 관한 연구개발이 매우 활발하게 진행되어져 왔음을 알 수 있다. 또한 다국적 기업들의 적극적인 마케팅과 분리막 공법의 우수한 처리효율이 인정되면서 90년대 후반부터는 수십만톤/일 규모의 징수처리 및 하수고도처리 분야에까지 MF/UF 분리막이 괄목할만한 수요의 증대를 보이고 있으며 이러한 추세는 앞으로도 더욱 확대될 것으로 전망이 되고 있다. 고분자재료를 이용하여 MF/UF 분리막을 제조하는 방법으로는 보편적으로 첫째, 고분자를 용매에 녹인 후 용매와 비 용매간의 상호교환을 유도하여 분리막을 제조하는 상전이법(Phase Inversion). 둘째, 고분자를 고온에서 희석제와 melt-blending 한 후 가해진 열을 제거하면서 상분리를 일으켜 다공성을 부여하는 열유도 상분리법(TIPS, Thermally Induced Phase Separation). 셋째, 결정성 고분자를 용융, 압출 및 냉각하여 결정화도가 매우 높은 전구체를 제조한 후 연신에 의해 비결정 영역을 개열시켜 기공을 형성하는 연신법(Stretching process)이 있다. 이 중 물성이 매우 우수한 폴리올레핀계 결정성 고분자를 이용하여 분리막을 제조할 수 있는 방법은 열유도 상분리법 및 연신법에 제한된다. 본 연구 발표에서는 세계적으로도 극소수의 기업들만이 보유하고 있으며 고도로 축적된 노하우를 필요로 하는 열유도 상분리법 및 연신법에 의하여 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 중공사막을 제조하는 방법과 이 두 가지 방법에 의해서 제조된 중공사막의 구조, 물성 및 수투과 성능 그리고 KMS 중공 사막의 응용사례를 통한 실제 운전특성 등을 소개하고자 한다.좋은 결과를 가져다 주는 술식으로 판단되었다.결과를 이용하여 향후 전개될 홈 네트워크 서비스 및 관련시장의 발전 방향을 전망해 보고 이에 따른 기업이나 정부차원의 대응전략을 파악하고자 한다.육구에서는 큰 변화를 나타내고 있지 않았다(p<0.05). 운동과 비운동시킨 참돔의 지질 함량의 변화는 운동시킨 참돔은 운동으로 인한 에너지 소비로 인하여 함량이 유의적으로 감소했으며(r=-0.35), 비운동사육구에서는 절식으로 인하여 지질함량이 감소하였다(r=-0.38). 파괴강도와 가장 밀접한 영향을 가지는 콜라겐은 운동과 비운동 모두 사육기간동안 큰 변화는 보이지 않았다. 초기의 파괴강도값은 1.45±0.02kg(운동사육구), 1.36±0.18kg(비운동사육구)이였으며 사육기간동안 운동사육구는 파괴강도값이 증가한 반면, 비운동수조에서는 참돔의 파괴강도는 사육기간동안 큰 유의차가 없었다. 각 성분간의 상관도를 살펴보면, 수분함량과 파괴강도는 상관성을 가졌으며, 지질함량과 파괴강도도 같은 경향은 나타내었다. 운동기간동안의 파괴강도와 콜라겐 사이에는 상관성의 거의 없었다. 이는 운동기간에 따른 파괴강도의 증가가 콜라겐의 함량의 증가보다는 지질함량의 감소와 수분함량의 증가와 같은 성분과의 상관성이 크다고 판단된다. 다음으로는, 운동횟수에 의한 영향으로써 운동시간을 1일 6시간으로 설정하여, 운동횟수를 결정하기 위하여 오전, 오후에 각 3시간씩 운동시키는 방법과 오전부터 6시간동안 운동시키는 두 방법을 이용하여 품질을 비교하였다. 각 조건에 따라 운동시킨 참돔의 수분함량을 나타낸 것으로, 2회(오전 3시간, 오후 3시간)에 나누어서 운동시키기 위한 육의 수분함량은 73.37±2.02%를 나타냈으며, 1회(6시간 운동)

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다양한 ECM 조건하에서의 세포막 미세영역 부위 국소접착인산화효소 활성의 단일세포 이미징 기반 분석 (Single-Cell-Imaging-Based Analysis of Focal Adhesion Kinase Activity in Plasma Membrane Microdomains Under a Diverse Composition of Extracellular Matrix Proteins)

  • 최규호;장윤관;서정수;김헌수;안상현;한기석;김은혜;김태진
    • 생명과학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.148-154
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    • 2022
  • 국소접착인산화효소(FAK)는 국소접착부에서 세포부착, 세포이동, 세포역학적 신호전달 등에 관여한다고 알려져 있다. 그러나 세포 외 기질(ECM)과 상호작용하는 인테그린 막단백질과 함께 위치하는 세포막 미세영역(membrane microdomain)의 종류와 ECM 구성에 따른 FAK 활성은 여전히 불분명하다. 형광 공명 에너지 전달(FRET)을 기반으로 유전적으로 인코딩 된 바이오센서는 세포 내 FAK 신호를 높은 시공간 해상도로 제공할 수 있다. 본 연구에서는 유리, 제1형 콜라겐, 피브로넥틴, 라미닌의 ECM 조건에서 FRET 기반 막 표적 FAK 바이오센서를 사용하여 지질유동섬(Lipid raft) 및 비-지질유동섬(non-Lipid raft)에서 FAK의 활성을 분석하고 시각화 하였다. 흥미롭게도, 지질유동섬에서 라미닌 조건 하의 FAK 활성은 다른 ECM 조건보다 낮았고, 비-지질유동섬에서 FAK 활성은 다른 ECM 조건보다 낮았다. 동일한 ECM 조건 상의 비교에서는 피브로넥틴 조건일 때 지질유동섬에서 비-지질유동섬 보다 높은 FAK 활성이 관측되었다. 따라서 이번 연구는 FAK 활성도가 ECM 유형 및 세포막 미세영역에 따라 특이적으로 조절되는 것을 시각적, 정량적으로 보여준다.

유전적으로 암호화된 FRET 바이오센서를 통한 세포막 하위 도메인의 Src 활성 비교 분석 (Comparative Analysis of Src Activity in Plasma Membrane Subdomains via Genetically Encoded FRET Biosensors)

  • 최규호;장윤관;서정수;김헌수;안상현;김태진
    • 생명과학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.191-198
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    • 2023
  • 세포막의 국소 접착부 복합체에 있는 한 구성원으로써 Src은 비수용체 타이로신 인산화효소 중 하나로 세포부착과 세포 이동성을 조절한다. 그러나 extracellular matrix (ECM)의 구성에 따라 세포막 미세영역에서 어떻게 Src 활성이 조절되는지는 여전히 잘 알려져 있지 않다. 본 연구는 유전적으로 암호화된 FRET 기반 세포막 하위 도메인 표적 Src 바이오센서를 이용해서 3개의 각기 다른 대표적 ECM 단백질인 제1형 콜라겐, 피브로넥틴, 라미닌에 따른 Src의 활성도를 비교 및 조사하였다. FRET 기반 바이오센서는 살아있는 세포에서 단백질의 활성을 시공간적 고해상력을 토대로 실시간으로 분석할 수 있게 해준다. 결과적으로 모든 ECM 조건에서 지질유동섬(Lipid raft)에서 높은 Src 활성을 보였고 ECM 조건에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 반면에 비-지질유동섬(non-Lipid raft)에선 낮은 Src 활성을 보였다. 게다가 같은 ECM 조건일 때 지질유동섬에서 비-지질유동섬보다 높은 Src 활성을 보였다. 따라서 본 연구는 Src 활성이 지질유동섬과 비-지질유동섬에 따라 다르게 조절된다는 것을 보여주었다.

식물 세포막의 지방산 조성에 미치는 고강도 청색광선의 효과 (Blue Light Effect on the Fatty Acid Composition of Membrane Lipid of Plant Leaves)

  • 정보경;김창숙;정진
    • 한국환경농학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.261-268
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    • 1992
  • 식물 세포의 미토콘드리아와 엽록체는 광 증감제로 작용할 가능성이 있는 여러 가지 색소들을 함유하고 있다. 이들 색소들은 대부분이 막에 결합되어있으며 청색광 영역에서 강한 흡수대를 가지므로 청색광하에서 노출된 이들 소기관에서는 활성산소가 발생되어 막의 구조적, 기능적 피해를 유발하는 요인이 된다. 활성산소의 광발생에 따른 막구조의 변화는 일차적으로 막지질 지방산성분의 산화적 파괴에 기인할 것이다. 본 연구에서는 식물이 고광도의 가시광선(특히 청색광선)하에서 일어나는 막지질 지방산의 산화적 파괴에 지방산 대신 상대적으로 둔감한 포화 지방산의 조성비를 높일 것이라고 가정하고, 이를 뒷받침할만한 실험결과를 얻었다. 즉, 광질이 서로 다른 가시광선 처리조건하에서 생장중인 식물 및 그 소기관들을 대상으로 막지질의 과산화, 지방산조성 및 불포화도, 막결합 단백질의 활성 등을 측정하고 이를 제시하였다.

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생체분자막을 이용한 생물분자소자의 개발 제1부 :효소분자 LB막을 이용한 에탄올 측정용 광학 바이오센서 (Development of Biomolecular Device Using Biomolecular Film Part 1: Optical Biosensor to Detect the Ethanol Using Langmuir-Blodgett Film of Eilzyme Molecules)

  • 최정우;배주연지용이원홍
    • KSBB Journal
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    • 제10권1호
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    • pp.105-112
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    • 1995
  • 본 연구에서는 LB기법에 의하여 분자수준으로 고 정화된 효소를 이용하여 에탄올의 양을 측정하는 광섬유 바이오센서가 개발되 었다. ADH는 arachidic acid의 단분자막에 LB기법으로 고정화된다. 센서의 출력신호를 분석하기 위하여 고정화된 ADH의 효소 반응은 ordered multisubstrate mechanism을 이용 하여 검토되었다. 광학 측정 시스템이 제시되었으며, 센서의 출력신호는 에단올의 농도에 비례하여 증가 하며 LB막에 누적된 누적충수와 관련이 있음을 알 수 있었다. LB막의 누적된 누적충수를 20충으로 증가하면 센서의 신호출력 범위가 확장되어 45mM의 고농도 에탄올도 측정할 수 있었다. 순수지질의 단 분자막과 효소가 흡착된 지질의 단분자막의 $\pi$-Aisotherm은 중성의 subphase에서 각기 다른 전하를 띠는 세 가지 종류의 지질에 대하여 조사되었다. ADH의 흡착도가 가장 우수한 지질은 arachidic a acid이며 이는 중성의 sub phase에서 양의 전하를 띠는 ADH 분자와 읍극의 전하를 띠는 arachidic a acid 분자 사이에 작용하는 정전기력에 기인한 것이다.

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흰쥐의 뇌 Astrocyte에서 amyloid-${\beta}$ 25-35로 유발된 세포 독성과 지질과산화에 대한 호도(胡桃)의 보호효과 (Protective effects of Juglandis semen on amyloid-${\beta}$-induced neuronal toxicity and lipid peroxidation in rat astrocytes)

  • 장미경;박종혁;정지천;김철호;윤철호
    • 대한한방내과학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.235-241
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    • 2000
  • 호도(胡桃)(Juglandis semen)가 치매에 미치는 영향을 알아보기 위하여 치매(Alzheimer's disease) 유발물질로 알려진 amyloid-{$\beta}(A{\beta})$ 25-35를 흰쥐의 뇌 신경세포의 일종인 astrocyte에 처리한 후 뇌의 신경세포에 대한 독성 및 세포막에서의 지질 과산화에 미치는 영향을 검토하였다. 호도(胡桃)는 $A{\beta})$ 25-35로 인한 신경세포의 파괴를 억제하는 것으로 나타나 신경세포의 손상을 예방하고 보호하는 효과가 있었다. 그리고, 지질의 과산화 지표인 malondialdehyde 생성은 $A{\beta})$ 25-35 처리로 크게 증가하였으나, 호도(胡桃)의 전처리와 후처리로 크게 감소되어 호도(胡桃)가 세포막 파괴로 인한 뇌세포의 손상을 방지하는 것으로 나타났다. 이러한 결과들을 볼 때, 호도(胡桃)는 신경세포의 하나인 astrocyte에 대한 보호효과와 세포막에서 지질의 과산화를 저해 및 $A{\beta})$ 25-35 처리와 같은 치매 유발 독성에 대한 적응능력 향상을 통하여 뇌 신경세포를 보호하는 효과가 있음을 보여주는 것으로 노인성 치매 등의 임상적 응용에 그 효과가 기대된다.

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전기투석/용매추출 공정에서 멤브레인 표면 개질을 통한 구리 이온의 회수 효율 향상 (Improved Copper Ion Recovery Efficiency through Surface Modification of Membranes in the Electrodialysis/Solvent Extraction Process)

  • 박중원;김리나;이현주;김민석;손희상
    • 멤브레인
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    • 제32권6호
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    • pp.486-495
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    • 2022
  • 본 연구는 전기투석과 용매추출을 융합한 희유금속 회수 공정에서 분리막과 음이온교환막의 개질을 통해 유기상과 수상에 대한 분리막의 낮은 젖음성 및 AEM을 통한 수소이온 투과로 인한 금속이온의 회수 효율 감소를 개선하였다. 구체적으로, 분리막 표면 중 한면은 polydopamine (PDA) 통한 친수성 개질, 다른 면은 SiO2 또는 graphene oxide를 통한 친유성개질을 함으로써 분리막의 젖음성을 개선하였다. 또한, 음이온교환막의 표면을 polyethyleneimine, PDA, poly(vinylidene fluoride) 등을 이용, 개질해 수분 흡수(Water uptake) 감소 및 기공구조 변화를 통해 수소이온 수송을 억제해 수소이온 투과를 억제할 수 있다. 개질된 막 표면 형상과 화학적 특성 및 조성은 주사전자현미경과 푸리에변환 적외선 분광법을 통해 확인되었고, 이를 구리 이온 회수 시스템에 적용해 향상된 추출 및 탈거 효율과 수소이온 수송 억제능을 확인하였다.

대계 약침액(藥鍼液)의 지질과산화 및 CYP 억제에 미치는 영향(影響) ; 활성산소자유기 및 CYP 매개의 동맥경화 치료를 위한 천연약물 개발의 기초 평가 (Suppression of Lipid Peroxidation and CYP Isozymes activities by Circium japonicum Herbal-acupuncture Solution ; Basic Study for Screening of Medicinal Herb on Reactive Oxygen Radical and CYP-Mediated Atherosclerosis)

  • 이정주;김혁;이효승;박원환;문진영
    • Korean Journal of Acupuncture
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    • 제23권4호
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    • pp.177-186
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    • 2006
  • 목적 : 약침액(藥鐵液)의 지질과산화 예방 및 cytocome P450과의 상호 작용에 있어서 대계의 역할은 과거 연구가 거의 없었다. 따라서 본 실험에서는 대계 약침액이 지질과산화를 예방하고, 심혈관계질환 유발에 밀접한 연관이 있는 cytochrome P450의 직접적인 저해 효과를 검토 하고자 한다. 방법 : 대계 약침액이 지질과산화를 억제하는 정도를 평가하기 위하여 세포막을 구성하는 불포화지방산의 일종인 linoleic acid를 대상으로 지질과산화 진행 시간과 대계 약침액의 농도에 의존적인 저해 효과를 실험하였다. 또한 실험쥐의 간조직을 이용하여, 강제적인 과산화를 유도한 후 이를 방어하는 효능을 검토하였다. 그리고 cytochrome P450을 구성하는 그룹의 1A1, 1A2 및 2E1의 활성을 각각 EROD, MROD, p-nitrophenol, aniline 방법으로 측정하였다. 결과 및 결론 : 대계 약침액은 세포막 구성의 불포화 지방산인 linoleic acid의 산화를 시간 및 처리 농도에 의존적으로 억제하였고, 실험쥐의 조직 과산화를 유의성 있게 저해하였다. 또한 aryl hydrocarbon receptor (AHR)을 활성화 시켜 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs)에 의한 심혈관계 질환 유발 인자로 알려진 cytochrome P450 1A1 및 1A2의 발현을 일부 저해하였으며, 특히 체내에 흡수된 알콜 대사에 관여하는 P450 2E1을 강하게 억제 시켰다.

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산소대사물에 의한 심장근 Sarcoplasmic reticulum의 칼슘운반 억제 기전에 관한연구 (A Study on the Mechanism of Calcium Binding Inhibition of Cardiac Sarcoplasmic Reticulum by Oxygen Free Radicals)

  • 김혜원;정명희;김명석;박찬웅
    • 대한약리학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.79-89
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    • 1985
  • 심근 세포의 칼슘 조절에 중요한 역할을 하는 sarcoplasmic reticulum (SR)의 칼슘운반 능력이 허혈 심근에서 현저히 억제됨이 알려져 있다. 이와같은 허혈 심근에서의 SR 칼슘운반승력 저하에 유독성 산소 대사물이 관여할 것으로 생각되고 있으나 그 기전에 관하여는 아직 알려진 바 없다. 본 연구에서는 그 기전의 일단을 규명하기 위하여 산틴 산화효소계에 의하여 발생된 유독성 산소대사물긴 돼지 심실근에서 추출한 sarcoplasmic reticulum의 칼슘흡수 및 막지질 과산화, sulfhydryl group 그리고 단백질 변성에 미치는 영향을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 산틴 산화 효소계와 반응시킨 sarcopl smic reticulum의 칼슘흡수는 반응시간 경과에 따라 현저히 억제되었다. 2) sarcoplasmic reticulum 막지질 과산화는 산딘 산화 효소계에 의하여 현저히 증가되었다 3) 항산화제 ${\beta}$-phenylenediamine은 막지질 과산화의 증가는 효과적으로 억제하였으나, 칼슘흡수 억제는 부분적으로 회복시켰다. 4) 산틴 산화 효소계에 의하여 SH-group은 현저히 감소되었으며, 항산화제 첨가에 의하여 그 감소가 일부 억제되었다. 5) sarcoplasmic reticulum을 DTNB로 처리하여 SH-group을 산소 대사물에 의한 산화반응으로부터 보호했을 경우 칼슘흡수의 억제가 부분적으로 방지되었다. 6) Sephadex G-200 크로마토그라피 상에서 산틴 산화효소계와 반응시킨 sarcoplasmic reticulum의 단백질분해가 관찰되었다. 7) 단백질의 polymerization은 관찰되지 않았으며, 아울러 polymerization을 억제하는 semicarbazide로 칼슘흡수 감소를 방지하지 못하였다. 이상의 결과에서 유독성 산소대사물에 의한 sarcoplasmic reticulum의 칼슘흡수 억제는 sarcoplasmic reticulum의 막지질 과산화, SH-group의 산화 및 막 반백절의 분해 등으로 초래되는 복합적인 기전으로 추정되었다.

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