• 대한환경공학회지
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• 제33권6호
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• pp.396-404
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• 2011

본 연구에서는 PAHs 오염토양의 화학적 생물학적 처리과정에서 반응부산물로 흔히 발견되는 PAH-퀴논화합물을 대상으로 수용액 상에서의 망간산화물에 의한 산화-변환 제거 특성(제거율, 반응속도)을 조사하였다. 반응시간 경과에 따른 상등액의 HPLC 분석결과로부터 p-퀴논화합물인 Acenaphthenequinone (APQ)는 망간산화물 자체에 의한 산화-결합 반응을 통해 제거되며, o-퀴논화합물인 Anthraquinone (AQ)와 1,4-Naphthoquinone (1,4-NPQ)는 반응매개체(Catechol) 존재 하에서의 교차-결합반응을 통해 효과적으로 제거 가능함을 확인하였다. 망간산화물에 의한 PAH-퀴논화합물의 제거는 유사-일차 반응 속도식을 따랐으며, 본 실험조건(1,4-NPQ = 11.5 mg/L, CAT = 50 mg/L, $MnO_2$ = 1.0 g/L, pH 5, 반응시간 = 6~96 hr)에서의 1,4-NPQ의 교차-결합 반응속도상수(k, $hr^{-1}$)는 0.0426으로 APQ의 산화-결합 반응속도 상수(0.173)에 비교해 약 4배 정도의 차이를 보였다. 동일조건에서의 망간산화물 주입량별 속도상수를 망간산화물의 비표면적으로 표준화하여 얻은 1,4-NPQ의 교차-결합 반응에 대한 비표면적표준화속도상수($K_{surf}$)는 $8.5{\times}10^{-4}L/m^2{\cdot}hr$이었다. 망간산화물 주입량별 제거특성과 반응 속도상수의 비교 해석 결과로부터 1,4-NPQ의 교차-결합 반응은 반응시간 경과에 따라 서로 다른 반응기작을 거침을 확인하였으며, 이를 기존 문헌결과와 함께 해석하였다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제21권6호
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• pp.687-694
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• 2017

Plumbagin, a hydroxy 1,4-naphthoquinone compound from plant metabolites, exhibits anticancer, antibacterial, and antifungal activities via modulating various signaling molecules. However, its effects on vascular functions are rarely studied except in pulmonary and coronary arteries where NADPH oxidase (NOX) inhibition was suggested as a mechanism. Here we investigate the effects of plumbagin on the contractility of skeletal artery (deep femoral artery, DFA), mesenteric artery (MA) and renal artery (RA) in rats. Although plumbagin alone had no effect on the isometric tone of DFA, $1{\mu}M$ phenylephrine (PhE)-induced partial contraction was largely augmented by plumbagin (${\Delta}T_{Plum}$, 125% of 80 mM KCl-induced contraction at $1{\mu}M$). With relatively higher concentrations (>$5{\mu}M$), plumbagin induced a transient contraction followed by tonic relaxation of DFA. Similar biphasic augmentation of the PhE-induced contraction was observed in MA and RA. VAS2870 and GKT137831, specific NOX4 inhibitors, neither mimicked nor inhibited ${\Delta}T_{Plum}$ in DFA. Also, pretreatment with tiron or catalase did not affect ${\Delta}T_{Plum}$ of DFA. Under the inhibition of PhE-contraction with L-type $Ca^{2+}$ channel blocker (nifedipine, $1{\mu}M$), plumbagin still induced tonic contraction, suggesting $Ca^{2+}$-sensitization mechanism of smooth muscle. Although ${\Delta}T_{Plum}$ was consistently observed under pretreatment with Rho A-kinase inhibitor (Y27632, $1{\mu}M$), a PKC inhibitor (GF 109203X, $10{\mu}M$) largely suppressed ${\Delta}T_{Plum}$. Taken together, it is suggested that plumbagin facilitates the PKC activation in the presence of vasoactive agonists in skeletal arteries. The biphasic contractile effects on the systemic arteries should be considered in the pharmacological studies of plumbagin and 1,4-naphthoquinones.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권7호
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• pp.949-954
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• 2023

Type III polyketide synthase (PKS) found in bacteria is known as 1,3,6,8-tetrahydroxynaphthalene synthase (THNS). Microbial type III PKSs synthesize various compounds that possess crucial biological functions and significant pharmaceutical activities. Based on our sequence analysis, we have identified a putative type III polyketide synthase from Nocardia sp. CS682 was named as ThnA. The role of ThnA, in Nocardia sp. CS682 during the biosynthesis of 1,3,6,8 tetrahydroxynaphthalene(THN), which is the key intermediate of 1-(α-L-(2-O-methyl)-6-deoxymannopyranosyloxy)-3,6,8-trimethoxynaphthalene (IBR-3) was characterized. ThnA utilized five molecules of malonyl-CoA as a starter substrate to generate the polyketide 1,3,6,8-tetrahydroxynaphthalene, which could spontaneously be oxidized to the red flaviolin compound 2,5,7-trihydroxy-1,4-naphthoquinone. The amino acid sequence alignment of ThnA revealed similarities with a previously identified type III PKS and identified Cys¹³⁸, Phe¹⁸⁸, His²⁷⁰, and Asn³⁰³ as four highly conserved active site amino acid residues, as found in other known polyketide synthases. In this study, we report the heterologous expression of the type III polyketide synthase thnA in S. lividans TK24 and the identification of THN production in a mutant strain. We also compared the transcription level of thnA in S. lividans TK24 and S. lividans pIBR25-thnA and found that thnA was only transcribed in the mutant.

• 한국물환경학회지
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• 제26권4호
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• pp.681-686
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• 2010

Two different MFC designs were evaluated in batch mode: single compartment combined membrane-electrodes (SCME) design and twin-compartment brush-type anode electrodes (TBE) design (single chamber with two air cathodes and brush anodes at each side of the reactor). In SCME MFC, carbon anode and cathode electrodes were assembled with a proton exchange membrane (PEM). TBE MFC was consisted of brush-type anode and carbon cloth cathode electrodes without the PEM. A brush-type anode was fabricated with carbon fibers and was placed close to the cathode electrode to reduce the internal resistance. Substrates used in this study were glucose, leachate from cattle manure, or sucrose at different concentrations with phosphate buffer solution (PBS) of 200 mM to increase the conductivity thereby reduce the internal resistance. Hydrogen generating bacteria (HGB) were only inoculated in TBE MFC. The peak power densities ($P_{peak}$) produced from the SCME systems fed with glucose and leachate were 18.8 and $28.7mW/m^2$ at external loads of 1000 ohms, respectively. And the $P_{peak}$ produced from TBE MFC were 40.1 and $18.3mW/m^2$ at sucrose concentration of 5 g/L and external loads of 470 ohms, with a mediator (2-hydroxy-1, 4-naphthoquinone) and without the mediator, respectively. The maximum power density ($P_{max}$) produced from mediator present TBE MFC was $115.3mW/m^2$ at 47 ohms of an external resistor.

• Journal of Photoscience
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• 제7권1호
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• pp.1-4
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• 2000

The photosensory ciliates Blepharisma japonicum and Stentor coeruleus use the hypericin-derived pigments blepharismin and stentorin, respectively, as photoreceptor chromophores. Fluorescence quenching studies have shown that the first excited singlet state of hypericin and the purified chromophores blepharismin and stentorin can be deactivated by electron transfer to an acceptor molecule with a suitable reducing potential [1,2]. This paper reports the result of a series of photobehavioral experiments performed with the aim to ascertain if the same electron accepters which quench the photoreceptor pigment fluorescence in vitro may also compete with the native acceptor molecule in its natural physiological environment. Individual cell trajectories were examined before and after light stimulation, in the presence and in the absence of potential "in vivo" electron accepters, with a microvideo-recording apparatus. Our data, on Blepharisma cells, showed that as the negative reduction potential of the electron acceptor increases, a pronounced decrease in cell photoresponsiveness was detected. A dramatic effect on cell photoresponsiveness was noticed in the presence of 1,4-benzoquinone that has the lowest negative reduction potential. Such an effect on the percentage of photoreacting cells was moderate in the case of 1,4-naphthoquinone, with a relatively higher negative reduction potential. In the presence of benzophenone, which has the highest negative reduction potential, no significant effect on photoreacting cells was noticed. Our results can support the hypothesis that in the pigment granules such a light-induced charge transfer from excited blepharismin to a suitable electron acceptor triggers sensory transduction processes in B. japonicum.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제52권4호
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• pp.221-225
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• 2009

Lithospermum erythrorhizon has been known well as one of traditional medicine for fever reduction, detoxication, and blood circulation improvement. This study was carried out to isolate biological active compounds from roots of Lithospermum erythrorhizon and to investigate their low density lipoprotein (LDL) antioxidant and anticancer activities. The hexane extract of Lithospermi Radix has been separated on silica gel chromatography and a naphthoquinone pigment compound 1 has been isolated. The structure of the compound 1 has been identified by spectroscopic technique, including MS and NMR, as acetylshikonin (1). Acetylshikonin showed significantly inhibitory activity on $Cu^{2+}$-induced human LDL oxidation with $IC_{50}$ value of $8.8\;{\mu}M$ and obvious anticancer effect by inhibiting farnesyl:protein transferase (FPTase) activity with $IC_{50}$ value of $23\;{\mu}M$, which suggested that acetylshikonin might be useful for the treatment of atherosclerosis and cancer.

• 한국잡초학회지
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• 제2권1호
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• pp.31-40
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• 1982

일년생(一年生) 및 다년생잡초(多年生雜草)(특히 올미 우점도(優占畓)가 혼생(混生)한 기계이앙답(機械移秧畓 경식토(輕埴土))에서 제초제(除草劑)에 의한 효과적(効果的)인 잡초방제(雜草防除)를 하기 위하여 Naproanilide ${\alpha}$ (${\beta}$-naphthoxy) propionilide], Pyrazolate [4-(2, 4-dichlorobenzoyl)-1, 3-dimethyl pyrazol-5-yl-p-toluen-sulphnate], SL-49 [1, 3-dimethyl-4-(2, 4-dichlorobenzoyl)-5-phenacyloxy -pyrazol], Chlormethoxynil(2, 4-dichloropheny-4-nitro-3-methoxyphenyl), ACN (3-chloro-2-amino-1,4-naphthoquinone), Butachlor (2-chloro-2, 6-diethyl-N-butho xymethy1 acetanilide) 등 6 종(種)의 단제(單劑)와 이들과 butachlor와의 혼합제(混合劑)를 만들어 포장실험(圃場實驗)을 실시(實施)하였던 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하연 다음과 같다. 1. 除草效果 1. 6종(種)의 각(各) 단제(單劑)로서 일년생(一年生)을 비롯하여 올미, 가래, 너도방동산이, 올방개 등 다년생(多年生)까지 동시(同時)에 만족(滿足)스럽게 방제(防除)할 수 있는 제초제(除草劑)는 없었다. 2. Pyrazolate, SL-49는 일년생(一年生) 대부분과 올미 및 가래에 대하여 탁효(卓效)가 있었다. 3. Butachlor 단제(單劑)는 일년초(一年草)에 대한 효과(効果)는 우수(優秀)하나 올미 및 가래에 대한 효과(効果)는 미약(微弱)하며 너도방동산이에 대한 효과(效果)도 만족(滿足)스럽지 못하였다. 4. Butachlor와 Pyrazolate의 합제구(合劑區)는 각(各) 단제(單劑)때보다도 살초폭(殺草幅)이 확대(擴大)되어 일년생잡초(一年生雜草) 전부(全部)와 올미, 가래, 너도방동산이까지도 만족(滿足)스러운 방제(防除)r 가능(可能)하였다. 5. Butachlor와 SL-49의 합제(合劑)도 Pyrazolate 합제(合劑)와 거의 동일(同一)한 경향(傾向)을 나타냈다. 6. Naproanilide 는 피에 대한 효과(効果)가 거의 없으며 올미에 대한 효과(効果)는 우수(優秀)하나 물달개비, 가래, 너도방동산이에 대한 효과(效果)는 충분(充分하지 못하였다. butachlor와 합제(合劑)로써 일년생잡초(一年生雜草) 및 올미에 대한 효과(効果)는 상승(上昇)하나 가래, 너도방동산이에 대한 효과(効果)는 불충분(不充分)하였다. 7. ACN은 공시(供試) 전초종(全草種)에 대하여 효과(効果)가 만족(滿足)스럽지 못하며 butachlor와의 합제(合劑)는 전반적(全般的)으로 제초효과(除草効果)는 상승(上昇)되었다. 8. Chlormethoxynil의 일년생잡초(一年生雜草)에 대한 효과(効果)는 우수(優秀)하나 너도방동산이에는 효과(效果)가 거의 없고 올미와 가래에는 초기억제(初期抑制)는 강력(强力)하나 그 이후(以後) 재생(再生)이 되었다. butachlor와의 합제(合劑)는 일년초(一年草)를 비롯하여 올미, 가래, 너도방동산이 등에 대한 효과(效果)가 상승(上昇)되고 효과(效果)가 더욱 지속(持續)되었다. 9. 공시제초제중(供試除草劑中(合劑包含)) 올방개에 유효(有效)한 제초제(除草劑)는 없었다. 2. 약해(藥害), 생육(生育) 및 수량(收量 공시제초제중(供試除草劑中 합제포함(合劑包含)) 모두 약해(藥害)는 경미(輕微)하였으며, 초기(初期)의 약간의 약해(藥害)도 경시적(經時的)으로 회복(回復)되어 이앙(移秧) 40일후(日後)까지는 거의 완전회복(完全回復)이 가능(可能)하였으며 실행구(實行區)에 비(比)하여 수량감소(收量減少)가 있었던 plot는 naproanilide 단제(單劑), ACN단제(單劑), Butachlor 단제구(單劑區) 등이었고 그 이외(以外)의 단제구(單劑區) 및 Butachlor와의 모든 합제구(合劑區) 등에 있어서의 수량(收量)은 실행구(實行區)와 유의차(有意差)가 없었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권6호
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• pp.547-554
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• 2010

본 연구에서는 나노구조의 새로운 망간산화물 입자(즉, 블랙-버네사이트)를 합성하여 물질특성 및 1,4-naphthoquinone (1,4-NPQ)을 대상으로 반응매개체 존재 하에서의 산화-변환반응 효율을 조사하였고, 그 결과를 기존의 McKenzie 방법으로 얻은 망간산화물(즉, 브라운-버네사이트)의 결과와 비교 분석하였다. XRD 분석 결과 합성한 망간산화물 입자의 결정상은 버네사이트(${\delta}-MnO_2$)임을 확인하였으며, SEM 측정결과 입자표면은 섬유상의 구조에 의한 나노크기의 미세기공을 가진 볼모양(ball-like)의 형태를 보였다. 배치실험 결과, 나노구조의 망간산화물에 의한 1,4-NPQ 제거는 유사-1차 반응을 따랐으며 기존 망간산화물과 비교해 BET 비표면적 값이 작음(41.05 vs 19.80 $m^2/g$)에도 불구하고 약 2.3배의 높은 속도 상수값을 보였다. 이러한 결과는 블랙-버네사이트에서의 상대적으로 높은 결정성과 나노구조의 표면 특성에 기인한 것으로 해석되며, 블랙-버네사이트 입자가 퀴논화합물에 대하여 상대적으로 높은 반응성을 보임을 알 수 있다. 반응산물에 대한 HPLC 크로마토그램 분석 결과로부터 블랙 버네사이트 입자에 의한 1,4-NPQ의 제거는 반응 매개체인 catechol 존재 하에서의 상호-결합반응을 통한 중합체 생성을 통해 제거됨을 확인하였다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제17권3호
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• pp.203-208
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• 2013

As the abnormal proliferation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) plays a critical role in the development of atherosclerosis and vascular restenosis, a candidate drug with antiproliferative properties is needed. We investigated the antiproliferative action and underlying mechanism of a newly synthesized naphthoquinone derivative, 5,8-dimethoxy-2-nonylamino-naphthalene-1,4-dione (2-nonylamino-DMNQ), using VSMCs treated with platelet-derived growth factor (PDGF). 2-Nonylamino-DMNQ inhibited proliferation and cell number of VSMCs induced by PDGF, but not epidermal growth factor (EGF), in a concentration-dependent manner without any cytotoxicity. This derivative suppressed PDGF-induced $[^3H]$-thymidine incorporation, cell cycle progression from $G_0/G_1$ to S phase, and the phosphorylation of phosphor-retinoblastoma protein (pRb) as well as the expression of cyclin E/D, cyclin-dependent kinase (CDK) 2/4, and proliferating cell nuclear antigen (PCNA). Importantly, 2-nonylamino-DMNQ inhibited the phosphorylation of PDGF receptor${\beta}$(PDGF-$R{\beta}$) enhanced by PDGF at $Tyr^{579}$, $Tyr^{716}$, $Tyr^{751}$, and $Tyr^{1021}$ residues. Subsequently, 2-nonylamino-DMNQ inhibited PDGF-induced phosphorylation of STAT3, ERK1/2, Akt, and $PLC{\gamma}1$. Therefore, our results indicate that 2-nonylamino-DMNQ inhibits PDGF-induced VSMC proliferation by blocking PDGF-$R{\beta}$ autophosphorylation, and subsequently PDGF-$R{\beta}$-mediated downstream signaling pathways.

• 한국잡초학회지
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• 제31권3호
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• pp.240-249
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• 2011

식물 유래 naphthoquinone계 juglone의 신규 제초제 작용점 KAPAS에 대한 in vitro 및 in vivo에서의 활성 평가를 통해 천연물 유래 제초제로서의 가능을 검토하였다. Juglone은 농도의존적인 반응으로 KAPAS를 효과적으로 저해하였으며, 50% 저해농도는 $9.5{\mu}M$이었다. 바랭이(Digitaria sanquinalis)에 대한 경엽처리에서 juglone 125, 250, 500 및 $1000{\mu}g\;mL^{-1}$ 농도에서의 활성정도는 각각 70, 95, 100 및 100%이었다. 또한, 8종의 화본과 및 광엽잡초에 대한 juglone 2,000 및 $1000{\mu}g\;mL^{-1}$ 농도에서의 살초력은 완전하였으며(100%), $500{\mu}g\;mL^{-1}$에서도 90~100%이었다. Juglone을 처리했을 때 나타나는 주요 증상은 고사(desiccation) 또는화염상(burndown)이었다. Juglone 처리에 의한 전해물질 누출은 광조건에 관계없이 농도의존적으로 일어났으나, 엽록소 함량 감소 정도는 광조건에서도 경미한 수준이었으며, 암 조건에서는 전혀 일어나지 않았다. Juglone에 의해 억제되었던 애기장대 종자의 발아율은 biotin 공급에 의해 뚜렷하게 회복되었다. 이상의 실험에 결과에 의하면 천연 naphthoquinone계 juglone은 신규 제초제 작용점 KAPAS를 효과적으로 저해하는 친환경적인 천연물 유래 제초제로서의 가능성을 확인하였다.