• KSBB Journal
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• 제14권6호
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• pp.682-687
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• 1999

Streptomyces virginiae 유래의 virginiamycin 생합성 유도인자인 VB-C를 이용하여 다른 방선균에의 항생물질 생산 유도 기능을 검토하였다. Erythromycin 생산균인 Streptomyces erythraeus를 공시균주로 사용하였으며, VB-C 결합 receptor 유전자가 포함된 plasmid(pARS 701, 9 kb)를 공시균주에 도입하여 transformant로 사용하였다. Parent와 transformant 모두 유도인자인 VB류를 생산하였으며, VB-C의 signal 전달에 관여하는 결합 단백질의 존재가 확인되었다. Parent는 본배양 0, 20, 44시간째에 합성 VB-C 300 ng/ml를 첨가시 초기 항생물질 생산시기가 약 8시간 이상 단축되었다. Transformant는 본배양 44시간에 첨가시 6시간 이상 항생물질 생산시기가 단축되었고 항생물질 생산량도 증가되었으며, parent에 비해 B. subtilis에도 강한 항균력을 나타내었다. 또한 항균 spectrum은 parent보다는 transformant가 생산한 항생물질의 항균호과가 더 큰 것으로 나타났으며, VB-C를 첨가한 경우 미첨가 경우보다 넓은 항균 spectrum을 보였다. 이들 결과에서 공시균인 S. erythraeus에서 VB signal 전달에 따른 항생물질 생산유도가 입증되었으며, VB-C receptor gene의 도입에 따른 발현과 함께 VBs의 유도, 항생물질의 생산시기의 단축 및 생산량의 증가가 예상됨에 따라 다양한 Streptomyces sp. 균주를 대상으로 항생물질의 대량생산을 비롯한 새로운 2차 대사산물 생산에의 응용이 예상되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권4호
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• pp.1230-1242
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• 2018

곰팡이독소는 곰팡이의 2차 대사산물로 동물용 원료사료 중에서 특히 곡물 및 곡물부산물에서 가장 흔하게 발생한다. 돼지는 곰팡이독소에 대한 감수성이 다른 동물에 비해 높은 것으로 알려져 있다. 아플라톡신, 디옥시니발레놀 및 제랄레논은 동물용 원료사료에서 가장 흔하게 발생하는 곰팡이독소이며, 국내 외에서 허용기준을 설정하여 관리하고 있다. 곰팡이독소는 종류에 따라 서로 다른 독성작용을 가지지만 모두 면역체계를 표적으로 하며, 최종적으로 돼지의 성장저하를 초래한다. 따라서 곰팡이독소에 의한 피해를 최소화하기 위한 다양한 대책이 필요하다. 일반적으로 곰팡이독소에 오염된 사료를 섭취한 돼지는 사료섭취량이 감소하며, 그 결과 증체량 저하가 발생한다. 사료섭취량 감소로 인한 필수영양소의 불충분한 공급은 영양소함량을 강화시킨 사료를 급여함으로써 증체량 감소를 최소화할 수 있다. 또한 곰팡이독소 저감제를 이용하여 곰팡이독소에 의한 피해를 저감시킬 수 있으나, 곰팡이독소의 종류 및 농도, 환경적 요인, 저감제의 종류 등에 따라 저감제 사용 효과에 대한 변이가 존재한다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제39권3호
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• pp.191-208
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• 2024

펩타이드형 독소인 마이크로시스틴(microcystins, MCs)과 노둘라린(nodularin, NOD)은 남조류라고도 알려진 시아노박테리아에 의해 생성되는 2차 대사산물로, 독소에 오염된 물, 토양 및 비료를 사용함으로써 농산물 내에 축적되고 이를 사람이 섭취함으로써 건강상 위해가 발생할 수 있다. 최근 MCs과 NOD의 농산물 내 오염에 대한 관심이 대두되며 국내외에서 여러 분석법을 기반으로 농산물 내 오염 수준을 조사하고 있다. 하지만 아직까지 수행된 연구가 많지 않으며, 특히 펩타이드형 독소 중 MCs의 분석 연구에 치중되어 있거나 오염 취약 지역에서 재배한 농산물이 주로 오염도 조사에 사용되는 등 연구에 한계가 있으므로 MCs과 NOD의 관리를 위해서는 보다 많은 체계적인 연구가 필요할 것으로 생각된다. 본 연구에서는 체계적인 모니터링 및 안전관리의 기반을 마련하기 위해 MCs 및 NOD의 이화학적 특성, 독성, 분석법, 오염사례 및 관리현황에 대해 기술하였다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제31권9호
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• pp.1377-1384
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• 1998

본 연구에서는 streptozotocin으로 당뇨를 유발시킨 횐쥐에게 methanol로 추출하여 분획한 참마의 $H_2O$ 분획물을 경구투여하고 selenium은 식이로 보충하여 당뇨시 14일간 혈당과 지질대사에 미치는 영향을 실험하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 당뇨대조군은 당뇨로 인한 대사상의 변화로 정상군과는 다른 대사적인 차이를 나타내었다. 전 실험 기간 중 횐쥐의 체중변화는 정상군에 비해 당뇨실험군 모두에서 유의적으로 감소되었으며 DJT-Se군에서 다른 당뇨실험군보다 적은 양의 체중감소를 보였다. 참마와 Se 보충식이에 따른 식이효율도 DJT-Se군에서 유의적인 차이는 아니었지만 다른 당뇨실험군에 비해 높았다. 장기 의 무게를 체중 100g당으로 환산하였을 때 간장과 신장의 무게는 정상군보다 유의적으로 비대해졌으며 비장은 당뇨실험군 모두에서 정상군보다 무게가 낮게, 췌장은 높게 나타났다. 혈장 포도당 수준은 당뇨실험군 중 DJT-Se군에서 유의적으로 낮아졌으며 인슐린의 함량 수준은 당뇨실험군 간의 유의적인 차이를 보이지 않았으나 DJT-Se군에서 약간 높았다. 혈장단백질 수준은 당뇨대조군에 비해 당뇨실험군 모두에서 높게 나타났다. 혈장 지질 수준에 미치는 영향을 보면 혈장 cholesterol의 경우 당뇨대조군과 당뇨실험군 간의 큰 차이는 없었으나 당뇨실험군에서 낮은 경향을 보였다. HDL-cholesterol 수준은 모든 당뇨실험군에서 높게 나타났다. 중성지방의 경우는 DJT-Se군과 Se군에서 유의적으로 낮은 수준이었다. 유리지방산 함량은 정상군과 당뇨실험군 사이에 차이를 보이지 않았다. AST와 ALT 활성도는 군 간에 큰 차이를 보이지 않았으나 당뇨대조 군에 비해 DJT군에서는 유의성을 보였다. 본 연구 결과 참마나 Se를 독립적으로 섭취하는 것 보다는 병용하여 보충하는 것이 항산화 작용의 상승효과를 보여주어 고혈당과 지방대사산물에 작용하여 혈당강하효과를 보일 것으로 생각된다. 참마의 혈당강하에 영향하는 생리활성성분과 Se보충에 의한 대사적인 변화에 대하여 더 구체적인 생화학적인 연구가 이루어져야 될 것으로 여겨진다.

• 식품과학과 산업
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• 제51권4호
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• pp.278-301
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• 2018

최근 들어 먹거리와 건강에 대한 사람들의 관심이 점점 높아지면서 이에 관한 정보 또한 중요시 되고 있다. 우리나라 전체 사회가 고령화 사회로 접어들면서 환경의 악화로부터 오는 질병과 생활 습관병의 증가를 자기 자신의 문제로 받아들이는 사람들이 늘고 있기 때문이다. 의료 분야는 치료 중심에서 예방 의학으로 관심이 높아지고 있지만 예방약이라고 할 수 있는 약품은 매우 적다. 암, 동맥경화, 당뇨병 같은 성인병을 예방하려면 약에 의한 예방이 아닌 먹거리에 의한 예방을 적극적으로 도입시킬 필요가 있다. 해양은 육상과는 다른 특이한 생태계를 이루는 환경 때문에 적자생존의 경쟁 속에서 살아남기 위하여 특히 물리적 방어 능력이 부족한 해양생물의 2차 대사산물은 육상생물의 그것과는 상이한 화학적 특성을 가진다. 이러한 다양한 2차 대사산물은 화학적 방어 수단의 일환으로 생성되는 것으로 알려져 있는데 이들 물질이 인체나 다른 포유동물에 투여되면 강력한 생리활성을 발현하는 경우가 많다. 이러한 이유들 때문에 해양생물로부터 새로운 생리활성 선도물질을 개발하여 인류의 건강 보전에 이용하고자 하는 연구가 최근 각광받고 있다. 해조류, 어패류 및 수산가공부산물(폐기물)에서 기능성을 나타내는 단백질 가수분해물 및 펩티드의 제조 방법 및 항균, 항산화, 심장보호(항고혈압, 항동맥경화 및 항응고), 면역조절, 항당뇨, 식욕억제 및 신경보호 활성과 같은 여러가지 생리 기능성에 대하여 살펴보았다. 무엇보다도 해양단백질 가수분해물 및 펩티드가 다양한 생리활성을 갖고 있어 건강식품 및 식의약 산업에서 응용이 가능하고 원료인 해조류 및 수산가공부산물이 대부분 미이용자원이므로 관련기업에서의 상품화 개발이 이루어질 것으로 기대된다. 최근에 소비자나 환자들도 의약품에 대한 바람직하지 않은 부작용을 의식하고 있고 화학적으로 합성된 의약품을 기피하는 경향이 있고 자연식품이나 천연 생리기능성 물질에 대한 욕구로 자가치료에 대한 사고방식이 높아지고 있어 의약품 보다는 효능이 다소 낮을지라도 어떤 질병의 예방이나 치료를 위해 특수한 생리기능성 물질의 섭취는 더욱 더 인기를 끌게 될 것으로 기대된다. 그러나 단백질 가수분해물이나 펩티드가 신체에서 나타내는 상태와 생리기능성 효과 사이에 상호관계를 충분히 밝혀져야 하며 이들을 이용한 제품의 보다 확실한 생리기능성의 작용 메커니즘과 임상에서의 효능의 확인이 이루어져야 하며 마켓팅을 위해서는 무엇보다도 공인기관인 식약처 또는 FDA에 인증을 받아야 할 것이다.

• 생명과학회지
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• 제30권4호
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• pp.352-358
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• 2020

홍국은 한국에서 오랫동안 음식과 전통의학 소재로 사용되어 왔다. Monascus sp.의 생장과 2차 대사과정을 통해 Monascus 색소, monacolins, γ-aminobutyric acid 등을 생산할 수 있다. Monascus 종의 대사산물인 monacolin K, γ-aminobutyric acid과 dimerumic acid는 특정 항산화 효과로 인해 콜레스테롤과 혈압을 낮춘다고 알려져 있다. 이 연구는 Monascus sp.로 발효된 홍국쌀 에탄올 추출물의 항염증 활성을 조사하였다. 홍국 에탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량을 측정하였고, 항염증 효과는 LPS가 유도된 Raw 264.7 cell에서 NO 생성, iNOS 및 사이클로옥시게나아제-2(cyclooxygenase-2 (COX-2)) 단백질 활성을 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 발효되지 않은 일반쌀보다 높은 함량을 나타내었다. NO 생성 저해활성 평가는 400 ㎍/ml 농도에서 LPS를 처리하지 않은 음성대조군의 NO 생성량과 유사한 결과를 나타내었다. iNOS 및 COX-2 단백질 발현 저해활성은 400 및 800 ㎍/ml에서 iNOS의 발현을 상당부분 억제하였다. 홍국 에탄올 추출물은 높은 항염증 효과를 확인하였으며, 기능성화장품 및 항염증소재로서 활용 가능할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.192-198
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• 2021

홍국은 동아시아 국가에서 예로부터 음식과 전통의학에 이용되어 왔다. 홍국은 특정 미생물(일반적으로 Monascus purpureus)이 쌀을 발효시켜 생산되어진다. Monascus sp.는 2차 대사과정을 통해 Monascus 색소, monacolins, γ-aminobutyric acid 등을 생산할 수 있다. Monascus 종의 대사산물인 monacolin K, γ-aminobutyric acid와 dimerumic acid 및 monascus pigments는 항산화 효과, 콜레스테롤과 혈압과 항비만 효과들이 알려져 있다. 본 연구에서는 Monascus sp.로 발효된 홍맥 에탄올 추출물의 항비만 활성을 알아보고자 지방 세포를 이용하여 실험을 실시하였다. 홍국 에탄올 추출물의 항비만 효과는 MDI로 유도된 3T3-L1 전지방세포의 Oil Red O staining과 Real time RT-PCR을 이용하여 비만 유전자 발현을 통해 확인하였다. 홍맥 추출물을 3T3-L1 전지방세포에 각각 200 ㎍/ml, 400 ㎍/ml, 800 ㎍/ml을 처리한 결과 5.04%, 12.24%, 23.52%로 지방축적을 감소시키는 것을 확인하였다. 또한, 홍맥 추출물은 3T3-L1 전지방세포로부터의 C/EBPα, SREBP-1, PPAR-γ 유전자의 발현이 농도 의존적으로 감소되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 홍맥 추출물의 지방 합성 억제활성을 확인하였으며, 향후 항비만 기능성 식품소재로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• KSBB Journal
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• 제16권4호
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• pp.344-350
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• 2001

염 성분이 처리된 조건배지에서 발아를 유도한 양배추와 고추 종자는 각각 400 mM, 200 mM의 염분농도에서부터 발아상태만 유지되고 유묘로서의 성장은 더 이상 진행되지 않았다. 뿌리의 분화에서 고추의 경우는 성장하는 유묘에서 뿌리털만이 왕성하게 분화되는 것을 관찰할 수 있었지만, 양배추는 전체적으로 고른 뿌리털의 분화가 유도되다가 200 mM에서는 오히려 1차 근의 발달이 두드러지게 나타났다. 이러한 뿌리털의 뚜렷한 분화 현상은 염에 의한 hyperosmotic stress에 대하여 식물 세포가 cellular ion homeostasis를 유지하기 위한 것으로, 이러한 영향이 뿌리조직 중 1차 근의 분화가 둔화되고 결국 유묘의 성장이 억제된다. 유묘로부터 anthocyanin을 추출한 결과 양배추의 경우 200 mM NaCl 첨가 배지에서, 고추는 50 mM K-gluconate 첨파배지에서 가장 많은 anthocyanin이 검출되었다. 이 결과는 염분 스트레스에 의해 식물색소의 합성량을 변화시킬수 있다는 것을 시사하는 것으로 이 조건을 토대로 식물체로부터 anthocyanin의 합성을 다량으로 유도할 수 있을 것이다. Betaine합성과 BADH와의 관계를 알아본 결과, 영양변이에 의한 스트레스가 BADH의 활성을 유도하게 되면 아울러 betaine 생합성을 조절하고 있음을 알 수 있었다. 고추는 100 mM의 K-gluconate 첨가 배지에서 양배추는 200 mM의 NaCl이 처리된 조건배지에서 발아되는 초기에 염분에 대해 많은 영향을 받는 것으로 보이며 유묘의 성장이 왕성한 시기에 betaine의 함량이 증가하였다. Anthocyanin 추출과 BADH활성에서 알 수 있듯이 고추는 $K^{+}$이, 양배추는 $Na^{+}$이 수분 스트레스의 신호로 작용하여 다양한 transcription factor를 합성함으로써 2차 대사반응을 유도하는 것으로 판단된다. 이 과정에시 식물 조직은 염분 스트레스에 따른 특이적 산물과 여러 유용물질을 합성하게 되는 것이다. Proline과 betaine은 높은 농도로 처리된 염 성분이 액포내에 축적되는 것을 방지하여 액포의 노화와 세포질의 효소활성을 보호하여 세포내 ion homeostasis를 유지하고 삼투대사를 조절하여 액포를 보호하는 인자와 같은 역할을 한다.

• 한국식품과학회지
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• 제45권2호
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• pp.137-141
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• 2013

플라보노이드는 식물의 주요 2차 대사산물 중 하나로 자외선 차단, 식물의 수분을 위한 곤충 유인 등 외부환경에 적응하는데 이로운 역할을 한다. 특히 플라보노이드는 항산화 효과가 우수한 것으로 알려져 노화방지와 생활습관 질병예방에 유용한 건강기능식품소재로 각광받고 있다. 하지만 플라보노이드의 생체이용률은 매우 낮으며 이러한 플라보노이드 흡수과정에 관한 생물학적기전은 최근에 조금씩 밝혀지기 시작하고 있다. 플라보노이드의 수송기전에는 세포 내에서 일어나는 소포체 매개 수송과 세포막 및 소기관 표면 단백질에 의한 막 수송체 매개 수송이 있다. 소포체 매개 수송의 경우 cellular trafficking에 의한 일련의 소포체 유래 vesicle의 융합 반응을 거쳐 식물 세포의 경우 액포 내에 플라보노이드가 축적되거나 세포 외부로 배출된다. 표면 단백질에 의해 플라보노이드의 세포막 흡수가 일어나게 되는데 ATP를 사용한 능동수송, 막 전위를 이용한 2차 수송에 관여하는 다수의 수송체들이 관여하는 것으로 보인다. 다양한 종류의 플라보노이드가 존재하는 만큼 플라보노이드 수송체도 다양하며 어쩌면 모든 플라보노이드의 특이적 수송체를 규명하는 것은 불가능 할 지도 모른다. 하지만 식품에 다량 존재하는 주요 플라보노이드를 모델 화합물로 이용한 연구를 수행하면 이에 관련된 주요 수송체 단백질과 관련 메커니즘에 대해 깊이 이해할 수 있고 이를 통해 생체 이용률을 향상시키는 방법을 생각해 볼 수 있으며 특히 낮은 혈중 농도 조건에서도 조직 세포 내에 플라보노이드 축적을 통해 건강 기능성을 최적화하는 노력을 기울이는데 적절한 과학적 방법을 제시해 줄 수 있을 것으로 기대한다.

• 농약과학회지
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• 제16권4호
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• pp.357-363
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• 2012

인삼 뿌리썩음병을 일으키는 병원균의 생물적 방제를 위해서 토양에서 유용미생물을 분리하여 항균 활성과 생화학적 특성을 조사하였다. 이를 위해 강원도 인삼재배 토양에서 총 439균주의 세균을 분리하여 이 중에서 항균 활성이 가장 우수한 3균주(GP4-1, GR2-2, GR4-5)의 미생물을 최종 선발하였다. 주요 인삼 뿌리 썩음병원균인 5종(Cylindrocarpon destructans, Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Rhizoctonia solani, Sclerotinia nivalis)에 대한 생장 억제능을 조사한 결과, 선발 균주들이 매우 높은 항균 활성을 갖는 것을 확인하였다. 최종 선발 균주들의 정확한 동정을 위해서 16S rRNA 유전자 염기 서열로 계통 유전학적 분석을 하였고, 모든 균주들이 Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum $FZB42^T$과 가장 높은 상동성(99.9 %)이 있음을 보였다. 선발 균주들이 생산하는 2차 대사물질 구명을 위해 주요 Bacillus 대사산물의 생합성 유전자를 PCR 반응으로 검정하였다. 모든 선발 균주들에서 iturin A와 surfactin의 생합성 유전자가 검출되었으며, GR4-5 균주에서는 bacillomycin D의 생합성 유전자도 추가로 검출되었다. 생화학적 특성 조사에서는 선발 균주들이 섬유소 분해 효소와 단백질 분해 효소의 활성이 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 인삼재배 토양에서 분리한 토양 미생물들이 인삼 뿌리썩음병의 생물적 방제를 위한 미생물제제로서의 활용가치가 높음을 제시하였다.