• KSBB Journal
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• 제22권3호
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• pp.168-173
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• 2007

형광을 이용한 암 진단을 위해 배양된 정상 및 암세포주에 광민감제인 5-ALA, ALA-methyl ester를 투여하고 세포 내 외에서 생성된 Protoporphyrin IX (PpIX)의 형광을 측정하여 5-ALA, ALA-methyl ester 투여의 최적 농도를 조사하였다. 정상 간세포주 (Chang) 및 간암 세포주 (HepG2)에 5-ALA와 ALA-methyl ester를 농도별로 투여하여 5-ALA와 ALA-methyl ester에 의해 유도된 PpIX의 생성을 확인하고, MTT assay로 세포생존율을 측정하였다. 배양된 cell에 5-ALA와 ALA-methyl ester를 투여한 후 24시간 동안 배양함으로써 생성되는 PpIX의 양은 형광의 강도로 측정하였다. 이 때의 형광 (emission) 스펙트럼은 여기 파장이 410 nm일 때 603.2 nm, 660.5 nm와 603.2 nm 및 661.4에서 형광 봉우리가 관찰되었다. PpIX의 형광 강도를 측정한 결과, PpIX는 정상세포에서는 낮은 농도로 축적이 되는 반면에 암세포에서 더 높은 농도로 축적되었으며, 세포 외보다는 세포 내에서 더 높은 농도로 축적됨을 알 수 있었다. 또한 5-ALA 및 ALA-methyl ester에 의한 PpIX의 생성에 대한 형광 강도는 ALA-methyl ester가 5-ALA보다 더 큰 것으로 관찰되었다.

• 농약과학회지
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• 제11권1호
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• pp.52-58
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• 2007

5-Aminolevulinic acid (ALA)는 protoporphyrinogen IX oxidase(Protox IX)의 작용기작에 의해 tetrapyrrole 의존형 광활성 제초제 또는 살충제로서 제안되어 왔다. 본 연구는 생분해성 생물농약 물질로서 ALA에 대한 식물과 해충의 생육반응을 검토하기 위해 수행되었다. 수도적 조건에서 ALA는 벼와 피 두 초종에 대해 독성을 보였으며 벼보다는 피의 초장과 지상부 생체중을 더 억제하였다. 밭 조건에서 두과작물 콩과 화본과 잡초 바랭이에 5 mM ALA를 처리한 결과 바랭이가 더 민감한 생육반응을 보였다. ALA 10 mM(10배액)로 파밤나방에 대한 살충효과는 살포법으로 처리한 결과 단제 및 합성 살충제 lufenuron과의 조합처리에서 다소 높게 나타났다. leaf disk법으로 응애에 대한 살비효과를 검정한 결과 10 mM ALA 처리 후 72시간에 가장 높게 나타났다. 이상의 결과로 볼 때 ALA는 비록 그 활성이 기존의 합성농약보다 낮을지라도 농업유해생물에 대해 잠재적인 제초 및 살충활성을 갖고 있는 것으로 나타났다.

• 미생물학회지
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• 제43권4호
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• pp.304-310
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• 2007

Bacillus cereus 1-1 균주는 광이 없는 호기적 환경에서 levulinic acid와 같은 저해제 처리 없이도 5-aminolevulinic acid (ALA)를2 mM까지 생산하였다. B. cereus 1-1 균주는 TCY 배지에서 전 배양과 본 배양을 18시간 동안 지속하고, 배지의 pH가 6.8에 도달하는 대수기 후기에 acetic acid를 비롯한 유기산들을 16 mM 첨가하였을 때 많은 ALA를 생산하였으며, 본 배양 시작시 0.3% glucose를 첨가하는 것이 효과적이었다. Acetic acid 대신 glutamic acid를 첨가하였을 때 ALA 생산이 8시간 이상 지속되었고, $40\;{\mu}M$의 gabaculine을 첨가하면 생산이 현저히 저해되는 것으로 보아 B. cereus 1-1 균의 ALA 생산은 C-5 경로에 의함을 알 수 있었다.

• 한국작물학회지
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• 제48권2호
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• pp.127-133
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• 2003

The purpose of this study is to investigate the positive or negative effects of 5-aminolevulinic acid(ALA) on the growth of several crops and weeds, by applying a seed soaking treatment, foliar treatment, and application timing, while comparing biological activity between ALA produced by chemical synthesis (Synthetic-ALA) and extracellularly-accumulated ALA by overexpressing the hemeA gene isolated from Bradyrhizobium japonicum(Bio-ALA). Seed soaking treatment of ALA in barley (five cultivars) and wheat (five cultivars) had not shown positive effects at lower concentrations, 0.05 to 0.5 mM as well as negative effects at higher concentrations, 1 to 30 mM. In rice, there also was no positive effect by seed soaking treatment of ALA at lower concentrations, although the rice became damaged by an application of 5 and 10 mM ALA. Growth in barley cultivars, Ganghossalbori, Naehanssalbori, Songhakbori, Saessalbori, and Daehossalbori were increased up to 14%, 19-51 %, 17-64%, 18-23%, and 22-38% by ALA foliar application at lower concentrations, 0.05 to 0.5 mM, respectively. On the other hand, the growth in barley cultivars was inhibited by ALA foliar application at higher concentrations. Barley responded more positively to ALA foliar application than wheat and rice. The growth stimulation caused by ALA seed soaking treatment was less than by ALA foliar treatment. ALA treatment at the 1.5-leaf stage increased growth of barley by 19-58%, while pretreatment to seeds, post-emergence treatment at 3 days after seeding, 3-leaf stages, and 5-leaf stages had not shown positive effects. Thus, the positive effects of ALA on barley were dependent greatly upon the timing of application and its concentration. Monocots weeds were more sensitive to ALA foliar treatment than dicotyledonous weeds. A monocot weed, Setaria viridis L. was the most susceptible plant to ALA while a dicotyledonous weed, Plantago asiatica L. was the most tolerant. No significant difference in biological activity between bio-ALA and synthetic ALA on barley, wheat, rice, and weed, Ixeris dentate tested was observed. Thus, ALA produced by microorganisms would be a potent substance to be used effectively in agricultural production.

• Animal Bioscience
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• 제34권12호
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• pp.1912-1920
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• 2021

Objective: This study investigated the effects of 5-aminolevulinic acid (5-ALA) on the motility parameters, mitochondrial membrane depolarization, and ATP levels in chicken sperm. Methods: The pooled semen from Barred Plymouth Rock males was used. In the first experiment, the semen was diluted 4-times with phosphate-buffered saline (PBS (-)) containing various concentrations (0, 0.01, 0.05, and 0.1 mM) of 5-ALA, and then the sperm motility parameters after incubation were evaluated by computer-assisted sperm analysis (CASA). In the second experiment, the semen was diluted 4-times with PBS (-) containing 0.05 mM 5-ALA, and then sperm mitochondrial membrane depolarization and ATP levels after 1.5 h of incubation were analyzed with the MitoPT^® JC-1 Assay and ATP Assay kits, respectively. In the third experiment, the semen was removed from the seminal plasma and resuspended with the mediums of PBS (-), PBS (-) supplemented with CaCl₂ and MgCl₂ (PBS (+)) + 5-ALA, PBS (+) + caffeine, and PBS (+) + caffeine + 5-ALA. Then, the sperm motility parameters after incubation were evaluated by CASA. In the last experiment, the semen was treated with the mediums of PBS (-), PBS (-) + 5-ALA, 5.7% glucose, 5.7% glucose + 5-ALA after removing the seminal plasma, and then the sperm motility parameters were evaluated by CASA. Results: The addition of 0.05 mM 5-ALA significantly increased the chicken sperm motility, progressive motility, linearity, average path velocity, curvilinear velocity, straight-line velocity, and the wobble. The sperm mitochondrial membrane depolarization was also increased by the 5-ALA treatment. The 5-ALA treatment decreased the sperm ATP levels. Both the caffeine treatment and glucose treatment decreased the sperm motility during incubation period. Conclusion: 5-ALA might increase sperm mitochondrial membrane depolarization to utilize the ATP for enhancing sperm movement.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권3호
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• pp.217-223
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• 2021

광감각제를 이용한 광역학 치료는 필요한 특정 부위에만 빛을 조사하여 치료 효과를 나타내는 부작용이 적은 방법이다. 5-aminolevulinic acid (ALA)는 다양한 생물체에서 합성되는 대표적 광감제로 암진단과 치료를 포함하는 다양한 분야에서 사용되고 있다. 본 연구에서는 다양한 파장의 LED, 유기산 전구체 및 glucose 농도 변화를 통한 Rhodobacter sphaeroides의 최적 성장 조건과 ALA 생산 조건을 확립하기 위한 실험을 진행하였다. 백열등과 동일한 광도 아래에서 Rhodobacter sphaeroides에 850 nm LED 빛을 조사하면 대조군 대비 균주의 성장과 ALA의 생산 농도를 각각 1.5배 및 1.8배 증가시킬 수 있고, 전구체로 pyruvic acid를 첨가한 경우 850 nm 파장의 LED만 조사한 경우 보다 ALA의 생산 농도를 약 2.8배 증가 시켰으며 동일 배양 조건에 40 mM glucose를 첨가하여 배양한 결과 Rhodobacter sphaeroides의 성장은 850 nm 파장의 LED 조사와 pyruvic acid를 첨가한 것에 비해 약 2.9배, ALA의 생산 농도는 약 3.4배 (20 mM) 증가되었다. 건조체 질량당 ALA의 생산은 20 mM과 40 mM glucose에서 대조군 대비 각각 약 1.4배 높은 결과를 나타냈다. 결론적으로 다양한 파장의 LED 중 850 nm 파장의 LED가 Rhodobacter sphaeroides의 성장률 및 ALA의 생산을 최대로 높였으며, 5 mM pyruvic acid와 40 mM glucose의 농도에서 최적의 Rhodobacter sphaeroides 성장과 ALA 생산을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제19권1호
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• pp.17-26
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• 2004

본 연구에서는 ALA의 생산 공정을 개발하기 위해 재조합 플라스미드, pFLS45를 도입한 재조합 대장균의 성장과 ALA 생산 특성을 조사하였다 30 mM 숙신산과 15 mM 글리신이 첨가된 배양액에서 균체 성장이 원활하고 높은 ALA 생산성을 보였다. 그리고 LA는 균체성장이 거의 다 이루어진 정지기에 첨가될 때 균체 성장에 저해를 일으키지 않으면서 ALA 생산성을 높일 수 있었다. 또한 세포내 효소 ALAD의 활성은 30 mM LA가 첨가되었을 때 가장 효과적으로 저해되었다. 본 연구에서 사용한 재조합 대장균은 pH 조절을 위한 산이나 알칼리 첨가에 민감하여 pH를 조절하지 않은 경우에 균체의 성장이 가장 원활하였고 ALA 생산성도 높았다. 3$0^{\circ}C$에서 배양한 경우 균체의 성장은 원활하였지만 ALA의 생산성이 매우 낮았다. 그리고 일반적인 pET 계열의 재조합 대장균의 발현 양상과 달리 유도 발현하지 않고 LA만을 첨가했을 때 ALA 생산 농도는 800 mg/L 이상으로 매우 높았다. 7L급 생물반응기를 이용하여 MS8 배지에 기질 (포도당, 숙신산, 글리신) 및 LA를 간헐적으로 첨가하여 균체 성장 및 ALA 생산 특성을 살펴보았다. 균체량은 높지 않았지만 기질첨가 이후 ALA 생산량은 꾸준히 증가하여 기존의 ALA 생산량보다 두 배 이상 증가한 1300mg/L 정도 생산되었으며 ALAD의 활성은 다른 실험결과와 비교할 때 30% 정도 낮았다. 한편, LA 및 숙신산의 첨가 이후 낮아진 배양액의 pH는 균체 성장을 저해하였는데 발효 중 기질을 첨가한 후 pH를 잘 제어하면서 유가식 또는 연속식 발효를 수행하면 ALA 생산성을 증대시킬 수 있을 것으로 생각된다. 그러나 고농도의 ALA 생산은 균체 생존에 영향을 주므로(37) 생산된 ALA를 적절히 분리하는 방법이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국환경농학회지
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• 제25권3호
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• pp.268-275
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• 2006

ALA (5-aminolevulinic acid) has been proposed as a tetrapyrrole-dependent photodynamic herbicide by the action of the protoporphyrinogen IX oxidase (Protox IX). A study was conducted to determine photodynamic herbicidal effect of ALA on seedling growth of rice (Oryza sativa L.) and barnyard grass (Echinochloa crus-galli Beauv. var. oryzicola Ohwi) under dry and wet conditions. ALA effect on early plant growth of rice and barnyardgrass was greatly concentration dependant, suggesting that it promotes plant growth at very low concentration and inhibits at high concentration. No significant difference in herbicidal activity of biologically and synthetically produced ALAs on plant lengths of test plants was observed ALA exhibited significant photodynamic activity regardless of PSDIP and its duration. Significant shoot growth inhibition by ALA soaking treatment exhibited apparently, indicating that ALA absorbed through root system was translocated into shoot part of plants. ALA reduced plant heights of rice and barnyardgrass seedlings by 6% and 27%, respectively, showing more tolerant to ALA in rice under wet condition. Leaf thickness was reduced markedly by ALA with increasing of ALA concentration, due to mainly membrane destruction and severe loss of turgidity in mesophyll cells, although the epidermal was little affected. It was observed that photodynamic herbicidal activity of ALA applied by pre-and post-emergence application exhibited differently on plant species, and that the activity of ALA against susceptible plants was highly correlated with growing condition.

• 농약과학회지
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• 제11권1호
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• pp.38-45
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• 2007

미생물학적으로 생산된 것과 합성된 2종류의 ${\delta}$-aminolevulinic acid(ALA)가 배추의 생장과 엽록소 함량에 미치는 제초활성을 탐색하기 위해 실험실 및 온실시험을 수행하였다. 초기 유묘의 생장에 미치는 ALA의 효과는 농도에 비례하여 반응을 보이며 높은 농도에서 유의적인 억제효과를 보였다. 발생 전 및 발생 후 처리된 ALA는 유의적인 정도의 광활성을 나타냈다. 많은 잎을 가진 엽령의 유묘는 적은 엽령의 유묘보다 ALA에 대해 더 내성을 보였다. 미생물학적으로 생산된 것과 합성된 ALA간의 제초효과에 있어서 유의적인 차이는 인정되지 않았다 그러나 합성된 ALA의 잔류성과 물리화학적 특성은 미생물학적으로 생산된 ALA의 그것 보다 더 안정적이었다. 따라서 잡초발생 전후 처리한 ALA의 제초활성이 인정되었으며 그 화합물은 천연 미생물 제제로 가치 있는 친환경 잡초방제 수단이 될 것으로 사료되었다.

• KSBB Journal
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• 제21권3호
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• pp.171-174
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• 2006

형광을 이용한 암 진단을 위해 배양된 정상 및 암세포주에 광민감제인 5-ALA를 투여하고 세포 내 외에서 생성된 Protoporphyrin IX(PpIX)의 형광을 측정하여 5-ALA 투여의 최적농도를 조사하였다. 정상 간세포주(Chang) 및 자궁경부암 세포주(HeLa)에 5-ALA를 농도별로 투여하여 ALA에 의해 유도된 PpIX의 생성을 확인하고, MTT assay로 세포생존율을 측정하였다. 배양된 cell에 5-ALA를 투여한 후 24시간 동안 배양함으로써 생성되는 PpIX의 양은 형광의 강도로 측정하였다. HeLa 세포주에 대한 5-ALA의 최적농도는 $50{\mu}g/ml$이며, 이 때의 형광(emission) 스펙트럼은 여기 파장이 410 nm일 때 602.3 nm, 659.9 nm에서 형광 봉우리가 관찰되었다. PpIX의 형광 강도를 측정한 결과, PpIX는 정상세포에서는 낮은 농도로 축적이 되는 반면에 암세포에서 더 높은 농도로 축적되었으며, 세포 외보다는 세포 내에서 더 높은 농도로 축적됨을 알 수 있었다.