• Animal Bioscience
• /
• 제34권6호
• /
• pp.1006-1013
• /
• 2021

Objective: Cells have increased susceptibility to activation of apoptosis when suffering heat stress (HS). An effective supplementation strategy to mimic heat-induced apoptosis of bovine mammary epithelial cells (MECs) is necessary to maintain optimal milk production. This study aimed to investigate possible protective effects of the anti-apoptotic activity of 5-aminolevulinic acid (5-ALA) against HS-induced damage of bovine MECs. Methods: Bovine MECs were pretreated with or without 5-ALA at concentrations of 10, 100, and 500 µM for 24 h followed by HS (42.5℃ for 24 h and 48 h). Cell viability was measured with 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide assays. Real-time quantitative polymerase chain reaction and Western blotting were used to explore the regulation of genes associated with apoptosis, oxidative stress, and endoplasmic reticulum (ER) stress genes. Results: We found that 5-ALA induces cytoprotection via inhibition of apoptosis markers after HS-induced damage. Pretreatment of bovine MECs with 5-ALA resulted in dramatic upregulation of mRNA for nuclear factor erythroid-derived 2-like factor 2, heme oxygenase-1, and NAD(P)H quinone oxidoreductase 1, all of which are antioxidant stress genes. Moreover, 5-ALA pretreatment significantly suppressed HS-induced ER stress-associated markers, glucose-regulated protein 78, and C/EBP homologous protein expression levels. Conclusion: 5-ALA can ameliorate the ER stress in heat stressed bovine MEC via enhancing the expression of antioxidant gene.

• 농약과학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.38-45
• /
• 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.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제25권11호
• /
• pp.1920-1927
• /
• 2015

This study aimed to optimize four factors affecting biomass accumulation and 5-aminolevulinic acid (ALA) yield together with pollutants removal in Rhodobacter sphaeroides wastewater treatment. Results showed that it was feasible to produce biomass and ALA in R. sphaeroides wastewater treatment. Microaerobic, 1,000-3,000 lux, and pH 7.0 were optimal conditions for the highest ALA yield of 4.5 ± 0.5 mg/g-biomass. Under these conditions, COD removal and biomass production rate were 93.3 ± 0.9% and 31.8 ± 0.5 mg/l/h, respectively. In addition, trace elements Fe²⁺, Mg²⁺, Ni²⁺, and Zn²⁺ further improved the ALA yield, COD removal, and biomass production rate. Specifically, the highest ALA yield (12.5 ± 0.6 mg/g-biomass) was achieved with Fe²⁺ addition.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
• /
• pp.715-718
• /
• 2001

본 연구에서는 생분해성 제초제, 살충제, 광역학적 치료제로 이용되는 ALA의 대량 생산과 온라인 모니터링을 위하여 형질전환된 E. coli 시스템을 개발하고, ALA의 생산량에 영향을 미치는 배지, 온도 등의 배양조건을 살펴보았다.

• 대한임상검사과학회지
• /
• 제54권4호
• /
• pp.273-278
• /
• 2022

본 연구의 목적은 630 nm light emitting diode (LED)와 광감작제인 5-aminolevulinic acid (ALA)를 이용하여 병원균에 대한 광역학치료의 효과를 평가하는 것이었다. 1.5×10⁴ cells/mL의 세균 현탁액을 ALA 농도의 10, 5, 2.5, 1.25, 0.625 mg/mL로 희석하여 30분간 배양 후 LED (energy density 18 J/cm² )빛을 조사하였다 그 결과는 P. aeruginosa 에서는 광감작제를 처리하지 않은 군과 LED 빛만을 쬔 것은 각 평균 415, 245개가 형성되었다. 이에 반해 광역학 치료군인 ALA의 농도 10, 5, 2.5, 1.25 mg/mL에서 평균 109, 225, 297, 285개의 집락이 형성되었다. E. faecalis에서는 대조군인 광감작제를 처리하지 않은 군은 평균 8,750개의 집락을 형성하였고 빛만 쬔 군은 평균 8,000개의 집락을 형성하였다. 이에 반해 광역학 치료군인 ALA의 농도 5, 2.5, 1.25, 0.625 mg/mL 에서 평균 0, 2350, 4825, 7475개의 집락이 형성되었다. 결론적으로 그람음성균이 P. aeruginosa 보다 E. faecalis에서 더 좋은 광역학 치료효과를 보였으며, ALA와 630 nm LED를 이용한 광역학 치료의 가능성을 증명하였다.

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

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제33권10호
• /
• pp.1606-1610
• /
• 2004

본 실험은 자돈식이내 $\delta$-아미노레불린산의 첨가가 이유자돈의 성장능력 및 혈액성상에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 사양시험은 3원 교잡종 자돈 75두(평균체중 7.21$\pm$0.02 kg)를 공시하였다. 시 험 설계는 1) NC(negative control; 무항생제 기초식이), 2) PC(positive control; NC diet+0.1% Apramycin+0.1% Oxytetracycline),3) ALA0.1 (NC diet+0.1% $\delta$-아미노레불린산), 4) ALA0.2(NC diet+0.2% $\delta$-아미노레불린산),5) ALA + AB (PC diet+0.2% $\delta$-아미노레불린산)의 5개 처리를 하였다. 총 사양시험기간동안, 일당증체 량은 ALA+AB 처리구가 NC 처리구와 비교하여 유의적으로 높게 평가되었으나(p<0.05), PC, ALA0.1 그리고 ALA0.2처리구와는 통계적인 차이는 보이지 않았다. 일당식 이섭취량과 식이효율에 있어서는 처리구간의 유의적 차이가 없었다. 시험 개시 후 20일령 에 측정한 영양소 소화율에 있어서는 건물과 질소 소화율에 있어서 ALA+AB처리구가 NC 처리구 및 ALA0.1 처리구와 비교하여 높게 평가되었다(p<0.05). 또한, 혈청내 total protein의 농도에 있어서는 ALA+AB처리구가 NC 처리구 및 PC 처리구와 비교하여 높게 평가되었다(p<0.05). 혈청내 iron의 농도는 $\delta$-아미노레불린산을 첨가한 처리구가 NC 및 PC 처리구에 비하여 유의적으로 높게 평가되었다(p<0.05). 혈청내 TIBC에 있어서는 ALA+AB 처리구가 NC, PC 그리고 ALA0.1 처리구와 비교하여 통계적으로 높게 평가되었다(p<0.05). 혈액내 Hb 및 HCT의 농도는 ALA0.2 처리구와 ALA+AB 처리구가 NC 처리구와 PC 처리구와 비교하여 유의적으로 높게 평가되었다(p<0.05). 혈액내 RBC와 WBC의 농도는 ALA0.2 처리구와 ALA +AB 처리구가 NC 처리구와 비교하여 유의적으로 높게 평가되었다(P<0.05). 혈액내 lymphocyte는 $\delta$-아미노레불린산 처리구가 NC 처리구와 비교하여 유의적으로 증가하였다(p<0,05). 결론적으로, 자돈식 이내 $\delta$-아미노레불린산의 첨가는 자돈의 성장 및 소화율을 향상시키며, 혈액 내 total protein, iron, hemoglobin, lymphocyte의 수준을 증가시켰다. 또한, $\delta$-아미노레불린산과 항생제의 혼합급여는 자돈의 성장 능력에 있어 상승효과를 갖는 것으로 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제36권3호
• /
• pp.184-190
• /
• 1993

Rhodobacter sphaeroides 균주가 생산하는 ${\delta}-aminolevulinic\;acid(ALA)$의 생산성에 관하여 in vivo, in vitro 상에서 기질 및 관련 화합물을 이용하여 검토하였다. $C_5\;ALA$ 생합성계에 의한 ALA yield 대비의 $C_4$ 생합성계에 의한 비율은 in vive 상에서 0.78인 반면, in vitro 상에서의 비율은 1.37이었다.$C_4\;C_5$ 각 계의 기질 첨가 배양에 의한 cell-free system의 $C_4,\;C_5$ 계의 발현도는 미첨가 배양에 의한 system과 비교하여 각각 1.35, 1.52로 증가하였으나, 증가한 계에 대한 상대계의 발현도가 억제되어, $C_4$ 와 $C_5$ 계가 각각 0.91, 0.83으로 나타났다. ${\gamma}-Glutamyl\;derivatives$의 세포내 uptake rates는 L-glutamic acid를 기준으로 비교해서 D-glutamic acid, 0.55: D-glutamine, 0.5: L-glutamine, 0.4: ${\gamma}-L-glutamyl\;ethylester$, 0.3: GSH 및 Glu-pNA, 0의 순서를 보였다. Uptake rate와 관계없이 in vivo 상에서 L-과 D-glutamine이 L-, D-glutamic acid보다 균체 외 ALA의 생산에 있어서 각각 높은 yield의 효과를 보였다.

• 한국잡초학회지
• /
• 제31권4호
• /
• pp.323-329
• /
• 2011

색소체 transit 서열이 결여된 Bradyrhizobium japonicum ALA-S 유전자를 과발현하는 형질전환 벼의 광역학적 스트레스에 의해 유도되는 항산화반응을 조사하였다. $350{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ 의 높은 광 수준은 야생형 벼에 비교하였을 때 형질전환 계통인 C4와 C5의 quantum yield를 감소시켰다. 대조적으로, 높은 광수준 하에서 형질전환 계통 C4와 C5의 nonphotochemical quenching (NPQ) 수준은 야생형 계통과 낮은 광 수준 하의 형질전환 계통에 비해 높은 증가를 보여주었다. 형질전환 계통에서 높은 NPQ 수준은 xanthophyll인 zeaxanthin 수준의 증가와 밀접한 관련이 있었다. $150{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ 의 낮은 광 수준과 비교하였을 때 높은 광 수준에서 violaxanthin 수준이 야생형 벼에서 증가하였으나, 형질전환 C4와 C5 계통에서는 현저하게 감소하였다. 형질전환 벼에서 nonphotochemical energy dissipation과 광보호기작을 가진 xanthophyll 색소가 광역학적 피해를 조절하는데 결정적인 역할을 하는 것으로 생각되나, 이러한 기작이 광역학 스트레스를 극복하지는 못하였고 결과적으로 photobleaching 증상에 이르게 하였다.

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