• 원예과학기술지
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• 제32권1호
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• pp.105-114
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• 2014

본 연구에서는 UV-VIS spectrophotometer를 이용한 total carotenoids, flavonoids, phenolics 함량 데이터와 FT-IR 스펙트럼 데이터를 다변량통계분석법을 통하여 기능성 성분 함량이 높은 아프리칸 얌 고속 선발 시스템을 구축하였다. 62개 아프리칸 얌의 total carotenoids 함량은 $0.01-0.91{\mu}g{\cdot}g^{-1}$ dry wt 나타냈다. Total flavonoids와 phenolics 함량은 $12.9-229.0{\mu}g{\cdot}g^{-1}$ dry wt와 $0.29-5.2mg{\cdot}g^{-1}$ dry wt로 각각 나타났다. 아프리칸 얌은 FT-IR 스펙트럼상의 1700-1500, 1500-1300, $1,100-950cm^{-1}$, 부위에서 중요한 스펙트럼 변화가 나타났다. 이 부위는 각각 amide I과 II을 포함하는 아미노산 및 단백질계열의 화합물, phosphodiester group을 포함한 핵산 및 인지질 그리고 단당류나 복합 다당류를 포함하는 carbohydrates 계열의 화합물들의 질적, 양적 정보를 반영하는 부위이다. PCA 분석과 PLS-DA 분석에서 62개 아프리칸 얌은 유연성이 높은 종으로 3개의 그룹을 형성하였다. 아프리칸 얌의 FT-IR 스펙트럼 데이터와 UV-VIS spectrophotometer을 이용한 total carotenoids, flavonoids, phenolics 함량 데이터 간에 PLS regression 분석하였다. Total carotenoids, flavonoids, phenolics 함량 성분의 실측 값과 예측 값간에 상관계수($R^2$)가 각각 0.83, 0.86, 0.72로 나타났다. 이 결과, 아프리칸 얌으로부터 FT-IR 스펙트럼을 이용한 total carotenoids, flavonoids, phenolics 함량 예측이 가능하였다. 본 연구에서 확립된 대사체 수준에서 아프리칸 얌의 유용 기능성 성분 함량 예측 모델링을 통해 품종, 계통의 신속한 선발 수단으로 활용이 가능할 것으로 예상된다.

• KSBB Journal
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• 제23권3호
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• pp.231-238
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• 2008

암세포의 침윤은 숙주 조직의의 기저막과 세포외 기질을 침투함으로써 일어난다. 침윤과 전이과정에는 단백질가수분해 효소인 matrix metalloproteinases (MMPs)가 깊이 연관되어 있는 것으로 알려져 있으며, MMP의 가수분해 활성은 tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs)라는 억제 단백질에 의해 억제된다. TIMP-2는 21kDa 크기의 포유류 단백질로 대장균에서 과발현 시 다른 많은 포유류 단백질과 마찬가지로 가용성이 낮은 봉입체 형태로 발현된다. TIMP-2 단백질의 접힘에 6개의 이황화결합이 필요하고, 이는 일반적으로 대장균 환경은 적합하지 않다. 본 연구에서는 대장균에서 불가용성으로 발현되는 TIMP-2 유전자를 유전자셔플링 기법의 한 가지인 StEP (staggered extension process)를 변형하고 동시에 $Mn^{2+}$ 농도 변화와 dGTP 불균형을 이용한 무작위 돌연변이 기법을 혼용하여 대장균에서 가용성 TMP-2 재조합 변이체를 생성하고자 하였다. 무작위로 재조합된 TIMP-2 유전자 중에서 가용성으로 발현되는 TIMP-2 유전자를 선별하기 위해서 chloramphenicol acetyltransferase (CAT)-융합 방법을 도입하였다. CAT 유전자가 가용성으로 발현되는 재조합 TIMP-2 유전자에 융합되면 이를 갖는 E. coli는 높은 chloramphenicol 환경에서 생존이 가능하게 된다. 이러한 in virro mutageuesis 기법과 CAT-융합 방법으로 대장균 가용성 TIMP-2 재조합 변이체를 14가지 얻을 수 있었다. 변이체 TIMP-2의 아미노산서열 분석과 구조 분석 결과 주로 소수성 아미노산이 친수성 아미노산으로 전환되었고, MMP와의 결합이 관여하지 않는 C-말단 부위에 돌연변이가 집중되어 있었다. 본 연구에서 개발된 간편하고 새로운 in vitro 재조합 방법과 CAT을 이용한 스크리닝 기법은 다른 많은 대장균 내 불가용성 단백질의 발현에도 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권3호
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• pp.568-576
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• 2017

최근 기능성과 친환경 화장품에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이에 따라 안전하면서 효능이 우수한 식물 추출물을 활용한 소재 개발이 이루어지고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서도 주로 건강 기능성 소재로써 다양한 효능이 있는 것으로 알려진 그라비올라 추출물이 기능성 화장품 소재로써의 가능성을 확인하고자 하였다. 그라비올라 추출물의 항산화 활성을 확인하고자 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량, DPPH radical 소거 활성을 측정하였고, HDF 세포에서의 세포 독성을 확인한 후 적정 농도에서 HDF 세포에 과산화수소($H_2O_2$)를 처리하여 산화적 스트레스에 대한 ROS 활성 억제 효과와 세포 보호 효과를 측정하였다. 본 실험 결과, 그라비올라 추출물은 항산화 지표가 되는 총 폴리페놀과 플라보노이드의 100g당 26.6 mg(CA)/100g, 14.3 mg(CA)/100g의 높은 함량을 확인하였으며, 높은 radical 소거 활성을 확인하였다. HDF 세포에 대한 세포 생존율을 측정한 결과, 모든 농도에서 유의한 세포 독성이 나타나지 않았으며, 추후 $100{\mu}g/mL$ 농도에서 실험하였다. $H_2O_2$로 유도된 HDF 세포에 ROS 활성 억제를 측정한 결과, 농도 의존적인 ROS 활성 억제 효과를 확인하였고, $H_2O_2$를 4 시간, 24 시간, 48 시간 동안 처리 후 그라비올라 추출물의 세포 보호 효과를 측정한 결과, $25{\mu}g/mL$ 농도에서 24시간까지 89.92%의 높은 세포 보호 효과를 확인하였다. 이와 같은 결과를 통하여 그라비올라 추출물은 항산화 활성이 우수하고, HDF 세포에 대한 독성이 거의 없으며, $H_2O_2$에 의해 발생하는 활성산소에 대한 효과적인 활성 억제 효과와 세포 보호 효과가 우수한 것으로 확인됨에 따라 항산화 및 세포 보호 효과를 가진 다양한 기능성 소재로서의 가능성을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권5호
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• pp.1164-1170
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• 1999

찰성(waxy) 및 메성(non-waxy) 보리로 부터 ${\beta}-glucan$을 분리, 정제하였고 정제한 ${\beta}-glucan$의 표면구조, DSC특성, 고유점도를 비교하였으며 ${\beta}-glucan$의 첨가가 보리전분의 호화특성에 미치는 영향을 조사하였다. 보리의 총 ${\beta}-glucan$ 함량은 찰성보리가 6.5%, 메성보리가 5.3%였다. 알칼리 추출 후 1차 정제한 crude ${\beta}-glucan$의 ${\beta}-glucan$ 함량은 찰성보리가 62.9%, 메성보리가 59.2%였으며, 수율은 찰성보리가 5.54%로 메성보리의 수율 3.34%보다 높았다. 2차 정제한 ${\beta}-glucan$의 수율도 찰성이 4.46%로 메성의 2.59%보다 높았다. SEM으로 관찰한 정제 ${\beta}-glucan$의 표면구조는 섬유상의 fibril들이 서로 얽힌 망상의 배열을 이루고 있었다. DSC로 측정한 융점은 찰성보리 ${\beta}-glucan$이 $184.6^{\circ}C$로 메성의 $180.3^{\circ}C$ 보다 높았고 겔화에 의한 상전이는 $68^{\circ}C$와 $84^{\circ}C$ 부근에서 2개의 흡열피크로 나타났으며 찰성 ${\beta}-glucan$의 엔탈피 값이 작았다 정제한 ${\beta}-glucan$의 고유점도는 메성보리보다 찰성보리 ${\beta}-glucan$이 더 컸다. 보리전분에 ${\beta}-glucan$을 첨가하여 호화시켰을 때 상승작용으로 비스코그램의 점도를 증가시켰으며 그 효과는 메성전분에서 현저하였다.

• KSBB Journal
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• 제24권1호
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• pp.30-40
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• 2009

Aspergillus terreus에 의한 이타콘산 생산 발효공정에서 생산균주의 성장을 어느 정도 제한시킴으로써 배양생리적 특성이 이타콘산 생합성 쪽으로 치우치도록 통계적 방법을 적용하여 itaconic acid의 생산배지 조성을 최적화하는 연구를 수행하였다. 이타콘산은 TCA회로를 거쳐 합성된 cis-aconitic acid의 디카르복실화 반응에 의해 생합성되는 고부가 화학원료물질이다. 우선 One factor at a time (OFAT) 방법을 이용하여 이타콘산의 생산성 증가에 크게 영향을 미치는 중요한 탄소원들로 sucrose, glucose, fructose와 soluble starch를 확인할 수 있었고, 질소원들로는 cottonseed flour와 soybean meal을 찾을 수 있었다. Fractional factorial design을 통하여 이들 6가지 요인들 간의 상호작용의 정도를 확인한 결과 sucrose와 cottonseed flour간의 상호작용의 정도가 가장 컸고, 나머지 요인들 간의 상호작용의 정도는 작거나 혹은 이타콘산 생산에 오히려 부정적인 결과를 나타냈다. 또한 full factorial design (FFD) 실험을 통해 생산배지에 $KH_2PO_4$와 $MgSO_4$가 과량 첨가되면 이타콘산의 생산성이 심각하게 저해됨을 알 수 있었다. FFD의 1차모델식을 근간으로 하여 최급상승법 (steepest ascent method, SAM)을 적용하여 sucrose, cottonseed flour, $KH_2PO_4$ 및 $MgSO_4$의 최적 농도로 향하는 가장 가파른 기울기를 구함으로써, 신속하고 효율적으로 최적 농도지점에 대한 정보를 얻을 수 있었다. SAM이 제시해주는 농도 부근에서 반응표면분석 (response surface method, RSM)을 적용하여 각 배지성분의 농도를 최적화시키기 위해, 2개의 중요한 요인인 sucrose와 cottonseed flour를 이용하여 중심합성계획 (central composite design, CCD) 실험을 수행하였다. 그 결과 이타콘산의 최적 배지 조건은 sucrose 90.4 g/L, cottonseed flour 53.8 g/L인 것으로 관찰되었고, 이 농도에서 이타콘산의 생산성은 초기 사용된 배지에서의 생산성에 비해 약 7배 증가한 4360 mg/l로 나타났다. 이로부터 탄소원 (C)으로 사용한 sucrose와 질소원 (N)으로 사용한 cottonseed flour 간의 C/N 비율이 이타콘산의 생산성에 큰 영향을 미친다는 것을 확인할수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제29권3호
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• pp.581-587
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• 1997

쌀을 이용한 기능성 식품개발을 위하여 쌀전분에서 직접 발효가능한 amylolytic Bifidobacterium을 한국인에서 분리하여 쌀발효를 통한 bifidus발효식품을 개발 하고자 하였다. 한국인 38명으로부터 한천배지에서 amylolytic Bifidobcterium 18균주를 선발하였고 이중 amylase 활성이 높은 4균주를 최종선발하였다. Bif. sp. FBD-12는 세포외 amylase역가가 0.17 U/mg였고 세포내 역가는 1.8 U/mg로 가장 우수한 균이었다. 그리고 이중 Bif. sp. FBD-12, Bif. sp. FBD-16, Bif. sp. FBD-17은 산에 대한 내성이 강했으나 Bif. sp. FBD-6는 내산성이 비교적 약해 pH 5.0배지에서의 생육이 대조구의 $10^2$로 감소하고 있었다. 이들을 이용하여 쌀을 발효한 결과 초기균수 $10^6\;CFU/mL$에서 $10^9\;CFU/mL$까지 생육이 잘 이루어지고 있음을 알았다. 발효물의 기호와 기능을 제고하기 위하여 배지환원제인 cysteine대신 ascorbic acid를 0.1%첨가했을 때 같은 생육효과를 보여 주었으며 분리대두단백첨가 쌀배지에서 발효시켰을 때 3%첨가시가 가장 좋았다. 쌀배지에 0.1%의 ascorbic acid와 3% 분리대두단백을 첨가하여 발효시켰을 때 발효가 빨리 일어나 초기 $10^7\;CFU/mL$에서 12시간만에 $10^9\;CFU/mL$까지 증가하였고, pH는 초기 6.5에서 3.8로 저하되었다. 산도도 $0.8{\sim}1.0%$로 증가하였으며 환원당도 증가하였는데 Bif. sp. FBD-6은 2mg/mL에서 15.5 mg/mL이 생성되어 cysteine만을 첨가했을 때에 비해 현저히 향상된 발효특성을 보여주었다. 발효물에 대한 관능검사결과 Bif. sp. FBD-12에 의한 발효물은 기호도가 양호하게 나타나 Bifidobacterium에 의한 쌀식품개발에 대한 가능성을 제시해주고 있다.

• 산업식품공학
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• 제14권2호
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• pp.166-172
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• 2010

본 연구에서는 감귤 과피 가공부산물로부터 기능성 polyphenol 및 flavonoid가 새로운 추출방법인 아임계 추출법을 통해 추출되었고, 열수(80$^{\circ}C$), 에탄올, 설탕용액을 이용한 기존 추출법과의 추출효율이 비교 분석되었다. 건조된 감귤 과피로부터 총 polyphenol(27.25${\pm}$1.33 mg QE/g DCP) 및 flavonoid(7.31${\pm}$0.41 mg QE/g DCP)에 대한 최대 수율이 아임계 추출법(190$^{\circ}C$, 1300 psi, 10 min)을 통해 획득되었으며, 이것은 기존 추출법 가운데 가장 높은 수율을 보인 에탄올 추출법을 통한 총 polyphenol (3.79${\pm}$0.73 mg QE/g DCP) 및 flavonoid(0.86${\pm}$0.27 mg QE/g DCP) 수율 대비 7.2배와 8.5배 이상 더 높은 것이었다. 추출방법에 따른 감귤 과피 추출물의 항산화 활성은 큰 차이를 나타내지 않았으나, 이러한 결과는 건조 감귤 과피 1 g 당 아임계 추출법(190$^{\circ}C$, 1300 psi, 10 min)에 의한 항산화 성분의 상대 수율(relative yield, %)이 다른 추출방법을 통해 획득된 것보다 대략 9.5배 이상 더 높다는 것을 설명하는 결과로, 아임계 추출법이 기존의 전통적 추출법에 비하여 감귤 과피의 기능성 polyphenol 및 flavonoid를 추출하는데 매우 적합한 방법임을 제시하고 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권2호
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• pp.171-179
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• 2016

최근 빙하의 융해로 인해 빙하 해안지역에 다양한 토양 미생물과 초목들이 드러나고있다. 본 연구에서는 북극 스발바르 군도 중앙로벤 빙하 해안 지역으로부터 Ion Torrent Personal Genome Machine(PGM)을 활용한 메타지놈 분석을 통해 세균(bacteria), 고균(archaea), 및 진핵생물(eukaryotes)를 포함하는 다양한 미생물 군집을 분석하였다. 연구에 사용된 토양시료는 빙하 후퇴에 따른 토양의 노출 시기에 따라 2개 지역(ML4 및 ML7)으로부터 수집하였다. ML4 및 ML7 시료의 메타지놈 염기서열을 기반으로 총 2,798,108 및 1,691,859 reads가 각각 미생물 군집 분석에 활용되었다. Domain (계) 수준에서 미생물 군집의 상대 빈도를 분석한 결과 2개 시료 모두 세균(86−87%)이 높은 반면 고균과 진핵생물은 1% 미만으로 존재하는 것으로 나타났다. 또한 약 12%의 염기서열은 기존에 분류되지 않은(unclassified) 서열로 분석되었다. 세균의 경우 Proteobacteria(40.3% for ML4 and 43.3% for ML7)와 Actinobacteria(22.9% and 24.9%)가 우점하는 것으로 분석되었다. 고균의 경우에는 Euryarchaeota(84.4% and 81.1%) 및 Crenarchaeota(10.6% and 13.1%), 그리고 진핵생물의 경우에는 Ascomycota(33.8% and 45.0%)가 우점하는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 Ion Torrent PGM 플랫폼을 활용한 메타지놈 분석이 북극의 중앙로벤 빙하 해안 지역의 전체 미생물 군집 구조를 파악하는데 충분히 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제25권10호
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• pp.1156-1163
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• 2015

고량강(Alpinia officinarum), 산초(Zanthoxylum schinifolium), 황금(Scutellaria baicalensis Georgi), 왕느릅나무(Ulmus macrocarpa Hance), 네 종류의 식물성 한방 약재의 면역증강효능을 cyclophosphamide를 처리한 동물모델을 이용하여 조사하였다. 실험은 cyclophosphamide로 면역억제를 유도한 후 네 종류의 한방 약재를 식이하여 cyclophosphamide에 의해 억제된 면역인자의 회복 여부를 조사하였다. 네 종류의 한방 약재를 동일한 방법으로 열수 추출한 후 동일한 농도로 마우스에 처리하였다. 이 중 왕느릅나무 열수 추출물(DEU-7)이 cyclophosphamide의 영향으로 면역 억제된 마우스에서 면역인자 혈중 농도를 정상치 준하는 또는 가깝게 유지하는 것으로 나타내었다. DEU-7에 의해 비장의 무게와 비장세포수는 증가하였으나 간과 흉선과 같은 다른 장기에는 통계적으로 유의한 변화가 없었다. Ex vivo 조건에서 DEU-7은 비장세포의 사멸을 지연시키는 것으로 나타났다. 중요한 면역인자인 IL-2와 IL-4 cytokine은 면역억제로 농도가 감소되었으나 DEU-7이 약 2배와 3배 향상시키는 것으로 나타났으며, 이는 정상치의 약 1/2 수준이었다. IgM과 IgG의 농도는 cyclophosphamide 처리로 정상치의 약 1/2로 떨어졌으나, DEU-7에 의해서 정상치와 동일한 농도로 증가하였다. IL-2와 IL-4 결과에서 DEU-7은 T 림프구에 영향을 줄 수 있다고 생각되며, 또한 IgM과 IgG의 결과로서 B 림프구에 영향을 줄 수 있다고 생각된다. 선천성 면역에 중요한 면역인자인 TNF-α, IL-12과 IFN-γ 역시 cyclophosphamide에 의해 농도가 감소되었으나 DEU-7에 의해 정상치에 가깝게 회복되었다. 따라서, DEU-7은 면역 억제 또는 감소된 상태를 정상 상태로 회복 또는 유지하는 기능이 있는 것으로 생각된다.

• KSBB Journal
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• 제22권1호
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• pp.22-29
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• 2007

H. erinaceum은 현재 산업적으로 매우 주목되고 있는 기능성 소재들 중의 하나이다. 본 연구에서는 식용은 물론 각종 약리효과를 나타내는 H. erinaceum의 기능성 식품의 제품화 연구 일환으로, 지금까지 체계적으로 연구된 바 없는 H. erinaceum의 액체배양을 시도하고, 생성된 균사체의 생리기능성의 변화를 자실체의 물 추출물과 비교, 조사함으로써 H. erinaceum 액체배양 생성물의 생리기능 효과를 평가, 규명하고자 하였다. H. erinaceum의 자실체 및 균사체 물 추출물은 HeLa (human cervix epitheloid carcinoma; 인간 자궁 상피암세포), Raw264.7 (mouse monocyte macrophage; 생쥐 단핵 대식세포), Jurkat (human acute T cell leukemia, 인간 급성 T 백혈병 세포), KATO3 (human gastric carcinoma 인간 위장 암세포), EL4 (mouse T lymphoma 생쥐 T 림프종 세포), LyD9 (mouse bone marrow plurypotent stem cell; 생쥐 공수유래 간세포) 등 각종 암세포주에 대해 농도 의존적으로 증식 억제 효과를 나타내었다. 자실체 추출물은 균사체 추출물보다 대부분의 암세포 증식의 억제 효과가 컸으며, 가장 높은 암세포 증식 억제효과를 보인 자실체 열수 추출물의 효과는 Raw 264.7 및 EL4 세포주를 사용한 Taxol와의 비교실험 결과, 자실체 농도 0.01$\sim$10 mg/ml에서 자실체 사용량의 1/1000에 상당하는 양의 Taxol 효과와 비슷하였다. 자실체 및 균사체 열수 추출물들은 1 mg/ml 농도에서 복강세포의 nitric oxide 생산 유도능을 나타내었으며, lipopolysaccharides 자극으로 더욱 증가하였다. 반면, 비장세포의 증식유도능 및 interleukin-2 유도능에서는 각 시료 단독으로는 증식 유도 및 interleukin-2 유도능을 나타내지 않았으나 각각 lipopolysaccharide와 concanavalin A의 첨가 및 concanavalin A 자극으로 강한 증식유도능 및 interleukin-2 생산능을 나타내었고, 그 효과는 균사체 추출물에서 자실체 보다 더욱 높았다. 또 각 시료는 골수세포에 대해서도 약간의 증식효과를 보였으며, 복강세포의 탐식능을 나타내었다.