• 공업화학
• /
• 제28권5호
• /
• pp.581-586
• /
• 2017

본 연구에서는 하수 슬러지 및 음폐수의 효율적인 병합처리를 위해 고온호기 전처리의 적용가능성을 알아보고자 고온호기-중온혐기 연계공정의 소화효율과 메탄가스 생성량에 미치는 영향을 비교 검증하였다. 또한, 유기물 부하량 증가에 따른 공정 내 변화 양상을 관찰하기 위해 실험실 규모의 고온호기-중온혐기 소화장치를 제작하여 음폐수를 증류수로 희석하는 비율을 1/3 (Run I), 2/3 (Run II) 및 원액(Run III)으로 줄여가며 혐기소화 공정 내 변화 양상을 관찰하였다. 실험 결과 별도의 pH 조절 없이 고온호기-중온혐기 연계공정 소화조 내에서 pH가 7~8으로 안정하게 유지됨을 알 수 있었다. Volatile solid (VS)는 순응 기간 후 고온호기-중온혐기 연계공정에서 52.24% (Run I), 66.59% (Run II) 및 72.53% (Run III)의 제거효율을 보이며, 중온혐기 소화조(R3)에 비교하여 높은 VS 제거율을 보였다. 또한, 고온호기-중온혐기(R1-R2) 연계공정에서 약 1.6배 향상된 메탄 생성률이 관찰되었으며, 메탄수율의 경우에도 고온호기-중온혐기(R1-R2) 연계공정에서 현저하게 높은 값을 유지하였다.

• KSBB Journal
• /
• 제20권3호
• /
• pp.210-214
• /
• 2005

초임계 유체를 이용하여 참기름을 생산하기 위한 기초연구로 참깨에 존재하는 천연항산화제인 $\gamma$-토코페롤을 고함유한 참기름에 대해 연구하였다. $\gamma$-토코페롤은 $\alpha$-토코페롤에 비해 비타민 E 효력은 약하긴 하나, 참깨의 리그난과 길항적으로 작용하면 생체내 잔존율이 높아져 $\alpha$-토코페롤처럼 과산화지질 생성을 억제한다고 한다. 참깨의 볶음온도와 시간, 초임계 유체의 압력과 온도 그리고 초임계 유체의 유속 변화 시 $\gamma$-토코페롤의 함량에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 그 볶음 온도 변화 시 $200^{\circ}C$ 이후 $\gamma$-토코페롤의 농도가 거의 일정하게 유지되었고, $200^{\circ}C$에서 배전시간을 증가함으로써 약 1.13배 정도 $\gamma$-토코페롤의 농도가 증가되었다. 초임계 유체 추출 시 250 bar를 제외한 압력변화에 의해 $\gamma$-토코페롤의 농도는 거의 변화하지 않았다. 그러나 같은 온도에서 초임계 유체의 유속을 $1{\~}3 m{\ell}/L$로 변화시킴에 의해 $\gamma$-토코페롤의 농도가 1.1배${\~}$1.5배 증가되었는데, 이는 $\gamma$-토코페롤의 이 추출 메카니즘이 탈착보다는 확산에 의해 이뤄짐을 알 수 있었다. 이상의 결과를 토대로 기존 압출추출방법과 초임계 추출 방법을 비교한 결과 $\gamma$-토코페롤의 농도가 1.3${\~}$1.6배 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.461-471
• /
• 2017

북방종개(Iksookimia pacifica)의 유전적 다양성과 구조적 특징을 밝히기 위해 동해 독립하천들에 서식하는 10개의 집단들을 대상으로 핵유전자와 미토콘드리아 유전자에 기반한 집단유전학적 분석을 실시하였다. 일부 예외적인 경우를 제외하고, 미토콘드리아와 핵유전자 모두 통계적으로 유의미한 집단 간 유전적 분화가 관찰되었다. 핵유전자들의 DNA 서열자료에서 추출한 유전자형 자료를 Bayesian 방법으로 분석한 결과 북방종개는 천진천과 양양남대천을 기준으로 북쪽과 남쪽의 두 개의 그룹으로 나뉘는 구조를 보였다. 현재 동해 하천들이 지리적으로 단절되어 온 독립 수계라는 것을 감안했을 때, 남북으로 구별되는 집단유전적 구조는 북방종개가 한반도에 정착했던 초기 조상 집단이 남북으로 갈라지는 지리적인 분리 사건과 관련되었을 것으로 해석되며, 이러한 초기 조상집단의 지리적 분리 이후, 두 조상그룹들은 남북의 지리적인 범위 내에서 하천 별 고립에 따른 추가적인 분화 과정을 거쳤을 것으로 추정된다. 주목할 점으론, 자산천 집단의 많은 개체들이 지리적 거리가 먼 양양남대천 및 강릉남대천 집단과 하나의 유전적 cluster를 형성하고 있는 것이다. 이와 함께 미토콘드리아 유전자의 경우 몇몇 이웃하는 집단들 사이에 현저히 낮은 유전적 분화도 그리고 일부 집단들에서 매우 낮은 유전적 다양성이 관찰되었다. 본 집단유전학적 결과는 향후 북방종개의 보존 및 관리를 위한 기초자료로 제시될 것이다.

• 청정기술
• /
• 제13권1호
• /
• pp.1-15
• /
• 2007

미생물을 이용하여 생물분해 가능한 휘발성유기물질과 악취물질을 처리하는 생물학적 대기오염처리 기술은 기존의 일반적으로 사용되고 있는 방법에 비해 상대적으로 최근에 개발된 방법이다. 생물학적 방법에 의한 대기오염물질 처리는 기존의 처리방법을 대체할 수 있는 방법으로 각광을 받고 있다. 생물학적 처리방법은 유기화합물 또는 악취가 포함된 저농도 고유량의 공기를 처리하는데 효과적이다. 생물학적 처리방법은 기존의 소각 또는 흡착 방법에 비해 여러 장점을 가지고 있다. 주요 장점으로 처리비용이 저렴하고, 2차 오염물질이 발생되지 않으며, 화학물질이 사용되지 않고, 에너지 사용이 적으며, 상온에서의 운전 등이다. 생물학적 방법중 생물여과법, 생물살수여과법, 생물세정법 세가지 방법이 널리 이용되고 있다. 이들 방법중 생물여과법이 가장 많이 이용되고 있으나 실제 적용에 있어 여러 제약이 있어 이를 해결하기 위한 생물학적 방법들에 대한 연구가 수년 전부터 수행되어 왔다. 생물살수여과법은 생물여과법에 비해 다소 복잡하나 난분해성 물질이나 분해과정에서 산이 생성되는 경우 효과적으로 이용될 수 있다. 본 연구에서는 대기오염제어를 위한 생물여과법, 생물살수여과법, 생물세정법의 기본원리와 이론 및 실용적 내용을 다루었다. 특히 생물학적 방법들의 운전 인자와 성능에 미치는 영향인자 및 비용평가 등에 대해 조사 분석하였으며, 생물살수여과법에 대해서는 좀 더 집중적으로 고찰하였다.

• 청정기술
• /
• 제19권4호
• /
• pp.355-369
• /
• 2013

재생 원료인 바이오매스를 이용한 에너지 생산에 있어서 경제성은 가장 중요한 인자 중 하나이다. 이러한 관점에서 슬러지 혐기소화에 의해 생산되는 바이오가스는 다른 바이오매스에 비해 매우 저렴하며 처분 비용 절감으로 얻는 이익이 부가적으로 발생하기 때문에 경제성이 매우 높다. 슬러지 혐기소화에서 기질의 가수분해 속도는 전체 소화 성능을 결정짓는 인자이며 혐기소화 속도를 향상시키기 위한 슬러지 전처리 기술이 많이 개발되었다. 슬러지 전처리는 생물학적, 열 가수분해, 초음파, 기계적 방법 등 다양한 기술이 실제 시설에 적용되었다. 전처리는 슬러지 가용화를 촉진하고 고형물을 감소시키면서 바이오가스 생산을 늘리는 등 혐기소화 효율을 향상시켰다. 본문에서는 전처리 방법의 기술적 특성을 소개하고 각 전처리 방법의 에너지 수지와 경제성을 비교하여 적절한 전처리 기술을 선정하기 위한 기준을 마련하고자 하였다. 조사 결과 고온 혐기소화와 열 가수분해가 가장 경제성이 높고 다음으로 Cell rupture$^{TM}$, OpenCEL$^{TM}$, MicroSludge$^{TM}$, 초음파의 순서로 평가되었다. 경제성 평가에 있어서 슬러지의 최종 처분 비용이 가장 큰 요소가 되며 따라서 최종 처분 슬러지의 수분 함량이 경제성 평가에 결정적인 역할을 하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.631-637
• /
• 2015

Streptmyces avidinii에서 발현되는 Streptavidin은 vitamin H인 d-biotin 4분자에 결합하며 해리상수(Kd)가 10⁻¹⁵ M를 나타내는 아주 강한 비공유결합이다. 이러한 streptavidin과 biotin 상호간의 강한 결합력은 수많은 생물체 분자들의 탐지 및 특징을 연구하는데 응용되어져 왔으므로 Escherichia coli에서 수용성 streptavidin의 기능적 발현에 대한 연구는 매우 유용하다. 즉 Escherichia coli에서 streptavidin을 발현시키기 위해 streptavidin유전자를 T7 RNA polymerase/T7 promoter를 이용하는 pET-22b 플라스미드로 클로닝하였다. 또한 N-말단에 pelB leader를 포함하여 발현된 streptavidin의 periplasmic space로 운반하여 수용성 단백질형태의 분비를 촉진하였으며 C-말단에는 6개의 polyhistidine tags를 두어 정제하는데 사용되었다. 정제된 streptavidin단백질은 10-20 mg/ml 의 높은 회수율을 나타내었으며 SDS-PAGE에서 가열하는 경우 변성되어 17 kD인 monomer형태를, 가열하지 않는 경우에는 68 kDa으로 원래의 tetramer형태를 나타내었다. 따라서 streptavidin의 tetramer 구조는 비공유결합에 의해 이루어짐을 알 수 있었다. Size-exclusion chromatography에 의한 streptavidin의 구조 역시 tetramer를 재확인할 수 있었다. 정제된 수용성 streptavidin은 Westernblot실험에서 biotinylation된 단백질을 탐지하였으며 이 결과는 정제된 streptavidin이 biotin에 결합하는 기능이 존재함을 나타내었다. 이상의 모든 결과를 종합해보면 본 연구에서 구축된 발현시스템을 통하여 발현된 streptavidin은 높은 회수율을 나타내어 대량생산이 가능하였으며 자연상태의 streptavidin과 동일한 homotetramer를 형성하고 biotin에 결합할 수 있는 기능을 나타내었다.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.16-29
• /
• 2016

우리나라 농경지 중 논은 약55%로 가장 많은 면적을 차지하고 있으며, 논에 서식하는 생물 중 논 환경변화에 민감하고 일정한 방향의 반응을 보이는 생물종은 생물지표로 활용할 수 있다. 생물계절 및 서식범위 등 생물지표를 이용한 분석은 기후변화의 영향을 직관적이고 정량적으로 판단할 수 있는 수단으로 평가된다. 따라서 논에 서식하는 수서생물의 온도변화에 따른 생물반응 연구는 논 생태계의 생물다양성 보전을 위한 계획 수립과 기후변화 감시를 위한 기초자료로서 활용된다. 본 연구에서는 생물계절을 관측하기 위하여 일 단위 관측이 가능한 무인관측시스템을 구축하였다. 무인관측시스템은 유인부, 촬영부, 전원공급부로 구성되며 위도를 고려하여 해남, 부안, 당진, 철원에 설치하였다. 관측자료를 분석한 결과 철원을 제외한 세 지역에서 잔물땡땡이(Hydrochara affinis)와 애물땡땡이(Sternolophus rufipes)의 개체 수를 계측할 수 있었다. 계측 값을 바탕으로 비행시기의 유효적산온도를 판별하였으며 KMA 기후변화 시나리오를 이용하여 2020년대, 2050년대, 2080년대 평년의 비행시기의 변화를 예측하여 비교하였다. 그 결과 2020년대에 비하여 2080년대는 비행시작시기가 15일 이상 앞당겨졌으며 최대 비행시기가 22일, 최종 비행시기가 27일 이상 빨라지는 것으로 나타났다. 서식 위치에 따라서는 내륙보다 해안, 도심보다 도외지, 평야보다 곡간지 논의 비행시기 변화가 뚜렷하였다. 따라서 본 연구의 결과를 바탕으로 잔물땡땡이와 애물땡땡이를 기후변화 지표종으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
• /
• 제19권5호
• /
• pp.389-399
• /
• 2015

Zinc has been considered as a vital constituent of proteins, including enzymes. Mobile reactive zinc ($Zn^{2+}$) is the key form of zinc involved in signal transductions, which are mainly driven by its binding to proteins or the release of zinc from proteins, possibly via a redox switch. There has been growing evidence of zinc's critical role in cell signaling, due to its flexible coordination geometry and rapid shifts in protein conformation to perform biological reactions. The importance and complexity of $Zn^{2+}$ activity has been presumed to parallel the degree of calcium's participation in cellular processes. Whole body and cellular $Zn^{2+}$ levels are largely regulated by metallothioneins (MTs), $Zn^{2+}$ importers (ZIPs), and $Zn^{2+}$ transporters (ZnTs). Numerous proteins involved in signaling pathways, mitochondrial metabolism, and ion channels that play a pivotal role in controlling cardiac contractility are common targets of $Zn^{2+}$. However, these regulatory actions of $Zn^{2+}$ are not limited to the function of the heart, but also extend to numerous other organ systems, such as the central nervous system, immune system, cardiovascular tissue, and secretory glands, such as the pancreas, prostate, and mammary glands. In this review, the regulation of cellular $Zn^{2+}$ levels, $Zn^{2+}$-mediated signal transduction, impacts of $Zn^{2+}$ on ion channels and mitochondrial metabolism, and finally, the implications of $Zn^{2+}$ in health and disease development were outlined to help widen the current understanding of the versatile and complex roles of $Zn^{2+}$.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.559-567
• /
• 2010

In this study, the antioxidative effect, cellular protective effect and inhibitory effect on tyrosinase of Cosmos bipinnatus extracts were investigated. The ethyl acetate fraction of Cosmos bipinnatus flower extract ($11.48\;{\mu}g$/mL) showed more excellent free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical, DPPH) scavenging activity (FSC50) than those of leaf and stem extracts ($17.45\;{\mu}g$/mL). Reactive oxygen species (ROS) scavenging activity (OSC50) of Cosmos bipinnatus extracts on ROS generated in $Fe^{3+}$-EDTA/H2O2 system were investigated using the luminol-dependent chemiluminescence assay. The ethyl acetate fraction of Cosmos bipinnatus flower extract ($0.56\;{\mu}g$/mL) showed 3 times more excellent ROS scavenging activity than L-ascorbic acid ($1.50\;{\mu}g$/mL). The protective effects of the ethyl acetate fractions of extracts from different parts of Cosmos bipinnatus on the rose-bengal sensitized photohemolysis of human erythrocytes were investigated. The ethyl acetate fractions of leaf and stem extract and flower extracts suppressed photohemolysis in a concentration dependent manner ($10\sim50\;{\mu}g$/mL). The inhibitory effect of ethyl acetate fraction of Cosmos bipinnatus flower extract ($62.75\;{\mu}g$/mL) on tyrosinase was investigated to assess the whitening efficacy. The ethyl acetate fraction of Cosmos bipinnatus flower extract showed 3.5 times higher tyrosinase inhibitory effect than arbutin ($226.88\;{\mu}g$/mL) known as an effective whitening agent. These results indicate that fractions of Cosmos bipinnatus extracts can function as antioxidants in biological systems, particularly skin exposed to UV radiation by scavenging $^1O2$ and other ROS, and protect cellular membranes against ROS. Fractions of Cosmos bipinnatus extracts can be applicable to new functional cosmetics for antioxidant and whitening.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.651-656
• /
• 2001

본 연구에서는 비타민 C의 산화로 인해 발생하는 활성산소의 하나인 과산화수소에 착목하여 비타민 C용액 중에서 과산화수소의 발생에 관한 model 실험을 하였다. 나아가 이러한 결과를 세포에 적용하여 비타민 C에 의한 세포독성의 본체에 e하여 고찰하였다. 3T6 섬유아세포의 증식에 미치는 비타민 C의 적절한 농도를 알아내기 위하여, DMEM-10배지에 비타민 C 0.01~2mM 첨가하여 세포배양을 하였다. 0.01 mM과 0.05mM의 비타민 C를 첨가한 경우 무첨가와 비교하여 세포수가 증가하였으나, 사람의 혈장농도의 약 6배에 달하는 0.3mM이상에서는 증식율이 저하하였으며, 2mM의 농도에서는 거의 증식하지 않고 사멸하는 결과가 나타났다. 배지 중의 과산화수소가 비타민 C로부터 유래된 것인지를 확인하기 위하여 비타민 C 첨가후 2시간까지는 급속히 과산화수소가 발생되었고 그 후는 완만히 증가하여, 과산화수소의 발생은 비타민 C의 농도에 의존하는 것으로 나타났다. 세포배양시 비타민 C를 배지중에 용해하여 사용하므로 배지중의 비타민 C에 의한 과산화수소의 발생을 완전하게 억제하기 위해서는 용액 중의 혈청농도가 70% 이상 요구되어지므로 세포배양에는 적용하기 어려운 것으로 밝혀졌다. 고농도의 비타민 C가 세포에 대하여 독성을 나타내는 원인이 과산화수소의 발생 때문이라고 추측되어, 과산화수소분해효소인 catalase를 배지중에 첨가하여 비타민 C에 의한 세포독성의 여부를 조사하였다. Catalase에 의한 세포독성 억제효과 검토에서 0.5mM 농도의 비타민 C에서 발생하는 과산화수소에 의한 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 0.5mM 농도 이하의 비타민 C는 세포증식을 촉진하였으나 0.3mM이상의 비타민 C 농도에서는 오히려 세포증식의 억제가 초래되었고, catalase를 첨가한 경우 비타민 C에 의한 세포독성은 발현되지 않았으므로, 비타민 C는 다른 생체성분과 상호작용 또는 자신의 존재농도에 의해 세포증식을 촉진 또는 억제함을 알 수 있다.