DFA (Difructose anhydride)는 특유의 구조적인 안정성 때문에 당뇨병 환자를 위한 당원으로써 적합하다는 연구가 보고 되어 있다. DFA에는 4가지 type이 있는데 inulin에 의한 DFA I DFA III DFAV가 있고 levan에 의한 DFA IV가 있는 것으로 알려져 있다. 특히 DFA IV는 당뇨병 환자를 위한 당원 뿐 만 아니라 rat을 이용한 연구에서 칼슘의 흡수를 도와 준다는 보고가 있었다. 이러한 DFAIV를 생성하는 데 쓰이는 Microbacterium sp. AL-210에서 유래한 LFTase (Levan fructotransferase)의 wild-type과 mutants (D63A, D195N, N85S)의 구조적 특성을 밝히기 위해 정제하였다. LFTase의 wild-type과 mutants들을 대량 발현시킨 후 흡착 크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피 그리고 젤 여과 크로마토그래피를 이용하여 고순도로 분리 정제하였으며 이를 SDS-PAGE를 통하여 확인하였다. 분리 정제된 단백질을 JNET 이차 구조 예측 프로그램, solubility 측정, CD (원 편광 이색성 분광편광계), fluorescence spectroscopy (형광분석법), DSC (시차주사열량계)를 이용하여 분석하였다. 또한 다중 정렬과 2차 구조 예측 프로그램을 이용하여 wild-type의 2차 구조를 분석하였다. Solubility 측정에서 가장 적합한 온도는 $55^{\circ}C$, 최상의 pH는 7.5로 나타났다. CD 분석에서 wild-type과 비교한 결과 다른 mutant에 비해 N85S의 $\alpha$-helix가 많이 감소한 것과 $\beta$ strand와 random coil이 증가한 것을 확인하였다. 또한 DSC 분석을 통해 wild-type이 다른 mutants에 비해 안정적인 구조를 지닌 것을 확인하였다. 형광분석에서 N85S가 wild-type과 가장 유사하게 나타났으며 D63A와 D195N은 wild-type에 비해 높은 강도를 나타내었다. 또한 wild-type의 sequence를 Exo-inulinase from Aspegillus awamori, a plant fructan 1-exohydrolase from Cichorium intybus 그리고 invertase from Thermotogo maritime (Tm)의 sequence와 다중 정렬한 결과 Exo-inulinase와 높은 identity를 보였다.
골다공증의 진행은 뼈질량 감소와 골절위험 증가를 야기한다. 골다공증은 노인 인구에서 흔하며, 최근 들어 급속한 고령화 사회로 인해 그 환자수도 동반하여 크게 증가하고 있다. 현재 처방되는 골다공증 치료제의 대부분은 파골세포 억제 효과에 기반하여 골흡수를 방지한다. 그러나 이러한 골다공증 치료제는 새로운 뼈형성을 증가시키지는 못하며 수반되는 여러 부작용도 보고되고 있다. 따라서 골다공증의 새로운 제어와 치료법 개발을 위해 성체줄기세포의 골세포 분화유도와 조골세포 활성을 도모하는 재생의학적 접근이 활발히 연구되고 있다. 스타틴(statin) 계열 약물은 혈중 콜레스테롤 강하제로 심혈관 질환에 흔히 처방되는 치료제이다. 흥미롭게도 최근 일련의 연구에서 이러한 스타틴이 조골세포 활성에 긍정적인 영향을 주어 뼈형성을 촉진한다는 보고가 발표되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 스타틴 약물이 인체 골막유래 성체줄기세포의 골세포 분화과정이나 조골세포 활성에 영향이 있는 지를 분석하였다. 현재 임상적으로 처방되는 총 7 종류의 스타틴 약물에 대해, 골막유래 성체줄기세포의 골세포 분화과정에서 조골세포 활성과 관련된 초기와 후기 표지자인 alkaline phosphatase의 활성과 칼슘 침착을 각각 분석하였다. 본 연구에서 일부 스타틴(pitavastatin과 pravastatin)은 약하지만 뼈형성을 증가시키는 효과가 있음을 알 수 있었다. 이러한 연구결과는 스타틴이 골막유래 줄기세포로부터 골세포로의 분화나 조골세포 활성을 조절할 수 있는 물질이 될 수 있으며, 이러한 약물이 골세포분화나 재생의학의 새로운 조절 물질로서 골다공증 치료에 응용될 수 있음을 제시한다.
질소질 비료로서 황산암모니아와 요소를 시용하는 경우 수도의 생육과 양분흡수에 미치는 영향을 검토하기 위하여 수원 26004와 진흥을 공시하여 묘대의 종류를 달리한 시험과 폿트에서 황산암모니아 및 요소의 시용 비율을 달리하고, 황산나트륨을 첨가한 시험, 그리고 양 비종을 각각 장기간 연용해온 논에서 시험을 수행한 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 황산암모니아와 요소의 시용에 따른 수도묘의 생육 및 양분 흡수에 관한 시험에서는 1. 초장 및 묘의 건물중은 황산암모니아의 시용이 요소 시용보다 크고 특히 보온 밭 못자리에서 그 효과가 컸다. 2. 황산암모니아의 시용은 묘의 엽록소 함량을 증대시켰는데 수원 26004가 진흥보다 반응이 더 컸다. 3. 주요 무기성분의 흡수에 미치는 영향은 양 품종 모두 황산암모니아구가 요소구보다 크고 모대에 따라서는 보온 밭 못자리가 보온절충못자리보다 크며 특히 질소와 가리의 흡수를 증대시켰다. 4. 식물체의 황과 주요 무기성분과의 상관관계는 대부분 정의 상관이었으며 수원 26004가 진흥보다 그 관계가 더 뚜렷하였다. 황산암모니아 및 요소의 시용비율, 그리고 황산나트륨을 첨가한 풋트시험에서는 1. 수도의 간발, 수수, 엽중 및 정조 수량은 황산암모니아의 시용비율이 높아질수록 증대하였으며 황산나트륨의 첨가구는 저하하였다. 2. 출수전후기의 엽면적, 엽록소 함량 및 건물중은 황산암모니아의 시용비율이 높아질수록 증대하였으며 황산나트륨의 첨가는 엽록소 함량만을 증대시켰다. 3. 황산암모니아의 시용비율이 높아질수록 질소 및 칼리의 함량은 증가하였고 칼슘 함량은 감소하였는데 황산나트륨의 첨가시용도 같은 경향이었다. 3. 황산암모니아의 시용비율이 높아질수록, 그리고 황산나트륨의 첨가시용으로 출수기 지엽의 광합성 용력이 증대되었으며 수원 26004가 진흥보다 그 반응이 더 뚜렷하였다. 5. 염록소 함량 및 건물중과 엽신의 황의 함량과는 정의 상관을 보였으며 수원 26004가 진흥보다 더 큰 상관을 보였다. 황산암모니아와 요소를 각각 연용해온 논에서의 시험은 1. 엽록소 함량 및 건물중은 황산암모니아 시용구에서 더 컸으며 수확기 볏짚중의 질소 및 주요 무기성분의 함량은 황산암모니아구가 커서 양분의 잠재능력이 요소구보다 컸다. 2. 황산암모니아의 시용은 수수 및 등숙율을 높히는 경향이었고 통계적인 유의차는 없었으나 수량이 증대되었다.
본 연구에서는 국내산 토란 품종인 알토란, 조생종 및 재래종 토란분말의 영양성분과 이화학적 특성의 비교 및 분석을 통하여 토란 가공 제품 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 일반성분의 경우 세 품종 토란의 수분이 5.74-10.30%의 범위로 나타났으며 알토란은 조단백이 11.41%, 조지방이 2.30%로 가장 높게 나타났으며, 회분은 재래종 토란이 6.92%로 높게 나타났다. 토란은 총 17종의 아미노산을 함유하고 있었으며 알토란은 aspartic acid와 glutamic acid가 30%를 차지하며, 필수 아미노산의 함량이 가장 높게 나타났다. 토란의 주된 지방산은 linoleic acid(46.5-51.4%), palmitic acid(21.7-25.8%) 및 oleic acid(12.3-18.7%)이었으며 불포화 지방산이 포화지방산보다 상대적으로 많이 함유되어 있었다. 주요 무기질은 알토란, 조생종, 재래종 세 품종 모두 칼륨, 인, 마그네슘 및 칼슘을 많이 함유하고 있었으며 알토란과 조생종의 칼륨함량은 전체 무기질 함량에 대해 약 83%정도를 함유하고 있었다. 토란의 주요 당 성분은 glucose, fructose 및 sucrose이었으며 알토란이 다른 품종에 비해 유리당 함량이 높았다. 전분함량은 조생종 토란이, 식이섬유 함량은 알토란이 높았으며 비타민 C의 경우 재래종이 높게 함유하고 있었다. 수분 흡수지수는 재래종 토란이 4.12로 상당히 높았으며, 수분용해지수는 알토란이 31.05%로 가장 높은 수치를 나타내었다. DSC에 의한 품종별 토란분말의 호화개시온도는 알토란과 조생종 토란분말에 비해 재래종 토란분말이 낮게 나타났다. 호화최대온도도 호화개시온도와 유사한 경향을 나타내었다. 호화엔탈피는 알토란이 7.59 J/g이고, 조생종이 7.06 J/g인 것에 비해 재래종은 각각 10.28 J/g로 높게 나타났다. 품종별 토란분말의 RVA 특성에서 호화개시온도 $46.77-49.30^{\circ}C$의 범위로 나타났다. 알토란에 비해 조생종과 재래종은 유의적으로 높은 최고 점도와 최종 점도를 나타내었다. 토란전분은 $95^{\circ}C$ holding 하는 동안에도 점도가 상승하여 최고 점도에 이르는 graph의 경향을 보였다. 분말의 백색도인 L값은 알토란, 조생종, 재래종이 각각 92.76, 93.75, 92.68로 큰 차이를 보이지 않았으며 적색도는 모두 낮았으며 황색도는 재래종이 상대적으로 높게 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 세 품종 중 알토란의 경우 식이섬유, 무기질, 필수아미노산, 유리당 등의 영양성분이 상당히 높게 함유되어 건강기능성 식품으로 활용가치가 높을 것으로 판단된다. 또한 이들 세 품종의 토란분말은 호화 개시온도가 높게 나타났으며, 알토란은 높은 수분용해성을 가지며 재래종 및 조생종의 높은 점도를 나타내어 이들의 분말 특성을 이용하여 빵, 케이크, 비스킷 등의 첨가제 및 선식 등의 분말 가공제품으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
갈조류인 한국산 곰피(Ecklonia stolonifera)에서 fucoidan을 추출 정제하여 분자 구조적 특성을 조사하고 항혈액 응고 활성을 측정하였다. 건조곰피 20.0kg을 $100^{\circ}C$에서 2시간동안 2회 열수 추출하고 ethanol로 침전시켜 crude fucoidan 151.1g을 얻었다. Crude fucoidan을 염화칼슘과 cetyl pyridium chloride(CPC)로서 정제하여 Fucoidan-1을 얻었고 수율은 35.2%였다. 이 Fucoidan-1을 여러조건하에서 DEAE-Toyopearl 650 M 이온교환 chromatography법을 이용하여 정제한 결과 cellulose acetate 막 전기영동상에서 하나의 band를 나타내는 순도가 높은 곰피 Fucoidan-5을 얻었으며 dextran을 표준품으로 gel filtration chromatography를 행한 결과 분자량은 21,000∼23,000이었다. 곰피 Fucoidan-5의 구성당은 fucose 35.7%와 galactose 4.3%이였고, fucose와 황산기의 mole 비는 약 1 : 1이었다. 적외선 흡수 spectrum 에서 $1240\;cm^{-1}$와 $850\;cm^{-1}$ 부근에서 흡수가 확인되었으며 비선광도가 $-127.2^{\circ}$인 것으로 보아 황산기는 주로 ${\alpha}-L-fucose$의 4번 위치의 탄소에 결합되어 있는 것으로 추정할 수 있었다. 또한 곰피 Fucoidan-5를 methyl화하여 가수분해하고 methyl alditol acetate를 만든 후 gas chromatography를 행한 결과 Fucoidan-5는 주로 황산기를 C4에 가진 fucose가 ${\alpha}l-2$결합 또는 ${\alpha}l-3$결합으로 이루어진 다당류임을 추정할 수 있었다. 곰피 Fucoidan-5의 항 thrombin 활성은 heparin(140 units/mg)의 약 1.4배이었다. 이상의 결과에서 CPC법과 이온교환 chromatography법을 사용하여 갈조류인 곰피로부터 분리 정제한 곰피 Fucoidan-5는 순도가 높은 fucoidan임을 알 수 있었고 수율은 28.1%였다.
익룡 발자국의 개체 및 밀집도 측면에서 세계 최대 규모로 알려진 진주 충무공동 익룡·새·공룡발자국 화석산지는 2011년 천연기념물로 지정된 이래, 2018년 일부 화석층을 현장 보존하기 위해 보호각을 설치하였다. 이 중 제2보호각에 관리중인 화석층은 기 보고된 발자국 중 약 17%에 달하는 익룡·수각류·조각류 발자국(총 679개)이 단일 층준에서 발견되어 학술적 가치가 크지만 물리적, 화학적 손상이 지속적으로 발생하여 발자국의 관찰에 어려움이 있다. 특히 화석층 표면을 피복하는 유백색 오염물은 석고와 대기오염물로 구성된 복합체의 누적현상에서 기인한다. 오염물을 구성하는 석고는 화석층 하부층준에서 기원한 칼슘과 잔디의 생육활동으로 공급되는 황이 보호각 후방의 잔디가 식재된 토양층에서 집수된 지하수에 의해 용출되고, 보호각의 일대의 수분 순환 과정에서 화석층 표면에 증발잔류하며 결정화된다. 또 다른 오염물 구성체인 화분·광물 등은 분진 배출이 어려운 보호각 갤러리창을 통해 풍성으로 유입된다. 따라서 상이한 기원을 가진 두 오염물로부터 화석층을 보존하기 위해서는 보호각의 수분 및 대기 순환 제어와 지속적인 오염물 제거가 필요하다. 분진상의 석고와 대기 오염물은 스팀 세정법으로 충분한 제거 효과가 있으며, 암회색 셰일인 화석층은 레이저 흡수능이 커 흔적화석과 퇴적구조의 물리적 손실을 동반하는 레이저 세정법은 가급적 지양하는 것이 바람직하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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