• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권2호
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• pp.169-175
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• 2011

칼슘은 동물과 마찬가지로 식물에서도 다양한 신호를 전달하는 2차 매개체로 잘 알려져 있다. 특히, 세포사멸 현상을 유도하는 신호전달에 칼슘의 관여는 잘 보고되어 있다. 최근 발표된 논문에서 액포막에 존재하는 $Ca^{2+}$-ATPases(ACA4와 ACA11)가 이중으로 돌연변이된 식물체의 잎에서 세포사멸 표현형을 관찰했으며, 이러한 세포사멸 현상이 salicylic acid (SA)에 의존적이라고 보고했다. 또한 앞선 연구들에서 vacuolar processing enzymes (VPEs)이 생물학적 또는 비생물학적 스트레스에 의해서 유발되는 SA에 의해서 활성화 된다고 보고하였다. 본 연구에서는 액포막 $Ca^{2+}$-ATPases (ACA4와 ACA11)가 이중으로 돌연변이 된 식물체에서 VPEs의 유전자 발현이 상당히 증가되어 있고 효소 활성도 증가됨을 확인했다. 이 결과를 바탕으로, aca4/aca11/avpe와 aca4/aca11/${\gamma}$vpe 그리고, aca4/aca11/avpe/${\gamma}$vpe의 삼중과 사중 돌연변이체를 구축했다. 이들과 aca4/aca11의 이중 돌연변이체의 세포사멸 표현형을 비교 관찰한 결과, 삼중과 사중 돌연변이에서 세포사멸 현상이 일정기간 억제되는 것을 관찰했다. 또한, 삼중과 사중의 돌연변이체에서 VPEs의 효소 활성이 많이 감소되는 현상으로 나타났다. 결론적으로, $Ca^{2+}$-ATPases (ACA4와 ACA11)가 이중으로 돌연변이된 식물체에서는 SA가 유발되며, 이러한 SA에 의해서 VPEs의 단백질이 활성화되어 세포사멸 현상이 발생할 것으로 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권3호
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• pp.231-237
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• 2009

재조합 대장균으로부터 고순도 베타-카로틴을 효율적으로 회수하기 위한 추출정제 방법을 개발하기 위하여 세포파쇄의 유무, 추출온도, 추출용매의 종류, 세포 대 추출용매의 비율 및 결정세척 용매의 선정이 베타-카로틴 추출수율과 순도에 미치는 영향을 조사하였다. 세포파쇄의 유무는 베타-카로틴 추출수율에 영향을 미치지 않았으므로 별도의 물리적 세포파쇄 단계가 생략되었다. 테스트된 용매 종류에 관계없이 $50^{\circ}C$에서 베타-카로틴의 추출수율은 $30^{\circ}C$에서보다 월등히 높았다. 아이소부틸 아세테이트에 의해 추출되는 베타-카로틴의 양은 추출성능이 제일 낮은 아세톤을 사용한 경우에 비해 7.6배 높았다. 0.4g의 동결건조세포로부터 베타-카로틴을 최대로 추출하기 위해 필요한 아이소부틸 아세테이트의 최적양은 10mL였고, 이는 단위 건조 세포(g-dry cells)당 25mL의 아이소부틸 아세테이트가 필요함을 의미하였다. 아세톤과 올리브오일을 동일비율로 혼합한 용액에 의한 추출양은 아세톤만을 사용한 경우보다 훨씬 높았고 가장 높은 값을 나타낸 아이소부틸 아세테이트에 의한 값과 비슷한 수치를 나타내었다. 추출액에 용해되어 있는 베타-카로틴의 결정 생성을 촉진시켜 베타-카로틴을 추출용액으로 분리하여 얻어진 베타-카로틴 결정의 순도는 89%으나 이를 에탄올로 세척 시 순도가 98.5%로 향상되었다. HPLC, 분광광도계 분석외에 추가적으로 질량분석을 수행함으로써 회수된 결정이 베타-카로틴임을 확인하였다. 이와 같은 결과는 본 연구팀에서 개발한 방법으로 식품의약 안전청에서 고시한 화장품 및 식품의 첨가물 기준을 만족시키는 고순도 베타-카로틴을 효율적으로 생산할 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제33권12호
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• pp.1002-1014
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• 2023

다양한 질병의 발병 및 진행을 예방하기 위해 오랫동안 사용되어 온 대계는 항산화 활성을 포함하여 광범위한 생리 활성을 갖는 것으로 보고되었으나, 간세포에서의 효능에 대한 연구는 여전히 미비한 실정이다. 본 연구에서는 간세포에서 대계 에탄올 추출물(EECJ)의 항산화 활성 및 관련 기전을 조사하기 위해 인간 간세포암종 HepG2 세포주를 선택하였고, 산화적 스트레스를 모방하기 위해 H₂O₂를 처리하였다. 본 연구 결과에 따르면 EECJ는 H₂O₂가 처리된 HepG2 세포에서 세포 생존율의 감소와 LDH의 방출을 유의적으로 억제하였다. EECJ는 또한 세포 형태학적 변화의 관찰, 유세포 분석 및 LC3의 발현 결과에서 입증된 바와 같이 H₂O₂에 의해 유도된 자가포식을 유의하게 감소시켰으며, H₂O₂에 의해 유도된 세포사멸과 세포주기의 교란을 약화시켰다. 이는 H₂O₂에 노출된 HepG2 세포가 EECJ에 의하여 지속적인 세포 분열과 증식이 유지되고 있음을 의미한다. 또한, EECJ가 강력한 항산화 활성을 가지고 있음을 세포 내 ROS 및 미토콘드리아 슈퍼옥사이드 생산의 차단으로 확인하였으며, 이는 H₂O₂에 의해 감소된 세포 내 GSH 함량의 회복과 MnSOD 및 GPx의 발현 및 활성을 보존과 연관성이 있었다. 비록 EECJ에 함유된 활성 성분의 분석과 in vivo 동물 모델에서의 검증이 요구되지만, 본 연구의 결과는 EECJ가 산화적 스트레스로 인한 간세포의 손상을 예방하고 치료하기 위한 잠재적인 후보로 사용될 수 있음을 의미한다.

• 동의생리병리학회지
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• 제27권4호
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• pp.400-408
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• 2013

This study aimed to investigate the relaxation effects and its underlying mechanisms of Rubus coreanus(RC) extract in contracted rabbit corpus cavernous tissues by phenylephrine(PE) $1{\mu}M$. In order to define the relaxation effects of RC, rabbit corpus cavernous tissues were prepared in $2{\times}2{\times}6mm$ sized strip. The dose-dependent relaxation responses of RC at 0.01-3.0 $mg/m{\ell}$ in contracted strips induced by PE were measured and also observed after endothelial denudation. To analyze the underlying mechanisms of RC-induced relaxation, indomethacin(IM), tetraethylammonium chloride(TEA), $N{\omega}$-nitro-L-arginine (L-NNA), methylene blue(MB) were treated before RC extract infused into precontracted strips induced by PE. To study the effect of RC extract on influx of extracellular $Ca^{2+}$ in corpus cavernous strips, calcium chloride(Ca) 1 mM infused into precontracted strips induced by PE after pretreatment of RC extract in $Ca^{2+}$-free krebs-ringer solution. To investigate cytotoxic activity and nitric oxide(NO) concentration of RC extract on human umbilical vein endothelial cell(HUVEC), cell viability on HUVEC was measured by MTT assay, and NO concentration was measured by Griess reagent system. The cavernous strips were significantly relaxed by RC extract at 1.0 $mg/m{\ell}$, 3.0 $mg/m{\ell}$ and the relaxation responses to RC were inhibited significantly by endothelial disruption. The pretreatment of IM, TEA didn't affect RC extract-induced endothelium-dependent relaxation, but the pretreatment of L-NNA, MB reduced RC extract-induced endothelium-dependent relaxation. When $Ca^{2+}$ was supplied the cavernous strips which were precontracted by PE in a $Ca^{2+}$-free krebs-ringer solution, contraction of strips was increased, but pretreatment of RC inhibited contractile response to $Ca^{2+}$. When RC extract was applicated on HUVEC, NO concentration was increased. Our findings show that RC extract exerts a relaxing effect on corpus cavernosum in part by suppressing influx of extracellular $Ca^{2+}$ through activating the NO-cGMP system.

• 동의생리병리학회지
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• 제27권6호
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• pp.771-781
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• 2013

This study was performed to investigate the anti-photoaging effects of Persimmon leaf tea(PLT) in hairless mice(SKH-1) exposed to UVB irradiation. The animals were divided into non-treated group (normal, N) and UV-radiated groups. UV-radiated groups were divided into only UV-radiated group(control, C) and UV-radiated and PLT treated experimental groups[first extraction treated group(PLT-I), second extraction treated group(PLT-II), and third extraction treated group(PLT-III)]. Three PLT treated experimental groups of mice were treated with both oral administration(300 mg/Kg B.W./day) and topical application (100 ul of 2% conc./mouse/day) for 4 weeks. Anti-photoaging effects of Persimmon leaf were evaluated by anti oxidative reaction, stereomicroscopic and microscopic observations. The expression of photoaging skin related factors including mast cell tryptase, proliferating cell nuclear antigen (PCNA) and vascular endothelial growth factor (VEGF) was examined by immunohistochemical staining. Treatment of PLT-I, -II, -III prevented the wrinkle formation as well as epidermal hyperplasia, inflammatory cells, disruption of collagen in photoaged skin induced by UVB radiation. It also reduced the PCNA and VEGF expression in the UVB irradiated dorsal skin. Furthermore, it significantly decreased the number of mast cells in the UVB irradiated dermis(p<0.05 and p<0.01). On the effects of oxidative stress and antioxidant function on the treatment with water extract from Persimmon leaf tea(PLT), the activity of superoxide dismutase(SOD) was significantly increased in PLT-III group(p<0.05), and catalase(CAT) was significantly increased in PLT-I and PLT-III groups(p<0.05), and PLT-II group(p<0.001). These extracts showed relatively antioxidant activity and protective effect on UVB-induced oxidative stress in hairless mice(SKH-1). Our results suggest that Persimmon leaf tea may serve as an useful radical scavenging antioxidant and anti-photoaging skin agents in the UVB irradiated skin.

• 동의생리병리학회지
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• 제28권2호
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• pp.206-216
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• 2014

To investigate the anti-photoaging effect of fermented Red Ginseng(RG) in SKH-1 mice. We examined the effects of extracts of non-fermented RG(NRG group), fermented RG(FRG group) and fortified fermented RG(FFRG group) on skin wrinkles formation, histological changes related to the number of epidermal cell layers, epidermal thickness, neutrophil infiltration into dermis, degradation of collagen fibers, and the number of mast cells, and immunohistochemical changes related to cytokines and enzymes in photoaging skin caused by UVB irradiation of SKH-1 mice. The oral administration(300 mg/Kg B.W./day) and topical application($100{\mu}{\ell}/mouse/day$) of extracts of NRG, FRG and FFRG inhibited increases in epidermal thickness and wrinkle formation compared to control group in dorsal skin induced by UVB irradiation. We observed more increased stainability of acid fuschin and aniline blue in dermis of FFRG group than those of other groups. Furthermore, NRG, FRG and FFRG prevented the disruption of collagen fibers within papillary layer of dermis, and decreased number of mast cells in the dorsal skins induced by UVB irradiation. We observed fine wrinkle formation in FFRG group. Treatment with NRG, FRG and FFRG decreased immunohistochemical density of myeloperoxidase related to inflammation in the photoaging skin. We observed more decreased immunohistochemical density of myeloperoxidase in FFRG group than those of other groups. Immunohistochemical density of PCNA and Ki-67 in FFRG group was more decreased than those of other groups. Our study suggests that fermented red ginseng extracts participates in inhibitory effects in the morphological processes related to photoaging skin on UVB irradiated SKH-1 mice.

• 환경위생공학
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• 제7권2호
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• pp.95-110
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• 1992

Much progress has been made in understanding the subcellular events of the human lung injuries after acute exposure to environmental air pollutants. Host of those events represent oxidative damages mediated by reactive oxygen species such as superoxide, hydrogen peroxide, and the hydroxy, free radical. Recently, nitric oxide (NO) was found to be endogenously produced by endothelial cells and cells of the reticulo-endothelial system as endothelialderived relaxation factor (EDRF) which is a vasoactive and neurotransmitter substance. Together with superoxide, NO can form another strong oxidant, peroxonitrite. The relative importance of exogenous sources of $N0/N0_2$ and endogenous production of NO by the EDRF producing enzymes in the oxidative stresses to the heman lung has to be elucidated. The exact events leading to chronic irreversible damage are still yet to be known. From chronic exposure to oxidant gases, progressive epithelial and interstitial damages develop. Type I epithelial cells become thicker and cover a smaller average alveolar surface area while thee II cells proliferate instead. Under acute damages, the extent of loss of the alveolar epithelial cell lining, especially type II cells appears to be a good predictor of the ensuing irreversible damage to alveolar compartment. Interstitial matrix undergo remodeling during chronic exposure with increased collagen fibers and interstitial fibroblasts. However, Inany of these changes can be reversed after cessation of exposure. Among chronic lung injuries, genetic damages and repair responses received particular attention in view of the known increased lung cancer risks from exposure to several air pollutants. Heavy metals from foundry emission, automobile traffics, and total suspended particulate, especially polycystic aromatic hydrocarbons have been positively linked with the development of lung cancer. Asbestos in another air pollutant with known risk of lung cancer and mesothelioma, but asbestos fibers are nonauthentic in most bioassays. Studies using the electron spin resonance spin trapping method show that the presence of iron in asbestos accelerates the production of the hydroxy, radical in vitro. Interactions of these reactive oxygen species with particular cellular components and disruption of cell defense mechanisms still await further studies to elucidate the carcinogenic potential of asbestos fibers of different size and chemical composition. The distribution of inhaled pollutants and the magnitude of their eventual effects on the respiratory tract are determined by pollutant-independent physical factors such as anatomy of the respiratory tract and level and pattern of breathing, as well as by pollutant-specific phyco-chemical factors such as the reactivity, solubility, and diffusivity of the foreign gas in mucus, blood and tissue. Many of these individual factors determining dose can be quantified in vitro. However, mathematical models based on these factors should be validated for its integrity by using data from intact human lungs.

• KSBB Journal
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• 제11권6호
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• pp.663-668
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• 1996

Phage lysogen계는 통일 반응기 내에서 단백질 고농도 생산과 세포파괴를 수행할 수 있는 장점을 가지나, 배양액내 다양한 배지생분과 세포내외 물질 이 흔재하게 되어 분리, 정제 공정에서의 효율이 감소되는 단점이 있다. 본 실험에서는 이러한 E. coli double-lysogen 계의 단점을 Expanded Bed Adsorption을 적용함으로써, 세포분리 빛 세포파괴 공정과, 잔류물질 제거를 위한 전처리 공정을 간소화 할 수 있었다. 이러한 공정의 간소화를 통해 생물 공학적 제품 생산시 생산비용의 감소와 생산효율 증 대를 이룰 수 있을 것으로 생각된다. EBA의 운전에 있어 배양용액의 주입량을 1/2로 감소시키는 경우 resin에 홉착되지 않고 손실되는 단백질과 흡착후 용리되는 단백질양이 모두 감소하 여 실험한 범위에서 주입량 감소에 의한 영향은 없 는 것으로 나타났다. Column 길이를 2배 증가시킨 경우 resin 1mL당 홉착되는 단백질 양이 $3.44{\times}106unit 에서 5.28{\times}106unit$ 으로 65% 증가하였으며, column 지름을 2배 증가시키는 경우 용리액의 농축비가 0.8에서 2.1로 증가하였다. 따라서 resin 단위 부피당 흡착량의 증 가를 위해서는 column의 길이를 증가시키는 것이 펼요하며, 높은 농도의 용리액을 얻기 위해서는 col­u umn의 지름을 증가시키는 것이 척절하다고 판단된다. EBA의 광범위한 사용을 위해서는 목적 단백질에 적합한 물성을 갖는 reSIn의 개발이 중요하며, 주어 진 상황에 따른 운전 조건의 최적화가 필요하다고 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제29권3호
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• pp.376-381
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• 2019

본 연구는 에탄올내성, 내열성, ${\beta}-glucanase$ 활성 및 xylose 대사가 가능한 새로운 생물시스템을 육종하기 위해 원형질체융합(protoplast fusion)이라는 방법을 사용하여 S. cerevisiae BYK-F11 균주와 P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주와의 genome shuffling을 시도하였다. P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주는 URA3 유전자를 결실시켜 uracil 영양요구주로 구축되었다. Protoplast fusion을 통해 몇몇의 융합체가 선별되었고, 두 모균주인 BYK-F11 균주와 P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주의 핵형(karyotype)를 모두 가지는 BYKPS-F8 균주가 22개의 융합체중에서 최종 선정되었다. 이어 ${\beta}-glucanase$ 활성, xylose 이용능, 에탄올내성, 내열성 및 에탄올생산성에 대한 다양한 표현형이 조사되었다. BYKPS-F8 균주는 모균주인 BYK-F11 균주가 가지는 ${\beta}-glucanase$ 활성을 가지게 되었고, P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주가 가지는 xylose 이용능도 모균주보다 1.2배 증가되었음을 확인할 수 있었다. BYKPS-F8 균주는 $40^{\circ}C$에서 내열성을 보였으며, 8% 에탄올이 첨가된 배지에서 모균주에 비해 에탄올 내성이 증가되었음을 확인 할 수 있었다. 20 g/l의 xylose가 함유된 배지에서 72시간 배양에 의해 약 7.5 g/l의 에탄올을 생산할 수 있었으며, 260시간의 장기간의 배양에도 BYKPS-F8균주에 도입한 다형질이 안정적으로 유지됨을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 사용된 균주 육종방법을 통해 다형질을 가진 다른 속간의 균주 융합 및 산업적으로 유용한 생물시스템의 육종이 가능함을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1268-1276
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• 2018

Cytidine analog decitabine (DEC)은 핵산 합성의 억제제로서 골수이형성 증후군 및 급성 골수성 백혈병 치료제로 사용되고 있다. 산화질소 합성에서 번역 단계를 억제하는 것으로 알려진 ammonium pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC)는 $NF-{\kappa}B$의 대표적인 억제제이다. 본 연구에서는 인체 위암 AGS 세포를 대상으로 DEC와 PDTC의 병용 처리에 따른 세포증식 억제 기전을 조사하였다. 본 연구의 결과에 따르면 PDTC에 의한 AGS 세포의 증식 억제 효과는 DEC에 의해 농도 의존적으로 유의하게 증가하였으며, 이는 G2/M기의 세포주기 정지 및 apoptosis 유도와 관련이 있었다. PDTC와 DEC의 병용 처리에 의한 세포 사멸의 유도는 DNA 손상 유도와 관련이 있음을 H2AX의 인산화 증가로 확인하였다. 아울러 PDTC와 DEC의 병용 처리는 미토콘드리아 막 전위의 파괴를 유도하고, 세포 내 활성산소종(ROS)의 생성과 Bax의 발현을 향상시키고, Bcl-2 발현을 감소시켰으며 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유출을 증가시켰다. 또한 PDTC과 DEC의 병용 처리는 외인성 및 내인성 apoptosis 개시 caspase에 해당하는 caspase-8과 caspase-9의 활성뿐만 아니라 caspase-3의 활성화와 PARP 단백질의 분해를 유도하였다. 결론적으로 본 연구의 결과는 PDTC와 DEC의 병용 처리가 DNA 손상을 유발하고, ROS 증가와 연계된 외인성 및 내인성 apoptosis 사멸 경로를 활성화시킴으로써 AGS 세포의 증식을 억제하였음을 의미한다.