• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제38권3호
• /
• pp.213-222
• /
• 2010

본 연구에서는 리그닌 전구물질 생합성에 관여하는 CCoAOMT (Caffeoyl-CoA-O-methyltransferase)유전자의 발현을 분자생물학적으로 억제시킨 상태와 정상적인 상태에서 생장한 현사시나무를 대상으로 홀로셀룰로 오스, 리그닌과 단당류 조성에 관한 정량 분석을 각각 실시하였다. 그리고 각각의 목질바이오매스로부터 MWL (milled wood lignin)을 추출하여 메톡실기정량, DFRC, Py-GC/MS, GPC, $^{13}C$ NMR 분석 등 리그닌의 화학 구조적 특성을 비교하였다. 정상재와 형질전환체의 홀로셀룰로오스 함량은 각각 81.6%와 82.3%로 큰 차이는 없었지만, 리그닌 함량은 각각 21.7%와 18.3%로 형질전환체가 약 3.4% 정도 낮았다. 정상재와 형질전환체의 구성 단당류 분석결과, 글루코오스는 각각 511.0 mg/g와 584.8 mg/g, 그리고 자일로오스는 각각 217.8 mg/g와 187.5 mg/g로 나타나 CCoAOMT 발현억제는 단당류 조성에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 각 시 료로부터 단리한 리그닌(MWL)의 메톡실기 정량에 따르면 CCoAOMT 발현을 억제한 시료에서 약 7% 정도의 메톡실기가 감소하는 것으로 나타났고, 이는 $^{13}C$-NMR 분석과 Py-GC/MS 분석을 통하여 확인할 수 있었다. 또한 Py-GC/MS 분석에 의하면 정상재와 형질전환체 리그닌의 G/S 비율이 각각 0.59와 0.44로 나타난점으로 미루어 CCoAOMT 발현 억제는 리그닌 생합성 과정에서 G unit 생합성보다 S unit 생합성에 더 많은 영향을 미치는 것으로 예측할 수 있다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제39권8호
• /
• pp.1179-1186
• /
• 2010

무말랭이 및 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 항산화 효과를 in vitro와 LLC-$PK_1$ cellular system에서 살펴보았다. 무말랭이 열수 추출물과 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 라디칼 소거능을 $IC_{50}$로 비교해 보았을 때 DPPH(646.70 vs $135.45\;{\mu}g/mL$), superoxide anion(896.10 vs $566.98\;{\mu}g/mL$) 및 hydroxyl radical(722.26 vs $531.84\;{\mu}g/mL$)에 대한 가압볶음 열수 추출물의 효과가 유의적으로 높은 것으로 나타났다(p<0.001). 이러한 유리기 소거효과는 LLC-PK1 cell에서 pyrogallol, SNP 및 SIN-1 처리로 superoxide, nitric oxide 및 peroxynitrite를 생성하여 산화스트레스를 유발한 다음 무말랭이 및 가압볶음 무말랭이 열수추출물을 첨가하였을때 농도 의존적으로 세포생존율이 증가하고, 과산화물 생성량이 감소하여 세포손상을 보호하는 효과가 관찰되었다. 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 산화손상에 대한 보호 효과는 무말랭이 열수추출물에 비해 모든 유리기에서 유의적으로 높았다(p<0.05). 이러한 무말랭이 열수추출물의 항산화효과는 무에 함유되어 있는 함황 물질, 유리아미노산, 배당체 등에 의한 것으로 생각되며 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 효과가 더 높은 이유는 무말랭이에 함유된 유효성분이가압볶음에 의해 증가되고 더불어 볶음과정 중에서 생성된 maillard 생성물의 항산화성 때문으로 생각된다. 무말랭이의 환원당 및 유리아미노산 함량은 볶음 후 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), 이에 반해 maillard 생성물의 중간산물인 5-hydroxymethyl-2-furfural(5-HMF) 함량은 무말랭이 열수 추출물에서는 검출되지 않았던 것이 가압볶음 무말랭이 열수 추출물에서는 0.57 mg/g이 측정되었다. 본 연구 결과가압볶음 무말랭이 차의 섭취는 체내 유리기에 의한 산화적손상을 보호하는 효과가 높은 것으로 사료된다.

• KSBB Journal
• /
• 제15권2호
• /
• pp.125-133
• /
• 2000

Astaxanthin의 산업적인 생합성을 위하여 wild type인 P.rhodozyma B30 효모를 UV, NTG 등으로 돌연변이 처리하여 0.5 mM $\beta$-ionone이 포함된 선별배지에서 carotenoids 합성능력이 우수한 변이주 B76을 분리하였다. 변이주 B76은 wild type과 비교시 균체 생성능력은 큰 차이가 없었으나 carot-enoids 합성능력은 40% 이상, astaxanthin 합성능력은 50% 이상 향상되었다. 선별된 변이주 B76의 최적 발효배지 및 배양 조건 선정을 위한 플라스크 배양실험 결과 최적 탄소원으로 glucoserk, 최적 질소원은 CSL : (NH4)2SO4 : yeast extract = 6 : 2 : 0.1이 혼합된 배지가 선정되었다. C/N ratio는 1.7~2.0 범위에서 유사한 발효성능을 보았으며(산업적인 생산성을 고려하여 2.0을 최적으로 선정), 배양온도는 $22^{\circ}C$가 최적이었다. 초기 pH는 가장 높은 세포농도를 나타낸 6.0을 최적으로 하였다. 종균 접종량은 전반적으로 균체량과 carotenoids 합성능력에는 영향을 미치지 않았으며 산업적인 생산성을 고려하여 3%(v/v) 수준이 적절한 것으로 사료되었다. 이와 같이 플라스크 배양을 통해 확립된 최적 배지 및 배양조건을 기초로 5 L 발효조를 이용한 회분식 배양실험을 통해 탄소원의 최적 농도는 18%임을 확인하였다. 특히 B76 변이주는 22%(w/v)까지의 고농도 glucose 존재하에서는 catabolite rep-ression을 받지 않는 것으로 나타났다. 용존산소가 부족한 경우에는 균체성장 및 색소합성이 저해되었고, 따라서 통기속도 1.0 v/v/m, 교반속도 400 rpm 이상을 유지함이 필요하였다. B76 세포는 배양 3일차에 exponential phase에 진입한 후(최대 Yx/s = 0.37) 배양 4일차에 stationary phase에 도달하였다. Carotenoids 및 astaxanthin 생합성은 세포성장이 정지한 후인 배양 5일차에 급격하게 증가하는(최대 Yp/s = 1.08) 전형적인 mixed-growth-associated 형태를 나타냈다. 이는 exp-onential phase 동안 급격한 균체성장으로 용존산소가 부족하여 NADH balance에 의해 astaxanthin 생합성 경로 중 탈수소화 단계가 저해되기 때문으로 사료되었다. 최종 세포농도는 43.3 g/L, 단위부피당 carotenoids 함량은 149.4 mg/L, astaxanthin 함량은 110.6 mg/L로서 산업적인 생산성이 있는 것으로 나타났다. 이번 연구를 통하여 개발된 변이주 B76 및 이의 대량 발효를 위한 최종조건의 정립은 향후 astaxanthin의 산업적 생산공정에 필요한 기초자료로 이용될 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
• /
• 제25권12호
• /
• pp.1384-1392
• /
• 2015

적작약, 사간, 치자, 적복령, 승마 및 백출 등 6가지의 한약재로 구성된 사간탕은 동의보감에서 위완옹(胃脘癰)을 치료하는 처방으로 알려져 있으나, 항암 효능에 대한 구체적인 연구는 전혀 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 사간탕의 항암활성 연구의 일환으로 AGS 인체 위암세포의 증식에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 사간탕 추출물 처리 농도의 증가에 따라 AGS 위암세포의 증식 및 생존율이 억제되었으며, 이는 apoptosis 유발에 의한 것임을 염색질 응축, DNA 단편화 및 annexin-V 염색 등을 통하여 확인하였다. 사간탕 추출물 처리에 의한 apoptosis 유발에는 pro-apoptotic Fas 단백질의 발현 증가 및 anti-apoptotic Bcl-2 발현의 감소와 mitochondrial membrane potential의 소실이 동반되었다. 아울러 사간탕 추출물이 처리된 AGS 위암세포에서 extrinsic 및 intrinsic apoptosis 경로 활성의 개시에 중요한 caspase-8 및 -9 뿐만 아니라 effector caspase인 caspase-3의 활성도 증가하였으며, 활성화된 caspase-3의 기질 단백질인 PARP의 단편화도 관찰되었다. 그러나 pan-caspase inhibitor의 선처리에 의한 caspase 활성을 차단하였을 경우, 사간탕 추출물 처리에 의한 염색질 응축 및 DNA 단편화 현상이 관찰되지 않았으며, apoptosis 유발 및 증식억제 효과도 유의적으로 억제되었다. 따라서 사간탕 추출물 처리에 의한 AGS 위암세포의 apoptosis 유발은 extrinsic 및 intrinsic apoptosis 경로가 동시 활성을 통한 caspase 의존적인 과정을 통하여 이루어지고 있음을 알 수 있었으며, 그 과정은 아마도 pro-apoptotic Bid의 truncation이 관여할 것으로 추정된다. 이상의 결과는 향후 in vivo 모델을 이용한 사간탕 추출물의 항암활성 조사 및 사간탕 추출물 내 주요 생리활성 물질의 탐색 등을 위한 유용한 자료로 사용될 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.117-122
• /
• 2005

Beijerinckia indica를 통한 Heteropolysaccharide-7(PS-7)생산 최적화를 위해 다양한 탄소원과 질소원을 첨가하여 다른 배지 조성들이 PS-7에 미치는 영향을 조사하였다. 높은 C/N ratio에서 PS-7 생산을 배양 40시간까지 효과적으로 증가시킬 수 있었으며 낮은 C/N ratio에선 탄소원으로 첨가한 glucose가 균체의 생산에 사용되었을뿐 PS-7의 생산은 낮았다. 하지만, 높은 C/N ratio에서는 배양액의 점도로 균체의 생산이 정체하는 것으로 보아 본 실험에서는 20g/l glucose와 $NH_{4}NO_3$ 7.5 mM으로 33.3의 C/N ratio가 PS-7 생산에 적절한 비율인 것으로 관찰되었다. 다양한 탄소원을 첨가한 결과, B. indica는 PS-7 생산을 위하여 탄소원으로 hexose 또는 glucose-generating 당을 효율적으로 이용할 수 있었다. Beijerinckia indica를 이용한 PS-7 생산을 위해 첨가한 다양한 탄소원 중 sucrose 농도가 최고의 PS-7(6.96 g/L)을 생산 하였다. 51 배양기를 이용한 배양에서 탄소원 20 g/L glucose, 질소원 7.5 mM $NH_{4}NO_3$이 포함된 MSM 배지내 배양된 B. indica의 세포 농도가 최고 2.5 g/L이였고, 생산된 최고 PS-7농도는 7.5 g/L(35174 cp)으로 나타났다. 질소원이 완전히 소모된 12시간 이후, 7.5 mM의 $NH_{4}NO_3$, glutamine, glutamate을 첨가한 MSM 배지에서의 B. indica 배앙 결과, 질소원이 B. indica 내에서 탄소원 대사를 조절하는 역할을 하는 것을 관찰할 수 있었으며 최종적으로 PS-7의 생산을 조절할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제34권7호
• /
• pp.929-936
• /
• 2005

골조직은 골아세포, 파골세포, 골세포 등으로 구성되며, 골개조시 여러 인자가 세포증식, 분화, 활성화 및 골대사 조절에 관여한다. 이 때 조골세포의 활성은 골형 성 에 중요하므로, 본 연구에서는 MC3T3-E1 조골세포주를 이용하여 식용자원인 미역취뿌리의 조골세포의 증식과 분화활성에 미치는 영향을 조사하였다. 미역취뿌리 메탄을 추출물 및 분획물이 조골세포의 성장에 미치는 영향을 MTT검색법으로 조사한 결과, 미 역 취 뿌리 메탄을 추출물 10, 100${\mu}g/mL$ 처리시 대조군과 비교하여 각각 140, $120\%$ 증가하여 조골세포의 높은 성장률을 보였다. 미역취 뿌리 추출물 및 순차 분획물 시료가 ALP 효소 활성에 미치는 영향을 3일 간격으로 배지교환 및 시료처 리를 하면서 27일 동안 배양시간에 따른 변화를 측정하여 조사하였다 그 결과, 농도 1, 10, 100${\mu}g/mL$ 처리시 n-hexane과 chloroform분획을 제외한 나머지 분획물들이 시간이 지남에 따라 약간의 ALP활성을 증가시켰고, 메탄올 추출물은 27일째에 대조군에 비해 약 4.4배 이상, 양성 대조군에 비해 약 2배 이상 ALP 활성을 증가시켰다. 미 역취뿌리 메탄올추출물은 다시 ALP효소 염색법과 alizarin red 염색으로 조골세포의 ALP활성유도, 분화와 석회화 형성능을 재확인하였다. 따라서 미역취뿌리 추출물중 골세포의 활성을 촉진시키는 물질은 극성 에 따른 분획물보다 mothanol추출물에서 활성이 높게 나타나는 결과로 미뤄볼 때, 단일성 분에 의한 것보다 복합적 성분들의 상승 작용에 의하여 조골세포의 증식과 분화를 증진시킬 수 있다고 할 수 있다. 아울러 종래의 골질환에 좋다고 알려 진 식품과 양성 대조군에 비해 빠르게 유도하고 있어 앞으로 미역취뿌리에 대한 분자생물학 수준 등의 구체적인 연구들과 기작연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제42권5호
• /
• pp.697-704
• /
• 2013

본 실험에서는 primary culture된 연골세포 in vitro 실험모델과 MIA로 유발한 골관절염 in vivo 실험모델을 이용하여 꾸지뽕나무 잎 추출물의 관절염 예방 효과를 확인하였다. 먼저 MTT 시험법을 통해 세포 사용 적정농도를 $500{\mu}g/mL$ 이하로 결정하여 연골세포사멸 억제를 확인하고, 이를 근간으로 골관절염 동물실험 모델에서 골관절염 예방효과를 확인하였다. $H_2O_2$ 처리에 따른 산화적 독성으로 연골세포 사멸을 유도한 실험에서 꾸지뽕 잎 추출물은 정상세포 수준으로 사멸을 억제하였으며, 이러한 효과는 CTL80의 $200{\mu}g/mL$, CTL10의 $300{\mu}g/mL$ 농도에서 비교적 높게 나타났다. 교원질 합성을 억제하고 분해를 촉진시키는 MMPs(MMP-7, MMP-13)의 발현을 실시간 정량 PCR로 측정하여 발현변화를 살펴보았다. 그 결과 앞선 세포실험 결과와 마찬가지로 CTL80과 CTL10 처리군에서 발현이 유의적으로 낮아졌음을 살펴볼 수 있었다. 특히 CTL80에서 MMP-7과 MMP-13의 발현이 농도 유의적으로 감소하였으며, CTL10의 경우 200, $300{\mu}g/mL$ 농도에서 유의적으로 발현이 감소하는 것을 확인하였다. 세포실험 결과를 바탕으로 동물실험에서의 적정농도를 결정하였으며, 동물독성실험 결과 이상이 없음을 확인하고 실험을 진행하였다. 이때 세포실험결과 선정된 두농도(200, $300{\mu}g/mL$) 간의 차이가 미미하여 동물실험에 적용할 경우 비슷한 실험결과가 나타날 것으로 사료되어 두 실험군 간의 결과를 정확히 구분 짓기 위해 200, $500{\mu}g/mL$ 농도를 선정하여 사용하였다. 골관절염 유발 동물모델을 만들기 위해 SD rat의 관절강에 MIA를 injection 하였으며, 꾸지뽕 잎 에탄올 추출물 투여에 따른 관절염 예방 효과를 관찰하기 위해 관절염 유발 2주일 전부터 1일 1회 경구투여를 실시하고, 유발 후 3주간 지속적으로 투여하고 관찰하였다. 동물 관절의 병리학적 변화를 관찰하기 위하여 Micro-CT 촬영 및 분석을 실시한 결과 Control 군은 골의 강도와 밀도가 감소한 반면, 양성대조군인 MTX 투여군에서 정상군과 비슷한 수준으로 회복된 것을 확인하였고, CTL80-200군과 CTL10-500군에서 Control 군에 비해 유의적으로 수치가 감소하여 골관절염에 따른 손상이 감소한 것을 확인하였다. 동물의 관절조직의 H&E 염색을 통한 조직학적인 변화에서는 골관절염 유발로 연골세포의 손상과 뼈조직의 손상을 관찰하였으며 관절형태를 알아볼 수 없을 정도로 손상된 것을 확인하였다. 반면 CTL80과 CTL10에서는 관절강 세포의 형태가 정상군과 비슷한 둥근모양을 띤 양상을 보였으며 연골조직의 형태가 잘 유지되어 Control 군에 비해 꾸지뽕잎의 투여효과가 나타났음을 관찰하였다. 이상의 결과를 통하여 꾸지뽕 잎 에탄올 추출물은 높은 항관절염 효과가 있을 것으로 사료되며, 항관절염 효능을 지니는 기능성 소재로써 개발 가능성을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제40권3호
• /
• pp.220-225
• /
• 2012

실험실용 효모 CEN.PK2-1D와 산업용 효모 JHS100와 JHS200의 ethanol 발효성능을 순수배지와 카사바 당화액에서 비교하고 발효특성을 규명하기 위해 세포성장속도와 ethanol 내성, 부산물 glycerol과 acetate의 생성에 대해 비교하였다. JHS100과 JHS200은 CEN.PK2-1D과 비교하여 세포성장이 빨랐으며 ethanol에 대한 내성이 높았다. 순수YP 배지에 300 g/L glucose를 탄소원으로 이용한 회분식 배양에서 세 효모 모두 0.46 g/g의 ethanol 생산수율을 나타냈으며 생산성은 세포성장속도가 가장 빨랐던 JHS100이 3.05 g/L-hr로 가장 높아서 최종적으로 JHS100 균주는 136.6 g/L의 ethanol을 생산하였다. 카사바 당화액에 질소원을 추가하지 않은 배지를 이용한 혐기성 회분식 배양에서 산업용 효모 JHS100은 106.1 g/L ethanol을 최종적으로 생산하였고, 0.42 g/g 생산수율과 3.15 g/L-hr 생산성을 보였다. 특히, 카사바 당화액과 순수 YP배지를 이용한 발효의 ethanol 생산변수를 비교할 경우, 실험실용 효모 CEN.PK2-1D는 생산수율과 생산성이 각각 19%와 17% 감소한 반면, 산업용 효모 JHS100과 JHS200은 생산수율이 8% 감소하였고 유사한 생산성을 보였다. 또한, ethanol 생산과정의 최대 부산물인 glycerol과 acetate의 생산에 대해서 JHS100과 JHS200이 CEN.PK2-1D에 비하여 크게 낮았다. 따라서 산업용 효모인 JHS100과 JHS200의 뛰어난 ethanol 발효성능은 빠른 세포성장과 높은 ethanol 내성, 낮은 질소원 요구성, 부산물인 glycerol과 acetate의 낮은 생산성 등에 기인하는 것으로 예상한다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
• /
• 제4권
• /
• pp.27-35
• /
• 1986

Rhizobium의 Nitrogenase 생성요인(生成要因)과 감염기작(感染機作)을 구명(究明)하고 배양세포(培養細胞)와 Rhizobia의 혼합배양(混合培養)에서 질양고정계(窒養固定係)를 확립(確立)하기 위(爲)하여 황금(黃金), 남천(南川), D68-0099등(等) 세 품종(品種)을 조직배양(組織培養)한 결과(結果)는 다음과 같다. Callus 형성능(形成能)은 배(胚)와 유근(幼根)에서는 양호(良好)하나 배축(胚軸)에서는 전혀 없었으며 2mg/${\ell}$ 2,4-D, 4mg/${\ell}$ NAA에서 가장 양호(良好)하고 2,4-D/Kinetin 조합농도(組合濃度)에서는 0.2mg(2,4-D)/${\ell}$과 0.05mg(Kinetin)/${\ell}$에서 가장 이상적(理想的)이었다. 배양세포(培養細胞)의 성장(成長)에는 2,4-D 2mg/${\ell}$와 2,4-D (0.2mg/${\ell}$)/Kinetin(0.05mg/${\ell}$)일 때가 가장 양호(良好)하며 R. japonicum 019, 011을 접종(接種)하였을때 배양세포(培養細胞)의 성장(成長)은 상당히 둔화되었다. 단일(單一) 아미노산은 배양세포(培養細胞)의 성장(成長)을 저해(沮害) 하였는데 황금(黃金)의 경우 Methionine, Leucine에서 저해(沮害)가 가장 컷으며 다른 아미노산의 첨가(添加)로 저해작용(沮害作用)이 상당히 회복되었다. 부정근(不定根)의 생성(生成)은 2,4-D 2.0mg/${\ell}$에서나 0.2mg/${\ell}$ 2, 4-D/0.05mg/${\ell}$ Kinetin에서 양호(良好)하였다. 배양세포(培養細胞)-Rhizobium의 친화(親和)에 의(依)한 질소고정력(窒素固定力)은 25개(個) 사용(使用) 균주중(菌株中)에서 황금(黃金)에서는 10개(個) 균주(菌株), 남천(南川)에서는 7개(個) 균주(菌株)에서 나타났으며 D68-0099에서는 전혀 나타나지 않았으며 황금(黃金)의 경우(境遇) 85-HG-1 019, 007, 남천(南川)에서는 007, 119등(等)이 높은 활성(活性)을 나타내었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제32권6호
• /
• pp.491-501
• /
• 2022

벤토나이트는 고준위 방사성 폐기물 처분장의 완충재 및 뒷채움재의 주재료로 고려되고 있다. 처분환경에서 벤토나이트는 열-수리-역학-화학적 복합적 거동을 겪게 된다. 본 연구는 제작된 수화거동 실험용 셀을 사용하여 수화 조건에서 벤토나이트의 거동 특성을 X선 단층촬영 기술을 이용하여 평가하고자 하였다. 플라스틱재료로 만들어진 원통형 셀은 상부의 탈착식 캡을 이용하여 시료 상부에 수직응력을 가하거나 팽윤압을 측정할 수 있도록 제작하였다. 수화실험은 건조밀도 1.4 g/cm³, 함수율 20%의 조건으로 제작된 경주 벤토나이트 블록시료로 수행되었다. 샘플의 직경은 27.5 mm, 높이는 34 mm 이며, 수화 실험 중 0.207 MPa의 일정한 압력으로 물을 주입하였으며, 7일 동안 수화실험을 지속하였다. 하루 동안 수화 과정을 거치면서 벤토나이트가 팽창하여 셀 내부의 공간을 채우는 것을 확인하였다. 또한, 샘플의 X선 CT값의 히스토그램 분석을 통해 수화 과정 초기의 샘플 밀도 증가와 이후 점진적인 밀도 감소가 발생함을 평가할 수 있었다. 평균 CT 값, CT값의 표준 편차, CT값 변화량에 대한 분석을 통해 샘플의 수화 과정에 대한 자세한 정보를 확인할 수 있었다. 즉, 수화 시작 후 2일 동안 시료 하부 및 상부 영역은 밀도가 감소하고 중간 영역은 밀도가 증가하였다. 그 후 수화가 진행되면서 샘플의 각 위치에서의 밀도 변화는 초기 샘플의 밀도와 비교할 때 그 차이가 점차 감소함을 확인하였다. 샘플 내 균열의 형성과정과 이후 감소되는 현상도 X선 단층촬영에 의해 확인되었다.