B. subtilis MJP1이 생산하는 항균물질을 분리 정제하기 위하여 SPE, IEC, GFC를 통한 정제를 수행하였다. 정제된 항세균 물질은 tricine SDS-PAGE에서 하나의 band임을 확인 한 후 N-말단 아미노산 서열분석을 하였으나 N-말단이 blocking 되어 그 서열을 분석할 수 없였다. 이에 그 내부서열을 알아보기 위한 LC를 이용한 ESI-MS/MS를 시행하였으나 내부서열도 확인할 수 없었고, UPLC를 이용한 ESI-MS/MS를 시행한 결과 항세균 활성 물질은 분자량이 매우 유사한 2개의 peptide(3356.54 Da, 3400.5244 Da)가 존재함을 확인하였다. 정제된 항세균 물질의 항균 spectrum을 조사한 결과, L. monocytogenes에 가장 강한 항균활성을 나타내며 이외에 B. subtilis, S. aureus subsp. aureus, E. faecalis 등의 Gram 양성균에서 항균활성을 나타내였다. 정제된 B. subtilis 항세균 물질은 pH 3.0부터 pH 9.0 범위에서는 안정하였으며 $4^{\circ}C$, $30^{\circ}C$, $50^{\circ}C$에서 24시간, $100^{\circ}C$에서 5분 동안 매우 안정하였고, $70^{\circ}C$에서 24 시간, $100^{\circ}C$에서 30분 동안 처리한 구간부터 역가가 감소하여 $121^{\circ}C$에서 15분 동안 처리한 구간에서는 역가가 완전히 소실되었다. 효소 안정성 실험에서 정제된 항세균 물질은 일부 단백분해효소에 의해 분해되어 역가를 상실하였으며, lipase나 $\alpha$-amylase에서는 안정함을 나타냈다. 이로부터 정제된 항세균 물질이 넓은 pH 범위에서 안정하고, 비교적 높은 온도에서도 활성을 유지한다는 점을 관찰할 수 있었으며, 단백분해효소에 의해 분해되므로 bacteriocin임을 확인하였다. 본 연구를 통하여 B. subtilis MJP1으로부터 분리 정제된 bacteriocin은 class IIa군의 특성과 유사하며, B. subtilis MJP1은 본 분리 bacteriocin 이외에도 다른 항세균 물질과 항진균 물질을 생산하는 균주임을 알 수 있었다.
Background: Notoginsenoside Ft1 is a promising potential candidate for cardiovascular and cancer disease therapy owing to its positive pharmacological activities. However, the yield of Ft1 is ultralow utilizing reported methods. Herein, an acid hydrolyzing strategy was implemented in the acquirement of rare notoginsenoside Ft1. Methods: Chemical profiles were identified by ultraperformance liquid chromatography coupled with quadruple-time-of-flight and electrospray ionization mass spectrometry (UPLC-Q/TOF-ESI-MS). The acid hydrolyzing dynamic changes of chemical compositions and the possible transformation pathways of saponins were monitored by ultrahigh-performance LC coupled with tandem MS (UHPLC-MS/ MS). Results and conclusion: Notoginsenoside Ft1 was epimerized from notoginsenoside ST4, which was generated through cleaving the carbohydrate side chains at C-20 of notoginsenosides Fa and Fc, and vinaginsenoside R7, and further converted to other compounds via hydroxylation at C-25 or hydrolysis of the carbohydrate side chains at C-3 under the acid conditions. High temperature contributed to the hydroxylation reaction at C-25 and 25% acetic acid concentration was conducive to the preparation of notoginsenoside Ft1. C-20 epimers of notoginsenoside Ft1 and ST4 were successfully separated utilizing solvent method of acetic acid solution. The theoretical preparation yield rate of notoginsenoside Ft1 was about 1.8%, which would be beneficial to further study on its bioactivities and clinical application.
Measurement of globotriaosylceramide (Gb3, ceramide trihexoside) in urine has clinical importance for monitoring after enzyme replacement therapy in Fabry disease patients. The disease is an X-linked lipid storage disorder that results from a deficiency of the enzyme ${\alpha}$-galactosidase A (${\alpha}$-Gal A). The lack of ${\alpha}$-Gal A causes an intracellular accumulation of glycosphingolipids, mainly Gb3. A simple, rapid, and highly sensitive analytical method for Gb3 in urine was developed without labor-extensive pre-treatment by electrospray ionization MS/MS (ESI-MS/MS). Only simple 5-fold dilution of urine is necessary for the extraction and isolation of Gb3 in urine. Gb3 in diluted urine was dissolved in dioxane containing C17:0 Gb3 as an internal standard. After centrifugation it was directly injected and analyzed through guard column by in combination with multiple reaction monitoring mode of ESI-MS/MS. Eight isoforms of Gb3 were completely resolved from urine matrix. C24:0 Gb3 occupied 50% of total Gb3 as a major component in urine. Linear relationship for Gb3 isoforms was found in the range of 0.005${\sim}$5.0 ${\mu}$g/ml. The limit of detection (S/N=5) was 0.005 ${\mu}$g/ml and limit of quantification was 0.05 ${\mu}$g/ml for C24:0 Gb3 with acceptable precision and accuracy. Correlation coefficient of calibration curves for 8 Gb3 isoforms ranged from 0.9598 to 0.9975. This method could be useful for rapid and sensitive 1st line Fabry disease screening, monitoring and/or diagnostic tool for Fabry disease.
차 중에 있는 살균제 tridemorph의 잔류량을 검사하기 위해 LC-ESI-MS/MS를 이용한 정확하고 감도가 좋은 분석방법을 개발하였다. Tridemorph 잔류물은 샘플을 수화한 후 acetonitrile로 추출하고, NaCl을 이용한 액-액 분배, $NH_2$ 카트리지 정제를 거쳐 기기분석을 수행하였다. 직선성은 $0.02{\sim}1.0{\mu}gmL^{-1}$ 범위에서 상관계수($r^2$) 0.9999로 높은 직선성을 보였다. 0.02와 $0.05mgkg^{-1}$ 처리수준으로 회수율을 실험한 결과는 75.0~84.7% 이었으며, 상대표준편차는 10% 미만이었다. 분석방법의 검출한계와 정량한계는 각각 0.01와 $0.02mgL^{-1}$ 이었다. 이러한 결과들을 통해 확립된 분석법은 차 중 tridemorph의 잔류량 분석에 적합함을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 적과한 청도반시 땡감을 40% (v/v) 에탄올-물 혼합 용액으로 추출하고, 이 추출물을 액체-액체 추출법으로 5개 분획물(노말-헥세인, 클로로폼, 에틸 아세테이트, 노말-뷰탄올, 물)을 얻었다. 5개 분획물 중에서 에틸 아세테이트 분획물이 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량 및 산화방지능이 가장 높았다. 에틸 아세테이트 분획물은 지방질다당류로 자극한 RAW 264.7 세포에서 산화 질소, IL-6, 산화 스트레스를 감소시켰다. UPLC-ESI-MS/MS를 이용하여 땡감 에틸 아세테이트 분획물에서 페놀 화합물로 갈산, 프로토카테츄산, 4-하이드록시벤조산, 쿼서틴-3-O-글루코사이드, 파라-쿠마르산, 쿼서틴을 동정하였다. 본 연구를 통해서 적과 과정에서 부산물로 버려지는 청도반시 땡감이 산화방지능 및 항염증 효과를 보유한 기능성 소재로서 활용될 가능성을 제시하였다. 그러나 향후 적과한 청도반시 땡감의 산화방지능에 기반한 항염증 효과를 좀 더 명확하게 밝히기 위해서는 청도반시 땡감에 존재하는 개별 생리활성물질의 정량 분석 및 항염증에 대한 분자생물학적 메커니즘을 규명할 필요가 있다.
의약물질(PPCPs)은 수질 환경 시료에서 새로운 오염물질로 대두되고 있다. 본 연구에서는 LC/ESI-MS/MS를 이용하여 환경 수질 시료로부터 7 종(2-퀴노사린카르복시산, 아세틸살리실산, 디클로페낙-소듐, 나프록센, 이부프로펜, 메페남산, 탈니플루메이트)의 산성의약물질을 동시 분석하는 방법을 비교하여 개선하였으며 폐수처리장의 유입수 및 방류수 그리고 연장선상의 하천수의 오염도를 측정하였다. LC/ESI-MS/MS 분석을 위해서 MCX (Mixed Cation eXchange) 카트리지와 HLB (Hydrophilic-Lipophilic Balance) 카트리지를 연결하는 텐뎀 고체상 추출법과 MCX 카트리지만을 사용하는 고체상 추출법을 이용하여 효과적인 시료 정제 및 추출을 수행하였다. 검출한계(LODs)와 방법검출한계(MDLs)는 각각 0.05~1.50 pg/mL, 0.17~4.90 pg/mL 범위를나타내었다. 시료중 1.0 ng/mL 농도(n=3)에서절대회수율은 81.9%~116.3%를 나타내었다. 수질 환경 시료에서 수 pg/mL~ng/mL의 농도로 산성의약물질이 측정되었다.
전국의 퇴비 및 액비 시료에서 대상 항생제 종9 (ceftiofur, clopidol, florfenicol, sulfamethazine, sulfamethoxazole, sulfathiazole, tetracycline, tiamulin, tylosin)을 pH 6 McIlvaine buffer를 사용하여 아세트산 함유 아세토니트릴, $Na_2Cit.5H_2O$, $Na_3Cit.2H_2O$로 추출 후 $C_{18}$과 PSA로 정제하여 LC-MS/MS로 분석하는 모니터링을 수행하였다. 그 중 5종의 항생제 sulfamethazine, sulfathiazole, tylosin, tiamulin 및 clopidol이 국내 퇴액비 시료에서 검출되었으며 제안한 분석법은 퇴 액비 중 잔류 항생제 모니터링을 위한 빠르고 간편한 시험법이라 사료 된다. 본 실험을 통하여 퇴비 및 액비 중 축산 항생제의 잔류 현황을 파악하여 모니터링 자료를 확보하였고 이를 활용하여 검출된 항생제들이 안전한 토양 및 생태 환경 유지 및 관리의 기초 자료와 더불어 환경기준 예비 항목 및 설정(안)을 위한 기초자료로 제공 및 다양하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 LC-ESI-MS/MS를 이용하여 혈청 중의 피나스테라이드의 분석법을 확립하고, 밸리데이션을 통하여 분석방법의 타당도를 검증하였다. 혈청에 내부표준물질로 베클로메타손을 첨가한 후 methyl tert-butyl ether (MTBE)을 사용하여 액체상추출법(liquid-liquid extraction, LLE)으로 전처리하였다. LC-MS/MS의 양이온 모드에서 피나스테라이드와 베클로메타손의 MRM (multiple reaction monitoring) mass transition은 각각 m/z 373.2${\rightarrow}$305.2, m/z 409.3${\rightarrow}$391.2 이었으며, 머무름 시간은 각각 5.81분, 5.46분이었다. 피나스테라이드의 정량한계는 0.1 ng/mL로 나타났으며, 0.1~20.0 ng/mL의 농도 범위에서 검량선은 우수한 직선성($R^2$=0.9997)을 확인할 수 있었으며, 회수율은 80~83% 범위이었다. 피나스테라이드의 일내에 대한 정밀도는 6.3~10.6%, 정확도는 97.3~103.6% 범위이었으며, 연속 3일간 수행한 일간 정밀도는 0.8~5.2%, 정확도는 99.8~102.5%로 나타났다.
본 연구는 혈청 중 두타스테라이드의 확인과 정량을 위하여 LC-ESI-MS/MS를 이용한 신뢰성 있는 분석법을 개발하고, 분석방법의 타당도를 검증하고자 수행하였다. 내부표준물질인 베클로메타손을 첨가한 혈청을 methyl tert-butyl ether (MTBE)를 사용하여 액체상추출법(liquid-liquid extraction, LLE)으로 추출하였다. LC-MS/MS의 양이온 모드에서 MRM(multiple reaction monitoring)방법으로 확인한 두타스테라이드와 베클로메타손의 mass transition은 각각 m/z 529.6${\rightarrow}$461.5, m/z 409.3${\rightarrow}$391.2 이었으며, 머무름 시간은 각각 6.45분, 5.46분이었다. 검량선은 0.5~30.0 ng/mL의 농도 범위에서 $R^2$=0.9999의 높은 직선성을 나타내었으며, 정량한계와 회수율은 각각 0.5 ng/mL와 66~72% 이었다. 일내에 대한 정밀도는 3.5~5.5%, 정확도는 85.7~89.9% 범위이었으며, 연속 3일간 수행한 일간 정밀도는 4.2~5.8%, 정확도는 90.8~95.8% 이었다.
B. polyfermenticus CJ6가 생산하는 항세균 활성 물질의 특성을 규명하고 정제하였다. 생육에 따른 항세균 활성은 배양 4시간부터 나타내어 정지기인 배양 8시간에 최대 활성(102,400 AU/mL)을 나타내고 이후 급격히 활성이 감소되었다. B. polyfermenticus CJ6의 항세균 활성 물질은 $37^{\circ}C$에서 24시간 처리 시 활성의 50% 저하되고 $70^{\circ}C$에서 24시간 처리시 활성이 완전히 소실되어 열에 불안정하였으며, pH 3.0~9.0 구간에서 안정한 활성을 나타내었다. B. polyfermenticus CJ6의 항세균 활성 물질은 protease, ${\alpha}$-chymotrypsin을 처리 시 역가가 크게 감소하였으며 proteinase K의 단백분해 효소에 역가를 완전히 상실하여 단백질성 물질임을 추정하였다. B. polyfermenticus CJ6는 E. coli O157:H7, S. aureus, S. Typhi, L. monocytogenes의 식중독 세균과의 각각 공동 배양에서 배양 3~6시간 이내에 식중독 세균의 생육을 완전히 저해하는 것으로 나타났다. B. polyfermenticus CJ6가 생산하는 항세균 활성 물질은 SPE, recycling preparative HPLC, analytical HPLC을 이용한 4단계의 정제과정을 통하여 최종 항세균 활성을 나타내는 3개의 분획을 분리하였다. 정제된 물질의 분자량을 결정하기 위하여 UPLC를 이용한 ESI-MS/MS를 시행한 결과 3개의 분획에서 분자량이 다른 5개의 peptide(757.4153 Da, 750.3444 Da, 1024.5282 Da, 1123.6083 Da, 1617.8170 Da)를 확인하였으며 이는 기존에 보고된 bacteriocin 분자와는 다른 분자량을 지니는 것으로 나타났다. B. polyfermenticus CJ6와 식중독 세균과의 공동 배양 실험에서 B. polyfermenticus CJ6는 식중독 세균에 대하여 매우 강력한 항세균 활성을 나타내며 그 원인물질이 되는 새로운 항 미생물 peptides 물질은 천연식품 보존제 및 사료 보존제뿐만 아니라 정장용 제재, 식중독 예방 및 치료용 생균제재 등으로도 활용이 기대되며, 이를 위하여 분리된 5개의 peptide의 정확한 구조 및 특성 규명 등의 연구가 앞으로 필요할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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