• 제목/요약/키워드: Enzymatic process

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중추신경계통내 분포하는 Zinc의 조직화학적 동정 (Autometallography for Zinc Detection in the Central Nervous System)

  • 조승묵;;김성준;박승국;강태천;원무호
    • Applied Microscopy
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    • 제30권4호
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    • pp.347-355
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    • 2000
  • Zinc는 인체 내에 철$(Fe^{2+})$다음으로 많은 trace element로서 200여개 효소의 기능에 필수적일 뿐만 아니라 신경계통내에서는 신경조절물질로 작용한다. 뿐만 아니라 허혈, 간질 및 퇴행성 뇌질환의 주요 병리기전에도 관여되어 있다. 그러나 대부분의 Zinc는 단백질에 결합되어 (bound form)신경세포의 세포질 및 핵질내에 존재하고, 10% 이하의 Zinc는 이온상태(free form, $Zn^{2+}$)로 신경종말 (Zinc enriched terminal)에 있는데 , 후자만이 조직화학법으로 가시화된다. 최근까지 새로 개발된 조직화학법으로 Zinc enriched(ZEN)neurons의 분포에 관한 연구가 각광받고 있으나, 국내에서는 이에 대한 연구가 전무한 실정이다. 이에 본 연구자는 고전적인 조직화학법의 기본 원리를 소개하고, 렛드 중추신경계통내 Zinc의 분포를 광학 및 전자현미경으로 관찰하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 실험동물은 Wistar 계통의 랫드(10주령)와 BALB/c 마우스이며, 마취제로는 Pentobarbital(50mg/kg)을 이용하였다. 생체 뇌조직내 이온상태의 $Zinc(Zn^{2+})$를 침전시키기 위하여 selenium(10mg/kg, i.p.)을 처리하였고, 1시간 후 3% Glutaraldehyde액으로 관류고정하여 동물을 희생시켰다. 뇌와 척수를 꺼내어 sucrose에 가라앉을때 까지 담가두었다가 Dry Ice를 이용하여 얼리고, Freezing microtome위에서 $30{\mu}m$두께의 절편을 작성하였다. 조직절편내 $Zn^{2+}$을 동정하기 위한 조직화학법으로는 autometallography (AMG) (Danscher, 1985)를 이용하였다. 광학현미경하에서 밝혀진 Zinc의 분포는 해마복합체를 비롯한 종뇌의 여러부위에 고농도로 분포하였고, 척수에는 중간정도, 그리고 소뇌 및 뇌간에는 매우 낮은 농도로 분포하였다. 전자현미경에서 관찰된 AMG염색과립(silver grains)은 신경종말에 있는 연접소포에 국한되었으며, 이러한 ZEN terminals은 주위 여러 신경세포의 돌기(dendrites)및 세포체 (soma)에 특이한 연접을 이루고 있었다. 즉 후각망울을 포함한 종뇌에서는 주로 비대칭연접 (asymmetrical synapses)이 관찰되었던 반면에, 척수에서는 대칭연접(symmetrical synapses)을 이루고 있었다. 이상의 결과를 종합하면, 신경종말내 연접소포에 Zinc를 함유하고 있는 소위 ZEN terminals은 중추신경계통에 광범위하게 분포하고 있으며 또한 신경부위에 따라 다양한 분포와 미세구조의 차이를 보였다. 이러한 사실은 중추신경계통내에서 Zinc가 영위하는 신경생물학적 기능이 신경부위에 따라 다양할 것임을 시사한다.

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옥수수 유식물 신초에서 Brassinosteroids의 항상성 조절을 위반 C-26 탈메틸 반응의 중요성 (Importance of C-26 Demethylation for Homeostatic Regulation of Brassinosteroids in Seedling Shoots of Zea mays L)

  • 박현희;김영수;김성기
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제33권1호
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    • pp.65-73
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    • 2006
  • 옥수수 유식물 줄기에서 중요 BRs의 함량조절 기작을 옥수수 유식물 줄기로부터 얻어진 효소원을 이용하여 조사하였다. 먼저 활성형 BR인 CS의 대사를 [$^2H_0$]-와[$^2H_6$]-CS를 기질로 사용하여 실험한 결과 [$^2H_0$]- 와 [$^2H_6$]-CS는 각각 [$^2H_0$]-26-norCS와 [$^2H_3$]-28-norCS로 전환됨을 GC-MS 분석을 통해 확인하였으며, 이러한 두 가지의 대사과정 중 C-26 탈메틸 반응에 의한 CS에서 26-norCS로의 전환만이 생체 내에서 일어나는 반응임을 확인하였다. 이와 함께 주요 생합성 전구물질인 6-deoxoTE와 6-deoxoTY에 대해서도 같은 효소원을 이용하여 C-26 탈메틸 반응에 의한 대사를 조사한 결과 6-deoxoTE는 6-deoxo-3-dehydroTE와 6-deoxoTY로, 6-deoxoTY는 6-deoxo-3-dehydroTE와 6-deoxoTE로 전환됨을 확인함과 동시에, 6-deoxoTE는 6-deoxo-26-norTE 로, 6-deoxo-3-DHT는 3-dehydro-6-deoxo-26-norTE, 6-deoxoTY는 6-deoxo-26-norTY로 전환됨을 확인하였다. 이러한 결과들은 옥수수 유식물 줄기에서 중요 BRs가 모두 C-26 탈메틸 반응이 일어날 수 있음을 나타내는 결과로서 BRs의 C-26 탈메틸 반응이 활성형 BR뿐만 아니라 그 생합성 전구물질에도 중요한 함량조절 기작임을 확인 할 수 있었다.

Cellulase에 의한 목재당화(木材糖化)에 관(関)한 연구(硏究) - (III) 최적(最適) 처리조건(処理條件)과 효소처리(酵素処理) 잔사(殘渣)의 재기질화(再基質化) 효과(效果) - (Studies on the Hydrolysis of Holocellulose with Trichoderma viride Cellulase. (III). Effects of the Optimum Treated Conditions and Reactivation of Residue of Digested Substrates)

  • 민두식
    • 한국산림과학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.1-5
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    • 1980
  • 이 연구(硏究)는 Trichoderma viride Cellulase에 의(依)한 수재가수분해(水材加水分解)에 관(関)한 것으로서 공시재료(供試材料)는 산오리나무, 상수리나무, 자작나무, 이태리포푸라, 버즘나무재(材)를 사용(使用)하였다. 그리고 환원당(還元糖) 생성(生成)을 위한 Cellulose 반응(反応)의 최적(最適) 처리조건(處理條件)과 효소처리(酵素處理) 잔사(残渣)를 재가열(再加熱)과 재분취(再粉醉)한 기질(基質)의 당생성량(糖生成量)을 비교(比較)하였다. Trichoderma viride 조효소액(粗酵素液)은 진탕배양법(振盪培養法)에 의(依)하여 생산(生産)하였고 이것을 염석효소법(塩析酵素液)을 제조(調製)하여 사용(使用)하였다. 기질(基質)은 산오리나무, 상수리나무, 자작나무, 이태리포푸라, 버즘나무재(材)의 톱밥을 과초산법(過醋酸法)에 의(依)하여 탈(脱)리그닌 한 것과 다시 이들의 효소처리잔사(酵素處理残渣)를 재가열(再加熱)함과 재분쇄(再粉碎)한 것을 사용(使用)하였다. 환원당(還元糖) 정량(定量)은 DNS 법(法)에 의(依)하였다. 1. Trichoderma viride Cellulase를 사용하여 최적조건(最適條件)에서 당화처리(糖化處理)하면 반응시간(反応時間) 96시간(時間)에서 평균(平均) 28.3%의 환원당(還元糖) 생성(生成)하였다. 2. 효소처리잔사(酵素處理残渣)를 수세(水洗)한 후(後) $60^{\circ}C$에서 건조(乾燥)하여 $190^{\circ}C$에서 45분간(分間) 재열처리(再熱處理)하여 60mesh로 재분쇄(再粉碎)한 기질(基質)은 동일기질(同一基質)에서 효소농도(酵素濃度)가 높아질수록 환원당(還元糖) 생성량(生成量)도 증가(増加)하였다. 3. 효소처리잔사(酵素處理残渣)를$60^{\circ}C$에서 건조(乾燥)하여 기질(基質)로 사용(使用)한 것의 환원당(還元糖) 생성량(生成量)은 대단(大端)히 저조(低調)하였으나(Fig1의 $S_1$ 곡선(曲線)) 최초(最初) 기질(基質)과 효소처리잔사(酵素處理残渣)를 재가열(再加熱)과 재분쇄(再粉碎)하여 사용(使用)한 기질(基質)에서 생성(生成)된 환원당량(還元糖量)은 비슷하였으며 또한 이들간(間)(최초(最初)의 기질(基質)($S_3$)과 효소처리잔사(酵素處理残渣)를 재처리(再處理)한 기질(基質)($S_2$)에는 환원당생성량(還元糖生成量)에 유의차(有意差)가 인정(認定)되지 않았다.

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토끼 구강점막 상피세포 성장에 미치는 환경인자의 영향 (Effect of Environmental Factors on the Growth of Rabbit Oral Keratinocytes)

  • 윤문영;박희정;이두훈;장인근;박정극;김우식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권1호
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    • pp.103-109
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    • 2005
  • 토끼 구강점막 상피 세포의 분리 및 일차배양 방법, 세포성장에 미치는 환경인자의 영향에 대한 연구를 T75-플라스크를 사용하여 수행하였다. 토끼의 구강점막조직을 채취(biopsy)한 후 트립신(trypsin) 효소처리방법을 이용하여 $0.25cm^2$ 점막 조직으로부터 $1.92{\pm}0.59{\times}10^6$개의 점막 상피세포를 회수할 수 있었다. 회수한 점막 상피세포를 50 mg/L BPE(bovine pituitary extract), $5.0{\mu}g/L$ EGF(human recombinant epidermal growth factor), 0.15 mM $Ca^{2+}$을 함유한 K-SFM(keratinocyte serum free medium)을 10 mL씩 사용하여 일차 배양한 결과 8일 만에 배양용기표면에 세포가 포화(confluent)하게 성장하였고 배가시간은 2.45일이었다. 일차 배양한 세포를 회수한 후 배지종류, 배지부피, 첨가물 종류가 상피세포성장에 미치는 영향을 조사하였다. 혈청첨가배지는 세포성장에 부정적인 효과를 나타냈고, 혈청농도가 증가함에 따라 세포성장은 큰 변화가 없었다. 배지부피가 증가함에 따라 세포성장은 감소하였고, 칼슘농도가 증가할수록 세포성장은 증가하였으며 2.0 mM에서 최적치를 나타내었다. 이상으로 토끼 구강점막 상피세포를 T75-플라스크를 사용하여 배양하는 경우 50 mg/L BPE, $5.0{\mu}g/L$ EGF, 2.0 mM $Ca^{2+}$을 함유한 K-SFM을 10 mL씩 사용하는 조건이 가장 적합하였고 배가시간은 1.32일이었다. 이러한 연구결과는 향후 점막뿐만 아니라 피부, 각막 등 인체에 존재하는 상피세포배양을 위한 공정개발이나 생물반응기 설계에 유용한 정보를 제공할 것으로 사료된다.

표고재배폐재(栽培廢材)의 당화(糖化)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Hydrolysis of the Waste wood of Cortinellus edodes with Trichoderma viride Cellulase)

  • 민두식
    • 한국산림과학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.31-34
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    • 1979
  • Trichoderma viride SANK 16374호(號) Cellulase에 의(依)한 표고재배폐재(栽培廢材)의 당화(糖化)에 관(關)한 연구(硏究)로서 효소생산(酵素生產)은 액체진탕(液體振盪) 배양법(培養法)에 의(依)하였다. 이와같이 하여 생산(生產)된 조효소액(粗酵素液)을 취(取)하여 유안포화도(硫安飽和度)에 의(依)한 염석효소액(鹽析酵素液)을 공시용(供試用) 효소액(酵素液)으로 사용(使用)하였다. 그리고 환원당(還元糖) 정량(定量)은 DNS법(法)에 의(依)하였다. 1. 표고재배폐재(栽培廢材)의 일반적(一般的) 조성(組成)은 조단백질(粗蛋白質)이 2.26%, 조지방(粗脂肪)이 2.57%, 조섬유(粗纖維)가 44.6%, 회분(灰分)이 5.58%, 리그닌이 13.62%, 가용무질소물(可溶無窒素物)이 23.21%였다. 그리고 아미노산(酸)의 조성분(組成分)과 비타민의 성분(成分)은 (Table 1)과 같다. 2. 표고재배폐재(栽培廢材)를 $190{\pm}5^{\circ}C$에서 45분간(分間) 열처리(熱處理)한 기질(基質)은 Cellulase에 의(依)한 반응(反應)이 48시간(時間)이면 환원당(還元糖) 생성량(生成量)이 최대치(最大値)에 달(達)하였다. 3. 표고재배폐재(栽培廢材)를 $190{\pm}5^{\circ}C$에서 45분간(分間) 열처리(熱處理)한 후(後) 분쇄(粉碎)하여 사용(使用)한 기질(基質)은 환원당(還元糖) 생성량(生成量)이 11.5%이었다. 4. 열처리(熱處理)하지 않은 표고재배폐재(栽培廢材)의 기질(基質)은 cellulase 반응시간(反應時間)이 72시간(時間)에 환원당(還元糖) 생성물(生成物)이 최대치(最大値)에 달(達)하였으며 그 양(量)은 10.1%였다. 5. 각처리별(各處理別) 환원당(還元糖) 생성량(生成量)은 폐재(廢材)를 열처리후(熱處理後) 분쇄(粉碎)한 기질(基質)(11.5%)> 열처리(熱處理)하지 않은 기질(基質)(10.1%)> 분쇄후(粉碎後) 열처리(熱處理)한 기질(基質)(6.9%) 순(順)으로 나타났다. 6. 표고재배폐재(栽培廢材)의 당화(糖化)는 기질(基質)을 열처리후(熱處理後) 분쇄(粉碎)함으로서 더욱 가능(可能)하였다. 그리고 당생성량(糖生成量)이 증대(增大)될 수 있어 당질원료(糖質原料)로 가능(可能)할 것으로 본다.

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홍삼(紅蔘)의 갈변(褐變)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Browning of Red Ginseng)

  • 김동연
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제16권2호
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    • pp.60-77
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    • 1973
  • 홍삼(紅蔘)의 갈변(褐變)에 관(關)한 연구(硏究)를 하기 위(爲)하여 이의 갈변(褐變)을 비효소적(非酵素的) 갈변(褐變)으로 단정(斷定)하고 어떤 성분(成分)의 작용(作用)으로 일어나는 갈변(褐變)인가를 추구(追究)하고저 수삼(水蔘), 증삼(蒸蔘), 자연건조홍삼(自然乾燥紅蓼), 인공건조홍삼(人工乾燥紅蔘), 인공건조시(人工乾燥時) 갈변촉진홍삼(褐變促進經蔘)으로 구분(區分)하여 이들의 성분중(成分中) 갈변(褐變)에 관여(關與)하는 화학성분(化學成分)들의 소장(消長)을 정량적(定量的)으로 분석대조(分析對照)하였고 홍삼(紅蔘)의 인공건조시(人工乾燥時) 갈변촉진(褐變促進)에 관(關)한 연구(硏究)에서 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 일반성분(一般成分)은 대체(大體)로 시험구간(試驗區間)에 별차이(別差異)가 없었으며 총당(總糖)과 환원당(還元塘)은 조금 감소(減少)하고 총산(總酸)은 홍삼류(紅蔘類)가 조금 높았고 수추출물(水抽出物)은 홍삼구(紅蔘區)들이 $6{\sim}7%$ 낮았다. 2. 유리(遊離)amino산(酸)으로 Asp., Thr., Ser., Glu., Gly., Ala., Val., Cys., Met., Ileu., Leu., Tyr., Phe., Lys., His.. Arg.의 16종(種)이 검출(檢出) 확인(確認)되었으며 Arg.이 뛰어나게 많이 함유(含有)되어 있고 필수(必須) amino산(酸)이 모두 함유(含有)되며 일반적(一般的)으로 건조중(乾燥中)에 감소(減少)되고 자연건조구(自然乾燥區)가 인공건조구(人工乾燥區) 보다 많은 감소율(減少率)을 보였다. 3. 유리당(遊離糖)으로 fructose, glucose, sucrose의 3종(種)을 분리(分離) 동정(同定)하였고 미확인성분(未確認成分) 4종(種)을 분리(分離)하였으며 함량(含量)에서는 sucrose가 80%이고 홍삼구(紅蔘區)들이 일반적(一般的)으로 함량(含量)이 적었으며 자연건조구(自然乾燥區)가 인공건조구(人工乾燥區) 보다 많은 감소율(減少率)을 보였으며 특(特)히 환원당(還元糖)이 많은 감소(減少)를 보였다. 4. Vitamin C는 증삼시(蒸蔘時)에 거이 파괴(破壞)되고 건조중(乾燥中)에는 별(別)로 변화(變化)가 없었다. 5. 휘발성산(揮發性酸)으로 acetic acid, propionic acid, acrylic acid, iso-butyric acid, n-butyric acid, iso-valeric acid, n-valeric acid, n-caproic acid, iso-heptylicacid, n-heptylic acid 등(等) 11종(種)과 미확인성분(未確認成分) 1종(種)이 검출(檢出) 확인(確認)되었으며 증자시(蒸煮時)에 일부(一部) 휘발감소(揮發減少)를 보였으나 건조중(乾燥中)에는 일반적(一般的)으로 증가(增加)를 보였다. 6. 비휘발성산(非揮發性酸)으로 citric acid, malic acid, succinic acid, ${\alpha}-ketoglutaric$ acid, pyruvic acid, glutaric acid 등(等) 6종(種)을 분리(分離) 동정(同定)하였으며 비휘발성산(非揮發性酸)은 건조중(乾燥中) 감소(減少)되어 홍삼구(紅蔘區)들이 함량(含量)이 적으나 succinic acid만은 증가(增加)하였다. 7. Polyphenol 류(類)로 3-caffeyl quinic acid, 4-caffeyl quinic acid, 5-caffeyl quinic acid의 3종(種)과 미확인성분(未確認成分) 1종(種)을 분리(分離) 동정(同定)하였으며 polyphenol은 건조중(乾燥中) 많은 감소(減少)가 있었으며 특(特)히 자연건조구(自然乾燥區)에서 많은 감소(減少)가 있었다. 8. 홍삼(紅蔘)들의 갈색도(褐色度)는 갈변촉진구(褐變促進區)가 가장 짙고 다음이 자연건조구(自然乾燥區)이며 인삼건조구(人工乾燥區)가 가장 약(弱)한 갈색(褐色)이였다. 9.홍삼제조시(紅蔘製造時) 성분(成分)의 감소량(減少量)이 많은 것은 amino산(酸) 당류(糖類) 및 polyphenol이며 또 이들의 감소량(減少量)에 따라 홍삼(紅蔘)의 갈색(褐色)에 차(差)가 있는 것으로 미루어 홍삼(紅蔘)의 갈변(褐變)은 주(主)로 amino-carbonyl반응(反應)카 polyphenol의 자동산화(自動酸化)에 의(依)한 비효소적(非酵素的) 갈변(褐變)임이 확실(確實)하며 따라서 이들 반응(反應)을 조정(調整)하면 단시간건조(短時間乾燥)하는 인공건조시(人工乾燥時)에도 자연건조시(自然乾燥時)와 같은 갈색도(褐色度)의 홍삼(紅蔘)을 만들 수 있음을 알았다.

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