• Biomolecules & Therapeutics
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• 제21권4호
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• pp.270-276
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• 2013

Fucoxanthin is an important carotenoid derived from edible brown seaweeds and is used in indigenous herbal medicines. The aim of the present study was to examine the cytoprotective effects of fucoxanthin against hydrogen peroxide-induced cell damage. Fucoxanthin decreased the level of intracellular reactive oxygen species, as assessed by fluorescence spectrometry performed after staining cultured human HaCaT keratinocytes with 2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate. In addition, electron spin resonance spectrometry showed that fucoxanthin scavenged hydroxyl radical generated by the Fenton reaction in a cell-free system. Fucoxanthin also inhibited comet tail formation and phospho-histone H2A.X expression, suggesting that it prevents hydrogen peroxide-induced cellular DNA damage. Furthermore, the compound reduced the number of apoptotic bodies stained with Hoechst 33342, indicating that it protected keratinocytes against hydrogen peroxide-induced apoptotic cell death. Finally, fucoxanthin prevented the loss of mitochondrial membrane potential. These protective actions were accompanied by the down-regulation of apoptosis-promoting mediators (i.e., B-cell lymphoma-2-associated ${\times}$ protein, caspase-9, and caspase-3) and the up-regulation of an apoptosis inhibitor (B-cell lymphoma-2). Taken together, the results of this study suggest that fucoxanthin defends keratinocytes against oxidative damage by scavenging ROS and inhibiting apoptosis.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1995년도 춘계학술대회
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• pp.95-95
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• 1995

뇌신경 변성 / 퇴행과 관련된 중요한 병인론 중의 하나는 변성 과정에서 형성된 유리기(free radical)로 인한 항산화계의 평형 소실로 알려져 있다. Aspalatone (APT)의 예상되는 항산화 효능을 검정하기 위하여 본 실험에서는 Kainic acid (KA) 유발 뇌변성 모델을 적용하였다. KA 모델은 변연계의 간질성 경련과 신경세포 변성에 대하여 재현성 있는 병변 모델을 제공해 주며, 이와 같은 신경세포의 병독 기전에 산소 유리기가 관여함이 강력히 시사되고 있기 때문이다. KA 투여로 인하여 지속적이고도 전형적인 간질성 경련이 관찰되고 1일 이내에 높은 치사율을 보였으나 APT으로 인하여 그 간질성 경련 행위와 비율이 억제되고 KA 유발 치사율도 억제되었다. 최종 KA 투여 3일 후에 얻어진 흰쥐 해마 및 대뇌 피질에서 항산화 효소인 Superoxide dismutase (SOD), Catalase (Cat.), Glutathione peroxidase (GSH-PX) 및 과산화지질의 지표인 Malondialdehyde (MDA)를 검정하였다. 대조군에 비하여 KA는 뇌조직의 SOD-1을 유도하였으나, Cat.와 GSH-PX의 활성은 현저히 유도되지 않았고, 반면에 MDA 치는 현저히 증가하였다. 즉, Cat., GSH-PX와 같은 $H_2O$$_2$중화제가 동반 유도하지 않는 SOD의 유도는 세포내 축적되는 $H_2O$$_2$로 인하여 Fenton/Haber-Weiss 반응을 가속화하여 과산화지질화를 촉진함을 시사한다. APT 병용 투여로 SOD는 현저히 유도되지 않았으나 특히 Cat.가 현저히 유도되어지고 MDA는 억제되었다. 이와 같은 생화학적인 결과는 다음의 형태학적인 소견과 일치한다. Fos 관련 항원 (FRA)와 SOD-1을 면역세포화학 (Immunocytochemistry)적 방법으로 이중 표식 (double-labelling) 하였다. FRA는 KA로 인한 신경세포의 자극에 대한 지표로 응용하였고, SOD-1은 퇴행성 뇌질환에서 산화적 손상의 지표로 사용하였다. KA 투여로 해마의 dentate gyrus (DG) 내에 강한 면역환성 (immunoreactivity)이 나타났고 pyramidal cell layer (PCL)와 glia에 SOD-1이 강하게 염색되었다. APT 병용 투여로 상당수의 경련이 일어나지 않은 흰쥐는 해마의 DG에 FRA가 경미하게 염색되었고, PCL에 SOD-1도 경미하게 나타났으나, 경련이 나타난 쥐에서는 KA만을 투여한 흰쥐와 구별되지 않았다. 이상의 APT의 항산화 효과는 KA로 인한 뇌세포 변성 개선에 중요한 인자로 작용할 것으로 사료되나, 보다 명확한 APT의 기전을 검색하고 직접 임상에 응응하기 위하여는 보다 다양한 실험 조건이 보완되어야 찰 것으로 생각된다.

• 멤브레인
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• 제27권2호
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• pp.182-188
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• 2017

본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지(PEFC)의 전해질막의 화학적 안정성의 향상을 위하여 3-mercaptopropyl silica gel (3MPTSG)과 poly(arylene ether sulfone)(SPAES)을 이용하여 복합막을 제조하였다. 일반적으로 방향족 탄화수소계 고분자막은 전극 부분에서 발생한 라디컬에 의한 고분자 산화가 일어나 내구성이 감소하게 되는데 이는 대부분 주쇄에 포함된 에테르 기 부분의 취약성으로 발생한다. 본 연구에서는 이러한 라디칼에 의한 고분자 주쇄의 산화를 방지하기 위해 친수성의 무기물 입자를 도입하여 이온전도도 감소율을 최소화하고 산화안정성을 높이고자 하였다. 복합막들의 물성 및 전기화학적 특성을 평가하기 위해 접촉각, FT-IR, 이온전도도, 이온교환용량(IEC), 함수율, 열안정성 등을 수행하였다. 실리카의 함량이 0에서 0.5%까지 증가함에 따라 이온전도도 및 함수율은 각각 10% 감소한 0.076 S cm-1 및 16% 감소한 24.6 wt%이었으나, 산화안정성은 10% 향상되었다.

• Korean Journal of Acupuncture
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• 제28권2호
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• pp.23-36
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• 2011

목적 : 이 연구는 관절 및 심혈관계 질환 치료에 사용되는 송절(松節)(Pinus densiflora Gnarl)을 약침용 시료로 조제하여 본 약물의 항산화 효능을 규명하고자 하였으며 이를 다양한 시스템에서 검토하였다. 방법 : $FeCl_2$-ascorbic acid system에서 흰쥐 간조직의 지질과산화 반응을 관찰하였고, Fenton reaction system에서 자유기에 의한 plasmid DNA 분절을 유도하였다. 또한 deoxyribose assay를 통해 hydroxyl radical 소거능을 관찰하였고, NBT reduction assay로 superoxide radical 소거능을 검토하였다. 또한 human low-density lipoprotein(LDL)의 산화를 유도하기 위해 $CuSO_4$와 AAPH를 사용하였으며 relative electrophoretic mobility (REM) assay로 LDL 산화 억제 효능을 대조 항산화물질과 비교 검토하였다. 결과 : 송절 약침액은 자유기에 의한 간조직의 지질과산화(p < 0.01)및 DNA 분절을 현저하게 억제하였으며, hydroxyl radical, superoxide radical (p < 0.01), nitric oxide 및 peroxynitrite를 강하게 소거하였다. 또한 $CuSO_4$ ($IC_{50}=9.2{\pm}0.2\;{\mu}g/ml$)와 AAPH ($IC_{50}=34.8{\pm}5.1\;{\mu}g/ml$)에 의해 유도된 human LDL의 산화를 억제하였고, REM assay에서도 산화 억제 효능을 재확인할 수 있었다. 결론 : 송절 약침액은 활성산소종 및 활성질소종를 소거하였고, 지질과산화를 억제하였으며, 특히 human LDL의 산화적 손상을 방어하였다. 이에 본 약물은 자유기에 의한 심혈관의 산화적 손상을 효과적으로 보호할 것으로 판단된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권6호
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• pp.1589-1595
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• 2010

In order to effective degradation of organic dye both under visible light or ultrasonic irradiation, the MWCNTs (multiwalled carbon nanotube) deposited with Fe and $TiO_2$ were prepared by a modified sol-gel method. The Fe/$TiO_2$-MWCNT catalyst was characterized by surface area of BET, scanning electron microscope (SEM), Transmission Electron Microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD), and energy dispersive X-ray (EDX) and ultraviolet-visible (UV-vis) spectroscopy. The low intensity visible light and low power ultrasound was as an irradiation source and the methylene blue (MB) was choose as the model organic dye. Then degradation experiments were carried out in present of undoped $TiO_2$, Fe/$TiO_2$ and Fe/$TiO_2$-MWCNT catalysts. Through the degradation of MB solution, the results showed the feasible and potential use of Fe/$TiO_2$-MWCNT catalyst under visible light and ultrasonic irradiation due to the enhanced formation of reactive radicals as well as the possible visible light and the increase of ultrasound-induced active surface area of the catalyst. After addition of $H_2O_2$, the MB degradation rates have been accelerated, especially with Fe/$TiO_2$-MWCNT catalyst, in case of that the photo-Fenton reaction occurred. The sonophotocatalysis was always faster than the respective individual processes due to the more formation of reactive radicals as well as the increase of the active surface area of Fe/$TiO_2$-MWCNT catalyst.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권10호
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• pp.2873-2876
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• 2010

Excess free iron generates oxidative stress that may contribute to the pathogenesis of various causes of neurodegenerative diseases. Previous studies have shown that one of the primary causes of increased brain iron may be the release of excess iron from intracellular iron storage molecules. In this study, we attempted to characterize the oxidative damage of DNA induced by the reaction of ferritin with $H_2O_2$. When DNA was incubated with ferritin and $H_2O_2$, DNA strand breakage increased in a time-dependent manner. Hydroxyl radical scavengers strongly inhibited the ferritin/$H_2O_2$ system-induced DNA cleavage. We investigated the generation of hydroxyl radical in the reaction of ferritin with $H_2O_2$ using a chromogen, 2,2'-azinobis-(2-ethylbenzthiazoline-6-sulfonate) (ABTS), which reacted with ${\cdot}OH$ to form $ABTS^{+\cdot}$. The initial rate of $ABTS^{+\cdot}$ formation increased as a function of incubation time. These results suggest that DNA strand breakage is mediated in the reaction of ferritin with $H_2O_2$ via the generation of hydroxyl radicals. The iron-specific chelator, deferoxamine, also inhibited DNA cleavage. Spectrophotometric study using a color reagent showed that the release of iron from $H_2O_2$-treated ferritin increased in a time-dependent manner. Ferritin enhanced mutation of the lacZ' gene in the presence of $H_2O_2$ when measured as a loss of $\alpha$-complementation. These results indicate that ferritin/$H_2O_2$ system-mediated DNA cleavage and mutation may be attributable to hydroxyl radical generation via a Fenton-like reaction of free iron ions released from oxidatively damaged ferritin.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권7호
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• pp.1459-1462
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• 2009

Two new flavone glycosides, giraldiin A and B, together with three known compounds, annulatin, myricetin 3-O-$\alpha$- L-rhamnopyranoside and gallic acid, were isolated from the ethanol extract of the root of Pteroxygonum giraldii Damm. et Diels. The structures of giraldiin A and B are designated as 3'-($\alpha$-L-arabinopyranosyloxy)-4',5,5',7- tetrahydroxy-3-methoxyflavone and 4'-($\beta$-D-glucopyranosyloxy)-5,5',7-trihydroxy-2',3-dimethoxyflavone, respectively, on the basis of detailed spectroscopic analyses. The free radical scavenging activity of giraldiin A was evaluated by decolouring spectrophotometry of pentamethine cyanine dye (Cy5) with $Fe^{2+}-H_2O_2$ Fenton radical generating system. The results indicated the hydroxyl free radical scavenging activity of giraldiin A (E$D_{50}$ = 23.7 nmol/mL) is higher than that of some known antioxidants such as rutin, puerarin, daidzein and 2,6-di-tertbutyl-4-methylphenol.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제2권3호
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• pp.369-376
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• 1998

This report shows that hydroxyl radical, generated by a Fenton reaction involving adenosine $5'-diphosphate/Fe^{2+}$ complex ($5-15\;{\mu}M$) and $H_2O_2$ ($2\;{\mu}M$), induced differentiation of HL-60 cells in a dose- and time-dependent manner. This is evidenced by the increases in 12-O-tetradecanoylphorbol 13-acetate- and fMLP-stimulated superoxide production capability. The cells exposed to hydroxyl radical for defined periods (24∼96 hr) continued to differentiate even after the hydroxyl radical generating system had been removed. The differentiated cells displayed fMLP-stimulated calcium mobilization and increased expression of myeloid-specific antigen CD11b and CD14. The extent of the differentiation was markedly reduced by desferrioxamine ($100\;{\mu}M$), dimethylthiourea (5 mM), N,N'-diphenyl-1,4-phenylenediamine ($2\;{\mu}M$), and N-acetyl-L-cysteine (5 mM). The induction of differentiation by hydroxyl radical was enhanced by 3-isobutyl-1-methylxanthine ($200\;{\mu}M$) and Ro-20-1724 ($8\;{\mu}M$), and inhibited by dipyridamole (2 ${\mu}M$). These results suggest that hydroxyl radicals may induce commitment of HL-60 cells to differentiate into more mature cells of myelomonocytic lineage through specific signal-transduction pathway that is modulated by phosphodiesterase inhibitors.

• 멤브레인
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• 제11권4호
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• pp.179-189
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• 2001

폴리설폰 한외여과막 분리막공정을 이용하여 투과유속 상에서의 오존의 효과를 고찰하였다. 처음에는 조제한 페놀용액을 이용해 오존의 농도 10-45 mg/l·min을 가한 후에 분리막내에 막오염 제거를 목적으로 시도하였으며 이후에는 오존과 분리막이 혼합된 연속공정에서 폐수처리를 위해 오존에 의한 통일효과를 고찰하기 위해 시도하였다. 전처리 방법으로는 펜톤 산화법을 이용하여 화학응집을 시도하였고 그 결과 폐수내 용존유기물 제거에 효과가 있는 것으로 나타났다. 실험결과 오존을 이용하게 되면 투과유속이 10% 이상 증가한다는 사실이 조제수와 폐수에 공히 같게 나타났으며 오존과 과산화수소를 이용한 고도처리에서도 투과유속증가에 더욱 효과적이었다. 특히 오존을 이용한 처리수에서는 투과압력이 12% 이상 낮아지는 효과가 나타났으며 분리막 공정에 오존처리는 막오염을 거의 제거하기보다는 막오염을 제한적으로 막는 효과를 얻었다.

• Molecules and Cells
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• 제38권8호
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• pp.715-722
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• 2015

In Gram-negative bacteria in the periplasmic space, the dimeric thioredoxin-fold protein DsbC isomerizes and reduces incorrect disulfide bonds of unfolded proteins, while the monomeric thioredoxin-fold protein DsbA introduces disulfide bonds in folding proteins. In the Gram-negative bacteria Salmonella enterica serovar Typhimurium, the reduced form of CueP scavenges the production of hydroxyl radicals in the copper-mediated Fenton reaction, and DsbC is responsible for keeping CueP in the reduced, active form. Some DsbA proteins fulfill the functions of DsbCs, which are not present in Gram-positive bacteria. In this study, we identified a DsbA homologous protein (CdDsbA) in the Corynebacterium diphtheriae genome and determined its crystal structure in the reduced condition at $1.5{\AA}$ resolution. CdDsbA consists of a monomeric thioredoxin-like fold with an inserted helical domain and unique N-terminal extended region. We confirmed that CdDsbA has disulfide bond somerase/reductase activity, and we present evidence that the N-terminal extended region is not required for this activity and folding of the core DsbA-like domain. Furthermore, we found that CdDsbA could reduce CueP from C. diphtheriae.