• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.954-961
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• 2017

재조합 ${\beta}$-galactosidase (${\beta}$-gal)을 이용하여 transgalactosylation 반응으로 합성된 2-phenoxyethanol galactoside (PE-gal)과 chlorphenesin galactoside (CPN-gal)의 정제를 실시하였다. 먼저 PE와 PE-gal이 포함된 반응물에 ethyl acetate (EA)를 넣고, EA/water 이상계 시스템에서 PE와 PE-gal을 분획하였다. 이 시스템에서 PE는 EA층으로 PE-gal은 water층으로 분획되었다. 그리고, 물층을 모아서 silica gel chromatography를 실시하였다. 최종적으로, silica gel chromatography만 실시하여 PE-gal을 정제한 경우와, EA 처리 후 silica gel chromatography를 실시하여 PE-gal을 정제한 경우의 정제 PE-gal에 대하여 HPLC (High performance liquid chromatography)와 TLC (thin-layer chromatography) 분석을 수행하였다. 그 결과 EA를 처리하여 분획한 후, silica gel chromatography를 수행한 시료에서 잔여 PE가 완전히 제거되는 것을 관찰하였고, silica gel chromatography만 실시하여 PE-gal을 정제한 경우에는 상당량의 잔여 PE가 관찰되었다. 이 때, mole 기준으로 약 21%의 정제 수율을 확인할 수 있었다. 마찬가지로 CPN-gal의 정제에서도 EA 분획 처리 후, silica gel chromatography를 수행하였더니, 잔여 CPN이 거의 없는 순수한 CPN-gal을 얻을 수 있었다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제39권4호
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• pp.127-132
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• 2015

To overcome the hyperacute immune rejection during pig-to-non-human primates xenotranasplantation, we have produced and bred ${\alpha}$-1,3-galactosyltransferase knock-out ($GalT^{-/-}$) pigs. In this study, the somatic cells and tissues from the $GalT^{-/-}$ pigs were characterized by an analysis of the expression of Gal${\alpha}$-1,3-Gal (${\alpha}-Gal$) epitope. Briefly, ear fibroblast cell lines of 19 homozygous $GalT^{-/-}$ pigs were established and cryopreserved. The expression of ${\alpha}-Gal$ epitope in the cells was measured by fluorescence activated cell sorter (FACS) analysis using BS-I-B4 lectin. Also, the homozygous ($GalT^{-/-}$) cells and tissues samples were immunostained with BS-I-B4 lectin for analysis of ${\alpha}-Gal$ epitope expression. The results showed that the expression of ${\alpha}-Gal$ epitope in $GalT^{-/-}$ cells (0.2 %) were significantly (p<0.05) down-regulated to the range of cynomolgus monkey fibroblast (0.2 %) cells compared to heterozygous ($GalT^{-/+}$) (9.3 %) and wild type ($GalT^{+/+}$) (93.7 %) fibroblast cells. In the immunostaining results, while the expression of ${\alpha}-Gal$ epitope was detected a partly in $GalT^{-/+}$ cells and mostly in $GalT^{+/+}$ cells, it was almost not detected in the $GalT^{-/-}$ cells. Also, immunostaining results from various tissues of the $GalT^{-/-}$ pig showed that the expression of ${\alpha}-Gal$ epitope was not detectable, whereas various tissues from $GalT^{+/+}$ pig showed a strong expression of ${\alpha}-Gal$ epitope. Our results demonstrated that ${\alpha}-Gal$ epitope expressions from $GalT^{-/-}$ pigs were successfully knocked out to prevent hyperacute immune rejection for further study of xenotransplantation.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권3호
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• pp.498-506
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• 2016

선행연구에서 화장품 소재로서 보습력과 방부력을 가지고 있는 1, 2-hexanediol (HD)의 transgalactosylation 반응을 통하여 galactose한 분자가 HD에 결합한 1, 2-hexanediol galactoside (HD-gal)의 합성을 확인하였다. 본 연구에서 재조합 ${\beta}$-galactosidase (${\beta}$-gal)가 발현된 Escherichia coli (E. coli) 세포를 이용하여 약 94%의 수율로 HD-gal가 합성되는 것을 관찰하였고, HD-gal을 합성한 후, 보다 효과적인 HD-gal의 정제 방법에 대하여서도 연구하였다. 먼저 고농도의 lactose (300 g/l) 존재 하에서 ${\beta}$-gal을 함유한 E. coli 세포를 이용하여, 48 시간 동안 75 mM의 HD로 부터 HD-gal이 합성되는 것을 TLC 분석으로 확인하였고, 반응액에서 E. coli ${\beta}$-gal의 존재를 Western blotting으로 확인할 수 있었다. HD-gal을 효과적으로 순수 정제하기 위하여, 용매를 사용하여 transgalactosylation 반응이 끝난 후 잔여 HD를 우선 제거하고, 이어서 silica gel chromatography를 수행하는 방법을 실시하였다. 물에 녹지 않는 용매로는 methylene chloride와 ethyl acetate를 선택하여 비교 실험하였는데, ethyl acetate를 사용하여 4회 물층을 분획하여, 잔여 HD를 효과적으로 제거할 수 있었다. 그 후, 이어서 silica gel chromatography 수행하여, 순수한 HD-gal을 효과적으로 정제하였다. 반응에 첨가된 75 mM의 HD를 기준으로 최종 정제된 HD-gal의 생산 수율은 mole 기준으로는 약 $8.9{\pm}0.6%$ (n=3), weight 기준으로 약 $21.1{\pm}1.4%$ (n=3) 정도였다. 앞으로 이러한 정제 방법을 이용하여 얻은 HD-gal의 항균력 변화를 HD와 비교하여 평가할 예정이고, 피부세포에 대한 독성 변화를 역시 HD와 비교하여 분석할 예정이다.

• 대한화장품학회지
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• 제44권3호
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• pp.343-347
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• 2018

화장품에 방부제(살균/보존제)로 사용되는 1, 2-hexanediol (HD)로 인한 부작용을 극복하기 위하여, Escherichia coli (E. coli)의 ${\beta}-galactosidase$ (${\beta}-gal$)를 이용하여 transgalactosylation 반응으로 1, 2-hexanediol galactoside (HD-Gal)를 합성하였다. 본 연구에서는 합성된 HD-Gal의 인간 피부세포에 대한 독성이 어느 정도인지를 HD와 비교하여 관찰하였다. HD-Gal과 HD의 세포독성은 인간 피부각질형성세포(HaCaT cell line)에 HD와 HD-Gal을 처리한 후, cell proliferation assay를 이용하여 비교 분석하였다. 또한 이때, 위상차 현미경으로 HD-Gal과 HD로 처리한 세포의 상태를 비교 관찰하였다. 그 결과, HD-Gal은 42.2 mM에서 211 mM의 농도 범위에서 세포독성이 관찰되지 않았으며, 현미경 관찰에서도 큰 변화를 관찰할 수 없었다. 그러나, HD의 경우에는 저농도에서(42.2 mM and 84.4 mM)는 세포독성이 관찰되지 않았으나, 고농도(168.8 and 211 mM)에서 매우 높은 세포독성을 나타내었고, 현미경 관찰에서는 고농도에서는 물론이고, 세포독성이 관찰되지 않은 HD의 저농도에서도 세포모양과 세포 수에서의 변화가 관찰되었다. 앞으로 세포독성이 감소된 HD-Gal이 HD의 대체제로서 안전, 건강 및 웰빙 개념의 새로운 용도로 개발될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권2호
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• pp.572-580
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• 2019

최근에 화장품, 식품, 그리고 의약용품의 첨가제로 사용되어지는 benzyl alcohol (BzOH)에 대한 독성 문제와 피부 알러지 문제가 보고되고 있다. 그래서, 본 연구에서는 이러한 첨가제의 문제점을 해결하기 위하여 galactose 한 분자를 BzOH 분자에 결합시킨 benzyl alcohol galactoside (BzO-gal)를 합성하여 이러한 문제를 해결하려는 시도를 수행하였다. 이미 선행연구에서 대장균의 ${\beta}$-galactosidase (${\beta}-gal$)를 이용하여 BzOH로부터 BzO-gal이 transgalactosylation 반응으로 합성된다는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 먼저 대장균의 ${\beta}-gal$을 이용하여 BzOH로부터 BzO-gal의 합성을 반응액의 액체 크로마토그래피/질량 분석을 이용하여 BzO-gal-sodium adduct ion (m/z=293.1004)과 BzO-gal의 protonated ion (m/z=271.1180)의 검출로 확인할 수 있었다. 그리고, BzOH로부터 BzO-gal로의 합성반응을 실시 할 때, 최적의 ${\beta}-gal$ 양, BzOH 양, 반응 온도, 반응 pH, lactose 농도 등 반응의 최적 조건을 확인하는 실험을 수행하였다. 그 결과 0.75 U/ml ${\beta}-gal$, 185 mM BzOH, 온도 $40^{\circ}C$, pH 7.5, 350 g/l lactose의 조건이 가장 많은 양의 BzO-gal이 합성되는 최적의 조건을 확인하였다. 또한, BzO-gal의 최적 합성 조건에서 36시간 동안 ${\beta}-gal$에 의하여 185 mM BzOH로부터 약 131 mM BzO-gal이 합성되었고, 이 때, 전환 수율(conversion, %)은 약 72%로 확인되었다. 본 연구를 통하여 보다 안전한 식품, 화장품, 그리고 의약품용 첨가제의 개발을 기대하고 있으며, BzO-gal의 특성 분석 등 추가적인 연구를 계획하고 있다.

• 식품과학과 산업
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• 제53권2호
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• pp.200-214
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• 2020

The traditional Korean fermented fish products are classified into mainly three groups; Jeot-gal, Aek-jeot, and Sik-hae. Jeot-gal is a salt-fermented fish. Aek-jeot (Eoganjang) is actually a liquid part of Jeot-gal. Sik-hae is a salt-fermented whole or part fisheries with adjuncts. The production of jeot-gal products has been increased constantly. However, there is not enough fishery for raw materials. Recently, consumers have been preferred low-salted foods because they have become aware that high levels of salt cause adult diseases such as hypertension or gastric cancers. The main consumers of jeot-gal are adults above 40~50 years old. Young generation and school nutrition teachers dislike fishery products because of distinct fish smell, small bone, as well as food safety. Therefore, in order to increase the consumption of jeot-gal and extend its industry, jeot-gal should be developed to match the preference of new generation with good safety, health-oriented, and new concept.

• BMB Reports
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• 제30권2호
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• pp.95-100
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• 1997

Two kinds of cDNA encoding mouse $Gal{\beta}$1,3(4)GlcNAc ${\alpha}$2,3-sialyltransferase (mST3Gal III) and $Gal{\beta}$1,4(3)GlcNAc ${\alpha}$2,3-sialyltransferase (mST3Gal IV) were isolated from mouse brain cDNA library by means of a PCR-based approach. The cDNA sequences included an open reading frame coding for proteins of 374 and 333 amino acids, respectively, and the primary structure of these enzymes suggested a putative domain structure consisting of four regions, like that in other glycosyltransferases. The deduced amino acid sequences of mST3GaI III and IV showed a 98% and 89% identity with rat ST3GaI III and human ST3Gal IV, respectively. Northern analysis indicated that the expression of mST3Gal III mRNA was abundant in heart, liver and adult brain, while that of mST3GaI IV mRNA was detected in all tissues tested except for testis, but the level was the highest in liver. Soluble forms of mST3GaI III and IV transiently expressed in COS cells exhibited enzyme activity toward acceptor substrates containing the terminal either $Gal{\beta}$1,3GlcNAc or $Gal{\beta}$1,4GlcNAc sequences. The substrate preferences of both enzymes were stronger for tetrasaccharides than for disaccharides.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권3호
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• pp.824-831
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• 2021

안전한 화장품용 방부제에 대한 연구를 위하여 1, 2-octanediol (OD)에 galactose 한 분자가 결합된 1, 2-octanediol galactoside (OD-gal)의 합성을 시도하였다. 이를 위하여, 재조합 대장균의 β-galactosidase (β-gal)를 이용하여 transgalactosylation 반응을 수행하였으며, OD-gal 합성을 확인하기 위하여 mass spectrometry 분석과 NMR (¹H- and ¹³C-) spectroscopy 분석을 실시하였다. 합성반응물에서 m/z=331.1732의 sodium adduct ion 형태로 OD-gal 분자의 합성을 확인하였고, 정제된 OD-gal의 NMR 분석을 통하여 OD-gal의 ¹H NMR 스펙트럼에서 OD에 갈락토실화가 되었음을 보여주는 다양한 피크를 확인하였다. ¹H NMR 스펙트럼의 다운필드인 δ_H 4.39 ppm과 δ_H 3.98~3.55 ppm에서 나타나는 다양한 피크들은 이들이 OD에 갈락토실화가 되었다는 것을 잘 암시하고 있으며, 또한 ¹H NMR 스펙트럼의 업필드에서 나타나는 δ_H 1.52~1.26 ppm과 0.89 ppm의 피크는 OD의 CH₂ 와 CH₃ 작용기로 부터 나타나는 피크로써 OD가 본 물질에 존재함을 알 수 있었다. ¹³C NMR 스펙트럼에서는 OD-gal의 알파-아노머와 베타-아노머의 구조에서 기인하는 총 24개의 탄소피크가 나타났고, 각 아노머 마다 14개의 탄소가 존재하는데 이중 δ_c 31.4, 29.0, 22.3 그리고 13.7 ppm에 보이는 OD 4개의 탄소는 지방족 사슬의 끝부분에 해당하며 화학적 구조의 유사성으로 인하여 탄소 피크가 겹쳐서 나타난 것으로 보인다. 따라서 총 28개의 탄소 피크 중 24개가 나타났다. 마지막으로, 합성된 OD-gal의 β-gal을 이용한 가수분해 반응을 통하여 OD-gal에 gal이 결합되어 있다는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 세포독성이 감소된 첨가물 개발을 기대하고 있으며, 추가적인 후속연구를 진행할 예정이다.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제22권3호
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• pp.243-248
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• 1999

Sialic acids are key determinants for biological processes, such as cell-cell interaction and differentiation. Sialyltransferases contribute to the diversity in carbohydrate structure through their attachment of sialic acid in various terminal positions on glycolipid and glycoprotein (N-linked and O-linked) carbohydrate groups. Gal$\beta$ 1,3(4)GlcNAc $\alpha$2,3-sialyltransferase (ST3Gal III) is involved in the biosynthesis of $sLe^{X}$ and sLe^{a}$ known as selection ligands and tumor-associated carbohydrate structures. The appearance and differential distribution of ST3Gal III mRNA during mice embryogenesis [embryonic (E) days; E9, E11, E13, E15] were investigated by in situ hybridization with digoxigenin-labeled RNA probes coupled with alkaline phosphatase detection. On E9, all tissues were positive for ST3Gal III mRNA expression whereas ST3Gal III mRNA on E11 was not detected throughout all tissues. On E13, ST3GAl III mRNA was expressed in different manner in various tissues. In this stage, ST3Gal III mRNA was positive only in the liver, pancreas and bladder. On E15, specific signal for ST3GAl III was detected in the liver, lung and forebrain. These results indicate that ST3Gal III is differently expressed at developmental stages of mice embryo, and this may be importantly related with regulation of organogenesis in mice.

• 한국수정란이식학회지
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• 제27권1호
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• pp.9-14
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• 2012

This study was conducted to analyze the transgenic efficiency and sex ratio in ${\alpha}$-1,3-galactosyltransferase (GalT) knock-out (KO) transgenic pigs according to generation. GalT KO piglets were produced by artificial insemination or natural mating. The transgenic confirmation of GalT KO was evaluated by PCR amplification using specific primers. After electrophoresis, three types of bands were detected such as 2.3 kb single band (Wild), 2.3 and 3.6kb double bands (GalT KO -/+; heterozygote), and 3.6kb single band (GalT KO -/-; homozygote). Transgenic efficiency in F1 generation was 64.5% (23/35) of GalT KO (-/+). In F2 generation, GalT KO transgenic efficiency was 36.4% (21/57, Wild), 47.5% (28/57, GalT KO -/+), and 16.1% (8/57, GalT KO -/-), respectively. Interestingly, no homozygote piglets were born in 6 deliveries among total 11 deliveries, although they were pregnant between male (M) and female (F) $F_1$ heterozygote. In the 5 litters including at least one GalT KO -/- piglet, the transgenic efficiency was 13.3% (2/24, Wild), 51.3% (14/24, GalT KO -/+), and 35.3% (8/24, GalT KO -/-), respectively. The sex ratio of M and F was 40:60 in $F_1$ and 49:51 in $F_2$ generation, respectively. Based on these results, GalT KO transgenic pigs have had a reproductive ability with a normal range of transgenic efficiency and sex ratio.