• Journal of Nutrition and Health
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• 제50권1호
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• pp.10-24
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• 2017

본 연구는 건강한 성인 남녀를 대상으로 glutathione S-transferase (GST)M1 및 T1 유전자 다형성에 따라 한식에서 주로 섭취하는 식물성 식품군과 한식 식단의 DNA 손상 감소효과를 측정하여 유전적 민감도가 어떻게 나타나는지를 알아보기 위해 수행되었다. 이를 위하여 건강한 성인 남녀 59명을 대상으로 혈액을 채취하여 GST genotype을 분류하였으며 그 중 17명을 선발하여 DNA 손상 감소효과를 Comet assay를 이용하여 측정하였고 DNA damage relative score로 나타냈다. 제 5기 2차년도 국민건강영양조사를 활용하여 한국인이 많이 섭취하는 식물성 식품을 10가지 식품군 (감자류, 견과류, 곡류, 과일류, 김치류, 두류, 버섯류, 오일류 채소류 해조류)으로 분류 후, 각 식품군별 총 섭취량의 1% 이상을 섭취한 84종의 식품을 한식 식물성 식품으로 최종 선정하였으며 한식 식단 (Korean diet)은 한국영양학회에서 발행한 [2010 한국인 영양섭취 기준]에 제시되어 있는 1주일 표준식단 (2,000 kcal/day)을 사용하였다. GSTM1 유전자 다형성에 따른 한식 식물성 식품군의 Tail moment로 본 DNA 손상 감소효과는 곡류와 오일류에서만 GSTM1 wild type보다 mutant type에서 유의하게 높았다. 이에 비해 DNA 손상 감소 효과를 % DNA in tail과 Tail moment로 본 결과, 견과류 과일류 채소류 버섯류 김치류 해조류에서 GSTT1 mutant type에 비해 wild type에서 유의하게 더 높게 나타났다. GSTM1과 GSTT1의 combined genotype에 따라 한식 식물성 식품의 DNA 손상 감소효과를 본 결과, 과일류, 김치류, 버섯류, 채소류, 해조류는 1군 (GSTM1+/GSTT1+) 및 3군 (GSTM1-/GSTT1+)에서, 오일류는 3군 (GSTM1-/GSTT1+)에서 DNA 손상 감소 효과가 유의하게 높았으며. 감자류, 견과류, 곡류, 두류, Total은 DNA 손상 감소 효과가 2군 (GSTM1+/GSTT1-) 및 3군 (GSTM1-/GSTT1+)에서 유의하게 높아 식품군에 따라 GST 유전자 다형성에 따른 DNA 손상 감소효과가 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 한식 식단은 DNA 손상의 세 가지 지표인 % DNA in tail, Tail moment, Tail length로 측정해본 결과 GSTM1의 경우 wild type에서 mutant type보다 더 크게 나타났으며, GSTT1의 경우는 genotype에 따라 DNA 손상이 달라지는 경향은 있었지만 유의한 차이를 나타내지 않았다. 결론적으로 한식에서 주로 섭취하는 식물성 식품군에서는 식품에 따라 부분적으로 GSTM1은 mutant type에서, GSTT1은 wild type에서 DNA 손상 보호효과가 더 크게 나타났으며, GSTM1과 GSTT1의 combined genotype에 따른 DNA 손상 보호효과는 식품군에 따라 다르게 나타났다. 반면, 한식 식단에서는 DNA 손상 보호효과가 GSTM1 wild type에서 mutant type보다 더 크게 나타났으며, GSTT1 genotype에는 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 한식 식물성 식품군 및 식사패턴의 항산화 기능 우수성을 증명하는 기초자료가 될 것이며, 나아가 개인별 유전자에 따른 항산화 맞춤영양연구를 시작하는 시발점이 될 수 있을 것이다. 앞으로 GST 유전자 다형성에 따른 한식과 한식 식물성 식품군의 유전적 민감도를 더 명확하게 규명하기 위해서는 대상 인원을 늘려 수행하는 광범위한 연구가 필요할 것으로 보인다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제27권6호
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• pp.1262-1266
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• 1998

The purpose of this study was to investigate peroxidative damage and antioxidative defense systems such as superoxide dismutase(SOD), glutathione peroxidase(GSH Px), glutathione S transferase (GST) and vitamin E of liver in rat exposed microwave. Sprague Dawley male rats 200$\pm$10gm were randomly assigned to normal and microwave(MW) groups. After rats were irradiated with microwave at frequency of 2.45GHz for 15min, the change patterns of antioxidative defense system and peroxidative damage of liver tissue in MW group were investigated for 16 days(the 2nd, 4th, 6th, 8th and 16th days) compared with those of normal group. The activity of superoxide dismutase(SOD) in MW group was increased at the 2nd day compared with that of normal group, but not significantly. The glutathione peroxidase(GSH Px) in MW group was decreased to 24% and 25% at the 4th and 6th days, respectively, compoared with that of normal group, but GSH Px was increased to level of normal group at the 16th day. The activity of glutathione S transferase(GST) in MW group was decreased at the 2nd day after irradiated with microwave, but GST showed to that of normal group at the 16th day. The content of vitamin E in MW group was lower than that of normal group at the 6th and 8th days after the irradiation, but was recovered to the level of normal group at the 16th days. The content of thi obarbituric acid reactive substances(TBARS) of liver in MW group was increased to 28.9%, 53.8%, 69.7% and 30.2% of normal group at the 2nd, 4th, 6th and 8th days after the irradiation, respectively, but recovered to the level of normal group at the 16th day. The present results indicated that antiox idative defense systems of rats irradiated microwave was weaken more than that of normal group, which lead to acceleration of lipid peroxidation.

• 한국식품영양과학회지
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• 제22권4호
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• pp.392-397
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• 1993

미나리의 해독작용 기전을 구명하기 위하여 미나리n-butanol 추출분획을 실험동물에 전처치한 다음, 간독소인 사염화탄소를 투여하고 급성 간손상의 정도를 확인함과 동시에 조직손상과 관련된 free radical 생성계 및 해독계효소의 활성에 미치는 영향을 검토하였다. 사염화탄소를 투여하였을 때 혈청 ALT활성 및 간조직 과산화지질의 함량이 대조군에 비하여 현저히 증가되었으나, 미나리추출물을 전처치하므로서 증가현상이 유의하게 억제되었다. 한편 미나리추출물 (50mg/kg)을 실험동물에 투여하였을 때, 간조직의 free radical 생성계 효소인 aniline hydroxylase의 활성 및 free radical 해독계 효소인 catalase 및 glutathione S-transferase의 활성과 간조직 glutathione의 함량은 유의한 변동을 나타내지 않았다. 그러나 free radical 생성계 효소의 일종인 간조직 xanthine oxidase의 활성은 미나리추출물의 투여량과 투여기간에 반비례하여 감소되었으며, 50mg/kg 및 5일간 투여군에서 유의한 억제현상을 관찰할 수 있었다. 시험관내에 미나리 추출물의 첨가농도를 증가시켜가면서 간조직 xanthine oxidase의 활성을 측정하였을 때 효소의 활성은 변동이 없었다. 이상의 실험성적들을 종합해 볼 때, 미나리 n-butanol 추출분획은 free radical 생성계 효소인 간조직 xanthine oxidase의 활성을 조절하므로서 사염화탄소에 의한 간손상을 보호해 줄 것으로 사료되어진다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제26권2호
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• pp.319-326
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• 1997

Met과 Se의 공급수준이 흰쥐의 알코올대사 효소계에 미치는 영향을 관찰하고자, Sprague-Dawley종의 웅성 흰쥐에게 Se 무첨가 및 정상공급식이 (0, 0.45mg/kg diet)에 Met(0, 3, 9g/kg diet)을 투여한 후 5주와 10주간 사육하여 간조직중의 알코올 대사효소와 항산화 방어 효소계 활성도를 관찰하였다. 알코올은 aldehyde dehydrogenase와 microsomal ethanol oxidizing system 활성도를 유의적으로 증가시켰으며, Met과 Se의 동시 결핍시 현저하게 감소하였고 Met과 Se의 동시 공급군의 경우 알코올 투여기간이 길수록 그 활성이 유의적으로 증가하였다. Aldehyde dehydrogenase 활성도는 알코올 투여로 감소하였으며 Met과 Se 동시 결핍군에서는 현저한 감소를 나타내었고, 사육기간이 길수록 그 활성이 유의적으로 감소되었다. Cytochrome P-450과 xanthine oxidase 활성도는 알코올 투여 시 유의적으로 증가되었는데 Se 결핍시 Met 결핍군과 과량공급군에서 그 증가가 현저하였으며, 5주 실험군에 비해 10주 실험군에서 유의적인 증가를 나타내었다. Superoxide dismutase, catalase 및 glutathione S-transferase 활성도는 알코올 투여시 증가되었으며, superoxide dismutase와 catalase 활성도는 알코올 투여기간이 길수록 유의적인 증가를 나타내었다. 알코올 투여시 glutathione peroxidas 활성도는 감소되었으며, Met 수준이 높을수록 증가하는 경향이었고, Met과 Se 동시 결핍시 현저하게 감소하였다. 이상의 결과에서 식이성 Met과 Se은 동물의 성장 및 정상적 대사유지에 필수적인 영양소로서 알코올 투여 시 Met과 Se 첨가에 따라 알코올대사 효소활성도와 항산화 방어효소 활성도의 변화를 유도할 수 있었다. 또한 식이 kg당 3g의 Met과 0.45mg의 Se 동시 공급시 원활한 알코올대사를 유도하여 알코올성 간손상을 가장 효율적으로 경감시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권9호
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• pp.2497-2502
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• 2010

Arg13 is a conserved active-site residue in all known Pi class glutathione S-transferases (GSTs) and in most Alpha class GSTs. To evaluate its contribution to substrate binding and catalysis of this residue, three mutants (R13A, R13K, and R13L) were expressed in Escherichia coli and purified by GSH affinity chromatography. The substitutions of Arg13 significantly affected GSH-conjugation activity, while scarcely affecting glutathione peroxidase or steroid isomerase activities. Mutation of Arg13 into Ala largely reduced the GSH-conjugation activity by approximately 85 - 95%, whereas substitutions by Lys and Leu barely affected activity. These results suggest that, in the GSH-conjugation activity of hGST P1-1, the contribution of Arg13 toward catalytic activity is highly dependent on substrate specificities and the size of the side chain at position 13. From the kinetic parameters, introduction of larger side chains at position 13 results in stronger affinity (Leu > Lys, Arg > Ala) towards GSH. The substitutions of Arg13 with alanine and leucine significantly affected $k_{cat}$, whereas substitution with Lys was similar to that of the wild type, indicating the significance of a positively charged residue at position 13. From the plots of log ($k_{cat}/{K_m}^{CDNB}$) against pH, the $pK_a$ values of the thiol group of GSH bound in R13A, R13K, and R13L were estimated to be 1.8, 1.4, and 1.8 pK units higher than the $pK_a$ value of the wild-type enzyme, demonstrating the contribution of the Arg13 guanidinium group to the electrostatic field in the active site. From these results, we suggest that contribution of Arg13 in substrate binding is highly dependent on the nature of the electrophilic substrates, while in the catalytic mechanism, it stabilizes the GSH thiolate through hydrogen bonding.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권9호
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• pp.1330-1335
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• 2005

붉은 갈색계통 염색제 성분 중의 하나인 p-phenylenediamine(PPD)는 일반적으로 여성들이 사용하는 염색제의 주요 성분으로 시야 흐림 및 구토와 같은 전신적 아나필락시스, 피부염 또는 방광암 등이 유발된다고 한다. 그러나 PPD의 피부 독성과 유해산소와 관련된 연구는 아직까지 미흡한 실정이다. 본 실험에서는 체중 $230\pm20g$의 Sprague-Dawley 종의 흰쥐의 피부에 PPD을 도포하였을 때 조직의 손상정도를 상호비교하고 조직의 손상 원인을 구명하고자 실험동물에 PPD($2.5\%$ PPD in $2\%\;NH_{4}OH$)을 표면적 $25 mg/16.5\;cm^2$씩 2일 간격으로 3회 및 5회 도포하였다. PPD 3회보다 5회 도포군에서 피부조직 의 표피 및 케라틴 층의 비후, glucose 5-phosphatase 활성의 감소 및 acid phosphatase 활성의 증가 정도가 높게 나타났다. 또한 유해산소의 생성계 및 해독계와 관련하여 피부조직의 손상정도를 확인한 결과, 유해산소 생성계인 xanthine oxidase의 활성은 PPD 3회 보다5회 도포군에서 유의하게 증가하였다. 그러나 유해산소 해독계인 superoxide dismutase, catalase, glutathione S-transferase 활성 및 reduced glutathione 함량은 대조군보다 PPD 도포군에서 감소하였다. 한편, xanthine oxidase의 활성이 3회 PPD 도포군에서는 별다른 변동이 없음에도 불구하고 oxygen free radical system의 감소와 피부조직의 손상이 나타난 것은 흰쥐의 피부조직 에서 PPD를 대사하는 동안 생성된 대사산물에 의한 것으로 생각된다. 이상의 실험 결과를 종합해 볼 때 PPD 도포에 의한 피부조직의 손상은 PPD 도포 횟수에 비례하여 유해산소 생성율이 증가하여 나타난 결과로 생각된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제30권2호
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• pp.202-209
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• 2015

당뇨 합병증을 일으키는 중요 매체인 산화 스트레스에 대한 매생이 추출물과 그 지표물질인 pheophorbide a (PhA)의 정소 조직 내 산화 스트레스 보호 효과를 streptozotocin(STZ)에 의해 유발된 당뇨 쥐 모델에서 확인하였다. 당뇨를 유발하는 물질로 알려진 STZ를 40 mg/kg body weight(b.w.)의 농도로 복강 투여하여 당뇨를 일으킨 후, 매생이 추출물(CFE)샘플을 각각 4, 20 mg/kg b.w. 그리고 PhA를 0.2 mg/kg b.w.로 9 주간 투여하여 실험하였다. 정소 조직에서 산화 스트레스에 생성되는 체내 과산화물 지표인 혈액 nitric oxide와 지질 과산화물이 당뇨 유발군에 비해 CFE와 PhA 투여군에서 유의적인 감소를 보였으며, 체내 과산화물 축적을 제어하는 효소인 glutathione peroxidase, glutathione-S-transferase가 정상 수준으로 회복되었다. 또한, 체내 항산화 방어기작에서의 중요한 효소인 superoxide dismutase, catalase 활성 또한 샘플 투여 시 회복되는 것을 보아 CFE 투여군과 PhA투여군에서 조직 내 항산화 효소 조절과 함께 과산화물 축적 저해 효과를 통하여 당뇨 상태에서 고혈당에 의한 산화 스트레스가 일으키는 생식 조직 손상으로부터 매생이 추출물과 그 지표물질인 PhA는 보호 효과를 가지는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국양식학회지
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• 제19권3호
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• pp.157-165
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• 2006

우리나라 주요 담수 어종인 미꾸라지를 ecotoxicogenomic 연구 모델 어류로 개발하기 위한 연구의 일환으로 본 어종이 고온 스트레스 자극에 노출되었을때 야기되는 산화성 스트레스를 검출하고자 항산화 효소(antioxidant enzyme; AOE) 유전자의 발현 양상을 분석하였다. 주요 항산화 효소인 superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione-S-transferase (GST) 및 glutathione peroxidases (GPXs)의 transcript들을 특이적으로 정량화할 수 있는 semi-quantitative RT-PCR, real-time PCR 또는 northern blot분석을 통해 $23^{\circ}C$에서 $32^{\circ}C$까지 설정된 실험어의 간 조직내 AOE유전자들의 mRNA level을 분석하였다. 고온에 노출되었을 때 본 어종의 AOE들은 일반적으로 증가된 유전자 발현 양상을 나타내었고, 특히 SOD (2배)와 plasma GPX (3배) 유전자가 가장 유의적인 mRNA 증가를 나타내었다. GST의 경우 상대적으로 적은 증가량을 나타내었고 CAT의 경우 고온자극에 반응하지 않았다. 본 어종은 $29^{\circ}C$ 이상에서 AOE 유전자의 발현 증가를 나타내었고 $32^{\circ}C$에 노출되었을 때 1일째부터 SOD와 plasma GPX mRNA의 증가가 관찰되었다.

• 생명과학회지
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• 제18권3호
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• pp.381-386
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• 2008

동해에서 취수한 해양심층수의 암예방 효능을 얄아보고자 암발생 억제물질의 생화학적 표식자(biochemical markers)인 CYP 1A2 활성, phase II 효소인 QR과 GST의 활성, GSH 함량 및 ODC 활성에 미치는 영향을 살펴보았다. 해양심층수는 암의 개시단계(initiation)를 유발시키는 것으로 알려진 CYP 1A2 활성을 경도의존적으로 저해시켰다. 해양심층수를 Hepa 1clc7 세포에 경도별$(100{\sim}1,000)$로 처리하였을 때 phase II 생체 해독효소인 QR과 GST의 활성은 최대 20%의 증가를 나타내었고, 외부의 독성물질이나 대사산물로부터 세포를 보호하는 역할을 하는 GSH의 함량은 $26{\sim}40%$의 증가를 나타내었다. 그리고 발암과정의 촉진/진행단계에 관여하는 ODC의 활성은 해양심층수의 경도 800과 1,000에서 20%와 35%의 저해율을 나타내었으며, 경도 1,000을 처리한 군에서는 양성대조군인 DFMO와 같은 저해율을 나타내었다. 그러므로 본 연구 결과에 의하면 동해 해양심층수는 발암과정과 관련된 개시 및 촉진/진행단계를 저해시켜 암예방 효능을 나타낼 것으로 사료된다.

• BMB Reports
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• 제36권3호
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• pp.258-264
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• 2003

This study examined the effect of dietary polyunsaturated fatty acids (PUFA) that were supplemented with vitamin E on lipid peroxidation, glutathione-dependent detoxifying enzyme system activity, and lipogenic fatty acid synthase (FAS) expression in rat liver. Male Sprague-Dawley rats were fed semipurified diets containing either 1% (w/w) corn oil or 10% each of beef tallow, corn oil, perilla oil, and fish oil for 4 wk. Alpha-tocopherol was supplemented in perilla oil (0.015%) and fish oil (0.019%). Hepatic thiobarbituric acid reactive substances, an estimate of lipid peroxidation, were not significantly different among the dietary groups. The glutathione peroxidase, glutathione reductase, and glutathione S-transferase activities were all elevated by the polyunsaturated fats, especially fish oil. The activity of FAS was reduced in the polyunsaturated fat-fed groups in the order of fish oil, perilla oil, and corn oil. The mRNA contents decreased in rats that were fed the 10% fat diets, particularly polyunsaturated fats, compared with the rats that were fed the 1% corn oil diet. Similarly, the inhibitory effect was the greatest in fish oil. These results suggest that lipid peroxidation can be minimized by vitamin E; PUFA in itself has a suppressive effect on lipogenic enzyme.