• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권2호
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• pp.274-282
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• 2019

Mercury-resistant ($Hg^R$) bacteria were isolated from heavy metal polluted wastewater and soil collected near to tanneries of district Kasur, Pakistan. Bacterial isolates AZ-1, AZ-2 and AZ-3 showed resistance up to $40{\mu}g/ml$ against mercuric chloride ($HgCl_2$). 16S rDNA ribotyping and phylogenetic analysis were performed for the characterization of selected isolates as Bacillus sp. AZ-1 (KT270477), Bacillus cereus AZ-2 (KT270478) and Bacillus cereus AZ-3 (KT270479). Phylogenetic relationship on the basis of merA nucleotide sequence confirmed 51-100% homology with the corresponding region of the merA gene of already reported mercury-resistant Gram-positive bacteria. The merE gene involved in the transportation of elemental mercury ($Hg^0$) via cell membrane was cloned for the first time into pHLV vector and transformed in overexpressed C43(DE3) E. coli cells. The recombinant plasmid (pHLMerE) was expressed and the native MerE protein was obtained after thrombin cleavage by size exclusion chromatography (SEC). The purification of fusion/recombinant and native protein MerE by Ni-NTA column, dialysis and fast protein liquid chromatography (FPLC/SEC) involved unfolding/refolding techniques. A small-scale reservoir of wastewater containing $30{\mu}g/ml$ of $HgCl_2$ was designed to check the detoxification ability of selected strains. It resulted in 83% detoxification of mercury by B. cereus AZ-2 and B. cereus AZ-3, and 76% detoxification by Bacillus sp. AZ-1 respectively (p < 0.05).

• Advances in environmental research
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• 제1권1호
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• pp.15-35
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• 2012

Mercury (Hg) is a global environmental pollutant that has been the cause of many public concerns. One particular concern about Hg in aquatic systems is its trophic transfer and biomagnification in food chains. For example, the Hg concentration increases with the increase of food chain level. Fish at the top of food chain can accumulate high concentrations of Hg (especially the toxic form, methylmercury, MeHg), which is then transferred to humans through seafood consumption. Various biological and physiochemical conditions can significantly affect the bioaccumulation of Hg-including both its inorganic (Hg(II)) and organic (MeHg) forms-in fish. There have been numerous measurements of Hg concentrations in marine and freshwater fish worldwide. Many of these studies have attempted to identify the processes leading to variations of Hg concentrations in fish species from different habitats. The development of a biokinetic model over the past decade has helped improve our understanding of the mechanisms underlying the bioaccumulation processes of Hg in aquatic animals. In this review, I will discuss how the biokinetic modeling approach can be used to reveal the interesting biodynamics of Hg in fish, such as the trophic transfer and exposure route of Hg(II) and MeHg, as well as growth enrichment (the increases in Hg concentration with fish size) and biomass dilution (the decreases in Hg concentration with increasing phytoplankton biomass). I will also discuss the relevance of studying the subcellular fates of Hg to predict the Hg bioaccessibility and detoxification in fish. Future challenges will be to understand the inter- and intra-species differences in Hg accumulation and the management/mitigation of Hg pollution in both marine and freshwater fish based on our knowledge of Hg biodynamics.

• 융합정보논문지
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• 제10권12호
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• pp.208-215
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• 2020

본 연구는 SUKI를 활용하여 두피의 중금속 감소에 대해 미치는 영향에 대해 알아보았다. 연구대상자는 총 26명이었으며 실험군과 대조군 각각 13명이었다. SUKI 도구를 활용한 두피 중금속 배출에 대한 중재를 8주간 주 2회씩 실시하였고, 결과는 다음과 같다. 총 각각 8 종목의 실험군과 대조군의 비교에서 실험군에서 유의한 차이가 있었다. 실험군의 중금속인 Hg, Pb, Al, Cd, As, Ba, Ur, Cs 중에서 6가지 항목의 Hg, Al, Cd, As, Ba, Ur과 같은 중금속들에서 통계적으로 유의한 감소(p<.05)를 보여주었으며, Pb, Cs 는 유의하지 않았다. 그리고 해당 유해중금속 중에서 Al, Ba, Hg가 가장 큰 차이의 감소율을 나타냈다. 따라서 SUKI 도구의 중재가 일부 중금속 배출에 영향을 줄 수 있다는 것을 시사한다(p<.05). 결론적으로 향후 지속적인 연구를 통해 두피의 중금속 배출을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제7권2호
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• pp.145-153
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• 2022

수은은 생물 축적과 먹이사슬을 통한 생물 농축되며, 미량에서도 유해한 영향을 나타내기 때문에 해양 환경 내에서 중요한 문제가 되고 있다. 그러나 해양 소형 갑각류에 대한 수은의 생물 영향은 다른 금속에 비해 연구가 미흡하다. 본 연구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis을 아치사 농도(0.2, 0.4, 0.8 ㎍/l)의 무기 수은(HgCl₂)에 48시간 노출시킨 후, 대사 관련 유전자의 발현 양상을 조사하였다. 해독효소 유전자 5종(cytochrome P450; cyp360A1, cyp361A1, cyp4AP3, cyp4C122, cyp370C5)과 소화효소 6종(alpha amylase (AMY), alpha amylase related protein (AMY-like), trypsin (TRYP), chymotrypsin-like protein (CHY), lipase (LIP), pancreatic lipase-related protein (PLRP))의 유전자 발현을 quantitative real time reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR)을 이용하여 분석하였다. Cyp 유전자의 경우 clan2에 속하는 cyp370C5와 clan4에 속하는 cyp4AP3 유전자의 발현이 농도 의존적으로 유의하게 증가하였다. 한편 소화효소 유전자 중에서는 단백질 소화와 관련 있는 TRYP 유전자의 발현이 농도 의존적으로 증가하였다. 이러한 결과는 cyp370C5와 cyp4AP3가 수은 독성을 해독하는 과정에서 중요한 역할을 담당할 것으로 보이며, 수은이 소화효소 유전자의 발현을 조절함으로써 에너지 대사에 영향을 미칠 수 있음을 제시한다. 본 연구는 해양 소형 갑각류에서 수은에 대한 분자 수준의 영향을 이해하는데 도움이 될 것이다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제9권1호
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• pp.49-56
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• 2015

BACKGROUND/OBJECTIVES: Glutathione S-transferase (GST) forms a multigene family of phase II detoxification enzymes which are involved in the detoxification of reactive oxygen species. This study examines whether daily supplementation of kale juice can modulate blood pressure (BP), levels of lipid profiles, and blood glucose, and whether this modulation could be affected by the GSTM1 and GSTT1 polymorphisms. SUBJECTS/METHODS: 84 subclinical hypertensive patients showing systolic BP over 130 mmHg or diastolic BP over 85 mmHg received 300 ml/day of kale juice for 6 weeks, and blood samples were collected on 0-week and 6-week in order to evaluate plasma lipid profiles (total cholesterol, triglyceride, HDL-cholesterol, and LDL-cholesterol) and blood glucose. RESULTS: Systolic and diastolic blood pressure was significantly decreased in all patients regardless of their GSTM1 or GSTT1 polymorphisms after kale juice supplementation. Blood glucose level was decreased only in the GSTM1-present genotype, and plasma lipid profiles showed no difference in both the GSTM1-null and GSTM1-present genotypes. In the case of GSTT1, on the other hand, plasma HDL-C was increased and LDL-C was decreased only in the GSTT1-present type, while blood glucose was decreased only in the GSTT1-null genotype. CONCLUSIONS: These findings suggest that the supplementation of kale juice affected blood pressure, lipid profiles, and blood glucose in subclinical hypertensive patients depending on their GST genetic polymorphisms, and the improvement of lipid profiles was mainly greater in the GSTT1-present genotype and the decrease of blood glucose was greater in the GSTM1-present or GSTT1-null genotypes.

• Nutrition Research and Practice
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• 제12권2호
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• pp.118-128
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• 2018

BACKGROUND/OBJECTIVES: Glutathione s-transferase (GST) is involved in the formation of a multigene family comprising phase II detoxification enzymes, involved in the detoxification of reactive oxygen species. This study evaluated whether daily supplementation with kale juice could modulate levels of plasma antioxidant vitamins and oxidative stress-related parameters. We further examined whether this modulation was affected by combined GSTM1 and T1 polymorphisms. SUBJECTS/METHODS: Totally, 84 subclinical hypertensive patients having systolic blood pressure (BP) over 130 mmHg or diastolic BP over 85 mmHg, received 300 mL of kale juice daily for 6 weeks. Blood samples were drawn before start of study and after completion of 6 weeks. RESULTS: After supplementation, we observed significant decrease in DNA damage and increase in erythrocyte catalase activity in all genotypes. Plasma level of vitamin C was significantly increased in the wild/null and double null genotypes. The plasma levels of ${\beta}-carotene$, erythrocyte glutathione peroxidase activity, and nitric oxide were increased only in the wild/null genotype after kale juice supplementation. CONCLUSIONS: The effect of kale juice was significantly greater in the GSTM1 null genotype and wild/null genotype groups, suggesting possibility of personalized nutritional prescriptions based on personal genetics.

• Nutrition Research and Practice
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• 제11권3호
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• pp.214-222
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• 2017

BACKGROUND/OBJECTIVES: Glutathione S-transferase (GST) forms a multigene family of phase II detoxification enzymes which are involved in the detoxification of xenobiotics by conjugating substances with glutathione. The aim of this study is to assess the antioxidative status and the degree of DNA damage in the subclinical hypertensive patients in Korea using glutathione S-transferase polymorphisms. SUBJECTS/METHODS: We examined whether DNA damage and antioxidative status show a difference between GSTM1 or GSTT1 genotype in 227 newly diagnosed, untreated (systolic blood pressure $(BP){\geq}130mmHg$ or diastolic $BP{\geq}85mmHg$) subclinical hypertensive patients and 130 normotensive subjects (systolic BP < 120 mmHg and diastolic BP < 80 mmHg). From the blood of the subjects, the degree of the DNA damage in lymphocyte, the activities of erythrocyte superoxide dismutase, the catalase, and the glutathione peroxidase, the level of glutathione, plasma total radical-trapping antioxidant potential (TRAP), anti-oxidative vitamins, as well as plasma lipid profiles and conjugated diene (CD) were analyzed. RESULTS: Of the 227 subjects studied, 68.3% were GSTM1 null genotype and 66.5% were GSTT1 null genotype. GSTM1 null genotype had an increased risk of hypertension (OR: 2.104, CI: 1.38-3.35), but no significant association in GSTT1 null genotype (OR 0.982, CI: 0.62-1.55). No difference in erythrocyte activities of superoxide dismutase, catalase, or glutathione peroxidase, and plasma TRAP, CD, lipid profiles, and GSH levels were observed between GSTM1 or GSTT1 genotype. Plasma levels of ${\alpha}-tocopherol$ increased significantly in GSTT1 wild genotype (P < 0.05); however, plasma level of ${\beta}-carotene$ increased significantly in GSTT1 null genotype (P < 0.01). DNA damage assessed by the Comet assay was significantly higher in GSTM1 null genotype than wild genotype (P < 0.05). CONCLUSIONS: These results confirm the association between GSTM1 null genotype and risk of hypertension as they suggest that GSTM1 null genotype leads to an increased oxidative stress compared with wild genotype.

• 한국환경농학회지
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• 제31권3호
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• pp.264-270
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• 2012

본 연구에서는 포공영의 에탄올 추출물의 중금속 중독에 의한 손상 억제 효과를 측정하였다. 현대 사회에서 환경으로부터 오염이 우려되는 납과 수은을 실험동물에 노출시켰고, 납과 수은에 노출된 흰쥐에서 포공영이 이러한 중금속 노출로 영향을 받는 체중변화, 간 및 신장에 미치는 영향을 혈액세포분석 및 혈액 내의 생화학적 분자에 대한 조사하였다. 실험 결과, 포공영을 투여 받은 실험군은 중금속 투여로 인하여 발생하는 체중감소의 개선효과가 나타났고, 혈액세포의 변화에 있어서도 중금속 노출로 감소되었던 RBC의 수를 증가시켰고, 증가된 WBC 및 platelet의 수를 정상수준으로 회복시켰다. 간 및 신장의 손상 지표들로 측정한 Bilirubin, ALP, GOT, GPT, LDH, ceatinine 및 BUN에 있어서도 중금속 노출로 증가된 수치를 농도의존적으로 감소시켰다. 또한 혈액내에서의 중금속 잔존량을 측정한 결과, 포공영 추출물 투여로 인하여 농도의존적으로 그 잔존량이 감소하였다. 따라서, 포공영 에탄올 추출물은 체내 노출된 납과 수은에 대한 독성을 완화시켜주는 것으로 사료된다.

• 대한화장품학회지
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• 제35권1호
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• pp.27-32
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• 2009

인간의 모발은 금속을 배설하는 시스템이며 몸에서 금속의 함유량을 반영한다. 본 연구에서는 현대인의 유해 중금속 노출 정도를 파악하고, 질병 예방 혹은 환경 개선 예측의 도구로서 모발 분석의 필요성에 대해 알아보고자 하였다. 많은 만성 질환은 금속의 축척과 관련이 있을 것으로 예상되며 몇몇은 유해 중금속과 관련이 있다. 이에 서울, 수도권지역에 거주하는 20대에서 40대의 성인 남녀 120명(남자 61명, 여자 59명)을 대상으로 시료를 채취한 후 유도 결합 플라즈마 질량 분석기를 사용하여 Hg, Pb, Cd, Al, As, U, Bi, Sb, Ba, Be의 10가지의 독성 미네랄의 함량을 측정하였다. 분석 결과 20대의 유해 중금속 함량 분석에서는 기준치 이상을 보이는 원소가 없었으나, 알루미늄(Al)과 안티몬(Sb)의 수치가 높게 나타났다. 30대의 경우도 기준치 이상의 원소는 보이지 않았으나 수은(Hg)과 알루미늄(Al)의 농도가 높게 나타났다. 40대의 경우 기준치 이상의 수은(Hg)과 안티몬(Sb)이 검출되었다. 또한 성별에서는 남성의 경우 수은(Hg)이, 여성의 경우 안티몬(Sb)이 기준치보다 높은 것으로 나타났다. 산업의 발달로 인해 유해 중금속은 여러 가지 경로를 통해 우리 몸속으로 들어오며, 몸 밖으로 배출되지 못하고 인체에 계속 쌓여 면역 기능과 호르몬 기능이 저하시키고 질병을 유발하게 된다. 이에 유해 중금속의 노출 정도를 분석하여 그에 맞는 대체요법을 시행한다면 질병을 예방하고 환경을 예측할 수 있다. 인체 내에 중금속의 추적 상태를 알아보기 위해 우리나라에서도 모발 분석에 대한 관심과 연구를 통해 우리의 건강 상태를 유지하기 위한 수단으로 활용되기를 시사하는 바이다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권4호
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• pp.476-483
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• 2005

본 연구는 오리 부산물 추출액과 영지, 가시오가피, 두충, 진피, 감국 및 대조를 섞어 만든 오리즙의 영양성분을 분석하고 이 오리즙을 납과 수은에 노출된 흰쥐에게 3가지 농도로 투여하여 혈청 내 중금속 농도의 변화 및 건강지표 parameters의 농도를 측정하여 중금속 피해 완화에 어느 정도 효과를 가질 수 있는지를 확인하여 건강보조식품으로 활용할 수 있는지의 여부를 판단하여 보고자 수행하였다. 뼈, 간 등 오리부산물과 6가지 한약재를 이용하여 만든 오리즙의 단백질 함량이 $49.92\%$, 섬유소 함량이 $37.02\%$로 구성되어 있어 중금속과 chelate를 형성하여 중금속 흡수를 억제할 수 있는 보조식품의 성분으로 바람직하다고 사료된다. 오리즙을 300 mg/mL를 투여 받은 군에서는 중금속의 노출에 의해 체중이 감소되는 현상을 완화시키는 결과를 나타내었고 혈액학적 성상 및 혈청의 여러 variables의 농도를 판단한 결과 오리즙이 비정상농도를 정상범위로 조절시켜 중금속에 의한 피해를 완화시켰다고 판단한다. 혈청 내 납과 수은의 농도는 오리즙을 mL당 30 mg, 300 mg 섭취 했을 때 유의적으로 감소되었다. 본 연구에서는 중금속 농도를 독성이 유발될 정도의 고농도가 아니라 유해한 환경속에서 현대인들에게 노출될 수 있는 정도로 혼합하여 투여하였다. 이 정도에 노출된 흰 쥐의 오리즙 섭취가 혈액의 여러 parameters의 농도를 완전하게 정상 범위내로 $100\%$회복되지는 못하였으나 축적 및 순환하는 양이 오리즙 섭취에 의해 감소되었음을 확인하였다. 또한 오리즙의 섭취량에 따라 정도의 차이도 나타났는데 1일 30 mg 이상을 섭취했을 때 중금속 노출에 대한 피해를 완화시킬 수 있는 것으로 나타났다. 이런 결과는 오리즙 중의 일정수준의 단백질, 아미노산과 선정된 약재의 성분 중 polyphenol 성분인 flavonoid가 착화합물형성 또는 화학흡착에 의해 체내 침착 억제 및 배설을 촉진시키는 작용에 의한 것으로 사료된다. 이 성분중 어느 것의 영향이 어느정도인지는 정확히 판단이 어려우므로 이런 결과를 뒷받침 할 수 있도록 각각 중금속별로, 농도별로 노출시켜 그 효과를 기대할 수 있는 성분들을 각각 작용시켜서 exposure and reaction design을 통한 좀 더 구체적인 연구도 필요하리라 생각되며 각 장기의 축적정도도 조사한다면 더욱 명확해질 수 있으리라 생각된다. 1일 30 mg이라는 양은 우리들이 섭취할 때는 80 mg(1포)에 해당하는 양이다. 따라서 사람에 따라 차이가 있을 수 있으나 일반적으로 꾸준히 1일 1포 이상의 섭취는 체내 중금속 농도를 감소시키는데 도움을 줄 수 있으리라 판단된다.