세포내에는 비효소적 반응으로 활성산소류를 제거하는 소분자의 항산화 물질과 과산소와 하이드로페록사이드를 분해하는 효소들이 존재한다. 항산화 시스템은 자유라디칼과 활성산소류를 제거함으로써 산화스트레스로부터 세포 구성요소들을 보호하는 역할을 한다. 비효소적 항산화 물질은 지용성과 친수성이 있는데, 지용성 물질들은 세포막에 위치하며 과산화지질이 형성되는 반응을 억제한다. 카로테노이드와 비타민E, $CoQ_{10}$은 세포 내에서 주요 지용성 항산화 물질로써, 이들이 대량으로 축적된 주요 작물의 개발은 영양학적 가치가 높은 식품을 생산할 수 있다. 본 총설에서는 식물에서 카로테노이드와 비타민E, $CoQ_{10}$의 생합성 경로와 대사공학을 이용한 영양강화 연구 현황을 기술하였다.
건조된 명태들은 전반적으로 다가불포화지방산이 감소하고 단일불포화지방산은 증가하는 경향을 보였다. 특히 주기적인 자연냉동과 해동을 반복하면서 건조된 명태(미숙성황태)를 장기간 숙성하여 완성한 황태의 지방산 조성은 북어나 미숙성황태와 비교해 볼 때, 원료시료(명태)간의 차이를 감안하더라도 특징적인 차이를 보였다. 총 유리아미노산 함량도 황태가 북어나 미숙성황태보다 낮게 나타나 불포화지방산과 유리아미노산의 반응에 의한 점진적인 갈변화 현상을 설명해 주는 것으로 판단된다. 황태의 수용성 갈변물질은 주로 숙성단계에서 많이 형성되는 것으로 추정되었다.
Lipoxygenase is an enzyme, mainly produced by plants, capable of converting unsaturated fatty acids to fatty acids. It has vast application potential in the food, pharmaceutical and agricultural industries. The aim of this study was to isolate novel lipoxygenase-producing bacteria from the environment and to investigate the lipoxygenase enzymatic properties for industrial production. The strain, NC1, isolated from cultivation soils, was identified as Bacillus subtilis based on the phenotypic characteristics and 16S rRNA gene sequencing. This strain formed a pink color around the colony when cultured on indamine dye formation plates. The production of lipoxygenase by B. subtilis NC1 was influenced by the composition of the medium and linoleic acid concentrations. The optimum temperature and pH for lipoxygenase activity was determined to be 40 ℃ and pH 6, respectively. The enzyme showed relatively high stability at temperatures ranging from 20-50 ℃ and acid-neutral regions. In addition, the lipoxygenase produced by B. subtilis NC1 was able to degrade commercially available oils including sunflower seed oil and Perilla oil. In this study, a useful indigenous bacterium was isolated, and the fundamental physicochemical data of bacterial lipoxygenase giving it industrial potential are presented.
Jeongeun Kim;Welivitiye Kankanamge Malithi Omeka;Qiang Wan;Jehee Lee
Fisheries and Aquatic Sciences
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제27권5호
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pp.314-328
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2024
The mechanism for the elimination of xenobiotics undergoes three different phases of reactions in organisms. Among these, glutathione S-transferases (GSTs) are classified as phase II detoxification enzymes, catalyzing the conjugation of electrophilic substrates to glutathione or reduced hydroperoxides. This study aimed to investigate the molecular characteristics, detoxification functions, and immune responses of GST omega (LhGSTO1) and kappa (LhGSTK1) in redlip mullet. The open reading frames of LhGSTO1 (720 bp) and LhGSTK1 (687 bp) encoded proteins of 239 and 228 amino acids, respectively. Sequence analysis revealed that LhGSTO1 and LhGSTK1 possessed GSH-binding sites in their N-terminal domains. Substrate-binding sites in the C-terminal domain were exclusively identified in LhGSTO1. In the tissue-specific transcription profile analysis, both LhGSTO1 and LhGSTK1 were ubiquitously expressed in all tissues of healthy mullets. Temporal expression analysis of LhGSTO1 and LhGSTK1 in the blood showed that their expression was significantly modulated by polyinosinic:polycytidylic (poly I:C), lipopolysaccharide (LPS), and Lactococcus garvieae. Different chemical and cellular assays were performed to assess the detoxification and cellular protective abilities of the two proteins. A substrate specificity test using the recombinant proteins revealed that both proteins possessed specific activity toward 1-chloro-2,4-dinitrobenzene (CDNB). In the disk diffusion assay, the smallest clearance zones were observed for LhGSTO1 and LGSTK1 against CdCl2. In the cell protection assay, both LhGSTO1 and LhGSTK1 showed significant Cd detoxification ability compared to the control. Collectively, these results demonstrate that GST omega and kappa are involved in host defense against immune stimulants and xenobiotics in redlip mullet.
5% corn oil과 17 mM Brji 700으로 제조한 oil-in-water emulsion(O/W)에서 과량의 잉여 surfactant가 phenol이 첨가된 O/W의 산화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 Brji 700을 $0{\sim}2%$의 농도로 O/W에 첨가한 경우, 첨가된 surfactant의 양이 증가할수록 droplet의 particle size는 커지는 경향을 나타내었다. 또한 continuous phase의 surfactant 농도도 높아지며 phenol 함량도 상대적으로 높아지는 것을 알 수 있었다. Phenol류가 100 ppm의 농도로 첨가된 O/W에 과량의 surfactant$(0{\sim}2%)$를 첨가하고 30일간 저장 기간별 hydroperoxide의 생성량을 측정한 결과, 대조구에 비해 낮은 hydroperoxide 함량을 보여 surfactant를 첨가하지 않은 실험구와 유사한 경향을 보였으나, hydroperoxide 함량은 surfactant를 추가하지 않은 실험구 보다 더 낮은 값을 나타내었다. 또한 phenol 종류 및 surfactant 농도별 hydroperoxide 생성억제 효과와 headspace aldehyde 생성 억제 효과는 BHT>procyanidin B3-3-O-gallate>(+)-gallocatechin>(+)-catechin 및 2%>1%>0% surfactant 첨가의 순서로 나타났다. 이러한 결과는 phenol성 물질과 과량의 surfactant micelle에 의해 emulsion으로부터 continuous phase로 hydroperoxide의 physical location 변화가 발생하는 것을 나타낸다.
튀김 기름은 튀김음식의 품질에 중요한 인자중의 하나이다. 본연구의 목적은 전통적 튀김기와 개량식 튀김기를 사용하여 4일간 연속적으로 사용한 튀김 기름의 품질을 분석하는데 그 목적을 지닌다. 돈가스를 튀긴 후, 뒤김 기름은 일부를 유리병에 분석을 위해 수집하여 여러 이화학적 특성의 실험에 사용하였다. 전통적 튀김기를 사용한 튀김 기름은 사용횟수에 따라 색과 접도 값이 개량식으로 튀긴 기름에 비하여 유의적으로 증가하였다. 유리지방산의 정도와 관련된 산가의 경우, 전통식 튀김기를 사용한 튀김 기름은 개량식 튀김기를 사용한 튀김 기름에 비하여 유의적으로 증가하였다. 반면 이중결합의 농도와 연관이 있는 요오드가는 전통식 튀김기를 사용한 튀김 기름의 값이 개량식을 사용한 튀김 기름에 비하여 유의적으로 감소하였다. 1차지방산화의 지표인 과산화물가의 경우, 전통식 튀김기와 개량식 튀김기를 사용한 튀김기름 모두에서 2일까지는 유의적으로 그 값이 증가하였으나 3 일 부터는 그 값이 감소하였다. 이는 형성된 과산화물이 불안정한 형태이므로 분해를 통하여 다른 2차 산화로 진행된 것으로 사료된다. 2차 산화의 지표인 p-Anisidine 값을 확인한 결과, 전통식 튀김기를 사용한 튀김 기름은 개량식을 사용한 튀김 기름에 비하여 시간 의존적으로 유의적 증가를 나타내었다. 따라서 개량식 튀김기를 사용한 튀김 기름이 유리지방산과 산패의 정도가 전통식 튀김기를 사용한 튀김 기름에 비하여 늦게 진행된는 것으로 사료된다.
수용성 단백질을 첨가한 유화물을 형광 조명하에서 $5^{\circ}C$에서 8일간 저장하였을 때 POV(Peroxide value) 값의 변화를 측정한 결과 저장 초기에 유의적인 증가를 나타냈고 TBA(Thiobarbituric acid) 값의 변화에서도 저장 4일까지 상당량의 카르보닐 화합물이 발생하는 것으로 나타나서 일반적인 지방의 자동산화와는 다른 양상을 보였고 대두유 같은 유지에서 저장 초기에 나타나는 변향의 발생과 비슷한 결과를 나타냈다. 이러한 원인으로는 육색소인 myoglobin에 의한 산화로 사료되며 superoxide anion보다는 일중항 산소에 의한 산화일 가능성이 높은 것으로 사료된다. 빛을 차단하였을 때에도 전체적인 양상을 비슷했지만 산화생성물의 생성량이 빛을 쪼였을 때보다 약간 적었고 일중항 산소의 효과도 두드러지지 않았으며 유화물 제조과정 중에 생성된 일중항 산소가 저장 초기의 변향에 관여하였을 것으로 추정된다. 수용성 단백질을 첨가하지 않은 경우에는 과산화물의 생성량이 지속적인 증가를 나타내서 수용성 단백질 처리구와 차이를 보였는데 과산화물의 분해속도가 수용성 단백질 처리구에 비해 작은 것으로 사료되며 특히 저장 4일 이후에 카르보닐 화합물의 생성속도가 줄어드는 것으로 나타났다. 저장 중에 일중항 산소의 발생 가능성이 있는 것으로 나타났으나 대두유의 탈색과정에서 잔존하였을 식물성 감광체가 원인일 것으로 추정된다. 빛을 차단하였을 때에는 저장 초기의 산화생성물 발생량이 빛을 쪼였을 때보다 미미했고 소거제 처리에 대한 효과도 드러나지 않아서 지질의 산화에 대한 빛의 촉진효과를 나타내는 결과라고 사료된다.
본 연구는 장기간의 에탄올을 섭취시킨 흰쥐에 있어서 최근에 개발된 CL-HPLC를 이용해 측정한 과산화물 및 혈액 생화학치의 변화를 조사하고, 또한 이들 수치에 미치는 아스코르빈산, 알파토코페롤 및 아스코르빈산 알파토코페롤 병합투여의 영향을 알아보기 위하여 실시하였다. 그 결과, 에탄올 투여군은 대조군에 비하여 체중은 감소하였으나, 상대적 간장중량, GPT의 수치가 증가하였으며, 특히 과산화물가가 유의하게(p<0.001) 증가하였다. 반면에 에탄올 투여군에 3주동안 아스코르빈산, 알파토코페롤 및 아스코르빈산.알파토코페롤 병합 투여를 한 결과, 알파토코페롤 투여군 및 아스코르빈산.알파토코페롤 병합투여군에서 상대적 간장중량, 콜레스테롤함량, GPT의 수치 및 과산화물가가 회복되었다. 이 결과는 식이중의 알파토코페롤 및 아스코르빈산.알파토코페롤 투여가 에탄올로 유도된 간장의 과산화지질의 형성을 방지해, 간기능을 회복시키는데 효과적이라는 것을 시사한다 하겠다.
정세관은 매우 복잡한 조직으로 마우스의 정자 발생 과정은 12단계로 구성되어 있다. Glutathione peroxidase(GPx)는 glutathione을 이용하여 과산화물(hydroperoxide)을 환원시키는 대표적인 항산화효소로서 포유류 정자 발생 과정에 관여하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 laser capture microdissection(LCM)을 이용하여 마우스 정소에서 발생 단계별로 정세관을 채취하여 real-time PCR로 cytosolic GPx(cGPx), gastrointestinal GPx(GI-GPx), plasma GPx(pGPx) 및 phospholipid hydroperoxide GPx(PHGPx)와 같은 GPx family 유전자의 발현 정도를 비교분석하였다. 동결절편(10 ${\mu}m$)은 정상 성숙 마우스의 정소를 사용하였다. LCM 방법으로 정세관의 단면을 I~V, VII~VIII, IX~XI 단계로 구별하여 채취하였다. PHGPx mRNA의 발현은 다른 GPx mRNA보다 정소에서 현저하게 높게 발현되었다. 정자 발생 단계에서 GI-GPx, pGPx 및 PHGPx의 mRNA는 VII~VIII 단계에서 가장 높았고 XI 단계 이후에 감소되었으며, I~V 단계에서 가장 낮은 발현을 보였다. 그러나, cGPx mRNA는 VII~VIII 단계에서 가장 높았고, XI~XI 단계에서 가장 낮은 발현을 보였다. 본 연구 결과, GPx family 유전자는 정자 발생 단계에서 서로 다르게 조절되며, LCM 방법은 정소세포의 정량 분석에서 유용하게 사용될 것으로 사료된다.
본 연구는 urea fractionation을 통하여 포화도 함량이 5.8%, 28.4%, 39.2%, 50.7%, 72.3%인 우지 alcoholysis 반응물을 제조하고, 이를 유상(oil phase)으로 ultrasonic processor 및 고압균질기를 이용하여 emulsion을 제조한 후 이에 대한 유화 안정성과 산화 안정성을 실험하였다. 유화 안정성(ES)을 관찰한 결과 ES값은 46.0(${\Sigma}$SFA5), 39.5(${\Sigma}$SFA28), 32.7(${\Sigma}$SFA39), 32.6(${\Sigma}$SFA50) 및 27.3(${\Sigma}$SFA72)로써 포화도가 낮은 emulsion일수록 높은 안정성을 보였으며, Turbiscan을 이용하여 시료 emulsion의 creaming 및 clarification 특성을 조사한 결과도 ES 결과와 유사하게 나타났다. 고압균질기로 제조한 emulsion 시료에 대하여 30일간 산화특성 및 안정성 연구를 진행한 결과, 제조한 emulsion의 hydroperoxides 함량이 1.880(${\Sigma}$SFA5), 1.267(${\Sigma}$SFA28), 1.062(${\Sigma}$SFA39), 0.342(${\Sigma}$SFA50) 및 0.153(${\Sigma}$SFA72)mg $H_2O_2/mL$로 서로 유의적 차이(p<0.05)를 나타내면서 불포화도가 높은 emulsion 시료일수록 hydroperoxide의 함량이 높았고, TBARS 값은 저장 30일에 6.229(${\Sigma}$SFA5), 6.801(${\Sigma}$SFA28), 6.246(${\Sigma}$SFA39), 4.419(${\Sigma}$SFA50) 및 4.226(${\Sigma}$SFA72) mg TBA/mL로 ${\Sigma}$SFA50과 ${\Sigma}$SFA72가 다른 emulsion 시료보다 유의적으로(p<0.05) 낮은 값을 보이며 산화 안정성이 우수하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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