• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제42권1호
• /
• pp.73-81
• /
• 2014

본 연구에서는 명아주과 수송나물속 솔장다리(Salsola collina Pall.) 추출물의 항산화 및 항암 활성을 분석하였다. 먼저 솔장다리의 에탄올 추출물의 DPPH radical scavenging activity를 분석한 결과, $IC_{50}$가 $4.82{\mu}g/ml$로 나타나 강한 항산화능을 보유하였음을 확인하였다. 또한 대장암 세포주(HT29), 폐암 세포주(A549), 간암 세포주(HepG2)를 사용하여 솔장다리 추출물의 암세포 사멸효과를 분석한 결과, $IC_{50}$가 각각 43.8, 64.1, $92.5{\mu}g/ml$로 강력한 세포사멸효과를 나타냈으며 특히 HT29에 대한 강한 사멸효과를 보였다. 솔장다리 추출물의 항암 활성 기전 분석을 위해 세포주기를 분석한 결과, 대장암세포인 HT29의 G2/M arrest를 유도하였으며 최고 농도인 $60{\mu}g/ml$까지 S기 세포수가 증가하였다. 세포주기관련 단백질의 발현 분석 결과, 솔장다리 추출물을 처리한 경우, G2기에서 M기로의 전이에 필수적인 단백질인 Cdc25C와 cyclin A의 발현이 감소되었고, 반면 Cdc25C와 Cdc2의 불활성화 형태인 p-Cdc25C, p-Cdc2는 증가하였다. 또한 p21과 Wee1의 발현도 증가되었다. 하지만 p53의 발현량은 변화가 없었다. 이러한 결과는 솔장다리 추출물을 처리한 경우, p53 비의존적으로 p21의 발현이 증가되어 cyclin A/Cdc2 complex의 활성이 조절되고, 이어서 G2/M phase의 check point에 작용하는 Wee1의 발현증가 및 Cdc25C, Cdc2의 인산화에 의한 불활성화를 통하여 G2/M arrest가 유도되는 것을 시사한다. 또한 솔장다리 추출물 처리에 의해 S기 진행을 조절하는 Cdk2의 발현량도 감소하여, cyclin A/Cdk2 complex가 감소되어 S기의 세포수가 증가한 것으로 보인다. 따라서 본 연구 결과를 통해 솔장다리 추출물이 높은 항산화 활성을 지니며 암세포의 세포주기를 조절하여 높은 항암 활성을 보유함을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제42권1호
• /
• pp.32-40
• /
• 2014

본 연구에서는 도심 학교 운동장(soil A)과 화단(soil B, C, & D)에서 채취한 토양의 잠재적인 메탄 산화 및 생성능을 평가하였다. 토양 원시료 중 메탄 산화균 수를 정량 분석한 결과, 운동장 토양(soil A)는 $6.1{\times}10^3$ gene copy number/g dry weight soil이었으나, 화단 토양(soil B~D)는 $1.6-1.9{\times}10^5$ gene copy number/g dry weight soil이었다. 토양을 넣은 혈청병에 메탄 가스를 주입하여 잠재 메탄 산화능을 평가한 결과, 운동장 토양은 다른 토양보다 메탄을 산화하기까지 긴 유도기를 보였으나, 유도기 이후에는 화단 토양과 거의 유사한 메탄 산화능을 나타냈다. 또한 운동장 토양의 메탄 산화균 수는 $2.3{\times}10^7$ gene copy number/g dry weight soil까지 증가하여 화단 토양의 메탄 산화균 수($1.2-2.8{\times}10^8$ gene copy number/g dry weight soil)과 유의적 차이를 보이지 않았다. 교정에서 채취한 토양의 메탄 생성 거동도 메탄 산화와 유사한 패턴을 보였다. 토양 원시료의 메탄 생성균 수는 화단 토양($1.3-3.4{\times}10^7$ gene copy number/g dry weight soil)에 비해 운동장 토양($1.7{\times}10^5$ gene copy number/g dry weight soil)이 훨씬 적었다. 그러나 토양에 유기물을 첨가한 후 메탄 생성 현상이 발휘된 후에는 메탄 생성 균수는 운동장 토양과 화단토양 모두 $10^7$ gene copy number/g dry weight soil 수준이었다. 본 연구를 통해 도심 교정에서 채취한 네 종류의 토양은 모두 메탄 산화균 및 생성균을 가지고 있으며, 메탄 산화와 생성에 적합한 조건이 되면, 메탄 산화균 및 생성균의 개체군이 증가하여 메탄을 산화하거나 생성할 수 있는 잠재력을 지니고 있음을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제42권2호
• /
• pp.170-176
• /
• 2014

본 연구에서는 Euptelea pleiosperma 에탄올 추출물(EPEE)의 항산화능과 항염증 생리활성을 in vitro assay system 및 cell culture model system을 이용하여 분석하였다. 먼저 EPEE의 항산화능을 DPPH radical scavenging activity로 분석한 결과 radical 소거능의 정도가 양성 대조군으로 사용한 ascorbic acid 보다 높은 활성을 보여 매우 강한 항산화능을 보유함을 확인하였다. 또한 RAW 264.7 세포주를 이용한 $H_2O_2$ 및 LPS의 유도에 의해 생성된 ROS에 대한 소거능을 분석한 결과에서도 농도의존적인 강한 소거능을 보였다. 뿐만 아니라 대표적인 항산화효소 중 하나로 천연물에 의한 항산화능 활성에 의해 주로 발현이 유도되는 hemeoxygenase 1 (HO-1) 및 그 전사 인자인 nuclear factor-E2-related factor 2 (Nrf2)의 단백질 발현이 EPEE의 처리에 의해 유의적으로 증가됨을 보였으며 이러한 HO-1 및 Nrf2의 발현 변화는 상위신호전달계인 MAPKs 및 PI3K/Akt 에 의해 조절될 가능성을 보였다. 한편 EPEE가 LPS에 의해 유도된 NO 생성에 미치는 영향을 분석한 결과 농도의존적인 NO 생성 저해능을 보였으며 이는 NO 생성 단백질인 iNOS의 발현 저해에서 기인함을 확인하였다. 이와 같은 EPEE의 NO 생성 억제 효과는 염증 상위신호전달계인 NF-${\kappa}B$ 및 AP-1의 조절을 통해 일어날 가능성을 보였다. 이러한 결과를 통해 EPEE의 높은 항산화능과 항염증 활성을 처음으로 확인하였으며 향후 기능성 소재로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제42권2호
• /
• pp.162-169
• /
• 2014

본 연구에서는 팥의 유용기능을 이용한 고부가가치 식품개발을 목표로 무처리한 생팥 분말과 1차 자숙 후 고온 증자하고 동결건조하여 제조된 식용 팥 분말을 대상으로 에탄올 추출물을 조제하고, 각각의 유용성분 및 항산화, 항균, 항당뇨, 및 항혈전 활성을 평가하였다. 추출효율의 경우 생팥보다 증자팥이 약 1.2배 증가되었으며, 추출물의 총폴리페놀 함량도 증자팥이 1.2배 증가되었다. 그러나, 증자팥의 총플라보노이드 함량은 생팥 대비 30% 수준으로 감소하였으며, 총당 및 환원당 함량 역시 생팥 대비 27.9% 및 30.8% 수준으로 감소하였다. 항산화 활성은 생팥 및 증자팥에서 모두 우수한 음이온 및 양이온 소거능을 나타내었으나, 생팥이 증자팥보다 강력하였으며, 환원력 및 nitrite 소거능에서도 생팥 추출물이 우수하였다. 한편 ${\alpha}$-amylase 저해활성은 생팥에서 우수하였으며, ${\alpha}$-glucosidase 저해활성은 증자팥에서 상대적으로 우수하였다. 가장 특이한 활성은 항혈전 활성 평가에서 확인되었으며, 생팥 추출물은 매우 강력한 프로트롬빈 및 혈액응고인자 저해를 나타낸 반면 증자팥 추출물에서는 거의 활성이 나타나지 않았다. 상기 결과는 생팥의 증자과정 중 유용성분의 소실 및 유용활성의 손실이 나타남을 의미하며, 향후 생팥의 적합한 삶기 공정, 열처리 및 건조공정의 개발이 필요하며, 특히 현재까지 대부분 폐기되고 있는 증자팥 제조단계의 팥 자숙액의 효율적인 이용에 대한 연구가 필요함을 제시하고 있다. 본 연구결과는 기능성 팥 음료 및 양갱 제조 등을 위한 팥 고부가가치 식품 개발 기본자료로 활용될 것이다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제28권11호
• /
• pp.1186-1191
• /
• 2006

본 연구에서는 독성 3가 비소의 효율적인 처리를 위한 여과시스템 구성조건을 찾기 위해 모래표면에 산화망간이 코팅된 MCS(Manganese-coated sand)와 산화철이 코팅된 ICS(Iron-coated sand)를 여과재질로 사용하여 MCS 단층, ICS 단층 그리고 ICS와 MCS의 충전비를 달리한 여러 칼럼반응기내에서의 비소 산화 및 흡착실험을 실시하였다. MCS 만을 사용한 경우 다른 반응기에서 보다 빨리 비소의 파과가 시작되었지만 유출수내의 비소는 대부분 AS(V)로서 MCS가 3가 비소를 효과적으로 산화시킴을 알 수 있었다. 반면 ICS 만을 사용한 경우 3가 비소의 산화는 확인되지 않았지만 총 비소의 파과시간은 MCS 만을 사용한 것보다 5배 이상 지연되어 나타났다. 완전파과가 이루어졌을 때 1 kg의 ICS에 의해 제거된 3가 비소는 36.1 mg이었다. MCS와 ICS를 병합 사용한 칼럼반응기의 최적 구성조건 도출을 위해 ICS의 충전량은 고정시키고 세가지 다른 ICS/MCS 비 조건에서 칼럼실험을 실시하였다. ICS/MCS 충전비의 변화에도 불구하고 비소의 파과시간은 비슷하였지만 ICS/MCS 충전비가 감소할수록 비소 파과곡선이 상대적으로 완만하게 나탄났다. 그리고 ICS/MCS 충전비가 감소할수록 유출수내의 3가 비소농도는 점차 낮아졌으며 ICS와 MCS를 동일량 충전시킨 칼럼의 유출수내 3가 비소 농도는 모든 반응시간대에서 50 ppb 이하로 존재하였다. 이것은 3가 비소 산화효율은 MCS 충전량과 관계가 있음을 제시하는 것이다. 동일량의 ICS와 MCS를 충전시킨 칼럼반응기에 의한 비소제거량을 여과재질의 다위 kg당으로 환산하면 68.5 mg에 해당하였다.운전 방법 보다 오존의 투입농도를 증가시키거나 오존 접촉조의 체류시간을 증가시켜 운전하는 방식이 1,4-dioxane 제거에 대해 효과적인 운전 방법으로 조사되었다. flux 감소에 대한 NOM의 분자량 분포 영향을 살펴본 결과, 전반적으로 2,000 g/mol 이하의 분자량 범위에서 90% 이상의 분포범위를 나타내고 있어 투과 flux 감소에 대한 유기물 분자량 크기분포의 영향은 없는 것으로 나타났다. 하류에 위치한 취수 원수에 미치는 영향은 미미한 것으로 판단되었다. 수 있었다.문에, 이 연구에서 개발된 수치모델은 퇴적물에서 일어나는 미량 오염 물질의 거동을 파악하기 위해 유용하게 사용되어질 수 있을 것으로 사료된다.on between instantaneous attack angle of blade section and the resultants real time force components. Through these investigation it is found out that the conventional imagination that the 7cull motion should be effective in generating lift force must be reconsidered because the attack angle of scull blade are too great to free from stall phenomena during the sculling operation.잠119>잠113>잠120의 순이었다.지방산의 조성이 많은 차이를 보였다.{2+}$ 26 및 $Na^+$ 26 mg $L^{-1}$이었다. 양액 재배 후 버려지는

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.1159-1170
• /
• 2000

여러 가지 대기오염물질을 규제대상으로 지정하여 대기중으로 방출되는 대기오염물질에 대한 적절한 처리와 방지를 통하여 대기질을 개선하는 작업이 필요하다. 특히 도시지역의 경우 이들 오염물질 중 시정의 악화, 인체보건학상 급 만성 장애를 초래하며, 재산상의 피해를 주는 분진 에 대해 최근 관심이 모아지고 있다. 이러한 분진의 농도 중가에 따른 피해를 저감시키기 위해서 는, 먼지의 농도 특성 자료에 근거한 적절한 통제전략을 수립할 필요가 있다. 이러한 배경에서 본 연구는 부산지역의 도시분진 오염도에 대한 적절한 관리를 위해 부산지역의 대기중 $PM_{2.5}$의 질량농도 및 수용성 음이온성분($Cl^-$, $NO_3{^-}$, $SO_4{^{2-}}$)의 농도 특성을 $PM_{10}$의 경우와 대비하여 비교 평가하였다. 시료채취기간은 1999년 5월부터 1999년 11월까지이며, 각 38회의 $PM_{2.5}$ 및 $PM_{10}$의 시료를 채취하여, 그 질량농도와 수용성 음이온성분 ($Cl^-$, $NO_3{^-}$, $SO_4{^{2-}}$) 의 농도 특성을 분석하였다. $PM_{2.5}$의 전체기간동안 평균농도는 $35.016{\mu}g/m^3$으로 산정되었으며, $PM_{10}$ 평균농도 ($50.293{\mu}g/m^3$)에 대한 $PM_{2.5}$의 질량농도비 평균은 0.692로 산정되었다. $PM_{2.5}$ 중 수용성 음이온성분의 전체평균농도는 각각 $1.581(Cl^-)$, $3.690(NO_3{^-})$ 그리고 $12.825(SO_4{^{2-}}){\mu}g/m^3$으로 나타났으며, $PM_{10}$은 각각 $2.471(Cl^-)$, $5.819(NO_3{^-})$ 그리고 $14.414(SO_4{^{2-}}){\mu}g/m^3$으로 나타났다. 각 성분들간의 상관분석을 시행한 결과, $PM_{2.5}$와 $PM_{10}$ 질량농도의 상관성은 0.945로 상당히 높은 상관관계를 나타내었다. $PM_{2.5}$ 질량농도와 각 성분들간에는 $Cl^-$(0.025), $NO_3{^-}$(0.788), 그리고 $PM_{10}$ 질량농도와는 $Cl^-$(-0.019), $NO_3{^-}$(0.806), 그리고 $SO_4{^{2-}}$)(0.535)의 상관성을 나타내었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.43-52
• /
• 2000

본 연구에서는 황토(montmorillonites)를 주성분으로 하는 토양탈취상 반응기에서 황화수소($H_2S$) 및 메틸메르캅탄 ($CH_3SH$) 의 황화합물 악취가스에 대한 황토의 물리화학적인 제거실험과 황토와 왕겨, 농축슬러지를 혼합 충진한 경우의 생물학적 제거특성 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. Batch test를 통하여 황토를 건조 및 습윤상태의 조건에서 황화합물의 제거율을 비교한 결과, 제거율비(wet/dry) 는 $H_2S$가 1.2, $CH_3SH$가 1.9로 나타나 토양입자의 단순 흡착보다는 수분을 함유하고 있는 경우에 제거율이 높아진다는 것을 확인하였다. SV와 유입부하를 상승시킬 경우 농축슬러지를 식종한 경우(Reactor-4) 에는 부하변동에 관계없이 평균 98% 이상의 안정되고 높은 제거율을 보였으나 그렇지 않은 경우 (Reactor-3)에는 제거율이 크게 감소하는 경향을 나타내었다. 정압변화의 경우 SV의 증가에 따라 정압도 약간씩 상승하였고 Reactor-4에서는 Reactor-3보다 다소 높은 편이었으나 비교적 안정적인 것으로 나타났다. pH와 $SO_4{^{2-}}$농도의 변화를 보면, SV $150h^{-1}$과 SV $200h^{-1}$의 조건에서 Reactor-4는 $SO_4{^{2-}}$가 1.138mg/L까지 증가했으나 pH는 5.8정도에서 안정을 유지하면서 98%이상의 높은 제거율을 보여 Reactor-3보다 훨씬 좋은 결과를 나타내었다. 위의 결과로부터 황화합물 악취가스를 황토 토양상에서 처리할 경우 pH를 안정시킬 수 있고 또한 혼합균이 다량 포함되어 있는 농축활성슬러지를 식종함으로써 높은 탈취효율을 얻을 수 있다는 것을 알았으며, LV를 8.3mm/sec로 상승시킨 구간에서 정압의 감소와 함께 제거율이 크게 감소하는 것으로 나타나 LV를 8mm/sec 이하로 운전한다든지 수분함량의 조절 및 다른 탈취재료들을 혼합하는 등의 개선방안을 강구한다면 국내에 기 설치된 토양탈취상이나 기타 쓰레기 매립장 등 다양한 악취 발생시설에 적용이 가능할 것으로 생각한다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.33-42
• /
• 2000

중금속은 토양 내에서 비보존성 화학물질로 작용하므로 흡착에 의해 지연효과가 발생할 수 있고 흡착은 pH에 영향을 받는다고 보고된 바 있다. 그러므로 토양 및 지하수 오염을 예방하고 복구하기 위해서는 다양한 pH조건에서 중금속의 이동형태를 파악하는 것이 중요한 연구과제가 된다. 본 연구에서는 사질토양에서 pH에 따른 중금속의 이동특성을 연구하기 위하여 배치실험과 주상실험올 수행하였다. 배치실험의 경우 초기농도별로 11가지의 $ZnCl_2$ 40 mL 용액과 사질토양 10g을 교반기에서 72시간 반응시켜 평형상태에 도달하게 한 후 용액을 채취하여 Zn, Ca, Mg의 세 가지 양이온을 ICP-AES로 분석하였다. 주상실험은 3가지 pH조건 (7.7, 5.8, 4.1)에서 10 g/L의 KCl과 $ZnCl_2$를 추적자로 사용하여 순간주입 (pulse injection) 형태로 토양시료 상부에 투입한 후 Time Domain Reflectometry (TDR)를 사용하여 10 cm 깊이에서 잔존수농도를, EC-meter와 ICP분석을 통하여 20 cm 깊이의 하부 경계면에서 침출수농도를 분석하였다. 배치실험 결과, Zn은 Ca, Mg와 이온교환의 형태로 흡착이 발생하였고 등온 흡착방정식의 각 모델 (Linear, Freundlich, Langmuir)별로 최저 1.2에서 최고 614.1의 지연계수를 나타냈다. 주상실험에서도 모든 pH조건에서 Zn이온이 이온교환을 하여 흡착이 발생하였으나, 잔존수와 침출수 형태의 파과곡선 모두에서 Zn이용의 첨두농도 도달시간이 K이온과 일치하여 지연효과는 발생하지 않은 것으로 나타났다. 이는 정상류 상태로 부과한 낮은 배경농도의 용탈수내에 Zn보다 강한 이온교환능을 가지는 원소가 존재하지 않아 Zn의 탈착이 발생하지 않았기 때문이다. pH가 낮을수록 Zn는 용액내 수소이온 ($H^+$)의 증가로 치환능이 감소하여 첨두농도가 높게 나타났고, 상대적으로 치환되는 Ca, Mg의 양은 줄어들었다. 따라서 본 연구에 적용된 배치실험과 주상실험의 조건하에서는 Zn이온이 이온교환반응에 의한 흡착이 발생하였으나 지연효과는 발생하지 않았고 가장 낮은 pH에서 첨두농도가 최고 12.7배까지 증가하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.1093-1101
• /
• 2000

본연구의 목적은 국내의 기존 하 폐수처리장에 생물막을 적용하여 BNR공정으로 전환 및 개조하거나 생물막 공법을 적용한 BNR공정을 3차 처리로 적용할 수 있는 새로운 공정을 개발하는 데 있다. 우리 나라 하수의 $SCOD_{cr}/T-N(NH_4{^+}-N+NOx-N) $ 비는 다른 나라에 비하여 상대적으로 낮기 때문에 완전한 탈질화를 얻기 위해서는 외부탄소원을 반드시 공급해야만 한다. 본 연구에서의 $SCOD_{cr}/NH_4{^+}-N$비는 2.49이었으며, 실험기간 동안 유입수 $NH_4{^+}-N$농도는 25에서 37 mg/L로 변화되었다. 하수처리시 질소제거능을 향상시키기 위하여 R-1(무산소/중간침전조/호기성/무산소/호기성)과 R-2(호기성/중간침전조/무산소/무산소/호기성)의 생물막을 이용하는 두 공정을 적용하였다. 외부탄소원을 투여하지 않은 조건에서 $NH_4{^+}-N$와 T-N의 유출수질과 제거효율은 R-1공정이 R-2공정에 비하여 하수로부터 질소제거에 보다 적절한 것으로 평가되었다. 무산소 반응조의 $SCOD_{cr}/NOx-N$비와 T-N제거효율을 고려하였을 때, R-1공정이 원하수내 유기물질의 분배에 있어서 더 효과적인 것으로 사료되었다. R-1 공정과 R-2공정에서 1 g의 $NH_4{^+}-N$를 제거하는데 요구되는 알칼리도는 R-1과 R-2 각각 5.18과 5.76(g $CaCO_3/g$ removed $NH_4{^+}-N$)이었으며, 이는 활성슬러지 BNR공정에 비하여 낮았다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제48권2호
• /
• pp.205-214
• /
• 2020

남세균은 수계나 토양 생태계에서 질소 고정 능력으로 인해 질소순환 과정에 중요한 역할을 하는 미생물로 다양한 산업분야에서 활용될 수 있는 유용 물질을 생산할 수 있다. 또한 일부 종은 수생태계에서 유해조류 번성을 일으켜 수자원의 이용을 제한한다. 일반적으로 생물소재은행은 관련 연구를 위해 남세균 배양주를 제공하는 역할을 한다. 하지만 국내 생물소재은행에서는 남세균의 체계적인 보존이 미비한 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 분리한 Trichormus variabilis (syn. Anabaena variabilis)를 대상으로 알긴산 마이크로캡슐을 이용한 동결보존기술을 개발하였다. 동결보존제만 사용하는 일반 동결보존법과 세포를 마이크로캡슐에 포집한 후 동결보존제를 혼합하는 두 가지 방법으로 실험을 수행하였고 각각의 효율을 비교하였다. T. variabilis 동결보존 후 35일간 재배양하여 세포수를 비교한 결과 두 가지 동결보존법 모두 재생에 성공하였으며, 초기 농도 1.0 × 10⁵ cells에서 마이크로캡슐 방법은 6.7 × 10⁶ cells로, 일반 동결 보존법은 1.1 × 10⁷ cells로 증가되었다. 또한 배양 14일 후 T. variabilis 세포의 부정형 형태를 발견하였다. 세포 소기관을 관찰하기 위해 투과전자현미경(TEM) 분석을 하였고 lacunae와 lipid body의 크기가 줄어든 것을 확인하였다. 세포 형태와 관련된 mreB 유전자가 동결보존 전에 비해 동결 보존 후 발현량이 54.7%로 감소된 것을 확인하였다. 본 연구결과를 통해 향후 사상성 남조류에 대하여 보존제와 마이크로캡슐을 이용한 동결보존이 가능할 것으로 기대된다.