• 제목/요약/키워드: Molecular Weight

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B형간염(型肝炎) 표면항원(表面抗原)의 주면역원(主免疫原) 결정기(決定基)에 특이(特異)한 합성(合成) Peptide의 면역원성(免疫原性)에 관한 연구(硏究) (Immunogenicity of Synthetic Peptide Specific for Major Immunogenic Determinat of Hepatitis B Surface Antigen)

  • 신광순;한수남
    • 대한수의학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.7-17
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    • 1985
  • Many investigators have been pursuing various attempts so far to produce hepatitis B surface antigen(HBsAg) vaccines using the techniques such as isolation from plasma of chronic HBsAg carrier, recombinant DNA technique or preparation of synthetic peptides specific for immunogenic determinants. Hepatitis B virus can not grow on any cell lines by the tissue culture technique at the present time. The plasma of chronic HBsAg carrier is expensive and its source is limited. The HBsAg from the recombinant DNA technique gave still very low yield. Another approach, therefore, has been initiated to develop a synthetic hepatitis B virus vaccine. The possible use of several distinct synthetic vaccines in prophylaxis can be facilitated by availability of full synthetic immunogens. Peptides synthesized for potential application as antiviral vaccines have been mostly tested in the form of conjugates with carrier proteins, although the free synthetic peptide can be immunogenic. To understand basic knowledges on the antigenicity and immunogenicity of a synthetic peptide specific for major immunogenic determinant of HBsAg, a nonapeptide, $H_2N^{139}Cys-Thr-Lys-Pro-Thr-Asp-Gly-^{146}Asn-Aba$ COOH, which corresponds to HBsAg amino acid residues 139 to 147, was synthesized by the Merrifield's solid-phase method with a slight modification. The antigenicity and immunogenicity of this specific synthetic peptide were examined comparing with purified plasma-derived natural HBsAg. The results obtained are as follows; 1. The peptide synthesized showed the identical amino acid composition to the theoretical value. The degree of purification and molecular weight were acertained by methods of high performance liquid chromatography and mass spectrometry. 2. Using m-maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide ester as a conjugating agent, the synthetic peptide was conjugated to rabbit albumin and ${\gamma}$-globulin, tetanus and diphtheria toxoids, and keyhole limpet hemocyanin. Their conjugation yields were 8.3, 9.5, 15.8, 13.5, and 11.2%, respectively. 3. The natural HBsAg was purified from plasma of chronic HBsAg carrier. By the electron microscopic observation of the purified natural HBsAg preparation, no Dane particles were observed and the preparation showed negative DNA polymerase activity. 4. Antigenicity of the synthetic peptide and the plasma-derived natural HBsAg was determined by competition radioimmunoassay using $^{125}I$-natural HBsAg. Their 50% inhibitions appeared as $90{\mu}g/ml$ and $0.12{\mu}g/ml$ for the synthetic peptide and the natural HBsAg, respectively. This indicates that the former was about 750-fold less antigenic than the latter. 5. Immunogenicity of the synthetic peptide was determined by administering the peptide-carrier conjugates into rabbits with and without Freund's complete adjuvant. Regardless the carrier proteins and adjuvant, positive immune responses to the synthetic peptide were observed. The higher antibody titers, however, were shown in the groups administered with Freund's complete adjuvant. 6. Immunizing dose 50% in mice of the various peptide-carrier conjugates was 5.47, 6.00, 65.16, 31.25 and $13.03{\mu}g/dose$ for rabbit albumin and ${\gamma}$-globulin, tetanus and diphtheria toxoids, and keyhole limpet hemocyanin, respectively, while the natural HBsAg showed $0.65{\mu}g/dose$. 7. It was postulated that homologous proteins prefer to heterologous ones as the carriers.

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효소면역전기영동이적법을 이용한 유조설고충 단세후군항체 및 환기혈청에 대한 항원특리성 분석 (Analysis of antigen specificity using monoclonal and polyclonal antibodies to cysticercus cellulosae by enzyme-linked immunoelectrotransfer blot technique)

  • 조승열;강신영;김석일
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제25권2호
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    • pp.159-167
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    • 1987
  • 기생충질환의 진단에도 이용하는 혈청학적 진단에서는 근록기생충항원과 교우반응이 나타나 특이도를 떨어뜨리는 경우가 있어 문제가 되고 있다. 진단용으로 사용하는 기생충노항원의 단백질 구성성분중 교*반응을 가장 잘 일으키는 것이 어떤 것인지를 알 수 있다면 특이도가 높은 항원을 제작하는 기본정보로 사용할 수 있을 것이다. 최근 SDS-폴리아크릴아마이드젤 전기영동(SDS-PAGE)과 효소면역전기영동이적법(EITB)을 이용하여 항원항체반응을 일으키는 단백질성분을 노항원중에서 구별할 수 있게 되었다. 이 연구에서는 유구낭미충의 낭액, 두절의 생리식염수추출액, 전낭미충추출액과 스파르가눔추출액, 포충낭액, 간질추출액, 간흡충추출액, 폐흡충추출액 등 8종의 항원에 대하여 유약낭미충증 환자 24명의 혈청과 본교실에서 제작한 단세포군항체가 어떻게 반응하는지 관찰하여 항원특이성을 분석하고자 하였다. SDS-폴리아크릴아마이드젤 전기영동은 길이 9cm, 두께 1.5mm인 10~15% linear gradient gel을 사용하였고 시료 $30{mu}l$를 sample buffier와 합께 $95^{\circ}C$에서 5분간 가열한 후 3~4시간 전기영동하였다. 분리된 단백질을 다시 100V에서 2시간 동안 Towbin buffer에서 전기영동하여 nitrocellulose 종이로 이적하였다. 그후 환자혈청(1 : 100), 단세포군항체(1 : 100)과 반응시키고 peroBidase-conjugated antihuman IgG(또는 perozidase-conjugated antimouse IgG), 기질의 순으로 반응시켜 발색하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. SDS-폴리아크릴아마이드젤 전기영동후 Coomassie brilliant blue R-250으로 염색한 바 유구낭미충 낭액에는 단백질대가 최소 23개 나타나고 그중 94, 64, 48, 39, 34, 24, 15, 10, 7kDa가 주단백질이었다. 두절추출액에는 단백질대 34개가 보였고 그중 94, 64, 39, 34, 26, 24, 21, 15, 10, 7kDa가 주단백질대이었다. 전낭미충추출액도 두절추출액과 동일한 소견을 보였다. 낭액항원과 충체추출액간에는 단백질 구성성분보다는 구성비의 차이가 심하였다. 스파르가눔 추출액은 28%, 포충낭액은 15%, 간질추출액은 22%, 간흡충추출액은 6개, 폐흡충추출액은 11개의 단백질대를 보였다. 2. 환자혈청 24개를 SDS-PAGE로 분리된 단백질대와 반응시킨 결과, 낭액항원에서는 평균 7.4개와 반응하였는 바 그중 152, 94, 72, 64, 48, 24, 15, 10, 7kDa 단백질이 가장 중요하였다. 두절 추출액과는 평균 6.3개와 반응하였고 그중 94, 64, 52, 39, 34, 15, 10kDa가 중요하였다. 스파르가눔추출액과는 평균 2.7개가 반응하였고 그중 130, 64kDa가 중요하였으며 포충낭액과는 평균 1개가 반응하였고 52, 27kDa가 중요하였다. 간질, 간흡충 및 폐흡충추출액과는 반응대가 관찰되지 않았다. 3. 단세포군항체는 낭미충낭액의 15, 10, 7kDa 및 두절추출액 10kDa와 반응하였다. 이상의 결과에서 유구낭미충의 구성단백질중 15, 10, 7kDa 등 저분자량단백질이 진단특이성이 높은 분획으로 판단하였다.

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화장품산업에서 주목추출물의 효능에 관한 연구 (A Study on the Effects of Taxus Extracts in Cosmetic Indurstry)

  • 김인영;이계종;정성원;이주동;유희창;조춘구
    • 대한화장품학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.80-98
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    • 2002
  • 주목(朱木)은 국내의 경기도 일대에서 약용, 식용, 관상수로써 재배한 것을 선정하였다. 주목의 250g의 잎과 300g의 줄기추출물은 butylene glycol (BG), Propylene glycol (PG)과 물을 사용하여 추출한 결과, 주목의 잎 추출물의 성상은 연한 갈색의 맑은 액으로, pH는 5.3$\pm$0.5, 비중은 1.012$\pm$0.05, 굴절율은 1.395$\pm$0.05이었다. 또한, 줄기 추출물의 성상은 연한 갈색의 맑은 액이 었으며, pH는 5.4$\pm$0.5, 비중은 1.012$\pm$0.05, 굴절율은 1.39$\pm$0.05이었다. 주목의 씨앗으로부터 오일을 분리하였고, 과육으로부터 polysaccharide를 고정제 추출하였다. 주목의 씨앗으로부터 얻어진 오일의 비중은 0.922$\pm$0.05, 27$\pm$0.5%의 수율을 얻을 수 있었다. 과육으로부터 얻어진 polysaccharide의 분자량은 50,000~300,000 dayton의 범위이며, 5$\pm$1.2%의 수율을 얻었다. 주목추출물의 총 polyphenols량은 잎에서는 0.563%, 줄기에서는 0.325%가 검출된 반면, 총 tannins량은 줄기와 잎에서 각각 0.054%와 0.037%를 함유하였다. 화장품에서의 효능으로써 DPPH 방법에 의한 항산화 효과는 잎에서는 75.0%, 줄기에서는 64.0%였다. Fibroblast에 의한 콜라겐 합성율은 줄기추출물은 54.16%, 잎추출물은 33.18%로 비교적 높은 활성을 보였다. 또한 PPE-inhibitors의 활성은 잎과 줄기에서 각각 13.7%와 23.5%였다. 주목씨앗 오일의 항염증 효과는 대조군인 1%의 감초추출물 24%보다 41%의 활성으로 우수한 효과를 나타내었다.

SSR 마커에 의한 최근 육성 보급된 한국 벼 품종의 다양성과 품종 판별 (Genetic Diversity and Discrimination of Recently Distributed Korean Cultivars by SSR Markers)

  • ;최근진;김홍식;송범헌;우선희;이철원;정승근;조용구
    • 한국육종학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.115-125
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    • 2009
  • 국내에서 육성된 벼 품종 중에서 1998년부터 2005년까지 국립종자관리소를 통하여 보급된 67개 벼 품종을 가지고 벼 11개 염색체로부터 선발한 20개 SSR 마커들로 분석한 결과 총 대립인자수는 149개였으며 대립인자 수의 범위는 4~14개이었고 평균 대립인자 수는 7.5개였다. 대립인자들의 분자량의 변이는 RM335에서 51bp로 가장 컸고 RM253이 4 bp로서 가장 작았다. 분석에 사용한 20개 SSR 마커의 PIC값은 0.45(RM202) ~ 0.87(RM204)의 범위이었으며 평균 PIC값은 0.67이었다. 벼의 품종판별 기술을 확립하기 위하여 20개 SSR 마커 중에서 7개의 SSR 마커(RM204, RM257, RM21, RM224, RM249, RM253 및 RM264)를 이용하였는데, 총 대립인자 수는 67개이었고, 범위는 4~14개이었으며, 평균 대립인자 수는 9.6개이었다. PIC값은 0.48(RM253) ~ 0.87(RM204)의 범위이었으며, 평균 PIC값은 0.72이었다. 7개 SSR 마커의 대립인자들의 조합으로 7단계의 판별을 통하여 총 67품종 중에서 63품종이 구별되어 약 94%가 판별되었다. 판별 1단계에서 RM204로 판별하였을 때 일미벼와 동진찰벼의 2품종만이, 2단계의 RM257로 화동벼 등 15품종이, 3단계의 RM21로는 수라벼 등 23품종이, 4단계의 RM224로는 운광벼 등 10품종이, 5단계의 RM249로는 만안벼 등 6품종이, 6단계에서는 RM253으로 신동진벼 등 3품종이, 7단계에는 RM264로 화영벼 등 3품종이 판별되었다. 이와 같이 SSR 마커의 대립인자들을 효과적으로 조합하여 이용하면 동일한 품종명으로 알려져 있지만 서로 다른 벼 품종의 판별에 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 전망된다.

멜라닌 생성 및 항산화 활성에 미치는 그라비올라 잎 추출물의 영향 (Effect of Graviola Leaves Extracts on Antioxidant Activity and Melanin Production)

  • 이규원;장지원;박수민;강기훈;윤혜수;하예진;전소정;고혜주;김문무;오영희
    • 생명과학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.662-670
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    • 2019
  • 본 연구의 목적은 그라비올라 잎의 항산화 효능과 멜라닌 생성 촉진효과를 조사하는 것이다. 먼저 AMME와 유기용매 별 분획물의 항산화 효능을 확인하기 위해 DPPH radical 소거능과, reducing power를 수행하였다. AMME와 유기용매별 분획물은 농도에 비례하여 항산화 효능이 증가하였으며, 그 중 ethyl acetate 분획물에서 가장 높은 항산화 효능을 보였다. 항산화 효능을 보인 분획물들의 멜라닌 생성에 미치는 영향을 확인하기 위해 tyrosinase activity를 수행한 결과 AMME, ethyl acetate, hexane 분획물에서 농도에 비례하여 멜라닌 생성 촉진효능이 나타났다. 그 중에서 AMME 유기 용매 별 분획물에서 멜라닌 합성 효능이 가장 좋은 hexane 분획물을 칼럼크로마토그래피를 통해 12가지 분획물로 나누어 항산화 실험과 멜라닌 합성실험을 수행하였다. 그 중 Fig. 8에서 DPPH radical 소거능과 환원력이 가장 우수한 것으로 나타났다. In vitro melanin 합성 실험 결과, Fr. 7은 $64{\mu}g/ml$ 농도에서 260%의 멜라닌 합성 효능을 보였고, Fr. 8은 $64{\mu}g/ml$ 농도에서 184%의 멜라닌 합성 효능이 관찰되었다. 최종적으로 B16F1 세포에서 Fr. 8의 $4{\mu}g/ml$ 농도에서 34%의 멜라닌 합성 효능을 보였다. LC-MS 결과 Fr. 7이 617의 분자량을 나타냈고, Fr. 8이 분자량 619의 분자량을 나타냈다. FT-IR 결과 Fig. 7과 Fig. 8 모두 Bis(2-hydroxyethly)dimerate와 비슷한 유효성분을 나타냈다. 이상의 결과로 그라비올라 잎은 천연 항산화제 또는 멜라닌 생성 촉진효과와 관련 있는 모발 제품 개발에 응용가능성이 있다고 판단된다.

Sprague Dawley 흰쥐에서 테스토스테론에 의하여 유발된 전립선 비대증에 미치는 산수유 추출물의 영향 (Effects of Corni Fructus on Testosterone-induced Benign Prostatic Hyperplasia in Sprague Dawley Rats)

  • 권다혜;황보현;최은옥;김민영;지선영;김경일;박노진;김성옥;홍수현;박철;황혜진;정지숙;최영현
    • 생명과학회지
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    • 제28권12호
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    • pp.1507-1515
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    • 2018
  • 노년기 비뇨기 계통에 가장 흔한 증상의 하나인 전립선 비대증은 요도를 둘러싼 전립선의 주위의 평활근과 상피세포의 과다 증식에 의한 것이다. 산수유는 강력한 항산화 효과로 인하여 다양한 질병의 예방 및 치료에 효과적이라고 보고되었지만 전립선 비대증에 대한 효능은 아직 알려지지 않았다. 본 연구에서는 산수유 열수 추출물이 testosterone에 의하여 유도되는 전립선 비대증에 미치는 영향을 조사하였다. 실험동물 내재성 testosterone의 영향을 배제하기 위해 거세를 하였으며, 전립선 비대증을 유도하기 위해, testosterone propionate (TP)를 피하 주사하였다. 산수유 추출물은 TP 주입과 함께 매일 경구 투여하였고, $5{\alpha}$-reductase type 2의 선택적 억제제인 finasteride를 양성 대조군으로 사용하였다. 본 연구의 결과에 의하면, 산수유 추출물 투여군에서는 finasteride 처리군에서와 마찬가지로 혈청 내 dihydrotestosterone 농도가 억제되었으며 전립선 무게 증가와 조직병리학적 변화가 유의하게 감소되었다. 산수유 추출물은 또한 전립선 조직 및 혈청에서 각각 TP에 의해 증가된 $5{\alpha}$-reductase type 2의 발현 및 농도를 유의적으로 억제하였다. 아울러 산수유 추출물은 TP에 의하여 유도된 AR, AR의 co-activator 및 세포증식 마커 단백질들의 발현 증가뿐 만 아니라 prostate-specific antigen의 수치와 발현도 감소시켰다. 결론적으로 산수유 추출물은 전립선 비대억제를 위한 식의약 소재로서의 개발 가능성이 매우 높음을 의미한다.

세라믹 대퇴 골두 및 교차결합 초고분자량 폴리에틸렌 라이너를 이용한 65세 이상 무시멘트형 인공 고관절 전치환술: 최소 5년 중기 추시 결과 (Cementless Total Hip Arthroplasty Using Ceramic Femoral Head on Cross-Linked Ultra-High-Molecular Weight Polyethylene Liner in Patients Older than 65 Years: Minimum Five-Year Follow-Up Results)

  • 윤호현;정지영;심현보;박재홍
    • 대한정형외과학회지
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    • 제53권6호
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    • pp.490-497
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    • 2018
  • 목적: 65세 이상 노인 환자들을 대상으로 세라믹 대퇴 골두 및 교차결합 폴리에틸렌 라이너를 인공 관절면으로 사용한 무시멘트형 인공 고관절 전치환술의 최소 5년 이상 임상 및 방사선 추시 결과들을 분석하여 세라믹-폴리에틸렌 관절면의 유용성 여부를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2010년 3월부터 2012년 9월까지 65세 이상 노인 환자 51명(56 고관절)을 대상으로 후향적 연구를 진행하였다. 평균 연령은 $70.9{\pm}5.1$세였다. 임상 평가는 Harris hip score를 이용하였고, 방사선 평가는 비구 컵 경사각 및 전염각, 대퇴 스템 정렬 상태, 마모를 측정하였다. 수술 후 합병증 발생 유무도 조사하였다. 결과: 임상 평가상 Harris hip score는 수술 전 평균 48점에서 최종 추시 시 평균 87점으로 향상되었다(p<0.05). 방사선 평가상 평균 비구 컵 경사각은 $40.9^{\circ}{\pm}6.4^{\circ}$, 평균 비구 컵 전염각은 $20.3^{\circ}{\pm}8.1^{\circ}$였다. 거상 라이너를 사용한 16예에서 평균 비구 컵 전염각은 $14.3^{\circ}{\pm}7.9^{\circ}$, 중립 라이너를 사용한 40예에서 평균 비구 컵 전염각은 $22.4^{\circ}{\pm}9.1^{\circ}$였다(p<0.05). 평균 대퇴 스템 정렬각은 $0^{\circ}$도(범위, 내반 $4^{\circ}$-외반 $4^{\circ}$)였다. 평균 선상 마모량은 $0.458{\pm}0.041mm$였으며 평균 연간 선상 마모율은 $0.079{\pm}0.032mm/yr$였다. 수술 후 합병증으로 대퇴 스템 주위 골절 6예(10.7%)가 발생하였다. 결론: 본 연구 결과 분석상 탈구나 세라믹-폴리에틸렌 관절면에서 기인한 합병증이 없으므로 65세 이상 노인 환자에서 무시멘트형 인공 고관절 전치환술 시행 시 세라믹-폴리에틸렌 관절면을 유용하게 사용할 수 있으나 수술 중 대퇴 스템 주위 골절 발생을 방지하기 위한 좀 더 세심한 노력이 필요하다.

버크셔 돼지 육질 형질과 Enoyl-CoA delta isomerase 2 (ECI2) 유전자 nsSNP의 연관성 분석 (The identification of non-synonymous SNP in the Enoyl-CoA delta isomerase 2 (ECI2) gene and its Association with Meat Quality Traits in Berkshire pigs)

  • 황정혜;안상미;박다혜;강덕경;김태완;박화춘;하정임;김철욱
    • 한국국제농업개발학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.277-284
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    • 2018
  • 본 연구는 돼지 농가의 생산성 향상 및 수익성 증대를 위한 분자 육종 기술에 적용할 유전자 마커를 개발하기 위해 수행되었다. 분석 결과에 따르면, 돼지의 간 조직을 이용하여 RNA-Sequencing을 수행한 결과 ECI2 유전자의 SNP를 발견하였고 발견된 SNP chr 7:g.2302809는 c.608로 608번째 C가 G로 변환되어 Threonine에서 Serine으로 아미노산이 치환되는 단일염기다형성임을 확인하였다. Berkshire 돼지 430으로 ECI2 유전자형과 육질 형질과의 연관성 분석 결과 도 체중, 적색도, 육즙 손실, 수분 함량 및 $pH_{24hr}$에서 유의성을 확인할 수 있었다. 그중 GG 유전자형은 $pH_{24hr}$에서 다른 유전자형에 비해 수치가 증가시키는 경향을 확인하였다. 성별에 따른 유전자형과 육질 형질과의 연관성은 거세돈에서 GG 유전자형이 육즙 손실의 감소와 $pH_{24hr}$에서 유의성이 확인되었고, 암퇘지의 GG 유전자형도 수분함량이 증가되었다. 따라서 ECI2 유전자의 GG 유전자형을 가진 돼지가 육질이 더 좋은 것으로 판단된다. 이러한 결과를 바탕으로 ECI2의 GG 유전자형을 고정시킨다면 육질이 우수한 돼지고기 생산이 가능할 것이다. 또한 ECI2 유전자를 이용하여 품종개량 및 조기 선발 기술에 바이오마커로 활용한다면 농가의 경쟁력 강화 효과에 도움이 될 것으로 사료된다.

고속회전식 수동형 채집 장치를 이용한 한반도 주변해역에서의 자유용존상 PAHs 측정 (Determination of Freely Dissolved PAHs in Seawater around the Korean Peninsula Using High Speed Rotation-Type Passive Sampling Device)

  • 장유리;이효진;정해진;정다영;김나영;김기범
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제26권1호
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    • pp.37-48
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    • 2021
  • 본 연구에서는 해수 중 생물에게 실질적으로 이용되어질 수 있는 자유용존상 농도(freely dissolved concentration)를 보다 쉽고 빠르게 검출하고자 해수를 고속으로 회전시키는 수동형 채집 장치를 제작하였다. 이 고속회전식 수동형 채집 장치(high speed rotation-type passive sampling device)를 한반도 주변해역에 적용하여 해수 중 다환방향족탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)의 자유용존상 농도를 측정하였다. 또한 대용량 해수 채취법(high volume water sampling)으로부터 구한 PAHs의 용존상 농도(dissolved concentration)와 고속회전식 수동형 채집 장치로부터의 자유용존상 농도를 비교하여 생물에게 직접적으로 이용 될 수 있는 비율을 조사하였다. 그 결과, 고속회전식수동형 채집 장치 모터의 회전속도를 900 rpm으로 가동하였을 때, 소수성이 낮은 저분자 PAHs 화합물(log KOW 3.4 ~ 5.2)은 5시간 만에 평형에 도달하였다. 반면 소수성이 비교적 높은 고분자 화합물(log KOW 5.6 ~ 6.8)의 경우, 평형에 도달하는 데 걸리는 시간은 최소 2일에서 한 달 정도 소요될 것으로 예상되었다. 그러나 실행보정물질(performance reference compounds)를 이용할 경우, 5시간 가동만으로도 평형상태에서의 고분자 화합물의 농도 예측이 가능하였다. 수동형 채집 장치를 적용하여 측정된 조사해역에서의 PAHs의 자유용존상 농도는 0.32 ~ 1.2 ng/L으로 다른 대양에서의 농도보다는 높았지만, 항구나 해안과 같은 연안보다는 매우 낮은 수준이었다. 용존상 및 자유용존상이 모두 검출된 PAHs를 대상으로 생물에게 이용 될 수 있는 비율은 서해병 폐기물 배출해역 위치와 인접한 조사구간에서 가장 높았다. 또한 생물 체내 잔류농도를 예측하였을 때, 폐기물 배출해역이 포함된 외해가 연안보다 비교적 높은 것으로 나타났다.

막걸리 주박 가수분해 산물과 propionic acid를 탄소원으로 이용한 Bacillus sp. EML-5020 균주로부터 poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) 생합성 (Production of Poly (3-Hydroxybutyrate-co-3-Hydroxyvalerate) by Bacillus sp. EMK-5020 Using Makgeolli Lees Enzymatic Hydrolysate and Propionic Acid as Carbon Sources)

  • 권경진;김종식;정정욱
    • 생명과학회지
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    • 제32권7호
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    • pp.510-522
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    • 2022
  • Poly (3-hydroxyalkanoates) (PHA)는 탄소원과 에너지원으로서 미생물이 과립형태로 생합성하는 열가소성 플라스틱이다. PHA 중 가장 연구가 많이 된 polyhydroxyburyrate (PHB)는 높은 결정성과 부서지기 쉬운 성질로 인해 사용 및 응용범위가 제한적이다. 따라서 본 연구에서는 polypropylene과 좀 더 유사한 성질을 지닌 PHA를 생합성하고자, 3-hydroxybutyrate와 3-hydroxyvalerat의 공중합체인 poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerat) (PHBV)를 생합성하는 Bacillus sp. EMK-5020 균주를 토양에서 분리하였다. 플라스크로 배양한 결과, Bacillus sp. EMK-5020 균주는 효소를 이용한 막걸리 주박 가수분해산물(enzymatic makgeolli less hydrolysate, MLEH)에 포함된 환원당(환원당MLEH)을 단일 탄소원으로 이용하여 1.3%의 3HV가 함유된 PHBV를 생합성하였으며, 보조탄소원으로 첨가한 propionic acid의 양이 증가할수록 3HV의 함량이 증가하여 최대 48.6%의 3HV가 포함된 PHBV를 합성하였다. 이 결과를 바탕으로 환원당MLEH (20 g/l)와 propionic acid (1 g/l)를 각각 주 탄소원 및 보조탄소원으로 이용하여 3 l 발효기에서 균주를 72시간 배양한 결과 6.4 g/l DCW와 8.9% 3HV를 함유하는 PHBV (MLEH-PHBV)를 50 wt% 생합성함을 확인하였다. 겔 투과 크로마토그래피 분석을 통해 MLEH-PHBV의 평균 분자량은 152 kDa으로 standard PHBV의 평균 분자량(314 kDa)에 비해 절반으로 감소한 것을 확인하였으며, 열중량을 분석한 결과 MLEH-PHBV의 분해 온도가 standard PHBV보다 20℃ 높은 273℃임을 확인하였다. 결론적으로 본 연구에서는 Bacillus sp. EMK- 5020균주를 이용하여 MLEH 및 propionic acid를 탄소원으로 사용하여 다양한 3HV 분획을 함유하는 PHBV생합성할 수 있었으며, 대량배양을 통해 생합성된 8.9% 3HV를 함유한 PHBV-MLEH는 standard PHBV (8% 3HV)에 비해 높은 열 안전성을 지닌 것을 확인하였다.