• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권5호
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• pp.1154-1163
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• 2024

Glucosylation is a well-known approach to improve the solubility, pharmacological, and biological properties of flavonoids, making flavonoid glucosides a target for large-scale biosynthesis. However, the low yield of products coupled with the requirement of expensive UDP-sugars limits the application of enzymatic systems for large-scale. C. glutamicum is a Gram-positive and generally regarded as safe (GRAS) bacteria frequently employed for the large-scale production of amino acids and biofuels. Due to the versatility of its cell factory system and its non-endotoxin producing properties, it has become an attractive system for the industrial-scale biosynthesis of alternate products. Here, we explored the cell factory of C. glutamicum for efficient glucosylation of flavonoids using apigenin as a model flavonoid, with the heterologous expression of a promiscuous glycosyltransferase, YdhE from Bacillus licheniformis and the endogenous overexpression of C. glutamicum genes galU1 encoding UDP-glucose pyrophosphorylase and pgm encoding phosphoglucomutase involved in the synthesis of UDP-glucose to create a C. glutamicum cell factory system capable of efficiently glucosylation apigenin with a high yield of glucosides production. Consequently, the production of various apigenin glucosides was controlled under different temperatures yielding almost 4.2 mM of APG1(apigenin-4'-O-β-glucoside) at 25℃, and 0.6 mM of APG2 (apigenin-7-O-β-glucoside), 1.7 mM of APG3 (apigenin-4',7-O-β-diglucoside) and 2.1 mM of APG4 (apigenin- 4',5-O-β-diglucoside) after 40 h of incubation with the supplementation of 5 mM of apigenin and 37℃. The cost-effective developed system could be used to modify a wide range of plant secondary metabolites with increased pharmacokinetic activities on a large scale without the use of expensive UDP-sugars.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제61권1호
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• pp.101-108
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• 2018

본 연구에서는 국내산 상황버섯의 효소 가수분해 전처리를 통한 ${\beta}-glucan$의 최적 추출조건을 확립하고 그에 따른 활성을 알아보고자 추출 조건에 따른 생이화학적활성을 측정하였다. 효소가수분해 조건을 최적화하기 위해 실시한 반응표면분석법의 결과 0.66%(v/v)의 viscozyme 농도에서 6.08시간 반응하는 것이 최적이라 예측되었으며($R^2=0.9245$), 이에 따라 최적 추출 조건에서 추출한 시료의 ${\beta}-glucan$ 함량은 1.9594 g/100 g으로 측정되었다. 추출 수율(0.76-16.40%)은 EBE가 NEBE에 비해 약 3배 높았다. ${\beta}-glucan$ 순도(11.15-59.05%)로 가장 높았으며, ${\beta}-glucan$ 함량 또한 0.26-3.38 g/100 g으로 EB (3.38 g/100 g)가 가장 높았다. 총당 함량(0.61-1.17 mg/mL)은 NEB, EB가 NEBE, EBE보다 높았으며, EB가 가장 높았다. 구성당 분석 결과, 모든 추출물에서 glucose의 함량이 가장 높았으며, 대조구와 효소 전처리구 모두 정제하면서 그 비율이 증가하였다. 단백질 함량(0.44-11.73 mg/mL)은 NEBE, EBE가 NEB, EB보다 높았으며, EBE가 가장 높았다. FT-IR 분석 결과 $890cm^{-1}$ 부근에서 peak가 확인되었기에 ${\beta}-glycosidic$ linkage를 가지고 있는 것으로 판단하였다. MTT assay를 통해 B6F10과 SK-MEL-5 세포 독성을 측정한 결과 B6F10의 경우 대조구의 세포 생존율을 100%로 하였을 때 세포 생존율이 80% 이상으로 나타나 세포독성을 보이지 않았으나, SK-MEL-5에서는 EBE를 $100{\mu}g/mL$의 농도로 처리하였을 때 세포 생존율이 75%로 나타나 약간의 세포독성을 보였다. Wound healing assay를 통해 암세포 증식 억제활성 측정 결과, 정제한 NEB, EB가 NEBE, EBE보다 활성이 높았으며, 특히 12시간일 때 EB $30{\mu}g/mL$를 처리한 경우 B6F10과 SK-MEL-5 모두에서 가장 높은 활성을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.152-158
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• 2016

글루탐산염(Glutamate)은 척추동물의 중추신경계에서 중요한 흥분성 신경전달물질 중의 하나이다. 글루탐산염의 대사를 조절하는 사람 글루탐산염 탈수소 효소(hGDH)는 정신분열증(schizophrenia) 환자의 대뇌에서 발현이 증가한다는 연구들이 있었다. 본 연구에서는 정신분열증과 연관된 항정신성약물인 haloperidol, risperidone, (${\pm}$)-sulpride, chlopromazine hydrochloride, melperone, (${\pm}$)butaclamol, domperidone, clozapine에 의한 hGDH의 효소활성변화를 확인하고자 하였다. 우선, 유전자 재조합을 통해 hGDH 동종효소 hGDH1, hGDH2를 합성하였다. 합성된 hGDH1과 hGDH2에 대한 항정신성약물의 억제효과를 효소검사법(enzyme assay)을 통해 확인한 결과, haloperidol, (${\pm}$)-sulpride, melperone, clozapine에 의해 hGDH1과 hGDH2의 효소활성이 억제되었다. 또한, 단백질 인산화 효소 측정법(kinase assay)을 하여 haloperidol이 기질인 알파-케토글루타르산에 대하여는 비경쟁적 저해반응(noncompetitive inhibition)을, NADH에 대하여서는 반경쟁적 저해반응(uncompetitive inhibition)이 나타는 것을 확인하였다. 입체성 다른 자리 작동체(allosteric effector)인 L-leucine이 다른 정신병치료제에서는 hGDH2의 억제를 회복시켰지만 오직 haloperidol에서는 효소의 활성이 회복되지 않았다. 따라서 본 연구는 hGDH1과 hGDH2 에서 항정신성약물에 의한 효소활성 억제를 비교하여 확인하였으며, 중추신경계에서 haloperidol이 GDH 활성 조절과 함께 글루탐산 농도를 조절할 수 있다는 가능성을 제시한다.

• 농업과학연구
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• 제15권1호
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• pp.95-113
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• 1988

건조(乾操)대추의 저장기간중(貯藏期間中)에 나타나는 갈변현성(褐變現象)과 화학성분(化學成分)의 변화(變化)를 검토(檢討)하기 위하여 4품종(品種)의 신선(新鮮)한 대추를 수집(蒐集)하여 일반화학성분(一般化學成分)을 분석(分析)하여 품종간(品種間)의 성분함량(成分含量)을 비교(比較)하고 이들중 보은(報恩)대추를 천일(天日) 건조(乾燥)하여 상온(常溫)에서 12개월(個月)동안 저장(貯藏)하면서 경시적(經時的)으로 색상(色相), 적정산도(滴定酸度), pH, vitamin C, 유기산(有機酸) 총(總) amino산(酸), 유리(遊離) amin산(酸), 유리당(遊離糖), hydroxymethyl furfural (HMF) 및 phenol 화합물(化合物)들을 분리정량(分離定量)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 신선(新鮮)한 대추의 일반화학성분중(一般化學成分中) 수분(水分) 외(外)에는 당질(糖質)(22-28g)과 vitamin C(62-72mg)의 함량(含量)이 많았으며 품종간(品種間)에는 큰 차이(差異)가 나타나지 않았다. 2. 건조(乾操)대추의 갈색도(褐變度)는 저장기간(貯藏期間)에 따라 증자처리구(蒸煮處理區) 비처리구(非處理區) 모두 크게 증가(增加)되었다. 3. 신선(新鮮)한 대추의 vitamin C 함량(含量)은 297.4mg%DB이었으나 건조(乾操)한 후(後) 12개월(個月) 저장(貯藏)하였을 때는 20.2mg%DB로 약(約) 93%가 소실(消失)되었다. 4. 유기산(有機酸)은 oxalic acid, succinic acid, fumaric acid, malic acid, citric acid의 5종(種)이 동정(同定)되었고 저장중(貯藏中)의 함량변화(含量變化)는 fumaric acid만이 증가(增加)되었고 나머지 4종(種)의 유기산(有機酸)은 감소(減少)하였다. 5. 총(總) amino산(酸)은 17종(種)이 동정(同定)되었고 이들중(中) 주요(主要) amino산(酸)은 proline, threonine, glutamic acid, lysine이었으며 저장기간중(貯藏期間中) 총(總)aminol산(酸)은 약(約) 30% 감소(減少)되었다. 6. 유리(遊離) amino산(酸)은 threonine, proline, alanine, valine의 4종(種)이 동정(同定)되었으며 proline의 함량(含量)이 특(特)히 많았고 저장기간(貯藏期間中)중 평균(平均) 85%가 감소(減少)하였다. 7. 건조(乾操)대추의 유리당(遊離糖)은 fructose, glucose, sucrose로 구성(構成)되었 으며 12개월(個月) 저장(貯藏)하였을 때 유리당(遊離糖)의 총(總) 함량(含量)이 24% 감소(減少)하였으며 sucrose는 4개월(個月) 이후(以後)에는 검출(檢出)되지 않았다. 8. 저장중(貯藏中)의 대추에서 HMF를 분리동정(分離同定)하였으며 저장기간(財藏期間)에 따라 그 함량(含量)은 현저(顯著)하게 증가(增加)하였다. 9. 건조(乾燥)대추의 phenol 화합물(化合物)로는 caffeic acid, ferulic acid, P-coumaric acid의 3종(種)이 동정(同定)되었고 그 함량(含量)은 저장기간중(貯藏期間中)에 상당(相當)한 양(量)이 감소(減少)되었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제36권5호
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• pp.418-429
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• 2021

본 연구에서는 백삼 및 홍삼 추출물과 그 효소 가수 분해물을 제조하고 이를 첨가하여 제조된 양갱의 항산화 활성 및 품질 특성을 조사하였다. 백삼과 홍삼 추출물의 효소 가수분해를 위해서는 Rapidase C80 max, Pyr-flo, Ultimase MFC를 선정하였다. Rapidase C80 max, Pyr-flo, Ultimase MFC로 가수분해 한 백삼과 홍삼에서는 효소반응 전에는 검출되지 않았던 ginsenoside F2와 Compound K (CK)가 검출되었으며 특히 홍삼의 2차 효소 반응군에서 CK의 함량이 가장 높았다. 효소 가수분해 전 또는 후의 백삼 및 홍삼을 함유한 양갱을 제조한 후 폴리페놀 함량, 항산화 능력을 분석한 결과 백삼 및 홍삼을 함유하지 않은 양갱(대조군)에 비해 총 폴리페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, FRAP 분석 결과 모두 우수하였으며, 첨가한 백삼 및 홍삼에 효소반응을 진행할수록 유의적으로 항산화 활성이 증가하였다(P<0.05). 밝기(L^*)는 무첨가 양갱(대조군)이, 적색도(a^*)는 홍삼양갱(RG)이, 황색도(b^*)는 백삼양갱(WG)이 높게 나타났고, 조직감은 홍삼 첨가 후 2차 가수분해까지 진행한 양갱(RG-T2)이 강도(hardness), 탄력성(springiness), 씹힘성(chewiness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess) 모두 유의하게 높은 결과를 나타내었다(P<0.05). 결론적으로, 백삼 또는 홍삼 추출물에 Rapidase C80 max, Pyr-flo, Ultimase MFC를 처리하면 진세노사이드 탈당화에 매우 유용하여 생리활성이 우수한 CK를 생산할 수 있으며, 효소로 가수분해 된 백삼 및 홍삼을 첨가한 양갱은 대조군(인삼 무첨가 양갱)에 비해 총 폴리페놀과 항산화 활성을 유의하게 증가시킨다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 향후 기능성 양갱 제조에 우수한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국가금학회지
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• 제49권4호
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• pp.211-220
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• 2022

최근 닭은 고도화된 육종개량과 함께고밀도사육, 열스트레스, 환경 및 사료 오염 등과 같은내외적스트레스요인에 의해 체 조직에서 과도한 활성산소(ROS) 발생으로 산화적 스트레스가 매우 높다. 산화적 스트레스는 지질과 산화작용으로 DNA 손상, 세포사 등을 유발하여 닭의 건강과 복지에 심각한 문제를 유발한다. 닭은 이러한 내외적 산화적 스트레스에 따라 항산화 효소와 비효소적 항산화 물질에 의해 활성산소를 제거하는 방어 작용을 한다. 최근 영양학적 방법으로서 산화적 스트레스를 억제하는 식물성 flavonoids 사료첨가제 개발에 주목하고 있다. Favonoid를 닭에게 급여 시 소화기관 및 근육에서 지질과산화도 감소, 항산화력 및 항산화 효소 활성도가 증가하는 것으로 항산화제로서 가치가 높다. Flavonoids는 구조화합물이 활성산소와 결합하여 안정화할 수 있는 구조로서 ROS를 소거 또는 항산화 효소의 발현을 통해 ROS를 제거한다. 또한 금속 이온과 결합하 는 킬레이트화 작용, 산화효소 및 NO 생성 억제 등 다양한 항산화 작용이 있다. 그러나 문제점으로 flavonoid 화합물은 용해도가 낮아 소장 흡수세포에서 흡수율이 저하됨으로 이를 극복할 수 있는 체내 운반 기술의 개발이 필요하다. 또한 사료 섭취 시 flavonoid 농도가 가장 높은 곳이 위장관으로 이곳에서 명확한 항산화 효과를 나타내는 용량을 구명하여 첨가 수준을 결정하여야 한다. 항산화 작용기전은 스트레스에 따라 다양한 전사인자들(transcrptional factors)을 통해 스트레스 반응 유전자(vitagenes)의 발현을 유도한다. Flavonoid의 항산화 작용기전으로 Nrf-2와 Nf-kB 등과 같은 전사인사의 발현 과정과 vitagenes을 통해 효율적 항산화 효과를 나타내는 방법에 관한 연구도 중요하다. 닭에서 육종 및 사육 환경 요인에 따라 발생하는 산화 스트레스는 경제성과 더불어 동물복지 측면에서도 심각한 문제를 유발한다. Flavonoid 함유 천연 항산화제 개발과 적용은 가금 산업에서 향후 중요한 분야가 될 것으로 전망된다.

• 농업과학연구
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• 제25권1호
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• pp.52-67
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• 1998

본 연구는 포유동물의 젖에 함유되어 있는 lactoferrin(LF)의 생리적 특성을 밝혀 기능성 식품 특히 항균작용을 이용한 식품제조업에의 이용을 위한 기초자료를 얻고자 실시하였다. 따라서 젖소의 초유로부터 lactoferrin을 분리 정제하여, 소화부위에 따른 lactoferrin의 항균활성을 분석하고자 pepsin, trypsin 및 chymotrypsin으로 분해하여 lactoferrin의 항균력을 측정하고, gel-filtration으로 분리 정제된 각각의 fraction별로 단백질을 정량하여 Escherichia coli와 Staphylococcus aureus에 접종하여 항균효과를 지니는 각 효소별 fraction의 분자량과 peptide fragment를 검토하였다. 1. 젖소의 초유로부터 분리 정제된 lactoferrin(LF)을 단백질 분해 효소인 pepsin, trypsin 및 chymotrypsin으로 분해한 결과 bovine lactoferrin은 SDS-PAGE를 수행하여 band를 확인할 수 있었다. pepsin으로 분해된 lactoferrin은 분자량 14KDa까지에서도 band를 확인할 수가 없었으며, trypsin과 chymotrypsin으로 분해한 lactoferrin은 분해되지 않은 lactoferrin이 존재함을 나타내고, 33KDa에서도 band를 확인할 수 있었다. 2. Sephadex G-50 column을 사용하여 bovine lactoferrin를 효과적으로 정제하였다. Sephadex G-50 column chromatography를 수행 한 결과 bovine lactoferrin은 Tris-HCl사이에서 용출되었으며, pepsin, trypsin 및 chymotrypsin으로 분해한 lactoferrin은 각각 2, 3, 2 개의 peak를 보였고, HPLC 분석결과 첫번째 peak는 주로 분해되지 않은 lactoferrin 수용체가 존재하는 것으로 확인되었으며, trypsin과 chymotrypsin처리에서 항균효과도 유사점을 관찰할 수 있었다. 3. 효소처리한 lactoferrin의 항균효과를 알아보기 위하여 Escherichia coli와 Staphylococcus aureus를 접종하여 항균활성을 비교하였다. 그 결과 각 효소에 대하여 pepsin으로 처리한 lactoferrin을 접종한 시험구가 대조구에 비하여 낮은 생장율을 보여 현저한 항균활성을 지님을 알 수 있었다. 그리고 trypsin과 chymotrysin에 의한 분해물도 미생물 배양 8시간까지는 효소 처리전 bovine lactoferrin보다는 항균활성을 나타냄을 알 수 있었다. 4. Sephadex G-50 column을 사용하여 분리 정제된 bovine lactoferrin fraction별로 SDS-PAGE를 실시한 결과 lactoferrin fraction의 경우는 chromatography 수행 결과와 비교하여, pepsin과 chymotrypsin 분해물은 저분자량임을 알 수 있었고, trypsin에 의한 lactoferrin만이 단일 band를 보임으로서 단백질 분해의 특징을 볼 수 있었다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제13권4호
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• pp.321-337
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• 1980

The increasing use of cardioplegic solution for the reduction of ischemic tissue injury requires that all cardiplegic solution be carefully assessed for any protective or damaging properties. This study describes functional, enzymatic and structural assessment of the efficiency of three cardioplegic solutions (Young & GIK, Bretschneider, and $K^{+}$ Albumin solution) in a Modified Isolated Rat Heart Model of cardiopulmonary bypass and ischemic arrest. Isolated rat heart were subjected to a 2-minute period of coronary infusion with a cold cardioplegic or a noncardioplegic solution immediately before and also at the midpoint of a 60-minute period of hypothermic ($10{\pm}1$. C) ischemic cardiac arrest. The results of this study were as follow: 1. Spontaneous heart beat after ischemic arrest occured 16 seconds later after Langendorff reperfusion in the Young & GIK group (n=6), and 40 second later in the Bretschneider group (n=6) and 6 minute later in the $K^{+}$ Albumin group (n=6), and 16 minute later in the control group (non-cardioplegia). A good recovery state of spontaneous heart beat was shown in the Young & GIK and Bretschneider groups. 2. The percentage of recorveries of heart function at 30 minute after postischemic working heart perfusion were : heart rate $91.6{\pm}3.1$% (P<0.01)m oeaj airtuc oressyre $83{\pm}3$% (P<0.01), coronary flow $70{\pm}8$% (P<0.05) and aortic flow flow rate $39{\pm}9.3$% (P<0.05) in the Young & GIK group. This percentage of recoveries of the Young & GIK group was significantly greater than the control group. In the Bretschneider group, the percentage of recoveries were : heart rate $87.8{\pm}7.5$%(P<0.05), peak aortic pressure $71{\pm}2.3$% (P<0.05) and aortic flow rate $33.2{\pm}6.6$%(P<0.05). hte percentage of recoveries were significantly greater than in the control group. In the $K^{+}$ Albumin group, recoveries of heart function were poor. 3. Total CPK leakage was $131.2{\pm}12.75$IU/30 min/gm. dry weight in the control group, $50.65{\pm}12.75$IU in the Young & GIK gruop, $69.40{\pm}32.21$Iu in Bretschneider group, and $103.65{\pm}15.47$IU in the $K^{+}$ Albumin group during the 30 minute postischemic Langendorff reperfusion. Total CPK leakage was significantly less (P<0.001) in the Young & GIK group, than in the control group. 4. Direct correlatin between percentage recovery of aortic flow rate and total amount of CPK leakage from Myocardium was noticed.(Correlation Coefficient r = 0.76, P<0.001). 5. Mild perivascular edema was the only finding of light microscopic study of myocardium after 60 minute ischemic arrest with cold cardioplegic solutions and hypothermla.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제13권1호
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• pp.69-73
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• 2012

Cancer is a complex disease and the genetic susceptibility to it could be an outcome of the inherited difference in the capacity of xenobiotic metabolizing enzymes. Glutathione-S-transferases (GSTs) are phase II metabolizing enzymes whose various genotypes have been associated with increased risk of different types of cancer. Null mutations caused by the deletion of the entire gene result in the absence of the enzymatic activity and increase in the risk of developing cancer including chronic myeloid leukaemia (CML). In the present case-control study we evaluated the effect of null mutations in GSTM1 and GSTT1 genes on the risk of developing CML. The study included 75 CML patients (43 males and 32 females; age (mean ${\pm}$ S.D) $42.3{\pm}13.4$ years) and unrelated non-malignant controls (76 male and 48 females; age (mean ${\pm}$ S.D) $41.5{\pm}12.9$). The distribution of GSTM1 and GSTT1 genotypes in CML patients and controls was assessed by multiplex-PCR method. Logistic regression was used to assess the relationship between GSTM1 and GSTT1 genotypes and risk of CML. Chi-square test was used to evaluate the trend in modulating the risk to CML by one or more potential high risk genotype. Although GSTM1 null genotype frequency was higher in CML patients (41%) than in the controls (35%), it did not reached a statistical significance (OD = 1.32, 95% CI: 0.73-2.40; P value = 0.4295). The frequency of GSTT1 null genotypes was higher in the CML patients (36%) than in the controls (21%) and the difference was found to be statistically significant (OD = 2.12, 95% CI: 1.12-4.02; P value = 0.0308). This suggests that the presence of GSTT1genotype may have protective role against the CML. We found a statistically significant (OD = 3.09, 95% CI: 1.122-8.528; P value = 0.0472) interaction between the GSTM1 and GSTT1 null genotypes and thus individuals carrying null genotypes of both GSTM1 and GSTT1 genes are at elevated risk of CML.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권2호
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• pp.145-149
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• 2016

해조류 중 홍조류인 K. alvarezii로부터 동시 당화 발효(SSF)를 위한 효소 당화 및 균 배양 온도를 검토하고, 기존의 동시 당화 발효(SSF) 를 개선하기 위해 2단계 동시 당화 발효(SSF)를 수행하였다. 효소 당화와 균 성장 온도를 고려하였을 때 동시 당화 발효(SSF)에 적용하는 배양 온도는 40°C를 선택하여 실험을 진행하였다. 비순치 효모(wild type)와 고농도 갈락토오스에 순치한 효모(adapted yeast to galactose)를 이용한 동시 당화 발효(SSF)를 실시한 결과 발효 156시간에 9.1 g/l의 에탄올 수율(Y_EtOH) 0.24와 10.2 g/l의 에탄올 수율(Y_EtOH) 0.27을 나타내었다. 이러한 기존의 동시 당화 발효(SSF)를 개선한 2단계 동시 당화 발효(SSF)는 에탄올 생산 수율이 0.27에서 0.35로 27.5% 증가하였으며, 에탄올 발효 시간도 156시간에서 96시간으로 61.5% 감소하였다. 이러한 연구결과는 해양 바이오매스인 해조류로부터 바이오연료 생산과정에 있어 기초적인 정보를 제공할 것이다.