• 제목/요약/키워드: S-N curve

검색결과 719건 처리시간 0.034초

수륙 경계지역에서 얻어진 육상 노달 에어건 탄성파탐사 자료의 고찰 및 자료처리 (Investigation and Processing of Seismic Reflection Data Collected from a Water-Land Area Using a Land Nodal Airgun System)

  • 이동훈;장성형;강년건;김현도;김관수;김지수
    • 지질공학
    • /
    • 제31권4호
    • /
    • pp.603-620
    • /
    • 2021
  • 수진기들을 서로 케이블로 연결하지 않고 독립적으로 운용하는 육상-노달 탄성파 기술을 수륙 경계지역에 대한 탄성파 반사법자료를 얻기 위해 사용하였다. 이 기술은 수진기 설치와 수거가 간편하기 때문에 지형조건 영향을 적게 받으면서 양호한 자료를 얻을 수 있다는 점에서 매우 경제적이다. 경상북도 포항시 형산강 하구를 테스트 지역으로 한 이 연구에서는 송수신 측선을 약 120 m 간격으로 서로 평행하도록 전개하여 음원은 강에서 에어건을 사용하고 무선 수신은 하상에 설치한 노달 시스템을 사용하였다. 수집된 반사파 자료들은 낮은 신호대잡음(S/N)과 불연속적인 이벤트를 보이며, 특히 직접파, 가이드파, 음파, Scholte 표면파를 포함한 대부분의 이벤트들이 현장 자료에서 쌍곡선 형태로 나타는데 이러한 특징은 송수신이 같은 측선에서 이루어지는 일반적인 탐사에서의 직선 형태와 크게 대비된다. 주된 자료처리는 저주파 고진폭 잡음에 가려진 미약한 신호를 향상시키기 위한 띠통과 필터링, 공기파를 완화시키기 위한 주파수-파수 필터링, 송수신기 사이의 전파시간을 보정하기 위한 시간지연 보정을 수행하여 궁극적으로 가이드파와 공기파에 가려진 천부의 반사파를 표출하는데 목적을 두었다. 송신기와 수신기 사이의 횡단-오프셋 거리에 따른 시간지연 보정을 위한 주시방정식과 곡선을 이 연구에서 새로이 제시하였다. 시간지연 보정 효과는 최소 횡단-오프셋 자료에서 보정 후 약 200 ms 상향 이동하는 잘 정렬된 수평층으로 잘 관찰된다, 직접파/공기파를 기준으로 한 시간지연 보정은 서로 평행한 송수신 측선에서 얻어지는 자료처리에 필수적인 것으로 나타났다. 이 연구에서 개발되고 적용된 육상 노달-수상 에어건 시스템 자료의 수집과 처리 기법은 차후 천부가스, 단층대, 연안지역 및 도심지의 엔지니어링 설계를 위해 육해상 경계 지역에서 얻어지는 고분해능 자료에 효과적으로 쉽게 적용될 것으로 기대된다.

GaAs(100)기판 위에 성장된 $Zn_{0.86}Mn_{0.14}Te$에피막의 띠 간격 에너지 (Energy band gap of $Zn_{0.86}Mn_{0.14}Te$ epilayer grown on GaAs(100) substrates)

  • 최용대;안갑수;이광재;김성구;심석주;윤희중;유영문;김대중;정양준
    • 한국결정성장학회지
    • /
    • 제13권3호
    • /
    • pp.122-126
    • /
    • 2003
  • 본 연구에서는 두께가 0.7 $\mu \textrm{m}$$Zn_{0.86}Mn_{0.14}$Te 에피막을 GaAs(100) 기판 위에 열벽 적층 성장하였다. 선택에칭용액에 의하여 GaAs 기판이 제거된 X-선 회절 패턴으로부터 $Zn_{0.86}Mn_{0.14}$Te에피막의 결정구조는 zincblende 이었으며 격자상수는 6.140 $\AA$으로 계산되었다. 이러한 격자상수 값과 Vegard 법칙으로부터 Mn의 조성비 x=0.14임을 알았다. 성장된 에피막의 결정성은 이중결정요동 곡선의 반폭치 값이 256 arcsec인 것으로부터 양호하다는 것이 확인되었다 상온에서 10K 까지 $Zn_{0.86}Mn_{0.14}$Te에피막의 온도에 따른 띠 간격 에너지를 측정하기 위하여 투과 스펙트럼으로부터 흡수 스펙트럼이 얻어졌다 온도가 감소할수록 흡수 스펙트럼에서 강하게 흡수가 일어나는 영역은 에너지가 큰 쪽을 향하여 이동하였고 흡쑤단 근처에서 자유 엑시톤 형성을 의미하는 흡수 피크가 생겨났다. $Zn_{0.86}Mn_{0.14}$Te에피막의 온도에 따른 자유 엑시톤 피크 에너지로부터 OK와 300 K일 때 띠 간격 에너지는 각각 2.4947 eV와 2.330 eV로 구하여졌다. 10 K에서 기판이 제거된 $Zn_{0.86}Mn_{0.14}$Te 에피막의 흡수 스펙트럼의 자유 엑시톤 피크 에너지는 광발광 피크 에너지보다 15.4 meV 정도 크다. 이 에너지 차이는 흡수 스펙트럼과 발광 피크 사이의 에너지 차이를 의미하는 Stokes shift를 나타낸다.

이온쌍 역상 HPLC를 이용한 인체 말초혈액단핵구에서 이노신 5'-일인산 탈수소효소 활성의 정량적 측정 (Quantitative determination of inosine 5'-monophosphate dehydrogenase activity in human peripheral blood mononuclear cells by ion-pair reversed-phase high-performance liquid chromatography)

  • 신혜진;권순호;박지명;권순효;이경률;김영진;이상후
    • 분석과학
    • /
    • 제23권6호
    • /
    • pp.531-536
    • /
    • 2010
  • 본 연구에서는 이온쌍 역상 HPLC/UV를 이용하여 건강한 한국인에서 분리된 말초혈액단핵구(PBMCs)에서 이노신 5'-일인산 탈수소효소(IMPDH)의 활성을 측정하였다. IMPDH는 이노신 5'-일인산(IMP)을 잔토신 5'-일인산(XMP)로 전환시키는 베타-니코틴아마이드 아데닌 디뉴클로티드 수화물(${\beta}-NAD^+$) 의존성 탈수소효소이며, 이것의 활성은 기질인 IMP와 조효소인 $NAD^+$의 존재 하에서 분해한 PBMCs로 부터 생성된 XMP에 해당하는 HPLC 크로마토그램을 정량적으로 분석함으로써 측정하였다. 생성된 XMP는 260 nm에서 검출하였다. 이동상으로는 7 mM tetra-n-butylammonium hydrogen sulfate가 포함된 37 mM potassium dihydrogen phosphate (pH 5.5)와 methanol의 혼합용액(85:15, v/v)을 사용하였으며, 유속은1 mL/min이었다. 정량 범위는 $0.2-50.0\;{\mu}M$이었으며, 이 때 정량 한계(LOQ)는 $0.2\;{\mu}M$이었다. 또한, 본 연구에서 확립된 시험법은 일내 정밀성(0.88-1.47%), 정확성(98.74-99.99%)과 일간 정밀성(0.85-5.24%), 정확성(99.95-101.65%)을 측정하여 검증하였다. 11명의 건강한 한국인에 대한 IMPDH 활성 측정 결과, 18.29-36.60 nmol/h/mg protein(평균값 $27.70{\pm}6.28\;nmol/h/mg$ protein)이었다.

인수분해 공식과 정규기저를 이용한 GF(2$^{m}$ ) 상의 고속 곱셈 역원 연산 알고리즘 (A Fast Algorithm for Computing Multiplicative Inverses in GF(2$^{m}$) using Factorization Formula and Normal Basis)

  • 장용희;권용진
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
    • /
    • 제30권5_6호
    • /
    • pp.324-329
    • /
    • 2003
  • Diffie-Hellman 키분배 시스템과 타원곡선 암호시스템과 같은 공개키 기반 암호시스템은 GF(2$^{m}$ ) 상에서 정의된 연산, 즉 덧셈, 뺄셈, 곱셈 및 곱셈 역원 연산을 기반으로 구축되며, 이들 암호시스템을 효율적으로 구현하기 위해서는 위 연산들을 고속으로 계산하는 것이 중요하다. 그 중에서 곱셈 역원이 가장 time-consuming하여 많은 연구 대상이 되고 있다. Format 정리에 의해$\beta$$\in$GF(2$^{m}$ )의 곱셈 역원 $\beta$$^{-1}$$\beta$$^{-1}$=$\beta$$^{2}$sup m/-2/이므로 GF(2$^{m}$ )의 임의의 원소에 대해 곱셈 역원을 고속으로 계산하기 위해서는, 2$^{m}$ -2을 효율적으로 분해하여 곱셈 횟수를 감소시키는 것이 가장 중요하며, 이와 관련된 알고리즘들이 많이 제안되어 왔다 이 중 Itoh와 Tsujii가 제안한 알고리즘[2]은 정규기저를 사용해서 필요한 곱셈 횟수를 O(log m)까지 감소시켰으며, 또한 이 알고리즘을 향상시킨 몇몇 알고리즘들이 제안되었지만, 분해과정이 복잡하다는 등의 단점이 있다[3,5]. 본 논문에서는 실제 어플리케이션에서 주로 많이 사용되는 m=2$^{n}$ 인 경우에, 인수분해 공식 x$^3$-y$^3$=(x-y)(x$^2$+xy+y$^2$)와 정규기저론 이용해서 곱셈 역원을 고속으로 계산하는 알고리즘을 제안한다. 본 논문의 알고리즘은 곱셈 횟수가 Itoh와 Tsujii가 제안한 알고리즘 보다 적으며, 2$^{m}$ -2의 분해가 기존의 알고리즘 보다 간단하다.

대형건축물 저수조의 수질실태 및 개선방안에 관한 연구 (A Study on the Water Quality of Reservoir Tank in the Building Complex on Jeonnam Area)

  • 이지헌;이해훈;김환범;안길원;박귀님;김양기;배주순;문희;박철웅;오은하;박송인;서윤규
    • 환경위생공학
    • /
    • 제15권4호
    • /
    • pp.59-77
    • /
    • 2000
  • This study was carried out to investigate on several factors, which contaminative the water quality through the water pipe during feeding water, in 42 largescaled apart-ments(total 84 cases) and assayed the Volatile Organic Compounds(VOCs) and concen-tration of heavy metals that inflow and outflow in reservior water in Jeonnam area(Mokpo, Suncheon, Yeosu) from January 1999 to December 1999. The results obtained were summarized as follows ; 1. The quality of the water pipe composition in the order of frequency in the quality of water pipes were Copper(45.2%)> Zinc(38.9%)> Stainless steel(9.5%)> PVC(4.8%)> PM(2.4%) in observing 42 sites. All of the drain pipes were used the cast iron quality. 2. The result of certification curve from 12 items(17kind) of VOCs was $1.0-4.0{\mu{g}}/{\ell}$ range, a coefficient of correlation was shown 0.99 over. A MDL of each substance range was within $0.1-1.0{\mu{g}}/{\ell}$. 3. The result of the assay, 5 kinds(Viny chloride, Dichloromethane, Ethylbenzene, M,P-xylene, Styrene) of the VOCs of 14 kinds was not detected and the other items were detected slightly. The detection rate of one item and over in total VOCs samples, were 25.9% in inflow and 27.9% in outflow. And frequency of detect in inflow/outflow of THM(Chloroform, Bromodichloro-methane, Dibromochloromethane, Bromoform) were shown higher than 94.1%, 97.0% each stages. It comes to the conclusion that all of the samples were reason able for drinking water standards. 4. The coefficient of correlation were reasonable, it shown 0.999 over in $0.1-1.0{\mu{g}}/{\ell}$ of a measuring range conditions of 4kinds in organic substance(Zn, Cu, Fe, Mn). 5. The results were showed suitability in 78 cases(92.9%) and unsuitability in 6 cases (7.1%), in 84 cases of in organic substances. Compare to inflow stage, mean concentrations of heavy metal, were increased slightly in Zn, Cu, Fe except Mn than outflow stage. The result of the mean concentration in organic substance inflow and outflow in the apartment water tank using Pair-compared T-test, in 95% reliance index, were $0.179mg/{\ell}(0.151-0.307mg/{\ell})$ in Zinc, $0.136mg/{\ell}(0.113-0.230mg/{\ell})$ in Copper, $0.052mg/{\ell}(0.048-0.098mg/{\ell})$ in Fe, and there was a bit growing tendency but there was no differece in Mn. 6. The mean concentration of Copper which used Cu pipe as a water supply pipe in apartment were $0.216mg/{\ell}(0.161-0.338mg/{\ell})$ in case of the Zine pipe were $0.286mg/{\ell}(0.204-0.435mg/{\ell})$. It shows that the detection rate was more higher than the other material used in Cu or Zn as the water supply pipe. We supposed to Cu and Zn substance were gushing out water supply pipe.

  • PDF

한국의 성별, 태아수별, 출산수별 임신주수에 따른 출생체중 (Birth weight for gestational age patterns by sex, plurality, and parity in Korean population)

  • 이정주
    • Clinical and Experimental Pediatrics
    • /
    • 제50권8호
    • /
    • pp.732-739
    • /
    • 2007
  • 목 적 : 임신주수에 따른 출생체중의 정상치는 하나의 기준으로 모든 인종, 국가, 시대를 만족시킬 수 없으며 각 인종별, 국가별로 다른 기준을 가져야 한다. 현재 우리나라에서 현재 사용되고 있는 임신주수별 출생체중의 기준치들은 우리나라의 실정에 맞지 않고 각각의 성별, 태아수별, 분만횟수별 기준치도 따로 분류되어 있지 않은 실정이다. 이에 우리나라의 성별, 태아수별, 분만횟수별 임신주수에 따른 기준치를 제시하고 각각을 비교하기 위해 이 연구를 시행하였다. 방 법 : 2000년부터 2004년까지 5년간 통계청의 인구동태자료 중 출생자료에 기록되어 있는 2,658,156명중 임신주수 24주에서 42주까지의 신생아 2,585,516명을 대상으로 Finite mixture model을 이용하여 임신주수별 출생체중을 분석하고 오류를 제거한 후 성별, 태아수별, 분만횟수별 기준치를 만들고 이를 비교하였고 우리나라에서 사용하고 있는 기준치와 비교하였다. 결 과 : 남아의 평균 출생체중은 $3,326{\pm}442g$, 여아의 평균 출생체중은 $3,225{\pm}428g$으로 남아가 더 무거웠으며 임신주수에 따른 출생체중도 전 임신주수에서 남아가 더 무거웠다. 단태아의 평균 출생체중은 $3,278{\pm}438g$, 쌍태아의 평균 출생체중은 $2,443{\pm}464g$으로 단태아가 더 무거웠으며 임신주수에 따른 출생체중도 전 임신주수에서 단태아가 더 무거웠다. 첫째아이의 평균 출생체중은 $3,264{\pm}440g$, 둘째아이의 평균 출생체중은 $3,282{\pm}428g$으로 둘째아기가 더 무거웠으며 임신주수에 따른 출생체중은 전 임신주수에서 둘째아기가 더 무거웠다. 단태아의 임신주수별 출생체중을 Lubchenco 등의 기준과 비교해 보았을 때 10th percentile과 50th percentile에서 우리나라 신생아의 출생체중 기준보다 전반적으로 무거웠고, Alexander 등의 기준과 비교해 보면 50th percentile 과 90th percentile 은 우리나라 신생아의 출생체중 기준에 비해 무거웠다. 결 론 : 본 연구에서 얻은 성별, 태아수별, 분만횟수별 임신주수별 출생체중의 유형은 다른 연구자들의 결과와 비슷했다. 또한 본 연구에서 얻은 임신주수에 따른 출생체중의 기준치는 5년간 우리나라 출생아 전수를 대상으로 객관적인 기준에 의해 오류를 제거하고 만들어 진 것이다. 그러므로 우리나라의 신생아의 임신주수에 의한 출생체중의 기준 및 자궁내발육부전이나 과체중출생아의 진단 기준으로 사용할 수 있으리라 생각된다.

'소쇄원(瀟灑園) 48영'의 의미경관 구성에 있어서 음양오행론적(陰陽五行論的) 의미(意味) (The meaning based on Yin-Yang and Five Elements Principle in Semantic Landscape Composition of 'the Forty Eight Poems of Soswaewon')

  • 장일영;신상섭
    • 한국전통조경학회지
    • /
    • 제31권2호
    • /
    • pp.43-57
    • /
    • 2013
  • 본 연구는 소쇄원 48영의 잠재적 의미경관 구성에 있어서 인간의 본성과 우주적 보편적 질서를 연결하는 사유체계라 할 수 있는 음양오행론(陰陽五行論)적 의미를 추출하는데 목적이 있다. 지금까지의 논의를 정리하면 다음과 같다. 1. 소쇄원 48영에 대한 음양(陰陽)적 경관구성 중 자연과 행위의 관계를 형상화 한 시문은 작중 화자가 산수를 유유자적하게 완상하거나 답사하는 동적인 모습을 그렸다. 주로 양(陽)의 배속을 통해 동 남쪽에서 창작된 경우가 많았다. 반면 정적인 음(陰)의 경관구성이라 할 수 있는 자연과 경물을 형상화 한 시문은 북 서쪽 부근에서 창작된 경우가 많았다. 자연과 인공 경물을 작품으로 형상화 한 시문은 김인후 자신이 경물을 두고 의미경관을 표출하고자 한 경우와 있는 그대로의 사실적 정원의 이미지를 묘사한 경우로 구분 지을 수 있다. 시문은 행위의 표현보다는 경물을 형상화하는데 치중했음을 보여준다. 또한 제1영과 마지막 작품인 '장원제영'의 시문이 모두 같은 구역 안에 있다는 것은 음과 양, 자연의 순환원리가 내재된 종시(終始)적 공간으로 파악했다는 것을 알 수 있었다. 2. 소쇄원 48영에 대한 오행론(五行論)적 경관해석 중 발산(發散)에 의해 결합된 세계로서 목(木), 화(火)기(氣)를 들 수 있다. 먼저 목의 성정을 나타내는 시문은 경물을 형상화 한 시문이 많았으며, 정내의 전체구도에서 동향인 오곡문 구역에 배치되어 있었다. 시문의 내용은 유연하고 소박함 속에서 발생과 곡직(曲直)을 나타내고 있다. 화의 성정을 나타내는 시문은 행위를 형상화 한 시문이 많았으며, 정내에서는 낮에 해가 위치하는 남향인 애양단 구역에서 창작되었다. 모두 양의 속성인 발산과 상승을 특징으로 하는 변(變)의 운동에 오른 상태라 할 수 있다. 3. 소쇄원 48영에 대한 오행론적 경관해석 중 수렴(收斂)에 의해 결합된 세계로서 금(金), 수(水)기를 들 수 있다. 먼저 금의 성정을 나타내는 시문들은 모두 경물을 형상화 한 시문이었고, 정내의 전체구도에서는 서향인 대나무 숲 구역에 배치되어 있음을 알 수 있었다. 사계절 중 가을의 경치를 나타내며, 선비의 단호함과 의로움의 정결을 나타내고 있다. 수의 성정을 표현한 시문은 정원의 가장 상단이라 할 수 있는 북향의 제월당 부근에서 창작되었으며, 시간적으로 저녁 늦은 밤 달맞이를 하는 행위를 형상화 한 시문과 설경의 자연경물을 형상화 한 시문이었다. 모두 수렴에 의한 음으로 화(化)하는 기운을 표현한 시문이라 할 수 있다. 4. 소쇄원 48영에 대한 오행론적 경관해석 중 수렴과 발산의 복합체라 할 수 있는 토(土)의 성정을 나타내는 시문은 내원의 경관 중 중앙에 위치한 광풍각 계류주변이며, 자연현상과 인공경물을 통해 작가의 행위를 매개하고 있다.

대장-직장암의 간전이에서 FDG PET과 MR의 진단 성능 (Diagnostic Accuracy of PET and MR for Detecting Liver Metastasis from Colorectal Cancer)

  • 박은경;강원준;어재선;이동수;정준기;이명철
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
    • /
    • 제40권5호
    • /
    • pp.249-256
    • /
    • 2006
  • 목적: 대장-직장암에서 간전이 여부를 진단하기 위한 영상 검사 방법으로 기존에는 CT 촬영을 시행하여 왔다. 최근에는 MR 및 FDG PET을 간전이 진단에 적극적으로 활용하고 있는 추세이다. 이에 이 연구에서는 대장-직장암 환자에서 간전이에 대한 FDG PET의 진단적 가치를 MR과 비교하여 보고자 하였다. 대상 및 방법 대장: 직장암으로 확진된 환자들 중에 간전이를 진단 또는 배제하기 위하여 CT 이외에도 MR 및 F-18-FDG PET (conventional PET 및 fusion PET)을 모두 시행한 환자는 26명이었다. 이 연구에서는 26명의 환자들에게서 영상화 된 35개의 병변을 분석의 대상으로 삼고, FDG PET과 MR의 민감도 및 특이도를 간분엽절제술 및 종양절제술을 통해 얻어진 병리소견 및 임상소견 또는 추적 영상 소견을 표준으로 하여 각각 구하였다. FDG PET과 MR은 평균 7일 간격으로 시행되었으며, 두 검사 사이에 치료적 요법을 시행 받은 환자는 한 명도 없었다. 결과: 병리 결과, 35개의 병변 중에서 18개(51.4%)의 병변은 간전이로 판명되었으며, 나머지 17개(48.6%)는 낭종, 지방, 혈관종, 농양, 호산구성농양 등의 양성 병변으로 판명되었다. 35개의 병변 중 MR과 FDG PET의 진단이 일치한 병변은 간전이 17개(94.4%)와 양성 병변 13개(76.5%)로 전체적으로는 85.7%의 일치도를 보였다. FDG PET의 민감도는 94.4% (17/18), 특이도는 94.1% (16/17)였으며 MR의 민감도는 100% (18/18), 특이도는 82.4% (14/17)이었다. MR에서 위양성을 보였던 3개의 병변은 낭종과 호산구성농양이었고, FDG PET에서 위음성을 보였던 1개의 병변은 직경 8 mm의 작은 병변이었다. 직경 10 mm 이하인 병변들만 분석했을 때, 총 20개의 병변에 대하여 FDG PET은 민감도 85.7%(6/7), 특이도 92.3%(12/13), MR은 민감도 100%(7/7), 특이도 76.9%(10/13)를 보였다. 그 외에도 간전이 병변의 평균 maxSUV는 $6.7{\pm}3.8$로 간전이와 양성병변을 최적으로 감별할 수 있는 maxSUV의 cutoff value는 3.1 이었다. (AUC=0.897, p<0.001, 민감도 83.3%, 특이도 94.1%) 결론: FDG PET은 간전이를 진단하는데 MR과 대등한 민감도와 특이도를 보였다. 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았지만 간전이에 대한 FDG PET의 음성예측도는 MR보다 높았으며, 직경 10 mm 미만의 작은 병변에 대해서도 FDG PET은 우수한 성적을 보였다. 향후 대장암의 간전이 진단에 FDG PET이 유용하게 이용될 것이다.

Sesquiterpenoids Bioconversion Analysis by Wood Rot Fungi

  • Lee, Su-Yeon;Ryu, Sun-Hwa;Choi, In-Gyu;Kim, Myungkil
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
    • /
    • 한국균학회 2016년도 춘계학술대회 및 임시총회
    • /
    • pp.19-20
    • /
    • 2016
  • Sesquiterpenoids are defined as $C_{15}$ compounds derived from farnesyl pyrophosphate (FPP), and their complex structures are found in the tissue of many diverse plants (Degenhardt et al. 2009). FPP's long chain length and additional double bond enables its conversion to a huge range of mono-, di-, and tri-cyclic structures. A number of cyclic sesquiterpenes with alcohol, aldehyde, and ketone derivatives have key biological and medicinal properties (Fraga 1999). Fungi, such as the wood-rotting Polyporus brumalis, are excellent sources of pharmaceutically interesting natural products such as sesquiterpenoids. In this study, we investigated the biosynthesis of P. brumalis sesquiterpenoids on modified medium. Fungal suspensions of 11 white rot species were inoculated in modified medium containing $C_6H_{12}O_6$, $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ for 20 days. Cultivation was stopped by solvent extraction via separation of the mycelium. The metabolites were identified as follows: propionic acid (1), mevalonic acid lactone (2), ${\beta}$-eudesmane (3), and ${\beta}$-eudesmol (4), respectively (Figure 1). The main peaks of ${\beta}$-eudesmane and ${\beta}$-eudesmol, which were indicative of sesquiterpene structures, were consistently detected for 5, 7, 12, and 15 days These results demonstrated the existence of terpene metabolism in the mycelium of P. brumalis. Polyporus spp. are known to generate flavor components such as methyl 2,4-dihydroxy-3,6-dimethyl benzoate; 2-hydroxy-4-methoxy-6-methyl benzoic acid; 3-hydroxy-5-methyl phenol; and 3-methoxy-2,5-dimethyl phenol in submerged cultures (Hoffmann and Esser 1978). Drimanes of sesquiterpenes were reported as metabolites from P. arcularius and shown to exhibit antimicrobial activity against Gram-positive bacteria such as Staphylococcus aureus (Fleck et al. 1996). The main metabolites of P. brumalis, ${\beta}$-Eudesmol and ${\beta}$-eudesmane, were categorized as eudesmane-type sesquiterpene structures. The eudesmane skeleton could be biosynthesized from FPP-derived IPP, and approximately 1,000 structures have been identified in plants as essential oils. The biosynthesis of eudesmol from P. brumalis may thus be an important tool for the production of useful natural compounds as presumed from its identified potent bioactivity in plants. Essential oils comprising eudesmane-type sesquiterpenoids have been previously and extensively researched (Wu et al. 2006). ${\beta}$-Eudesmol is a well-known and important eudesmane alcohol with an anticholinergic effect in the vascular endothelium (Tsuneki et al. 2005). Additionally, recent studies demonstrated that ${\beta}$-eudesmol acts as a channel blocker for nicotinic acetylcholine receptors at the neuromuscular junction, and it can inhibit angiogenesis in vitro and in vivo by blocking the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway (Seo et al. 2011). Variation of nutrients was conducted to determine an optimum condition for the biosynthesis of sesquiterpenes by P. brumalis. Genes encoding terpene synthases, which are crucial to the terpene synthesis pathway, generally respond to environmental factors such as pH, temperature, and available nutrients (Hoffmeister and Keller 2007, Yu and Keller 2005). Calvo et al. described the effect of major nutrients, carbon and nitrogen, on the synthesis of secondary metabolites (Calvo et al. 2002). P. brumalis did not prefer to synthesize sesquiterpenes under all growth conditions. Results of differences in metabolites observed in P. brumalis grown in PDB and modified medium highlighted the potential effect inorganic sources such as $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ on sesquiterpene synthesis. ${\beta}$-eudesmol was apparent during cultivation except for when P. brumalis was grown on $MgSO_4$-free medium. These results demonstrated that $MgSO_4$ can specifically control the biosynthesis of ${\beta}$-eudesmol. Magnesium has been reported as a cofactor that binds to sesquiterpene synthase (Agger et al. 2008). Specifically, the $Mg^{2+}$ ions bind to two conserved metal-binding motifs. These metal ions complex to the substrate pyrophosphate, thereby promoting the ionization of the leaving groups of FPP and resulting in the generation of a highly reactive allylic cation. Effect of magnesium source on the sesquiterpene biosynthesis was also identified via analysis of the concentration of total carbohydrates. Our current study offered further insight that fungal sesquiterpene biosynthesis can be controlled by nutrients. To profile the metabolites of P. brumalis, the cultures were extracted based on the growth curve. Despite metabolites produced during mycelia growth, there was difficulty in detecting significant changes in metabolite production, especially those at low concentrations. These compounds may be of interest in understanding their synthetic mechanisms in P. brumalis. The synthesis of terpene compounds began during the growth phase at day 9. Sesquiterpene synthesis occurred after growth was complete. At day 9, drimenol, farnesol, and mevalonic lactone (or mevalonic acid lactone) were identified. Mevalonic acid lactone is the precursor of the mevalonic pathway, and particularly, it is a precursor for a number of biologically important lipids, including cholesterol hormones (Buckley et al. 2002). Farnesol is the precursor of sesquiterpenoids. Drimenol compounds, bi-cyclic-sesquiterpene alcohols, can be synthesized from trans-trans farnesol via cyclization and rearrangement (Polovinka et al. 1994). They have also been identified in the basidiomycota Lentinus lepideus as secondary metabolites. After 12 days in the growth phase, ${\beta}$-elemene caryophyllene, ${\delta}$-cadiene, and eudesmane were detected with ${\beta}$-eudesmol. The data showed the synthesis of sesquiterpene hydrocarbons with bi-cyclic structures. These compounds can be synthesized from FPP by cyclization. Cyclic terpenoids are synthesized through the formation of a carbon skeleton from linear precursors by terpene cyclase, which is followed by chemical modification by oxidation, reduction, methylation, etc. Sesquiterpene cyclase is a key branch-point enzyme that catalyzes the complex intermolecular cyclization of the linear prenyl diphosphate into cyclic hydrocarbons (Toyomasu et al. 2007). After 20 days in stationary phase, the oxygenated structures eudesmol, elemol, and caryophyllene oxide were detected. Thus, after growth, sesquiterpenes were identified. Per these results, we showed that terpene metabolism in wood-rotting fungi occurs in the stationary phase. We also showed that such metabolism can be controlled by magnesium supplementation in the growth medium. In conclusion, we identified P. brumalis as a wood-rotting fungus that can produce sesquiterpenes. To mechanistically understand eudesmane-type sesquiterpene biosynthesis in P. brumalis, further research into the genes regulating the dynamics of such biosynthesis is warranted.

  • PDF