• 한국미생물·생명공학회지
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• 제50권3호
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• pp.375-386
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• 2022

In the present study, four distinctly colored bacterial isolates that show intense pigmentation upon brief ultraviolet (UV) light exposure are chosen. The strains are identified as Micrococcus luteus (Milky yellow), Cryseobacterium pallidum (Yellow), Cryseobacterium spp. (Golden yellow), and Kocuria turfanensis (Pink) based on their morphological and 16S rDNA analysis. Moderate salinity (1.25%), 25-37℃ temperature, and pH of 7.2 are found to be the most favorable conditions of growth and pigment production for all the selected isolates. The pigments are extracted using methanol: chloroform (1:1) and the purity of the pigments are confirmed by high-performance liquid chromatography (HPLC) and thin-layer chromatography (TLC). Further, Fourier transform infrared (FTIR) and UV-Visible spectroscopy indicate their resemblance with carotenoids and flexirubin family. The antioxidant activities of the pigments are estimated, and, all the pigments have shown significant antioxidant efficacy in 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS), 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl (DPPH), and ferric reducing antioxidant power (FRAP) assays. The UV protective property of the pigments is determined by cling-film assay, wherein, at least 25% of UV sensitive Escherichia coli survive with bio-pigments even after 90 seconds of UV exposure compared to control. The pigments also hold a good sun protective factor (SPF) value (1.5-4.9) which is calculated with the Mansur equation. Based on these results, it can be predicted that these bacterial pigments can be further developed into a promising antioxidant and UV-protectant for several biomedical applications.

• Ocean and Polar Research
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• 제32권4호
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• pp.397-409
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• 2010

Herein, we compared the production rate of UV-absorbing compounds (mycosporine-like amino acids) and carotenoids in two phytoplankton species--Phaeocystis pouchetii and Porosira glacialis--which are the dominant species in Polar Regions under artificial UV radiation conditions. P. pouchetii exposed to UVR and PAR evidenced reductions in the carbon fixation rate, and was not significantly influenced by differing light conditions. However, the concentrations of UV-absorbing compounds and photo-protective pigments of P. pouchetii were increased with increasing exposure time, but P. glacialis maintained constant levels during the UVR exposure experiment. The production rates of MAAs showed a reverse phase between the two phytoplankton species. The carbon fixation rate of P. pouchetii cells was inhibited by exposure to UV radiation, but the production rates of MAAs in P. pouchetii were increased under UV radiation exposure. The carbon fixation rate and production rate of MAAs in P. glacialis were simultaneously inhibited under UV radiation exposure conditions. These results provide us with new information regarding the processes involved in the production of UV-absorbing compounds and photoprotective pigments in two phytoplankton species.

• 환경생물
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• 제17권1호
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• pp.1-9
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• 1999

산업활동의 부산물인 chlorofluorocarbons(CFCs)와 같은 물질들의 대기권 유입으로 오존층의 파괴가 극심해짐에 따라 자외선의 지표유입량이 증가되는 추세를 보이는데, 특히 중파자외선의 증가는 DNA, 단백질, 지질 등에 의한 흡수를 통하여 생물학적 폐해를 야기할 수 있다는 점에서 주목된다. 최근 측정 결과 우리나라 동해안에서 해수표면에 도달되는 중파자외선 광량의 1%가 수심 l0 m까지 침투하는 것으로 나타났는데, 이는 해양생태계 생산성의 대부분이 해양 수심의 상위 2.5%에 해당되는 투광대에 의존한다는 점을 감안할 때 자외선에 의한 막대한 생태학적 폐해를 예견하게 해준다. 실내배양실험 연구에서 중파자외선은 대형해조류의 생장 및 광합성을 억제하고 광합성 색소를 파괴하는 등의 생물독성학적 효과를 보였다. 반면, 자외선의 피해로부터 해조류를 보호해 주는 몇 가지 기작이 밝혀진 바 있는데, 어린시기의 갈조류 다시마는 청색광에 의한 광재활성화 능력을 함유한 것으로 보이고, 한국산 녹조 구멍갈파래와 홍조 도박류에서는 자외선을 강하게 차단하는 흡수물질이 형성됨을 알 수 있었다. 그러나 이러한 적응기능들이 해조류에서 보편적으로 나타나는 것인지에 대해서는 좀 더 연구가 필요하다. 해양생태계는 대기 중 CO$x_2$를 이용하여 1년에 약 100 Gt의 유기물질을 생산해내고, 인류가 소비하는 식품의 30%를 제공한다는 점에서 자외선에 의한 생물량의 감소는 해조류 뿐만 아니라 먹이망에 의해서 복잡한 연결구조를 지닌 생태계 전체의 붕괴를 야기할 수 있는 심각한 사안이라고 할 수 있다. 따라서, 자외선에 대한 피해를 연구 평가하여 전략을 세우고 이를 예측하는 예보시스템을 개발할 필요성이 절실히 부각된다.

• 대한의생명과학회지
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• 제17권1호
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• pp.55-60
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• 2011

Skin is a physical barrier against diverse injury and damages. Exposure to ultraviolet (UV) radiation causes detrimental skin injuries such as inflammation and cell death. The value of natural pigments could be applied to many usages including cosmetics. This study was conducted to examine the protective effect of natural pigments extracted from mulberry, balsam pear, purple-colored sweet potato, pehmannia root, gardenia fruit, and black rice against UV-induced cell death in HaCaT cells, human keratinocyte cell lines. In the present study, the exposure of 50 mJ/$cm^2$ UV-B for 24 hr induced cell death in HaCaT cells, which was prevented by the pretreatment of extracts of mulberry, balsam pear, purple-colored sweet potato, rehmannia root, gardenia fruit, and black rice. In addition, the exposure of 50 mJ/$cm^2$ UV-B for 24 hr also increased lipid peroxide (LPO) formation, compared to control in HaCaT cells, which was prevented by the pretreatment of extracts of mulberry, balsam pear, purple-colored sweet potato, rehmannia root, gardenia fruit, and black rice. In conclusion, the extracts of mulberry, balsam pear, purple-colored sweet potato, rehmannia root, gardenia fruit, and black rice prevented the UV-B-induced cell apoptosis via the inhibition of oxidative stress in HaCaT cells.

• Journal of Photoscience
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• 제8권1호
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• pp.1-7
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• 2001

The deteriorative effect of ultraviolet-B(UV-B) radiation on photosynthesis was assessed by the simultaneous measurement of O$_2$ evolution and chlorophyll(Chl) fluorescence in green pepper. UV-B was given at the intensity of 1 W$.$m$\^$-2/, a dosage often encountered in urban area of Seoul in Korea, to detached leaves. Both Pmax and quantum yield of O$_2$ evolution was rapidly decreased, in a parallel phase, with increasing time of UV-B treatment. Chl fluorescence parameters were also significantly affected. Fo was increased while both Fm and Fv were decreased. Photochemical efficiency of PSII(Fv/Fm) was also declined, although to a lesser extent than Pmax. Both qP and NPQ were decreased similarly with increasing time of UV-B treatment. However, PS I remained stable. The addition of lincomycin prior to UV-B treatment accelerated the decline in Fv/Fm to some extent, suggesting that D1 protein turnover may play a role in overcoming the harmful effect of UV-B. The amount of photosynthetic pigments was less affected than photosynthetic response in showing decline in Chl a and carotenoids after 24 h-treatment. Presumptive flavonoid contents, measured by changes in absorbance at 270 nm , 300 nm and 330nm, were all increased by roughly 50% after 8 h-treatment. Among antioxidant enzymes, activities of catalase and peroxidase were steadily increased until 12h of UV-B treatment whereas ascorbate perxidase, dehydroascorvate reductase and glutathione reductase did not show any significant change. The results indicate that deteriorative effect of UV-B on photosynthesis precedes the protection exerted by pigment synthesis and antioxidant enzymes.

• 대한화장품학회지
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• 제41권4호
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• pp.341-350
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• 2015

피부는 외부 유해물질로부터 내부기관을 보호하는 장벽기능을 하는 대표적인 기관으로 자외선(ultraviolet radiation, UV), 중금속, 각종 산화 물질들과 같은 외부의 위협에 항상 노출되어 있어 손상을 받기 쉽다. 특히 자외선 B (UVB)는 진피의 상부까지 도달하여 화상이나 홍반과 같은 염증반응을 일으키며 멜라닌 생성을 촉진시켜 색소 침착을 유발한다. 지나친 자외선 B의 피부세포로의 유입은 각질세포 및 진피 섬유아세포의 DNA손상을 야기하고, 세포외기질의 합성을 방해하여 피부탄력감소, 주름생성, 진피 결합조직의 손상과 함께 피부장벽을 붕괴시켜 노화를 일으키며, 장기간 노출 시 심각한 피부 병변으로 이어져 피부세포 사멸 및 종양의 발생으로까지 이어진다. Haloarcula vallismortis는 사해로부터 분리 동정한 미생물로 호염성 고생물의 생장적 특징은 아직 자세히 연구된 바는 없다. 대게 10% 이상의 염도에서 자라는데 실제 생장염도는 평균 20 ~ 25% 염도에서 자란다. 염도가 높은 호수나 염전에서 주로 발견되기 때문에 강한 햇빛에 대한 방어기작이 존재한다. 그중 하나로 다른 ATP를 생성하기 위한 bacteriorhodopsin외에 halorhodopsin이라는 색소를 이용, 광자(photon)를 흡수하고 염화이온 채널을 개방시켜 생기는 전위차를 이용해 추가로 에너지를 생산한다. 또 carotenoid 색소로 인해 농도가 높을시 분홍색 또는 빨간색을 띄는 특징이 있는데 이것이 강한 자외선에 대한 방어기작을 할 것이라고 여겨진다. 본 연구는 호염성 고세균이 자외선을 에너지 소스로 이용하는 특성을 이용하여 자외선으로부터 피부를 방어하는 방법을 개발하고자 이들의 피부각질세포에서 자외선에 의한 항염 효과 및 DNA 손상 방어 효과를 확인하였다. 그리고 이들을 천연 자외선 차단제의 소재로서 사용할 수 있음을 확인하였다.