• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권7호
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• pp.1155-1164
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• 2019

Lichens contain diverse bioactive secondary metabolites with various chemical and biological properties, which have been widely studied. However, details of the inhibitory mechanisms of their secondary metabolites against influenza A virus (IAV) have not been documented. Here, we investigated the antiviral effect of lichen extracts, obtained from South Korea, against IAV in MDCK cells. Of the lichens tested, Nipponoparmelia laevior (LC24) exhibited the most potent inhibitory effect against IAV infection. LC24 extract significantly increased cell viability, and reduced apoptosis in IAV-infected cells. The LC24 extract also markedly reduced (~ 3.2 log-fold) IAV mRNA expression after 48 h of infection. To understand the antiviral mechanism of LC24 against IAV, proteomic (UPLC-$HDMS^E$) analysis was performed to compare proteome modulation in IAV-infected (V) vs. mock (M) and LC24+IAV (LCV) vs. V cells. Based on Ingenuity Pathway Analysis (IPA), LC24 inhibited IAV infection by modulating several antiviral-related genes and proteins (HSPA4, HSPA5, HSPA8, ANXA1, ANXA2, $HIF-1{\alpha}$, AKT1, MX1, HNRNPH1, HNRNPDL, PDIA3, and VCP) via different signaling pathways, including $HIF-1{\alpha}$ signaling, unfolded protein response, and interferon signaling. These molecules were identified as the specific biomarkers for controlling IAV in vitro and further confirmation of their potential against IAV in vivo is required. Our findings provide a platform for further studies on the application of lichen extracts against IAV.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.70-75
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• 2023

In legumes, soyasaponins, one of triterpenoid saponins, are major components of secondary metabolites with a more diverse array of bioactive chemicals. Although the biosynthetic pathway of soyasaponins has been largely studied in soybean, the study on the soyasaponin contents and biosynthesis-related gene expression in pea (Pisum sativum L.) is poorly understood. Here, we found the accumulation of only soyasaponin Bb component in the sprouts of two Korean domestic pea cultivars (Dachung and Sachul). This pattern was consistent with our observation that increased expression of PsUGT73P2 and PsUGT91H4 genes, but not PsCYP72A69, could be responsible for biosynthesis of only soyasaponin Bb in pea by examining their gene expression. However, gradual accumulation of soyasaponin Bb at developmental stages was not consistent with the expression of PsUGT73P2 and PsUGT91H4, suggesting that the changes of their protein activities may affect the accumulation patterns of soyasaponin Bb. We also revealed that the increased expression levels of PsUGT73P2 and PsUGT91H4 during light to dark transition led to increase of soyasaponin Bb contents. Collectively, our results provided a molecular basis of metabolic engineering for enhancing useful soyasaponin Bb metabolites in Korean domestic pea cultivars.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권3호
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• pp.218-229
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• 2021

최근, 소비자들이 건강관리에 대한 관심과 중요도가 높아짐에 따라 화학적인 농약을 사용하지 않은 유기농 천연 식품을 선호하게 되었다. 새싹 채소는 건강증진과 암, 심혈관질환 등의 질병을 예방하는 효과가 있어, 고기능성이고 안전한 식품인 새싹 채소의 소비가 크게 증가하고 있는 추세이다. 이 연구의 목적은 여러가지 새싹 채소 7종의 생육 그리고 생리활성 물질 함량에 대한 광의 영향을 조사하는 것이다. 새싹 채소용 케일, 다채, 브로콜리, 적양배추, 알팔파, 홍빛 열무 그리고 무 종자를 파종한 뒤 새싹들을 광조건(20℃, RGB 6:1:3, 130μmol·m^-2·s^-1, 12시간 광주기), 암조건 아래에서 각각 7일간 재배하였다. 처리 후 4일째부터7일째까지 1일 간격으로 샘플을 채취하였고 생체중과 건물중, 초장, 총페놀 함량, 항산화도를 측정하였다. Brassica 종(케일, 다채, 브로콜리, 적양배추)과 Medicago 종(알팔파)은 암조건에서 생체중 값이 유의적으로 높았지만 생리활성 물질 함량은 광조건에서 유의적으로 증대되었다. 이에 반해 Raphanus 속(홍빛 열무, 무)는 광조건에서 생체중이 유의적으로 증대되었지만 생리활성 물질 함량은 암조건에서 유의적으로 높은 값을 나타내었다. 다양한 새싹 채소의 생육과 생리활성 물질 함량 사이에서 음의 상관관계가 관찰되었다. 본 연구는 다양한 새싹 채소의 생육 및 영양학적 가치에 대한 광의 영향을 확인하였고 고품질의 새싹 채소를 생산하는데 있어 수확시기의 중요성을 강조한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권1호
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• pp.23-33
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• 2023

자당(suc)은 포도당(glu)과 과당(fru)으로 구성된 이당류로, 식물에서 양분으로 작용하여 탄수화물 공급을 공급하는 분자일 뿐만 아니라, 신호 분자로서도 작용하여 당 특이적 신호전달을 유도하고 유전자 발현과 대사물질을 변화시킨다. 본 연구에서는 쑥에서 생리활성물질의 증진이 뿌리를 통한 자당 흡수로 인한 당 특이적 신호전달로 인한 것인지 아니면 삼투 또는 생물학적 스트레스와 같은 다른 요인으로 인해 유도된 것인지를 확인하고자 수행되었다. 삼투 스트레스와의 비교를 위해 삽목을 통해 발근된 쑥 묘를 정식 4주 후 3일간 만니톨(man)과 suc을 3가지 농도로(10mM, 30mM, 50mM) 호글랜드 양액과 함께 처리하였다. 3일간의 man과 suc 처리는 쑥의 지상부 생체중에 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 그리고 항산화도는 man과 suc 처리구에서 서로 다른 증진 패턴을 보였으며, suc 처리가 man로 유도된 삼투 스트레스와는 다른 기작으로 생리활성물질을 증진시키는 것을 확인하였다. 또한, suc 50mM 처리된 쑥 추출물은 에탄올로 유도된 알코올 자극과 t-BHP로 유도된 산화 스트레스에 대해 각 1.7배, 1.6배 높은 HepG2 cell 보호 효과를 나타냈다. suc처리와 생물학적 스트레스의 비교를 위해 suc 30mM 처리된 용액에서 배양하여 미생물을 얻은 후 이를 suc 30mM과 같이 또는 미생물 만을 정식 후 3주된 쑥에 3일간 양액과 함께 처리하였다. 처리 3일 차에 지상부 생체중의 변화 없이 당 함량이 미생물 처리 여부와 상관없이 suc 처리구들에서 유의적으로 대조구와 미생물 처리에 비해 증가하였다. 또한, 총 페놀 함량과 항산화도 역시 suc 30mM과 suc 와 미생물 혼합 처리구에서 미생물 처리구에 비해 증가하였다. 따라서, 양액 내 suc 처리로 인한 생리활성물질의 증진이 부수적인 스트레스에 의한 것이 아닌, suc 신호전달 효과임을 확인하였다. 본 실험은, 수경재배에서 뿌리를 통한 자당의 신호전달 효과로 인한 생리활성물질의 증진이 유도된다는 가능성을 제시한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권12호
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• pp.1912-1917
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• 2015

천연식물에 광범위하게 존재하는 대표적인 페닐프로파노이드 화합물인 caffeic acid에 대해 배 유래의 polyphenol oxidase로 산화반응을 수행하여 상대적으로 높은 pancreatic lipase 저해 활성($IC_{50}$; $161.2{\pm}2.8{\mu}g/mL$)을 확인하였으며, 이는 caffeic acid와 비교하였을 경우 활성이 상승함을 알 수 있었다. Caffeic acid 산화반응물에 대해서 $C_{18}$ 겔을 활용한 column chromatography를 수행하여 4종의 리그난 화합물을 분리하였고, 각 화합물의 화학구조는 NMR 스펙트럼 데이터 해석 및 표품과의 HPLC 직접 비교를 통하여 phellinsin A(2), caffeicinic acid(3), isocaffeicinic acid(4), 7,8-erythro-caffeicin(5)으로 동정하였다. 이들 화합물중 phellinsin A(2)는 $IC_{50}$ 값이 $66.3{\pm}2.6{\mu}M$로 가장 강한 효능을 나타내었으며, 다음으로 caffeic acid 2분자의 산화 결합을 통해 생합성된 caffeicinic acid(3)의 $IC_{50}$ 값이 $109.6{\pm}3.7{\mu}M$의 저해능을 나타내었다. 배에 존재하는 polyphenol 산화효소에 의해 생합성된 caffeic acid 이량체가 pancreatic lipase 저해 활성 물질임을 확인하였으며, 이들 활성은 caffeic acid가 결합 양상에 따른 화합물의 구조에 따라 다름이 시사되었다. 향후 이들 활성물질의 활성 기작에 대한 연구가 필요하며 본 연구 결과는 보다 우수한 pancreatic lipase 저해능을 가지는 새로운 선도화합물 발굴을 위한 기초자료로 이용될 수 있을 뿐만 아니라 항비만 물질의 상업화를 위한 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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• pp.67-67
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• 2018

Trichoderma species are a rich source of metabolites, but less known for biomedical potential. This work deals with antibacterial and antioxidant potentials of intracellular non-cytotoxic metabolites, extracted from Trichoderma atroviride (KNUP001). A total of 53 fractions was collected by column chromatography and tested for cytotoxicity by MTT assay. Only one fraction (F41) was found to be non-toxic to Vero cells with $95.4{\pm}0.61%$ of survival. The F41 was then subjected to chemical analysis, antibacterial and antioxidant assays. The F41 at $500{\mu}g.ml^{-1}$ showed the total antioxidant of $48.70{\pm}2.90%$, DPPH radical scavenging activity of $37.25{\pm}2.25$, nitric oxide (NO) radical scavenging activity of $54.55{\pm}1.95$ and $H_2O_2$ radical scavenging activity of $43.75{\pm}3.21$. The F41 at $25{\mu}g.ml^{-1}$ displayed antibacterial activity against E. coli ($14.25{\pm}0.2mm$), P. mirabilis ($10.4{\pm}0.6mm$), S. dysenteriae ($18.6{\pm}03mm$), S. paratyphi A ($14.1{\pm}1.1mm$), E. aerogenes ($5.6{\pm}0.4mm$) and S. marcescens ($14.25{\pm}0.2mm$). GC-MS analysis revealed the dominant presence of oleic acid C 18.1 (63.18%), n-hexadecanoic acid (6.17%), and ethyl oleate (4.93%) and potent molecules such as 8-[(2E)-2-(3-hydroxybenzylidene)hydrazinyl]-1,3,7-trimethyl-3,7-dihydro-1H-purine-2,6-dione, 2-(Dimethylamino)ethyl (1Z)-N-hydroxy-2-(4-morpholinyl)-2-oxoethanimidothioate, Fluorene in the F41, and virtual study revealed that these molecules are likely responsible for the antibacterial activities of F41. Hence, further investigation deserves on purification and characterization of the active metabolites from T. atroviride strain KNUP001 towards developing molecular leads to effective antibacterial drugs, and non-toxic to host cells.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권1호
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• pp.14-19
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• 2011

A cyclic undecapeptide-family natural product, cyclosporin A (CyA), which is one of the most valuable immunosuppressive drugs, is produced nonribosomally by a multifunctional cyclosporin synthetase enzyme complex in a filamentous fungal strain named Tolypocladium niveum. Previously, structural modifications of cyclosporins such as a regionspecific hydroxylation at the $4^{th}$ N-methyl leucine in a rare actinomycetes called Sebekia benihana were reported to lead to dramatic changes in their bioactive spectra. However, the reason behind this change could not be determined since a system to genetically manipulate S. benihana has not yet been developed. To address this limitation, in this study, we utilized the most commonly practiced gene manipulation techniques including conjugation-based foreign gene transfer-and-expression as well as targeted gene disruption to genetically manipulate S. benihana. Using these optimized genetic manipulation systems, a putative cytochrome P450 hydroxylase (CYP) gene named CYP506, which is involved in CyA hydroxylation in S. benihana, was specifically disrupted and genetically complemented. The S. benihana${\Delta}$CYP506 exhibited a significantly reduced CyA hydroxylation yield as well as considerable yield restoration by functional complementation of the S. benihana CYP506 gene, suggesting that the genetically manipulated S. benihana CYP mutant strains may serve as a more efficient bioconversion host for various valuable metabolites including CyA.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.354.2-354.2
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• 2016

Mycosporine-like amino acids (MAAs) are small secondary metabolites produced by organisms that live in environments with high volumes of sunlight, is an important group of novel bioactive compounds having immense biotechnological poten-tials due to their UV screening properties and Polypyrrole (PPy) is a type of organic polymer formed by polymerization of pyrrole. A novel composite nanofilm (~60 nm) of mycosporine-like amino acid (MAA) and polypyrrole is synthesized by interfacial polymerization technique. This composite nanofilm is conductive and has strong photoresponse. A photoelectric UV sensor is fabricated by depositing the composite film onto a silicon chip. This UV sensor shows good sensitivity, selectivity and stability for UV detection.

• Molecules and Cells
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• 제38권6호
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• pp.482-495
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• 2015

Sphingolipids such as ceramide, sphingosine-1-phosphate and sphingomyelin have been emerging as bioactive lipids since ceramide was reported to play a role in human leukemia HL-60 cell differentiation and death. Recently, it is well-known that ceramide acts as an inducer of cell death, that sphingomyelin works as a regulator for microdomain function of the cell membrane, and that sphingosine-1-phosphate plays a role in cell survival/proliferation. The lipids are metabolized by the specific enzymes, and each metabolite could be again returned to the original form by the reverse action of the different enzyme or after a long journey of many metabolizing/synthesizing pathways. In addition, the metabolites may serve as reciprocal biomodulators like the rheostat between ceramide and sphingosine-1-phosphate. Therefore, the change of lipid amount in the cells, the subcellular localization and the downstream signal in a specific subcellular organelle should be clarified to understand the pathobiological significance of sphingolipids when extracellular stimulation induces a diverse of cell functions such as cell death, proliferation and migration. In this review, we focus on how sphingolipids and their metabolizing enzymes cooperatively exert their function in proliferation, migration, autophagy and death of hematopoetic cells, and discuss the way developing a novel therapeutic device through the regulation of sphingolipids for effectively inhibiting cell proliferation and inducing cell death in hematological malignancies such as leukemia, malignant lymphoma and multiple myeloma.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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• pp.615-620
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• 2003

Gyrodinium impudicum strain KG03의 세포외 다당류인 p-KG03은 황함유 다당류로 항바이러스 검색 결과, 조사대상 바이러스 중 특히 뇌심근 경색바이러스 (encephalomyocarditis virus; EMCV)에 항바이러스 활성을 가지는 것으로 조사되었다.