• 제목/요약/키워드: biologically derived substances

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Outer Membrane Vesicles Derived from Salmonella Enteritidis Protect against the Virulent Wild-Type Strain Infection in a Mouse Model

  • Liu, Qiong;Yi, Jie;Liang, Kang;Zhang, Xiangmin;Liu, Qing
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제27권8호
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    • pp.1519-1528
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    • 2017
  • Foodborne contamination and salmonellosis caused by Salmonella Enteritidis (S. Enteritidis) are a significant threat to human health and poultry enterprises. Outer membrane vesicles (OMVs), which are naturally secreted by gram-negative bacteria, could be a good vaccine option because they have many biologically active substances, including lipopolysaccharides (LPS), outer membrane proteins (OMPs), and phospholipids, as well as periplasmic components. In the present study, we purified OMVs derived from S. Enteritidis and analyzed their characteristics through silver staining and sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis. In total, 108 proteins were identified in S. Enteritidis OMVs through liquid chromatography tandem mass spectrometry analysis, and OMPs, periplasmic proteins, and extracellular proteins (49.9% of total proteins) were found to be enriched in the OMVs compared with bacterial cells. Furthermore, native OMVs used in immunizations by either the intranasal route or the intraperitoneal route could elicit significant humoral and mucosal immune responses and provide strong protective efficiency against a lethal dose (~100-fold $LD_{50}$) of the wild-type S. Enteritidis infection. These results indicated that S. Enteritidis OMVs might be an ideal vaccine strategy for preventing S. Enteritidis diseases.

유해 남조류 제어를 위한 생물유래 살조물질 Naphthoquinone 유도체 (NQ 2-0)의 현장 적용 가능성 (A Field Application Feasibility of Biologically Derived Substances (Naphthoquinone Derivate: NQ 2-0) for the Mitigation of Harmful Cyanobacterial Blooms)

  • 주재형;박종성;최혜정;이헌우;한명수
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제4권3호
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    • pp.130-141
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    • 2017
  • 유해 남조류를 친환경적으로 제어하기 위해 개발된 생물유래 물질인 naphthoquinone (NQ) 유도체의 현장 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 기흥 저수지 수변에 30 ton 규모의 mesocosm을 설치하여 현장 조건에서의 살조효과와 비생물학적, 생물학적 요인을 모니터링하였다. NQ 2-0 물질을 처리한 결과, 대조구에서는 대상 조류인 Microcystis sp.의 세포밀도가 지속적으로 증가한 반면, 처리구에서는 실험 초기 $7.9{\times}10^4cells\;mL^{-1}$에서 접종 후 점진적으로 세포수가 감소하여 10일차 $9.7{\times}10^2cells\;mL^{-1}$으로 대조구 대비 99.4% 감소하였다. 실험 종료시인 15일차에는 Microcystis sp. 세포수가 100% 제거되었다. 대상 조류인 Microcystis sp. 종만을 선택적으로 제어하였을 뿐만 아니라, 다른 식물플랑크톤의 성장과 식물플랑크톤 종 다양성 지수도 증진되었다. 또한, 식물플랑크톤을 제외하고 NQ 2-0 물질에 의하여 물리 화학적요인 (수온, 용존 산소, pH, 전기전도도, 영양염)과 생물요인 (박테리아, HNFs, 섬모충, 동물플랑크톤)에 영향을 미치지 않았으며, 대조구와 처리구에서 유사한 경향이 관찰되었다.

Microcosm 실험을 이용한 생물유래 살조물질 Naphthoquinone 유도체의 유해 남조류 제어효과 및 기존물질과의 우수성 비교 (Superiority comparison of biologically derived algicidal substances (naphthoquinone derivative) with other optional agents using microcosm experiments)

  • 주재형;박범수;김세희;한명수
    • 환경생물
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    • 제38권1호
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    • pp.114-126
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    • 2020
  • 유해 남조류 Microcystis 종에 의한 녹조현상은 매년 빈번하게 일어나며, 이로 인한 수자원의 질적 변화와 먹는 물확보에 문제가 발생하고 있다. Microcystis 종에 의한 피해를 막고자 개발된 naphthoquinone (NQ) 유도체 물질의 장점 분석을 위해 국내에서 빈번히 사용되는 황토를 이용한 microcosm 실험을 하고자 하였다. 그 결과, NQ 40, NQ 2-0 물질은 선행 연구 결과와 동일하게 유해 남조류 Microcystis 종을 선택적으로 99.9%, 99.6% 제어했으며, 식물플랑크톤 종 다양성을 증진시켰다. 그러나, 황토를 처리한 실험구는 실험 초기 일시적인 조류 제어효과를 보인 후 다시 증가하였으며, 유용 조류를 포함한 모든 식물플랑크톤에게 적용되어 다른 조류의 성장은 이루어지지 않았다. 뿐만 아니라, NQ 물질을 처리한 처리구는 비생물학적, 생물학적요인 모두 영향을 미치지 않았으며, 대조구와 유사한 경향이 관찰되었다. 따라서, 최종적으로 개량된 유해 남조류 제어물질 NQ 2-0은 높은 살조효과, 선택적 제어효과, 저독성, 자연분해에 의한 비잔류성 뿐만 아니라, 편의성 및 경제성까지 갖춘 새로운 살조물질로서 현재까지 개발된 살조물질보다 현장 생태계 적용에 가장 적합한 친환경 녹조제어 물질이라고 판단된다.

국내 자생 고로쇠 (Acer mono Max.) 추출물의 항산화 활성 (Antioxidant Activity of the Extracts Derived from Korean Native Acer mono Max.)

  • 설은경;조춘구;류희욱
    • KSBB Journal
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    • 제32권2호
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    • pp.117-123
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    • 2017
  • Maple tree is a useful medical plant for obtaining bioactive materials such as pharmaceutics, cosmetics, food additive, etc., and there are 16 species of native maple trees in Korea. In this study, we evaluated the antioxidant activity of sap and crude extracts of Acer mono Max, a representative maple species. The crude extracts were obtained by solvent extraction (water, ethanol, and ethyl acetate) from its branches (bark and xylem). The phenolic contents and radical scavenging capacities of the extracts and the sap were evaluated in terms of half maximal effective concentration ($EC_{50}$) and kinetics by 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) assay. The ethanol extracts showed the highest extraction yield, phenolic contents and antioxidant activity, and bark extracts showed better antioxidant activity than xylem extracts. The antioxidant activity of the sap was very low, but the $EC_{50}$ of ethanol and ethyl acetate extracts ranged from 68 to $79{\mu}g/mL$, similar to that ($60{\mu}g/mL$) of the control, butylated hydroxytoluene (BHT). The DPPH radical scavenging rate ($220{\sim}760{\mu}M/min$) and the second-order reaction rate constant ($6.48{\sim}7.04L/g{\cdot}min$) of these extracts were better than those of BHT ($55{\sim}370{\mu}M/min$ and $3.60L/g{\cdot}min$). These results suggest that A. mono Max. is one of the useful bioresources for obtaining antioxidant biologically active substances, and it is possible to obtain physiologically active substances from by-product of its pruning while minimizing the effect on the growth of the tree.

자동화 HPLC/SPE/HPLC 시스템(Sepbox system)을 활용한 고추 잎 (leaf of Capsicum annuum L.) 추출물 분리 및 α-glucosidase 억제 활성 물질 탐색 (Rapid separation of Capsicum annuum L. leaf extract using automated HPLC/SPE/HPLC coupling system (Sepbox system) and identification of α-glucosidase inhibitory active substances)

  • 김민선;진종범;이정환;안혜숙;판철호;박진수
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제64권1호
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    • pp.25-32
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    • 2021
  • 식물 유래 화합물은 다양한 생리활성과 구조 다양성으로 많은 연구자에게 관심을 받고 있으나 화합물 분리는 많은 시간 소요, 과량의 유기용매 소모와 분리과정 중의 활성성분의 유실 등의 어려움을 겪게 된다. 이러한 점을 극복하기 위하여 HPLC/SPE/HPLC를 결합한 Sepbox 분리시스템을 이용하여 고추잎 추출물에서 288개 분획물을 획득하였고 이 중에서 alpha-glucosidase 저해효능을 가지는 화합물인 luteolin 7-O-glucoside를 효과적으로 확인할 수 있었다. 또한 고추잎에 풍부한 플라보노이드 다당체를 가수분해함에 따라 해당 활성이 증가함을 검증하였다. 그러므로 본 연구결과는 Sepbox 시스템이 생리활성 평가와 결합할 경우 식물 내 유용물질 탐색에 효과적임을 보여주었다.

유청을 이용한 Bacillus subtilis와 Lactobacillus plantarum의 혼합발효를 통한 γ-aminobutyric acid와 생리활성물질 강화 (Fortification of γ-aminobutyric acid and bioactive compounds in whey by co-fermentation using Bacillus subtilis and Lactobacillus plantarum)

  • 김근영;임종순;이삼빈
    • 한국식품과학회지
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    • 제50권6호
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    • pp.572-580
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    • 2018
  • 본 연구는 모짜렐라 치즈 제조과정에서 분리된 유청을 B. subtilis HA와 L. plantarum EJ2014의 혼합 발효를 통해 ${\gamma}$-PGA, GABA 등의 기능성 물질이 강화된 발효물을 생산하고자 하였다. 유청 B. subtilis 발효 1일차의 시료 분석결과, pH는 6.51, 산도는 0.32%, 생균수는 8.39 log CFU/mL을 나타냈으며, 점질물과 점조도는 각각 6.06%와 $4.09Pas^n$로 발효 전보다 유의적으로 증가하였다. 2차 L. plantarum 발효를 통해 유청 혼합발효물의 최종 pH는 4.57까지 감소하였고 산도는 L. plantarum 발효 1일째 1.39%로 증가하여 최종 산도는 1.73%를 나타내었다. B. subtilis 생균수는 2차 L. plantarum 발효가 진행됨에 따라 5.83 log CFU/mL까지 감소하였으나 L. plantarum 생균수는 5.73 log CFU/mL에서 L. plantarum 발효 1일째 9.08 log CFU/mL로 급격히 증가한 후 L. plantarum 발효 7일까지 유지하였다. TLC 정성분석한 결과 L. plantarum 발효 5일 이후 MSG가 모두 소진되어 GABA로 전환되는 것을 확인할 수 있었다. HPLC 정량분석으로 MSG는 L. plantarum 발효 초기 3.40%에서 L. plantarum 발효 7일째 거의 소진 되면서 혼합발효물의 GABA 함량은 2.21%를 보였다. 환원당과 젖당 함량은 각각 발효 전 11.07과 6.73%에서 L. plantarum 발효 7일째 각각 4.97과 3.68%로 크게 감소하는 것을 보였다. 타이로신 함량은 발효가 진행되는 동안 증가되어 L. plantarum 발효 7일째 38.24 mg%를 나타내었다. 단백질 가수분해 정도를 확인하기 위해 SDS-PAGE를 통해 발효 후 유청 단백질들이 대부분 가수분해되어 저분자화되는 것을 확인하였다. 유청의 발효 전후에 따른 항산화 활성을 측정한 결과 ABTS $RC_{50}$값은 26.81 mg/g에서 발효 후 8.78 mg/g, DPPH $RC_{50}$값 또한 발효 전 17.58 mg/g에서 발효 후 10.38 mg/g으로 감소하면서 혼합발효를 통해 전자 공여능이 향상되는 것으로 확인되었다.

The Role of Immunostimulants in Monogastric Animal and Fish - Review -

  • Sohn, K.S.;Kim, M.K.;Kim, J.D.;Han, In K.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제13권8호
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    • pp.1178-1187
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    • 2000
  • Many immunostimulating substances have been developed to improve immunity of domestic animals, although their exact mode of action and effects are not clearly defined, and they are now widely used in feed industry. Bacterial lipopolysaccharides, called endotoxin, in particular may have a profound effect not only on the immune system but also on macrophages of the reticuloendothelial system. Glucans from a variety of yeast cell wall have been shown to stimulate both specific and non-specific immune responses and to increase growth performance in pigs. Recently, there has been great interest in the role of complex carbohydrates in disease prevention and treatment. Mannanoligosaccharide is a glucomannoprotein complex derived from the cell wall of yeast. Generally, it was also known that the deficiencies of some major vitamins (vitamin A, E and C) and minerals (chromium and selenium) lead to impaired immune system and, as a result, immune function is depressed and recovery delayed. On the other hand, many researchers suggested that one possible reason for the superior performance observed in pigs fed plasma protein may be because of the presence of biologically active plasma proteins (e.g., immunoglobulins) which are known to contribute to the health of the starter pig. And, immunoglobulins present in plasma protein have been implicated as contributing to the overall immunocompetence of the newborn pig. Other immunostimulants, lactoferrin and lysozyme, mainly found in milk and egg white, have been known as having bacteriocidal and bacteriolytic effect. When considering practical use of immunostimulants, the concept of using immunostimulants is new to many people and, in most cases, it is poorly understood how and why such compounds act, and how they should be used in practice. Therefore, in order to clarify the reason for discrepancies in results, special attention should be paid to the dose/response relationship of immunostimulants and the duration of the effect.

HT22 신경세포에서 금은화 추출물에 의한 글루타메이트 유도 산화적 스트레스 및 세포사멸 억제 효과 (Inhibitory Effect of Lonicera japonica Thunb. Flower Buds against Glutamate-Induced Cytotoxicity in HT22 Hippocampal Neurons)

  • 전창환;송춘호
    • Korean Journal of Acupuncture
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    • 제38권1호
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    • pp.32-42
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    • 2021
  • Objectives : In this study, we investigated the neuroprotective effects of ethanol extract of Lonicera japonica flower buds (EELJ) on glutamate-induced neurotoxicity in mouse hippocampus-derived neuronal HT22 cells. Methods : After analyzing the cytoprotective effect of EELJ on glutamate in HT22 cells, the inhibitory effect of apoptosis was studied using flow cytometry. In order to analyze the antioxidant efficacy of EELJ, the levels of reactive oxygen species (ROS) and glutathione (GSH) were investigated, and the effects on the activities of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) were also analyzed. Furthermore, the effect of EELJ on the expression of apoptosis regulators such as Bax and Bcl-2 in glutamate-treated HT22 cells was investigated. Results : According the current results, pretreatment with EELJ significantly reduced glutamate-induced loss of cell viability and release of lactate dehydrogenase. EELJ also markedly attenuated glutamate-induced generation of intracellular ROS, which was associated with increased levels of GSH, and activity of SOD and CAT in glutamate-stimulated HT22 cells. In addition, EELJ was strikingly inhibited glutamate-induced apoptosis in HT22 cells. Furthermore, the expression of pro-apoptotic Bax was increased and the expression of anti-apoptotic Bcl-2 was decreased in glutamate-treated HT22 cells, while in the presence of EELJ, their expressions were maintained at the control levels. Conclusions : These findings indicate that EELJ protects glutamate-induced cytotoxicity in HT22 hippocampal neurons through antioxidant activity. Therefore, although identification of biologically active substances of EELJ and re-evaluation through animal experiments is necessary, this natural substance is a promising candidate for further research in preventing and treating oxidative stress-mediated neurodegenerative diseases.

생물유래 살조물질 Naphthoquinone 유도체의 규조 Stephanodiscus 제어 효과 및 생태계 변화 모니터링: A case study (A Case Study of Biologically Derived Algicidal Substances (Naphthoquinone Derivative) for Mitigate of Stephanodiscus and It's Ecological Changing Monitoring)

  • 주재형;박범수;김세희;한명수
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제7권1호
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    • pp.72-81
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    • 2020
  • 저온수기 규조 Stephanodiscus sp.에 의한 녹조 현상은 빈번하게 일어나며, 이로 인한 수자원의 질적 변화와 정수과정에 많은 경제적 손실을 주고 있다. 선행연구를 통해 Stephanodiscus sp. 종의 친환경적 제어를 위해 개발된 생물유래 물질인 naphthoquinone (NQ) 유도체의 현장조건에서 살조효과 입증을 위해 서낙동강 수변에 5 ton 규모 mesocosm을 설치하여 현장조건에서의 살조효과와 비생물학적, 생물학적 요인을 모니터링 하였다. NQ 4-6 물질을 처리한 결과, 대상 조류인 Stephanodiscus sp.의 세포밀도가 실험 초기 5 × 103 cells mL1에서 급격하게 감소하여 실험 종료시인 10일차에는 0.2 × 103 cells mL1으로 세포 대부분이 사멸되어, 81%의 높은 살조효과가 관찰되었다. 또한, NQ 4-6 물질 접종 후 식물플랑크톤을 제외한 물리·화학적요인(수온, 용존 산소, pH, 전기전도도, 영양염)과 생물요인 (박테리아, HNFs, 섬모충, 동물플랑크톤)에 영향을 미치지 않았으며, 대조구와 처리구에서 유사한 경향이 관찰되었다. 즉, NQ 4-6 물질의 현장 적용은 규조 Stephanodiscus sp. 종의 선택적 제어뿐만 아니라, 수생 생물의 서식처와 먹이 공급을 원활하게 함으로써 건강한 수 생태계를 형성하는데 큰 역할을 할 것으로 판단된다.