• 한국자원식물학회:학술대회논문집
• /
• 한국자원식물학회 2018년도 추계학술대회
• /
• pp.21-21
• /
• 2018

Natural product substances have historically served as the most significant also be prepared by source of new leads for pharmaceutical development. They can chemical synthesis(both semisynthesis and total synthesis) and have played a important role in the field of organic chemistry by providing synthetic targets. Rcently, they have also been extended for commercial purpose to refer to medicinal products, health functional foods, dietary supplements and cosmetics from natural sources. A large number of currently prescribed drugs have been either directly derived from or inspired by natural products. However, with the advent of robotics, bioinformatics, high throughput screening(HTS), molecular biology-biotechnology, combinatorial chemistry, in silico(molecular modeling) and other methodologies, the pharmaceutical industry has largely moved away from plant derived natural products as a source for leads and prospective drug candidates. The strategy for natural prduct industry is now changing from drug approaches to health foods by identifying effective natural products as preparations. In Korea, a lot of development of natural product based drugs have been done, but very few on health functional foods. The concept of natural product based health foods is not active components as lead compounds but standardized extracts or preparation mixed with other medicinal plants. The representative material has been recently known to be a standardized ginseng extract "Ginsana G 115" developed by Swiss Pharmaton company. The purpose of this presentation is to underline how natural products research continues to make significant contributions in the domain of discovery and development of new health functional foods. It is proposed to present the development of high value added health food or health functional foods through scientific investigation on efficacy and standardization of new materials form natural products.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제28권12호
• /
• pp.1999-2008
• /
• 2018

The compound 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA), an important bio-based monomer for the production of various polymers, can be obtained from 5-hydroxymethylfurfural (HMF). However, efficient production of FDCA from HMF via biocatalysis has not been well studied. In this study, we report the identification of key genes that are involved in FDCA synthesis and then the engineering of Raoultella ornithinolytica BF60 for biocatalytic oxidation of HMF to FDCA using its resting cells. Specifically, previously unknown candidate genes, adhP3 and alkR, which were responsible for the reduction of HMF to the undesired product 2,5-bis(hydroxymethyl)furan (HMF alcohol), were identified by transcriptomic analysis. Combinatorial deletion of these two genes resulted in 85.7% reduction in HMF alcohol formation and 23.7% improvement in FDCA production (242.0 mM). Subsequently, an aldehyde dehydrogenase, AldH, which was responsible for the oxidation of the intermediate 5-formyl-2-furoic acid (FFA) to FDCA, was identified and characterized. Finally, FDCA production was further improved by overexpressing AldH, resulting in a 96.2% yield of 264.7 mM FDCA. Importantly, the identification of these key genes not only contributes to our understanding of the FDCA synthesis pathway in R. ornithinolytica BF60 but also allows for improved FDCA production efficiency. Moreover, this work is likely to provide a valuable reference for producing other furanic chemicals.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제18권3호
• /
• pp.397-403
• /
• 2008

Nikkomycins are a group of peptidyl nucleoside antibiotics with potent fungicidal, insecticidal, and acaricidal activities. sanN was cloned from the partial genomic library of Streptomyces ansochromogenes 7100. Gene disruption and complementation analysis demonstrated that sanN is essential for nikkomycin biosynthesis in S. ansochromogenes. Primer extension assay indicated that sanN is transcribed from two promoters (sanN-P1 and sanN-P2), and sanN-P2 plays a more important role in nikkomycin biosynthesis. Purified recombinant SanN acts as a dehydrogenase to convert benzoate-CoA to benzaldehyde in a random-order mechanism in vitro, with respective $K_{cat}/K_m$$ values of $3.8mM^{-1}s^{-1}\;and\;12.0mM^{-1}s^{-1}$ toward benzoate-CoA and NADH, suggesting that SanN catalyzes the formation of picolinaldehyde during biosynthesis of nikkomycin X and Z components in the wild-type stain. These data would facilitate us to understand the biosynthetic pathway of nikkomycins and to consider the combinatorial synthesis of novel antibiotic derivatives.

• 한국생물정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물정보시스템생물학회 2000년도 International Symposium on Bioinformatics
• /
• pp.32-34
• /
• 2000

Computational chemistry is a discipline using computational methods for the calculation of molecular structure, properties, and reaction or for the simulation of molecular behavior. Relating and turning the complexity of data from genomics, high-throughput screening, combinatorial chemical synthesis, gene-expression investigations, pharmacogenomics, and proteomics into useful information and knowledge is the primary goal of bioinformatics. In particular, the structure-based molecular design is one of essential fields in bioinformatics and it can be called as structural bioinformatics. Therefore, the conformational analysis for proteins and peptides using the techniques of computational chemistry is expected to play a role in structural bioinformatics. There are two major computational methods for conformational analysis of proteins and peptides; one is the molecular orbital (MO) method and the other is the force field (or empirical potential function) method. The MO method can be classified into ab initio and semiempirical methods, which have been applied to relatively small and large molecules, respectively. However, the improvement in computer hardwares and softwares enables us to use the ab initio MO method for relatively larger biomolecules with up to v100 atoms or ∼800 basis functions. In order to show how computational chemistry can be used in structural bioinformatics, 1 will present on (1) cis-trans isomerization of proline dipeptide and its derivatives, (2) positional preference of proline in ${\alpha}$-helices, and (3) conformations and activities of Arg-Gly-Asp-containing tetrapeptides.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제16권10호
• /
• pp.1634-1639
• /
• 2006

Hepatitis C virus (HCV)-encoded nonstructural protein 5B (NS5B) possesses RNA-dependent RNA polymerase activity, which is considered essential for viral proliferation. Thus, HCV NS5B is a good therapeutic target protein for the development of anti-HCV agents. In this study, we isolated two different kinds of nuclease-resistant RNA aptamers with 2'-fluoro pyrimidines against the HCV NS5B from a combinatorial RNA library with 40 nucleotide random sequences, using SELEX technology. The isolated RNA aptamers were observed to specifically and avidly bind the HCV NS5B with an apparent $K_d$ of 5 nM and 18 nM, respectively, in contrast with the original RNA library that hardly bound the target protein. Moreover, these aptamers could partially inhibit RNA synthesis of the HCV subgenomic replicon when transfected into Huh-7 hepatoma cell lines. These results suggest that the RNA aptamers selected in vitro could be useful not only as therapeutic agents of HCV infection but also as a powerful tool for the study of the HCV RNA-dependent RNA polymerase mechanism.

• 대한화학회지
• /
• 제45권6호
• /
• pp.577-588
• /
• 2001

조합화학 기법을 적용하여 $YRO_4$ (R=As, Nb, P, V)계 모체에 Eu을 활성하여 적색형광체를 합성하였다. 합성된 형광체는 UV PL,VUV PL, 및 색좌표 분석을 하였고, 254nm 및 147nm 여기하에서의 발광세기 및 색좌표 사면체 라이브러리를 완성하였다. Eu이 0.1 mol 도핑된 적색 형광체는 254nm로 여기 시켰을 때 $YRO_4$를 중심으로 다른 중심으로 다른 성분이 미량 첨가되었을 때 가장 좋은 발광 세기를 나타내었으나. 147nm에서는 $YRO_4$를 중심으로 좋은 발광 세기가 나타났다. 합성된 형광체 중 $Y_{0.9}$(A$S_{0.06}$N$B_{0.06}$$P_{0.83}$$V_{0.06}$) $O_4$: $Eu_{0.1}$의 조성으로 1200$^{\circ}C$에서 소성하였을 때 상용 형광체와 대등한 발광세기가 색순도가 우수하였다.

• 대한화학회지
• /
• 제45권5호
• /
• pp.461-469
• /
• 2001

조합화학은 한번에 여러 후보 물질을 소량 합성하여 원하는 물성을 갖는 물질을 탐색하는 기술이다. 본 연구에서는 고분자 착체 조합 화학법을 이용하여, 터븀이 도핑된 $SrO-Gd_2O_3-Al_2O_3$계에 대한 형광 물질을 합성하고 특성을 검색하였다. 합성 실험은 세 성분의 조성이 약 0.05몰씩 차이를 갖게하되 모든 금속 이온 당량의 합이 1몰이 되도록 작성한 조성표에 따라 금속이온 용액, 구연산 용액 및 에틸렌 글리콜 용액을 사용하여, 고분자 착체 전구체를 형성하는 Pechini법으로 합성하였다. 합성된 전구체를 1000~1500$^{\circ}C$로 열처리한 후 제조된 분말을 UV PL(Photoluminescence)과 VUV(Vacuum-UV: 147nm) PL로 측정하여 그 특성을 검토하였다. 또한 합성된 분말의 결정성과 입자형상은 XRD와 SEM을 이용하여 확인하고 관찰하였다. UV PL 측정 결과, 240nm 여기하에서는 $Sr_{0.6}Gd_{0.12}Al_{0.17}Tb_{0.1}$$O_{\delta}$, 275 nm 여기하에서는 $Sr_{0.03}Gd_{0.89}Al_{0.03}Tb_{0.06}O_{\delta}$와 $Sr_{0.6}Gd_{0.12}Al_{0.17}Tb_{0.1}O_{\delta}$ 그리고 307nm 여기하에서는 $Sr_{0.03}Gd_{0.89}Al_{0.03}Tb_{0.06}O_{\delta}$의 조성에서 543nm의 발광 세기가 크게 나타났다. 그리고 VUV PL 측정 결과는 $Gd_{1-x-y}Al_xTb_yO_{\delta}$: 0.595 < x < 0.733, 0.016 < y < 0.017 그리고 $Sr_xAl_{1-x-y}Tb_yO_{\delta}$: 0.049 < x < 0.064, 0.02 < y < 0.039의 조성범위에서 345nm 의 발광세기가 크게 나타났다. 이 조성의 녹색 형광체는 plasma display panel에 적용 가능하다.

• Archives of Pharmacal Research
• /
• 제25권6호
• /
• pp.801-806
• /
• 2002

Cyclicpeptides are important targets in peptide synthesis because of their interesting biological properties. Constraining highly flexible linear peptides by cyclization is one of the mostly widely used approaches to define the bioactive conformation of peptides. Cyclic peptides often have increased receptor affinity and metabolic stability over their linear counterparts. We carried out virtual screening experiment via docking in order to understand the interaction between HLE-Human Leukocyte Elastase and ligand peptide and to identify the sequence that can be a target in various ligand peptides. We made cyclic peptides as a target base on Metlle-Phe sequence having affinity for ligand and receptor active site docking. There are three ways to cyclize certain sequences of amino acids such as Met-lie-Phe-Gly-Ile. First is head-to-tail cyclization method, linking between N-terminal and C-terminal. Second method utilizes amino acid side chain such as thiol functional group in Cys, making a thioether bond. The last one includes an application of resin-substituted amino acids in solid phase reaction. Among the three methods, solid phase reaction showed the greatest yield. Macrocyclization of Fmoc-Met-Ile-Phe-Gly-Ile-OBn after cleavage of Fmoc protection in solution phase was carried out to give macrocyclic compound 5 in about 7% yield. In the contrast with solution phase reaction, solid phase reaction for macrocyclization of Met-Ile-Phe-Gly-Ile-Asp-Tentagel in normal concentrated condition gave macrocyclic compound 7 in more than 35% yield.

• 대한화장품학회지
• /
• 제41권4호
• /
• pp.325-331
• /
• 2015

피부는 낮 동안 태양빛과 인공 빛에 끊임없이 노출되어 있으며, 그중 5%는 UV 영역, 50%는 가시광선, 나머지 45%는 적외선 영역으로 구성되어 있다. 이중 자외선의 피부에 대한 영향은 많은 연구가 되어 왔으나, 나머지 영역에 대한 연구는 미진한 실정이다. 이에, 가시광선에서 적외선 사이의 파장이 피부 섬유아세포에 어떤 영향을 미치는지 연구하고자 하였다. 광처리에 의한 효과는 광파장, 처리 시간, 광세기, 광조합 등 다양한 파라미터들의 조합에 의해 그 효능이 결정되므로, 본 연구에서는 섬유아세포의 성장 및 콜라겐 합성과 관련된 기능을 촉진시킬 수 있는 광처리 조건을 찾아내고자 하였다. 가시광선과 적외선 영역 사이의 6개의 파장을 처리한 결과, 레드(630 nm)와 그린(520 nm) 파장에 의해 섬유아세포의 증식이 증가함을 확인하였다. 광처리 시간은 콜라겐 합성량 증가를 위해서는 10 min의 광처리가 30 min의 광처리 보다 적합한 조건이었다. 광세기는 $0.05{\sim}0.75mW/cm^2$에서 6개의 광세기로 분할하여 실험한 결과, 레드 $0.3mW/cm^2$와 그린파장 0.15, $0.3mW/cm^2$ 세기가 type I collagen의 mRNA의 양을 증가시킬 수 있었다. 마지막으로 두 개 파장을 순차적으로 조합 처리하였을 때의 효과를 확인한 결과, 레드와 그린파장의 조합 조건은 섬유아세포의 수적증가를 목적으로 할 때 효율적인 방법이며, 콜라겐 합성에는 레드 단독처리가 보다 효과적인 방법이었다. 따라서 본 연구에서 제시하는 광처리 조건을 이용시 피부 세포의 성장이나 콜라겐 합성에 긍정적 영향을 유도할 수 있으며, 재생 및 피부 미용 등에 활용할 수 있는 가능성이 클 것으로 기대된다.

• 농약과학회지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.1-11
• /
• 2001

신규 제초제 작용점의 발굴은 유전체학과 조합화학 등 새로운 기술이 등장하여 그 가능성이 높아지고 있다. 대략 $10^{30}$에서 $10^{50}$여 개의 화학물질의 합성이 가능하고 50,000여 개의 식물 유전자 지도가 완성되어 이들의 조합으로 새로운 제초제의 작용점 발굴 가능성이 높아지게 될 것이다. 즉, 고등식물이 가지고 있는 50,000여 개의 유전자 가운데 0.1%, 1.0% 또는 10%가 신규 작용점이 된다면 50, 500, 5000개의 신규 작용점을 발견할 수 있는 것이다. 신규 제초제의 개발을 위해서는 target enzyme의 선택과 결정, 저해제의 설계, 작용점까지 도달하는 과정, 대사적인 운명 등 여러가지 요인들이 검토되어야 한다. 이러한 과정에서 가장 중요한 것은 확실한 작용점의 선택에 있다. 또한 다양한 생화학적 정보를 통하여 작용점/효소의 저해로부터 고사에 이르는 과정을 이해함은 물론 보다 강력한 저해제의 합성과 살초과정을 이해할 수 있어야 할 것이다. 그 동안에는 이미 알려진 작용점을 대상으로 신규 화합물을 합성하거나 유도체를 개발하는 것이 대부분이었지만 최근에는 antisense 기법 등을 활용하여 새로운 치사관련 작용점을 찾아내는데 잠재력과 가능성을 확대시켜주고 있다. 새로운 치사관련 작용점을 발굴한 후에는 대상효소의 화학적, 생화학적 기능과 단백질의 구조를 분석하여 강력한 저해제를 설계하는데 활용하게 될 것이다. 치사관련 돌연변이체와 antisense 기법을 활용하고, 식물 생리학적 반응을 기초로 하여 리드화합물을 탐색하는 것은 새로운 접근방식이며 농약 화학적 특성을 갖는 효소 저해제들의 합성은 크게 6가지로 할 수 있다. 공통특이시얀 기질 유사체 합성, affinity labels, 자살기질체, 반응중간산물, 그리고 extraneous site inhibitors 등을 들 수 있다. 이와 같은 방법으로 후보화합물이 선발된다 하여도 실제식물에 처리하여 흡수, 이행, 대사 등에 관한 시험이 반드시 이루어져야 새로운 제초제를 탄생시킬 수 있다. 또한 약물의 전달과정과 무독화작용을 통하여 pro-herbicide에 대한 연구를 진행하게 될 것이며, 마지막으로 잡초와 작물간의 선택성이 고려되어야 효소 측이적 접근방식에 의한 신규 선택성 제초제의 개발이 성공할 수 있는 것이다.