• 제목/요약/키워드: degradation enzyme

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인체 신경세포에서 청뇌명신환(淸腦明神丸)의 산화적 스트레스에 대한 세포보호 효과 (Neuroprotective Effects of Cheongnoemyeongsin-hwan against Hydrogen Peroxide-induced DNA Damage and Apoptosis in Human Neuronal-Derived SH-SY5Y Cells)

  • 피국현;황원덕
    • 대한한의학방제학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.51-68
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    • 2017
  • Objectives : Oxidative stress due to excessive accumulation of reactive oxygen species (ROS) is one of the risk factors for the development of several chronic diseases, including neurodegenerative diseases. Methods : In the present study, we investigated the protective effects of cheongnoemyeongsin-hwan (CNMSH) against oxidative stress‑induced cellular damage and elucidated the underlying mechanisms in neuronal-derived SH-SY5Y cells. Results : Our results revealed that treatment with CNMSH prior to hydrogen peroxide (H2O2) exposure significantly increased the SH-SY5Y cell viability, indicating that the exposure of the SH-SY5Y cells to CNMSH conferred a protective effect against oxidative stress. CNMSH also effectively attenuated H2O2‑induced comet tail formation, and decreased the phosphorylation levels of the histone ${\gamma}H2AX$, as well as the number of apoptotic bodies and Annexin V‑positive cells. In addition, CNMSH exhibited scavenging activity against intracellular ROS generation and restored the mitochondria membrane potential (MMP) loss that were induced by H2O2, suggesting that CNMSH prevents H2O2‑induced DNA damage and cell apoptosis. Moreover, H2O2 enhanced the cleavage of caspase-3 and degradation of poly (ADP-ribose)-polymerase, a typical substrate protein of activated caspase-3, as well as DNA fragmentation; however, these events were almost totally reversed by pretreatment with CNMSH. Furthermore, CNMSH increased the levels of heme oxygenase-1 (HO-1), which is a potent antioxidant enzyme, associated with the induction of nuclear factor-erythroid 2-related factor 2 (Nrf2). According to our data, CNMSH is able to protect SH-SY5Y cells from H2O2-induced apoptosis throughout blocking cellular damage related to oxidative stress through a mechanism that would affect ROS elimination and activating Nrf2/HO-1 signaling pathway. Conclusions : Therefore, we believed that CNMSH may potentially serve as an agent for the treatment and prevention of neurodegenerative diseases caused by oxidative stress.

Comparison of in vitro digestibility and chemical composition among four crop straws treated by Pleurotus ostreatus

  • Nie, Haitao;Wang, Ziyu;You, Jihao;Zhu, Gang;Wang, Hengchang;Wang, Feng
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제33권1호
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    • pp.24-34
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    • 2020
  • Objective: The effects of Pleurotus ostreatus on the feed utilization of broad bean stalks (BBS), rape straw (RS), paddy straw (PS), and corn stalk (CS) was examined. Methods: The four roughages were co-cultured with Pleurotus ostreatus. The chemical composition; enzyme activities of laccase, carboxymethylcellulase (CMCase) and xylanase; carbohydrate and protein fractions (based on The Cornell Net Carbohydrate and Protein System [CNCPS]) were assessed at different days after inoculation (7, 14, 21, 28 d) and un-inoculated roughages (control, 0 d). The digestibility of nutrient components and the gas production of roughage with various incubation times were monitored at 0, 2, 4, 6, 9, 12, 24, 36, 48, 60, and 72 h using an in vitro ruminal fermentation method. Results: A higher CMCase activity (0.1039 U/mL) and earlier time to peak (14 d) were detected in Pleurotus ostreatus cultured with CS (p<0.05). Significantly, the incubation length-dependent responses of cumulative gas production were observed from 24 to 72 hours post fermentation (p<0.05), and these incubation length-dependent effects on cumulative gas production of PS and CS appeared earlier (24 h) for PS and CS than those (48 h) for BBS and RS (p<0.05). The fast-degradable carbohydrate (CA) content for all four roughages significantly increased over time (p<0.05). Nonetheless, increased degradation efficiency for CA treated with Pleurotus ostreatus was detected at both 21 and 28 days of incubation (p<0.05). With the exception of PS (p<0.05), there were no significant difference among the roughages (p>0.05) in slowly-degradable carbohydrate (CB2) at different incubation times (p<0.05). Conclusion: Assessment of the alterations in chemical composition, CNCPS system fractions, and the fermentation kinetics after biological pretreatment may yield a valuable database for evaluating the biological pretreatment of Pleurotus ostreatus in ruminant feed.

리그닌분해(分解)와 리그닌분해효소(分解酵素) 생산(生産)을 위한 목재부후균(木材腐朽菌)의 선발(選拔)과 평가(評價) (III) -리그닌분해균(分解菌) LSK-27에 의한 Manganese peroxidase 생산조건(生産條件)- (Screening and Evaluating of Wood-Rotting Fungi for Lignin Degradation and Ligninolytic Enzyme Production (III) - Conditions of Manganese Peroxidase Production by Lignin-Degrading Fungus LSK-27 -)

  • 정현채;박서기;김병수;박종열
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제27권2호
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    • pp.53-61
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    • 1999
  • 리그닌분해균 LSK-27 균주로부터 Manganese peroxidase (MnP) 생산을 위한 배지조건과 Mn(II) 첨가효과를 검토하였다. LSK-27균주에 의한 균체외 MnP 생산에는 탄소원보다 질소원의 영향이 크게 나타났다. 질소원으로는 peptone 이나 yeast extract와 같은 복합 유기질소원이 효과적이었으며 특히 질소원의 농도가 높은 조건에서 MnP activity가 우수하였다. 질소원으로서 peptone 농도 1.0%까지는 뚜렷한 activity 증가를 가져왔으나 1.5%이상의 농도에서는 MnP activity 증가효과가 크게 나타나지 않았다. 반면에 탄소원의 농도에 의한 MnP activity 증가효과는 glucose농도 1.0% 에서 3.0%까지 거의 비슷한 수준이었다. Mn(II)는 높은 MnP 유도효과를 나타냈으며 첨가농도 100ppm 까지 MnP activity의 증가효과를 보였고 그 이상의 농도에서는 MnP 생산이 억제되었다. Mn(II)는 배양 2일 후에 첨가하였을 때 MnP activitv 증가가 가장 높게 나타났다.

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청국장에 관한 연구(I) -청국장 제조과정에 있어서 콩단백질의 변화에 관하여- (Studies on Chung-Kook-Jang (Part I) -On the changes of soy-bean protein in manufacturing Chung-Kook-Jang-)

  • 이계호;이효지;정문교
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제14권3호
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    • pp.191-200
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    • 1971
  • 콩 및 장류 연구의 일환으로서 세균효소에 의하여 콩단백질을 분해하는 강력한 protease생산균주를 얻기 위하여 전국 9개도에서 볏짚을 수집하였다. 수집시료로부터 Dilution pour plate에 의하여 protease생산성 균주 총 23 균주를 순수 분리하였다. 순수분리된 전균주에 대하여 portease생산성을 screening하고 protease을 강력히 생산하는 우수균주를 선정 하였다. 우수균주인 $D_9$$F_{20}$ strain이 생성한 protease의 최적작용조건을 검토한 결과 optimum pH가 7.5이고 optimum temperature는 $40^{\circ}C$ 임을 알았다. 청국장은 다른 장류와는 달리 세균으로서 단시간 동안에 단백질을 분해시켜 만들음으로 특유한 식품인 것이다. 우수균주로 분리 선정된 $D_9$$F_{20}$ strain과 Bac. natto strain을 starter로하여 청국장을 제조하는데 세균의 protease에 의하여 콩단백질의 분해로 수용성질소화합물이 증가함을 알았다. 삶은 콩과 우수균주로 선정된 균주에 의하여 제조된 청국장에 대하여 질소형태의 변화를 보면 청국장 제조과정에서 수용성질소가 85%, TCA가용성질소, amino 태질소, peptide 태질소는 두드러지게 증가하고 반대로 삶은콩은 수용성질소가 감소하였다.

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Streptomyces coelicolor RraAS1의 Eschechia coli RNase E의 RNA 분해작용에 대한 활성제로서 기능 암시 (Implications of Streptomyces coelicolor RraAS1 as an activator of ribonuclease activity of Escherichia coli RNase E)

  • 허지훈;서소진;이보은;염지현;이강석
    • 미생물학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.243-248
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    • 2016
  • RNase E는 대장균(Escherichia coli)에서 수많은 RNA의 가공 및 분해에 관여하는 필수적인 효소이다. RNase E의 효소 활성은 RraA와 RraB에 의해 조절된다. 그람양성균인 Streptomyces coelicolor는 RNase ES, RraAS1, RraAS2라고 명명되는 RNase E와 RraA의 동족체를 가지고 있다. 이 연구에서는 S. coelicolor 유래의 RraAS1이 E. coli에서 RNase E의 효소활성을 저해하는지 연구하였다. 대장균에서 RraAS1의 발현은 RNase E의 과발현에 의해 감소된 세포생장을 더욱 저하시켰으며, RNase E의 기질인 rpsO, ftsZ, rnhB mRNA의 양을 감소시키는 것을 확인 하였다. 이러한 RraAS1의 효과는 공동면역침전실험을 수행한 결과에서 유추할 수 있듯이, Rne 단백질과 RraAS1의 결합으로 유도되는 것으로 보인다. 이러한 결과는 RraAS1이 대장균에서 RNase E의 리보핵산 가수분해 활성을 유도함을 시사한다.

생화학적 검사 및 분자유전학적 검사에 의해 뮤코다당증 제3A형으로 진단된 한국인 환자의 증례 보고 (A Case Report for a Korean Patient with Mucopolysaccharidosis IIIA Confirmed by Biochemical and Molecular Genetic Investigation)

  • 김보람;조성윤;손영배;박형두;이수연;송정한;진동규
    • 대한유전성대사질환학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.44-48
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    • 2015
  • 뮤코다당증 제3A형(Mucopolysaccharidosis IIIA, Sanfillippo syndrome type A)은 heparan sulfate 대사에 관여하는 heparan N-sulfatase의 결핍으로 유발되는 리소좀 축적 질환이다. 본 연구는 대두증과 발달 지연을 보이는 5세 환아를 대상으로 하였다. 환아 소변의 glycosaminoglycan은 26 g/moL creatinine으로 증가되어 있었고(참고치: <7 g/moL creatinine), 소변의 전기영동 검사에서는 heparan sulfate 분획이 뚜렷하게 관찰되었다. 피부 섬유아세포에서 측정한 heparan N-sulfatase 활성도는 0.2 pmol/min/mg protein으로 매우 감소되어 있었다(참고치: 9-64 pmol/min/mg protein). 중합효소연쇄반응-염기서열분석법에 의한 SGSH 유전자 검사에서는 c.1040C>T (p.S347F) 및 c.703G>A (p.D235N) 돌연변이가 각각 이형접합체 양상으로 나타났다. 이에 생화학적 검사 및 분자유전학적 검사를 통해 뮤코다당증 제3A형으로 확진된 첫 번째 한국인 사례를 보고하는 바이다.

초음파처리가 옥수수전분의 이화학특성과 기공 형성에 미치는 영향 (Effects of sonication on physicochemical properties and pore formation of maize starch)

  • 최은희;이재권
    • 한국식품과학회지
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    • 제49권5호
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    • pp.507-512
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    • 2017
  • 초음파에 의한 전분입자 내 다공구조의 조절 가능성을 검토하기 위하여 초음파 처리조건에 따른 옥수수전분의 물성변화와 글루코아밀레이스에 의해 생성되는 표면 기공의 특성을 조사하였다. 손상전분 측정실험과 및 X-선 회절분석을 통하여 전분입자의 결정성 구조는 초음파 처리조건에 따라 제한적으로 손상되는 것이 확인되었다. 신속점도분석기로 측정한 전분의 페이스팅 점도는 초음파처리에 감소하여 초음파에 의해 전분분자의 polymer network이 약화되는 것으로 판단된다. 전분의 유지흡수는 초음파 10분처리의 경우 초음파 세기가 높을수록 증가한 반면, 전분 손상도가 상대적으로 높은 30분과 50분 처리에서는 오히려 감소하는 양상을 나타내었다. 전분입자 표면은 초음파의 전단력으로 인해 마모되어 처리시간이 길어질수록 손상 정도는 증가하였으나 초음파에 의한 기공 생성은 관측되지 않았다. 글루코아밀레이스 반응시간에 따른 전분표면의 기공 특성 관측결과, 반응초기 초음파처리 전분의 표면에는 무처리 전분 보다 더 많은 미세기공이 생성되었으며 효소반응에 따라 그 크기와 깊이가 확장되어 5시간 반응에서 다공성의 전분입자 형태를 나타내었다. 반면 효소반응 10시간 이후에는 과도한 가수분해로 인한 입자의 형태 파손이 관측되었다. 이상의 결과에 따라 전분입자는 초음파에 의한 표면과 일부 결정성 영역의 손상으로 글루코아밀레이스의 반응이 초기에 빠르게 진행되어 더 많은 미세기공이 입자표면에 생성됨에 따라, 초음파처리 전분의 다공성은 무처리 전분에 비해 증가하는 것으로 판단되었다.

음식물 쓰레기 퇴비화를 위한 미생물 최적 활성 조건 (Studies on the Optimun Activation Condition for Food Waste Composting by Microorganism in Food Waste)

  • 정준영;정광용;박우균
    • 한국환경농학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.272-279
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    • 1999
  • 음식물 쓰레기 자체미생물에 의한 퇴비화 가능성을 검토하기 위해 음식물 쓰레기 자체 미생물의 분포 및 수를 조사한 결과 $30^{\circ}C$에서 세균은 전 시료구에서 $10^5-10^7CFU/g$, $50^{\circ}C$에서 $10^5-10^6\;CFU/g$이 검출되었다. 효소생산 미생물은 $30^{\circ}C$$50^{\circ}C$에서 amylase, protease 생산균주는 계절에 관계없이 $10^3-10^7\;CFU/g$로 검출되었다. 한편 30일간의 퇴비화 실험결과 $50^{\circ}C$ 항온에서 음식물 쓰레기만을 이용한 시험구(FW1)는$30^{\circ}C$(FW2) 시험구와 유사하였으나 온도구배 적용구(FW3) 그리고 미생물 부숙제첨가구(FM1, FM2)에 비해 가장 많은 $CO_2$ gas 발생율을 보였고 유기물 분해율, 조단백함량 변화에 있어서 가장 우수한 것으로 나타났다. 또한 퇴비화 과정중 미생물과 효소생산 균주의 변화를 조사한 결과 FW1의 경우 $30^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $60^{\circ}C$의 전배양 온도에서 $10^5-10^9\;CFU/ml$의 세균과 Amylase 및 Protease 생산균주가 검출되어 미생물 부숙제를 첨가한 시험구에 비해 우수하였다. 이상의 결과로 음식물 쓰레기 자체 총균수 및 효소 생산균주 그리고 퇴비과정중의 성분 변화를 고려할 때 $50^{\circ}C$의 부숙온도가 가장 효율적이며 음식물 쓰레기 퇴비화에 별도의 미생물 부숙제 사용은 불필요한 것으로 추측된다.

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Molecular Characterization of a Novel 1,3-α-3,6-Anhydro-L-Galactosidase, Ahg943, with Cold- and High-Salt-Tolerance from Gayadomonas joobiniege G7

  • Seo, Ju Won;Tsevelkhorloo, Maral;Lee, Chang-Ro;Kim, Sang Hoon;Kang, Dae-Kyung;Asghar, Sajida;Hong, Soon-Kwang
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제30권11호
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    • pp.1659-1669
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    • 2020
  • 1,3-α-3,6-anhydro-L-galactosidase (α-neoagarooligosaccharide hydrolase) catalyzes the last step of agar degradation by hydrolyzing neoagarobiose into monomers, D-galactose, and 3,6-anhydro-L-galactose, which is important for the bioindustrial application of algal biomass. Ahg943, from the agarolytic marine bacterium Gayadomonas joobiniege G7, is composed of 423 amino acids (47.96 kDa), including a 22-amino acid signal peptide. It was found to have 67% identity with the α-neoagarooligosaccharide hydrolase ZgAhgA, from Zobellia galactanivorans, but low identity (< 40%) with the other α-neoagarooligosaccharide hydrolases reported. The recombinant Ahg943 (rAhg943, 47.89 kDa), purified from Escherichia coli, was estimated to be a monomer upon gel filtration chromatography, making it quite distinct from other α-neoagarooligosaccharide hydrolases. The rAhg943 hydrolyzed neoagarobiose, neoagarotetraose, and neoagarohexaose into D-galactose, neoagarotriose, and neoagaropentaose, respectively, with a common product, 3,6-anhydro-L-galactose, indicating that it is an exo-acting α-neoagarooligosaccharide hydrolase that releases 3,6-anhydro-L-galactose by hydrolyzing α-1,3 glycosidic bonds from the nonreducing ends of neoagarooligosaccharides. The optimum pH and temperature of Ahg943 activity were 6.0 and 20℃, respectively. In particular, rAhg943 could maintain enzyme activity at 10℃ (71% of the maximum). Complete inhibition of rAhg943 activity by 0.5 mM EDTA was restored and even, remarkably, enhanced by Ca2+ ions. rAhg943 activity was at maximum at 0.5 M NaCl and maintained above 73% of the maximum at 3M NaCl. Km and Vmax of rAhg943 toward neoagarobiose were 9.7 mg/ml and 250 μM/min (3 U/mg), respectively. Therefore, Ahg943 is a unique α-neoagarooligosaccharide hydrolase that has cold- and high-salt-adapted features, and possibly exists as a monomer.

Evaluation of the mechanical properties and clinical efficacy of biphasic calcium phosphate-added collagen membrane in ridge preservation

  • Lee, Jung-Tae;Lee, Yoonsub;Lee, Dajung;Choi, Yusang;Park, Jinyoung;Kim, Sungtae
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제50권4호
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    • pp.238-250
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    • 2020
  • Purpose: This study aimed to evaluate the biocompatibility and the mechanical properties of ultraviolet (UV) cross-linked and biphasic calcium phosphate (BCP)-added collagen membranes and to compare the clinical results of ridge preservation to those obtained using chemically cross-linked collagen membranes. Methods: The study comprised an in vitro test and a clinical trial for membrane evaluation. BCP-added collagen membranes with UV cross-linking were prepared. In the in vitro test, scanning electron microscopy, a collagenase assay, and a tensile strength test were performed. The clinical trial involved 14 patients undergoing a ridge preservation procedure. All participants were randomly divided into the test group, which received UV cross-linked membranes (n=7), and the control group, which received chemically cross-linked membranes (n=7). BCP bone substitutes were used for both the test group and the control group. Cone-beam computed tomography (CBCT) scans were performed and alginate impressions were taken 1 week and 3 months after surgery. The casts were scanned via an optical scanner to measure the volumetric changes. The results were analyzed using the nonparametric Mann-Whitney U test. Results: The fastest degradation rate was found in the collagen membranes without the addition of BCP. The highest enzyme resistance and the highest tensile strength were found when the collagen-to-BCP ratio was 1:1. There was no significant difference in dimensional changes in the 3-dimensional modeling or CBCT scans between the test and control groups in the clinical trial (P>0.05). Conclusions: The addition of BCP and UV cross-linking improved the biocompatibility and the mechanical strength of the membranes. Within the limits of the clinical trial, the sites grafted using BCP in combination with UV cross-linked and BCP-added collagen membranes (test group) did not show any statistically significant difference in terms of dimensional change compared with the control group.