광산배수가 지표에 노출되거나 주변 수계로 유입됨에 따라 나노크기의 철 교질물질이 형성되며, 이러한 철 교질물질은 심미적 오염을 발생시킬 뿐만 아니라 수생태계에도 악영향을 미친다. 이를 제어하기 위해 철 나노물질의 거동특성을 파악하는 것이 매우 중요한데, 아직까지 이에 대한 연구가 미흡하다. 본 연구는 영가철과 자철석을 이용하여 배경용액의 pH와 조성, 그리고 자연유기물에 따른 철 나노물질의 거동특성을 고찰하기 위해 수행되었다. 이를 위해 동적광산란분석기를 이용하여 철 나노물질의 입자크기와 표면 제타전위를 측정하였으며, DLVO (Derjaguin, Landau, Verwey, and Overbeek) 이론에 적용하여 응집 및 분산 등의 거동특성을 비교하였다. 철 나노물질은 영전하점 pH 근처에서는 입자간의 전기적 인력으로 인한 응집이 발생되며, 그보다 pH가 낮거나 높으면 전기적 반발력에 의해 분산이 잘되는 것을 확인하였다. 배경용액 내 양이온이 음이온보다 거동특성에 더 큰 영향을 끼치는 것을 확인하였으며, 특히 1가 양이온보다 2가 양이온이 입자표면간의 전기적인 인력 및 반발력에 더 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 수용상의 자연유기물은 철 나노물질을 코팅함으로써 표면을 음전하로 띠게 하여 분산이 잘 되게 하는 것을 확인하였다. 동일한 환경조건에서 자철석보다 영가철이 응집이 더 잘 되는 것으로 나타났는데, 이는 영가철의 낮은 안정성과 빠른 반응성으로 인해 철 산화물로 변질되기 때문인 것으로 판단된다.
[ ${\beta}$ ]Xylosidase 효소활성이 높은 균주를 선발하기 위하여 다양한 김치에서 분리된 Leuconostoc 속 젖산균의 ${\beta}$-xylosidase 활성을 탐색하였다. 김치에서 분리된 55개의 Leuconostoc 속 젖산균 중 36개의 균주만이 자일로스를 탄소원으로 이용하였으며, 배추김치에서 분리된 Leu. lactis KCTC 13344 균주가 가장 높은 세포내 ${\beta}$-xylosidase 효소활성을 나타내었으며, 효소활성은 pH 6, $30^{\circ}C$ 반응조건에서 가장 높게 나타났다. $Zn^{2+}$을 제외한 금속이온은 효소활성을 유의적으로 증가시켰으며, $Fe^{2+}$은 1 mM의 농도에서 ${\beta}$-xylosidase 대조구와 비교하여 효소활성을 약 40% 증가시켰다. 균주를 배양할 때 사용한 탄소원 중 자일로스가 가장 높은 효소활성을 나타내었고, 효소활성을 위한 최적의 자일로스 농도는 30 g/L였다. 단백질 전기영동 및 활성염색을 수행한 결과 분자량이 약 64 kDa인 Leu. lactis KCTC 13344 균주의 ${\beta}$-xylosidase는 자일로스에 의하여 발현이 유도되는 것으로 추정되었다. 자일로스가 30 g/L의 농도로 첨가된 MRS 배지에서 Leu. lactis KCTC 13344 균주의 성장은 20시간 후에 최고에 도달하였고, ${\beta}$-xylosidase 효소활성은 16시간 후에 최대 $7.1{\pm}0.3units/mL$이었다. 배양 초기에 주입한 자일로스는 약 20% 정도 소모하였고, 젖산과 아세트산은 3.0 g/L 수준으로 생성되었지만 에탄올은 생성되지 않았다.
해수로부터 분리한 V. cholerae non-O1 FM-3 이 생산하는 hemolysin의 특성에 관하여 연구한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. V. cholerae non-O1 FM-3이 생산하는 hemolysin은 대수증식기일 때 가장 높은 활성을 나타내었으며, Sephadex G-100 gel column chromatography로 부분정제한 후 hemolysin의 특성을 실험한 결과, pH 7.0, $4^{\circ}C$에서 가장 안정하였으며, $60^{\circ}C$, 30분 가열에 의해 완전히 실활되었다. 2. 적혈구와 hemolysin이 반응할 때, $Na^+,\;K^+$과 같은 1가 양이온을 첨가하면 약간의 활성증가를 보였으며, $Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;Mn^{2+}$과 같은 2가 양이온을 첨가하였을 때 급격한 활성증가를 보였고, 반면 $Zn^{2+}$ 첨가시에는 급격히 활성이 저하되었다. 3. 적혈구 현탁액과 hemolysin을 각각 다른 온도대에서 반응시킨 결과, $4^{\circ}C$에서도 온도와 관계없이 적혈구막과 hemolysin의 결합이 가능한 온도 비의존적인 제1단계와, 용혈황성의 최적온도대인 $37^{\circ}C$에서만 용혈작용이 일어나는 온도 의존적인 제2단계로 나누어졌다.
현재 probiotics로 상업화되어 있는 B. coagulans IDCC 1201(상업용 명칭 : Lactobacillus sporogenes)이 acid phytase 및 $Co^{2+}$를 cofactor로 갖는 metalloenzyme 특성을 가진 phytase를 생산하고, cofactor로 사용되는 $Co^{2+}$ ion이 B. coagulans IDCC 1201 유래 phytase의 열 안정성에 기여하였다. 또한 B. coagulans IDCC 1201의 phytase 유전자 서열을 분석한 결과 B. subtilis 168 유래의 enzyme 서열과 높은 상동성을 나타내었다. 본 연구결과를 토대로 B. coagulans IDCC 1201 장내 균총의 정상화를 가져와, 질병 예방과 면역력 향상을 구현함과 동시에 가축이 곡물에 함유된 phytic acid의 섭취로 인한 항영양인자, 환경오염등의 문제점을 해결할 수 있는 사료 첨가제로써의 산업적 효용가치가 풍부할 것으로 전망된다.
In mammalian development, the embryo which is in the process of compaction, involves a progressive flattening of blastomeres against each other with the consequence that the embryo assumes a spherical shape. This stage happens in the first differentiation. The present study was aimed to examine the involvement of other metal ions in compaction by treating with various divalent cations in the absence of $Ca^{++}$. When 8-cell embryos were cultured in $Ca^{++}$-free medium for 24hrs, they developed to 16-cell stage but did not compaction, and degenerated after 48hrs of culture. Embryos were cultured in $Ca^{++}$-free medium for 24hrs and then transferred to the control medium showed the normal compaction afterwards. When 8-cell embryos were cultured in the presence of $Ni^{++}$, known as a $Ca^{++}$ inhibitor, they cleaved to 16-cell stage but did not compact in the absence of $Ca^{++}$. On the other hand, embryos cultured in the media containing both $Ca^{++}$ and $Ni^{++}$ developed normally so that they underwent compaction during culture for 48hrs. However, they failed to hatch during further 24hrs in the same medium, indicationg that $Ni^{++}$ may exert some harmful effects. Embryos grow in the control medium that contained $Ca^{++}$ but not $Ni^{++}$, developed to the hatched blastocysts. The treatment with $Cd^{++}$$10^{-1}$,$10^{-2}{\mu}M$, $Mn^{++}$ or $Ba^{++}$ 10,100, $1000{\mu}M$ in $Ca^{++}$-free medium, respectively, inhibited compaction and embryonic degeneration began as in $Ca^{++}$-free medium. When 3, 5, 10mM of $Sr^{++}$, known as a substitute for $Ca^{++}$ in cell, was added to $Ca^{++}$-free medium, respectively, compaction was induced unlike the above metal ions. Embryos were cultured in $Sr^{++}$ developed to blastocysts, but failed to hatch after 72hrs and degenrated. On the other hand, when embryos were cultured in 3, 5, 10mM of $Sr^{++}$ but in $Ca^{++}$-free medium for 24hrs respectively and then transferred to the control, they showed the similiar development as that in the control.
Lee, Yea Eun;Hue, Jin-Joo;Lee, Ki-Nam;Nam, Sang Yoon;Ahn, Byeongwoo;Yun, Young Won;Jeong, Jae-Hwang;Lee, Beom Jun
대한수의학회지
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제48권3호
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pp.337-345
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2008
There are accumulating evidences that high levels of dietary iron may play a role in colon carcinogenesis. Elevated iron status has been associated with oxidative stress. Phytic acid (PA) functions as an antioxidant by chelating divalent cations and prevents formation of reactive oxygen species responsible for cell injury and carcinogenesis. The protective effect of PA was investigated on formation of aberrant crypt foci (ACF) induced by azoxymethane (AOM) in iron-overloaded male F344 rats. After acclimation with AIN-93G purified diet (35 ppm Fe, normal control diet) for one week, animals were fed iron-overloaded diet (350 ppm Fe) and PA (0.5% or 2% PA in water) for 8 weeks. Animals received two (1st and 2nd week) injections of AOM (15 mg/kg b.w.) to induce colonic ACF. The colonic mucosa was examined for the total numbers of aberrant crypt (AC) and ACF after staining with methylene blue. The blood and serum were analyzed with a blood cell differential counter and an automatic serum analyzer. Iron-overloaded diet increased the concentration of iron in liver of the rats. But iron-related parameters in blood were not changed among experimental groups. The numbers of ACF per colon and AC per colon were $178.8{\pm}33.2$ and $448.4{\pm}110.2$ in the iron-overloaded F344 rats. The total AC was significantly increased, compared with normal-diet AOM control group (p < 0.05). The treatments of PA at the dose of 0.5% slightly decreased the number of ACF and AC per colon to $153.6{\pm}29.5$ and $396.3{\pm}107.5$. However, there were no significant differences in the total numbers of ACF and AC between the AOM control group and PA (0.5% or 2%)-treated groups. These results suggest that PA may not affect the formation of ACF or AC induced by AOM in ironoverloaded F344 rats.
치아우식증의 원인균인 S. mutans GS5와 S. sobrinus 6715에 대한 polyP의 효과를 관찰하여 보다 안전하고 효과적인 치아우식증 예방을 위한 임상적용의 가능성을 고찰하고자 첫째, 다양한 사슬길이의 polyP를 첨가한 후 흡광도를 측정하여 MIC를 결정하고, 둘째, 실험균주를 흡광도 $0.3{\sim}0.5$까지 증식시킨 후 MIC 농도의 polyP를 첨가하여 흡광도의 변화를 측정함으로써 균주증식 후 성장 억제효과를 관찰하였으며, 셋째, 생균수 측정으로 polyP의 항균효과를 평가하였고, 넷째, 핵산유리의 정도로 polyP의 킬레이션 작용여부를 관찰하였으며, 다섯째, polyP의 비수용성 글루칸 합성능력을 관찰하였으며, 여섯째, 투과전자현미경으로 세포막과 세포질 내의 구조적 변화를 관찰하였다. 이상의 연구를 통하여, polyP의 살균작용이 S. mutans와 S. sobrinus에 대한 성장을 억제시키는 효과가 있는 것으로 가늠된다. 이와 같은 성장 억제효과는 polyP의 킬레이션에 의한 것이라기보다는 균주 세포의 구조적, 형태적 변화가 주된 요인이었던 것으로 판단된다.
본 연구는 강원도 원주 지역의 계분 퇴비화 시설 인근의 농경지 토양, 지표수 및 저질토에 대한 TCs계열 3종(TC, CTC 및 OTC), SAs 계열 3종(SMX, STZ 및 SMT), IPs 계열 3종(LSL, MNS 및 SLM) 및 MLs 계열 1종(TYL) 등 총 4개 계열 10종의 항생물질을 선정하여 영농시기 별 잔류특성을 조사하였다. 토양 시료의 경우 TCs가 다른 계열 항생물질과 비교하여 가장 높은 농도로 검출되었으며 이는 TCs 내 케톤기와 토양 내 2가 양이온이 복합체를 형성, 표토에 강하게 흡착되어 심토까지 이동하지 않고 축적된 것으로 추측된다. 반면 TCs와 비교해 토양 내 SAs 잔류량이 낮은 이유는 적은 사용량과 낮은 흡착계수에서 기인된 것으로 판단되었다. 수질시료의 TCs는 집중강우로 인한 토양유실 및 이후 유량 감소로 인해 6월보다 9월에 높은 농도를 보였다. 저질토 내 TCs 농도 증가 이유가 양이온간의 복합체 형성, 이온교환 및 부식산의 수소결합으로 인해 지표수로 유입된 TCs가 저질토로 흡착, 축적되었기 때문으로 판단된다. 본 연구를 통해 계분퇴비 시용시 주변환경으로 높은 농도의 항생물질이 유입될 가능성이 있으며, 이로 인해 토양 내 내성 박테리아 생성 및 생태계 교란뿐만 아니라 직 간접적으로 인간에게 피해가 우려되는 바 지속적인 모니터링을 통한 관리방안 마련이 필요할 것으로 판단된다.
Pot에 재배(栽培)한 수도(水稻) 진주벼와 이리 348호(號)에 수분 결핍과 염장애를 유도한 다음 몇가지 유기대사산물(有機代謝産物)과 무기(無機)이온의 함량(含量)을 측정(測定)하고 관계되는 몇가지 효소활성(酵素活性)을 측정(測定)하여 비교검토(比較檢討)하였다. 비내염성(非耐鹽性)으로 알려진 이리 348호(號)가 부적환경조건(不適環境條件)에서 수분손실(水分損失)이 심하고 proline의 함량(含量)도 많았다. 2품종(品種) 모두 부적환경조건(不適環境條件)에서 조단백질, 총유리아미노산, proline, polypheonol화합물(化合物)이 증가(增加)됐으나 환원량(環元糧)은 수분장애구(水分障碍區)에서만 축적(蓄積)되었다. 조단백질에 대한 유기용질(有機溶質)의 비(比)는 진주벼의 부적환경구(不適環境區)에서만 증가한 반면 이리 348호(號)에서는 변화가 없었다. 부적환경구(不適環境區)에서 황성(活性)이 증가(增加)한 효소(酵素)로는 protease, ${\alpha}-amylase$, phosphorylase가 있으며, 특히 조단백질에 대한 총유리아미노산의 비(比)의 증가(增加)는 protease에 의한 단백질의 가수분해(加水分解)에 기인했다. $Na^+$과 $Cl^-$의 함량은 이리 348호(號)에서 진주벼에서 보다 높았다. $Na^+/Ca^{2+}$과 양이온의 일가(一價)/이가(二價)의 값들은 진주벼에서 항상 낮았고, $K^+/Na^+$은 진주벼에서 높았다. 그러므로 이러한 값이 염해(鹽害)와 한발(旱魃)에 대한 저항성과 어떠한 상관(相關)이 있는지 더욱 연구(硏究)할 필요가 있다고 본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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