• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.483-492
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• 2021

곽향은 식욕부진, 메스꺼움 등의 치료에 사용될 뿐만 아니라 최근에는 항당뇨 효능도 알려졌다. 본 연구에서는 곽향의 항산화력과 주요 성분들을 조사한 다음, in-silico 방법론을 적용하여 타겟 단백질들을 예측하였다. 먼저 메탄올 추출물의 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능의 EC50 값은 각각 78.6 ㎍/mL과 31.0 ㎍/mL이었다. 이것은 ascorbic acid의 값(9.9 ㎍/mL, 5.2 ㎍/mL)과 비교할 때 항산화력이 뛰어나다고 할 수 있다. HPLC-PDA-MS/MS를 이용하여 성분들을 정성 분석한 결과, 추출물의 주요 화합물로 rosmarinic acid, tilianin, agastachoside 그리고 acacetin을 확인하였다. 이들 성분들의 항당뇨 작용 타겟 단백질을 DIA-DB 서버를 사용하여 구조 유사도와 inverse doking 방법론을 적용하여 예측하였다. 본 가상 탐색 결과, 주요 타겟 단백질들은 PPAR-γ, DPP IV, glucokinase, α-glucosidase, SGLT2, aldose reductase, corticosteroid 11-beta-dehydrogenase로 예측되었다. 그리고 이들 단백질들 중 일부는 이미 실험적으로 검증된 타겟 단백질이었다. 따라서 in silico 검색 방법이 유효하다고 생각할 수 있다. 마지막으로 활성성분들의 최적의 추출 조건을 결정하기 위하여 여러 추출 용매들로 곽향을 추출하였다. 여러 유기 용매들 중에는 메탄올이 그리고 에탄올-물 혼합용매에서는 80% 에탄올이 가장 효과적인 추출 용매로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.211-226
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• 2019

백혈구 공통 항원인 돼지 CD45는 PTPRC 유전자에 암호화 되어 있으며, CD45엑손의 선택적 스플라이싱에 따라 다른 T-세포에서 발현되는 티로신 인산분해효소이다. CD45는 기질인 TCR의 $CD3{\zeta}$ 사슬, Lck, Fyn, Zap-70 kinase의 인산화된 티로신에서 인산을 분해하여 T-세포 항원 수용체(TCR) 매개 신호전달을 조절한다. CD45의 조절이상은 많은 면역 질환과 관련이 있어서, CD45는 면역약물 개발에 표적이 되어왔다. TCR 신호전달의 조절효과를 가진 주요 구조적 특징을 특성화하기 위해, 사람의 알려진 CD45 구조를 템플릿으로 적용하여 돼지 CD45RO(가장 작은 CD45 isoform)의 단백질 구조와 예측된 돼지 CD45RO 모델구조에 $CD3{\zeta}$ 사슬의 ITAM(REEpYDV)를 도킹하여 CD45RO/ITAM 펩타이드 결합구조를 예측하였다. 돼지 CD45RO의 구조적 특징은 세포외영역의 구조견고성과 세포질 내 티로신 인산분해효소 도메인의 KNRY와 PTP signature 기능모티프(두 기능 모티프는 ITAM 펩타이드 결합부위의 좁은 입구로 역할)에 있었다. 주요 구조특성은 돼지 CD45RO-ITAM 펩타이드 결합구조 안정성과 결합친화력을 조절하면서 기질 선택성에 영향을 준다. 돼지 CD45RO의 구조적 특성은 T-세포에 특이적인 면역 조절제를 탐색하는 데에 적용될 것이다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제43권3호
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• pp.460-474
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• 2019

Background: Ginsenoside compound K (CK) is a promising drug candidate for rheumatoid arthritis. This study examined the impact of polymorphisms in NR1I2, adenosine triphosphate-binding cassette (ABC) transporter genes on the pharmacokinetics of CK in healthy Chinese individuals. Methods: Forty-two targeted variants in seven genes were genotyped in 54 participants using Sequenom MassARRAY system to investigate their association with major pharmacokinetic parameters of CK and its metabolite 20(S)-protopanaxadiol (PPD). Subsequently, molecular docking was simulated using the AutoDock Vina program. Results: ABCC4 rs1751034 TT and rs1189437 TT were associated with increased exposure of CK and decreased exposure of 20(S)-PPD, whereas CFTR rs4148688 heterozygous carriers had the lowest maximum concentration ($C_{max}$) of CK. The area under the curve from zero to the time of the last quantifiable concentration ($AUC_{last}$) of CK was decreased in NR1I2 rs1464602 and rs2472682 homozygous carriers, while $C_{max}$ was significantly reduced only in rs2472682. ABCC4 rs1151471 and CFTR rs2283054 influenced the pharmacokinetics of 20(S)-PPD. In addition, several variations in ABCC2, ABCC4, CFTR, and NR1I2 had minor effects on the pharmacokinetics of CK. Quality of the best homology model of multidrug resistance protein 4 (MRP4) was assessed, and the ligand interaction plot showed the mode of interaction of CK with different MRP4 residues. Conlusion: ABCC4 rs1751034 and rs1189437 affected the pharmacokinetics of both CK and 20(S)-PPD. NR1I2 rs1464602 and rs2472682 were only associated with the pharmacokinetics of CK. Thus, these hereditary variances could partly explain the interindividual differences in the pharmacokinetics of CK.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.7-12
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• 2019

군의 수상함정은 다수 해역에서 작전 업무 수행을 실시하며, 부식이 되기 쉬운 가혹한 환경에 노출되어 있다. 해군 운용 함정들은 부식을 방지하기 위하여 여러 가지 방법의 방식 기술을 적용하고 있으나, 캐비테이션에 의한 선저구조물에 부식 및 손상이 지속적으로 발생한다. 선체의 부식은 함 작전운용성능 저하 및 함 수명에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 요소로서 함정 선체의 방식은 반드시 필요하다. 본 연구에서는 해군에서 운용중인 함형별로 사용하는 방청도료 자료를 수집 및 분석하여, 그 중 주 방청도료로 사용하고 있는 EH 2350과 미 해군에서 선저 구조물 보호를 위하여 사용하고 있는 특수도료인 금속보수제 DuraTough DL과 특성 비교 및 내마모성 시험을 통해 적합성 검증을 실시하였다. 객관적인 검증을 위하여 함이 해수 환경에 노출된 것으로 고려하여 마모 cycle과 마모 하중 조건을 다수 설정하여 검증을 실시하였다. 본 연구를 통하여 해군 수상함정에 일반적으로 적용되는 방청도료(EH 2350)의 적합성에 대한 신뢰성을 확보할 수 있을 것이다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제46권6호
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• pp.738-749
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• 2022

Background: Ginseng possesses antitumor effects, and ginsenosides are considered to be one of its main active chemical components. Ginsenosides can further be hydrolyzed to generate secondary saponins, and 20(R)-panaxotriol is an important sapogenin of ginsenosides. We aimed to synthesize a new ginsengenin derivative from 20(R)-panaxotriol and investigate its antitumor activity in vivo and in vitro. Methods: Here, 20(R)-panaxotriol was selected as a precursor and was modified into its derivatives. The new products were characterized by ¹H-NMR, ¹³C-NMR and HR-MS and evaluated by molecular docking, MTT, luciferase reporter assay, western blotting, immunofluorescent staining, colony formation assay, EdU labeling and immunofluorescence, apoptosis assay, cells migration assay, transwell assay and in vivo antitumor activity assay. Results: The derivative with the best antitumor activity was identified as 6,12-dihydroxy-4,4,8,10,14-pentamethyl-17-(2,6,6-trimethyltetrahydro-2H-pyran-2-yl)hexadecahydro-1H-cyclopenta[a]phenanthren-3-yl(tert-butoxycarbonyl)glycinate (A11). The focus of this research was on the antitumor activity of the derivatives. The efficacy of the derivative A11 (IC₅₀ < 0.3 µM) was more than 100 times higher than that of 20(R)- panaxotriol (IC₅₀ > 30 µM). In addition, A11 inhibited the protein expression and nuclear accumulation of the hypoxia-inducible factor HIF-1α in HeLa cells under hypoxic conditions in a dose-dependent manner. Moreover, A11 dose-dependently inhibited the proliferation, migration, and invasion of HeLa cells, while promoting their apoptosis. Notably, the inhibition by A11 was more significant than that by 20(R)-panaxotriol (p < 0.01) in vivo. Conclusion: To our knowledge, this is the first study to report the production of derivative A11 from 20(R)-panaxotriol and its superior antitumor activity compared to its precursor. Moreover, derivative A11 can be used to further study and develop novel antitumor drugs.

• Advances in nano research
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• 제12권5호
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• pp.501-514
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• 2022

This study aimed to investigate the effects and potential mechanisms of Chikusetsusaponin V (CsV) on endothelial nitric oxide synthase (eNOS) and vascular endothelial cell functions. Different concentrations of CsV were added to animal models, bovine aorta endothelial cells (BAECs) and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) cultured in vitro. qPCR, Western blotting (WB), and B ultrasound were performed to explore the effects of CsV on mouse endothelial cell functions, vascular stiffness and cellular eNOS mRNA, protein expression and NO release. Bioinformatics analysis, network pharmacology, molecular docking and protein mass spectrometry analysis were conducted to jointly predict the upstream transcription factors of eNOS. Furthermore, pulldown and ChIP and dual luciferase assays were employed for subsequent verification. At the presence or absence of CsV stimulation, either overexpression or knockdown of purine rich element binding protein A (PURA) was conducted, and PCR assay was employed to detect PURA and eNOS mRNA expressions, Western blot was used to detect PURA and eNOS protein expressions, cell NO release and serum NO levels. Tube formation experiment was conducted to detect the tube forming capability of HUVECs cells. The animal vasodilation function test detected the vasodilation functions. Ultrasonic detection was performed to determine the mouse aortic arch pulse wave velocity to identify aortic stiffness. CsV stimulus on bovine aortic cells revealed that CsV could upregulate eNOS protein levels in vascular endothelial cells in a concentration and time dependent manner. The expression levels of eNOS mRNA and phosphorylation sites Ser1177, Ser633 and Thr495 increased significantly after CsV stimulation. Meanwhile, CsV could also enhance the tube forming capability of HUVECs cells. Following the mice were gavaged using CsV, the eNOS protein level of mouse aortic endothelial cells was upregulated in a concentration- and time-dependent manner, and serum NO release and vasodilation ability were simultaneously elevated whereas arterial stiffness was alleviated. The pulldown, ChIP and dual luciferase assays demonstrated that PURA could bind to the eNOS promoter and facilitate the transcription of eNOS. Under the conditions of presence or absence of CsV stimulation, overexpression or knockdown of PURA indicated that the effect of CsV on vascular endothelial function and eNOS was weakened following PURA gene silence, whereas overexpression of PURA gene could enhance the effect of CsV upregulating eNOS expression. CsV could promote NO release from endothelial cells by upregulating the expression of PURA/eNOS pathway, improve endothelial cell functions, enhance vasodilation capability, and alleviate vessel stiffness. The present study plays a role in offering a theoretical basis for the development and application of CsV in vascular function improvement, and it also provides a more comprehensive understanding of the pharmacodynamics of CsV.

• Journal of Ginseng Research
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• 제46권1호
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• pp.62-70
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• 2022

Background: Maternal Toxoplasma gondii (T. gondii) infection during pregnancy has been associated with various mental illnesses in the offspring. Ginsenoside Rh2 (GRh2) is a major bioactive compound obtained from ginseng that has an anti-T. gondii effect and attenuates microglial activation through toll-like receptor 4 (TLR4)/nuclear factor-kappa B (NF-κB) signaling pathway. GRh2 also alleviated tumor-associated or lipopolysaccharide-induced depression. However, the effects and potential mechanisms of GRh2 on depression-like behavior in mouse offspring caused by maternal T. gondii infection during pregnancy have not been investigated. Methods: We examined GRh2 effects on the depression-like behavior in mouse offspring, caused by maternal T. gondii infection during pregnancy, by measuring depression-like behaviors and assaying parameters at the neuronal and molecular level. Results: We showed that GRh2 significantly improved behavioral measures: sucrose consumption, forced swim time and tail suspended immobility time of their offspring. These corresponded with increased tissue concentrations of 5-hydroxytryptamine and dopamine, and attenuated indoleamine 2,3-dioxygenase or enhanced tyrosine hydroxylase expression in the prefrontal cortex. GRh2 ameliorated neuronal damage in the prefrontal cortex. Molecular docking results revealed that GRh2 binds strongly to both TLR4 and high mobility group box 1 (HMGB1). Conclusion: This study demonstrated that GRh2 ameliorated the depression-like behavior in mouse offspring of maternal T. gondii infection during pregnancy by attenuating the excessive activation of microglia and neuroinflammation through the HMGB1/TLR4/NF-κB signaling pathway. It suggests that GRh2 could be considered a potential therapy in preventing and treating psychiatric disorders in the offspring mice of mothers with prenatal exposure to T. gondii infection.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1267-1273
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• 2022

최근 한국 조선업계가 세계 선박 발주 물량의 대부분을 수주하고 있지만, 생산 현장에서는 인력난으로 생산공정 차질을 겪고 있다. 오랜 조선업 불황으로 일감과 임금 모두 줄어든 탓에 근로자들이 조선소를 떠났기 때문이다. 수주가 증가한 주요 요인은 카타르 LNG선 대량 발주였으며, 선박에 요구되는 기술 사양이 복잡해지는 상황도 유리하게 작용하고 있다. 선박은 계약한 인도 시점이 무엇보다도 중요하기 때문에, 조선소의 주요 공정 중 도크 진수 계획이 무엇보다도 중요한 관리 아이템이다. 도크에서 건조되는 구조물은 의장 작업을 남긴 선체 혹은 완성형 선박일 수 있으며, 때에 따라서 선체의 일부 블록 수준일 경우도 많다. 진수 시, 선체는 유체력에 의한 호깅(hogging) 혹은 새깅(sagging) 모멘트 영향을 받게 되고, 블록 연결부의 구조강도에 대한 안전성 확보가 무엇보다도 중요하다. 정상적인 공정이라면 연결 부재는 용접을 끝낸 상태에서 진수하지만, 실제 조선사에서는 도크 일정을 준수하기 위하여 구조 안전성이 확보되는 조건에 대한 빠른 의사결정이 필요하다. 본 연구에서는 앞서 언급한 문제점들을 엔지니어링 관점에서 합리적으로 판단하기 위하여 휨 응력평가법과 유한요소해석 모델링을 사용한 상세 해석법과 적용성을 분석하였다. 논문에서 언급된 주요 내용은 향후 유사 구조 강도 평가의 진행 시 좋은 사례로 활용될 수 있을 것으로 생각한다.

• 산업융합연구
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• 제21권4호
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• pp.165-170
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• 2023

이동약자가 집에서 밖으로 나오는 순간부터 이동에 대한 어려움을 겪는 경우가 있다. 보호자들 또한 시간적 여유가 없어 사회적 약자인 가족을 보호시설에 위탁하게 되는 경우 피보호자의 위치를 알기 위해서는 보호자가 직접 확인할 수밖에 없다. 이러한 보호자의 불안감과 수고를 덜어주고, 보호시설 관계자와 이용자의 편의성을 제공하기 위해 AI 홈케어 솔루션에 대한 설계를 하게 되었다. 비영리재단, 보호시설에 서비스를 무료로 배포하여 사용하는 시설이 많아진다면 보호자의 걱정이 줄어들고, 시설 이용자들을 관리해야 하는 시설 관계자의 부담도 줄어들게 될 것이다. 본 논문에서는 이동약자를 고려하여 이동과 관련한 모든 데이터인 보호자에게 피보호자의 위치, 상태 알람뿐만 아니라 위급한 일이 발생하면 보호자에게 긴급 알림서비스 기능을 제공한다. 나아가 시설 관계자의 편의와 부담을 덜어주기 위해 내비게이션 기능을 사용하여 최적의 경로를 추천해주는 서비스 기능도 제공할 필요가 있다. 이동약자가 이용하는 셔틀의 위치, 승하차 시간 등 보호자에게 필요한 정보를 제공하여 불안감을 덜어줄 필요가 있다. 또한 서비스를 무료로 제공하면서 시설 관리자는 봉사의 질, 이동약자는 서비스의 질을 높여주는 데 목표가 있다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권3호
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• pp.376-384
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• 2023

Background: Hepatic lipid disorder impaired mitochondrial homeostasis and intracellular redox balance, triggering development of non-alcohol fatty liver disease (NAFLD), while effective therapeutic approach remains inadequate. Ginsenosides Rc has been reported to maintain glucose balance in adipose tissue, while its role in regulating lipid metabolism remain vacant. Thus, we investigated the function and mechanism of ginsenosides Rc in defending high fat diet (HFD)-induced NAFLD. Methods: Mice primary hepatocytes (MPHs) challenged with oleic acid & palmitic acid were used to test the effects of ginsenosides Rc on intracellular lipid metabolism. RNAseq and molecular docking study were performed to explore potential targets of ginsenosides Rc in defending lipid deposition. Wild type and liver specific sirtuin 6 (SIRT6, 50721) deficient mice on HFD for 12 weeks were subjected to different dose of ginsenosides Rc to determine the function and detailed mechanism in vivo. Results: We identified ginsenosides Rc as a novel SIRT6 activator via increasing its expression and deacetylase activity. Ginsenosides Rc defends OA&PA-induced lipid deposition in MPHs and protects mice against HFD-induced metabolic disorder in dosage dependent manner. Ginsenosides Rc (20mg/kg) injection improved glucose intolerance, insulin resistance, oxidative stress and inflammation response in HFD mice. Ginsenosides Rc treatment accelerates peroxisome proliferator activated receptor alpha (PPAR-α, 19013)-mediated fatty acid oxidation in vivo and in vitro. Hepatic specific SIRT6 deletion abolished ginsenoside Rc-derived protective effects against HFD-induced NAFLD. Conclusion: Ginsenosides Rc protects mice against HFD-induced hepatosteatosis by improving PPAR-α-mediated fatty acid oxidation and antioxidant capacity in a SIRT6 dependent manner, and providing a promising strategy for NAFLD.