• Molecules and Cells
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• 제40권7호
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• pp.503-514
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• 2017

Nicotinamide (NAM) plays essential roles in physiology through facilitating $NAD^+$ redox homeostasis. Importantly, at high doses, it protects cells under oxidative stresses, and has shown therapeutic effectiveness in a variety of disease conditions. In our previous studies, NAM lowered reactive oxygen species (ROS) levels and extended cellular life span in primary human cells. In the treated cells, levels of $NAD^+/NADH$ and SIRT1 activity increased, while mitochondrial content decreased through autophagy activation. The remaining mitochondria were marked with low superoxide levels and high membrane potentials (${\Delta}_{{\Psi}m}$); we posited that the treatment of NAM induced an activation of mitophagy that is selective for depolarized mitochondria, which produce high levels of ROS. However, evidence for the selective mitophagy that is mediated by SIRT1 has never been provided. This study sought to explain the mechanisms by which NAM lowers ROS levels and increases ${\Delta}_{{\Psi}m}$. Our results showed that NAM and SIRT1 activation exert quite different effects on mitochondrial physiology. Furthermore, the changes in ROS and ${\Delta}_{{\Psi}m}$ were not found to be mediated through autophagy or SIRT activation. Rather, NAM suppressed superoxide generation via a direct reduction of electron transport, and increased ${\Delta}_{{\Psi}m}$ via suppression of mitochondrial permeability transition pore formation. Our results dissected the effects of cellular $NAD^+$ redox modulation, and emphasized the importance of the $NAD^+/NADH$ ratio in the mitochondria as well as the cytosol in maintaining mitochondrial quality.

• Applied Biological Chemistry
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• 제16권1호
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• pp.31-40
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• 1973

Azotobacter vinelandi의 세포추출물(細胞抽出物)들이 Shethna flavoprotein의 free radical 형(型)으로의 전자전달기구(電子傳達機構)에 관하여 연구(硏究)하였다. 전자전달(電子傳達)에 관여도(關與度)가 높은 단백질(蛋白質)로 황색형광성단백질(黃色榮光性蛋白質)(protein I)과 갈색단백질(褐色蛋白質)(protein II)을 정제(精製)하였고 이들은 $N_2$ 기압하(氣壓下) 또는 aceton-dry ice 동결(凍結)저장하에서도 쉽게 실활(失活)되었고 반응속도(反應速度) 역시 너무 완만하여 생체내반응(生體內反應)이기에는 의문점을 보였다. 한편 세포추출물중(細胞抽出物中)의 FMN은 NADH에 의(依)하여 환원이 쉽게 이루어졌으며, 환원형 $FMNH_2$는 비효소적(非酵素的)으로 Shethna flavoprotein 의 free radical 을 형성(形成)시켰으며 , 효소적반응속도(酵素的反應速度)보다 15배(倍)의 높은 반응속도(反應速度)를 보였다. 비록 FMN이 생체내(生體內)에서 타(他)단백질과 비결합형(非結合型)으로 존재(存在)하지 않는다해도 FMN의 전자전달체(電子電達體)의 가능성(可能性)을 제시(提示)하였다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제35권5호
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• pp.521-529
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• 2019

Tomato yellow leaf curl China virus is a species of the widespread geminiviruses. The infection of Nicotiana benthamiana by Tomato yellow leaf curl China virus (TYLCCNV) causes a reduction in photosynthetic activity, which is part of the viral symptoms. ${\beta}C1$ is a viral factor encoded by the betasatellite DNA ($DNA{\beta}$) accompanying TYLCCNV. It is a major viral pathogenicity factor of TYLCCNV. To elucidate the effect of ${\beta}C1$ on plants' photosynthesis, we measured the relative chlorophyll (Chl) content and Chl fluorescence in TY-LCCNV-infected and ${\beta}C1$ transgenic N. benthamiana plants. The results showed that Chl content is reduced in TYLCCNV A-infected, TYLCCNV A plus $DNA{\beta}$ (TYLCCNV A + ${\beta}$)-infected and ${\beta}C1$ transgenic plants. Further, changes in Chl fluorescence parameters, such as electron transport rate, $F_v/F_m$, NPQ, and qP, revealed that photosynthetic efficiency is compromised in the aforementioned N. benthamiana plants. The presense of ${\beta}C1$ aggravated the decrease of Chl content and photosynthetic efficiency during viral infection. Additionally, the real-time quantitative PCR analysis of oxygen evolving complex genes in photosystem II, such as PsbO, PsbP, PsbQ, and PsbR, showed a significant reduction of the relative expression of these genes at the late stage of TYLCCNV A + ${\beta}$ infection and at the vegetative stage of ${\beta}C1$ transgenic N. benthamiana plants. In summary, this study revealed the pathogenicity of TYLCCNV in photosynthesis and disclosed the effect of ${\beta}C1$ in exacerbating the damage in photosynthesis efficiency by TYLCCNV infection.

• 한국작물학회지
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• 제69권1호
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• pp.1-14
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• 2024

High soil salinity is the most severe threat to global rice production as it causes a significant decline in rice yield. Here, we investigated the effects of various plant extracts on rice plant stress associated with high salinity. Additionally, we examined various physiological and biochemical parameters such as growth, photosynthetic activity, chlorophyll content, and lipid peroxidation - in rice plants after treatment with selected plant extracts under salt stress conditions. Of the 11 extracts tested, four - soybean leaf, soybean stem, moringa (Moringa oleifera), and Undaria pinnatifida extracts - were found to effectively reduce salt stress. A reduction of only 3-23% in shoot fresh weight was observed in rice plants under salt stress that were treated with these extracts, compared to the 43% reduction observed in plants that were exposed to stress but not given plant extract treatments (control plants). The effectiveness varied with the concentration of the plant extracts. Water content was higher in rice plants treated with the extracts than in the control plants after 6 d of salt stress, but not after 4 d of salt stress. Although photosynthetic efficiency (Fv/Fm), electron transport rate (ETR), and the content of pigments (chlorophyll and carotenoid) varied based on the types and levels of stress and the extracts that the rice plants were treated with, generally, photosynthetic efficiency and pigment content were higher in the treated rice compared to control plants. Reactive oxygen species (ROS), such as superoxide radicals, hydrogen peroxide (H₂O₂), and malondialdehyde (MDA), increased as the duration of stress increased. ROS and MDA levels were lower in the treated rice than in the control plants. Proline and soluble sugar accumulation also increased with the duration of the stress period. However, proline and soluble sugar accumulation were lower in the treated rice than in the control plants. Generally, the values of all the parameters investigated in this study were similar, regardless of the plant extract used to treat the rice plants. Thus, the extracts found to be effective can be used to alleviate the adverse effects of stress on rice crops associated with high-salinity soils.

• 한국패류학회지
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• 제32권1호
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• pp.45-54
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• 2016

환경오염 평가를 위한 생물지표로 세포내 에너지할당(CEA) 의 적용성을 검토하기 위해 바지락 (Ruditapes philippinarum) 조직을 대상으로 에너지 함량과 에너지 소비율을 분석하였다. 원유를 인위적으로 오염시킨 퇴적물에 바지락을 1, 2, 4, 7, 10 일간 노출 후 일부 조직 (발, 입출수공, 아가미 그리고 몸통) 내 지질, 글루코오스, 단백질 함량, 그리고 전자전달계 (electron transport system, ETS) 활성을 측정하였다. 바지락의 체내 지질, 글루코오스, 단백질 에너지 함량(energy available, EA)은 오염의 수준과 노출시간이 증가함에 따라 감소하였으나, 이와 대조적으로 ETS 활성은 그 반대의 경향을 보였다. 바지락의 조직별 EA는 발 > 입출수공 > 아가미 > 몸통 순이었다. EA와 EC의 분석에서 통계적으로 유의한 차이는 노출 최고 농도 (58.3 mg TPAHs/kg DW) 에서만 발견되었다. 노출 1 일째 발과 아가미에서, 노출 2, 7 일째 몸통에서 EA가 감소하였고, 노출 4 일째 몸통에서 EC가 증가하였다. CEA는 EA 또는 EC 보다 오염에 더 민감하게 반응하였다. 특히, 노출 1-7 일 기간 동안 몸통에서 CEA는 오염 수준이 낮은 (6.5 mg TPAHs/kg DW) 범위에서도 크게 감소하였다. CEA는 급성독성이 나타나지 않는 낮은 수준의 퇴적물오염 평가에서 EA 또는 EC보다 더 민감하였다. 바지락을 이용한 오염 퇴적물 평가시 노출은 4 일간, 그리고 몸통부위에서 CEA를 측정하는 것이 가장 민감하고 신뢰할 수 있을 것으로 여겨진다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권5호
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• pp.513-523
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• 2017

본 연구는 섬진강 하구역에서 2017년 2월 대조기 만조와 간조, 3월 소조기 간조 동안 염분 구배에 따른 식물플랑크톤 생리활성도를 평가하였다. 또한 2월 대조기 조사에서 나타난 특이적인 pH 변화특성을 파악하기 위해 추가적인 재현실험을 병행하였다. 현장조사 결과에 의하면, 만조와 간조에 수층 혼합에 의한 수직적인 염분의 차이는 미미하였지만, 담수역으로 향할수록 염분이 낮아져 수평적인 염분구배가 뚜렷하였다. 염분과 영양염(질산염+아질산염: R=0.997, p<0.001; 규산염: R=0.979, p<0.001)과의 강한 음의 상관관계를 보였고, 이는 담수 기원의 질소와 규소의 높은 농도의 영양염류가 해수와 혼합되는 과정에서 희석되고 있다는 것을 의미한다. 반면, 인산염농도는 염분이 15 psu를 기점으로 고염분의 유역에서는 상대적으로 높은 농도가 관찰되었고, 이는 수심이 얕은 광양만의 퇴적물이 조석에 의한 수층혼합으로 재부유되어 인산염 재용출로 인해 수층에 일정량 기여하였다는 것을 의미한다. 섬진강 하구역에서 동계 2월과 3월 우점한 식물플랑크톤은 Eucampia zodiacus로 나타났고, 그들은 전체 군집의 70% 이상을 차지하였다. 특히, 3월 생물 활성도를 평가한 결과, 염분과 chlorophyll a(R=0.82)뿐만 아니라 active chlorophyll a(R=0.80)과 강한 양의 상관관계를 보였다(p<0.001). 특히 담수의 영향을 강하게 받는 상류 정점에서는 해수종 규조류가 염분충격으로 생리활성을 잃어 최대 75 % 사멸율을 기록하였다. 2월 대조기 조사에서는 상대적으로 형광값이 높은 정점에서 pH가 높게 나타났고, 이는 높은 밀도로 우점한 규조류의 광합성 작용으로 $CO_2$가 다량 흡수되어 pH 상승효과를 가져온 것으로 판단되었다. 또한 2월 현장식물플랑크톤 군집을 농축하여 저염분 환경에서 생물농도구배에 따른 pH 변화를 파악한 결과, 염분충격에 의해 사멸한 식물플랑크톤의 영향으로 광합성 활성도의 감소를 가져왔고, 우점 규조류의 사멸로 인해 박테리아가 현저하게 증식하였다. 그 결과 박테리아가 규조류를 생분해하는 과정에서 $CO_2$가 발생하여 pH 의 감소를 유발하였다. 결과적으로 섬진강하구역에서는 염분 구배에 따른 생물의 광합성 활성도의 차이와 생물사멸이 뚜렷하게 관찰되었고, 이는 pH의 증감을 유발하는 중요한 인자로 파악되었다.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1159-1163
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• 2009

ER stress에 관련된 유전자의 기능변화와 전사조절인자 분석하기 위해 ER stress를 유도한 간세포에서 expression microarray로 유전자 발현을 확보한 후 GSECA로 분석하였다. ER stress가 유도되면, ER에 주어지는 과도한 부하를 감소시키는 기능들이 증가하는 반면, ER stress가 더 증가함에 따라 ATP 생성이나 DNA repair, 더 나아가 세포분열의 기능이 감소하는 등 세포가 damage을 받음을 알 수 있었다. ER stress에 관련된 전사조절인자로는 FOX04, AP-1, FOX03, HNF4, IRF-1, GATA 등의 전사조절인자들이 ER stress에 의해 발현이 증가하는 유전자들의 promoter에 공통적으로 존재하였으며, E2F, Nrf-1, Elk-1, YY1, CREB, MTF-1, STAT-1, ATF 등의 전사인자들이 발현이 감소하는 유전자들의 promoter에서 공통적으로 존재하여, 이들의 전사인자들이 ER stress에 의한 유전자의 발현조절에 중요한 역할을 하는 전사조절인자임을 알 수 있었다.

• Applied Microscopy
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• 제28권2호
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• pp.171-180
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• 1998

본 연구에서는 dehydrocholic acid를 투여한 흰쥐 간세포의 vacuolar apparatus를 세포화학적으로 관찰하고자 하였다. 박절편에서 Golgi 장치의 형성면 수조는 소낭상으로 팽대된 부분이 열지어 있었으며 어떤것은 돌출되어 있었다. 이러한 소낭 모양의 돌출부는 용해소체 표면에서도 관찰되었다. 소포들은 Golgi 장치의 형성면 수조와 용해소채 및 담세관 주위에서 볼 수 있었으며 소포가 담세관에 융합되어 있는 것도 관찰되었다. 이러한 소견들은 dehydrocholic acid 투여 후 20분이 경과된 흰쥐에서 현저하였다. 정상군이나 실험군에서 거의 모든 Golgi 장치의 형성면은 담세관을 향하고 있었다. 박절편에서 Golgi 장치의 형성면 수조와 소낭 모양의 돌출부 및 소포는 가시물질을 거의 함유하고 있지 않았다. Osmium은 이들구조에서 심하게 침착되어 있었다. 용해소체와 그 주위에 있는 소포에서는 acid phosphatase 활성이 나타났다. 그러나 담세관 주위에 있는 소포에서는 osmium의 침착이나 acid phosphatase 활성이 경하게 나타나거나 관찰되지 않았다. 이러한 증거들로 미루어 소포는 Golgi 장치의 형성면과 용해소체에서 유래되며 이들소포가 담세관에 융합됨으로서 담즙산이 분비될 것으로 생각된다. 그러나 소포가 담세관에 접근해 감에 따라 소포의 효소활성은 저하되는 것 같이 보인다.

• 한국재료학회지
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• 제30권11호
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• pp.601-608
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• 2020

In this work, Ag₃PO₄/In₂S₃ nanocomposites with low loading of In₂S₃ (5-15 wt %) are fabricated by two step chemical precipitation approach. The microstructure, composition and improved photoelectrochemical properties of the as-prepared composites are studied by X-ray diffraction pattern (XRD), field emission scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), photocurrent density, EIS and amperometric i-t curve analysis. It is found that most of In₂S₃ nanoparticles are deposited on the surfaces of Ag₃PO₄. The as-prepared Ag₃PO₄/In₂S₃ composite (10 wt%) is selected and investigated by SEM and TEM, which exhibits special morphology consisting of lager size substrate (Ag₃PO₄), particles and some nanosheets (In₂S₃). The introduction of In₂S₃ is effective at improving the charge separation and transfer efficiency of Ag₃PO₄/In₂S₃, resulting in an enhancement of photoelectric behavior. The origin of the enhanced photoelectrochemical activity of the In₂S₃-modified Ag₃PO₄ may be due to the improved charge separation, photocurrent stability and oriented electrons transport pathways in environment and energy applications.

• 한국환경농학회지
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• 제16권1호
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• pp.37-43
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• 1997

율무의 simazine에 대한 내성이 GSH와의 conjugation에 의한 약제의 불활성화 반응에 기인하는지 여부를 검정하기 위하여 화본과 작물인 옥수수와 비교하여 약제의 흡수 및 대사속도, GSH 함량 및 GST 활성, GST isozyme의 발현 양상 및 작용점에서의 약제에 대한 감수성의 차이를 조사하였다. 율무와 옥수수 모두 배양액중에 포함된 simazine에 대하여 약제처리 초기부터 빠른 흡수를 보였으며, 처리 12시간 후에는 두 초종 간의 흡수속도에 있어서 차이가 인정되지 않았다. 율무에 흡수된 simazine은 GSH-simazine conjugate의 형태로 신속히 대사되었으며, 특히 약제처리 $1{\sim}6$시간 까지의 처리 초기에는 율무에서의 대사속도가 옥수수에 비하여 약 2배정도 빠르게 나타났다. 두 초종 모두 초엽부에서 가장 높은 GSH 함량 분포를 보였다. 초종별로는 율무에서의 GSH 함량이 옥수수에 비하여 전반적으로 높게 나타났으며, 특히 율무의 초엽부와 근부에서 옥수수에 비하여 GSH함량이 각각 1.5배와 2.3배씩 높게 나타났다. GST[CDNB] 활성은 초종 간에 차이가 인정되지 않았으나, GST[simazine] 활성에 있어서는 옥수수에 비하여 율무의 모든 조직에서 약 2배 정도 높은 활성을 보였다. 두 초종 모두 지상부에서의 GST[simazine]활성이 근부에 비하여 $20{\sim}30%$ 정도 높게 나타났다. 율무와 옥수수에서 나타난 simazine에 대하여 특이성을 갖는 GST 활성의 차이를 이해하기 위하여 FPLC-anion exchange 컬럼을 이용하여 GST isozyme 활성을 조사하였다. 율무에 있어서 GST[CDNB] 활성을 보이는 1개 피크와 GST[simazine] 활성을 보이는 2개의 피크가 옥수수의 활성 피크와 같은 NaCl 농도범위에서 나타났으며, 이들의 활성은 옥수수에 비하여 높게 나타났다. 옥수수에서는 나타나지 않은 1개의 GST[simazine] 활성 피크가 율무에서 검출되었으며, 이 GST[simazine] 활성은 CDNB에 대하여 전혀 활성을 나타내지 않았기 때문에 율무에 simazine 특이성의 다른 GST isozyme이 존재함을 시사해 주고 있다. 율무와 옥수수의 완전 엽으로부터 추출한 엽록체 thylakoid막에 의한 전자전달 활성은 simazine $1{\sim}100\;{\mu}M$ 수준에서 매우 유사한 경향으로 억제되었다. 이상의 결과들은 율무의 simazine 내성이 흡수된 약제가 GSH와의 conjugation에 의하여 신속히 불활성화됨으로써 나타나며, 이러한 simazine 대사활성의 차이는 식물체에 내재하는 GSH 함량 및 GST 활성과 밀접한 상관성이 있음을 시사해 주고 있다.