• 제목/요약/키워드: enzymatic activity

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NaY 제올라이트 촉매 상에서 젖산 탈수반응을 통한 바이오아크릴산 생산: Ca 함침 및 KOH 처리 영향 (Dehydration of Lactic Acid to Bio-acrylic Acid over NaY Zeolites: Effect of Calcium Promotion and KOH Treatment)

  • 김지찬;서수민;제정호
    • 청정기술
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    • 제28권4호
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    • pp.269-277
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    • 2022
  • 생물학적 효소 반응 산업의 발전으로 인해 바이오매스 자원으로부터 젖산을 대량 생산하는 것이 가능해짐에 따라 젖산의 추가적인 탈수 반응을 통해 고흡수성 수지 SAP, 디스플레이의 점접착제 등의 원료가 되는 아크릴산을 생산하는 친환경 공정이 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 젖산 탈수 반응에서 높은 활성을 가지나, 비활성화가 빠른 단점을 가지는 NaY 제올라이트 촉매의 산점 및 염기점을 조절하여, 높은 아크릴산 선택도를 장시간 유지 가능한 촉매를 개발하고자 하였다. 첫번째로 NaY 모촉매에 부분적으로 칼슘을 치환하여 산/염기도를 변화시키고자 하였으며, 이온 교환법과 초기습식 함침법을 모두 적용하여 그 효과를 탐색하였다. 그 결과 직접적으로 Ca를 함침하는 것이 선택도 및 안정성 측면에서 우수한 것을 확인하였으며, 16시간 반응 동안 40% 수율의 AA를 안정적으로 생산하였다. 산/염기 특성 분석 결과, 함침된 Ca는 주로 CaO 형태로 촉매 외피에 존재하면서, 젖산 탈수 반응을 위한 추가적인 염기점으로 작용하는 것으로 나타났다. 추가적으로 NaY 모촉매의 산세기를 약화시키면서 기공 내외적으로 Ca을 고르게 분산시키기 위해, KOH 처리를 통한 탈규소화 후, Ca를 함침하였다. 그러나 기존 Ca-NaY 촉매 대비 아크릴산 선택도가 증진되는 효과는 관찰하지 못하였다. 최종적으로 KOH 처리 촉매에서 Ca 담지양을 1 wt%에서 5 wt%로 증가시켜 염기점 양을 증진시켜 보았다. 그 결과, 기존 1 wt% Ca가 함침된 촉매에 비해 아크릴산 선택도를 65%까지 증진시킬 수 있었으며, 24시간 반응 동안 촉매 안정성 또한 꾸준하게 유지되어, 젖산 탈수 반응에서 염기점 조절이 선택도 및 안정성 향상에 중요한 변수임을 제시하였다.

지방과 근육 세포주의 단독 및 공동배양을 통한 세포형태학 및 세포물질 비교 연구 (Comparison between Single and Co-culture of Adipocyte and Muscle Cell Lines in Cell Morphology and Cytosolic Substances)

  • 최창원;조원모;연성흠;황보순;송만강;박성권;백경훈
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제54권2호
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    • pp.103-109
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    • 2012
  • 본 연구는 기존 단독배양 위주로 이루어져온 세포배양 연구의 방법학적 한계의 극복과 대안을 제시하고자 지방과 근육세포주의 단독 및 공동배양에서 배양기법에 따른 지방 및 근육세포의 분화에 미치는 영향을 비교 조사하고자 실시하였다. 3T3-L1 (지방세포) 및 L6 (근육세포) 세포주는 성장배지인 10% FBS/DMEM (1% Pen-Strep solution 및 0.1% Fungizone 첨가) 하에서 48h 동안 단독배양 후 5% FBS/DMEM에서 배양하였다. 분화를 위한 단독 및 공동배양에서는 지방 및 근육세포 모두 분화유도물질 없이 2% FBS/DMEM으로 배양하였고, 공동배양에서는 $0.4{\mu}m$ insert membrane을 사용하여 6 well plate 하단에 L6 cell을, 상단에는 3T3-L1 cell을 공생시켰다. 지방 및 근육세포 분화정도 측정은 세포별 형태학적 측정과 glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPDH) 및 creatine kinase (CK) 분석을 통해 조사되었다. 형태학적으로 볼때 3T3-L1 세포주는 공동배양보다 단독배양 시 분화가 더욱 잘 일어났고 L6 세포주의 경우 역으로 같았다. 세포물질 분석에서는 분화배지 처리일(day 0)과 비교해 단독 및 공동배양 모두 지방세포 내 GPDH의 활성도가 유의적으로(P<0.05) 증가했음을 확인할 수 있었고 단독배양이 공동배양보다 유의적으로(P<0.05) 높은 수준의 GPDH 활성도를 보였다. L6 역시 마찬가지로 분화배지 처리일에 비하여 단독 및 공동배양 모두 CK 활성도가 유의적으로(P<0.05) 높았고, CK 활성도가 공동배양에서 유의적으로(P<0.05) 높게 나타남을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 기존 연구에서 이용된 단독 배양을 통한 세포 분화 결과 등은 생체와 비교 시 방법학적 한계로 인해 실제 생체 내에서는 그 분화정도가 매우 다를 것으로 생각되며, 이것은 앞으로 정확한 세포배양 결과 확보를 위해서는 단독배양보다는 공동배양기법을 사용해야 함을 의미한다. 향후 다양한 조건과 분화조절 물질들의 첨가를 통한 추가적인 공동배양실험이나 지방분화관련 분자생물학적 물질분석 등 다양한 실험 수행 시 보다 현실적이고 대량의 기초자료 확보가 가능할 것으로 판단된다.

중추신경계통내 분포하는 Zinc의 조직화학적 동정 (Autometallography for Zinc Detection in the Central Nervous System)

  • 조승묵;;김성준;박승국;강태천;원무호
    • Applied Microscopy
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    • 제30권4호
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    • pp.347-355
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    • 2000
  • Zinc는 인체 내에 철$(Fe^{2+})$다음으로 많은 trace element로서 200여개 효소의 기능에 필수적일 뿐만 아니라 신경계통내에서는 신경조절물질로 작용한다. 뿐만 아니라 허혈, 간질 및 퇴행성 뇌질환의 주요 병리기전에도 관여되어 있다. 그러나 대부분의 Zinc는 단백질에 결합되어 (bound form)신경세포의 세포질 및 핵질내에 존재하고, 10% 이하의 Zinc는 이온상태(free form, $Zn^{2+}$)로 신경종말 (Zinc enriched terminal)에 있는데 , 후자만이 조직화학법으로 가시화된다. 최근까지 새로 개발된 조직화학법으로 Zinc enriched(ZEN)neurons의 분포에 관한 연구가 각광받고 있으나, 국내에서는 이에 대한 연구가 전무한 실정이다. 이에 본 연구자는 고전적인 조직화학법의 기본 원리를 소개하고, 렛드 중추신경계통내 Zinc의 분포를 광학 및 전자현미경으로 관찰하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 실험동물은 Wistar 계통의 랫드(10주령)와 BALB/c 마우스이며, 마취제로는 Pentobarbital(50mg/kg)을 이용하였다. 생체 뇌조직내 이온상태의 $Zinc(Zn^{2+})$를 침전시키기 위하여 selenium(10mg/kg, i.p.)을 처리하였고, 1시간 후 3% Glutaraldehyde액으로 관류고정하여 동물을 희생시켰다. 뇌와 척수를 꺼내어 sucrose에 가라앉을때 까지 담가두었다가 Dry Ice를 이용하여 얼리고, Freezing microtome위에서 $30{\mu}m$두께의 절편을 작성하였다. 조직절편내 $Zn^{2+}$을 동정하기 위한 조직화학법으로는 autometallography (AMG) (Danscher, 1985)를 이용하였다. 광학현미경하에서 밝혀진 Zinc의 분포는 해마복합체를 비롯한 종뇌의 여러부위에 고농도로 분포하였고, 척수에는 중간정도, 그리고 소뇌 및 뇌간에는 매우 낮은 농도로 분포하였다. 전자현미경에서 관찰된 AMG염색과립(silver grains)은 신경종말에 있는 연접소포에 국한되었으며, 이러한 ZEN terminals은 주위 여러 신경세포의 돌기(dendrites)및 세포체 (soma)에 특이한 연접을 이루고 있었다. 즉 후각망울을 포함한 종뇌에서는 주로 비대칭연접 (asymmetrical synapses)이 관찰되었던 반면에, 척수에서는 대칭연접(symmetrical synapses)을 이루고 있었다. 이상의 결과를 종합하면, 신경종말내 연접소포에 Zinc를 함유하고 있는 소위 ZEN terminals은 중추신경계통에 광범위하게 분포하고 있으며 또한 신경부위에 따라 다양한 분포와 미세구조의 차이를 보였다. 이러한 사실은 중추신경계통내에서 Zinc가 영위하는 신경생물학적 기능이 신경부위에 따라 다양할 것임을 시사한다.

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Manganese and Iron Interaction: a Mechanism of Manganese-Induced Parkinsonism

  • Zheng, Wei
    • 한국환경성돌연변이발암원학회:학술대회논문집
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    • 한국환경성돌연변이발암원학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.34-63
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    • 2003
  • Occupational and environmental exposure to manganese continue to represent a realistic public health problem in both developed and developing countries. Increased utility of MMT as a replacement for lead in gasoline creates a new source of environmental exposure to manganese. It is, therefore, imperative that further attention be directed at molecular neurotoxicology of manganese. A Need for a more complete understanding of manganese functions both in health and disease, and for a better defined role of manganese in iron metabolism is well substantiated. The in-depth studies in this area should provide novel information on the potential public health risk associated with manganese exposure. It will also explore novel mechanism(s) of manganese-induced neurotoxicity from the angle of Mn-Fe interaction at both systemic and cellular levels. More importantly, the result of these studies will offer clues to the etiology of IPD and its associated abnormal iron and energy metabolism. To achieve these goals, however, a number of outstanding questions remain to be resolved. First, one must understand what species of manganese in the biological matrices plays critical role in the induction of neurotoxicity, Mn(II) or Mn(III)? In our own studies with aconitase, Cpx-I, and Cpx-II, manganese was added to the buffers as the divalent salt, i.e., $MnCl_2$. While it is quite reasonable to suggest that the effect on aconitase and/or Cpx-I activites was associated with the divalent species of manganese, the experimental design does not preclude the possibility that a manganese species of higher oxidation state, such as Mn(III), is required for the induction of these effects. The ionic radius of Mn(III) is 65 ppm, which is similar to the ionic size to Fe(III) (65 ppm at the high spin state) in aconitase (Nieboer and Fletcher, 1996; Sneed et al., 1953). Thus it is plausible that the higher oxidation state of manganese optimally fits into the geometric space of aconitase, serving as the active species in this enzymatic reaction. In the current literature, most of the studies on manganese toxicity have used Mn(II) as $MnCl_2$ rather than Mn(III). The obvious advantage of Mn(II) is its good water solubility, which allows effortless preparation in either in vivo or in vitro investigation, whereas almost all of the Mn(III) salt products on the comparison between two valent manganese species nearly infeasible. Thus a more intimate collaboration with physiochemists to develop a better way to study Mn(III) species in biological matrices is pressingly needed. Second, In spite of the special affinity of manganese for mitochondria and its similar chemical properties to iron, there is a sound reason to postulate that manganese may act as an iron surrogate in certain iron-requiring enzymes. It is, therefore, imperative to design the physiochemical studies to determine whether manganese can indeed exchange with iron in proteins, and to understand how manganese interacts with tertiary structure of proteins. The studies on binding properties (such as affinity constant, dissociation parameter, etc.) of manganese and iron to key enzymes associated with iron and energy regulation would add additional information to our knowledge of Mn-Fe neurotoxicity. Third, manganese exposure, either in vivo or in vitro, promotes cellular overload of iron. It is still unclear, however, how exactly manganese interacts with cellular iron regulatory processes and what is the mechanism underlying this cellular iron overload. As discussed above, the binding of IRP-I to TfR mRNA leads to the expression of TfR, thereby increasing cellular iron uptake. The sequence encoding TfR mRNA, in particular IRE fragments, has been well-documented in literature. It is therefore possible to use molecular technique to elaborate whether manganese cytotoxicity influences the mRNA expression of iron regulatory proteins and how manganese exposure alters the binding activity of IPRs to TfR mRNA. Finally, the current manganese investigation has largely focused on the issues ranging from disposition/toxicity study to the characterization of clinical symptoms. Much less has been done regarding the risk assessment of environmenta/occupational exposure. One of the unsolved, pressing puzzles is the lack of reliable biomarker(s) for manganese-induced neurologic lesions in long-term, low-level exposure situation. Lack of such a diagnostic means renders it impossible to assess the human health risk and long-term social impact associated with potentially elevated manganese in environment. The biochemical interaction between manganese and iron, particularly the ensuing subtle changes of certain relevant proteins, provides the opportunity to identify and develop such a specific biomarker for manganese-induced neuronal damage. By learning the molecular mechanism of cytotoxicity, one will be able to find a better way for prediction and treatment of manganese-initiated neurodegenerative diseases.

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대황으로부터 추출한 crude laminaran 가수분해물의 암 세포독성 (Cytotoxicities of Hydrolyzed Crude Laminaran from Eisenia bicyclis on the SNU-1, HeLa and SW Cells)

  • 도정룡;김동수;박종혁;김영명
    • 한국식품과학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.793-798
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    • 2006
  • E. bicyclis 열수추출물에서 얻은 crude laminaran의 암 세포독성을 증진시키기 위하여 효소 및 산 가수분해와 고온가압처리에 의한 저분자화를 시도하였으며, 분자량 수준별 위암(SNU-1), 자궁암(HeLa) 및 대장암(SW) 세포주에 대한 세포독성 효과를 알아보았다. 저분자화한 crude laminaran의 총당 및 황산기 함량은 가수분해 방법에 따라 각각 72.3 및 3.5%(효소가수분해), 68.5 및 3.0%(산가수분해), 70.2 및 3.2%(고온가압처리) 수준이었으며, 각 가수분해물의 구성당 조성은 glucose가 78.5, 75.7 및 74.7% 수준으로서 주요 성분이었으며 mannose가 각각 9.9, 10.6 및 11.5%, galactose가 각각 8.5, 9.2 및 9.6%, 그리고 fucose가 각각 3.1, 4.5 및 4.2% 수준으로 함유되어 있었다. 위암, 자궁암 및 대장암 세포주를 대상으로 한 저분자화 수식 laminaran의 세포독성을 MTT assey법으로 조사한 결과 10kDa 이상의 분획에서 높은 세포독성을 나타내었으며, 특히 분자량 50-10 kDa에서 $IC_{50}$ 값은 효소적 가수분해시 60.4, 58.6 및 53.9 ${\mu}g/mL$, 산 가수분해시 75.6, 73.5 및 77.4 ${\mu}g/mL$, 고온가압처리시 61.7, 68.2 및 60.8 ${\mu}g/mL$으로 다른 분획물에 비해 저농도에서 세포독성이 높게 나타났다. 이상의 결과로 미루어 가수분해 처리한 crude laminaran은 분자량 10,000 dalton 이상에서 세포독성이 높았으며, 가수분해 방법에 따른 laminaran의 세포독성에 미치는 영향은 효소적 가수분해가 가장 높았고 그 다음으로 고온가압처리 및 산 가수분해 순으로 높게 나타났다.

Escherichia coli에서 발현된 Recombinant Bacillus pasteurii Urease의 정제 및 효소학적 특성 (Purification and Enzymatic Characteristics of the Bacillus pasteurii Urease Expressed in Escherichia coli)

  • 이은탁;김상달
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.519-526
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    • 1992
  • Bacillus pasteurii의 urease gene이 Escherichia coli HB101에서 발현된 Bacillus성 recombinant urease를 단일단백질으로 정제하고 그 효소학적 특성을, 별도로 정제한 B.pasteurii urease의 그것과 비교검토하였다. B.pasteurii urease gene이 cloning 된 E.coli HB101(pBU11)의 균체파쇄액으로 부터 TEAE-cellulose, DEAE-Sephadex A-50, Sephadex G-150, sephadex G-200 등의 이온교환 크로마토그래피와 gel filtration을 이용하여 E.coli내에서 발현된 B. pasteurii성제하였으며, 또한 B.pasteurii로부타 비활성도 185.2배의 urease를 정제하여 disc gel electrophoresis로 단일 단백으로 정제되었음을 확인하였다. 정제된 두 urease 들의 native 상태의 분자량은 공히 280,000$pm$10,000 정도로 확인되었고, SDS-electrophoresis에의 해 subunit 유무와 분자량을 확인한 결과도 67,000정도의 subunit 4개와 20,000의 subunit 1개로 된 $\alpha$$\beta$ 구조의 동일한 효소단백으로 추정할 수 있었다. Gene donor인 B. pasteurii와 cloning 된 균주 E. coli(pBU11)이 생산한 두 urease의 효소학적 특성을 비교 조사해본 결과 두 urease의 최적반응 pH는 공히 7.5로 나타났으며, pH에 대한 안정성도 두 ureaserk 공히 pH 5.5에서 10.5 사이에서 50% 이하로 활성이 떨어지지 않는 강한 pH 안정성을 보였다. 두 urese의 최적반응의 온도는 $60^{\circ}C$였으며, 비교적 온도에 대한 저항이 강한 효소임을 알았다. 두 urease의 활성에 미치는 금속이온의 영향은 $Ag^{2+}$, $Hg^{2+}$ 등에서 양효소가 모두 강한 저해현상을 받는 반면, $Mn^{2+}$, $Mg^{2+}$ 에서는 다소 촉진되는 현상을 보였다. 효소반응 저해제들의 영향을 조사해 본 결과 p-CMB, acetohydroxamic acid에 두 urease가 모두 강한 저해를 받았다. 두 urease의 $K_m$ 값과 $V_{max}$ 값은 E. coli(pBU11)의 urease는 $4.21{\times}10^{-2}mol/\ell$, $86.96\ell$mol/min 이었고, B. pasteurii urease는 $4.04{\times}10^{-2}mol/\ell$, $160\ell$mol/min이었다. 따라서 B. pasteurii의 urease나 그 urease gene으로 cloning되어 E. coliso에서 발현된 recombinant urease는 분자량이나 효소학적 특서에서 거의 동일한 효소단백임을 알 수 있었다.

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Shalf Life Enhancement of Minimally Processed Fruits and Vegetables

  • Kim, Dong-Man
    • 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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    • 한국식품저장유통학회 1993년도 정기총회 및 제3차 학술발표회
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    • pp.6-9
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    • 1993
  • According to changes in population, economic conditions, life-stile and eating habits, the frui ts and vegetables market wi 11 be shi fted from processed (i. e. , canned) to fresh. Undressed fresh produce, consisting of washed, disinfected and peeled fruits and vegetables that either sliced or grated, are currently increased in demand by retail and institutional market which use them as salad components or in ready-to use foods, Main attributes of minimally processed fruits and vegetables are convenience and fresh-like quality. Minimally processed Products readily deteriorate in quality, especially color and texture, as a result of endogeneous enzyme enhanced respiration and microorganisms which lead to reduced shelf Iife. According to changes in population, economic conditions, life-stile and eating habits, the frui ts and vegetables market wi 11 be shi fted from processed (i. e. , canned) to fresh. Undressed fresh produce, consisting of washed, disinfected and peeled fruits and vegetables that either sliced or grated, are currently increased in demand by retail and institutional market which use them as salad components or in ready-to use foods, Main attributes of minimally processed fruits and vegetables are convenience and fresh-like quality. Minimally processed Products readily deteriorate in quality, especially color and texture, as a result of endogeneous enzyme enhanced respiration and microorganisms which lead to reduced shelf Iife. Thus. to prevent these undesirable changes , val'ious techniques such as controlled atmosphere (CA) storage, modified atmosphere OIA) storage, including vacuum packaging have been receiving considerable attention, Although milch research has been done to find optimal conditions for whole intact frui ts and vegetables, only limi ted information is avai lable on fresh cut. and other minimally processed products. 81 iced frui ts exhibi t increas~d ethylene production and respiration compal'ed to whole f, 'uits during distribution in response to tissue damage. As a result, accelerated senescence and enzymatic browning OCCUI', Recent l'esearch on minimally processed fl'uits and vegetables has mainly focused on methods to inhibit browning, due to ban on use of sulfur dioxide, In order to retard or prevent these physiological changes, val'ious al ternatives, reducing agents. acidulants, chelating agents and inol'ganic sal ts have been evaluated for use on fresh cut fl'ui ts. Al though some agents were effective replacement for sulfur dioxide. consum$\textregistered$I'S demandless use of chemical on such products. Shel~ life of minimally processed products has been extended by inhibition of metabolic reactions associated with loss of quality and by inhibition of aerobic spoilage caused by wide variety of microorganisms. Appl ication of ~I.-\ packaging, including vacuum packaging, retards the rate of respiration, prevents growth of aerobic spoilage organisms, inhibits oxidation and color deterioration. Tissue softening is another major problem in minimally processed products because enzymes re 1 a ted to ce 11 wa 11 degrada t i on are not inactivated. Various treatments have been investigated for retardation of the softening of sliced products. Some studies have concentrated on the application of an active packaging system with ~I, l. packaging and calcium infi 1 tration as possible measures to retain firmness of processed products. In my opinion, one important step for production of minimally processed frui ts wi th favorabl e color of cut surface and firm texture is the selection of better cultivar. As the view, changing tendency of fresh color by apple cultivars and relationship between the tendency and PPO activity will be discussed in the seminar. In addition to the topic, research result on quality enhancement of fresh apple slices by heat shock treatment will be introduced.

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넙치에서 분리된 phosphoinositide 3-kinase γ 유전자의 클로닝 및 특성 연구 (Cloning and Characterization of Phosphoinositide 3-Kinase γ cDNA from Flounder (Paralichthys olivaceus))

  • 정태혁;윤주연;지근호;서용배;김영태
    • 생명과학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.343-351
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    • 2014
  • Phosphoinositide 3-kinase (PI3K)는 항산화 제어반응, 심근세포 성장, 및 세포 내 특수반응 뿐만 아니라 세포분화, 생장, 운동, 식균 및 내항작용, 세포 골격유지에 관여하는 등 세포 신호체계에서 핵심 역할을 하는 효소이다. PI3K는 세 그룹으로 나누어지며 type I PI3K는 leukocyte에서 우선적으로 발현되고 G-proteins의 ${\beta}{\gamma}$ subunits에 의해서 활성화 된다. 본 연구에서는 넙치(Paralichthys olivaceus)의 $PI3K{\gamma}$를 암호화하는 cDNA를 클로닝하였다. 넙치의 $PI3K{\gamma}$는 1,341 bp 염기로 구성되는 한 개의 ORF를 가지며 이 단백질은 447 아미노산으로 구성되어있다. $PI3K{\gamma}$는 zebrafish의 $PI3K{\gamma}$와 89.6%, mouse와는 84.7%, Norway rat와는 84%, human의 $PI3K{\gamma}$와는 74.9%가 아미노산 상동성을 나타내었다. $PI3K{\gamma}$유전자의 대장균에서 발현을 위하여 pET-44a(+)-PI3K 재조합 DNA를 구축하여 대장균에서 발현시킨 결과 49 kDa의 재조합 단백질이 과발현 됨을 확인 할 수 있었다. His-tag affinity chromatography를 이용하여 $PI3K{\gamma}$단백질을 순순 분리하였으며 wortmannin을 이용하여 $PI3K{\gamma}$의 활성을 분석하였다.

Schizophyllum commune에 의한 Cellulase 생산 및 섬유소계 바이오매스의 당화를 위한 효소적 특성 (Characterization of Cellulases from Schizophyllum commune for Hydrolysis of Cellulosic Biomass)

  • 김현정;김윤희;조문정;신금;이동흡;김태종;김영숙
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제38권6호
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    • pp.547-560
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    • 2010
  • 본 연구에서는 Schizophyllum commune의 당 분해효소 생산을 위한 최적 배양 조건과 목질바이오매스에 대한 당화 특성에 대하여 연구하였다. S. commune 균체 외 효소에는 endo-${\beta}$-1,4-glucanase (EG), cellobiohydrolase (CBH), ${\beta}$-glucosidase (BGL)와 같은 cellulase와 ${\beta}$-1,4-xylosidase (BXL)이 함유되어 있고 그 중에서 EG 및 BGL활성이 비교적 높은 활성을 나타낸 것으로 밝혀졌다. S. commune에서 생산된 EG, BGL, 및 CBH의 최적 온도는 $50^{\circ}C$이었으나, 열안정성을 가지는 온도범위는 $30{\sim}40^{\circ}C$였다. 그리고 최적 pH는 5.5이었으며 열 안정성을 나타내는 온도범위에서의 적정 pH는 동일한 pH 5.5이었다. Cellulase 생산을 위한 S. commune의 최적배양 조건은, 탄소원으로 천연 cellulose, 질소원으로는 corn steep, 또는 peptone/yeast extract 혼합물, 비타민은 첨가하지 않는 것이 cellulase 효소활성 증가에 적절한 것으로 밝혀졌다. 또한 탄소원의 최적 첨가 농도는 2% (w/w), 적정 배양 pH 및 온도는 5.5~6.0과 $25{\sim}30^{\circ}C$로 밝혀졌다. 본 연구에서 도출된 최적 배양 조건으로 S. commune를 배양시키고 40배로 농축한 결과, EG가 3670.5 U/$m{\ell}$, BGL과 CBH가 각각 631.9 U/$m{\ell}$, 398.5 U/$m{\ell}$, BXL이 15.2 U/$m{\ell}$로 매우 높은 효소 활성을 나타냈다. 동일한 효소의 Filter Paper Unit도 11 FPU/$m{\ell}$로 상당히 높았다. 최적배양조건에서 얻어진 S. commune 효소로 다양한 기질에 대해 당화 시험을 실행한 결과, 전처리를 하지 않은 공시 활엽수에 대하여 낮은 당화율을 나타냈으나 천연 cellulose (Aldrich, ~20 micron) 및 볏짚의 경우에는 각각 50.5% 및 33.1%의 높은 당화성능을 나타냈다. 이 같은 당화 수준은 동일 효소농도 (30 FPU/g, glucan)로 비교했을 때 Trichoderma reesei 유래 상용화 효소인 Celluclast 1.5L의 약 110% 수준을 나타냄으로써, 대량생산기술 개발과정을 통해 목질계 당화 효소로의 상용화 가능성이 높은 균주로 평가되었다.

세균(細菌)을 이용(利用)한 간장 제조(製造)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Fermentation on Soy Sauce by Bacteria)

  • 주현규;노신규;임무현
    • 한국식품과학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.276-284
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    • 1972
  • 1. 장류에 관여(關與)되는 된장, 메주, 청국장, 볏짚등에서 14균주를 분리하고 그 중(中)에서 protease와 amylase 생산력(生産力)이 크고 amino-N를 적게 유리(遊離)하며 많은 ammonia-N을 생산(生産)하는 Bacillus 속의 3균주($K_{S}-1\;K_{S}-7\;K_{M}-9$)를 선발(選拔)하고 그 중(中)에서 우수한 $K_{M}-9$를 Bacillus liceniformis로 동정(同定)하여 이 균(菌)으로 콩과 밀의 배합비(配合比)를 달리하여 메주를 만들고, 간장을 담그어서 간장숙성과정중(熟成過程中)의 성분변화(成分變化)를 검토(檢討)한 결과(結果) 세균(細菌)만으로도 간장 제조(製造)가 가능(可能)했다. 2. 원료처리(原料處理) 및 숙성기간, 콩과 밀의 배합등(配合等)에 따른 간장 덧중의 성분변화(成分變化)는 다음과 같다. 1) 세균(細菌)메주 중에 전분질이 많고 단백질이 적을수록, 메주를 건조해서 담글 때, 또 담근간장이 숙성될수록 간장원료 밀을 증가하는 것보다 볶는 것이 간장 덧중의 ammonia-N 가 감소(減少)되었다. 즉(卽) 원료배합비에 따른 30일 숙성간장 덧중의 ammonio-N 는 콩과 밀이 3 : 0, 2 : 1, 1: 1, 1 : 2, 0 : 3, 일 때 0.51, 0.46, 0.36, 0.204, 0.03%로 점점 감소를 보였고, 보통 간장 덧의 $0.22%^{(26)}$보다 원료 1 : 1 이상에서는 다소 많았다. 5, 15, 30, 50일의 숙성기간 별(別)로는 콩과 밀이 1 : 1 일때 0.38, 0,364, 0.360, 0.105%로 점점 감소된 것을 볼 수 있었다. 또한 원료 처리에 따른 50일 숙성간장에서 건조한 메주로 담근 간장 덧에는 ammonia-N 가 0.034%인데 건조하지 않은 것에서는 0.105%이다. 또한 볶은 밀로 담근 간장 덧중에서 ammonia-N 가 0.16%이가 증자한 밀로 담은 것은 0.29%이다(5일 숙성된 간장덧). 2) 간장 덧중의 유리(遊離)총질소는 숙성 4주까지는 증가(增加)하고 그 후(後)에는 감소되었다. 그리고 amino-N는 계속 증가하였다. 3) 간장 덧중의 total acid는 숙성 30일 까지는 증가되고 그 후에는 감소되는바 숙성기간 5, 15, 30, 50일별(別) total acid는 2.56, 2.95, 4.14, 1.97로 증감되었다. 개량간장 덧 $1.15%^{(26)}$, $1.80{\sim}1.98%^{(27)}$에 비(比)하여 많았고 콩과 밀의 배합비(配合比)로 보면 3 : 0 에서 3.25, 2 : 1에서 2.07, 1 : 1에서 1.97덧로 전분질이 많고 단백질이 적어짐에 따라 감소되었다.(50일 숙성 간장덧). 메주의 건조는 간장덧중에 처음부터 많은 산량(酸量)을 나타내고 서서히 증가 또는 유지되다가 30일경에 이르면 감소되었고 건조한 메주와 건조하지 않은 메주는 숙성 30일 후에 일치점을 나타내었다. 4) pH의 변화는 배합량(配合量)이 많아짐에 따라 점점 낮아지고, 콩의 배합량이 많아짐에 따라 높아졌다. (콩: 밀이 3 : 0, 2 : 1, 1 : 1, 1 : 2, 0.3에서의 pH는 각각 6.3, 5.2, 5.1, 4.85, 4.75)이었다. 숙성기간에 따라선 큰 차이(差異)를 보이지 않았고 건조한 메주로 담근 간장덧의 pH는 건조하지 않은 메주로 사용한 것보다 다소 높았으며, 개량 및 재래간장의 pH와 거의 일치하였다.

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