• 제목/요약/키워드: enzymatic parameters

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폴리(글리시딜 메타크릴레이트)가 그래프트된 다중벽 탄소나노튜브에 다양한 아민 그룹의 도입과 바이오센서 지지체로서의 응용 (Introduction of Various Amine Groups onto Poly(glycidyl methacrylate)-g-MWNTs and their Application as Biosensor Supports)

  • 정다정;김기출;최성호
    • 폴리머
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    • 제36권4호
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    • pp.470-477
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    • 2012
  • 다양한 아민 그룹으로 개질된 다중벽 탄소나노튜브(이하 MWNT) 지지체를 기반으로 하여 페놀 화합물을 검출하기 위한 티로시나아제가 고정된 바이오센서를 개발하였다. 방사선 중합법을 이용하여 MWNT에 글리시딜메타크릴레이트를 중합한 후 중합 사슬의 아미노화 반응을 통해 MWNT에 다양한 아민 그룹을 도입시켰다. 이렇게 제조된 물질의 물리적, 화학적 특성은 SEM, XPS 그리고 TGA에 의해 평가되었다. 그리고 제조된 물질을 기반으로 제작된 티로시나아제가 고정화된 바이오센서의 전기화학적 특성도 평가하였다. 본 효소 바이오센서는 0.1-0.9 mM의 페놀을 검출할 수 있다. 결합효과, pH, 온도 그리고 다양한 페놀화합물에 대한 반응과 같은 여러 가지 변수에 대하여도 최적화하였고 상용 레드와인에서의 페놀화합물 검출도 연구하였다.

고압에서 β-glucosidase 반응속도론 및 평형에 관한 연구 (Kinetics and Equilibrium Study on β-glucosidase under High Hydrostatic Pressure)

  • 한진영;이승주
    • 산업식품공학
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    • 제15권3호
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    • pp.214-220
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    • 2011
  • 중고압 하에서 $\beta$-glucosidase효소반응을 물리화학적 관점에서 연구하였다. 모델 기질 (p-nitrophenyl-${\beta}$-D-glucopyranoside)에 대한 $\beta$-glucosidase 효소의 작용에 대한 압력 효과를 실험 하였다. 즉, 압력 조건(25MPa, 50 MPa, 75 MPa, 100 MPa)과 시간 (10분, 60분, 1시간, 6시간, 24시간, 40시간)의 처리 조건에서 효소 활성도를 분광학적인 표준방법에 따라 측정하였다. 효소-기질 반응의 단계를 크게 kinetic 구간과 평형 구간으로 구분하여 물리화학적 모델을 적용하여, 정 역반응속도 상수, 평형상수, 압력에 의한 부피 감소 등을 산출하였다. 대기압에서 100MPa까지 압력이 증가할수록 효소-기질 반응의 생성물이 더 많이 형성되었으며 전형적인 kinetic 구간과 평형 구간이 나타났다. 압력, 시간, 생성물농도 등의 데이터로부터 kinetic 구간과 평형에서의 생성물 예측 모델을 완성하였다. 결론적으로 중고압 처리에 의하여 효소-기질 반응이 촉진됨을 알 수 있었고, 임의의 압력 및 시간 조건에 따른 생성물의 농도를 예측할 수 있게 되었다.

Functional Characterization of Drosophila melanogaster CYP6A8 Fatty Acid Hydroxylase

  • Sang-A Lee;Vitchan Kim;Byoungyun Choi;Hyein Lee;Young-Jin Chun;Kyoung Sang Cho;Donghak Kim
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제31권1호
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    • pp.82-88
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    • 2023
  • Genomic analysis indicated that the genome of Drosophila melanogaster contains more than 80 cytochrome P450 genes. To date, the enzymatic activity of these P450s has not been extensively studied. Here, the biochemical properties of CYP6A8 were characterized. CYP6A8 was cloned into the pCW vector, and its recombinant enzyme was expressed in Escherichia coli and purified using Ni2+-nitrilotriacetate affinity chromatography. Its expression level was approximately 130 nmol per liter of culture. Purified CYP6A8 exhibited a low-spin state in the absolute spectra of the ferric forms. Binding titration analysis indicated that lauric acid and capric acid produced type I spectral changes, with Kd values 28 ± 4 and 144 ± 20 µM, respectively. Ultra-performance liquid chromatography-mass spectrometry analysis showed that the oxidation reaction of lauric acid produced (ω-1)-hydroxylated lauric acid as a major product and ω-hydroxy-lauric acid as a minor product. Steady-state kinetic analysis of lauric acid hydroxylation yielded a kcat value of 0.038 ± 0.002 min-1 and a Km value of 10 ± 2 µM. In addition, capric acid hydroxylation of CYP6A8 yielded kinetic parameters with a kcat value of 0.135 ± 0.007 min-1 and a Km value of 21 ± 4 µM. Because of the importance of various lipids as carbon sources, the metabolic analysis of fatty acids using CYP6A8 in this study can provide an understanding of the biochemical roles of P450 enzymes in many insects, including Drosophila melanogaster.

Effect of degraded flaxseed meals on the growth performance, nutrient digestibility, and health status of broilers

  • Xiaoyu Ji;Xiangyu Liu;Jianping Wang;Ning Liu
    • Animal Bioscience
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    • 제37권7호
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    • pp.1255-1262
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    • 2024
  • Objective: The present study evaluated the effect of flaxseed meal degraded by a protease, Lactobacillus plantarum, or both on the growth performance, nutrient digestibility, and health status of broilers. Methods: There were four diets containing flaxseed meals in its non-degraded form (control, CON), degraded with 3,000 U/kg of protease (enzymatic, ELM), 1.0×109 CFU/kg of Lactobacillus plantarum (fermented, FLM), or both (dual-degraded, DLM). Each form of flaxseed meals was added at 15% of diet. A total of 480 yellow-feathered broilers at 22 d of age were distributed into 4 groups with 6 replicates of 20 chickens each. The feeding trial lasted for 42 d. Growth performance, apparent fecal digestibility (dry matter, energy, crude protein, and ash), and serum immunoglobins and antioxidases were determined at 42 and 63 d of age. Results: Results showed that ELM, FLM, and DLM increased (p<0.001) the contents of peptides and decreased (p<0.001) cyanogenic glycosides, compared to CON. The diets with degraded flaxseed meals increased (p<0.05) feed intake and body weight gain throughout the feeding trial, and the digestibility of energy, crude protein, and ash at the end of feeding trial. Furthermore, all degraded groups enhanced (p<0.05) broiler health status by increasing serum immunoglobulins A and G. Additinally, DLM showed more pronounced effects (p<0.05) on these parameters than ELM or FLM. Conclusion: Flaxseed meals degraded by enzymolysis, fermentation, or both had improved nutrition and application in broilers.

Predicting In Sacco Rumen Degradation Kinetics of Raw and Dry Roasted Faba Beans (Vicia faba) and Lupin Seeds (Lupinus albus) by Laboratory Techniques

  • Yu, P.;Egan, A.R.;Leury, B.J.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제13권10호
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    • pp.1377-1387
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    • 2000
  • Two laboratory techniques: (1) an in vitro method with two procedures for measuring protein degradabilities and (2) an in vitro method with three procedures for measuring protein solubility, were investigated to determine which laboratory techniques could most accurately predict the quantity of rumen protein degradation kinetics of legume seeds after dry roasting under various conditions, in terms of (1) rumen protein disappearance ($D_j$, where j=0, 2, 4, 8, 12, 24 and 48 h incubation), (2) rumen protein effective degradability (EDCP), (3) the parameters describing rumen degradation characteristics (the soluble fraction: S, the potentially degradable fraction: D, undegradable fraction: U, lag time: T0 and the degradation rate: Kd) and (4) rumen bypass protein (BCP), which were determined by the method accepted internationally at present, in sacco nylon bag technique using the standardized Dutch method. Feeds evaluated were the raw and dry roasted whole faba (Vicia faba) beans (WFB) and whole lupin (Lupinus albus) seeds (WLS), each was dry roasted under various conditions (at 110, 130 or $150^{\circ}C$ for 15, 30 or 45 min). In vitro protein degradability ($D_1$_Auf and $D_{24}$_Auf) were determined using the modified Aufr re method by enzymatic hydrolysis for 1 h and 24 h using a protease extracted from Streptomyces griseus in a borate-phosphate buffer. In vitro protein solubility ($bf_1$_S, $bf_2$_S, $bf_3$_S) was measured in a borate-phosphate buffer with three different procedures. Results from laboratory techniques (in vitro) were correlated and linearly regressed with in sacco results. Of the three procedures of in vitro protein solubility evaluated, none of them could predict in sacco results with good precision. The highest Pearson correlation coefficient ($R^2$) was less than 0.50. Of two procedures of in vitro protein degradability studied, the $D_1$_Auf values were closely correlated with in sacco parameters: Kd, EDCP and %BCP with high R' values: 0.82, 0.85 and 0.85, respectively, and closely correlated with in sacco $D_j$ at 2, 4, 8 and 12 h rumen incubation with high $R^2$ values: 0.83, 0.91, 0.93 and 0.83, respectively. The $D_{24}$_Auf values could not predict in sacco results. The highest $R^2$ value was less then 0.40. These results indicated that in vitro protein solubility measured in borate-phosphate failed to identify differences in the rate and extent of protein degradation of legume seeds after dry roasting under various conditions and thus should not be used to predict rumen degradation, particularly for heat processed feedstuffs. But in vitro protein degradability using the modified Aufr re method by enzymatic hydrolysis for 1 h or possibly an intermediate time (>1 h and <24 h) is a promising laboratory procedure to detect effectiveness of dry roasting legume seeds on rumen protein degradation characteristics and could be used as a simple laboratory method to predict the rate and extent of protein degradation in the rumen in sacco with high accuracy. The equations to predict EDCP, Kd and BCP of dry roasted legume seeds (WLS and WFB) under various conditions are as follow: For both: EDCP (%)=-1.37+1.06*$D_1$_Auf ($R^2=0.85$, p<0.01). For both: Kd (%/h)=-21.81+0.49*$D_1$_Auf ($R^2=0.82$, p<0.01). For both: %BCP=103.37-1.07*$D_1$_Auf ($R^2=0.85$, p<0.01).

Comparison of Allergic Parameters between Whey Protein Concentrate and Its Hydrolysate in Rat Basophilic Leukemia (RBL)-2H3 Cells

  • Kim, Hana;Ahn, Sung-Il;Jhoo, Jin-Woo;Kim, Gur-Yoo
    • 한국축산식품학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.780-793
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    • 2018
  • This study was conducted to compare the anti-allergic effects of a whey protein concentrate (WPC) and WPC hydrolysate. WPC hydrolysate was prepared using enzymatic digestion for 8 h with trypsin and ${\alpha}$-chymotrypsin, after which it was freeze-dried. The allergic parameters assessed in rat basophilic leukemia (RBL)-2H3 cells were degranulation and release of ${\beta}$-hexosaminidase, release of tumor necrosis factor $(TNF)-{\alpha}$, and changes in the expression of $IL-1{\beta}$, IL-4, and IL-10 by real time polymerase chain reaction (PCR). During preparation of the WPC hydrolysate, hydrolysis increased rapidly from 0 to 10 min and then gradually increased slowly from 1 h onwards, achieving a final degree of hydrolysis of 78.50%. The SDS-PAGE analysis revealed a reduction in the intensity of several protein bands in the WPC hydrolysate compared to the WPC. IgE-induced ${\beta}$-hexosaminidase release from RBL-2H3 cells was decreased to a higher degree following treatment with the hydrolysate compared to WPC treatment. W500 ($500{\mu}g/mL$ WPC) showed the least inhibition of ${\beta}$-hexosaminidase release, but there was no significant difference between W500 and W1000 ($1,000{\mu}g/mL$) (p<0.05). H1000 ($1,000{\mu}g/mL$ WPC hydrolysate) inhibited ${\beta}$-hexosaminidase release by 39%. Compared to the control, treatment with H1000 decreased $TNF-{\alpha}$ secretion to 11.87 pg/mL. The gene expression levels of IL-1${\beta}$, IL-4, and IL-13 were all significantly decreased in hydrolysate (p<0.05). In the case of $IL-1{\beta}$ and IL-4, the expression levels in W1000 treated cells were decreased by 73.67% and 65%, respectively, and that of IL-13 was decreased by 66.43% compared to the control.

동해 유광대 박테리아의 효소 활동도와 생산력의 유기성 폐기물투기에 대한 반응 (Responses of Bacterial Production and Enzymatic Activities to Ocean-dumping of Organic Wastes in the Euphotic Zone of the East Sea, Korea)

  • 송기돈;최동한;이윤;홍기훈;정창수;김석현;조병철
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제4권4호
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    • pp.275-288
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    • 1999
  • 유기물 투기에 대한 박테리아의 반응을 이해하기 위해 동해의 비투기해역과 투기해역의 유광대에서 1996년 4월부터 1997년 9월까지 총 5회에 걸쳐 박테리아 개체수, 박테리아 생산력, 아미노펠티다제(aminopeptidase; AMPase) 가수분해능, 베타글로코시다제(${\beta}$-g1ucosidase; ${\beta}$-GLCase) 가수분해능을 측정하였다. 비투기해역과 투기해역에서 유광대 수심으로 적분한 식물플랑크톤 생물량 및 박테리아 변수들을 비교해 본 결과, 전 시기에 걸쳐 일관되게 외양의 투기 정점에서 외양의 비투기 정점보다 ${\beta}$-GLCase 가수분해능이 항상 높았다. 또한 thymidine과 leucine 고정율로부터 추정된 박테리아 생산력도 계절에 관계없이 투기해역에서는 유의한 상관관계(균형성장)를 나타내었으나 비투기해역에서는 무관한 관계(불균형성장)를 나타내었다. 이러한 결과들은 투기해역에서 유기성 투기물의 지속적인 공급에 대해 박테리아 군집이 반응하고 있는 양상으로 보인다. 또한 계절에 관계없이 투기해역에서는 박테리아 개체수와 생산력이 양의 상관관계를 나타내었으나 비투기해역에서는 무관한 관계를 나타내어, 투기해역에서 박테리아 개체수의 조절 기작이 비투기 해역과 다름을 시사하였다. 그 밖의 변수들의 관계들은 연구 해역과 계절에 따라 변화하는 양상을 나타내어 봄과 여름에 박테리아 조절 요인들이 달라짐을 보여주었다. 이러한 변화가 수온, 수온과 관련된 현상, 또는 투기물 특성의 변화와 연관된 것인지에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

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넙치, Paralichthys olivaceus의 미세플라스틱 급성 노출에 따른 혈액성상 및 혈장성분의 변화 (Changes in hematological parameters and plasma components of olive flounder, Paralichthys olivaceus exposed to acute microplastics)

  • 김소희;김가현;김지수;김준환;전유현;조재황;김석렬;김대희
    • 환경생물
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    • 제39권3호
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    • pp.344-353
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    • 2021
  • 본 실험에서 미세플라스틱의 노출은 넙치의 혈액학적 성상인 hemoglobin 및 hematocrit 수치의 유의적인 감소를 유발하였다. 또한 미세플라스틱의 노출은 넙치 혈장 무기성분인 calcium, 유기성분인 glucose 및 cholesterol, 효소성분인 AST의 유의적인 변화를 나타냈다. 본 연구에서 바이오플락 환경에서 미세플라스틱의 노출이 어류의 혈액생리에 영향을 주며 독성으로 작용하는 것을 확인할 수 있었다. 향후, 일반 해수와 바이오플락 환경으로 각각 양성한 넙치를 이용하여 사육환경의 변화에 의한 미세플라스틱 노출영향의 차이에 대해서도 추가적인 연구가 이루어져야 할 것이다. 본 연구는 다양한 어종에서 종별 미세플라스틱의 농도 연구에서 미세플라스틱 노출에 따른 종별 독성영향비교평가를 위한 기본 자료로 활용될 수 있을 것이다. 하지만, 바이오플락 환경에서 미세플라스틱의 응집은 미세플라스틱의 독성에 영향을 미치는 중요한 요소이기 때문에(Choi et al. 2020), 향후 연구에서 철저한 모니터링과 함께 다양한 미세플라스틱 독성에 미치는 요소에 대한 추가연구가 필요할 것이다.

수인성 질산 급성 노출에 의한 향어, Cyprinus carpio nudus의 반수치사농도, 혈액학적 성상 및 혈장성분에 미치는 독성 영향 (Effects on Lethal Concentration 50%, Hematological Parameters and Plasma Components of Mirror carp, Cyprinus carpio nudus Exposed to Waterborne Nitrate)

  • 유연아;박슬기나라;김준환
    • 한국해양생명과학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.150-159
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    • 2023
  • 수인성 질산 노출에 대한 향어의 독성 영향을 확인하기 위해 96시간 동안 0, 4, 20, 100, 500 및 2,500 mg NO3-/L의 수인성 질산에 노출을 실시하였다. 질산 96시간 급성 노출에 의한 향어의 반수치사농도(LC50)는 1,433.54 mg NO3-/L로 나타났다. 혈액학적 성상을 통해 수인성 질산 노출이 향어에게 미치는 생리학적 변화를 평가하였으며, RBC count는 유의적인 감소를 나타내었다(p < 0.05). 혈장 무기성분을 통해 수인성 질산 노출에 따른 향어의 이온 조절 능력 변화를 평가하였으며, 혈장 무기성분에서 calcium과 magnesium은 유의적으로 감소하였다(p < 0.05). 혈장 유기성분을 통해 수인성 질산 노출로 인한 향어의 건강도와 스트레스 상태를 평가하였으며, 혈장 유기성분인 glucose는 유의적인 증가를 나타내었다(p < 0.05). 혈장 효소성분을 통해 수인성 질산 노출로 인한 간 손상도 및 효소 활성의 변화를 평가하였으며, 혈장 효소성분인 AST, ALT 및 ALP는 높은 수준의 수인성 질산 노출에서 유의적으로 감소하였다(p < 0.05). 본 연구의 결과는 C. carpio nudus에 대한 수인성 질산 노출이 생존율, 혈액학적 성상 및 혈장성분에 독성으로 영향을 미칠 수 있음을 의미한다.

냉장저장 중 사과 슬라이스의 갈변에 미치는 갈변저해제의 효과 (Effects of Antibrowning agents on browning of apple slices during cold storage)

  • 안선정;이귀주
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.24-32
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    • 2005
  • 냉장 저장 시 사과슬라이스의 갈변정도 및 조직감과 같은 물리적인 변화와 PPO활성, 총페놀 함량등의 화학적 변화를 측정하였으며 관능검사를 행하여 비교하였으며 또한 이들 변화들 간의 상관관계를 알아본 결과는 다음과 같다. 갈변 정도는 fresh apple slice, 물에 침지한 시료군, CP 시료군, ascorbic acid 시료군 모두 증가하는 경향을 나타냈으며 그 크기는 fresh apple slice>물에 침지한 시료군>ascorbic acid 시료군>CP 시료군 순이었으며, PPO활성은 시료군 모두 증가하는 경향을 나타냈으며 그 크기는 fresh apple slice>물에 침지한 시료군>ascorbic acid 시료군>CP 시료군 순이었으며 CP 시료군의 증가가 가장 낮았다. 총페놀 함량은 fresh apple slice군은 60 mg/100 g에서 56.2 mg/100 g로 감소하는 경향을 보였으나 물에 침지한 시료군은 59.6 mg/100 g에서 56.0 mg/100 g으로, CP 시료군, ascorbic acid 처리군은 51.9 mg/100 g에서 52.8mg/100 g로, 54.1 mg/100 g에서 54.4 mg/100 g로 나타났다. 조직감은 시료군 모두 감소하는 경향을 보였으며 그 크기는 fresh apple slice>물에 침지한 시료군>ascorbic acid 시료군>CP 시료군 순으로 감소하였다. 또한 관능 검사에서 CP 시료군이 다른 처리군들 보다 더 효과적인 것으로 나타났다. 상관관계 분석에서 갈변 정도와 PPO활성, 총페놀 함량 등이 높은 상관성을 나타내었다. 이러한 연구결과로 사과 슬라이스의 냉장 저장중 효소적 갈변 변화에 대한 영향에서 카라멜 생성물에 침지한 CP 시료군이 효소적 갈변에 대한 저해 효과가 있는 것으로 나타났으며 기타 다른 요인에서도 효과적인 것으로 나타나 sucrose의 카라멜 생성물을 채소 및 과일의 저장 과정에 갈변 억제물질로 이용할 수 있을 것으로 생각된다.