• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권1호
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• pp.99-106
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• 2021

Phenylethanol (PhE)에서 야기되는 피부 부작용 문제를 극복하기 위한 대안으로 phenylethanol galactoside (PhE-gal)에 대하여 연구하였다. 그 중에서도 대장균 효소 β-galalactosidase(β-gal)을 이용하여 PhE로부터 PhE-gal를 합성하는 반응의 최적 조건에 대하여 조사하였다. 그리고, 용매 분획연구를 수행하여 PhE-gal의 특성도 조사하였다. 반응조건 중에서 반응액의 β-gal 농도, PhE 농도, 반응액의 pH, 그리고 온도에 대하여 조사한 결과, 최적 β-gal의 농도는 0.45 U/ml, 최적 반응물 PhE의 농도는 1.0%, 최적 반응액의 pH는 8.0, 최적 반응온도는 40℃ 였다. 그리고, 최적 반응조건에서 48 시간까지의 반응을 관찰하였는데, 약 81.9 mM의 PhE로부터 약 47.4 mM의 PhE-gal이 합성되었고, PhE로부터 PhE-gal로의 전환수율은 약 57.9% 정도였다. 또한, PhE와 PhE-gal이 포함된 반응물을 용매 EA와 MC로 분획한 결과, 물 층으로 대부분의 PhE-gal이 분획 되었고, 용매 층으로는 PhE가 분획 되었다. 그러나, 물 층으로의 PhE-gal의 분획이 용매 MC를 사용할 때, 더 분명하고 명확하게 나타났으며, 용매 EA를 이용한 분획에서는 명확히 물 층으로 PhE-gal이 분획 되지 않았다. 앞으로, PhE-gal을 화장품에 사용할 수 있는 첨가물(방부제)로 개발하기 위한 후속연구를 계속 진행할 예정이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제9권4호
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• pp.393-397
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• 1999

The gene (galE) encoding UDP-galactose-4-epimerase, operative in the galactose metabolic pathway, was cloned together with the $\beta$-galactosidase gene (lacZ) from Lactococcus lactis ssp. lactis ATCC7962 (L. lactis 7962). galE was found to have a length of 981 bps and encoded a protein with a molecular mass of 36,209 Da. The deduced amino acid sequence showed a homology with GalE proteins from several other microorganisms. A Northern analysis demonstrated that galE was constitutively expressed by its own promoter. When galactose or lactose was added into medium, the galE transcription was induced by several upstream promoters. The structure of the gal/lac operon of L. lactis 7962 was partially characterized and the gene order around galE was galT-lacA-lacZ-galE-orfX.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제22권3호
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• pp.243-248
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• 1999

Sialic acids are key determinants for biological processes, such as cell-cell interaction and differentiation. Sialyltransferases contribute to the diversity in carbohydrate structure through their attachment of sialic acid in various terminal positions on glycolipid and glycoprotein (N-linked and O-linked) carbohydrate groups. Gal$\beta$ 1,3(4)GlcNAc $\alpha$2,3-sialyltransferase (ST3Gal III) is involved in the biosynthesis of $sLe^{X}$ and sLe^{a}$ known as selection ligands and tumor-associated carbohydrate structures. The appearance and differential distribution of ST3Gal III mRNA during mice embryogenesis [embryonic (E) days; E9, E11, E13, E15] were investigated by in situ hybridization with digoxigenin-labeled RNA probes coupled with alkaline phosphatase detection. On E9, all tissues were positive for ST3Gal III mRNA expression whereas ST3Gal III mRNA on E11 was not detected throughout all tissues. On E13, ST3GAl III mRNA was expressed in different manner in various tissues. In this stage, ST3Gal III mRNA was positive only in the liver, pancreas and bladder. On E15, specific signal for ST3GAl III was detected in the liver, lung and forebrain. These results indicate that ST3Gal III is differently expressed at developmental stages of mice embryo, and this may be importantly related with regulation of organogenesis in mice.

• 생명과학회지
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• 제25권10호
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• pp.1164-1168
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• 2015

화장품용 방부제인 CPN-Gal은 사람 피부세포에 대하여 보다 안전하다고 알려져있다. 장기간에 걸쳐서 CPN-Gal을 생산하는 공정을 확립하기 위하여, β-gal을 생산하는 재조합 대장균을 alginate bead에 고정화 시켜서, 반복 회분식 반응으로 CPN으로부터 CPN-Gal로의 전환반응(transgalactosylation)을 조사하여 보았다. 이 전환반응은 300 ml flask에서 수행하였으며, 반응액에는 고정화된 대장균, 33.8 mM CPN, 400 g/l lactose가 포함되어있으며, pH와 온도는 7.0과 40℃ 였다. 이 때, galactose 한 분자가 lactose로부터 CPN으로 전달된다. 반복 회분식 전환반응은 4회 연속적으로 192시간 동안 성공적으로 수행이 가능하였고, 이 때, 64%의 전환수율을 보였으며, 이 결과는 선행연구 결과에 비하여 보다 우수한 결과이다. 그런데, 반복 회분식 반응이 진행되면서, 192시간 이후부터는 점진적으로 전환수율의 감소가 관찰되었다. western blotting으로 β-gal의 양을 관찰하여본 결과, β-gal의 양의 감소가 관찰되었으며, alginate beads에서 깨어진 금이 또한 발견되었다. 이러한 bead의 깨어짐 현상과 아울러서 β-gal의 불활성화, 그리고 galactose에 의한 product inhibition 등이 192시간 이후의 전환수율 감소의 원인으로 생각된다. 본 연구의 전환공정은 β-gal의 정제가 필요 없이 진행할 수 있기 때문에, CPN-Gal 합성이 보다 실용적이고, 가격 경쟁력 있게 수행될 수 있을 것으로 생각된다. 그래서, 이러한 전환공정이 CPN-Gal을 상업화하기 위한 공정으로 발전하길 기대하고 있다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권5호
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• pp.1323-1329
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• 2020

대장균 효소 𝛽-gal를 이용하여 합성된 phenylethanol galactoside (PhE-gal)의 분자구조를 NMR (¹H-와 ¹³C-)과 고성능 mass spectrometry를 이용하여 분석하였다. 그 결과 PhE-gal은 ¹H NMR에서 2-phenylethanol (PhE)에 갈락토실기가 도입되었음을 나타내는 피크가 나타났다. 방향족 고리에서 오는 𝛿_H 7.30~7.21 ppm의 피크와 𝛿_H 2.88 ppm에 나타난 벤질기 위치의 CH₂에서 오는 피크는 PhE가 존재함을 나타낸다. 지방족 사슬 영역인 𝛿_H 4.31 ppm, 4.07 ppm과 𝛿_H 3.86~3.38 ppm에서 나타나는 7개의 proton 피크로부터 단당류가 도입되었음을 확인할 수 있었다. ¹³C NMR 스펙트럼에서 나타난 12개의 탄소 피크 중 4개의 피크는 방향족 고리인 페닐기로부터, 또한 단당류에서 기인한 6개의 탄소피크가 존재하므로 PhE에 단당이 도입되었음을 알 수 있다. PhE-gal의 분자량을 확인하기 위하여 질량분석기로 분석한 결과 m/z가 307.1181인 PhE-gal의 sodium adduct ion ([M+Na]⁺)이 나타나 생성물이 PhE-gal임을 알 수 있었다. 따라서 본 연구결과 E. coli 𝛽-galactosidase에 의한 촉매반응으로 PhE에 갈락토즈가 첨가된 생성물인 PhE-gal이 성공적으로 생합성 되었음을 확인하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권3호
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• pp.629-637
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• 2021

안전성이 강화된 화장품용 방부제 소재를 개발하기 위하여, 대장균 β-gal을 이용하여 OD로부터 합성된 OD-gal의 성능을 기존의 OD와 비교하는 연구를 수행하였다. 먼저, mass spectrometry 분석을 통하여 OD-gal의 sodium adduct ion (m/z=331.1731)과 protonated ion (m/z=309.1926)으로 OD-gal 합성을 확인하였다. 새롭게 합성된 OD-gal과 OD의 항균력 비교를 위하여 E. coli, S. aureus, C. albicans, A. niger에 대한 MIC 값을 측정하였다. 그 결과, OD-gal과 OD의 MIC 값 사이에 그렇게 큰 차이를 관찰할 수 없었다. 또한, OD-gal과 OD의 세포독성을 비교하기 위하여, HaCaT 세포에 OD 또는 OD-gal을 처리한 후, 세포 생존율을 EZ-Cytox assay를 이용하여 정량 하였다. 1.5% OD의 경우에는 24 시간에서 세포생존율이 대조군과 비교하여 64%, 48 시간에서는 42%로 나타났고, 1.5% OD-gal을 처리한 세포의 세포생존율은 24 시간에서 유의적인 변화가 없었지만, 48 시간에서는 85%로 나타났다. 결국 OD-gal은 OD와 비교해서 약 40% 이상의 세포독성 감소효과가 있는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로부터 OD에 한 분자의 galactose를 결합시킴으로 인하여 항균력은 어느 정도 유지하면서 피부 세포에 대한 독성이 감소된 OD-gal의 특성을 확인할 수 있었다. 앞으로 후속 연구를 진행하여 보다 안전한 화장품용 방부제 소재로서 OD-gal의 실용화 기반을 구축할 예정이다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권3호
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• pp.498-506
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• 2016

선행연구에서 화장품 소재로서 보습력과 방부력을 가지고 있는 1, 2-hexanediol (HD)의 transgalactosylation 반응을 통하여 galactose한 분자가 HD에 결합한 1, 2-hexanediol galactoside (HD-gal)의 합성을 확인하였다. 본 연구에서 재조합 ${\beta}$-galactosidase (${\beta}$-gal)가 발현된 Escherichia coli (E. coli) 세포를 이용하여 약 94%의 수율로 HD-gal가 합성되는 것을 관찰하였고, HD-gal을 합성한 후, 보다 효과적인 HD-gal의 정제 방법에 대하여서도 연구하였다. 먼저 고농도의 lactose (300 g/l) 존재 하에서 ${\beta}$-gal을 함유한 E. coli 세포를 이용하여, 48 시간 동안 75 mM의 HD로 부터 HD-gal이 합성되는 것을 TLC 분석으로 확인하였고, 반응액에서 E. coli ${\beta}$-gal의 존재를 Western blotting으로 확인할 수 있었다. HD-gal을 효과적으로 순수 정제하기 위하여, 용매를 사용하여 transgalactosylation 반응이 끝난 후 잔여 HD를 우선 제거하고, 이어서 silica gel chromatography를 수행하는 방법을 실시하였다. 물에 녹지 않는 용매로는 methylene chloride와 ethyl acetate를 선택하여 비교 실험하였는데, ethyl acetate를 사용하여 4회 물층을 분획하여, 잔여 HD를 효과적으로 제거할 수 있었다. 그 후, 이어서 silica gel chromatography 수행하여, 순수한 HD-gal을 효과적으로 정제하였다. 반응에 첨가된 75 mM의 HD를 기준으로 최종 정제된 HD-gal의 생산 수율은 mole 기준으로는 약 $8.9{\pm}0.6%$ (n=3), weight 기준으로 약 $21.1{\pm}1.4%$ (n=3) 정도였다. 앞으로 이러한 정제 방법을 이용하여 얻은 HD-gal의 항균력 변화를 HD와 비교하여 평가할 예정이고, 피부세포에 대한 독성 변화를 역시 HD와 비교하여 분석할 예정이다.

• BMB Reports
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• 제43권6호
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• pp.419-426
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• 2010

Aeromonas hydrophila is a bacterial pathogen that infects a large number of eukaryotes, including humans. The UDP-galactose 4'-epimerase (GalE) catalyzes interconversion of UDP-galactose to UDP-glucose and plays a key role in lipopolysaccharide biosynthesis. This makes it an important virulence determinant, and therefore a potential drug target. Our earlier studies revealed that unlike other GalEs, GalE of A. hydrophila exists as a monomer. This uniqueness necessitated elucidation of its structure and active site. Chemical modification of the 6xHis-rGalE demonstrated the role of histidine residue in catalysis and that it did not constitute the substrate binding pocket. Loss of the 6xHis-rGalE activity and coenzyme fluorescence with thiol modifying reagents established the role of two distinct vicinal thiols in catalysis. Chemical modification studies revealed arginine to be essential for catalysis. Site-directed mutagenesis indicated Tyr149 and Lys153 to be involved in catalysis. Use of glycerol as a cosolvent enhanced the GalE thermostability significantly.

• 대한수학회보
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• 제44권2호
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• pp.225-231
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• 2007

Given an injective envelope E of a left R-module M, there is an associative Galois group Gal$({\phi})$. Let R be a left noetherian ring and E be an injective envelope of M, then there is an injective envelope $E[x^{-1}]$ of an inverse polynomial module $M[x^{-1}]$ as a left R[x]-module and we can define an associative Galois group Gal$({\phi}[x^{-1}])$. In this paper we describe the relations between Gal$({\phi})$ and Gal$({\phi}[x^{-1}])$. Then we extend the Galois group of inverse polynomial module and can get Gal$({\phi}[x^{-s}])$, where S is a submonoid of $\mathbb{N}$ (the set of all natural numbers).

• 대한수학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.645-648
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• 2005

Let K be a Galois extension of a field F with G = Gal(K/F). Let L be an extension of F such that $K\;{\otimes}_F\;L\;=\; N_1\;{\oplus}N_2\;{\oplus}{\cdots}{\oplus}N_k$ with corresponding primitive idempotents $e_1,\;e_2,{\cdots},e_k$, where Ni's are fields. Then G acts on $\{e_1,\;e_2,{\cdots},e_k\}$ transitively and $Gal(N_1/K)\;{\cong}\;\{\sigma\;{\in}\;G\;/\;{\sigma}(e_1)\;=\;e_1\}$. And, let R be a commutative F-algebra, and let P be a prime ideal of R. Let T = $K\;{\otimes}_F\;R$, and suppose there are only finitely many prime ideals $Q_1,\;Q_2,{\cdots},Q_k$ of T with $Q_i\;{\cap}\;R\;=\;P$. Then G acts transitively on $\{Q_1,\;Q_2,{\cdots},Q_k\},\;and\;Gal(qf(T/Q_1)/qf(R/P))\;{\cong}\;\{\sigma{\in}\;G/\;{\sigma}-(Q_1)\;=\;Q_1\}$ where qf($T/Q_1$) is the quotient field of $T/Q_1$.