• 대한한의학회지
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• 제28권2호통권70호
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• pp.213-223
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• 2007

Objective : Alzheimer's disease (AD) is a geriatric dementia that is widespread in old age. With an aging populace, AD is a looming problem in public health service. Alzheimer's disease is characterized by specific neuronal degeneration in certain areas of the brain. Mutations and abnormal expression of several genes are associated with ${\beta}-amyloid$ deposits and Alzheimer's disease; among them APP, PS1, and PS2, SOD, free radical, ROS. Methods:We studied herbal medicines that have a relationship to brain degeneration. From pre-modern times, although a variety of oriental prescriptions of Aster tataricus have been traditionally utilized for the treatment of AD, their pharmacological effects and action mechanisms have not yet been fully elucidated. Result : Based on morphological observations by phase-contrast microscope, TUNEL assay and MTT in the culture media, $H_20_2-induced$ cell death was significantly inhibited by Aticus. We examined by ROS formation, catalase activity and GSH activity. We studied the protective effect and inhibitory effects of neurotoxicity in $H_20_2-induced$ PC-12 cells by Aticus. Findings from our experiments show that Aticus inhibits apoptosis, which has neurotoxicities and cell damage in PC-12 cells. In addition, treatment with Aticus ($>25{\mu}g/ml$ for 6hrs) partially prevented $H_20_2-induced$ cytotoxicity in PC-12 cells, and induced a protective effect. Conclusion : As the result of this study, in the Aticus group, the apoptosis in the nervous system was inhibited, protected against the degeneration of PC-12 cells by $H_20_2$. Taken together, Aticus exhibited inhibition of $H_20_2-induced$ apoptotic cell death. Aticus was found to induce protective effect on GSH and catalase in PC-12 cells. Based on these findings, Aticus may be beneficial for the treatment of AD.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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• pp.40-44
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• 2003

Soil-borne infectious disease including Pythium aphanidermatum and Rhizoctonia solani causes severe damage to plants, such as cucumber. This soil-borne infectious disease was not controlled effectively by chemical pesticide. Since these diseases spread through the soil, chemical agents are usually ineffective. Instead, biological control, including antagonistic microbe can be used as a preferred control method. An efficient method was developed to select an antagonistic strain to be used as a biological control agent strain. In this new method, surface tension reduction potential of an isolate was included in the ‘decision factor’ in addition to the other factors, such as growth rate, and pathogen inhibition rate. Considering these 3 decision factors by a statistical method, an isolate from soil was selected and was identified as Bacillus sp. GB16. In the pot test, this strain showed the best performance among the isolated strains. The lowest disease incidence rate and fastest seed growth was observed when Bacillus sp. GB16 was used. Therefore this strain was considered as plant growth promoting rhizobacteria (PGPR). The action of surface tension reducing component was deduced as the enhancement of wetting, spreading, and residing of antagonistic strain in the rhizosphere. This result showed that new selection method was significantly effective in selecting the best antagonistic strain for biological control of soil-borne infectious plant pathogen. The antifungal substances against P. aphanidermatum and R. solani were partially purified from the culture filtrates of Bacillus sp. GB16. In this study, lipopeptide possessing antifungal activity was isolated from Bacillus sp. GB16 cultures by various purification procedures and was identified as a surfactin-like lipopeptide based on the Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance (NMR), high performance liquid chromatography mass spectroscopy (HPLC-MS), and quadrupole time-of-flight (Q-TOF) ESI-MS/MS data. The lipopeptide, named GB16-BS, completely inhibited the growth of Pythium aphanidermatum, Rhizoctonia solani, Penicillium sp., and Botrytis cineria at concentrations of 10 and 50 mg/L, respectively. A novel method to prevent the foaming and to provide oxygen was developed. During the production of surface active agent, such as lipopeptide (surfactin), large amount of foam was produced by aeration. This resulted in the carryover of cells to the outside of the fermentor, which leads to the significant loss of cells. Instead of using cell-toxic antifoaming agents, low amount of hydrogen peroxide was added. Catalase produced by cells converted hydrogen peroxide into oxygen and water. Also addition of corn oil as an oxygen vector as well as antifoaming agent was attempted. In addition, Ca-stearate, a metal soap, was added to enhance the antifoam activity of com oil. These methods could prevent the foaming significantly and maintained high dissolved oxygen in spite of lower aeration and agitation. Using these methods, high cell density, could be achieved with increased lipopeptide productivity. In conclusion to produce an effective biological control agent for soil-borne infectious disease, following strategies were attempted i) effective screening of antagonist by including surface tension as an important decision factor ii) identification of antifungal compound produced from the isolated strain iii) novel oxygenation by $H_2O_2-catalase$ with vegetable oil for antifungal lipopeptide production.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권4호
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• pp.635-641
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• 2014

수침고목재는 보존을 위해 치수안정화의 공정이 필요하다. PEG는 목재의 치수안정화에 가장 보편적으로 사용된다. PEG 40% 함침 후 동결건조 하는 방법은 간단하고 일반적인 방법중 하나이다. 그러나 PEG처리 후 폐액은 목재로부터 침출된 유기물에 의해서 검게 변하고 악취가 발생하기 때문에 재활용되지 못하고 폐기되었다. 폐액은 과산화수소의 산화작용에 의해 폐액의 검은색은 제거 가능하다. PEG는 보존처리 전, 후와 과산화수소의 산화작용 후에도 그 물성이 변하지 않아 재활용이 가능하다. 과산화수소에 의해 재활용된 PEG를 이용하여 수침고목재의 치수안정화에 대한 실험을 실시하였다. 치수안정화에 사용된 용액의 PEG와 재활용 PEG의 비율을 10:0, 7:3, 5:5, 3:7, 0:10 (pure PEG : 재활용 PEG)으로 하였다. 그리고 수침고목재를 용액의 농도 10, 20, 30, 40%로 각각 5일간 함침하였다. 모든 시험편은 25%의 중량 증가율을 보였으며, SEM을 이용하여 목재 내부 세포를 관찰한 결과 PEG의 함침은 매우 잘된 것으로 판단된다. 치수변화율은 4%이하로 모든 시료 동일하게 안정된 수치를 나타내어 재활용 PEG를 사용하여 보존처리하는 것은 새 PEG를 사용하는 것과 다르지 않은 결과를 나타내었다.

• 생명과학회지
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• 제29권10호
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• pp.1111-1119
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• 2019

매실은 주로 동아시아에서 재배되는 매실나무의 과실로서 예로부터 한약재나 장아찌 및 청 등으로 가공하여 섭취해왔다. 그러나 매실을 이용한 기존 연구는 대부분 추출물 상태에서 진행하였기에 보다 광범위한 식품학적 이용을 위하여 세부적인 추가 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 이러한 매실을 이용하여 hexane, methanol, ethyl acetate, butanol 및 aqueous 분획물을 제조하고 각각의 생리활성을 평가하였다. 매실 분획물의 항산화 활성은 DPPH 라디칼 소거활성, ABTS 라디칼 소거활성, 환원력 및 $H_2O_2$ 소거활성을 통하여 확인하였고, 그 중 ethyl acetate 분획물(PMEF)은 양성 대조구와 유사하거나 다소 낮게 나타나 가장 뛰어난 항산화 활성을 보였다. 당 분해효소인 ${\alpha}-glucosidase$ 활성 억제 활성은 PMEF 및 methanol 분획물의 활성이 양성 대조구인 acarbose와 근접한 활성을 나타냈다. 매실 분획물의 총 폴리페놀 함량은 ethyl acetate 및 methanol 분획물이 각각 88.28 mg/g 및 70.38 mg/g으로 나타났으며, 총 플라보노이드 함량은 31.37 mg/g 및 31.51 mg/g으로 나타났다. 결과적으로 매실 분획물은 항산화 및 당 분해효소 활성 억제 효과가 있는 것으로 나타나 본 연구를 통해 얻은 결과는 매실의 기능성 식품 소재화 및 천연 항산화제 개발에 대한 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제39권1호
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• pp.69-75
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• 2015

Background: Ginseng has been shown to exert antistress effects both in vitro and in vivo. However, the effects of ginseng on stress in brain cells are not well understood. This study investigated how Korean Red Ginseng (KRG) controls hydrogen peroxide-induced apoptosis via regulation of phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K)/Akt and estrogen receptor (ER)-${\beta}$ signaling. Methods: Human neuroblastoma SK-N-SH cells were pretreated with KRG and subsequently exposed to $H_2O_2$. The ability of KRG to inhibit oxidative stress-induced apoptosis was assessed in MTT cytotoxicity assays. Apoptotic protein expression was examined byWestern blot analysis. The roles of ER-${\beta}$, PI3K, and p-Akt signaling in KRG regulation of apoptosis were studied using small interfering RNAs and/or target antagonists. Results: Pretreating SK-N-SH cells with KRG decreased expression of the proapoptotic proteins p-p53 and caspase-3, but increased expression of the antiapoptotic protein BCL2. KRG pretreatment was also associated with increased ER-${\beta}$, PI3K, and p-Akt expression. Conversely, ER-${\beta}$ inhibition with small interfering RNA or inhibitor treatment increased p-p53 and caspase-3 levels, but decreased BCL2, PI3K, and p-Akt expression. Moreover, inhibition of PI3K/Akt signaling diminished p-p53 and caspase-3 levels, but increased BCL2 expression. Conclusion: Collectively, the data indicate that KRG represses oxidative stress-induced apoptosis by enhancing PI3K/Akt signaling via upregulation of ER-${\beta}$ expression.

• 생명과학회지
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• 제24권9호
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• pp.973-980
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• 2014

본 연구에서는 식물에 존재하는 신규 기능성 소재 개발의 일환으로 Decaisnea insignis 에탄올 추출물(DIEE)의 항산화 및 항염증 생리활성을 분석하였다. 먼저 DIEE의 항산화능을 DPPH 라디칼 소거능을 통해 분석한 결과 양성 대조군으로 사용한 아스코르빈산과 유사한 정도의 높은 소거활성을 보여 DIEE가 매우 강한 항산화능을 보유함을 확인하였다. 또한 RAW 264.7 세포주에서 $H_2O_2$ 및 LPS에 의해 유도된 ROS에 대한 DIEE의 소거능을 분석한 결과, 농도의존적인 강한 ROS 소거능을 보였다. 뿐만 아니라 대표적인 항산화효소 중 하나로 항산화능 보유 천연물에 의해 발현이 유도되는 hemeoxygenase 1 (HO-1) 및 그 전사 인자인 nuclear factor-E2-related factor 2(Nrf2)의 단백질 발현이 DIEE의 처리에 의해 유의적으로 증가됨을 보였으며 이러한 HO-1 및 Nrf2의 발현 유도는 상위신호전달계인 MAPKs에 의해 조절될 가능성을 보였다. 한편 DIEE가 LPS에 의해 유도된 NO 생성에 미치는 영향을 분석한 결과 농도의존적인 NO 생성 저해능을 보였으며 이는 NO 생성 단백질인 iNOS의 발현 저해에서 기인함을 확인하였다. 이와 같은 DIEE의 NO 생성 억제 효과는 염증 상위신호전달계인 $NF-{\kappa}B$ 및 AP-1의 조절을 통해 일어날 가능성을 보였다. 이러한 결과를 통해 DIEE의 높은 항산화능과 항염증 활성을 처음으로 확인하였으며 향후 기능성 소재로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.105-105
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• 2023

Heavy metals, including lead (Pb) toxicity, are increasing in soil and are considered toxic in small amounts. Pb contamination is mainly caused by industrialization - smelting, mining. Agricultural practices - sewage sludge, pests and urban practices - lead paint. It can seriously damage and threaten crop growth. Pb can adversely affect plant growth and development by affecting the photosystem, cell membrane integrity, and excessive production of reactive oxygen species (ROS) such as hydrogen peroxide (H₂O₂)andsuperoxide(O₂.-). NO is produced via enzymatic and non-enzymatic antioxidants to scavenge ROS and lipid peroxidation substrates in terms of protecting cells from oxidative damage. Thus, NO improves ion homeostasis and confers resistance to metal stress. Our results here suggest that exogenous NO may aid in better growth under lead stress. These enhancements may be aided by NO's ability in sensing, signaling and stress tolerance in plants under heavy metal stress in combination with lead stress. Our results show that GSNO has a positive effect on soybean seedling growth in response to axillary pressure and that NO supplementation helps to reduce chlorophyll maturation and relative water content in leaves and roots following strong burst under lead stress. GSNO supplementation (200 µM and 100 µM) reduced compaction and approximated oxidative damage of MDA, proline and H₂O₂. Under plant tension, a distorted appearance was found in the relief of oxidative damage by ROS scavenging by GSNO application. In summary, modulation of these NO, PCS and prolongation of metal past reversing GSNO application confirms the detoxification of ROS induced by toxic metal rates in soybean. In summary, these NO, PCS and metal traditionally sustained rates of reverse GSNO application confirm the detoxification of ROS induced by toxic metal rates in soybean.

• 생명과학회지
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• 제28권2호
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• pp.216-222
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• 2018

Desmodium heterocarpon은 콩과에 속하는 덩굴식물로 주로 한국, 일본 등의 아시아 국가에 분포되어 있다. 본 연구에서는 식물에 존재하는 신규 기능성 소재 개발의 일환으로 Desmodium heterocarpon 에탄올 추출물(DHEE)의 항산화 및 항염증 생리활성을 DPPH 라디칼 소거능, ROS 소거능, NO 생성 억제능 및 관련 단백질 발현을 통해 분석하였다. 먼저 DHEE의 항산화능을 DPPH 라디칼 소거능을 통해 분석한 결과 높은 소거활성을 보여 DHEE가 매우 강한 항산화능을 보유함을 확인하였다. 또한 RAW 264.7 세포주에서 H2O2에 의해 유도된 ROS에 대한 DHEE의 소거능을 분석한 결과 농도의존적인 강한 ROS 소거능을 보였다. 뿐만 아니라 대표적인 항산화 효소 중 하나로 항산화능 보유 천연물에 의해 발현이 유도되는 HO-1 및 그 전사 인자인 Nrf2의 단백질 발현이 DHEE의 처리에 의해 유의적으로 증가됨을 보였다. 한편 DHEE가 LPS에 의해 유도된 NO 생성에 미치는 영향을 분석한 결과 농도 의존적인 NO 생성 저해능을 보였으며 이는 NO 생성 단백질인 iNOS의 발현 저해에서 기인함을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 DHEE의 높은 항산화능과 항염증 활성을 확인하였으며 향후 잠재적인 기능성 소재로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 추후 계속적인 연구를 통해 활성 물질의 규명이 필요할 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제28권9호
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• pp.1092-1099
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• 2018

본 연구에서는 식물자원으로부터 생리활성을 보유한 새로운 기능성 소재를 찾고자 하였다. 이를 위해 수종의 식물 추출물을 분석하여 강한 항산화능을 보유한 5종(Apios fortunei Maxim., Colubrina arborescens Sarg., Croton caudatus Geiseler, Osmanthus matsumuranus Hayata 그리고 Schima noronhae Reinw.)을 선별하고, 각 추출물의 항산화 활성을 시험관 분석법, 세포실험 모델계, 대상 단백질 발현 분석 등을 통해 평가하였다. 먼저 각 추출물의 항산화 활성을 DPPH 라디칼 소거능을 통해 분석한 결과 모두 양성 대조군으로 사용한 아스코르빈산과 유사한 정도의 높은 활성을 보여 각 소재가 매우 강한 항산화능을 보유함을 확인하였다. 또한 RAW 264.7 세포주에서 $H_2O_2$에 의해 유도된 ROS에 대한 각 추출물의 소거능을 분석한 결과에서도 농도의존적인 강한 소거능을 보였다. 뿐만 아니라 대표적인 항산화효소 중 하나로 항산화능 보유 천연물에 의해 발현이 유도되는 HO-1 및 그 전사인자인 Nrf2의 단백질 발현이 각 추출물의 처리에 의해 증가됨을 보였다. 이러한 결과를 통해 5종 식물 추출물의 강한 항산화 활성을 처음으로 확인하였으며 향후 기능성 소재로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제24권7호
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• pp.713-720
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• 2014

본 연구에서는 Ardisia arborescens 에탄올 추출물(AAEE)의 항산화능과 항염증 생리활성을 in vitro assay system 및 cell culture model system을 이용하여 분석하였다. 먼저 AAEE의 항산화능을 DPPH radical 소거능으로 분석한 결과 양성 대조군으로 사용한 ascorbic acid와 유사한 정도의 높은 활성을 보여 매우 강한 항산화능을 보유함을 확인하였다. 또한 RAW 264.7 세포주를 이용한 $H_2O_2$ 및 LPS의 유도에 의해 생성된 ROS에 대한 소거능을 분석한 결과에서도 농도의존적인 강한 소거능을 보였다. 뿐만 아니라 대표적인 항산화효소로 천연물에 의한 항산화능 활성에 의해 발현이 유도되는 HO-1, TrxR1 및 그 전사 인자인 Nrf2의 단백질 발현이 AAEE의 처리에 의해 농도의존적으로 증가됨을 보였으며 이러한 HO-1, TrxR1 및 Nrf2의 발현 변화는 상위신호전달계인 MAPKs에 의해 조절될 가능성을 보였다. 한편 AAEE가 LPS에 의해 유도된 NO 생성에 미치는 영향을 분석한 결과 세포독성 없이 농도의존적인 NO 생성 저해능을 보였으며 이는 NO 생성 단백질인 iNOS의 발현 저해에서 기인함을 확인하였다. 이와 같은 AAEE의 NO 생성 억제 효과는 염증 상위신호전달계인 NF-${\kappa}B$ 및 AP-1의 조절을 통해 일어날 가능성을 보였다. 이러한 결과를 통해 AAEE의 높은 항산화능과 항염증 활성을 처음으로 확인하였으며 향후 기능성 소재로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.