• Toxicological Research
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• 제30권3호
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• pp.179-184
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• 2014

Xenobiotics causing a variety of toxicity in biological systems could be classified as two types, inorganic and organic chemicals. It is estimated that the organic xenobiotics are responsible for approximately 80~90% of chemical-induced toxicity in human population. In the class for toxicology, we have encountered some difficulties in explaining the mechanisms of toxicity caused especially by organic chemicals. Here, a simple flowchart was introduced for explaining the mechanism of toxicity caused by organic xenobiotics, as the central dogma of molecular biology. This flowchart, referred to as a central dogma, was described based on a view of various aspects as follows: direct-acting chemicals vs. indirect-acting chemicals, cytochrome P450-dependent vs. cytochrome P450-independent biotransformation, reactive intermediates, reactivation, toxicokinetics vs. toxicodynamics, and reversibility vs. irreversibility. Thus, the primary objective of this flowchart is to help better understanding of the organic xenobiotics-induced toxic mechanisms, providing a major pathway for toxicity occurring in biological systems.

• Mycobiology
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• 제47권3호
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• pp.292-300
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• 2019

IAA biosynthetic pathways in a basidiomycetous yeast, Rhodosporidiobolus fluvialis DMKU-CP293, were investigated. The yeast strain showed tryptophan (Trp)-dependent IAA biosynthesis when grown in tryptophan supplemented mineral salt medium. Gas chromatography-mass spectrometry was used to further identify the pathway intermediates of Trpdependent IAA biosynthesis. The results indicated that the main intermediates produced by R. fluvialis DMKU-CP293 were tryptamine (TAM), indole-3-acetic acid (IAA), and tryptophol (TOL), whereas indole-3-pyruvic acid (IPA) was not found. However, supplementation of IPA to the culture medium resulted in IAA peak detection by high-performance liquid chromatography analysis of the culture supernatant. Key enzymes of three IAA biosynthetic routes, i.e., IPA, IAM and TAM were investigated to clarify the IAA biosynthetic pathways of R. fluvialis DMKU-CP293. Results indicated that the activities of tryptophan aminotransferase, tryptophan 2-monooxygenase, and tryptophan decarboxylase were observed in cell crude extract. Overall results suggested that IAA biosynthetic in this yeast strain mainly occurred via the IPA route. Nevertheless, IAM and TAM pathway might be involved in R. fluvialis DMKU-CP293.

• 대한화학회지
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• 제68권3호
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• pp.139-145
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• 2024

This study aims to elucidate the mechanism involved in the hydrolysis of the hexacyanoferrate(III) complex ion (Fe(CN)₆^3-) and the mechanism leading to the formation of Prussian blue (Fe^III₄[Fe_II(CN)₆]₃·xH₂O, PB) in acidic aqueous solutions at moderately elevated temperatures. Hydrolysis constitutes a crucial step in generating PB through the widely used single-source or precursor method. Recent PB syntheses predominantly rely on the single-source method, where hexacyanoferrate(II/III) is the exclusive reactant, as opposed to the co-precipitation method employing bare metal ions and hexacyanometalate ions. Despite the widespread adoption of the single-source method, mechanistic exploration remains largely unexplored and speculative. Utilizing UV-vis spectrophotometry, negative-ion mode liquid chromatography-electrospray ionization-mass spectrometry (LC-ESI-MS), and a devised reaction, this study identifies crucial intermediates, including aqueous Fe^2+/3+ ions and hydrocyanic acid (HCN) in the solution. These two intermediates eventually combine to form thermodynamically stable PB. The findings presented in this research significantly contribute to understanding the fundamental mechanism underlying the acid-catalyzed hydrolysis of the hexacyanoferrate(III) complex ion and the subsequent formation of PB, as proposed in the sequential mechanism introduced herein. This finding might contribute to the cost-effective synthesis of PB by incorporating diverse metal ions and potassium cyanide.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.346-355
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• 2020

의약 중간체 제조 공장을 포함한 정밀 화학 산업에서 생산 계획 및 전사적 자원 관리(enterprise resource planning) 관한 의사 결정은 기업 운영 효율성 최적화에 매우 주요한 연구 주제이다. 기존의 의사 결정 시스템은 공장 간의 자원관리와 공장내 생산 계획이 분리되어, 전사적 관점에서의 전역 해를 도출하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 무선 식별 시스템(Radio Frequency Identification; RFID) 기반의 실시간 물류 관리 시스템을 이용하여 의약품 중간체 산업의 전사적 자원 관리와 최적 생산 계획 수립을 동시에 수행할 수 있는 의사결정 플랫폼을 개발하고, 실제 제조 공정에 적용하여 그 효과를 분석한다. 기존의 분리된 운영 체제와는 달린 본 연구에서 제안하는 통한 의사결정 플랫폼은 원료 주문 및 운송 시간에 관한 정보가 RFID 기술을 통해 제조 공정 생산 계획 수립의 핵심 데이터로 사용됨으로써, 별도의 재고 관리 시설 없이 공장간 물류 현황에 대응하여 최적 생산 계획이 수립된다. 이를 위하여 제품 생산 시간 최소화를 목적 함수로 설정하고, 마감 기한 및 주문량에 대한 제약조건 등을 포함한 혼합정수선형계획 모델을 개발하였다. 이후 개발된 최적화 모델을 실제 의약품 중간체 생산 문제로 적용함으로써, 제안한 통합 의사결정 플랫폼의 효용성을 입증하였다. 본 연구 결과로 생산 시간 최적화를 위해 단순한 공정 조합을 필요로 하는 생산물이 먼저 제조되고 복잡한 공정 구조를 가진 생산물이 순차적으로 생산되는 생산 일정이 최적임을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제28권6호
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• pp.619-625
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• 2017

본 연구에서는 하이드로퍼옥시 라디칼 생성단계에서 반응 부산물로 생성되는 과산화수소를 정량하여 수산화라디칼의 생성 및 비스페놀 A (BPA)의 분해특성을 조사하였다. 라디칼 연쇄반응이 일어나지 않는 조건에서는 Criegee mechanism과 동일하게 오존에 의한 직접산화반응만이 BPA를 분해시키는 것으로 나타났다. 라디칼 연쇄반응이 일어나는 pH 6.5 및 9.5의 조건에서는 비선택적 산화반응이 일어나 수산화라디칼의 생성을 간접적으로 확인할 수 있었다. 투입된 촉매에 의한 BPA의 분해효율은 $O_3$/PAC ${\geq}$ $O_3/H_2O_2$ > $O_3$/high pH > $O_3$ alone 공정 순으로 나타났다. 오존/촉매공정들의 산화반응 동안에는 0.03~0.08 mM의 과산화수소가 지속적으로 측정되었다. $O_3$/high pH 공정의 경우, BPA가 반응시작 50 min 만에 완전히 분해되었지만, TOC (총유기탄소) 제거율은 29%로 산화반응 중 생성된 중간물질을 충분히 산화시키지 못하는 것으로 나타났다(선택적 산화반응). $O_3/H_2O_2$ 및 $O_3$/PAC 공정에서는 BPA가 반응시작 40 min 만에 완전히 분해되었으며, TOC 제거율은 각각 57% 및 66% 정도로 반응 중간체들을 산화(비선택적 산화반응)시키는 것으로 나타났다.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제27권1호
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• pp.77-82
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• 2004

DA-125, a novel derivative of adriamycin, is known for its anti-cancer activity. In this study, the inhibitory mechanism of DA-125 on topoisomerase was investigated in the simian virus 40 (SV40) replicating CV-1 cell by studying the SV40 DNA replication intermediates and DNA-topoisomerase complexes. DNA-protein complexes that were formed in the drug-treated cells were quantitated by using a glass filter assay. SV40 DNA replication intermediates that were accumulated in the drug-treated CV-1 cell were analyzed in a high resolution gel. DA-125 did not accumulate B-dimers of SV40 DNA replication intermediates which were found in the adriamycin-treated CV-1 cells. DA-125 induced a dose-dependent formation of the DNA-protein complexes, while adriamycin did not. When adriamycin and etoposide (VP16) were added to the SV40-infected cells at the same time, adriamycin blocked the formation of the DNA-protein complexes induced by VP16 in a dose-dependent manner. However, DA-125 blocked the formation of the DNA-protein complexes induced by VP16 up to the maximum level of the DNA-protein complexes that were induced by DA-125 alone. Adriamycin and DA-125 did not inhibit the formation of the DNA-protein complexes that were caused by camptothecin, a known topoisomerase I poison. DA-125 is bifunctional in inhibiting topoisomerase II because it simultaneously has the properties of the topoisomerase II poison and the DNA intercalator. As a topoisomerase II poison, DA-125 alone induced dose-dependent formation of the DNA-protein complexes. However, as a DNA intercalator, it quantitatively inhibited the formation of the DNA-protein complexes induced by a strong topoisomerase II poison VP16. Furthermore considering that the levels of the DNA-protein complex induced by VP16 were decreased by DA-125 in terms of the topoisomerase II poison, we suggest that DA-125 has a higher affinity to the drug-binding sites of DNA than VP16 has.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.293-300
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• 2018

설파메톡사졸(sulfamethoxazole, SMX)은 박테리아 치료를 위해 사람과 동물에게 널리 사용되어 온 설파아미드계열의 합성 항생제이다. 이들 대부분은 난분해성 물질로서 분해되지 않고 환경생태계에 노출되어 심각한 환경문제를 일으키게 된다. 본 연구에서는 난분해성 SMX를 분해하기 위하여 $Cu/Al_2O_3$ 촉매를 이용한 촉매습식과산화(catalytic wet peroxide oxidation, CWPO) 공정을 수행하였고, SMX를 완전히 분해하기 위한 최적의 온도, 촉매 주입량, 과산화수소($H_2O_2$)의 농도 등을 조사하였다. 1기압, $40^{\circ}C$에서 $H_2O_2$ 0.79 mM과 6 g의 10 wt% $Cu/Al_2O_3$ 촉매를 사용하여 20분 이내에 SMX가 완전히 분해되는 것으로 관찰되었다. 그러나 SMX는 완전히 무기화 되지 못하고, 중간생성물인 hydroylated-SMX, sulfanilic acid, 4-aminobenzenesulfinic acid, nitrobenzene을 거쳐 유기산으로 분해된 후 최종적으로 무기화 되었다. 이들 중간생성물의 거동을 파악하여 SMX의 분해 반응경로를 예측하였고 불균일 촉매의 내구성을 알아보기 위하여 10 wt% $Cu/Al_2O_3$ 촉매를 연속적으로 재사용 하여 SMX 분해율을 조사하였다. SMX의 분해율은 촉매를 5회 이상 재 사용하였을 때 다소 낮아졌지만 촉매의 활성도는 전반적으로 매우 안정적이었다.

• 생명과학회지
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• 제31권8호
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• pp.778-785
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• 2021

오이 씨앗의 발아는 세포의 지방체내 저장지방의 분해 결과인 acyl-CoA의 글라이옥시좀으로 이동 후 베타 산화의 결과물인 acetyl-CoA의 글라이옥실산 회로로의 유입과 지방의 유동으로 촉발된다. Acetyl-CoA는 글라이옥실산 회로의 가동을 위한 탄소원을 제공하며 시트르산과 말산을 생성하며 글라이옥실산 회로의 작동을 유도한다. 지방 저장 종자의 발아에 있어서 글라이옥실산 회로는 필수적 요소이며, 그 결과물인 말산 및 숙신산의 미토콘드리아로의 이동은 TCA 회로의 가동과 옥살초산의 생성 및 세포질로의 유동으로 PEPCK에 의한 당신생을 가능하게 한다. 즉, 저장 지방을 원료로 여러 대사물질의 생산 및 이동과 다중의 대사경로를 통하여 발아 시 사용 가능한 에너지원인 포도당의 형태로 전환이 이루어진다. 이에 동반하여 많은 유전자의 발현 조절이 이루어지고, 세포내 소기관 특히 미소체로 대표되는 글라이옥시좀은 말산 합성효소(malate synthase)와 이소 시트르산 분해효소(isocitrate lyase)로 특화된다. 또 다른 acetyl-CoA의 유동은 carnitine을 매개로 하는 BOU (A BOUT DE SOUFFLE)의 작동이다. 이것은 카니틴의 대사와 관련하여 고등식물의 발달과 대사과정에서의 중요성이 확인된 것으로 사료된다.

• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 2003년도 학술대회지
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• pp.14-14
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• 2003

• 한국독성학회:학술대회논문집
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• 한국독성학회 2001년도 International Symposium on Signal transduction in Toxicology
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• pp.140-140
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• 2001

We have shown that PI3-kinase played an essential role in the ARE-mediated rGSTA2 induction by oxidative stress following sulfur amino acid deprivation (SAAD) (Kang et al., Mol. Pharmacol., 2000). Microsomal epoxide hydrolase (mEH), which detoxifies a variety of epoxide intermediates produced from various xenobiotics, is inducible by oxidative stress.(omitted)