• 제목/요약/키워드: monooxygenase activity

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담수양중(湛水壤中) Diazinon 과 Dursban 의 분해(分解)에 관(關)하여 (Degradation of Diazinon and Dursban in Submerged Soil)

  • 최종우;이규승
    • 한국환경농학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.1-11
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    • 1987
  • 수도용(水稻用) 유기인계(有機燐系) 살충제중에서 조제형태(粗劑形態)로 널리 사용되는 Diazinon제와 Dursban제의 담수토양중(湛水土壤中)에서의 경시적(經時的) 분해(分解)정도를 비교(比較)하고, 아울러 살균(殺菌)과 비살균(非殺菌)토양을 비교하므로서 토양미생물(土壤微生物)에 의한 분해효과(分解效果)를 실험하였다. 아울러 두 약제의 분해대사산물을 GC/MS로 확인하였으며 중요한 결과는 아래와 같다. 1. 항온기(恒溫器$(30{\pm}1^{\circ}C)$)내에서 담수상태(湛水狀態)로 처리한 Diazinon제와 Dursban제의 경시적 변화는 비살균토양(非殺菌土壤)에서 보다 살균토양(殺菌土壤)에서 약 3배(培) 정도 지연되었으며, 따라서 미생물에 의한 분해를 확인할 수 있었다. 2. Diazinon제의 상용농도에서의 반감기는 2.2일이었으며, Dursban 제는 10.8일이었다. 상용농도의 3 배량 고농도 처리에서는 두 약제 모두 평균 1일정도 분해가 지연되었다. 3. Diazinon의 분해대사산물(分解代謝産物)로는 가수분해산물인 0, 0-diethyl phosphorothioate 와 이 화합물의 이량체(二量體)인 sulfotep, 그리고 monooxygenase 에 의한 분해대사물인 Diazoxon, 0,0-diethyl-0-[2-(1-hydroxy-1, 1-dimethyl)-6-methyl]-pyrimidinyl phosphorothioate 그리고 2-isopropyl-6-methyl-pyrimidine-4-one 이 확인되었으며, Dursban 제의 대사산물로는 0, 0-diethyl phosphorothioate 만이 확인되어 주로 esterase 에 의한 분해가 주대 대사경로라고 밝혀졌다.

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질산화 슬러지에 의한 폐수 중의 내분비계 장애물질 제거 (Removal of Endocrine Disrupting Chemicals in Wastewater by Nitrifying Sludge)

  • 임경조;홍순호;정진석;유익근
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권6호
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    • pp.775-780
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    • 2009
  • 폐수 방류수 중에 포함될 수 있는 내분비계 장애물질의 제거를 위해 생물학적 영양소 제거 공정에 존재하는 질산화 슬러지의 효용성을 탐색하여 보았다. 질산화 슬러지에 포함된 암모니아 산화균은 ammonia monooxygenase(AMO) 활성에 의해 암모니아 산화를 유발하는데, AMO의 기질 특이성이 낮아 암모니아 산화와 동시에 다양한 화합물이 공산화된다고 알려져 왔다. 본 연구에서는 이러한 공산화 활성이 내분비계 장애물질의 제거에 효과적인지 판단하기 위해, 질산화 슬러지, 유기물산화 슬러지, 멸균 슬러지를 각각 이용하여 3가지의 모델물질(bisphenol A(BPA), nonylphenol(NP), dibutyl phthalate(DBP))에 대한 제거 효율을 비교하였다. 질산화 슬러지에 의한 분해에서는 3가지 모델물질 모두, 배지 중에 질소원으로 아질산염보다 암모늄염을 이용했을 때의 초기 분해속도가 빠르게 나타나서 암모니아 산화 활성과 모델 물질의 분해가 관련이 있는 것으로 나타났다. 반면에 아질산염을 공급한 질산화슬러지에서나 혹은 질산화 활성이 낮은 유기물산화 슬러지를 이용한 경우는 일정한 적응 시간이 지난 이후에 모델 물질들의 분해가 시작되었다. 이는 모델 물질을 탄소원으로 이용하는 균주의 성장 및 활성이 일정한 적응 시간 이후에 나타난 것으로 보인다. 모델 물질의 제거에 슬러지에 의한 물리적 흡착이 어느 정도 기여하는지 확인하기 위해서 멸균 슬러지를 이용한 흡착 제거를 시도하였다. 초기 투입량의 10~20% 내외가 흡착에 의해 상등액에서 제거되었는데, 이를 통해 폐수 슬러지를 이용한 BPA, NP, DBP의 제거에는 물리적 흡착보다는 생물학적 분해 기작이 더 중요한 것으로 보인다.

Aerobic Degradation of Tetrachloroethylene(PCE) by Pseudomonas stutzeri OX1

  • Ryoo, Doohyun;Shim, Hojae;Barbieri, Paola;Wood, Thomas K.
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
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    • pp.207-208
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    • 2000
  • Since trichloroethylene (TCE), dichloroethylene (DCE), and vinyl chloride (VC) arise from anaerobic degradation of tetrachloroethylene (PCE) and TCE, there is interest in creating aerobic remediation systems that avoid the highly toxic VC and cis-DCE which predonominate in anaerobic degradation. However, it seemed TCE could not be degraded aerobically without an inducing compound (which also competitively inhibits TCE degradation). It has been shown that TCE induces expression of both the toluene dioxygenase of p. putida F1 as well as toluene-p-monooxygenase of P.mendocina KRI. We investigated here the ability of PCE, TCE, and chlorinated phenols to induce toluene-o-xylene monooxygenase (ToMO) from P.stutzeri OX1. ToMO has a relaxed regio-specificity since it hydroxylates toluene in the ortho, meta, and para positions; it also has a broad substrate range as it oxidizes o-xylene, m-xylene, p-xylene, toluene, benzene, ethylbenzene, styrene, and naphthalene; chlorinated compounds including TCE, 1, 1-DCE, cis-DCE, trans-DCE, VC, and chloroform : as well as mixtures of chlorinated aliphatics (Pseudomonas 1999 Maui Meeting). ToMO is a multicomponent enzyme with greatest similarity to the aromatic monooxygenases of Burkholderia pickettii PKO1 and P.mendocina KR1. Using P.sturzeri OX1, it was found that PCE induces P.mendocina KR1 Using P.situtzeri OX1, it was found that PCE induces ToMO activity measured as naphthalene oxygenase activity 2.5-fold, TCE induces 2.3-fold, and toluene induces 3.0 fold. With the mutant P.stutzeri M1 which does not express ToMO, it was also found there was no naphthalene oxygenate activity induced by PCE and TCE; hence, PCE and TCE induce the tow path. Using P.putida PaW340(pPP4062, pFP3028) which has the tow promoter fused to the reporter catechol-2, 3-dioxygenase and the regulator gene touR, it was determined that the tow promoter was induced 5.7-, 7.1-, and 5.2-fold for 2-, 3-, 4-chlorophenol, respectively (cf. 8.9-fold induction with o-cresol) : however, TCE and PCE did not directly induce the tou path. Gas chromatography and chloride ion analysis also showed that TCE induced ToMO expression in P.stutzeri OX1 and was degraded and mineralized. This is the first report of significant PCE induction of any enzyme as well as the first report of chlorinated compound induction of the tou operon. The results indicate TCE and chlorinated phenols can be degraded by P.stutzeri OX1 without a separate inducer of the tou pathway and without competitive inhibition.

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PCBs노출에 의한 틸라피아, Oreochromis niloticus의 간 cytochrome P450 효소계의 변화 (Changes of Hepatic Microsomal Cytochrome P450 Monooxygenase System in Nile tilapia, Oreochromis niloticus Exposed to PCBs)

  • 강주찬;조규석
    • 한국수산과학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.194-198
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    • 2001
  • PCBs의 경구 투여에 의한 틸라피아, Oreochromis niloticus의 간 cytochrome P450 효소계의 변화를 30일간 관찰하였다. 30일 동안 PCBs 0.05, 0.25 및 0.50mg/kg을 투여했을 때, HSI는 각각 1.81, 1.72 및 $1.54\%$ 감소하였으나, 유의한 차이는 인정되지 않았다. PCBs 0.05mg/kg에 노출된 간 cytochrome P450 농도는 30일째 대조구에 비해 1.4배 유의한 증가를 나타냈고, 0.25mg/kg 이상에서는 실험 20일 이후부터 유의적으로 증가하였다. EROD 활성도는 PCBs 0.05 mg/kg에서 실험 30일째부터 유의하게 증가하여 약 8배 높게 나타났다. 또한, PCBs 0.25mg/kg이상에서는 실험 20일째부터 유의하게 증가하여 30일째부터는 각각 18 및 22배의 증가를 나타냈다. PROD는 PCBs $0.05\~0.50mg/kg$에 노출시킨 개체에서 $0.78\~1.93$pmole/mg protein이 측정되어 대조구에 비해 뚜렷한 변화는 관찰되지 않았다. 이상의 결과는 자연 수역에서 PCBs의 잔류에 따라 먹이를 통해 틸라피아의 체내에 적어도 0.05 mg/kg 이상이 30일간 이상 계속적으로 유입될 경우에 간 cytochrome P450농도 및 EROD 활성도는 증가될 것으로 추정된다.

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복숭아혹진딧물(Myzus persicae)의 imidacloprid에 대한 저항성 기작 (Resistance Mechanisms of Green Peach Aphid, Myzus persicae (Homoptera: Aphididae), to Imidacloprid)

  • 최병렬;이시우;유재기
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.265-271
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    • 2001
  • Imidacloprid에 저항성을 보이는 복숭아혹진딧물에 대해 몇가지 저항성 기작을 조사하였다. 복숭아혹진딧물에 약제를 처리한 후의 체벽잔류량은 처리 후 시간이 지남에 따라 서서히 감소되었으나 감수성계통과 저항성계통 간에 체벽침투력의 유의성은 없었다. 체내잔류량은 양 계통에서 시간이 지남에 따라 점차 증가되었으며 감수성에서 많았다. 배설량은 저항성계통이 감수성계통보다 많아 약제 대시가 빠르게 나타났다. Imidacloprid 저항성계통의 acetylcholine-sterase (AChE) 활성은 감수성계통 보다 약 1.4배 높았으며, imidacloprid는 AChE를 저해하지 않았다. 저항성계통에 대해 산화효소 저해제인 PBO(piperonyl butoxide)와 esterase 저해제인 IBP (iprobenfos)를 혼합하여 사용한 결과 Imidacloprid : PBO의 비율은 1 : 1과 1 : 5에서 각각 69.4, 250배의 독성을 보였으며, IBP와 혼합사용(1 : 1과 1 : 5)에서는 각각 227, 80.6배의 독성을 보였다. 감수성계통에 PBO와 IBP를 imidacloprid와 같은 비율로 혼합처리 하였을 경우 단독처리와 독성차이가 보이지 않았다. $\alpha$-naphtyl butyrate와 $\beta$-naphtyl acetate 기질을 사용하여 비특이적 esterase의 활성을 측정한 결과 저항성계통의 감수성 계통보다 esteraseghkf성이 높게 나타났다. 따라서 imidacloprid 저항성 복숭아혹진딧물의 저항성 기작에는 산화효소와 esterase가 관여되고 있음을 알 수 있었다.

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먹이종류에 따른 몇가지 곤충의 MFO활성 비교 (Activity of Mixed Function Oxidase in a few Insect Species in Relation to Their Food Source)

  • 이정호;부경생
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.291-299
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    • 1993
  • 네가지 종류의 곤충 중장에 있는 주요 해독효소인 cytochrome P-450 monooxygenases의 활성을 그들의 먹이종류 및 섭식여부와 연관시켜 분석하였다. 담배나방유충을 인공사료로 사육하였을 때 전반적으로 중장의 cytochrome P-450 monooxygtenases(MFO)활성이 지방체의 경우보다 3배가량 높게 나타났다. 고추열매나 인공사료를 공급하여 사육하였을 때보다 담배잎으로 사육하였을 때 담배나방유충의 중장 MFO는 훨씬 높게 나타났으며, 흰불나방의 경우염주나무잎이 MFO활성을 가장 높게 유기했다. 담배나방, 파밤나방, 희불나방, 담배거세미나방 등의 유충들을 각각의 인공사료로 사육하였을 때 광식성이며 동시에 살충제저항성을 보유하고 있는 파밤나방의 MFO활성이 가장 높게 나타났다.

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Detection of Wound-inducible Trans-Cinnamic Acid-4-Hydroxylase in Avocado, Persea americana, Roots

  • Joo, Eun-Young
    • Preventive Nutrition and Food Science
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    • 제2권4호
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    • pp.333-337
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    • 1997
  • Trans-cinnamic acid-4-hydroxylase(tC4H) is the first cytochrome P450-dependent monooxygenase of the phenylpropanoid pathway. The roots of avocado seedlings were wounded and examined to determine whether the tC4H would be activated in response to wounding and/or whether tC4H activity be modulated by the application of exogenous p-coumarate. At the specified length of times, the wounded and treated roots were either frozen in liquid nitrogen or used immediately to extract microsomal proteins. The microsomal proteins were subjected to immunoblot analysis using polyclonal antibodies against CYP73 of tC4H gene. In this study, tC4H was induced in wounded roots sealed in bags within 6 hours, and in low level({TEX}$10^{-8}${/TEX}M) of p-coumarate solution within 24 hours, whereas the olution without p-coumarate and high levels of p-coumarate solution repressed tC4H induction in wounded roots. These results indicate that tC4H is induced by wounding in the root of avocado, and is inhibited by the application of exogenous p-coumarate.

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Pseudomonas alkylphenolia의 알킬페놀 산화효소의 과발현 벡터 제작 및 단백질 정제 (Construction of Overexpression Vectors and Purification of the Oxygenase Component of Alkylphenol Hydroxylase of Pseudomonas alkylphenolia)

  • 이경
    • 미생물학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.95-98
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    • 2013
  • 본 연구에는 대장균에서의 과발현 벡터 개발과 FPLC를 사용한 2단계 컬럼 정제과정을 통해 Pseudomonas alkylphenolia의 alkylphenol hydroxylase의 oxygenase 단백질을 다량으로 정제하는 방법을 개발하였다. 재조합 Escherichia coli BL21(DE3)(pJJPMO2)의 50 g의 wet cake로부터 110 mg의 heterodimer이며 화학량론적 철을 갖는 순수한 단백질을 정제하였으며 147nmole/min/mg의 비활성을 보였다.

Estimation of Human Flavin-containing Monooxygenases Activity(FMO1) in the Baculovirus Expression Vector System by using S-oxidation of Methimazole

  • Kim, Young-Mi
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.415-421
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    • 1999
  • The flavin-containing monooxygenases (FMOs) (EC 1.14. 13.8) are NADPH-dependent flavoenzymes that catalyze oxidation of soft nucleophilic heteroatom centers in a range of structurally diverse compounds including foods, drugs, pesticides, and other xenobiotics. In humans, FMOl appears to be the predominant form expressed in human fetal liver. cDNA-expressed human FMO and human liver microsomal FMO have been observed to N- and S-oxy-genate nucleophilic nitrogen- and sulfur-containing drugs and chemicals, respectively. In the present study, FMOl can be expressed in the baculovirus expression vector system at level of 2.68 nmol FMOl/mg of membrane protein. This isoform was examined for its capacity to metabolize methimazole to its S-oxide using thiocholine assay. Kinetic studies of its S-oxide by recombinant human FMO1 result in Km of 7.66 $\mu$M and Vmax of 17.79 nmol/min/mg protein.

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Development of Parallel TBR system for the treatment of Trichloroethylene by Burkholderia cepacia G4

  • 이은열;예병대;박성훈
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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    • pp.512-515
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    • 2000
  • A parallel reactor system which is consisted of two trickle bed reactors (TBR) was developed for the biodegradation of trichloroethylene (TCE) in waste gas stream. The reactor were packed with porous ceramic materials and Burkholderia cepacia G4 was inoculated to form biofilms. Each reactor was operated alternatively in TCE degradation or reactivation mode, and the effect of switching time on TBR performance was investigated. The MO (monooxygenase) activity during the TCE transformation decreased below 10 % within 24 hr, but could be recovered to the initial high level within 10 hr after supplying the reactivation medium supplemented with phenol as a carbon source. This shows that the parallel TBR system has a great potential for the long-term stable treatment of TCE.

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