본 연구에서는 나노구조의 새로운 망간산화물 입자(즉, 블랙-버네사이트)를 합성하여 물질특성 및 1,4-naphthoquinone (1,4-NPQ)을 대상으로 반응매개체 존재 하에서의 산화-변환반응 효율을 조사하였고, 그 결과를 기존의 McKenzie 방법으로 얻은 망간산화물(즉, 브라운-버네사이트)의 결과와 비교 분석하였다. XRD 분석 결과 합성한 망간산화물 입자의 결정상은 버네사이트(${\delta}-MnO_2$)임을 확인하였으며, SEM 측정결과 입자표면은 섬유상의 구조에 의한 나노크기의 미세기공을 가진 볼모양(ball-like)의 형태를 보였다. 배치실험 결과, 나노구조의 망간산화물에 의한 1,4-NPQ 제거는 유사-1차 반응을 따랐으며 기존 망간산화물과 비교해 BET 비표면적 값이 작음(41.05 vs 19.80 $m^2/g$)에도 불구하고 약 2.3배의 높은 속도 상수값을 보였다. 이러한 결과는 블랙-버네사이트에서의 상대적으로 높은 결정성과 나노구조의 표면 특성에 기인한 것으로 해석되며, 블랙-버네사이트 입자가 퀴논화합물에 대하여 상대적으로 높은 반응성을 보임을 알 수 있다. 반응산물에 대한 HPLC 크로마토그램 분석 결과로부터 블랙 버네사이트 입자에 의한 1,4-NPQ의 제거는 반응 매개체인 catechol 존재 하에서의 상호-결합반응을 통한 중합체 생성을 통해 제거됨을 확인하였다.
본 연구진은 HaCaT-ARE-luciferase 세포를 이용하여 400 여개의 약용식물 에탄올 추출물 중 NRF2/ARE 유도효과가 있는 신규 추출물을 검색하였고 이를 통하여 종대황(Rheum undulatum)과 선복화(Inula japonica)의 주정 추출물이 HaCaT-ARE-luciferase 세포에서 ARE 활성을 강하게 유도하는 것을 관찰하였다. 종대황과 선복화 에탄올 추출물은 HaCaT 세포에서 생존(viability)을 증가시켰고 NRF2/ARE에 의존적인 phase II cytoprotective 효소인 heme oxygenase-1 (HO-1)와 NADPH:quinone oxidoreductase-1 (NQO1)의 전사 및 단백질 발현을 강하게 유도하였다. 또한 종대황과 선복화 추출물은 HaCaT 세포에서 TPA로 유도한 세포 내 활성 산소 및 이를 통하여 생성되는 스트레스 마커인 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OH-dG)과 4-hydroxynonenal (4HNE)의 발생을 강하게 억제하였다. 본 연구는 종대황과 선복화의 에탄올 추출물이 인간 피부 세포주인 HaCaT 세포에서 NRF2/ARE에 의존적인 유전자 발현의 유도를 통하여 강력한 항산화 효과를 발휘한다는 것을 증명한다.
Phenol성 물질로서 hydroxyl기가 두개인 caffeic acid와 세개인 phloroglucinol을 methyl linoleate에 첨가하여 산화시키면서 활성화 효과와 산화생성물을 분석하였다. Methyl linoleate에 대한 $37^{\circ}C,\;3{\sim}9$일간의 산화반응에서 caffeic acid 및 phloroglucinol 첨가군은 ${\alpha}-tocopherol$ 첨가군에 비해 높은 항산화성을 나타내었다. 이 때 산화생성물로서는 methyl linoleate(ML)군은 methyl-8-(2-furyl)-octanoate, 9,13-trans, cis hydroperoxide isomer 9,13-trans, trans hydroperoxide isomer 및 9-TMSO-12, 13-epoxy-10-octadecenoate로 나타났으며, 기간이 경과함에 따라 9,13-trans, trans isomer에 대한 9,13-trans, cis isomer의 비율이 낮아졌다. Caffeic acid 첨가군(CML)에서는 methyl-8-(2-furyl)-octanoate, 9-trans, cis hydroperoxide isomer 및 9-trans, trans hydroperoxide isomer였으며, 13-hydroxy isomer는 검출되지 않았다. Caffeic acid의 농도를 높일수록 9-trans, trans isomer에 대한 9-trans, cis isomer의 비율이 높아지는 것으로 나타났으며, 이 때 가장 주된 산화물인 caffeic quinone이 생성되는 것으로 보아 caffeic acid와 같은 o-dihydroxy cinnamate들은 lipid media에서 산화가 쉽게 일어나는 것으로 나타났다. 또한 phloroglucinol 첨가군(PML)의 산화 생성물들은 methyl-8-(2-furyl)-octanoate, 9-trans, cis hydroperoxide isomer, 9-trans, trans hydroperoxide isomer 및 9-hydroxy-12,13-epoxy-10-octadecenoate로서 CML군과 유사한 경향을 보였으나 phloroglucinol은 반응 9일째에도 산화되지 않았다.
동해에서 취수한 해양심층수의 암예방 효능을 얄아보고자 암발생 억제물질의 생화학적 표식자(biochemical markers)인 CYP 1A2 활성, phase II 효소인 QR과 GST의 활성, GSH 함량 및 ODC 활성에 미치는 영향을 살펴보았다. 해양심층수는 암의 개시단계(initiation)를 유발시키는 것으로 알려진 CYP 1A2 활성을 경도의존적으로 저해시켰다. 해양심층수를 Hepa 1clc7 세포에 경도별$(100{\sim}1,000)$로 처리하였을 때 phase II 생체 해독효소인 QR과 GST의 활성은 최대 20%의 증가를 나타내었고, 외부의 독성물질이나 대사산물로부터 세포를 보호하는 역할을 하는 GSH의 함량은 $26{\sim}40%$의 증가를 나타내었다. 그리고 발암과정의 촉진/진행단계에 관여하는 ODC의 활성은 해양심층수의 경도 800과 1,000에서 20%와 35%의 저해율을 나타내었으며, 경도 1,000을 처리한 군에서는 양성대조군인 DFMO와 같은 저해율을 나타내었다. 그러므로 본 연구 결과에 의하면 동해 해양심층수는 발암과정과 관련된 개시 및 촉진/진행단계를 저해시켜 암예방 효능을 나타낼 것으로 사료된다.
본 연구에서는 전기이중층 커패시터의 전극 활물질로 사용되는 페놀계 활성탄소의 비 정전용량의 증가를 위하여 붕산을 이용하여 표면처리를 수행하였다. 또한, 붕산 처리가 전기화학 특성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 활성탄소의 붕산 처리는 활성탄소의 표면에 전기화학적 특성 향상에 도움이 되는 퀴논형 관능기(O=C)의 비율을 효과적으로 증가시켰으며, 비표면적과 총 기공 부피 및 미세공 부피를 증가시켰다. 최적의 조건으로 붕산 처리된 활성탄소는 미처리활성탄소에 비해 비 정전용량이 약 20% 증가하였다. 이러한 결과로부터 활성탄소의 붕산 처리는 활성탄소의 비 정전용량을 효과적으로 증가시킬 수 있다고 사료된다.
본 연구에서는 마이얄반응속도에 미치는 카페인산의 영향을 조사하고자 하였다. 갈색화 반응속도는 60와 8$0^{\circ}C$에서 매우 느리게 나타났으나, 10$0^{\circ}C$에서 크게 증가하였다. 갈색화반응속도는 환원당보다는 아미노산의 종류에 의해 더 큰 영향을 받았다. 또한 카페인산가 첨가될 때 갈색화반응물의 색깔의 강도는 증가되었으며 이러한 증가는 주로 카페인산으로 부터 형성된 o-quinones의 중합에 기인되는 것으로 생각되었다. 더욱이 카페인 산과 아미노산, 특히 phenylalanine이나 methionine과의 상호반층에 의해 색깔의 강도는 더욱 증가하는 것으로 나타났다. 카페인산이 첨가되지 않은 갈색화반응물의 환성화에너지는 108~130J/mo1정도, 온도계수(Q10 value)는 2.6~3.2정도였으며 카페인산의 첨가에 의해 갈색화 반응의 활성화에너지는 상대적으로 낮아졌다. 카페인산이 첨가된 갈색화반응의 활성화에너지는 80~101J/mo1정도, 온도계수는 2.0~2.6정도였다.
IARC classified areca quid as a human carcinogen. Areca quid chewed in Taiwan includes Piper betle inflorescence, which contains high concentrations of safrole (15 mg/fresh weight). Safrole is a documented rodent hepatocarcinogen, and chewing areca quid may contribute to human exposure (420 $\mu$m in saliva). The carcinogenicity of safrole is mediated through 1'-hydroxysafrole formation, followed by sulfonation to an unstable sulfate that reacts to form DNA adducts. Using human liver microsomes and Escherichia coli membranes expressing bicistronic human P450s, CYP2E1 and CYP2C9 were identified as the main P450s involved in the activation of safrole. We have demonstrated the presence of stable safrole-dGMP adducts in human oral tissues following areca quid chewing using $^{32}$ P-postlabeling and HPLC mass spectrometry methods. By studying 88 subjects with a known AQ chewing history and 161 matched controls, we have demonstrated that the presence of safrole-DNA adducts in peripheral blood cells was correlated to AQ chewing, and CYP2E1 seemed to play an important role in the modulation of safrole-DNA adduct formation. We have also shown that safrole can form stable safrole-DNA adducts as well as oxidative damages in rodent liver. However, the stable safrole-DNA adducts may represent a more significant initial lesion as compared to the rapidly repaired safrole-induced 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine. This oxidative DNA damage is mediated through the formation of hydoryxchavicol, the major safrole metabolite in human urine. Hydroxychavicol may have gone through two-electron oxidation to the o-quinone; then via one-electron reduction to semiquinone radicals to generate oxidative DNA damage. However, these reactive metabolites can be efficiently conjugated by GSH. These data suggest that safrole may contribute to the initiation of oral carcinogenesis through safrole-DNA adduct and not oxidative DNA damage. In addition, CYP2E1 may modulate this adduct formation.
분리(分離)된 저영양세균(低營養細菌)중, 질소고정균(窒素固定菌)과 메타놀 이용균(利用菌)의 대부분이 분류학상(分類學上)새로운 균(菌)으로서 특정지을 수 있었다. 분리된 질소고정균의 경우 형태적 생리적인면에서 Azospirillum에 대응하는 균이라 생각되어 졌으나, 균체지방산조성 및 키논종(種)에 있어서 명확한 차이점을 보여 Azospirillum 속의 새로운 균주로써 추정되었다. 메타놀이용균중 부속기갖는 세포로된 균주들은 prosthecate bacteria(Hyponycrobium sp.)에 대응하는 균이라고 추정되어졌다. 그이외의 regular irregular rods를 나타내는 메타놀이용균에 대해서는 균체지방산조성면에 있어서 서로 다르다는 것이 주목되어져 균체지방산조서의 분석결과(分析結果)를 갖고 화학분류(化學分類)의 측면에서 재검토한 결과 유사도(類似度) 85-90% level에서 8개 cluster로 나뉘어졌다. 일부, cluster에 속하는 균주는 Pseudomonas sp.와 유사한 균으로 추정되었으며, 그 외의 균주들에 대해서는 분류학적 검토가 더욱더 필요로 한다.
본 연구에서는, 저온 및 약산성 조건에서 높은 활성을 보이는 티로시나아제인 tyrosinase-CNK의 반응 안정성을 조사하였다. Tyrosinase-CNK는 지금까지 알려진 중온성(mesophilic) 및 호열성(thermophilic) 환경 유래의 티로시나아제 보다는 열 안정성이 낮았으나 0 ℃에서 효소 안정성이 매우 뛰어났고, 반복적인 동결-해동(freeze-thaw) 과정에서도 효소 활성을 안정적으로 유지하였다. 또한, 물과 ethanol 및 acetonitrile이 혼합된 유기용매 환경에서 초기 상대 활성 값의 변화가 관찰되었으나 유기용매 농도의 증가로 인한 추가적인 활성 저하를 유발하지 않고 활성을 일정하게 유지하였다. 한편, 효소 반응의 염(salt)에 대한 저해는 chaotropic 특성이 많이 나타나는 염일수록 적게 나타났다. 결과적으로, tyrosinase-CNK는 통상의 티로시나아제를 이용하여 반응을 수행하기 어려운 환경에서도 원하지 않는 반응을 억제하고 효소 불활성화를 최소화면서 반응을 촉매할 것으로 기대된다.
Jo, Hyo Sang;Kim, Duk-Soo;Ahn, Eun Hee;Kim, Dae Won;Shin, Min Jea;Cho, Su Bin;Park, Jung Hwan;Lee, Chi Hern;Yeo, Eun Ji;Choi, Yeon Joo;Yeo, Hyeon Ji;Chung, Christine Seok Young;Cho, Sung-Woo;Han, Kyu Hyung;Park, Jinseu;Eum, Won Sik;Choi, Soo Young
BMB Reports
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제49권11호
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pp.617-622
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2016
Oxidative stress is closely associated with various diseases and is considered to be a major factor in ischemia. NAD(P)H: quinone oxidoreductase 1 (NQO1) protein is a known antioxidant protein that plays a protective role in various cells against oxidative stress. We therefore investigated the effects of cell permeable Tat-NQO1 protein on hippocampal HT-22 cells, and in an animal ischemia model. The Tat-NQO1 protein transduced into HT-22 cells, and significantly inhibited against hydrogen peroxide ($H_2O_2$)-induced cell death and cellular toxicities. Tat-NQO1 protein inhibited the Akt and mitogen activated protein kinases (MAPK) activation as well as caspase-3 expression levels, in $H_2O_2$ exposed HT-22 cells. Moreover, Tat-NQO1 protein transduced into the CA1 region of the hippocampus of the animal brain and drastically protected against ischemic injury. Our results indicate that Tat-NQO1 protein exerts protection against neuronal cell death induced by oxidative stress, suggesting that Tat-NQO1 protein may potentially provide a therapeutic agent for neuronal diseases.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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