• 대한한의학회지
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• 제28권1호통권69호
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• pp.237-248
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• 2007

Objectives : Diabetes is a disease in which the body does not produce or properly use insulin. Etiological studies of diabetes and its complications showed that oxidative stress might play a major role. Therefore, many efforts have been tried to regulate free oxygen radicals for treating diabetes and its complications. Iksujisundan has been known to be effective for the treatment of diabetes. The present study was carried out to investigate the effect of Iksujisundan on renal function, peroxynitrite(ONOO-) scavenging activity and polyol pathway in streptozotocin-induced diabetic rats. Methods : The crushed Iksujisundan was extracted 3 times, each time with 3 volumes of methyl alcohol at 60$^{\circ}C$ for 24 h. The extract was filtered and evaporated under a reduced pressure using a rotary evaporator to yield 87.8g. Iksujisundan extract was orally administreted at 100 mg per 1 kg of body weight for 20 days to the diabetic rats induced by streptozotocin(60mg/kg). The effects of Iksujisundan extract on the streptozotocin-induced diabetic rats were observed by measuring the serum level of glucose, insulin, lipid components, creatinine and BUN, and also the kidney levels of superoxide anion radical(${\cdot}$O2-), nitric oxide(NO) and ONOO-, and also the enzyme activities involved in the polyol pathway. Results : The effects of Iksujisundan on the streptozotocin-induced diabetic rats with regards to body weight, blood glucose and indulin levels, creatinine and BUN levels, total cholesterol and triglyceride lavels, and HDL-cholesterol levels were all shown to be good enough to prevent and cure the diabetes and its complications. Iksujisundan inhibited the generation of ${\cdot}$O2-,NO and ONOO- in the kidney of streptozotocin-induced diabetic rats. Renal aldose reductase and sorbitol dehydrogenase activities were increased in the streptozotocin-induced diabetic rats were reversed toward natural activities. Conclusions : Iksujisundan might inhibit the development of diabetes and its complications by scavenging reactive oxygen and nitrogen species, thereby by reducing oxidative stresses and also by regulating the activities of polyol pathway enzymes, all of which could help to recover kidney function.

• 한국균학회지
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• 제29권1호
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• pp.41-46
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• 2001

SD계 랫트를 사용하여 6주 동안 탄수화물 대용으로 50% 및 100%의 Lentinus tuber-regium(LTR)-첨가 투여그룹의 산화적 스트레스 및 방어체계에 미치는 영향을 평가하였다. LTR-50 및 LTR-100 투여그룹은 대조그룹 대비 21.7% 및 16.4%의 매우 유의적인 ${\cdot}OH$ 라디칼의 생성 억제효과가 인정되었고, 이들 두 투여그룹은 대조그룹 대비 약 10%의 $H_2O_2$의 생성 억제효과 및 $6{\sim}10%$ 정도의 바람직한 NO의 생성 억제효과가 인정되었다. 그렇지만 이들 LTR 투여에 의하여 ${O_2}^-$ 라디칼의 생성 억제효과는 인정할 수 없었다. 이들 활성산소의 공격에 의한 산화적 스트레스로서 LPO의 생성은 LTR 투여에 의하여 대조그룹 대비 $6{\sim}12%$의 유의적인 LPO의 생성 억제효과가 인정되었고, OP의 생성은 이들 LTR의 부여에 의하여 대조그룹 대비 5.0% 및 12.8%의 생성 억제효과가 인정되었다. 이들 LTR-50, LTR-100 투여그룹은 대조그룹에 비해 $15{\sim}50%$의 매우 유의적인 SOD의 활성 증가효과가 인정되었고, 또한 이들 LTR투여그룹의 GSHPx은 대조그룹 대비 $10{\sim}25%$의 매우 유의적인 GSHPx의 활성 증가효과가 인정되었다. 한편 CAT의 활성에 미치는 LTR투여의 영향도 대조그룹 대비 $60{\sim}90%$의 매우 유의적인 CAT의 활성 증가효과가 인정되었다. 이상의 결과에서 탄수화물 대용으로 사용된 유용버섯 LTR의 투여는 ${\cdot}OH$ 라디칼, $H_2O_2$ 및 NO의 생성 및 그로 인한 LPO 및 OP 같은 산화적 스트레스를 효과적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라 SOD, GSHPx 및 CAT 같은 방어효소의 활성을 매우 효과적으로 증가할 수 있기 때문에 노화를 매우 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권8호
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• pp.1179-1186
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• 2010

무말랭이 및 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 항산화 효과를 in vitro와 LLC-$PK_1$ cellular system에서 살펴보았다. 무말랭이 열수 추출물과 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 라디칼 소거능을 $IC_{50}$로 비교해 보았을 때 DPPH(646.70 vs $135.45\;{\mu}g/mL$), superoxide anion(896.10 vs $566.98\;{\mu}g/mL$) 및 hydroxyl radical(722.26 vs $531.84\;{\mu}g/mL$)에 대한 가압볶음 열수 추출물의 효과가 유의적으로 높은 것으로 나타났다(p<0.001). 이러한 유리기 소거효과는 LLC-PK1 cell에서 pyrogallol, SNP 및 SIN-1 처리로 superoxide, nitric oxide 및 peroxynitrite를 생성하여 산화스트레스를 유발한 다음 무말랭이 및 가압볶음 무말랭이 열수추출물을 첨가하였을때 농도 의존적으로 세포생존율이 증가하고, 과산화물 생성량이 감소하여 세포손상을 보호하는 효과가 관찰되었다. 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 산화손상에 대한 보호 효과는 무말랭이 열수추출물에 비해 모든 유리기에서 유의적으로 높았다(p<0.05). 이러한 무말랭이 열수추출물의 항산화효과는 무에 함유되어 있는 함황 물질, 유리아미노산, 배당체 등에 의한 것으로 생각되며 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 효과가 더 높은 이유는 무말랭이에 함유된 유효성분이가압볶음에 의해 증가되고 더불어 볶음과정 중에서 생성된 maillard 생성물의 항산화성 때문으로 생각된다. 무말랭이의 환원당 및 유리아미노산 함량은 볶음 후 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), 이에 반해 maillard 생성물의 중간산물인 5-hydroxymethyl-2-furfural(5-HMF) 함량은 무말랭이 열수 추출물에서는 검출되지 않았던 것이 가압볶음 무말랭이 열수 추출물에서는 0.57 mg/g이 측정되었다. 본 연구 결과가압볶음 무말랭이 차의 섭취는 체내 유리기에 의한 산화적손상을 보호하는 효과가 높은 것으로 사료된다.

• 한국미생물학회:학술대회논문집
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• 한국미생물학회 2007년도 International Meeting of the Microbiological Society of Korea
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• pp.120-122
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• 2007

All living organisms use numerous signal-transduction pathways to sense and respond to their environments and thereby survive and proliferate in a range of biological niches. Molecular dissection of these signalling networks has increased our understanding of these communication processes and provides a platform for therapeutic intervention when these pathways malfunction in disease states, including infection. Owing to the expanding availability of sequenced genomes, a wealth of genetic and molecular tools and the conservation of signalling networks, members of the fungal kingdom serve as excellent model systems for more complex, multicellular organisms. Here, we employed Cryptococcus neoformans as a model system to understand how fungal-signalling circuits operate at the molecular level to sense and respond to a plethora of environmental stresses, including osmoticshock, UV, high temperature, oxidative stress and toxic drugs/metabolites. The stress-activated p38/Hog1 MAPK pathway is structurally conserved in many organisms as diverse as yeast and mammals, but its regulation is uniquely specialized in a majority of clinical Cryptococcus neoformans serotype A and D strains to control differentiation and virulence factor regulation. C. neoformans Hog1 MAPK is controlled by Pbs2 MAPK kinase (MAPKK). The Pbs2-Hog1 MAPK cascade is controlled by the fungal "two-component" system that is composed of a response regulator, Ssk1, and multiple sensor kinases, including two-component.like (Tco) 1 and Tco2. Tco1 and Tco2 play shared and distinct roles in stress responses and drug sensitivity through the Hog1 MAPK system. Furthermore, each sensor kinase mediates unique cellular functions for virulence and morphological differentiation. We also identified and characterized the Ssk2 MAPKKK upstream of the MAPKK Pbs2 and the MAPK Hog1 in C. neoformans. The SSK2 gene was identified as a potential component responsible for differential Hog1 regulation between the serotype D sibling f1 strains B3501 and B3502 through comparative analysis of their meiotic map with the meiotic segregation of Hog1-dependent sensitivity to the fungicide fludioxonil. Ssk2 is the only polymorphic component in the Hog1 MAPK module, including two coding sequence changes between the SSK2 alleles in B3501 and B3502 strains. To further support this finding, the SSK2 allele exchange completely swapped Hog1-related phenotypes between B3501 and B3502 strains. In the serotype A strain H99, disruption of the SSK2 gene dramatically enhanced capsule biosynthesis and mating efficiency, similar to pbs2 and hog1 mutations. Furthermore, ssk2, pbs2, and hog1 mutants are all hypersensitive to a variety of stresses and completely resistant to fludioxonil. Taken together, these findings indicate that Ssk2 is the critical interface protein connecting the two-component system and the Pbs2-Hog1 pathway in C. neoformans.

• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.956-965
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• 2023

CCCH zinc finger 단백질은 세 개의 시스테인(cysteine, C) 아미노산과 한 개의 히스티딘(histidine, H) 아미노산으로 구성된 아연이온(Zn⁺)에 결합하는 손가락 구조의 zinc finger 모티프를 가졌으며, 식물에는 많은 수의 CCCH zinc finger 단백질 유전자가 존재한다. CCCH zinc finger 단백질은 2개의 CCCH zinc finger 모티프를 가지는 TZF와 그 외 나머지인 non-TZF로 구분이 되지만 지금까지의 CCCH zinc finger 단백질의 기능에 대한 연구는 주로 TZF, 특히 식물 특이적으로 존재하는 RR-TZF를 중심으로 이루어져 왔다. 그러나 최근 들어 non-TZF 유전자에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. Non-TZF는 생물 스트레스와 고염, 건조, 저온, 고온, 산화 스트레스 등 다양한 환경 스트레스 반응에 관여하는 것으로 알려졌다. Non-TZF는 다양한 방식으로 하위 유전자를 조절하여 식물의 스트레스 반응에 관여하는데, 세포질에 위치하며 RNA에 결합하여 RNA의 안정성을 조절하고 전사 후 단계에서 하위 유전자를 조절하거나 핵에 위치하고 전사 활성화 또는 전사 억제를 통해 전사인자로서 기능을 하기도 한다. 그러나 이러한 연구에도 불구하고 non-TZF를 통한 스트레스 신호전달 경로 및 상위 유전자, 하위 유전자는 거의 알려져 있지 않다. 따라서 CCCH zinc finger 유전자에 대한 이해를 넓히기 위해서는 TZF뿐만 아니라 non-TZF 유전자의 스트레스 반응에 관한 지속적이고도 집중적인 연구가 필요하다. 본 총설 논문에서는 지금까지 스트레스 반응 조절에 관여하는 것으로 밝혀진 non-TZF 유전자들과 그 유전자들의 분자적 기능을 서술하였다.

• 환경생물
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• 제18권3호
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• pp.331-336
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• 2000

산성비의 주요 성분인 So$_2$가 peroxidase 활성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 다양한 농도의 $Na_2$SO$_3$를 포함한 배지에서 벼(Oryza sativa) seedling을 배양하였다. $Na_2$SO$_3$는 볍씨의 발아를 억제시켰으며, 볍씨의 발아율을 50%감소시키는데 필요한 $Na_2$SO$_3$의 농도가 pH 7에서는 300$\mu\textrm{g}$/ml, PH5에서는 8$\mu\textrm{g}$/ml 이었으나, pH 3에서는 2$\mu\textrm{g}$/ml에 불과하였다. $Na_2$SO$_3$에 의한 peroxidase의 활성변화를 조사했을 때 2$\mu\textrm{g}$/ml $Na_2$SO$_3$(pH 3)에 의하여 효소활성이 약 4배 증가하였고, 8$\mu\textrm{g}$/ml $Na_2$SO$_3$(pH 5)에 의하여 효소활성이 약 8배 증가하였다. 또한 환경오염원의 주요성분인 Cd과 Pb이 벼 peroxidase활성과 엽록소 함량에 미치는 효과를 조사하였다. 0.03mM Cd처리군의 경우 peroxidase활성이 3.9배 증가하였으나 엽록소 함량은 대조군의 63%로 감소하였다. 0.04mM Pb처리군의 경우 2.5배의 peroxidase 활성증가를 보였으나 엽록소 함량은 대조군의 72%로 감소하였다. 뿐만 아니라 세포내에서 활성산소의 생성을 유도함으로써 산화적 스트레스를 유발하는 물질인 Cu와 Fe이 peroxidase활성에 미치는 효과를 살펴보았다. 0.5mM CuSO$_4$와 0.5mM FeS0$_4$에 의하여 벼 Peroxidase 활성은 각각 57%와 65%씩 감소하였다. 그러나 라디칼 소거제인 ethanol에 의하여 Cu와 Fe에 의한 활성억제는 거의 완전하게 보호되었다. 이에 비해 dimethyl sulfoxide, mannitol, thiourea와 histidine은 Cu와 Fe에 의한 활성억제에 대하여 서로 다른 라디칼 소거효과를 나타냈다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.189-192
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• 2001

Polyamine 함량이 증가된 형질전환 식물체들은 $H_2O_2$ 처리에 의해서 야기된 산화적스트레스에 대해 야생형 식물체보다 조직 손상이 월등히 낮았으며 백화와 괴사되는 정도도 훨씬 낮았으며 chlorophyll 양의 손실도 비교적 적은 편이었다. 또한 고염분 스트레스를 처리하면서 야생형보다 비교적 높게 유지되었으며 4달 정도까지 생장이 지속되었지만 야생형 식물체에서는 생장이 거의 정지되어 식물체가 고사하였다. 그 외에 ABA를 처리하여 노화를 유도한 경우 야생형에서 훨씬 빠르게 노화가 일어났으며 형질전환 식물체 잎에서는 노화가 트게 지연되었다. 또한 pH3.0의 potassium phosphate를 처리한 경우에도 야생형의 잎보다 형질전환 식물체 잎에서 갈변등의 세포 손상이 크게 지연되었다. 곰팡이 감염에서도 높은 저항성을 보였으며 항산화효소임 GST와 CAT 유전자 발현이 증가하였다. Ethylene 발현 저해 식물체에서도 스트레스를 처리한 후 ethylene 생합성 효소의 발현이 억제되면서 스트레스 저항성을 나타내었다. 따라서 이러한 스트레스에 의하여 유도되는 노화의 지연현상이 야생형 식물체보다 형질전환 식물체 잎에서 두드러지게 나타나는데 그 기작은 mpolyamine이 이러한 스트레스를 완화시키는데 작용하였기 때문이라고 생각된다.

• 생약학회지
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• 제45권4호
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• pp.275-281
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• 2014

After harvesting the medicinal parts of Curcuma longa, the remaining underground parts were discarded. From the remaining underground parts of Curcuma longa quercetin-3-O-${\beta}$-D-glucopyranoside-7-O-${\alpha}$-L-rhamnopyranoside (Q37) was isolated. The antioxidant activities in vitro and lifespan-extension effect of Q37 were elucidated using the Caenorhabditis elegans. The 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging effect of Q37 showed similar potent activities in comparison with vitamin C. Q37 also showed potent superoxide quenching activities as measured by the riboflavin- and xanthine-originated superoxide quenching activity tests. Q37 prolonged lifespan of worms under normal culture condition. In terms of protective effect of Q37 on the stress conditions such as thermal and oxidative stresses, Q37-treated worms exhibited enhanced survival rate, as compared to control worms. To know the possible mechanism of Q37-mediated increased lifespan and stress resistance of worms, we examined the activities of Q37on superoxide dismutase (SOD), and invested intracellular reactive oxygen species (ROS) levels. The results revealed that Q37 was able to elevate SOD activity of worms and reduce intracellular ROS accumulation in a dose-dependent manner.

• 한국물환경학회지
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• 제29권2호
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• pp.232-238
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• 2013

Water temperature is key factor influencing growth and reproduction of fish and its increase give rise to various physiological changes including gene expression. Heat shock protein (Hsp), one of the molecular chaperones, is highly conserved throughout evolution and its expression is induced by various stressors such as temperature, oxidative, physical and chemical stresses. Here, we isolated partial cDNA clones encoding 70-kDa Hsp (Hsp70) and $\beta$-actin using reverse transcriptase-PCR (RT-PCR) from gut of Rhynchocypris kumgangensis, a Korean indigenous species and cold-water fish, and investigated expression profiles of Hsp70 under an increase of water temperature using $\beta$-actin as an internal control for RT-PCR. Cloned Hsp70 cDNA of R. kumgangensis showed homology to Ctenopharyngodon idella (96%), Hypophthalmichthys molitrix (96%), Danio rerio (93%) and Oncorhynchus mykiss (81%) Hsp70. Cloned $\beta$-actin cDNA of R. kumgangensis showed homology to D. rerio (98%), H. molitrix (97%), C. idella (97%) and O. mykiss (90%) $\beta$-actin. Both mRNA of Hsp70 and $\beta$-actin were expressed in gut, brain, and liver in R. kumgangensis. Futhermore, expression of Hsp70, in brain, was highly augmented by an increase of water temperature. These results suggest that Hsp70 mRNA expression level in brain can be used as a biological molecular marker to represent physiological stress against an increase of water temperature.

• BMB Reports
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• 제51권7호
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• pp.344-349
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• 2018

Therapeutic applications of mesenchymal stem cells (MSCs) are limited due to their early death within the first few days of transplantation. Therefore, to improve the efficacy of cell-based therapies, it is necessary to manipulate MSCs so that they can resist various stresses imposed by the microenvironment. Moreover, the role of superoxide dismutase 3 (SOD3) in regulating such survival under different stress conditions remain elusive. In this study, we overexpressed SOD3 in MSCs (SOD3-MSCs) and evaluated its effect under serum starvation conditions. Nutritional limitation can decrease the survival rate of transplanted MSCs and thus can reduce their efficacy during therapy. Interestingly, we found that SOD3-MSCs exhibited reduced reactive oxygen species levels and greater survival rates than normal MSCs under serum-deprived conditions. In addition, overexpression of SOD3 attenuated starvation-induced apoptosis with increased autophagy in MSCs. Moreover, we have demonstrated that SOD3 protects MSCs against the negative effects of serum deprivation via modulation of AMP-activated protein kinase/sirtulin 1, extracellular signal-regulated kinase activation, and promoted Forkhead box O3a trafficking to the nucleus. Taken together, these results demonstrate that SOD3 promotes MSCs survival and add further evidence to the concept that SOD3-MSCs may be a potential therapeutic agent with better outcomes than normal MSCs for various diseases involving oxidative stress and compromised MSCs survival during therapy.