• 생명과학회지
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• 제15권4호
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• pp.626-632
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• 2005

폴리아민은 모든 진핵세포에서 발견되는 다가 양이온성의 저분자 물질이며 세포성장에 필수적인 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 폴리아민의 역할 중에서 산화적인 스트레스에 대한 세포보호 효과를 연구하였다. 쥐의 간세포주인 $Ac_2F$에 산화 스트레스를 유발하기 위하여 2,2'-azobis(2-amidinopropane)dehydrochloride (AAPH)를 처리하였을 때, 세포증식은 농도 의존적으로 감소하였다. 배지에 폴리아민을 첨가하였을 때 세포성장은 농도 의존적으로 증가하였으며 ROS 발생은 현저히 감소하였다. 폴리아민 가운데 특히 spermidine과 spermine이 뚜렷한 세포증식효과를 보였다. Spermine의 경우, $20{\mu}M$농도에서 AAPH에 의해 유도된 ROS발생을 $45\%$나 감소시켰다. 산화 스트레스에 관여하는 효소들 가운데 주된 효소인 superoxide dismutate (SOD)와 catalase (CAT)의 세포 내 단백질을 Western blotting으로 조사한 결과, AAPH는 이 두 가지 단백질의 생성을 억제한 것으로 나타났다. 그러나 spermine을 처리하였을 때 두 단백질의 생산은 모두 정상적으로 회복이 되었다. 또한 세포주기의 중요한 조절 단백질인 cyclin E 역시 AAPH에 의하여 생성이 억제되었다. 이는 AAPH에 의하여 생성된 ROS가 세포주기의 S phase의 진행을 억제한 것으로 생각된다. AAPH에 의한 cyclin E의 억제는 spermine에 의하여 정상적으로 회복되었다. 위와 같은 Spermine의 항산화 효과는 ethidium bromide와 acridine orange를 이용하여 형태학적으로도 증명되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제41권1호
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• pp.87-92
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• 2009

본 연구에서는 금불초(Inula britannica) 추출물의 항산화 효과와 ${H_2}{O_2}$로부터 유도된 SH-SY5Y 신경모세포종의 세포독성에 대한 보호능을 측정하였다. 금불초 지상부위의 70% 메탄올 추출물에 대하여 용매별로 분획을 실시하였고 핵산(Fr.H), 에틸아세테이트(Fr.EA) 및 물(Fr.W) 분획에 대하여 활성을 조사하였다. 분획 중 Fr.W의 폴리페놀/플라보노이드 함량이 가장 높았으며 Fr.W의 총 폴리페놀 함량은 $318.1{\pm}20.6{\mu}g$/mg solid로, Fr.EA 및 Fr.H와 비교하여 각각 약 2.5배, 23.1배 수준이었다. DPPH radical, ABTS radical 및 nitric oxide 소거능 등의 항산화 활성에서도 Fr.W가 가장 높은 활성을 나타내었고 Fr.H는 거의 활성을 나타내지 않았다. Fr.W는 ${H_2}{O_2}$에 의해 유도된 세포사멸에 대하여 62.5 ${\mu}g$/mL 농도에서 현저하게 세포독성을 감소시켰으며 250 ${\mu}g$/mL에서는 77.0%의 세포사멸 억제능을 보였다. Fr.EA는 보호 효과를 나타 내지 않았으며 Fr.H는 오히려 ${H_2}{O_2}$로 인한 세포 독성을 증가시키는 것으로 나타났다. 세포 내 ROS에 대한 영향으로 Fr.W 250 ${\mu}g$/mL 처리시 39.2% 세포내 ROS를 감소시켰으며 Fr.EA는 25 ${\mu}g$/mL에서 26.8%의 세포내 ROS를 소거하였다. 이러한 금불초 Fr.W의 항산화 활성은 ROS에 의해 야기되는 뇌세포 독성에 대한 보호 작용에 공헌할 수 있을 것으로 예상된다.

• 센서학회지
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• 제7권4호
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• pp.254-262
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• 1998

수정진동자(QCM)위에 네 종류의 프탈로시아닌($MPc(OEH)_8$, M ${\equiv}$ Cu, Co, Sn, $H_2$) LB박막을 여러 층 적층시킨 후 순수한 질소 분위기 하에서 $NO_2$에 노출시켜 그 농도를 정량화 하였다. 사용한 네 종류의 프탈로시아닌 중에서 중심위치에 금속 이온이 자리하지 않은 $H_2Pc(OEH)_8$ 감응막이 $NO_2$에 대하여 가장 민감한 것으로 나타났다. 그러나 이 박막은 $NO_2$에 노출된 후 질소로 퍼지해도 처음의 주파수를 회복하지 못하는 비가역적인 흡착 양상을 보였다. NMR과 FTIR 스펙트럼 조사 결과 비가역적인 흡착은 빙고링과 프탈로시아닌 곁가지의 결합부위인 ether 그룹에서 일어나는 것으로 판명되었다. 따라서 비가역적으로 흡착이 일어나는 부분을 미리 고농도에서 포화시키는 방법으로 박막을 전처리 한 후 반복실험에 사용하였다. $CuPc(OEH)_8$박막 사용 시 수십 ppm 수준부터 4 ppm의 $NO_2$ 농도까지 정량화가 가능하였고 $H_2Pc(OEH)_8$ 박막의 경우에는 수 ppm부터 35 ppb까지의 낮은 농도까지 정량화가 가능하였다. 또한, 실제 대기 조건을 모사하기 위하여 운반기체를 순수한 질소 대신 공기로 교체하여 $H_2Pc(OEH)_8$ 감응막의 성능을 실험한 결과 산소의 영향으로 센싱 가능 한계가 수백 ppb 수준으로 증가하였다. 습기가 운반기체에 포함된 경우 감지 성능에 매우 큰 영향을 미쳤다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권8호
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• pp.1339-1348
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• 2015

Until now, considerable effort has been made to engineer novel nitrogen-fixing organisms through the transfer of nif genes from various diazotrophs to non-nitrogen fixers; however, regulatory coupling of the heterologous nif genes with the regulatory system of the new host is still not well understood. In this work, a 49 kb nitrogen fixation island from P. stutzeri A1501 was transferred into E. coli using a novel and efficient transformation strategy, and a series of recombinant nitrogen-fixing E. coli strains were obtained. We found that the nitrogenase activity of the recombinant E. coli strain EN-01, similar to the parent strain P. stutzeri A1501, was dependent on external ammonia concentration, oxygen tension, and temperature. We further found that there existed a regulatory coupling between the E. coli general nitrogen regulatory system and the heterologous P. stutzeri nif island in the recombinant E. coli strain. We also provided evidence that the E. coli general nitrogen regulator GlnG protein was involved in the activation of the nif-specific regulator NifA via a direct interaction with the NifA promoter. To the best of our knowledge, this work plays a groundbreaking role in increasing understanding of the regulatory coupling of the heterologous nitrogen fixation system with the regulatory system of the recipient host. Furthermore, it will shed light on the structure and functional integrity of the nif island and will be useful for the construction of novel and more robust nitrogen-fixing organisms through biosynthetic engineering.

• 대한환경공학회지
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• 제29권5호
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• pp.564-570
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• 2007

본 연구에서는 저전압 및 고전류에 의해 운전되는 수중 전기방전 기술을 이용하여 고농도(70,000 mg/L) 철(III)-에틸렌디아민테트라아세트산(Fe(III)-EDTA) 폐액을 처리하였다. 폐액내의 두 전극사이에 교류전압을 인가하면 폐액이 저항체의 역할을 하므로 전극주변 폐액의 온도가 빠르게 상승하며 동시에 전기화학반응에 의해 물이 분해되어 산소 및 수소 기체가 생성된다. 물의 기화 및 전기분해에 의해 생성된 기체가 전극주변을 감싸게 되면 이 기체층에서 강력한 전기방전이 일어난다. 과산화수소의 주입이 없을 때는 전기방전에 의해 약 50%의 Fe(III)-EDTA가 제거되었으며, 과산화수소 주입량이 증가됨에 따라 Fe(III)-EDTA 제거효율이 크게 증가하였다. 초기 Fe(III)-EDTA에 대한 과산화수소의 몰비가 24.7 이상일 때는 1 kWh의 에너지로 80 g 이상의 Fe(III)-EDTA를 제거할 수 있었다. 텅스텐 전극과 철전극을 비교한 결과 전극재질이 Fe(III)-EDTA 제거효율에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 본 연구의 공정에서는 초기 Fe(III)-EDTA에 대한 과산화수소의 몰비가 24.7 이상일 때 30분 이내에 Fe(III)-EDTA 제거반응이 완료되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권5호
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• pp.556-563
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• 2007

고전압 방전극이 기체상에 위치하고 접지 전극이 수중에 설치된 기체-액체 혼합 방전에 의한 화학적 활성종의 발생 특성에 관해 실험실 규모 실험을 수행하였다. 실험된 전극 구조는 기존의 연구에서 사용해왔던 일반적 전극 배열에서보다 높은 전계 강도(electric field strength)를 형성하고 짧은 폭을 지닌 펄스들을 생성시킴으로써 방전에 의해서 일어나는 화학반응의 에너지 효율성을 높일 수 있는 것으로 나타났다. 방전에 의해 기체상에 생성되는 오존 농도는 실험된 전압 범위의 중간 값인 45 kV 조건에서 가장 높은 것으로 관찰되었다. 용액 전도도가 낮을수록 액체상을 통한 전기 저항이 증가하여 기체상에서 높은 전계 강도가 형성되므로 오존 생성을 촉진시키는 것으로 나타났다. 인가전압이 증가할수록 높은 전계 강도가 형성되어 강한 방전이 이루어지므로 과산화수소 생성속도가 증가하는 것으로 나타났다. 낮은 전압에서는 용액 전도도가 증가하면 과산화수소 분해속도가 증가하기 때문에 과산화수소 생성 속도가 감소하며 높은 전압에서는 용액 전도도가 증가하면 자외선 조사 등에 의해 과산화수소 발생의 중간 생성물인 OH 라디칼의 발생이 촉진되므로 과산화수소 생성 속도가 증가하는 것으로 나타났다. 산소와 아르곤의 혼합기체가 공급될 때, 강하고 안정한 방전이 이루어져 과산화수소 생성속도가 증가하는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.445-455
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• 2009

미생물학적 황산염 환원은 황산염을 전자수용체로 이용하는 황산염 환원 박테리아에 의해 황산염이 황화이온으로 변환되는 과정이다. 형성된 황화이온은 주변의 용존 금속 이온과 결합하여 용해도가 낮은 금속 황화물로 침전된다. 이 연구에서는 비소와 중금속으로 오염된 송천 금은광산 일대 토양을 대상으로 하여 토착 박테리아에 의한 황산염 환원을 유도함으로써 독성 원소의 원위치 고정화 기술의 효율성을 평가하였다. 왕수 분해 결과, 대상 토양 내 비소, 구리, 납의 함량은 각각 1,311 mg/kg, 146 mg/kg, 294 mg/kg 등으로 나타나 특히 비소의 오염이 심각한 상태였다. 회분식 실험 결과, 미생물학적 황산염 환원에 의하여 pH 증가, 산화환원전위 감소, 황산염 함량 감소, 비소와 구리 함량 감소 등이 관찰되었다. 이 때 가장 높은 중금속 침전 효율을 유도하는 탄소원과 황산염의 농도 범위는 각각 0.2~0.5%, 100~200 mg/L로 나타났다. 미생물학적 또는 화학적으로 황화물 침전을 유도하게 고안된 컬럼 실험 수행 결과, 비소와 구리는 두 컬럼에서 모두 98% 이상 제거되었다. 그러나 산소를 다량 포함한 용액을 주입한 후, 화학적으로 황화물 침전을 유도한 컬럼에서는 즉각적인 비소와 구리의 재용출 현상이 나타났으나, 미생물학적 황산염 환원을 유도한 컬럼에서는 침전물이 30일 이상 장기간 안정성을 보였다. 미생물학적 컬럼 내에 형성된 검은색 침전물을 분석한 결과 FeS와 CuS로 나타났으며 비소는 대부분 철 황화물에 흡착되어 있는 것으로 확인되었다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제35권4호
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• pp.244-248
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• 2017

본 연구는 유가공 슬러지의 경우 하수 슬러지, 기타 산업폐수 슬러지에 비해 중금속 등 유해한 성분을 함유하지 않고, 높은 유기물 함량으로 슬러지 가용화를 통한 재활용의 가능성을 충분히 가지고 있으나 활발히 연구가 되지 않고 있어 초음파 전처리를 이용하여 재활용 가능성을 실험하였다. 1. 유가공 슬러지와 축산 슬러지를 20 kHz의 주파수와 700 W, 500 W의 조사강도, 조사시간 90분간 초음파 처리하여 고형물 변화를 비교한 결과, 유가공 슬러지의 TS와 VS 제거율이 28%, 14% 감소하였으며, 축산 슬러지는 13%, 7% 감소하였다. 2. SCOD 변화는 동일한 조건의 초음파 처리 시 유가공 슬러지의 경우 7.1배, 5.9배의 증가율을 보였으며, 축산 슬러지의 경우 4.9배, 4.0배로 나타났다. 슬러지 가용화 효율은 유가공 슬러지의 14.5%, 12.1%의 가용화 효율을 보였으며, 축산 슬러지의 경우 10.6%, 8.6%로 나타났다. SCOD 증가속도 또한 유가공 슬러지의 경우 $0.022m^{-1}$, $0.020m^{-1}$, 축산슬러지의 경우 $0.021m^{-1}$, $0.018m^{-1}$의 증가속도를 나타내었다. 3. Soluble N 농도의 변화는 유가공 슬러지의 경우 90분간 초음파 처리 후 3.4배, 2.2배 증가한 것으로 측정되었으며, 축산 슬러지의 90분간 초음파 처리 후 3배, 2배 증가한 것으로 나타났다. C/N 비의 경우 유가공 슬러지가 7.5, 8.7을 나타냈고, 축산 슬러지는 5.7, 6.4로 나타났다. 유가공 슬러지의 경우 TS, VS 감량을 통한 슬러지 발생량을 감소시킬 수 있으며 SCOD의 증가량이 많아 C/N비가 더 높게 나타난 것을 알 수 있다. 따라서 유가공 슬러지의 가용화를 통한 외부탄소원으로의 활용 가능성을 확인하였고, 향후 전처리방법의 조합 및 최적 처리조건 도출 등 후속 연구의 필요성이 높다고 사료된다.

• 에너지공학
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• 제8권4호
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• pp.553-559
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• 1999

1 T/D 급 습식 분류상 석탄가스화 장치를 이용하여 외국의 각종탄에 대한 가스화 실험을 통해, 1) 석탄가스화를 위한 적절한 탄종을 선정하고 , 2) 탄종에 따른 가스화 반응식 데이터베이스를 구축하며, 3) 가스화 반응기에서 예상되는 문제점을 사전에 제거하고, 4) 습식분류상 가스화기술에 대한 요소기술 및 운소기술 및 운전기술을 확보하므로서 향후 IGCC Plant 설계, 건설시에 시행착오를 줄이는데 크게 기여하고저 하였다. 가스화 실험을 위해 미국산 Cyprus 및 Alaska 탄이 사용되었으며 , 실험결과 Cyprus 및 Alaska 탄은 국내발전용 탄인역청탄 및 갈탄으로 비교적 반응성은 양호하였으며, slag 의 용융온도 또한 약 129$0^{\circ}C$로서 비교적 낮게 나타났다. 석탄슬러리 농도는 Cyprus 탄의 경우 58, 62 , 65 %로 유지하였으며 가스화장치에 공급하는데는 점도 상승에 따른 큰 문제점이 없었으나, Alaska 탄의 경우엔 수분함량이 많아 슬러리 제조 및 feeding 상의 문제점을 고려하여 58%로 운전하였으며 , 60%이상 슬러리 농도를 유지할수 없었다. O2 coal ratio는 0.6에서 1.2까지 유지하면서 운전하였으며 갈탄인 Alaska탄의 경우 수분함량이 많아 산소소모가 많은 것으로 나타났다. 두 탄종에 대한 가스화실험을 통해, 생성된 합성가스(H2+ CO)는 40-62% 로나타났으며 , 생성가스의 열량은 1, 400-2,050kcal/N㎥(HHV)로 분석되었다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제22권3호
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• pp.311-319
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• 2018

Mitochondrial calcium overload is a crucial event in determining the fate of neuronal cell survival and death, implicated in pathogenesis of neurodegenerative diseases. One of the driving forces of calcium influx into mitochondria is mitochondria membrane potential (${\Delta}{\psi}_m$). Therefore, pharmacological manipulation of ${\Delta}{\psi}_m$ can be a promising strategy to prevent neuronal cell death against brain insults. Based on these issues, we investigated here whether nobiletin, a Citrus polymethoxylated flavone, prevents neurotoxic neuronal calcium overload and cell death via regulating basal ${\Delta}{\psi}_m$ against neuronal insult in primary cortical neurons and pure brain mitochondria isolated from rat cortices. Results demonstrated that nobiletin treatment significantly increased cell viability against glutamate toxicity ($100{\mu}M$, 20 min) in primary cortical neurons. Real-time imaging-based fluorometry data reveal that nobiletin evokes partial mitochondrial depolarization in these neurons. Nobiletin markedly attenuated mitochondrial calcium overload and reactive oxygen species (ROS) generation in glutamate ($100{\mu}M$)-stimulated cortical neurons and isolated pure mitochondria exposed to high concentration of $Ca^{2+}$ ($5{\mu}M$). Nobiletin-induced partial mitochondrial depolarization in intact neurons was confirmed in isolated brain mitochondria using a fluorescence microplate reader. Nobiletin effects on basal ${\Delta}{\psi}_m$ were completely abolished in $K^+-free$ medium on pure isolated mitochondria. Taken together, results demonstrate that $K^+$ influx into mitochondria is critically involved in partial mitochondrial depolarization-related neuroprotective effect of nobiletin. Nobiletin-induced mitochondrial $K^+$ influx is probably mediated, at least in part, by activation of mitochondrial $K^+$ channels. However, further detailed studies should be conducted to determine exact molecular targets of nobiletin in mitochondria.