본 연구에서는 숙취해소에 좋은 것으로 알려진 식품 소재와 황칠나무 추출물을 복합하여 in vitro 및 in vivo에서 알코올 유도된 간 손상에 대한 보호효과를 검토하였다. HepG2세포에서 300 mM 알코올과 SBJ 혼합물을 처리하였을 때 농도 의존적으로 LDH 수치가 감소하였으나 황칠나무 추출물을 제외한 복합물인 SBJ-복합물에서는 그 효과가 유의적으로 낮아지는 것을 관찰하였다. In vivo에서 SBJ 혼합물의 보호효과를 확인하고자 흰쥐에 알코올과 SBJ 혼합물을 투여한 결과, 알코올 투여 후 1시간까지 급격하게 혈중 알코올 수치가 EtOH군에서 증가하는 것이 관찰되었으며, SBJ 혼합물 투여군은 유의적인 차이로 감소되었음이 관찰되었으며 또한 농도의존적인 경향을 확인하였다. ADH 및 ALDH 활성의 증가는 SBJ 혼합물의 알코올 분해 및 대사산물의 제거 활성에 기여할 것으로 예상된다. 뿐만 아니라, 알코올에 의하여 증가한 LDH의 농도가 대조군과 유사한 수준으로 유지하는 것을 확인하였으며, GST, SOD, GPx 및 reduced glutathione와 같은 항산화 인자 및 효소의 활성은 대조군보다 EtOH군이 유의적으로 감소했으며, SBJ 혼합물에 의해 개선되는 경향을 관찰하였다. 이를 통해 SBJ 혼합물은 ADH, ALDH 활성 증가 및 항산화 방어계를 향상시킴으로써 산화적 스트레스 감소를 통한 간보호 효과가 있는 것으로 생각되며, 이러한 간보호에 미치는 주요한 추출물은 황칠나무 추출물임을 알 수 있었다. 이러한 결과를 토대로 향후 숙취해소 작용을 갖는 신규 식품소재로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Nguyen, Manh Ha;Kim, Dae Ho;Park, Ji Hyun;Park, Young Ui;Lee, Moo Yeul;Choi, Myeong Hee;Lee, Dong Ho;Lee, Jong Kyu
Journal of Forest and Environmental Science
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제37권1호
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pp.52-61
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2021
Decay fungi can decompose plant debris to recycle carbon in the ecosystem. Still, they can also be fungal pathogens, which can damage living trees and/or wood material and cause a large amount of timber loss. We isolated and identified basidiomycetous fungi from the decayed bark of Mongolian oak wrapped with sticky roll traps. The degrading enzyme activities were then tested for all fungal isolates. The decay ability of selected isolates was assessed based on the weight loss of wood discs after inoculating with culture suspension of decay fungi under the different humidity levels. A total of 46 basidiomycetous fungal isolates belonged to 12 species, and 10 genera were obtained from Jong Myo (16 isolates), Chang Kyung palace (7 isolates), Cheong Gye (10 isolates), and Gun Po (13 isolates). Gymnopus luxurians was the most dominant fungus in the present study, and this species distributed in all survey sites with 9 isolates in Jong Myo, followed by 3 isolates in Chang Kyung palace, while Cheong Gye and Gun Po had only 1 isolate each. Among 46 isolates, 44 isolates secreted at least one enzyme, while 25 isolates produced both cellulase and phenol oxidase enzymes, and 2 isolates produced neither. The assessment of decay ability by artificial inoculation indicated that the weight loss of wood discs was significantly influenced by humidity conditions when inoculated with bark decay fungi. The percent weight losses by G. luxurians inoculation in RH of 90-100% and RH of 65-75% were 4.61% and 2.45%, respectively. The weight loss caused by Abortiporus biennis were 6.67% and 0.46% in RH of 90-100% and RH of 45-55%, respectively. The humidity reduction approach should be applied for further studies to control the growth and spread of bark decay fungi on the trunks wrapped with sticky roll traps.
염생식물인 비쑥은 식용이 가능한 약용식물로서 살충, 항염, 항콜레스테롤, 해열, 항균 활성 등이 알려져 있다. 본 연구에서는 phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA)로 자극된 인간 섬유육종 HT-1080 세포에서 5가지 활성검색방법 즉 : gelatin zymography, MMPs ELISA, wound healing assay, reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR), Western blot을 이용하여 비쑥의 조추출물과 그 용매 분획물의 MMP-2와 MMP-9 효소 활성에 대한 저해 효과를 평가하였다. 비쑥 시료들을 메틸렌 클로라이드(MC)와 메탄올(MeOH)로 각각 2번 추출하여 합한 것을 조추출물로 사용하였으며 이 조추출물은 MMP-2와 MMP-9 효소활성에 대해 유의한 억제 효과를 나타내었다. 이 조추출물은 용매극성에 따라 다시 n-hexane, 85% aq.MeOH, n-butanol 및 물 분획층으로 분획되었으며 이렇게 얻어진 4개의 용매 분획물들중에 n-hexane과 85% aq.MeOH 분획이 gelatin zymography와 MMP ELISA assay에서 MMP-2와 MMP-9의 활성을 효과적으로 억제하였다. 또한 wound healing assay, RT-PCR 및 Western blot assay에서 H2O 분획을 제외한 모든 용매 분획물들이 세포 이동, 그리고 MMP-2 및 MMP-9의 mRNA와 단백질 발현을 유의하게 억제하였다.
식용 임산자원인 산채류를 기능성 식품으로 개발하고자 산마늘을 비롯한 총 13종의 에탄올 조추출물에 대한 콜레스테롤 저하활성을 검정하였다. 즉, 콜레스테롤 생합성 과정 초기에 관여하는 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase(HMG-CoA reductase)와 후기에 관여하는 squalene synthase의 효소 활성을 조사한 결과 산마늘 잎 에탄올 추출물이 두 효소의 활성을 공히 70% 이상 저해하여 활성이 가장 우수한 것으로 나타났다. 그리고 이러한 콜레스테롤 저하활성과 관련이 있는 물질을 탐색하고자 산마늘로부터 물질 단리를 시도하여 디클로로메탄 가용부로부터 kaempferol과 quercetin을 단리하였다. 또한 유전자 레벨에서의 콜레스테롤 저하 활성을 조사하기 위해 단리물질과 분획물을 C100세포(햄스터 유래 HMG-CoA reductase 고발현 세포주)에 각각 5 ㎍/㎖과 10 ㎍/㎖로 24시간 처리하여 HMG-CoA reductase와 squalene synthase의 mRNA 발현 정도를 조사하였다. 그 결과 10 ㎍/㎖로 kaempferol과 quercetin을 처리한 경우 두 효소의 mRNA가 전혀 발현하지 않는 것으로 나타나 유전자 레벨에서의 콜레스테롤 생합성 저해 효과를 확인할 수 있었다. 이상의 결과 산마늘 잎 에탄올 추출물은 콜레스테롤 생합성에 관여하는 HMG-CoA reductase와 squalene synthase의 활성을 저해하며 이러한 활성 저해 효과는 kaempferol과 quercetin에 기인하는 것으로 사료되었다. 특히 kaempferol과 quercetin은 여러 식물의 성분으로서 이미 알려진 화합물이지만 콜레스테롤 저하활성이 있는 것으로 밝혀진 것은 이번이 처음으로 금후 이들 물질과 이들 물질을 함유하고 있는 식물 활용에 필요한 자료를 제공하였다고 사료된다.
물푸레나무(Fraxinus rhynchophylla Hance, F. rhynchophylla)는 동아시아에서 널리 사용되어 온 전통적인 약용 식물로, 만성 기관지염, 세균성 이질과 시력 개선 등을 위해 사용돼 왔다. 물푸레나무에는 esculin, esculetin, fraxin 및 fraxetin과 같은 다양한 형태의 쿠마린이 존재하며, esculetin은 항산화, 항염, 항균, 항암 및 아토피성 피부 염증 완화 등의 효과를 가지고 있다. 지금까지 물푸레나무 내 유효 성분을 증가시키는 공정개발에 관한 연구는 보고되지 않았다. 따라서 본 연구의 목적은 물푸레나무 내 esculetin함량을 증가시키고, 항염 및 항산화 효능을 증대시키기 위한 물푸레나무 생물전환 공정을 개발하는 것이다. 당분해효소 viscozyme L을 이용하여 물푸레나무에 처리한 결과 물푸레나무 효소처리물(FRE-VL)은 물푸레나무 추출물(FRE)대비 esculetin 함량이 3.1배 증가하였으며, 항염 활성 증대와 DPPH 라디칼 소거 활성의 효과를 나타내었다. 본 연구를 통해 화장품 분야에서 생물전환 기술을 적용한 물푸레나무 효소처리물의 신규 화장품 기능성 소재로의 활용 가능성을 확인하였다.
Cellobiose dehydrogenases (CDHs) are a group of enzymes belonging to the hemoflavoenzyme group, which are mostly found in fungi. They play an important role in the production of acid sugar. In this research, CDH annotated from the actinobacterium Cellulomonas palmilytica EW123 (CpCDH) was cloned and characterized. The CpCDH exhibited a domain architecture resembling class-I CDH found in Basidiomycota. The cytochrome c and flavin-containing dehydrogenase domains in CpCDH showed an extra-long evolutionary distance compared to fungal CDH. The amino acid sequence of CpCDH revealed conservative catalytic amino acids and a distinct flavin adenine dinucleotide region specific to CDH, setting it apart from closely related sequences. The physicochemical properties of CpCDH displayed optimal pH conditions similar to those of CDHs but differed in terms of optimal temperature. The CpCDH displayed excellent enzymatic activity at low temperatures (below 30℃), unlike other CDHs. Moreover, CpCDH showed the highest substrate specificity for disaccharides such as cellobiose and lactose, which contain a glucose molecule at the non-reducing end. The catalytic efficiency of CpCDH for cellobiose and lactose were 2.05 × 105 and 9.06 × 104 (M-1 s-1), respectively. The result from the Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) spectra confirmed the presence of cellobionic and lactobionic acids as the oxidative products of CpCDH. This study establishes CpCDH as a novel and attractive bacterial CDH, representing the first report of its kind in the Cellulomonas genus.
본 연구의 목적은 양파추출물의 간보호 및 항산화 효과를 조사하기 위함이다. 간 손상을 유발시키는 t-BHP (1.5mM) 존재하에 간세포를 0, 0.01, 0.05, 0.1 및 0.3 mg/ml의 다양한 농도의 양파추출물로 1시간 동안 일차배양하였다. 간세포 독성과 생존율은 배양액의 GOT와 LDH 활성 및 MTT 값으로 결정하였고, 지질과산화는 TBARS 농도로 측정하였다. 항산화에 미치는 효과는 catalase, GSH-Px, GSH-Rd 활성 및 DNA strand breaking assay로 결정하였다. t-BHP는 GOT와 LDH 활성 및 TBARS 농도를 증가시켰으며 MTT값은 감소시켰다. 0.05 mg/ml 이상 농도의 양파추출물 첨가는 1.5 mM 농도의 t-BHP에 의해 증가된 GOT 및 LDH 활성을 감소시켰으며 0.01 mg/ml 이상 농도의 양파추출물은 t-BHP에 의해 감소된 MTT 값을 증가시켰다. 또한 0.01 mg/ml 이상 농도의 양파추출물 첨가는 t-BHP에 의해 증가된 TBARS 농도를 감소시켜 양파추출물이 t-BHP에 의해 유발된 간손상과 지질과산화를 억제시켰다. 1시간 동안 1.5 mM 농도의 t-BHP 처리는 간세포의 catalase, GSH-Px 및 GSH-Rd 활성을 현저히 감소시켰다. 그러나 0.01 mg/ml 이상 농도의 양파추출물 첨가는 t-BHP에 의해 감소된 catalase, GSH-Px 및 GSH-Rd 활성을 증가시켰으며 특히 catalase 활성은 t-BHP 무첨가군 수준까지 증가시켰다. 또한 hydroxyl radical을 생성하는 Fenton 시약의 존재하에 plasmid DNA를 양파추출물과 함께 배양하였을 때양파추출물은 농도 의존적으로 hydroxyl radical에 의해 유도된 single-strand 절단을 억제하였다. 이상과 같이 간세포 일차배양에서 양파추출물은 t-BHP에 의해 유발된 간독성, 간세포 생존율 감소, 지질과산화를 농도 의존적으로 억제시켰고 또한 t-BHP에 의해 억제된 GSH-Px, GSH-Rd 및 catalase의 활성을 증가시켰다. 이와 같이 양파추출물의 간보호 및 항산화 효과는 항산화 효소, 특히 catalase의 활성 증가와 hydroxyl radical에 의해 유도된 산화억제 및 이에 따른 지질과산화 억제에 기인하는 것으로 사료된다.
후자린산(FA)는 Fusarium 속 균이 생성하는 독소로서 다른 곰팡이독소보다 독성은 낮으나 다른 독소와 중복 오염시 전체 독성을 증진시키는 것으로 알려졌다. 현재까지 FA 생합성 관련 효소나 유전자가 Fusarium oxysporum에서 밝혀지지 않았기 때문에 본 연구에서는 관련 생합성 유전자의 발굴을 위해 제한효소를 통한 무작위 삽입 형질전환방법인 REMI를 이용하여 FA 생성 F. oxysporum 균주의 생합성유전자의 결손을 시도하였다. F. oxysporum 균주 2주를 대상으로 REMI를 시도한 결과, 평균 3.2주 ($1{\mu}g$ DNA 당)의 효율로 7,100주 이상의 형질전환체를 육성하였다. FA 미생성 형질전환체를 스크리닝 하기 위해 FA가 함유된 배양액에서 다양한 식물종자의 발아여부를 조사한 결과, 11종의 종자 중 가장 감수성인 배추종자를 선발하였다. 각 형질전환체는 Czapek-Dox broth에서 3주간 배양한 후 배양여액을 배추종자의 발아여부 검정에 사용하였다. 검정결과 총 5,000여 주의 REMI 형질전환체 중 53주의 배양여액에서 종자가 발아하지 않아, 이들을 FA 미(저) 생성 추정 형질전환체로 선발하였다. 이중 26주의 FA 생성량을 HPLC로 분석한 결과, 2주의 형질전환체에서 모균주 생성량의 1% 이하의 FA가 검출되었다. 이 중 형질전환체 1주로부터 REMI 벡터 삽입 부위 게놈 DNA의 염기서열(252 bp)을 확보하였으며, 이 부위는 F. fujikuroi의 미동정 게놈부위와 93% 유사성이 있음을 확인하였다. 이 부위의 FA생성 관련성 증명을 위해서는 추후 연구가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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