Seonmin Lee;Kyung Jo;Hyun Gyung Jeong;Seul-Ki-Chan Jeong;Jung In Park;Hae In Yong;Yun-Sang Choi;Samooel Jung
한국축산식품학회지
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제43권2호
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pp.305-318
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2023
This study investigated the protein digestibility of chicken breast and thigh in an in vitro digestion model to determine the better protein sources for the elderly in terms of bioavailability. For this purpose, the biochemical traits of raw muscles and the structural properties of myofibrillar proteins were monitored. The thigh had higher pH, 10% trichloroacetic acid-soluble α-amino groups, and protein carbonyl content than the breast (p<0.05). In the proximate composition, the thigh had higher crude fat and lower crude protein content than the breast (p<0.05). Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) of myofibrillar proteins showed noticeable differences in the band intensities of tropomyosin α-chain and myosin light chain-3 between the thigh and breast. The intrinsic tryptophan fluorescence intensity of myosin was lower in the thigh than in the breast (p<0.05). Moreover, circular dichroism spectroscopy of myosin revealed that the thigh had higher α-helical and lower β-sheet structures than the breast (p<0.05). The cooked muscles were then chopped and digested in the elderly digestion model. The thigh had more α-amino groups than the breast after both gastric and gastrointestinal digestion (p<0.05). SDS-PAGE analysis of the gastric digesta showed that more bands remained in the digesta of the breast than that of the thigh. The content of proteins less than 3 kDa in the gastrointestinal digesta was also higher in the thigh than in the breast (p<0.05). These results reveal that chicken thigh with higher in vitro protein digestibility is a more appropriate protein source for the elderly than chicken breast.
경기도 일대의 가금류 공장부근 토양로부터 keratinolytic protease 생산성이 우수한 균주 KP-364를 선별하여 본 효소를 정제하고 일반적인 특성을 조사하였다. 본 효소는 ulkafiltration, ammonium sulfate fiactionation, DEAE-cellulose ion-exchange chromatography, Sephadex G-150 gel filtration 등을 통하여 정제되었으며 회수율은 25.2%이었다 SDS-PAGE와 gel filtration으로. 단일성과 분자량을 추정한 결과 전기영동 상에 단일 band를 나타내었으며 분자량은 약 36,000 dalton이였으며 1개의 subunit로_구성되어 있었다. 효소반응의 최적조건을 검토한 결과 최적 pH는 6.5, pH 3.0에서 10.0까지 90%이상의 활성을 나타냈으며 반응 최적 온도는 $37^{\circ}C$이였고 $60^{\circ}C$에서 1시간동안 80%이상의 활성을 유지하였다. 정제된 효소의 활성은$ FeSo_4$, KCI, $Li_2$$SO_4$를 첨가하였을 때 증가하였으며 $Ag_2$$SO_4$, $CuCl_2$, $HgCl_2$에 의해 저해되었다. 또한 EDTA, EGTA에 의해 저해되는 것으로 보아 metalloprotease의 일종이라고 판단되며 $Li^{ +}$를 cofactor로 함유하고 있는 것으로 조사되었다.
Penicillium sp. CB-20의 polygalacturonase 생성을 위한 최적조건은 탄소원으로 펙틴을 사용하여 16 시간 배양시 최대 활성을 나타내었으며, Sephadex G-25, G-75 및 G-150을 사용한 gel filtration과 DEAE-cellulose, DEAE-Sephadex A-50에 의 한 ion exchange chromatography를 통하여 이 효소를 약 30배 가량 정제할 수 있었고, 수율은 2.31%였다. 정제효소는 polyacrylamide gel electrophoresis에 의하여 단일 밴드로 확인 되었으며, 분자량은 SDS PAGE에 의하여 21,000 정도로 측정되었다. 효소의 결정구조는 마름모꼴을 형성하고 있었으며 아미노산 조성은 17종류로써 glutamic acid, glycine, hlstidine의 함량이 비교적 많았다.
서론: 심혈관계 수술 시 이용되는 조직판막 등 glutaraldehyde(GA)에 보존한 이종보철편들은 석회화에 의한 변성으로 환자의 장기성적에 나쁜 영향을 주게 된다. 이에 연구자는 GA 용액에 Mg 염을 첨가, 자유 알데히드와 미리 결합하게 함으로 조직 및 혈중의 칼슘과 반응하는 것을 막아 석회화를 완화하고자 시도하였고 계면활성제로 sodium dodecyl sulfate(SDS)와 Triton X-100을 사용, 전처치하여 GA에 고정, 석회화 완화 효과를 관찰하였다. 대상 및 방법: 우심낭을 정방형 조각으로 만들어 40 조각의 우심낭편은 대조군으로 MgCl2.6H2O를 4g/L 첨가한 0.625% GA 용액에 보존하고(1 군), 40 조각은 SDS에 전처치 후 이 GA 용액에 보존(2 군), 또 다른 40 조각은 Triton X-100에 전처치 후 GA에(3 군) 각각 한달 간 보관한다. 이들을 40 마리의 백서의 복부 피하에 각각 한 조각씩 이식하여 1 개월, 2 개월, 3 개월 및 6 개월 째에 적출, spectrophotometry로 이 우심낭편에 침착한 칼슘을 정량분석하였다. 결과: 이식 후 1 개월에는 세 군 간의 석회화 정도에 차이가 없었으나, 2 개월 부터 차이를 보여 1 군 0.921$\pm$0.121 mg/g, 2 군 0.481$\pm$0.037 mg/g, 3 군 1.369$\pm$0.200 mg/g의 통계적 차이를 보였고(p<0.05), 3 개월에 1 군 0.786$\pm$0.080 mg/g, 2 군 0.584$\pm$0.054 mg/g, 3 군 1.139$\pm$0.188 mg/g, 마지막 6 개월에 1 군 1.623$\pm$0.601 mg/g, 2 군 0.501$\pm$0.043 mg/g, 3 군 1.625$\pm$0.382 mg/g으로 정량되어 2 군에서 유의한 석회화 완화 효과가 관찰되고 있다 (p<0.05). 결론: 음성 계면활성제인 SDS의 전처치로 중기 이상 시간이 경과함에 따라 피하에 이식된 보철편의 석회화가 완화되었으나 중성 계면활성제인 Triton X-100의 전처치로는 완화 효과가 관찰되지 않았다.
효소는 세제, 식품, 사료, 의약품 및 의료용 분야 등 산업 전반적인 응용 분야에서 널리 사용되고 있으며, 산업 제품 및 공정에서 주요 요인이다. 효소를 선별, 확인, 및 특성 분석을 위해 zymography 기술이 일상적으로 사용됩니다. Zymography 기술은 SDS-전기영동을 통해 단백질을 분리한 후 포함된 기질을 겔 상에서 분해하는 기능성 효소를 검출하는 데 널리 사용되는 단순하고 민감하며 정량화가 가능한 기술이다. 이 방법은 비 환원 조건하에서 SDS-전기영동 겔에서 전기영동에 의한 단백질의 분리와 겔 상에서 효소 활성을 검출하는 다목적 2 단계의 기술이다. 이는 SDS-전기영동 겔에 기질을 중합시키고 전기영동 분리 후 효소 반응 완충용액에서 복원된 가수분해 효소에 의해 분해되는 것을 기반으로 하는 기술이다. 미생물 배양액, 식물 추출물, 혈액, 조직 배양액, 식품 속 효소 및 메타 프로테옴을 포함한 어떤 종류의 생물학적 시료들을 zymography에 적용하고 분석이 가능하다. Zymography의 장점은 전처리 없이 혼합된 시료를 적용하여 SDS-전기영동 겔 상에서 활성을 지닌 단백질을 직접 육안으로 검출이 가능할 뿐만 아니라 나노그람(nanogram) 수준에서 활성을 확인이 가능하다. 그래서 이 zymography 기술은 다양한 분야에 응용이 가능하다. 하지만, 이러한 장점이 오히려 단점으로 작용하여 실험적 오류를 범할 수 있는 경우가 많다. 본 총설에서 zymography 기술의 장점, 단점, 및 문제점 해결에 관해서 서술하였다.
폐홉충의 생리식염수 추출액을 항원으로 효소면역측정 법을 실시하여 특이 IgG항체 황성도를 측정하면 폐홉충중 현증 환자를 민감하고도 특이하게 감별할 수 있다. 진단에 사용하는 생리식염수 추출액은 조항원(조항원)므로 그 구성단백질중 환자 혈청내 특이항체와 반응하는 단백질항원이 어느 것인지에 패해서는 아직도 논란의 대상이 되고 있다. 조항원 중 특이항원을 정확히 판단하면 드물게 나타나는 교차반응의 기전을 이해하는데에도 도움이 될 분만 아니라 종특이 단일 단백질 항원을 제작할 수 있게 하는 데에도 기초가 된다. 이 연구는 폐홉충 성충의 생리식염수 추출액 중 폐홉충중 환자 혈청과 반응하는 단백질 분최을 관찰하기 위하 여 실시하였다. 개에 실험적으로 감염시킨지 13주째에 얻은 폐흡충 성충의 생리 식염수 추출액을 10∼15% linear gradient gel에서 환원조건하의 SDS-PAGE론 실시하였다. Coomassie염색결과 단백질 대(대) 15개를 판별할 수 있었고 그 분자량은 80, 51, 46, 45, 30, 25, 23, 21, 19, 16.5, 15.5, 14.3, 13. 12 및 10 hDa이었다. 그중 23, 16.5, 14.3, 13, 12 및 10 kDa가·진하게 염색되는 주(주) 단백질대이었다. 활동성 폐흡충증으로 확진한 환자 20명의 혈청을 효소면역전기영동이척법(immunoblot)으로 분리된 단백질대 에 반응시켰을 때에 46, 30및 23 kDa단백질에 가장 가장 강하게 반응하였다. 그 중에서도 30 kDa는 가장 많 은 환자 혈청과 반응하였고 가장 강한 반응이 나타났다. 그리고 46 kDa 및 23 kDa에서도 강한 반응이 있었다.
식물과 동물 모두 단백질체 분석을 위해 계면활성제를 사용하여 단백질을 효과적으로 가용화 하는 것은 매우 중요하다. 여러 계면활성제 중 광분해성의 Azo는 MS 분석에 적합하며 단백질을 효과적으로 잘 가용화 하는 등의 여러 이점을 보여주었다. 그러나 대부분이 동물 단백질체 분석에 적용되어 있었으며 식물 단백질체 분석에의 적용은 미비하였다. 따라서 본 연구에서는 벼 잎의 단백질체 분석을 위한 계면활성제로 Azo를 사용하여 SDS와 비교 분석을 수행하였다. 비표지 단백질체 정량 분석, 단백질 기능 분석, 세포내 단백질체의 위치 확인 분석 및 KEGG 경로 분석을 수행하였으며, 그 결과 SDS와 비교하였을 때 Azo의 단백질 가용화 효율이 전혀 떨어지지 않음을 확인하였다. 이는 앞으로 벼 뿐만 아니라 식물단백질체 분석 시에 광분해성 계면활성제인 Azo의 적용 가능성이 무궁무진함을 의미 한다.
탄소나노튜브(carbon nanotube) 필름은 낮은 전기저항, 높은 투명도, 우수한 기계적 강도 및 유연성, 열적 안정성 등의 뛰어난 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 다양한 계면활성제로 분산시킨 수용액으로부터 제조된 단일벽 탄소나노튜브(single-walled CNT) 필름의 면저항(sheet resistance) 특성을 비교하였다. 먼저 나노튜브의 분산을 위해 널리 사용되는 계면활성제인 sodium dodecyl sulfate(SDS)를 기준으로 탄소나노튜브의 양, 원심분리 시간, 초음파 세기 및 시간 등의 최적 공정조건을 정한 후 각 계면활성제에 대해 분산을 위한 최적 첨가량을 알아내어 계면활성제 별로 탄소나노튜브 수용액을 제조하였다. 다양한 계면활성제로 분산된 단일벽 탄소나노튜브 수용액을 알루미나 재질의 필터에 정량적으로 vacuum-filtration하여 필름을 만들었다. 이 필름들의 면저항을 측정함으로써 계면 활성제에 따른 전기적 특성의 차이를 관찰하였다. 본 연구에서 사용한 여러 가지 계면활성제 중 sodium dodecylbenze nesulfonate (NaDDBS)를 사용하여 만든 필름이 가장 낮은 면저항을 나타내었으며, 이는 NaDDBS가 단일벽 탄소나노 튜브 다발들을 개개의 튜브로 잘 분산시키기 때문인 것으로 생각된다.
본 연구에서는 화학 물질의 급성 안자극 시험을 수행하기 위한 세포 기반 미세유체 칩의 개발과 응용에 관한 연구를 수행하였다. 포토리소그래피와 소프트리소그래피 공정을 이용하여 미세유체 칩을 제작하였으며, 칩은 배양 면적이 다른 3개의 세포 배양 구획으로 이루어져 있다. 세포 기반 안자극 시험은 토끼 각막 상피 세포를 사용하여 수행하였다. 미세유체 칩에 배양된 세포에 화학 물질 수용액을 처리한 후 일정한 간격으로 세포를 관찰하고, 생존율 곡선을 기반으로 세포 사멸에 대한 속도 상수를 계산하였다. 세포-세포 사이의 연접, 세포-기판 사이의 부착, 초기 세포 수 변화가 세포 사멸 속도에 미치는 영향을 조사하여 미세유체 칩의 성능을 검증하였다. 안자극 시험의 표준물질인 sodium dodecylsulfate (SDS) 수용액의 다양한 농도 조건에서 안자극 시험을 수행하였다. 화학 물질의 수용액에 300초 동안 노출시킨 세포의 생존율을 이용하여 안자극을 시험하였다. 최종적으로 미세유체 칩의 각 구획에 대한 가중치를 기반으로 독성 점수(toxicity score, TS) 산출식을 얻었다. 본 연구에서 개발한 세포 기반 미세유체 칩은 화장품과 제약에 사용되는 화학 물질의 안자극 시험에 활용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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