• 대한화장품학회지
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• 제17권1호
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• pp.39-47
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• 1991

Dental caries has been reported to be infectious disease by Streptococcus mutans(S. mutans). The ability of S. mutans to produce dental plaque has been shown to be related to glucan synthesis from sucrose by glucosyltransferase (GTase). Glucan is known to play an important role in the initiation of smooth surface caries. For preventing dental caries by traditional medicines, two hundred kinds of natural products were assayed for inhibiting activity against S. mutans and GTase. During the assay course, we chose some active plants against S. mutans and GTase and then applied these plant extracts to toothpaste.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제55권3호
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• pp.173-178
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• 2012

충치 형성 과정에 중요한 불용성 글루칸의 합성과 관련된 sucrose-glucan glucosyltransferase (Gtf)를 Streptococcus mutans Ingbritt 의 배양액에서 염석과, Sephadex G-150, CM-Sephadex, DEAE-Sephadex column을 통과시켜 정제하였다. 회수율 6.3%였으며, 정제율 13배였다. sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE)에서 이 효소의 분자량은 66 kDa이며, 최적 pH와 온도는 각각 6.0과 $40^{\circ}C$이였다. 이 효소는 0.1 mM $Hg^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Al^{3+}$에 의하여 22-59% 저해되었다. 이 효소는 2 mM 자이리톨에 의하여 40% 저해 받았으며, 0.05% 수용성 키토산, 글리콜 키토산, 글리콜 키틴에 의하여 35-45% 저해되었다. 키틴 유도체가 Gtf 활성을 억제한다는 보고는 본 연구가 최초이며, 이는 키틴 유도체를 구강청결제의 소재로 활용할 수 있음을 제시한다.

• 대한치과보철학회지
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• 제44권1호
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• pp.124-134
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• 2006

Statement of problem: Streptococcus produces energy and forms extracellular polysaccharides by metabolizing sucrose. Insoluble glucan, a kind of extracellular polysaccharide, is the important material of dental plaque. Fructose affects the metabolism of sucrose. Purpose: The purpose of this study was to evaluate the effect of fructose on the metabolism of sucrose in Streptococcus mutans. Materials and methods: To determine the effect of fructose on the formation of artificial plaque by Streptococcus mutans Ingbritt, S. mutans and fructose were placed in beakers containing M17 broth and sucrose. The wires were hung on frameworks inserted into cork stoppers, and then immersed in each of the beakers. After the incubation with gentle shaking, each wire was weighed. To analyze the effect of fructose on the sucrose metabolism by S. mutans or glucosyltransferase, S. mutans and fructose were placed in M17 broth containing sucrose. After the incubation. the remaining sucrose and polymers were analysed by thin layer chromatography. Results: The following results were obtained; 1. When Streptococcus mutans was cultured in the media containing 3% sucrose for 8 hours, the mean weight of formed artificial plaque on the wires was $124.3{\pm}3.0mg$, whereas being reduced to $20.7{\pm}10.2mg$ in the media added with 3% sucrose and 4% fructose(p<0.05) 2. When the control containing glucose was added with sucrose, the optical density of Streptococcus mutans solution cultured for 24 hours was not increased compared with the control, while being increased by adding with fructose. 3. When Streptococcus mutans was incubated in the media added with sucrose and fructose for 8 hours, the number of viable cells was increased compared with the media added with sucrose. 4. The amount of remained sucrose was increased in Streptococcus mutans culture supernatant of media added with sucrose and fructose than with sucrose only. but the amount of produced insoluble glucan was decreased. 5. The amounts of remained sucrose and produced soluble glucan were increased in the culture of glucosyltransferase-contained media added with sucrose and fructose than with sucrose only, but the amount of produced insoluble glucan was decreased . Conclusion: These results indicated that the sucrose metabolism and the production of insoluble glucan were inhibited in Streptococcus mutans by adding fructose in the media containing sucrose.

• KSBB Journal
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• 제19권5호
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• pp.368-373
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• 2004

The optimal condition for the production of a glucan and a fructan synthesizing enzymes from Leuconostoc mesenteroides NRRL B-1149 were studied based on the different medium compositions. Response surface methodology was applied to find the optimistic condition showing the relationship between the fermentation response (enzyme activities) and the fermentation variable concentrations of yeast extract, peptone concentration, K2HP04 concentration and sucrose. Optimum medium composition for both enzymes production was $0.75\%$ yeast extract, $0.72\%$ peptone, $1\%$ K2HP04 and $2.17\%$ sucrose. Using this medium, the activities produced in culture was 0.90 U/m~ for glucosyltransferase (GTase) and 0.96 U/ml for fructosyltransferase (FTase). After purification of 1149FTase by consecutive chromatographies using Sephadex G-150 and DEAE-Sepharose, a 1149FTase of 210 kDa on $7\%$ polyacrylamide gel was isolated and it synthesized soluble fructan. The 1149GTase showed a band of 180 kDa on $8\%$ polyacrylamide gel after purification using Bio-Gel P-100 gel chromatography and DEAE-Sepharose ion exchange chromatography and it synthesized insoluble glucan. The linkages of polymers were determined by methylation using Hakomori reagent and following NMR analysis. The glucan was composed of a(1~6) and a(1~3) linkages and the fructan was levan.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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• pp.188-191
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• 2002

A glucan and a fructan producing enzymes from Leuconostoc mesenteroides NRRL B-1149 were prepared and concentrated from the cu1ture of 1.5% sucrose using polysulfone ultrafiltration hollow fiber in the presence of 0.1% (w/v) Tween 80, 1 mM $CaCl_2$, and 0.02% $NaN_3$. The molecular masses of the enzymes were estimated to be about 213.6 kDa and 180 kDa, respectively, based on the PAS staining for the glucosyltransferase and Mukasa method for fructosyltransferase. Polymers produced by the enzymes showed different solubility; an insoluble glucan and a soluble fructan. The linkages of polymers were determined by methylation using Hakomori reagent and following acid hydrolysis. The glucan was composed of ${\alpha}$-1,6 and 1,3 linkages and the fructan showed similar linkage data of levan.

• 대한소아치과학회지
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• 제35권1호
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• pp.73-82
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• 2008

치아우식은 주로 mutans streptococci에 의해 야기되는 감염성 질환으로서 주 원인균에는 streptococcus mutans가 있다. S. mutans가 치아우식을 유발하는 분자 생물학적 기전은 몇 가지 단계를 포함한다. 먼저 S. mutans는 AgI/II와 같은 세포 표면의 섬유성 단백질을 매개로 치면의 타액성 피막에 일차적으로 부착한다. 두번째 단계에서 자당의 존재하에 glucosyltransferase(GTF)는 glucan과 같은 다당체를 합성하게 된다. 마지막으로 이렇게 합성된 glucan은 glucan binding proteins와 상호작용하여 치면세균막을 형성해서 세균의 군집화를 가능하게 한다. 많은 실험과 임상연구에서 S. mutans의 주요 항원(Ag I/II, GTFs, GBPs)들이 치아우식 병리기전에 영향을 준다고 알려져 왔고, 따라서 이런 항원들이 면역계에 작용하여 치아우식을 막는 백신으로 이용 가능하다. 본 실험은 streptococcus mutans GS-5로부터, GTFb, GTFc, GTFd 유전자를 복제하고 염기서열분석을 하였으며, 이중 GTFd가 먼저 재조합 단백질 생산을 위해 발현 벡터에 클로닝 되었으며, 이로부터 단백질이 발현됨을 확인하였다. 이번 실험에서 얻은 순수 GTF 항원은 동물실험을 통해 특정 GTF 활성부위에 대한 항체 생산에 이용될 수 있을 것이다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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• pp.239-242
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• 2002

We have synthesized branched oligosaccharides (BOS) by the mixed-culture fermentation (MBOS), fructosyltransferase (FBOS) or glucosyltransferase (GBOS) with high concentration of sucrose (3M). MBOS was further modified as iron and sulfate-oligosaccharides. The modified MBOS were stable at high temperatures (up to $140^{\circ}C$) and low pHs (2 to 4). Most highly branched and modified oligosaccharide (0.34%, w/v) effectively inhibited fructose release from sucrose by Streptococcus mutans 6715 mutansucrase. FBOS, GBOS, iron-MBOS inhibited the mutansucrase activities from Streptococcus sobrinus about 46.8%, 49.2% and 43.1%, respectively. Most highly branched and modified oligo- saccharides (0.5%, w/v) effectively inhibited the fonnation of insoluble glucan and adherence of S. mutans or S. sobrinus cell in the presence of sucrose. Modified oligosaccharides affected the growth and acid production of oral pathogens. Cytotoxicity test showed that highly branched and modified oligosaccharides was non-toxic.

• 대한소아치과학회지
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• 제31권2호
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• pp.304-313
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• 2004

천연의 당알콜계 감미료인 자일리톨을 사용하여 자당으로부터 글루캔을 합성하는 효소인 glucosyltransferase(GTF)의 mRNA 발현에 미치는 영향을 Fluorescent in situ hybridization(FISH)과 유식세포측정기를 이용하여 분석하여 다음의 결과를 얻었다. 1. FISH분석결과 1% 자당이 함유된 BHI 배지에 1%, 5%, 10% 자일리톨을 첨가하였을 때 gtfB, gtfC 및 gtfD mRNA 발현이 농도 의존적으로 억제되었고, gtfB 보다는 gtfC 및 gtfD의 발현이 더 크게 억제되었다. 2. 유식세포측정기로 분석한 결과 자당의 농도가 0.1%, 0.5%, 1%로 증가함에 따라 gtfB, gtfC 및 gtfD mRNA 발현이 증가하였다. 3. 유식세포측정기로 분석한 결과 자당이 1%함유되었을 때 1%, 5%, 10% 자일리톨을 첨가한 경우 gtfB, gtfC 및 gtfD mRNA발현이 유사하게 억제되었으며, 10% 자일리 톨을 첨가한 경우 gtfB, gtfC 및 gtfD mRNA발현이 가장 크게 억제되었다. 이상의 결과를 종합하면 자일리톨은 자당첨가에 의한 Streptococcus mutars의 gtf mRNA 발현을 억제하여 항우식효과에 기여하는 것으로 생각된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제51권1호
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• pp.84-87
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• 2008

Streptococcus mutans, Streptococcus sobrinus 등과 같은 구강 세균에 의해 생산되는 효소인 glucosyltransferase(GTase; sucrose 6-glucosyltransferase, EC 2.4.1.5) 는 충치 발생에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며 Gtase-I, GTase-SI, GTase-S 등 최소 3종의 isozyme이 알려져 있다.$^{7-10)}$ GTase는 sucrose로부터 점착성이 있는 불용성의 glucan을 형성하고 이 glucan에서 구강 미생물이 증식하며 그 결과로 생성된 유기산에 의하여 치아표면의 에나벨 층이 부식되므로써 충치가 유발되게 된다.$^{11)}$ 따라서 불용성 glucan의 생성을 유도하는 GTase의 활성을 조절하는 것은 충치 발생 억제에 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다. 본 연구자 등은 GTase를 효율적으로 저해하여 충치를 예방할 물질을 탐색하기 위한 연구의 일환으로 약 420종 식물체의 ethanol 추출물로부터 GTase 저해 활성을 검색하여 보고한 바 있다. 수종의 식물체 ethanol 추출물은 S. mutans에 대한 정균활성과 GTase 저해 활성을 동시에 나타내었으며 물질의 분리${\cdot}$정제로부터 oleic acid를 주성분으로 히는 불포화 지방산임이 밝혀진바 있다.$^{12)}$ 본 연구에서는 약 420종 식물체의 열수추출물을 대상으로 GTase 저해 활성을 검색하였다. 그 중 13종의 열수 추출물에서 비교적 높은 GTase 저해활성이 분포 되고 있음을 확인하였으며 활성이 높은 회향을 대상 식물체로 하였다. 회향의 열수 추출물은 S. mutans의 생육에는 영향을 미치지 않고 GTase 활성을 저해하는 특정을 가지고 있다(data not shown). 특히 사람을 대상으로 한 회향 열수 추출물에 의한 치면 세균막 억제 임상 실험 결과 plaque index의 저하를 가져오는 것으로 나타나 회향 열수 추출물은 GTase 활성을 저해하여 충치 예방 목적으로 적용 할 수 있음을 알 수 있다. 회향은 한국을 비롯한 아시아권에서 식품의 향신료 및 민간요법에 널리 사용되는 식물이고 식품의 원료로 사용할 수 있는 소재이다. 회향의 열수 추출물은 열에 대해 높은 안정성을 나타내는 가공 특성을 가지고 있으므로 천연물 기원의 충치예방 기능성 식품으로서의 산업적 이용가치가 기대된다.

• 약학회지
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• 제34권6호
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• pp.434-438
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• 1990

The methanolic extract of the root-bark of Morus alba L.(Mulberry tree) has the potent antibacterial activity against Streptococcus mutans. Its active component was identified to be sanggenon C. The active component had stronger anti-bacterial activity than berberine, having minimum inhibitory concentration(MIC) of $25\;{\mu}g/ml$. Moreover, the inhibitory effect of this component on the cellular adherence of Streptococcus mutans to glass surfaces also was more remarkable than that of berberine in the presence of glucosyltransferase(GTase) and sucrose in vitro. These results indicate that sanggenon C may play an important role in inhibiting plaque formation and caries incidence.