• The Journal of Korean Medicine
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• v.20 no.1 s.37
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• pp.1-10
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• 1999

한약(韓藥)의 효능(效能)은 약성(藥性)에 의해 분류(分類)되고 질병(疾病)을 치료(治療)하며 예방(豫防)하는 작용(作用)을 한다. 그러나 약성(藥性) 이론(理論)의 문헌(文獻)과 임상연구(臨床硏究)는 비교적 많지만 상대적으로 실험연구(實驗硏究)는 일부분에 불과하여 효능(效能)을 입증(立證)하는데 어려움이 많다. 이에 저자(著者)는 온열성약(溫熱性藥)들이 지니고 있는 유효(有效) 성분(成分)들을 조사(調査)하고 이 온열성약(溫熱性藥)에 함유(含有)되어 있는 유효(有效) 성분(成分)들의 구조적(構造的)인 특성(特性)과 화학적(化學的)인 공통점(共通點)을 찾아 온열성약(溫熱性藥)의 분류(分類)에 대한 일반적(一般的)인 기준(基準)을 제시(提示)하고자 하였다. 그 결과 각각의 열성약(熱性藥)과 온성약(溫性藥)들이 함유(含有)하고 있는 유효(有效) 성분(成分)간의 구조적(構造的)인 공통점(共通點)을 찾아내었으며 구조적(構造的)인 공통점(共通點)으로부터 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. 열성약(熱性藥) 중에서 강(强)한 독성(毒性)을 나타내는 부자(附子)와 초오(草烏)의 효능을 나타내는 유효 성분(成分)들은 C19-diterpenoid alkaloid과 C20-diterpenoid alkaloid 계열의 구조(構造)를 지닌 화합물들로 구성(構成)되어 있다. 이 디테르펜 알카로이드(diterpene alkaloid)들의 경우 고리의 구조(構造)가 aconitane(1), hetisan(16)과 7,20-cycloveatchane(17)의 기본골격(基本骨格)을 지니고 있으며, 이 두 가지 기본구조(基本構造)의 공통점(共通點)은 A 고리에 질소를 포함한 2-azabicyclo-[3.3.1]-nonanyl의 부분구조를 갖고 있으며, 이 부분 구조는 자연계에 존재하는 tropane alkaloid들의 기본구조(基本構造)와 유사하다. Tropane alkaloid들은 중추신경계에 작용하는 약물들로 알려져 있으며, tropane alkaloid는 일반적으로 anatoxin a(171)와 같이 강(强)한 독성(毒性)을 나타내며, 부자(附子)와 초오(草烏)가 지니고 있는 강한 독성(毒性)은 바로 2-azabicyclo-[3.3.1]-nonanyl 구조(構造)에 기인하는 것으로 추정할 수 있다. 2. 육계(肉桂)에 주성분으로 함유(含有)되어 있는 cinncassiol(47) 화합물(化合物)들은 분자 내에 bicyclo-[4.3.0]-nonanyl과 bicyclo-[3.3.0]-octanyl의 기본 혹은 부분 구조를 지니고 있다. 3. Cinncassiol(47) 화합물(化合物)들은 강(强)한 항균력(抗菌力)을 보이고 있는데, cinncassiol(47) 화합물들이 지니고 있는 구조적인 특성인 bicyclo-[4.3.0]-nonanyl과 bicyclo-[3.3.0]-octanyl의 기본 혹은 부분 고리구조는 sesquiterpenoid 화합물(化合物)들과 diterpenoid 화합물(化合物)들 중에서 많이 발견되며, 이러한 구조(構造)를 지니고 있는 sesquiterpenoid 화합물(化合物)과 diterpenoid 화합물(化合物)들도 좋은 항균력(抗菌力)을 보이고 있다. 이러한 공통(共通)된 구조상(構造上)의 유사점(類似點)이 항균력(抗菌力)을 나타내는 지표로서 활용 가능성이 기대된다. 4. 온성약(溫性藥)의 경우, 백지(白芷)의 coumarin(39) 화합물(化合物)들과 furocoumarin(61) 화합물(化合物)들, 건량(乾量)의 gingerol(87), shogaol(93), gingerdiol(95) 등과 capsaicin(102), 마황(麻黃)의 ephedrine(124) 계렬(系列) 화합물(化合物)들, 세신(細辛)의 methyleugenol(136)과 asaricin(137)의 구조(構造)에서 발견(發見)할 수 있는 공통적(共通的)인 요소는 phenolic 또는 methoxyphenyl의 공통구조를 지니고 있다. 온성약(溫性藥)의 유효성분들은 공통적으로 phenolic aromatic 화합물(化合物)을 함유(含有)하고 있다. 따라서, 열성약(熱性藥)과 온성약(溫性藥)은 주성분(主成分)들의 분포(分布)가 각기 다르며, 독성(毒性)을 나타내는 열성약(熱性藥)은 2-azabicyclo-[3.3.1]-nonanyl 구조(構造)를 지니고 있고, 육계(肉桂)와 같은 항균력(抗菌力)을 지니는 약물(藥物)은 bicyclo-[3.3.0]-octanyl 또는 bicyclo-[4.3.0]-nonanyl의 구조(構造)를 지닌다. 백지(白芷), 마황(麻黃), 세신(細辛) 등에서 볼 수 있듯이 온성약(溫性藥)은 benzene 구조(構造)를 함유(含有)하는 phenolic aromatic 화합물(化合物)들이 주종을 이룬다.

• Korean Journal of Medicinal Crop Science
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• v.12 no.2
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• pp.118-122
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• 2004

We have investigated that a couple of soft ferrite ceramic powders having a spinal structure have shown the effect on growth and secondary metabolites production of some medicinal plants cultured in vitro. The addition of the ceramic powders as bare state to culture medium has stimulated the growth of Achyranthes japonica callus and plantlet, adventitious root of Hyoscyamus niger and Platycodon grandiflorum hairy root about 65, 75, 150 and 50%, respectively. Whereas Centella asiatica callus and plantlet, Scopolia parviflora hairy root, and Hyoscyamus albus adventitious root were not affected markedly. Moreover, the ceramic powder has enhanced the growth of H. niger adventitious roots even under conditions of irradiating alone without any direct contact between ceramic powder and media. Based on growth stimulation effect, the ceramic powders have enhanced the gross production of tropane alkaloid in H. niger adventitious root, and polyacetylene in P. grandiflorum hairy root about 35 and 30%, respectively.

• Proceedings of the Korean Society of Plant Biotechnology Conference
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• 2003.04a
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• pp.195-195
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• 2003

• Korean Journal of Medicinal Crop Science
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• v.12 no.5
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• pp.378-383
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• 2004

Scopolamine and hyoscyamine are important anticholinergic compounds. To increase the productivity, we have selected various elicitors and developed culture system using a bubble column bioreactor (BCB). As the same manner of elicitation in flask cultures, the elicitors were introduced into BCB cultures and the productivity was investigated. Except the bacterial elicitor of Staphyllococcus aureus, the elicitors inhibited hyoscyamine production. In scopolamine production, the elicitors revealed different responses from the results obtained in flask cultures. The elicitors of KCl and Candida albicans less increased the production than flask cultures. However, methyl jasmonate and S. aureus showed stronger positive effects on tropane alkaloid production. In particular, S. aureus was the most effective elicitor on scopolamine production and the elicitor resulted in the highly increased production, approximately 10 times higher than the control culture.

• Korean Journal of Plant Tissue Culture
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• v.27 no.3
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• pp.203-211
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• 2000

In this study to produce large-scale scopolamine we were examined in the tumor calli of Datura metel L. induced by Agrobacterium tumefaciens $Ery{101}$. The growth and scopolamine contents of tumor calli were higher under light condition than in dark. The optimum condition of growth and scopolamine production were fluence rate of 16 $\mu$mol $m^{-2}s^{-1}$, spectra of red light region and 16 hour light periods on 50 mL SH liquid medium in 4 weeks culture. To increase of the scopolamine contents in tumor calli, the optimum concentration of nitrogen source were 1.8 mM NH$_4$+ and 40 mM NO$_3$. The optimum elicitor concentration for production of scopolamine were 10 mg/L chitosan and 15 mg/L yeast extract. The effect of precursors were good at the concentration of 0.2 mM tropine and 0.3 mM tropic acid, respectively. In order to increase of growth and scopolamine contents. we induced mutant from Datura metel L. tumor callus. Mutants of tumor calli were obtained by 3 Krad, 4 Krad and 6 Krad of ${60}^Cor-ray$. Among them, 3 Krad tumor callus was excellent on the growth and teratoma induction. The 4 Krad tumor callus was negligible for both growth and teratoma induction. But the 6 Krad tumor callus was the best in growth and teratoma induction. The formation of the mutant calli can be enhanced through hormonal combination of 1 mg/L 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and 0.5 mg/L benzyladenine. We carry out selection mutant tumor calli for high content tropane alkaloid and suspension cultures for scopolamine production.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 2003.04a
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• pp.568-570
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• 2003

The Hyoscyamus niger hyoscyamine $6{\beta}-hydroxylase$ (H6H, EC 1.14.11.11) gene was introduced into the genome of a Scopolia parviflora by the binary vector system using the disarmed Agrobacterium rhizogenes strain KCTC 2703. Expression of H6H enzyme which are involved in alkaloids pathway by western blot analysis using proteins extracted from leaf, stem flower, branch root and main root were examined The enzyme expression was found only in the roots, with no expression in leaf, stem and flower. The alkaloids contents were the most higher in root and then leaf and stem has very small amount of alkaloid contents were analyzed by HPLC. The expression level of H6H in transgenic plants were two or more times than wild type plants. In transgenic plant which constitutively expresses H6H enzyme, high concentration of scopolamine was accumulated.