Earticle

Candida magnoliae M26에 의한 erythritol의 산업적 생산을 위한 산업용 질소원의 선정과 이를 이용한 유가식 배양에서의 erythritol 생산을 위한 최적 조건의 결정에 대한 실험을 수행하였다. 실험결과에서 산업용 질소원으로 가격이 가장 저렴하면서 erythritol의 수율과 생산성이 거의 yeast extract와 유사한 light steep water (LSW)를 선정하였다. 즉 선정한 LSW 43.3 mL/L과 glucose 250 g/L을 이용한 회분식 발효에서 52.6%의 수율과 0.52 g/L-hr의 생산성으로 131.6 g/L의 erythritol을 생산하였다. 생산성 향상을 위한 2단계 유가식 배양에서 고농도 균체를 얻기 위한 최적의 C/N ratio는 1.7으로서 glucose 100 g/L와 LSW 500 mL/L를 이용한 회분식 배양에서 71.0 g/L의 세포농도를 얻을 수 있었다. 배지의 초기 pH 조절방법에 대한 연구에서는 28% 암모니아 용액으로 pH 6.5로 조절할 경우 erythritol의 수율은 감소하였으나 높은 생산성으로 erythritol을 얻을 수 있었다. 따라서 erythritol의 수율 향상을 위한 생산단계에서의 최적 glucose 농도는 450g/L이 되도록 하는 경우이며, 이때에 37.3%의 수율과 1.66g/L-hr의 생산성으로 185.5 g/L의 erythritol을 생산할 수 있었다. 따라서 산업용 질소원으로 선정된 LSW를 이용한 2단계유가식 발효 공정을 통하여 회분식 배양과 비교해 볼 때 수율은 1.4배 정도 감소되었지만 erythritol의 생산성은 3.2배로 향상시킬 수 있었다.

Experiments were carried out to select an industrial nitrogen source and optimize erythritol production by Candida magnoliae in fed-batch culture. Among the industrial nitrogen sources tested, light steep water (LSW) was found to be the best nitrogen source for producing erythritol, based on erythritol yield and raw material price. The maximum erythritol concentration obtained a 131.6 g/L, with a 52.6% yield and 0.52 g/L-hr productivity from a 250 g/L glucose and 43.3 mL/L LSW in batch culture. Two-stage fed-batch culture was chosen to improve the volumetric productivity and the yield of erythritol. High cell density culture in cell growth stage was achieved by batch type culture containing 100 g/L glucose and 500 mL/L LSW. The cell concentration was 71.0 g/L after 23 hours of culture. Erythritol productivity was decreased by increasing glucose concentration in the production stage. But 37.3% of the maximum erythritol yield was obtained with 185.5g/L of erythritol and 1.66 g/L-hr of productivity when 820 g of glucose powder was directly added to a concentration of 450g/L glucose in production stage.

현재는 재조합 Erythropoietin의 생물학적 활성을 mouse를 이용한 in vivo bioassay로 실시하고 있으나, 이 방법의 여러가지 불편함으로 인하여, 이를 대체하기 위해 Ba/F3 세포주를 이용한 in vitro assay 방법을 확립하였으나, 위에 상술한 바와 같이 in vitro assay는 erythropoietin의 당분포에 의한 차이를 보이지 않기 때문에, 이를 보완하기 위해서는 in vivo bio-activity와 정량적인 상관관계가 있는 당단백질의 isoform 분석법인 Capillary zone electrophoresis (CZE) 와 sialic acid함량 결과를 동시에 분석해야 했다. 위의 결과 sialic acid 함량은 erythropoietin 원액에서 10mol/mol,EPO 이상의 sialic acid 함량을 가져야 되며, CZE 결과는 재조합 erythropoietin의 isoform 분포가 isoform 3의 경우 5.594～0.593%, isoform 4의 경우 31.598～11.704%, isoform 5의 경우 37.033～29.301%, isoform 6의 경우 27.837～18.807%, isoform 7의 경우 17.085～7.824%, isoform 8의 경우 7.642～1.964%을 보여줌과 동시에 isoform 4의 면적은 isoform 5의 면적보다 항상 작아야한다. 이상 두 가지 시험결과와 in vitro assay 결과를 combine해서 in vivo assay를 대체할 수 있다는 좋은 실험적 data를 얻었으므로 이상 위의 3가지 분석법을 활용한 combined in vitro bioassay 법의 기초를 확립하였다.

In vivo bioassays for biological medicines have been considered final resort to unequivocally assess the biological activities for them because there are some cases in which the biological activities obtained from in vivo bioassay and in vitro bioassay quite differ each other. The in vivo biological activity of EPO depends on its sialic acid contents which confer microheterogeneity-isoforms to this protein. We have devise a method which consists of a in vitro bioassay using BaF3 cell line and a capillary zone electrophoresis (CZE) for the measurement of the EPO isoform distribution. The biological activity of EPO obtained using in vitro bioassay with BaF3 cell line showed good correlation (C.V.(%) 7.34, 5.85, 8,16, 8.08, 8.8) to EPO content measured either spectrophotometric assay (A280 0.1% =0.743) or radio immunoassay. The assay validation results of in vitro bioassay with 3 lot of in house EPO showed good results to EPO content measured either in vivo assay or radio immunoassay. and also showed good results the robustness of our method in terms of precision, accuracy, repeatability. The isoform distribution for EPO-BRP (1 : 1 mixture of epoetin-α and epoetin-β, European Pharmacopoeia) by CZE method resulted in isoform 2 through isoform 8. The major peaks in electrophoregram were composed of isoform 3 through 7. Our recombinant EPO (epoetin-α) having equivalent in vivo biological activity showed the isoform distribution of isoform 3 through 9. The major peaks consisted of isoform 4 through 8. The peak area of isoform 4 was always smaller than that of isoform 5. The preparations of recombinant epoetin-α with lower in vivo biological activity than EPO-BRP showed the isoform 2 through 8 in their electrophoregrams whose major peaks consisted of the isoform 3 through 7. The peak area of isoform 4 was larger than that of isoform 5.

이부프로펜 중 S-enantiomer는 약물학적 효과를 갖고 있으나 R-enantiomer는 여러 가지 부작용을 갖고 있다. 이런 라세미 혼합물은 키랄 고성능 액체 크로마토그래피를 이용하여 효과적으로 분리 할 수 있었다. 실험에서 이용한 column(3.9×300 ㎜)은 Kromasil 10 ㎛를 충진하였고, 이동상으로는 n-hexane/tert-butyl methyl ether/acetic acid를 사용하였다. 유속은 1.0 ㎖/min, 주입부피는 5 ㎕이고, UV 검출기의 wavelength는 220 ㎚이며 실온에서 실험하였다. 라세미 형태의 이부프로펜을 키랄 고정상으로 채워진 컬럼을 이용하여 이동상의 조성비를 바꿔가면서 이동상의 조성 변화에 따른 두 물질의 분리도의 상관식을 얻었다. 이 상관식을 이용하여 각 조성에 분리도에 미치는 영향을 정량적으로 표시하였고 보간법 또는 외사법에 의하여 실험이외의 조성에 대한 분리도를 예측할 수 있는 장점이 있다.

Ibuprofen was analyzed by chiral high performance liquid chromatography. Retention behaviours of the standard mixtures of ibuprofen were investigated to obtain their acceptable resolution. A chromatographic column (3.9×300 ㎜) was packed by Kromasil CHI-TBB packings (10 ㎛) and n-hexane was used as a mobile phase with 0.1% acetic acid and tert-butyl methyl ether. Isocratic elution of ibuprofen at 1.0 ㎖/min was performed by changing the mobile phase compositions. The experimental variables affecting the resolution were the compositions of mobile phase and chemical buffer (n-hexane and tert-butyl methyl ether). The resolution between the enantiomers were correlated into the several types of empirical equations including linear form, and their agreements between experimental data and calculated values were examined by the regression coefficient.

아직 국내에서는 드물게 경작되고 있지만 이미 옛 고서적에 나와 있는 초석잠 (Stachys sieboldii MIQ.)에는 많은 유용한 물질이 있음을 알 수 있었다. 줄기의 메탄올 추출물 100㎎을 메탄올 20 mL에 녹여 만든 샘플에서 total poplyphenol과 flavonoid가 각각 9.33 ㎍/mL (1.97%), 3.77 ㎍/mL(0.75%)씩 함유되고 있음을 알 수 있으며 각 유기 용매층의 추출물의 항산화 활성도를 비교해 본 결과 DPPH법을 통해 기존의 항산화제인 α-tocopherol (21.8 ㎍), BHT (100 ㎍) 그리고 BHA (20.6 ㎍)와 비교해도 에틸아세테이트 (15 ㎍), 부탄올 (50 ㎍) 추출물의 항산화능이 뒤지지 않음을 알 수 있었다. 또한 과산화 지질 형성 억제능과 아질산염 소거능 조사에서 에틸아세테이트의 추출물이 가장 높은 활성도를 나타내었으며 기존의 항산화제들과 비슷한 효능을 나타내었다. 이를 실리카겔 칼럼 크로마토그래피를 이용해 다시 분획하였고 UV/VIS 흡광광도계를 통해 최대 흡광도의 파장은 280~330 nm 사이에 나타내었다. 그 중 최대 흡광도가 284 nm인 ES-1에서 가장 높은 항산화 활성을 보였다. 이는 일반적으로 알려져 있는 phenolic compounds의 UV-VIS spectral data와 일치하며 다양한 phenolic compounds가 초석잠 (Stachys sieboldii MIQ.) 속에 함유되어 있음을 알 수 있었다.

This study was worked out to investigate the compounds of antioxidant constituents extracted from Stachys Sieboldii MIQ. and their effects on antioxidant activity by DPPH method, ferric thiocyanate method, and nitrite scavenging ability. Solvents such as methanol, hexane, chloroform, ethyl acetate, butanol, and water were used for this purpose. Total concentrations of polyphenols and flavonoids were measured in the methanol fraction. The ethyl acetate fraction showed the strongest activity by DPPH method, ferric thiocyanate method, and nitrite scavenging ability. The ethyl acetate extract was fractionated on a silica gel column using elution solvent (chloroform : methanol : water = 70 : 30 : 5 lower phase) at a flow rate of 1.0 mL/min. UV-VIS spectral data of each fraction showed adsorption maxima in the range of 284～330 nm. Among fractions, the fraction 1 that has λmax (nm) of 284 nm showed the strongest activity by DPPH method. The UV-VIS spectral data of phenolic compounds were known to lie in the range of 210～290 nm and 30 0～550 nm. Therefore, the results of our study suggested that Stachys sieboldii MIQ. contains phenolic compounds showing natural antioxidant activity.

혐기성 미생물에 저해가 되는 물질을 포함하는 고농도 폐수의 효모에 의한 처리에 관하여 연구하였다. 폐수는 furfural부산물이 배출되는 식품가공 공정의 배출폐수를 대상으로 실험하였다. 본 연구에서는 호기성 효모의 일종인 Candida utilis가 실험에 적용되었다. 회분 실험을 통하여 본 폐수는 혐기성 미생물에 저해 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. 본 공정의 최적 온도는 25에서 45oC이었으며 효모의 성장에 적당한 pH는 4에서 8사이임을 알 수 있었다. 연속실험 결과, 체류시간 1일 이상에서 COD가 90% 이상 제거되었다. 그러나 유출수 중의 유기물 농도는 여전히 다소 높은 것으로 조사되었다. 따라서 동력학적으로 해석하여 추정한 결과 남은 유기물은 대부분은 용존 미생물 생성물 (SMP, Soluble Microbial Product)에서 기인하는 것으로 판단되었다.

A yeast treatment process was applied to treat food processing organic wastewater containing inhibitory material to anaerobic bacteria. The wastewater contained high concentration of the furfural as a by-product from the food processing. Aerobic yeast (Candida utilis) was selected to remove organics in wastewater. The batch test showed that the wastewater had an inhibition to anaerobic bacteria. The optimum level of temperature for yeast treatment was ranged from 25 to 45oC. The pH range from 4 to 8 was favorable to yeast growth. The continuous flow reactor was operated at various SRTs. The results were satisfactory with the reduction of COD up to 90% at SRT of more than 1 day. Through the kinetic study of the yeast, the remained COD concentration was mainly caused by the formation of soluble microbial product (SMP).

관형 광생물 반응기를 이용하여 반응기내로 들어가는 CO2 혼합기체의 농도와 유속에 따른 S. platensis 성장 특성을 분석하였다. S. platensis 성장 곡선을 분석한 결과 3% CO2 혼합기체를 150 ml/ min 의 유속으로 흘려 줄 때 가장 빠른 성장 특성을 보여 주었다. 반면 6% CO2 혼합기체 50 ml/ min경우는 본 실험 조건 중 S. platensis 성장에 유리하지 않음을 알 수 있었다. 시간에 따른 접종 배지의 pH 변화를 분석한 결과 관형 광생물 반응기내로 흘려주는 유속에 상관없이 CO2 혼합기체 농도에 따라 일정한 pH를 형성함을 알 수 있었다. 이는 접종 배지내에 일정하게 흘려주는 CO2 기체로 인해 배지내에 탄산염 시스템이 형성됨을 예측할 수 있었다. 또한 시간에 따른 비성장 속도를 분석한 결과 모든 실험 조건에서 지수성장기 동안 비성장 속도가 감소하는 경향을 보였으며 이는 광합성 미세조류인 S. platensis의 농도 증가가 오히려 관형 광생물 반응기로 복사되는 빛 에너지의 투과도를 약화시켜 S. platensis의 성장을 저해 한다고 볼 수 있다.

The study of growth characteristics for Spirulina platensis were carried out in 400 mL cylindrical photobioreactor and the effects of carbon dioxide concentration and flow rate during the growth of Spirulina platensis were investigated. The results showed that relatively low carbon dioxide concentration and high flow rate forced the growth of Spirulina platensis in experiment conditions. The pH analysis showed that different carbon dioxide concentration might form particular aqueous carbonate system in culture medium and affect the growth of Spirulina platensis. In addition, the possibility of limiting light radiation by cell density was investigated by the analysis of specific growth rate. The result intimated that the cause of decrease of specific growth rate at exponential phase was due to the limitation of light radiation by Spirulina platensis cell density in cylindrical photobioreactor.

본 연구에서는 항염증 및 항산화 활성을 갖는 유용한 물질을 검색하기 위해 40여 가지 생약재를 에탄올 추출하여 HAase 억제 및 라디칼 소거 활성을 측정하였다. HAase 억제활성을 측정한 결과, 1 mg/mL의 농도에서 황기, 두충, 오미자, 황금, 오가피, 목과, 목단피, 산사가 50% 이상의 저해활성을 나타내었고, 이들에 대하여 n-hexane, chloroform, ethyl acetate, water로 순차적으로 용매분획하여 활성을 측정한 결과, 모든 시료의 ethyl acetate와 water 분획에서 높은 활성을 보였다. 항산화 활성은 DPPH 라디칼에 대한 전자공여능과 Fenton 반응에 의해 발생한 hydroxyl radical에 대한 소거능으로 평가하였다. DPPH 라디칼에 대한 전자공여능은 복분자, 목단피, 백작약, 차전자, 마가목 에탄올 추출물이 1 mg/mL 농도에서 90% 이상으로 대조군으로 이용한 BHA와 α-tocopherol과 유사한 활성을 나타내었다. 2-deoxyribose 산화법에 따른 hydroxyl 라디칼 소거활성에서 대부분의 에탄올추출물 시료에서 모두 높은 활성을 나타내었다. 활성을 갖는 시료에 대하여 지질과산화 억제 활성을 측정한 결과 linoleic acid와 phosphatidylcholine liposome 기질 모두에 대하여 오미자 추출물은 가장 높은 억제 활성을 나타내었다.

For the screening of anti-inflammation and antioxidative activities, ethanolic extract of 40 species of traditional herbal medicines were examined their hyaluronidase inhibitory effect and radical scavenging activity in vitro. From the result of the hyaluronidase inhibitory activity using a Morgan-Elson assay, Astragali Radix, Eucommia Cortex, Schizandrae Fructus, Scutellaria Radix, Acanthopanacis Cortex, Chaenomelis Fructus, Amomum xanthioides Wallich and Moutan Radicis Cortex showed more than 50% hyaluronidase inhibitory effects at the concentration of 10 mg/mL. In the various solvent fractions (n-hexane, chloroform, ethyl acetate, water) prepared from ethanolic extracts, the ethyl acetate fraction of all extracts tested showed strong activity. Antioxidative activity was evaluated by assaying electron-donating ability to DPPH free radical and scavenging of hydroxyl radical (․OH) generated through Fenton reaction, respectively. Rubus coreanus Miq, Moutan Radicis Cortex, Paeoniae Radix Alba, Plantaginis Semen and Sorbus commixta Hedl. showed high activity more than 90%, yet similar activity to α-tocopherol and BHA at the concentration of 1 mg/mL in electron donating activity. The scavenging effects of ethanolic extracts on hydroxyl radical were investigated using a 2-deoxyribose oxidation method and tested all extracts showed significant radical scavenging activity. The experiment was also performed to examine whether herbal medicines having significant lipid peroxidation inhibitory activity, Schizandrae Fructus is the strongest inhibitory activity in both linoleic acid and liposome peroxidation.

독소루비신 고 생산성 산업균주인 BR-Dox의 충분한 양의 세포를 얻어내기 위해 R2YE 배지를 사용하였으며, 방선균의 포자형성이 잘 일어나는 2 CM 배지의 각 성분별로 첨가한 결과, CaCO3를 첨가하였을 때 인위적인 원형질체 유도에 적합한 양의 세포를 얻어낼 수 있었다. 독소루비신 생합성 능력이 향상된 균주를 선별하기 위해 BR-Dox를 배양하여 세포를 인위적으로 원형질체로 유도하여 세포벽을 재생시킨 결과, 특이적으로 독소루비신 색소로 추정되는 붉은 색을 많이 내는 콜로니를 선별하여 정성 및 정량분석을 수행하였다. 선별된 파생균주 BR-Dox4와 BR-Dox6의 경우 TLC 정성분석 및 HPLC 정량분석 결과, BR-Dox에 비해 각각 25.2%, 12.2%의 생산성이 향상되었다. 본 연구결과는 인위적 원형질체 도입과 세포벽 재생을 통한 새로운 개념의 방선균 균주개량 방법을 제시하고, 이를 이용한 독소루비신 고생산성 균주개발의 가능성을 제시하였다.

Doxorubicin is an anthracycline-family polyketide compound with a very potent anti-cancer activity, typically produced by Streptomyces peucetius. In order to increase doxurubicin productivity, a semi-industrial doxorubicin-producing Streptomyces strain named BR-Dox was cultured in a R2YE liquid medium containing CaCO3, and then converted to a cell wall-free protoplast using lysozyme treatment method, followed by PEG-mediated cell wall regeneration. Among several protoplast-regenerated Streptomyces BR-Dox strains, two independent isolates named BR-Dox4 and BR-Dox6 were visually selected using thin layer chromatography (TLC) based on the pigment overproducing phenotype. Comparing with Streptomyces BR-Dox parental strain, two protoplast-regenerated strains, BR-Dox4 and BR-Dox6 exhibited 25.2% and 12.2% higher doxorubicin productivity analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC), respectively. This result suggests that a protoplast-regeneration of an antibiotics-producing Streptomyces strain should be a promising strain development approach for antibiotics overproduction in Streptomyces species.

본 연구에서는 L. fermentum KLB12을 열 전처리 함으로서 제제화 과정 동안 거치게 되는 열 스트레스에 대한 내성이 증진됨을 확인하고, 최적의 열 전처리 조건을 수행하였다. 또한 열 전처리 뿐만 아니라, 저온과 열 전처리 조건에도 열스트레스에 대한 간섭 효과를 확인하였다. 그리고 내성 증진에 신규 단백질 합성이 필요함을 확인하였으며 나아가, 2-D electrophoresis를 통하여 7개의 신규 단백질을 확인하였다. 따라서 이 균주를 제제화하기 위한 방법으로 열 전처리를 이용할 경우 생균력 유지에 큰 효과를 얻을 수 있다고 사료된다.

In the previous study, we have isolated several vaginal lactobacilli from Korean woman and selected one of them (KLB12) for further study, which was indentified as Lactobacillus fermentum by sequence analysis of 16S rRNA gene. Formulated L. fermentum KLB12 can be used for ecological treatment of bacterial vaginosis. For pharmaceutical formulation, the spray-drying process is required where stress such as high temperature is routinely applied. In this study, we found that heat stress at 60℃ for 20～30min reduced the viable cell population of KLB12 by 106～109. However, adaptation of KLB12 cells at 52℃ made them more thermotolerant upon exposure to 60℃. The level of thermal protection in RSM (reconstituted skim milk) by adaptation in acid (pH 5), cold (4℃), ethanol (3%), NaCl (0.3M) was also examined. Although not as efficient as the homologous stress, adaptations in both cold and NaCl gave considerable cross protection against heat stress. When chloramphenicol was added during heat adaptation, adaptation effect was abolished. This suggests that de novo protein synthesis is necessary during the adaptation process. Important changes in proteome during heat adaptation was examined with two-dimensional gel electrophoresis.

본 연구에서는 초임계 이산화탄소와 보조용매를 사용하여 동결 건조된 돼지 췌장에 존재하는 지질을 단백질 효소의 변성 및 구조의 파괴 없이 제거함으로써 고순도 소화효소제를 분리하고자 하였고, 동결 건조된 돼지 췌장 내의 지질 제거 효율은 온도, 압력, 초임계 이산화탄소의 유량, 원료의 입자크기에 의존하였다. 추출온도와 압력이 높은 상태에서 높은 지질 제거효율이 예상되나 45oC 이상의 온도에서는 효소의 활성에 영향을 미치므로 추출온도 선택이 요구되었다. 또한 한정된 온도 범위 내에서 지질제거효율을 크게 하기 위하여 용매의 이동특성을 최대로 증가시키기 위한 최적 압력이 요구되었다. 초임계 이산화탄소를 이용하여 지질을 분리한 후 원료내의 지질함량은 3%(w/w) 이내로 90% 이상의 제거율을 보였으며, 보조용매를 사용했을 경우 사용하지 않았을 때 보다 추출시간은 약 3배 이상 단축되었으나, 사용된 보조용매가 효소의 활성에 영향을 미치므로 보조용매의 선택이 매우 중요하다는 것을 제시하고자 한다.

The study of pancreatin extraction was investigated by supercritical fluid process. Using supercritical carbon dioxide extraction with entrainer the purification of pancreatin was possible to remove lipids from Hog pancreas. To observe the optimum conditions different experimental variables were changed as pressure, temperature, flow rate of solvent and 0.25 mm of sample size were evaluated for effective removal of lipids. Ethanol and n-hexane were used as an entrainer with 5 mL/min. Increasing pressure at constant temperature the efficiency of the lipid removal in Hog pancreas was improved and the protein was concentrated without denaturalization, compared that of the control Hog pancreas. The most efficient conditions of lipid elimination were 17 MPa of pressure and 35℃ of temperature and 0.25 mm of sample size.

융합단백질의 절단을 위해 EK를 고정화하여 액상 절단반응과 같은 80%의 절단수율을 얻을 수 있었다. 그리고 니켈친화칼럼을 이용하여 간단한 정제공정을 구축하였다. 공유결합한 EK의 경우 니켈친화 결합한 EK보다 높은 재접힘 수율을 나타내었고 풀림과 재접힘을 이용하여 효소의 초기 활성을 회복함에 따라서 반복사용을 통한 경제적인 절단공정을 구축할 수 있게 되었다. 그러나 고정화 과정에서 효소의 활 성이 감소하는 문제점과 고정화 수율을 높이기 위한 연구가 필요하다.

Solid-phase refolding of immobilized proteins can be an effective way to reuse an immobilized enzyme column. Oriented immobilization methods are known to provide higher activity of the immobilized enzymes. In this study, using recombinant EK (enterokinase) as a model enzyme and a fusion protein, that consisted of recombinant human growth hormone and six His tag that was linked by the peptide of EK-specific recognition sequence, as a model substrate, we evaluated two oriented immobilization methods, i. e., reductive alkylation of N-terminus α-amine and affinity interaction between poly-histidine tag and Ni-NTA (nickel-nitrilotriacetic acid). The immobilization yield, activity and cleavage of the immobilized enzymes, and the yield of solid-phase refolding were compared. The Ni affinity immobilization and the covalent immobilization yields were about 100% and 65%, respectively. But the specific activities were the same, about 50% of that of the soluble enzyme. The cleavage rate by the covalently immobilized EK was higher than the soluble enzyme and the side reaction of cryptic cleavage was significantly decreased. Covalently immobilized EK showed almost 100% refolding yield but the affinity immobilized EK showed only 70% yield, which suggested the covalent conjugation provided more rigid ‘reference structure' for the solid-phase refolding. The monomeric hGH could be easily obtained by capturing the cleaved poly Histidine tag by the Ni affinity column.

Glycine의 배양액 첨가에 의해 Pseudomonas aurantiaca S-4380 유래 재조합 levansucrase의 세포 외 분비가 촉진된다는 것을 알 수 있었다. 배지액에 존재하는 glycine 농도에 비례 의존적으로 균체 내에서 발현된 효소의 분비량이 증가되었고, 세포의 성장은 억제됨을 알 수 있었다. SDS-PAGE 분석결과 0.5%, 1.0% glycine 첨가로 배양시간이 증가하면서 세포내의 단백질 배양액으로 분비됨을 알 수 있었다. Levansucrase를 분비시키기 위한 최적화된 조건은 pH을 6.9-7.0으로 조절하면서 1.0% glycine을 배양초기 첨가하였을 때 배양말기에 단백질의 급격한 분해 없이 145 U/mL의 효소 활성도를 나타내었다.

The addition of glycine up to 0.5% (w/v) to Luria broth (LB) media on the secretion of levansucrase in a recombinant strain Escherichia coli JM109/pUPLK1 was observed to enhance the release of periplasmic proteins from the cell to the broth, without significantly affecting the cell growth rate and protein productivity. However, the glycine concentration at 1% (w/v), the cell density attainable at the stationary phase fell to about 50% and the extracellular activity of levansucrase corresponded to about 80% of the total (extracellular plus intracellular) activity and increased by 2.6-fold, comparing to the cells grown in the absence of glycine. The increased pH at stationary phase accelerated the degradation of levansucrase. Maximal extracellular activity was attained when 1% glycine was supplemented at the onset of strain growth.

본 연구는 셀룰로오스 성분의 분해가 용이하지 않은 폐지를 이용하여 유기산 및 메탄으로 전환시킬 수 있는지의 여부에 대하여 연구하였다. 유기산 생성 회분식 실험에서 초기건조중량 15 g의 폐신문지와 종이박스를 음식폐기물 산 발효액과 1 : 1로 혼합하여 주입하였을 때 생성된 유기산의 총량은 신문지와 종이박스가 각각 2461과 4978 mg/L로 나타났다. 메탄발효 회분식 반응에서 초기 건조중량 15 g의 신문지와 종이박스 폐지를 주입하였을 때 24일 후 tCOD 제거율은 각각 60.9와 62.4%를 나타내었고 생산된 바이오 가스양은 각각 6.95와 6.43 L이었다. 총 고형물 (TS)의 변화는 신문지와 종이박스가 각각 34.8 과 33.4% 정도 감소함을 알 수 있었고, 휘발성 고형물 (VS)의 변화는 신문지와 종이박스가 각각 40.0 과 39.2% 정도 감소함을 알 수 있다. pH는 20일이후부터 7.5로 일정하게 유지되어 메탄발효가 적절히 진행 되는 것으로 확인되었다. 반 연속식 실험의 경우 산 발효조에서 2일, 메탄 발효조에서 12일간 체류하면서 신문지와 종이박스의 tCOD 제거 효율은 각각 64.7과 65.0%를 나타냈다. 각각의 일일 바이오 가스 생산량은 g당 0.31과 0.30 L로 나타났으며 바이오 가스 중 메탄함량은 57.3과 56.2%로 나타났다. 공정의 안정화가 이루어졌다고 판단되는 25일 이후의 pH는 혐기성 산 발효조와 메탄 발효조에서 각각 5.0과 7.5로 일정하게 나타났다.

This study was carried out to investigate the possibility of reusing newspaper or paperbox waste by methane fermentation. When 15 g of newspaper and box wastes were digested separately for 24 days by batch fermentation, the amount of total organic acids produced were 2461 and 4978 mg/L, respectively. The tCOD removal rates were found to be 60.9 and 62.4%, respectively. In addition, the removal efficiencies of total solid were 34.8 and 33.4%, and those of volatile solid were 40.0 and 39.2%, respectively. During this period, the amounts of biogas produced were 6.95 and 6.43 L. In a semicontinuous reaction, tCOD removal efficiencies for newspaper and box wastes were 64.7 and 65.0%, respectively, after 14 days of digestion. After 25 days, which were needed to stabilize the methane fermentation, the amounts of biogas produced daily were 0.31 and 0.30 L/g․dry wt, respectively. Methane contents were 57.3 and 56.2%, respectively, and the pHs in the anaerobic acidogenic and methanogenic fermenters were 5.0 and 7.5, respectively.

도꼬마리 추출물의 발암성의 유무를 검토하기 위하여 시험균 S. typhimurium TA98 및 TA100에 대한 변이원성 실험 결과, 추출물 XE-N과 XEA-N의 농도가 증가해도 TA 98 및 TA100 두 균주의 복귀변이 colony 수가 대조구에 비해 변화가 크지 않은 점을 미루어 보아 각 추출물은 변이원성이 없는 것으로 확인되었다. 도꼬마리 추출물 XEA-A, XEA-B 및 XE-A)의 H2O2로 유도된 세포 독성에 대한 억제효과는 각각 58%, 53%, 63%로서 생존율이 2배 이상 증가하였다. 면역 증강 활성은 TNF의 경우 XE-N 추출물에서 2.7배로 가장 높은 활성을 나타내었으며 XEA-N 추출물에서도 2.3배로 높은 활성을 나타내었다. IL-1β의 생성은 XE-B 추출물에서 높게 나타났으며, IL-2의 생성에는 뚜렷한 활성을 나타내지 않았다. 도꼬마리 추출물 및 정제물을 이용하여 동물에 강력한 발암물질인 MNNG를 투여한 후 항산화 효소계를 측정한 결과, 조직의 해독물질인 glutathione (GSH)의 함량이 도꼬마리 정제물 0.2% 투여군에서 약 44.6%, 도꼬마리 추출물 투여군에서 약 41.5% 증가되었다. 또한 도꼬마리 추출물 및 정제물질은 암억제 유전자인 p53의 발현을 매우 증가시켰다. 이상의 결과에서 도꼬마리 추출물은 전반적으로 항산화능, 면역증강효과, 암 예방효과 등의 기능성이 있는 것으로 입증되었으며, 각 기능에 따른 다양한 물질을 분리하여 신소재로의 개발 가능성이 큰 약제임이 확인되었다.

In a mutagenicity test using the Salmonella typhimurium TA98 and TA100, the Xanthium strumarium L. extracts had not a mutagenicity. The extracts were assayed that antioxidative effect using a colony formation assay. The extracts showed protective effects against the cytotoxicity of H2O2 and increased the immunity induced by TNF and IL-1β. The modulating effect of Xanthium strumarium L. extract on the induction of carcinogenesis by N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidin (MNNG), was investigated in Wistar rats. The GSH content was found to be reduced by MNNG treatment, but increased on adding extract. In addition the Xanthium strumarium L. extract increased p53 expression versus MNNG alone.

Insulin-like growth factor-I (IGF-I) 유전자의 발현은 사람 및 쥐에서 두 개의 promoters (P1과 P2)로부터의 전사와 alternative RNA splicing 및 differential RNA polyadenylation과 같은 복잡한 기전들에 의하여 조절되는데 조직에 따라 성장호르몬을 포함한 여러 요소들이 관여하는 것으로 알려져있다. 또한 사람의 IGF-I 유전자 exon 1의 upstream에 존재하는 P1에 hepatocyte nuclear factor 1α와 CAAT/enhancerbinding protein (C/EBP) isoform 들이 결합하여 조직 및 발달단계 특이한 발현에 중요한 역할을 할 것으로 제안되었지만, exon 1의 downstream sequence가 IGF-I 유전자의 조직 특이 적 발현을 조절하는 지에 대하여는 연구되어 있지 않다. 연령이 다른 쥐의 간 및 뇌 조직에서 total RNA를 분리하고 solution hybridization/RNase protection 방법으로 분석하여 IGF-I 유전자의 발현이 태어난 후 간 조직에서는 점차적으로 증가하였지만 뇌조직에서는 감소하여 발달단계에 따라 조직특이하게 발현되는 것을 확인하였다. IGF-I exon 1의 주요한 전사 개시점으로부터 아래쪽에 존재하는 C/EBP 결합부위를 포함하고 있는 cis-acting element에 해당하는 oligonucleotide들과 간 및 뇌조직에서 분리한 핵단백질들을 이용하여 DNA-결합 활성을 가진 분자량이 다른 C/EBPα나 C/EBPβ 단백질들을 확인하였으며 southwestern 및 western immnoblotting 분 석을 하여 간 조직의 핵 추출물에서는 42C/EBPα, 와 p38C/EBPα, p35C/EBPα, p38C/EBPβ, 그리고 p35C/EBPβ가 IGF-I exon 1 oligonucleotide와 복합체를 형성하고 뇌 조직에서는 p42C/EBPα과 p38C/EBPβ 가 복합체 형성에 관여하는 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 FRE-C/EBP isoform 복합체 형성이 IGF-I 유전자 발현의 조직 특이적 조절에 중요한 역할을 할 것으로 제안한다.

The present study was aimed at investigating the regulatory mechanism in tissue-specific expression of insulin-like growth factor-I (IGF-I) gene. The expression of IGF-I gene was determined by a solution hybridization/RNase protection assay using total RNA prepared from rat liver or brain of various ages. The levels of IGF-I transcripts were increased in liver gradually after birth, but decreased in brain. By using an oligonucleotide (FRE) corresponding to the C/EBP binding site of the rat IGF-I exon 1, multiple forms of C/EBPα and C/EBPβ proteins, which have DNA-binding activity, were detected in the rat liver or brain. Western immunoblot and southwestern analyses show that p42C/EBPα, p38C/EBPα, p35C/EBPα, p38C/EBPβ, and p35C/EBPβ form specific complexes with the IGF-I exon 1 oligonucleotide in liver nuclear extract and that p42C/EBPα and p38C/EBPβ form complexes in brain. These data suggest that the formation of FRE-C/EBP isoform complexes may play important roles in the tissue-specific regulation of IGF-I gene expression.

전반적인 유효율은 1차 유효성 평가항목인 당화혈색소가 0주 평균 7.0±1.1%에서 8주간 인슈몬 투여후 6.7±0.9%로 유의하게 감소하였으며 (p=0.0202), 특히 혈당 조절이 잘 되지 않는 당화혈색소 7.0% 초과(기저치)군에서도 0주 평균 8.1±0.8%에서 4주 투여후 7.7±0.7%로, 8주 투여 후 7.5±0.8%로 유의하게 감소하였다(p=0.0171). 당화혈색소 7% 이하인 군에서도 유의차는 보이지 않으나 0주 평균 6.2±0.3% 에서 8주 투여 후 6.2±0.6%로 다소 감소하여 당화혈색소가 7% 이하로 잘 유지되고 있음을 보여주었다. 본 연구를 통하여 당뇨병 관리를 목적으로 의약품이 아닌 기능성 식품의 대체요법에 대한 평가가 이루어진 전례가 거의 없는 상황에서 천연식물 추출물을 주원료로 한 기능성 식품인 인슈몬의 유효성과 안전성을 평가함으로써 제2형 당뇨병 개선에 많은 도움이 되리라 사료된다.

This research was concentrated to Investigate the effects of Insumon as a newly developed dietary supplement in patients with type 2 diabetes. The average glycated hemoglobin level was dropped from 7.0±1.1% to 6.7±0.9% after 8 weeks with statistic significance (p=0.0202). For patients of HbA1c over 7%, the average HbA1c significantly decreased from 8.1±0.8% to 7.5±0.8% (p=0.0171). The average fasting blood glucose level was decreased significantly from 9.5±1.2 mmol/L (171.6±22.3 mg/dL) to 8.5±1.5 mmol/L (152.3±26.3 mg/dL) (p=0.0262) after 4 weeks and to 8.8±1.5 mmol/L (158.3±24.1 mg/dL) (p=0.0445) after 8 weeks in the group of patients of FBG of over 7.8 mmol/L (140 mg/dL). The average HDL cholesterol level was increased significantly after 8 weeks from 1.2±0.2 mmol/L (46.5±8.6 mg/dL) to 1.3±0.3 mmol/L (51.6±10.9 mg/dL) (p=0.0007). Thus, these results suggested that patients with type 2 diabetes might benefit by Insumon as a herbal dietary supplement without any serious side effects.

본 연구에서는 대량으로 배출되는 이산화탄소를 고정화하기 위해서 lab 규모의 3 L 광생물 반응기(1)를 bench 규모의 40 L와 pilot 규모의 188 L로 스케일-업 했을 때 이산화탄소의 고정화 특성을 살펴보았다. 균체성장속도 즉, CO2 고정화 속도는 광생물 반응기가 스케일-업 됨에 따라 감소하였으며, 단위면적당 CO2 고정화 양은 40 L 광생물 반응기에서 530 g CO2/m2-day으로 가장 높았다. 반면, 총 CO2 고정화양은 반응기의 용량이 커짐에 따라 증가하였으며, 188 L 광생물 반응기에서 28.05 g CO2/day를 얻었다. 광생물 반응기의 운전에 있어서 CO2 고정화속도의 향상은 단위면적당 CO2 고정화 양 및 총 CO2 고정화양을 증가시킨다. CO2 고정화속도에 영향을 미치는 운전인자 중에 가장 중요한 것은 광원으로 반응기의 스케일-업시 광원의 개수 및 배열을 조절함으로써 용량이 커짐에 따라 저감되는 CO2 고정화속도를 증가시킬 수 있었다. 또한 향후 스케일-업된 광생물 반응기에서의 물질전달 현상에 관한 연구를 동반함으로써 보다 높은 CO2 고정화속도를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

Feasibility of large-scale photobioreactors for biological CO2 fixation was investigated using Chlorella sp. HA-1. Generally, as the volume of photobioreactor increased, the CO2 fixation rate decreased because of a lower illumination efficiency in large-scale than in small-scale photobioreactors. Though controlling the arrangement and the number of light source, the maximum CO2 fixation rates that could be achieved were 530 and 357 gCO2/m2day for 40 L and 188 L photobioreactor, respectively, which was higher than the CO2 fixation rate of lab-scale photobioreactor.