Earticle

Proteins carrying unnatural amino acids with novel side chains add a new dimension to studies of protein structure and function. This article provides an overview of the various strategies that have been developed to date for the synthesis of such proteins.

본고에서는 초고압 시스템 (High hydrostatic pressure (HHP))의 특성, 종류, 응용을 예로 들어 설명하였다. 초고압 기술은 식품의 살균, 식품 보존기간연장, 유효성분의 추출 등에 선택적으로 적합하게 적용하여 생물산업공정에 효율적으로 응용 할 수 있다. 초고압 시스템을 효율적으로 적용하기 위한 최적조건을 선정하는 것은 많은 조업 변수에 대한 고려를 해야 하는 힘든 작업이다. 따라서 하드웨어에 대한 기초 실험과 예비 생산을 통하여 공정에 대한 모사를 검증하고 생산 효율을 증가시킬 수 있다. 또한 초고압 시스템의 중요성이 증가함에 따라 고성능 및 사용이 더욱 편리한 시스템이 나타날 것이며, 많은 영역의 바이오산업에서 필수적으로 이용될 것이다.

High Hydrostatic Pressure assisted (HHP) process enhancement for food and allied industries are reported in this paper review. Recently, considerable research has been devoted to the improvement of mild thermal processing techniques and to the development of alternative mild processing technologies. HHP assisted can enhance existing extraction, processes and enable new commercial extraction opportunities and processes. New HHP processing approaches have been proposed, including, the potential for modification of plant cell material to provide improved bioavailability of micro nutrients while retaining the natural-like quality, simultaneous extraction. Therefore, High Hydrostatic Pressure assisted (HHP) technologies could have a strong presence in the future of the biotechnology industry.

Rhdotorula glutinis epoxide hydrolase 유전자를 pColdI 벡터와 pET-21b(+) 벡터에 재조합하여 제작한 E. coli를 생촉매로 사용하여 라세믹 styrene oxide에 대하여 회분식 가수분해 반응을 실시하였다. pET-21b(+)/RgEH 재조합 플라스미드 DNA를 가진 E. coli를 15℃에서 저온 배양할 때 수용성 단백질 형태로 가장 많이 발현되었고, 입체선택적 가수분해 활성과 촉매 안정성이 가장 좋았다. 라세믹 tyrene oxide 20 mM에 대하여 반응온도 30℃에서는 반응시간 20분 동안에 수율 24.0%로 (S)-styrene oxide를 얻은 반면에, 반응온도를 10℃로 낮추고 0.5% (w/v) Tween 20을 첨가하고 반응시키면 광학순도 99.0% ee 이상의 (S)-styrene oxide을 46.0%의 수율로 얻을 수 있었다. 최적조건에서 E 값은 6.68이었으며, 100 mM의 라세믹 styrene oxide에 대해서는 반응시간 50분에 이론 수율 50% 대비 40%의 높은 수율로 (S)-styrene oxide를 얻을 수 있었다.

The effects of reaction temperature and the addition of various detergents on the enantioselective hydrolysis activity of the recombinant Escherichia coli containing the epoxide hydrolase (EH) gene of Rhodotorula glutinis were investigated for the production of enantiopure styrene oxide. The recombinant E. coli harboring the EH gene from R. glutinis exhibited the enantiopreference toward (R)-styrene oxide with the maximum hydrolytic activity of 165.04 μmol/min/mg of dry cell weight (dcw). The addition of 0.5% (w/v) Tween 20 at 10℃ increased the initial hydrolysis rate and enantioselectivity by 1.45-fold and 2.0-fold, respectively. Enantiopure (S)-styrene oxide was prepared with 99% ee enantiopurity and 46.0% yield (theoretical yield=50%) from 20 mM racemic styrene oxide.

생 및 반건참가자미의 저장성 향상을 위하여 아가미를 제거하지 않은 것 (WG)과 제거한 것 (OG), 건조도에 따라 생것(0 D), 20%건조한 것 (20 D), 40%건조한 것 (40 D), 0.1% chitosan-ascorbate (CA)의 처리와 무처리로 구분, 진공 포장하여 5~10℃에서 10일간 저장하면서 미생물의 증식정도를 조사하였다. 10℃에서 저장 중 생 참가자미의 WG와 OG를 비교한 결과, OG가 WG에 비하여 total aerobacter는 0.3~0.5 log cycle이 감소되었으며, coliform과 E. coli의 수도 낮았다. 10℃에서 저장 중 0 D, 20 D 및 40 D를 비교한 결과, total aerobacter, coliform 및 E. coli 모두 20 D에서 가장 낮았으며 total aerobacter의 경우는 생것에 비하여 0.42~1.20 log cycle이 낮았다. 진공포장한 생 참가자미를 5℃와 10℃에서 10일간 저장한 결과, 5℃의 경우는 total aerobacter가 log 4.17 CFU/g로 10℃보다 0.6~1.3 log cycle이 낮았다. 가자미로부터 분리한 3종의 미생물 [aerobacter (A1), coliform (C12), E-coli (E7)]에 대한 CA의 항균효과를 조사한 결과 0.1%에서 3종 모두 생육이 완전히 억제되었다. 생 참가자미에 0.1% CA를 처리한 후 진공 포장하여 10℃에서 10일간 저장한 결과 CA 비처리에 비하여 total aerobacter는 1.5 log cycle이 감소되었으며, coliform 및 E. coli도 감소되었으며, CA처리 반건참가자미 (20 D)에서도 유사한 경향을 나타내었다. 0 D 및 20 D를 CA처리한 후 진공 포장하여 10℃에서 10일간 저장한 생시료 또는 조리하여 관능검사를 행한 결과, 0 D와 20 D 모두 CA 처리군에서 외관, 신선도, 조직감 및 종합적기호도 값이 비처리군의 “보통”에 비하여 우수한 것 (좋다~매우좋다)으로 평가되었다.

We made an experiment of keeping extension of raw and semi-dried flounder (Pleuronectes herzensteini). Effect of with(WG) or without gill (OG), drying degree (20% drying：20D, 40% drying：40D) and storage temperature (5 and 10℃) and 0.1% chitosan-ascorbate (CA) treatment of vacuum packaging flounder on growth of contaminated microorganism during storage for 10 days were investigated. Total aerobacter (TA) in the OG-treated raw flounder was 0.3~0.5 log cycle lower than that of WG-treated flounder and also, number of coliform (CF) and E. coli (CO) in OG were lower compared with WG. Number of TA,. Especially, the TA was 0.42~1.20 log cycle lower compared with raw flounder. The TA of the raw flounder stored at 5℃ compared to 10℃ was 0.6~1.3 log cycle lower. The growth of total aerobacter, coliform (and E. coli separated from raw flounder in tryptic soy broth were completely inhibited by 0.1% CA. But the growth of TA in the raw and 20% dried flounder was 1.5 log cycle inhibited by 0.1% CA, and the growth of CF and CO were also slightly inhibited. We did value raw sample that treated CA 0D and 20D, and did vaccum packaging at the 10℃ for 10 days, Sensory quality such as appearance, freshness, and texture and overall acceptability after cooking of the 0.1% CA-treated raw and 20% dried flounder were evaluated from good to very good, while CA non-treated products were evaluated to moderate.

본 연구에서는 암모니아에 의해 손상된 사람의 간세포주 Hep G2 cell과 rat의 hepatocyte에 대하여 metronidazole이 간세포 손상을 억제하는 효과가 있음을 밝혔다. Metronidazole은 암모니아에 의한 세포 생존율 감소, 배지내의 암모니아 수준 및 지질과산화 증가 및 항산화 효소 발현 감소 그리고 세포 내 DNA 손상과 세포사멸을 억제하였다. 따라서 metronidazole은 암모니아로부터 기인하는 세포손상을 감소시켜 간세포 기능을 보호함으로써 간 기능의 저하로 발생한 과암모니아혈증에 효과적인 치료제로서의 가능성을 시사한다.

Lipophilic ammonia is toxic gas and can easily diffuse across cell membranes. Excess ammonia is implicated in the pathogenesis of several metabolic disorders including hepatic encephalopathy and may result in the death. The purpose of this study was to clarify the inhibition effect of metronidazole on liver cell damage due to ammonia in human Hep G2 cell and rat hepatocytes. The effects of metronidazole were studied in ammonium chloride treated human Hep G2 cell (75 mM) and rat hepatocyte (100 mM) following 0.1 μM metronidazole treatment. In MTZ+AC group, cell viabilities increased prominently and LDH activities decreased over 25% than AC group. Futhermore, ammonia level according to ammonium chloride treatment reduced over 30% and lipid peroxidation as an index of cell membrane damage decreased more than twice. By comparison with control, catalase activity showed more than 30% reduction in AC group while less than 10% reduction in MTZ+AC group, respectively. In addition, MTZ+AC group showed the similar cell structure as control in cell morphology study by using light microscope, and represented fluorescent intensity decrement compared with AC group in fluorescent microscopic study with avidin-TRITC fluorescent dye. And cleaved PARP expression due to ammonia reduced twofold or more in MTZ+AC group. As the results suggest, metronidazole may protect the liver cell by inhibiting cell damages due to ammonia and be used for an effective antagonist of ammonia in hyperammonemia.

본 연구에서는 건조된 녹차 뿌리와 씨에 함유된 성분중에서 무기성분, 비타민, 총 아미노산과 유리 아미노산, 총 폴리페놀 및 그 구성 성분들의 함량을 분석하였다. 뿌리와 씨의 무기성분 중에서는 K의 함량이 각각 1,052 ㎎/100 g과 1,480 ㎎/100 g으로 가장 많았고, 뿌리에서 P, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Zn, Cu의 순으로, 씨에서는 P, Na, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu, Zn의 순으로 함량이 많았다. 뿌리에서 vitamin C의 함량은 5.72 ㎎/100 g으로 가장 많았고 씨에서는 6.05 ㎎/100 g으로 나타났다. 비타민의 함량을 살펴 본 결과 녹차 뿌리보다 씨에 더욱 많은 종류의 vitamin이 함유되어 있었고 그 함량도 뿌리에 비해 다소 높은 경향이었다. 총 아미노산은 뿌리에 1,651 ㎎/100 g, 씨에 4,335 ㎎/100 g 함유되어 있어 각국 시판 녹차에 비해 그 함량이 높았고, 녹차에서 존재하지 않는 아미노산인 phenylalanine도 16.00 ㎎/100 g와 139.00 ㎎/100 g 존재하는 것으로 나타났다. 유리 아미노산의 경우, 뿌리에서 녹차의 품질을 평가하는 theanine이 전체 유리아미노산 함량의 48%를 차지하였고 쓴맛을 내는 arginine, valine 및 tryptophan 등의 함량이 높았으며, 열매에서는 단맛과 감칠맛을 내는 glutamic acid, alanine, theanine, aspartic acid 및 serine 등의 함량이 많았다. 총 polyphenol은 뿌리에 237 ㎎/100 g으로 씨에서의 함량 81 ㎎/100 g보다 3배가량 높았다. Polyphenol 중 catechin의 함량은 뿌리에서 66 ㎎/100 g, 씨에서 1 ㎎/100 g으로 나타났고 caffeic acid는 뿌리에서 0.78 ㎎/100 g으로 나타났지만 씨에서는 검출되지 않았다. 또한 chlorogenic acid는 뿌리와 씨에서 각각 3.7 ㎎/100 g과 6.6 ㎎/100 g 검출되었다.

Green tea is popular plants in Asian countries and has become more widespread in western countries due to its taste characteristics and health benefits. Apart from green tea leafs, however, the use of root and seed of green tea tree has not intensively been investigated yet. In this study, the contents of mineral, vitamin, total amino acid, free amino acid, and total polyphenol (catechin, caffeic acid, and chlorogenic acid) of the root and seed of green tea tree were analyzed for the development of healthy foods. For minerals, potassium contents were 1,052 and 1,480 mg/100g-dry weight of root and seed, respectively. The order of mineral contents were as follows: K > P > Ca > Mg > Na > Fe > Mn > Zn > Cu in root and K >P > Na > Ca > Mg > Mn > Fe > Cu > Zn in seed. For vitamins, vitamin C contents were 5.72 and 6.05 mg/100g-dry weight of root and seed, respectively. The presence of more various kinds of vitamins were observed in seed than in root. For total amino acids, the contents were 1,651 and 4,335 mg/100g-dry weight of root and seed, respectively. The total amino acid contents of seed and root were higher than those in commercial green tea products. Especially the phenylalanine contents were 16 and 139 mg/100g-dry weight of root and seed, respectively whereas phenylalanine was not found in commercial green tea products. Concerning free amino acids, the bitter tasting amino acids such as arginine, valine and tryptophan were more abundant in root and the sweet tasting ones such as glutamic acid, alanine, aspartic acid, and serine were more abundant in seed. The total polyphenol contents were 237 and 81 mg/100g-dry weight of root and seed, respectively. The polyphenol contents in root were three times higher than that in seed so root may be a better source for antioxidant ingredients than seed. Among many polyphenols, catechin, caffeic acid, and chlorogenic acid were the top three major components.

Recently, importance of immunosuppression is increasing as internal organ transplant becomes more prevalent with development of medical technology. Mycophenolic acid (MPA) is a selective inhibitor of guanine synthesis and it therefore has antibacterial, antiviral, antitumor and selective immunosuppressive activities. The objective of this study was to maximize MPA productivity through utilizing the MPA generating strain of Penicillium brevicompactum ATCC 16024, by inducing UV mutation and NTG mutation. The highest MPA obtained was 1.146 g/L, 2.051 g/L, and 1.390 g/L from P. brevicompactum UB-3, UB-9, UC-4 respectively mutants derived from UV treatment. P. brevicompactum NC-3 and NA-9 induced from NTG treatment yielded. 575 g/L, 2.238 g/L of MPA production respectively. Mutants capable of the highest observed production of MPA were P. brevicompactum UB-9 and P. brevicompactum NC-3 obtained using the UV and NTG treatments respectively.

Cyanobacteria havebeen identified as one of the most promising group producing novel biochemically active natural products. Cyanobacteria are a very old group of prokaryotic organisms that produce very diverse secondary metabolites, especially non-ribosomal peptide and polyketide structures. Though many useful natural products have been identified in cyanobacterial biomass, cyanobacteria produce also extracellular proteins related with NRPS/PKS. Detection of unknown secondary metabolites in medium was carried in the present study by a screening of 98 cyanobacterial strains. A degenerated PCR technique as molecular approaches was used for general screening of NRPS/PKS gene in cyanobacteria. A putative PKS gene was detected by DKF/DKR primer in 38 strains (38.8%) and PCR amplicons resulted from a presence of NRPS gene were showed by MTF2/MTR2 primer in 30 strains (30.6%) and by A3/A7 primer in 26 strains (26.5%). HPLC analysis for a detection of natural products was performed in extracts from medium in which cyanobacteria containing putative PKS or NRPS were cultivated. CBT57, CBT62, CBT590 and CBT632 strains were screened for a production of extracellular natural products. 5 pure substances were detected from medium of these cyanobacteria.

본 연구에서는 현재 산업적 응용이 활발하게 이루어지고 있고, 여러 장점을 지닌 효소인 Candida antarctica에서 유래된 lipase B (CalB)의 신속한 개질을 위해 취급이 용이한 E. coli를 이용하여 CalB 발현시스템을 구축하였다. E. coli 발현 시스템에서 효소활성을 지니지 못하는 내포체를 생성하는 단점을 지니고 있어, soluble한 형태의 CalB 생성을 위해 저온 발현이 가능한 pCold I vector와 단백질 접힘을 도와주는 chaperone을 사용하여 CalB를 발현하였다. Liu 등(17)은 E. coli Origami2와 B, 그리고 DH5α를 실험한 결과, Origami 균주에서만 CalB에 의한 halo의 형성이 관찰되었으나, 동 연구에서는 실험한 3종의 균주와 5종의 chaperone plasmid중 Rosettagami와 DH5α에서 groES/groEL chaperone이 CalB와 동시에 발현되면 soluble한 형태의 Cal B가 발현됨을 관찰할 수 있었다. 또한 신속한 CalB의 발현시스템을 구축하기 위해서는 유전자 조작의 용이성 및 안정성에서 우월한 DH5α가 Rosettagami에 비해 soluble한 CalB의 발현에 더욱 적합한 균주임이 관찰되었다. 즉 재조합 pCold plasmid와 pGro7 plasmid (groES/groEL)로 형질이 전환된 DH5α가 CalB 발현시스템에 가장 적합하다.

Recently, Candida antarctica lipase B (CalB) draws attention from industries for various applications for food, detergent, fine chemical, and biodiesel, because of its characteristics as an efficient biocatalyst. Since many industrial processes carry out in organic solvent and at high temperature, CalB, which is stable under harsh condition, is in demand from many industries. In order to reform CalB promptly, the expression system which has advantages of ease to use and low cost for gene libraries screening was developed using E. coli. The E. coli strains, Rosettagami with competence for enhanced disulfide bond formation, Novablue, and DH5α, were exploited in this study. To obtain the soluble CalB, the pCold I vector expressing the cloned gene at 15℃ and the chaperone plasmids containing groES/groEL, groES/groEL/tig, tig, dnaK/dnaJ/grpE, and dnaK/dnaJ/grpE/groES/groEL were used for coexpression of CalB and chaperones. The colonies expressing functional lipase were selected by employing the halo plate containing 1% tributyrin, and the CalB expression was confirmed by SDS-PAGE. E. coli Rosettagami and DH5α harbouring groES/groEL chaperones were able to express soluble CalB effectively. From a facilitative point of view, E. coli DH5α is more suitable for further mutation study.

본 연구에서는 당뇨병치료제인 로시글리타존약물를 생분해성 PLGA 나노입자에 봉입시킴으로서 위장흡수율과 물에 대한 용해도를 증가시키기 위한 나노제제 개발에 기반을 두고 있다. 특히 제조조건에 따라 형태 및 크기가 조절가능한 나노입자를 제조하고자 하였고, 실험결과 Emulsion-evaporation방법을 사용하여 100-150 nm 크기의 고른 입자분포를 가진 나노입자를 제조하였다. 다양한 농도의 약물 존재하에서 나노입자를 제조함으로서 1%까지의 약물이80% 이상의 봉입율로 제조될 수 있음을 확인하였다. 또한 나노입자의 크기는 PVA양을 조절하면서 크기분포를 제어하였다. 36시간 동안의 용출실험 결과 초기 약간의 Burst effect가 있었으나 36시간동안 일정하게 약물이 용출되어 나옴을 확인하였다. 앞으로의 연구를 통해, 고효율의 경구제제용 당뇨병치료제 운반체 개발에 중점을 둘 예정이다.

The rosiglitazone loaded poly (lactide-co-glycolide) (PLGA) nanoparticles (NPs) were prepared by the emulsion-evaporation method and optimized for particle size and entrapment efficiency. The optimized particles were 140-180 nm in size with narrow size distribution and 80% entrapment efficiency at 1% w/w initial drug loading when prepared with 1-3% w/v of PVA as a surfactant. These particulate carriers exhibited controlled in vitro release of rosiglitazone for 36 hrs at a nearly constant rate after 4 hrs release. In conclusion, these results indicate that PLGA NPs have greater potential for oral delivery of rosiglitazone.

본 연구에서는 통성 혐기성 세균인 K. pneumoniae DSM2026 K. pneumoniae DSM4799를 이용하여 국내 바이오디젤 생산공정에서 발생된 폐글리세롤로부터 1,3-PD을 생산하고자 하였다. 폐글리세롤은 전처리 없이 이용하여 폐글리세롤에 포함되어 있는 불순물의 영향을 알아보았다. 실험 결과, 회분식 발효에서 폐글리세롤을 사용한 경우 순수 글리세롤에 비해 1.1~2.5배 향상된 1,3-PD 증가량을 나타내었으며, 이를 통해 바이오디젤 부산물인 폐글리세롤은 순수 글리세롤보다 효과적인 1,3-PD 생산 기질로의 사용가능성을 확인하였다. 배양액에서 글루코스 첨가 유무에 따른 1,3-PD의 생성 변화를 살펴본 결과, 글루코스에 의해 미생물의 성장이 30% 증가된 반면, 1,3-PD의 생산량은 글루코스가 첨가되지 않은 배양액에서 1.3~2.9배 정도 증가되었다. 또한 1,3-PD 발효 부산물인 2,3-BD 생산량은 글루코스 첨가시 6~9 g/L까지 증가하는 경향을 보였다. 반회분식 배양에서는 글루코스 미첨가 시 폐글리세롤로부터 26 g/L의 1,3-PD가 생성되었으며, 이는 순수 글리세롤 사용했을 경우에 비해 2~3배 높은 생성량이었다. 본 연구를 통해, 전처리 과정을 거치지 않은 바이오디젤 부산물인 폐글리세롤이 효과적으로 1,3-PD 생산에 이용될 수 있음을 알 수 있으며, 이를 통해 보다 가격경쟁력이 있는 생물학적 1,3-PD생산이 가능할 것으로 기대된다.

The production of 1,3‐propanediol (1,3-PD) was investigated with Klebsiella pneumoniae DSM2026 and K. pneumoniae DSM4799 using crude glycerol obtained from biodiesel industry. Crude glycerol was used without prior purification to investigate effects of impurities in crude glycerol on 1,3-PD production. In the batch cultures, 1,3-PD production with crude glycerol was 1.1~2.5 times higher than that with pure glycerol, indicating that crude glycerol is even a better substrate than pure glycerol for 1,3-PD fermentation. When glucose was added, 1,3-PD production and yield decreased in spite of enhanced cell growth. Futhermore, the addition of glucose was found to increase 2,3-butanediol, a by-product, significantly because of the change in metabolism in the presence of glucose. In semi-batch cultures without glucose addition, 26 g/L 1,3-PD was produced with crude glycerol, which was 2~3 times higher than that with pure glycerol. Based on our results, it was clearly shown that crude glycerol is an effective substrate for biological 1,3-PD production, making it more feasible to produce 1,3-PD at a lower price.

본 연구에서 당뇨병의 예방, 치료제 및 건강기능 식품으로서 산업적 활용가능성을 평가하기 위한 기초연구로서 번행초 추출물을 사용하여 당뇨관련 효소인 α-amylase, α-glucosidase, β-glucosidase 그리고 aldose reductase에 대한 저해활성을 조사하였다. 번행초의 HX 분획물은 인간 타액, 돼지 췌장 α-amylase에 대해 5 mg/mL 농도에서 각각 62.23%, 88.74%로 높은 저해효과를 나타냈으며, α-glucosidase에 대해서도 HX 분획물이 1 mg/mL 농도에서 60.27%로 높은 저해효과를 나타냄으로써 현재 혈당강하제로 사용되고 있는 acarbose와 1-deoxynorjirimycin보다 높은 억제 효과를 보였다. 그리고 만성 합병증에 의한 시력장애, 신경성장애, 신장기능장애, 심장기능장애 등의 심각한 당뇨병성 합병증 유발과 관련이 있는 aldose reductase에 대한 억제활성을 조사한 결과, 1 mg/mL 농도에서 번행초 DCM 분획과 HX 분획물이 각각 51.95%, 47.22%로 높은 저해활성을 나타냄으로써 당뇨병과 그로 인한 합병증의 예방에도 효과가 있는 것으로 판단된다. 전 세계적으로 당뇨병 환자가 증가추세에 있어 당뇨병 치료제의 시장 규모는 더욱 확대될 가능성이 높은 가운데 지금까지 보고되지 않은 번행초의 항당뇨 효능의 우수성을 검증함으로써 바이오산업육성뿐만 아니라 신소득 작물로 순화재배를 통한 농가소득 향상에도 기여할 것으로 기대된다.

In this study, we examined the anti-diabetic activity in vitro by the crude extracts of Tetragonia tetragonioides which has been known to superior plants for the traditional prevention and treatment of stomach-related diseases. α-Amylase and α-glucosidase, the principal enzymes involved in the metabolism of carbohydrates, and aldose reductase, the key enzyme of the polyol pathway, have been shown to play the important roles in the complications associated with diabetes. A hexane (HX) fraction of T. tetragonioides were shown to inhibit more than 50% of salivary and pancreatin α-amylase activity at concentration of 2.882 mg/mL and 2.043 mg/mL, respectively. In addition, the HX and ethylacetate (EA) fraction showed the highest inhibitory activity on yeast α-glucosidase at values of IC50 of 0.723 mg/mL and 1.356 mg/mL respectively. The HX, dichloromethane (DCM) and EA fraction showed more higher inhibitory activity on yeast α-glucosidase than commercial agent such as 1-deoxynorjirimycin and acarbose. Also, the aldose reductase from human muscle cell had been inhibited strongly by the DCM fraction and HX fraction at 51.95% and 47.22% at a concentration of 1 mg/mL, respectively. Our study, for the first time, revealed the anti-diabetic potential of T. tetragonioides and this study could be used to develop medicinal preparations or nutraceutical and functional foods for diabetes and related symptoms.

생체에서의 황화수소는 의약 분야와 발효 산업에 있어서 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 Saccharomyces cerevisiae을 이용하여 기질인 L-cysteine과 β-mercaptoethanol로 부터 β-replacement 반응에 인한 황화수소를 발생시킬 수 있는 효소를 간편하고 신속하게 동정하는 방법의 확립을 목적으로 하였다. 효소에 의해 발생된 황화수소와 Pb-acetate의 반응으로 생성된 Pb-S를 gel상에서 간편하게 확인한 후, 확인된 단백질들을 이온 교환컬럼를 수행한 후 gel에서 추출하는 방법으로 MALDI-TOF MS의 시료를 간단히 얻을 수 있었다. PMF 방법과 MS/MS ion search 분석을 통해 간편하게 효모에서 황화수소를 형성할 가능성이 있는 세가지 단백질의 동정에 성공하였다. 이 세 가지 단백질은 CYS3, CYS4, MET17 유전자의 단백질로서 cystathionine γ-lyase, CBS, OASS 임이 밝혀졌다. 그리고 이 세 단백질들은 L-cysteine과 β-mercaptoethanol의 존재하에서 황화수소를 실제로 생성함을 확인하였다. 본 연구에서 표적의 물질을 생산하는 단백질들을 젤상에서의 활성측정과 MALDI-TOF MS를 이용하여 간단히 그리고 정확하게 동정하는 방법을 확립하였다.

Hydrogen sulfide (H2S) is a by-product of metabolism of amino acids including sulfur and alcoholic fermentation, it is generally thought of in terms of a poisonous gas. Though H2S can have a negative impact on the perceived quality of fermented drinks due to an undesirable aroma, it plays prominent roles as a neuromodulator in the mammalian brain as well as a smooth muscle relaxant. Nowadays studies on the proteins which produce H2S are carried out in various fields such as structure, function, and metabolism. Here we propose to develop a simple and rapid H2S forming assay method, which will lead to speed up preparing the H2S forming proteins for identification by MALDI-TOF MS analysis. We detected three kinds of proteins which produce H2S in the crude extract of Saccharomyces cerevisiae. Those proteins were cystathionie β-synthase, O-acetylserine sulfhydrylase, and cystathionine γ-lyase.

본 연구에서는 화장품 신소재 개발을 위하여 맨드라미(Celosia cristata L.) 식물의 에탄올 추출물을 이용하여 생리활성 효과 정도 및 화장품의 응용에 대한 연구를 하였다. 맨드라미는 자생력이 강하고 전국 어디서나 재배가 용이한 장점을 가지고 있으나 세포수준이나 in vivo에서 맨드라미의 항산화 및 항노화 효과에 대한 실험 결과는 보고된 바 없다. 맨드라미 추출물의 피부 자극성을 알아보기 위해 세포 독성을 관찰하였으며 맨드라미 에탄올 추출물 100 ㎍/㎖에서 89.5%의 비교적 낮은 세포 독성을 나타내어 사람 섬유아세포에서의 세포활성 효과가 우수하였다. DPPH를 이용한 항산화 작용측정에 있어서 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 항산화 작용을 나타내었고, 100 ㎍/㎖에서 25%의 항산화력을 보였으며, silica에 의한 RAW 264.7 세포내 superoxide anion 생성을 최고 농도인 100 ㎍/㎖에서 49.5%로 억제하여 강한 항산화력을 나타냈으며, DCF-DA를 이용한 세포내 H2O2 생성을 측정한 실험에서에서도 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 항산화 작용을 나타내어 100 ㎍/㎖에서 73%로 강력하게 항산화력을 보였다. 또한 hydroxyl radical 생성을 모두 농도 의존적으로 억제하여 100 ㎍/㎖에서 69.7%의 강력한 억제력을 나타내어 항산화 효능이 매우 우수하다고 보여진다. 항노화 효능에 있어서 hyaluronidase 억제 결과 농도 의존적으로 효과가 우수하여 최고 농도인 100 ㎍/㎖에서 40%의 높은 억제율을 보였으며, 그 외 elastase에서는 39.7%의 억제율을 나타냈다. 이는 맨드라미가 yaluronidase나 elastase발현의 전사 단계에 관련하거나 혹은 단백질 번역 후 변형 (post-translation modification) 단계에 관여하여 효소를 억제하는 효과를 나타내는 것으로 추정해 볼 수 있다. 결론적으로 자원의 재생산이 용이한 맨드라미의 식용 및 약용자원으로서의 활용가능성을 시사하며, 맨드라미 추출물을 제조 하여 화장품에 응용하면 우수한 보습제 및 항산화제, 노화 방지 화장품을 개발할 수 있다고 판단되어진다.

For the experiment, to develop new materials for cosmetics, the Celosia cristata L. plant ethanol extract were used for physiological effect and cosmetics application research. The Celosia cristata L. is a Korean traditional variety grown. To investigate the effect of Ethanol extract of Celosia cristata L. on skin care, we measured anti-oxidant activity and anti-aging activity. Celosia cristata L. ethanol extract itself had anti-oxidant activity in a dose-dependent manner in 1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH) radical scavenging. Ethanol extract had anti-oxidant activity in a dose-dependent manner. Silica dose-dependently increased the intracellular ROS generation in RAW 264.7 cells. Celosia cristata L. ethanol extract inhibited silica-induced intracellular superoxide anion generation and H2O2 generation and hydro-peroxide generation in RAW 264.7 cells. For anti-aging effects, the hyaluronidase inhibition effects, were relatively strong and they also showed elastase activity inhibition effects, which suggesting the Celosia cristata L. ethanol extract might be used as hydration and anti-wrinkle agents. From the above results, it is referred that Celosia cristata L. ethanol extract appears to have potent anti-oxidant activity and anti-aging activity.

본 연구에서는 누에고치의 기능적인 면을 고려한 모발화장품으로서의 이용가능성을 타진하여 최종적으로는 누에고치 가수 분해물인 실크 단백질을 이용한 제품을 개발하고 그 효과를 연구하였다. 분자량 300-500의 저분자 실크펩타이드를 원료로 한 트리트먼트를 제조하고 성분함량에 차이를 두어 총 4개의 sample을 제조, 저분자 실크단백질이 손상모발 내부로 침투하여 모발에 어떠한 영향을 미치는지 모발 화장품으로써의 효용성과 모발 보호 효과에 대한 기초물성 실험을 하고, AFM을 통한 모발의 미세구조변화를 연구하였다. 누에고치 가수분해 단백질을 이용한 제품의 모발 보호 효과에 대한 기초물성 실험으로 모발의 질량, 모간 굵기, 흡광도, 보습력 변화를 측정한 결과, S.P.T 처리 후의 모발 sample은 이전과 비교하여 전반적으로 모발의 질량, 굵기가 증가함과 동시에 뛰어난 보습 효과를 나타내었다. 한편 모발표면의 손상정도와 두께, 큐티클의 height변화에 대한 roughness를 측정한 결과에서 또한 S.P.T 샘플이 건강모와 같은 수준의 큐티클 상태로 회복한 것을 확인할 수 있었다. 물론 성분함량에 따라 약간의 차이는 존재하였으나 실크펩타이드를 원료로 한 Treatment 조성물은 전반적으로 화학시술로 인하여 손상된 모발표면에 흡착, 큐티클 손상부를 부드럽게 매워주는 역할을 함으로써 향후 효과적인 천연 모발 컨디셔닝 제품의 하나로 적용될 수 있을 것으로 보인다.

In this study, hair care effects of the hair cosmetics including low molecular weight silk peptide, hydrolysate which is produced from cocoon were investigated. After producing the hair cosmetics including silk peptide which has 300-500 molecular weight, we measured its hair care effects through the various tests; change of the hair weight, hair thickness, absorbance rate and hair moisture value and micro structure analysis. As a result, S.P.T. (Silk peptide Treatment) was effectively penetrated into the hair which has been damaged by chemical treatments, increased the hair weight, thickness and hair moisture value and also recovered the cuticle of the hair. Thus, the treatment of hair with silk peptide hydrolysate would be effective to recover the damaged hair into the normal conditions.

생명공학분야에서 매우 중요한 효소 중에 하나인 lipase는 여러 산업에 유용하게 사용되고 있다. lipase를 선별하기 위해서는 최적화된 발현 시스템이 필요하다. 많은 발현 시스템 중에 E.coli 발현 시스템은 바람직한 특성을 갖는 효소를 스크리닝하거나, 선별된 변이체들의 특성을 확인하는 데에 소요되는 시간과 비용을 단축시켜 줄 것이다. 본 연구에서는 그 중에 BL21와 OrigamiB에서 CalB를 발현하였다. 그 결과 BL21 균주에서 발현된 CalB는 대부분이 불용성의 inclusion body를 형성하고, 전혀 활성을 나타내지 않았다. 이전의 타연구와 더불어 이 결과에서 E.coli 균주에서 CalB의 기능적 발현이 상당히 어렵다는 것을 알 수 있다. 특히 불용성의 inclusion body형성과 lipase의 세포에 대한 유독성이 원인이 될 수 있다. 그러나 BL21와 비교해보면, OrigamiB에서 발현된 CalB 또한 많은 양의 inclusion body를 형성하지만, lipase의 주요 특성중의 하나인 가수분해 활성이 상당하게 나타나는 것을 알 수 있다. lipase의 구조 형성을 도와주는 변형된 OrigamiB와 저온유도시스템인 pCold 플라스미드를 사용했기 때문이다. 이처럼 균주나 플라스미드의 선택, 유도조건의 변경 등의 여러 연구를 통하여 유용한 효소를 선별할 수 있다.

Candida antarctica lipase B (CalB) is an efficient biocatalyst for many organic synthesis reactions. To make full use of CalB, we need effective expression system. Previously recom binant CalB was successfully expressed in the methylotropic yeast Pichia pastoris. In addition, we succeed in the functional expression of CalB in the Escherichia coli cytoplasm. This CalB expression system in E.coli has many considerable advantages in comparison with other expression systems and enables high-throughput screening of gene libraries as those derived from directed evolution experiments. To optimize E.coli system, we investigate comparing between OrigamiB (DE3) and BL21 (DE3) and observing effect of IPTG amount.

Saccharomyces cerevisiae를 배양하여 ceramide를 생산하였다. 각기 다른 growth phase에서의 ceramide 생산량을 비교 실험하였다. Ceramide는 ELSD가 장착된 HPLC를 통하여 분석하였으며 stationary phase에 접어든 후 12시간 후에 회수, 추출된 양(2.01 mg ceramide/g cell)이 최대인 것으로 나타났다.

Ceramide has become a widely used ingredient in cosmetic and pharmaceutical industries, however, only a few yeast strains were investigated for the synthesis of ceramide and the concentration was very low. Ceramide is not only a core intermediate of sphingolipids but also an important modulator of many cellular events including apoptosis, cell cycle arrest, senescence, differentiation, and stress responses. In this study S.cerevisiae was grown in a batch culture and the cellular content of ceramide was measured at different growth phases. The ceramide content was highest at stationary phase and 2.01 mg ceramide/g cell was obtained.

본 연구에서는 뛰어난 항암효과를 가지고 있지만 매우 짧은 반감기로 인한 많은 투약 빈도수와 이로 인한 부작용을 나타내는 5-FU의 부작용을 줄이고 투약의 편의성을 증대시키고자 생분해성 고분자인 L-PLA에 약물이 봉입된 미세입자를 제조하였다. 제조 방법으로는 기존의 미립자 약물전달체 제조 공정 의 문제점을 상당 부분 개선시킬 수 있는 대체 공정으로 주목받고 있는 초임계 ASES 공정을 사용하였다. 고분자의 분자량 및 분자량이 다른 동일한 고분자와의 블렌딩, 용매, 약물 투입량 등의 변수가 미세입자의 형성과 약물의 회수율, 봉입효율 및 방출에 미치는 영향을 고찰하여 초임계 유체 공정의 적용 가능성 여부를 조사하였다. 5-FU와 L-PLA의 용매로 각각 MeOH와 DCM을 사용한 경우 가장 좋은 결과가 얻어졌으며, L-PLA의 분자량이 큰 경우 구형의 입자가 생성되었으며 입자의 크기도 작은 결과가 나타났다. 모든 실험에서 약물의 봉입효율이 매우 낮게 나타났는데 이는 5-FU와 L-PLA의 매우 낮은 친화도에 기인하는 것으로 판단된다. 약물과 고분자 간의 재결정화 속도의 차이를 얼마나 줄일 수 있는가가 약물 봉입효율에 가장 큰 영향을 미칠 것으로 판단되며, 약물의 봉입효율을 향상시키기 위해서는 향후 초임계 공정의 공정변수에 대한 좀 더 자세한 연구와 약물과 고분자간의 친화력을 높여 일 수 있는 첨가제에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

To obtain maximal efficacy with minimal systemic side-effects, many studies have been carried out to achieve the controlled release of 5-fluorouracil (5-FU). In this study, biodegradable poly(L-lactide) (L-PLA) microparticles containing 5-FU were prepared by a process, called aerosol solvent extraction system (ASES), utilizing supercritical carbon dioxide. The effects of various organic solvents, drug/polymer feeding ratio, polymer molecular weight, and blending with the same polymers with different molecular weights on the formation of 5-FU loaded microparticles were investigated under a predetermined operating condition from our previous study. The drug recovery, entrapment efficiency, and in vitro drug release kinetics were determined by HPLC assays. The drug recovery obtained from the ASES process was found to be very high, whereas the drug entrapment efficiency was considerably low in all the experiments due to the poor affinity between L-PLA and 5-FU. These results indicated that the precipitation rate of L-PLA might be quite different from that of 5-FU so that there was little chance to form 5-FU loaded L-PLA microparticles.

개화시기의 수술로부터 수집한 백합화분을 aluminum oxide 미세입자와 섞어 교반에 의해 상해를 발생시켰다. 이어서 이들 화분은 signal peptide-fused epidermal growth factor (EGF)DNA를 지니는 Agrobacterium 세포로 vacuum infiltration을 시켰으며 24 hr 화분신장을 통한 배양을 실시하였다. 이들 신장 화분에서의 EGF mRNA 및 단백질 발현은 성공적으로 확인되었으며 이는 cDNA blot hybridization 및 immuno-blotting의 분석결과이다.

Pollens grains collected from fully dehisced lily (Lilium longiflorum) anthers were given wounds by means of shaking in the presence of aluminum oxide particles. They were transformed by infiltration with Agrobacterium cells harboring a synthetic DNA encoding signal peptide-fused epidermal growth factor (EGF). After incubation for 24 hr in vitro, the pollen culture showed that EGF mRNAs and proteins were successfully expressed in the analysis of cDNA blot hybridization and immuno-blotting.