관비재배 및 수경재배시 비료를 녹일 때 소요되는 시간과 노동력을 절감하고, 작업의 안전성 확보와 자동화를 가능하게 할 수 있는 장치의 개발을 위해 본 실험을 실시하였다. 실험은 세 종류로 수행되었다. 먼저, 효과적인 비료용해 방법을 구명하기 위해 수중펌프를 양액 통 속에 두고 양액 통의 입구에 삼베포를 깐 거름망을 설치하여 물을 스프레이하여 비료를 녹이는 방법(Spray), 수중프로펠러를 이용하는 방법(Propeller), 수중펌프를 양액 통 속에 넣어 물의 흐름을 만들어 주는 방법(Submerged), 에어컴프레서를 이용하여 양액 통 속에 공기흐름을 만들어 비료를 용해하는 방법(Airflow) 등 4개의 처리를 두고 실험하였다. Spray 처리에서 가장 시간이 짧게 소요되는 것으로 조사되었으나 농가가 실제로 적용하는데 어려움이 있어서, Spray 처리 다음으로 비료를 녹이는 시간이 짧고, 노동력을 절감할 수 있으며 양액제조 과정을 자동화 하는 것이 용이할 것으로 사료되는 Airflow 처리를 선택하였다. 두 번째 실험에서는 Airflow 처리에서 사용한 재질과 분지관수를 개선한 6지관 및 8지관 장치를 제작하여 비교 실험했는데, 6지관 장치가 비료용해시간이 짧고, 양액탱크의 입구 크기에 관계없이 사용이 가능하며, 제작이 용이하여 가장 효과적인 장치로 판단되었다. 세 번째 실험에서는 개발된 6지관 장치를 이용하여 비료를 용해하는데 소요되는 시간을 조사하여 경제성을 분석하였는데, 농가에서 수중펌프를 이용하여 비료를 용해하는 방법보다 시간은 1/8배 절약할 수 있으며 경제성이 큰 것으로 나타났다. 아울러 $KNO_3$, $Ca(NO_3)_2{\cdot}4H_2O$, Fe-EDTA 등의 용해특성을 조사했다.
지렁이 꼬리재생 초기에 발현되는 피브리노겐 분해효소의 활성은 세포외기질의 재구성에 연관되어 있을 것으로 생각된다. 본 연구에서는 지렁이의 꼬리 재생 중에 발현된 피브리노겐 분해효소의 활성과 특성을 밝히고자 하였다. 지렁이의 꼬리 재생 중에 발현되는 피브리노겐 분해효소는 최소 7개이며 그 분자량은 각각 58, 45, 32, 27, 23, 19 그리고 12kDa로 측정되었다. 피브리노겐 분해효소의 활성은 절단 후 1일부터 효소의 활성이 나타나서 7일까지 거의 유사한 정도의 활성이 유지되었으며, 7일 이후부터는 이 효소들의 활성이 급격히 감소하여 14일에는 그 활성이 대조군 수준으로 회복되었다. 지렁이 꼬리 재생 중 발현된 모든 피브리노겐 분해효소는 PMSF와 aprotinin를 처리하였을 때 효소들의 활성이 억제되었다. 또한 Ca$^{2+}$의 제거는 이효소의 활성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통하여 지렁이 꼬리재생시 발현되는 피브리노겐 분해효소는 serine계 단백질 분해효소임을 알 수 있었다.
목적 : 만성 염증성 질환에 대한 전침효과를 알아보기 위해 complete Freund's adjuvant (CA) 유발 관절염 모델에서 염증관련 단백질의 변화를 살펴보았다. 방법 : Sprague-Dawley계 흰쥐의 족부에 CFA를 주사한 다음 3일 간격으로 2 Hz, 15 Hz 및 120 Hz 전침 자극을 주며 부종 형성여부를 plethysmometer로 측정하여 판정하였으며 30일 째 거퇴관절을 취하여 4% paraformaldehyde에 고정하고 EDTA용액에서 탈회시켜 파라핀연속 절편을 얻어 $NF-{\kappa}B$를 비롯한 5종의 염증관련 단백질의 발현을 면역조직화학적으로 살펴보았다. 결과 : 관절연골내 면역반응 중 연골기질은 반응이 없거나 약하고 연골세포는 $NF-{\kappa}Bp65,\;I-{\kappa}B{\alpha},\;iNOS$반응이 강하며 특히 유리연골층에서 더 현저하였으나 염증 및 전침자극에 따른 변화는 없었다. 관절낭에서 면역반응을 살펴보면 염증유발시 활액세포의 면역반응세포는 $I-{\kappa}B{\alpha}$가 감소한 반면 iNOS, $IL-1{\beta}$는 증가하며 특히 iNOS 증가가 현저하였으며 전침자극에 의해 iNOS가 감소하였다. 활액막조직에서 모든 면역반응이 증가하며 특히 $NF-{\kappa}Bp65,\;I-{\kappa}B{\alpha},\;iNOS$ 반응이 현저한데 전침자극에 의해 $IL-1{\beta}$를 제외한 모든 반응이 감소하였다. 결론 : 만성 염증성 동물모델의 거퇴관절 내 염증관련 단백질은 관절연골보다 관절낭에서 큰 변화를 보이며 전침처치에 의해 이들 단백질 발현이 억제되는 것으로 보아 전침이 만성 염증성 질환에 효과적임을 알 수 있다.
A 990 bp full-length gene (xynAHJ2) encoding a 329-residue polypeptide (XynAHJ2) with a calculated mass of 38.4 kDa was cloned from Bacillus sp. HJ2 harbored in a saline soil. XynAHJ2 showed no signal peptide, distinct amino acid stretches of glycoside hydrolase (GH) family 10 intracellular endoxylanases, and the highest amino acid sequence identity of 65.3% with the identified GH 10 intracellular mesophilic endoxylanase iM-KRICT PX1-Ps from Paenibacillus sp. HPL-001 (ACJ06666). The recombinant enzyme (rXynAHJ2) was expressed in Escherichia coli and displayed the typical characteristics of low-temperature-active enzyme (exhibiting optimum activity at $35^{\circ}C$, 62% at $20^{\circ}C$, and 38% at $10^{\circ}C$; thermolability at ${\geq}45^{\circ}C$). Compared with the reported GH 10 low-temperature-active endoxylanases, which are all extracellular, rXynAHJ2 showed low amino acid sequence identities (<45%), low homology (different phylogenetic cluster), and difference of structure (decreased amount of total accessible surface area and exposed nonpolar accessible surface area). Compared with the reported GH 10 intracellular endoxylanases, which are all mesophilic and thermophilic, rXynAHJ2 has decreased numbers of arginine residues and salt bridges, and showed resistance to $Ni^{2+}$, $Ca^{2+}$, or EDTA at 10 mM final concentration. The above mechanism of structural adaptation for low-temperature activity of intracellular endoxylanase rXynAHJ2 is different from that of GH 10 extracellular low-temperature-active endoxylanases. This is the first report of the molecular and biochemical characterizations of a novel intracellular low-temperature-active xylanase.
High levels of extracellular xylanase activity (211.79 IU/mg) produced by Paenibacillus sp. NF1 were detected when it was submerged-cultured. After three consecutive purification steps using Octyl-Sepharose, Sephadex G75, and Q-Sepharose columns, a thermostable xylanase (XynNF) was purified to homogeneity and showed a molecular mass of 37 kDa according to SDS-PAGE. The specific activity of the purified XynNF was up to 3,081.05 IU/mg with a 14.55-fold purification. The activity of XynNF was stimulated by $Ca^{2+}$, $Ba^{2+}$, DTT, and ${\beta}$-mercaptoethanol, but was inhibited by $Fe^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$, SDS, and EDTA. The purified XynNF displayed a greater affinity for oat spelt xylan with the maximal enzymatic activity at $60^{\circ}C$ and pH 6.0. XynNF, which was shown to be cellulose-free, with high stability at high temperature ($70^{\circ}C-80^{\circ}C$) and low pH range (pH 4.0-7.0), is potentially valuable for various industrial applications. The enzyme hydrolyzed oat spelt xylan to yield mainly xylooligosaccharides (95.8%) of 2-4 degree of polymerization (DP2-4). Moreover, the majority of the xylooligosacharides (DP2-4) products was xylobiose (61.5%). The thermostable xylanase (XynNF) thus seems potentially usefull in the production of xylooligosaccharides.
A mannanase gene (man26B) was obtained from a sea bacterium, Paenibacillus sp. BME-14, through the constructed genomic library and inverse PCR. The gene of man26B had an open reading frame of 1,428 bp that encoded a peptide of 475- amino acid residues with a calculated molecular mass of 53 kDa. Man26B possessed two domains, a carbohydrate binding module (CBM) belonging to family 6 and a family 26 catalytic domain (CD) of glycosyl hydrolases, which showed the highest homology to Cel44C of P. polymyxa (60% identity). The optimum pH and temperature for enzymatic activity of Man26B were 4.5 and $60^{\circ}C$, respectively. The activity of Man26B was not affected by $Mg^{2+}$ and $Co^{2+}$, but was inhibited by $Hg^{2+},\;Ca^{2+},\;Cu^{2+},\;Mn^{2+},\;K^+,\;Na^+$, and $\beta$-mercaptoethanol, and slightly enhanced by $Pb^{2+}$ and $Zn^{2+}$. EDTA did not affect the activity of Man26B, which indicates that it does not require divalent ions to function. Man26B showed a high specific activity for LBG and konjac glucomannan, with $K_m,\;V_{max}$, and $k_{cat}$ values of 3.80 mg/ml, 91.70 ${\mu}mol$/min/mg protein, and 77.08/s, respectively, being observed when LBG was the substrate. Furthermore, deletion of the CBM6 domain increased the enzyme stability while enabling it to retain 80% and 60% of its initial activity after treatment at $80^{\circ}C$ and $90^{\circ}C$ for 30 min, respectively. This finding will be useful in industrial applications of Man26B, because of the harsh circumstances associated with such processes.
한국응용약물학회 2003년도 Annual Meeting of KSAP : International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Sciences on Obesity
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pp.98-98
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2003
${\beta}$-(1,3)-D-Glucans have been known to exhibit antitumor and antimicrobial activities. The presence of dectin-1,${\alpha}$, ${\beta}$-glucan receptor of dendritic cell, on macrophage has been controvertial. RT-PCR analysis led to the detection of dectin-1${\alpha}$ and ${\beta}$ in murine macrophage Raw264.7 cell line. Among the various organs of mouse, dectin-1${\alpha}$ and ${\beta}$ were detected in the thymus, lung, spleen, stomach and intestine. To analyze gene expression modulated by ${\beta}$-glucan treated murine Raw264.7 macrophage, total mRNA was applied to cDNA microarray to interrogate the expression of 7,000 known genes. cDNA chip analysis showed that ${\beta}$-glucan of P. osteatus increased gene expressions of immunomodulating genes, membrane antigenic proteins, chemokine ligands, complements, cytokines, various kinases, lectin associated genes and oncogenes in Raw 264.7 cell line. When treated with ${\beta}$-glucan of P. osteatus and LPS, induction of gene expression of TNF-${\alpha}$ and IFN-R1 was confirmed by RT-PCR analysis. Induction of TNF-R type II expression was confirmed by FACS analysis. IL-6 expression was abolished by EDTA in ${\beta}$-glucan and LPS treated Raw264.7 cell line, indicating that ${\beta}$-glucan binds to dectin-l in a Ca$\^$++/ -dependent manner. To increase antitumor efficacy of ${\beta}$-glucan, ginsenoside Rh2 (GRh2) was co-treated with ${\beta}$-glucan in vivo and in vitro tests. IC$\sub$50/ values of GRh2 were 20 and 25 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ in SNU-1 and B16 melanoma F10 cell line, respectively. Co-treatment with ${\beta}$-glucan and GRh2 showed synergistic antitumor activity with cisplatin and mitomycin C both in vitro and in vivo. Single or co-treatment with ${\beta}$-glucan and GRh2 increased tumor bearing mouse life span. Co-treatment with ${\beta}$-glucan and GRh2 showed more increased life span with mitomycin C than that with cisplatin. Antitumor activities were 67% and 72 % by co-injection with ${\beta}$-glucan and GRh2 in the absence or presence of mitomycin C, respectively.
1. Agar diffusion test를 통해 지모 뿌리 추출물의 항균활성 확인 결과 호기성 그람 양성 균주인 S. aureus에서 추출물 및 모든 분획물에서 저해환을 나타내었고, 에틸아세테이트 분획물이 대조군으로 사용된 메틸파라벤보다 더 높은 항균활성을 나타내었다. 2. 최소저해농도(MIC)와 최소사멸농도(MBC/MFC)를 통해 더 정확한 지모 뿌리 추출물의 항균활성을 확인하고자 하였다. 그 결과 곰팡이균인 A. niger를 제외한 모든 균주에서 MIC 농도를 확인하였고, 특히 호기성 그람 양성 균주인 S. aureus와 호기성 그람 음성 균주인 P. aeruginosa 그리고 진균인 C. albicans에서 에틸아세테이트 분획과 아글리콘 분획물이 낮은 농도에서 각 균주를 저해하는 것을 확인하였다. 3. DPPH법을 통해 지모 뿌리 추출물의 자유 라디칼 소거활성($FSC_{50}$)을 확인한 결과 가장 높은 활성을 나타낸 것은 에틸아세테이트 분획물($23.19{\mu}g/ml$)이고 아글리콘 분획물($71.06{\mu}g/ml$), 50% 에탄올 추출물($146.2{\mu}g/ml$) 순서로 나타났다. 4. 지모 뿌리 추출물의 총 항산화능($OSC_{50}$)을 확인하기 위해 luminol 발광법을 통해 확인하였다. 실험 결과 에틸아세테이트 분획물($1.5{\mu}g/ml$)과 아글리콘 분획물($1.4{\mu}g/ml$)이 대조군으로 사용된 L-ascorbic acid ($1.3{\mu}g/ml$)과 비슷한 활성을 나타내며 높은 총 항산화능을 나타내었다. 또한 에틸아세테이트 분획물이 50% 에탄올 추출물보다 약 11배 더 높은 활성을 띄는 것을 확인하였다. 5. $^1O_2$으로 유도된 세포 파괴에 대한 세포보호 효과(${\tau}_{50}$)를 확인한 결과 지모 뿌리 추출물과 분획물 모두 농도의존적으로 세포보호효과를 나타내었다. 50% 에탄올 추출물은 $8{\mu}g/ml$의 농도(34.5 min)에서, 에틸아세테이트 분획물은 $4{\mu}g/ml$의 농도(64.4 min)에서, 아글리콘 분획물은 $8{\mu}g/ml$의 농도(215.9 min)에서 가장 높은 보호효과를 나타냄을 확인하였다. 6. 지모 뿌리 추출물의 HaCaT 세포독성평가를 진행한 결과, 본 실험에서는 $0.02-2{\mu}g/ml$로 농도를 설정하여 세포보호실험을 진행하였다. 7. 과산화수소로 유도된 세포 손상에 대한 세포 보호 효과를 확인한 결과, 50% 에탄올 추출물과 에틸아세테이트 분획물 및 아글리콘 분획물의 최대 생존율은 각각 86.23, 86.59 및 89.70%를 나타냈으며 과산화수소를 처리한 양성 대조군에 비하여 세포 생존율을 각각 8.07, 8.42 및 11.53% 증가시켰다. 8. HaCaT세포에 UVB를 조사하여 세포 내 ROS 소거활성 평가를 진행한 결과, 자외선으로 유도된 세포 손상에서 아글리콘 분획물은 $2{\mu}g/ml$ 농도에서 UVB를 처리한 양성 대조군 대비 41.77%까지 세포내 ROS를 감소시켰다. 9. 실험을 통해 높은 생리활성을 나타낸 지모 뿌리 에틸아세테이트 분획물을 TLC 및 LS/ESI-MS를 통해 성분분석을 진행하였다. 그 결과 mangiferin, isomangiferin, timosaponin-A-III, nyasol을 확인하였다.본 연구의 결과를 통해 지모 뿌리 추출물의 항균 및 항산화 작용과 더불어 세포보호효과를 통해 천연 화장품 소재로서의 응용 가능성이 있음을 확인하였다.
Insulin-like growth factors (IGFs) and their binding proteins (IGFBPs) are important regulators on the development of maternal tissues during pregnancy. This study was performed to examine the relationship between maternal IGFs/IGFBPs system (i.e: IGF-I, II, their receptors, and IGFBPs) in pre- and post-partum rats. The liver and kidney are important organs for the synthesis of IGFs and IGFBPs in adults. The levels of materanal IGFs and IGFBPs in serum, liver, and kidney were examined at 14 and 21 days of gestation and at 3, 7, 11, and 14 days after birth. The expression of IGFs and their receptors mRNA was also examined in fetal and maternal rat liver, kidney. IGF-I concentrations in maternal serum and liver were decreased during pregnancy. However, IGF-I concentration in maternal kidney was increased, having maximal effect at 14 days of gestation. IGF-I concentrations were decreased in serum, liver, and kidney of postpartum rat, compared to control (p < 0.05). On the other hand, IGF-II concentrations in serum, liver, and kidney were increased during pregnancy (p<0.05) and gradually decreased to control level in postpartum period. The levels of IGFBP-3 and IGFBP-2 are expressed in serum, liver, and kidney. However, IGFBP-3 is mainly expressed in serum and liver, and IGFBP-2 in kidney. The levels of IGFBP-3 and IGFBP-2 in maternal serum were markedly decreased during pregnancy and gradually recovered to control level during postpartum period by western ligand blotting. However, there was no change of IGFBP-3 and IGFBP-2 levels by western immunoblotting. The levels of IGFBP-3 and IGFBP-2 in maternal liver and kidney also showed the same pattern of serum, although the main IGFBP is different. In normal rat serum, IGF-I 150 kDa and 50 kDa carrier proteins were detected. The level of IGF-I 150 kDa carrier proteins in pregnant rat was decreased compared to normal rat, but that of 50 kDa carrier proteins was increased. IGFBP-3 protease activity was identified in pregnant rat serum and maternal placenta, and it was inhibited by EDTA ($Ca^{2+}$ chelating agent) and aprotinin (serine proteinase inhibitor). Taken together, these results suggest that the changes of IGFs and IGFBPs in maternal rats are regulated by liver and kidney IGFs and their receptors mRNA during the pregnancy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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