• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권4호
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• pp.515-521
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• 2019

본 연구는 고지방 식이로 유발된 비만 모델의 지질 및 항산화 관련 효소의 대사에 대하여 와송 열수 추출물의 섭취를 통한 효과를 확인하였다. 정상군을 제외하고 나머지 군은 8주 동안 고지방식이를 공급하여 비만 상태로 유도하였으며, 9주에서 14주까지 고지방식이에 와송 열수 추출물이 2.5%, 5% 첨가된 식이를 자유 급식하였다. 그 결과, 고지방 식이군 대비 와송 추출물 섭취군에서 간과 폐의 무게가 감소되었으며, H&E 염색상에서도 lipid droplet이 현저하게 감소되는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 간조직내의 총 콜레스테롤과 중성지방과 같은 지질 함량이 유의성 있게 줄어들었다. 와송 추출물의 항산화제로서의 능력을 확인한 결과 DPPH 라디컬 소거능의 활성을 증가하였고, ROS 형성량은 탁월하게 감소되었다. 산화스트레스를 감소시키는 SOD와 CAT와 같은 항산화 효소의 활성이 와송 추출물의 고농도 섭취군에서 정상군에 근접하게 회복되었다. 결론적으로 와송 추출물의 섭취는 간내 지질대사를 조절하고 항산화 효소를 활성화시켜 비만 치료를 위한 생리활성물질로 유용하게 활용 가능할 것으로 생각된다.

• 공업화학
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• 제25권2호
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• pp.134-141
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• 2014

환경오염, 기후변화, 고갈되어가는 화석원료에 대한 문제를 해결하기 위해 재생가능한 자원으로부터 케미칼 및 고분자 등의 산업자원을 생산하는 친환경 공정개발에 많은 연구가 진행되고 있다. 최근에 재생가능한 바이오매스로부터 다양한 케미칼 및 고분자 등을 생산하는 바이오리파이너리 공정이 많은 관심을 받고 있으며, 석유화학기반산업을 보완 혹은 대체할 가능성이 매우 높은 친환경공정으로 생각되고 있다. 본 총설에서는 바이오리파이너리 공정에 핵심적인 촉매로 사용되고 있는 재조합 미생물의 개발의 최근 동향을 바이오나일론, 바이오폴리에스터의 생산을 위하여 개발되고 있는 재조합 미생물의 대사공학전략을 중심으로 살펴보고자 한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제50권1호
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• pp.135-146
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• 2022

비만은 지질대사 불균형으로 인한 이상지질혈증과 밀접한 관련이 있으며, 장내 미생물의 군집 및 기능의 변화를 유도하여 장내 미생물 불균형을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 민들레 김치에서 분리한 김치 유래 유산균 W. confuse WIKIM51의 항비만 효능을 in vitro와 in vivo에서 평가하였다. 먼저, WIKIM51은 지방세포 분화를 유도한 3T3-L1 세포에서 지방대사 관련 유전자의 발현 조절을 통해 지방구 생성을 억제하였다. 후천적 비만 동물 모델을 이용한 in vivo 실험에서 10주간 W. confusa WIKIM51의 경구 투여는 고지방식이에 의해 유도된 체중 증가를 현저히 감소시켰다. 특히, 부고환 주위 지방량, 조직학적 분석을 통한 지방구의 크기 및 혈중 지표인 TG, TC, adiponectin, 그리고 leptin의 수준이 HFD군에 비해 W. confusa WIKIM51 섭취군에서 유의적으로 개선되었다. 또한 W. confusa WIKIM51 섭취군은 Ppar𝛾, C/EBP𝛼, Srebp-1c, Fas와 같은 지방 생성 및 지방산 합성 관련 유전자의 발현을 억제하였고, 반면 에너지 소비 관련 유전자 Ppar𝛼와 Cpt1의 발현은 증가시켰다. 더 나아가, W. confusa WIKIM51은 고지방식이로 인해 유도된 Firmicutes/Bacteroidetes 비율을 정상식이군의 수준으로 감소시켜 장내미생물의 불균형을 개선시켰다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, W. confusa WIKIM51의 섭취는 고지방식이로 인한 지방 축적을 억제하여 효과적으로 비만을 개선할 수 있으며, 이는 항비만 기능성 소재 및 식품 개발로의 활용이 가능함을 제시한다.

• 한국식품과학회지
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• 제51권5호
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• pp.411-419
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• 2019

국내산 및 중국산 들깨 종자에 들어있는 지방산과 이차대사물질들의 프로파일들을 대사체 분석 기술을 이용하여 종합적으로 비교한 결과 PLS-DA score plot 상에서 국내산 들샘, 다미, 소담들깨 종자들과 중국산 들깨 종자들과 서로 분리되는 것을 확인하였다. 들깨 종자들 사이의 차이에 관여하는 물질들을 분석한 결과 지방산, phytosterols, 페놀화합물을 포함하는 23종의 물질들이 관여하는 것으로 확인하였다. 이들의 함량과 재배환경의 상관관계를 분석한 결과, 강수량, 온도, 위도, 고도가 들깨 종자 대사물질의 변화에 영향을 준 것으로 확인하였다. 동일 품종을 사용한 다양한 재배환경의 변화가 들깨 종자의 품질뿐만 아니라 들깨의 생육에 미치는 연구가 더 필요함에도 불구하고 본 연구결과는 재배환경이 다른 지역에서 생산된 들깨 종자를 구별할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제31권9호
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• pp.796-805
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• 2021

간 소포체(ER) 스트레스는 비알콜성지방간과 인슐린 저항성의 발달에 기여하고, unfolded protein response(UPR)의 구성요소는 지질 대사를 조절한다. 최근 연구에 따르면 ER 스트레스와 비정상적인 세포 지질 대사 사이의 연관성이 보고되었으며, 이 과정에서 지질 대사의 중심 조절자인 sterol regulatory element binding proteins(SREBPs)의 관련성이 확인되었다. 그러나 ER 스트레스 동안 지질 대사를 조절하는 SREBP의 정확한 역할과 비알콜성지방간에 대한 기여는 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구에서 SREBP-1c 결핍은 UPR, 염증 및 지방산 산화 조절을 통해 ER 스트레스에 의해 유도된 비알콜성지방간으로부터 생쥐를 보호한다는 것을 보여준다. SREBP-1c는 inositol requiring kinase 1α (IRE1α) 발현을 직접적으로 조절하고 ER 스트레스에 의해 유도된 tumor necrosis factor-α의 활성화를 매개하여 peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1-α (PGC1α)의 감소와 그에 따른 지방산 산화의 장애를 유발한다. 그러나, SREBP-1c의 유전적 결핍은 이러한 현상을 보호하여 간 염증과 지방 축적을 완화시킨다. SREBP-1c 결핍이 ER 스트레스에 의해 유도된 염증 신호를 방지하는 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았지만, SREBP-1c가 결핍된 Kupffer 세포에서 IRE1α 신호의 변화가 염증 신호에 관여할 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구결과는 SREBP-1c가 ER 스트레스에 의해 유도된 비알콜성지방간에서 UPR 및 염증의 조절에 중요한 역할을 함을 시사한다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제39권3호
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• pp.191-208
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• 2024

펩타이드형 독소인 마이크로시스틴(microcystins, MCs)과 노둘라린(nodularin, NOD)은 남조류라고도 알려진 시아노박테리아에 의해 생성되는 2차 대사산물로, 독소에 오염된 물, 토양 및 비료를 사용함으로써 농산물 내에 축적되고 이를 사람이 섭취함으로써 건강상 위해가 발생할 수 있다. 최근 MCs과 NOD의 농산물 내 오염에 대한 관심이 대두되며 국내외에서 여러 분석법을 기반으로 농산물 내 오염 수준을 조사하고 있다. 하지만 아직까지 수행된 연구가 많지 않으며, 특히 펩타이드형 독소 중 MCs의 분석 연구에 치중되어 있거나 오염 취약 지역에서 재배한 농산물이 주로 오염도 조사에 사용되는 등 연구에 한계가 있으므로 MCs과 NOD의 관리를 위해서는 보다 많은 체계적인 연구가 필요할 것으로 생각된다. 본 연구에서는 체계적인 모니터링 및 안전관리의 기반을 마련하기 위해 MCs 및 NOD의 이화학적 특성, 독성, 분석법, 오염사례 및 관리현황에 대해 기술하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권4호
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• pp.260-267
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• 2008

단백질의 산업적 생산을 위해 발현벡터의 선정이 중요하지만 이용 가능한 프로모터가 극히 제한적이며 많은 경우 과발현되는 특성과 함께 불용성 응집체가 형성되는 단점을 지닌다. 따라서 다양한 생물로부터 유래된 잠재성이 큰 유전자원(metagenome)에서의 프로모터 발굴과 한정된 숙주를 해결하려는 노력이 요구된다. 선행연구에서 발굴한 metagenome 유래의 항시발현 프로모터를 이용해 대장균의 일반적인 배양조건에서 세포생리에 영향이 적은 신규 항시발현 벡터를 제작하였다. 이를 위해 예측된 프로모터 서열과 MCS를 포함하는 합성 primer를 제작한 후 PCR로 증폭해 발현벡터를 구성한 후, 프로모터 구동여부와 단백질 발현양상 등을 관찰하였다. 인위적으로 도입된 MCS에 GFP, esterase, $\beta$-glucosidase를 클로닝해 단백질 발현양과 가용성을 분석한 결과, 안정적으로 전체단백질의 $2{\sim}3%$ 정도로 발현되며 80% 이상의 높은 가용성을 지닌 단백질의 발현이 유도되는 것으로 확인되었다. 이와 같은 결과는 잠재적인 생물자원의 보고로서 metagenome의 활용가능성을 제시하고 있다. 따라서 다양한 숙주에서 작동하는 프로모터의 발굴 및 발현벡터의 제작을 시도할 경우 단백질의 생산이나 대사공학에 의한 균주개량에 유용하게 활용할 수 있을 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권3호
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• pp.185-199
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• 2017

메탄은 자연적인 발생원과 인위적인 발생원에 의해 배출되며 지구온난화를 야기하는 대표적인 온실가스이다. 메탄을 탄소원과 에너지원으로 이용하는 메탄산화세균은 메탄의 생물학적 산화에 중요한 역할을 한다. 메탄산화세균의 서식지는 매우 다양하며 메탄산화반응의 핵심 효소인 methane monooxygenases (MMOs)는 메탄뿐 아니라 다른 기질을 산화할 수 있는 기질특이성을 가지고 있다. 이러한 메탄산화세균의 특성으로 인해 생물학적 메탄 저감 기술과 생물정화기술 분야에서 메탄산화세균의 활용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설 논문에서는 메탄산화세균의 종류, MMOs의 특성과 메탄산화세균의 고농도 배양 기술에 관한 최근 정보를 정리하였다. 또한 메탄산화세균을 이용한 생물학적 메탄 저감 관련 실험실 규모와 매립지 현장에서의 기술 개발 현황 및 적용 결과를 소개하였다. 이러한 생물학적 메탄 저감 시스템에서 메탄산화세균의 군집 거동 특성도 고찰하였다. 마지막으로, 메탄산화세균을 활용한 생물공학기술의 혁신을 위해 필요한 과제로 대사활성이 우수하거나 신규 대사능력을 가진 메탄산화세균의 지속적인 탐색 연구, 고농도 세포 대량배양기술 개발 및 미생물 컨소시움(메탄산화세균과 비메탄산화세균의 컨소시움) 디자인 및 관리 기술 등이 필요함을 제안하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권3호
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• pp.465-472
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• 2019

Candida albicans는 기회감염을 유발하는 주요한 병원성 진균 중의 하나이다. 캔디다증 치료과정에서 항진균제에 대한 내성이 흔히 발견되는데, 그 이유는 Candida가 바이오필름을 형성할 수 있기 때문이다. 이전의 연구에서 우리는 단삼(Salvia miltiorriza)의 에탄올추출물이 세포막의 투과성을 변화시키고 세포벽 합성을 저해하여 항캔디다 활성을 나타냄을 밝혔다. 본 연구에서는 10개 C. albicans 임상균주가 형성한 초기단계의 바이오필름을 대상으로 XTT 환원분석법으로 대사활성을 측정하니, $78{\mu}g/ml$ 단삼 에탄올추출물에 의해 바이오필름의 대사활성이 평균 51.3% 감소되었다. C. albicans 세포들이 폴리스티렌 표면에 부착하거나 germ tube를 형성하는 과정에서의 단삼 에탄올추출물의 영향을 현미경으로 분석하니, $39{\mu}g/ml$ 단삼 에탄올추출물에 의해 부착된 세포의 밀도는 현저하게 감소하였으나 germ tube 형성은 거의 억제하지 못했다. 단삼 에탄올추출물이 C. albicans SC5314 세포의 균사에 특이적인 유전자 발현에 미치는 영향을 qPCR로 분석한 결과, EAP1은 34.7% (p < 0.001), ALS1은 45.0% (p < 0.001), ALS3는 48.1% (p < 0.001), ECE1은 21.3% (p = 0.006) 억제하였다. 결론적으로 단삼의 에탄올추출물은 초기단계의 C. albicans 바이오필름 발달을 효율적으로 저해하며, 이는 EAP1, ALS1, ALS3 유전자의 발현억제에 따른 세포부착 억제와 관련이 있다. 더불어 단삼 에탄올추출물의 C. albicans 세포막 기능저해와 세포벽 합성억제에 의한 구조변화 또한 세포부착단계에서의 바이오필름 발달억제에 기여할 것으로 추정된다.

• 생명과학회지
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• 제34권9호
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• pp.656-665
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• 2024

효소 억제제는 인체 내 다양한 대사과정을 조절하는 단백질에 속하는 효소의 작용을 억제하여 특정 질병이나 상태를 치료하는 데 도움을 준다. 퀘르세틴은 폴리페놀 계열에 속하는 플라보노이드의 일종으로 식물에서 발견되는 이차 대사산물이다. 이러한 퀘르세틴은 구조적 이점을 바탕으로 효소의 활성부위에 결합하여 α-glucosidase, acetylcholinesterase, bacterial neuraminidase, xanthine oxidase에 대한 억제 활성을 갖는 것으로 보고된다. 또한, 퀘르세틴은 glycosylation, methoxylation, alkylation 등을 통해 특징적인 치환기를 가질 수 있으며 이러한 천연 퀘르세틴 유도체는 효소 활성 부위의 촉매 잔기와 특이적인 결합 패턴을 나타내어 더욱 우수한 효소저해활성을 가질 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 퀘르세틴 및 그 유도체의 특징적인 구조에 대해 알아보고 이들의 효소저해활성을 통해 유도체별 다양한 질병을 목표로 하는 효과적인 효소 저해제 개발에 유망한 후보가 될 수 있음을 시사한다.