기능성식품으로 시판되는 건강음료를 HPLC 분석한 결과 발기부전치료제로 허가받은 비아그라$^{(R)}$의 활성주성분인 실데나필과 구조적으로 유사한 부정첨가물질이 발견되었다. 이 부정첨가물질의 구조를 규명하기 위해 건강음료를 methylene chloride로 추출한 다음 그 추출물을 semipreparative HPLC로 정제하였다. 분리된 물질의 화학구조는 IR, LC/MS-ESI, NMR 분광학으로 규명하였는데 실데나필과 유사한 특징을 보였고 구조상의 유일한 차이는 실데나필의 methylpiperazine 부분구조를 부정첨가물질에서 hydroxyethylpiperazine으로 치환한 것이었다.
본 연구는 약용식물인 적하수오의 부정근과 생리활성물질 대량생산을 위해 생물반응기 배양 조건을 확립하고자 실시되었다. 이를 위하여 생물반응기 배양 시 배지 내 무기물 함량과, auxin의 종류와 농도, sucrose 농도가 적하수오 부정근의 생장과 총 phenolics와 flavonoids 함량에 미치는 영향을 조사하였으며, 배양 중 methyl jasmonate (MeJA)와 salicylic acid (SA)의 첨가가 생리활성물질 축적에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 $9.84{\mu}M$ IBA와 50 g/L sucrose가 첨가된 1배 MS배지에서 최적의 부정근 생장이 이루어졌으며 생리활성물질 축적도 가장 높았다. MeJA와 SA 처리시 적하수오 부정근의 생장과 생리활성물질 축적은 오히려 감소하였다. 본 연구 결과는 산업적 목적을 위한 적하수오의 부정근과 생리활성물질 대량생산시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
식품에 첨가할 수 없는 의약품이나 화학합성물질이 함유된 부정유해식품이 증가하고 있는 실정이다. 특히 발기부전치료제 성분인 실데나필, 바데나필 및 타다라필의 화학구조를 변형한 미지의 물질이 검출되고 있다. 또한 기존 식품의 기준규격 검사에 따른 단속을 피하기 위하여 성기능강화 등 치료효능을 지닌 의약품 성분의 화학구조를 변형한 불법으로 합성한 부정유해물질은 안전성이 전혀 입증되지 않았으므로 그 위해성이 우려되고 있다. 따라서 식품의 안전성을 확보하기 위하여 발기부전치료제의 화학구조를 변형한 호모실데나필, 홍데나필, 슈도바데나필, 아미노타다라필, 하이드록시호모실데나필, 하이드록시홍데나필, 디메틸실데나필, 잔소안트라필, 하이드록시바데나필, 노르네오실데나필, 데메틸홍데나필, 피페리디노홍데나필, 카보데나필, 치오실데나필, 디메틸치오실데나필, 아세틸바데나필의 총 16개의 발기부전치료 성분의 유사물질 관련 자료와 식품 중 부정유해물질의 규명 및 분석 현황을 정리하였다.
본 연구는 '녹색 꽃잎 도라지'의 기내배양 시 배지구성물질의 적정농도 구명에 의한 대량번식을 목적으로 실시하였다. '녹색 꽃잎 도라지'의 절을 배양재료로 배양조건은 MS배지의 여러가지 구성물질의 농도를 달리한 결과, 1/4MS 배지에서 가장 양호한 부정근의 형성을 보였으나 생장은 1/2MS배지에서 좋았다. Sucrose첨가는 농도가 높을수록 신초와 부정근의 형성 및 생장이 좋았다. 활성탄은 무첨가구에서 가장 많은 부정근의 형성과 양호한 생장을 보였다. 배지의 pH는 4.8로 조절된 배지에서 가장 많은 부정근을 형성하였으며, pH가 높아질수록 그 형성은 낮아지는 경향을 보였고, 부정근과 신초의 생장 또한 pH 4.8에서 가장 왕성하였다. Agar 농도별 실험에서 부정근의 형성과 생장은 그 농도가 낮아질수록 양호한 경향을 보여 가장 낮은 첨가구인 0.4% 농도구에서 가장 많은 부정근의 형성과 왕성한 생장을 보였다. 생장조절제를 혼용 첨가한 경우 신초의 형성은 BA와 IAA의 혼용구가 kinetin과 IAA 또는 NAA 혼용구에 비해 효과적이었으며, BA 0.1 mg/L와 IAA 0.5 mg/L 혼용구에서 절편체당 3.9개로 가장 많은 신초가 형성되었다.
기내배양을 통해 동백종자의 자엽절편으로부터 직접 체세포분화를 통하여 식물체를 재분화 시켰다. 종피를 제거한 후 표면살균 처리한 자엽절편을 2.4-D, NAA 및 BA가 단독 또는 조합 첨가된 MS 고체배지에 치상하였다. 원배체 형성을 통한 부정아 형성은 0.1 mg/l 2.4-D와 1 mg/l BA가 첨가된 처리구에서 이루어졌다. 부정아는 주로 자엽절편체의 배축에 가까운 기저부위에서 캘러스의 형성없이 직접 형성되었으며, 이로부터 형성된 유묘는 식물생장조절물질이 첨가되지 않은 기본배지에서 정상적인 개체로 발달 하였다. 이와같은 연구결과는 앞으로 동백나무의 육종과 산업적 이용에 필요한 형질전환 연구에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
Corydalis remota for. peatinata의 꽃자루에서 캘러스를 유도한 후 MS기본배지에 생장조절물질을 첨가하여 체세포 배발생 및 재분화를 시도하였다. 생장조절 물질에 따른 캘러스 유도율을 비교하면 2,4-D 2.0 mg/L 에 zeatin 2.0 mg/L를 혼용 처리한 배지에서 아주 양호한 캘러스 유도 및 생장율을 나타냈다. 식물생장조절물질 또는 호르몬 첨가에 의한 체세포 배의 발생율은 광조건에서 cytokinin류의 농도가 0.5mg/L 단독 첨가한 배지에서 가장 높았다. 또한 발생된 부정배중 MS기본배지에 zeatin 1.0mg/L을 단독처리한 경우가 가장 쌍자엽형성율이 높은 것으로 나타났다. 또한 2,4-D를 미량 첨가하고 cytokinin류를 혼용첨가한 배지나 BAP를 단독 처리한 배지에서는 소식물체의 배지 접지면인 뿌리부분에 활발한 2차 배발생이 나타났다.
낙엽송의 성숙배로부터 최대 부정아 유도는 LP배지에 1.0 mg/L zeatin이 첨가된 처리구(76.1%)였으며, 2 mm 이상의 신초생장을 위한 효과적인 처리구는 Litvay(LM)배지에 0.5 mg/L zeatin(75.2%)을 첨가하거나, 혹은 Quoirin & Lepoivre(LP)배지에 2.0 mg/L zeatin(70.2%)에서 각각 나타났다. 배지의 염류함량을 반으로 줄인 부정아 유도 시험에서는 1/2LP배지에 1.0(83.3%) 혹은 2.0 mg/L(81.7%) zeatin을 첨가한 처리구에서 높은 유도율을 보였으나, 2 mm 이상의 신초생장을 위한 효과적인 처리구는 1/2LM배지에 1.0 mg/L zeatin(66.7%)에서였다. 배지의 염류함량을 반으로 줄인 부정아 유도 시험에서는 1/2LP배지에 1.0(83.3%) 혹은 2.0 mg/L(81.7%) zeatin을 첨가한 처리구에서 높은 유도율을 보였으나, 2 mm 이상의 신초생장을 위한 효과적인 처리구는 1/2LM배지에 1.0 mg/L zeatin(66.7%)에서였다. 그리고 1.0 mg/L zeatin처리구에서 2주배양 후 1.0 mg/L thidiazuron(TDZ) 처리구로 2주간 배양할 때 가장 높은 52.9%의 부정아 유도율을 보였으나 평균 부정아 유도수는 낮게 나타났다. 부정아유도를 위한 에틸렌활성제 혹은 억제제 첨가시험에서는 최대 부정아 유도율은 1.0 mg/L zeatin+2.0 mg/L MGBG(methylglyoxal bis-[guanylhydrazone])가 첨가된 처리구(34.6%) 였으며, 평균 최대 부정아 유도수는 1.5개를 보인 1.0 mg/L zeatin+2.0 mg/L $CoCl_2$ 처리구에서 나타났다.
심장질환 및 암치료에 약제로 사용되어지는 D. purpurea의 잎 절편으로부터 신초의 재분화와 증식을 시도하였다. MS 배지에 $2\;mg/l$ BA와 $0.1\;mg/l IAA를 조합하여 처리하였을 때 잎절편으로부터 부정아가 형성되었다. 유기된 부정아로부터 신초의 증식은 식물생장조절물질이 첨가된 $B_5$ 배지에서 배양 5주 후 약 21개의 신초가 분화되었으며, 신초의 길이 신장과 생육은 WPM 배지와 MS 배지에서 가장 양호한 것으로 나타났다. 한편 기내 증식된 신초로 부터의 발근은 $1\;mg/l$ IBA를 첨가된 MS 배지에서 신초당 21.5개가 형성 되었다.
하늘타리 (T. kirilowii)의 기내 (in vitro) 대량증식을 위하여 줄기절편을 2 mg/L BA가 첨가된 MS 배지에 치상하였을 때 정단부위가 포함된 줄기절편의 기저부로부터 다수의 부정아가 형성되었다. 부정아는 정상적인 신초로 분화하였으며, 이와같이 형성 된 신초는 0.5 mg/L BA가 첨가된 MS 배지로 옮겼을 때 4주 후 시료당 $17.3{\pm}0.2$개의 신초로 재분화하였다. 신초의 증식에 있어서 배지내 탄소원으로는 3% sucrose가 적절하였으며, 고형물질에 의한 영향은 확인할 수 없었다. 한편 신초의 발근은 무기염 의 농도가 절반으로 줄어 든 1/2MS 배지 (2% sucrose, 0.3% phytagel, pH 5.7)에서 신초당 $4.3{\pm}0.02$개로 96%이상 형성 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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