• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권1호
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• pp.1-9
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• 2006

도처에 분포하는 peroxiredoxins (Prxs)은 세포 내 방어신호전달 과정에서 다양한 기능을 하는 것으로 나타났다. Prxs는 크게 typical 2-Cys Prx, atypical 2-Cys Prx와 1-Cys Prx의 세 부류로 분류되는데, 이것들은 cysteine 잔기의 수와 촉매기전에 따라 구분된다. 세 종류의 단백질 중, N-말단에 peroxidatic cysteine 잔기를 포함하는 typical 2-Cys Prx는 $H_2O_2$ 분해과정 동안 과산화물-의존적인 sulfenic acid로의 산화와 thiol-의존적 환원과정이 순환되어 일어난다. Sulfenic acid는 고농도의 $H_2O_2$와 Trx, Trx reductase와 NADPH를 포함하는 촉매 요소의 존재하에 cysteine sulfenic acid로 과산화 될 수 있다 과산화된 2-Cys Prx는 ATP 의존성 효소인 sulfiredoxin의 작용에 의해 천천히 환원된다. 세포가 강력한 산화나 열 충격 스트레스에 노출되면, 2-Cys Prx는 LMW 단백질에서 HMW complex로 구조를 변화시켜 peroxidase에서 chaperone으로 기능의 전환을 일으킨다. 2-Cys Prx의 C-말단 부분 역시 이러한 구조적 전환에 중요한 역할을 한다. 따라서, C-말단이 잘려진 단백질은 과산화가 되지 않고 단백질의 구조와 기능이 조절될 수 없다. 이러한 반응들은 활성 자리인 peroxidatic cysteine 잔기에 의해 일차적으로 유도되며, 그것은 세포에서 '$H_2O_2$ sensor' 로서 작용하다. 2-Cys Prx의 가역적인 구조와 기능 변화는 세포가 외부자극에 적응하는 수단으로 작용하며, 아마도 세포내 방어신호체계를 활성화 시키는 것으로 생각된다. 특히, chloroplast에 존재하는 식물 2-Cys Prx는 촉매반응 동안 주된 구조적인 변화를 나타내는 역동적인 단백질 구조를 가지고 있어서, 산화-환원 의존적으로 super-complex를 형성하고 가역적으로 thylakoid membrane에 부착한다.

• 생명과학회지
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• 제32권12호
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• pp.919-928
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• 2022

코로나-19 펜데믹에서 볼 수 있듯이, 새로운 바이러스 감염병의 출현은 전 세계적으로 공중보건에 심각한 우려를 발생시킨다. 특히, 항바이러스제 및 백신의 부재는 감염병의 피해를 더욱 증가시킨다. 식물 유래 천연물은 안전하고 효과적인 항바이러스제 개발의 주요 공급원이다. 본 연구는 한약재 식물의 에탄올추출물의 항바이러스 활성을 분석함으로써 안전성과 효능을 갖는 새로운 항바이러스제 후보물질을 발굴하는 것을 목표로 하였다. 10종의 한약재 에탄올추출물의 항산화활성과 세포독성을 분석한 후 로타바이러스, A형간염바이러스, 독감바이러스에 대한 광범위한 바이러스 사멸활성을 분석하였다. 특히, 마가목과 감초의 추출물은 독감바이러스에 대한 강력한 사멸활성을 나타내었다. 또한, 마가목과 감초의 추출물로 사멸된 독감바이러스의 백신효능과 방어효능을 마우스 모델에서 검증하였다. 추출물로 사멸된 바이러스는 높은 수준의 중화항체를 유도하였으며 야생형 바이러스 공격접종을 효과적으로 방어하는 우수한 백신효능을 나타내었다. 본 연구의 결과는 한약재 유래 천연물을 기반으로 하는 항바이러스제와 사백신 제조를 위한 바이러스 불활화제 개발에 활용될 수 있는 가능성을 제시한다.

• 한국산림과학회지
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• 제81권3호
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• pp.234-246
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• 1992

조경수목(造景樹木)들의 대기오염물질(大氣汚染物質)들에 대한 감수성(感受性) 및 저항성(抵抗性)을 규명하기 위해서 야외조사(野外調査)와 실내실험(室內實驗)을 통하여 엽내(葉內) 유황함량(硫黃含量)과 peroxidase(POD) 및 superoxide dismutase(SOD) 함량(含量)을 측정(測定) 분석(分析)하였다. 은행나무에서는 엽내(葉內) 유황함량(硫黃含量)과 POD 활성간(活性間)에 부(負)의 상관(相關)이 나타났고 잣나무, 소나무 및 양버즘나무에서는 엽내(葉內) 유황함량(硫黃含量)과 POD 활성간(活性間)에 정(正)의 상관(相關)을 나타내었다. 각 수목(樹木)들은 오염물질(汚染物質)이 체내(體內)에 흡수(吸收), 축적(蓄積)됨에 따라 내성기구(耐性機構)로써 POD 같은 효소(酵素) 활성(活性)을 증가시켰다. 특히 잣나무와 양버즘나무의 POD 활성(活性)이 높게 나타났다, $SO_2$ 처리실험에서 고유의 POD 활성(活性)이 낮은 침엽수(針葉樹) 1년생 잎이나 은행나무에서는 $SO_2$ 처리구간에 POD 활성(活性) 변화가 거의 없으나, 고유의 POD 활성(活性)이 높은 스트로브잣나무와 튜립나무에서는 처리농도가 높을수록 POD 활성(活性)이 증가하는 것으로 보아, 외부 stress에 대한 단기적 POD 활성(活性)은 감수성(感受性)이 큰 수종(樹種)에서 나타나며, 장기적 POD 활성(活性) 증가는 식물체(植物體)의 방어기작(防禦機作)중의 일부로써 나타났으며 수목(樹木)의 SOD와 POD 활성간(活性間)의 상관관계(相關關係)는 은행나무에서만 부(負)의 상관(相關)을 보이고 나머지 수목(樹木)에서는 정(正)의 상관(相關)을 나타내었다. SOD와 POD 활성(活性)은 수종(樹種)마다 특이한 반응(反應)을 나타내며, 대부분의 수종(樹種)에서 SOD와 POD가 동시에 내성(耐性) 기구(機構)에 참여함을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제12권3호
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• pp.264-273
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• 2002

식물은 병원균이나 여러 가지 환경스트레스에 내하여 사기 방어기작을 가지며, 특히 PR 단백질은 병원균의 침입시에 동물의 면역반응과 유사한 생체방어반응을 나타내는 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 고추에서 항균 특성을 나타내는 PR5 유전자를 클로닝하고 이들의 특성을 구명하였다. 고추에서 서로 다른 3종의 PR5 유전자, CAPR5-1, CAPR5-2, CAPR5-3를 클로닝하였다. 이들 유전자의 특성을 조사하고 아미노산 수준에서 유사성을 비교하여 본 결과, 서로간에는 90% 이삳의 상동성을 나타내었고 이들의 2차구조를 비교한 결과 중요한 domain은 높은 상동성을 나타내어 PR5 유전자들이 항균 특성을 나타내는데 매우 중요한 motif로 작용할 것으로 사료된다. CAPR5-1, CAPR-2, CAPR5-3 유전자들의 항균성 정도를 조사하기 위하여 이들 유전자를 대장균에서 발현시켜 단백질을 분리하여 고추 역병균인 phytophthora capsici에 처리한 결과, 균사의 성장이 억제되어 CAPR5-1, CAPR5-2, CAPR5-3 단백질들이 항균성을 지니고 있는 것으로 나타났다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권4호
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• pp.450-456
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• 2016

한국형 잔디에서는 다른 병에 비해 진전 속도가 빠르고 주로 뿌리에서부터 발병하여 잔디를 고사시키고 발병 후 구제하기 매우 어려운 라이족토니아잎마름병(라지패취)이 큰 문제로 대두되고 있다. 라이족토니아잎마름병(라지패취)은 Rhizoctonia solani AG2-2 (IV)병원균에 의해 발생하는데, 이 병원균에 강한 내병성 들잔디를 개발하기 위해 식물방어반응에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 PR-Protein 중 하나인 ${\beta}-1,3-glucanase$를 들잔디로부터 클로닝 하였다. ${\beta}-1,3-glucanase$는 바이러스나 균의 감염으로 인해 식물조직이 과민반응을 일으킬 때 세포내에서 생성되고 세포 외로 분비되어 세포 사이 공간에서 주로 병원균 저항성기능을 하는 것으로 알려져 있다. ${\beta}-1,3-glucanase$ 단자엽식물 중 내병성에 대한 연구가 되어있는 옥수수, 밀, 보리, 벼의 염기서열에서 공통으로 보존되어 있는 부분을 이용해 degenerate PCR을 수행하고 얻어낸 sequence를 통해 Full-length의 cDNA를 클로닝 하였다. E.coli overexpression을 수행하여 목표 단백질을 대량 정제하여 in vitro 활성 측정 및 항균테스트를 진행하였다. 또한, ZjGlu1 유전자의 기능을 해석하기 위해 각각의 유전자를 도입한 식물형질전환용 벡터를 제작하여 잔디 형질전환체 제작을 하였다. ZjGlu1 단백질을 이용하여 9개의 균주에 대해 항균활성 테스트를 진행 한 결과 R. cerealis, F. culmorum, R.solani AG-1 (1B), T. atroviride 에서 항균활성을 보였으며, 형질전환체를 이용해 18s 유전자의 발현량을 상대로 한 각 유전자의 기관별 발현량은 크게 차이없이 모든기관에 발현되는 것을 확인할 수 있었다.

• 환경생물
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• 제19권3호
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• pp.211-217
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• 2001

식물의 저항성과 방어관련물질 유도에 관련된 salicylate가 담배 미분화세포로부터 분리된 isoperoxidase $A_3$의 활성에 미치는 영향을 살펴보고, $Fe^{2+}$ 의 첨가에 의하여 salicylate에 의한 효소활성 억제가 보호되는 양상을 조사하였다. 다양한 농도의 salicylate가 isoperoxidase $A_3$의 활성에 미치는 영향을 조사한 결과 0.48mM salicylate에 의하여 isoperoxidase $A_3$의 활성이 약 20% 감소되었고, 0.6mM salicylate에 의하여 효소활성이 85% 이상 감소되었다. 이러한 결과는 salicylate에 의하여 isoperoxiase $A_3$가 억제됨을 보여준다. Salicylate에 의한 isoperoxidase $A_3$의 억제반응은 pH 의존적으로 일어났을 뿐만 아니라, noncompetitive inhibition 양상을 나타냈다. 뿐만 아니라 salicylate에 의한 isoperoxidase $A_3$의 활성억제는 $Fe^{2+}$ 첨가에 의하여 거의 완벽하게 보호되었다. Isoeroxidase A3로부터 heme부분을 제거하여 apoperoxidase를 제조한 후 여러가지 금속이온이 apoperoxidase의 활성회복에 미치는 효과를 조사하였다. 그 결과 hemin과 $Fe^{2+}$ 첨가에 의하여 apoperoxidase의 활성이 80% 이상 회복되었으나 $Cu^{2+},\;Zn^{2+},\;Co^{2+},\;Mn^{2+}$ 등은 apoperoxidase의 활성을 재구성시키지 못하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권4호
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• pp.52-60
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• 2007

포르말린과 톨루엔 처리에 의한 애기장대의 표현형 변화 및 포르말린에 의한 단백질의 발현변화를 관찰하였다. 톨루엔의 휘발량이 포르말린보다 많음에도 불구하고 포르말린 처리구에서 애기장대의 표현형 변화가 더욱 현저한 것을 확인하였다. 포르말린에 의한 표현형의 변화가 미비한 6h 처리구에서도 애기장대 단백질의 발현에 많은 변화가 나타났으며 이러한 발현변화는 처리시간이 길어질수록 더욱 뚜렷하였다. 포르말린에 의하여 발현량이 변하는 단백질의 분자량을 automated gel electrophoresis system을 이용하여 예측한 후, 그 결과를 토대로 formaldehyde-responsive proteins을 분리하였다. 분리한 5개의 단백질은 전사수준에서 formaldehyde-dependent expression을 나타내었으며 formaldehyde-responsive proteins (FRP)으로 명명하였다. FRP5를 제외한 네 개의 단백질은 그 기능이 밝혀지지 않은 novel protein으로 식물의 방어기작에 관여하는 단백질과 높은 상동성을 나타내는 것을 알 수 있었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제27권4호
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• pp.241-248
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• 2007

Cytokinin은 식물의 성장과 발달에 중요한 역할을 하는 필수 호르몬이다. mRNA differential display 방법으로 애기장대 amp1 돌연변이체로부터 cytokinin에 의하여 발현이 유도되는 PR4 유전자를 분리하였다. AtPR4로 명명한 애기장대 PR4 유전자는 212개의 아미노산으로 구성되어 있었으며 분자량은 22,900이고 등전점은 7.89로 추정되었다. Genomic DNA 분석결과, AtPR4는 single copy 유전자인 것으로 나타났다. AtPR4의 mRNA는 cytokinin과 NaCl에 의해서는 발현이 유도되었지만 SA와 JA에 의해서는 발현이 억제되었다. PR 단백질은 내병성 등 생체방어기작에 관여하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서 분리한 애기장대 PR4 유전자는 내병성 목초 품종의 개발에 유용하게 사용될 것으로 사료된다.

• 대한화장품학회지
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• 제37권2호
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• pp.171-176
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• 2011

N-(p-Coumaroyl)serotonin과 N-Feruloylserotonin은 홍화씨에서 유래하는 특이적인 세로토닌유도체로 주로 식물이 병원균을 방어하기 위해서 만들어내는 hydroxycinnamic acid amides계 물질이다. 본 연구에서는 N-(p-Coumaroyl) serotonin과 N-Feruloylserotonin이 지방전구세포의 지방분화에 미치는 영향을 oil-red O염색과 triglyceride 양 측정, GPDH 활성 측정 등을 통해 알아보았고, 그 결과 두 물질 모두 유의적으로 지방세포분화를 억제함을 관찰하였다. 효능 비교물질로 세로토닌을 처리했을 때 세로토닌 자체로는 지방분화에 유의미한 효과는 관찰되지 않았다. N-(p-Coumaroyl) serotonin과 N-Feruloylserotonin은 또한 우수한 항산화능을 보여주었다. 이러한 결과를 통해, N-(p-Coumaroyl)serotonin과 N-Feruloylserotonin이 지방세포분화억제를 통한 항비만 소재로서의 가능성을 확인하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제33권4호
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• pp.135-141
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• 2008

본 논문은 벼에 $^{14}CO_2$ 가스를 단기간 동안 직접 노출시켜 시간대 별 $^{14}C$의 전이 현상에 대한 동적 예측 모델과 동 모델의 타당성을 조사하기 위해 수행된 벼의 $^{14}CO_2$ 피폭 실험에 대해 기술하였다. 본 모델에서 작물은 몸체와 이삭(쌀알)의 두 격실로 구분되었고, 식물의 광합성과 연관된 매개변수의 함수로 표현되는 5개의 격실 간 탄소이동을 고려하였다. 모델예측을 통해 작물의 $^{14}C$ 방사능 오염에 대한 $^{14}CO_2$, 누출 시기 및 지속시간, 매개변수의 영향을 분석하였다. $^{14}CO_2$ 누출 지속시간이 길어지면 본 모델은 비 방사능 모델 적용 영역으로 수렴되었다. 작물의 $^{14}C$ 오염은 광합성이 가장 왕성한 개화기부터 수확기 사이에 작물이 $^{14}CO_2$에 노출되었을 때 가장 큰 것으로 예측되었다. $^{14}CO_2$에 대한 벼 노출 실험결과와 모델예측결과의 비교로부터 본 모델은 벼의 $^{14}C$ 흡수 예측 모델로 충분히 활용할 수 있음을 확인하였다.