• 제목/요약/키워드: 자당 분해효소

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식물 조직학적 방법에 의한 β-D-fructofuranosidase의 기능 연구 (Study of the Function of β-D-fructofuranosidase by Plant Histological Method)

  • 김동균
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권4호
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    • pp.587-592
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    • 2023
  • 식물의 성장은 유기물 이용 가능성을 비롯한 다양한 요인에 의해 조절된다. 유기 영양소는 "소스"라고 하는 탄소 및 에너지 고정과 관련된 조직에서 생성된 광합성 제품으로 탄수화물 분자이다. 이러한 화합물은 식물 유관속을 통해 "싱크"라고 하는 비광합성 또는 성장 조직으로 흐른다. 이러한 기능이 가능한 화합물 중에서, 이당류 프럭토실글루코스인 자당이 가장 대표적이다. 자당이 수송 동안, 소스에서 싱크로의 경로는 자당을 글루코스 및 과당의 유도체로 분해하거나 자당의 직접적인 이동을 포함할 수 있다.이때 관여하는 효소 중에 β-D-fructofuranosidase 가 가장중요하다. 여러 동위효소 중의 하나인 가용성중성 β-D-fructofuranosidase 는 세포 내 원형질체 안에 위치하여 식물세포에게 자당을 분해하여 에너지생성 물질대사를 돕는다. 이 효소의 활성을 식물이 성장하는 과정 동안에 추적하기 위해서 가장 효과적인 면역 국소화를 위해서 조직학적 방법을 사용하였다. 그 결과 잎에서 옆육 조직보다는 사부와 표피에 활성이 높았다. 성장하는 줄기에서는 사부, 표피, 그리고 피층에 활성이 높았다. 싱크조직인 뿌리는 모든 부분에 활성이 높았지만 특별히 가장 끝 부분에는 가장 높았다. 자당의 분해를 필요로 하는 싱크조직에서 자당의 unloading을 돕고, 자당을 분해하는 역할을 담당하기 때문으로 사료된다.

복숭아 '장호원황도' 과실의 부위별 유리당 함량 및 관련 효소활성 비교 (Comparison of Free Sugar Content and Related Enzyme Activities on Different Parts of 'Changhowon Hwangdo' Peach Fruit)

  • 김성종;박혜영
    • 원예과학기술지
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    • 제28권3호
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    • pp.387-393
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    • 2010
  • 복숭아 과실 부위별 유리당 축적와 효소와의 관계를 살펴보고자 2006년 8월에서 9월까지 '장호원황도' 복숭아의 과경부, 과정부, 과피부, 핵주위의 유리당 함량과 당 관련 효소활성 변화를 살펴보았다. 당도는 만개 후 150일까지 증가하는 경향을 나타냈고 과정부에서 가장 높은 당도를 보였으며, 모든 부위에서 총 유리당 함량은 당도 변화와 매우 유사하게 나타났다. 비교적 전분의 함량이 높았던 만개 후 120일에 과정부에서 높은 전분 함량을 보였으나 만개 후 150일에는 부위별로 함량 차이가 작게 나타났다. 부위별 유리당 조성의 변화는 시기에 따라서 차이를 보였으며 자당 함량은 만개 후 150일까지 점차 증가하였으나 솔비톨은 만개 후 130일 이후에 점차 감소하였다. 만개 후 150일까지 모든 부위에서 자당은 증가하고 반대로 포도당, 과당, 솔비톨은 감소하는 경향을 보였다. 또한, 과실 발육 동안 자당 함량의 증가는 sucrose phosphate synthase(SPS) 활성보다는 sucrose synthase(SS)활성에 의하여 더 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. SS효소활성은 만개 후 120일에는 낮게 나타났으나 acid invertase(AI) 활성은 높았으며, 만개 후 150일에는 반대의 경향을 나타냈다. 따라서 유리당을 합성하거나 분해하는 효소의 활성에 따라서 복숭아 과실 생육시기별 축적되는 유리당 함량이 영향을 받았으나, 과실의 각 부위에 따라서 모든 유리당 함량을 관련 효소활성으로만 설명하기는 어려웠다.

고정화 전화당 효소에 의한 메틸 프룩토시드의 합성 (Enzymatic Synthesis of Meth.yl Fructoside by Immobilized Invertase)

  • 허주형;김해성
    • KSBB Journal
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    • 제8권4호
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    • pp.313-319
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    • 1993
  • 다공성 실리카표변에 폴리에틸렌이민과 글루타르 알데히드로 전화당 효소를 고정화시키고 자당과 에 탄올로부터 메틸 프룩토시드를 합성한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 다공성 설리카를 폴리에틸렌이 민으로 표면처리하여 얻어진 고정화 담체는 그 다공 성 구조와 표면화학적 특성이 효소의 고정화에 적합 하여 전화당 효소에 대한 고정화 함량 120mg/g, 활 성도 lOOD/mg을 얻어 배당체의 합성반응에서 필요 로 하는 고정화 촉매를 제조할 수 었었으며 고정화 담체 표변에 형성된 폴리에틸렌이민 피막은 효소 부근에 친수성 분위기를 유지하여 높은 효소활성을 나 타내었고 에틸 프룩토시드가 효소에 접근하여 가수 분해되는 반응을 억제하여 메틸 프룩토시드의 수율 과 농도를 크게 증가시켰다. 자당과 메탄올 수용액 으로부터 메틸 프룩토시드를 합성한 결과, 자당 농도 O.291mol/l , 메탄올 농도 30%(v/v), 반응온도 $25^{\circ}C$, pH 4.8, 효소활성도 2U/ml일 때 자당의 전화 율 91.2%, 에틸 프룩토사드 농도 27.0g/l , 그 평균 수율 55.9%을 얻었으며, 위의 연구결과로부터 고정화 효소에 의한 배당체의 합성반응이 연속생산공정 으로 연구개발 될 수 있을 것으로 기대된다.

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백금전극과 감광성 고분자를 이용한 ISFET 포도당 및 자당센서의 감지성능 개선 (The Improvement of Sensing Performance of ISFET Glucose and Sucrose Sensors by Using Platinum Electrode and Photo-crosslinkable Polymers)

  • 조병욱;장원덕;김창수;박이순;손병기
    • 센서학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.23-28
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    • 1995
  • 백금작업전극과 광가교화된 효소고정화막을 가진 ISFET 포도당 및 자당센서가 제조되었다. 효소반응의 부산물인 과산화수소수($H_{2}O_{2}$)는 백금전극표면에서 분해되어 센서의 감지특성을 개선시키고, 광가교화 고분자(PVA-SbQ)가 효소고정화막으로 이용되어 센서의 응답시간을 단축하였다. 그리고 백금전극의 면적변화에 따라 센서의 응답크기는 증가하였다. 센서의 응답시간은 $3{\sim}5$분이었으며, $30{\sim}300mg/dl$의 포도당 및 자당농도에서 센서의 선형적인 응답을 보였다.

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저산소 조건이 보리 유묘의 탄수화물대사에 미치는 영향 (Effect of Hypoxia on Carbohydrate Metabolism in Barley Seedlings)

  • 최혜란;박명렬;김정곤;남궁승박;최경구;윤성중
    • 한국작물학회지
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    • 제50권3호
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    • pp.170-174
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    • 2005
  • 본 연구에서는 보리 습해의 원인인 과습에 의한 근권의 산소부족이 보리의 뿌리와 지상부의 amylase 및 sucrose synthase활성에 미치는 영향을 배양액의 용존산소를 $1\~2ppm$의 혐기조건으로 1-7일간 처리한 3엽기 보리 유묘를 이용하여 조사하였다. 해당과정의 재료인 glucose의 공급에 관여하는 효소 중에서 전분을 분해하는 $\alpha-amylas$의 활성은 혐기조건에서 증가하나 자당을 분해하는 sucrose synthase활성은 혐기조건에서도 호기적 상태의 수준을 유지하였다. 이러한 결과는 에너지 획득과정에서의 $\alpha-amylas$의 역할이 호기조건에서보다 혐기조건에서 상대적으로 증대하는 것을 의미하는 것으로 사료된다.

서울주걱흡충의 재감염이 흰쥐 소장의 조직병리 및 미소융모막효소 활성도에 미치는 영향 (The effect of reinfection with Neodiplostomum seoulensis on the histopathology and activities of brush border membrane bound enzymes in the rat small intestine)

  • 유재란;홍성태
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제33권1호
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    • pp.37-44
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    • 1995
  • 서울주걱흡충(Neodiplostomum seoulensis)재감염시 숙주에 미치는 영향을 알아보기 위해 충체 회수율 소장의 조직병리 및 미소응모막효소 활성도를 관찰하였다. 자연감염된 뱀에서 피낭유충을 얻어 500개씩 흰쥐에 감염시키고 20일 후에 프라지콴텔로 치료하였다. 치료후 3주째에 피낭유충 500개씩 경구투여하여 재감염 시킨다음 3일. 1주. 2주 후에 도살하여 일차감염군과 비교하였다. 충체회수율은 일차감염시 각각 32.8%. 59.2%, 41.5%에서 재감염시 25.9%, 35.7%. 7.6%로 감소되었는데 특히 2주후에 급격히 감소되었다. 십이지장의 조직병리 소견은 일차감염시 1주 후부 터 융모의 응합 단축등의 퇴행성 변화와. 선와의 증식. 기질층의 염증세포 침윤 등이 나타나 2주까지 지속되었으나 재감염시는 3일 후부터 병변이 나타나다가 1주째부터 회복되었다. 미소응모막효소 활성도 측정결과 십이지장에서 일차감염시 alkaline phosphatase와 자당분해효소의 활성도가 대조군의 절반수준으로 감소하였으나 재감염시에는 대조군 수준과 동일하거나 오히려 증가하였다. 이상의 결과로 이 흡충의 재감염시 충체의 배출이 빨라짐과 동시에 형태학적으로 회복이 빨리 이루어지며 기능적으로도 소장의 미소응모막효소 활성도의 회복이 빠르게 이루어짐을 알 수 있었다.

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식물 β-D-fructofuranosidase의 화학적 성질과 생리적 기능 (Biochemical Properties and Physiological Functions of Plant β-D-fructofuranosidase)

  • 김동균
    • 생명과학회지
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    • 제27권7호
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    • pp.849-856
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    • 2017
  • 역사적인 관점에서 ${\beta}$-D-fructofuranosidase (EC 3.2.1.26)는 1860년 프랑스 생물학자 Berthelot에 의해서 발견된 중요한 효소이며, 효소학을 연구하기 위해 처음 사용되었다. ${\beta}$-D-fructosfuranosidase는 sucrose가 D-glucose와 D-fructose로 가수 분해되는 것을 촉매 한다. 4 종류의 생화학 하위 그룹으로 나누어지는 ${\beta}$-D-fructofuranosidase가 식물에서 조사되었다. 정제 방법에 의해서 액상(수용성 산성), 세포질(가용성 알칼리), 막 결합(불용성 알칼리) 그리고 세포벽 결합(불용성 산성) ${\beta}$-D-fructosfuranosidase가 있다. 그들의 생화학적 특징은 뚜렷하다. 그것은 그 효소가 다른 유전자 산물일 가능성을 제시한다. 식물에서 자당을 분배하기 위한 이들 효소의 기여도는 위치한 장소와 상관 관계가 있는 것으로 보인다. 식물의 다양한 발달 단계 그리고 다양한 부분에서, 조직내의 세포를 발달시키는 공통적인 위치의 장소에 모든 동위효소들이 영양분 수송과 밀접하게 관련 되어 있음을 제시한다. ${\beta}$-D-fructosfuranosidase는 과일, 잎, 뿌리가 발달, 조직의 성숙 과 관련되어 가장 빈번하게 발견되었다. 그리고 ${\beta}$-D-fructosfuranosidase 활성은 세포 분열, 저장 기관 및 조직의 발달, 식물 방어 반응의 관계를 통해 성장과 확장 사이의 관계에 따라 그 활성의 차이가 다양하다. 명확한 생리 기능을 파악하기 위해서는 더 많은 연구를 종합 할 필요가 있다.

Bacillus subtilis EK11 유래 Protopectinase를 처리한 단감의 특성 (Characteristics of Sweet Persimmon Treated with Protopectinase from Bacillus subtilis EK11)

  • 이대희;이승철;황용일
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.29-34
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    • 2003
  • 가공식품의 개발에 있어서 식품의 맛과 더불어 저장성, 열안정성 및 색조유지는 소비자의 기호도에 중요한 영향을 미친다. B. subtilis EK11 유래의 PPase는 식물조직 중엽부의 주성분인 불용성 protopectin을 분해하여 단세포화하는 효소이다. PPase를 단감에 작용시켜 단감 고유의 세포 속에 함유되어 있는 세포내 성분들의 파손 없이 단세포를 유리하였다 PPase처리된 단감 단세포화물의 착즙 후 회수율과 잔사율은 각각 95%와 5%로서, 기계적 마쇄물에서 의 85%와 15%에 비하여 높은 회수율과 낮은 잔사율을 나타내었다. 총당, 환원당, 자당, 조단백질, 조지방 및 조섬유의 함량변화는 큰 차이가 없었으며, 이는 단세포 처리에 의하여 이들 성분이 안정하게 유지됨을 알 수 있었다. 식품중 열 또는 빛 에 가장 불안정한 비타민 C의 경우 단감 단세포화물은 1일 경 과 후에도 50% 이상이 보존되는 것으로 보아 단세포에 의한 일반적인 구성 성분이 안정하게 유지, 보호됨을 알 수 있다. PPase로 처리된 단감 단세포화물을 4$^{\circ}C$에서 9일간 저장하며 색조를 관찰한 결과, 단세포화물에서는 뚜렷한 색조의 차이가 없었고 기계적 마쇄물에서는 변색이 일어났다. 또한 단감 단세포화물을 10$0^{\circ}C$에서 60분간 열처리한 후 관찰한 결과, 기계적 마쇄물의 경우 짧은 처리에도 변화를 보였으나 단세포화물에서는 그다지 큰 변화가 없었으며 이는 효소적 단세포화물의 높은 열 안정성을 의미한다. PPase를 이용한 단감의 단세포화는 음료제조 및 원료보존에 유용하게 응용가능하며, 나아가 단감 단세포화물의 폭넓은 식품소재화 가능성과 고부가가치 기능성 식품제조에 이용될 수 있음을 의미한다.