• 제목/요약/키워드: 주요 독성물질

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장수진흙버섯 메탄올 추출물의 멜라닌 생성 저해작용 (Melanogenesis Inhibitory and Antioxidant Activities of Phellinus baumii Methanol Extract)

  • 이재성;신도빈;이수민;김성환;이태수;정덕채
    • 한국균학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.104-111
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    • 2013
  • 장수진흙버섯 자실체에서 메탄올을 이용해 추출한 물질의 폴리페놀 함량을 측정한 결과 4.2 mg/g으로 확인되었다. 장수진흙버섯 추출물의 B16/F10 melanoma와 NIH3T3 세포주에 대한 독성시험에서 이들 공시세포는 $200{\mu}g/mL$ 농도에서 50% 이상 생존하여 세포독성은 없는 것으로 확인되었다. DPPH 전자공여능 시험에서 장수진흙버섯 추출물의 항산화 효과는 농도 의존적으로 나타났으며 양성대조군인 BHT에 비해 우수하였다. 장수진흙버섯 추출물을 B16/F10 melanoma 세포에 150 mg/mL 처리하여 세포내 티로시나아제의 저해능을 조사한 결과, 양성대조군인 arbutin은 31.2%의 저해능을 보인 반면, 같은 농도의 장수진흙버섯 추출물 처리군의 저해능은 46.0%로 나타나 장수진흙버섯 추출물의 티로시나아제의 저해능이 양성대조군 보다 높았다. 또한 장수진흙버섯 메탄올 추출물을 B16/F10 melanoma 세포에 처리하여 멜라닌 생성량을 조사한 결과 $100{\mu}g/mL$ 농도 처리군의 멜라닌 생성량은 대조군의 31.3%로 같은 농도의 arbutin을 처리한 군의 43.9%에 비해 효과가 높았으며, 투여한 추출물의 농도가 증가함에 따라 멜라닌의 생성량은 농도 의존적으로 감소하였다. 또한 장수진흙버섯 메탄올 추출물을 분광광도계를 이용하여 자외선 영역에서의 흡수 스펙트럼을 조사한 결과 270-370 nm의 자외선 파장에서 흡광도가 높아 자외선 차단효과가 우수하였다. 따라서 장수진흙버섯의 메탄올 추출물은 피부미백이나 자외선차단 기능성 화장품으로 개발의 가능성이 높다고 사료되었다.

랫드에서 백두옹과 청호의 경구투여에 의한 반복 투여독성 시험과 면역 활성 평가 (Evaluate a Repeated Oral Dose Toxicity and Immunomodulating Activity of $Pulsatilla$ $koreana$ and $Artemisiae$ $annuae$ in Sprague-Dawley Rats)

  • 안인정;권중기;이진석;이성호;박영석;박병권;김상기;김병수;조성대;최창순;이병희;강병곤;정지윤
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.96-102
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    • 2012
  • 본 연구는 Sprague-Dawley 계통의 암컷 랫드에서 백두옹과 청호를 반복경구투여 독성평가와 면역 활성을 평가하기 위해서 시행하였다. 랫드에 처치한 물질은 백두옹과 청호를 0.5 ml/kg, 1 ml/kg, 2 ml/kg를 D.W에 용해시켜 4주 동안 경구투여를 하였다. 백두옹과 청호의 안전성을 확인하기 위해 다음과 같은 관찰 및 검사를 하였다. 검사항목으로는 체중과 사료 섭취량, 임상증상, 안과학적 검사, 혈액학적 검사, 혈청생화학적 검사를 관찰하였다. 또한 랫드에 간과 신장에서의 병리조직학적 변화를 관찰하였다. 백두옹 고용량군의 혈액학적 검사에서 호중구, 림프구, 단핵구의 증가가 관찰되었다. 이러한 증가는 면역세포의 증가로 백두옹 고용량군은 면역 활성이 일어났다고 사료된다. 체중, 사료섭취량, 혈청생화학적 검사, 병리조직학적 변화는 대조군과 비교시 유의적인 변화가 나타나지 않았다. 따라서 백두옹과 청호는 생리대사에 무해하며 면역 활성이 증가된 것으로 사료된다.

Paraquat에 의해 유도된 Superoxide Dismutase 결핍 효모의 산소 독성 (Oxygen Toxicity of Superoxide Dismutase-Deficient Saccharomyces cerevisiae by Paraquat)

  • 김지면;남두현용철순허근
    • KSBB Journal
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    • 제10권5호
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    • pp.561-567
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    • 1995
  • 활성산소 소거 효소인 superoxide dismutase (SOD)가 결핍된 효소 변이주들을 대상으로 하여, 활성산소 유발물질인 paraquat을 배지에 첨가하여 배양하면서 산소 독성을 관찰하였다. 호기 상태에서 는 MnSOD (mitochondria SOD) 결핍 효모는 CuZnSOD (세포질 SOD) 결핍 효모보다 성장이 많 이 저하되었지만, 혐기 상태에서는 이들 SOD 결핍 효모 모두 성장 속도에서 야생 효모와 큰 차이를 보이지 않았다. Paraquat으로 처 리한 결과, 호기 배양 에서 CuZnSOD 결핍 효모는 O.OlmM 이상에서 성 장하지 않음을 알 수 있었다. 따라서 O.OOlmM paraquat을 배지에 첨가한 후 호기적으로 배양하면서 세포내 성분의 변화를 관찰하였더니, CuZnSOD 결핍 효모에셔는 catalase 역가가 떨어진 반면 glutathion peroxidase 역가와 세포막 지질의 과산 화물이 증가하였으며, MnSOD 결핍 효모에서는 catalase 역가와 glutathion peroxide 역가가 모두 조금씩 증가하면서 세포막 지질의 과산화물은 그다지 변화하지 않았다. 이러한 사실로부터 CuZnSOD 가 없는 경우 활성산소 소거계로써 catalase 보다 glutathion peroxidase가 훨씬 활성화되어지지만, 이렇게 활성화된 glutathion peroxidase로는 세포질내 산소 radical을 완벽히 제거하는데에는 다소 불충분 하다는 사실을 알 수 았었다. 한편, 혐기적 배양에서 는 SOD 결핍 효모들의 catalase 역가는 모두 감소 한 반면, glutathion peroxidase 역가는 다소 증가하였고, 또한 세포막 지질의 과산화물은 다소 감소하는 추세를 보였다. 이는 혐기 상태에서 산소 radical 이 소량밖에 생기지 않으므로, 활성화된 glutathion p peroxidase에 의해 어느 정도 극복되어지기 때문인 것으로 사료된다. 두 집단 간에 어느 정도 방향성은 있는 것으로 판단된다.ds for eagerness for lasting life not only in this world but also in the other world., Keun-Kap, Scarf, Pee-Bak, Hung-Kap, Pok-Kap, Yang-Dang-Kap, We-Yo-Kap, Kum-Kap, and caries arms. Lower-level officials wore Pe-Bal, Kun-Mo, gae, won-leung, very small sleve jacket, a long coat reaching up to the knee length, slacks, belt, loin cloth and apron. 5) Children's bind their hair up angle shape and wore a half long jacket raching up to the hip and slacks. 나) Women's wear; 1. hair style and hair dress; 1) High rank women's hair style was very extravaganceful. They made their hair top knot (one, two, or more knots) and decoraed precious stone, pan shape head dress, wheel shape head dress, and flower shape precious stone decorated head dress. 2. Clothes ; 1) High rank ladi's wore Kun-Kyun attached jacket, and jacket sleeves decorated pleats, and pleats decorated long skirt, apron, back apron, knot belt, scarf, this type is the same

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내분비장애물질 Nonylphenol이 미세조류, 종속영양편모충, 동물플랑크톤의 개체군 성장에 미치는 영향 (Effects of Nonylphenol on the Population Growth of Algae, Heterotrophic Nanoflagellate and Zooplankton)

  • 이주한;이해옥;김백호;;황수옥;김대현;한명수
    • 생태와환경
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    • 제40권3호
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    • pp.379-386
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    • 2007
  • 계면활성제의 주된 원료이며 Estrogenic hormone으로 알려진 nonylphenol이 수중생태계 먹이망의 하등생물군 성장에 미치는 독성영향을 파악하고자, 배양중인 조류(Microcytis aeruginosa), 편모충(Diphylleia rotans), 소형 (Brachionus calyciflorus) 및 대형동물플랑크톤(Daphnia magna)에 다양한 농도로 제작된 NP을 처리하고 각 개체군의 성장 및 동물플랑크톤 B. calyciflorus, D. magna의 발생특성을 각각 조사하였다. 예비실험을 통하여, 투여농도는 개체군에 따라 조류(0.01, 0.05, 0.10, 1.00mg $L^{-1}$), Diphylleia rotans (0.5, 1, 2.5, 5, 10 ${\mu}g\;L^{-1}$), Brachionus calyciflorus (0.1, 0.5, 1, 2.5, 5 ${\mu}g\;L^{-1}$), Daphnia magna (0.5, 1, 5, 10, 50 ${\mu}g\;L^{-1}$) 등으로 $4{\sim}5$단계 농도를 처리하였으며, 독성효과는 각 개체군의 현존량 변화로 산정 하였으며 실험은 각각 3회씩 반복 실행하였다. 분석결과, 예상했던 것처럼 모든 개체군은 NP농도가 증가할수록 강한 성장 억제를 보였다. 조류실험에서는 0.05 mg $L^{-1}$, D. rotans와 B. calyciflorus는 공히 10 ${\mu}g\;L^{-1}$, 대형동물플랑크톤 D. magna는 5.0 ${\mu}g\;L^{-1}$부터 각각 유의한 성장억제를 보였다. Nonylphenol에 대한 각 개체군의 $EC_{50}$은 B. calyciflorus (2.49 ${\mu}g\;L^{-1}$) < D. rotans (3.49 ${\mu}g\;L^{-1}$) < D. magna (7.61 ${\mu}g\;L^{-1}$) < M. aeruginosa (47 ${\mu}g\;L^{-1}$) 의 순으로 나타나 NP에 대해 조류세포가 가장 강한 내성을 보인 반면 B. calyciflorus가 가장 약한 것으로 나타났다. 또한 동물플랑크톤의 발생에 있어서 B. calyciflorus는 NP농도$(0.1{\sim}1{\mu}g\;L^{-1})$, D. magna는 이보다 약간 높은 NP농도 $(0.5{\sim}5{\mu}g\;L^{-1})$에서 공히 내구란이 형성되지 않았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 조류섭식자인 편모충이나 동물플랑크톤은 모두 nonylphenol에 대하여 조류보다 내성이 극히 약하며 특히 발생계에 치명적인 영향을 받기 때문에 NP가 유입되는 수계에 있어서 섭식자 소멸로 인한 식물플랑크톤 대발생의 인자로 작용할 수 있음을 시사해 주고 있다.

패류 건제품의 저장 중 지질산화 (Lipid Oxidation in Dried Shellfish during the Storage)

  • 조호성;조태용;이강호;이남걸;주동식;김경업;이종호
    • 한국수산과학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.594-598
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    • 1998
  • 패류 건제품의 지질산화는 주로 단백질과의 상호반응에 의해 변색, 산패취 등을 일으키며 또한 산화로 인해 hydroperoxide나 불포화 aldehyde 등과 같은 독성물질을 생성한다고 알려져 있다. 특히 건제품의 저장 중에 발생하는 지질과 단백질의 반응에 의한 품질저하는 상품가치의 저하는 물론 영양가 손실 등을 야기한다. 본 실험에서는 이들 패류 건제품의 저장온도 ($4{\pm}2^{\circ}C$$25{\pm}2^{\circ}C$)에 따른 지질산화 경향을 지질산화생성물과 단백질 등의 amino 화합물과의 반응정도를 조사하였다. 산가의 변화는 홍합이나 바지락 모두 $25^{\circ}C$에서 저장한 것이 $4^{\circ}C$에서 저장한 것보다 높았으며 또한 저장온도에 관계없이 바지락이 홍합보다 다소 높았다. 그러나 생성된 유리지방산은 저장 60일까지 증가한 후 거의 변화가 없었다. 과산화물가는 $25^{\circ}C$ 저장구의 경우 홍합 및 바지락이 각각 저장 60일과 30일까지 증가한 후 감소하였으나, $4^{\circ}C$ 저장구에서는 120일간의 저장기간 중 과산화물이 분해되지 않고 지속적으로 축적되었다. TBA가와 카르보닐가는 홍합의 경우 $4^{\circ}C$ 저장구가 저장 30일경에만 $25^{\circ}C$ 저장구보다 낮은 값을 나타내었을 뿐 그 이후는$25^{\circ}C$ 저장구보다 높은 값을 나타내며 증가하는 경향이었다. 또한 바지락도 $4^{\circ}C$ 저장구가 $25^{\circ}C$ 저장구보다 다소 높은 값을 유지하였다. 아미노질소의 함량은 두 제품모두 저장 60일까지 증가한 후 감소하였으며, $25^{\circ}C$ 저장시료가 $4^{\circ}C$ 저장시료보다 감소폭이 컸다. 형광강도는 $25^{\circ}C$ 저장시료가 $4^{\circ}C$ 저장시료보다 그리고 바지락이 홍합보다 높았으며, 저장 60일 이후 감소하는 경향을 나타내었다.

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과산화수소의 산화적 스트레스로 유도된 Apoptosis에 대한 생약복합조성물(HemoHIM)의 방호효과 평가 (Protective Effects of a Herbal Composition (HemoHIM) Against Apoptosis Induced by Oxidative Stress of Hydrogen Peroxide)

  • 신성해;김도순;김미정;김성호;조성기;변명우;이성태
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제35권9호
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    • pp.1127-1132
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    • 2006
  • 본 연구팀에서는 방사선으로부터 위장관과 면역조혈계를 방호하기 위하여 당귀, 천궁, 백작약으로 새로운 생약복합물 HIM-I을 개발하였고, HIM-I을 에탄올 침전하여 에탄올 분획(HIM-I-E)과 조다당 분획(HIM-I-P)을 얻은 후, HIM-I에 조다당 분획을 첨가하여 HemoHIM을 제조하여 실험하였으며, 과산화수소를 이용하여 산화적 스트레스를 유발한 후 HemoHIM의 apoptosis 억제 효과를 측정하였다. 과산화수소를 세포주에 처리한 결과 세포독성 증가, 세포막 파괴, subG1기 세포 증가, DNA 절단 현상 등이 관찰되었다. 이때 HIM-I, HIM-I-P, HemoHIM을 첨가하여 전처리 배양한 다음에 과산화수소로 apoptosis를 유도하였다. 그 결과 과산화수소에 의한 세포독성, 세포막 파괴, subG1기 세포, DNA 절단현상 등이 현저하게 감소하는 것으로 나타났다. 전반적으로 HemoHIM의 방호 효과는 HIM-I-P와 비슷하였으며 HIM-I보다 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과로 HemoHIM은 면역기능 방호 회복 물질로서 뿐만 아니라 산화적 스트레스에 대한 항산화제로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

한국산 주요패류에 대한 독의 분포, 특성 및 제독에 관한 연구 1. 마비성패류독의 분포에 관하여 (Studies on Distribution, Characterization and Detoxification of Shellfish in Korea 1. A Study on the Distribution of Paralytic Shellfish Poison)

  • 장동석;신일식;조학래;김지회;변재형;박영호
    • 한국수산과학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.113-126
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    • 1988
  • 1985년 5월부터 1987년 10월에 걸쳐 한국산 주요패류인 진주담치, 굴, 피조개 등 13종류 506개 시료를 대상으로 마비성패류독의 시료별, 지역별, 및 수심별 분포를 밝히고 아울러 독소함량과 독소생성 원인플랑크톤 중의 하나인 Protogonyaulax tamarensis와의 관계에 대하여 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 총 506개 시료 중 53개 시료에서 PSP가 검출 되어 약 $10.5\%$의 검출율을 나타내었으며 PSP가 검출된 시료는 진주담치, 피조개, 바지락과 키조개등 4종류 뿐이었고 나머지 시료에서는 검출되지 않았으며 이 중 PSP가 가장 빈번하게 검출된 시료는 진주담치이었다. 2. PSP가 곁출되는 시기는 주로 2-5월이었으며 특히 3월과 4월에 검출율이 높아 총양성시료의 약 $52\%$를 점하였다. 지역별로는 남해안지역에서 고루 검출되었으나 부산지역의 경우 6월과 7월에도 진주 담치에서 PSP가 검출되어 지역차를 나타내었다. 3. PSP가 검출된 53개 시료의 독소함량은 진주담치가 피조개, 바지락에 비하여 다소 높았으며 지역별로는 마산지역이 가장 높았고, 독소 함량이 가식부 100g당 $800{\mu}g$을 초과하는 시료는 전체의 $2.6\%$에 불과하였다. 4. 마산지역에시 PSP의 함량과 P.tamarensis의 수 사이에는 일정한 상관관계가 나타나지는 않았다. 5. 패류서식 수심별 패류독화을 및 독소함량은 표층이 다소 높게 나타났으나 큰 차이는 없었다. 6. 독화된 진주담치의 중장선에는 전체독소함량의 약 $70\%$가 함유되어 있었으며 g당 독성은 중장선이 나머지 육질부에 비하여 약 9배나 높았다.otease로 추정되었다. 100V에서 80V로 강압하므로서 집어등을 2m 높이에서 4m 높이로 이동시키지 않더라도 같은 집어효과를 얻을 수 있다.> 단독 그리고, lysozyme$(0.05\%)$ + sodium pyrophosphate $(0.5\%)$ + sodium hexametaphosphate$(0.1\%)$ 용액에 5분간 침지 처리하였을 때 약간의 방부효과는 인정되었으나 sorbic acid$(0.2\%)$을 첨가한 것보다 효과가 적었다.나타내었다., MW=0.4913 TW-0.1228 (r=0.9809)이었다.로 함량은 각각 902.2 mg/100 g, 28.3 mg/100g 및 8.6mg/100g이었다. 이외에 malic acid 등 6종의 유기산이 미량 함유되어 있었다. 제품의 유리아미노산 및 관련화합물의 조성은 histidine이 641.8 mg/100g으로 가장 많았고, alanine 214.7 mg/100g, hydroxyproline이 48.9mg/100g, 이외에 lysine, glutamic acid 및 anserine 등이 전체의 $80.8\%$를 차지하였다. 고등어분말수우프의 맛성분은 건물량 기준으로 유리아미노산 및 관련화합물이 1,279.4 mg/100g, 불휘발성유기산이 948.1mg/100g, 핵산 관련물질 672.8 mg/100g, 총 creatinine이 430.4 mg/100g, betaine 86.6mg/100g 및 미량의 TMAO로 이루어져 있었고 국물로 우려낼때 맛성분의 추출조건은 $100^{\circ}C$에서 1분간의 고온단시간 추출이 적합하였다. 증가를 나타내었는데, 저장기간에

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폐암세포주에서 Heme Oxygenase-1의 역할 (The Role of Heme Oxygenase-1 in Lung Cancer Cells)

  • 정종훈;김학렬;김은정;황기은;김소영;박정현;김휘정;양세훈;정은택
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제60권3호
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    • pp.304-313
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    • 2006
  • 연구배경 : Heme oxygenase-1 (HO-1)은 heme의 분해 대사과정에 관여하는 유도성 효소로 heme을 분해하여 biliverdin, free iron, 및 일산화탄소 등을 생성시킨다. HO-1의 발현은 다양한 스트레스성 자극에 반응하여 생체방어 기능을 갖는 것으로 알려져 있는데 세포성장이나 세포사 특히 세포고사를 조절하는 것으로 보고되고 있다. 현재 신장암, 전립선암, 간암, 육종 등의 고형암에서 발현됨이 알려져 있고, 실제 HO-1 억제제를 투여했을 때 암성장이 억제됨이 보고되었다. 저자들은 폐암세포주들에서 HO-1의 발현유무와 그 역할을 규명하고 나아가 HO-1 억제제의 치료제로서의 가능성을 알아보고자 하였다. 방 법 : 비소세포폐암세포주인 A549, H23, NCI-H157, NCI-H460을 이용하였다. 세포독성은 MTT 방법으로 구하였고, HO-1의 발현은 Western blotting으로 확인하였다. HO의 효소활성은 시간당 세포단백질의 mg당 형성된 빌리루빈의 양을 이용하여 측정하였다. 또한 $H_2O_2$의 생성은 horse radish peroxidase(HRP)와 형광물질인 2',7'-dichlorofluorescein(DCF)를 이용한 두 가지 방법을 이용하였다. A549세포에 HO-1 small interfering RNA(siRNA)을 주입하여 유식세포 분석과 caspase-3에 대한 Western blotting을 통하여 세포고사유무를 확인하였다. 결 과 : 비처리 상태에서 다른 세포주에 비해 A549세포의 HO-1 발현이 증가되었으며 HO-1 활성억제제인 ZnPP를 처리하였을 때 생존율의 의미 있는 감소를 보였다. 이러한 소견과 일치하여 ZnPP는 용량의존적으로 HO 의 효소활성 감소와 세포 내 $H_2O_2$ 생성의 증가를 초래하였다. 또한 HO-1 siRNA로 주입된 A549세포는 세포고사를 유도하였다. 결 론 : HO-1은 폐암의 치료에 있어서 새로운 분자생물학적 기전의 가능성을 제시하여 HO-1에 대한 표적치료의 가능성을 보여줄 것으로 기대된다.

GM 파파야 개발 및 생물안전성 평가 연구 동향 (Research status of the development of genetically modified papaya (Carica papaya L.) and its biosafety assessment)

  • 김호방;이이;김창기
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제45권3호
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    • pp.171-182
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    • 2018
  • 파파야는 열대와 아열대 지역에서 광범위하게 재배되고 있는 주요 작물 중의 하나이다. 파파야 열매는 칼로리가 낮고 비타민 A와 C, 미네랄이 풍부하며, 미숙과에는 단백질 분해 효소인 파파인이 풍부하여 의약품, 화장품, 식품 가공 산업 등에 널리 활용되고 있다. 전세계 파파야 산업에서 가장 중요한 제한 요인 중의 하나가 potyvirus에 속하는 papaya ringspot virus (PRSV)에 의해 야기되는 식물병이다. 1992년에 미국 연구자들에 의해 PRSV의 coat protein (cp) 유전자를 발현하는 최초의 PRSV-저항성 GM 파파야 이벤트($R_0$ '55-1')가 만들어졌으며, 1997년에는 이로부터 유래한 GM 품종('SunUp', 'Rainbow')에 대해 미국 정부가 상업적 재배를 승인하였다. 현재까지 GM 파파야 개발은 해충 저항성, 병 저항성(곰팡이, 바이러스), 수확 후 저장성 증대, 알루미늄과 제초제 저항성 등의 형질에 초점을 맞추어 왔다. 아울러 파파야를 동물단백질(백신 등) 생산을 위한 식물공장으로 활용하기 위한 시도도 이루어졌다. 현재, 미국과 중국을 비롯한 약 17개 국가에서 GM 파파야 개발과 포장 실험 또는 상업적 재배가 이루어지고 있다. GM 파파야의 개발과 더불어 생물안전성 평가 및 GM 판별 기술 개발에 관한 연구도 이루어지고 있다. 생물안전성 평가와 관련하여 주로 인체 위해성과 환경 위해성에 관한 분석이 수행되고 있다. 인체 위해성의 경우, 동물 모델을 대상으로 장기간 식이섭취를 통해 일반 및 유전 독성, 알레르기항원성, 면역 반응, GM 유래 단백질의 안정성에 관한 연구가 수행되었다. 환경 위해성의 경우, GM 재배가 토양 미생물 다양성에 미치는 영향, GM 유래 유전물질의 토양 잔류 및 토양 미생물로의 전이 여부에 관한 연구가 이루어졌다. 우리나라, 유럽 및 일본을 비롯한 많은 나라에서는 상업적 재배를 위한 GM 품종 도입이나, 파파야 가공 식품 제조에 비승인 GM 파파야의 사용을 규제하고 있다. 도입 유전자 특이적 또는 이벤트 특이적인 분자표지를 개발하고, PCR(일반, real-time) 또는 loop-mediated isothermal amplification 방법을 통해 GM 여부를 판별하고 있다. 파파야에 대한 초안 수준의 유전체 정보가 2008년에 해독되었으며, 최근에는 차세대 유전체 분석 기술로 확보된 유전체와 전사체 정보를 활용하여 GM 여부를 판별하는 기술도 확립되었다.

Modified Photo-Fenton Reaction을 이용한 Methyl Tert-butyl Ether (MTBE)의 분해 Kinetic 및 메커니즘 규명에 관한 연구 (Degradation Kinetic and Mechanism of Methyl Tert-butyl Ether (MTBE) by the Modified Photo-Fenton Reaction)

  • 김민경;공성호
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제11권6호
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    • pp.69-75
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    • 2006
  • 지하 저장 탱크로부터의 유류 유출로 인하여 전세계적으로 넓은 지역의 토양 및 지하수가 오염되고 있다. Methyl tert-butyl ether(MTBE)는 대기 오염 감소를 위하여 널리 사용되고 있는 유류 첨가제이지만 토양 및 지하수로 유입되어 섭취 되었을 때 발암 가능성이 있는 유독 물질이다. 본 연구는 고도 산화 처리 기법 중 유기 오염물의 분해에 높은 효율을 나타내는 고전적 Fenton reaction의 최대 단점인 강한 산성(pH 2.5-3) 의존성을 극복한 새로운 산화 처리 기법을 개발하여 고농도의 MTBE를 효과적으로 분해 하는 것을 그 목적으로 하여 자연 친화적인 chelating agents를 사용하여 중성 영역에서 Fenton reaction을 가능하게 하는 기법인 Modified Fenton reaction과 Ultra Violet light(UV)를 이용하여 분해효율을 극대화 하는 Photo-assisted Fenton reaction을 응용한 Modified Photo-Fenton reaction system을 개발하여 최적 반응 조건 및 반응 차수, 반응 메커니즘을 밝혀내었다. 낮은 독성과 높은 생분해성을 나타낸 Citrate ion을 chelating agents로 선정하였으며 최적 반응 조건은 [$Fe^{3+}$] : [Citrate] = 1 mM : 4 mM, 3% $H_2O_2$, 17.4 kWh/L UV dose, 초기 pH 6.0이며 이 조건에서 1000 ppm MTBE를 분해한 결과 6시간 후 86.75%, 16시간 후 99.99%의 높은 분해율을 나타냈으며 최종 pH는 6.02로 안정적이었다. 또한 Modified Photo-Fenton reaction을 이용한 MTBE 분해 반응은 유사 1차 반응을 나타내었으며 methoxy group이 ${\cdot}OH$ radical과 주로 반응하여 tert-butyl formate(TBF)가 주요 분해 산물이 되는 분해 경로를 따른 다는 것이 밝혀졌다. 본 연구로 개발된 Modified Photo-Fenton reaction에서 발생되는 산화제인 ${\cdot}OH$ radical의 비선택적 반응성을 고려할 때 본 system은 다른 종류의 유기 오염물 분해에도 효과적일 것으로 판단된다.