• 대한유전성대사질환학회지
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• 제5권1호
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• pp.65-75
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• 2005

목적: 뮤코지방증 유형 II와 III은 리소좀 효소인N-acetylglucosaminyl-1-phosphotransferase (UDP-N-acetylglucosamine, GlcNAc-phospho-transferase)의 결손에 의해 초래되며, 상염색체 열성으로 유전되는 질환이다. ${\alpha}/{\beta}/{\gamma}$ subunit로 구성되는 이 효소의 결핍으로 인해 리소좀으로 운반되는 수십 종류의 효소들에 mannose-6-phosphate(M6P)를 부착하는 과정에 장애가 생겨 분해되지 않은 물질이 축적되어 질병이 초래된다. 이 질환에 있어서 산전 진단과 유전 상담을 위해서는 상기 효소의 해당 유전자가 밝혀져 있어야 하나, 현재 이 효소의 ${\gamma}$ subunit를 암호화하는 유전자가 GNPTAG에 해당된다고 밝혀져 있을 뿐 ${\alpha}/{\beta}$ subunit을 암호화하는 GNPTA에 해당하는 유전자는 밝혀져 있지 않고 돌연변이 역시 보고된 적이 없다. 본 연구는 리소좀 효소의 인산화에 관여하는 N-acetylglucosamine-1-phospho-transferase의 결함이 있는 환자의 섬유아세포를 이용하여 리소좀 연관 신규 유전자를 찾아내고, 그 유전자를 대상으로 돌연변이를 규명하고자 하였다. 방법: 이를 위해 5명의 환자와5명의 연령, 성별이 일치하는 정상아의 섬유아세포를 계대 배양하여 이 세포를 이용하여 수행한 subtractive hybridization을 통해 신규 유전자를 탐색하고, 신규 유전자를 대상으로 돌연변이 분석을 수행하였다. 결과: 연구 결과 환자에서 발현이 증가된 유전자 73개와 발현이 감소된 유전자 50개를 밝혀냈다. 분석된 유전자 중에서 MGC4170이환자에서는 발현되지 않으나 정상인에서는 발현됨을 발견하였고, 이 유전자가 아직 밝혀지지 않은 GNPTA로 확인되어 환자를 대상으로 돌연변이 분석을 시행하였다.분석 결과 기존에 돌연변이가 보고되었던 GNPTAG에는 돌연변이가 없었으나, MGC4170에는 7개의 돌연변이가 발견되었다. 본 연구는 GlcNAc-phosphotransferase의 ${\alpha}/{\beta}$ subunit에 해당되는 MGC4170의 최초 돌연변이 보고이다. 결론: 본 연구를 통해 뮤코지방증 II형과 III형에서 발현되는 유전자 군을 파악할 수 있었으며, 동시에 MGC4170 돌연변이를 규명함으로써 이 질환의 병리 기전 연구와 산전 진단에 기여하고자 한다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제50권4호
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• pp.308-315
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• 2007

오징어 가공 부산물인 오징어 내장을 효소제재와 같이 식품가공소재로 이용하기 위하여 오징어 내장의 endoprotease와 exopeptidase의 분포 특성에 대하여 살펴보았다. 오징어 내장은 조효소가 함유되어 있으리라 추정되는 단백질이 17.2%를 차지하였고, 또한, 이물질로 제거하여야 되는 조지방의 경우도 16.9%로 다량 차지하였다. 오징어 내장 조효소의 활성을 천연기질(azocasein)과 합성기질(LeuPNA 및 ArgPNA)로 나누어 살펴 본 결과 추출 용매(탈이온수, 1% NaCl, 1% KCl 및 1% NaCl-KCl 혼합용액)및 추출 시간(1-20시간)에 관계없이 전 조 효소가 동일 pH에서 천연기질의 분해활성에 비하여 상대적으로 합성기질의 분해활성(pH7.5)이 높아, 오징어 내장으로부터 효소를 분리하여 이용하고자 하는 경우 exopeptidase를 분리하여 이용하는 것이 적절하리라 판단되었다. 오징어 내장으로부터 exopeptidase를 분리하여 이용하고자 하는 경우 탈이온수를 이용하여 6-8시간 동안 추출하는 것이 가장 적절하리라 판단되었다. 오징어 내장 조효소의 최적 pH와 온도는 pH 7.5 및 $50-55^{\circ}C$범위로 판단되었다.

• 적정기술학회지
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• 제5권2호
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• pp.91-96
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• 2019

바이오디젤을 농작물보다 미세조류에서 생산할 때 여러 가지 장점이 있다. 미세조류는 적은 공간에서도 배양이 가능하며 지방 함유량이 높아 생산량이 매우 높다. 그러나 아직까지는 생산 공정 비용이 높다는 문제점을 가지고 있다. 미세조류에서 바이오디젤을 생산하는 공정에 필요한 비용 중 미세조류 배양액에 첨가되는 당이 차지하는 비중이 높다. 본 연구에서는 바이오디젤 생산용 Chlorella protothecoides의 배양액에 첨가될 당을 농업부산물 배추로부터 생산하는 공정을 연구 개발하였다. 먼저 리그노셀룰로우스 바이오매스를 이용하기 위해서 분쇄된 배추에 H₂SO₄로 처리하였을 때 0.5%가 가장 당 생산량이 많았지만 다음 단계에서 효소의 활성을 저해하였기 때문에 0.25% H₂SO₄ 용액을 50℃에서 24시간 처리하는 것이 가장 적절한 조건임을 알 수 있었다. 셀룰로스를 분해하기 위하여 Trichoderma harzianum균주를 배양하여 배양액에 분비된 셀룰로스 분해효소(cellulases)를 사용하였다. T. harzianum 배양 조건은 28℃/pH 7/130 rpm에서 5일간 배양으로 최적화하였다. H₂SO₄ 용액으로 전처리 된 배추는 T. harzianum 배양액을 효소 활성도 0.24 FPU/ml로 희석하여 45℃/pH 5/130 rpm 조건에서 약 3일동안 처리하였을 때 가장 효율적인 당 생산량을 이룰 수 있었다. 다른 농업부산물을 같은 공정 과정으로 처리하였을 때 배추가 가장 높은 당 생산률을 나타내어 활용도면에서 우수하다고 여겨진다. 배추의 수분함유량이 최대(95%)인 갓 폐기된 배추 잎의 경우 가장 당의 생산량이 많아서 가능한 빨리 처리하는 것이 바람직하였다. 지속 가능한 바이오디젤 생산을 위하여 미세조류를 배양할 때 본 연구에서 최적화한 조건에 따라 농업부산물 배추를 처리함으로써 비용 절감을 이룰 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권12호
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• pp.1912-1917
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• 2015

천연식물에 광범위하게 존재하는 대표적인 페닐프로파노이드 화합물인 caffeic acid에 대해 배 유래의 polyphenol oxidase로 산화반응을 수행하여 상대적으로 높은 pancreatic lipase 저해 활성($IC_{50}$; $161.2{\pm}2.8{\mu}g/mL$)을 확인하였으며, 이는 caffeic acid와 비교하였을 경우 활성이 상승함을 알 수 있었다. Caffeic acid 산화반응물에 대해서 $C_{18}$ 겔을 활용한 column chromatography를 수행하여 4종의 리그난 화합물을 분리하였고, 각 화합물의 화학구조는 NMR 스펙트럼 데이터 해석 및 표품과의 HPLC 직접 비교를 통하여 phellinsin A(2), caffeicinic acid(3), isocaffeicinic acid(4), 7,8-erythro-caffeicin(5)으로 동정하였다. 이들 화합물중 phellinsin A(2)는 $IC_{50}$ 값이 $66.3{\pm}2.6{\mu}M$로 가장 강한 효능을 나타내었으며, 다음으로 caffeic acid 2분자의 산화 결합을 통해 생합성된 caffeicinic acid(3)의 $IC_{50}$ 값이 $109.6{\pm}3.7{\mu}M$의 저해능을 나타내었다. 배에 존재하는 polyphenol 산화효소에 의해 생합성된 caffeic acid 이량체가 pancreatic lipase 저해 활성 물질임을 확인하였으며, 이들 활성은 caffeic acid가 결합 양상에 따른 화합물의 구조에 따라 다름이 시사되었다. 향후 이들 활성물질의 활성 기작에 대한 연구가 필요하며 본 연구 결과는 보다 우수한 pancreatic lipase 저해능을 가지는 새로운 선도화합물 발굴을 위한 기초자료로 이용될 수 있을 뿐만 아니라 항비만 물질의 상업화를 위한 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제29권5호
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• pp.1006-1015
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• 1997

콩알메주 model system에 4종의 Bacillus 균주를 접종하여 45시간 발효시킨 후 메주의 일반성분, 효소활성, 향기성분 등을 분석하고 제조된 메주로 청국장, 된장, 간장을 제조하여 제품의 관능을 평가하였다. 발효메주의 pH는 $7.98{\sim}8.68$ 이었으며 아미노태질소는 $286{\sim}439$ mg%, 암모니아태질소는 $0.11{\sim}0.23%$, 환원당은 $0.65{\sim}2.24%$ 그리고 유리지방산은 $0.33{\sim}1.10%$의 수준이었다. 단백질과 당의 분해율은 B. subtilis구간에서 높았으며 암모니아태질소와 유리지방산의 생성율은 B. natto 구간에서 높게 조사되었다. 효소활성은 시간에 따라 증가하였다가 발효 40시간대부터 정체되는 양상이었으며 B. subtilis구간의 효소활성이 높았다. 각 실험구간별로 유리당 5종, 지방산 5종, 유기산 6종을 검출하였으며 당에서는 stachyose와 raffinose 함량이 많았고 유기산은 각 균주별로 특징적인 구성비를 보였으며 아미노산과 지방산은 보고된 실험결과들과 유사하였다. 향기성분은 총 81종이 검출되었으며 pyrazine류와 3-methyl-1-butanol, benzaldehyde등이 Bacillus 메주의 공통적인 향기성분으로 분석되었다. 각 메주를 혼합하여 제조한 장류제품의 관능평가를 실시한 결과 청국장은 B. natto와 B. licheniformis를 혼합한 구간이, 된장에서는 B. megaterium과 B. subtilis의 혼합구간이, 간장에서는 B. megaterium과 A. oryzae의 혼합구간이 양호한 평가를 받아 각 제품별로 적정한 균주를 사용할 필요성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권3호
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• pp.238-244
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• 2011

바이오디젤은 긴 사슬 지방산의 알킬 에스테르로서 동물성 지방 또는 식물성 오일과 알코올이 반응하여 에스테르 교환 반응에 의해 생성되는 대체연료이다. 지난 십여 년 동안, 다양한 리파아제를 이용한 바이오디젤 생산에 대해 연구되었다. 하지만 효소 촉매 공정을 통한 바이오디젤 생산의 경우, 높은 효소 단가로 산업적 공정에 쉽게 적용할 수 없었다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 저렴한 오일 원료를 선택하거나, 바이오디젤 생산에 적합한 리파아제를 스크리닝하는 과정 또는 리파아제 고정화 방법이 활발히 연구되었다. 이번 연구에서는 P. vulgaris에서 유래한 리파아제 K80을 E. coli균에서 발현하여 얻은 효소액으로 바이오디젤을 생산하였다. 재조합 리파아제 K80은 높은 발현량을 보였으며, 높은 가수분해 반응의 비활성도(specific activity)와 유기용매에서 높은 안정성을 확인했다. 리파아제 K80은 올리브 오일과 메탄올을 3-stepwise 방법을 이용하여 바이오디젤을 생산할 수 있었다. 리파아제 K80을 소수성 결합을 이용하여 담체 표면에 흡착시켜 얻은 고정화 K80을 이용하여 수용성 리파아제 K80과 동일한 방법으로 바이오디젤을 생산한 결과, 효율적으로 바이오디젤 생산을 확인했다. 고정화 K80은 다양한 식물성 오일과 메탄올을 사용하여 효과적으로 바이오디젤을 생산하였다. 고정화 K80을 이용하여 바이오디젤 생산뿐만 아니라 다른 산업적 공정에서도 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권4호
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• pp.512-521
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• 2016

제주도에서 채집된 토양시료로부터 xylanase 활성을 나타내는 균주를 분리하여 WJ-2로 명명하였다. 균주 WJ-2의 16S rRNA 유전자 염기서열을 결정하여 이를 토대로 상동성을 검색한 결과, Streptomyces 속의 균주들과 높은 염기서열 상동성을 보였다. 16S rRNA 유전자 염기서열을 토대로하는 neighbor-joining 계통수를 제작하여 Streptomyces atrovirens와 가장 높은 계통발생적 연관성이 갖고 있는 것을 밝혔다. 또한 DNA-DNA hybridization 분석을 통하여 Streptomyces atrovirens의 신규한 아종임을 증명하였다. 균주 WJ-의 게놈내 GC 농도는 73.98 mol%이었으며, 주요 세포벽 지방산으로 anteiso-$C_{15:0}$ (36.19%)을 함유하고 있었다. 균주 WJ-2의 성장 및 xylanase 생산은 배지내에 질소원으로 soytone과 탄소원으로 xylan을 첨가하였을 때 급격히 증가되는 것을 확인하였다. 액체배양액으로부터 준비된 조효소의 xylanase 활성은 pH 7.0과 $55^{\circ}C$에서 가장 높게 나타났다. Thin layer chromatography (TLC) 분석을 통하여 균주 WJ-2의 조효소는 xylan을 분해하여 최종분해산물로서 xylobiose와 xylotriose 생산하는 효소임을 확인하였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제24권7호
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• pp.1007-1016
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• 2017

다슬기는 예로부터 간염, 간경화, 지방간 등의 치료 및 개선에 이용되어 왔으며, 특히 소변불통, 소갈증(당뇨) 등의 약용으로 이용되어 왔다. 본 연구에서는 이러한 다슬기를 대상으로 항당뇨에 대한 효능을 과학적으로 검증하고 그 기작을 규명하고자 하였다. 먼저 다슬기의 생물학적 기능성을 높이기 위해 효소 가수분해를 실시하였으며, protamex에 의한 가수분해도는 10시간 후 약 43% 수준을 나타내었다. PTP1B는 인슐린 신호전달기전에서 IRS-1의 인산화를 방해하여 인슐린 민감성을 저해시키는 효소이다. protamex를 이용한 다슬기 가수분해물(MPH)의 PTP1B에 대한 저해활성은 $15.42{\pm}1.1{\mu}g/mL$의 $IC_{50}$ 값을 나타내어 양성대조군 ursolic acid의 $16.7{\mu}g/mL$ 보다 높은 저해활성을 보이면서 강한 항당뇨 활성 소재로서의 가능성을 보였다. 이에 따라 유리지방산을 이용하여 C2C12 myoblast에서 인슐린 저항성을 유도하고, MPH에 의한 포도당 흡수 정도를 확인하였다. 그 결과, 1 mM PA 처리에 의해 약 32% 수준으로 떨어진 포도당 흡수율은 MPH 처리에 의해 약 199% 수준으로 증가하였다. 또한 장기간 고농도의 포도당(30 mM)에 의해 유도된 당독성 조건에서 MPH는 췌장의 베타세포 INS-1 세포의 생존율을 증가시키고, 대조군에 비해 약 160% 인슐린 mRNA 발현량을 증가시켰다. 이러한 결과에서 MPH는 PTP1B 활성을 저해함으로써 인슐린 신호전달 기작을 활성화하고, 인슐린저항성 환경에서 포도당 흡수를 증진시켜 인슐린저항성을 개선하며, 나아가 고농도 포도당에 의해 유도되는 당독성환경에서 췌장 베타세포를 보호하고 인슐린 mRNA발현량을 정상화할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제25권1호
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• pp.124-135
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• 2018

본 연구는 영지버섯(Ganoderma lucidum)의 영양학적 특성과 생리활성을 조사하였다. 탄수화물 함량은 원형 영지버섯이 높았고 조회분, 조지방, 조단백질 및 무기질 함량은 녹각 영지버섯이 높았다. 주요 아미노산, 지방산, 무기질 및 수용성 비타민은 valine(원형: 11.90 mg/g 및 녹각: 17.18 mg/g), linoleic acid(원형: 47.56% 및 녹각: 75.68%), 칼륨(원형: 116.50 mg/100 g 및 녹각: 184.36 mg/100 g) 및 비타민 $B_3$(원형: 1.78 mg/100 g 및 녹각: 1.81 mg/100 g) 있었다. 한편 ${\beta}$-glucan 함량은 각각 34.15 g/100 g(원형)과 30.07 g/100 g(녹각)로 검출되었다. 추출조건 중 $40^{\circ}C-70%$ 에탄올 추출물에서 가장 우수한 라디칼 소거활성과 탄수화물 및 지방분해 효소 저해활성을 나타내었다. 특히, $40^{\circ}C-70%$ 에탄올로 추출한 원형영지버섯의 1 mg/mL 처리 시 DPPH, ABTS 및 hydroxyl 라디칼 소거활성과 ${\alpha}$-glucosidase, ${\alpha}$-amylase 및 pancreatic lipase 저해활성은 각각 92.85, 99.74, 58.09, 89.68, 44.68, 67.56%로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제32권6호
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• pp.476-481
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• 2022

유비퀴틴화는 단백질 안정성 조절을 통해 진핵세포 내 광범위한 과정에서 주요한 역할을 한다. 이 과정에서 탈유비퀴틴화 효소인 deubiquitinating enzymes (DUBs)은 표적단백질의 유비퀴틴 혹은 ubiquitin-like proteins에 결합하여 표적단백질의 분해를 억제하는 기능을 한다. DUBs의 역할은 주로 암생물학에서 다루어져 왔으며, 이를 통해 다양한 암 치료용 DUBs 억제제가 개발 중인 상황이다. 한편, 최근의 연구는 이러한 DUBs가 비만, 당뇨, 지방간을 포함한 대사질환에서 주요한 역할을 할 수 있을 것이라고 보고했다. 대사질환의 발생 및 진행에 있어 각기 다른 종류의 DUBs는 양적 혹은 음적 조절 작용을 갖음을 제시하였다. DUBs는 세포 내 다양한 전사인자의 단백질 발현 등 조절함으로써 대사질환의 발생 및 진행에 기여할 수 있음 생체 내, 외 및 인간 조직을 활용한 연구에서 입증되었다. UCH, USP7 및 USP19는 지방세포의 분화, 체중 증가, 및 인슐린 저항성에 관련이 있음을 식이 혹은 유전자조작으로 인한 비만 유도 마우스에서 검증하였다. CYLD, USP4 및 USP18의 경우 지방간의 발생과 밀접한 관계를 갖는다고 보고되었으며 이는 경우에 따라 체중 변화를 동반한다. 종합적으로, 본 총설에서는 비만 및 이와 관련한 대사질환에서 DUBs의 역할에 대한 최신 연구 결과 및 동향에 대해 기술하였다. 또한 DUBs에 새로운 역할에 관한 기초지식 및 분자적메커니즘을 제공함으로써 궁극적으로는 DUBs가 대사질환의 새로운 유전자 타겟이 될 수 있음을 시사한다.