• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.384-397
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• 2018

본 연구는 전통 발효식품에서 반려동물의 사료 및 보조식품 등에 사용될 수 있도록 안전성 확보와 프로바이오틱스 활성 등 기능성을 갖춘Bacillus 속 균주를 선발하고자 하였다. 전국에서 수집한 전통 장류에서 약 300종의 분리주를 확보하였고, Bacillus cereus가 생성하는 구토와 설사 독소 유전자 6종, ${\beta}$형 용혈성, 발암 관련 효소 3종 등을 보유하지 않거나 생성하지 않는 4종의 균주를 선별하였다. 4종의 분리주를 대상으로 항생물질 유전자 보유 여부, 세포 표면 소수성, 항생제 감수성과 당 이용성 등을 분석하였고, 최종적으로 항생물질 생성 유전자 3종을 모두 보유하고, 혈전 용해 및 세포 표면 소수성이 가장 우수한 SRCM 100731을 선정하였다. 최종 선별된 SRCM 100731의 16S rRNA 염기서열 분석 결과 Bacillus amyloliquefaciens로 동정 되었으며, 펫 사료 및 식품 등 산업적 적용을 위하여 균체 성장 최적화를 수행하였다. SRCM 100731의 배지 성분 선별을 위하여 Plackett-Burman design (PBD)을 사용하였으며, 최적 성장을 위한 배지 성분으로는 molasses와 sodium chloride, potassium chloride가 예측되었다. PBD를 통해 선정된 배지 성분의 농도를 최적화하기 위하여 central composite design (CCD)을 사용하였으며, 실험 결과 7.0% molasses, 1.1% sodium chloride, 0.5% potassium chloride로 예측되었다. 이때 최대 균체량은 12.6625 g/L로 예측되었으며, 최종적으로 실험 모델의 예측값과 실 측정값이 $12.6625{\pm}0.0658g/L$로 오차 범위내의 결과를 나타내어 실험 모델의 신뢰성을 검증할 수 있었다. 이는 실험 모델에 의해 예측된 최적 배지 사용 시 최적화 이전 배지에서의 균체량($1.8273{\pm}0.0214g/L$) 대비 약7배로 균체량이 증가함을 확인할 수 있었다. 향후 B. amyloliquefaciens SRCM 100731의 제품 개발 등 후속 연구의 진행이 필요하나 본 연구를 통해 산업 적용이 가능한 프로바이오틱스 소재의 발굴 및 산업화 배양 조건이 확립 되었으므로 앞으로 성장하고 있는 반려동물 산업에 유용하게 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제31권8호
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• pp.699-709
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• 2021

생활습관 개선을 통한 근육량향상은 대사 증후군의 위험을 줄이는 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 갈조류인 고리매(Scytosiphon lomentaria) 에탄올 추출물이 골격근 성장억제조절 단백질인 마이오스타틴 신호전달을 억제하는지와 고 급식으로 유도된 비만 제브라피시의 대사 항상성에 대한 효과를 확인하였다. 고리매 에탄올 추출물(10 ㎍/ml)은 pGL3- (CAGA) 12-루시퍼라제 분석에서 마이오스타틴(1 nM/ml) 신호를 완전히 차단하였다. 또한 웨스턴 블롯 분석에서 마이오스타틴 신호를 차단하여 Smad2 인산화가 억제되는 것을 확인하였다. 제브라피쉬의 치어에 대한 연구는 고 급식 대조군 그룹의 체내 포도당 농도는 정상 급식 대조군 그룹보다 유의하게 높았지만, 12.5 ug의 고리매 에탄올을 처리한 고 급식 그룹과 18.75 ug의 고리매 에탄올로 처리한 고 급식 그룹의 체내 포도당 수준은 정상 급식 대조군 그룹과 유사하였다. 고 급식 그룹의 GLUT2 유전자의 mRNA 발현 수준은 정상 급식 대조군 그룹에 비해 현저히 낮았다. 하지만, 고리매 에탄올 추출물을 처리한 실험군 그룹의 GLUT2 유전자의 발현은 정상 급식 대조군 그룹의 GLUT2 유전자의 발현과 거의 유사하게 나타났다. 그러므로 고리매 에탄올 추출물은 GLUT2유전자의 발현 조절을 통하여 체내 포도당 조절이 가능함을 보여준다. 본 연구의 결과는 고리매 에탄올 추출물이 대사 증후군 치료에 도움을 주는 소재 및 마이오스타틴 억제제로서의 가능성을 시사합니다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권1호
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• pp.46-54
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• 2021

본 연구에서는 아스파라거스 부산물인 줄기와 뿌리 추출물의 루틴 및 총폴리페놀 함량, DPPH 및 ABTS radical 소거능, xanthine oxidase 및 MMP-9 저해활성, 간세포 보호효과를 분석하였다. 루틴과 총폴리페놀 함량은 아스파라거스 줄기 열수 추출물 31.74 mg/g과 20.14 mg GAE/g으로 가장 많았으며, ABTS radical 및 DPPH radical 소거능은 페놀성 화합물의 함량이 상대적으로 높은 줄기 열수 추출물에서 IC50 값이 각각 541.1±21.0, 649.5±6.6 ㎍/mL이였으며, 아스파라거스 추출물에 존재하는 페놀성 화합물과 radical 소거능과의 연관성을 시사하였다. Xanthine oxidase 저해활성은 아스파라거스 뿌리 열수추출물이 200 ㎍/mL 농도에서 43.68%의 저해활성을 보였다. HepG2 간세포는 아스파라거스 모든 추출물에서 세포독성이 없는 것으로 나타났으나, RAW 264.7 대식세포의 경우 아스파라거스 줄기 열수 및 20% 에탄올 추출물 200 ㎍/mL 농도에서 각각 90.18, 84.14%로 생존률이 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. MMP-9 발현량은 아스파라거스 추출물 처리구에서 전반적으로 감소하였고, 특히 줄기 추출물 처리구에서 MSU 처리구와 비교하여 유의하게 감소하는 경향을 보였다. HepG2 간세포에 3% 에탄올을 처리하여 간독성을 유발하여 GGT, AST 및 LDH 활성을 측정한 결과 아스파라거스 줄기 20% 에탄올 추출물이 가장 우수한 것으로 나타났다. 이 결과를 토대로 아스파라거스 줄기 및 뿌리는 총 폴리페놀과 루틴이 다량 함유되어 있어 생리활성 소재로써 개발 가치가 높을 것으로 판단되며, 추가적인 in vivo 생리활성평가를 통해 활용방안 모색이 필요할 것으로 판단된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권2호
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• pp.185-192
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• 2021

건선(Psoriasis)은 IL-6, CXCL8, TNF-α 및 IFN-γ뿐만 아니라 Th17 세포에서 분비되는 IL-17A 등 다양한 염증성 사이토카인에 의해 표피의 과증식(hyperkeratosis) 및 만성적 염증(inflammation)이 유발되는 난치성 피부 질환이다. 소목(Caesalpinia sappan L.)의 유효성분으로 알려진 브라질린(brazilin)은 항산화, 항염증 및 피부 장벽 개선 등의 효능이 알려졌다. 특히, tumor necrosis factor (TNF)-α 자극 HaCaT 각질형성세포 모델에서 브라질린의 건선 치료 소재 가능성을 보여주었다. 그러나, 직접적인 건선 유발 인자인 C-C motif chemokine ligand (CCL) 20의 조절은 전혀 보고되지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 건선 유사 모델을 활용해 CCL20 발현 조절 여부 및 그 기작에 대해 규명하고자 하였다. IL-17A로 자극된 HaCaT 세포에서 브라질린은 CCL20, CXCL8 발현 및 signal transducer and transcription (STAT)3 인산화를 유의하게 억제하였다. 또한, 브라질린은 TNF-α/IL-17A/IFN-γ 3종 사이토카인으로 처리된 조건에서도 STAT3 인산화를 억제하며 염증성 분자(CXCL8, CCL20, IL-1, IL-6, 및 TNF-α)의 발현을 하향 조절하였다. 마지막으로 브라질린은 TNF-α/IL-17A/IFN-γ로 자극된 건선 유사 환경에서 피부 장벽 개선에도 유의적인 영향을 미쳤다. 위 결과들을 통해 우리는 궁극적으로 브라질린이 STAT3 인산화 억제를 통해 CCL20 발현을 하향 조절하며, 건선 유발 사이토카인들의 발현 또한 억제함을 알 수 있었다. 향후, 건선 동물모델 및 임상시험을 통해 브라질린의 건선 개선에 대한 효능이 검증된다면, 건선 환자에게 잠재적인 치료 물질로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 현장농수산연구지
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• 제22권2호
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• pp.69-79
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• 2020

본 연구에서는 해조류 자원의 산업적 활용 소재로서의 가치 및 기능성 식품 및 사료 첨가 소재로의 개발을 위한 기초 자료를 제시하고자 국내에 서식하는 10종의 해조류 열수추출물을 이용하여 항염증 활성 및 마우스 대식세포주와 어류 세포주의 세포생존율에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과 S. japonica 100, 1000 ㎍/mL과 G. tenax 1000 ㎍/mL 농도에서 마우스 대식세포주를 LPS로 자극하였을 때 생성되는 NO를 유의적으로 감소시키는 것을 관찰하였으며, 나머지 8종의 해조류 추출물은 실험 농도에서 LPS에 의한 NO 생성에 영향을 미치지 않았다. 고농도에서 항염증 활성을 보인 S. japonica 및 G. tenax 열수추출물은 염증 인자를 조절할 수 있는 기능성 후보 소재로서 분획별 생리활성과 유효성분 규명의 연구가 요구된다. 본 연구 대상 해조류 추출물에 대한 안전성 기초 자료로서 마우스 대식세포 및 넙치 배아 유래 세포 세포생존율에 미치는 영향을 평가한 결과, P. tenera 고농도 (1000 ㎍/mL) 처리군을 제외하고 모든 해조류 추출물은 마우스 대식세포의 생존율에 영향을 주지 않았으며, 모든 해조류 추출물에서 5000 ㎍/mL까지 넙치 배아유래 세포에 대한 세포독성이 나타나지 않았다. 본 연구 결과는 후속 연구를 통해 해조류의 다양하고 복잡한 구조의 생물 활성 화합물의 생체 내 메커니즘을 규명함으로써 기능성 소재 개발을 위한 기초자로료 활용될 수 있을 것으로 기대하며, 본 연구의 대상 10종의 국내 해조류 자원 중 S. japonica과 G. tenax은 잠재적인 천연 항염증제로서 안전한 식품 및 사료 첨가 소재로서의 가능성을 제시한다.

• 대한본초학회지
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• 제27권6호
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• pp.115-122
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• 2012

Objectives : This study evaluated activities and ingredient contents concerning extracts according to extraction solvents of Insampaedok-san (IS, Renshen bai du-san). Methods : The herbal constituents of IS were extracted with water and 70% ethanol at $100^{\circ}C$ for 2 hr. Using the HPLC system, the six ingredient contents of different solvent extracts of IS were analyzed. The nitric oxide (NO), prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$) production and proinflammatory cytokines were measured in RAW264.7 cells stimulated with lipopolysaccharide (LPS). The macrophage-derived chemokine (MDC/CCL22) and regulated on activation normal T-cell expression and secreted (RANTES/CCL5) production were measured in HaCaT and BEAS-2B cells stimulated tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) and interferon-${\gamma}$ (IFN-${\gamma}$). The activities of glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPDH) and leptin level were measured in 3T3-L1 cells. Results : The calibration curves showed good linearity ($r^2$=1.0000) for different concentration ranges. The contents of liquiritin, naringin, hesperidin, neohesperirin and glycyrrizin in 70% ethanol extracts of IS were relatively higher than that of water extract, however the content of ferulic acid in 70% ethanol and water extract of IS were similar. The extraction solvents of water and 70% ethanol were evaluated inhibitory effect on the production of NO, $PGE_2$, TNF-${\alpha}$ and IL-6 in RAW 264.7 cells. Their extractions were inhibitory effect on production of MDC/CCL22 and RANTES/CCL5 in HaCaT cell and BEAS-2B cell, respectively. In addition, evaluated reduced on GPDH activity and leptin level in 3T3-L1 preadipocyte cell. Conclusions : Our results suggest that IS extracts were inhibitory effects of disease such as inflammation, allergies and obesity.

• 생명과학회지
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• 제32권2호
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• pp.135-141
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• 2022

Mouse thymosin β-4 (TB4) 유전자를 Escherichia coli에서 intein-tag 융합 단백질로 발현시키고 정제하였다. 재조합 TB4-intein 융합 단백질의 분자량을 10% glycine SDS-PAGE로 확인한 결과, 세포내 soluble 분획에서 60 kDa의 단백질을 얻을 수 있었고, 유도발현 최적 조건은 0.1 mM IPTG, 25℃에서 3시간 동안 유도 발현할 때가 최적임을 확인하였다. TB4 만을 얻기 위해서 유도발현된 TB4-intein을 DTT를 이용해 self-cleavage를 일으킨 다음, chitin bead를 이용한 친화성 크로마토그라피로 정제 후 분자량을 확인 한 결과, 5 kDa으로 확인되었으며, 순도는 95%이상 이었다. 정제한 recombinant TB4가 생물학적 기능을 보유하고 있는지 확인을 하기 위하여, TB4를 농도 별(1~1,000 ng/ml)로 하여 HT1080 cell을 이용한 cell migration을 측정한 결과, 모든 농도에서 recombinant TB4가 화학합성한 TB4 보다 약 20% 이상 높은 활성을 보였으며, recombinant TB4 1 ng/ml의 농도에서 cell migration 활성이 가장 높게 나타났다. Recombinant TB4를 마우스 상처 부위에 5일 동안 매일 처리한 결과(최종 처리 농도 0.5 mg/ml), 화학합성 TB4 보다 recombinant TB4의 상처치유 활성이 약 35% 더 높음을 알 수 있었다. 이상의 결과는 recombinant TB4가 화학합성 TB4보다 cell migration과 상처치유에 훨씬 높은 활성을 나타냄을 보여주고 있다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제55권4호
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• pp.462-475
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• 2022

본 연구는 팔미트산으로 인슐린 저항성을 유도한 C2C12 근육세포주에서 ADLE의 인슐린 저항성개선효과를조사하고이에대한조절기전을확인하고자하였다. C2C12 근육세포주에 ADLE를 처리 시, AMPK의 활성화를 통해 포도당흡수 (glucose uptake)가 증가되었으며, 이는 미토콘드리아-매개 에너지 생합성 조절단백질인 PGC1α, UCP3, CS 활성을 증가시킴과 동시에 지방산 합성인자인 ACC, FAS, SREBP-1의 발현을 억제함을 알 수 있었다. 세포주에서 확인된 결과들을 고지방식이 유도 당뇨마우스의 근육조직에서 조사한 결과, 고지방식이와 ADLE를 동시에 처리한 그룹에서 AMPK 활성화, GLUT4 발현증가와 미토콘드리아 에너지 대사증가, 지방산 합성 감소효과를 보였다. 이상의 결과들로, ADLE가 근육 내 에너지 대사 관련 경로의 상위유전자인 AMPK를 활성화하여 GLUT4의 세포막 이동을 증진시켜 당대사 조절에 관여하는 것을 관찰하였으며, AMPK의 인산화 증가는 PGC1α의 활성화에 관여하고, 이를 통해 열 발산 대사와 관련된 UCP3의 증가 및 CS 활성을 증가시키고, 지방산 합성 관련 유전자 발현을 억제시킴을 알 수 있었다. 본 결과로부터 ADLE는 대사증후군에서 공통적으로 나타나는 인슐린 저항성을 개선시킬 수 있으며, 이는 근육세포에서의 AMPK의 활성화를 통한 에너지생성기전과 관련이 있음을 알 수 있었다. ADLE는 비만, 당뇨 등의 다양한 부작용을 가진 약제와는 다른 안전성을 보장할 수 있는 이점을 가지고 있어 인슐린 저항성 및 제2형 당뇨병 치료를 위한 기능성 식품 소재로의 활용 가능성도 충분히 가지고 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권2호
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• pp.129-142
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• 2023

본 연구는 2018년 4월부터 2022년 4월까지 Orbiting Carbon Observatory-2/3의 건조공기 이산화탄소 몰분율(column-averaged carbon dioxide dry-air mole fraction, XCO₂) 자료와 TROPOspheric monitoring instrument의 일산화탄소(carbon monoxide, CO) 및 이산화질소(nitrogen dioxide, NO₂) 연직컬럼농도(본 연구에서 XCO, XNO₂로 명명) 자료를 활용하여 한국과 중국의 도시 및 권역에 대해 CO와 CO₂, CO와 NO₂의 비율을 분석하고, 사회경제적 지표(인구, 차량 등록 대수, 지역내총생산)와 비율의 관계, 한국과 중국에서의 특성 차이를 제시하였다. 먼저 CO₂, CO 그리고 NO₂ 세 기체상 물질의 대기 중 체류시간 차이로 CO₂, CO는 배경값과 추세선을 제거한 ΔXCO₂, ΔXCO로 분석하였다. 지역별로 세 값을 비교한 결과 ΔXCO, ΔXCO₂는 중국 지역이 XNO₂는 한국 지역이 상대적으로 높은 값을 보였으며, 두 값의 비율(ΔXCO/ΔXCO₂, ΔXCO/XNO₂) 모두 한국보다 중국에서 높은 것으로 나타났다. ΔXCO/ΔXCO₂, ΔXCO/XNO₂와 사회경제적 지표는 양의 상관관계를 보였으며, 이는 도시 규모가 크고 경제활동이 활발할수록 대기오염기체 및 온실기체의 농도가 높다는 점을 시사한다. 한국과 중국의 비율 특성 차이를 분석하기 위해 두 나라의 지역별로 분석한 ΔXCO와 ΔXCO₂ 관계는 한국은 음의 관계성을 중국은 양의 관계성을 나타냈다. ΔXCO와 XNO₂의 상관성을 여름과 겨울에 대해 각각 살펴본 결과, 한국은 계절에 따른 ΔXCO 증감이 크지 않은 것에 비해 중국은 북동부 지역을 중심으로 계절에 따른 ΔXCO와 XNO₂의 증감이 크게 나타나며 관계성의 차이를 보였다. 이는 온실기체와 대기오염기체의 비율을 분석할 때, 계절 변동성 및 국가별 배출 특성을 감안해야 함을 시사한다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제38권3호
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• pp.170-175
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• 2023

본 연구에서는 MnSO₄이 B. thuringiensis의 곤충독소 형성에 미치는 영향을 분석하여 신속 검출배지 개발의 기초자료를 제안하고자 하였다. 본 실험에 사용한 균주는 순천대학교 식품위생안전실험실에 보관되어 있던 B. thuringiensis reference 1주(KCTC 1511)와 식품에서 분리된 wild type strain 9주를 사용하였다. B. thuriengiensis의 곤충독소 생성 확인은 식품의약품안전처의 곤충독소 확인시험법에 따라 실험하였다. 0.005%-MnSO₄이 첨가된 Nutrient agar는 배양 48시간에 3개 평판 중 2개 평판(66.6%)에서 곤충독소가 관찰되었고, 120시간에 3개 평판(100%) 모두에서 곤충독소가 관찰되었다. AK agar는 48시간 배양 후 3개 평판 중 1개 평판(33.3%)에서 곤충독소가 관찰되었으며, 배양 120시간에 3개 평판(100%) 모두에서 곤충독소가 관찰되었다. 이러한 결과는 포자형성에 사용되는 AK agar보다 식품공전에서 제시하고 있는 포자형성 배지인 0.005%-MnSO₄ Nutrient agar가 B. thuringiensis의 곤충독소를 신속하게 생성시키는 것으로 나타났다. B. thuringiensis 10개 균주를 24시간 배양하여 관찰한 결과, 0.000%-MnSO₄ 배지에서 10개 평판 중 1개 평판(10%), 0.001%-MnSO₄이 첨가된 배지의 10개 평판 중 2개 평판(20%)에서 곤충독소가 관찰되었다. 0.002%-MnSO₄이 첨가된 배지는 10개 평판 중 3개 평판(30%)에서 곤충독소가 관찰되었다. 0.003%-0.009%-MnSO₄이 첨가된 배지에서는 곤충독소가 관찰되지 않았다. 이러한 결과로 보아 24시간 배양 시까지는 0.002%-MnSO₄이 첨가된 Nutrient agar가 B. thuringiensis의 곤충독소를 가장 신속하게 생성시키는 것으로 나타났다. B. thuringiensis의 곤충독소는 포자형성과 동시에 생성된다는 보고와 MnSO₄이 포자형성에 기여한다는 보고를 종합하여 보면, MnSO₄이 B. thuringiensis의 포자형성을 가속화하고 이로 인해 곤충독소도 신속하게 생성된 것으로 판단된다. 따라서 B. thuringiensis의 곤충독소를 신속하게 생성하기 위해 기존 식품공전에서 제시하고 있는 Nutrient agar보다 0.002%-MnSO₄이 첨가된 Nutrient agar를 사용하는 것이 효율적일 것으로 판단된다. 그러나 Nutrient agar와 0.002%-MnSO₄ Nutrient agar의 24시간 배양 후 곤충독소 생성율의 차이는 작게 나타나 다수의 wild type B. thuringiensis를 대상으로 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.