• 제목/요약/키워드: Ca addition

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주박 단백질 농축물로부터 가식성필름의 제조 (Edible Films from Protein Concentrates of Rice Wine Meal)

  • 조승용;박장우;이철
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.1097-1106
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    • 1998
  • 청주 제조시 부산물로 생성되는 주박으로부터 추출한 단백질 농축물을 이용하여 가식성 필름을 제조하였다. 이때 필름용액의 pH, 가소제의 종류와 농도, 가교제의 첨가가 필름의 기계적 특성 및 수분투과특성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 필름용액이 $pH\;4.0{\sim}pH\;7.0$인 경우 단백질의 용해도가 낮아 필름을 형성할 수 없었으며 $pH\;8.0{\sim}pH\;11.0$으로 조절하였을 때에는 $4.3{\sim}5.7\;MPa$의 인장강도를 지닌 필름을 형성할 수 있었다. 필름의 기계적 특성과 수분투과 특성은 필름용액의 pH에 영향을 받으며 필름용액을 pH 11.0으로 조절하였을 때 가장 높은 인장강도(5.7 MPa)와 수분차단력$(0.44\;ng{\cdot}m/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa)$을 보였다. 가소제로 glycerol과 polyethylene glycol (PEG) 200을 첨가하였을 때 인장강도와 신장률은 가소제의 혼합비율(GLY:PEG=100:0, 50:50, 0:100)과 농도(0.2, 0.4, 0.6, 0.8 g plasticizer/g RPC)에 따라 각각 $5.5{\sim}1.0\;MPa$$3.6{\sim}24.3%$이었다. 동일 가소제 농도에서 인장강도는 glycerol을 첨가하였을 때 가장 높았으며 신장률은 glycerol과 PEG 200을 혼합 사용하였을 때 가장 높은 것으로 나타났다. 한편, 두께가 $60\;{\mu}m$인 필름의 수분투과도는 0.38{\sim}0.54\;ng{\cdot}m/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$로 나타났으며, 가소제의 첨가량이 적을수록, 일정 가소제 농도에서는 PEG 200의 비율이 클수록 수분투과에 대한 차단성이 우수하게 나타났다. 가교제로 sodium chloride와 calcium chloride를 $0.5{\sim}2.0%$ 농도로 첨가하였을 때 인장강도는 대조구 필름에 비해 감소하였으나 succinic anhydride를 0.1% 첨가하였을 때 필름의 인장강도는 6.3 MPa로서 대조구에 비해 25.5% 증가시킬 수 있었다.

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알칼리성 토양 pH 교정시 완충곡선법을 이용한 황 시용량 결정 (Determination of Sulfur Requirement to Adjust pH of Alkaline Soil by Buffer Curve Method)

  • 이인복;임재현;임명순
    • 한국토양비료학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.405-415
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    • 2000
  • 본 연구는 황 원소를 이용하여 시설재배지의 일부 토양에서 나타나는 알칼리 반응을 교정하고자 실시하였다. 황 원소의 산화와 토양 pH에 미치는 효과를 살펴보기 위하여 토양 pH 8.3을 6.3으로 낮추는데 소요되는 황 시용량을 완충곡선으로부터 계산하여 황 소요량의 1~10배 수준까지 첨가하고 50% water holding capacity에 해당하는 수분을 가한 다음, $30^{\circ}C$로 유지되는 항온실에서 정치하였다. Incubation 동안 1주 간격으로 토양 pH 및 sulfate-S의 생성량을 조사한 결과, 토양 pH는 최초의 8.3에서 4~6주 사이에는 목표 pH인 6.3 부근으로 감소하였고, 이 때의 sulfat-S의 생성율은 100%를 상회하여 완충곡선법을 이용한 황 시용량 결정법이 적절함을 확인하였다. Pot 재배시험 결과, 중화량에 해당하는 황시용구의 토양 pH는 중성부근에 이르렀으나 상추수량은 무처리구와 차이가 없었으며, 목표 pH로 낮추기 위한 황 소요량의 약 3배 이상 과량 첨가한 처리구의 토양 pH는 4.8 수준으로 급격히 감소하고 토양중 추출성 미량원소의 농도가 증가하여 상추 수량은 현저히 감소하는 한편, 식물체중 N/S비율의 감소가 나타나 과다한 황 시용으로 토양 양분의 불균형화 및 작물의 수량감소를 초래하였다. 따라서 토양 pH 조정을 목적으로 황 원소를 시용할 경우 정확한 시용량을 준수하고, 토양에 존재하는 기존의 sulfate-S 농도가 높을 경우에는 분시를 통하여 토양내 sulfate-S 농도가 일시적으로 크게 증가하지 않도록 관리해야 할 것으로 판단되었다. 또한 liming의 경우 포장에서는 실내나 pot 조건과 다르게 포장의 석회인자(Liming factor)를 구하여 석회시용량을 조절하는 것과 같이 토양의 pH를 낮추는 경우도 포장의 acidifying factor에 관한 별도의 연구가 필요할 것으로 생각된다. 한편 완충곡선법을 이용한 황 시용량 결정법을 보다 단순화하기 위하여 0.1N-HCl을 이용한 완충곡선법을 고안하였으며, 이 방법은 토양산도를 목표 pH까지 저감시키는데 소요되는 0.1N-HCl의 량을 구하여 제안된 계산식에 적용하면 쉽게 황 소요량을 구할 수 있으므로 알칼리성 토양 상토 및 호산성 작물재배토양의 pH조정에 이용 가능할 것이다.

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석유 탄화수소 이용 미생물에 관한 연구 (제 2 보) - 효모를 이용한 석유탄화수소로 부터 단백질 생산에 관하여 - (Studies on the Petroleum hydrocarbon-utilizing Micro-organisms(Part 2) - On the Production of Single Cell Protein from Petroleum hydrocarbon with a yeast strain -)

  • 이계호;신현경
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제14권1호
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    • pp.9-18
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    • 1971
  • 석유에 효모를 길러 식량 내지 사료로 이용할것을 목적으로 전국 각지의 100여점의 토양시료로부터 400여주의 탄화수소이용 효모균주를 분리하고 그 중 가장 균체수율이 좋은 균주를 선정하여 동정 하였다. 그 균주의 석유탄화수소 배지에서의 배양최적조건, 생육경과 및 균체조성을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 우수균주로 신정된 효모는 Candida curvata-SNU 70으로 동정되었다. 2. 선정호모의 적정 증식배지조성은 다음과같다 Light Gas Oil 30ml, $(NH_2)_2CO$ 400mg, $(NH_4)_2\;SO_4$ 100mg, $KH_2PO_4$ 670mg, $Na_2HPO_4{\cdot} 12H_2O$ 330mg. $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 500mg, $CaCO_3$ 3g, Yeast Extract 50mg, Tween 20 0.05ml, Tap Water 1000ml. 3. 선정효모의 배양조건은 pH $5.5{\sim}7.0,\;30^{\circ}C$, 및 충분한 통기조건이 적당함을 알았다. 4. 유가법은 특히 10% 이상의 고농도배양에서 효과를 보였다. 5. 선정효모, Candida curvata-SNU 70는 lag phase가 16시간 까지이고 다음 28시간까지가 대수기임을 알 수 있었으며, 대수기에서 비증식율, ${\mu}x$$0.22hr^{-1}$이고 doubling time은 3.2시간이었다. 6. 얻어진 최적조건에서 2일간 배양시켜 Light Gas Oil에 대한 균체수율 16.1%를 얻었으며 건조세포의 단백질함량은 48.4%였다.

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미꾸라지 간으로부터 포스포리파아제 C델타 단백질의 생화학적 특성 (Biochemical Characterization of Phospholipase C$\delta$from liver of Mud loach (Misgurnus mizolepis))

  • 서정수;임상욱;김나영;이상환;오현석;이형호;정준기
    • 한국어병학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.67-80
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    • 2005
  • 미꾸라지 (mudloach, Misgunus mizolepis)의 간으로부터 클로닝한 phosphoinositide-specific phospholipase C$\delta$ (ML-PLC$\delta$)를 대장균 (E. coli)에서 과발현시켜 만든 재조합 ML-PLC$\delta$와 미꾸라지 간 조직으로부터 직접 정제한 ML-PLC$\delta$의 생화학적 특성을 비교분석하였다. 우선, pET28a vector (Novagen)를 이용하여 E. coli BL21(DE3)에서 과발현된 재조합 ML-PLC$\delta$$Ni^{2+}$-NTA affinity 크로마토그래피 및 gel filtration 칼럼에 의해서 정제되었다. 미꾸라지 간 조직으로 ML-PLC$\delta$는 open heparin 칼럼 및 분석용 heparin 칼럼등을 통하여 부분 정제하였다. 두개의 재조합 및 wild ML-PLC$\delta$는 phosphatidylinositol 4,5-bis-phosphate ($PIP_2$)에 대한 농도 의존적 PLC 활성을 보여주었고, 그 활성은 포유류 PLC$\delta$ 효소와 유사하게 칼슘 농도에 의존적인 활성을 나타내었다. 재조합 및 wild ML-PLC$\delta$는 각각 pH 7.0 및 7.5에서 가장 큰 PI-가수분해 활성을 나타낸다는 사실을 알 수 있었다. 게다가, 재조합 및 wild ML-PLC$\delta$는 sodium doecylcholate (SDC) 및 phosphatidylethanolamine (PE), phosphatidylcholine (PC)와 같은 지질류에 대하여 농도의존적인 활성을 나타내나, spermine과 같은 polyamine류의 존재하에서는 농도 의존적으로 PLC 활성이 감소됨을 알 수 있었다. 미꾸라지 각 기관들의 ML-PLC$\delta$의 발현양상 및 양등을 측정하여 보았을 때 ML-PLC$\delta$는 포유류 PLC$\delta$와 마찬가지로 다양한 형태의 PLC$\delta$가 존재함을 알 수 있었다. 이와 같은 결과들로 미루어서 미꾸라지로부터 얻은 ML-PLC$\delta$는 포유류의 PLC$\delta$ isozymes과 유사한 형태의 생화학적 특성을 가지나, 포유류 PLC$\delta$1과 PLC$\delta$3 isozyme의 생화학적 특성을 함께 가짐을 알 수 있었다.

김제지역에서 비료원으로써 녹비작물과 액상우분이 수수 X 수단그라스 교잡종의 생산성, 사료가치 및 토양성질에 미치는 영향 (Effects of Green Manure Crop and Cattle Slurry as Fertilizer Sources on Productivity and Nutritive Value of Sorghum X Sudangrass hybrid, and Soil Properties in Kimje, Chunlabukdo)

  • 최기춘;나상필;조남철;정민웅;김종근;박형수;윤창;임영철;육완방
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.337-344
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    • 2009
  • 본 연구에서는 논에서의 조사료 생산을 위한 작부형태별 우분액비의 시용효과를 규명하기 위하여 총체보리+수수$\times$수단그라스 교잡종 이모작구 그리고 헤어리베치를 녹비작물로 이용한후 수수$\times$수단그라스 교잡종 일모작구로 하여 논에서의 다양한 조사료 작부 형태를 배치하고, 수수$\times$수단그라스 교잡종의 생산성 및 사료가치를 조사하였다. 그리고 처리구별 토양의 지력증진 효과를 분석함과 동시에 우분액비의 시용과 경작형태에 따른 용탈수중 $NO_3$-N, $NH_4$-N 및 $PO_4$-P 등을 분석하여 환경오염에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구는 수수$\times$수단 그라스 교잡종의 생산성과 환경에 미치는 영향을 평가하고자 2006년 5월부터 2009년 4월 까지 3년 동안 전라북도 김제군 백산면 시험포장에서 완전임의배치 3반복으로 수행되었다. 수수$\times$수단그라스 교잡종은 총체보리와 이모작의 경우가 헤어리베치를 이용한 일모작에 비해 수량이 현저하게 증가하였다(P<0.05). 그리고 수수$\times$수단그라스 교잡종의 조단백질, NDF, ADF 및 TDN 함량은 처리구간에 큰 차이는 나타나지 않았다. 총체보리와 이모작구에서의 OM, T-N 및 $P_2O_5$ 함량은 녹비작물로 이용된 일모작구에 비해 높았다. 그리고 우분액비시용에 따른 토양 내 pH와 OM 농도는 시험전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타냈다. 또한 이모작구와 일모작구에서 T-N 함량은 시험전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타냈다(P<0.05). 경작형태별 우분액비 시용에 따른 토양내 양이온치환용량 ($Ca^{2+}$, K, Mg 및 Na) 농도는 시험 전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타냈다(P<0.05). 또한 경작형태별 우분액비 시용에 따른 용탈수중 $NO_3$-N, $NH_4$-N 및 $PO_3$-P의 농도는 경작형태에 따른 확실한 차이를 보여주지 않았다.

Fe, Mn, Cu 및 Zn의 Systematic Variation 시비가 Orchardgrass 및 White Clover의 질소화합물(조/순단백질) 함량에 미치는 영향 (Effects of Systematic Variation Application of Fe, Mn, Cu, and Zn on the Contents of N-compounds(Crude/Pure Protein) in Orchardgrass and White Clover)

  • 정연규
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.183-192
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    • 2004
  • Orchardgrass 및 white clover에서 미량요소 Fe, Mn, Cu 및 Zn의 systematic variation 시비가 목초의 생육, 개화, 수량 및, 양분 함량 등에 미치는 영향 등을 구명하였다. 다량요소 양분을 동일 양 시비한 조건에서 Fe/Cu(시험군-1), Mn/Zn(시험군-2) 및 Fe+Cu/Mn+Zn(시험군-3)의 처리는 systematic variation 방법으로 시험군별 총 시비량을 각각 0/100, 25/75, 50/50, 75/25, $100/0\%$ 비율로 나누어 시비하였고, Fe/Mn/Cu/Zn(시험군-4)에서는 각 기준처리 $70\%$, 기타 처리는 각각 $10\%$(합계 $100\%$) 비율로 시비하였다. 1. N-화합물들의 함량은 일반적으로 수량과 반비례적인 경향을 보였다. Mn/Zn 비율시험에서 white clover는 0/100 처리에서 큰 수량감소와 더불어 수용성 N-화합물 함량이 다소 높았고(특히 3차 예취), 또한 순단백질/수용성 N-화합물 비율은 낮았다. 2. Fe+Cu/Mn+Zn 비율시험에서 white clover는 0/100과 100/0 처리에서 이들 함량들이 다소 높았다. 이는 큰 수량감소와 이와 연관된 농축효과에 기인된 것으로 보였다. 또한 white clover는 5차 예취 시 100/0 처리에서 큰 수량 감소와 더불어 수용성 N-화합물 함량이 상대적으로 더 높아졌다. 이 결과 순단백질/수용성 N-화합물 비율이 더 낮아졌다. 100/0 처리는 white clover의 단백질 함성 생리대사에 부정적인 영향을 준 것으로 보였다. 3. Fe/Mn/Cu/Zn 비율시험에서 white clover는 특히 1차 예취에서 조단백질의 함량이 매우 낮았다. 이는 순단백질 함량이 상대적으로 크게 낮은 것과 연관되었고, 아마도 단일 양분의 다량 시비비율에 따른 이들 양분간 불균형에 따른 것으로 보였다. 4. 처리별 K, Ca 및 Mg의 함량은 일반적으로 차이가 경미하였으나 5차 예취에서 white clover는 Mn/Zn=0/100과 Fe+Cu/Mn+Zn=100/0처리에서 K-함량이 상대적으로 높은 수준을 보였다. 이는 Mn-결핍에 따른 white clover의 수량감소와 이와 연관된 농축효과에 기인된 것으로 보였다.

마이산과 주변 명산의 형성과정과 그에 관련된 산맥과 수계 변화 (The Forming Process of the Maisan and Nearby Famous Mountains and the Related Mountain Ranges and Water Systems)

  • 오창환;이승환;이보영
    • 암석학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.201-219
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    • 2017
  • 마이산을 포함한 진안분지는 영남육괴 북쪽 경계 중앙부에 위치하고 있으며 이 지역의 기반암은 고원생대 편마암과 이를 관입한 중생대 화강암으로 백악기 이전에 지표로 노출되었다. 진안분지는 백악기에 영동-광주 단층대를 따라 일어난 좌수향 주향이동단층에 의해 형성된 인리형 분지이며 마이산은 진안분지 내의 경사가 급했던 분지 동쪽 경계부에 퇴적된 역암으로 구성된 산이다. 마이산 봉우리는 말 귀의 형상을 보이며 역암 절벽에 타포니가 발달한 특이한 지형을 보여주고 있다. 진안분지를 형성시킨 단층은 지하 깊은 곳까지 연결됨으로서 200 km 깊이에서 형성된 마그마가 지표로 분출하여 진안분지 내와 그 주변에 활발한 화산 활동을 일으켰다. 그 결과 마이산 주변에는 화산폭발에 의해 형성된 화산쇄설암으로 구성된 천반산, 화산분출시 마그마가 관입한 암경으로 구성된 구봉산 그리고 화산 분출시 분출되어 흐른 용암에 의해 형성된 운일암 반일암등이 특이 지형을 형성하며 나타난다. 그리고 진안분지와 주변 화산암이 형성된 이후 진안분지와 그 주변 지역이 융기하여 마이산을 포함한 주변 명산들을 형성하였다. 융기 시기는 정확히 알 수는 없지만 대략 69-38 Ma경으로 추측된다. 이때 추가령에서 무주와 진안을 지나 함평으로 연결되는 노령산맥이 형성되었을 것으로 추정되며, 이로 인해 금강과 섬진강 수계가 나뉘어지고 갈라진 수계에 의해 쉬리의 종이 분화되었다. 또한 북북서 방향으로 발달한 운장산에 의해 금강과 만경-동진강 수계가 나뉘어졌다. 이로 인해 마이산과 그 주변 지역에는 다양한 생태계가 조성되었으며 동시에 마이산에는 특이한 암상과 관련된 다양한 문화, 역사 자원이 존재한다. 따라서 마이산과 주변 지역은 지질유산을 중심으로 생태, 문화, 역사가 잘 어우러진 지질 관광이 성공적으로 개발될 수 있는 지역으로 국가지질공원 및 세계 지질공원으로서의 가능성이 높다.

현사시나무 목분의 초임계수 처리 공정으로부터 유래한 미분해 고형성분의 화학적 특성 (Chemical Features of Solid Residues Obtained from Supercritical Water Treatment of Populus alba×glandulosa)

  • 김광호;엄인용;이수민;이오규;;최준원
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제37권4호
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    • pp.372-380
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    • 2009
  • 현사시나무 분말(60 mesh 통과)을 압력 $220{\pm}10atm$, 온도 $325{\sim}425^{\circ}C$ 범위 내에서 60초 간 초임계수로 처리한 후에 미분해 고형잔사를 얻을 수 있었다. 고형잔사 내 섬유상 물질을 구성하는 주요 당은 글루코오스와 자일로스였으며, 가장 높은 온도인 $425^{\circ}C$에서 초임계수 처리를 하였을 때 글루코오스/자일로스 구성 비율이 가장 높게 측정되었다. 초임계수 반응온도가 높아질수록 고형 잔사를 구성하는 섬유상 물질의 비율은 감소하였으나, 리그닌의 비율은 상대적으로 증가하였다. 고형잔사에 존재하는 리그닌의 H (p-hydroxyphenyl) : G (guaiacyl) : S (syringyl) 비율은 분석형 열분해법으로 측정하였으며, 반응온도에 따른 변화 없이 비교적 일정하게 나타났다. 고형잔사를 구성하는 리그닌의 H : G : S 조성을 현사시나무에서 단리한 milled wood lignin (MWL)과 비교해보면 G 형 단량체의 비율에는 큰 변화가 없었지만, H 형 단량체 비율은 비교적 낮게 측정되었고, 반면 S 형 단량체 비율은 증가하였다. 초임계수 당화과정에 염산촉매를 첨가하면 H 비율의 감소와 S 비율의 증가는 더욱 두드러지게 나타났다. 니트로벤젠 산화법(nitrobenzene oxidation)에 의하면 현사시나무 MWL에서 획득한 vanillin과 syringaldehyde의 수율은 약 265 mg/g MWL으로 측정되었지만, 초임계수 고형성분의 NBO 분석 결과에 의하면 반응온도를 높여 주거나 염산촉매를 첨가하면 NBO 분해산물은 두드러지게 감소하였다. 이러한 결과는 초임계수 반응 조건에서 리그닌의 주요 결합 양식인 $\beta$-O-4 결합이 비교적 쉽게 끊어지는 것으로 해석되며, 따라서 초임계수 반응 후 고형성분에 존재하는 리그닌은 $\beta$-O-4 결합 대신 탄소-탄소 결합에 의한 축합형 페놀고분자로 예측되었다.

원주.횡성 지역의 식물상 (Flora of Wonju-Hoengseong Area)

  • 고성철;손동찬;김현종;황희숙;신영화
    • 한국자원식물학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.365-380
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    • 2009
  • 강원도 서남부에 위치하고 있는 원주시와 횡성군에 소재하고 있는 치악산(1,288 m), 태기산(1,261.4 m), 오봉산(1,126.2 m), 응봉산(1,094.9 m), 어답산(789.4 m), 덕고산(521.2 m), 덕가산(700.5 m), 성지봉(791 m)의 관속식물상을 2008년 4월부터 2009년 5월까지 총 23회에 걸쳐 조사하였고, 이전 조사에서 증거표본이 제시되어 있는 발교산(998.4 m), 오음산(930.4 m), 백운산(1,037.1 m), 치악산(1,288 m)의 자료를 전체 소산식물목록에 포함시켰다. 본 조사에서 생육이 확인된 관속식물의 총 분류군 수는 97과 383속 680종 1아종 111변종 12품종으로 총 804분류군이었으며, 문헌상 증거표본이 있는 경우의 자료를 추가하면 총 105과 418속 818종 1아종 138변종 16품종으로 총 973분류군으로 한반도 전체관속식물종의 21.14%에 해당된다. 조사지 전반의 식생은 소나무와 낙엽활엽수의 혼효림이며, 식생이 비교적 우수한 지역은 치악산의 구룡사로 부터 세렴폭포를 거쳐 비로봉에 이르는 계곡, 및 태기산의 큰성골계곡과 태기분교터에서 낙수대에 이르는 능선의 동사면 지역이다. 비교적 많은 분류군이 채집된 10개 과는 국화과, 벼과, 장미과, 미나리아재비과, 콩과, 사초과, 백합과, 범의귀과, 산형과, 꿀풀과의 순이며 전체 생육분류군의 49.12%이다. 조사지에서 생육이 확인된 특산식물은 금강초롱꽃, 모데미풀, Pyrus ussuriensis var. diamanti-ca Uyeki(금강산돌배)를 포함하는 38분류군이고, 산림청지정 희귀 및 멸종위기식물은 금강초롱꽃, 왕제비꽃, Viola diamantica Nakai(금강제비꽃), 금마타리를 포함하는 24분류군이며, 환경부지정 식물구계학적특정식물종은 총 88분류군으로서 Ⅴ등급에 속하는 식물은 좀가물고사리, 금강초롱꽃, 물쇠뜨기, 노랑붓꽃, 솔나리, 큰연영초, 목련(식재), 천마, 좀미역고사리, 승마, 모데미풀, 왕제비꽃의 12분류군이다. 또한 귀화식물은 47분류군으로서 전체식물의 4.83%, 유용식물은 총 609분류군으로서 식용식물 334분류군, 약용식물 269분류군, 관상용식물 127분류군, 사료식물 332분류군, 산업용식물 3분류군, 목재용식물 31분류군, 섬유용식물 13분류군으로 각각 구분되고, 이는 전체식물의 13.23%에 해당한다.

Synergistic effect of ionizing radiation and $\beta$-lapachone against tumor in vitro and in vivo

  • Park, Eun-Kyung;Kim, Young-Seok;Lee, Sang-wook;Ahn, Seung-Do;Shin, Seong-Soo;Park, Heon-Joo;Song, Chang-Won
    • 한국생물물리학회:학술대회논문집
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    • 한국생물물리학회 2003년도 정기총회 및 학술발표회
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    • pp.80-80
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    • 2003
  • ${\beta}$-lapachone(${\beta}$-Lap), a natural o-naphthoquinone, presents in the bark of the Lapacho tree. ${\beta}$-Lap is cytotoxic against a variety of human cancer cells and it potentiates the anti-tumor effect of Taxol. In addition, ${\beta}$-Lap has been reported to radiosensitize cancer cells by inhibiting the repair of radiation-induced DNA damage.In the present study, we investigated the cytotoxicity of ${\beta}$-Lap against RKO human colorectal cancer cells as well as the combined effect of ${\beta}$-LaP and ionizing radiation. An incubation of RKO cells with 5 ${\mu}$M of ${\beta}$-Lap for 4 h killed almost 90% of the clonogenic cells. An incubation of RKO cells with 5 ${\mu}$M of ${\beta}$-Lap for 4 h or longer also caused massive apoptosis. Unlike other cytotoxic agents, ${\beta}$-Lap did not increase the expression of p53 and p21 and it suppressed the NFkB expression. The expression of Caspase 9 and 3 was minimally altered by ${\beta}$-Lap. Radiation and ${\beta}$-Lap acted synergistically in inducing clonogenic cell death and apoptosis in RKO cells when ${\beta}$-Lap treatment was applied after but not before the radiation exposure of the cells. Interestingly, a 4 h treatment with 5 ${\mu}$M of ${\beta}$-Lap starting 5 h after irradiation was as effective as that starting immediately after irradiation. The mechanisms of ${\beta}$-Lap-induced cell killing is controversial but a recent hypothesis is that ${\beta}$-Lap is activated by NAD(P)H: quinone-onidoreductase (NQO1) in the cells followed by an elevation of cytosolic Ca$\^$2+/ level and activation of proteases leading to apoptosis. It has been reported that NQO1 level in cells is markedly up-regulated for longer than 10 h after irradiation. Indeed, using immunological staining of NQO1, we observed a significant elevation of NQO1 expression in RKO cells 5h after 2-4 Gy irradiation. Such a prolonged elevation of NQO1 level after irradiation may be the reasons why the ${\beta}$-Lap treatment applied S h after irradiation was as effective as that applied immediately after irradiation in killing the cells. In view of the fact that the repair of radiation-induced damage is usually completed within 1-2 h after irradiation, it is highly likely that the ${\beta}$-Lap treahment applied 5 h after irradiation could not inhibit the repair of radiation-induced damage. For in vivo study, RKO cells were injected S.C. into the hind-leg of Nu/Nu mice, and allowed to grow to 130 mm3 tumor. The mice were i.p. injected with ${\beta}$-lapachone or saline 2 h after irradiation of tumors with 10 Gy of X-rays. The radiation induced growth delay was increased by 2.4 $\mu\textrm{g}$/g of ${\beta}$-lapachone. Taken together, we may conclude that the synergistic interaction of radiation and ${\beta}$-Lap in killing cancer cells is not due to radiosensitization by ${\beta}$-Lap but to an enhancement of ${\beta}$-Lap cytotoxicity by radiation through an upregulation of NQO1. The fact that NQO1 is elevated in tumors and that radiation causes prolonged increase of the NQO1 expression may be exploited to preferentially kill tumor cells using ${\beta}$-Lap in combination with radiotherapy.

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