• 제목/요약/키워드: Competitive Kinetics

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연속배양에서 Microcystis aeruginosa의 질소 인 흡수와 생장 특성 (Nitrogen and Phosphorus Uptake and Growth Kinetics of Microcystis aeruginosa Cultured under Chemostats)

  • 이옥희;조경제
    • 생태와환경
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    • 제39권1호통권115호
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    • pp.119-130
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    • 2006
  • 연속배양의 평형 정상상태 조건에서 담수조류 Microcystis aeruginosa의 최대생장률 (${\mu}_m$)과 세포내 영양염의농도(Q)의 관계, 질소 결핍 상태에서 액체배지에서 영양염 농도(S)와 홉수율(V)의 관계를 각각 조사하였다. 질소제한조건에서 M. aeruginosa의 세포 당 $Q_{0N}$은 0.04 pmol $cell^{-1}$. ${\mu}_m$은 1.1 $day^{-1}$였고, 제한조건에서 최저값 $Q_{0N}$과 충분조건에서 $Q_N$을 탄소기준하여 각각 6.1 ${\mu}mol$ mg $C^{-1}$ 및 9.5${\sim}$12.4 ${\mu}mol$ mg $C^{-1}$였다. 다른 미세조류와 비교f'1면 세포의 질소 함량이 매우 높았고 질소 결핍시에도 그 함량이 높게 유지되어 질소 요구도가 높은 종이었다 질소 제한조건에서 영양염 홉수 측정 결과에서 반포화계수($K_s$)와 최대흡수율 ($V_m$)은 각각 36 ${\sim}$ 61 ${\mu}M$ 및 0.28 ${\sim}$ 0.35 ${\mu}mol\;cell\;{\cdot}\;hr^{-1}$ 범위였다. M. aeruginosa의 $K_5$값은 매우 높았고 $V_m$도 높은 편이었다. $K_s$와 흡수력 $V_m$은 미세조류의 영양상태 즉 영양염의 세포내 함량(Q)이나 제한영양염의 결핍의 강도의 영향을 받고 미세조류 생장균과도 관련이 있다. M. aeruginosa는 다른 미세조류에 비하여 세포내 질소 함량과 생장률이 높기 매문에 질소와 인에 대한 횹수율이 높을 것이다. 그러나 질소 흡수력의 반포화계수 $K_s$값이 높고 $V_m/K_s$비율은 낮아 수게에서 질소가 저농도 일 때에는 다른 미세조류와 비교하면 경쟁력이 떨어지고 질소에 대한 기질 친화력은 약한 것으로 나타났다. 낙동강 하류지역에서 M. aeruginosa가 대발생하는 시기에 수중 영양염의 농도 변동은 M. aeruginosa의 영양생리 kinetics 특성과 잘 부합하는 것으로 나타났다.

학교급식에서의 잠정적 위험식품에 접종된 Staphylococcus aureus의 증식변화 (The Growth Kinetics of S. aureus Inoculated onto Potentially High Risk Foods in School Foodservice Operations)

  • 최정화;김은정;윤기선;곽동경
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.335-345
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    • 2010
  • 본 실험에 선정된 메뉴를 대상으로 경쟁 미생물이 존재하는 상태(비멸균)와 존재하지 않는 상태(멸균)에 따라 접종한 S. aureus의 증식결과를 비교 시 콩나물은 경쟁미생물이 존재하지 않는 상태에서, 두부조림과 잡채는 경쟁미생물이 존재하는 상태에서 우세적으로 S. aureus가 성장하였으며 미트볼 완자전의 성장은 경쟁 미생물이 존재하는 상태와 존재하지 않는 상태에서 모두 유사하게 활발히 증식하는 것으로 관찰되었다. S. aureus는 독소를 생성하는 균으로 조리 후에도 생육이 가능하므로 조리 후 배식되기까지 보관온도 및 초기 오염 농도에 따른 균의 증식을 예측한 결과 초기오염농도에 대한 S. aureus의 증식은 오염농도가 낮을 때($1.0{\times}10^2\;CFU/g$)보다도 오염농도가 높을 때($1.0{\times}10^5\;CFU/g$) 균증식이 빠르게 일어남이 확인되었다. 같은 보관온도와 처리조건에서 균의 오염농도가 낮은 경우와 비교했을 때 오염농도가 높을 경우 LT는 감소하고 SGR은 증가하여 균증식이 더 빠르게 나타났다. 일반적으로 S. aureus는 경쟁력이 약하기 때문에 경쟁미생물이 존재하지 않는 상태에서 증식이 잘 되는 것으로 알려져 있으나, 잡채의 경우는 경쟁 미생물이 존재하지 않는 상태보다도 경쟁 미생물이 존재하는 상태에서 균 증식이 잘 이루어졌다. 미트볼 완자전을 제외하고는 잠재적 위해 메뉴들의 경쟁 미생물이 존재하는 상태에서 균 증식은 기존의 증식예측 모델이 Gompert 공식에 잘 적용되지 않았다. 이는 본 연구에서 의도했던 외적인 환경인자(온도, 초기오염농도 등)외에 의도하지 않았던 식품 내 존재하는 내적인 환경인자(항균효과가 있는 양념, 경쟁관계 있는 균 분포 및 농도 등)의 영향이 S. aureus의 성장에 영향을 미친 것으로 추정된다. 결론적으로 모든 메뉴에서 초기 접종 농도가 높고. $35^{\circ}C$에서 배양한 경우 S. aureus의 증식 속도가 높아 3시간 이내에 6 log CFU/g 이상으로 나타나 위험범위에 도달하였으며, 특히 동물성 단백질이 주성분인 미트볼 완자전의 경우 증식속도가 가장 빨랐으며, 비멸균과 멸균군의 차이는 메뉴에 따라 차이가 있었다. 학교급식에서 제공되는 메뉴의 특성에 따른 보관온도별 S. aureus 분포 변화는 본 연구의 접종실험 결과와 USDA Pathogen Modeling Program(PMP) 모델으로부터 얻어진 S. aureus의 성장곡선 결과사이에 유의적 차이가 관찰되었다. 이는 USDA Pathogen Modeling Program(PMP) 프로그램에 S. aureus의 성장을 최적으로 지지할 수 있는 조건으로 형성된 broth 상태에서 실시된 것과 다르게 접종실험이 현재 학교급식에서 제공되는 메뉴를 대상으로 하여 실시하였기 때문인 것으로 해석되며, 본 연구에서 실험 메뉴는 실제 조리된 식품에 존재하는 미생물의 분포와 수준을 반영하기 위해서 경쟁 미생물이 존재하는 상태와 비존재 상태로 구분하여 실시하였다. 실제 제공되는 메뉴에는 S. aureus 이외에도 다른 미생물들의 경쟁적인 존재와 식품을 구성하는 영양성분, 식품의 조리과정중 사용되는 양념류, 조리방법의 차이가 균의 증식에 영향을 미칠 수 있을 것이라 사료된다. 본 연구는 예측 미생물학을 가공식품이나 유제품이 아닌 급식에서 제공되는 음식에 시도한 연구로서 실험 조건인 접종농도, 멸균여부와 보관온도의 모든 조건에서 성장예측 결과를 얻지는 못하였으나 앞으로 조리된 식품에서 예측모델 연구에 기초 자료로 활용되어질 가능성이 높을 것이라 생각된다. 또한 식품에서 미생물의 증식을 정확히 예측하여 정량적 위해평가에 활용하기 위해서는 실제 식중독 발생의 원인이 되는 미생물들이 생존, 오염, 성장하는 식품에서의 결과를 기본 자료로 하여 새로운 증식예측 모델 개발 및 연구가 보다 활발히 이루어져야 할 것으로 사료되어진다.

Aspergillus oryzae의 세포내 효소인 Adenosine Deaminase의 기질 유사체와 억제물질에 대한 반응속도론적 분석 (Kinetics of Intracellular Adenosine Deaminase to Substrate Analogs and Inhibitors in Aspergillus oryzae)

  • 최혜선
    • 미생물학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.84-90
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    • 1994
  • Adenosine deaminase (ADA)의 여러 기질과 억제물질의 반응 속도론적 상수가 Aspergillusoryzae의 세포내 효소인 ADA의 활성자리에 어떻게 부착하고 어떤 요인을 필요로 하는지를 알기위해 측적되어졌다. kcat/$K_m$값에 의하면 조사된 기질로 작용하는 화합물 중에 3'-deoxyadenosine이 가장 좋은 기질로 작용하는 것으로 밝혀졌다. 몇 개의 유사체가 억제물질로 조사되었는데 purine riboside가 $3.7{\times}10^{-5}$M의 값 $K_i$값을 가지고 가장 강한 억베물질로 나타났다. Adenine은 기질로도 억제물질로도 작용을 못하므로 adenine의 N-9 위치의 ribose가 효소에 부착하는데 중요하다는 것을 시사하고 있다. 또 ADA는 6-chloropurine riboside(6-CPR)의 dechlorination을 촉매화하여 inosine과 Cl이온을 생성한다. 6-CPR의 ADA에 대한 기질 특이성은 정상 기질인 adenine의 0.86%로 측정되었다. ADA의 경쟁적 억제물질인 purine riboside는 비슷한 $K_i$값을 가지고 dechlorination도 억제하므로 deamination과 dechlorination 반응은 효소의 부착자리를 공유하고 있다고 생각되어진다. SH기에 작용하는 화합물중 수은제인 p-chloromercuribenzoate(PCMB), mersalyl acid, $HgCl_2$는 효소의 deamination 반응을 억제했다. Mersalyl acid에 의해 활성이 억제된 ADA는 thiol reagent인 dithiothreitol이나 2-mercaptoethanol에 의해 활성이 회복되지만 PCMB에 의해 억제된 효소는 회복되지 않았다. 각 수은제들이 억제물질로 작용할 때 $K_i$값과 억제양상이 측정되었는데 모두 경쟁적 방해를 보였다. $K_i$값은 10mM 인산완충용액에서 측정한 것이 100 mM 인산완충용액에서 측정한 것보다 훨씬 낮아 인산기가 기질이 아니어도 효소의 부착에 큰 영향을 미치는 것을 보여주고 있다.

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N-Arylsulfonylbenzimidothiophenyl Ester 유도체의 가수분해에 대한 반응속도론적 연구 (Kinetics and Mechanism of the Hydrolysis of N-Arylsulfonylbenzimidothiophenyl ester)

  • 허태성;김태린
    • 대한화학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.73-86
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    • 1976
  • 다음과 같은 새로운 4종의 N-(arylsulfonyl)benzamide 유도체와 6종의 N-(arylsulfonyl)benzimidothiophenyl ester 유도체를 합성하였다. m-methyl-N-(arylsulfonyl)benzamide, p-methyl-N-(arylsulfonyl)benzamide, m-nitro-N-(arylsulfonyl)benzamide, p-methoxy-N-(arylsulfonyl)benzamide, p-methyl-N-(arylsulfonyl)benzimidothiophenyl esters, m-methyl-N-(arylsulfonyl)benzimidothiophenyl ester, p-methoxy-N-(arylsulfonyl)benzimidothiophenyl ester, p-nitro-N-(arylsulfonyl)benzimidothiophenyl ester, m-nitro-N-(arylsulfonyl)benzimidothiophenyl ester, p-chloro-N-(arylsulfonyl)benzimidothiophenyl ester. 넓은 pH 범위에서 N-(arylsulfonyl)benzimidothiophenyl esters 유도체의 가수분해속도 상수를 자외선 분광광도법으로 측정하여 넓은 pH 범위에 적용되는 반응속도식을 구하였다. 이 속도식과 치환기효과등으로부터 N-arylsulfonylbenzimidothiophenyl esters 유도체에 대한 가수분해 반응메카니즘을 제안하였다. 즉 pH 11 이상에서는 hydroxide ion이 pH 9 이하에서는 azomethine 기에 물분자가 첨가되므로서 반응이 시작되며 pH 9∼11 사이에서는 물분자와 hydroxide ion이 경쟁적으로 반응함을 알았다.

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Trichoderma koningii가 생성하는 고분자량 $\beta$-glucosidase의 정제 및 특성 (Purification and Characterization of High-Molecular-Weight $\beta$-Glucosidase from Trichoderma koningii)

  • 맹필재;정춘수;하영칠;홍순우
    • 미생물학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.251-262
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    • 1986
  • High-molecular-weight ${\beta}-glucosidase$ (EC 3.2.1.21) was purified from the culture filtrate of Trichoderma koningii through a four-step procedure including chromatography on Bio-Gel P-150, DEAE-Sephadex A-50 and SP-Sephadex C-50; and chromatofocusing on Polybuffer exchanger PBE 94. The molecular weight of the enzyme was determined to be about 101,000 by SDS-polyacrylamide gel electrophoreses, and the isoelectric point was estimated to be 4.96 by analytical isoelectric focusing. The temperature optimum for activity was about $55^{\circ}C$, and the pH optimumwas 3.5. The enzyme was considerably thermostable, for no loss of activity was observed when the enzyme was preincubated at $60^{\circ}C$ for 5h. Km values for cellobiose, gentiobiose, sophorose, salicin and $p-nitrophenyl-{\betha}-D-glucoside$ were 99.2, 14.7, 7.09, 3.15 and 0.70 mM, respectively, which indicates that the enzyme has much higher affinity towards $p-nitrophenyl-{\betha}-D-glucoside$ than towards the other substrates, especially cellobiose. Substrate inhibition by $p-nitrophenyl-{\betha}-D-glucoside$ and salicin was observed at the conecntrations exceeding 5mM. Gluconolactone was a powerful inhibitor against the action of the enzyme on $p-nitrophenyl-{\betha}-D-glucoside\;(K_i\;37.9\;{\mu}M)$, wherease glucose was much less effective ($K_i$ 1.95 mM). Inhibition was of the competitive type in each case. Transglucosylation activity was detected shen the readtion products formed from $p-nitrophenyl-{\betha}-D-glucoside$ by the enzyme were analysed using high-performance liquid chromatography.

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황산염 환원 조건에서 리그노셀룰로오스의 분해 및 리그닌과 셀룰로오스의 상호작용 (Lignocellulose Biodegradation and Interaction between Cellulose and Lignin under Sulfate Reducing Conditions)

  • 고재중;김석구;시미즈 요시히사
    • 유기물자원화
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    • 제15권4호
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    • pp.131-137
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    • 2007
  • 황산염 환원조건에서의 리그노셀룰로오스의 분해에 대하여 고찰하였다. 특히, 리그닌에 대한 셀룰로오스의 비(C/L 비)를 각각 42.15, 4.59, 2.51, 1.14, 0.7로 하여 리그닌과 셀룰로오스의 상호작용에 대하여 고찰하였다. 셀룰로오스의 분해율은 1차 반응식에 의해 계산되어져, C/L 비가 감소할수록 반응상수는 감소하여 셀룰로오스의 분해에 대한 리그닌의 저해작용을 보여 주였다. 1차 반응식에 의한 반응상수와 리그닌의 함량의 증가에 대한 셀룰로오스의 분해율은 0.97의 $R^2$ 값을 가지며 로그힘수에 의해 표현할 수 있었다. 리그노셀룰로오스의 분해율 또한 C/L 비와 로그함수의 관계를 가지며 리그닌의 함량이 많을수록 감소하였다. 리그닌의 분해율은 C/L 비가 2.51 및 1.14인 조건에서 4.59 및 0.7의 조건보다 높게 나타나, 공동기질로서의 과도한 탄소원은 리그닌분해에 장애가 됨을 보여 주였다.

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Biochemical characterization of Alanine racemase- a spore protein produced by Bacillus anthracis

  • Kanodia, Shivani;Agarwal, Shivangi;Singh, Priyanka;Agarwal, Shivani;Singh, Preeti;Bhatnagar, Rakesh
    • BMB Reports
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    • 제42권1호
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    • pp.47-52
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    • 2009
  • Alanine racemase catalyzes the interconversion of L-alanine and D-alanine and plays a crucial role in spore germination and cell wall biosynthesis. In this study, alanine racemase produced by Bacillus anthracis was expressed and purified as a monomer in Escherichia coli and the importance of lysine 41 in the cofactor binding octapeptide and tyrosine 270 in catalysis was evaluated. The native enzyme exhibited an apparent $K_m$ of 3 mM for L-alanine, and a $V_{max}$ of $295\;{\mu}moles/min/mg$, with the optimum activity occurring at $37^{\circ}C$ and a pH of 8-9. The activity observed in the absence of exogenous pyridoxal 5'-phosphate suggested that the cofactor is bound to the enzyme. Additionally, the UV-visible absorption spectra indicated that the activity was pH independece, of VV-visible absorption spectra suggests that the bound PLP exists as a protonated Schiff's base. Furthermore, the loss of activity observed in the apoenzyme suggested that bound PLP is required for catalysis. Finally, the enzyme followed non-competitive and mixed inhibition kinetics for hydroxylamine and propionate with a $K_i$of $160\;{\mu}M$ and 30 mM, respectively.

Unusual Allosteric Property of L-alanine Dehydrogenase from Bacillus subtilis

  • Kim, Soo-Ja;Lee, Woo-Yiel;Kim, Kwang-Hyun
    • BMB Reports
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    • 제31권1호
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    • pp.25-30
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    • 1998
  • Kinetic studies of L-Alanine dehydrogenase from Bacillus subtilis-catalyzed reactions in the presence of $Zn^{2+}$ were carried out. The substrate (L-alanine) saturation curve is hyperbolic in the absence of the metal ion but it becomes sigmoidal when $Zn^{2+}$ is added to the reaction mixture indicating the positive cooperative binding of the substrate in the presence of zinc ion. The cooperativity of substrate binding depends on the xinc ion concentration: the Hill coefficients ($n_H$) varied from 1.0 to 1.95 when the zinc ion concentration varied from 0 to $60\;{\mu}m$. The inhibition of AlaDH by $Zn^{2+}$ is reversible and noncompetitive with respect to $NAD^+$ ($K_i\;=\;5.28{\times}10^{-5}\;M$). $Zn^{2+}$ itself binds to AlaDH with positive cooperativity and the cooperativity is independent of substrate concentration. The Hill coefficients of substrate biding in the presence of $Zn^{2+}$ are not affected by the enzyme concentration indicating that $Zn^{2+}$ binding does not change the polymerization-depolymerization equilibria of the enzyme. Among other metal ions, $Zn^{2+}$ appears to be a specific reversible inhibitor inducing conformational change through the intersubunit interaction. These results indicate that $Zn^{2+}$ is an allosteric competitive inhibitor and substrate being a non-cooperative per se, excludes the $Zn^{2+}$ from its binding site and thus exhibits positive cooperativity. The allosteric mechanism of AlaDh from Bacillus subtilis is consistent with both MWC and Koshland's allosteric model.

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Development and Characterization of a Novel Anti-idiotypic Monoclonal Antibody to Growth Hormone, Which Can Mimic Physiological Functions of Growth Hormone in Primary Porcine Hepatocytes

  • Lan, Hai-Nan;Jiang, Hai-Long;Li, Wei;Wu, Tian-Cheng;Hong, Pan;Li, Yu Meng;Zhang, Hui;Cui, Huan-Zhong;Zheng, Xin
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제28권4호
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    • pp.573-583
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    • 2015
  • B-32 is one of a panel of monoclonal anti-idiotypic antibodies to growth hormone (GH) that we developed. To characterize and identify its potential role as a novel growth hormone receptor (GHR) agonist, we determined that B-32 behaved as a typical $Ab2{\beta}$ based on a series of enzyme-linked immunosorbent assay assays. The results of fluorescence-activated cell sorting, indirect immunofluorescence and competitive receptor binding assays demonstrated that B-32 specifically binds to the GHR expressed on target cells. Next, we examined the resulting signal transduction pathways triggered by this antibody in primary porcine hepatocytes. We found that B-32 can activate the GHR and Janus kinase (2)/signal transducers and activators of transcription (JAK2/STAT5) signalling pathways. The phosphorylation kinetics of JAK2/STAT5 induced by either GH or B-32 were analysed in dose-response and time course experiments. In addition, B32 could also stimulate porcine hepatocytes to secrete insulin-like growth factors-1. Our work indicates that a monoclonal anti-idiotypic antibody to GH (B-32) can serve as a GHR agonist or GH mimic and has application potential in domestic animal (pig) production.

$ {\alpha}$-Cyano-$ {\beta}$-Piperonylacrylic Acid에 대한 Hydrogen Cyanide의 친핵성 첨가반응에 관한 연구 (The Kinetics and Mechanism of Nucleophilic Addition of Hydrogen Cyanide to $ {\alpha}$-Cyano-$ {\beta}$-piperonylacrylic Acid)

  • 권기성;김태린
    • 대한화학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.423-429
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    • 1974
  • $ {\alpha}$-Cyano-$ {\beta}$-piperonylacrylic acid(CPA)에 대한 hydorogen cyanide의 진핵성 첨가 반응속도 상수를 측정하여 넓은 pH범위에서 잘 맞는 반응 속도식을 구하였다. 이 식에 의하면 pH3이하에서는 CPA에 대해 hydrogen cyanide분자의 첨가 반응이 일어나지만 pH6에서 8사이는 hydrogen cyanide가 $ {\alpha}$-cyano-$ {\beta}$-piperonyl acrylate ion에 첨가함을 알수 있고, 또 pH 3과 6사이에서는 이들 두 반응이 경쟁적으로 일어난다. 그리고 pH9이상에서는 $ {\alpha}$-cyano-$ {\beta}$-piperonyl acrylate ion에 cyanide ion이 첨가하는 반응이 일어나며 pH3에서 9까지의 모든 복잡한 반응 메카니즘도 이식으로 충분히 설명할 수 있음을 알았다.

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