• 제목/요약/키워드: Glucose Toxicity

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Computational Optimization of Bioanalytical Parameters for the Evaluation of the Toxicity of the Phytomarker 1,4 Napthoquinone and its Metabolite 1,2,4-trihydroxynapththalene

  • Gopal, Velmani;AL Rashid, Mohammad Harun;Majumder, Sayani;Maiti, Partha Pratim;Mandal, Subhash C
    • 대한약침학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.7-18
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    • 2015
  • Objectives: Lawsone (1,4 naphthoquinone) is a non redox cycling compound that can be catalyzed by DT diaphorase (DTD) into 1,2,4-trihydroxynaphthalene (THN), which can generate reactive oxygen species by auto oxidation. The purpose of this study was to evaluate the toxicity of the phytomarker 1,4 naphthoquinone and its metabolite THN by using the molecular docking program AutoDock 4. Methods: The 3D structure of ligands such as hydrogen peroxide ($H_2O_2$), nitric oxide synthase (NOS), catalase (CAT), glutathione (GSH), glutathione reductase (GR), glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate hydrogen (NADPH) were drawn using hyperchem drawing tools and minimizing the energy of all pdb files with the help of hyperchem by $MM^+$ followed by a semi-empirical (PM3) method. The docking process was studied with ligand molecules to identify suitable dockings at protein binding sites through annealing and genetic simulation algorithms. The program auto dock tools (ADT) was released as an extension suite to the python molecular viewer used to prepare proteins and ligands. Grids centered on active sites were obtained with spacings of $54{\times}55{\times}56$, and a grid spacing of 0.503 was calculated. Comparisons of Global and Local Search Methods in Drug Docking were adopted to determine parameters; a maximum number of 250,000 energy evaluations, a maximum number of generations of 27,000, and mutation and crossover rates of 0.02 and 0.8 were used. The number of docking runs was set to 10. Results: Lawsone and THN can be considered to efficiently bind with NOS, CAT, GSH, GR, G6PDH and NADPH, which has been confirmed through hydrogen bond affinity with the respective amino acids. Conclusion: Naphthoquinone derivatives of lawsone, which can be metabolized into THN by a catalyst DTD, were examined. Lawsone and THN were found to be identically potent molecules for their affinities for selected proteins.

넙치(Paralichthys olivaceus)의 생존과 생리상태에 미치는 오존의 급성 독성 (Acute Toxicity of Ozone on Survival and Physiological Conditions of Olive Flounder, Paralichthys Olivaceus)

  • 김흥윤;오명주;정성주
    • 한국어병학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.32-41
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    • 1999
  • 오존처리 해수중에 함유하는 잔류 옥시던트(TRO)가 양식 넙치의 생존, 혈액성상과 삼투질 농도, 산소소비 및 아가미 조직에 미치는 독성 영향을 조사하였다. TRO에 노출된 넙치의 48-hr 및 96-hr $LC_{50}$은 각각 26.4 와 22.3ppb이었고, 47ppb에서는 3시간 이내에 모두 치사하였으나 13ppb에서는 96시간 동안 폐사발생이 없었다. TRO 24~39ppb 농도범위에 노출된 넙치의 hematocrit, 헤모글로빈, 적혈구 수, 혈중 sodium과 chloride 이온 및 삼투압 농도는 TRO 농도가 높을수록 유의하게 증가하였고, 아가미 조직은 아가미 상피층이 모세혈관으로부터 박리되고, 괴사와 상피새포의 증생이 관찰되었다. 산소소비율은 TRO 농도가 높고, 노출이 계속될수록 감소하였다. 13ppb에서는 아가미 조직과 생리상태에 미치는 변화는 관찰되지 않았으나 혈당은 유의하게 증가하였다. 그러나 활성탄으로 TRO를 제거한 대조구에서는 오존의 독성 영향은 관찰되지 않았다. 잔류오존에 노출된 넙치는 삼투질 농도의 생리적 불균형 및 아가미 손상과 상피세포의 증생에 의한 산소섭취 부족이 치사를 유발하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과 해산어 양식장에서 오존을 사용할 경우에는 오존처리수중의 TRO는 제거하여야 하며, 비록 저농도라도 장기간 노출되면 양식어류의 생존과 생리상태에 미치는 영향은 현저할 것으로 평가되었다.

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이취 제거를 위한 굴 가수분해물의 발효공정과 제품의 특성 (Fermentation Process for Odor Removal of Oyster (Crassostrea gigas) Hydrolysate and Its Properties)

  • 이수선;박시향;김현아;최영준
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.542-550
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    • 2016
  • 굴 가수분해물의 이취 제거를 위한 가수분해 및 발효의 최적 조건과 이의 항산화 효과를 검토하였다. 이취 제거를 위한 굴 가수분해물의 최적 추출 조건은 Neutrase를 이용하여 E/S 3.3%, $50^{\circ}C$, 8.3시간이었으며, 발효 공정은 $24^{\circ}C$에서 glucose 0.5%와 Saccharomyces cerevisiae를 5% 접종하였다. 굴 가수분해 발효물의 구성 아미노산은 25.7%에 해당하였으며, Glu, Asp, Lys, Leu, Arg, Gly 및 Ala이 전체의 61.2%를 차지하였다. 유리 아미노산 조성의 경우 Leu, Ala, Phe, Val 및 Tau의 순으로 높게 나타났다. 또한 무기질 함량은 Na, P, K, Zn, Fe이 높게 나타났으며, 정상 간세포주인 Chang cell에 대한 독성은 나타나지 않았다. 이상의 결과로 미루어 S. cerevisiae에 의해 수산물의 이미취를 masking 할 수 있으나, 기능성 원료로 사용하기 위해 최종 제품의 카드뮴 함량을 저감시킬 대책이 필요하다.

추출용매 변화에 따른 바나바(Lagerstroemia speciosa Pers.) 잎 추출물의 항당뇨 효과 (Anti-diabetic Effects of Banaba Leaf Extracts (Lagerstroemia speciosa Pers.) through Solvents)

  • 김균하;노상근;이춘일;김춘봉;김안드레;최원철
    • 생명과학회지
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    • 제18권9호
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    • pp.1305-1311
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    • 2008
  • 본 연구는 바나바 잎 추출 용매에 따른 항당뇨 효과에 관한 것으로 세포 독성 실험을 통하여 인체에 대한 독성이 없음을 확인하였고 $\beta$-cell 인슐린 분비 실험을 통하여 항당뇨 효과를 알아보았다. 또한 당뇨 유발쥐를 이용한 인슐린 분비 실험, 체중변화 측정, 혈중 및 혈청의 glucose 농도, 총콜레스테롤 수치, HDL-cholesterol 농도, triglyceride 농도, free fatty acid 농도, langerhans islet에서의 인슐린 분비 의 확인을 통해 혈당조절 효과를 비교하였다. 물 혹은 에탄올을 단독으로 이용하여 추출한 추출물이나 70%, 90% 에탄올로 추출한 추출물 보다 열수로 먼저 추출한 후 에탄올로 다시 추출하여 혼합안 추출물이 항당뇨 효과가 더 뛰어남을 알 수 있었다. 이는 친수성(hydrophilic) 유효성분들과 소수성(hydrophobic) 유효성분들의 추출 유무나 함량에 의한 것이다. 특히, 많은 문헌에 언급된 코로소린산이라는 단일 성분(unique)에 의한 항당뇨 효과라기보다는 친수성 및 소수성 폴리페놀 및 항산화성분과 같은 유효성분들이 조합되어(mixture) 항당뇨 효과에 영향을 미치는 것으로 사료된다.

p-Phenylenediamine이 흰쥐의 피부 조직에 미치는 영향 (Effect of p-Phenylenediamine to Rat Skin)

  • 이상희;조현국;이상일
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권9호
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    • pp.1330-1335
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    • 2005
  • 붉은 갈색계통 염색제 성분 중의 하나인 p-phenylenediamine(PPD)는 일반적으로 여성들이 사용하는 염색제의 주요 성분으로 시야 흐림 및 구토와 같은 전신적 아나필락시스, 피부염 또는 방광암 등이 유발된다고 한다. 그러나 PPD의 피부 독성과 유해산소와 관련된 연구는 아직까지 미흡한 실정이다. 본 실험에서는 체중 $230\pm20g$의 Sprague-Dawley 종의 흰쥐의 피부에 PPD을 도포하였을 때 조직의 손상정도를 상호비교하고 조직의 손상 원인을 구명하고자 실험동물에 PPD($2.5\%$ PPD in $2\%\;NH_{4}OH$)을 표면적 $25 mg/16.5\;cm^2$씩 2일 간격으로 3회 및 5회 도포하였다. PPD 3회보다 5회 도포군에서 피부조직 의 표피 및 케라틴 층의 비후, glucose 5-phosphatase 활성의 감소 및 acid phosphatase 활성의 증가 정도가 높게 나타났다. 또한 유해산소의 생성계 및 해독계와 관련하여 피부조직의 손상정도를 확인한 결과, 유해산소 생성계인 xanthine oxidase의 활성은 PPD 3회 보다5회 도포군에서 유의하게 증가하였다. 그러나 유해산소 해독계인 superoxide dismutase, catalase, glutathione S-transferase 활성 및 reduced glutathione 함량은 대조군보다 PPD 도포군에서 감소하였다. 한편, xanthine oxidase의 활성이 3회 PPD 도포군에서는 별다른 변동이 없음에도 불구하고 oxygen free radical system의 감소와 피부조직의 손상이 나타난 것은 흰쥐의 피부조직 에서 PPD를 대사하는 동안 생성된 대사산물에 의한 것으로 생각된다. 이상의 실험 결과를 종합해 볼 때 PPD 도포에 의한 피부조직의 손상은 PPD 도포 횟수에 비례하여 유해산소 생성율이 증가하여 나타난 결과로 생각된다.

Effects of butaphosphan and cyanocobalamin mixture on immunity and stress in olive flounder, Paralichthys olivaceus

  • Kim, Seung Min;Kim, You Jeong;Lee, Da Won;Jun, Lyu Jin;Jeong, Joon Bum;Park, Hyun Kyung;Jeong, You Young;Lee, Sung Ho;Kwon, Mun-Gyeong;Lee, Soon Jeong
    • Fisheries and Aquatic Sciences
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    • 제23권9호
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    • pp.26.1-26.9
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    • 2020
  • Background: The study evaluated the effects of a butaphosphan and cyanocobalamin mixture on the immune system and stress in olive flounders, Paralichthys olivaceus. Methods: The mixture was intramuscularly injected into olive flounders at the current recommended dose. Furthermore, to determine the toxicity of overdose, a histological examination was performed after injection of 1-, 2-, and 4-fold higher than the recommended dose. Results: Immunity parameters were altered during the first 2 weeks after a single intramuscular injection of the mixture in olive flounders (average weight 20.5 ± 1.1 g). The levels of all tested items, except glutathione and antiprotease, were higher in the treated group than in the control group in the first week; the levels of all tested items were even higher in the second week in the treated group than in the control group. The level of nitro-blue tetrazolium, myeloperoxidase, and superoxide dismutase between the two groups differed significantly. Changes in the stress response to different seawater temperatures (increase or decrease in seawater temperature by 3-5 ℃ using 50 L heated or cooled seawater tanks) were studied by determining the changes in cortisol and glucose levels on days 1 and 7. Both cortisol and glucose levels were significantly lower in the treated group than in the control group. Histological analysis did not reveal any abnormalities after intramuscular injection of the mixture at doses that were 1-, 2-, and 4-fold higher than the recommended dose. Conclusions: Intramuscular injection of a butaphosphan and cyanocobalamin mixture is safe and effective in reducing stress and improving immunity in olive flounders.

Emission of NO2 Gas Causing Damage to Plants in an Acid Soil under Conditions Favorable for Denitrification

  • Suh, Sun-Young;Byeon, Il-Su;Lee, Yong-Se;Chung, Jong-Bae
    • 한국토양비료학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.288-295
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    • 2013
  • Nitrogen dioxide ($NO_2$) gas damage on vegetable crops commonly occurs in plastic film houses where relatively large amounts of $NO_3{^-}$ are applied in acid soils. In acid soils, $HNO_2$ can be formed from the $NO_2{^-}$ accumulated during denitrification, and $NO_2$ can be evolved from the chemical self-decomposition of $HNO_2$. In this study, $NO_2$ gas production and its detrimental effects on plants were investigated in soils of various conditions to elucidate the mechanisms involved in the gas production. A silty loam soil was amended with $NO_3{^-}$ (500 mg N $kg^{-1}$) and glucose, and pH and moisture of the soil were adjusted respectively to 5.0 and 34.6% water holding capacity (WHC) with 0.01 M phosphate buffer. The soil was placed in a 0.5-L glass jar with strawberry leaf or $NO_2$ gas absorption badge in air space of the jar, and the jar was incubated at $30^{\circ}C$. After 4-5 days of incubation, dark burning was observed along the outside edge of strawberry leaf and $NO_2$ production was confirmed in the air space of jar. However, when the soil was sterilized, $NO_2$ emission was minimal and any visible damage was not found in strawberry leaf. In the soil where water or $NO_3{^-}$ content was reduced to 17.3% WHC or 250 mg N $kg^{-1}$, $NO_2$ production was greatly reduced and toxicity symptom was not found in strawberry leaf. Also in the soil where glucose was not amended, $NO_2$ production was significantly reduced. In soil with pH of 6.5, $NO_2$ was evolved to the level causing damage to strawberry leaf when the soil conditions were favorable for denitrification. However, compared to the soil of pH 5.0, the $NO_2$ production and its damage to plants were much less serious in pH 6.5. Therefore, the production of $NO_2$ damaging plants might be occurred in acid soils when the conditions are favorable for denitrification.

6가크롬 노출에 따른 넙치, Paralichthys olivaceus의 혈액학적 성상 및 혈장성분의 변화 (Effects of Exposure to Hexavalent Chromium on Hematological Parameters and Plasma Components in Flatfish, Paralichthys olivaceus)

  • 김진영;성기현;임록지;서승아;조영록;김준환
    • 환경생물
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    • 제36권2호
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    • pp.124-130
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    • 2018
  • 본 연구는 넙치 치어(평균 체장 $13.3{\pm}1.6cm$, 평균 체중 $25.6{\pm}3.7g$)를 수중 6가크롬에 10일간 0, 0.5,1.0, $2.0mg\;L^{-1}$의 농도로 노출시켜 독성영향 판단하기 위해 수행되었다. 넙치 hemoglobin과 hematocrit와 같은 혈액학적 성상은 수중 크롬노출에 의해 유의적으로 감소하였다. 혈장 무기성분인 calcium과 magnesium은 크롬노출에 의해 유의적인 변화는 나타나지 않았다. 혈장 무기성분인 glucose와 cholesterol과 같은 $1.0mg\;L^{-1}$ 이상의 크롬노출에 의해 유의적으로 증가하였지만, total protein은 유의적인 변화는 나타나지 않았다. 혈장 효소성분인 AST, ALT, ALP는 크롬노출에 의해 유의적인 증가가 나타났다. 본 실험의 결과는 수중 크롬노출은 넙치의 혈액 및 혈장성분에 유의적인 변화를 유발하며, 이러한 지표의 변화는 수중 크롬노출의 독성영향을 판단하는 주요한 지표가 될 것이다.

코직산 유도체의 합성과 미백효과 (Synthesis of Novel Kojic Acid Derivative and Its Anti-pigmentation Effect)

  • 김기호;김기수;김진국;한창성;김영희;박수남
    • 대한화장품학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.409-414
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    • 2004
  • 코직산은 티로시나제의 억제에 의한 미백효능을 가지는 물질로 널리 알려져 있으나, 낮은 안정성으로 인하여 화장품 원료로의 사용에 제약을 갖고 있다. 이에 본 연구에서는 유기합성적 방법에 의해 안정성과 미백효과를 가지는 코직산 유도체를 고수율로 합성하였다. $O-pentaacetyl-{\beta}-D-glucose를$ 루이스산과 유기염기를 이용하여 위치 선택적이고, 입체 선택적으로 코직산의 6번 위치에 도입시켜 $kojic\;acid\;6-O-2',3',4',6'-tetraacetyl-{\beta}-D-glucopyranoside\;(KTGP, 80{\%})를$ 합성한 후, 가수분해하여 kojic acid 6-0-f-D-glucopyranoside $(KGP, 70\%)를$ 수득하였다. $^1H-NMR과\;^{13}C-NMR$ 분석으로 구조를 확인하였다. KGP를 가지고 티로시나제 활성저해, 프리라디칼소거능과 멜라닌합성저해 실험을 실시하였고, 그 결과 티로시나제 활성저해와 프리라디칼소거능에서 코직산보다 높거나 비슷한 활성을 보여주었다. 코직산 수준의 미백효능을 확인하였기에 유기 화학적으로 합성된 KGP의 미백원료로서 사용을 기대할 수 있다.

홍화(Carthamus tinctorius L.)잎으로부터 분리한 다당류의 Macrophage 활성화에 대한 연구 (Study of Macrophage Stimulating Activity of the Polysaccharide Isolated from Leaves of Carthamus tinctorius L.)

  • 곽지은;김경임;전혁;홍범식;조홍연;양한철
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.527-533
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    • 2002
  • 전통차 제조용 식물 63종을 대상으로 macrophage lysosomal enzyme activity를 검색한 결과, 홍화 냉수 추출물에서 높은 macrophage lysosomal enzyme 활성 (219%)을 발견하여 냉수 추출물 CT-0 획분에 대하여 metahnol 환류, ethanol 침전, 투석, 동결건조를 실시하여 macrophage lysosomal enzyme 활성이 더욱 증가된(227%) 고분자 획분 CT-1을 얻었다. 이 획분의 macrophage활성화 성분의 본체를 파악하기 위하여 pronate처리에 의한 단백질 분해와 periodate를 이용한 당 부위의 선택적 실활 후 활성을 검토한 결과, pronase를 처리한 CT-1에서는 약 8% 정도의 활성 증가를 보인반면 periodate 산화물에서는 활성이 약 8% 정도 감소되는 것으로 보아 홍화로부터 macrophage 활성을 나타내는 냉수 추출물의 활성 본체는 다당임을 알 수 있었다. 조다당 활성획분에 대하여 anion exchange column chromatography를 실시하여 9개의 획분(CT-1-I~CT-1-VIII)을 얻었으며 수율과 활성이 가장 높은 CT-1-IIa 획분을 Sepharose CL-6B 및 Sephacrl S-200의 gel permeation chromatography를 수행하여 주요 활성 다당인 CT-1-IIa-2-1을 최종적으로 정제하였다. HPLC상에서 순수한 단일 peak로 확인된 CT-1-IIa-2-1은 분자량이 68 kDa정도의 다당인 것으로 나타났고 macrophage의 lysosomal enzyme 활성은 대조군을 100%로 비교했을 때 243%를 나타내었다. 또한 구성당의 조성은 xylose(27.4%), arabinose(16.1%), mannose(15.9%), glucose(14.5%)의 순이었다. 본 연구에서 CT-1-IIa-2-1은 macrophage의 면역활성을 증가시키는 물질임이 확인되었으나 mouse를 대상으로 급성독성 검사를 실시한 결과 LD$_{50}$값이 397mg/kg으로 일정 농도 이상의 고농도에서는 독성을 나타냈다. 따라서 본 시료에 대하여 아만성.만성 독성과 유전 및 면역 독성과 같은 구체적인 독성 검사를 실시하여 안전농도를 산출한다면, 면역증강물질로의 개발이 가능할 것으로 사료된다.다.