• International Journal of Vascular Biomedical Engineering
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• 제2권2호
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• pp.1-9
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• 2004

The history of studies in biology regarding reactive oxygen species (ROS) is approximately 40 years. During the initial 30 years, it appeared that these studies were mainly focused on the toxicity of ROS. However, recent studies have identified another action regarding oxidative signaling, other than toxicity of ROS. Basically, it is suggested that ROS are reactive, and degenerate to biomolecules such as DNA and proteins, leading to deterioration of cellular functions as an oxidative stress. On the other hand, recent studies have shown that ROS act as oxidative signaling in cells, resulting in various gene expressions. Recently ROS emerged as critical signaling molecules in cardiovascular research. Several studies over the past decade have shown that physiological effects of vasoactive factors are mediated by these reactive species and, conversely, that altered redox mechanisms are implicated in the occurrence of metabolic and cardiovascular diseases ROS is a collective term often used by scientist to include not only the oxygen radicals($O2^{-{\cdot}},\;{^{\cdot}}OH$), but also some non-radical derivatives of oxygen. These include hydrogen peroxide, hypochlorous acid (HOCl) and ozone (O3). The superoxide anion ($O2^{-{\cdot}}$) is formed by the univalent reduction of triplet-state molecular oxygen ($^3O_2$). Superoxide dismutase (SOD)s convert superoxide enzymically into hydrogen peroxide. In biological tissues superoxide can also be converted nonenzymically into the nonradical species hydrogen peroxide and singlet oxygen ($^1O_2$). In the presence of reduced transition metals (e.g., ferrous or cuprous ions), hydrogen peroxide can be converted into the highly reactive hydroxyl radical (${^{\cdot}}OH$). Alternatively, hydrogen peroxide may be converted into water by the enzymes catalase or glutathione peroxidase. In the glutathione peroxidase reaction glutathione is oxidized to glutathione disulfide, which can be converted back to glutathione by glutathione reductase in an NADPH-consuming process.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제28권5호
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• pp.518-528
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• 2005

In the present study, the antioxidative and inhibitory activity of Zingiber officinale Rosc. Rhizomes-derived materials (on mushroom tyrosinase) were evaluated. The bioactive co mponents of Z. officinale rhizomes were characterized by spectroscopic analysis as zingerone and dehydrozingerone, which exhibited potent antioxidant and tyrosinase inhibition activities. A series of substituted dehydrozingerones [(E)-4-phenyl-3-buten-2-ones] were prepared in admirable yields by the reaction of appropriate benzaldehydes with acetone and the products were evaluated in terms of variation in the dehydrozingerone structure. The synthetic analogues were examined for their antioxidant and antityrosinase activities to probe the most potent analogue. Compound 26 inhibited Fe$^{2+}$-induced lipid peroxidation in rat brain homogenate with an IC$_{50}$ = 6.3${\pm}$0.4 ${\mu}$M. In the 1,1-diphenyl- 2-picrylhydrazyl (DPPH) radical quencher assay, compounds 2, 7, 17, 26, 28, and 29 showed radical scavenging activity equal to or higher than those of the standard antioxidants, like ${\alpha}$-tocopherol and ascorbic acid. Compound 27 displayed superior inhibition of tyrosinase activity relative to other examined analogues. Compounds 2, 17, and 26 exhibited non-competitive inhibition against oxidation of 3,4- dihydroxyphenylalanine (L-DOPA). From the present study, it was observed that both number and position of hydroxyl groups on aromatic ring and a double bond between C-3 and C-4 played a critical role in exerting the antioxidant and antityrosinase activity.

• 청정기술
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• 제23권3호
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• pp.294-301
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• 2017

선박 배가스 오염물질에 대한 규제가 강화됨에 따라 한정적인 공간 내에 복합 오염물질을 제어하기 위한 기술로써 습식흡수법은 다양한 오염물질을 동시에 제거할 수 있는 장점을 가지고 있으나 일산화질소의 낮은 용해도로 인한 한계점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 일산화질소를 이산화질소로 산화시켜 용해도를 높임으로써 흡수효율을 증대시키는 방안으로 자외선-과산화수소 산화법을 적용하였다. 자외선을 투사하여 생성되는 수산화라디칼의 양자수율과 과산화수소의 광분해속도는 8 W, 2 M의 최적조건에서 각각 0.8798, $0.6mol\;h^{-1}$이며, 1000 ppm 일산화질소의 산화효율은 2 M 과산화수소, 체류시간 3 min의 최적조건에서 40%로 나타났다. 회분식 반응기에서 일산화질소 가스의 제거효율은 100, 300, 500, 1000, 1500 ppm으로 초기농도가 증가함에 따라 각각 65.0, 65.7, 66.4, 67.3, 68.1%로 제거효율이 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 제안하는 산화기술은 습식흡수공정과 연계를 통해 선박 후처리장치로 적용할 수 있다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권8호
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• pp.1179-1186
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• 2010

무말랭이 및 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 항산화 효과를 in vitro와 LLC-$PK_1$ cellular system에서 살펴보았다. 무말랭이 열수 추출물과 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 라디칼 소거능을 $IC_{50}$로 비교해 보았을 때 DPPH(646.70 vs $135.45\;{\mu}g/mL$), superoxide anion(896.10 vs $566.98\;{\mu}g/mL$) 및 hydroxyl radical(722.26 vs $531.84\;{\mu}g/mL$)에 대한 가압볶음 열수 추출물의 효과가 유의적으로 높은 것으로 나타났다(p<0.001). 이러한 유리기 소거효과는 LLC-PK1 cell에서 pyrogallol, SNP 및 SIN-1 처리로 superoxide, nitric oxide 및 peroxynitrite를 생성하여 산화스트레스를 유발한 다음 무말랭이 및 가압볶음 무말랭이 열수추출물을 첨가하였을때 농도 의존적으로 세포생존율이 증가하고, 과산화물 생성량이 감소하여 세포손상을 보호하는 효과가 관찰되었다. 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 산화손상에 대한 보호 효과는 무말랭이 열수추출물에 비해 모든 유리기에서 유의적으로 높았다(p<0.05). 이러한 무말랭이 열수추출물의 항산화효과는 무에 함유되어 있는 함황 물질, 유리아미노산, 배당체 등에 의한 것으로 생각되며 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 효과가 더 높은 이유는 무말랭이에 함유된 유효성분이가압볶음에 의해 증가되고 더불어 볶음과정 중에서 생성된 maillard 생성물의 항산화성 때문으로 생각된다. 무말랭이의 환원당 및 유리아미노산 함량은 볶음 후 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), 이에 반해 maillard 생성물의 중간산물인 5-hydroxymethyl-2-furfural(5-HMF) 함량은 무말랭이 열수 추출물에서는 검출되지 않았던 것이 가압볶음 무말랭이 열수 추출물에서는 0.57 mg/g이 측정되었다. 본 연구 결과가압볶음 무말랭이 차의 섭취는 체내 유리기에 의한 산화적손상을 보호하는 효과가 높은 것으로 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제35권8호
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• pp.979-984
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• 2006

과잉 철은 폐경기 여성 및 핀란드 남성에서의 심혈관계질환 증가와 예방통계학적으로 밀접한 관련이 있다고 보고되고 있다. 허혈성 심장질환, 뇌 심혈관계 질환, 암 및 노화의 원인으로 산화적 스트레스가 자유기 반응을 자극하고 지질 과산화 반응 등을 연쇄적으로 촉진시키는데 철이 위험 인자로 인식되고 있다. 그러나 뇌심혈관계 질환 유발의 중요인자인 혈소판 활성화와 관련하여 철로 인한 산화적 스트레스와 항산화작용의 연구는 부족하다고 한다. 산화적 스트레스에서 철 및 과산화수소의 자유기 형성과 관련하여 토끼 혈액에서 분리한 세정 혈소판을 사용하여 연구하였다. 산화적 스트레스를 통해 혈소판 응집을 유도하고 이에 미치는 영향을 연구한 결과에서 $H_2O_2$ 단독 투여시 혈소판 응집작용은 나타나지 않았다. $FeSO_4$ 단독 투여시 농도 의존적으로 혈소판 응집작용이 증가하여 나타내지만, $H_2O_2$ 존재 하에 $FeSO_4$ 투여시 농도 의존적으로 혈소판 응집작용이 증가되어 나타났다. 혈소판 응집을 유도하는 collagen 최적의 농도$(2\;{\mu}g/mL)$보다 낮은 1/10 농도$(2\;{\mu}g/mL)$)에서 $H_2O_2$ 및 $FeSO_4$의 영향은 농도 의존적으로 혈소판 응집작용이 증가되었다. 철 단독 투여시보다 과산화수소와 함께 투여시 농도 의존적으로 혈소판 활성화가 증대되었고 이러한 혈소판 활성화는 NAD/NADP, catalase, glutathione, mannitol, tiron 등에 의해 농도 의존적으로 억제되었고, NADH/NADPH, SOD, aspirin 등에 의해서는 영향이 없었다. 그러므로, 이러한 NAD(H)/NADP(H) cofactor는 혈소판 응집작용을 일으키는 radical을 직접 억제하기보다 radical 생성에 관련하는 것으로 사료된다. 이상의 결과에서 과잉철은 혈소판 활성화에 직접적으로 관여하고 $H_2O_2$ 존재하에 2가 철을 촉매로 하여 Fenton 반응으로 생성된 OH. 자유기가 혈소판 활성화에 중요한 역할을 한다. 그러나 혈소판에서 자유기가 arachidonic acid 대사의 활성화와 인산화 단백질로 인한 세포내 정보전달에 관한 연구가 더 이루어져야 한다고 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제1권1호
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• pp.61-68
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• 1999

Rapid accumulation of reactive oxygen species (ROS) and their toxic reaction products with lipids and proteins significantly contributes to the damage of crop plants under biotic and abiotic stresses. We have identified several stress activated alfalfa genes, including the gene of the alfalfa ferritin and a novel NADPH-dependent aldose/aldehyde reductase enzyme. Transgenic tobacco plants that synthesize alfalfa ferritin in vegetative tissues-either in its processed form in chloroplast or in the cytoplasmic non-processed form-retained photosynthetic function upon free radical toxicity generated by paraquat treatment and exhibited tolerance to necrotic damage caused by viral and fungal infections. We propose that by sequestering intracellular iron involved in generation of the very reactive hydroxyl radicals through a Fenton reaction, ferritin protects plant cells from oxidative damage. Our preliminary results with the other stress-inducable alfalfa gene (a NADPH-dependent aldo-keto reductase) indicate, that the encoded enzyme may play role in the stress response of the plant cells. These studies reveal new pathways in plants that can contribute to the increased stress resistance with a potential use in crop improvement.

• 한국물환경학회지
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• 제33권6호
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• pp.736-743
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• 2017

In this study, 4-nonylphenol (4-NP), an endocrine disrupting chemical, was removed by ozone treatment processes under the various experimental conditions including UV irradiation, $TiO_2$ addition. The ozone flow rate and concentration were maintained at $1.0L{\cdot}min^{-1}$ and $70{\pm}5mg{\cdot}L^{-1}$. The pH, COD and TOC of the samples were obtained every 10 minutes for 60 minutes in laboratory scale batch reactor. We found that the combination of UV irradiation and $TiO_2$ addition for ozonation improves the removal efficiency of COD and TOC in 4-NP aqueous solution. In case of the $O_3/UV/TiO_2$ system, COD and TOC were greatly reduced to 85.3 ~ 94.0% and 89.2 ~ 97.2%, respectively. 4-NP degradation rate constants, $k_{COD}$ and $k_{TOC}$, were calculated based on the COD and TOC values. Significantly, $k_{COD}$ and $k_{TOC}$ were improved in the $O_3/UV/TiO_2$ treatment process compared with single $O_3$ process, because the oxidation and the mineralization of 4-NP were increased by generating of the hydroxyl radical. The $k_{COD}$ and $k_{TOC}$ were obtained to be $5.81{\times}10^{-4}{\sim}10.8{\times}10^{-4}sec^{-1}$ and $11.9{\times}10^{-4}{\sim}19.4{\times}10^{-4}sec^{-1}$ in the $O_3/UV/TiO_2$ process. Activation energy ($E_a$) of ozone oxidation reaction based on $k_{COD}$ and $k_{TOC}$ were increased in order of $O_3/UV/TiO_2$ < $O3/UV$ < $O_3/TiO_2$ < $O_3$ process. It was confirmed that the addition of $TiO_2$ and UV irradiation to the ozone oxidation reaction significantly reduced the $E_a$ value and the degradation of 4-NP.

• 한국식품영양과학회지
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• 제19권6호
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• pp.565-570
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• 1990

Plasmid pBR322 DNA와 Maillard 반응생성물중 카르보닐화합물인 glyoxal, methyl glyoxal, dihydroxyacetone, diacetyl, glyceraldehyde, glycolaldehyde 및 furfural 등과 각각 37$^{\circ}C$에서 반응시켰을때 나타나는 DNA 손상능과 활성산소소거제에 의한 DNA손상억제 작용을 agarose gel 전기영동을 통하여 살펴보았다. 카르보닐화합물을 37$^{\circ}C$에서 6시간 동안 반응시켰을 경우, furfural을 제외한 모든 카르보닐화합물에 DNA 손상능이 나타났는데, 그 중에서도 glyoxal, methyl glyoxal 및 dihyd-roxyacetone 이 diacetyl, glyceraldehyde 및 glyco-laldehyde보다 BNA의 손상능이 크게 나타났다. 또한 plasmid DNA와 카르보닐화합물의 반응계에 각종 활성산소소거제의 첨가를 통하여 이들 카르보닐화합물에 대한 DNA의 손상을 검토한 결과 일중항산소, 과산화수소, superoxide anion 등이 주요원인물질로 밝혀졌으며, hydroxyl radical은 그 작용이 미약하거나 거의 영향을 나타내지 않는 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제22권4호
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• pp.281-285
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• 2016

난분해성 1,4-다이옥산을 분해시키기 위하여 촉매습식과산화반응에 활성적인 Cu wire촉매를 사용하였다. Cu wire 촉매를 사용함으로써 1,4-다이옥산의 완전한 분해가 가능하였으나, 분해된 1,4-다이옥산은 완전 무기화($CO_2$와 $H_2O$로 전환)되지 못하고 중간생성물인 ethylene glycol diformate, oxalic acid, formic acid, formaldehyde, acetaldehyde 등으로 전환되었다. 1,4-다이옥산이 분해되어 없어짐에 따라 formaldehyde와 oxalic acid가 점진적으로 나타나기 시작하여 증가하다가 최고농도를 보인 후 다시 감소하였다. 이들 두 중간체의 최고농도 도달시점에 acetaldehyde의 농도가 급격히 증가하여 최고농도를 보인 후 다시 감소하였다. 이들 세가지 중간물질의 감소와 함께 ethylene glycol diformate, formic acid가 생성되기 시작하여 그 농도가 점진적으로 증가하였다. 이들은 연속적인 과정을 통해 생성되었다. Cu wire 촉매는 반응이 진행되는 동안 활성이 떨어지지 않고 매우 안정적이었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권7호
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• pp.933-940
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• 2010

흑마늘의 기능성을 분석하기 위하여 용매별 계통 분획물을 만들어 100, 250, 500 및 $1,000\;{\mu}g/mL$ 농도에서 항산화 활성을 측정하였다. 총 페놀 및 플라보노이드 화합물의 함량은 chloroform, ethyl acetate 및 hexane 분획물에서 유의적으로 높아 butanol, methanol 및 물 분획물에 비하여 5.5~11.6배 더 많았다. 흑마늘 계통 분획물의 항산화 활성은 시료의 첨가농도가 증가함에 따라 그 활성도 증가하였으며, chloroform과 ethyl acetate 분획물의 활성이 유의적으로 높았다. DPPH 라디칼 소거능은 $1,000\;{\mu}g/mL$ 농도에서는 butanol과 물 분획물을 제외한 모든 시료 모두에서 50% 이상의 활성을 나타내었다. ABTS 라디칼 소거능의 경우 hexane, chloroform, ethyl acetate 분획물에서 비교적 활성이 높아, $1,000\;{\mu}g/mL$ 농도에서는 70% 이상의 소거능을 보였다. $1,000\;{\mu}g/mL$ 농도에서 hydroxyl radical 소거능은 50.27~81.02%의 범위로 높은 반면 SOD 유사활성은 26.73~47.64%로 비교적 그 활성이 낮았다. Linoleic acid 반응계에서 항산화 활성을 측정한 결과 저장기간이 길수록, 시료의 첨가 농도가 높을수록 항산화 활성이 더 높았으며, 또 극성 용매보다는 비극성용매 분획물의 활성이 유의적으로 높았다. 아질산염 소거능의 경우 butanol 분획물을 제외한 모든 시료에서 비교적 그 활성이 높아 $100\;{\mu}g/mL$ 농도에서도 50% 이상의 소거능을 보였다.