• 제목/요약/키워드: Low-temperature activity

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VDT 증후군의 환경적 요인과 증상에 대한 연구 (Study on the Environmental Factors and Symptoms of VDT Syndrome)

  • 정승희;이선영;어선미;김덕훈;이은희
    • 한국안광학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.65-69
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    • 2009
  • 목적: 최근 컴퓨터가 대량 보급되면서 VDT 증후군이 점차적으로 증가하고 있다. VDT 증후군은 VDT 작업자들에게 나타나는 근골격계 질환, 신경정신계 장애, 눈의 긴장, 피로, 자극과 충혈 등 안과적 증상을 포함한다. VDT 증후군의 환경요인으로는 전자파, 컴퓨터 화면의 크기, 밝기, 조명, 모니터 및 작업대의 높낮이, 작업시간, 작업의 종류, 작업자와 스크린과의 거리, 실내습도 및 온도, 사무실내의 공기오염, 환기 등이 있다. 본 연구에서는 근거리 시각 작업으로 인한 VDT 증후군에서 나타나는 주요 신체증상 및 신체 및 심리적으로 영향을 줄 수 있는 환경적 요인을 조사하였다. 방법: 연구대상자는 19세부터 28세사이의 남자 54명, 여자 66명으로 총 120명이었다. 책이나 문서 읽기, 컴퓨터 작업 등에 대한 근거리 작업을 할 때에 나타나는 신체적 증상과 육체적 불편함을 설문지를 이용하여 조사하였다. 조사항목에는 근업작업에 따른 주요 신체 증상과 눈의 자각 증상, 작업환경에 대한 만족도, 키보드, 마우스 사용시의 손목 통증 경험 등을 포함하였다. 결과: 장시간 컴퓨터, 문서, 전자기기를 사용할 때에 대부분(70%)이 신체적인 통증을 느끼는 것으로 나타났다. 통증부위는 주로 목과 허리(57.1%), 눈(45.2%), 두통(31%) 등이었다. 환경적 요인에서는 적절치 못한 조명으로 눈의 통증을 호소하는 사람들이 78.3%였다. 대부분의 증상은 '눈의 피로'(38.3%), '눈의 건조성'(31.9%), '눈의 흐릿함'(23.7%)이었다. 대상자들은 의자에 대한 불편함을 호소하였고 키보드, 마우스 사용 때 손목의 통증은 대부분 경험하였다. 결론: 전자기기, 문서 등을 이용할 때 빛, 공간, 자세, 작업대 등의 다양한 환경적 요인들이 조화롭지 못해 눈의 피로, 신체적인 피로감을 느낄 수 있다. 따라서 문서작업을 할 때에는 휴식시간에 대한 자기관리와 같은 예방법을 개발하여 눈의 피로를 줄여야 할 것이다. 또한 지속적인 연구를 통해 근골격계 질환 예방을 위해 최적의 시각적인 환경을 위한 인간공학적 디자인으로 작업환경을 바꾸어야 할 것이다.

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한국산 꿩으로부터 분리한 열안정성 뉴캣슬병 바이러스의 저온순화와 방어효과 (Studies on the Cold Attenuation and Protective Effects of a Thermostable Newscastle Disease Virus Isolated from Korean Pheasants)

  • K. H. Kwak;S. C. Han;T. J. Kim;K. S. Chang;M. H. Jun;H. J. Song
    • 한국가금학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.83-89
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    • 2001
  • 열 안정성을 가지고 있는 한국산 꿩에서 분리된 New-castle disease virus CBP-1주는 9일령 SPF 계태아에 접종되어 $37^{\circ}C$에서 배양하는 방법으로 173번(parent주) 누대 배양되었다. $37^{\circ}C$에서 173번 누대 배양된 NDV CBP-1 주를 10 일령 계태아에 접종한 후 저온에서 ($29^{\circ}C$) 15번 (CA-15) 30번(CA-30) 누대 배양하였다. 저온순화 주인 CA-15주와 CA-30주의 이화학적 성상검사 (열 안정성 실험, 지질 용매에 대한 감수성 실험, 산성 용매에 대한 감수성 실험)와 병원성 실험(MDT, ICPI, IVPI), 온도 감수성 실험, 안전성 실험, 부스터 효과 실험, 방어효과 등을 실험하였고, $37^{\circ}C$에서 173번 누대 배양된 parent주와 비교하였다. $29^{\circ}C$에 적응된 CA-30주는 $37^{\circ}C$$41^{\circ}C$에서 세포 감염력이 parent주와 비교할 때 감소하였다. CA-15주와 CA-30주를 $56^{\circ}C$에서 30분, 60분, 120분 동안 처리하였을 때 이들 저온 순화주들은 혈구응집능과 세포감염력을 상실하였다. Parent주와 CA-15, CA-30주는 ethyl ether를 10분간 처리했을 때 혈구응집능과 세포 감염력을 모두 상실하였다. 그러나 parent주와 CA-15, CA-30주는 pH 3.0-glycine HCl 완충액에 60분간 처리하였을 때 혈구응집능을 가지고 있었다. Parent주의 대뇌병원성 지수와 정맥내 병원성 지수는 각각 1.12, 1.45 이었다. 그러나 CA-30주의 대뇌 병원성 지수와 정맥내 병원성 지수는 각각 0.75, 0.00으로 감소하였다. CA-30주의 안전성은 1 일령 병아리에서 실시하였고 parent주와 B-1주와 비교였다. 이들의 안전성은 치사율을 가지고 평가하였다. parent주와 CA-30주와 B-1주의 치사율은 각각 17.5, 12.0. 0.0%이었다. CA-30주가 parent주에 비해 보다 높은 안전성을 보여 주었으나 B-1주에 비해서 아직 높은 치사율을 보여 주고 있었다.

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Role of Citrate Synthase in Acetate Utilization and Protection from Stress-Induced Apoptosis

  • Lee, Yong-Joo;Kang, Hong-Yong;Maeng, Pil Jae
    • 한국미생물학회:학술대회논문집
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    • 한국미생물학회 2008년도 International Meeting of the Microbiological Society of Korea
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    • pp.39-41
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    • 2008
  • The yeast Saccharomyces cerevisiae has been shown to contain three isoforms of citrate synthase (CS). The mitochondrial CS, Cit1, catalyzes the first reaction of the TCA cycle, i.e., condensation of acetyl-CoA and oxaloacetate to form citrate [1]. The peroxisomal CS, Cit2, participates in the glyoxylate cycle [2]. The third CS is a minor mitochondrial isofunctional enzyme, Cit3, and related to glycerol metabolism. However, the level of its intracellular activity is low and insufficient for metabolic needs of cells [3]. It has been reported that ${\Delta}cit1$ strain is not able to grow with acetate as a sole carbon source on either rich or minimal medium and that it shows a lag in attaining parental growth rates on nonfermentable carbon sources [2, 4, 5]. Cells of ${\Delta}cit2$, on the other hand, have similar growth phenotype as wild-type on various carbon sources. Thus, the biochemical basis of carbon metabolism in the yeast cells with deletion of CIT1 or CIT2 gene has not been clearly addressed yet. In the present study, we focused our efforts on understanding the function of Cit2 in utilizing $C_2$ carbon sources and then found that ${\Delta}cit1$ cells can grow on minimal medium containing $C_2$ carbon sources, such as acetate. We also analyzed that the characteristics of mutant strains defective in each of the genes encoding the enzymes involved in TCA and glyoxylate cycles and membrane carriers for metabolite transport. Our results suggest that citrate produced by peroxisomal CS can be utilized via glyoxylate cycle, and moreover that the glyoxylate cycle by itself functions as a fully competent metabolic pathway for acetate utilization in S. cerevisiae. We also studied the relationship between Cit1 and apoptosis in S. cerevisiae [6]. In multicellular organisms, apoptosis is a highly regulated process of cell death that allows a cell to self-degrade in order for the body to eliminate potentially threatening or undesired cells, and thus is a crucial event for common defense mechanisms and in development [7]. The process of cellular suicide is also present in unicellular organisms such as yeast Saccharomyces cerevisiae [8]. When unicellular organisms are exposed to harsh conditions, apoptosis may serve as a defense mechanism for the preservation of cell populations through the sacrifice of some members of a population to promote the survival of others [9]. Apoptosis in S. cerevisiae shows some typical features of mammalian apoptosis such as flipping of phosphatidylserine, membrane blebbing, chromatin condensation and margination, and DNA cleavage [10]. Yeast cells with ${\Delta}cit1$ deletion showed a temperature-sensitive growth phenotype, and displayed a rapid loss in viability associated with typical apoptotic hallmarks, i.e., ROS accumulation, nuclear fragmentation, DNA breakage, and phosphatidylserine translocation, when exposed to heat stress. Upon long-term cultivation, ${\Delta}cit1$ cells showed increased potentials for both aging-induced apoptosis and adaptive regrowth. Activation of the metacaspase Yca1 was detected during heat- or aging-induced apoptosis in ${\Delta}cit1$ cells, and accordingly, deletion of YCA1 suppressed the apoptotic phenotype caused by ${\Delta}cit1$ mutation. Cells with ${\Delta}cit1$ deletion showed higher tendency toward glutathione (GSH) depletion and subsequent ROS accumulation than the wild-type, which was rescued by exogenous GSH, glutamate, or glutathione disulfide (GSSG). Beside Cit1, other enzymes of TCA cycle and glutamate dehydrogenases (GDHs) were found to be involved in stress-induced apoptosis. Deletion of the genes encoding the TCA cycle enzymes and one of the three GDHs, Gdh3, caused increased sensitivity to heat stress. These results lead us to conclude that GSH deficiency in ${\Delta}cit1$ cells is caused by an insufficient supply of glutamate necessary for biosynthesis of GSH rather than the depletion of reducing power required for reduction of GSSG to GSH.

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초이사료 배합설계를 통한 육계 생산성 증대방안 (Strategy to Improve the Productivity of Broilers: Focusing on Pre-Starter Diet)

  • 남두석;이진영;공창수
    • 한국가금학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.247-256
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    • 2015
  • 본 총설은 부화 후 1주일간 급여되는 초이사료 적용의 필요성 및 배합설계방안을 제시하여 육계생산성을 증대하는 방안을 살펴보고자 한다. 육계는 지난 수년 간 괄목할 만한 증체 속도 증가, 출하일령 단축 그리고 사료효율 향상을 보 여줬다. 이는 육종 개량, 사육 환경 개선, 과학적인 사양관리기법 적용 및 적정 영양공급 등의 결과이며, 한국의 경우 다른 나라에 비해 육계사육기간이 매우 짧아, 부화 후 약 31일령이면 출하가 이루어지고 있는 실정이다. 따라서 육계초기 1주일간은 전체 사육기간의 20% 이상을 차지할 뿐만 아니라, 초기성장이 출하체중과 일령 그리고 사료효율에 지대한 영향을 미치고 있으므로 초기 1주일간의 사료공급을 통한 생산성 향상이 매우 중요하다. 생후 7일령까지의 어린 병아리는 소화기관 미발달과 효소의 분비 및 활력 부족으로 사료 내 영양소의 소화 흡수 및 이용률이 낮은 편임을 고려하여, 초이사료의 급여를 위한 영양적 접근 방법으로는 크게 3가지로 나눌 수 있다. 첫 번째로는 단순히 영양수준을 올리기보다는 양질의 원료 사용, 특히 단백질과 탄수화물 이용률 증진을 위 한 선택적인 원료 사용 및 원료의 가공처리가 필요하다. 에너지 공급의 경우, 에너지 수준 못지않게 에너지 공급원이 중요한데, 특히 불포화지방산공급원인 식물성이 기름 첨가를 권장한다. 영양소 공급의 경우, 단백질 함량을 증가시키기보다는 이상적 아미노산 비율에 따른 필수아미노산 공급이 중요하다. 필요 시 효소제를 비롯한 항생제 등의 대체 물질 첨가를 통해 항병력이나 소화흡수율을 향상시키는 방안을 고려해 볼 수 있다. 아울러 기타 제한 아미노산의 충족에 대한 연구와 부화 후 7일간 사료 내 전해질 균형의 영향에 대한 연구가 앞으로 필요하다.

임간초지의 개량 및 이용에 관한 연구 II. 채식기호성 및 방목습성에 미치는 비음의 영향 (Studies on the Improvement and Utilization of Pasture in the Foerst II. The effect of shde on the intake palptability and grazing behavior)

  • 이인덕;윤익석;이조윤;신용국
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.207-211
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    • 1985
  • 본(本) 시험(試驗)은 비음(庇陰)(Light: 100, 80, 60, 40, 20%) 및 시비(施肥) (다비(多肥); N30kg-$P_2O_5\;35kg-K_2O\;30kg$, 보비(普肥); N20kg-$P_2O_5\;25kg-K_2O\;20kg$, 소비(少肥); N10kg-$P_2O_5\;15kg-K_2O\;10kg$) 조건하(條件下)에서 재배(栽培)된 혼합목초(混合牧草) 및 orchardgrass와 나지(裸地)에서 재배(栽培)된 혼합목초(混合牧草) 및 혼합야초(混合野草)를 재래산양(山羊)에 공시(供試)하여 비음(庇陰)이 채식기호성(採食嗜好性)에 미치는 영향과, 비음도(庇陰度) 50%의 임간초지(林間草地)와 나지초지(裸地草地)에서 재래산양을 공시하여 비음(庇陰)이 방목습성(放牧習性)에 미치는 영향을 구명하였다. 본(本) 시험(試驗)은 $1983{\sim}1984$년 까지 충남대학교 시험포장에서 실시되었으며 얻어진 시험결과(試驗結果)는 다음과 같다. 1. 임간재배(林間栽培) 목초(牧草)의 건물(乾物)섭취량, R.I.I 및 Touch number는 비음도(庇陰度) 및 시비수준(施肥水準)에 따라 영향을 받았으며 비음도(庇陰度) 및 시비수준(施肥水準)이 증가함에 따라 $NO_3-N$(%)가 증가된 반면에 soluble carbohydrate(%)는 감소되는 경향이었다. 따라서 임간초지(林間草地)에서는 가축(家畜)의 기호성(嗜好性) 감소에 따른 초지이용(草地利用)의 저하가 염려되며 특히 비음도(庇陰度) 60% 및 다비조건하(多肥條件下)에서는 nitrate stress가 예상된다. 2. 임간초지(林間草地)의 방목습성(放牧習性)은 일반초지(一般草地)에 비하여 채식시간(採食時間)이 증가되고 일중(日中)의 주(主) 채식시간(採食時間)도 편중됨이 없이 계속해서 채식하는 경향을 나타낸다. 따라서 임간초지(林間草地)의 이용(利用)은 비음(庇陰)의 특성(特性)을 고려하여 8월(月) 고온기(高溫期) 집중이용(集中利用)하는 것이 효과적(效果的)이라 생각된다.

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오디 및 블루베리 추출물을 이용한 과립제조 및 품질특성 (Quality Characteristics and Granule Manufacture of Mulberry and Blueberry Fruit Extracts)

  • 박혜미;양수진;강은지;이대훈;김대익;홍주헌
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.375-382
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    • 2012
  • 오디 및 블루베리 추출물의 이화학적 특성을 살펴보았고 추출물을 이용하여 과립을 제조하였으며 다양한 품질특성을 분석하였다. 오디, 블루베리 추출물의 추출조건에 따른 총 폴리페놀 및 플라보노이드함량은 물 추출물보다 50% 에탄올 추출물에서 높았으며 오디 추출물이 블루베리 추출물보다 높았다. 추출조건에 따른 총 안토시아닌함량은 오디 50% 에탄올 추출물이 470.91 mg/100 g으로 가장 많이 함유되어 있었다. 전자공여능은 오디 추출물이 우수하였고 전반적으로 물 추출물보다는 50% 에탄올 추출물이 높았으며 ORAC값은 50% 에탄올 추출조건에서 오디, 블루베리 각각 335.37 ${\mu}moles\;TE/g$와 238.14 ${\mu}moles\;TE/g$로 분석되어 오디 추출물이 블루베리 추출물보다 항산화능이 우수함을 확인하였고 추출물의 superoxide radical 소거 활성은 추출물의 농도가 증가함에 따라 증가하였으며 50% 에탄올 추출물이 물 추출물보다 높음을 알 수 있었다. 오디 추출물 과립의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량은 각각 4.83 mg/mL와 3.49 mg/mL로 분석되어 블루베리 과립보다 함량이 높았다. 안토시아닌 함량은 오디 과립이 76.26 mg/100 g이었고 블루베리 과립이 75.26 mg/100 g으로 유사하였다. 오디 및 블루베리 과립의 전자공여능은 오디가 45.09%로 블루베리 24.10%보다 우수하였으며 ORAC 값의 경우도 오디가 87.65 ${\mu}moles\;TE/g$였고 블루베리는 57.59 ${\mu}moles\;TE/g$값을 보여주어 오디의 항산화 활성이 우수함을 확인하였다. 오디 및 블루베리 과립은 저장기간에 따른 뚜렷한 색도의 변화가 관찰되지 않았으며 안토시아닌 함량도 미비하게 감소하여 과립의 주요 유용성분인 안토시아닌색소의 안정화에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

키토산 첨가에 따른 식빵의 품질 변화 (Changes of Quality Characteristics on the Bread added Chitosan)

  • 이현영;김성미;김진영;윤선경;최정수;박선미;안동현
    • 한국식품과학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.449-453
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    • 2002
  • 식빵에 분자량이 다른 키토산을 첨가량을 달리하여 제조하면서 부피팽창도, pH, 수분활성도, 색도 및 물성 등의 품질특성을 측정하였다. 키토산을 첨가한 반죽을 발효시켜 부피팽창도를 측정한 결과, 분자량 약 30과 120 kDa의 키토산을 첨가한 경우에 부피가 큰 것으로 나타났고, 특히 30 kDa의 키토산을 첨가한 경우에 부피팽창효과는 가장 컸다. 그러나 분자량 약 120 kDa의 키토산을 고농도(0.50%)로 첨가한 경우에는 부피가 크게 감소하였다. 식빵의 pH는 첨가한 키토산의 분자량 및 농도에 따른 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 저장 초기, 키토산을 첨가한 식빵의 수분활성이 키토산을 첨가하지 않은 식빵의 수분활성에 비해 낮았으나 저장 중에는 키토산을 첨가하지 않은 식빵의 수분활성이 크게 감소하는데 반해 키토산을 첨가한 식빵의 수분활성은 그다지 감소하지 않고 유지되었다. 색은 분자량 약 30 kDa의 키토산을 첨가한 경우에 식빵 내 외부의 $L^{\ast},\;a^{\ast},\;b^{\ast}$값에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 식빵의 물성은 분자량 약 30 kDa의 키토산을 첨가한 경우에는 gumminess와 chewiness가, 분자량 약 120 kDa의 키토산을 첨가한 경우에는 gumminess, chewiness, cohesiveness, resilience가 증가하였다. Hardness는 분자량 약 30, 120 kDa의 키토산을 첨가한 경우, 저장 초기에는 키토산을 첨가하지 않은 경우에 비해 높게 나타났다. 저장 중 키토산을 첨가하지 않은 경우에는 hardness가 크게 증가했으나, 키토산을 첨가한 경우에는 hardness의 증가정도가 낮았고, 첨가 키토산의 분자량이 클수록 hardness의 증가정도가 낮게 유지되었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 분자량 약 30, 120 kDa의 키토산을 첨가한 경우 반죽의 부피를 크게 할 뿐만 아니라 저장 기간 중 경도 변화를 낮게 유지하였고, 수분활성이 안정하게 유지되는 등 품질향상효과가 있었으며, pH나 색에는 큰 영향을 주지 않아 좋은 효과가 있었다. 특히 이러한 효과는 분자량 약 30 kDa의 키토산 첨가 시 가장 뛰어났다.

메조코즘을 이용한 갯벌의 담수화과정 중 수질 변화 (Variation of Water Qualities Due to Freshwater Introduction to Tidal Flat: A Mesocosm Study)

  • 김영태;정용훈;채윤주;이충원;김소영;최강원;양재삼
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제11권2호
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    • pp.49-67
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    • 2006
  • 2004년 2월부터 8월까지 메조코즘을 이용하여 겟벌에 담수가 유입된 이후 갯벌 조간대에 조성된 인공방조제 내부 갯벌에서 일어나는 생지화학적 변화를 모의하였다. 이를 위해 먼저 세 개의 환경 조건을 조성하였으며, 이 중 두 환경은 담수를 유입하는 환경으로써, 교반 담수화 실험군(FW-M-T/C)과 미교반 담수 실험군(FW-NM-T/C)로_ 세분하였고, 나머지 하나는 해수 환경(SW-M-T/C)을 유지하였다. 초 봄에 교반 담수화 실험군과 미교반 담수 실험군(FW-NM-T)의 수주에 대하여 28일 만에 완전 담수화에 도달하였으며, 담수화 과정과 담수화 이후에 염분, 영양염 농도, 그리고 저서 생물의 종과 개체수 변화에 대해 지속적인 조사가 이루어졌다. 염분의 경우, 수층의 담수화속도에 비해 퇴적층의 공극수 내 염분 감소는 매우 느리게 진행되어 공극수 내 염분이 10 psu이하로 감소한 이후 5월 1일(담수 유입 63일 경과)과 5월 27일(91일 경과)사이에 저서 동물 생체량의 현저한 감소가 관찰되었는데, 주요 저서 동물인 이매패류는 $\frac{7}{8}$이 감소하였고, 다모류는 $\frac{2}{3}$가 감소하였다. 담수화로 인한 수질변화는 동절기에서 하절기로 계절이 바뀜에 따라 온도 상승에 의한 DO의 현저한 감소 현상이 관찰되었다. 이러한 현상은 교반 담수화 실험군 보다는, 특히 미교반 담수 실험군에서 더욱 뚜렷하게 나타났다. 또한 DIP의 경우도 여름철에 미교반 담수 실험군에서 훨씬 더 많은 양이 용출되었다. ${NO_3}^-$은 실험 전반에 걸쳐 수층에서 제거되는 것으로 나타났으며, 계절적으로는 늦은 봄부터 감소하기 시작하여 여름철에는 매우 낮은 농도 분포를 보였다. ${NH_4}^+$${NO_3}^-$에 비해 실험 기간내내 매우 낮은 농도($\frac{1}{2}{\sim}\frac{1}{8}$이상)를 보였으며, 계절 변화에 따른 영향은 받지 않았다. 특히 완전 담수화 이후 해양 저서생물이 대량 폐사하면서 잠재적인 유기물 증가량이 많았던 늦봄과 그 이후의 여름철 동안에도 ${NH_4}^+$의 농도 증가 경향은 전혀 보이지 않았다. 실험 기간 동안 갯벌 퇴적물이 ${NO_3}^-$에 대해서는 제거지(sink)로써, 그리고 DIP에 대해서 잠재적인 공급원(source) 역할을 하고 있는 것으로 나타났다.

잉어 Cyprinus carpio의 먹이 섭취량과 성장에 미치는 용존산소량의 영향 (Influence of Oxygen Concentration on the Food Consumption and Growth of Common Carp, Cyprinus carpio L.)

  • 자파사이파바디;김인배
    • 한국양식학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.53-90
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    • 1989
  • 식욕에 부합되는 적정양의 먹이 섭취는 잉어의 성장을 증가시키고, 동시에 먹이의 허비를 막으며, 그로 인해서 사육수질의 오염을 막는 부수적인 효과도 가지게 된다. 이 목적을 달성하기 위하여 식욕 유발과 그에 따른 빠른 성장의 중요한 요인으로서 용존산소에 관한 정밀한 연구가 필요하다. 수온 $25^{\circ}C$ 하에서 잉어(이스라엘계)의 미성어, 67g, 200g, 400g, 600g 및 800g 되는 실험군으로서, 용존산소를 2.0-6mg/$\iota$ 사이에서 사료를 체중의 $1\%$부터 먹을 수 있는 양까지에 걸쳐서 사육실험연구를 하였다. 어체가 작을수록 동일한 용존산소 조건에서는 보다 높은 식욕과 보다 많은 먹이 섭취량을 나타내었다. 어체가 클수록 낮은 용존산소양에서는 생활 능력이 약해지고, 먹이 섭취량이 증가하면 내성은 더욱 줄어졌다. 성장률(일간 성장률)은 낮은 용존산소에 의해서 영향을 받지 않는 한, 먹이의 섭취량이 많을수록 증가하였다. 최고성장률은 67 g 어에서는 D.O. 5.0 mg/$\iota$에서 1일 먹이 량이 체중의 $7\%$ 일때 일간성장률 $\5.05%$였고, 200g 어에서는 D.O. 5.5/$\iota$ 에서 먹이량 $6\%$일때 1일 성장률이 $3.75\%$였다. 400g 어에서는 D.O. 6.0 mg/$\iota$에서 먹이량이 $5\%$ 일때 1일 성장률 $3.37\%$ 였으며, 600g 어에서는 D.O. 5.5 mg/$\iota$에서 먹이량이 1일 $4\%$였을 때 1일 성장률 $2.82\%$였다. 800g 어에서는 D.O. 5.0mg/$\iota$에서 먹이량이 1일 $3\%$었을 때 1일 성장율이 $1.95\%$였다. 정상적인 생활 및 성장 기능발휘 가능 D.O. 농도로부터 최고 먹이 섭취가능양에 부합되는 D.O. 농도까지 사이에서 먹이 전환효율(사료가 어체로 바뀌는 효율)은 처음 D.O.가 증가함에 따라 높아지고, 최고치에 이른 뒤, D.O.가 더욱 더 높아짐 에 따라 먹이 전환효율은 다시 감소하기 시작한다. 이 최고 사료효율은 작은 어체에서는 큰 어체 보다 높은 먹이 섭취량에서 나타난다 (물론 먹이 섭취량에 부응하는 D.O.량이 갖춰졌을때). 즉 최고 먹이 전환효율은 67g 어에서 D.O. 3.0-4.0 mg/$\iota$에서 먹이 섭취량 $4\%$때 였으며, 200g 어에서는 D.O. 3.0-4.5mg/$\iota$에서 먹이 섭취량 $3\%$때였고, 400 g 어에서는 D.O. 4.0-4.5mg/$\iota$에서 먹이 섭취량 $2\%$때였다. 600g 및 800 g 어에서는 가장 낮은 D.O.에서 먹이 섭취량 $1\%$ 때였다. 적절하지 못한 낮은 D.O. 함량에서는 정상적인 조건하의 개체보다 먹이 섭취량이 감소하며, 또 먹이가 소화관을 빨리 통과하고, 똥의 양이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 그리고, 견디지 못할 만큼 낮은 D.O.하에서는 먹이를 토하고, 체색이 옅은 황색으로 변하거나, 또는 회색의 얼국진 반점으로 변하기도 했다. 이 모든 현상들이 먹이 전환효율의 감소로 이어졌다. 반면에 아주 높은 D.O.하에서는 강한 활동을 하였으며, 어체 크기가 같고 먹이의 양도 같았지만 D.O.가 약간 낮은 상에 비교하여 먹이 전환효율이 떨어지는 경향이 나타났다. 모든 크기에서 먹이량을 체중의 $1\%$만 주었을 때는 D.O. 량이 2.0-2.5mg/$\iota$ 이면 적절하였다. 먹이량을 증가시키면 어체의 정상활동을 유지시키기 위하여 보다 높은 D.O.가 필요하였다. 67g 어에서는 D.O. 2.0-2.5mg/$\iota$이면 체중의 $2\%$이상 먹이량을 충분히 지탱할 수 있었으나, 먹이를 $5\%$로 증가시키면 D.O. 3.0-4.0 mg/$\iota$일 때 식욕이 보다 왕성하고 높은 성장을 가져 왔다. 먹이량이 $5-7\%$에서는 4.0 mg/$\iota$ 이상의 D.O.라야 식욕을 유지시킬수 있다. 200g 어에서는 먹이량이 체중의 $2-3\%$ 일때는 D.O. 3.5-4.5mg/$\iota$에서 가장 높은 성장률을 보였으나 먹이량이 체중의 $3-6\%$로 올라가면 D.O. 함량이 4.5mg/$\iota$을 넘어서야만 어류의 생활기능 발휘에 부응될 수 있었다. 400 g, 600 g 및 800 g 어에서는 먹이량이 체중의 $2\%$를 넘을 때는 ($4\%$$5\%$까지 실험) 모두 D.O. 함량이 4.5 mg/$\iota$를 넘어야 했다.

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Sesquiterpenoids Bioconversion Analysis by Wood Rot Fungi

  • Lee, Su-Yeon;Ryu, Sun-Hwa;Choi, In-Gyu;Kim, Myungkil
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2016년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.19-20
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    • 2016
  • Sesquiterpenoids are defined as $C_{15}$ compounds derived from farnesyl pyrophosphate (FPP), and their complex structures are found in the tissue of many diverse plants (Degenhardt et al. 2009). FPP's long chain length and additional double bond enables its conversion to a huge range of mono-, di-, and tri-cyclic structures. A number of cyclic sesquiterpenes with alcohol, aldehyde, and ketone derivatives have key biological and medicinal properties (Fraga 1999). Fungi, such as the wood-rotting Polyporus brumalis, are excellent sources of pharmaceutically interesting natural products such as sesquiterpenoids. In this study, we investigated the biosynthesis of P. brumalis sesquiterpenoids on modified medium. Fungal suspensions of 11 white rot species were inoculated in modified medium containing $C_6H_{12}O_6$, $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ for 20 days. Cultivation was stopped by solvent extraction via separation of the mycelium. The metabolites were identified as follows: propionic acid (1), mevalonic acid lactone (2), ${\beta}$-eudesmane (3), and ${\beta}$-eudesmol (4), respectively (Figure 1). The main peaks of ${\beta}$-eudesmane and ${\beta}$-eudesmol, which were indicative of sesquiterpene structures, were consistently detected for 5, 7, 12, and 15 days These results demonstrated the existence of terpene metabolism in the mycelium of P. brumalis. Polyporus spp. are known to generate flavor components such as methyl 2,4-dihydroxy-3,6-dimethyl benzoate; 2-hydroxy-4-methoxy-6-methyl benzoic acid; 3-hydroxy-5-methyl phenol; and 3-methoxy-2,5-dimethyl phenol in submerged cultures (Hoffmann and Esser 1978). Drimanes of sesquiterpenes were reported as metabolites from P. arcularius and shown to exhibit antimicrobial activity against Gram-positive bacteria such as Staphylococcus aureus (Fleck et al. 1996). The main metabolites of P. brumalis, ${\beta}$-Eudesmol and ${\beta}$-eudesmane, were categorized as eudesmane-type sesquiterpene structures. The eudesmane skeleton could be biosynthesized from FPP-derived IPP, and approximately 1,000 structures have been identified in plants as essential oils. The biosynthesis of eudesmol from P. brumalis may thus be an important tool for the production of useful natural compounds as presumed from its identified potent bioactivity in plants. Essential oils comprising eudesmane-type sesquiterpenoids have been previously and extensively researched (Wu et al. 2006). ${\beta}$-Eudesmol is a well-known and important eudesmane alcohol with an anticholinergic effect in the vascular endothelium (Tsuneki et al. 2005). Additionally, recent studies demonstrated that ${\beta}$-eudesmol acts as a channel blocker for nicotinic acetylcholine receptors at the neuromuscular junction, and it can inhibit angiogenesis in vitro and in vivo by blocking the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway (Seo et al. 2011). Variation of nutrients was conducted to determine an optimum condition for the biosynthesis of sesquiterpenes by P. brumalis. Genes encoding terpene synthases, which are crucial to the terpene synthesis pathway, generally respond to environmental factors such as pH, temperature, and available nutrients (Hoffmeister and Keller 2007, Yu and Keller 2005). Calvo et al. described the effect of major nutrients, carbon and nitrogen, on the synthesis of secondary metabolites (Calvo et al. 2002). P. brumalis did not prefer to synthesize sesquiterpenes under all growth conditions. Results of differences in metabolites observed in P. brumalis grown in PDB and modified medium highlighted the potential effect inorganic sources such as $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ on sesquiterpene synthesis. ${\beta}$-eudesmol was apparent during cultivation except for when P. brumalis was grown on $MgSO_4$-free medium. These results demonstrated that $MgSO_4$ can specifically control the biosynthesis of ${\beta}$-eudesmol. Magnesium has been reported as a cofactor that binds to sesquiterpene synthase (Agger et al. 2008). Specifically, the $Mg^{2+}$ ions bind to two conserved metal-binding motifs. These metal ions complex to the substrate pyrophosphate, thereby promoting the ionization of the leaving groups of FPP and resulting in the generation of a highly reactive allylic cation. Effect of magnesium source on the sesquiterpene biosynthesis was also identified via analysis of the concentration of total carbohydrates. Our current study offered further insight that fungal sesquiterpene biosynthesis can be controlled by nutrients. To profile the metabolites of P. brumalis, the cultures were extracted based on the growth curve. Despite metabolites produced during mycelia growth, there was difficulty in detecting significant changes in metabolite production, especially those at low concentrations. These compounds may be of interest in understanding their synthetic mechanisms in P. brumalis. The synthesis of terpene compounds began during the growth phase at day 9. Sesquiterpene synthesis occurred after growth was complete. At day 9, drimenol, farnesol, and mevalonic lactone (or mevalonic acid lactone) were identified. Mevalonic acid lactone is the precursor of the mevalonic pathway, and particularly, it is a precursor for a number of biologically important lipids, including cholesterol hormones (Buckley et al. 2002). Farnesol is the precursor of sesquiterpenoids. Drimenol compounds, bi-cyclic-sesquiterpene alcohols, can be synthesized from trans-trans farnesol via cyclization and rearrangement (Polovinka et al. 1994). They have also been identified in the basidiomycota Lentinus lepideus as secondary metabolites. After 12 days in the growth phase, ${\beta}$-elemene caryophyllene, ${\delta}$-cadiene, and eudesmane were detected with ${\beta}$-eudesmol. The data showed the synthesis of sesquiterpene hydrocarbons with bi-cyclic structures. These compounds can be synthesized from FPP by cyclization. Cyclic terpenoids are synthesized through the formation of a carbon skeleton from linear precursors by terpene cyclase, which is followed by chemical modification by oxidation, reduction, methylation, etc. Sesquiterpene cyclase is a key branch-point enzyme that catalyzes the complex intermolecular cyclization of the linear prenyl diphosphate into cyclic hydrocarbons (Toyomasu et al. 2007). After 20 days in stationary phase, the oxygenated structures eudesmol, elemol, and caryophyllene oxide were detected. Thus, after growth, sesquiterpenes were identified. Per these results, we showed that terpene metabolism in wood-rotting fungi occurs in the stationary phase. We also showed that such metabolism can be controlled by magnesium supplementation in the growth medium. In conclusion, we identified P. brumalis as a wood-rotting fungus that can produce sesquiterpenes. To mechanistically understand eudesmane-type sesquiterpene biosynthesis in P. brumalis, further research into the genes regulating the dynamics of such biosynthesis is warranted.

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