• 제목/요약/키워드: Mechanisms of uptake

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The Possible Mechanisms Involved in Citrinin Elimination by Cryptococcus podzolicus Y3 and the Effects of Extrinsic Factors on the Degradation of Citrinin

  • Zhang, Xiaoyun;Lin, Zhen;Apaliya, Maurice Tibiru;Gu, Xiangyu;Zheng, Xiangfeng;Zhao, Lina;Abdelhai, Mandour Haydar;Zhang, Hongyin;Hu, Weicheng
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제27권12호
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    • pp.2119-2128
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    • 2017
  • Citrinin (CIT) is a toxic secondary metabolite produced by fungi belonging to the Penicillium, Aspergillus, and Monascus spp. This toxin has been detected in many agricultural products. In this study, a strain Y3 with the ability to eliminate CIT was screened and identified as Cryptococcus podzolicus, based on the sequence analysis of the internal transcribed spacer region. Neither uptake of CIT by cells nor adsorption by cell wall was involved in CIT elimination by Cryptococcus podzolicus Y3. The extracellular metabolites of Cryptococcus podzolicus Y3 stimulated by CIT or not showed no degradation for CIT. It indicated that CIT elimination was attributed to the degradation of intracellular enzyme(s). The degradation of CIT by C. podzolicus Y3 was dependent on the type of media, yeast concentration, temperature, pH, and initial concentration of CIT. Most of the CIT was degraded by C. podzolicus Y3 in NYDB medium at 42 h but not in PDB medium. The degradation rate of CIT was the highest (94%) when the concentration of C. podzolicus Y3 was $1{\times}10^8cells/ml$. The quantity of CIT degradation was highest at $28^{\circ}C$, and there was no degradation observed at 3$5^{\circ}C$. The study also showed that acidic condition (pH 4.0) was the most favorable for CIT degradation by C. podzolicus Y3. The degradation rate of CIT increased to 98% as the concentration of CIT was increased to $20{\mu}g/ml$. The toxicity of CIT degradation product(s) toward HEK293 was much lower than that of CIT.

마황과 의이인 혼합추출물이 비알콜성 지방간 모델에서 지질 축적 및 포도당 흡수에 미치는 효과 및 기전 연구 (A Study on the Effects and Mechanisms of the Combination Extract of Ephedrae Herba and Coicis Semen on Lipid Accumulation and Glucose Absorption in Non-Alcoholic Fatty Liver Disease)

  • 유가람;진혜린;임동우;박원환
    • 한방비만학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.1-12
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    • 2024
  • Objectives: Ephedrae herba (EH) and Coicis semen (CS) has been frequently prescribed for the treatment of obesity. However, effects of combinational extracts of these two herbs on non-alcoholic fatty liver disease are unknown. The aim of the present study was to investigate the effects of EH and CS on lipid accumulation and glucose absorption in free fatty acids (FFAs) or palmitic acid (PA)-treated HepG2 cells. Methods: Five samples of EH and CS were extracted by combination ratios (S1=0:100, S2=25:75, S3=50:50, S4=75:25, S5=100:0). Oil Red O staining was used to measure lipid accumulation in FFAs-induced steatosis cells. Intracellular triglycerides and total cholesterol levels were measured in FFAs-induced steatotic HepG2 cells. In PA-treated cells, intracellular 2-NBDG was detected using a fluorescence microplate reader and flow cytometry. Phosphorylation of key metabolism-related factors of AMP-activated protein kinase and acetyl-CoA carboxylase, expression of key lipid synthesis-related factors carnitine palmitoyltransferase 1 alpha (CPT1α), sterol regulatory element-binding protein 1 (SREBP1), peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) and CCAAT enhancer binding protein alpha (C/EBPα) were confirmed by western blot. Results: Treatment of EH-CS combination in the FFAs-induced steatotic HepG2 cells significantly reduced lipid accumulation. As the relative ratio of Ephedrae herba increased, the lipid-lowering effects of the combination were increased. However, S1 and S5 of Ephedrae herba and Coicis semen did not significantly reduce triglycerides and total cholesterol induced by FFAs. However, the combination of Ephedrae herba and Coicis semen restored glucose absorption in PA-induced HepG2 cells. Major makers of SREBP1, PPARγ, C/EBPα, and CPT1α expression tended to decrease with EH ratio. Conclusions: The EH-CS combination has advantages over sole EH and CS extracts in improving lipid and glucose metabolism in liver steatosis models.

사람의 섬유아세포에서 glucose 농도가 물질대사 및 Insulin-like growth factor binding protein-3의 발현에 미치는 영향 (Effects of glucose on metabolism and Insulin-like growth factor binding-3 expression in human fibroblasts.)

  • 류혜영;황혜정;김인혜;류홍수;남택정
    • 생명과학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.687-693
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    • 2007
  • 사람의 섬유아세포인 GM10을 사용하여 glucose의 배양조건에 다른 물질대사 및 IGFBP-3 발현을 살펴본 결과, glucose 농도에 따른 glucose 소비와 triglyceride 축적 수준은 고농도 glucose 배양 조건에서 증가한 반면, 총 단백질 함량은 고농도 glucose배양 조건에서 시간의 경과에 따라 감소하였다. 또한 고농도 glucose 배양 조건에서 5일 동안 배양한 세포 배양액내의 유리아미노산 함량은 저농도보다 고농도 glucose 배양 조건에서 높게 나타났다. IGFBP-3 단백질 수준과 mRNA수준은 저농도 glucose배양 조건에서 증가하였으나, IGFBP-3 단백질 분해효소에 따른 영향은 없었다. 이상의 결과에서 glucose 배양조건에 따른 물질대사는 부분적으로 세포를 이용한 당뇨병 모델 실험에서 in vivo와 같은 결과를 얻지 못하였지만, IGFs와 같은 세포 성장인자에 대한 연구를 통해 세포수준의 당뇨병 모델화가 가능하다고 여겨진다.

Anti-hyperglycemic and Anti-hyperlipidemic Activities of Acanthopanax Senticosus Herbal Acupuncture in C57BL/6J ob/ob Mice

  • Lee, Sang-Keel;Kim, Yong-Suk;Kang, Sung-Keel
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제23권2호
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    • pp.1-19
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    • 2006
  • Objectives : The aim of this study was to investigate the hypoglycemic and hypolipidemic activities and mechanisms of Acanthopanax senticosus (AS) herbal acupuncture. Methods : Anti-diabetic and anti-steatotic activity of the AS herbal acupuncture was investigated on C57BL/6J ob/ob mice. After random grouping at the age of 9 weeks, the herbal acupuncture groups were injected subcutaneously at the left and right Gansu (BL18) corresponding acupuncture points alternately on exactly the same time every day with 0.1ml of either 400 mg/kg or 800 mg/kg of AS (AS400 and AS800) for 8-week period. As a positive control, metformin was administrated at a dose of 300 mg/kg (MT300). Body weights were measured weekly, and on every other week blood was collected for blood glucose analysis. At the end of study, blood was also collected for determination of plasma insulin and lipid levels, after which they were killed and periepidydimal fat, liver, muscle, and pancreas were immediately removed. The removed tissues were instantly soaked in liquid nitrogen and stored at $-70^{\circ}C$ for morphological examination and mRNA analysis. Results : The AS herbal acupuncture significantly prevented weight gain on C57BL/6J ob/ob mice. The AS herbal acupuncture lowered blood glucose and improved glucose tolerance in C57BL/6J ob/ob mice. The increase of insulin response during the OGTT was inhibited by the AS herbal acupuncture. Insulin sensitivity of skeletal tissue was enhanced. Plasma lipid levels were significantly improved in the AS herbal acupuncture groups. The AS herbal acupuncture decreased hepatic lipogenesis and hepatic triglyceride production, and increased fatty acid (FA) transporter that involves in FA uptake. The AS herbal acupuncture inhibited the increase of liver mass by prevention of the accumulation of TG but did not inhibit weight gain of fat tissue on C57BL/6J ob/ob mice. Conclusion : In summary, we have demonstrated several unique properties of the AS herbal acupuncture in decreasing body weight, and reversing insulin resistance and hepatic steatosis in ob/ob mice. This AS herbal acupuncture acts as an insulin sensitizer and specifically decreases circulating glucose and lipids, and suppresses hepatic lipogenesis.

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NIS 기능의 전사 및 전사외 조절과 방사성옥소 섭취 (Transcriptional and Nontranscriptional Regulation of NIS Activity and Radioiodide Transport)

  • 정경호;이경한
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제41권5호
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    • pp.343-349
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    • 2007
  • 방사성옥소는 갑상선암의 핵의학적 영상과 방사성치료에 널리 그리고 성공적으로 사용되어 왔다. 최근 세포의 옥소섭취를 담당하는 운반체로서 Na/I symporter (NIS)의 분자세포학적 특성이 규명되고 그 유전자가 클로닝되면서 앞으로는 갑상선암 이외의 각종 암에도 NIS 유전자를 외부에서 전달함으로써 방사성옥소 치료를 적용하는 새로운 암치료 기술이 가능할 것으로 기대되고 있다. 방사성옥소를 이용한 암치료의 성공을 위해서는 NIS를 통한 표적세포의 옥소 섭취를 극대화 시키는 것이 핵심이다. TSH는 갑상선 세포의 NIS 발현을 항진시키고 retinoic acid는 갑상선암과 유방암 세포의 NIS발현을 증가시키는 효과가 있다. 또 일반 암세포에는 NIS 유전자를 전달하여 발현 시킬 수 있다. 그러나 NIS 발현 만으로는 원하는 수준의 방사성옥소 섭취를 충분히 얻지 못할 수 있다. 이는 세포의 옥소 섭취가 NIS 단백질의 총량이 아니라 세포막에 위치한 NIS의 양에 의해 결정되기 때문이다. 즉, 옥소를 섭취하려는 전사된 NIS단백질이 세포막으로 이동하여 정상적으로 기능하게 하는 조절 기전이 중요하다. NIS의 세포막 이동 기전은 아직 밝혀져 있지 않으나 다른 운반체와 유사하게 단백질의 전사후 glycosylation이나 phosphorylation이 관여할 것으로 생각된다. 본 연구진은 NIS 유전자를 전달한 암세포에서epidermal growth factor를 통한 extracellular signal regulated kinase 신호경로의 활성화가 방사성옥소 섭취를 항진시킴을 관찰하여 NIS의 전사외 기능조절 기전을 조사하고 있다. 앞으로 NIS기능에 대한 조절기전이 보다 자세하게 밝혀지면 방사성옥소 치료기술과 NIS유전자 영상기술의 개선과 발전에 도움이 될 것으로 기대된다.

Prevotella intermedia에서의 Hemin 결합 단백질 유전자의 분리 및 염기서열 분석 (MOLECULAR CLONING AND SEQUENCE ANALYSIS OF THE GENE FOR THE HEMIN-BINDING PROTEIN FROM Prevotella intermedia)

  • 김신;김성조
    • 대한소아치과학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.304-310
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    • 2006
  • 본 연구는 치주질환 주요 병인균주 중의 하나인 P. intermedia를 대상으로 하여, 이 균주에서의 hemin 결합 단백질 유전자를 분리하고 염기서열을 결정하기 위하여 수행되었다. 본 연구에서는 약 5,000개의 recombinant colony들을 스크리닝하여 hemin 결합 단백질 유전자를 포함하고 있는 것으로 여겨지는 1개의 클론(pHem1)을 확인하였다. Restriction enzyme mapping 결과 pHem1의 insert DNA의 크기는 약 2.5kb이었으며 P. intermedia chromosomal DNA 내에는 hemin 결합 단백질 유전자가 single copy로 존재하였고, transcript의 크기는 약 1.8kb이었다. 분리한 pHem1 유전자는 1개의 ORF를 가지고 있으며, ORF의 크기는 2,550bp로 약 850개의 아미노산 폴리펩타이드로 구성되어 있다. 또한, pHem1 유전자는 이미 밟혀진 다른 유전자들과 상동성을 보이지 않았다. 본 연구는 P. intermedia에서의 porphyrin생리 및 hemin 획득기전을 분자생물학적으로 규명하는데 있어 중요한 의의가 있으리라 사료된다. 향후 pHem1 유전자의 특성 분석 등이 수행되어야 할 것으로 여겨진다.

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도시지역에 적용가능한 인공습지에서의 강우유출수 함유 오염물질의 거동과 특성 (Characteristics and Fate of Stormwater Runoff Pollutants in Constructed Wetlands)

  • ;;최지연;;김이형
    • 한국습지학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.37-44
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    • 2017
  • 도시지역은 인구가 집중되어 토지이용이 집약적이며 불투수면의 비율이 높아 강우시 비점오염에 의한 영향이 높은 지역이다. 비점오염원은 강우시 다양한 토지이용으로부터 발생되며 수계에 직접적인 영향을 미치고 오염물질의 종류와 양에 따라 불확실성이 높은 오염원이므로 점오염원과 함께 관리가 필요하다. 이러한 비점오염원을 관리하기 위한 방안으로 국내 외에서는 자연적인 기작을 이용한 비점오염원 관리기법인 저영향개발기법 (Low impact development, LID)을 도입하였으며 침투도랑, 식생체류지, 인공습지 등 다양한 요소기술이 포함된다. 이중 인공습지는 수질정화 (비점오염물질 저감)와 더불어 물을 저류하는 기능을 가진 친환경적인 시설로 잘 알려져 있다. 본 연구는 비점오염원 관리를 위한 LID 기술의 효과를 알아보기 위하여 수행되었으며 도시지역에 조성된 두 종류의 인공습지를 운영한 결과를 분석하고 평가하고자 한다. 연구대상 인공습지는 HSSF형과 Hybrid형으로 두 시설 모두2010년에 조성되어 현재까지 운영 중에 있으며 본 논문에서는 2010년부터 2015년까지의 총 42회의 모니터링 결과를 이용하였다. 분석결과, 두 인공습지를 통해 강우유출유출량을 평균 37~41% 범위로 저감되였으며 오염물질별 저감효율의 경우 TSS는 63~79%, TN은 38~54%, TP는 54%, 중금속은 32~81% 범위로 나타나 도시지역내 인공습지 적용시 비점오염원 저감에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

하이브리드 빗물정원 시스템에서의 비점오염물질 및 강우유출수 이송 특성 (Transport of nonpoint source pollutants and stormwater runoff in a hybrid rain garden system)

  • ;;;;김이형
    • 한국습지학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.481-487
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    • 2016
  • 본 연구는 도시 강우유출수 처리를 위한 하이브리드 빗물정원 시스템을 개발하고자 수행되었으며, Pilot scale 모니터링을 통하여 시스템 내의 서로 다른 구성요소간의 효율을 검증하였다. 유입수는 국내 외 도로강우유출수의 농도를 고려한 인공강우유출수를 이용하여 수행하였다. 모니터링 결과 하이브리드 빗물정원은 시설 내 저류 80%, 지하수의 침투 15%로 유입수의 약 95% 저감되는 것으로 나타났다. 이는 ST의 저류 및 PB와 IT의 침투 기작이 물순환 효과에 기여한 것으로 판단된다. 또한 오염물질 저감효율을 산정한 결과, TSS의 경우 평균 87%으로 나타났으며, 유기물은76%, 영양염류는 46%, 중금속은 56%으로 나타났다. 이는 PB와 IT에 포함된 여재의 여과, 침투 및 식생과 토양의 생물학적 흡수 기작 영향에 의해 나타난 결과로 판단된다. 이러한 연구 결과는 향후 빗물정원의 효율을 향상시키기 위한 시설의 개선 및 설계방안으로 활용 가능할 것으로 평가된다.

콘크리트 철도 침목 폐기물을 활용한 CO2 포집제 제조 연구 (Research on the Production of CO2 Absorbent Using Railway Tie Concrete Waste)

  • 이규빈;이재영;장형준;고상원;홍혜진
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.260-266
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    • 2023
  • 최근 세계적으로 이산화탄소(CO2)의 과도한 배출로 기후변화가 야기되며 CO2를 제거하고 활용하는 기술이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 철도의 선로에서 발생하는 콘크리트 철도 침목 폐기물을 CO2 흡수 소재의 활용 가능성을 평가하고 CO2 흡수 반응 전/후의 물리화학적 성질 분석을 통해 CO2 제거 메커니즘을 연구하였다. 콘크리트 철도 침목 폐기물은 대부분 Si(26.60 %)로 이루어져 있고 Ca 함유량이 9.82 %로 포틀랜드 시멘트, 일반 콘크리트 폐기물 시료와 비교하였을 때 가장 적음에도 불구하고 함유량의 98 %가 CO2 포집 반응에 참여하여 CO2 포집 소재로의 우수한 활용 가능성을 입증하였다. TGA와 XRD 분석을 통해 콘크리트 철도 침목 폐기물 기반 CO2 포집 소재가 함유하고 있는 Ca가 CO2 기체와의 반응을 통해 CaCO3로 전환되는 탄산화 반응이 CO2 제거의 주요 메커니즘임을 확인하였다. 또한 SEM 분석 결과 CO2 포집 반응 이후에 0.1 ㎛ 이하 크기의 CaCO3 입자가 다량 형성되었으며, 이는 CO2 포집 소재 내부에 거대기공을 메조기공으로 변환시켜 포집 소재의 비표면적 증가를 야기하였다.

중금속으로 오염된 토양에서 근권부의 화학적 특성에 미치는 vetiver grass (Vetiveria zizianioides)의 영향 (Influence of Vetiver Grass (Vetiveria zizanioides) on Rhizosphere Chemistry in Long-term Contaminated Soils)

  • 김권래;;;김계훈
    • 한국토양비료학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.55-64
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    • 2008
  • 일반적으로 근권부로 알려진, 토양과 뿌리 사이의 계면(soil-root interface)에서 일어나는 주요 기작에 대한 세부적 이해는 성공적인 phytoremediation 기술을 위해 특정 식물의 적용 가능성을 평가하는데 있어 매우 중요하다. 가령 어떤 식물은 토양중 낮은 중금속 유효도라는 제한인자를 극복하기 위해 근권부에서 특정 기작을 일으키기도 한다. 본 연구는 토양 고정 (land stabilization)에 탁월한 효과를 보이고 있는 vetiver grass(Vetiveria zizanioides)를 중금속으로 오염된 3가지의 다른 토양에 재배함으로써, 식물 뿌리가 근권부 토양의 화학적 특성에 미치는 영향과 이에 따른 식물의 중금속 흡수 특성을 조사하였다. Vetiver grass 재배 후 근권부 토양의 토양수 pH는 시험에 이용된 모든 토양에서 0.3-1.1 만큼 증가하였고, 토양수 중 유기탄소의 함량도 $23mg\;L^{-1}$ 에서 $173mg\;L^{-1}$로 가장 많이 증가한 PP02 토양을 비롯해서 모든 토양에서 증가하였다. 이와 같은 근권부 토양수의 화학적 변화는 중금속 오염토양에 노출된 vetiver grass의 뿌리에서 나온 분비물(exudates)에서 비롯된 것이다. 결과적으로 근권부 토양수의 화학적 특성 변화는 중금속(카드뮴, 납, 구리, 아연) 유효도 및 화학종 변화에 영향을 미쳤다. 중금속의 최초 유효도는 시험에 이용된 토양의 종류에 따라 달랐으며 vetiver grass 재배 후 이 유효도의 변화 또한 토양 종류의 영향을 받아 증가 또는 감소하였다. 가장 높은 중금속 유효도를 보인 토양은 Ko01 토양으로 토양수 중 카드뮴과 납의 농도가 각각 $2,091{\mu}g\;L^{-1}$, $318{\mu}g\;L^{-1}$ 이었다. 일반적으로 vetiver grass에 의해 증가한 pH는 중금속 유효도를 감소시켰고, 반면에 증가한 유기탄소는 토양중 중금속과 복합물질을 형성하면서 토양수 중 중금속의 농도를 높였다. Donnan speciation 기술을 이용한 화학종 분리 결과 토양수 중 순이온으로 존재하는 카드뮴과 아연의 농도가 현저히 감소하였고, vetiver grass에 의하여 체내에 축적된 중금속의 함량은 토양중 중금속 총함량이 아닌 토양수 중 중금속 유효도와 깊은 관계를 보였다.