• 한국환경보건학회지
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• 제34권4호
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• pp.327-332
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• 2008

To determine structure and activities of microbial communities in a food wastewater treatment system, biofilm of RABC (rotating activated Bacillus contactor) and samples of aeration tanks were analyzed. Heterotrophic bacterial concentrations were similar between biofilm and stage 1 aeration tank and decreased 2-log at stage 3 aeration tank as dissolved oxygen decreased, however portions of Bacillus groups were increased at stage 3 aeration tank. It was revealed by quantitative and qualitative analysis of metabolic fingerprinting patterns of Biolog GN2 plate that RABC represented much higher activities and a different microbial community structure compared to aeration tanks. Metabolic fingerprinting showed the carbon sources that isolated Bacillus groups could or could not use, were used similarly meaning that not only Bacillus groups but also other microbial groups would contribute to the treatment of wastewater.

• 생명과학회지
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• 제19권3호
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• pp.349-355
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• 2009

돈 도축 식품폐수를 처리하는 생물막 시스템인 RABC (rotating activated Bacillus contactor) 공정의 생물막과 점감식으로 운영되는 포기조의 동일한 시료를 대상으로 Biolog GN2 plate를 이용한 호기/혐기 대사지문 분석으로 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째 대응표본 상관관계 분석과 pairs t-test를 통하여 매일 측정값보다 일별변화량이 전반적인 군집구조의 유사성을 나타내는 것으로 판단되었다. 둘째 생물막이 포기조 시료들에 비해 높은 탄소원 이용도를 보여(p<0.01) 생물막의 높은 유기물 제거 능력을 알 수 있었고 포기조 시료사이는 이용된 탄소원의 상관관계가 높았고(78%) 활성정도도 비슷하였다(p=0.287). 셋째 활발하게 이용된 탄소원의 종류는 시료별로 차이를 보여 활성을 보이는 군집이 각 처리단계 별로 변화하는 것으로 판단되었다. 마지막으로 같은 시료라도 호기/혐기 조건에 따라 대사지문에 차이를 보여 미호기성 및 혐기성 군집구성원에 의한 활성 차이를 확인하였다. 향후 대사지문(metabolic fingerprinting)을 통한 활성군집 비교에 일별변화량과 혐기조건 분석을 병행하면 더욱 풍부한 분석이 가능할 것이다.

• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2008년도 제49회 학술심포지움 및 국제학술대회
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• pp.76.1-76.1
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• 2008

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권7호
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• pp.2320-2324
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• 2012

A novel approach for metabolite extraction and fingerprinting was introduced based upon the nano-baskets and emulsion liquid membrane-nuclear magnetic resonance (ELM-NMR) technique. The objective of this method is optimizing the fingerprints, minimizing the metabolic variation from analysis, increasing the likelihood differences, and obtaining the maximum extraction yield. Low molecular weight metabolites in rat serum were recovered by ELMs using 12 nano-baskets of calixarene, as both emulsifier and carrier. The yields of ELMs were optimized by the method of one-at-a-time. According to NMR data, the maximum metabolic variation was achieved using scaffold 4 (4 wt %), n-decane membrane, stirring rate of 300 rpm, treat and phase ratios of 0.3 and 0.8, respectively. The results revealed that some calixarenes tend to extract non-specific macromolecules; and repeatability of fingerprints for 7-mediated ELM was maximum and for 3-mediated ELM was minimum. The yield of extractions was obtained to be higher for n-decane and lower for carbon tetrachloride. Among different membranes, the fingerprints by chlorinated liquid membranes were more repeatable than using toluene or n-decane.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제32권1호
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• pp.34-42
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• 2014

Soy and fermented soy are popular and recognized as a health food among Koreans. Since soy proteins are known to be protease resistant, even to pepsin and pancreatin, it is hypothesized that soy proteins may interact with the intestinal tract and trigger certain physiological reactions. To test this hypothesis, mice were fed diets supplemented with soy, Chunkukjang, or casein. The differentially expressed proteins were analyzed using 2-D gels and identified by peptide mass fingerprinting using mass spectrometry. The majority of the differentially expressed proteins could be functionally grouped into metabolic enzymes and calcium-binding proteins. The differential protein expression by the soy-fed groups was also verified based on a representative protein, tropomyosin, using a Western blotting analysis. In addition, the soy-fed groups exhibited a taller villi structure. Therefore, this study suggests that soy proteins can be an effective nutrient and physiological stimulant for the intestines.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 2007년도 Proceedings of The Convention
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• pp.11-15
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• 2007

Metabolomics is an emerging technology which makes it possible to evaluate change of biological system in response to the physiological, environmental alterations. It has advantages in the simplicity and sensitivity to analyze metabolites since the researcher can use cutting edge instrument, such as mass spectrometry and simple sample preparation method compared to genomics or proteomics. Nowadays this technology has been tried in pharmaceutical area to investigate toxicity and efficacy of drug candidates and drugs in preclinical test. The metabolomic applications on the pharmaceutics for early prediction on toxicity and efficacy are described in this presentation. The multivariate analysis to get metabolic fingerprinting and its relations with the physiological changes are investigated with several drugs. Feasibility of metabolomic application for pharmaceutical area would be suggested from those researches.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제25권6호
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• pp.559-568
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• 2017

Metabolomics has been used as a powerful tool for the analysis and quality assessment of the natural product (NP)-derived medicines. It is increasingly being used in the quality control and standardization of NP-derived medicines because they are composed of hundreds of natural compounds. The most common techniques that are used in metabolomics consist of NMR, GC-MS, and LC-MS in combination with multivariate statistical analyses including principal components analysis (PCA) and partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA). Currently, the quality control of the NP-derived medicines is usually conducted using HPLC and is specified by one or two indicators. To create a superior quality control framework and avoid adulterated drugs, it is necessary to be able to determine and establish standards based on multiple ingredients using metabolic profiling and fingerprinting. Therefore, the application of various analytical tools in the quality control of NP-derived medicines forms the major part of this review. $Veregen^{(R)}$ (Medigene AG, Planegg/Martinsried, Germany), which is the first botanical prescription drug approved by US Food and Drug Administration, is reviewed as an example that will hopefully provide future directions and perspectives on metabolomics technologies available for the quality control of NP-derived medicines.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권3호
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• pp.257-264
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• 2015

본 연구에서는 식물조직배양기법을 통해 생산된 부정근과 이들의 표준 한약자원 약용부위에서 추출된 전세포추출물의 FT-IR스펙트럼 분석을 통해 대사체 수준에서의 동등성을 비교 분석함으로써 보다 안전하고, 균일한 한약자원 약용부위의 대체 공급수단을 개발하고자 하였다. 이를 위해 대표적인 한약자원 품목인 백수오(Cynanchum wilfordii), 백출(Atractylodes japonica), 하수오(Polygonum multiflorum), 그리고 황기(Astragalus membranaceus) 등 4 종류 약용식물의 표준 한약자원 약용부위와 기내에서 생산된 이들의 부정근들을 FT-IR 분석에 사용하였다. FT-IR 스펙트럼 데이터의 PCA (principal component analysis)와 PLS-DA (partial least square discriminant analysis) 분석결과 백수오와 황기의 표준 약용부위 시료들 사이에서 전체 대사체 패턴이 매우 유사함을 알 수 있었다. 특히 이들 한약자원 품목들의 경우 기내생산 부정근 시료들과도 전체 대사체 패턴이 매우 유사함을 알 수 있었다. 본 결과로 미루어볼 때 백수와 황기의 경우 기내에서 대량생산된 부정근이 이들 한약자원 품목의 약용부위에 대한 새로운 공급수단으로 활용이 가능함을 보여주는 결과라 사료된다. 그러나 백출과 하수오의 부정근 시료들의 경우 전체 대사체 패턴이 이들의 표준 약용부위 시료들과 차이를 보였다. 또한 본 연구를 통하여 다양한 한약자원 품목들의 약용부위 시료들로부터 빠르고 간편하게 전체 대사체 수준에서 유사도 비교가 가능함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서 확립된 FT-IR 스펙트럼기반 다변량통계분석 기술은 다양한 한약자원 약용부위 시료들의 대사체 수준 동등성을 식별하는 수단으로 활용이 가능할 것으로 기대된다. 더 나아가 본 기술이 한약자원품목들의 성분 표준화에 크게 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권1호
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• pp.12-24
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• 2010

식물 대사체 (plant metabolomics) 연구는 식물 세포 및 조직에 존재하는 모든 대사산물의 시간적, 공간적 변화를 추적 조사함으로써 식물의 복잡한 생리 현상을 총체적으로 이해하는 연구이다. 이와 같은 식물 대사체 연구는 최근 개발이 이루어지고 있는 여러 오믹스 연구 분야의 하나로 시스템생물학의 한 분야이다. 식물 대사체 연구는 시료로부터 순수 화합물 또는 복합물을 정제하거나 또는 정제가 이루어지지 않은 혼합액으로부터 대사체 스펙트럼 정보를 확보하여 분석이 이루어지므로 추출액 제조 및 얻어진 대사체 데이터의 분석과정의 표준화가 필수적으로 이루어져야 한다. 이는 대사체 분석 결과의 해상도 및 재현성의 확보의 핵심 요소 이다. 식물 대사체 연구는 기능유전체학의 연구 수단은 물론 식물의 종, 품종, 더 나아가 GM 식물의 식별, 대사조절 기작 규명, 유용물질 생산, 식물의 외부 환경 스트레스 요인에 대한 다양한 생리적 반응 이해 등 다양한 연구 분야에서 활용이 이루어지고 있다. 최근 식물 대사체 연구는 모델식물(벼, 애기장대)의 유전체 정보와 연계하여 돌연변이주의 분석을 통해 유전자의 기능 정의 수단으로 활용되고 있다. 따라서 향후 유전체 정보와 대사체 정보의 연계를 통해 복잡한 대사경로 규명이나 다양한 생리 현상 해석 연구가 더욱 활발하게 진행될 것으로 전망된다.

• 한국식품과학회지
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• 제47권1호
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• pp.20-26
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• 2015

본 연구에서는 상업용 곶감의 꽃받침과 종자를 이용하여 대사체 수준에서의 원산지와 품종 식별 체계를 확립하였다. 실험에 이용된 곶감 시료는 국내산 곶감 함안수시(Hamansusi), 예천고종시(Yecheongojongsi), 산청단성시(Sancheongdanseongsi), 그리고 논산월하시(Nonsanwalhasi) 4개 품종과 국내에서 판매되고 있는 중국산 곶감 2개 종류의 꽃받침과 종자를 사용하였으며, 꽃받침과 종자 시료의 전세포 추출물로부터 FT-IR 스펙트럼 데이터를 기반으로 다변량 통계분석(PCA, PLS-DA)을 실시하였다. 이 결과 국내산 곶감 4품종과 중국산 곶감 2종류가 두 그룹으로 확연히 나뉘어지는 것을 확인할 수 있었다. 상업용 곶감의 꽃받침을 PLS regression을 실시한 결과 국내산과 중국산 곶감을 100% 예측할 수 있었다. 또한 곶감 종자를 이용하여 품종 식별한 결과 각 4개의 그룹으로 나뉘어지는 것을 확인할 수 있었으며, PLS regression을 실시한 결과 약 86%의 정확도로 품종 식별이 가능함을 알 수 있었다. FT-IR 스펙트럼 분석의 간편성과 신속성을 고려할 때, 본 연구 결과는 상업용 곶감에 대한 원산지나 품종 식별의 신속한 수단으로 활용할 수 있을 것으로 예상된다. 더 나아가 본 기술을 이용하여 다른 농산물의 원산지 또는 품종 식별 수단으로 활용이 가능할 것으로 기대된다.