• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.154-155
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• 2012

The promise of nano-crystalites (nc) as a technological material, for applications including display backplane, and solar cells, may ultimately depend on tailoring their behavior through doping and crystallinity. Impurities can strongly modify electronic and optical properties of bulk and nc semiconductors. Highly doped dopant also effect structural properties (both grain size, crystal fraction) of nc-Si thin film. As discussed in several literatures, P atoms or radicals have the tendency to reside on the surface of nc. The P-radical segregation on the nano-grain surfaces that called self-purification may reduce the possibility of new nucleation because of the five-coordination of P. In addition, the P doping levels of ${\sim}2{\times}10^{21}\;at/cm^3$ is the solubility limitation of P in Si; the solubility of nc thin film should be smaller. Therefore, the non-activated P tends to segregate on the grain boundaries and the surface of nc. These mechanisms could prevent new nucleation on the existing grain surface. Therefore, most researches shown that highly doped nc-thin film by using conventional PECVD deposition system tended to have low crystallinity, where the formation energy of nucleation should be higher than the nc surface in the intrinsic materials. If the deposition technology that can make highly doped and simultaneously highly crystallized nc at low temperature, it can lead processes of next generation flexible devices. Recently, we are developing a novel CVD technology with a neutral particle beam (NPB) source, named as neutral beam assisted CVD (NBaCVD), which controls the energy of incident neutral particles in the range of 1~300eV in order to enhance the atomic activation and crystalline of thin films at low temperatures. During the formation of the nc-/pm-Si thin films by the NBaCVD with various process conditions, NPB energy directly controlled by the reflector bias and effectively increased crystal fraction (~80%) by uniformly distributed nc grains with 3~10 nm size. In the case of phosphorous doped Si thin films, the doping efficiency also increased as increasing the reflector bias (i.e. increasing NPB energy). At 330V of reflector bias, activation energy of the doped nc-Si thin film reduced as low as 0.001 eV. This means dopants are fully occupied as substitutional site, even though the Si thin film has nano-sized grain structure. And activated dopant concentration is recorded as high as up to 1020 #/$cm^3$ at very low process temperature (＜ $80^{\circ}C$) process without any post annealing. Theoretical solubility for the higher dopant concentration in Si thin film for order of 1020 #/$cm^3$ can be done only high temperature process or post annealing over $650^{\circ}C$. In general, as decreasing the grain size, the dopant binding energy increases as ratio of 1 of diameter of grain and the dopant hardly be activated. The highly doped nc-Si thin film by low-temperature NBaCVD process had smaller average grain size under 10 nm (measured by GIWAXS, GISAXS and TEM analysis), but achieved very higher activation of phosphorous dopant; NB energy sufficiently transports its energy to doping and crystallization even though without supplying additional thermal energy. TEM image shows that incubation layer does not formed between nc-Si film and SiO2 under later and highly crystallized nc-Si film is constructed with uniformly distributed nano-grains in polymorphous tissues. The nucleation should be start at the first layer on the SiO2 later, but it hardly growth to be cone-shaped micro-size grains. The nc-grain evenly embedded pm-Si thin film can be formatted by competition of the nucleation and the crystal growing, which depend on the NPB energies. In the evaluation of the light soaking degradation of photoconductivity, while conventional intrinsic and n-type doped a-Si thin films appeared typical degradation of photoconductivity, all of the nc-Si thin films processed by the NBaCVD show only a few % of degradation of it. From FTIR and RAMAN spectra, the energetic hydrogen NB atoms passivate nano-grain boundaries during the NBaCVD process because of the high diffusivity and chemical potential of hydrogen atoms.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권1호
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• pp.88-100
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• 2018

벼 재배 논에서 발생하는 메탄 배출량은 농업 부문에서 가장 큰 온실가스 배출원이지만 자연 환경 및 경작 관행에 따라 지역차가 크게 나타난다. 이를 가시화하고 그 원인과 특성을 분석하기 위해, 2010 농림어업총조사 자료를 바탕으로 IPCC 지침에 따라 행정구역별 메탄 배출량을 산정하고, 그 결과를 지도로 제작하였다. 산출된 단위 면적 당 메탄 배출량의 전국 평균은 $380{\pm}74kg\;CH_4\;ha^{-1}yr^{-1}$로 나타났으며, 전반적으로 서부 지역이 동부 지역보다 더 높은 추세를 보였다. 지역차를 발생시키는 주요인은 $SF_o$ 보정인자이며, 여기에 경작 일수가 그 차이를 상쇄하거나 심화시키는 역할을 하는 것으로 나타났다. 현장에서 관측한 메탄플럭스 자료와 이론적으로 산출된 값들을 비교했을 때, 사례에 따라 크고 작은 차이를 보였다. 최근의 지구 온난화 경향을 반영하는 28의 메탄 GWP 값을 적용할 경우, 전국 논의 총 메탄 배출량은 8,742 천 톤 $CO_2eq$로서, 국가 온실가스 인벤토리 보고서에 제시된 10,048 천 톤 $CO_2eq$보다 13% 낮게 계산되었다. 이 연구에서 제작된 상세지도를 통해 메탄 배출량의 지역차를 명확히 인식할 수 있으며, 주요 조절 인자에 대한 분석은 실질적인 메탄 저감 대책을 마련하는 데 중요한 과학적 근거를 제공할 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권1호
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• pp.76-81
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• 2017

본 연구에서는 개소시랑개비 (Potentilla supina)의 전초를 이용하여 세포독성 및 항염증 활성 효과를 평가하였다. 대식세포인 RAW264.7 cell에서 염증 매개 물질인 lipopo-lysacchride(LPS)로 염증을 유발해 nitric oxide (NO), Inducible nitric oxide synthase (iNOS)와 prostaglandin$E_2$($PGE_2$) 같은 염증 유발 인자들의 억제효과를 확인하였다. 개소시랑개비 ethyl acetate 분획물의 염증 유발 인자 억제 시 $IC_{80}$ value를 측정하였을 때 nitric oxide 및 prostaglandin $E_2$ 생성을 농도의존적으로 현저하게 저해하는 농도는 각각 29.34와 $50.75{\mu}g/ml$이었고 Inducible nitric oxide synthase의 양도 $50{\mu}g/ml$ 처리하였을때 농도 의존적으로 발현 감소 하였다. 따라서 본 연구결과는 개소시랑개비의 ethyl acetate 분획물과 같은 비극성용매 분획물들이 유의성 있는 항염증 효과를 나타내었으며, 이러한 효능은 예방의학적 가능성을 충분히 가지고 있기에 염증성질환의 예방을 위한 건강 기능성식품의 개발 가능성을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 염증과 관련된 사이토카인 및 단백질 발현 메커니즘에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국작물학회지
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• 제59권4호
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• pp.511-520
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• 2014

우수한 사료자원으로 평가되는 케나프의 생산단가를 낮추기 위하여 새만금 간척지 시험포에서 염농도 단계별 생육 및 수량을 관찰한 결과 케나프는 중.상정도의 내염성을 보유한 작물로 평가할 수 있으며 충분한 제염이 이루어진다고 하면 간척지에서의 재배 가능성도 충분할 것으로 평가할 수 있었다. 염농도별 케나프의 발아력을 조사한 결과 토양 염농도가 4.0 dS/m (=0.26%) 일 때 84%이던 케나프 발아율이 5.0 dS/m (=0.32%) 에서는 18%로 급격히 떨어졌으며 6.0 dS/m (=0.39%) 에서는 발아율이 10%를 넘지 못하였다. 또한 생육 상황도 토양 염농도에 비례하여 급격히 떨어졌는데 케나프는 줄기직경을 2.6 cm 이상으로 유지할 수 있을 경우 엽수가 유의할 수준으로 늘어나고 줄기부분에 대한 상대적 무게비율이 증가하는 결과를 얻을 수 있었다. 이는 잎의 분열을 촉진시킬 수 있는 충분한 생장량 확보가 줄기직경 2.6 cm 이상에서부터 가능하다는 것을 의미하는데 새만금에서는 토양 염농도 4.0 dS/m (=0.26%) 이하에서는 케나프의 줄기직경을 2.6 cm 이상으로 유지하는 것이 가능하였으나 염농도가 5.0 dS/m (=0.32%)를 넘어서게 되면 줄기직경이 2.0 cm 이하로 엽수도 20~46% 감소하였다. 생육장해는 파종 후 1개월 경과부터 본격적으로 나타나기 시작하였는데 엽 정단이 고사하고 주변 잎 들이 급격하게 황화 낙엽되는 현상이 발생하였다. 케나프의 토양 염농도에 대한 수량성을 분석한 결과 토양 염농도 4.0 dS/m (=0.26%) 까지는 비간척지에 비해 수량이 최대 19% 하락하였으나 염농도간 차이는 크지 않았다. 그러나 토양 염농도가 4.0 dS/m (=0.26%)를 넘어서는 5.0 dS/m (=0.32%) 에서는 비간척지의 51% 수준을 유지하는데 그쳤으며 토양 염농도 4.0 dS/m (=0.26%)일 때의 수량에 비해서도 38% 감소하였다. 통계분석을 통하여 간척지에서 수량성 감소를 80% 이내로 유지 할 수 있는 토양 염농도를 산출해본 결과 토양 염농도가 4.2 dS/m이내로 유지될 경우 케나프의 생산성은 80% 이상을 유지할 수 있었다.

• 한국식품영양학회지
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• 제28권3호
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• pp.458-464
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• 2015

본 연구에서는 진피의 활용도를 높이기 위한 연구의 일환으로 유기용매별에 따른 생리활성물질의 용출량을 측정하기 위해, 진피와 에탄올 진피 추출물을 대상으로 유기용매인 에틸 아세테이트, 아세톤, 염화 메틸렌, 메탄올을 이용하여 추출한 시료를 대상으로 총 폴리페놀 함량, 전자공여능, glutathione S-transferase(GST)의 활성 저해력을 측정한 결과는 다음과 같다. 1. 총 폴리페놀 함량은 ethyl acetate인 경우 진피는 $928.48{\pm}1.19{\mu}g\;GAE/mL$, 에탄올 추출 진피는 $664.64{\pm}0.74{\mu}g\;GAE/mL$로, acetone인 경우 진피는 $886.03{\pm}0.44{\mu}g\;GAE/mL$, 에탄올 추출 진피는 $702.67{\pm}0.85{\mu}g\;GAE/mL$로, methylene chloride인 경우 진피는 $413.08{\pm}1.39{\mu}g\;GAE/mL$, 에탄올 추출 진피는 $429.64{\pm}0.61{\mu}g\;GAE/mL$로, methanol인 경우 진피는 $12,648.60{\pm}0.56{\mu}g\;GAE/mL$, 에탄올 추출 진피는 $16,108.20{\pm}0.73{\mu}g\;GAE/mL$로 나타나, 진피나 에탄올 추출 진피는 모두 methanol로 추출한 것이 상대적으로 높게 나타났으며, 총 폴리페놀의 함량 차이는 유기용매별 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(p<0.05). 2. 전자공여능은 ethyl acetate인 경우 진피는 62.80%, 에탄올 추출 진피는 51.49%로 나타났으며, acetone인 경우 진피는 97.43%, 에탄올 추출 진피는 63.17%로 나타났으며, methylene chloride인 경우 진피는 52.20%, 에탄올 추출 진피는 67.68%로 나타났으며, methanol인 경우 진피는 97.63%, 에탄올 추출 진피는 96.18%로 나타났다. Electron donating ability(EDA)는 유기용매 중 메탄올로 추출하였을 때가 상대적으로 가장 높게 나타났으며, 유기용매별로 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(p<0.05). 3. Glutathione S-transferase(GST)에 대한 활성 저해능은 ethyl acetate인 경우 진피는 76.22%, 에탄올 추출 진피는 75.54%로 나타났으며, methylene chloride인 경우 진피는 31.73%, 에탄올 추출 진피는 73.53%로 나타났으며, methanol인 경우 진피는 97.48%, 에탄올 추출 진피는 48.70%로 나타났다. Glutathione S-transferase(GST)에 대한 활성 저해능은 진피인 경우 유기용매 중 메탄올로 추출하였을 때가 가장 높게 나타났고, 에탄올 추출 진피인 경우는 에탄올과 methylene chloride로 추출할 때가 높게 나타났으며, 유기용매별로 통계적으로 유의한 것으로 나타났다(p<0.05).

• 생명과학회지
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• 제25권10호
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• pp.1156-1163
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• 2015

고량강(Alpinia officinarum), 산초(Zanthoxylum schinifolium), 황금(Scutellaria baicalensis Georgi), 왕느릅나무(Ulmus macrocarpa Hance), 네 종류의 식물성 한방 약재의 면역증강효능을 cyclophosphamide를 처리한 동물모델을 이용하여 조사하였다. 실험은 cyclophosphamide로 면역억제를 유도한 후 네 종류의 한방 약재를 식이하여 cyclophosphamide에 의해 억제된 면역인자의 회복 여부를 조사하였다. 네 종류의 한방 약재를 동일한 방법으로 열수 추출한 후 동일한 농도로 마우스에 처리하였다. 이 중 왕느릅나무 열수 추출물(DEU-7)이 cyclophosphamide의 영향으로 면역 억제된 마우스에서 면역인자 혈중 농도를 정상치 준하는 또는 가깝게 유지하는 것으로 나타내었다. DEU-7에 의해 비장의 무게와 비장세포수는 증가하였으나 간과 흉선과 같은 다른 장기에는 통계적으로 유의한 변화가 없었다. Ex vivo 조건에서 DEU-7은 비장세포의 사멸을 지연시키는 것으로 나타났다. 중요한 면역인자인 IL-2와 IL-4 cytokine은 면역억제로 농도가 감소되었으나 DEU-7이 약 2배와 3배 향상시키는 것으로 나타났으며, 이는 정상치의 약 1/2 수준이었다. IgM과 IgG의 농도는 cyclophosphamide 처리로 정상치의 약 1/2로 떨어졌으나, DEU-7에 의해서 정상치와 동일한 농도로 증가하였다. IL-2와 IL-4 결과에서 DEU-7은 T 림프구에 영향을 줄 수 있다고 생각되며, 또한 IgM과 IgG의 결과로서 B 림프구에 영향을 줄 수 있다고 생각된다. 선천성 면역에 중요한 면역인자인 TNF-α, IL-12과 IFN-γ 역시 cyclophosphamide에 의해 농도가 감소되었으나 DEU-7에 의해 정상치에 가깝게 회복되었다. 따라서, DEU-7은 면역 억제 또는 감소된 상태를 정상 상태로 회복 또는 유지하는 기능이 있는 것으로 생각된다.

• 자원환경지질
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• 제52권6호
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• pp.627-635
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• 2019

슬레이트는 석면을 이용한 대표적인 건축자재 중 하나로써 백석면(10~20%)과 시멘트 성분을 결합하여 만든 제품이다. 슬레이트에 포함되어 있는 석면은 인체에 유입되면 세포 손상이나 변형을 일으키고 체외로 잘 배출되지 않아 폐암, 석면폐, 악성중피종 및 흉막비후 등과 같은 질병을 일으키는 원인이 되는 것으로 입증되어 1977년 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)에서는 1군 발암물질로 지정하였다. 현재 이러한 슬레이트는 대부분 지정매립장에 매립하여 처리하고 있으나 매립용량이 한계에 다다르고 있고 매립한다고 하여도 추후 외부환경으로 노출될 수 있는 잠재적인 위험성이 있어 매립 처리방법 이외에 슬레이트에 포함된 석면을 무해화하여 안전하게 처리할 수 있는 방법이 필요하다. 따라서 이 연구에서는 발열반응 촉매제와 열처리를 이용하여 슬레이트에 함유된 석면 무해화 가능성을 확인하고자 하였다. 실험은 석면해체·제거 사업장에서 발생한 석면함유 슬레이트를 이용하였고 발열반응 촉매제는 염화칼슘(CaCl₂), 염화마그네슘(MgCl₂), 수산화나트륨(NaOH), 규산소듐(Na₂SiO₃), 카올린[Al₂Si₂O₅(OH)₄)], 활석[Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂]을 이용하여 총 6가지의 촉매제를 제조하였다. 6가지의 촉매제를 슬레이트에 각각 도포한 후 열중량-시차열분석(TG-DTA)을 실시하여 분석결과를 토대로 슬레이트 무해화를 위한 열처리 온도를 750℃로 결정하였다. 슬레이트에 6가지 촉매제를 각각 도포한 후 750℃에서 2시간 열처리하여 X-선 회절 분석(XRD), 주사전자현미경 분석(SEM-EDS), 투과전자현미경 분석(TEM-EDS)을 한 결과 슬레이트 내 백석면[chrysotile, Mg₃Si₂O₅(OH₅)]이 주상의 고토감람석(forsterite, Mg₂SiO₄)으로 상전이 됨을 확인하였다. 또한, 슬레이트 원시료와 발열반응 촉매제 도포 후 열처리한 시료에 물리적인 힘을 가하여 광물의 형상 변화를 비교 관찰한 결과, 슬레이트 내 백석면은 섬유형을 유지하였으나 촉매제 도포 및 열처리를 한 시료는 무정형 형태로 깨지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 발열반응 촉매제와 열처리를 통하여 낮은 온도에서 경제적으로 석면함유 슬레이트를 안전하게 처리할 수 있는 하나의 방안을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제36권4호
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• pp.311-319
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• 2009

목 적: 인간 배아줄기세포 (human embryonic stem cells; hESCs)는 미분화 상태로 무한 증식할 수 있는 자가 증식(self-renewal) 능력과 인체의 모든 세포로 분화할 수 있는 전분화능 (pluripotency)의 특징을 가진 세포로, 손상된 세포를 건강한 세포로 대체하고자 하는 세포치료 (cell therapy) 연구에 활용하기 위한 세포 공급원 (cell source)으로 제시되고 있다. 그러나 인간 배아줄기세포는 확립된 초기에 세포를 안정적으로 배양하고 유지하는 과정이 쉽지 않으며, 특히 동결보존되어 있던 세포를 해동한 후 배양할 때 자연 발생적 분화가 높기 때문에 세포주의 유지에 많은 어려움이 따른다. 본 연구에서는 동결보존되어 있던 초기 계대의 인간 배아줄기세포를 해동하여 다시 배양할 때 자연 발생적 분화 부분을 기계적 분리 방법으로 제거하여 미분화 상태의 세포를 보다 빠르게 확보하기 위한 효율적인 방법에 대해 알아보고자 하였다. 연구방법: 인간 배아줄기세포를 계대 배양한지 4일이 되는 날, 50% 이상의 자연 발생적 분화가 나타난 세포군에서 분화된 부분만을 절개용 유리 피펫 (drawn-out dissecting pasture pipette)을 사용하여 기계적인 방법으로 제거하였다. 이후 지속적으로 배양액을 교환해 주며 세포군의 제거된 부분을 7일째 되는 날까지 관찰하였다. 결 과: 기계적 분리 방법을 사용하여 인간 배아줄기세포의 자연 발생적인 분화 부분을 제거한 빈 공간에 미분화상태의 인간 배아줄기세포가 분열하여 채워지는 것을 관찰하였다. 또한, 이 실험 방법을 연속 두 번 적용하여 배양했을 때 미분화 세포로 회복되는 세포군의 비율이 조금 더 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 결 론: 동결되어 있던 초기 계대 인간 배아줄기세포의 해동 후, 자연 발생적 분화에 의해 미분화 상태를 유지하는 세포의 수가 적어 계대를 유지 하기가 어려울 때 이와 같은 기계적 분리 방법을 사용하여 자연 발생적 분화 부분을 제거한 후 배양을 지속하는 것이 단기간 내에 미분화 상태를 유지하는 인간 배아줄기세포의 양적 확보를 위한 효율적인 방법이라고 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제18권7호
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• pp.963-967
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• 2008

참외의 껍질에 포함되어 있는 성분을 이용할 수 있는 껍질째 먹는 참외 생산 및 식품소재로 활용하기 위해 참외를 부위별로 항산화 활성을 조사하였다. 각 부위별 참외의 추출물의 총 phenol 함량은 태좌가 $925.56\;{\mu}g/ml$로 가장 높게 나타났으며, 껍질이 $816.37\;{\mu}g/ml$, 과육 순으로 나타났고, 총 flavonoid성 함량은 껍질이 $231.21\;{\mu}g/ml$로 가장 높게 나타났으며, 태좌가 $36.07\;{\mu}g/ml$, 과육 순으로 나타났다. 태좌와 껍질의 총 phenol 함량은 유사하였지만, flavonoid 성 함량은 껍질부분이 가장 높게 나타났다. 참외의 항산화 효과는 전자공여능이 껍질, 과육과 태좌가 10,000 ppm에서 각각 34.84%, 9.26%, 10.70%으로 나타났고, ABTS는 각각 72.92%, 48.0%와 74.31%로 나타났다. Xanthine oxidase의 저해활성의 경우 10,000 ppm에서는 껍질 부위가 11.21%의 활성을 보였고, 태좌와 과육은 미약한 효과를 나타내었다. ${\alpha}-Glucosidase$ 저해 활성은 10,000 ppm에서는 껍질 부위가 27.35%로 태좌와 과육에 비해 높은 저해효과를 나타내었고, 태좌와 과육은 미약한 저해활성을 나타내었다. Tyrosinase 저해활성은 10,000 ppm에서 껍질 부위가 17.71%, 과육이 16.81%, 태좌가 12.59%의 순으로 나타났다. 이러한 결과들은 껍질부분의 경우, 총 flavonoid성 함량 및 항산화 활성, ${\alpha}-Glucosidase$ 저해활성, 그리고, Tyrosinase 저해활성이 과육과 태좌부위보다 높으며 식품소재로 활용이 가능성이 높음을 시사한다.

• 한국환경성돌연변이발암원학회:학술대회논문집
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• 한국환경성돌연변이발암원학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.34-63
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• 2003

Occupational and environmental exposure to manganese continue to represent a realistic public health problem in both developed and developing countries. Increased utility of MMT as a replacement for lead in gasoline creates a new source of environmental exposure to manganese. It is, therefore, imperative that further attention be directed at molecular neurotoxicology of manganese. A Need for a more complete understanding of manganese functions both in health and disease, and for a better defined role of manganese in iron metabolism is well substantiated. The in-depth studies in this area should provide novel information on the potential public health risk associated with manganese exposure. It will also explore novel mechanism(s) of manganese-induced neurotoxicity from the angle of Mn-Fe interaction at both systemic and cellular levels. More importantly, the result of these studies will offer clues to the etiology of IPD and its associated abnormal iron and energy metabolism. To achieve these goals, however, a number of outstanding questions remain to be resolved. First, one must understand what species of manganese in the biological matrices plays critical role in the induction of neurotoxicity, Mn(II) or Mn(III)? In our own studies with aconitase, Cpx-I, and Cpx-II, manganese was added to the buffers as the divalent salt, i.e., $MnCl_2$. While it is quite reasonable to suggest that the effect on aconitase and/or Cpx-I activites was associated with the divalent species of manganese, the experimental design does not preclude the possibility that a manganese species of higher oxidation state, such as Mn(III), is required for the induction of these effects. The ionic radius of Mn(III) is 65 ppm, which is similar to the ionic size to Fe(III) (65 ppm at the high spin state) in aconitase (Nieboer and Fletcher, 1996; Sneed et al., 1953). Thus it is plausible that the higher oxidation state of manganese optimally fits into the geometric space of aconitase, serving as the active species in this enzymatic reaction. In the current literature, most of the studies on manganese toxicity have used Mn(II) as $MnCl_2$ rather than Mn(III). The obvious advantage of Mn(II) is its good water solubility, which allows effortless preparation in either in vivo or in vitro investigation, whereas almost all of the Mn(III) salt products on the comparison between two valent manganese species nearly infeasible. Thus a more intimate collaboration with physiochemists to develop a better way to study Mn(III) species in biological matrices is pressingly needed. Second, In spite of the special affinity of manganese for mitochondria and its similar chemical properties to iron, there is a sound reason to postulate that manganese may act as an iron surrogate in certain iron-requiring enzymes. It is, therefore, imperative to design the physiochemical studies to determine whether manganese can indeed exchange with iron in proteins, and to understand how manganese interacts with tertiary structure of proteins. The studies on binding properties (such as affinity constant, dissociation parameter, etc.) of manganese and iron to key enzymes associated with iron and energy regulation would add additional information to our knowledge of Mn-Fe neurotoxicity. Third, manganese exposure, either in vivo or in vitro, promotes cellular overload of iron. It is still unclear, however, how exactly manganese interacts with cellular iron regulatory processes and what is the mechanism underlying this cellular iron overload. As discussed above, the binding of IRP-I to TfR mRNA leads to the expression of TfR, thereby increasing cellular iron uptake. The sequence encoding TfR mRNA, in particular IRE fragments, has been well-documented in literature. It is therefore possible to use molecular technique to elaborate whether manganese cytotoxicity influences the mRNA expression of iron regulatory proteins and how manganese exposure alters the binding activity of IPRs to TfR mRNA. Finally, the current manganese investigation has largely focused on the issues ranging from disposition/toxicity study to the characterization of clinical symptoms. Much less has been done regarding the risk assessment of environmenta/occupational exposure. One of the unsolved, pressing puzzles is the lack of reliable biomarker(s) for manganese-induced neurologic lesions in long-term, low-level exposure situation. Lack of such a diagnostic means renders it impossible to assess the human health risk and long-term social impact associated with potentially elevated manganese in environment. The biochemical interaction between manganese and iron, particularly the ensuing subtle changes of certain relevant proteins, provides the opportunity to identify and develop such a specific biomarker for manganese-induced neuronal damage. By learning the molecular mechanism of cytotoxicity, one will be able to find a better way for prediction and treatment of manganese-initiated neurodegenerative diseases.