• 제목/요약/키워드: Protein Structure

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The complete plastid genome and nuclear ribosomal transcription unit sequences of Spiraea prunifolia f. simpliciflora (Rosaceae)

  • Jeongjin CHOI;Wonhee KIM;Jee Young PARK;Jong-Soo KANG;Tae-Jin YANG
    • 식물분류학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.32-37
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    • 2023
  • Spiraea prunifolia f. simpliciflora Nakai is a perennial shrub widely used for horticultural and medicinal purposes. We simultaneously obtained the complete plastid genome (plastome) and nuclear ribosomal gene transcription units, 45S nuclear ribosomal DNA (nrDNA) and 5S nrDNA of S. prunifolia f. simpliciflora, using Illumina short-read data. The plastome is 155,984 bp in length with a canonical quadripartite structure consisting of 84,417 bp of a large single-copy region, 18,887 bp of a short single-copy region, and 26,340 bp of two inverted repeat regions. Overall, a total of 113 genes (79 protein-coding genes, 30 tRNAs, and four rRNAs) were annotated in the plastome. The 45S nrDNA transcription unit is 5,848 bp in length: 1,809 bp, 161 bp, and 3,397 bp for 18S, 5.8S, and 26S, respectively, and 261 bp and 220 bp for internal transcribed spacer (ITS) 1 and ITS 2 regions, respectively. The 5S nrDNA unit is 512 bp, including 121 bp of 5S rRNA and 391 bp of intergenic spacer regions. Phylogenetic analyses showed that the genus Spiraea was monophyletic and sister to the clade of Sibiraea angustata, Petrophytum caespitosum and Kelseya uniflora. Within the genus Spiraea, the sections Calospira and Spiraea were monophyletic, but the sect. Glomerati was nested within the sect. Chamaedryon. In the sect. Glomerati, S. prunifolia f. simpliciflora formed a subclade with S. media, and the subclade was sister to S. thunbergii and S. mongolica. The close relationship between S. prunifolia f. simpliciflora and S. media was also supported by the nrDNA phylogeny, indicating that the plastome and nrDNA sequences assembled in this study belong to the genus Spiraea. The newly reported complete plastome and nrDNA transcription unit sequences of S. prunifolia f. simpliciflora provide useful information for further phylogenetic and evolutionary studies of the genus Spiraea, as well as the family Rosaceae.

Three sesquiterpene lactones suppress lung adenocarcinoma by blocking TMEM16A-mediated Ca2+-activated Cl- channels

  • Ruilian Xiu;Jie Jia;Qing Zhang;Fengjiao Liu;Yaxin Jia;Yuanyuan Zhang;Beibei Song;Xiaodan Liu;Jingwei Chen;Dongyang Huang;Fan Zhang;Juanjuan Ma;Honglin Li;Xuan Zhang;Yunyun Geng
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제27권6호
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    • pp.521-531
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    • 2023
  • Transmembrane protein TMEM16A, which encodes calcium-activated chloride channel has been implicated in tumorigenesis. Overexpression of TMEM16A is associated with poor prognosis and low overall survival in multiple cancers including lung adenocarcinoma, making it a promising biomarker and therapeutic target. In this study, three structure-related sesquiterpene lactones (mecheliolide, costunolide and dehydrocostus lactone) were extracted from the traditional Chinese medicine Aucklandiae Radix and identified as novel TMEM16A inhibitors with comparable inhibitory effects. Their effects on the proliferation and migration of lung adenocarcinoma cells were examined. Whole-cell patch clamp experiments showed that these sesquiterpene lactones potently inhibited recombinant TMEM16A currents in a concentration-dependent manner. The half-maximal concentration (IC50) values for three tested sesquiterpene lactones were 29.9 ± 1.1 µM, 19.7 ± 0.4 µM, and 24.5 ± 2.1 µM, while the maximal effect (Emax) values were 100.0% ± 2.8%, 85.8% ± 0.9%, and 88.3% ± 4.6%, respectively. These sesquiterpene lactones also significantly inhibited the endogenous TMEM16A currents and proliferation, and migration of LA795 lung cancer cells. These results demonstrate that mecheliolide, costunolide and dehydrocostus lactone are novel TMEM16A inhibitors and potential candidates for lung adenocarcinoma therapy.

Effects of feeding different levels of dietary corn silage on growth performance, rumen fermentation and bacterial community of post-weaning dairy calves

  • Lingyan Li;Jiachen Qu;Huan Zhu;Yuqin Liu;Jianhao Wu;Guang Shao;Xianchao Guan;Yongli Qu
    • Animal Bioscience
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    • 제37권2호
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    • pp.261-273
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    • 2024
  • Objective: The objective of this study was to evaluate the growth performance, rumen fermentation parameters and bacterial community of post-weaning dairy calves in response to five diets varying in corn silage (CS) inclusion. Methods: A total of forty Holstein weaned bull calves (80±3 days of age;128.2±5.03 kg at study initiation) were randomized into five groups (8 calves/group) with each receiving one of five dietary treatments offered as total mixed ration in a 123-d feeding study. Dietary treatments were control diet (CON; 0% CS dry matter [DM]); Treatment 1 (T1; 27.2% CS DM); Treatment 2 (T2; 46.5% CS DM); Treatment 3 (T3; 54.8% CS DM); and Treatment 4 (T4; 67.2% CS DM) with all diets balanced for similar protein and energy concentration. Results: Results showed that calves offered CS had greater average daily gain, body length and chest depth growth, meanwhile altered rumen fermentation indicated by decreased rumen acetate concentrations. Principal coordinate analysis showed the rumen bacterial community structure was affected by varying CS inclusion diets. Bacteroidetes and Firmicutes were the predominant bacterial phyla in the calf rumens across all treatments. At the genus level, the abundance of Bacteroidales_RF16_group was increased, whereas Unclassified_Lachnospiraceae was decreased for calves fed CS. Furthermore, Spearman's correlation test between the rumen bacteria and rumen fermentation parameters indicated that Bacteroidales_RF16_group and Unclassified Lachnospiraceae were positively correlated with propionate and acetate, respectively. Conclusion: The results of the current study suggested that diet CS inclusion was beneficial for post-weaning dairy calf growth, with 27.2% to 46.5% CS of diet DM recommended to achieve improved growth performance. Bacteroidales_RF16_group and Unclassified Lachnospiraceae play an important role in the rumen fermentation pattern for post-weaning calves fed CS.

Biological Functions of N- and O-linked Oligosaccharides of Equine Chorionic Gonadotropin and Lutropin/Chorionicgonadotropin Receptor

  • Min, K. S.
    • 한국동물번식학회:학술대회논문집
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    • 한국동물번식학회 2000년도 국제심포지움
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    • pp.10-12
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    • 2000
  • Members of the glycoprotein family, which includes CG, LH, FSH and TSH, comprise two noncovalently linked $\alpha$- and $\beta$-subunits. Equine chorionic gonadotropin (eCG), known as PMSG, has a number of interesting and unique characteristics since it appears to be a single molecule that possesses both LH- and FSH-like activities in other species than the horse. This dual activity of eCG in heterologous species is of fundamental interest to the study of the structure-function relationships of gonadotropins and their receptors. CG and LH $\beta$ genes are different in primates. In horse, however, a single gene encodes both eCG and eLH $\beta$-subunits. The subunit mRNA levels seem to be independently regulated and their imbalance may account for differences in the quantities of $\alpha$ - and $\beta$ -subunits in the placenta and pituitary. The dual activities of eCG could be separated by removal of the N-linked oligosaccharide on the $\alpha$-subunit Asn 56 or CTP-associated O-linked oligosaccharides. The tethered-eCG was. efficiently secreted and showed similar LH-like activity to the dimeric eCG. Interestingly, the FSH-like activity of the tethered-eCG was increased markedly in comparison with the native and wild type eCG. These results also suggest that this molecular can implay particular models of FSH-like activity not LH-like activity in the eCG/indicate that the constructs of tethered molecule will be useful in the study of mutants that affect subunit association and/or secretion. A single-chain analog can also be constructed to include additional hormone-specific bioactive generating potentially efficacious compounds that have only FSH-like activity. The LH/CG receptor (LH/CGR), a membrane glycoprotein that is present on testicular Leydig cells and ovarian theca, granulosa, luteal, and interstitial cells, plays a pivotal role in the regulation of gonadal development and function in males as well as in nonpregnant and pregnant females. The LH/CGR is a member of the family of G protein-coupled receptors and its structure is predicted to consist of a large extracellular domain connected to a bundle of seven membrane-spanning a-helices. The LH/CGR phosphorylation can be induced with a phorbol ester, but not with a calcium ionophore. The truncated form of LHR also was down-regulated normally in response to hCG stimulation. In contrast, the cell lines expressing LHR-t63I or LHR-628, the two phosphorylation-negative receptor mutant, showed a delay in the early phase of hCG-induced desensitization, a complete loss of PMA-induced desensitization, and an increase in the rate of hCG-induced receptor down-regulation. These results clearly show that residues 632-653 in the C-terminal tail of the LHR are involved in PMA-induced desensitization, hCG-induced desensitization, and hCG-induced down-regulation. Recently, constitutively activating mutations of the receptor have been identified that are associated with familial male-precocious puberty. Cells expressing LHR-D556Y bind hCG with normal affinity, exhibit a 25-fold increase in basal cAMP and respond to hCG with a normal increase in cAMP accumulation. This mutation enhances the internalization of the free and agonist-occupied receptors ~2- and ~17-fold, respectively. We conclude that the state of activation of the LHR can modulate its basal and/or agonist-stimulated internalization. Since the internalization of hCG is involved in the termination of hCG actions, we suggest that the lack of responsiveness detected in cells expressing LHR-L435R is due to the fast rate of internalization of the bound hCG. This statement is supported by the finding that hCG responsiveness is restored when the cells are lysed and signal transduction is measured in a subcellular fraction (membranes) that cannot internalize the bound hormone.

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한국인삼론(韓國人蔘論) (Current Status of Korean Ginseng Research)

  • 한병훈
    • 생약학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.151-160
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    • 1972
  • Recent achievements of scientific research on the pharmacologic activities and the chemical problems of dammalene glycosides, which are considered to be effective principles of Korean ginseng, are reviewed and analyzed in view of structure-activity relationship. 1) S. Shibata and his co-workers detected 12 glycoside spots of dammalene series on the two dimensional T.L.C. of total glycoside fraction from Japanese ginseng, and designated them Ginsenoside Rx(x=a, b, c, g, h, etc.) in the order of increasing Rf-value. The aglycones of those glycosides were characterized to be protopanaxadiol for the Ginsenoside $Rx(x=a,\;b_{1},\;b_{2},\;c,\;d,\;e,\;f)$ and protopanaxatriol for the Ginsenoside $Rx(x=g_{1},\;g_{2},\;g_{3},\;h_{1}\;'h_{2})$. Using Korean ginseng as the material for our study, the author and his coworkers isolated a new dammalene glycoside(Panax Saponin C), which comes under the category of protopanaxadiol glycosides based on the classification of S. Shibata et al., and characterized this saponin to be the glycoside of protopanaxatriol series. Furthermore, Panax Saponin C dissociated into $two\;components(C_{1}\;and\;C_{2}-acetate)$ by acetylation, both of which returned to original Panax Saponin C by deacetylation. Based on this result, more than 13 glycoside components of dammalene series will be expected in the Korean ginseng. 2) The structures of protopanaxadiol and protopanaxatriol, the genuine aglycones of dammalene glycosides, are fully established to be structural analogues by S. Shibata and his co-workers, therefore antagonistic and/or analogical activities will be expected for the pharmacologic activities of these glycoside series of structural analogues. K. Takaki and his co-workers found central nervous system (CNS) stimmulant activity from the glycosides of protopanaxatriol series and CNS-depressant activity from the glycosides of protopanaxadiol series. On the other hand, the author and his co-workers found stimmulating activity on the protein synthesis from both the series of dammalene glycosides with delayed and long-lasting characteristics. This delayed and long-lasting characteristics were also observed in the anti-inflammatory activity of glycosides of protopanaxatriol series on their time course tendency. For the convenience's sake of argument, pluralistic pharmacologic activities of dammalene glycosides, which were observed by many workers at various pharmacologic site, may be classified into two main categories; one is pan-cellular activity and the other is organ specific activity to the certain tissue which is a mass of cells differentiated to a certain direction for their special functions in the body. Based on the data of K. Takaki and those of the authors, following assumption will be probable; Pharmacologic activities of both series of glycosides of protopanaxadiol and protopanaxatriol aglycones may be antagonistic on their tissue-specific activities and analogic on their pan-cellular activities. Therefore, the mixture of these two series of glycosides in an appropriate ratio, as the case of total extract of Korean ginseng, will be probably beneficial to the host by increasing the synthesis of some functional proteins, due to the additive action of pan-cellular activity, and with the disappearance of any significant behavioral symptoms due to the antagonism of tissue specific activity. This fact will probably be the main reason why classical trials of pharmacologists failed in re-discovering the efficacy of Korean ginseng with their behavioral test. 3) The author and his co-workers achieved the synthesis of $C^{14}-labelled\;Panax\;Saponin\;A\;on\;C_{25}-C_{27}\;position\;of\;aglycone$ in the interest of tracer studies in vivo. The method will be applicable to other dammalene glycosides regardless of their chemical structure. 4) The author and his co-workers converted chemically betulafolienetriol, a triterpene component of Betula platyphylla, to the protopanaxadiol, one of genuine aglycone of dammalene glycosides.

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Bacillus amyloliquefaciens에서 Puromycin 과 Magnesium에 의한 $\alpha$-Amylase 의 분비저해 (Disturbance of $\alpha$-Amylase Secretion from Bacillus amyloliquefaciens Cells by the Treatment of Puromycin and Magnesium)

  • 안순자;김순옥;이동희;송방호
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.412-420
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    • 1989
  • Bacillus amyloliquefaciens의 extracellular $\alpha$-amylase는 세포질막에 결합된 ribosome에서 합성되며 이 때 ribosome은 nascent polypeptide쇄에 의해 막에 부착된 것으로 추측된다. $\alpha$-amylase 생산균주인 E. amyioiiquefaciens 야생주의 정상단백(MW, 58kDa)과 이 균주의 $\alpha$-amylase 구조유전자에 변이가 일어나 carboxy 말단이 결실된 변이주의 이상단백 (33kDa)은 동일조건하의 배양외액에서 그 효소활성이 검출됨을 볼 때, $\alpha$-amylase의 carboxy 말단에는 막 투과의 신호가 없는 것으로 생각된다. 그러나 이들 양균주의 대수증식기 세포에 puromycin을 20$\mu\textrm{g}$/$m\ell$까지 가하여 6시간 동안 처리한 결과 균의 사멸에는 영향을 미치지 않았으나 extracellular $\alpha$-amylase 활성은 10$\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 농도에서도 동일양상으로 감소하였다. 이 감소요인은 puromycin 처리시 막결합 ribosome에서의 막과 ribosome의 가교로 작용할 것으로 예상되는 nascent poly peptide 합성이 중단되므로 막으로부터 ribosome이 해리되어 $\alpha$-amylase의 분비가 억제된 것으로 추측된다. 이 현상은 50mM의 magnesium의 첨가효과 가 약하게 나타났기 때문에 ribosome은 nascent Polypeptide의 가교로 막에 부착되어 있는 것으로 생각된다. 또 Iysozyme 처리에 의해 세포벽을 분해한 protoplas가 trypsin을 함께 처리하므로서 세포외액의 $\alpha$-amylase 활성이 상실됨은 막의 외부로 protruding되는 nascent polypeptide가 trypsin에 의해 분해되기 때문으로 생각된다. 3차 구조를 형성한 extracellular $\alpha$-amylase의 경우 trypsin 내성임을 감안할 때 이 분자가 세포막 통과 직후, 세포벽을 통과하기 이전에 folding이 이루어져서 그 후 성숙된 단백으로서 세포벽을 통과하는 것으로 믿어진다.

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유색미 품종별 전분 구조 및 이화학적 특성 (Starch Structure and Physicochemical Properties of Colored Rice Varieties)

  • 박지영;오성환;한상익;이유영;이병원;함현미;최용환;오세관;조준현;송유천
    • 한국작물학회지
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    • 제61권3호
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    • pp.153-162
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    • 2016
  • 유색미 가공소재 탐색 및 용도 다양화를 위해 일품을 포함하여 흑미 메벼 6품종, 적미 메벼 3품종, 흑미 찰벼 5품종, 적미 찰벼 1품종으로 일품과 유색미 15개의 품종의 전분 이화학적 구조적 특성을 분석하여 가공용도 다양화를 위한 기초자료로 활용하고자 한다. 1. 유색미의 일반성분을 분석한 결과, 눈큰흑찰이 조단백, 조지방, 식이섬유이 함량이 다른 품종에 비해 높은 경향이었고, 적미의 모든 품종은 조지방이 흑미에 비해 높은 함량을 나타내었다. 2. 유색미 가루를 이용한 찰벼 품종의 아밀로스 함량은 3~5%, 메벼 품종의 아밀로스 함량은 15~18%를 나타내었고, 메벼 품종 중 조은흑미는 14%대로 다소 낮은 함량을 나타내었다. 또한 일품이 80%로 가장 높은 총 전분 함유량을 보였고, 눈큰흑찰과 흑진주가 70, 71%로 가장 낮은 총 전분 함량을 나타내었다. 3. 유색미 가루의 호화특성을 분석한 결과, 모든 유색미의 호화개시온도는 $68^{\circ}C$였으며, 일품의 호화개시온도인 $67.95^{\circ}C$와 비슷하였다. 최고점도는 일품이 가장 높았으며, 적진주, 홍진주, 건강홍미 순으로 적미 메벼 품종이 흑미 품종과 적진주 찰에 비해 높은 것으로 나타났다. 치반점도 값으로 본 노화정도 찰벼 품종에서 느린 것으로 확인되었고, 조은흑미는 메벼품종 중에서 노화정도가 느린 것으로 분석되었다. 4. 유색미의 전분외형은 대부분 $2{\sim}5{\mu}m$ 크기의 다각형의 치밀한 입자로 이루어져있으며, 결정성 분석에서는 모두 A type의 전분구조를 이루고 있었지만 결정성은 품종마다 다소 차이를 보였다. 5. 아밀로펙틴의 체인 길이 분석에서는 16개의 품종에서 12${\leq}24$인 B사슬 함량이 50%이상을 차지하였고, 다음으로 DP<12 함량이 대부분 33~35%함량을 나타내었다. 중합도 36개 이상의 장쇄사슬은 흑미가 적미에 비해 함량이 높은 경향이었다.

Biological Functions of N- and O-linked Oligosaccharides of Equine Chorionic Gonadotropin and Lutropin/Chorionic Gonadotropin Receptor

  • Min, K.S.
    • 한국가축번식학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.357-364
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    • 2000
  • Members of the glycoprotein family, which includes CG, LH, FSH and TSH, comprise two noncovalently linked $\alpha$- and $\beta$-subunits. Equine chorionic gonadotropin (eCG), known as PMSG, has a number of interesting and unique characteristics since it appears to be a single molecule that possesses both LH- and FSH-like activities in other species than the horse. This dual activity of eCG in heterologous species is of fundamental interest to the study of the structure-function relationships of gonadotropins and their receptors. CG and LH $\beta$ genes are different in primates. In horse, however, a single gene encodes both eCG and eLH $\beta$ -subunits. The subunit mRNA levels seem to be independently regulated and their imbalance may account for differences in the quantities of $\alpha$ - and $\beta$-subunits in the placenta and pituitary. The dual activities of eCG could be separated by removal of the N-linked oligosaccharide on the $\alpha$-subunit Asn 56 or CTP-associated O-linked oligosaccharides. The tethered-eCG was efficiently secreted and showed similar LH-like activity to the dimeric eCG. Interestingly, the FSH-like activity of the tethered-eCG was increased markedly in comparison with the native and wild type eCG. These results also suggest that this molecular can implay particular models of FSH-like activity not LH-like activity in the eCG/indicate that the constructs of tethered molecule will be useful in the study of mutants that affect subunit association and/or secretion. A single-chain analog can also be constructed to include additional hormone-specific bioactive generating potentially efficacious compounds that have only FSH-like activity. The LH/CG receptor (LH/CGR), a membrane glycoprotein that is present on testicular Leydig cells and ovarian theca, granulosa, luteal, and interstitial cells, plays a pivotal role in the regulation of gonadal development and function in males as well as in nonpregnant and pregnant females. The LH/CGR is a member of the family of G protein-coupled receptors and its structure is predicted to of a large extracellular domain connected to a bundle of seven membrane-spanning a-helices. The LH/CGR phosphorylation can be induced with a phorbol ester, but not with a calcium ionophore. The truncated form of LHR also was down-regulated normally in response to hCG stimulation. In contrast, the cell lines expressing LHR-t631 or LHR-628, the two phosphorylation-negative receptor mutant, showed a delay in the early phase of hCG-induced desensitization, a complete loss of PMA-induced desensitization, and an increase in the rate of hCG-induced receptor down-regulation. These results clearly show that residues 632~653 in the C-terminal tail of the LHR are involved in PMA-induced desensitization, hCG-induced desensitization, and hCG-induced down-regulation. Recently, constitutively activating mutations of the receptor have been identified that are associated with familial male-precocious puberty. Cells expressing LHR-D556Y bind hCG with normal affinity, exhibit a 25-fold increase in basal cAMP and respond to hCG with a normal increase in cAMP accumulation. This mutation enhances the internalization of the free and agoinst-occupied receptors ~2- and ~17- fold, respectively. We conclude that the state of activation of the LHR can modulate its basal and/or agonist-stimulated internalization. Since the internalization of hCG is involved in the termination of hCG actions, we suggest that the lack of responsiveness detected in cells expressing LHR-L435R is due to the fast rate of internalization of the bound hCG. This statement is supported by the finding that hCG responsiveness is restored when the cells are lysed and signal transduction is measured in a subcellular fraction (membranes) that cannot internalize the bound hormone.

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Mucor Miehei 응유효소(凝乳酵素)로 제조(製造)한 Camembert Cheese의 숙성(熟成)에 관(關)한 연구(硏究) (The Ripening of Camembert Cheese Made with Mucor Miehei Rennet)

  • 박무일;김종우
    • 농업과학연구
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    • 제16권2호
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    • pp.179-200
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    • 1989
  • Camembert cheese 제조(製造)에 있어 calf rennet의 대체이용(代替利用)을 위(爲)한 기초연구(基礎硏究)로서 Mucor miehei 응유효소(凝乳酵素)를 calf rennet와 일정(一定) 비율(比率)로 혼합(混合) 첨가(添加)하고 cheese의 수율(收率), 숙성기간(熟成期間)에 따른 일반성분(一般成分)의 변화(變化), 실소화합물(室素化合物), 아미노산(酸), 유리지방산(遊離脂肪酸), 무기물(無機物)의 변화(變化) 및 분자량별(分子量別) 분획(分劃), 전기영동(電氣泳動), 조직특성(組織特性) 및 관능검사(官能檢査) 연구(硏究)에서 얻은 결과(結果)는 다음과 같다. 1. Camembert eheese의 수율(收率)은 15%로서 calf rennet와 Mucor rennet간(間)에는 큰 차이(差異)이 없었다. 2. 단백질(蛋白質), 지방(脂肪) 및 회분함량(灰分含量은 Mucor rennet편이 적었으며 숙성(熟成)이 진행(進行)됨에 따라 유당(乳糖)은 14일 이후(以後) 급격(急激)한 감소현상(減少現像)을 나타내고 첨가비율(添加比率)에 따른 차이(差異)는 인정(認定)되지 않았다. 3. 제조직후(製造直後) 수용성(水溶性) 질소량(窒素量)은 14.7~17.3%였으나 숙성(熟成)이 진행(進行)됨에 따라 39.7~41.0%로 증가(增加)하였으며 숙성(熟成) 21일(日)에는 calf rennet에 비(比)하여 Mucor rennet편이 높았고 비(非)케이신태(態) 질소(窒素) 및 암모니아태(態) 질소(窒素)는 21일(日) 이후(以後) Mocor rennet편이 높은 증가율(增加率)을 나타내었다. 4. 숙성(熟成)이 진행(進行)됨에 따라 calf rennet에 비(比)하여 Mucor rennet편이 cysteine, phenylalanine 및 proline 등(等)이 증가(增加)하였으나 aspartic acid, threonine 및 glutamic acid등(等)은 감소(減少)하였다. 5. 유리지방산량(遊離脂肪酸量)은 calf rennet에 비(比)하여 Mucor rennet편이 높았고 숙성(熟成)이 진행(進行)됨에 따라 8.36 mEq으로부터 26.36 mEq에 이르는 함량(含量) 증가(增加)를 나타냈으나 처리간(處理間)에는 유의성(有意性)있는 큰 차이(差異)를 나타내지 않았다. 6. 시료중(試料中)의 Ca량(量)은 0.238~0.272%, Mg량(量)은 0.019~0.002%, Na은 0.910~1.047%, K은 0.175~0.200%였으며 casein에서 중요(重要)한 비침전성(非沈澱性) Ca량(量)은 숙성기간(熟成期間)과 효소첨가중(酵素添加重)에 관계(關係)없이 61%에서 77%까지 Mg에서는 59.1%에서 92.5%까지 비침전성(非沈澱性) 수용성(水溶性)으로 남아 있었다. 7. 분자량(分子量) 50,000이상(以上)의 단백질(蛋白質)은 숙성9熟成)이 진행(進行)됨에 따라 초기(初期)의 95%에서 45%까지 감소(減少)되고 분자량(分子量) 10,000이하(以下)는 0.2에서 38%까지 증가(增加)되어 숙성(熟成)에 의(依)한 casein의 분해(分解)가 확실(確實)하였다. 8. 숙성(熟成) 2주(週)부터 Mucor rennet의 첨가비율(添加比率)에 따라 casein의 전기영동(電氣泳動)은 다르게 나타났으며 숙성(熟成) 4주(週)에는 calf rennet 처리구(處理區)에 비(比)하여 Mucor rennet 처리구(處理區)의 전(全) band는 다소 잔존(殘存)함을 볼 수 있었다. 9. in vitro소화율(消化率)은 처리(處理)에 따라 81.48~94.81%로 부터 94.47~98.61%로 증가(增加)하였으며 처리간(處理間)에는 유의(有意)한 차이(差異)를 나타내지 않았다. 10. Mucor rennet 처리구(處理區)는 calf rennet처리구(處理區)에 비(比)하여 Hardness가 낮았으며 숙성(熟成)이 진행(進行)됨에 따라 더욱 감소(減少)하였다. 11. 관능검사(官能檢査) 결과(結果) Camembert cheese의 표면상태(表面狀態), 촉감(觸感), 절단면(切斷面), 풍미(風味) 및 고미등(苦味等)은 calf rennet와 Mucor rennet 처리간(處理間)에 차이(差異)를 인정(認定)할 수 없었다.

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쌀 품질 고급화 및 고부가가치화를 위한 육종현황과 전망 (Current Status and Perspectives in Varietal Improvement of Rice Cultivars for High-Quality and Value-Added Products)

  • 최해춘
    • 한국작물학회지
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    • 제47권
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    • pp.15-32
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    • 2002
  • 1980-'90년대에 쌀의 자급생산이 지속되고 생활수준 향상에 따른 양질미 수요가 점증되면서 자포니카 다수성 품종의 미질 개선에 힘을 크게 기울이게 되었고 식미향상을 위한 육종연구 와 효율적 평가 기술개발 연구에 박차를 가하게 되어 쌀의 이화학적 특성과 식미 및 밥 물리성간 상관과 식미의 객관적 평가방법 개발, 양식미 쌀 및 가공적성 특수미 개발 등 그 동안 많은 연구성과를 올리게 되었다. 1990년대에 밥맛이 매우 좋은 고품질 자포니카 품종과 대립, 심백미, 향미, 유색미 등 가공용 특수미 품종을 개발 보급하였고 식미와 용도에 대하여 식미검정계, 신속점도측정계 및 texture 분석계 등을 이용하여 검토하였다. 최근에는 아밀로스 함량이 9%로 찹쌀과 맵쌀의 중간 성질을 가진 중간찰 품종인 '백진주벼'와 배유가 보얀 멥쌀인 '설갱 벼'를 비롯하여 라이신 함량이 높은 '영안벼' 육성하여 쌀의 가공 이용성과 기능성을 한층 높혀 놓았다. 식미와 여러 가지 미질 특성간 관련성에 관한 연구 결과를 요약해 보면 다음과 같다. 쌀의 상온흡수율 및 최대흡수율은 K/Mg율 및 알칼리 붕괴도와 유의한 부의 상관성을 나타내었으며 가열흡수율이 높은 품종일수록 밥의 용적팽창률이 컸다. 수분함량이 낮은 경질인 쌀일수록 침지 20분 후의 상온흡수율과 최대흡수율이 더 높은 경향이었으며 이러한 흡수 특성은 쌀 단백질 함량이나 아밀로스 함량 및 식미와는 유의한 상관성이 없었다 취반 적정가수량은 품종에 따라 마른 쌀 무게의 1.45-l.61배의 변이를 나타내었고 평균은 1.52배였으며 알맞게 취사된 밥의 부피는 평균 쌀 부피의 2.63배가되었다. 쌀 형태, 알칼리붕괴도, 호응집성, 아밀로스 및 단백질 함량은 거의 비슷하지만 식미에 차이가 있는 자포니카 품종들을 사용하여 식미와 관련된 쌀의 이화학적 특성을 검토한 결과, 밥의 윤기와 식미 총평은 생산 연도에 따라 호화점도 특성 중 최고점도, 최저점도 및 응집점도와 밀접한 관계를 나타내었다. 밥맛이 가장 좋은 일품 벼는 쌀의 외층에 아밀로스 함량 분포가 낮고 쌀을 열탕에 담근 20분간 우러난 용출액의 요드 정색도가 낮고 증가정도도 완만하였다. 일품 벼는 밥맛이 떨어지는 동해 벼에 비해 밥알 횡단면의 주사형 전자현미경 사진에서 밥알 외층의 호화전분의 그 물망이 매우 치밀하고 속층의 전분립의 호화정도가 양호하였다. 식미총평은 식미관련 이화학적 특성과의 관계를 이용한 중회귀식에 의해 매우 높은 결정계수로 추정이 가능하였다. 밥노화의 품종간 차이는 α-amylase-iodine 법으로 비교할 수 있었는데 노화정도가 적었던 품종은 일품벼, 추청벼, 사사니시끼, 진부벼 및 고시히까리였다. 통일형 품종인 태백벼와 자포니카 품종 중 섬진벼가 비교적 밥노화가 빨랐다 일반적으로 밥맛이 좋은 품종이 밥의 노화정도가 느렸으며 찬밥의 탄력성이 큰 경향이었다. 또한 밥노화가 느렸던 품종은 최저점도가 높았고 최종점도가 낮았다 찬밥의 탄력성은 쌀의 마그네슘함량과 밥의 용적팽창률과 밀접한 관계를 나타내었다. 식은밥의 더운밥 대비 경도 변화율은 취반용출액의 고형물량과 취반용적 팽창률과 부의 상관을 나타내었다. 식미관련 주요 이화학적 특성은 밥의 노화와도 직접 간접으로 상관이 있는 것으로 평가되었다. 쌀의 여러 가지 식품 가공적성과 관련된 형태 및 이화학적 특성은 가공식품 종류에 따라 매우 다르다. 쌀 튀김성은 호응집성이 연질이거나 아밀로스 함량이 낮을수록 양호하며 지질함량이나 단백질 함량이 높으면 좋지 않은 경향이다. 심복백정도가 심할수록 튀김현미 정립률이 떨어지며 현미 강도가 높을수록 튀김률은 높은 경향이었다 쌀국수는 밀가루와 50% 혼합시에 쌀의 칼륨 및 마그네슘 함량이 높은 품종일수록 제면 총평이 낮은 경향이었고 제면이 양호한 것이 국수물의 용출고형 물량이 적은 경향이었다. 쌀빵 가공적성은 품종에 따라서 현미와 백미간에 현저한 차이를 나타내는 것이 있는데 현미에서 반죽의 부피 증가율이 큰 쌀일수록 푹신한 감이 있는 쌀방 제조가 가능하였으며 백미에서 단백질 함량이 높은 품종일수록 쌀빵이 더욱 촉촉한 느낌이 있는 경향이었다. 아밀로스 함량이 높고 호응집성이 경질인 쌀일수록 쌀빵의 탄력성이 더 높은 경향이었다. 쌀의 발효 및 양조적성은 심복백이 심한 쌀이나 새로운 돌연변이인 뽀얀 멥쌀이 홍국균이나 홍국균의 균사활착 밀도가 높고 당화 효소 역가도 높은 경향이었으며 쌀알이 대립이면서 단백질 함량이 낮은 쪽이 양조에 유리한 것으로 알려져 있다. 찰벼 품종도 여러 가지 이화학적 특성과 전분구조 특성의 차이에 따라 9개의 품종군으로 나누어 볼 수 있을 만큼 품종적 변이가 크며 이들 이화학적 및 구조적 특성간에 상호 밀접한 연관성을 나타내었으며 유과·인절미·식혜ㆍ미숫가루 등에 상당한 가공적성의 차이를 보였다. WTO 체제 출범이후 생산비와 가격 면에서 경쟁력이 약한 우리 쌀이 살아남기 위해서는 품질의 고급화와 쌀 가공식품의 다양화 및 고기능성 개발을 추구할 수밖에 없다. 따라서 이와 같은 노력은 벼 품종개발만으로 소기의 성과를 올리기 어렵고 쌀 식품의 고급화 및 다양화를 위한 여러 분야의 긴밀한 연구협력이 수반되지 않으면 안 된다.