• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.205-212
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• 2018

본 연구에서는 상용 해석프로그램에서 구현하기에 어려움이 있는 지반공학적 문제를 해결하기 위한 쉽고 직관적인 해석 프로그램 개발의 일환으로 계산의 정확도가 상대적으로 높은 요소를 채택한 유한요소법을 정식화 하고 해석과정을 프로그램화 하였다. 개발된 프로그램의 계산과정에 있어서의 신뢰성 확인을 위해 두 가지 예에 대한 해석을 수행하고 결과분석을 해 보았는데 첫 번째 예는 등방구속압이 요소에 작용하는 경우이고 나머지 예는 전단응력이 요소의 측면에 작용하는 경우이다. 유한요소를 구성하는 요소로는 등매개변수 사변형 요소를 채택하였는데 요소내의 변위는 요소의 절점변위와 형상함수로 표현된다. 전체좌표(global coordinate)에 의한 미분계수로 표현되는 변형률을 얻기 위해 자코비언과 자연좌표(natural coordinate)를 이용하는 계산과정을 코딩하였다. 요소의 강성행렬을 정의하는 이중적분식을 수치적분으로 변환시키기 위해 4점 가우스 구적법을 적용하였다. 개발된 프로그램의 계산과정 검증을 위해 등방구속압이 작용하는 요소에 대한 해석을 수행한 결과 요소내의 네 개의 가우스점과 요소 중앙에 대해 계산된 응력값이 등방구속압과 일치됨을 알 수 있었다. 개발된 프로그램의 계산과정 검증을 위해 전단응력이 작용하는 요소에 대한 해석을 수행한 결과 요소내에 발생되는 횡방향응력 및 연직응력이 위치에 따라 변화됨을 알 수 있었으며 외력에 대한 발생응력의 크기 및 분포양상이 합리적임을 알 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권8호
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• pp.1299-1309
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• 2019

As an opportunistic bacterial pathogen, Pseudomonas aeruginosa PAO1 contains two phenazine-producing gene operons, phzA1B1C1D1E1F1G1 (phz1) and phzA2B2C2D2E2F2G2 (phz2), each of which is independently capable of encoding all enzymes for biosynthesizing phenazines, including phenazine-1-carboxylic acid and its derivatives. Other previous study reported that the RpoS-deficient mutant SS24 overproduced pyocyanin, a derivative of phenazine-1-carboxylic acid. However, it is not known how RpoS mediates the expression of two phz operons and regulates pyocyanin biosynthesis in detail. In this study, with deletion of the rpoS gene in the $PA{\Delta}phz1$ mutant and the $PA{\Delta}phz2$ mutant respectively, we demonstrated that RpoS exerted opposite regulatory roles on the expression of the phz1and phz2 operons. We also confirmed that the phz1 operon played a critical role and especially biosynthesized much more phenazines than the phz2 operon when the rpoS gene was knocked out in P. aeruginosa. By constructing the translational reporter fusion vector lasR'-'lacZ and the chromosomal fusion mutant $PA{\Delta}lasR::lacZ$, we verified that RpoS deficiency caused increased expression of lasR, a transcription regulator gene in a first quorum sensing system (las) that activates overexpression of the phz1 operon, suggesting that in the absence of RpoS, LasR might act as an intermediate in overproduction of phenazine biosynthesis mediated by the phz1 operon in P. aeruginosa.

• 대한화장품학회지
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• 제45권1호
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• pp.49-56
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• 2019

분갈(Pueraria thomsonii Benth)은 전통적으로 중국 의학에서 발열, 급성 이질, 설사, 당뇨병 및 심혈관 질환 치료를 위한 약재로 사용되어 왔다. 이러한 분갈의 꽃인 분갈화의 피부 효능은 아직까지 밝혀진 바 없어, 본 연구에서는 멜라닌세포인 B16F1 세포주와 섬유아세포인 HS68 세포주를 이용하여 분갈화의 피부효능을 검증하고자 하였다. 분갈화의 에탄올 추출물이 멜라닌세포의 멜라닌 합성을 농도 의존적으로 감소시킴을 확인하고, 분갈화 추출물의 효능 성분을 추적하고자 high performance liquid chromatography (HPLC)를 이용하여 분석하였다. 그 결과, 분갈화에 함유된 이소플라본류 화합물인 tectorigenin, tectoridin, tectorigenin 7-O-xylosylglucoside 3종 성분을 확인하였다. 3종 성분 모두 독성을 보이지 않는 농도에서 멜라닌세포의 멜라닌 생합성을 농도 의존적으로 감소시켰으며, 이러한 멜라닌 생합성 감소는 tyrosinase와 microphthalmia-associated transcription factor (MITF) 유전자 발현을 감소시키는 것에 기인함을 확인하였다. 멜라닌 합성저해의 또 다른 기전을 확인하기 위하여, 섬유아세포에서 유래되는 멜라닌 합성억제 인자인 DKK-1의 발현에 대한 영향을 측정한 결과, 분갈화 추출물, tectoridin, tectorigenin 7-O-xylosylglucoside는 DKK-1의 발현을 농도 의존적으로 감소시킨 반면, tectorigenin은 DKK-1의 발현을 농도 의존적으로 증가시키는 것을 확인하였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로, 분갈화 성분 중 tectorigenin은 멜라닌세포에서의 멜라닌 합성 억제와 섬유아세포에서의 멜라닌 생성 억제 인자 분비를 촉진하는 효과적인 미백 개선제로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Molecules and Cells
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• 제42권6호
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• pp.480-494
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• 2019

Aggregates of disease-causing proteins dysregulate cellular functions, thereby causing neuronal cell loss in diverse neurodegenerative diseases. Although many in vitro or in vivo studies of protein aggregate inhibitors have been performed, a therapeutic strategy to control aggregate toxicity has not been earnestly pursued, partly due to the limitations of available aggregate models. In this study, we established a tetracycline (Tet)-inducible nuclear aggregate (${\beta}23$) expression model to screen potential lead compounds inhibiting ${\beta}23$-induced toxicity. High-throughput screening identified several natural compounds as nuclear ${\beta}23$ inhibitors, including peucedanocoumarin III (PCIII). Interestingly, PCIII accelerates disaggregation and proteasomal clearance of both nuclear and cytosolic ${\beta}23$ aggregates and protects SH-SY5Y cells from toxicity induced by ${\beta}23$ expression. Of translational relevance, PCIII disassembled fibrils and enhanced clearance of cytosolic and nuclear protein aggregates in cellular models of huntingtin and ${\alpha}$-synuclein aggregation. Moreover, cellular toxicity was diminished with PCIII treatment for polyglutamine (PolyQ)-huntingtin expression and ${\alpha}$-synuclein expression in conjunction with 6-hydroxydopamine (6-OHDA) treatment. Importantly, PCIII not only inhibited ${\alpha}$-synuclein aggregation but also disaggregated preformed ${\alpha}$-synuclein fibrils in vitro. Taken together, our results suggest that a Tet-Off ${\beta}23$ cell model could serve as a robust platform for screening effective lead compounds inhibiting nuclear or cytosolic protein aggregates. Brain-permeable PCIII or its derivatives could be beneficial for eliminating established protein aggregates.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.62-70
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• 2018

본 연구에서는 미백 개선 효과가 알려진 올리고 펩타이드(Lys-Val-Ala-Arg-Pro : KVARP)를 기본 구조로 하여 고체상합성법(SPPS)으로 합성하였다. 합성된 올리고 펩타이드에 게란산(geranic acid), 리포익산(lippoic acid), 살리실산(salicylic acid)를 접합하여 올리고 펩타이드 유도체를 합성하였다. 미백개선 효과는 tyrosinase(티로시아나제) 저해실험으로 측정하였으며, Geranic-KVARP의 $5000{\mu}g/m{\ell}$에서 93%의 저해율로 가장 좋은 효과를 나타내었고, IC50 값은 $68{\mu}g/m{\ell}$로 측정되었다. 주름개선 효과는 elastase(엘라스타아제) 저해 실험으로 측정한 결과 Salicylic-KVARP의 $400{\mu}g/m{\ell}$에서 63%의 저해율을 보였으며, IC50값은 $253{\mu}g/m{\ell}$으로 확인되었다. DPPH법으로 실시한 항산화효과 측정실험에서는 Caffeic-KVARP가 최고 농도인 $400{\mu}g/m{\ell}$에서 95% 이상의 항산화효과를 보였으며 IC50값은 $31{\mu}g/m{\ell}$로 나타났다. Nitric Oxide 저해실험을 통한 항염효과를 측정한 결과 Lipoic-KVARP의 $400{\mu}g/m{\ell}$에서 67%의 저해율을 보였다. 다양한 실험결과로부터 합성된 KVARP유도체 4종은 새로운 의약품 및 화장품 소재로서의 이용할 가능성이 있으며, 산업적인 면에서 응용이 가능하다고 판단된다.

• 공업화학
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• 제22권4호
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• pp.358-366
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• 2011

선상의 액정 dimer 동족체인 ${\alpha},{\omega}$-(4-사이아노아조벤젠-4'-옥시)알케인(CATWETn, n = 2~10, 유연격자 중의 메틸렌 단위들의 수)을 합성함과 동시에 이들의 열방성 액정 거동을 검토하였다. n이 3, 6인 dimer들은 단방성 네마틱 상을 형성하는 반면 다른 유도체들은 양방성 네마틱 상을 형성하였다. Dimer들의 네마틱액체 전이온도와 상 전이시의 엔트로피 변화는 n의 함수로서 커다란 홀수-짝수 효과를 나타냈다. 이러한 상 전이 거동은 유연격자의 홀수-짝수의 변화에 의한 유연격자의 평균적인 형태변화의 견지에서 합리적으로 설명된다. CATWETn이 나타내는 네마틱 상의 열적 안정성과 질서도 그리고 홀수-짝수 효과는 메톡시, 니트로 그리고 펜틸기로 치환된 dimer에 대해 보고된 결과와 유사한 경향을 나타내는 반면 monomesogenic 화합물인 1-{4-(4'-사이아노페닐아조)펜옥시}알킬브롬 그리고 곁사슬형 액정 고분자인 폴리[1-{4-(4'-사이아노페닐아조)펜옥시알킬옥시}에틸렌]에 대해 보고된 결과와 현저히 달랐다. 이들의 결과를 Imirie에 의한 'virtural trimer model'의 견지에서 검토하였다.

• 식품과학과 산업
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• 제53권1호
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• pp.69-83
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• 2020

게나 새우 갑각류의 껍질로부터 추출되는 키토산은 천연고분자로서 다양한 응용분야로 폐수처리용 응집제와 중금속흡착제, 기능성 식품 및 식품첨가제, 토양개량 및 생육촉진제, 생체재료분야의 의약 및 의료용, 섬유, 화장품, 제지 등 수많은 분야에서 연구 및 상용화가 진행되고 있다. 키토산 제조의 원료인 붉은 대게 어획량이 급격히 감소하여 원료의 부족 현상을 겪고 있어, 키토산 제조에 대체 원료의 발굴이 시급히 요구되고 있는 시점에 이르고 있다. 새우와 곤충류의 껍질을 활용하기 위하여는 새우 껍질은 동남아시아 등에서 수입, 곤충류의 껍질은 국내 사육 농가의 증가로 충분한 양의 확보가 예상되어 키토산 제조의 원료로 대체하는 방법도 고려해 볼 수 있을 것이다. 키토산은 생산단계에서 강산과 강염기를 사용해서 화학반응을 시키므로 해서 많은 양의 폐수가 발생하여 환경오염은 물론 폐수처리 비용이 키토산의 원가에 큰 비중을 차지하고 있어, 키토산의 제조방법의 혁신적인 개선되지 않고서는 키토산 산업의 발전에 영향을 미칠 것으로 생각되며, 화학적 추출방법이 아닌 생물학적 추출방법(효소적 추출, 미생물 발효)에 대한 꾸준한 연구와 기술개발로 화학적 추출방법 못지 안는 생산효율을 높이고 단가를 낮출 수 있을 것으로 생각된다. 고순도 키토산의 생산과 분자량을 조절, 분리할 수 있는 기술, 고기능성 키토산 유도체의 연구개발을 위한 산·학·연의 공동연구가 절실히 요구되며 관련 기업들의 성장을 위한 제품의 혁신과 역량확대가 필연적인 과제라 할 수 있다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제45권1호
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• pp.126-133
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• 2021

Background: 20(S)-protopanaxadiol (20(S)-PPD), one of the aglycone derivatives of major ginsenosides, has been shown to have an anticancer activity toward a variety of cancers. This study was initiated with an attempt to evaluate its anti-cancer activity toward human endometrial cancer by cell and xenograft mouse models. Methods: Human endometrial cancer (HEC)-1A cells were incubated with different 20(S)-PPD concentrations. 20(S)-PPD cytotoxicity was evaluated using MTT assay. Apoptosis was detected using the annexin V binding assay and cell cycle analysis. Cleaved poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) and activated caspase-9 were assessed using western blotting. HEC-1A cell tumor xenografts in athymic mice were generated by inoculating HEC-1A cells into the flank of BALB/c female mice and explored to validate 20(S)-PPD anti-endometrial cancer toxicity. Results: 20(S)-PPD inhibited HEC-1A cell proliferation in a dose-dependent manner with an IC50 value of 3.5 μM at 24 h. HEC-1A cells morphologically changed after 20(S)-PPD treatment, bearing resemblance to Taxol-treated cells. Annexin V-positive cell percentages were 0%, 10.8%, and 58.1% in HEC-1A cells when treated with 0, 2.5, and 5 μM of 20(S)-PPD, respectively, for 24 h. 20(S)-PPD subcutaneously injected into the HEC-1A cell xenograft-bearing mice three times a week for 17 days manifested tumor growth inhibition by as much as 18% at a dose of 80 mg/kg, which sharply contrasted to controls that showed an approximately 2.4-fold tumor volume increase. These events paralleled caspase-9 activation and PARP cleavage. Conclusion: 20(S)-PPD inhibits endometrial cancer cell proliferation by inducing cell death via a caspase-mediated apoptosis pathway. Therefore, the 20(S)-PPD-like ginsenosides are endowed with ample structural information that could be utilized to develop other ginsenoside-based anticancer agents.

• 한국식품영양학회지
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• 제33권6호
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• pp.655-665
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• 2020

In this study, chemical information on a total of 20 individual compounds was constructed to identify isoflavones from the previous reports related with used parts(seeds, leaves, stems, pods) and products of soybean(Glycine max L.). Through constructed library and UPLC-DAD-QToF/MS analysis, a total of 19 individual isoflavones including aglycones, glucosides, acetylglucosides and malonylglucosides as major compounds was identified and quantified from 14 selected soybean seeds. Among them, genistein 7-O-(2"-O-apiosyl)glucoside and genistein 7-O-(6"-O-apiosyl)glucoside(ambocin) were identified tentatively as novel compounds in soybean seeds. Besides, among malonylglucosides, glycitein 4'-O-(6"-O-malonyl)glucoside was estimated for the first time. Total isoflavone contents were distributed from 240.21 to 445.21(mg/100 g, dry matter) and 7-O-6"-O-malonylglucosides were composed of 77.8% on total isoflavone as well as genistein derivatives were confirmed as major class. It was considered importantly that the development of isoflavone-rich varieties was necessary to strengthen their effects such as anti-inflammation, anti-cancer and menopause mitigation. The qualitative and quantitative data presented precisely in this study could be help to select and breed isoflavone-rich varieties. Furthermore, their basic isoflavone profile is expected to be applied to estimate the change of isoflavone conjugates on bioavailability after soy food supplements.

• Journal of Ginseng Research
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• 제45권1호
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• pp.48-57
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• 2021

Background: Ginsenoside Rh2 is well known for many pharmacological activities, such as anticancer, antidiabetes, antiinflammatory, and antiobesity properties. Glycosyltransferases (GTs) are ubiquitous enzymes present in nature and are widely used for the synthesis of oligosaccharides, polysaccharides, glycoconjugates, and novel derivatives. We aimed to synthesize new ginsenosides from Rh2 using the recombinant GT enzyme and investigate its cytotoxicity with diverse cell lines. Methods: We have used a GT gene with 1,224-bp gene sequence cloned from Lactobacillus rhamnosus (LRGT) and then expressed in Escherichia coli BL21 (DE3). The recombinant GT protein was purified and demonstrated to transform Rh2 into two novel ginsenosides, and they were characterized by nuclear magnetic resonance (NMR) techniques and evaluated by 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)-2-5-diphenyltetrazolium bromide assay. Results: Two novel ginsenosides with an additional glucopyranosyl (6→1) and two additional glucopyranosyl (6→1) linked with the C-3 position of the substrate Rh2 were synthesized, respectively. Cell viability assay in the lung cancer (A549) cell line showed that glucosyl ginsenoside Rh2 inhibited cell viability more potently than ginsenoside Rg3 and Rh2 at a concentration of 10 μM. Furthermore, glucosyl ginsenoside Rh2 did not exhibit any cytotoxic effect in murine macrophage cells (RAW264.7), mouse embryo fibroblasts cells (3T3-L1), and skin cells (B16BL6) at a concentration of 10 μM compared with ginsenoside Rh2 and Rg3. Conclusion: This is the first report on the synthesis of two novel ginsenosides, namely, glucosyl ginsenoside Rh2 and diglucosyl ginsenoside Rh2 from Rh2 by using recombinant GT isolated from L. rhamnosus. Moreover, diglucosyl ginsenoside Rh2 might be a new candidate for treatment of inflammation, obesity, and skin whiting, and especially for anticancer.