• 제목/요약/키워드: intermediate compound

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니트릴 분해효소 생산균인 Rhodococcus erythropolis의 발굴 및 효소 특성 연구 (Characterization of Nitrile-hydrolyzing Enzymes Produced from Rhodococcus erythropolis)

  • 박효정;박하주;엄기남;김형권
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.204-210
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    • 2006
  • 각종 니트릴 화합물은 키랄 의약품의 합성에 사용되는 유용한 중간체이다. 본 연구에서는 토양 분리균 중에서 4-chloro-3-hydroxy butyronitrile(CHBN)기질로부터 고지혈증 치료제인 Atorvastatin을 합성하는 데에 필요한 4-chloro-3-hydroxy butyric acid(CHBAc)를 생성하는 균주 2종류를 선발하였다. 16S rRNA 분석을 통해서 균 동정을 수행한 결과, 모두 Rhodococcus erythropolis에 속하는 것으로 밝혀졌으며, TLC 분석 결과로부터 CHBN 기질을 분해하는 효소는 니트릴 히드라타아제(NHase)와 아미다아제(amidase)인 것으로 추정되었다. 분리균의 CHBN 분해효소는 ${\varepsilon}$-카프로락탐에 의해서 발현이 유도되었으며, 균체와 세포 추출액에서 모두 기질 분해활성을 나타났다. 기존에 보고된 효소의 유전자 염기서열로부터 프리머를 제조하고 PCR을 수행함으로써 분리균으로부터 니트릴 히드라타아제와 아미다아제 유전자를 확보하게 되었다. 발굴된 유전자의 염기서열을 분석한 결과, 이미 보고된 Rhodococcus erythropolis의 니트릴 히드라타아제 ${\alpha}$-서브유니트과 ${\beta}$-서브유니트 및 아미다아제와 96% 이상의 상동성을 보였다. 따라서 CHBN기질은 분리균의 니트릴 히드라타아제와 아미다아제 효소에 의해서 아미(CHBAm)를 거쳐 산(CHBAc)으로 전환되는 것을 알게 되었다.

2-페닐이미노-1,3-티아졸린 유도체의 C-4 치환체가 벼도열병에 대한 항균활성에 미치는 영향 (The Effect of C-4 Substituent of 2-phenylimino-1,3-thiazolines on the Antifungal Activity Against Rice Blast)

  • 임정설;한민수;남기달;최경자;한호규
    • 농약과학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.63-69
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    • 2009
  • 벼 도열병균에 대하여 2-페닐이미노-1,3-티아졸린-4-아세트아닐리드 유도체의 NH수소가 항균력에 미치는 영향을 조사하기 위하여 2-페닐이미노-1,3-티아졸린 골격의 C-4 곁가지에 모르포리닐, 피페리디닐 등의 기능기가 도입된 4-모르포리 닐카르보닐메틸-2-페닐이미노-1,3-티아졸린 2(X=O), 피페리디닐카르보닐메틸-2-페닐이미노-1,3-티아졸린 3(X=C) 등의 새로운 화합물을 합성하였다. 합성된 30종 화합물의 대표적인 식물병원균 6종에 대한 항균력 시험을 수행하였다. 키틴 이합체를 염소로 처리한 다음 생성된 중간체, 아세토아세틸클로라이드의 분리없이 모르폴린 또는 피페리딘과 반응시켜 각각 상응하는 감마-클로로-베타-케토 유도체를 얻었다. 이들을 각각 티오우레아 유도체와 반응시켜 4-모르포리닐카르보닐메틸-2-페닐이미노-1,3-티아졸린 2, 피페리디닐카르보닐메틸-2-페닐이미노-1,3-티아졸린 3을 좋은 수율(27-98%)로 합성하였다. 화합물 3의 벼 도열병원균에 대한 항균력은 피페리디닐기가 C-4 위치에 치환되어 있고 2-페닐이미노기의 페닐기의 ortho 및 para 위치에 불소가 포함된 화합물의 경우(3j)에 가장 높았다 (100 ppm, 90%). 이것으로 미루어보아 2-페닐이미노-1,3-티아졸린 계열의 C-4위치의 치환체는 이 계열 화합물의 벼도열병균에 대한 항균활성을 나타내는데 보조적인 역할을 하는 것으로 생각된다.

Brassinosteroid의 대사공학 (Metabolic Engineering of the Brassinosteroid Biosynthetic Pathways)

  • 이미옥;송기홍;이현경;정지윤;최빛나리;최성화
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제29권2호
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    • pp.139-144
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    • 2002
  • Sterols play two major roles in plants: a bulk component in biological membranes and precursors of plant steroid hormones. Physiological effects of plant steroids, brassinosteroids (BRs), include cell elongation, cell division, stress tolerance, and senescence acceleration. Arabidopsis mutants that carry genetic defects in BR biosynthesis or its signaling display characteristic phenotypes, such as short robust inflorescences, dark-green round leaves, and sterility. Currently there are more than 100 dwarf mutants representing 7 genetic loci in Arabidopsis. Mutants of 6 loci, dwf1/dim1/cbb1, cpd/dwf3, dwf4, dwf5, det2/dwf6, dwf7 are rescued by exogenous application of BRs, whereas bri1/dwf2 shares phenotypes with the above 6 loci but are resistant to BRs. These suggest that the 6 loci are defective in BR biosynthesis, and the one locus is in BR signaling. Biochemical analyses, such as intermediate feeding tests, examining the levels of endogenous BR, and molecular cloning of the genes revealed that dwf7, dwf5, and dwf1 are defective in the three consecutive steps of sterol biosynthesis, from episterol to campesterol via 5-dehydroepisterol. Similarly, det2/dwf6, dwf4, and cpd /dwf3 were shown to be blocked in D$^4$reduction, 22a-hydroxylation, and 23 a-hydroxylation, respectively. A signaling mutant bril/dwf2 carries mutations in a Leucine-rich repeat receptor kinase. Interestingly, the bri1 mutant was shown to accumulate significant amount of BRs, suggesting that signaling and biosynthesis are dynamically coupled in Arabidopsis. Thus it is likely that transgenic plants over-expressing the rate-limiting step enzyme DWF4 as well as blocking its use by BRIl could dramatically increase the biosynthetic yield of BRs. When applied industrially, BRs will boost new sector of plant biotechnology because of its potential use as a precursor of human steroid hormones, a novel lead compound for cholesterol-lowering effects, and a various application in plant protection.

Sintering Mixtures in the Stage of Establishing Chemical Equilibrium

  • Savitskii, A.P.
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 1999년도 춘계학술대회 및 발표대회 강연 및 발표논문 초록집
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    • pp.5-5
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    • 1999
  • The Principal deficiency of the existing notion about the sintering-mixtures consists in the fact that almost no attention is focused on the Phenomenon of alloy formation during sintering, its connection with dimensional changes of powder bodies, and no correct ideas on the driving force for the sintering process in the stage of establishing chemical equilibrium in a system are available as well. Another disadvantage of the classical sintering theory is an erroneous conception on the dissolution mechanism of solid in liquid. The two-particle model widely used in the literature to describe the sintering phenomenon in solid state disregards the nature of the neighbouring surrounding particles, the presence of pores between them, and the rise of so called arch effect. In this presentation, new basic scientific principles of the driving forces for the sintering process of a two-component powder body, of a diffusion mechanism of the interaction between solid and liquid phases, of stresses and deformation arising in the diffusion zone have been developed. The major driving force for sintering the mixture from components capable of forming solid solutions and intermetallic compounds is attributed to the alloy formation rather than the reduction of the free surface area until the chemical equilibrium is achieved in a system. The lecture considers a multiparticle model of the mixed powder-body and the nature of its volume changes during solid-state and liquid-phase sintering. It explains the discovered S-and V-type concentration dependencies of the change in the compact volume during solid-state sintering. It is supposed in the literature that the dissolution of solid in liquid is realised due to the removal of atoms from the surface of the solid phase into the melt and then their diffusicn transfer from the solid-liquid interface into the bulk of liquid. It has been shown in our experimental studies that the mechanism of the interaction between two components, one of them being liquid, consist in diffusion of the solvent atoms from the liquid into the solid phase until the concentration of solid solutions or an intermetallic compound in the surface layer enables them to pass into the liquid by means of melting. The lecture discusses peculimities of liquid phase formation in systems with intermediate compounds and the role of the liquid phase in bringing about the exothermic effect. At the frist stage of liquid phase sintering the diffusion of atoms from the melt into the solid causes the powder body to grow. At the second stage the diminution of particles in size as a result of their dissolution in the liquid draws their centres closer to each other and makes the compact to shrink Analytical equations were derived to describe quantitatively the porosity and volume changes of compacts as a result of alloy formation during liquid phase sinteIing. Selection criteria for an additive, its concentration and the temperature regime of sintering to control the density the structure of sintered alloys are given.

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(2S,3S,4S)-3,4-다이하이드록시글루타믹산의 효율적인 입체선택적 합성 (Efficient Stereoselective Synthesis of (2S,3S,4S)-3,4-Dihydroxyglutamic Acid)

  • 전종호;신나라;이종협;김영규
    • 공업화학
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    • 제25권4호
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    • pp.392-395
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    • 2014
  • 생리학적 활성을 가진 (2S,3S,4S)-3,4-다이하이드록시 글루타믹산(DHGA)을 값이 저렴하고 수급이 용이한 D-serine 유도체로부터 효율적으로 합성하였다. D-serine 유도체로부터 얻어진 ${\gamma}$-아미노-${\alpha},{\beta}$-불포화성(Z)-에스터의 아민에 다이페닐메틸렌기를 도입, 이를 이용한 입체선택적 이 중 알코올화 반응을 통해 2,3 위치에 두 개의 하이드록시기를 10 : 1 이상의 높은 선택성과 86%의 높은 수율로 도입하여 중간체 5a를 효율적으로 합성하였고, 이 중간체의 간단한 산화 및 가수분해 반응을 통해 (2S,3S,4S)-3,4-DHGA 합성에 성공하였다. 이는 11단계에 총 30%의 수율과 입체선택적인 결과로 현재까지 보고된 (2S,3S,4S)-3,4-DHGA의 합성법 중에 가장 효율적이다. 이 결과는 $OsO_4$을 이용한 입체선택적 이중 알콜화 반응이 아미노 다이올을 포함하는 다양한 생리활성 물질의 효율적인 합성에 적용할 수 있음을 뒷받침한다.

케라틴 아미노산 비료 시비에 따른 크리핑 벤트그래스의 생육과 품질 변화 (Growth and Quality Changes of Creeping Bentgrass by Application of Keratin Amino Acid Fertilizer)

  • 조기웅;김영선;함선규;이재필;김두환;김우성;이긍주
    • Weed & Turfgrass Science
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    • 제5권4호
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    • pp.260-267
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    • 2016
  • 아미노산은 식물에서 질소 동화 과정에서 생성되는 대사물질이며, 단백질을 발효하여 얻어진 부산물은 아미노산비료의 원료로 사용되고 있다. 본 연구는 케라틴 아미노산 비료의 시비에 따른 잔디의 생육과 품질의 변화를 확인하기 위해 엽색지수, 엽록소지수, 잔디 줄기 밀도, 잔디 예지물, 잔디 중 양분 함량 및 양분 흡수량을 조사하였다. 처리구는 무처리구(NF), 대조구(CF), 케라틴 아미노산 비료 추천량처리구(CKF)와 배량처리구(2CKF) 및 케라틴 아미노산 비료 단독 처리구(KF)로 구분되었다. 케라틴 아미노산 비료 처리에 후 처리구별 토양화학성, 잔디의 엽색지수 및 엽록소지수의 변화는 나타나지 않았다. 반면에 잔디 줄기 밀도와 잔디 예지물은 케라틴 아미노산비료를 시비한 케라틴 아미노산 비료 단독처리구나 복합비료와 함께 처리한 처리구에서 각각 25~35%와 11% 정도씩 증가하였다. 잔디중 양분 함량은 처리구별로 비슷하였으나 잔디의 양분 흡수량은 질소와 칼륨이 CKF 처리구에서 증가하였다. 이 결과들을 종합해 볼 때, 크리핑 벤트그래스에서 케라틴 아미노산 비료의 시비는 잔디의 질소와 칼륨의 흡수를 촉진함으로써 잔디 줄기 밀도와 생육을 증가시키는 효과가 있음을 확인 할 수 있었다.

벼 어린모 뿌리의 분화 및 신장에 미치는 Metalaxyl의 종자침청처리 효과 (Effect of Exogenous Metalaxyl Seed-Soaking on Root Initiation and Elongation of Young Rice Seedling)

  • 김제규;박광호;이문희;오윤진
    • 한국작물학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.545-553
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    • 1993
  • 벼 기계이앙을 위한 어린모 육묘에서 뿌리엉킴촉진에 탁원한 효과가 있는 metalaxyl의 묘 뿌리분화 및 신장생장에 관한 일부 생리적 기작을 밝히고자 metalaxyl 침지처리에 따른 어린모의 근활력, 발근력, 아미노산 함량 변화, 광합성 및 엽록소함량등을 조사ㆍ분석한 결과는 다음과 같다. 1. metalaxyl(25%, 수화제) 200ppm에 침지처리한 어린모는 무처리에 비하여 전육묘기간중에 근활력이 높았으며 특히 파종후 10~13일에 현저하게 높았다. 2. metalaxyl 200ppm에 종자를 침지처리한 어린모에서 재발생된 관근의 길이는 무처리보다 유의적으로 길었으며, 뿌리의 신장을 촉진시켰다. 3. metalaxyl 200ppm에 종자를 침지처리한 어린모에서 재발생된 관근의 수는 무처리와 비슷한였으나, 관근에서 발생된 분지근(측근)의 수는 2~3배 증가되어 분기근의 분화를 촉진시켰다. 4. 어린모 뿌리의 alanine함량은 metalaxyl처리에 의하여 현저히 증가되었으며, alanine 함량과 근활력, 또 metalaxyl 농도와 분지근수 간에는 정의 상관관계가 있었다. 5. metalaxyl 침지처리는 어린모 뿌리에서 거의 모든 종류의 아니노산 함량을 증가시켰다. 6. metalaxyl처리는 어린모 체내의 엽록소 및 전질소 함량을 높이고, 광합성량을 증가시켰다.

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식물 치사관련 유전자를 이용하는 신규 제초제 작용점 탐색 및 조절물질 개발동향 (A prognosis discovering lethal-related genes in plants for target identification and inhibitor design)

  • 황인택;이동희;최정섭;김태준;김범태;박유신;조광연
    • 농약과학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.1-11
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    • 2001
  • 신규 제초제 작용점의 발굴은 유전체학과 조합화학 등 새로운 기술이 등장하여 그 가능성이 높아지고 있다. 대략 $10^{30}$에서 $10^{50}$여 개의 화학물질의 합성이 가능하고 50,000여 개의 식물 유전자 지도가 완성되어 이들의 조합으로 새로운 제초제의 작용점 발굴 가능성이 높아지게 될 것이다. 즉, 고등식물이 가지고 있는 50,000여 개의 유전자 가운데 0.1%, 1.0% 또는 10%가 신규 작용점이 된다면 50, 500, 5000개의 신규 작용점을 발견할 수 있는 것이다. 신규 제초제의 개발을 위해서는 target enzyme의 선택과 결정, 저해제의 설계, 작용점까지 도달하는 과정, 대사적인 운명 등 여러가지 요인들이 검토되어야 한다. 이러한 과정에서 가장 중요한 것은 확실한 작용점의 선택에 있다. 또한 다양한 생화학적 정보를 통하여 작용점/효소의 저해로부터 고사에 이르는 과정을 이해함은 물론 보다 강력한 저해제의 합성과 살초과정을 이해할 수 있어야 할 것이다. 그 동안에는 이미 알려진 작용점을 대상으로 신규 화합물을 합성하거나 유도체를 개발하는 것이 대부분이었지만 최근에는 antisense 기법 등을 활용하여 새로운 치사관련 작용점을 찾아내는데 잠재력과 가능성을 확대시켜주고 있다. 새로운 치사관련 작용점을 발굴한 후에는 대상효소의 화학적, 생화학적 기능과 단백질의 구조를 분석하여 강력한 저해제를 설계하는데 활용하게 될 것이다. 치사관련 돌연변이체와 antisense 기법을 활용하고, 식물 생리학적 반응을 기초로 하여 리드화합물을 탐색하는 것은 새로운 접근방식이며 농약 화학적 특성을 갖는 효소 저해제들의 합성은 크게 6가지로 할 수 있다. 공통특이시얀 기질 유사체 합성, affinity labels, 자살기질체, 반응중간산물, 그리고 extraneous site inhibitors 등을 들 수 있다. 이와 같은 방법으로 후보화합물이 선발된다 하여도 실제식물에 처리하여 흡수, 이행, 대사 등에 관한 시험이 반드시 이루어져야 새로운 제초제를 탄생시킬 수 있다. 또한 약물의 전달과정과 무독화작용을 통하여 pro-herbicide에 대한 연구를 진행하게 될 것이며, 마지막으로 잡초와 작물간의 선택성이 고려되어야 효소 측이적 접근방식에 의한 신규 선택성 제초제의 개발이 성공할 수 있는 것이다.

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식생이 다른 산림유역 유출수의 특성 (The Characteristics of Runoff from a Forest Watershed with Different Vegetation)

  • 이호범;박찬오;신대윤
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.311-316
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    • 2007
  • 산림지역 유출수가 하천의 수질에 미치는 영향을 파악하기 위하여 지질과 식생이 다른 한국과 일본 8개 지역 토양용출액과 계류수의 수질을 조사, 비교하였다. $NO_3^-$농도는 표토층에서 높고 토심이 깊을수록 낮아졌으며, 현무암지질의 표층(13.3 mg/g)과 심층 (7.40 mg/g)이 가장 높게 나타났다. $PO_4^{3-}$농도는 토심에 따라 차이가 없었고 화강암과 변성암지질의 중층(60 cm)이 표층(30 cm)보다 높게 나타났다. 토양용출액의 T-N은 침엽수림의 화강암지점 8.03 mg/L, 활엽수의 안산암지점 14.79 mg/L이었고, 계류수는 침엽수림의 화강암지점이 10월에 5.53 mg/L, 1월 6.99 mg/L이었고, 활엽수림의 안산암지점이 $3.61\sim5.11$ mg/L이었다. 토양용출액와 계류수의 T-P은 침엽수림과 활엽수림이 비슷한 값을 보였고, 활엽수림의 현무암지점(0.090$\sim$0.179 mg/L)에서 다소 높게 나타났다. 침엽수림 토양용출액의 pH와 EC, $Ca^{2+}$$Cl^-$농도는 p<0.01에서 유의한 정의 상관을 보이고, S-Fe, S-Al과는 부의 상관을 보였다. 전기전도도와 $Ca^{2+}$농도 및 $NO_3^-$농도는 p<0.01에서 유의한 상관이 있고, $SO_4^{2-}$농도, S-Fe와는 p<0.05에서 유의한 상관이 있었다. 활엽수림 토양용출액의 pH와 $Ca^{2+}$농도는 p<0.05에서 정의 상관이 있고, $K^+$, S-Fe 및 S-Al농도는 p<0.01에서 부의 상관이 있었다. 전기전도도와 $Ca^{2+}$$Cl^-$농도는 p<0.05, $NO_3^-$농도와는 p<0.01에서 유의한 정의 상관을 보였다.

$Al_2O_3/Mo/MnO_2$ 복합재료의 기계적 특성 (Mechanical properties of $Al_2O_3/Mo/MnO_2$ composite)

  • 박현;김경남
    • 한국결정성장학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.172-179
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    • 2006
  • [ $Al_2O_3-MoO_3$ ]의 혼합물을 환원소성하면 $MoO_3$$900^{\circ}C$에서 Mo로 환원되고 $1300^{\circ}C$까지 $Al_2O_3$와 Mo간의 화합물은 형성되지 않았다. $Al_2O_3-MoO_3-MnO_2$, 혼합물의 경우, $900^{\circ}C$에서 먼저 $MnO_2$$MoO_3$와 반응하여 중간화합물 $Mn_2Mo_3O_8$를 형성하였다가. $1100^{\circ}C$$1300^{\circ}C$에서 $Mn_2Mo_3O_8$ 화합물은 사라지고 새로운 화합물 $MnAl_2O_4$가 생성되었다. $Al_2O_3$$MoO_3,\;MnO_2$의 혼합분말 중 Mo만이 선택적으로 환원되는 selective reduction process에 의해 $Al_2O_3/Mo/MnO_2$ 복합재를 제조하였다. $Al_2O_3/Mo$ 복합재의 경우 Mo의 함량이 증가함에도 불구하고 Mo입자가 $Al_2O_3$ matrix의 입성장을 억제하여 평균입경의 변화는 거의 없었다. 파괴강도는 $Al_2O_3$ matrix의 입성장 억제 현상 때문에 Mo의 함량이 증가함에 따라 증가하였다. 경도는 Mo의 낮은 경도값 때문에 약간 감소하였으나 반면에 파괴인성은 증가하였다. $Al_2O_3/Mo/MnO_2$ 복합재의 경우 $MnO_2$는 matrix의 입성장을 촉진시켰고, Mo와 $MnO_2$의 함량이 증가함에 따라 $MnO_2$의 입성장효과 때문에 오히려 낮은 파괴강도를 보였다. 경도는 입계에 존재하는 coalesced Mo 입자들과 matrix의 입성장 때문에 더욱 감소하였으나 반면에 파괴인성은 더욱 증가하는 경 향을 보였다.