• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권1호
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• pp.58-68
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• 2012

An investigation was conducted on the enhancement of production and purification of an oxidant and SDS-stable alkaline protease (BHAP) secreted by an alkalophilic Bacillus horikoshii, which was screened from the body fluid of a unique Korean polychaeta (Periserrula leucophryna) living in the tidal mud flats of Kwangwha Island in the Korean West Sea. A prominent effect on BHAP production was obtained by adding 2% maltose, 1% sodium citrate, 0.8% NaCl, and 0.6% sodium carbonate to the culturing medium. The optimal medium for BHAP production contained (g/l) SBM, 15; casein, 10; $K_2HPO_4$, 2; $KH_2PO_4$, 2; maltose, 20; sodium citrate, 10; $MgSO_4$, 0.06; NaCl, 8; and $Na_2CO_3$, 6. A protease yield of approximately 56,000 U/ml was achieved using the optimized medium, which is an increase of approximately 5.5-fold compared with the previous optimization (10,050 U/ml). The BHAP was homogenously purified 34-fold with an overall recovery of 34% and a specific activity of 223,090 U/mg protein using adsorption with Diaion HPA75, hydrophobic interaction chromatography (HIC) on Phenyl-Sepharose, and ion-exchange chromatography on a DEAE- and CM-Sepharose column. The purified BHAP was determined a homogeneous by SDS-PAGE, with an apparent molecular mass of 28 kDa, and it showed extreme stability towards organic solvents, SDS, and oxidizing agents. The $K_m$ and $k_{cat}$ values were 78.7 ${\mu}M$ and $217.4s^{-1}$ for N-succinyl-Ala-Ala-Pro-Phe-pNA at $37^{\circ}C$ and pH 9, respectively. The inhibition profile exhibited by PMSF suggested that the protease from B. horikoshii belongs to the family of serine proteases. The BHAP, which showed high stability against SDS and $H_2O_2$, has significance for industrial application, such as additives in detergent and feed industries.

• 동의생리병리학회지
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• 제19권6호
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• pp.1568-1572
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• 2005

Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH), such as benzo(a)pyrene (B(a)P), are toxic environmental contaminants known to enhance oxidative stress, production of pro-inflammatory and inflammatory cytokines. The present study was designed in order to determine whether wild ginseng (Panax ginseng C. A. Meyer) protect PAH-induced oxidative stress and inflammation. B(a)P (0.5 mg/kg, i.p.) treatment increased the distribution of immunoreactive cells for tumor necrosis factor $(TNF)-\alpha$ and cyclooxygenase (COX)-2 in peri-portal triad region and immunoreaction was shown in the cytoplasm of macrophage. Pre-treatment with wild ginseng significantly decreased immune responses in the rats treated with B(a)p. The rats given 50 mg/kg/day for 4 weeks before B(a)P treatment had 1.39-fold and 1.5-fold inhibition of $TNF-\alpha$ and COX-2 positive reaction, respectively. Wild ginseng extract alone had no effect on the distributional changes. The SOD activity as scavenger enzymes after wild ginseng administration dose-dependantly increased compared with butylated hydroxytoluene, a general radical scavenger. These data likely indicate that wild ginseng extract may act as inflammatory regulator in conjunction with inhibition of oxidant dependent metabolic activation in environmental contaminants-induced hepatic inflammation.

• Journal of Microbiology
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• 제41권1호
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• pp.28-33
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• 2003

Pycnogenol (PYC) is believed to have potential as a therapeutic agent against free radical-mediated oxidative stress. It is important, therefore, to understand the interactions between PYC and cellular defenses against oxidative stress. Toward this end, we analyzed the survival rates on the gene expression responses of E. coli sod katG mutants to PYC after pre-treatment of PQ or H$_2$O$_2$-mediated stress under aerobic conditions. We identified SOD induced by PYC, but not HP1 in sod hate mutants. A striking result was the PYC induction of SOD with antioxidant property in single katG mutant cells, particularly MnSOD and CuZnSOD. These inductions were further increased with oxidative stress, while HP1 was not induced in these conditions. The effects of pycnogenol treatment on these cells depend in part on its concentration on the stress response. Protective effects of PYC exposure which affected gene expression in cells were consistent with cell survival rates. Our results demonstrate that pycnogenol may alter the stress response gene expression in a specific manner such as SOXRS because PYC induction of single mutant only worked under increased PQ stress. All together our data indicate that SOD activity is essential for the cellular defense against PQ-mediated oxidative stress, suggesting that PYC may not be effective as an antioxidant in only oxidative stress conditions. On the other hand, it was expected that PYC may play a role as a pro-oxidant and if it is available for use, it should be evaluated carefully.

• 인간식물환경학회지
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• 제23권2호
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• pp.191-199
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• 2020

Noni has been used for medicinal purposes for more than 2,000 years in South Pacific Polynesia, China and India, and has been heavily ingested as an extract for its excellent antioxidant and anti-inflammatory effects. However, a recent study found that the noni extract causes digestive disorders, kidney problems, and liver diseases, which made it necessary to use it for other purposes than as an extract. In this study, we want to evaluate the potential of noni as an anti-oxidant, anti-inflammatory and anti-wrinkling agent. Methods: Noni was freeze-dried, extracted in water, and concentrated. Skin cells were treated with the noni extract for 24 hrs and then were exposed to UVB (55 mJ/cm²). After 48 hrs of incubation, pro-inflammatory cytokine, elastase, MMP-1 and type-1 procollagen levels were measured by ELISA. Results: To find out the antioxidant effect of the noni extract, the DPPH and ABTS radical scavenging activity experiments were conducted and the noni extract showed 97.0 % and 92.0 % antioxidant efficacy at 200 ㎍/mL respectively. The noni extract (50 and 100 ㎍/mL) decreased IL-6 and TNF-α in RAW 264.7 cells induced by LPS in a concentration-dependent manner. In the RT-PCR experiment involving NO production, the noni extract (50 and 100 ㎍/mL) inhibited NO production by strongly inhibiting iNOS mRNA expression, and also inhibited the elevation of MMP-1 and elastases caused by UVB irradiation by 25.0 % and 7.0 % respectively. In addition, type-1 procollagen was elevated by 20.0 % by the noni extract treatment in HaCaT cells. Conclusion: The noni extract has photoprotective ability by reducing proinflammatory mediators, elastase and MMP-1 production, and elevation of collagen synthesis. Our findings suggest that the noni extract might be a good natural substance to protect against UVB-induced premature skin aging.

• 원예과학기술지
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• 제29권3호
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• pp.267-272
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• 2011

${\beta}$-carotene hydroxylase는 carotenoids의 생합성 경로에서 astaxanthin 및 zeaxanthin 합성에 관여하는 주요 효소이다. Astaxanthin과 zeaxanthin은 비타민 A 전구체보다 항암효과가 더 높다고 보고되고 있다. 따라서 ${\beta}$-carotene hydroxylase 유전자(ChyB)를 토마토 잎에서 분리하고 binary 벡터에 클로닝 한 후 pIG121-ChyB-tom으로 명명하였다. 토마토 ChyB 유전자를 Agrobacterium-mediated infiltration 방법을 이용하여 생육 8주 된 담배 잎에 일시적 형질전환을 하였다. 감염 0, 1, 2, 3일 후 RT-PCR 한 결과 담배에서는 거의 발현되지 않았던 ${\beta}$-carotene hydroxylase 전사체가 감염 1일 후부터 증가하여 2일 후 최대 전사량을 보이고 3일 후부터 감소하는 경향을 나타내었다. 이 결과를 바탕으로 감염 후 0, 2, 3일째 담배 잎을 채취하여 항산화 효능을 측정한 결과, 감염 2일 후 1,1-diphenyl-pricryl hydrazyl(DPPH) radical 소거 활성이 대조구에 비해 약 30% 증가하는 것을 확인하였다. 이 연구결과를 통해 외래 유용 유전자를 원예작물에 형질전환하여 항산화 및 항암효과가 우수한 zeaxanthin 및 astaxanthin 등 oxy-carotenoids의 함유량을 증진시킨 새로운 기능성 토마토 및 다양한 원예작물의 신품종 개발에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한화장품학회지
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• 제47권1호
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• pp.75-84
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• 2021

본 연구에서는 3 개의 아미노산으로 이루어진 트리펩타이드의 미세먼지에 의한 인간각질형성세포의 손상 억제 효과에 대해 확인하였다. 실험 결과 트리펩타이드 처리 시 미세먼지에 의한 세포 사멸이 억제되어 생존율 증가가 관찰되었으며, aryl hydrocarbon receptor (AhR) 기전 활성이 억제 되어 독성 대사체 생성과 염증반응에 관여하는 하위 인자인 cytochrome P450 family 1 subfamily A member 1 (CYP1A1) 및 cyclooxygenase-2 (COX-2)의 발현이 저해되었다. 또한 미세먼지에 의한 산화적 스트레스 억제 효과를 나타내어 염증성 사이토카인의 발현을 저해하였고, 피부 구성 단백질의 분해를 유도하는 matrix metalloproteinase-1 (MMP-1)의 발현을 저해하였으며, 세포 사멸 인자의 수준을 저해하였다. 이 결과를 종합해 볼 때, 본 연구의 트리펩타이드는 미세먼지에 의한 인간각질형성세포의 사멸 및 주변 피부 조직의 손상을 유도할 수 있는 기전들을 억제하여 보호 효과를 나타내는 것으로 보인다. 트리펩타이드의 이러한 안티폴루션 효과는 신규 기능성 화장품 소재로 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권9호
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• pp.1257-1264
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• 2016

개똥쑥은 예로부터 항암, 항바이러스 및 항균의 효능을 지니는 것으로 알려져 왔지만 작용 기작에 대한 내용이 많이 알려지지 않았다. 본 연구에서는 AGS 인체 위암 세포를 대상으로 개똥쑥 추출물(AAE)에 의한 apoptosis 효과와 신호경로 연구를 시행하였다. AAE의 암세포 성장에 미치는 영향을 확인하기 위하여 AGS cell에 AAE를 처리하고 MTT assay와 LDH assay를 수행한 결과 AAE 농도 의존적으로 나타난 세포 성장 억제가 세포 손상에 의한 것임을 확인하였다. 또한, AAE에 의한 암세포 증식 억제 효과가 apoptosis에 의한 것인지 확인하기 위하여 Hoechst 33342 staining과 Annexin V-PI staining을 수행한 결과, Hoechst 33342 staining에서 apoptotic body와 세포질 응축이 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인하였고, Annexin V-PI staining에서 apoptotic cells의 변화가 농도 의존적으로 증가함을 확인하였다. Western blotting의 결과 AAE가 농도 의존적으로 세포 생장에 관여하는 신호 단백질인 p-Akt, p-TSC2, p-mTOR, p-GSK-$3{\beta}$의 발현이 감소함을 확인하였고, anti-apoptotic 단백질인 Bcl-2의 발현이 억제됨으로써 proapoptotic 단백질인 Bax, Bak의 발현이 증가하는 일련의 신호경로를 조절할 수 있다는 것을 확인하였다. 미토콘드리아 막 전위의 탈분극 유도를 확인하기 위한 JC-1 assay 수행 결과, AAE 농도 의존적으로 미토콘드리아 막 전위의 탈분극이 유도됨을 확인하였다. 탈분극에 의한 caspase 활성을 확인하기 위해 caspase-3/7 activity assay를 수행한 결과, AAE 농도 의존적으로 caspase activity 증가를 확인하였다. 또한, apoptosis가 일어나는 일련의 신호경로를 확인하기 위해 apoptosis 상위 단백질인 Akt, mTOR, GSK-$3{\beta}$의 활성을 억제하는 LY294002, Rapamycin, BIO를 각각 AGS cell에 처리하고 세포증식에 미치는 영향과 신호 단백질의 발현 양상을 알아보기 위해 MTT assay, LDH assay, western blotting을 수행하였다. 그 결과 AAE와 LY294002, Rapamycin 처리군에서 세포증식 억제와 LDH 방출량 증가뿐만 아니라 세포 생장 신호 단백질인 p-mTOR, p-TSC2, p-Akt, p-GSK-$3{\beta}$의 발현이 감소하는 것을 확인하였고, Bcl-2의 발현이 억제됨으로써 Bax와 Bak의 발현을 증가시키는 신호경로를 조절할 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서 AGS cell에 개똥쑥 추출물을 처리하였을 때 유도되는 apoptosis 효과는 Akt/mTOR/GSK-$3{\beta}$ 경로 활성 억제를 통해 Bcl-2 발현이 감소함에 따라 Bax, Bak를 활성화해 세포질로의 cytochrome C 유리에 따른 caspase 활성으로 이루어진다는 것을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권5호
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• pp.562-571
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• 2017

본 연구에서는 선별된 유색미 5품종에 대한 자외선 조사에 따른 노화 억제 기전을 확인하고자 항산화 활성과 활성산소종(ROS) assay를 분석하였으며, 주름형성을 유발하는 효소인 MMPs와 그 upstream인 MAPK pathway(ERK, JNK 및 p38)에서의 인산화 발현을 얼마나 저해하는지를 분석하였다. 유색미 5품종 가운데 전자공여능과 ABTS 소거활성 결과, 신토흑미 에탄올 추출물(SRE)과 흑설 에탄올 추출물(HE), SRE와 흑설 열수 추출물(HW)이 각각 뛰어난 소거활성을 보였으며, collagenase 저해 활성 결과 HE가 전 농도에서 고르게 높은 저해효과를 나타내었다. 또한, ROS assay에서 SE와 HE가 전 농도에서 매우 효과적인 ROS 생성억제를 나타냄에 따라 우리는 선별된 유색미 가운데 HE를 이용하여 MMPs와 MAPK의 발현억제 pathway를 확인하였다. 그 결과 pro-collagen type I은 $100{\mu}g/mL$의 농도에서 발현이 증가하였고, MMP-1과 -13은 농도 의존적으로 발현이 억제되었으며, ERK와 p38의 인산화 또한 농도 의존적으로 억제하고 있음을 확인하였다. 이러한 결과에 따라 MMPs의 mRNA 발현을 확인하기 위한 RT-PCR을 실시하였으며, MMP-1과 3의 mRNA의 발현은 농도 의존적으로 감소하였고 MMP-9는 HE를 $100{\mu}g/mL$의 농도로 처치한 경우에 발현이 감소하였음을 확인하였다. 선별된 유색미 5종의 에탄올 추출물은 항산화 활성이 우수하였고, 특히 HE의 주름억제 활성 효능을 확인함에 따라 기능성 식품 화장품 분야에서 주름개선 및 항노화 소재로서의 가능성을 확인하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제48권4호
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• pp.373-383
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• 2022

활성산소로 인한 염증 유발과 그로 인한 장벽손상은 꾸준히 주름생성의 원인으로 지목되어 왔다. 본 연구에서는 오갈피나무속에 속해있는 지리산오갈피와 가시오갈피, 오갈피나무, 오가나무 4종의 추출물에 대한 항산화, 항염증 및 피부 장벽개선, 항노화 관련 기능성 화장품 소재로서의 활용가치를 검증하고자 유효 지표성분 탐색과 효능 분석을 수행하였다. 먼저, 오갈피나무속 식물인 지리산오갈피와 가시오갈피, 오갈피나무, 오가나무 각각을 50% 에탄올을 용매로 추출, 농축, 동결건조 하여 시료를 제조하였다. 유효 지표성분탐색을 위해 주요 지표 성분인 eleutheroside E와 오갈피나무속에서 주로 검출되는 폴리페놀류 중 chlorogenic acid, caffeic acid 에 대하여 고성능 액체크로마토그래피를 통해 성분 함량을 측정하였으며, 오갈피나무속 중 지리산오갈피에서 eleutheroside E와 chlorogenic acid의 함량이 가장 높은 것을 확인하였다. 항산화활성은 DPPH 라디칼 소거활성이 지리산오갈피에서 가장 높았으며, 항염증 효능의 경우 LPS로 염증이 유발된 대식세포 내 NO 생성 억제 효능은 가시오갈피, 오가나무, 오갈피나무 추출물 100 ㎍/mL에서 각각 25%, 26%, 32% 일 때 지리산오갈피 추출물 100 ㎍/mL는 40% 억제 효능을 보였고 pro-inflammatory cytokine으로 알려진 IL-6 발현 억제 효능은 가시오갈피, 오가나무, 오갈피나무 추출물 100 ㎍/mL 농도에서 각각 20%, 36%, 23% 일 때 지리산오갈피 추출물 100 ㎍/mL는 41% 억제 효능을 보였다. 또한, 지리산오갈피 추출물 100 ㎍/mL에서 피부장벽 관련 인자인 filaggrin, involucrin의 발현이 각각 2.5 배, 1.6 배 증가되었으며, 주름관련 인자인 콜라겐분해효소는 29% 억제 효능을 나타내어 오갈피나무속 4 종 중 지리산오갈피는 피부의 염증 억제와 장벽강화, 주름개선용 화장품소재로써 활용가능하리라 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권10호
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• pp.1458-1466
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• 2020

Oligomeric proanthocyanidins (OPCs), classified as condensed tannins, have significant antioxidation, anti-inflammation and anti-cancer effects. This study was performed to investigate the anti-inflammatory effects of OPCs and the mechanism underlying these effects in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated bovine mammary epithelial cells (MAC-T). Real-time PCR and ELISA assays indicated that OPC treatment at 1, 3 and 5 ㎍/ml significantly reduced the mRNA and protein, respectively, of oxidant indicators cyclooxygenase-2 (COX-2) (p < 0.05) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) (p < 0.01) as well as inflammation cytokines interleukin (IL)-6 (p < 0.01), IL-1β (p < 0.01) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) (p < 0.05) in LPS-induced MAC-T cells. Moreover, OPCs downregulated LPS-induced phosphorylation of p65 and inhibitor of nuclear factor kappa B (NF-κB) (IκB) in the NF-κB signaling pathway (p < 0.01), and they inhibited p65 translocation from the cytoplasm to the nucleus as revealed by immunofluorescence test and western blot. Additionally, OPCs decreased phosphorylation of p38, extracellular signal regulated kinase and c-jun NH₂-terminal kinase in the MAPK signaling pathway (p < 0.01). In conclusion, the anti-inflammatory and antioxidant activities of OPCs involve NF-κB and MAPK signaling pathways, thus inhibiting expression of pro-inflammatory factors and oxidation indicators. These findings provide novel experimental evidence for the further practical application of OPCs in prevention and treatment of bovine mastitis.