• Journal of Photoscience
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• 제11권2호
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• pp.77-81
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• 2004

Deoxygadusol (DO) and structurally related mycosporine-like amino acids, i.e. mycosporine glycine (MO) and mycosporine taurine (MT), were isolated from phytoplankton Prorocentrum micans and studied for the reactivity toward singlet oxygen. These water-soluble compounds with a cyclohexenone chromophore were all shown to be highly effective in quenching singlet oxygen ($^1$ $O_2$), with the efficiencies being significantly larger compared with histidine, a well-known $^1$ $O_2$ quencher. The $^1$ $O_2$ reaction rate constant ( $k_{Q}$) of DG was determined to be 5.4 ${\times}$ 10$^{7}$ $M^{-1}$ $s^{-1}$ by a steady state method based on competitive inhibition of rubrene oxidation. The feasibility of this method was confirmed by estimating the $k_{Q}$ values for MG and two other quenchers, furfuryl alcohol and 1,4-diazabicyclo [2,2,2]octane, and comparing with those values determined by the time-resolved $^1$ $O_2$ decay method in the previous work.ork.

• 대한화장품학회지
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• 제13권1호
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• pp.45-71
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• 1987

${\beta}$-Carotene has been known as an effective quenching agent of singlet oxygen and the carotenoid pigments in general are expected to protect cells against photosensitized oxidations. We are determined the quenching rate constants of several Ketocarotenoids including capsanthin, capsanthin diester, astaxanthin and fucoxanthin, and the relative quenching actiyities against singlet oxygen were compared with those of ${\beta}$-carotene and reported carotenoids. Nevertheless the ketocarotenoids exhibited lower quenching rate constants than ${\beta}$-carotene, they showed more pronounced protective activitives than ${\beta}$-carotene against photohemlysis induced by singlet oxygen. Among the ketocarotenoids investigated, fucoxanthin indicated a significant protective activity for the cell. The results suggested that. 1) 1O2 may be alikely initiator of photohemolysis, but this reaction is followed by slow dark reactions involving secondary reactive species. 2) For protection of RBC against photodynamic action with carotenoids, carotenoids having functional groups such as -C=0 and -OH groups are most efficient. This suggests that partition of carotenoids between the buck and the mombrane and/or their specific binding to membrane proteins are more critical for the photo-protection by carotenoids than is a diffusional quenching of 1O2.

• Journal of Photoscience
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• 제9권2호
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• pp.63-65
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• 2002

This report concerns a putative role of mycosporine-like amino acids (MAA) as natural scavengers of singlet oxygen ($^1$O$_2$) in marine organisms. MAA prepared from the ascidian Lissoclinum patella were found to protect biological systems against detrimental effects of the type II photosensitization in vitro. L. patella MAA were resolved into five components, and the relative $^1$0$_2$ quenching efficiencies were measured for three major components in aqueous media. It turned out that they were all effective in scavenging $^1$0$_2$, to different degrees albeit. The results suggest that physiological relevance of MAA in marine organisms may be found in a 'built-in' defense against photooxidative effects of sunlight.

• Rapid Communication in Photoscience
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• 제3권4호
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• pp.81-84
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• 2014

To examine the microenvironmental effect of DNA on the photosensitized reaction, the electron-donor-connecting porphyrin, meso-(9-phenanthryl)-tris(N-methyl-p-pyridinio) porphyrin (Phen-TMPyP), was synthesized. Phen-TMPyP can bind to oligonucleotides with two binding modes, depending on the DNA concentration. The fluorescence lifetime measurement of Phen-TMPyP shows a shorter component than that of the reference porphyrin without the phenanthryl moiety. However, the observed value is much longer than those of previously reported similar types of electron-donor-connecting porphyrins, suggesting that electron-transfer quenching by the phenanthryl moiety is not sufficient. The fluorescence quantum yield of Phen-TMPyP ($5{\mu}M$) decreased with an increase in DNA concentration of up to $5{\mu}M$ base pair (bp), possibly due to self-quenching through an aggregation along the DNA strand, increased with an increase in DNA concentration of more than $5{\mu}M$ bp and reached a plateau. The fluorescence quantum yield of Phen-TMPyP with a sufficient concentration of DNA was larger than that of the reference porphyrin. The singlet oxygen ($^1O_2$) generating activity of Phen-TMPyP was confirmed by the near-infrared emission spectrum measurement. The quantum yield of $^1O_2$ generation was decreased by a relatively small concentration of DNA, possibly due to the aggregation of Phen-TMPyP, and recovered with a sufficient concentration of DNA. The recovered quantum yield was rather smaller than that without DNA, indicating the quenching of $^1O_2$ by DNA. These results show that a DNA strand can stabilize the photoexcited state of a photosensitizer and, in a certain case, suppresses the $^1O_2$ generation.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권5호
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• pp.1608-1612
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• 2012

Singlet oxygen ($^1O_2$) is an important species for oxidation in biological processes. $^1O_2$ is implicated in the genotoxic effect, and plays an important role in the cell-signaling cascade and in the induction of gene expression. However, the rapid detection of $^1O_2$ in biological environments with sufficient specificity and sensitivity is hampered by its extremely low emission probability. Here, a layer-by-layer (LbL) film of CdTe quantum dots (QDs), polymers, and ascorbate have been designed as a rapid, highly selective, and sensitive fluorescence probe for $^1O_2$ detection. Upon reaction with $^1O_2$, the probe exhibits a strong photoluminescence (PL) response even at trace levels. This remarkable PL change should enable the probe to be used for $^1O_2$ detection in many chemical and biological systems and as an environmental sensor.

• Journal of Ginseng Research
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• 제13권2호
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• pp.158-164
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• 1989

인삼엽소병(leaf-burning disease) 원인과 light-harvesting chlorophyll-protein(LHCP) complex의 solar energy 분배능력과의 상호 연관성을 조사하기 위한 기초 연구로써 인삼 thylakoid의 chlorophyll-protein(CP) complex의 조성 및 특징을 조사하였다. 인삼의 CP-complex는 non-denaturing SDS-PAGE 방법에 의해 4개 bands로 분리되었으며 각 band는 Bassi와 Dunahay의 결과에 따라 CPI(PSI의 reaction center와 LHCP I antennae), CP I(PSI reaction center), LHCP II(LHCP II)의 oligoform), 그리고 LHCP II(PS II antennae; CP29, CP26)로 확인되었다. 인삼의 LHCP II 는 양지식물인 spinach, soybean과 비교해 볼 때 오히려 인삼의 band intensity가 더 높았으며, CP I band는 인삼에서만 분리되었다. 인삼 CP-complex band의 absorption 및 fluorescence spectra, chlorophyll a.b ratio 에서도 비교식물과 차이를 나타내었다. Thylakoid membrane의 polypeptide 함량은 인삼에서 비교식물에 비해 현저히 낮은 polypeptide 함량은을 나타내었다. SDS-PAGE에 의한 polypeptide pattern은 band의 수나 band intensity에서 비교식물과 차이를 나타내었으며, 특히 29-35 kD, 55 kD과 60 kD 근치에서 현저한 band intensity 차이를 확인하였다. Specific $^1O_2$에 의해 chl. a가 60%, chl.b는 90%, 그리고 carotenoid는 70%가 파괴되는 것으로 확인되었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제23권3호
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• pp.387-392
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• 2016

이 연구의 목적은 이종산업인 섬유산업에서 사용되고 있는 천연염색의 원료인 천연염료의 항산화 활성을 확인하는 것으로 이를 위해 총 페놀 함량 분석, DPPH 라디칼소거능, ABTS 라디칼 소거능 및 단일항산소 억제 효과를 분석하였다. 7종의 천연염료 열수추출물에서 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타내는 $IC_{50}$ 값은 0.012~0.239 mg/mL를 나타내어 일부 색소 추출물의 DPPH 소거 활성이 우수하다는 것을 알 수 있었다. 특히 폴리페놀함량이 높은 자단향과 아선약 추출물의 $IC_{50}$ 값이 각각 $12.4{\mu}g/mL$, $24.2{\mu}g/mL$로 높은 DPPH 라디칼 소거 활성을 확인하였다. 단일항산소 억제 효과 역시 아선약, 자단향 추출물에서 각각 0.19, 0.21 mg/mL을 나타내어 높은 소거 활성을 띄는 것으로 강한 빛에 의해 야기되는 단일항산소(singlet oxygen)를 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다. 총 페놀 함량도 열수추출물에서 높은 수준을 나타내었다. 반면, 플로라워터의 항산화 활성은 열수추출물 대비 미비한 효과를 보였으나 한련초의 경우 열수추출물 보다 우수한 결과를 나타내었다. 플로라워터의 경우 액상시료를 첨가하여 수행되는 실험 방법에 의해 정량적 수치를 명확히 나타내기 어렵기 때문에 연구 방법적 측면에서 개선이 필요할 것으로 판단된다. 결론적으로 일부 천연색소 추출물은 생물체의 산화적 스트레스로부터 야기되는 활성산소를 억제하는 중요한 역할을 하며, 보다 심도 깊은 연구를 진행한다면 새로운 생물 소재로 활용성이 높을 것으로 사료된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제6권5호
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• pp.291-295
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• 1985

The efficiency of photosensitization of methyl linoleate (ML) oxidation by N-acetyl-L-trypophan(NAT) and 3-methyl indole(scatole) was markedly enhanced by increased concentration of ML in ethanol solution. The fluorescence intensities of sensitizers were observed to be quenched by ML, indicating that ML interacts with the indole excited singlet state. The inhibition of photosensitization by azide demonstrated a possible role of singlet oxygen in the photosensitization. The steady state kinetic treatment of azide inhibition of photosensitization was expected to show linear increase of reciprocal yield of ML oxidation product vs. reciprocal ML concentration at constant azide concentration, but the actual slope was nonlinear. This indicates another competing reaction involved in the photosensitization, As a possible competing reaction, electron transfer from ML to the excited sensitizer was proposed, since the measured fluorescence quenching rate constant closely resembled electron transfer rate constant determined from ML concentration dependence of oxidation product formation.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제20권5호
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• pp.684-690
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• 2013

이 연구의 목적은 소리쟁이 뿌리로부터 얻어진 다양한 용매 추출물의 항산화 활성과 광 피해 억제 효과를 확인하는 것이다. 항산화 활성은 총 페놀 함량 분석과 DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, 단일항산소 억제 효과로 확인하였다. DPPH 라디칼 소거 활성을 나타내는 $IC_{50}$ 값은 0.005~0.093 mg/mL를 나타내어 소리쟁이 뿌리 추출물의 DPPH 소거 활성이 우수하다는 것을 알 수 있었다. 특히 에틸아세테이트 추출물이 0.005 mg/mL로 높은 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타내었는데, 비교 물질로 주로 사용되는 ascorbic acid의 0.010 mg/mL 보다 높은 우수한 항산화력을 가지는 것을 확인하였다. 단일항산소 억제 효과를 나타내는 $QC_{50}$ 값은 부탄올과 에틸아세테이트 추출물의 경우 각각 0.464, 0.365 mg/mL을 나타내어 높은 소거 활성을 보였으며, 대장균 및 DNA와 같은 생체기관의 피해로부터 이들 추출물의 광 피해 억제 효과를 시험한 결과 강한 빛에 의해 야기되는 활성산소의 피해로부터 생물체를 보호해주는 것을 알 수 있었다. 총 페놀 함량도 에틸아세테이트와 부탄올 추출물에서 높은 수준을 나타내었다. 결론적으로 소리쟁이 뿌리의 추출물은 생물체의 산화적 스트레스로부터 야기되는 활성산소를 억제하는 중요한 역할을 하며, 보다 심도 깊은 연구를 진행한다면 새로운 생물 소재로 활용성이 높을 것으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제29권1호
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• pp.49-55
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• 2018

본 연구에서는 그라비올라의 주성분인 nicotiflorin을 분리하고 그 아글리콘 성분인 kaempferol을 얻어 세포 보호 효과 및 그 보호 메커니즘을 규명하였다. L-Ascorbic acid 및 (+)-${\alpha}$-tocopherol을 대조군으로 하여, $^1O_2$로 유도된 세포 손상에 대해 nicotiflorin 및 kaempferol의 보호 효과를 측정한 결과 nicotiflorin < (+)-${\alpha}$-tocopherol < kaempferol 순으로 보호 효과가 증가하였다. L-Ascorbic acid는 세포 보호 효과를 보이지 않았다. 이들의 세포 보호 효과 메커니즘을 밝히기 위해 singlet oxygen 소광 속도 상수, 자유라디칼 소거 활성, ROS 소거 활성 및 적혈구 세포 침투율을 측정하였다. 실험 결과, kaempferol과 그 배당체인 nicotiflorin의 세포 보호 효과에 있어서 큰 차이는 세포막에의 침투가 가장 큰 요인으로 확인되었다. 대조군 L-ascorbic acid가 항산화능은 크지만 실험 조건에서 세포막에 침투가 잘 안되어 세포 보호 효과가 나타나지 않은 것으로 확인되었다. Kaempferol과 (+)-${\alpha}$-tocopherol의 비교를 통해 세포 침투뿐만 아니라 라디칼 소거활성 및 ROS 소거 활성도 세포 보호 효과에 기여하는 것으로 나타났다. 결론적으로, 광증감 반응으로 유도된 세포막 파괴에 대한 보호작용은 항산화제들의 세포 침투, 자유라디칼 및 ROS 소거 활성이 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다.