Phenylethanol (PhE)에서 야기되는 피부 부작용 문제를 극복하기 위한 대안으로 phenylethanol galactoside (PhE-gal)에 대하여 연구하였다. 그 중에서도 대장균 효소 β-galalactosidase (β-gal)을 이용하여 PhE로부터 PhE-gal를 합성하는 반응의 최적 조건에 대하여 조사하였다. 그리고, 용매 분획연구를 수행하여 PhE-gal의 특성도 조사하였다. 반응조건 중에서 반응액의 β-gal 농도, PhE 농도, 반응액의 pH, 그리고 온도에 대하여 조사한 결과, 최적 β-gal의 농도는 0.45 U/ml, 최적 반응물 PhE의 농도는 1.0%, 최적 반응액의 pH는 8.0, 최적 반응온도는 40℃ 였다. 그리고, 최적 반응조건에서 48 시간까지의 반응을 관찰하였는데, 약 81.9 mM의 PhE로부터 약 47.4 mM의 PhE-gal이 합성되었고, PhE로부터 PhE-gal로의 전환수율은 약 57.9% 정도였다. 또한, PhE와 PhE-gal이 포함된 반응물을 용매 EA와 MC로 분획한 결과, 물 층으로 대부분의 PhE-gal이 분획 되었고, 용매 층으로는 PhE가 분획 되었다. 그러나, 물 층으로의 PhE-gal의 분획이 용매 MC를 사용할 때, 더 분명하고 명확하게 나타났으며, 용매 EA를 이용한 분획에서는 명확히 물 층으로 PhE-gal이 분획 되지 않았다. 앞으로, PhE-gal을 화장품에 사용할 수 있는 첨가물(방부제)로 개발하기 위한 후속연구를 계속 진행할 예정이다.

17β-estradiol (E2)는 난소로부터 방출되는 호르몬으로 가정 및 축산 오폐수에 포함되어 환경으 로 지속적으로 유출된다. E2는 높은 에스트로겐 활성을 가지고 있어 갑각류의 발달과 생식에 영향을 미치는 내분비계교란물질로 알려져 있다. 갑각류의 발달은 탈피호르몬(ecdysteroid)의 신호 전달 과정에 의해 이루어지지만 E2가 소형 갑각류의 탈피호르몬 경로 유전자를 어떻게 조 절하는지에 대한 연구는 매우 미흡하다. 본 연구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis 에서 E2에 대한 급성 독성 시험을 통해 24-h LCx 값을 도출하였고, E2 노출에 따른 탈피호르몬 경로에 관여하는 7개의 유전자(CYP314a1, EcRA, EcRB, USP, ERR, Vtg, VtgR)의 시간별 발현 변 화를 quantitative real time polymerase chain reaction (qRT-PCR)을 이용하여 분석하였다. D. celebensis의 24-h LC50 값은 9.581 mg/l (95% C.I.: 7.697~11.927 mg/l), 24 h-LC10 값은 4.842 mg/l (95% C.I.: 3.683~6.366 mg/l)로 나타났다. CYP314a1, EcRA, USP, VtgR 유전자의 발현이 12시간 또는 24시간에 유의하게 증가하는 양상을 보였다. 이러한 결과는 E2가 D. celebensis의 탈피호 르몬 경로에 관련하는 유전자의 발현을 조절함으로써 탈피와 생식에 영향을 미칠 수 있을 것 임을 시사한다. 본 연구는 소형 갑각류에서 내분비계교란물질이 탈피 경로에 미치는 영향에 대한 분자 기전을 이해하는데 도움이 될 것이다.

1. 본 연구는 GM콩이 비의도적으로 자연에 방출되었을 시 야생콩과의 교잡에 의해 발생 가능한 교잡콩을 모니터링하고 영양학적 측면에서 안전성을 평가하기 위하여 수행하였다. 이를 위해, 베타카로틴 강화 GM콩과 야생콩, 두 품종간 인위적으로 생산한 교잡콩, GM콩의 모본이자 일반 재배 품종인 광안콩 등 4품종을 국내 2개 지역에서 재배하고 콩 종자를 대상으로 주요 영양성분 38종을 분석하였다. 2. 재배 환경에 영향을 받지 않고, GM콩 및 야생콩과 비교해 교잡콩에서 유의적 차이를 보이는 성분은 조단백질, 조섬유, alanine, glycine, leucine, serine, tryptophan, oleic acid, linolenic acid, arachidonic acid 등 10종이었다. 하지만, 분석한 모든 시료의 성분은 국내외 자연 범위에 포함되는 수준이었다. 3. PCA분석 결과, 주요 영양성분 함량 변이는 GM콩은 모본과 유사하였고, 교잡콩은 GM콩 보다는 야생콩과 유사하였다. 즉, 분석한 4품종의 영양성분의 변이는 재배 환경보다는 유전적 요인에 의해 더 크게 영향을 받음을 알았다. 4. 본 연구의 결과는 GM콩과 야생콩간 교잡콩의 영양학적 안전성을 분석한 최초의 보고이며, 이는 향후 GM콩의 비의도적 자연 방출을 모니터링하는데 있어 유용한 기초 자료로써 활용 가치가 있을 것이다.

These experiments were to investigate the variations of rye on forage quality, productivity and β-carotene concentration affected by maturity in Pyeongchang region. Limited information are available about how forage quality and β-carotene content are affected by various factors. Samples were collected from rye harvested every 5 days, from April 25 to May 31 (April 25, April 30, May 4, May 9, May 15, May 21, May 25 and May 31). Dry matter (DM) content, plant height, DM yield and total digestible nutrient (TDN) yield increased continuously with the progressed maturity. However, crude protein (CP) content, in vitro dry matter digestibility (IVDMD) and relative feed value (RFV) decreased markedly with the delay of harvesting, while TDN content decreased from April 25 till May 15, then followed by a stable fluctuation. Conversely, acid detergent fiber (ADF) and neutral detergent fiber (NDF) value increased and then fluctuated slightly after blooming stage. For quality of plant parts, stem contained the lowest CP content and RFV value, and the highest ADF and NDF contents compared with other parts, while the grain showed the higher CP, IVDMD, RFV and lower fiber contents than others. With the plant matured, leaf proportion decreased while stem and grain proportion increased, and feed value of all the three parts decreased till blooming stage and followed by a stable phase. β-carotene concentration showed its highest on jointing stage, and then fell down sharply on the sequential stages. In conclusion, harvest around May 15 (blooming) is proper for forage rye if directly consumed by livestock as green chop in Pyeongchang under the consideration of both nutritive yield and forage quality.

Galacto-oligosaccharides (GOS) are prebiotics that have a beneficial effect on human health by promoting the growth of probiotic bacteria in the gut, in addition to having various applications in the food industry. GOS are generally produced from lactose in a reaction catalyzed by ß-galactosidase. Synthesis of GOS from whey permeate (WP) (ultrafiltration of whey, concentrated then spray dried) using surface engineered β-galactosidase in Pichia pastoris (P. pastoris) is a novel method to convert waste into a valuable product. Cell-surface display is the expression of peptides and proteins on the surface of living cells by fusing them to functional components of cells. Surface engineered cells have many potential uses. The Flo1p flocculation functional domain, thought to be located near the N terminus, recognizes and adheres non-covalently to cell-wall components such as α-mannan carbohydrates, causing reversible aggregation of cells into flocs.

본 연구는 알츠하이머(Alzheimer’s disease: AD) 형질전환 생쥐를 대상으로 저항성 운동 (resistance exercise: RE)이 해마의 베타 아밀로이드(β-amyloid: Aβ) 단백질 대사, 신경세포사멸 및 인지기능에 미치는 영향을 확인하는데 목적이 있다. AD 비 형질전환 생쥐(non-transgenic: non-tg, n=14) 와 형질전환 생쥐(transgenic: Tg, n=14)를 무선 배정하여 비 형질전환 생쥐 대조군 (non-tg-control: NTC, n=7), 비 형질전환 생쥐 저항성 운동군(non-tg-RE: NTRE, n=7), 형질전환 대조군(tg-control: TC, n=7) 및 형질전환 저항성 운동군(tg-RE: TRE, n=7)으로 구분하였다. RE는 특수 제작한 사다리 저항성 운동 기구를 사용하여 점진적으로 set 수를 증가시켜 총 8주간 실시하였다. 운동 후 인지기능 능력을 평 가하기 위한 수중미로검사와 Aβ 단백질 대사, 신경세포사멸 지표 및 SIRT1/PGC-1α 단백질 발현 수준 을 확인하였다. 수중미로검사 결과 거리와 시간 모두 TC 집단에서 유의하게 증가 되었지만 RE를 실시한 TRE 집단에서 거리와 시간이 감소 되어 인지능력이 개선된 것으로 확인되었다. 또한, TC 집단에서 증가 된 Aβ 단백질 발현은 RE를 통해 감소하는 것으로 나타났다. 신경세포사멸 관련 단백질인 Bcl-2/Bax ratio는 TC 집단에서 유의하게 감소되어 신경세포사멸이 증가 된 것으로 나타났지만 RE는 Bcl-2/Bax ratio을 증가시켜 신경세포사멸을 감소시킨 것으로 확인되었다. TC 집단에서 증가된 BACE1 및 ROCK1 과 감소된 ADAM10과 RARβ 단백질 발현은 RE를 통해 감소되거나 증가 된 것으로 나타났고, SIRT1/ PGC-1α 단백질 발현은 TC 집단에서 감소 되었지만 RE를 통해 증가 된 것으로 나타났다. 따라서 8주간 의 RE는 AD의 병리학적 특징인 Aβ 단백질 발현을 감소시키고 관련 생성 기전들을 조절하여 (SIRT1/PGC-1α 기전 활성, 아밀로이드 생성기전 억제, 비-아밀로이드 생성기전 활성) 신경세포사멸 억제시키고 결과적으로 인지기능을 개선 시킬 수 있는 효과적인 운동 방법이라고 생각된다.

본 연구는 망태버섯의 성숙한 자실체(fruiting body)와 균모와 자루가 돌출하기 전의 에그(egg)에 함유된 생리활성 성분 중에서 항산화 활성과 베타글루칸 함량, 아미노산 성분함량의 차이를 알아보기 위하여 건조방법 별로 열풍 건조한 시료와 동결 건조한 시료의 열수추출물을 이용 하여 실험을 수행하였다. 망태버섯의 에그의 열풍건조 후 열수추출물 1 mg/ml 농도에서 DPPH 라디컬 소거능과 아질산염 소거능은 각각 59.4%와 15.6%로 자실체 추출물 시료에 비하여 높은 소거활성을 보였다. 총 폴리페놀 함량도 역시 망태버섯 에그의 열풍건조 시료의 열수추출물에서 8.25 mg GAE/g의 함량치를 가장 높았다. 망태버섯 에그의 열풍건조 시료의 베타글루칸 함량은 45.9%로 나타나 자실체 및 동결건조 시료에 비하여 높은 값을 보였다. 또한 자실체와 에그의 건조시료로부터 총 17종의 아미노산이 검출되었으며 전체적으로 망태버섯 에그 건조 시료 대부분의 아미노산 성분함량이 자실체의 건조시료 함량에 비하여 높은 것으로 나타났다. 망태버섯 자실체와 에그에서 가장 높은 함량치를 보인 아미노산 성분은 비필수 아미노산인 시스테인(Cys)으로 에그에서는 205.6 mg/ kg의 함량치를 나타냈다. 다음으로 높은 성분은 필수 아미노산인 페닐알라닌(Phe)과 비필수 아미노산인 글루탐산 (Glu) 이었다. 본 연구의 야생 식용버섯으로 잘 알려진 망태버섯의 건조방법에 따른 생리활성 성분의 차이를 살펴 본 결과, 항산화와 관련된 생리활성은 열풍건조에 의한 건조시료로부터 추출하였을 경우 효능이 더 높았으며, 생리활성 및 영양성분 함량은 망태버섯의 자실체에 비하여 에그의 추출물에서 높은 것으로 나타났다.

본 연구는 저지방식이를 섭취한 난소절제 암컷 쥐에서 피노피브레이트(fenofibrate) 단독처리 및 피노피브레이트와 17베타-에스트라다이올(17β-estradiol)과의 동시처리가 혈청 속 지질대사를 조절하는지를 조사하였고, 피노피브레이트와 17베타-에스트라다이올의 동시처리에 의해 혈청 속 지질대사에 대한 피노피브레이트 단독처리의 효과가 어떻게 조절되는지를 연구하였다. 저지방식이만을 섭취한 대조군에 비해 피노피브레이트가 단독처리된 쥐와 피노피브레이트와 17베타-에스트라다이올이 동시처리된 쥐의 8주째 몸무게는 감소되지 않았다. 피노피브레이트 단독처리와 피노피브레이트와 17베타-에스트라다이올 동시처리는 혈청 속 총 콜레스테롤과 HDL-콜레스테롤을 감소시키지 않았다. 피노피브레이트는 대조군에 비해 혈청 속 LDL-콜레스테롤과 중성지방을 감소시켰다. 피노피브레이트 단독처리에 비해 피노피브레이트와 17베타-에 스트라다이올 동시처리는 혈청 속 중성지방에 대해 유익한 변화를 나타내었다. 따라서 본 연구는 저지방식이를 섭취한 난소절제 암컷 쥐에서 fenofibtae 단독처리에 의해 감소된 혈청 속 중성지방은 피노피브레이트와 17베타-에스트라다이올의 동시처리에 의해 개선될 수 있음을 발견하였다.

The root of Paeonia lactiflora has been used in Chinese medicine. We conducted to check the comparative qualities of ethanol solvent extraction (PLE) and supercritical carbon dioxide extraction (PLS) of P. lactiflora root. PLE had higher antioxidant and polyphenol contents than PLS. But, PLS were significantly increased peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)-α. In addition, PLS inhibited the adipocyte differentiation of 3T3-L1 cells. When treated with the extract at a concentration of 100 μg/mL, the Wnt/β-catenin pathway reporter luciferase activity of HEK 293-TOP cells increased approximately by 3-folds compared to that of the untreated control group. These results indicate that P. lactiflora supercritical carbon dioxide extract may serve as a cosmeceutical for improving skin barrier function and the treatment of obesity.

국내 자생하는 야생버섯 추출물의 항산화 활성 및 베타 글루칸 함량을 알아보기 위하여 버섯추출물에 대한 DPPH 라디컬 소거능, ABTS + 라디컬 소거능, 총 폴리페 놀 함량, 베타글루칸 함량을 분석하였다. 수집 야생버섯 중에서 DPPH 라디컬 소거능과 ABTS 라디컬 소거능이 높은 버섯은 간버섯속(OK1071), 명아주자작나무버섯 (OK1090), 등갈색미로버섯(OK1094)이었다. 아질산염 소거능과 총 폴리페놀 함량은 간버섯속(OK1071)이 각각 74.2%와 37.7 mg GAE/g의 값을 나타내며 가장 높았다. 베타글루칸 함량은 조개껍질버섯(OK1040), 구름송편버섯 (OK1044), 간버섯속(OK1071)이 각각 47.8%, 43.9%, 41.8%로 높은 수치를 나타냈다. 본 연구결과로부터 야생 버섯들 중에서 항산화 활성 등이 우수한 버섯자원들이 존재하는 것을 확인하였으며, 기능성 소재로서의 활용가능 성이 높을 것으로 기대한다. 더 나아가 국내 버섯산업의 확대를 위하여 토종 버섯자원을 이용한 새로운 천연물 유래 생리활성 물질로 활용하기 위한 기초자료로 활용도가 높으리라 기대된다.

본 연구는 조제유류 중「식품의 기준 및 성분규격」에 기준 규격이 설정되어 있지 않으나 제품에 함유되어 있는 베타카로틴에 대해 분석법을 마련하고자 수행하였다. 조제유류에 함유된 베타카로틴 함량 분석을 위해 HPLC를 이용한 분석법을 확립하고 시중에 유통 중인 제품을 대상으로 적용성을 검토하였다. 베타카로틴 표준품을 이용하여 HPLC를 이용한 기기분석조건을 확립하고 시료 중의 베타카로틴을 추출하여 분석하였다. 분석법 검증은 특이성, 직선성, 검출한계 및 정량한계, 정확성, 정밀성에 대해 수행되었다. 0.125~2 mg/L의 농도범위에서 R2=0.999 이상의 우수한 직선성을 확인할 수 있었으며, LOD와 LOQ는 각각 0.1, 0.2 mg/L였다. 표준물질 첨가법을 이용하여 정 확성을 검토하였으며, 81~120%의 회수율을 확인할 수 있었다. 정밀성을 검토한 결과 시료 채취량에 따른 반복성은 RSD값이 2.1~4.9%, 실험실간 교차검증을 통한 실험일자에 따른 재현성은 4.0 RSD(%)로 확인되었다. 본 연구에서 확립된 분석법을 적용하여 조제유류 13건, 성장기용 조제식 7건 등 국내 유통 중인 제품 20건에 대해 적용성 검토를 실시한 결과 전체 시료에서 분석이 용이하였으며, 모두 표시기준에 적합함을 확인하였다.

자연에서도 생합성이 되는 테트라하이드로-β-카볼린 화합물은 Pictet-Spengler반응을 통해서 화학적으로도 합성된다. 본 연구에서는 β-카볼린 화합물을 쉽고 효과적으로 합성할 수 있는 친환경 합성법을 개발하여 유기용매가 아닌 물을 사용하여 합성하였다. 이 화합물은 투명한 결정형의 생성물로 얻어지므로 복잡한 분리과정이 필요하지 않다. 합성된 화합물은 NMR 및 UPLC/MS를 이용하여 구조를 확인하 였다. 화합물 1의 이론적 분자량(C17H17N2 249.1392), 화합물 2 (C17H23N2 255.1861), 화합물 3(C19H21N2O3 325.1552), 화합물 4(C19H19N2O 279.1497)과 측정된 화합물들의 질량과 비교하였다. 그 결과 측정된 화합물 1의 분자량 ([M+H]+m/z detected 249.1315), 2 (detected 255.1789), 3 (detected 325.1460) 그리고 4 (detected 279.1364)와 거의 일치함으로써 생성된 화합물이 1~4의 구조를 가지고 있음을 확인하였다. 합성된 화합물들을 그람 음성균인 E. coli DH5α를 대상으로 항균효과를 조사한 결과 강한 저해효과를 확인할 수 있었다.

최근에 화장품, 식품, 그리고 의약용품의 첨가제로 사용되어지는 benzyl alcohol (BzOH)에 대한 독성 문제와 피부 알러지 문제가 보고되고 있다. 그래서, 본 연구에서는 이러한 첨가제의 문제점을 해결하기 위하여 galactose 한 분자를 BzOH 분자에 결합시킨 benzyl alcohol galactoside (BzO-gal)를 합성하여 이러한 문제를 해결하려는 시도를 수행하였다. 이미 선행연구에서 대장균의 β-galactosidase (β-gal)를 이용하여 BzOH로부터 BzO-gal이 transgalactosylation 반응으로 합성된다는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 먼저 대장균의 β-gal을 이용하여 BzOH로부터 BzO-gal의 합성을 반응액의 액체 크 로마토그래피/질량 분석을 이용하여 BzO-gal-sodium adduct ion (m/z=293.1004)과 BzO-gal의 protonated ion (m/z=271.1180)의 검출로 확인할 수 있었다. 그리고, BzOH로부터 BzO-gal로의 합성 반응을 실시 할 때, 최적의 β-gal 양, BzOH 양, 반응 온도, 반응 pH, lactose 농도 등 반응의 최적 조건을 확인하는 실험을 수행하였다. 그 결과 0.75 U/ml β-gal, 185 mM BzOH, 온도 40℃, pH 7.5, 350 g/l lactose의 조건이 가장 많은 양의 BzO-gal이 합성되는 최적의 조건을 확인하였다. 또한, BzO-gal의 최적 합성 조건에서 36시간 동안 β-gal에 의하여 185 mM BzOH로부터 약 131 mM BzO-gal이 합성되었고, 이 때, 전환 수율(conversion, %)은 약 72%로 확인되었다. 본 연구를 통하여 보다 안전한 식품, 화장품, 그리고 의약품용 첨가제의 개발을 기대하고 있으며, BzO-gal의 특성 분석 등 추가적인 연구를 계획하고 있다.