화장품 소재는 안전성이 무엇보다 중요시된다. 화장품에 사용되는 기존의 보존제인 PE에 대장 균 효소 β–gal을 이용하여 안전성이 증가된 PE-gal을 생합성하였다. 화장품 소재로 사용하기 위해 생합 성된 생성물인 PE-gal의 피부 흡수도를 기존의 보존제인 PE와 비교하기 위해 Franz Diffusion cell Assay 시스템을 이용하여 경피투과도를 측정하였다. 같은 질량농도의 시료를 사용하였을 때 PE의 Flux 값, Kp 값은 시간이 지날수록 증가하는 것으로 나타났으나 PE-gal은 투과도를 측정할 수 있을 만큼 투과되지 못 하였다. 이는 PE의 피부투과도가 생합성된 PE-gal 배당체보다 높다는 것을 나타낸다. Marzulli 등에 따라 Kp 값을 이용하여 투과 정도를 확인하였을 때 PE의 투과속도는 1mg/mL의 농도에서 느림(slow)으로 측정 되었다. 따라서 배당체 형태의 PE-gal은 PE에 비해 경피 투과도가 현저히 낮게 나타났다.

The objective of this study is to evaluate the antioxidant components, elastase inhibition activities, and melanin synthesis rates of Korean traditional Actinidia (Actinidia arguta) fruits and leaves depending on the ethanol extraction concentrations. The total polyphenol content was the highest in the 50% ethanol extract of both fruits and leaves, with values of 634.1 mg GAE/100 g and 3,985.2 mg GAE/100 g, respectively. The total flavonoid content was the highest in the fruit 90% extract and leaf 50% extract at 191.9 mg/100 g and 2655.6 mg/100 g, respectively. The vitamin C content was the highest in the 50% extract of leaves at 2990.3 mg/100 g. Elastase inhibition was the highest at 56.9% in the leaf 50% extract at a concentration of 1,000 μg/mL. Melanin synthesis inhibition showed the highest melanin synthesis inhibitory effect among the extracts, as the leaf 50% extract showed an inhibitory rate of 65% or more. Therefore, the antioxidant components, elastase inhibition activities, and melanin synthesis inhibitory rate were better in leaves than in fruits. The leaf 50% extract was particularly the best among the extracts. Korean traditional Actinidia leaves can be considered as potential sources for new functional materials.

Targeting Microcystin (MC), which is most abundantly detected in the North-Han River water area, we analyzed the relationship between the MC biosynthesis gene (mcyA gene), cyanobacteria cell density, and MC concentration, derived an RNA-MC conversion formula, and derived the cyanobacteria. The concentration of MC present in cells was predicted. In the North-Han River waters, the mcyA gene was found mainly at downstream sites of the North-Han River after Muk-Hyeon Stream junction, and higher copy numbers were found on average than other sites. In the Uiam Lake waters upstream of the North-Han River, the mcyA gene copy number increased at the Kong-Ji Stream point, and after September, the mcyA gene copy number decreased throughout the North-Han River waters. The expression of the mcyA gene was concentrated in the short period of summer due to the spatio-temporal difference between upstream and downstream water bodies. The mcyA gene expression level was not only highly correlated with MC concentration, but also correlated with the cell density of Microcystis aeruginosa and Dolichospermum circinale, which are known to biosynthesize MC. Six conversion formulas derived based on the RNA-MC relationship showed statistical significance (p<0.05) and exhibited high correlation coefficients (r) of 0.9 or higher. The expression level of MC biosynthesis gene present in eRNA determines the synthesis of cyanotoxin substances in water, quickly quantifies gene activity, and can be fully utilized for early warning of MC development.

나방류의 페로몬 생합성은 식도아래 신경절에서 생산된 페로몬 생합성 촉진 신경펩타이드(pheromone biosynthesis activating neuropeptide, PBAN)의 분비로부터 시작된다. 분비된 PBAN은 페로몬샘의 상피세포막에 있는 PBAN 수용체와 결합하고, 신호전달과정을 거쳐 페 로몬 생합성과정이 활성화되어, 페로몬이 외부로 방출된다. 본 종설은 콩명나방(Maruca vitrata)의 성페로몬, PBAN과 수용체, 성페로몬 생합성 경로를 소개한다.

신경펩타이드(Neuropeptide)는 신경세포에서 분비되는 단백질성 물질로, 곤충 호르몬에서 가장 큰 그룹으로 차지한다. 이들은 곤충의 전 생육단계에 걸쳐 지방체의 항상성, 섭식, 소화, 배설, 순환, 번식, 탈피/변태 등 다양한 생리적 기능과 행동을 조절하는데 관여하고 있다. 신경호 르몬 일종인 PRXamide (NH2) 펩타이드 계열 호르몬은 카르복실기 끝에 PRX (X, 다양한 아미노산)라는 공통의 아미노산 서열이 특징적으로 존재하고 있으며, 곤충 전반에 걸쳐 발견된다. 곤충에서PRX 신경호르몬은 다양한 생물학적 기능에 관련하고 있는데 호르몬구조와 기능에 따라 크게 3가지로 분류한다. Pyrokinin (PK)계열의 호르몬은 페로몬 생합성 활성화 신경펩타이드(pheromone biosynthesis activating neuropeptide, PBAN) 및 휴면 호르몬(diapause hormone, DH)이 속하며, 카파(CAPA) 펩타이드 호르몬, 그리고 탈피촉진 호르몬(ecdysis trigging hormone, ETH)이 여기에 속한다. PK 계열의 PBAN 호르몬은 지금으로부터 약 30년전 나방에서 처음 밝혀졌으며, 성페로몬 생합성 을 자극하는 신경호르몬으로 확인되었다. 그 이후, PBAN의 연구는 절지동물 전반에 걸쳐 다양한 연구자들에 의하여 광범위하게 이루어졌다. 본 종설은 PBAN의 유전자 구조와 발현, PBAN에 의한 세포신호 전달과 성페로몬 생합성에 관련된 생리적 기작, 그리고 신경호르몬과 PBAN을 이용한 새로운 해충 방제법 개발의 가능성과 예를 소개한다.

진세노사이드 Compound K는 트라이터펜계 사포닌으로써 인삼의 잎, 줄기, 뿌리등에서 발견된다. 본 연구는 효소 Plantase를 이용하여 인삼 추출물로부터 고부가가치의 진세노사이드인 Compound K를 생산하는 연구를 하였다. Plantase는 인삼추출물에서 Compound K를 매우 효율적으로 생산함을 보여 주었다. 또한 다양한 온도와 pH에서 Compound K 생산에 대한 최적의 반응을 조사한 결과 pH 5, 50 ℃에서 가장 높은 효율을 보였다. 최적 조건에서 Compound K는 전체 추출물의 35%이상 농축될 수 있음을 확인 하였다. 생물전환된 Compound K 농축물의 항균효과를 검정한 결과 여드름균인 Cutibacterium acnes KCTC 3314에 선택적인 활성을 보였다. Compound K (35% 함유) 인삼 생물전환물의 C. acnes KCTC 3314 균주에 대한 최소저해농도 측정 결과 31.25ug/mL로 확인되었다. 따라서 향후 여드름균 완화용 화장품의 잠재적 소재로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

복숭아순나방은 사과, 배 등 핵과류 과실의 심식류로서 일차해충이다. 따라서 살포 농약과 접촉을 피할 수 있어 화학적 방제에 어려움을 주고 있다. 성페로몬을 이용한 교미교란 기술이 개발되어 방제 가능성을 제시하였다. 그러나 효과적 교미교란제 처리는 광범위한 지역에 비교적 다량의 성페로몬이 투여되기에 이에 따른 막대한 방제 비용은 이 기술의 제약점이다. 이를 해결하기 위한 방향으로 효모를 이용한 성페로몬 생합성 기술이 대안책으로 대두되었다. 본 연구는 이를 위해 복숭아순나방의 성페로몬 생합성에 특이적 △10 desaturase의 유전자 특성을 규명하는 데 목표를 두었다. 성페로몬샘 의 전사체 분석은 최소한 3 종류의 후보 △10 desaturase 유전자를 찾아냈다. 이 가운데 Gm_comp1575 전사체의 유전자 구조를 밝혔다. 추정된 전체 아미노산 길이는 371 개로서 다른 desaturase와 유사한 길이를 나타냈고, 복숭아순나방 성페로몬에 서 발현되었다. 현재 이 유전자의 기능 분석이 이뤄지고 있다.

버섯 재배기술이 발전하여 느타리와 큰느타리의 전체 생산 및 소비가 버섯전체생산의 약 50%를 차지하여 재배품종의 주류를 형성하고 있다. 하지만 UPOV 및 FTA 등의 문호개방에 따라 로열티 지불 등에 대응할 수 있는 품종육성이나 자체 고유품종 육성을 위한 신기술개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 품종육성의 기초기반 연구로 느타리버섯의 12,342 ESTs 분석을 통하여 세포막의 구성물질인 ergosterol 생합성관련 유전자 동정을 한 결과 12개의 유전자 중에서 9개가 동정되어 이에 대한 발현 분석 중이며, 느타리버섯의 부가가치에 가장 중요한 멜라닌 색소 유전자가 아직까지 동정되지 않아 집중적으로 분석한 결과 Tyrosine 생합성대사관련 유전자인 DOPA 4,5-dioxygenase가, 그리고 Acetate 생합성대사 관련유전자 THR1 (1,3,8-Trihydroxynaphthalene reductase)이 동정되어 느타리버섯의 멜라닌 생합성에는 하나의 대사기작이 아닌 복합기작에 의해 색소를 생성함을 유추할 수 있었다.

Catharanthus roseus로부터 생산되는 빈카알칼로이드는 암을 치료하는 데에 사용되는 가장 중요한 천연물 중의 하나이다. 이러한 항암제는 두 단량체 인돌 알칼로이드인 catharanthine과 vindoline의 결합으로 합성될 수 있다. 이 중 vindoline의 생합성에 관계하는 경로를 조사하기 위해서 tabersonine의 메틸기에 중수소를 치환한 전구체인 tabersonine-CD3 1a를 합성하였다. 이는 중수소의 질량 증가로 인해 자연에서 발생하는 tabersonine과 뚜렷이 구별될 수 있도록 해 준다. 우리는 이 중소소가 치환된 tabersonine 1a가 성공적으로 vindoline 생합성경로에 편입되어 중수소가 치환된 3개의 새로운 vindoline 중간체(2a, 3a와 4a)를 생성함을 보였다. 세포현탁배양액에 tabersonine-CD3 1a를 주입한 5일과 13일째에 생성된 대사물인 16-Hydroxytabersonine-CD3 (m/z 356) 2a, 16-Methoxytabersonine-CD3 (m/z 370) 3a와 16-Methoxy-2,3-dihydro-3- hydroxytabersonine-CD3 (m/z 388) 4a의 생성량을 UPLC/MS를 사용하여 측정하였다. 출발물 1a에서 생성물 2a, 그리고 2a에서 3a로의 전환은 빨랐던 반면 3a에서 4a로의 전환은 상대적으로 훨씬 느렸다. 따라서 각 대사물들의 상대적 전환속도를 서로 비교해 보았을 때 vindoline 생합성 과정의 첫 세 단계 중에서 가장 느린 마지막 단계가 속도결정단계임을 암시한다. 즉 대사물 3a에서 4a로의 느린 전환속도의 결과, 배양 후 13일까지도 3a의 축적률이 현저히 증가됨을 보였다. 배양 5일째의 대사물 2a, 3a와 4a의 축적비는 각각 1, 2와 0.1이었다. 그러나 desacetoxyvindoline-CD3 5a, deacetylvindoline-CD3 6a와 vindoline-CD3 7a의 피크는 배양 13일 후에도 발견되지 않아 세포현탁 배양액에 각 생합성단계와 관련된 효소들이 존재하지 않음을 알 수 있었다.

딱정벌레목의 곤충의 페로몬은 나비목의 페로몬과는 달리 매우 다양한 구 조를 보이고 있으며, 그 생합성 과정에서도 이러한 다양성을 보이고 있다. 거 저리과(Coleoptera: Tenebrionidae)의 페로몬 또한 다양성을 보여, Tribolium castenum, T. confusum, T. freemani의 4,8-dimethyldecanal, Tenebrio molitor의 4-methyl-1-nonanol, (Z)-3-dodecenyl aceatate, Gnatocerus cornutus의 (+)-acoradiene, a-cedrene-14-al이 페로몬으로 이용되며, Te. molitor의 페로몬은 지방산 경로를 통해, G. cornutus 는 테르펜 경로를 통해 생합성 되는 다양함을 보인다. 한편, Tribolium spp.의 페로몬은 4,8-DMD의 구조로부터 지방산 경로 또는 mevalonate를 경유하는 테 르펜 생합성 경로로부터 생합성 될 수 있음을 보인다. 이에 Tribolium spp.의 집합 페로몬 4,8-DMD의 생합성 과정을, T. castaneum을 대상으로 대사 저해제 를 통한 생합성 경로의 유추, 동위 원소 표식된 생합성 구성 단위(building block)에 의한 생합성 경로 확인 및 합성된 동위원소 표식 예상 전구 물질를 통한 생합성 대사과정의 확인을 통해 구명하였다. 본 소모임에서는 페로몬 생 합성 과정을 구명하기 위해 행하여진 위 실험들에 관하여 소개하고자 한다

It is possible to apply DNA sequencing data of A. oryzae RIB40 (Tominaga et al, 2006) to investigation of genomic structure of homologous gene cluster in 210 A. oryzae RIB strains. Using PCR technique, 210 A. oryzae RIB strains were easily classified into groups 1, 2, and 3, and others according to amplified patterns with seven aflatoxin homologous genes. Group 1 (122 strains, 58.1%) strains conserve intact aflatoxin biosynthesis gene homolog cluster. Group 2 (77 strains, 36.7%) and group 3 strains (9 strains, 4.3%) reveal large deletions of the aflatoxin gene homolog cluster, which is more than half. It is possible that the breakpoint within the cluster of group 2 strains would be near the ver-1gene, as described by Kusumoto et al. (2000). Two strains (0.9 %) that could not be classified into group 1, 2, and 3 were called "others". The majority of A. oryzae RIB strains (94.8 %) are categorized as groups 1 and 2. Murakami (1971) has evaluated 20 mycological characters of RIB strains, graded them from 1 to 6 and also proved no aflatoxin production in all strains. To examine the differences between group 1 and group 2 based on phenotype, analysis of variance was performed. Significant differences among 19 characters except for the aflatoxigenic character were recognized with 5 characters (length of stalk, color of old slant culture, roughness of conidia, coloration of hydroquinone, and pink color of conidia in medium with anisic acid). The length of stalk of group 1 was longer than that of group 2 at level of p<0.01 (data not shown). Therefore, this PCR analysis is a useful method for classification at intra-species level. Furthermore, it is safe for the food fermentation and enzyme industry to use A. oryzae especially groups 2 and 3 strains since these strains revealed absolute lack of aflatoxigenic ability at the molecular level. From the results of DNA sequencing analysis between A. oryzae RIB40 belonging to group 1 and RIB62 belonging to group 2, RIB62 shows a large deletion upstream of ver-1 homolog with more than half of the aflatoxin homologous gene cluster being missing. Adjacent to the deletion of the aflatoxin homologous gene cluster, RIB62 has a "unique sequence" of about 8-kb and a telomere. We investigated whether homologues of the unique sequence region of A. oryzae RIB62 were present in other group strains with Southern blot analysis. At first, we performed Southern blot analysis of 210 A. oryzae RIB strains with "no-hit" probe of unique sequence. The results showed that all group 2 strains had an identical size of signal of about 9.4-kb, while in other group strains different size of hybridizing signals from that of group 2 strains or with no signal were detected (data not shown).Subsequently, to confirm the presence of the unique sequence, Southern blot analysis with the four kinds of probe, which were derived from the unique sequence of RIB62 was performed for 16 selected strains from group 1, 2, and 3. Group 1 strains showed various signal patterns; double or single band(s) in most strains and with no signal in RIB40. In addition, the signal pattern of group 1 strains was different according to the probe used. However all group 2 strains showed an identical band of about 9.4 kbin all the cases when the four probes were used. In the group 3 strains, no signal was detected with the four probes. Therefore, 8-kb unique sequence of RIB62 is conserved in A. oryzae group 2 strains and present partially in some group 1 strains. To investigate the chromosomal position of the unique sequence, chromosomal Southern analysis was performed using four kinds of probe, US 1 to 4. Separation of the chromosomes of selected eight of A. oryzae group 1 and group 2 strains by clamped homogeneous electric field (CHEF) revealed different karyotype (data not shown). Among them, RIB62 showed a unique band of about 3 Mb, whereas other strains have no this chromosome. The detected signal(s) in A. oryzae group 1 strains were revealed in two or one chromosome(s) and in no signal in RIB40, while that of group 2 strains showed in single chromosome with four kinds of probes. The signal patterns of group 1 strains were different according to the probe used, while those of group 2 strains were identical. These results are almost identical to those of genomic Southern blot analysis To confirm the structure of the region flanking the partial aflatoxin homologous gene cluster in A. oryzae group 2 strains, we investigated the pattern of PCR amplification in 210 A. oryzae RIB strains with a set of primers designed to amplify between ver-1 and the unique sequence. The oligonucleotide primer for the ver-1 side was common to both RIB 40 and RIB62, while that of the unique sequence side was derived from RIB62. From the results of PCR with this set of primers, a fragment of about 1 kb was amplified from all group 2 strains and none of strains from other group generated PCR products. Therefore, it is possible to distinguish group 2 strains from other group strains with this set of primers. Southern blotting and PCR analysis resulted that all group 2 strains has the identical "unique sequence" and genomic structure of deletion including flaking region. In addition, this characterization of group 2 strains could be applied to distinguish this group strainsfrom the other group strains. The result of chromosomal Southern analysis (data not shown) suggested that the aflatoxin homologous gene cluster and the "unique sequence"existed on the same chromosome in groups 1 strains having these two portions. Taken together, A. oryzae group 2 strains might have differentiated from the ancestral strain due to chromosomal breakage. Although it is extremely difficult to determine the reason for the non-aflatoxigenicity of A. oryzae from the analysis of the genomic structure, this dissertation may provide basic molecular information for the profound approaches. In succession, further research on aflR protein activity or other related signal transduction pathway and the deleted aflatoxin biosynthesis gene homolog cluster of group 2 strains together with group 3 strains may help in clarifying the mechanism of the cluster deletion and differentiation.

조사료로서 소화율을 향상시킨 신품종 형질 전환 오차드그래스를 개발할 목적으로 lignin 합성경로에 있어서 중요한 효소 유전자 중의 하나인 COMT 유전자를 cloning하여 그 특성을 해명하였다. 오차드그래스의 COMT 유전자는 식물체의 전 조직에서 발현되고 있었으며, 특히 줄기와 뿌리조직에서 높은 발현량을 나타냄으로서 목질화에 크게 관여하는 lignin 생합성 유전자일 것으로 판단되었다. Dgcomt 유전자의 발현을 억제시킨 형질전환 오차드그래스를

포유동물에서 뇌와 부신에서 합성.분비되는 카테콜아민(Catecholamine, CA)계 신경전달물질인 dopamine(DA), norepinephrine(NE), epinephrine(E)은 체내 각종 생리현상의 조절에 필수적이며, 생식과 관련지어서는 시상하부-뇌하수체 간 GnRH-gonadotropin 호르몬 축의 활성을 조절하는 기능 외에도 번식과 관련된 여러 행동양식을 조절함이 잘 알려져 있다. 본 연구는 CA 생합성 효소들인 tyrosine hydroxylase(TH), dopamine beta-hydroxylase(DBH), phenylethanolamine-N-methyltransferase(PNMT)의 유전자 발현에 미치는 sex steroid의 영향을 조사하였다. 성숙한 암컷 횐쥐(SD strain)의 난소를 제거하고 1주 경과 후 vehicle(sesame oil; OVX+Oil 실험군) 또는 estradiol 17(235ug/m1; OVX+E실험군)이 든 silastic capsule(길이 14mm; 내경 1.55mm; 외경 3.125mm)을 48 시간 동안 처리한 뒤 희생시켰다. 적출된 조직으로부터 RNA를 추출한 후 semi-quantitative RT-PCR을 시행하였다. (i) TH의 발현 정도는 OVX+Oil 군에서는 시상하부) substantia nigra(SNc)) 부신 순으로, OVX+E군에서는 SN글 부신) 시상하부 순으로 나타났다. TH 발현에 미치는 estradiol의 효과로 SNc과 부신에서는 유의한 증가를 보인데 비해 시상하부에서는 유의한 감소를 관찰하였다. (ii) DBH 발현 정도는 OVX+Oil군에서는 SNc> 부신> 시상 하부 순으로, OVX+E군에서는 부신＞ SNc＞ 시상하부 순이었다. DBH 발현에 미치는 estradiol의 효과로 SNc에서는 유의한 감소, 부신에서는 유의한 증가, 그리고 시상하부에서는 통계적 유의성은 없으나 감소하는 경향을 보였다. (iii) PNMT의 발현의 경우 SNc와 시상하부에서는 기보고된 바와 같이 alternative splicing에 의해 110bp 차이의 크고 작은 두 형태의 cDNA(PNMTI & PNMTs)가 증폭되었으나 부신에서는 작은 cDNA 만이 관찰되었다. PNMTs의 발현 정도는 OVX+Oil군과 OVX+E군에서 공히 부신＞ 시상하부＞ SNc 순이었고, PNMTI의 발현은 SNc가 시상하부 보다 다소 높은 경향이었으나 유의성은 없었다. PNMTs 발현에 미치는 estradiol의 효과로 SNc에서는 유의한 감소, 부신에서는 유의한 증가, 그리고 시상하부에서는 통계적 유의성은 없으나 증가하는 경향을 보였다. 본 연구에서는 CA 생합성 효소들의 유전자 발현의 조절에 미치는 estrogen 의 영향이 세포 기원이 neural crest cell인 부신 수질은 물론 뇌의 상이한 지역간에서도 조직특이적임을 관찰하였다. 이러한 결과는 각 조직에서의 estrogen 수용체 유형의 차이 혹은 작용 모드와 각 효소 유전자 발현 사이에 중요한 상관관계가 있음을 시사한다.

고온성이며 호알칼리성인 Bacillus sp. TA-11이 생성하는 Invertase의 생합성 조절 기작을 규명하고자 먼저 이들의 유도와 억제에 관하여 검토하였다. Invertase는 10mM sucrose을 함유한 생합성 조절배지에서 3시간에 효율적으로 유도되었고 glucose는 sucrose에 의한 Invertase 유도를 inducer exclusion방식으로 억제시켰다 cAMP의 첨가로 glucose에 의한 catabolic repression이 다소 줄어들었다.