분자각인막(MIM)은 특정 분자의 결합자리를 갖고 있는 다공성 고분자 막이다. 비용매유도 상분리(NIPS)법을 사용하여 분자각인막의 지지체로 사용될 P(AN-co-MA) 비대칭막을 제조하고, 여기에 표면 각인법을 적용하여 광활성 이니퍼터 도입과 photo-grafting을 통해 라이소자임 분자각인막을 제조하였다. P(AN-co-MA) 비대칭막을 3-chloropropyltrimethoxysilane과 광활성 이니퍼터 dithiocarbamate로 개질하고, acrylamide 단량체, N,N'-methylenebisacrylamide 가교제, 라이소자임 주형분자 혼합액을 UV 조사 환경에서 혼성중합 시켜 MIM을 제조하였다. 제조된 MIM의 FT-IR과 FE-SEM 및 EDS 분석을 실시한 결과 P(AN-co-MA) 막은 비대칭 단면 구조이었고 표면에 이니퍼터 그룹이 잘 결합되어 있어 MIM이 성공적으로 제조되었다. 제조공정의 변수 조절을 통해 라이소자임의 흡착량이 비각인막(NIM)에 비해 13배 큰 값인 2.7 mg/g을 갖는 P(AN-co-MA) 기반 MIM이 제조되었으며, 막여과 실험을 통해 라이소자임에 대한 오발부민의 투과선택도를 측정한 결과 MIM은 라이소자임의 선택적 결합력이 우수하였다.

전량여과(dead-end filtration)를 사용하여 계란 난백용액으로부터 라이소자임 효소의 분리정제에 대한 연구를 수 행하였다. 전량여과 시 사용된 한외여과 막의 분획분자량과 난백용액의 pH 변화에 따른 라이소자임의 난백에 존재하는 다른 종류의 단백질인 오발부민과 콘알부민에 대한 막을 통한 투과선택도(permselectivity)를 측정하여 투과선택도가 가장 큰 값을 나타내는 전량여과의 최적 운전조건을 결정하였다. 이 결과 난백용액으로 라이소자임을 효과적으로 투과 분리시키기 위한 최 적 운전조건은 한외여과 막의 분획분자량 30 kDa, 난백용액의 pH 11이었다. 최적 운전조건에서 난백 내 총 단백질에 대한 라이소자임의 투과선택도가 약 83의 가장 큰 값을 나타내었다.

Abstract - We are aim to evaluate lysozyme and antibacterial activity of cultured catfish, Silurus asotus, that fed supplementally with Galla rhois extracts for eight weeks. Lysozyme activity in the spleen and serum of administrated group was higher than not administrated group, but in mucus of the lysozyme activity was no regular than other organ. The lysozyme activity of the spleen, kidney, serum of administrated fishes were increased after 2 weeks and that was highest after 8 weeks. Ht and GLU in serum of administrated fishes were gradually increased but GOT was decreased after 8 weeks. There is no significant differences in HB (Hemoglobin) and TP (Total Protein) each groups. Furthermore, there is no pathohistological changes of kidney and liver of tested fishes. The cumulative survival rates of administrated group after intraperitoneal injection of Aeromonas veronii with 6.5×106 cfu mL-1 was presented 33% in 9 days. As the Results, Galla rhois extracts has any beneficial effects for immunity elevation and antibacterial activity in catfish, Silurus asotus.

본 연구에서는 표면 각인법을 이용하여 라이소자임 분자가 각인된 P(AN-co-MA) 분자각인 막(Molecularly imprinted membrane, MIM)을 제조하고 그 특성을 평가하였다. MIM을 제조하기 위한 기본 막으로는 P(AN-co-MA) 고분자를 상변환법을 통해 제조한 비대칭 고분자막을 사용하였으며, 주형분자로는 라이소자임(lysozyme), 기능성 단위체로는 Acrylamide, 가교제로는 N,N´-Methylenebisacrylamide, Iniferter로는 Sodium N,N-diethyldithiocabamate를 사용하였다. MIM 제조 시 영향을 미치는 변수들의 조절을 통해 라이소자임 분자각인 고분자막의 최적 제조조건을 결정하였으며, 제조된 MIM의 특성을 평가하였다.

목적: Alginic acid(AA)는 갈조류의 세포막을 구성하는 다당류로 보습효과가 뛰어나기로 알려 져 습윤제 성분으로 사용이 되고 있다. AA를 하이드로겔 콘택트렌즈(Hy-CL)에 첨가하여 광투 과율과 함수율, 단백질 흡착 특성 등을 비교해보고자 한다. 방법: 하이드로겔 콘택트렌즈는 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate)를 주성분으로 구성하여 실험실에서 열중합방법으로 제조하였다. AA가 첨가된 렌즈(Hy-CL-AA)의 제조는 AA network 와 pHEMA network을 서로 교차시켜 얽히게 하는 Interpenetrating polymer network(IPN) 방 법을 사용하였다. 광투과율은 UV-Visible Spectrophotometer (SHIMADZU, UV-1650PC)를 이 용하여 200nm에서 800nm까지의 파장 범위에서 측정하였다. 함수율은 0.9% NaCl 생리 식염 수를 사용하여 gravimetric method로 측정하였다. AA 첨가 전후 lysozyme 단백질 흡착량 비 교는 Hy-CL과 Hy-CL-AA를 lysozyme이 함유된 인공눈물에 12시간 동안 각각 방치시킨 후 렌즈표면에 흡착된 단백질을 추출한 다음 HPLC로 정량하였다. 결과: 광투과율은 Hy-CL에서 95%, Hy-CL-AA에서 90%를 보였다. 함수율은 Hy-CL에서 55%, Hy-CL-AA에서 58%를 보였다. Hy-CL에서 lysozyme 흡착량은 34.0㎍/lens, Hy-CL-AA 에서는 15.7㎍/lens로 나타났다. AA를 첨가한 Hy-CL-AA에서 단백질 흡착률은 AA를 첨가하지 않는 Hy-CL에 비해 약 54% 정도 감소되었다. 결론: AA가 첨가된 콘택트렌즈의 광투과율이 90%가 넘는 것은 AA와 Hy-CL의 주성분인 pHEMA 사이에서 결합이 상분리 없이 잘 이루어졌다는 것을 의미한다. AA는 cellulose와 유사 한 구조적 특성 때문에 Hy-CL에 첨가하였을 때 함수율이 크게 증가되는 것으로 생각된다. Hy-CL에 비해 Hy-CL-AA에서 lysozyme 흡착률이 더 감소한 것은 AA가 OH작용기를 다수 함 유하고 있어 단백질 흡착 방지 능력을 보이는 것으로 판단된다. 따라서 콘택트렌즈에 AA의 첨 가는 단백질 비흡착 기능을 비롯하여 단백질 침전물로 인해 생기는 습윤성 저하, 착용감 저하, 염증 질환, 세균 감염 등을 해결할 수 있는 기능성 렌즈 재질로 활용을 기대할 수 있다.

A full-length lysozyme cDNA from Gryllotalpa orientalis was cloned and sequenced. The deduced amino acid sequence of the lysozyme protein was 143 amino acids in length, with a calculated molecular mass of 15.84 kDa and an isoelectric point of 4.74. Sequence motifs, together with alignment and phylogenetic results, confirmed that G. orientalis lysozyme belongs to the C (chicken)-type lysozyme family of proteins. The protein sequence of lysozyme from G. orientalis showed high identity to that of Drosophila melanogaster (51.7%); however, in contrast to D. melanogaster lysozyme, G. orientalis lysozyme was immune inducible and expressed in a wide range of tissues. Expression of G. orientalis lysozyme mRNA was highest at 8 h post-infection and subsequently decreased with time after bacterial infection. We also expressed G. orientalis lysozyme protein in vitro using the pET expression system. Compared with the negative control, over-expressed G. orientalis lysozyme showed antimicrobial activity against Gram-negative bacteria Escherichia coli and Gram-positive bacteria Bacillus subtilis by radial diffusion assay, with MIC values of 30.3 μM and 7.55 μM respectively. These results indicate that G. orientalis lysozyme may have stronger antimicrobial activity than other lysozymes against a broad range of microorganisms.

실리카 입자를 기공 형성제로 사용하여 물리적 강도와 단백질 결합용량이 높은 다공성 키토산 및 키틴 친화 막을 제조하였다. 키토산 친화 막의 BSA 단백질 결합용량은 최대 21.8mg/mL이었으며, 키틴 친화 막의 lysozyme 효소 결합용량은 최대 26.1mg/mL이었다. 제조된 다공성 키토산 및 키틴 친화 막을 사용하여 단백질 용액의 loading 유량, loading 양 및 농도 변화에 따른 BSA와 lysozyme의 친화 막 여과 크로마토그래피 분리 실험을 수행하였다. 친화 막 여과 크로마토그래피 분리 실험을 통해 얻어진 loading/washing/elution의 단계로 구성된 일련의 크로마토그램으로부터 단백질 용출량과 결합수율을 구하였다. 키토산 및 키틴 친화 막에의 BSA 및 lysozyme 단백질의 결합량과 결합수율은 loading용액의 유량이 작을수록, 주입량 및 농도가 클수록 증가하였다. 이 결과로부터 실리카 입자를 기공 형성제로 사용하여 제조된 다공성 키토산 및 키틴 막은 단백질의 대규모 여과 크로마토그래피 분리를 위한 친화 막으로서 효과적인 활용이 기대된다.

한외여과를 통하여 난백으로부터 라이소자임을 분리, 정제하는 연구를 수행하였다. 교반식 한외여과장치에 분획 분자량(MWCO)이 각각 10 kDa, 30 kDa 및 100 kDa의 셀룰로즈 재질 분리막을 사용하여 알부민과 라이소자임의 투과실험 데이터를 수집하였다. 단백질 용액은 20 mM, pH 6, 7, 8의 인산염 완충용액에 난단백 함량을 1%,;2%,;3% 및 10% 첨가하여 제조하였으며, 막간압력차(TMP)는 0.5~3 bar의 구간에서 실험을 하였다. 분리막의 분획분자량이 증가하면서 투과유속은 증가하였으며, 분리막에서의 막간압력차가 증가하면서 그리고 공급원액의 난백농도가 감소하면서 투과유속은 증가하였다. 또한, 분리막의 분획분자량이 감소하면서 알부민의 라이소자임에 대한 선택도는 증가하였으며, 모든 분리막에서 pH 와 공급원액의 난백농도 그리고 막간압력차가 증가하면서 라이소자임의 알부민에 대한 선택도는 증가하였다.