In vivo Functional Analysis of γ-butyrolactone Autoregulator Receptor Gene (scaR) in Streptomyces clavuligerus

강수진,이창권,최선욱,김현수,황용일,Kang Su-Jin,Lee Chang-Kwon,Choi Sun-Uk,Kim Hyun-Soo,Hwang Yong-Il Korean Society of Life Science 2006 생명과학회지 Vol.16 No.1

방선균에서 DNA 전사 억제인자로써 작용하여 이차대사산물의 생산뿐만 아니라 형태분화를 조절하는 $\gamma-butyrolactone$ autoregulator receptor를 암호화하는 유전자(scaR)를 clavulanic arid 생산 균주, Streptomyces clavuligerus로부터 클로닝하고 in vitro에서 ScaR의 특징을 연구하여 보고한 바 있다. 따라서 본 연구에서는 ScaR의 in vivo 기능을 분석하기위해 상동재조합방법을 이용하여 scaR이 제거된 변이주를 제작하고 야생균주와 표현형을 비교해 보았다. 그 결과, Streptomyces clavuligerus의 형태분화에서는 큰 차이를 나타내지 않았지만 clavulanic acid의 생산에 있어서는 scaR 파괴 변이주가 야생균주에 비해 생산이 증가된 경향을 보였다. 그러므로 ScaR이 S. clavuligerus의 형태분화에는 영향을 미치지 않지만 clavulanic acid 생합성에는 negative regulator로 작용한다는 것을 본 연구를 통해 명확하게 확인할 수 있었다. A $\gamma-butyrolactone$ autoregulator receptor has a common activity as DNA-binding transcriptional repressors controlling secondary metabolism and/or morphological differentiation in Streptomyces. A gene (scaR) encoding it was cloned from Streptomyces cravuligerus, a clavulanic acid producer, and was in vitro characterized in a previous report. In this study to clarify the in vivo function of ScaR, a $\gamma-butyrolactone$ autoregulator receptor of Streptomyces clavuligerus, we constructed a scaR-deleted strain by means of homologous recombination. No difference in morphology was found between the wild-type strain and the scaR-disruptant, but the scaR-disruptant showed higher clavulanic acid production. This indicates that the ScaR in S. clavuligerus acts as a negative regulator of the biosynthesis of clavulanic acid, but plays no role in morphological differentiation.

Streptomyces griseus IFO13350 유래 sprA 및 sprB 유전자를 이용한 Pretense 생산균주 개발

황지환,이창권,이강무,조병기,박해룡,황용일,Hwang Ji-Hwan,Lee Chang-Kwon,Lee Kang-Mu,Jo Byoung-Kee,Park Hae-Ryong,Hwang Yong-Il 한국미생물학회 2005 미생물학회지 Vol.41 No.1

Pronase, a protease produced for commercial purpose by Streptomyces griseus, was composed of serine protease, alkaline protease, aminopeptidase and carboxypeptidase complex, and it has been widely used as anti-inflammatory drugs for human therapy. In this study, we developed a new integration vector, pHJ101 derived from pSET152, containing strong promoter, ermE, to overexpress a certain protease gene. Specific PCR primers for cloning of sprA (a gene for S. griseus protease A) and sprB (a gene for S. griseus protease B) genes were designed from the basis of nucleotide sequence in databases and amplified by PCR. Plasmid pHJ201 and pHJ202 were constructed by inserting of amplified each gene in a vector pHJ101. S. griseus HA and S. griseus HB were respectively obtained by conjugal process of a parent strain, S. griseus IFO 13350 with the recombinant Escherichia coli harboring plasmid pHJ201 or pHJ202. When protease activity was measured in flask cultivation, produced protease levels of S. griseus HA and S. griseus HB increased about 5.3 times and 5 times, respectively, more than that of parent strain. And, the constructed integrating plasmid pHJ101 was applicable for overexpression of a certain gene in Streptomyces sp. 방선균 Streptomyces griseus에서 상업적 목적으로 생산되는 protease인 protease는 serine protease, alkaline protease, aminopeptidase및 carboxypeptidase로 구성되어 있는 복합체로서 의 약용 소염제로 널리 사용되어지고 있다. 본 연구에서는 기존에 개발되어 있는 방선균용 integration vector인 pSET152로부터 목적산물의 대량발현을 위해 방선균용 promoter ermE가 cloning된 새로운 integration vector인 pHJ101을 개발하였고, pretense의 생산량 증대에 사용하였다. 새로 개발된 integration vector에 S. griseus protease A를 코드하고 있는 유전자, sprA와 S. griseus pretense B유전자, sprB를 각각 cloning하여 plasmid pHJ201과 pHJ202를 구축하였다. 이들 plasmid들을 S. griseus IFO 13350에 형질전환하여 발현용plasmid가 chromosome에 integration된 재조합 균주 S. gliseus HA와 S. griseus HB를 얻었다. 이들 재조합균주로부터 전체 protease의 생산량을 확인한 결과, 모균주보다 각각 S. griseus HA는 약 5.3 배, S. griseus HB는 약 5 배 정도 생산량이 증대되었다. 이들 결과로부터 특정유전자의 고발현용 integration vector의 제작이 확인되었으며, 전체 protease의 생산량 증대의 가능성이 시사되었다.

축산물 및 가공 : 치즈유청으로부터 제조한 유청단백질 가수분해물의 특성에 관한 연구

윤여창 ( Yoh Chang Yoon ),김명희 ( Myeong Hee Kim ),정아람 ( A Ram Jeong ),이창권 ( Chang Kwon Lee ),안성일 ( Sung Il An ),한송이 ( Song Ee Han ) 한국동물자원과학회 ( 구 한국축산학회 ) 2010 한국축산학회지 Vol.52 No.5

유청단백질농축물(WPC)은 풍부한 단백질 및 다양한 생리활성 물질들을 함유하고 있음으로 식품의 단백질 보충 및 건강 기능성 향상을 위해 식품산업에서 널리 사용되고 있는 유용한 식품소재 중에 하나이다. 본 연구는 유용 기능성 식품소재로 활용이 가능한 유청단백질의 산업화와 관련된 사항들을 조사하고자 수행하였다. 한외여과를 이용한 WPC 제조과정에서 WPC-30을 포함한 한외여과 기의 국산화 가능성을 확인했다. 한외여과, 분무건조 및 단백질분해 효소를 이용하여 제조한 WPC-30 가수분해물의 이화학적 기능성을 검토한 결과 단백질 가수분해능 및 관능성에 대한 평가는 alcalase 처리했을 때 가장 높은 것으로 나타났으며 거품 형성능은 flavourzyme 처리한 WPC-30 가수분해물에서 가장 높은 결과를 보였다. 또한 다양한 pH조건에서의 단백질의 용해도를 측정한 결과, protamex 처리한 WPC-30 가수분해물에서 가장 높은 용해도를 나타내었다. 그러나 모든 WPC-30 가수분해물의 용해도는 알차리 조건에서는 유의적으로 개선되는 효과를 보였다. 이들 결과들을 총체적으로 검토한 결과, 효소를 이용한 유청단백질의 가수분해는 알카리조건에서 alcalase를 사용하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났다. Whey protein concentrate (WPC) is widely used to increase the nutritional and functional properties of food. In this study, the physiochemical and functionality of WPC-30 hydrolysates were examined to evaluate the possibility of application in the food industry. The WPC-30 was manufactured using ultrafiltration and spray-drying, and then hydrolyzed with proteolytic enzyme including alcalase, flavourzyme, nuetrase and protamex. Enzymatic hydrolysis had a significant influence on the physicochemical properties as evident from the increased foaming capacity, solubility. Alcalase caused highest protein hydrolysis (3.26%) and the bitterness. Foaming capacity was largest in WPC-30 hydrolysate treated with flavourzyme. Protein solubility at various levels of pH was highest in protamex-treated WPC-30 hydrolysate. However, the solubility of WPC-30 hydrolysates was significantly improved in alkaline condition than in acidic and neutral conditions. The study revealed that spray dried enzyme modified WPC can be used in various functional food.

가르시니아 캄보지아 추출물의 지방세포 분화 및 지방 독성에 미치는 영향

강은실,함선아,황정석,이창권,서한극,Kang, Eun Sil,Ham, Sun Ah,Hwang, Jung Seok,Lee, Chang-Kwon,Seo, Han Geuk 한국축산식품학회 2013 한국축산식품학회지 Vol.33 No.3

본 연구는 가르시니아 캄보지아의 항비만 효과의 분자기전을 알아보기 위하여 지방전구세포인 3T3-L1세포의 지방세포로의 분화 시, 가르시니아 캄보지아 추출물을 처리하여 세포 내 지질 적의 형성 및 중성지방의 축적, 지방 분화 특이 지표 단백질의 발현에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 3T3-L1세포의 지방 세포로의 분화는 MDI로 유도 후, 2일째부터 지방 적 및 중성 지방이 유의하게 축적되기 시작하였는데, 1% 가르시니아 캄보지아 추출물을 동시에 처리한 세포에서 이러한 지방 적 및 중성 지방의 축적이 유의하게 억제되는 것을 실험을 통해 확인할 수 있었다. 또한 지방세포 분화 특이 지표 단백질로 알려진 $PPAR{\gamma}2$, $C/EBP{\alpha}$, aP2와 같은 단백질의 발현 또한 가르시니아 캄보지아 추출물이 효과적으로 억제하고 있음도 확인할 수 있었다. 한편, 가르시니아 캄보지아 추출물은 palmitate를 처리한 HepG2 세포에서 중성지방의 축적 및 세포사멸을 유의하게 억제함으로써 유리 지방산의 축적에 의한 지속적인 염증 반응으로 유발되는 지방독성(lipotoxicity)을 억제하는 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 가르시니아 캄보지아 추출물이 세포 수준에서 비교적 낮은 농도로도 효과적으로 비만을 억제할 수 있으며, 기존에 알려지지 않았던 유리지방산에 의한 지방독성을 억제하는 효과가 있음을 본 연구에서 확인할 수 있었다. This study aimed to examine the mechanisms underlying the effects of Garcinia cambogia extract on the adipogenic differentiation of 3T3-L1 cells and long-chain saturated fatty acid-induced lipotoxicity of HepG2 cells. 3T3-L1 preadipocytes, mouse embryonic fibroblast-adipose like cell line, were treated with MDI solution (0.5 mM IBMX, 1 ${\mu}M$ dexamethasone, 10 ${\mu}g/mL$ insulin) to generate a cellular model of adipocyte differentiation. Using this cellular model, the anti-obesity effect of Garcinia cambogia extract was evaluated. MDI-induced lipid accumulation and expression of adipogenesis-related genes were detected by Oil red O staining, Nile Red staining, and Western blot analysis. Effects Garcinia cambogia extract on palmitate-induced lipotoxicity was also analyzed by MTT assay, LDH release, and DAPI staining in HepG2 cells. Garcinia cambogia extract significantly suppressed the adipogenic differentiation of preadipocytes and intracellular lipid accumulation in the differentiating adipocytes. Garcinia cambogia extract also markedly inhibited the expression of peroxisome proliferator- activated receptor ${\gamma}2$ ($PPAR{\gamma}2$), CCAT/enhancer-binding protein ${\alpha}$ ($C/EBP{\alpha}$), and adipocyte protein aP2 (aP2). In addition, Garcinia cambogia extract significantly attenuated palmitate-induced lipotoxicity in HepG2 cells. Palmitateinduced cellular damage and reactive aldehydes were also significantly reduced in the presence of Garcinia cambogia extract. These findings suggest that the Garcinia cambogia extract inhibits the adipogenic differentiation of 3T3-L1 preadipocytes, probably by regulating the expression of multiple genes associated with adipogenesis such as $PPAR{\gamma}2$, $C/EBP{\alpha}$, aP2, and thereby modulating fatty acid-induced lipotoxicity to reduce cellular injury in hepatocytes.

가르시니아 캄보지아 추출물함유 육류용 딥소스가 고지방식이 섭취 흰쥐의 지방축적 및 체중감량에 미치는 영향

강은실,황정석,김민화,김혜정,이창권,서한극,Kang, Eun Sil,Hwang, Jung Seok,Kim, Min-Hwa,Kim, Hye Jung,Lee, Chang-Kwon,Seo, Han Geuk 한국축산식품학회 2013 한국축산식품학회지 Vol.33 No.2

본 연구의 목적은 가르시니아 캄보지아 추출물이 함유된 육류용 딥소스의 항비만 효과를 동물실험을 통하여 검증하기 위하여 고지방 식이로 유도한 비만 쥐의 체중 및 지방조직의 변화, 혈중 지질성분의 변화를 5주령 흰쥐 18마리를 정상식이에 식염수 투여군(NCD), 고지방 식이에 가르시니아 캄보지아 추출물-비함유 육류용 딥소스 투여군(HFD), 고지방 식이에 2% 가르시니아 캄보지아 추출물-함유 육류용 딥소스 투여군(HFD+GC)으로 나누어 90일 간 실시하였다. HFD군의 흰쥐에서의 체중 중가가 가장 두드러지게 나타났고, 이러한 체증증가는 HFD+GC군의 흰쥐에서 유의 있게 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 개복 후 부고환 및 신장주변 지방 조직을 적출하여 무게를 확인한 결과에서도 HFD+GC군의 흰쥐에서 지방의 무게가 유의하게 감소된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 혈청 중의 지질성분인 total cholesterol, triglycerol, total lipid의 함량이 다른 식이 군에 비해 유의하게 감소한 결과도 HFD+GC군에서 확인할 수 있었다. 이상의 결과들은 가르시니아 캄보지아 추출물이 비만 유도 실험 모델 쥐에서 비만과 관련된 각종 지표들을 억제함으로써 항비만 효과를 나타내고 있음을 확인할 수 있었고, 이러한 효과는 가르시니아 캄보지아 추출물이 함유된 육류용 딥소스를 비만을 유발할 수 있는 음식과 동시에 섭취하여도 효과가 있음이 시사되었다. Obesity, the leading metabolic disease, is a prevalent health problem in industrialized countries and is closely associated with coronary heart disease, hypertension, diabetes, and even cancer. In this study, we investigated the effects of dip-sauce for meat containing Garcinia cambogia extract (GC) on the lipid accumulation and body weight reduction in rats fed high-fat diet for three months. Eighteen Sprague Dawley male rats of five-week-old were randomly assigned to one of three groups; normal chew diet (NCD) group, high-fat diet plus GC-noncontaining dip-sauce (HFD) group, and HFD plus GC-containing dip-sauce (HFD+GC) group. Co-administration of GC-containing dip-sauce (5 g/kg body weight/day) with HFD significantly attenuated cumulative body weight gain, compared with NCD or HFD groups. Both epididymal and perirenal fat pad weights in the HFD plus GC group were significantly lower than those of HFD or NCD groups. Administration of GC-containing dip-sauce also resulted in significant reduction in the serum levels of total cholesterol, total lipid, and triglyceride, compared with NCD or HFD groups. Thus, GC-containing dip-sauce confers beneficial effects to pathological states associated with metabolic disorder via its anti-obesity and lipid lowering properties.

미더덕 껍질, 뽕잎, 양파 추출물을 첨가한 항고혈압 저염간장의 제조 및 특성

신유진(Yu-Jin Shin),이창권(Chang-Kwon Lee),김현진(Hyun-Jin Kim),김현승(Hyoun-Sung Kim),서한극(Han-Geuk Seo),이승철(Seung-Cheol Lee) 한국식품영양과학회 2014 한국식품영양과학회지 Vol.43 No.6

고혈압과 같은 혈관성 질환을 개선할 수 있는 항고혈압 저염간장을 개발하기 위하여 미더덕 껍질, 뽕잎, 양파 추출물을 저염간장(염도 12%)에 첨가하였다. 그 결과 단일 소재 추출물을 첨가하였을 때보다 두 가지 이상을 혼합하여 첨가하였을 때 높은 ACE 저해능과 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었다. 특히 미더덕 껍질과 양파의 추출물들을 첨가한 저염간장에서 ACE 저해능과 DPPH 라디칼 소거능이 기존의 일반 염도인 15% 간장에 비하여 상대적으로 약 30% 향상되었다. 이상의 결과는 미더덕 껍질, 뽕잎, 양파의 추출물들이 항고 혈압능과 항산화능에 유익한 저염간장을 제조할 수 있는 유익한 소재로 활용될 수 있음을 시사한다. Extracts of Styela clava (Korean name: miduduk) tunic, mulberry, and onion were selected by pre-screening to develop low-salt soy sauce (12% salt content) with anti-hypertensive activity. After choosing the formula for low-salt soy sauce, extracts were added separately or by mixture in combination. In the case of anti-hypertensive activity, low-salt soy sauce containing extracts of miduduk tunic and onion showed 30% increased inhibitory activity towards angiotensin Ⅰ converting enzyme, compared to normal salt soy sauce (15% salt content). Addition of extracts also significantly increased DPPH radical scavenging activities of the soy sauces. These results suggest that natural resources such as miduduk tunic, mulberry, and/or onion might be potential candidates for development of low-salt soy sauce with anti-hypertensive activity.

반응표면 분석법에 의한 흑마늘 추출물이 첨가된 간장의 제조 조건 설정

심혜진,강민정,김경민,이창권,김정환,신정혜,Shim, Hye-Jin,Kang, Min-Jung,Kim, Gyeong-Min,Lee, Chang-Kwon,Kim, Jeong-Hwan,Shin, Jung-Hye 한국식품조리과학회 2016 한국식품조리과학회지 Vol.32 No.3

Purpose: The central composition design was used to optimize the mixture conditions of black garlic extract. Methods: The response surface methodology (RSM) was carried out from concentration of black garlic extract ($X_1$) and the amount of the black garlic extract ($X_2$) as independent variables, and salts ($Y_1$), reducing sugars ($Y_2$), the content of total phenolic compounds ($Y_3$) and ABTS radical scavenging activity ($Y_4$) as dependent variables. We confirmed the conditions that salinity was minimized and reducing sugar, total phenolic compounds and ABTS radical scavenging activity had maximum values through the response surface analysis. Results: All results had saddle points in originally set up conditions hence, ridge analysis was carried out for narrowing the experimental area. The minimum salt concentration was 16.03% at black garlic extract concentration of $14.84^{\circ}brix$ and contents of 9.26%. Reducing sugar content had maximum of value 7.30 g/mL at $24.58^{\circ}brix$ and contents of 8.08%. Total phenolic compounds contents and ABTS radical scavenging activity had maximum values at black garlic extract concentration of 20.33 and $25.02^{\circ}brix$. The results indicate that addition of black garlic extract contributed to increased reducing sugar, phenolic compounds contents and antioxidant activity of the soy sauce, but the salt concentration was not significantly affected. Conclusion: Based on the results of RSM, the optimum ranges of addition conditions for lowering the salt concentration and, increasing the sensory and functional ability of soy sauce were as follows: black garlic extract concentration of $15-25^{\circ}brix$ and content of 7.8-9.3%.

흑마늘 추출액의 첨가 농도에 따른 간장의 품질특성 및 항산화 활성

최명효,강재란,강민정,심혜진,이창권,김경민,김동규,신정혜,Choi, Myoung Hyo,Kang, Jae Ran,Kang, Min Jung,Sim, Hye Jin,Lee, Chang Kwon,Kim, Gyoung Min,Kim, Dong Gyu,Shin, Jung Hye 한국식품조리과학회 2016 한국식품조리과학회지 Vol.32 No.2

Purpose: In order to develop soy sauce and increase its functionality, by adding black garlic extract. Methods: We compared quality characteristics and antioxidant activity of 20 days aging black garlic soy sauce from mixed manufacturers with raw soy sauce (commercial fermented soy sauce) and different ratio of black garlic extract (65 Brix, 0.3-5.0%). Results: The salt content of the black garlic extract (0.3-5.0%) added soy sauce were 12.35-12.77%. The pH was lowered to 4.99, and acidity was increased to 2.12%, depending on the increase in black garlic extract added ratio. The crude protein and total nitrogen contents were 6.23-6.62% and 1.10-1.16%, respectively, and content of amino form nitrogen was 0.52-0.53%, without significant differences between experimental groups. Contents of reducing sugar and free sugars (fructose and glucose) tended to be higher with higher mixing ratios of black garlic extract. Total phenolic compounds and flavonoids contents were significantly increased in the 3% and 5% black garlic extract addition group. At concentrations of 62.5, 125, 250, 500, 1,000 and $2,000{\mu}g/mL$, the DPPH and ABTS radical scavenging activity of the polysaccharides isolated from control soy sauce and 5% black garlic extract added soy sauce showed higher correlation with their concentration. Conclusion: These results, confirmed that the soy sauce produced by adding more than 3% of black garlic extract has high antioxidant activity.

ACE 저해능 및 항산화능이 향상된 발효소스의 제조

신유진(Yu-Jin Shin),김민화(Min Hwa Kim),이창권(Chang-Kwon Lee),김현진(Hyun-Jin Kim),김현승(Hyoun-Sung Kim),서한극(Han-Geuk Seo),이승철(Seung-Cheol Lee) 한국식품영양과학회 2015 한국식품영양과학회지 Vol.44 No.10

장류 발효기술과 유용 천연물을 활용한 프리미엄 발효소스의 개발을 목적으로 소맥분과 콩의 발효물(페이스트 형태), 미더덕 껍질, 뽕잎, 양파 추출물을 단독 또는 혼합하여 첨가한 발효소스를 제조한 후, ACE 저해능과 DPPH 라디칼 소거능을 측정하였다. 그 결과 무첨가 대조구에 비하여 추출물 첨가 발효소스의 ACE 저해능과 라디칼 소거능은 증가하였다. 특히 뽕잎과 양파 추출물을 혼합하여 첨가한 발효소스가 대조구에 비하여 상대적으로 ACE 저해능이 26.92% 증가하였고, DPPH 라디칼 소거능은 40.66% 증가하였다. 이러한 결과는 항고혈압능과 항산화능을 보유한 고품질 소스의 제조에 소맥분과 콩의 발효물, 뽕잎과 양파 추출물 등이 활용될 수 있음을 시사한다. For development of premium sauce, fermented sauces containing ferment (with wheat flour and soybean) and extract(s) of Styela clava (Korean name: miduduk) tunic and/or mulberry leaves and/or onion were prepared, and their angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activities were evaluated. All sauces containing extract(s) showed increased ACE inhibitory and DPPH radical scavenging activities. Especially, sauces containing extracts of mulberry leaves and onion showed superior activities, with 26.92% and 40.66% relatively increased ACE inhibitory and DPPH radical scavenging activities, respectively, compared to control (no extract was added). These results suggest that extracts of mulberry leaves and onion could improve antihypertensive and antioxidant activities of fermented sauce.

Ca^(2+)-감수성 증가기전과 평활근 수축

이연리,김보경,최원호,김태경,이창권,배영민,조성일 건국대학교 의과학연구소 2004 건국의과학학술지 Vol.14 No.-

Smooth muscle contraction is regulated by intracellular Ca^(2+) ([Ca^(2+)]_(i)) and the phosphorylation of myosin light chain (MLC). However, various kinds of vasoconstrictors induce a further contraction at a given [Ca^(2+)]_(i), and elicit a sustained contraction under Ca^(2+) -depleted conditions, referred to as "Ca^(2+) -sensitization", in intact and membrane-pen-neabilized smooth muscle. Previously, several molecules, including protein kinase C (PKC), RhoA, and mitogen-activated protein kinases (MAPK), have been suggested as candidate regulators of Ca^(2+) -sensitization. In the present review, we describe the role of PKC, RhoA, and MAPK in the regulation of Ca^(2+) -sensitization, and suggest a new model in research for the regulation of smooth muscle contraction.