유전자조작, 균주분리 알긴산 분해 Methylobacterium sp. HJM27 균주의 분리 및 특성

김옥주 ( Ok Ju Kim ),이동근 ( Dong Geun Lee ),이성목 ( Sung Mok Lee ),이석준 ( Suck June Lee ),도형주 ( Hyung Joo Do ),박혜진 ( Hye Jin Park ),김안드레 ( Andre Kim ),이재화 ( Jae Hwa Lee ),하종명 ( Jong Myung Ha ) 한국미생물생명공학회 2010 한국미생물·생명공학회지 Vol.38 No.2

추출용매 변화에 따른 바나바(Lagerstroemia speciosa Pers.) 잎 추출물의 항당뇨 효과

김균하(Kyun Ha Kim),노상근(Sang Geun Roh),이춘일(Chun-Ri Li),김춘봉(Chun-Feng Jin),김안드레(Andre Kim),최원철(Won Chill Choi) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.9

본 연구는 바나바 잎 추출 용매에 따른 항당뇨 효과에 관한 것으로 세포 독성 실험을 통하여 인체에 대한 독성이 없음을 확인하였고 β-cell 인슐린 분비 실험을 통하여 항당뇨 효과를 알아보았다. 또한 당뇨 유발쥐를 이용한 인슐린 분비 실험, 체중변화 측정, 혈중 및 혈청의 glucose 농도, 총콜레스테롤 수치, HDL-cholesterol 농도, triglyceride 농도, free fatty acid 농도, langerhans islet에서의 인슐린 분비의 확인을 통해 혈당조절 효과를 비교하였다. 물 혹은 에탄올을 단독으로 이용하여 추출한 추출물이나 70%, 90% 에탄올로 추출한 추출물 보다 열수로 먼저 추출한 후 에탄올로 다시 추출하여 혼합안 추출물이 항당뇨 효과가 더 뛰어남을 알 수 있었다. 이는 친수성(hydrophilic) 유효성분들과 소수성(hydrophobic) 유효성분들의 추출 유무나 함량에 의한 것이다. 특히, 많은 문헌에 언급된 코로소린산이라는 단일 성분(unique)에 의한 항당뇨 효과라기보다는 친수성 및 소수성 폴리페놀 및 항산화성분과 같은 유효성분들이 조합되어(mixture) 항당뇨 효과에 영향을 미치는 것으로 사료된다. This study investigated that the antidiabetic effects of banaba extracts with variety solvents selectivity in vitro and in vivo. Banaba extracts were prepared with water, 70% ethanol, 90% ethanol, 100% ethanol and water-ethanol that of extract twice times sequentially water and ethanol. Cell toxicity and insulin secretion of banaba extracts was tested by MTT (3-[4,5-dimetylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide) assay on hamster insulinoma cell line, HIT-T15. Also we tested that insulin, body weight, blood glucose, total cholesterol, HDL-cholesterol, triglyceride and free fatty acid in streptozotocin diabetic rats. Water-ethanol extract has remarkable antidiabetic effect compare with the other banaba extracts. For water-ethanol extract has both of hydrophilic and hydrophobic antidiabetic materials from banaba. Expecially, corosolic acid, as known as unique polyphenol, has antidiabetic effect studied by many researchers till nowadays. But corosolic acid does not solve in water. Otherwise, we suggest that banaba extract of hydrophilic and hydrophobic materials (polyphenol and antioxidants) mixture more increased antidiabetic effects.

Development of Quantitative Vitellogenin ELISAs for Bullfrog (Rana catesbeiana) used in Endocrine Disrupter Screening

이상훈,강윤주,이춘일,김안드레,김춘봉,정규혁,김동규,박남규,박광식,강신원,박장수,Lee Sang-Hoon,Kang Yun-Ju,Li Chun-Ri,Kim Andre,Jin Chun-Feng,Chung Kyu-Hyuck,Kim Dong-Kyoo,Park Nam-Gyu,Park Kwang-Sik,Kang Shin-Won,Park Jang-Su The Korean Society of Environmental Toxicology 2006 환경독성보건학회지 Vol.21 No.2

난생 생물의 알 생성유도 단백질인 비텔로제닌(viteILogenin, VTG)을 성숙한 암컷 황소개구리 (Rana catesbeiana)혈청으로부터 음이온 교환 크로마토그래피를 이용하여 정제 하였으며 정제한 비텔로제닌을 BALB/c mice에 주사하여 폴리크로날 항체를 생산하였고 이것은 protein A column으로 정제 하였다. 이렇게 정제된 폴리크로날 항체를 이용하여 황소개구리 비탈로제닌 측정용 효소면역측정법을 개발하였으며 그 측정 범위는 $12{\sim}1,560ng/mL$였다. 또한 이 효소면역측정법을 평가하기 위해 성숙한 수컷 황소개구리를 청정지역과 폐수처리장 하류 하천에서 서식하는 황소개구리 혈액 속의 비텔로제닌을 측정하였다. 그 결과 폐수처리장 하류 하천에 서식하는 수컷 황소개구리 비텔로제닌이 청정지역보다 현저하게 높게 유도됨을 알 수 있었다.

약용식물 추출물이 첨가된 미네랄이 알코올에 의한 산화적 스트레스 및 숙취해소에 미치는 효과

이석준(Seok Jun Lee),김안드레(Andre Kim),이재화(Jae Hwa Lee),김미희(Mee Hee Kim),이봉상(Bong Sang Lee),지영택(Young Taek Jee),빈재훈(Jae Hun Bin),하종명(Jong-Myung Ha) 한국식품영양과학회 2011 한국식품영양과학회지 Vol.40 No.3

항산화 작용에 효과가 있다고 알려진 복분자, 울금, 산수유 추출물과 알코올분해 효소 작용을 촉진시킬 수 있는 천연 미네랄수(HSMW)를 첨가한 복합물(MIX)이 항산화 활성 및 알코올을 투여한 쥐의 혈중 알코올 농도와 체내 알코올대사에 어떤 영향을 미치는지 검토하였다. 약용식물 추출물에서 복분자, 산수유의 총 페놀 및 플라보노이드 함량이 유의적으로 높게 정량되었으며, DPPH radical scavenging과 SOD 활성에서는 MIX가 유의적으로 높아 항산화 효과를 나타내었다. 혈중 알코올 농도를 측정한 결과에서 10% HSMW 투여군이 대조군의 농도보다 유의적인 차이를 나타내었다. MIX와 CP 투여군은 모든 시간 경과 후에 대조군의 농도보다 유의적인 차이를 나타내었으며 두 군 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았지만 고농도가 저농도에 비해 5~10% 더 감소하였다. MIX와 CP 투여군의 간 균질액의 ADH 활성은 정상군에 비해 유의적인 차이를 볼 수 없었으며, ALDH 활성은 MIX와 CP 투여군이 유의적으로 높았다. 또한 혈청 중 간 기능 지표 효소인 GOT, GPT 활성은 MIX 투여군이 정상군과 비슷한 활성을 보여 간 손상이 적었음을 알 수 있었다. 따라서 MIX에 함유된 미네랄수(HSMW)인 Zn, Ca, Mg, Mn 등이 알코올 분해 효소 활성을 조절함과 동시에 약용식물 추출물이 항산화 작용을 하여 음주로 인해 발생하는 숙취 증상과 산화적 스트레스를 효과적으로 완화시킬 수 있으며, 체내 알코올 대사에 직·간접적으로 작용해간 기능의 저하를 방지하는 기능성 숙취 음료로 사용될 것이라고 사료되어진다. This study investigates the effects of a hangover beverage (MIX) that contains minerals (highly-salty mineral water, HSMW) and several medicinal plant extracts, on antioxidant and alcohol-metabolizing enzymes in alcohol administered Sprague-Dawley rats. HSMW is pumped from below the sedimentary rock layer of Dadaepo, Busan, South Korea, which is 1,050 m below the land surface; it tastes salty, like sea water. In terms of medicinal plant extracts, the total phenolic and flavonoid contents of Rubus coreanus and Cornus officinalis were measured as being significantly higher than those in Curcuma longa. The results suggest that treatment with MIX significantly increases superoxide dismutase (SOD) activity and DPPH radical scavenging activity. In the 10% HSMW-, for MIX- and company product (CP)-treated groups, the concentration of blood alcohol was significantly reduced 1~5 hr after alcohol loading, compared to that in the control group. In hepatic alcohol-metabolizing enzyme activities, alcohol dehydrogenase (ADH) activity was found to be higher in the MIX- and CP-treated groups than in controls, whereas acetaldehyde dehydrogenase (ALDH) activity was significantly higher in the CP-treated groups than other groups. This study concludes, therefore, that MIX (HSMW) minerals, like as Zn, Ca, Mg, Mn, and others stimulate alcohol-metabolizing enzymes, while the antioxidants of plant extracts prevent the damage otherwise incurred by alcohol toxicity. These results suggest that the hangover beverage (MIX) alleviates alcohol hangover symptoms by stimulating activities related to hepatic alcohol-metabolizing enzymes and antioxidant effects.

Mono Sodium Glutamate 발효로 얻은 GABA 코팅 쌀에 의한 수면유도 효과

김옥주 ( Ok Ju Kim ),이정광 ( Jeong Kwang Lee ),우영민 ( Young Min Woo ),최승태 ( Seung Tae Choi ),박미연 ( Mi Yeon Park ),김안드레 ( Andre Kim ),하종명 ( Jong Myung Ha ) 한국공업화학회 2013 공업화학 Vol.24 No.6

Gamma-aminobutyric acid (GABA) is a non-protein amino acid widely present in organisms, which has shown several important physiological functions such as neurotransmission, hypotension induction, as well as diuretic and tranquilizer effects. They have also been extensively used in food industry. GABA contents in the grain and brown rice are about 1∼4 mg/100 g and 4∼8 mg/100 g, respectively but it is difficult to expect physiological activity from such low amounts of natural food intake. We investigate the effects of GABA-coated rice on the secretion of melatonin and serotonin which both have been used as sleep inductive compounds. As a result, the secretion of melatonin and serotonin from mice were found to be 3.578 ± 0.158 pg/mL, 5.918 ± 0.169 ng/mL respectively. The melatonin and serotonin in mice increased significantly up to the 8.7 and 22.8 times respectively, when compared to that of the rice, but there was no cumulative effects. Due to the continuous intake of GABA-coated rice, which was developed as a functional food nutrient, inductive effects of melatonin and serotonin from general rice could be achieved and also the similar effect as taking up directly 25 mg/mL of GABA could be obtained.

추출용액에 따른 유산균 발효 땅두릅의 항염증 효과

우영민(Young Min Woo),김옥주(Ok Ju Kim),조은솔(Eun Sol Jo),조민영(Min Young Jo),안미영(Mee Young Ahn),이상현(Sang-Hyeon Lee),하종명(Jong-Myung Ha),김안드레(Andre Kim) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.12

본 연구는 추출 용매별 땅두릅 추출물과 Lactobacillus plantarum으로 발효한 후 용매별로 추출한 땅두릅 발효추출물을 이용하여 항염증 효과를 측정한 연구이다. 땅두릅은 중추신경 계통에 대한 흥분작용이 있고 혈압강하 작용이 알려져 있으며 관절염, 감기, 신경통, 류마티스, 피부가려움증 등에 쓰인다. LPS (lipopolysaccharide)로 염증을 유도한 마우스 유래 macrophage에서의 NO 생성 및 염증관련인자의 발현에 미치는 영향을 검토하여 항염증 소재로서의 이용 가능성을 확인하였다. 건조 땅두릅을 water, ethanol, hexane, ethyl acetate, butanol을 이용하여 추출한 추출물들과 L. plantarum으로 발효한 후 추출한 추출물들에서 RAW264.7 대식세포에 대한 독성 여부를 측정하였고, 세포에 대한 독성이 나타나지 않는 농도에서 추출물의 항염증 활성을 확인하였다. 본 실험에 사용된 추출물은 LPS로 유도된 NO 생성을 유의적으로 억제하였으며, 주요 염증 유발인자인 COX-2와 iNOS의 발현 또한 유의적으로 억제하는 효과를 나타냈다. 염증관련 cytokine인 IL-1β, IL-6 및 TNF-α의 생성량 또한 유의적으로 감소시켰다. 이상의 결과로부터 땅두릅을 L. plantarum으로 발효한 후 water, ethanol, butanol로 추출하였을 때 염증억제 효과가 있는 기능성 식품 소재로서의 개발 가능성이 있을 것으로 사료된다. We investigated the anti-inflammatory activities of various organic solvent extracts with and without Lactobacillus plantarum fermentation of Aralia continentalis Kitagawa which has hypotensive effects in addition to excitatory effects on the central nervous system. It has been used to treat arthritis, colds, neuralgia, rheumatism, and itchy skin. Our extracts were tested for their anti-inflammatory potential on NO production and the expression of inflammatory factors in lipopolysaccharide-stimulated RAW264.7 macrophages. Extracts with and without L. plantarum fermentation were prepared using water, ethanol, hexane, ethyl acetate, and butanol. The RAW264.7 cells were tested for toxicity and the anti-inflammatory activity of each extract was determined at a concentration with no toxicity to the cells. The extracts used in this study significantly inhibited both the production of NO and the mRNA expression of COX-2 and iNOS, the major inflammatory factors. The production of inflammation-related cytokines IL-1β, IL-6, and TNF-α was also significantly reduced. These results suggest that the extracts involving fermentation by L. plantarum can inhibit cytokines by controlling the expression of inflammatory cytokine genes. It is considered that the water, ethanol, and butanol extracts after fermentation with L. plantarum could be useful as functional natural materials with anti-inflammatory effects.

전자빔 조사에 의해 지질 함량이 증대된 Arthrospira platensis 변이주 분리 및 지방산 분석

최수정 ( Soo Jeong Choi ),김영화 ( Young Hwa Kim ),김안드레 ( Andre Kim ),이재화 ( Jae Hwa Lee ) 한국공업화학회 2013 공업화학 Vol.24 No.6

Arthrospira platensis (A. platensis) is an economically important microalgae because it has carbohydrates, lipids, proteins and a number of phytochemicals. It is also a valuable source used in the production of biodiesel and functional foods. In this study, A. platensis was exposed to electron beam irradation (240 kGy) and induced random mutagenesis for strain improvement. Several mutants were obtained, and the resulting mutant was designated as EB29. The growth rate and chlorophyll content of EB29 was similar to those of wild type. However, the lipid content of EB29 was increased seven-fold compared to that of wild type when comparing the nile red fluorescent intensity. Semi-quantitative analysis of EB29 using the calibration plot of standard lipid, triolein, represented 78.6 μg/mL, which increased 2 times compared to wild type (41.4 μg/mL). When analyzing the fatty acid profile of EB29, polyunsaturated fatty acids (PUFAs), such as gamma-linolenic acid (GLA) in EB29 increased about six-fold. Moreover, fatty acids affecting the quality of biodiesel increased compared to that of wild type. Thus, electron beam could be used for the strain improvement of microalgae in order to accumulate PUFAs and alteration of fatty acid profile for biodiesel.

타크린으로 유발한 간세포 독성에 대한 효소별 굴 가수분해물의 보호 효과

Hye Jin Park(박혜진),Hyung Joo Do(도형주),Ok Ju Kim(김옥주),Andre Kim(김안드레),Jong-Myung Ha(하종명) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.1

본 연구는 굴 가수분해물의 간 보호 효과를 확인하는 것을 목표로 하였다. 굴은 많은 기능적 요소를 가지고 있다고 알려져 있으며 특히, 효소에 의해 생산된 가수분해물은 우수한 기능적 물질을 포함한다. 타크린으로 유발한 간세포 독성에 대한 효소별 굴 가수분해물의 보호 효과를 확인하기 위하여 HepG2세포를 이용하여 in vitro상에서 확인하였다. 사용한 샘플은 Neutrase, Flavourzyme, Protamex을 이용하여 효소 가수분해한 것이다. 타크린으로 손상을 유발한 간세포에서는 GOT와 LDH가 증가하게 된다. 굴 효소 가수분해물을 처리한 실험군에서는 아무런 처리를 하지 않은 실험군에 비하여 높은 세포 생존율을 확인할 수 있었다. 또한 GOT와 LDH 역시 감소하는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 타크린 독성에 대한 신약, 식품의 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. This study investigated the potential hepatoprotective benefits of Crassostrea gigas oyster hydrolysates. Oysters are known to have many biofunctional properties. In particular, oyster enzymatic hydrolysates produce substances with beneficial functions. The potential hepatoprotective effects of C. gigas hydrolysates against damage induced by tacrine were evaluated in vitro in HepG2 cells. Peptides were generated from C. gigas by enzymatic hydrolysis with Neutrase, Flavourzyme, or Protamex enzyme preparations. Tacrine treatment induced considerable cell damage in HepG2 cells, as shown by significant leakage of glutamic oxaloacetic transaminase (GOT) and lactate dehydrogenase (LDH). Cells treated with C. gigas hydrolysates showed an increased resistance to oxidative challenge compared to control cells, as revealed by higher cell survival against tacrine-induced hepatotoxicity. In addition, treatment with C. gigas hydrolysates reduced the leakage of GOT and LDH. These findings indicate that enzyme hydrolysates derived from C. gigas may be of benefit for developing hepatoprotective foods and drugs.

굴 효소 가수분해물의 angiotensin converting enzyme 저해작용

Hyung Joo Do(도형주),Hye Jin Park(박혜진),Ok Ju Kim(김옥주),Andre Kim(김안드레),Yeung Joon Choi(최영준),Se Young Choung(정세영),Jong-Myung Ha(하종명) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.2

굴 효소 가수분해물은 굴을 alcalase, protamex, neutrase, flavourzyme, pepsin으로 각각 처리하였고, 이들의 ACE 저해활성을 측정하였다. ACE 저해활성은 가수분해 시간에 따라 증가 또는 감소하였으며, 그 중 10시간 이상 가수분해 처리한 PEH에서 가장 높은 ACE 저해활성을 나타내었다. PEH 가수분해물을 한외여과(30, 10 kDa)하여 낮은 분자량의 분획물을 얻었다. 30 kDa와 10 kDa 이하 분자량 별 ACE 저해활성은 각각 69.18±0.75, 83.71±1.12의 활성을 나타내었다. 이 결과 10 kDa 이하의 시료로부터 HPLC column (watchers 120 ODS-AP 250 X 4.6 (5 ㎛))을 이용하여 각각의 활성 분획을 분취하여 얻은 6분획의 ACE 저해 활성은 29.56~85.85% 로 나타났다. 그 중 저해활성이 가장 높게 나타나는 B fraction의 아미노산 서열을 확인한 결과 Leu-Gln-Pro 임을 확인하였고, peptide합성하여 얻은 저해활성 농도(IC??)가 1.18 uM임을 확인하였다. 이러한 결과는 PEH를 이용하여 건강 기능성 식품의 개발에 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다. The peptides of enzymatic hydrolysates from oyster were determined by inhibitory activity against angiotensin-converting enzyme. The ACE inhibitory activity of enzymatic oyster hydrolysates increases with hydrolysis time. Among enzymatic oyster hydrolysates, oyster hydrolysates incubated with Protamex showed the best ACE inhibitory activity after 10 h. Hydrolysates were filtered through a HiSep ultrafiltration membrane (M.W. cut-off 30 kDa, 10 kDa) to obtain the peptide fractions with ACE inhibition activity. These fractions were applied to an HPLC column (watchers 120 ODS-AP 250 X 4.6 (5 ㎛)). Six active fractions were collected and the range of ACE inhibition was from 29.56 to 85.85%. Peptide was purified from fraction B, showing the highest ACE inhibitory activity, and its sequence was Leu-Gln-Pro. These results suggest that PEH may be beneficial for developing antihypertensive food and drug.

해양세균 Agarivorans sp. BK-1의 분리 및 β-아가라제의 특성 규명

안병기(Byeong-Ki Ahn),민경철(Kyung-Cheol Min),이동근(Dong-Geun Lee),김안드레(Andre Kim),이상현(Sang-Hyeon Lee) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.11

본 연구에서는 agarose를 분해하는 세균을 분리하고 한천분해효소의 특성을 조사하였다. 한천분해세균인 BK-1은 부산광역시 수영구 광안리해수욕장에서 채취한 바닷물 시료에서 Marine agar 2216 평판배지를 이용하여 분리하였다. 분리된 균은 16S rRNA 유전자 염기서열분석을 통해 Agarivorans sp. BK-1으로 명명하였다. 세포 외 agarase는 Agarivorans sp. BK-1 균주 배양액에서 획득하였으며, 이를 이용하여 효소의 특성을 조사하였다. Agarivorans sp. BK-1 균주의 한천분해효소는 20, 30, 40, 50, 60 및 70℃에서 각각 67, 93, 97, 100, 58, 52%의 상대활성을 나타냈으며, pH 5, 6, 7, 8에서는 59, 100, 95, 91%의 활성을 나타내었다. 세포 외 agarase는 50℃에서 pH 6.0인 20 mM Tris-HCl 완충용액을 사용하였을 때 최대의 활성을 보였다. 이 agarase는 20, 30, 40℃에서 2시간 동안 열처리하여도 90% 이상의 잔존활성을 보였다. 또한, 50℃에서 2시간 동안 노출된 후에도 56%의 잔존활성을 보였다. 60과 70℃에서 30분 동안 노출된 후에는 효소활성 대부분이 사라졌다. Zymogram 분석을 통하여 Agarivorans sp. BK-1 균주가 약 110, 90, 55 kDa 크기의 한천분해효소들을 생산하는 것을 확인할 수 있었다. TLC 분석 결과, Agarivorans sp. BK-1 균주의 한천분해효소는 네오한천올리고당인 neoagarobiose (46.8%), neoagarotetraose (39.7%) 및 neoagarohexaose (13.5%)를 생성하는 것으로 보아 β-agarase로 확인되었다. 따라서 Agarivorans sp. BK-1가 생산하는 β-agarase는 보습효과, 세균성장 억제, 미백효과, 식품, 화장품 및 전분노화 방지 등의 기능을 가지는 네오한천올리고당의 생산에 유용할 것으로 판단된다. The purpose of this study was to isolate an agar-degrading marine bacterium and characterize its agarase. Bacterium BK-1, from Gwanganri Beach at Busan, Korea, was isolated on Marine 2216 agar medium and identified as Agarivorans sp. BK-1 by 16S rRNA gene sequencing. The extracellular agarase, characterized after dialysis of culture broth, showed maximum activity at pH 6.0 and 50℃ in 20 mM Tris-HCl buffer. Relative activities at 20, 30, 40, 50, 60, and 70℃ were 67, 93, 97, 100, 58, and 52%, respectively. Relative activities at pH 5, 6, 7, and 8 were 59, 100, 95, and 91%, respectively. More than 90% of the activity remained after a 2 hr exposure to 20, 30, or 40℃; about 60% of the activity remained after a 2 hr exposure to 50℃. Almost all activity was lost after exposure to 60 or 70℃ for 30 min. Zymography revealed three agarases with molecular weights of 110, 90, and 55 kDa. Agarose was degraded to neoagarobiose (46.8%), neoagarotetraose (39.7%), and neoagarohexaose (13.5%), confirming the agarase of Agarivorans sp. BK-1 as a β-agarase. The neoagarooligosaccharides generated by this agarase could be used for moisturizing, bacterial growth inhibition, skin whitening, food treatments, cosmetics, and delaying starch degradation.