Pyruvic Acid 생산 미생물과 연결된 Pyruvic Acid의 Tryptophan으로의 효소적 전환

정남현,방원기 한국미생물 · 생명공학회 1987 한국미생물·생명공학회지 Vol.15 No.5

Pyruvic acid 생산 미생물로부터 얻어진 pyruvic acid의 tryptophan으로의 효소적 전환을 조사하였다. 발광 미생물인 Beneckea sp.가 pyruvic acid의 생산에 사용되었다. pyruvic acid, indole과 ammonia로 부터 tryptophan을 합성하는 tryptophanase의 효소원으로 Enterobacter aerogenes ATCC10031의 균체가 반응용액에 직접 사용되었다. Tryptophan의 생산량을 증가시키기 위해, 비이온성 계면활성제와 비 수용성 유기용매가 indole의 저장소로 사용되었다. 비이온성 계면활성제의 경우 triton X-100은 매우 효과적이였다. 1.5%의 triton X-100 이 사용되었을 때, 37$^{\circ}C$에서 48시간 동안에 7.7g/$\ell$의 tryptophan이 생산되었다. 비수용성 유기용매의 경우 10%의 benzene이 사용되었을 때, 37$^{\circ}C$에서 48시간 동안에 8.7g/$\ell$의 tryptophan이 생산되었다. 이 tryptophan의 양은 indole과 pyruvic acid를 기준으로 각각 48%와 36%의 전환율에 해당한다. Enzymatic conversion of pyruvic acid produced by microorganism to tryptophan was investigated. A luminescent bacteria. Beneckea sp., was used for the production of pyruvic acid. As a source of tryptophanase which synthesizes tryptophan from pyruvic acid, indole and ammonia, whole cells of Enterobacter aerogenes ATCC 10031 were used directly in the reaction mixture. To increase the production of tryptophan, nonionic detergents and nonaqeous organic solvents were used ms reserviors of indole in the reaction mixture. In the case of nonionic detergents, TritonX-100 was very effective. When 1.5% of Triton X-100 was used, 7.7g/$\ell$ of tryptophan was produced at 37$^{\circ}C$ for 48hr. In the case of nonaqueous solvents, 8.7g/$\ell$ of tryptophan was produced at 37$^{\circ}C$ for 48 hr, when 10% of benzene was used. This amount of tryptophan corresponds to conversion of 48% of Indole and 36% of pyruvic acid, respectively.

식물과 동물에서의 수용성 당류와 cyclitol의 기능과 역할

이용권,정남현 고려대학교 생명자원연구소 2002 생명자원연구 Vol.10 No.-

Role of CD1d-dependent NKT cells in anti-GBM antibody Induced Glomerulonephritis and Pancreas Islet Allogeneic Transplantation

양승희,정남현 고려대학교 2009 생명자원연구 Vol.17 No.-

인간 각질형성 세포의 생장, 분화 및 세포자가사멸

이용권,정남현 고려대학교 2008 생명자원연구 Vol.16 No.-

Anti-Diabetic Effects of Red Rose Flowers in Streptozotocin-Induced Diabetic Mice

주재은,주용훈,정남현,한성희,이용권 한국응용생명화학회 2014 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.57 No.4

Diabetes mellitus is a common chronic metabolicdisease that is of increasing concern, because it frequently leads tocomplications such as cardiovascular diseases and cancer. Plantshave been studied as a potential source for anti-diabetics tosupplement dietary modifications, insulin, and other medications. The components of green tea polyphenols can be changed byprocesses such as browning. This processing method was appliedto the red rose flower to determine whether the processed or nonprocessedrose flower has an anti-diabetic effect on the streptozotocininduceddiabetic mouse. Aqueous extracts of processed and nonprocessedrose flowers were analyzed using liquid chromatography/mass spectrometry. The results show that the polyphenol contentdecreased with browning. The hemoglobin A1c level, an indicatorof long-term diabetes, in diabetic mice after administration ofextracts of browned rose flowers for 24 and 48 h were lower thanthose after administration of extracts of non-browned roseflowers. Moreover, the activity of aspartate transaminase, which isoften high in diabetic patients, was low in all groups treated withrose flowers, whether they were non-browned or browned. Takentogether, these results indicate that extracts from red rose flowershave long-term anti-diabetic effects, and that this effect isindependent of the level of polyphenols in the extract.

Expression and Characterization of a Novel 2-Deoxyribose-5-phosphate Aldolase from Haemophilus influenzae Rd KW20

우미희,김민수,정남현,김중수 한국응용생명화학회 2014 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.57 No.5

A codon-optimized 2-deoxyribose-5-phosphate aldolase(DERA) gene from Haemophilus influenzae Rd KW20 wassynthesized and expressed in Escherichia coli, and the biochemicalproperties of its product were investigated. DERA was purifiedusing affinity chromatography and characterized using 2-deoxyribose-5-phosphate as the substrate. Specific activity of the recombinantDERA was 34.1 Umg−1. The pH and temperature optima were 7.5and 40oC, respectively. Additionally, the recombinant enzymeretained stability up to temperatures below 50oC. Maximal enzymeactivity was observed in presence of 300 mM of acetaldehyde. The apparent Km and Vmax of purified enzyme towards 2-deoxyribose-5-phosphate were 0.14 mM and 70.42 μmol min−1mg−1 and towards 2-deoxy-D-ribose were 24.77 mM and 1.94μmol min−1 mg−1, respectively. For synthesis of statin intermediates,the bioconversion process for production of (3R, 5S)-6-chloro-2,4,6-trideoxy-erythro-hexose from chloroacetaldehyde andacetaldehyde using the recombinant DERA was studied and thisprocess took 3 h for maximal conversion. This recombinantDERA could be potentially applied in the production of (3R, 5S)-6-chloro-2,4,6-trideoxy-erythro-hexose.

Bacillus sp.에 의한 생물계면활성제의 생산 및 그의 성질

김진숙,방원기,정남현,송희상 한국응용생명화학회 2005 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.48 No.2

A bacterium capable of emulsifying hydrocarbon, n-hexadecane, and decreasing surface tension of the culture media using oil collapsing method was isolated. The bacterium was partially identified as Bacillus sp. and named BJS-51. n-Hexadecane was the most effective carbon source for production of biosurfactant. Surface tension was decreased from 76 dyne/cm to 31 dyne/cm and CMD (critical micelle dilution) had the highest value of 5.7 at 3% n-hexadecane. Ammonium phosphate was the most effective nitrogen source, when C/N ratio was 60, surface tension and CMD were 29 dyne/cm and 9.2, respectively. Optimum pH and temperature were 7.2 and 30oC, respectively. Produced biosurfactant was extracted and purified using organic solvent extraction method and preparative HPLC systems. After analysis by various color reaction, this biosurfactant was identified as lipopolysaccharide. Surface tension and CMC (critical micelle concentration) of purified biosurfactant were 27 dyne/cm and 0.08 g/l, repectively. CMD was 9.2, so the yield of biosurfactant was about 0.74 g/l at the optimal conditions. The biosurfactant was very stable at wide range of pH 2~12 with surface tension 29~31 dyne/cm and showed 29~30 dyne/cm of surface tension after heat treatment at 100oC for 60 min. 토양 시료로부터 n-hexadecane 대사능을 가지며 배양액의 표면장력을 감소시키고, 탄화수소를 가장 잘 유화시키는 세균을 oil-film collapsing 방법을 통해 선별하였다. 세균은 Bacillus sp.로 부분동정되었으며, BJS-51로 명명하였다. 생물계면활성제의 최적 생산에는 n-hexadecane이 가장 효과적인 탄소원이었으며, 3%의 농도일 때 표면장력이 76 dyne/cm에서 31 dyne/cm로 감소하였다. 이 때, CMD(critical micelle dilution)가 5.7로 가장 높았다. 질소원으로는 (NH4)2HPO4가 가장 효과적이었으며, C/N ratio가 60인 경우 표면장력이 29 dyne/cm, CMD가 9.2로 가장 활성이 좋았다. 생산 최적 pH는 7.2였으며, 최적 온도는 30oC였다.Bacillus sp. BJS-51에 의해 생산된 생물계면활성제를 유기용매 추출법과 preparative HPLC systems을 통해 추출, 정제하였다.각종 발색 시약으로 정제된 생물계면활성제의 생화학적 성질을 조사한 결과, 지질다당임을 확인 할 수 있었다. 생산된 생물계 면활성제의 표면장력은 27 dyne/cm까지 감소하였으며,CMC(critical micelle concentration)는 0.08 g/l였다. 상기의 최적 조건에서 생물계면활성제의 생산량은 CMD값이 9.2이었으므로 약 0.74 g/l이었다. 생산된 생물계면활성제는 pH 2~12 사이에서 표면장력 29~31 dyne/cm로 안정하였으며, 100℃에서 60분간 열을 가한 후에도 표면장력 29~30 dyne/cm로 안정하였다.

Oxidation of pyrene using a hemoglobin-catalyzed biocatalytic reaction

금혜인,강구영,정남현 한국응용생명화학회 2017 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.60 No.5

The efficiency to remove polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) was determined using a hemoglobincatalyzed biocatalytic reaction. The present study employed pyrene as a model of PAHs to study its oxidative removal in the presence of H2O2 and hemoglobin in mass ratio of 3:1. The extent of pyrene removal reached up to 91.1% in the presence of H2O2 and hemoglobin. However, the extent of pyrene removal was 21.3% in the presence of H2O2 only. The results indicate that pyrene removal might be due to pyrene oxidation by the biocatalytic reaction. Overall, this study demonstrated that hemoglobin-catalyzed biocatalytic reactions could remediate pyrene effectively.

루틴의 특성과 생물학적 활성

주용훈(Yong Hoon Joo),정남현(Namhyun Chung) 고려대학교 생명자원연구소 2019 생명자원연구 Vol.27 No.-

약용식물은 전통 의학에 필수적 요소이며, 부작용이 적고 효과가 좋은 천연물에 대한 관심이 증가하고 있다. 루틴(rutin)은 여러 꽃, 과일, 차 등에 많이 함유되어 있으며, 주로 가장 많이 함유되어있는 식물은 메밀(buckwheat)으로 알려져 있다. 시중에서는 rutin이 포함된 수많은 제품이 판매 되고 있다. 여러 약리학적 특성을 가진 플라보노이드 (flavonoid)의 한 종류로서 학계에서 주목을 받고있고, 이러한 약리학적 특성때문에, rutin의 수요가 증가하고있는 추세이다. 따라서, 여러 활성에 대한 과학적인 검토가 필요하다. 이 논문은 rutin의 기본적인 특성과, 식물 체내의 합성 과정 및 여러 생물학적 활성 등에 대해 검토하는 것을 목적으로 한다. Rutin은 폴리페놀(polyphenol) 화합물인 flavonoid의 일종이다. 2개의 당구조 때문에 수용성이며, 페닐알라닌(phenylalanine) 과 말로닐 코엔자임 (malonyl-coenzyme)에서 유래된 방향성 화합물이다. 강력한 항산화 특성을 지니고 있기 때문에, 안정제, 방부제, 천연 염색제로 제약, 기능성 식품, 화장품 산업에도 널리 이용되고 있다. Rutin은 cyclo-oxygenases 2 (COX-2) 와 여러 cytokine을 억제하여 염증을 완화 시키는 효과를 가지고 있다. 또한 여러 암 세포 주에서 활성 산소의 생산을 감소시키고, 증식과 전이를 억제하는 것이 보고되었다. 혈액내 포도당 수치를 감소 시키고, 당뇨 합병증으로 손상 가능한 여러 장기를 보호하는 역할도 수행한다. 게다가, 항생제와 시너지를 일으킬 수 있고, 균의 독성 인자 억제가 가능하다. 마지막으로, mast cell에 영향을 끼침으로써 항알러지 효과도 있는 것이 보고 되었다. 그 외에 고혈압, 심근경색 및 신경학적 질병에도 치료 효과가 있는 것이 확인되었다. 여러 과학적 검토를 통해 rutin은 부작용이 적으며, 여러 약리학적 효과를 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 기능성식품 및 보조 치료제로 사용할 수 있는 잠재성을 지니고 있다. 그러나, 아직 생체내의 여러 활성에 대한 기작 들은 아직 정확히 밝혀지지 않은 부분이 많으며, 추가의 연구를 통해 더욱 안전하게 사용 되어야 할 것이다.

Effects of Soil Component and Index ion on the Surface Charge Characteristics of some Korean arable soils

옥용식,최유석,이상은,임수길,정남현,김정규,Ok, Yong-Sik,Choi, You-Suk,Lee, Sang-Eun,Lim, Soo-Kil,Chung, Nam-Hyun,Kim, Jeong-Gyu 한국토양비료학회 2001 한국토양비료학회지 Vol.34 No.4

토양의 하전특성을 평가하는 데 이용되는 이온흡착법에서 지표이온이 달라졌을 때 측정되는 표면전하량의 차이를 파악하기 위하여, 화강암을 모재로 하는 논토양(지산통, 사촌통)과 밭토양(상주통, 백산통)에 $Na^+$와 $K^+$ 이온을 지표이온으로 하는 이온흡착법을 적용하였다. 표면 음전하는 모든 pH에서 직선적으로 증가하는 경향을 보였고, 표면 양전하는 pH6 이하에서만 미량으로 발현되고 중성 이상에서는 거의 발현되지 않았다. 또, NaCl이 지표이온종인 경우 KCl을 사용하여 측정한 표면전하량에 비해 측정된 모든 pH 범위에서 상대적으로 낮은 전하밀도값을 나타내었다. 이러한 차이는 지표이온종의 수화반경에 따른 표면 흡착강도 차에 기인하는 것으로 판단된다. 지산, 사촌, 백산통의 표면전하량은 pH에 따라 $0.21{\sim}9.01cmol_c{\cdot}kg^{-1}$의 범위 내에 존재하였으며, 통일한 pH에서는 백산통의 표면전하 밀도가 다른 토양에 비하여 가장 높게 나타났다. 본 연구에서 분석된 토양의 pH 변화에 따른 전하변화량(dCEC/dpH)은 가변전하를 발현시키는 토양구성물 중 유기물에 의하여 가장 크게 변화하는 것으로 나타났다. Investigation on the surface charge properties of some Korean arable soils was performed by ion adsorption technique with two kinds of indifferent ion ($Na^+$ and $K^+$) at the range of pH 3 to 9 in bulk solution. The contribution of soil components(organic matter, oxides and clay mineral) on the surface charge density was determined at two soil depth with different solid particle composition When the pH of solution increased, the negative charge of soil surface was increased among the all soils, but positive charge were not appeared above pH 6. apparently. The magnitude of surface charge density measured by NaCl adsorption method showed ra nges of $0.01{\sim}2.84cmol_c{\cdot}kg^{-1}$ and $7.41{\sim}12.20cmol_c{\cdot}kg^{-1}$ at pH 3 and pH 9, respectively. Ion adsorption method using KCl as index ion overestimated than the method using NaCl as index ion. The content of organic matter is the strongest factor on the value of dCEC/dpH.