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        Bacillus subtilis BK-17 유래 혈전용해 효소의 특성

        백현,임학섭,정경태,최영현,최병태,서민정,김지은,류은주,허만규,주우홍,정영기,Hyun Bek,Lim Hak-Seob,Chung Kyung Kae,Choi Yung Hyun,Choi Byung Tae,Seo Min-Jeong,Kim Ji-Eun,Ryu Eun-Ju,Huh Man Kyu,Joo Woo Hong,Jeong Young Kee 한국생명과학회 2005 생명과학회지 Vol.15 No.6

        마른 볏짚으로부터 fibrinolytic enzyme (BK)을 분비하는 균주를 분리하여 동정한 결과, Bacillus subtilis속으로 분류되었다. 분리된 균주(Bacillus subtilis BK-17를 배양하여 그 배양액으로부터 에탄올 침전, ion exchange, gel filtration 등의 과정을 거쳐 fibrinolytic enzyme (BK)를 분리 및 정제하였다. 이 정제된 효소를 SDS-PACE gel 전기영동한 결과 분자량은 약 31 kDa 이었다. BK의 활성 및 안정성에 대한 pH의 영향을 조사해본 결과, pH $6\∼8$범위에서 매우 높았고, 최적 pH는 7과 8이었다. 본 효소의 활성 및 안정성에 대한 최적 온도는 $50^{\circ}C$이었으며, $20^{\circ}C\∼50^{\circ}C$범위에서는 안정성이 그대로 유지되었지만 $60^{\circ}C\∼80^{\circ}C$범위에서는 현저히 감소하여 $50^{\circ}C$에 비해 $20\%\∼40\%$의 활성을 보였다. BK에 대한 활성 역시 안정성과 비슷한 양상을 보였고, 다만 $20^{\circ}C$에서 약 $62\%$의 활성을 보였고, 그 이후 $50^{\circ}C$까지 지속적으로 증가하여 $50^{\circ}C$에서 최대의 활성을 보였다. 실험한 금속이온들 중 1 mM의 $Zn^{2+}$와 $Ca^{2+}$에서 각각 $35\%$와 $23\%$의 저해활성을 보였지만 나머지 이온들에서는 의미 있는 영향이 없었다. 동일농도의 EDTA에 대해서는 $45\%$의 저해활성을 보였기 때문에 BK는 metallo enzyme으로 생각된다. Fibrinogen-rich fibrin plate 와 plasminogen-free fibrin plate에서의 분해활성을 검토해본 결과, 두 plate에서 비슷한 분해활성을 보였다. 따라서 본 효소는 plasminogen activator type 보다는 fibrin에 직접 활성을 가지는 것으로 생각된다. A bacterium, producing a fibrinolytic enzyme, was screened from a decaying rice plant. The bacterium was identified as Bacillus subtilis by morphological, biochemical, and physiological properties and named Bacillus subtilis BK-17. The fibrinolytic enzyme (BK) was purified from supernatant of Bacillus subtilis BK-17 culture broth. The molecular weight was 31 kDa as determined by SDS-PAGE. The effect of temperature, pH, and plasminogen on the activity of the bacillokinase (BK) was analysed and the activity was compared with urokinase. The optimal temperature and pH were $50^{circ}C$ and pH 7, pH 8, respectively. The BK activity was inhibited to $45\%$, $35\%$, and $23\%$ with 1mM EDTA, $Zn^{2+}$, and $Ca^{2+}$, respectively. However, $Mg^{2+}$, $Mn^{2+}$, and $Co^{2+}$ ions did not have any significant effect on the enzyme activity The BK showed the artivity in the both plates, plasminogen-free fibrin plate and plasminogen-rich fibrin plate. The result indicates that the BK can directly act the fibrin. In comparison of fibrinolytic activity with urokinase on the fibrin plate, the BK shows about 20 folds higher activity than that of the urokinase.

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        멸치젓갈유래의 혈전용해호소에 대한 특성

        양웅석,임학섭,정경태,김영희,허만규,최병태,최영현,정영기,Yang Woong-Suk,Lim Hak-Seob,Chung Kyung Tae,Kim Young-Hee,Huh Man Kyu,Choi Byung Tae,Choi Yung Hyun,Jeong Yong Kee 한국생명과학회 2005 생명과학회지 Vol.15 No.3

        멸치 액젖을 이용하여 ammonium sulfate침전, ion exchange, gel filtration, ethanol침전등의 과정을 거쳐 혈전분해 효소(myulchikinase, MK)를 분리 및 정제하였다. 이 정제된 효소를 SDS-PACE gel 전기영동한 결과 분자량은 약 28 kDa 이었다. MK의 활성에 대한 특성을 조사한 결과 NaCl $30\%$까지 활성이 $80\%$이상 유지되는 것으로 보아 내염성 효소로 판단된다. 온도에 대한 효소활성을 조사한 결과, MK의 온도에 대한 안정성은 $40^{\circ}C$까지는 안정하였으나 $50^{\circ}C$이상의 온도에서는 급격하게 활성 떨어졌고, 최적온도는 $40^{\circ}C$였다 MK의 활성은 $pH6\~9$범위에서 매우 안정하였고, 최적 pH는 8이였다. 또한 2가 금속 양이온에 대한 효과는 $Hg^{2+} (1mM)$에 의하여 완전히 활성저해를 보였고, $Zn^{2+}(1mM)$에 의하여 약 $50^{\circ}C$의 저해되는 것을 알았다. Fibrinogen-rich plate와 Fibrinogen-free plate에서 활성을 측정 한 결과, Fibrinogen-rich plate에서는 fibrin 분해능이 있었지만 Fiberinogen-free Plate에서는 분해활성이 없는 것으로 보아 본 효소는 plasminogen activator type의 혈전용해효소로 사료된다. In the previous study, we isolated a myulchikinase (MK), which has fibrinolytic activity and cytotoxicity to the tumor cell line, from myl- chi-jeot-gal. In this study, the effect of NaCl concentration, metallic ions, pH, temperature, and plasminogen on the activity of MK was analysed. The MK activity was maintained at least $80\%$ activity up to $30\%$ NaCl, which indicates that the enzyme may be halotolerant. The optimal pH and temperature were 8 and $40^{\circ}C$, respectively. The fibrinolytic activity of MK was completely inhibited with 0.5 mM $Hg^{2+}$ and inhibited to $50^{\circ}C$ with 1 mM $Cu^{2+}\;and\;Zn^{2+}$. The MK showed strong activity in plasminogen- rich fibrin plate but not in plasminogen-free fibrin plate. The result indicates that the MK may be a plasminogen activator type fibrinolytic enzyme.

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        Bacillus sp. J105 유래 β-lactamase 유전자의 cloning 및 E. coli 내에서의 발현 분석

        강원대(Won Dae Kang),임학섭(Hak Seob Lim),서민정(Min Jeong Seo),김민정(Min Jeong Kim),이혜현(Hye Hyeon Lee),조경순(Kyeong Soon Cho),강병원(Byoung Won Kang),서권일(Kwon Il Seo),최영현(Yung Hyun Choi),정영기(Yong Kee Jeong) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.11

        β-Lactam계 항생물질에 강한 내성을 가지는 균주 Bacillus sp. J105가 생산하는 β-lactamase의 유전자를 E. coli DH5α에 cloning하였다. Cosmid vector pLAFR3을 이용하여, Sau3AI으로 부분 분해한 chromosomal DNA와 BamHI으로 처리한 pLAFR3을 ligation하였다. In vitro packaging kit를 사용하여 E. coli에 형질도입 하였으며 β-lactamase양성 clone주를 획득하였다. 이 recombinant plasmid (β-lac+)를 pACYC184 (4.2 kb) vector를 사용하여 subcloning 하여 최종 β-lactamase의 활성이 있는 6.4 kb 단편이 포함된 pKL11-Δ4.6을 제작하였다. 이 단편을 DNA 염기서열을 분석한 결과 309개의 아미노산으로 구성된 β-lactamase를 코딩하는 927 bp를 포함하고 있었다. 클로닝된 β-lactamase 유전자의 upstream을 포함하는 170 bp의 염기서열을 분석한 결과, B. thuringinesis와 B. cereus 유래의 β-lactamase 유전자의 upstream 부위와 97%의 일치를 보였다. 본 연구에서 클로닝된 β-lactamase의 아미노산을 서열을 NCBI BLAST program을 이용하여 분석해 본 결과 B. thuringinesis와 B. cereus의 β-lactamase와 각각 97%와 94%의 일치를 보였다. 또한 계통도 분석 결과 역시 본 연구에서 클로닝된 β-lactamase의 아미노산을 서열은 B. thuringinesis와 B. cereus와 유전학적으로 아주 밀접한 관계를 보여주었다. 이 pKL11-Δ4.6를 E. coli에서 형질전환 시켜 발현 양상을 조사해 본 결과 β-lactamase의 secretion efficiency는 약 4~5%였다. E. coli의 세포 내 단백질로부터 β-lactamase를 정제하여 분자량을 확인한 결과 31 kDa로 wild type의 분자량과 일치함을 확인하였다. The β-lactamase gene was cloned into E. coli DH5α from Bacillus sp. J105 with strong resistance against β-lactam antibiotics. The chromosomal DNA was partially digested with Sau3AI and ligated to BamHI digested pLAFR3. β-Lactamase positive clones were obtained by using in vitro packaging kit. The pKL11-Δ4.6 with β-lactamase activity was obtained by subcloning of the recombinant plasmid (β-lac +). The 6.5 kb fragment in the subcloned plasmid was sequenced. The DNA fragment that contains the β-lactamase gene encodes 309 amino acids. The 0.17 kb upstream region was similar to those of B. thuringinesis and B. cereus with 97% identity. The deduced amino acids sequence was also similar to those of β-lactamase from B. thuringinesis and B. cereus with 97% and 94% identity, respectively. The phylogenetic tree also showed the relationships of the β-lactamase gene of Bacillus sp. J105 to genetically related that of other Bacillus strains. Analysis of expression pattern of the pKL11-Δ4.6 in E. coli, revealed that the secretion efficiency of β-lactamase was 4~5% and the molecular weight was as same as that of original β-lactamase (31 kDa) from Bacillus sp. J105.

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        인체 암세포에서 genistein에 의한 cyclooxygenase-2 및 telomerase의 활성 저하

        김정임(Jung Im Kim),김성윤(Cheng-Yun Jin),서민정(Min-Jeong Seo),임학섭(Hak-Seob Lim),이영춘(Young-Choon Lee),주우홍(Woo-Hong Joo),최병태(Byung Tae Choi),정영기(Yong Kee Jeong),최영현(Yung Hyun Choi) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.6

        본 연구에서는 대두의 대표적인 생리활성 물질인 genistein의 처리에 따른 암세포의 증식억제에서 telomerase 및 COX-2 활성의 변화 연관성을 조사하였다. 이를 위하여 4가지 종류의 암세포주를 사용하였으며, genistein 처리에 의하여 암세포들의 증식억제에서 백혈병 세포인 U937 세포의 감수성이 감장 높게 나타났으며, genistein 처리에 따라 telomere 조절인자들의 발현이 대부분 억제되었으며, telomerase의 활성도 매우 유의적으로 감소되었다. 또한 genistein 처리 농도가 증가함에 따라 COX-2의 발현이 전사 및 번역 수준에서 모두 감소되었으며 이에 따른 PGE2의 생성 역시 현저하게 감소되었으나, COX-1의 발현에는 큰 변화가 없었다. 이러한 결과들은 genistein의 항암 활성을 이해하는 귀중한 자료로서 활용될 것으로 생각된다. Genistein, an isoflavone in soybean products, is a potential chemopreventive agent against various types of cancer. There are several studies documenting molecular alterations leading to cell cycle arrest at G2/M phase and induction of apoptosis; however, its mechanism of action and its molecular targets on the prostaglandin E₂ (PGE₂) production and telomere length regulation in human cancer remain unclear. In this study, we investigated the effect of genistein on the levels of cyclooxygenases (COXs) and telomere regulatory components of several human cancer cell lines (T24, human bladder carcinoma cells; U937, human leukemic cells; AGS, human stomach adenocarcinoma cells and SK-MEL-2, human skin melanoma cells). Genistein treatment resulted in the inhibition of cancer cell proliferation in a concentration-dependent manner. It was found that genistein treatment markedly decreased the levels of COX-2 mRNA and protein expression without significant changes in the expression of COX-1, which was correlated with a decrease in PGE₂ synthesis. Genistein treatment also partly inhibited the levels of human telomerase reverse transcriptase (hTERT) as well as human telomerase RNA (hTR) and telomerase-associated protein (TEP)-1, and the activity of telomerase. Taken together, these findings provide important new insights into the possible molecular mechanisms of the anti-cancer activity of genistein.

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        랫드에서 TCDD 투여에 의해 유도된 생체독성의 고려홍삼 추출물에 의한 억제 효과

        최수진(Soo Jin Choi),손형옥(Hyung Ok Sohn),신한재(Han Jae Shin),현학철(Hak Cheol Hyun),이동욱(Dong Wook Lee),송용범(Yong Bum Song),이수현(Soo Hyun Lee),강동호,임학섭(Hak Seob Lim),이철원(Cheol Won Lee),문자영(Ja Young Moon) 고려인삼학회 2008 Journal of Ginseng Research Vol.32 No.4

        TCDD가 실험동물에 노출되었을 때 유발되는 생체독성을 예방 또는 억제할 수 있는 고려홍삼 추출물의 효과를 탐색하였다. 이를 위하여 TCDD(25μg/kg bw, 1회 투여)와 홍삼추출물(100 mg/kg bw, 격일투여)을 각각 단독 또는 병행 복강 투여한 다음 32일 동안에 체중과 각 장기들의 무게의 변화, 뇨 분석, 혈액학적 및 혈액화학적 변화를 관찰하였다. TCDD 의 단독투여에 의하여 체중의 증가정도가 정상군 또는 홍삼 단독 투여군의 체중증가율에 비하여 상당히 감소하였다. TCDD와 홍삼추출물을 병행 투여한 흰쥐에서의 체중증가율은 TCDD 단독투여에 의해 감소된 체중증가율을 다소 회복 시키는 결과를 나타내었다. TCDD를 단독 투여한 실험군에서는 간의 무게가 TCDD 투여 후 2, 5, 및 16일째에 대조군에 비하여 특이적으로 증가하는 특징을 보였으나, 홍삼추출물을 단독 투여한 실험군에 서의 간의 무게는 대조군의 간의 무게에 비하여 다소 감소하였다. TCDD와 홍삼추출물이 병행 투여된 흰쥐에서의 간의 무게의 증가정도는 TCDD을 단독투여한 흰쥐 간의 무게에 비하여 약간 감소하였다. TCDD를 단독투여한 흰쥐에서의 신장(Kidney)의 무게는 대조군에 비하여 다소 감소하였으나 통계적으로는 유의하지 않았다. TCDD와 홍삼추출물을 병행투여한 흰쥐에서의 신장의 무게의 변화는 TCDD를 단독 투여한 흰쥐에서의 결과와 차이가 없었다. 홍삼추출물 단독 투여 군에서의 신장의 무게는 실험초기(1-2일)에 대조군에 비하여 다소 감소하는 경향을 보였으나 5일 째부터는 대조군과 같은 수준으로 회복되었다. Spleen은 TCDD의 단독투여에 의해 2-3일 이내에 일시적인 감소가 있었으나 노출기간이 증가할수록 대조군 수준으로 회복되었다. 홍삼추출물단독 투여군과 TCDD와 홍삼추출물의 병행투여군에서 spleen의 무게는 대조 군에 비하여 투여 후 16일 이후에는 유의적으로 증가하였다. TCDD와 홍삼추출불의 단독 또는 병행 투여군에서의 뇌의 무게는 유의적인 변화를 보이지 않았다. 실험동물 뇨에서의 specific gravity는 대조군에서 주령에 상관없이 대체적으로 1.030 이상의 수준을 유지하였으나 홍삼 추출물을 단독 투여한 흰쥐에서는 투여 후 14일부터 specific gravity가 1.02 수준으로 낮아지는 경향이 나타났다. TCDD 단독 투여군에서는 투여 초기에 specific gravity가 1.02 수준으로 감소하는 경향이 있었으나 홍삼추출물을 병행투여했을 때 1.02 수준으로 감소하는 경향이 14일 이후에 나타났다. 실험동물 뇨에서의 Total protein 함량은 대조군에서 전체 실험 기간 동안에 100 μg/dL 수준을 유지하였으나, TCDD 단독 투여군과 TCDD와 홍삼추출물의 병행 투여군에서는 300μg/dL 이상의 함량을 나타내는 개체수가 증가하는 현상을 보였다. 한편, 홍삼추출물 단독 투여군에서는 대조군에서와 비슷한 Total protein 함량의 수준을 나타내었다. 뇨에서 ketone body 의 함량은 대조군에서 주령의 증기에 따라 높아지는 경향을 나타내었으나 실험군 간의 차이는 나타나지 않았다. Glucose, ketone, bilirubin, Occult blood, nitrite 및 urobilinogen의 함량은 모든 실험군에서 거의 유사하게 나타났으며, pH 값은 주령의 증가에 따라 높아지는 경향이 특징적이었으나 실험군 간의 차이는 나타나지 않았다. 혈액화학적 검사결과 TCDD의 단독투여에 의한 AST는 대조군에 비하여 전 실험기간에 걸쳐서 전반적으로 높게 나타났으며, 특히 32일 실험군에서 가장 높은 AST 값을 나타내었다. 홍삼추출물의 단독 투여에 의한 AST는 TCDD의 단독 투여군과는 대조적으로 오히려 노출기간이 경과할수록 감소하였다. 그리고 TCDD의 투여에 의해 증가된 AST는 홍삼추 출물을 병행투여 한지 16일부터 정상 수준으로 회복되었다. TCDD를 단독 투여한 흰쥐 혈청 ALT의 활성은 16일 까지는 대조군의 ALT 활성과 비슷한 수준이었으나 32일 째에는 대조군에 비하여 상당히 증가하였다. 이에 비하여 TCDD와 홍삼추출물을 병행 투여한 실험군에서는 16일군과 32일군에서 ALT의 활성이 급격히 감소하여 대조군의 ALT 활성보다 낮게 나타났다. 홍삼을단독 투여한 실험군에서의 ALT 활성은 전 실험기간동안에 ALT 활성에 영향을 주지 않았다. To achieve a better understanding of protective effects of water extracts of Panax ginseng against TCDD-induced toxicities, we monitored physiological and clinical changes in rat for 4 weeks after administrations of each Panax Ginseng extract or TCDD, and co-administration of the two materials. For this study, 120 male Sprague-Dawley (SD) rats weighing 190-210 g each (8 weeks old) were divided into four groups: TCDD-administered, co-administered group with TCDD and ginseng extract, ginseng extract-administered, and control group. The TCDD-administered group received single dose of TCDD in a corn oil vehicle (25 μg/kg body weight) by intraperitoneal administration on Day 1. The Panax ginseng extracts-administered group received intraperitoneally 100 mg/kg body weight every other day for one month. For the co-administered group with TCDD and ginseng extracts Panax ginseng extracts were intrapelitoneally administered to rats at 100 mg/kg body weight every other day for one month after a single intrapelitoneal dose of 25 μg of TCDD/kg body weight on Day 1. Panax ginseng extracts attenuated the mortality induced by TCDD administration. The extracts also slightly attenuated the TCDD-induced body weight loss. Administration of TCDD alone increased liver weight at 2, 5, and 16 days after administration of TCDD. Administration of Panax ginseng extracts rather decreased liver weight through whole the experimental period, but which was statistically insignificant. Administration of TCDD alone at 25 μg/kg body weight increased both serum enzyme activities of alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) at 32 days, indicating that liver damage occun'ed maximally at that time. Ginseng extract administration caused insignificant changes in serum ALT, but gradually decreased in AST as the exposure time increased. Coadministration of TCDD and ginseng extracts caused serum AST activity to significant recovery to nonnal value at 16 days and 32 days after exposure to TCDD. The extracts also signiticantly decreased the TCDD-induced ALT activity after 16 days of TCDD administration. These results suggest that Panax ginseng extracts may possess a protective effect against TCDD-induced toxicities including hepatotoxicity in rats.

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        β-lactam계 항생물질 저항성을 지닌 Bacillus sp. J105 균주로부터 분비되는 베타 락탐 분해효소의 정제 및 특성

        조경순(Kyeong Soon Cho),강병원(Byoung Won Kang),서민정(Min Jeong Seo),이영춘(Young Choon Lee),이재헌(Jai Heon Lee),주우홍(Woo Hong Joo),최영현(Yung Hyun Choi),임학섭(Hak Seob Lim),김정인(Jeong In Kim),서권일(Kwon Il Seo),정영기(Yong 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.6

        Bacillus sp. J105 strain으로부터 유도된 β-lactamase는 ammonium sulfate 침전, 이온 교환 칼럼 크로마토그래피, 겔 여과 등의 과정을 거쳐 SDS-PAGE에서 단일 band로 정제하였다. 정제된 효소의 분자량은 31 kDa이었으며 등전점은 7.35이었다. 효소반응의 최적 pH와 온도는 각각 5와 40℃이었다. 정제 단백질의 총 아미노산 조성의 분석 결과, Gly과 Ala이 각각 14.1과 13.3 mole%로 가장 많은 아미노산 잔기를 차지하고 있었다. 정제 효소의 ampicillin을 기질로 하였을 때의 Km값은 1.33 mM이었고 Vmax값은 0.36 mM/㎖이었다. β-Lactamase, secreted from Bacillus sp. J105 strain was purified to a single band on SDS-PAGE by ammonium sulfate precipitation, ion exchange column chromatography and gel-filtration. The molecular weight of the purified enzyme was 31 kDa on SDS-PAGE and its isoelectric point was 7.35. Optimal pH and temperature for enzymatic reaction were 5 and 40℃, respectively. As a result of total amino acid composition analysis of the purified enzyme, Gly and Ala were occupied 14.1 and 13.3 mole %, respectively. Km and Vmax value of purified enzyme were 1.33 mM and 0.36 mM/㎖ using ampicillin as a substrate, respectively.

      • KCI등재

        유자와 탱자 과피 에탄올 추출물의 MCF-7 유방암 세포에 대한 항암 활성

        김지은(Ji Eun Kim),박준희(Joon Hee Park),강병원(Byoung Won Kang),서민정(Min Jeong Seo),최영현(Yung Hyun Choi),임학섭(Hak Seob Lim),서권일(Kwon Il Seo),김정인(Jeong In Kim),주우홍(Woo Hong Joo),이복규(Bok Kyu Lee),정영기(Yong Kee Jeon 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.10

        본 연구는 MCF-7 유방암 세포에 대한 유자(CJP)와 탱자(PTP) 과피 추출물의 항암 활성과 환경호르몬에 의해 유도된 암세포의 증식 억제 효과에 대하여 조사하였다. CJP와 PTP를 300 ㎎/㎖ 농도에서 72시간 처리하였을 경우, 암세포의 성장을 저해하였고 세포사멸을 유도하였다. MCF-7 유방암세포의 형태학적 변화는 CJP와 PTP를 500 ㎎/㎖ 농도에서 72시간 처리하였을 경우 관측되었고 세포사멸은 capase-3의 활성화에 의하여 유도되었다. 환경호르몬에 의해 유도된 MCF-7 유방암 세포의 증식은 CJP와 PTP의 처리로 인하여 농도 의존적으로 감소하였으며, 300 ㎎/㎖ 농도에서는 대조군과 비교하였을 때 각각 70%와 80% 이상 감소하였다. In this study, anti-cancer activities of peel of Citrus junos (CJP) and Poncirus trifoliata (PTP) on MCF-7 breast cancer cells, and anti-proliferative effects of cancer cells induced by environmental hormones were investigated. The ethanol extracts of CJP and PTP inhibited cancer cell growth and induced apoptosis at the concentration over 300 ㎎/㎖ treatment for 72 hr. Morphological change of MCF-7 breast cancer cells were observed treated with the CJP and PTP of 500 ㎎/㎖ concentration for 72 hr, and apoptosis was induced by activation of caspase-3. The proliferation of MCF-7 breast cancer cells was decreased in a dose-dependent manner treated with various concentration of CJP and PTP, when compared with the control at 300 ㎎/㎖, the proliferation of the MCF-7 breast cancer cells of both extracts was decreased over 70% and 80%, respectively.

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