Lactic Acid Fermentation with Rice Koji as a Carbon Source

박석균,옥승호,김진만,Park, Suk-Gyun,Ohk, Seung-Ho,Kim, Jin-Man The Korean Society for Biotechnology and Bioengine 2015 KSBB Journal Vol.4 No.2

Recently, several health benefits of rice wine, makgeolli, were known due to the interest on the traditional Korean liquor and the researches on the rice wine are increasing. Organic acids produced during the process of rice wine fermentation play important roles in the taste and flavor. In this study, we have examined the optimal conditions for lactic acid production in rice koji as a carbon source. Skim milk was also used as a supplementary ingredient for the optimization of lactic acid fermentation. Bacterial growth of Lactobacillus sakei was monitored under this condition. The pH, acidity of the culture and the ethanol tolerance of this bacterium were also tested. Through these experiments, we were able to optimize the growth condition of lactic acid bacteria by the addition of skim milk. This was also able to affect the change of pH, acidity, sugar concentration and alcohol tolerance, which might contribute to the improvement of the quality of rice wine. The optimal condition for the growth was 2 days with 10% (w/v) of skim milk concentration. With these results, it was confirmed that rice koji was an effective carbon source for the growth of lactic acid bacteria.

DNA 앱타머를 이용한 Streptococcus mutans의 부착 억제

박병주(Byung-Ju Park),옥승호(Seung-Ho Ohk) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.3

본 연구는 치아우식증의 주 원인균으로 작용하는 S. mutans에 특이적인 앱타머 및 그 작용 기전에 관한 것으로 더욱 상세하게는 SELEX방법을 이용하여 S. mutans에 특이적인 앱타머를 선별하고, 앱타머와 결합하는 단백질 분자를 정제 및 동정함으로써 S. mutans의 부착에 관련된 기전을 보다 더 명확하게 규명하고자 하였다. 표적분자에 높은 친화도와 선택성으로 결합할 수 있는 특성을 가지는 앱타머는 3차원적인 특이적 구조에 의해 표적물질에 대해 수 nM ~ 수 pM 수준의 높은 결합력과 선택성을 지니고 있으며, 항체와 유사한 특성을 가지는 핵산으로 여겨지고 있다. 또한, 항체에 비해 안정성이 매우 높아 실온 보관이나 운반이 가능하고, 장시간이나 반복사용이 요구되는 진단용으로의 응용이 매우 용이하다. 또한 생체 내면역거부반응이 거의 일어나지 않는 점 등을 바탕으로 보다 저렴한 앱타머로 대체하려는 시도가 이루어지고 있으며, 이는 치료용으로의 개발연구에 매우 중요한 장점이 될 수 있다. 이를 위하여 39개의 random sequence를 갖는 DNA library를 제조하고, S. mutans를 앱타머 선별의 대상물질로 하여, SELEX 방법을 통하여 선별하고 pCR2.1 cloning vector에 cloning하고, 그 염기서열을 분석하였다. 그 결과 6종의 서로 다른 염기서열을 갖는 앱타머를 선별하였으며, 선별된 앱타머 중 SM-2를 이용하여 앱타머와 직접 결합하는 단백질을 분리, 동정하였다. 위의 결과로부터 선별된 앱타머들은 S. mutans에 선택적으로 결합함을 확인하였고, 이 앱타머는 세균의 당 대사 및 단백질 합성 관련 단백질에 결합함으로서 세균의 부착을 억제 할 수 있음을 확인하였다. In this study, the SELEX method was used to screen for and select aptamers with high selectivity and affinity for Streptococcus mutans, which is the causative agent of dental caries. Aptamers are single stranded oligonucleotides of DNA or RNA with high selectivity and affinity for target molecules because of their specific three-dimensional structures that are used to collect biometric information. When compared to antibodies in vitro, aptamers are more advantageous because of their ease of use in the screening process, low cost, chemical stability, and lack of restrictions on the target molecules. We sorted DNA aptamers, which contain 44 bp or 38 bp primer sequences in 5" and 3", 39 bp random sequences in the middle.We then analyzed the character and affinity to S. mutans. Aptamers of specific oligonucleotides that combine with S. mutans were selected and these results are selectively fused to S. mutans. The results confirmed that DNA aptamers can be used for rapid diagnosis and treatment of dental caries caused by bacteria of the oral cavity, namely S. mutans.

코스메슈티컬 적용을 위한 흑호두 과피의 생리학적 연구

이현주(Hyun Ju Lee),옥승호(Seung-Ho Ohk) 한국응용과학기술학회 (구.한국유화학회) 2021 한국응용과학기술학회지 Vol.38 No.1

천연물 중 시판되지 않고 대부분 버려지는 흑호두(Juglans nigra) 과피를 추출하여 화장품 적용가능성과 생리 활성 및 효능을 조사하였다. 흑호두 과피 열수 추출물의 DPPH 라디칼 소거능은 300 μg/mL에서 76.06%였으며 ABTS 라디칼 소거 활성은 1000 μg/mL에서 61%로 우수한 항산화 활성을 나타냈다. 흑호두 과피 추출물을 피부 각질 세포인 HaCaT 세포에 적용했을 때 250 μg/mL에서 92.6%로 세포 생존율에 미치는 영향이 현저히 낮았고 500 μg/mL 농도에서 67.35%의 nitric oxide(NO) 생성이 억제되었으며 100 μg/mL 농도에서 비타민 C보다 31배 더 높은 Hyaluronidase 억제 효과를 나타냈다. 결론적으로 흑호두 과피 추출물은 코스메슈티컬 응용 및 식품, 향료, 헬스 케어, 제약 등 다양한 산업에서 고부가 가치 천연 소재로 활용 가능성을 시사하고 있다. Among natural products, the shells of black walnut(Juglans nigra), which are not used commercially and mostly discarded, were examined to investigate the physiological activity and the efficacy for the cosmetic application. DPPH radical scavenging activity of hot water extract of black walnut shells was 76.06% at 300 μg/mL. ABTS radical scavenging activity of the extract was 61% at 1000 μg/mL, showing excellent antioxidant activity. When the black walnut shell extract was applied to HaCaT cells, a skin keratinocyte, the viability of the cells was 92.6% at 250 μg/mL, showing a remarkably low effect on cell viability. At the concentration of 500 μg/mL, 67.35% of nitric oxide(NO) production was inhibited. It also showed an inhibitory effect on Hyaluronidase 31 times higher than that of Vitamin C at 100 μg/mL concentration. In conclusion, the black walnut shell extract showed high potentials for the cosmeceutical applications, suggesting the possibility of using it as a high value-added natural material in various industries such as food, fragrance, healthcare, and pharmaceuticals.

기계적 자극이 치주인대 세포의 osteoprotegerin과 receptor activator of nuclear factor ${\kappa}B$ ligand mRNA 발현에 미치는 영향

이기주,이승일,황충주,옥승호,전옥순,Lee, Kie-Joo,Lee, Syng-Ill,Hwang, Chung-Ju,Ohk, Seung-Ho,Tian, Yu-Shin 대한치과교정학회 2005 대한치과교정학회지 Vol.35 No.4

본 연구는 치주인대 세포에 지속적이고 점진적 인장력을 가하여 치아 이동 시 형성되는 인장부위의 기계적 자극에 대한 생화학적 전달과 치조골 흡수와 생성 조절 기전을 이해하고자 하였다 치주인대 세포가 배양된 유연한 성장 표면을 가진 배지에 지속적이고 점진적인 인장력을 가하고 골흡수 인자인 $PGE_2$와 골형성 인자인 ALP의 생성량을 1 3 5. 12시간 후에 측정하여 정량비교하였고 파골세포 분화기전을 조절하는 OPG RANKL의 인자들과 matrix metalloproteinase(MMP)-1, -8, -9, -13, tissue inhibitor of matrix metalloproteinase(TIMP)-1의 인자들을 역전사 중합효소 연쇄반응 검사하여 m-RNA 발현을 비교한 결과 치주인대 세포에 인장력을 가한 경우 대조 군보다 $PGE_2$의 농도가 적었고 (p<0.05) ALP의 농도 변화는 없었으며 OPG의 mRNA 발현이 증가하였으나, RANKL의 mRNA 발현은 감소하였다 그리고 TIMP-1과 MMP-1 -8 -9, -13의 mRNA 발현이 대조군과 차이가 없었다. 이상의 연구에서 사람의 치주인대 세포는 점진적이고 지속적인 인장력에 대한 반응으로 $PGE_2$의 생성과 RANKL의 mRNA 발현은 감소하고 OPG의 mRNA 발현은 증가하여 골흡수를 억제하는 효과를 보이는 것으로 나타났다. Tooth movement is a result of mutual physiologic responses between the periodontal ligament and alveolar bone stimulated by mechanical strain. The PDL cell and osteoblast are known to have an influence on bone formation by controlling collagen synthesis and alkaline phosphatase activation. Moreover. recent studies have shown that the PDL cell and osteoblast release osteoprotegerin (OPG) and the receptor activator of nuclear factor ぉ ligand (RANKL) to control the level of osteoclast differentiation and activation which in turn influences bone resorption. In this study. progressively increased, continuous tensional force was applied to PDL cells. The objective was to find out which kind of biochemical reactions occur after tensional force application and to illuminate the alveolar bone resorption and apposition mechanism. Continuous and progressively increased tensile force was applied to PDL cells cultured on a petriperm dish with a flexible membrane The amount of $PGE_2$ and ALP synthesis were measured after 1, 3, 0 and 12 hours of force application. Secondly RT-PCR analysis was carried out for OPG and RANKL which control osteoclast differentiation and MMP-1 -8, -9, -13 aud TIMP-1 which regulate the resolution of collagen and resorption of the osteoid layer According to the results. we concluded that progressively increased, concluded force application to human PDL cells reduces $PGE_2$ synthesis, and increases OPG mRNA expression.

그라비올라잎 열수추출물의 항산화 효능 평가

최종화(Jong-Hwa Choi),옥승호(Seung-Ho Ohk) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.6

본 연구는 인체에 무해하고 안정성이 높은 천연 항산화제를 개발하고자 그라비올라 잎을 열수 추출하여 항산화 활성을 알아보았다. 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH radica 소거능과 MTT assay 세포 독성 활성을 측정하였다. 그 결과 그라비올라 잎 분말 300 g을 사용하여 98℃ 온도에서 열수 추출물 62.3 g을 얻었으며 그라비올라잎 1 ㎎/mL 추출물내에 총 폴리페놀 함량은 291.92 ± 2.39 ㎍/mL과 총 플라보노이드 함량은 161 ± 7.85 ㎍/mL의 함량을 나타내었다. DPPH radical 소거능은 농도 1, 2.5, 5, 10 및 15 ㎎/mL에서 51.6%, 67.8%, 79%, 82.4% 및 83.9% 농도 의존적 소거능을 나타내었으며 의미 있는 항산화 효과를 보였다. 인간 진피 섬유아세포 (Human Dermal Fibroblasts ; HDF)에 대한 세포 독성을 측정한 결과, 150 ㎎/ml 농도에서 대조군과 같은 100%의 세포 생존율을 나타내었고 이보다 적은 농도에서는 더 높은 세포 생존율을 나타내었다. 이상의 결과를 종합하면 그라비올라 잎 추출물은 천연 항산화제를 함유한 식품이나 화장품 성분 개발에 이용가치가 있을 것으로 판단된다. This study examined the antioxidant activity of the water extract from graviola leaves to develop a harmless and highly stable natural antioxidant. The total polyphenol content, total flavonoid content, DPPH radical scavenging activity, and MTT assay activity were measured. As a result, 62.3 g of the water extract from graviola leaves was obtained at 98℃ using 300 g of graviola leafpowder. The total polyphenol content was 291.97 + 2.39 ㎍/mL and the total flavnoid content was 161 ± 7.85 ㎍/mL in a 1 ㎎/mL water extract from graviola leaves. The DPPH radical scavenging activity showed 51.6%, 67.8%, 79%, 82.4% and 83.9% at concentrations of 1, 2.5, 5, 10 and 15 ㎎/mL. Thisshows concentration-dependent scavenging activity and significant antioxidant activity. As a result of measuring the toxicity about HDF cells, a HDF cell survival rate of 100% was observedat a 150 ㎎ /mL concentration, which was the same as that of the control group and a higher cell survival rate at a lower concentration. Inconclusion, the graviola leaf extract can be developed as a material of food or cosmetics containing natural antioxidants.

Cyclosporin A가 in vitro에서 조골세포에 미치는 영향

김재우,이현정,강정화,옥승호,최봉규,유윤정,조규성,최성호,Kim, Jae-Woo,Lee, Hyun-Jung,Kang, Jung-Hwa,Ohk, Seung-Ho,Choi, Bong-Kyu,Yoo, Yun-Jung,Cho, Kyoo-Sung,Choi, Seong-Ho 대한치주과학회 2000 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.30 No.4

Cyclosporin A(CsA) is an immunosuppressive agent widely used for preventing graft rejecting response in organ transplantation. The basic properties of CsA to osteoblast has not been well known yet. A better understanding of the mechanisms of CsA function on bone could provide valuable information regarding basic properties of bone remodeling, pharmacotherapeutic intervention in metabolic bone disease, and the consequences of immunosuppression in bone physiology. The purpose of this study was to investigate the effect of CsA on osteoblast by evaluating parameters of proliferation, collagen synthetic activity, alkaline phosphatase activity, and ALP mRNA expression in mouse calvarial cell. 1. CsA ($3{\mu}g/m{\ell}$) treated mouse calvarial cell showed statistically significant increase in cell proliferation.(P<0.05) 2. CsA($1,\; 3{\mu}g/m{\ell}$) treated MC3T3 cell line showed statistically significant increase in cell proliferation. 3. The amount of collagen of CsA($3{\mu}g/m{\ell}$) treated mouse calvarial cell was decreased statistically significantly. 4. Alkaline phosphatase activity was increased statistically significantly in CsA treated group($1{\mu}g/m{\ell}$). 5. mRNA expression of ALP was increased in CsA treated group These results suggest that CsA could affect bone remodeling by modulating proliferation & differentiation of osteoblast.

Lactic Acid Fermentation with Rice Koji as a Carbon Source

Suk-Gyun Park(박석균),Seung-Ho Ohk(옥승호),Jin-Man Kim(김진만) 한국생물공학회 2015 KSBB Journal Vol.30 No.1

Recently, several health benefits of rice wine, makgeolli, were known due to the interest on the traditional Korean liquor and the researches on the rice wine are increasing. Organic acids produced during the process of rice wine fermentation play important roles in the taste and flavor. In this study, we have examined the optimal conditions for lactic acid production in rice koji as a carbon source. Skim milk was also used as a supplementary ingredient for the optimization of lactic acid fermentation. Bacterial growth of Lactobacillus sakei was monitored under this condition. The pH, acidity of the culture and the ethanol tolerance of this bacterium were also tested. Through these experiments, we were able to optimize the growth condition of lactic acid bacteria by the addition of skim milk. This was also able to affect the change of pH, acidity, sugar concentration and alcohol tolerance, which might contribute to the improvement of the quality of rice wine. The optimal condition for the growth was 2 days with 10% (w/v) of skim milk concentration. With these results, it was confirmed that rice koji was an effective carbon source for the growth of lactic acid bacteria.

Metarrhizium anisopliae (Metschn.) Sorok이 생산하는 Biopolymer YU-122의 물리, 화학적 특성

최용석(Yong-Suk, Choi),옥승호(Seung-Ho Ohk),유주현(Ju-Hyun Yu),배동훈(Dong-Hoon Bai) 한국식품과학회 1997 한국식품과학회지 Vol.29 No.1

Effect of sonicates of Treponema denticola on osteoblast differentiation

최봉규,강정화,진승욱,옥승호,이승일,유윤정,Choi, Bong-Kyu,Kang, Jung-Hwa,Jin, Seung-Wook,Ohk, Seung-Ho,Lee, Syung-Il,Yoo, Yun-Jung The Korean Academy of Periodontoloy 2003 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.33 No.1

치주질환은 세균감염에 의해 치조골이 파괴되는 염증성질환으로서 치아상실의 주된 원인이다. Treponema denticola는 성인성 치주염의 병소에서 자주 발견되는 세균으로서 부착능 및 단백분해효소생성능과 같은 독성 인자가 밝혀져 치주조직 파괴에 있어서 중요성이 강조되어 왔다. 골개조는 조골세포의 골형성및 파골세포에 의한 골흡수의 균형에 의하여 유지되며 치주염시 야기되는 치조골파괴는 조골세포 및 파골세포 기능의 불균형에 의하여 야기되는 것으로 설명되고 있다. 골세포에 대한 영향으로서 T. denticola는 파골세포의 형성을 촉진시키는 것으로 보고되었으나 조골세포에 대한 영향은 아직 밝혀져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 T. denticola가 골형성에 미치는 영향을 알아보고자 마우스의 두개골세포로부터 조골세포를 분리한 후 T. denticola분쇄액으로 처리하여 본 세균이 조골세포의 alkaline phosphatase(ALPase) 활성, 석회화결절 형성 및 Prostaglandin $E_2\;(PGE_2)$ 생성에 미치는 영향을 평가하였다. ALPase활성은 p-nitrophenylphosphate분해능, 석회화결절형성은 Von Kossa 염색법, 그리고 PGE2의 농도는 효소면역측정법으로 측정하였다. T. denticola분쇄액 (2.5 ug/ml)은 마우스 두개골세포의 ALPase활성을 억제하였으며 석회화결절의 형성을 감소시켰다. 또한 동일한 농도의 균분쇄액은 마우스 두개골세포의 $PGE_2$ 생산을 증가시켰다. 균분쇄액과 prostaglandin의 합성억제제인 indomethacin으로 세포를 동시에 처리한 경우 T .denticola분쇄액에 의한 $PGE_2$의 생산은 감소되었으나, ALPase의 활성억제에는 변화가 없었다. 균분쇄액을 열처리하여 마우스 두개골세포에 처리하였을 때에도 ALPase의 활성이 억제되는 것에는 변함이 없었다. 이러한 결과는 T. denticola의 구성성분 중 열에 안정한 물질이 prostaglandin과 무관한 경로를 통해 조골세포의 분화를 억제함을 시사하며 이와 같은 T. denticola에 의한 골형성억제가 치주염시 야기되는 치조골 파괴에 관여할 수 있을 것으로 생각된다.

Staphylococcus epidermidis를 억제하는 Graviola 추출물의 항균활성

최종화(Jong-Hwa Choi),옥승호(Seung-Ho Ohk) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.5

본 연구는 그라비올라 (Graviola; Annona muricata Linn.) 잎의 항균소재 개발 목적으로 병원성 세균에 대한 항균효과를 검증하기 위해 시행된 실험 연구이다. 그라비올라 잎의 추출 온도를 60℃, 80℃, 98℃ 달리하여 열수 추출하여 수율 및 추출 조건을 찾았으며 실험 균주 S. epidermidis, S. aureus 및 E. coli TOP 10에 대한 항균 활성은 한천 배지 확산법으로 평가하였다. 추출 온도 60℃, 80℃, 98℃에서 3.02%, 14.73%, 20.76% 수율을 얻었고, S. epidermidis, S. aureus 및 E. coli TOP 10에 대한 항균 활성은 S. epidermidis에서 항균 활성이 나타났으며 98℃에서 추출한 그라비올라 잎 시료 중 200 ㎎/mL에서 13 ㎜, 500 ㎎/mL에서 20 ㎜ 투명환이 나타났다. MIC는 100 ㎎/mL이다. 추출 온도, 농도가 높을수록 우수한 성장억제 효과를 확인하였다. 위 결과로 천연물속에 함유되어 있는 천연 항균 성분이 피부 상재균에서 우수한 항균력은 앞으로 피부미용 기초자료와 화장품 소재로서의 활용 가능성이 높을 것으로 사료된다. This study was carried out to verify the antimicrobial effect of Graviola leaves against pathogenic bacteria for the purpose of developing an antibacterial material. The extraction conditions of graviola leaves were 60℃, 80℃ and 98℃, and graviloa leaves werewater extracted at 60℃, 80℃ and 98℃.The extraction yields and extraction conditions were determined. The antimicrobial activity against S. epidermidis, S. aureus and E. coli TOP10 was evaluated by agar diffusion method. The extraction yields were 3.02%, 14.73% and 20.76% at 60℃, 80℃ and 98℃, respectively. The antimicrobial activity against S. epidermidis, S. aureus and E. coli TOP10 was found in S. epidermidis.In the samples extracted at 98℃, a clear zone of 13 ㎜ was observed at 200 ㎎/mL and of 20 ㎜ at 500 ㎎/mL. The MIC was 100 ㎎/mL. The higher the extraction temperature and concentration, the better was the growth inhibition effect. As a result, the natural antimicrobial activity contained in natural materials can solve the problem of resistance to antibiotics. It is considered that antimicrobial activity against S. epidermidis in skin is highly applicable to basic cosmetics and cosmetic materials.