들잔디로부터 β-1,3-glucanase 유전자의 클로닝 및 특성분석

강소미,강홍규,선현진,양대화,권용익,고석민,이효연,Kang, So-Mi,Kang, Hong-Gyu,Sun, Hyeon-Jin,Yang, Dae-Hwa,Kwon, Yong-Ik,Ko, Suk-Min,Lee, Hyo-Yeon 한국식물생명공학회 2016 식물생명공학회지 Vol.43 No.4

한국형 잔디에서는 다른 병에 비해 진전 속도가 빠르고 주로 뿌리에서부터 발병하여 잔디를 고사시키고 발병 후 구제하기 매우 어려운 라이족토니아잎마름병(라지패취)이 큰 문제로 대두되고 있다. 라이족토니아잎마름병(라지패취)은 Rhizoctonia solani AG2-2 (IV)병원균에 의해 발생하는데, 이 병원균에 강한 내병성 들잔디를 개발하기 위해 식물방어반응에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 PR-Protein 중 하나인 ${\beta}-1,3-glucanase$를 들잔디로부터 클로닝 하였다. ${\beta}-1,3-glucanase$는 바이러스나 균의 감염으로 인해 식물조직이 과민반응을 일으킬 때 세포내에서 생성되고 세포 외로 분비되어 세포 사이 공간에서 주로 병원균 저항성기능을 하는 것으로 알려져 있다. ${\beta}-1,3-glucanase$ 단자엽식물 중 내병성에 대한 연구가 되어있는 옥수수, 밀, 보리, 벼의 염기서열에서 공통으로 보존되어 있는 부분을 이용해 degenerate PCR을 수행하고 얻어낸 sequence를 통해 Full-length의 cDNA를 클로닝 하였다. E.coli overexpression을 수행하여 목표 단백질을 대량 정제하여 in vitro 활성 측정 및 항균테스트를 진행하였다. 또한, ZjGlu1 유전자의 기능을 해석하기 위해 각각의 유전자를 도입한 식물형질전환용 벡터를 제작하여 잔디 형질전환체 제작을 하였다. ZjGlu1 단백질을 이용하여 9개의 균주에 대해 항균활성 테스트를 진행 한 결과 R. cerealis, F. culmorum, R.solani AG-1 (1B), T. atroviride 에서 항균활성을 보였으며, 형질전환체를 이용해 18s 유전자의 발현량을 상대로 한 각 유전자의 기관별 발현량은 크게 차이없이 모든기관에 발현되는 것을 확인할 수 있었다. Rhizoctonia leaf blight (large patch) has become a serious problem in Korean lawn grass, which is extremely hard to treat and develops mostly from the roots of lawn grass to wither it away. Rhizoctonia leaf blight (large patch) is caused by Rhizoctonia solani AG2-2 (IV). To develop zoysia japonica with strong disease tolerance against this pathogenic bacterium, ${\beta}-1,3-glucanase$ was cloned from zoysia japonica, which is one of the PR-Proteins known to play a critical role in plant defense reaction. ${\beta}-1,3-glucanase$ is known to be generated within the cells when plant tissues have a hypersensitive reaction due to virus or bacterium infection and secreted outside the cells to play mainly the function of resistance against pathogenic bacteria in the space between the cells. This study utilized the commonly preserved part in the sequence of corn, wheat, barley, and rice which had been researched for their disease tolerance among the ${\beta}-1,3-glucanase$ monocotyledonous plants. Based on the part, degenerate PCR was performed to find out the sequence and full-length cDNA was cloned. E.coli over-expression was conducted in this study to mass purify target protein and implement in vitro activation measurement and antibacterial test. In addition, to interpret the functions of ZjGlu1 gene, each gene-incorporating plant transformation vectors were produced to make lawn grass transformant. Based on ZjGlu1 protein, antibacterial activity test was conducted on 9 strains. As a result, R. cerealis, F. culmorum, R.solani AG-1 (1B), and T. atroviride were found to have antibacterial activity. The gene-specific expression amount in each organ showed no huge difference in the organs based upon the transformant and against 18s gene expression amount.

미생물 발효 괭생이모자반의 생리활성 평가

강소미(So Mi Kang),이철(Cheol Lee),정다혜(Da Hye Jeong),김지원(Jiwon Kim),부경환(Kyung Hwan Boo),김재훈(Jae Hoon Kim),김창숙(Chang Sook Kim) 한국식품영양과학회 2020 한국식품영양과학회지 Vol.49 No.11

본 연구에서는 대량 발생하는 괭생이모자반을 기능성 소재로서의 이용 가치를 증진하기 위한 연구의 일환으로 제주연안 지역에서 분리된 유용 미생물 B. amyloliquefaciens 및 Lys. xylanilyticus와 유산균 Lac. casei를 이용하여 발효시킨 괭생이모자반의 항산화 및 항염증 효과를 평가하였다. 발효 괭생이모자반의 총 폴리페놀 함량은 대조구에 비해 약 2~9% 범위로 소폭 증가하였으나, 총 플라보노이드 함량은 미생물 발효에 의해 약 39~104% 범위로 크게 증가하였다. 특히, B. amyloliquefaciens 균주에 의한 발효물이 상대적으로 높은 값을 보였다. 발효 괭생이모자반의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능은 비발효물에 비해 높은 경향을 보였으며, 이는 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량 증가와 연관되어 나타났다. LPS로 자극된 RAW 264.7 세포에서 발효 괭생이모자반의 항염증 효과를 측정한 결과, 발효물의 NO 생성 억제능은 비발효군 대비 약 8~21% 증가했으며 농도 의존적으로 NO 생성 억제 활성을 보였다. 대상 미생물 중에서는 Lys. xylanilyticus 발효물이 가장 높은 NO 생성 억제 효과를 보였다. 또한, 이들 발효물은 대조군에 비해 iNOS 및 COX-2 발현이 현저하게 억제됨을 보였다. 미생물 발효 괭생이모자반에 의한 NO 생성 억제는 iNOS 및 COX-2 발현 억제에 의한 것임을 제시한다. 이상의 결과는 괭생이모자반의 발효물을 이용한 항산화 및 항염증 효능을 갖는 유효성분 분리 및 활용화 연구에 중요한 기초자료가 될 것이며 기능성 식품 등의 바이오 소재 개발에 적용 가능성이 높다고 사료된다. 향후 다른 생리활성 증진 효과 및 유효성분에 대한 연구는 좀 더 진행돼야 할 것이다. We conducted a preliminary evaluation of the biological activities of fermented Sargassum horneri. We used 3 bacterial strains, namely, Bacillus amyloliquefaciens, Lysinibacillus xylanilyticus, and Lactobacillus casei to ferment S. horneri and then tested its antioxidant activity and anti-inflammatory activity. The polyphenol content of fermented S. horneri increased marginally to about 2∼9% compared to the control group, but the total flavonoid content increased significantly to about 39∼104%. The 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl and 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical scavenging activity of fermented S. horneri were higher compared to that of non-fermented samples. This was associated with an increase in total phenol and total flavonoid content. The anti-inflammatory effect of fermented S. horneri was measured in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW 264.7 cells. The nitric oxide (NO) production inhibitory activity of fermented groups increased by about 8∼21% compared to the non-fermented sample and showed concentration-dependent NO production inhibitory activity. Also, these fermented groups showed inhibitory activity against inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2) expression compared to the control group. It is suggested that the NO production inhibition by fermentation is due to iNOS and COX-2 expression inhibition. These results are considered to be important inputs for the study of the separation and utilization of active ingredients with antioxidant and anti-inflammatory effects using fermented S. horneri, which may have a potential application in the development of biomaterials such as functional foods. Further studies on other biological effects of the active ingredients should be conducted in the future.

메를린 비트 새싹 추출물의 항산화 및 항염증 효과

한송이(Song-I Han),강소미(So Mi Kang),강미숙(Mi Sook Kang),변지훈(Ji Hun Byeon),김재훈(Jae-Hoon Kim) 한국식품영양과학회 2021 한국식품영양과학회지 Vol.50 No.9

본 연구에서는 메를린 새싹 및 뿌리 추출물의 항산화 및 항염증 효과를 평가하기 위해 DPPH 라디칼 소거능 및 총 폴리페놀 함량 측정, NO 저해 활성, iNOS 및 COX-2 단백질발현 억제 효과, 염증성 cytokine 생성 억제를 측정하였다. 레드비트 새싹 및 뿌리 추출물의 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과 메를린 새싹 추출물이 메를린 뿌리에서 얻은 추출물들보다 약 1.3~4.4배 높은 항산화능을 갖고 있었으며, 총 폴리페놀 함량 또한 메를린 새싹이 42.072 mg/g으로 함량이 가장 높은 것을 확인하였다. LPS로 자극된 RAW 264.7 세포에서 메를린 새싹 추출물과 메를린 뿌리 추출물의 항염증 효과를 분석한 결과, 400 μg/mL 농도에서 메를린 새싹 추출물이 메를린 뿌리 추출물보다 높은 NO 생성 억제효과를 보였다. 또한, 항염 활성 분석을 위해 iNOS와 COX-2의 발현 및 IL-6의 생성 억제 효능을 분석을 수행하였다. 메를린 새싹 추출물을 처리했을 때 iNOS 및 COX-2의 발현이 현저히 억제되었고, IL-6의 생성이 농도 의존적으로 억제되는 것을 확인하였다. 이러한 결과들로부터 메를린 새싹과 추출물은 식품산업에 활용할 수 있으며, 안전한 항산화 및 항염증 물질 개발에 활용될 것으로 기대된다. The present study aimed to investigate the antioxidant and anti-inflammatory effects of red beet (Merlin sprout and root) extract. The free radical scavenging activity, EC50 of Merlin sprout extract and Merlin root extract were measured at 1.687 μg/mL and 7.457 μg/mL, respectively. The total polyphenol content of the Merlin sprout extracts was observed to higher than that of the Merlin root extracts. Next, we investigated the effect of Merlin sprout and Merlin root extract on nitric oxide (NO) production in LPS-induced RAW264.7 cells. The Merlin sprout extract showed a higher NO production inhibitory effect compared to the Merlin root extract at 400 μg/mL concentration. In addition, treatment with the Merlin sprout extract significantly suppressed inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2) protein expression levels. Furthermore, the Merlin sprout extract reduced interleukin-6 (IL-6) production in a concentration-dependent manner. From these results, it appears that it would be beneficial to use the Merlin sprout extract in the food industry and for the development of safe antioxidant and anti-inflammatory substances.

재해재난 시 거주성이 고려된 임시주거시설 계획을 위한 사용자 조사

서여령(Seo, Yeo-Ryung),강소미(Kang, So-Mi),장유정(Jang, You-Jeong),김은정(Kim, Eun-Jeong),김미경(Kim, Mi-Kyung) 대한건축학회 2016 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.36 No.2

The purpose of this study was to analyze the user needs of disaster victims who have experienced in emergency shelter and to propose the planning guide of emergency shelter considering their habitability. Based on the literature review, the criteria of the habitability for the emergency shelter was divided into safety, health, convenience, comfortability and regionality, followed by the in-depth interviews to identify users" actual needs. From the identified problems and potential needs, diverse improvement plans for each criteria were proposed to better serve and develop the emergency shelter.