물벼룩을 이용한 bisphenol A의 급성독성 평가

황갑수,Hwang, Gab-Soo 한국환경보건학회 2007 한국환경보건학회지 Vol.33 No.5

Aquatic ecotoxicity of bisphenol A, a well-known endocrine disrupter in mammals, was studied using laboratory-reared Daphnia magna as a test organism. The static acute 48 h $EC_{50}$ of bisphenol A for daphnid neonates(<24 hold) was 12.9 mg/l and 110 h $LC_{50}$ values of bisphenol A for daphnid embryos of different ages after deposition into the brood chamber increase with ages in the range of 1.55 mg/l-8.91 mg/l. Also, 48 h $EC_{50}s$ generally increase with daphnid's ages in the range of 12.9 mg/l-19.8 mg/l. In the acute toxicity tests using mature daphnids, the lethal response and immobility all showed good concentration-response relationship with exposure concentration and exposure time, showing little difference between lethality and immobility. These results clarify that acute toxicity tests, using daphnid and its embryo, could also be useful tools easily available for the assessment of ecotoxicity of various harmful chemicals.

Ecdysteroid 화합물들의 화학구조 특성에 대한 비교연구

황갑수,Hwang, Gab-Soo 한국환경보건학회 2012 한국환경보건학회지 Vol.38 No.4

Objectives: This study was conducted in order to investigate the specific correlation between physicochemical properties and bioactivity in ecdysteroids found in living organisms. Methods: The examined steroidal compounds were classified into three groups according to their relevance to ecdysone activity. Each compound molecule was completely drawn to automatically calculate its physicochemical parameters and docked against 20-hydroxyecdysone to calculate the total distance. Electronic charge distribution was also observed for each molecule. All procedures were conducted using a computational chemistry program. Results: Ecdysone agonists showed different ranges of parameter values, such as log P, hydrophilic-lipophilic balance (HLB), solubility parameter (SP), hydrophilic surface (HPS), hydrogen bond (HB) and Kappa 2, when compared with antagonists and steroids without ecdysone activity. They also showed a similar electronic charge distribution that is significantly different from the electron charge distribution of antagonists and steroids without ecdysone activity. The total distance values of agonists, estimated by docking them with 20-hydroxyecdysone, were relatively small but showed no correlation with binding affinity with receptor ligand. Conclusions: These results suggest that physicochemical properties such as steric and electronic effects, hydrophobicity and hydrogen bonding may operate in combination to determine the binding activity of ecdysteroids to the receptor protein.

새만금지역 갯벌 환경(패류, 저질)에서의 중금속 분포특성

황갑수 ( Gab Soo Hwang ),신형선 ( Hyung Seon Shin ),김강주 ( Kang Joo Kim ),여성구 ( Sung Koo Yeo ),박성민 ( Seong Min Park ),임규재 ( Kyu Jae Lim ) 한국물환경학회 2002 한국물환경학회지 Vol.18 No.4

Heavy metal concentration/distribution in sediments and bivalves from the tidal flats in Saemankeum coastal area, western Korea, were investigated, Among 6 sampling sites, S2, S5 and S6 showed the higher levels of Zn, Cr, Ni, Cu and Cd contamination and S1 did the higher level of Pb contamination than other sites, while S-4 showed the lowest levels of these metal contamination. Overally, the levels of Zn, Cu and Pb concentrations in Sinonovacula constricta were estimated to be relatively high. The shell lengths of the collected mussels were linearly related to their dry weights of the whole soft parts, but the mussels collected from S3 were in a poor nutrition, resulting in the distinctively high levels of metal concentrations in the body. It was shown that in S. constricta, Cr, Ni, Cu and Zn are distributed equally into the whole soft parts or a little more into the flesh, after absorption, while Fe, Cd, Pb and Mn are transferred more into the non-flesh parts than into the flesh parts, In S. constricta, the heavy metal concentrations in the flesh increase with those in the whole soft parts. The bioaccumulation factors(heavy metal concentration in S. constricta/heavy metal concentration in sediment) showed that, of the examined metals, Cd is the most cumulative in the body of S. constricta, followed by Zn and Cu, while Mn. Cr Ni and Pb are not cumulative.

신축 아파트 실내의 동절기 포름알데하이드(HCHO) 농도수준 및 방출특성

황갑수 ( Gab-soo Hwang ) 한국환경기술학회 2016 한국환경기술학회지 Vol.17 No.3

본 연구는 2014년 9월에 준공되어 동년 12월 초에 입주한 신축아파트에서 동절기 HCHO 실내 농도 수준과 방출특성을 알아보기 위해 수행되었다. HCHO 농도의 변화를 파악하기 위해 실험을 위한 모든 실내 공간들에서 30분 동안 문과 창문들이 전면 개방되어진 후 밀폐되어졌다. HCHO의 실내농도는 상대적으로 보일러 가동 시 더 높은 수준을 보였으며 모든 실내 공간들에서 문과 창문들을 밀폐한 후 2-4시간 이내에 매우 빠른 속도로 증가함을 나타내었다. 실내 공간들 중에서는 거실과 침실에서 공부방에 비해 전반적으로 빠른 HCHO 증가 속도를 보였다. 또한 창문들을 조금이라도 열어 환기하는 것이 실내 HCHO 농도의 저감에 매우 효과적이었으며 입상 활성탄은 실내 HCHO 저감에 좋은 효과를 보여주지 못 하였다. 이러한 실험 결과들은 신축 아파트의 실내에서 동절기 HCHO의 방출은 난방시설의 가동에 의해 증가될 수 있으며 춥더라도 자주 창문을 열어 환기시킴이 HCHO 방출로부터 주민 건강을 보호하는데 매우 중요함을 확인시켰다. This study was conducted to investigate the indoor concentration level of HCHO and its emission characteristics in newly constructed apartment during winter. A new apartment selected for this study was completed in September, 2014 and moving-in was done in the early December, 2014. To observe the variation of HCHO concentration, doors and windows in all indoor spaces for this experiment was tightly closed after being fully ventilated by opening doors and windows for 30 minutes. The indoor concentration of HCHO relatively showed higher levels while the boiler system was turned on. In all indoor spaces for this experiment, HCHO levels increased so fast within 2-4 hours after closing all windows and doors, showing they can easily reach the regulation limits suggested by Korean Ministry of Environment. Of the indoor spaces, dining room and bed room overall showed higher increase rate of HCHO concentration than study room. It was proved that opening windows, even by small area, was very effective to decrease the indoor HCHO concentration. Granular active carbon did not show the good effectiveness for the removal of indoor HCHO. These results suggest that, in winter, operation of heating system can cause the more emission of HCHO in the new apartment and remind that, to prevent people from it, it may be very important to open windows frequently in the room, even if cold.

Ecdysone 길항작용을 갖는 cucurbitacin 구조유사물질과 testosterone의 화학구조 특성비교

황갑수 ( Gab-soo Hwang ) 한국환경기술학회 2014 한국환경기술학회지 Vol.15 No.3

본 연구는 ecdysone 길항작용을 가지는 cucurbitacin 구조 유사물질들과 testosterone 사이의 물리화학적 특성의 상관성을 규명하고자 수행되었다. Ecdysone 길항작용을 가지는 6종의 cucurbitacin구조유사물질들이 선정되어 각 화합물들에 대해 Log P를 비롯한 주요 물리화학적 변수들과 분자내 전하분포가 컴퓨터 프로그램을 사용하여 산출/도시되었으며 그 결과들이 testosterone의 특성과 비교되었다. Ecdysone 길항작용을 가지는 cucurbitacin 구조 유사물질들은 testosterone과 유사한 수준의 S.P. 및 polarity 값들을 나타내었으나 비교적 높은 친수성을 반영하여 testosterone보다 더 낮은 Log P 수준과 더 높은 H.L.B., H.P.S., H.B. 및 D.M 수준들을 나타내었다. 또한 이들 물질들은 testosterone에 비해 더 높은 수준의 connectivity 1, connectivity 2 및 kappa 2와 같은 분자 구조특성 값을 나타내었다. 분자 내 전하분포에 있어 ecdysone 길항작용을 가지는 cucurbitacin 구조 유사물질들은 testosterone과 스테로이드 환에서는 유사한 분포양상을 나타내었으나 측쇄에 있어서는 다른 분포영상을 나타내었다. 이와 같은 연구결과는 향 후 친환경적인 살충제의 개발을 위한 기초자료로서 유익하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. The relationship between physicochemical properties of cucurbitacin analogues with ecdysone antagonistic activity and testosterone was investigated in this study. 6 examples of cucurbitacin ecdysteroidal antagonists were selected and their molecular chemicophysical parameter values such as Log P, hydrophilic-lipophilic balance(H.L.B.), solubility parameter (S.P.), hydrophilic surface(H.P.S.), hydrogen bond(H.B.), dipole moment(D.M.), connectivity 1, connectivity 2 and kappa 2 and distribution of electronic charge were calculated/drawn using computer program to be compared with testosterone. Cucurbitacin ecdysteroidal antagonists showed the similar levels of S.P. and polarity, compared to testosterone, but showed the lower Log P level and higher H.L.B., H.P.S., H.B. and D.M levels than testosterone due to their relatively high hydrophilicity. They also showed higher values of principal index relevant to molecular structure such as connectivity 1, connectivity 2 and kappa 2 than testosterone. In the distribution of molecular electronic charge, cucurbitacin ecdysteroidal antagonists and testosterone showed similar pattern in the steroidal ring, but different pattern in the side chain.

신축 아파트에서 실내 HCHC 농도의 연중 변화 및 특성

황갑수 ( Gab Soo Hwang ) 한국환경기술학회 2018 한국환경기술학회지 Vol.19 No.1

본 연구는 신축아파트에서 실내 HCHO 농도수준의 연 중 변화와 그 특성을 면밀히 파악하기 위해 수행되었다. HCHO 농도의 변화를 관찰하기 위해 실험을 위한 모든 실내 공간들에서 30분 동안 문과 창문들이 전면 개방되어진 후 밀폐되어졌다. 실내 HCHO 농도수준은 실내 밀폐 후 6-7시간 경과 시최고 수준에 도달하며 오전 9시 30분에 실내를 밀폐하는 경우와 오후 1시에 실내를 밀폐하는 경우의 경시적 변화에 있어 별다른 차이는 없었다. 실내 HCHO 농도수준은 입주 후 10 개월 경과 시를 기점으로 급격한 감소를 보였으며 이 후에는 계절적으로 여름에 가장 높은 농도수준을 나타내었으며 이어서 봄, 가을, 겨울의 순으로 높은 농도수준을 나타내었다. 단기적으로 실내 HCHO 농도수준은 습도와의 상관성을 보여주지 못하였다. 이러한 결과들은 HCHO 방출로부터의 건강보호를 위해 신축 아파트 입주 후 초기에는 특히 하절기를 중심으로 실내 환기를 위한 적극적인 노력이 필요함을 제시한다. This study was conducted to closely investigate the annual variation of indoor HCHO concentration and its characteristics in newly built apartment. To observe the variation of HCHO concentration, doors and windows in all indoor spaces used were tightly closed after being fully ventilated by opening doors and windows for 30 minutes. Indoor HCHO concentration showed the maximum level at 6-7 hours after closing doors and windows. There was little difference in the time-dependant change of indoor HCHO concentration between closing doors and windows at 09:30 and 13:00. Indoor HCHO concentration level sharply decreased from 10 months after moving in, along with the characteristic seasonal variation that showed the highest level in summer followed by spring, autumn and winter in order. The correlation between indoor HCHO concentration and humidity was not shown under the short-time experimental condition. These results suggest that active efforts for the frequent indoor ventilation is needful over some period after moving into the newly built apartment, especially including in summer, to protect our health from the emission of HCHO.

Withasteroid 화합물들에 있어 Ecdysone 관련작용과 화학구조특성

황갑수 ( Gab-soo Hwang ) 한국환경기술학회 2015 한국환경기술학회지 Vol.16 No.3

본 연구는 withasteroid 구조유사물질들의 물리화학적 특성과 엑다이손 활성과의 상관성을 규명하고자 수행되었다. 이를 위해 선정된 스테로이드 화합물들은 그들의 엑다이손 관련 활성과 스테로이드 종에 따라 4군으로 분류되었으며 각 화합물들에 대해 log P를 비롯한 주요 물리화학적 및 분자구조 변수들과 분자내 전하분포가 컴퓨터 프로그램을 사용하여 산출/도시되어 그 결과들이 엑다이손 활성과 관련하여 면밀히 비교, 분석되었다. Withasteroid 구조유사물질 중 유일하게 엑다이손 작용물질인 withaperuvin D는 엑다이손 활성을 갖는 ecdysteroid 구조유사물질들 및 hexanorcucurbitacin D와 동일하게 엑다이손 관련 작용을 갖고 있지 않은 다른 withasteroid 구조유사물질들에 비해 현저히 낮은 log p 값을 나타내었다. 또한 이들 Withaperuvin D, ecdysteroid 구조유사물질들 및 hexanorcucurbitacin D는 엑다이손 관련 작용을 갖고 있지 않은 다른 withasteroid 구조유사물질들에 비해 전체적으로 더 높은 수소 결합능을 가지고 있으며 withaperuvin D는 다른 withasteroid 구조유사물질들과 비교하여 스테로이드 기본 구조상에서 특히 첫 번째 고리부분을 중심으로 엑다이스테로이드 구조유사물질들 및 hexanorcucurbitacin D과 유사한 분자 전하분포 형태를 나타내었다. 이러한 결과들은 스테로이드 화합물들에 있어서는 log P, 수소 결합능, 분자내 전하분포와 같은 물리화학적 특성들이 생체내 수용체의 배위자와 생체 수용체 단백질사이의 결합활성도에 복합적으로 영향을 미칠 수 있음을 제시한다. The specific correlation between chemicostructural properties and ecdysone-related activity in withasteroid analogues was investigated. Examples of steroidal compounds selected to be compared were classified into 4 groups according to their ecdysone-related activity and chemical species and molecular physicochemical parameters values such as log P, hydrophilic-lipophilic balance(H.L.B.), solubility parameter(S.P.), hydrophilic surface(H.P.S.), hydrogen bond(H.B.), dipole moment(D.M.), connectivity 1 and Kappa 2 and distribution of electronic charge were calculated/drawn using computer program to be compared among groups. Withaperuvin D, a ecdysteroid agonist, markedly showed the lower Log P level than other withasteroid analogues without ecdysone-related activity, as other examined steroidal ecdysone agonists such as 20OH-ecdysone and hexanorcucurbitacin D did. Withaperuvin D and other examined ecdysteroid agonists overally showed the higher H.B. level than withasteroids without ecdysone-related activity. Also, Withaperuvin D showed the significantly different pattern of the molecular electron charge distribution, especially in the first ring of the basic steroidal structure, compared to withsteroids without ecdysone-related activity. It`s pattern of the molecular electron charge distribution in the first ring was similar to those of other examined steroidal ecdysone agonists such as 20 OH-ecdysone and hexanocucurbitacin. These results suggest that, in steroids, physicochemical properties such as log P, hydrogen bonding, and molecular electron charge distribution may combinedly affect the binding ability of ligands with receptors to result in the ecdysteroidal activity.

물벼룩(Daphnia magna)을 이용한 유해화학물질의 독성평가

황갑수 ( Gab-soo Hwang ) 한국환경기술학회 2014 한국환경기술학회지 Vol.15 No.2

본 연구는 Daphnia magna의 neonate와 embryo를 사용하는 독성실험을 유해화학물질의 생태독성평가에 적용시 어떠한 실제적 유용성을 가지는지 검정하기 위해 수행되었다. 생 후 1일령 개체들은 생 후 2일령 개체 들에 비해 급성독성시험에서 보다 민감하고 전형적인 농도-반응 관계를 나타내었다. 애주머니에 침적 후 6.5시간 전후가 경과된 embryo 들이 embryo 독성시험을 수행하기에 가장 유리하며 이 경우 70시간의 폭로시간 후 발육독성이 효과적으로 평가될 수 있음이 확인되었다. 이러한 기초실험으로부터 얻어진 최적실험조건 들을 적용하여 bisphenol A의 독성에 미치는 20-OH ecdysone의 효과를 알아보고자 수행된 embryo독성시험은 20-OH ecdysone이 bisphenol A의 독성에 대해 예견된 방어효과를 보여주지 못하였지만 효율적인 시험 수행을 위해 요구되는 우수한 민감성, 편의성 및 재현성등을 보여주었다. This study was conducted to examine the practical usefulness of toxicity assays using neonates and embryos of Daphnia magna when they are applied to assess the ecotoxicity of hazardous chemicals. 1 day old neonates showed more sensitive and typical concentrationresponse relationship than 2 day old daphnids in the acute toxicity test. It was found that using embryos with maturing time of about 6.5 hr after deposition in the brood chamber is most favorable for conducting embryo-toxicity tests and , in this case, developmental toxicity can be efficiently checked after 70 hr of exposure time. The embryo-toxicity test to investigate the effect of 20OH-ecdysone on the toxicity of bisphenol A, where the optimum test conditions from the basic experiments described above were applied, showed good sensitivity, convenience and reproducibility required for the efficient toxicity test, although it failed to show the expected protective effect of 20OH-ecdysone on the toxicity of bisphenol A.

포스터발표 : 우수 중수도 및 기타 ; 물벼룩을 이용한 bisphenol A의 수중생태위해성 평가

황갑수 ( Gab Soo Hwang ) 대한상하수도학회 2004 공동추계 학술발표회 논문집 Vol.2004 No.-

Cucurbitacin류의 화학구조 특성과 Ecdysone 관련 작용(Agonist/Antagonist)의 상관성

황갑수 ( Gab-soo Hwang ) 한국환경기술학회 2013 한국환경기술학회지 Vol.14 No.6

본 연구는 cucurbitacin 구조 유사물질에 있어 물리화학적 상관성과 ecdysone 관련 활성과의 상관성을 규명하고자 수행되었다. 선정된 cucurbitacin 구조 유사물질들은 그들의 ecdysone 관련활성에 따라 3 group으로 분류되었으며 각 화합물들에 대해 Log P를 비롯한 주요 물리화학적 변수들과 분자내 전하분포가 컴퓨터 프로그램을 사용하여 산출/도시되었다. Cucurbitacin 구조 유사물질들의 ecdysone antagonist group에 속하는 화합물들의 Lop P, H.L.B., D.M. 및 Kappa 2값은 ecdysone agonist인 hexanorcucurbitacin D에 비해 높은 수준이었으며 반면 ecdysone antagonist group에 속하는 화합물들과 hexanorcucurbitacin D의 극성도의 수준은 비슷하였다. Cucurbitacin 구조 유사물질의 ecdysteroid antagonist들에 있어서는 Log P와 dipole moment가 ecdysone 활성과 높은 상관성을 나타내었으며 ecdysteroid agonist인 hexanorcucurbitacin D의 Log P 값은 대표적인 생체 ecdysteroid인 20-hydroxyecdysone의 Log P 값과 비슷한 수준이었다. 또한 cucurbitacin 구조 유사물질들에 있어 분자내 전하분포는 side chain에 있어 group들간에 현저히 다른 양상을 보여주었다. 이와 같은 연구결과는 향 후 친환경적인 살충제의 개발에 화학적 기초자료로서 유익하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. The specific correlation between physicochemical properties and ecdysone-related activity in cucurbitacin analogues was investigated. Examples of cucurbitacin analogues were classified into 3 groups according their ecdysone-related activity and molecular chemicophysical parameters values such as log P, hydrophilic-lipophilic balance(H.L.B.), solubility parameter (S.P.), hydrophilic surface(H.P.S.), hydrogen bond(H.B.), dipole moment(D.M.) and Kappa 2 and distribution of electronic charge were calculated/drawn using computer program to be compared among groups. Log P, H.L.B. D.M. and Kappa 2 values of ecdysone antagonist group of cucurbitacin analogues were higher than that of hexanorcucurbitacin D, ecdysone agonist, while polarity level was similar with antagonist group and hexanorcucurbitacin D. Among ecdysteroid antagonists of cucurbitacin analogues, Log P and dipole moment showed the strong correlation with ecdysone bioactivity. Lop P value of hexanorcucurbitacin D, ecdysteroid agonist, was the same level with that of 20-hydroxyecdysone, a representative ecdysteroid found in living organisms. Among groups, molecular distribution of electronic charge was remarkably different in side chains of cucurbitacin analogues. These results could be expected to usefully contribute to the development of new eco-friendly insetisides as the basic chemical data.