The EST Study of the Peri-implanting Porcine Embryos

Inseok Kwak(곽인석) 한국생명과학회 2009 생명과학회지 Vol.19 No.5

임신초기의 배아는 peri-implantation 단계에서 매우 극적인 형태학적변화가 일어나는데, 이는 임신 인식 인자로 작용하는 배아에서 제공된 signal(s)에 의해서 시작되어지며, 나아가서 모성자궁과 배아의 상호 신호전달이 임신의 시작과 유지에 필수적인 인자로 작용한다. 배아형태의 급격한 리모델링에 관련된 세포학적, 생화학적, 유전학적 연구를 위하여, 또한 자궁과 배아의 상호 신호전달에 관여하는 잠재적 유전자 군을 발굴하기 위하여, peri-implantation 시기의 돼지배아를 이용하여 expresses sequences tag (EST) 분석을 실행하였다. 돼지배아 EST 분석으로 임신초기 특히 전 착상 단계에서 발현되는 유전자들의 카탈로그(Transcriptome)를 작성하였다. 그중에서 6개의 clone을 선택하여 그 발현 양식을 배아 및 자궁 등에서 관찰한 결과, 각각의 유전자들은 조직, 세포 유형 및 임신시기에 따른 특이적인 발현 현상을 나타내었다. 본 연구결과는, 배아와 자궁 내막에서의 유전자 발현이 임신 시기에 따라서 다이내믹한 상호 조절 작용을 하고 있음을 나타낸다. 이는 전 착상단계의 모성자궁에서 배아와 자궁 내막의 상호 신호전달이 전 착상 단계의 배아의 급격한 형태학적 변화를 가능하게하고 또한 착상에 필요한 적절한 자궁내부 환경을 제공하고 있음을 보여준다. A dramatic morphological change of embryos occurs at peri-implantation. Maternal and embryonic cross-talk during this period, initiated by signals from embryo(s), provides signals for maternal recognition of pregnancy and establishing and maintaining the pregnancy. However, the cellular, biochemical and genetic processes that direct embryo remodeling in mammalian species are not well studied or understood. In order to identify potential genes responsible for morphological change and cross-talk between embryo and uterus, an initial EST analysis was performed. A catalog of expressed genes (Transcriptome) from the d12 peri-implanting porcine embryos was constructed. Six clones were chosen from the initial ESTs for elucidation of their expression patterns during embryogenesis in early pregnancy. A number of these genes demonstrated unique expression profiles in a tissue, cell-type, and temporal fashion, indicating dynamic regulation of embryonic and endometrial gene expressions at different stages of pregnancy. Cross-talk between the embryo and endometrium of the pregnant uterus has provided a suitable micro-environment for the embryo’s rapid and dramatic morphological changing process at the peri-implantation stage.

The Effect of Estrogen on the Transcription of the Insulin-like Growth Factor-I Gene in the Uterus

Inseok Kwak(곽인석) 한국생명과학회 2009 생명과학회지 Vol.19 No.5

자궁은 임신에 필수불가결한 기관으로, 에스트로겐(E2)과 프로게스테론(P4)은 태아와 자궁 사이의 상호 신호전달을 적절하게 조절하여, 임신을 확립하게 하는 필수적 요소이다. 임신 초기 E2는 배아의 안정적인 착상을 위하여 자궁의 성장을 촉진하는 역할을 담당한다. 이 시기 자궁에서 분비되는 인슐린유사 성장인자-I(IGF-I)와 E2/P4 간의 상호 신호전달이 임신 확립에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. E2는 에스트로겐 수용체(ER)에 의해 그 작용이 결정되어지는데, 임신 돼지 자궁에서는 ER-α만이 발현됨을 증명하였다. 자궁에서 ER-α의 발현은 임신 중기나 말기보다 임신 초기 단계에서 높게 발현됨이 관찰되었다. 이는 배아에서 분비되는 E2가 ER-α의 발현을 증가시키는 역할을 함을 보여주는 결과이다. IGF-I이 E2 표적 유전자임을 증명하기 위하여 난소를 제거한 쥐에 E2/P4를 처리한 후 IGF-I의 발현을 측정한 결과, E2를 처리한 샘플에서는 IGF-I의 발현이 크게 증가하였으나, P4를 처리한 샘플에서는 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 이 결과는 E2가 자궁에서 IGF-I의 발현을 증가시키는 역할을 수행함을 직접적으로 증명하였다. 임신한 돼지의 자궁에서 임신 시기별로 IGF-I 유전자의 발현을 조사한 결과 임신 초기에 가장 높은 발현을 보였고, 이 양상은 ER-α의 발현 형태와 아주 유사한 패턴을 나타내었다. 이는 임신 자궁에서 ER-α와 IGF-I의 발현이 상호 연관되어 있으며 ER-α와 IGF-I은 E2에 의해서 조절되어지는 유전자이며, 임신초기 배아에서 분비되는 E2가 자궁에서 ER-α의 발현을 증진시키고, 나아가서 이 ER-α가 자궁에서 IGF-I 유전자의 발현을 증가시키는 역할을 함을 보여주는 결과이다. The uterus plays a critical role in pregnancy and steroid hormones, and both estrogen (E2) and progesterone (P4) especially play important roles in the cross-talk between embryos and uterus to support the pregnancy. E2 stimulates uterine growth during early pregnancy to prepare for implantation of embryos. This cross-talk during the implantation period involves hormones (E2 and P4) and growth factors, including insulin-like growth factor-I (IGF-I). In the uterus of a pregnant pig, the action of E2 is mediated by estrogen receptor-α (ER-α). The expression of ER-a was much higher in early pregnancy than in mid- and late- pregnancy, suggesting E2 secretion from embryos enhances transcription of ER-a during early pregnancy. In order to prove whether IGF-I is an E2 target gene, quantitative real-time PCR was performed on ovariectomized murine uterus with E2 and/or P4 treatment(s). Increased IGF-I mRNA expression was observed with E2 treatment, however, it was not significantly induced by P4 treatment, which clearly demonstrates that, in mice, E2 depends on the activation of uterine IGF-I gene expression. The expression of IGF-I in the uterus of pigs was much higher in early pregnancy than in mid- and late- pregnancy and these data exhibited the same expression pattern with the ER-α gene expression in the uterus. It suggests that a positive co-relationship between IGF-I and ER-α expression exists in the uterus, and that both gene expressions of IGF-I and ER-α are regulated by E2. It further suggests that uterine the IGF-I gene expression might be initiated by E2 secreted from embryos to increase ER-α gene expression, and that this increased ER-α further stimulates the expression of IGF-I in the uterus during early pregnancy.

Repression of CCSP Expression by KLF4

Inseok Kwak(곽인석) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.12

클라라 세포에 의해 생산되는 클라라 세포 분비 단백질(CCSP)은 폐를 염증으로부터 보호하는데 중요한 역할을 한다. 이 연구는 CCSP 유전자 발현에 관여하는 프로모터 부위에서 repressor에 결합할 수 있는 cis-element를 밝히는데 있다. DNaseI footprinting법을 사용하여 mCCSP 프로모터의 -812에서 -768 bp (45 bp) 사이에서 3 개의 보호된 motif를 찾았고, 그 중 하나인 D3 모티프(GCCTGGGAA)는 다른 3 가지 동물들과 염기서열이 100% 일치하였다. 45 bp를 사용한 EMSA 분석에서 D3 모티프(GGCCTGGGAA)는 45 bp에 높은 경쟁을 보였으나, 변이된 D3 모티프가 (GGAATGTTAA)를 사용되었을 때, 경쟁은 상당히 감소되었다. 이는 mCCSP 프로모터의 45 bp의 D3 모티프가 단백질과 DNA 상호 작용을 위한 중요한 element임을 시사한다. -756-Luc과 -812-Luc을 이용한 transient transfection 분석 결과, -756-Luc은 -812-Luc보다 CCSP의 발현이 현저하게 감소되었다. 이는 mCCSP 프로모터의 45 bp부위가 repressor의 결합 부위로서 기능을 할 수 있음을 의미한다. -812-Luc에 KLF4를 co-transfection한 결과, KLF4는 CCSP 발현을 현저하게 저해(repression)함을 밝혔다. 그러나 -768-Luc이 사용되었을 때 KLF4에 의한 repression은 관찰되지 않았다. 이것은 KLF4가 CCSP 유전자의45 bp에 결합할 수 있고, 전사 억제자 역할을 하여 mCCSP 발현을 억제 할 수 있음을 명확히 보여 준다. 또한 이는 45 bp 중, D3 모티프가 KLF4의 결합에 강하게 관여 함을 시사한다. 이 반응에 KLF4에 대한 항체가 첨가되었을 때는 super-shifted 밴드가 관찰되었으나, SP1에 대한 항체가 사용되었을 때는 관찰되지 않았다. 이는 KLF4가 CCSP 프로모터의 45 bp 영역에 결합하여 repressor기능할 수 있고, D3 모티프가 KLF4의 특이적 결합에 관여 할 수 있음을 시사한다. Clara cell secretory protein (CCSP) plays an important role in protecting the lungs from inflammation. This research focuses on identifying the cis-element for binding the repressor of CCSP gene expression. A DNase I footprinting experiment revealed three protected regions between -812 and -768 bp (45 bp) of the mCCSP promoter. One motif (D3: GCCTGGGAA) was 100% conserved across rat, hamster, and human. The addition of excess amounts of the D3 motif exhibited high competition within that 45 bp range in an electrophoretic mobility shift assay. However, when mutated D3 (GAATGTTAA) was used, the competition was significantly reduced. This demonstrates that the D3 motif within that 45 bp region of the mCCSP promoter is an important site for the protein-DNA interaction. Transient transfection assays with -756 Luc resulted in highly decreased expression of CCSP than those with -812 Luc, suggesting that the 45 bp could function as a binding site for the repressor. Co-transfection of KLF4 exhibited significant repression of the -812 Luc but not the -768 Luc which clearly shows that KLF4 might function as a repressor for the CCSP gene and also suggests that the D3 motif is strongly involved in the binding of KLF4. In addition, when anti-KLF4 antibody was added, super-shifted bands were observed. This result demonstrates that KLF4 could function as a repressor by binding to this 45 bp region of the CCSP promoter and that the D3 motif might be involved in the specific binding of KLF4.

Animal Models for the IGF-1 Signal System in Longevity

Inseok Kwak(곽인석) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.10

장수 또는 노화에 관한 연구는 여러 가지 유전적 요인과 생리학적 및 환경 요인들의 복잡한 조합에 의해 결정되므로, 이와 관련된 연구는 매우 흥미로운 분야이나 또한 어려운 주제이다. 지난 수십 년 동안 장수 또는 노화에 관여하는 분자 메커니즘을 찾기 위하여 동물 모델을 사용한 유전학적 접근법으로, 특이적 유전자를 결손 시키는 연구는 귀중한 도구임이 입증되었다. 장수에 관한 첫 번째 연구는 꼬마선충의 돌연변이체에서 발견되었으며, 이 선충의 인슐린/인슐린유사 성장인자-1 회로가 장수에 관여함이 밝혀졌다. 인슐린유사 성장인자-1은 인슐린과 유 사한 아미노산 서열을 가진 폴리펩타이드로, 세포의 정상적인 성장과 발달에 관여한다. 이 발견 이후 인슐린/인슐린유사 성장인자-1 회로에 관여하는 많은 인자들이 선충과 초파리 연구에서 장수에 관여함이 밝혀졌다. 또한 특이적 유전자를 결손 시킨 생쥐 모델을 이용한 연구에서도 인슐린/인슐린유사 성장인자-1 회로뿐 아니라 성장 호르몬/인슐린유사 성장인자 회로도 장수에 관여함이 지난 수십 년 동안의 연구결과로 밝혀졌다. 간 조직 특이적으로 인슐린유사 성장인자-1 유전자를 결손 시킨 생쥐모델을 이용한 최근의 연구 결과에 의하면 인슐린유사 성장인자-1 자체도 장수에 관여함이 최초로 밝혀졌으며, 이는 인슐린유사 성장인자-1 회로가 무척추동물뿐 아니라 척추동물에서도 장수에 관여함을 명백하게 보여주는 결과이다. 장수를 조절하는 분자 메커니즘은 아직 완전하게 설명되지 않지만, 감소되어진 인슐린유사 성장인자-1의 신호가 장수와 노화의 조절에 중요한 역할을 하며, 인슐 린유사 성장인자-1 회로에 관여하는 여러 가지 유전자들의 장수에서의 역할을 유전자 조작된 생쥐모델을 이용하여 집중적으로 검토하려 한다. Longevity is an exciting but difficult subject to study because it is determined by complex processes that require the coordinated action of several genetic factors as well as physiological and environmental influences. Genetic approaches have been applied to animal models to identify the molecular mechanism responsible for longevity. Several experimental model organisms obtained over the last decades suggest that the complete deletion of a single gene by gene targeting has proven to be an invaluable tool for the discovery of the mechanisms underlying longevity. The first discovery of long-lived mutants came from Caenorhabditis elegans research, which identified the insulin/IGF-1 pathway as responsible for longevity in this worm. IGF-1 is a multifunctional polypeptide that has sequence similarity to insulin and is involved in normal growth and development of cells. Several factors in the IGF-1 system have since been studied by gene targeting in the control of longevity in lower species, including nematode and fruit fly. In addition, significant progress has been made using mice models to extend the lifespan by targeted mutations that interfere with growth hormone/IGF-1 and IGF-1 signaling cascades. A recent finding that IGF-1 is involved in aging in mice was achieved by using liver-specific knockout mutant mice, and this clearly demonstrated that the IGF-1 signal pathway can extend the lifespan in both invertebrates and vertebrate models. Although the underlying molecular mechanisms for the control of longevity are not fully understood, it is widely accepted that reduced IGF-1 signaling plays an important role in the control of aging and longevity. Several genes involved in the IGF-1 signaling system are reviewed in relation to longevity in genetically modified mice models.

Molecular Cloning and Characterization of Bovine CYP26A1 Promoter

Inseok Kwak(곽인석) 한국생명과학회 2016 생명과학회지 Vol.26 No.1

레티노산(RA)는 많은 유형의 세포에서 성장 및 발달에 중요한 역할을 수행하며 생체 활성화에 적합한 RA의 농도는 CYP26A1 등 여러 가지 효소에 의해 조절된다. CYP26A1의 발현은 RA에 의해서 조절되며 CYP26A1는 RA에 반응하는 유전자 중 하나이다. CYP26A1 유전자 클로닝은 여러 동물에서 보고되어 있지만, 소에서 CYP26A1 유전자의 클로닝은 아직 보고되지 않았다. 소로부터 CYP26A1의 프로모터 부위를 중합효소 연쇄반응을 이용하여 클로닝 한 후 다른 동물과 염기 서열 비교분석 결과 RARE DR-5 (TGAACTttgggTGAACT)의 존재를 확인하였고, DR-5의 염기서열은 분석한 종 에서 완전히 일치하였다. DR-5 motif를 함유한 소의 CYP26A1 프로모터 부위를luciferase리포터 유전자에 결합한 후 transient transfection에 의해 promoter 발현을 분석하였다. 폐 유래 세포주인 MTCC 세포에서 CYP26A1 promoter의 발현은 ATRA의 처리에 의하여 촉진되었다. CYP26A1 유전자의 발현은 ATRA 의존적으로 RAR-α 및 RAR-β에 의하여 현저하게 촉진되었다. 그러나 RAR-γ나 RXR-γ는 CYP26A1 발현에 별다른 영향을 미치지는 않았다. 또한 MTCC 세포주가 생산하는 내인성 CYP26A1 유전자 발현을 Q-RT-PCR로 분석한 결과 1-2일간의 ATRA 처리에 의해서는 현저한 영향을 받지 않으나, 3일 동안 ATRA를 처리한 샘플에서는 CYP26A1의 발현이 현저하게 감소하였다. 결론적으로, 소의 CYP26A1유전자의 프로모터 부위에 존재하는 DR-5 RARE는 RAR-α 및 RAR-β의 결합부위로 작용하여 MTCC 세포에서 CYP26A1 유전자 발현 조절과 RA signal의 조절에 관여하는 것을 확인하였다. The retinoic acid (RA) plays an important role in the growth and development of many cells, and bioactive RA concentration is regulated by several enzymes, including CYP26A1. The expression of the CYP26A1 gene is regulated by RA, and the CYP26A1 gene is one of the candidates for RA-responsive genes. Although CYP26A1 genes are cloned from several animals, cloning of the CYP26A1 gene from cows has not been reported yet. The promoter region of CYP26A1 from cows was cloned by PCR and analyzed by sequence alignment with human and mouse CYP26A1. The RA-responsive element (RARE), DR-5 (TGAACTttgggTGAACT), was located in this region and was perfectly conserved. The promoter region of bovine CYP26A1, which contains DR-5, was ligated to the luciferase reporter gene on transient transfection assays. The expression of CYP26A1-Luc promoter was activated by ATRA treatment in lung-derived mtCC cells. Co-transfection with RAR-α or -β with ATRA significantly activates the expression of CYP26A1-Luc promoter; however, it was less effective with either RAR-γ or RXR-γ. In addition, the endogenous gene expressions measured by Q-RT-PCR in mtCC cells were not significantly affected by ATRA treatment for 2 days; however, the expression of the endogenous CYP26A1 gene was diminished sharply at day 3 with ATRA treatment. In conclusion, the promoter region of bovine CYP26A1 contains conserved DR-5 RARE, which functions as a binding site for RAR-α or –β, and it is involved in the regulation of CYP26A1 gene expression and the control of RA signaling in mtCC cells.

Roles of Steroid Receptor Coactivator-3 and TTF-1 in Lung Development and Lung Cancer

Inseok Kwak(곽인석) 한국생명과학회 2015 생명과학회지 Vol.25 No.12

Steroid Receptor Coactivator (SRC)는 스테로이드 수용체 전사 활성화 단백질로, 이중에서 SRC-3는 많은 종류의 종양과 관련하여 연구되었다. 그러나 현재 배아에서의 폐의 분화와 폐암 진행과정에서 SRC-3의 기능적 역할에 대한 연구는 제한적이다. 본 연구는 SRC-3가 생쥐 배아의 폐 분화과정에서 기관지와 폐포의 분화에 중요한 역할을 함을 보여준다. 높은 레벨의 SRC-3 유전자 발현이 클라라 세포와 type II 세포에서 배아발달 말기 시기인 E17.5- E18.5에서 관찰되었으며, 성체 생쥐의 폐에서도 클라라 세포와 type II 세포에서 SRC-3 유전자 발현이 관찰되었다. SRC-3의 폐암에서의 역할을 연구하기 위하여 클라라 세포 특이적 폐암 생쥐 모델을 이용하여 관찰한 결과, SRC-3 잡종 생쥐의 폐와 클라라 세포 특이적 종양 생쥐의 폐에서 TTF-1 유전자와 SRC-3 유전자는 공동 발현되었다. 위 모델에서 TTF-1 유전자 발현은 클라라 세포 유래 종양부위와 다발성 선암 영역에서 선명하게 관찰되었지만, SRC-3 유전자 발현은 다발성 선암 부위에서는 관찰되지 않았다. 이 결과로 SRC-3가 폐암 진행과정 중 침윤성에는 중요한 역할을 수행하지 않음을 확인하였다. SRC-3와 TTF-1의 폐암에서 역할을 클라라 세포 특이적 암 세포주인 mtCC 세포를 사용하여 transient transfection 분석한 결과, TTF-1는 클라라 세포 특이적 단백질인 CCSP 유전자 발현을 현저하게 활성화하였으나, SRC-3는 CCSP 유전자 발현의 활성화에 중요하게 관여하지 않음을 확인하였다. 이 결과는 SRC-3가 폐암 진행에 필수적인 역할을 수행하는 단백질이 아님을 제시한다. 결론적으로, SRC-3는 생쥐 배아와 성체 생쥐에서 기관지와 폐포의 분화에 중요한 역할을 수행하지만, 클라라 세포 유래의 폐암 진행과정에서는 SRC-3는 중요한 역할을 수행하지 않는다. Steroid receptor coactivators (SRC) are transcriptional coactivators. Among SRCs, SRC-3 is the most studied in relation to different types of tumors. However, the role of SRC-3 in early lung development and lung cancer has not been well studied. The expression profiles of SRC-3 showed that SRC-3 contributed to bronchial and alveolar development in embryonic lung development. SRC-3 was strongly expressed in Clara cells and type II alveolar cells during fetal lung development (E17.5- E18.5), and SRC-3 was expressed in both cell types in the adult lung. TTF-1 was expressed in the lungs of heterozygote SRC-3 mice and Clara cell-specific-CCSP-TAg tumor mice, along with SRC-3 expression. The expression of TTF-1 was localized at transformed Clara cells and multifocal adenocarcinomas in lung cancer mice. However, SRC-3 was not expressed in the multifocal adenocarcinomas, suggesting that SRC-3 might not be involved in the invasiveness of lung cancer. Cotransfection of TTF-1 in Clara cell-specific mtCC cell lines resulted in significant activation of CCSP expression. However, cotransfection of SRC-3 had no significant effects on transient transfection. These in vivo and in vitro results suggest that SRC-3 does not play a significant role in lung tumor progression. In conclusion, SRC-3 is involved in bronchial and alveolar development in fetal and adult lungs, but it does not play an important role in the progression of Clara cell-derived lung cancer.

유방암 세포 주 MCF-7에서의 녹차 추출물이 p53 경로에 미치는 영향

곽인석(Inseok Kwak) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.11

녹차(GT) 추출물의 효과를 인간 유방암 유래 세포인 MCF-7 세포를 사용하여 조사 하였다. GT추출물의 세포독성 효과를 MTT 방법을 사용하여 관찰한 결과, MCF-7 세포는 현저한 세포 독성 효과를 보였고, 이 독성 효과는 GT추출물 농도 의존적으로 증가하였다. p53과 관련 단백질인 p21/cip1과 CDK2의 연관성을 조사하기 위해 GT추출물 처리 후 웨스턴 분석법을 통해 이들 단백질의 발현을 조사하였다. GT추출물 처리 후, MCF-7 세포에서 p53단백질의 양은 농도에 따라 현저하게 증가 하였다. p21/cip1 단백질의 발현은 낮은 농도의 GT추출물에서 증가되며, 고농도에서도 감소하지 않았다. 그러나 CDK2의 단백질의 양은 높은 농도의 GT추출물에서 CDK2 발현의 급격한 감소가 관찰되었다. 이 결과는 GT추출물의 처리는 MCF-7 세포에서 p53와 p21/cip1를 증가시켜, 그 결과로 활성화 된 p21/cip1는 CDK2의 발현을 억제 함을 나타내고 있다. GT추출물이 MCF-7 세포의 세포주기에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위하여 FACS 분석으로 관찰한 결과, MCF-7 세포에서 세포주기의 G1 단계가 점차 증가하는 결과를 보였다. 이 결과는 GT추출물의 유방암 세포에서의 항암 효과는 세포주기의 G1 단계에서 MCF-7 세포를 정지시키는 p53에 의해 조절된다는 사실을 명확하게 보여 주고 있다. The effects of a green tea extract (GTE) were examined using the MCF-7 human breast cancer cell line. Cell viability assays using 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assays revealed that GTE had a significant cytotoxic effect on MCF-7 cells, depending on the concentration of GTE. Western blotting of p53 and its related proteins, p21/cip1 and CDK2, after GTE treatment revealed that a significant and concentration dependent increase in p53 protein in response to GTE. The levels of p21/cip1 proteins were also increased at low GTE concentrations were significantly increased even at the highest GTE concentrations. However, the level of CDK2 was significantly decreased by treatment with high concentrations of GTE. These results indicate that treatment with GTE increased the p53 level in MCF-7 cells, and this activation of p53 markedly elevated the levels of p21/cip1proteins, which, in turn, inhibited CDK2 expression in the MCF-7 cells. The inhibition of CDK2 expression might then affect cell cycle progression. Subsequent FACS analysis indicated that GTE treatment the gradually increased progression of the MCF-7 to the G1 phase. These results clearly demonstrate that the anti-tumor effect of GTE in MCF-7 cells is regulated by p53 arrest of the MCF-7 cells at the G1 stage of cell cycle.

해양으로부터 fucoidan 분해세균의 분리 및 특성

이유리(Yu-Ri Lee),임종민(Jong Min Lim),김기영(Ki-Young Kim),문성배(Sung-Bae Mun),곽인석(Inseok Kwak),손재학(Jae Hak Sohn) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.12

Ecklonia cava로부터 얻어진 fucoidan을 분해하는 해양세균은 해수로부터 분리하였다. 이 균주의 조효소는 pH8과 50℃에서 fucoidan을 효율적으로 분해하였다. Crude fucoidanase는 1% (w/v) fucoidan 반응액에서 24시간내에 약 7.1%를 가수분해하였으며 반응산물로서 endo-type 가수분해에 의한 oligosaccharide를 생산하였다. 16SrRNA 유전자 염기서열분석과 생화학적 시험의 결과로부터 SB 1493균주는 잠정적으로 Pseudoalteromonas sp.로 동정하였다. A marine bacterial strain that degraded fucoidan from Ecklonia cava was isolated from seawater. The crude fucoidanase of this strain efficiently degraded fucoidan at pH 8 and 50℃. The crude enzyme hydrolyzed 7.1% (w/w) fucoidan within 24 hrs from an 1% (w/v) fucoidan solution and produced oligosaccharides by endo-type hydrolysis as the reaction products. The results of 16S rRNA gene sequence analysis and biochemical tests permitted a tentative identification of strain SB 1493 as a Pseudoalteromonas species.

Antioxidative Activity of Cornus officianalis Extracts Obtained by Four Different Extraction Techniques

Eun-Bi Park(박은비),Hye-Sun Kim(김혜선),So-Yun Shin(신소연),In-Ae Ji(지인해),Ji-Hyun Kim(김지현),Sung-Goo Kim(김성구),Byung Hong Yoo(유병홍),Byung-Woo Kim(김병우),Inseok Kwak(곽인석),Moon-Moo Kim(김문무),Kyung Tae Chung(정경태) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.11

산수유는 다양한 생리적 기능을 가지는 것으로 보고되어 있으며 또한 최근에 관심의 증가로 산수유로부터 유효성분의 추출 방법 개발은 산업적으로 매우 중요하며, 유효성분의 존재 여부를 분석하는 것은 산업적 상품의 진위와 품질을 판정하는데 중요한 수단이 된다. 본 연구는 loganin을 지표 물질로 하여 산수유로부터 유효성분을 추출하는 여러 방법을 비교 분석하였으며, 각 방법에 따라 추출한 시료의 기능성의 차이를 항산화 작용으로 분석하였다. 산수유로부터 항산화 성분을 추출하기 위하여 네 가지 방법을 적용하였다. 추출된 유효성분 지표물질로 loganin의 함량을 HPLC로 분석하였을 때 열수를 사용한 추출 방법이 알코올 추출 또는 효소 처리 방법 보다효율적인 결과를 보여 주었다. 각 추출 시료의 항산화 기능은 DPPH radical 소거능, hydrogen peroxide scavenging assay, reducing power 측정으로 분석하였다. 추출 방법에 따라 항산화 기능이 차이가 있었으며, 열수 추출 시료가 DPPH radical 소거능과 hydrogen peroxide scavenging 효과가 우수하였고, 효소 처리 추출 시료는 reducing power가 우수하게 나타났다. 추출 방법에 따라 시료에 함유된 성분의 차이가 항산화 기능이 차이와 연관이 있다고 생각된다. 이 연구에서 얻은 결과는 산수유는 대조군으로 사용한 vitamin C에 준하는 항산화 성분을 함유하고 있으며, 이들 성분은 열수 추출 방법으로 효율적으로 추출되었으며, 열수 추출 방법은 산업적으로 응용 될 수 있음을 제시하고 있다. Oxidative stress leads to damage in all components of the cell, including proteins, lipids, and DNA due to imbalance between reactive oxygen species production and cellular detoxification. Phytochemicals are well-known to contain antioxidants, and their physiological role has been intensively studied. The fruit of Cornus officianalis has been used in oriental medicine and has been reported to have many functions. In this study, four different extraction techniques were applied to extract functional components from the fruit of Cornus officianalis, and the content of loganin, which is an antioxidant having DPPH radical and hydrogen peroxide scavenging activity and reducing power, was analyzed in each extract. Extraction techniques employed in this study were heat extraction by water, 70% ethanol extraction, enzyme treatment, and combination of enzyme treatment and heat extraction by water. All extracts contained 11.8-18.0 mg/g loganin and showed antioxidation function assayed by measuring DPPH radical and hydrogen peroxide scavenging activity and reducing power. Among them, heat extraction was the most effective technique, showing a maximum amount of loganin (18.0 mg/g) and antioxidative activity at 100 mg/ml concentration. Each extract showed very low cytotoxicity up to at 500 mg/ml but 10-20% cytotoxicity at 1,000 mg/ml by in vitro MTT assay.