작잠 실크 피브로인에 의한 in vitro 상처 회복 효과 및 에탄올 처리에 따른 작잠 실크 피브로인 스폰지의 구조 전이

이광길 ( Kwang Gill Lee ),조유영 ( You Young Jo ),여주홍 ( Joo Hong Yeo ),이희삼 ( Heui Sam Lee ),김기영 ( Kee Young Kim ),김현복 ( Hyun Bok Kim ),김안숙 ( An Sook Kim ),김성곤 ( Seong Gon Kim ),권해용 ( Haeyong Kweon ) 한국잠사학회 2014 한국잠사곤충학회지 Vol.52 No.1

작잠 누에고치를 정련한 후 질산칼슘4수화물의 용융액을 사용하여 재생 작잠 실크피브로인 스펀지를 제조하였다. 작잠 실크피브로인은 280 nm에서 tyrosine 잔기 등에 기인한 흡광대를 나타내었다. 작잠 실크피브로인 스펀지를 에탄올 농도별로 처리한 후 구조 전이를 관찰한 결과 80%에탄올 처리시에는 β-sheet 구조(700 cm-1), α-helix 구조 (625 cm-1), 그리고 random coil (660 cm-1) 구조가 공존하는 것으로 나타났다. 또한 작잠 실크피브로인을 이용한 in vitro 상처회복실험 결과 실크피브로인의 첨가에 의하여 상처회복 효과가 인정되었다. Regenerated Antheraea pernyi silk sponge was prepared using calcium nitrate 4 hydrate melt and examined the conformational changes treated with aqueous ethanol solution. The conformation of silk sponges was changed from random coil structure to β-sheet and α-helix conformation with low ethanol concentration (50 ~ 70%). On the other hand, that of silk sponges with 80% ethanol treatment showed β-sheet (700 cm?1), α-helix (625 cm?1), and random coil (660 cm?1) specific peaks. Wound healing effect in vitro was observed by cytoslective wound healing kit. Therefore, regenerated Antheraea pernyi silk sponges might be used as promising wound dressing materials.

<논문(論文)> : 천잠 누에고치의 일반 성상

이광길 ( Kwang Gill Lee ),정다은 ( Da Eun Chung ),김기영 ( Kee Young Kim ),조유영 ( You Young Jo ),김현복 ( Hyun Bok Kim ),김성국 ( Sung Kuk Kim ),권해용 ( Haeyong Kweon ) 한국잠사학회 2015 한국잠사곤충학회지 Vol.53 No.1

국내에서 생산한 천잠 누에고치의 일반 특성을 고찰한 결과 국내산 천잠 누에고치는 연두색 고치를 지으며, 층상구조를 가지고 있었다. 천잠 누에고치는 외피는 연두색이었고 내피는 흰색을 나타내어 천잠 누에고치의 색상을 나타내는 색소 성분은 외피에 존재하였다. 천잠 누에고치는 고치층의 무게는 0.528 g, 견층두께는 0.424 mm로 측정되었다. 천잠 누에고치를 구성하는 주요 아미노산은 알라닌, 글리신, 세린, 아스파르트산, 티로산, 아르기닌 순으로 나타났으며, X-선 회절분석 결과 2θ = 16.8°, 20.4° 부근에서 강한 회절 피크와 2θ = 15.0°, 24.3°, 30.0° 부근에서 날카로운 회절 피크를 나타내었다. 천잠 누에고치는 폭이 20 μm 정도인 섬유가 적층된 구조를 가지고 있으며, 고치의 안쪽과 바깥쪽에 흰색 결정을 가지고 있었다. 천잠 누에고치의 최대 열분해 온도는 370℃ 부근이었다. 이러한 천잠 누에고치에 대한 연구 결과는 향후 천잠 누에 고치를 이용한 소재 개발의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. Antheraea yamamai silkworm cocoon is considered as a natural biocompatible materials, but can not be used as medical resources due to its difficult processability. In this study, we examined the general characteristics including cocoon shell weight and structural and thermal properties of Antheraea yamamai silkworm cocoon. The cocoon shell weight and thickness of wild silkworm cocoon was 0.528 g and 0.424 mm, respectively. The cocoon has yellow-green color in outside cocoon but white in inner layer cocoon. Amino acid analysis showed that the main amino acid of Antheraea yamamai cocoon is alanine, glycine, serine, aspartic acid, tyrosine and arginine. X-ray diffractometry showed that strong diffraction peaks at 2θ = 16.8°, 20.4°, corresponded to β-sheet structure and sharp diffraction peaks at 2θ = 15.0°, 24.3°, 30.0° due to the presence of calcium oxalate on cocoon surface. Antheraea yamamai cocoon was degraded at 370℃ These results might be used as basic information for development of non-textile materials using Anthereae yamamai silkworm cocoon.

물리적 분쇄에 의한 세리신 분말의 특성

이광길 ( Lee Kwang Gill ),권해용 ( Kweon Hae Yong ),이용우 ( Lee Yong Woo ),여주홍 ( Yeo Joo Hong ),우순옥 ( Woo Soon Ok ),조종수 ( Cho Chong Su ),김기호 ( Kim Ki Ho ) 한국잠사학회 2002 한국잠사곤충학회지 Vol.44 No.2

고온고압법으로 추출한 세리신을 동결건조한 후 가정용 믹서기, 볼밀, 울트라밀 등을 사용하여 물리적으로 분쇄하여 제조한 세리신 분말의 구조 특성을 살펴보기 위하여 아미노산 조성 분석, 적외선 분광분석, X-선 회절분석, 열분석 등을 행한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 물리적 방법으로 분쇄하여 제조한 세리신 분말의 수율은 60% 정도였으며 물에 대한 용해도는 50% 정도로 대조로 사용한 세리신 스폰지(98%)에 비하여 낮은 값을 나타내었다. 2. 물리적 분쇄조건에 따라 세리신 분말의 크기를 조절할 수 있었다. 3. 세리신 분말의 아미노산 조성을 분석한 결과 물리적 방법으로 분쇄하여 제조한 세리신 분말의 염기성 아미노산인 아르기닌의 함량이 대조(3.73)에 비하여 0.03∼0.07로 현저하게 낮은 값을 나타내었다. 4. X-선 회절 분석 결과 물리적 분쇄에 의하여 세리신 분자의 규칙성에 영향이 있는 것으로 나타났으나, 적외선 분광 특성이나 시차열특성에는 큰 영향을 미치지 못하였다. Silk sericin powder was prepared by mechanical teatment from cutted-cocoon extract of Bombyx mori silkworm. The physical and structural characteristics of sericin powder were investigated by instrumental analysis. The solubility of sericin powder was decreased nearly half of sericin lyophilized. Amino acid analysis showed that arginine content was decreased from 3.72% to 0.03~0.07%. XRD showed that molecules of sericin were somewhat regularly arranged by mechanical treatment. On the other hand,k FT-IR showed the molecular vibration of silk sericin was not induced by mechanical treatment. Thermal properties also did not changed.

Calcium Nitrate/에탄올 혼합 용액에 의한 작잠견사(繭絲)의 용해

이광길 ( Kwang Gill Lee ),조유영 ( You Young Jo ),여주홍 ( Joo Hong Yeo ),이희삼 ( Heui Sam Lee ),김기영 ( Kee Young Kim ),박광영 ( Kwang Young Park ),권해용 ( Hae Yong Kweon ) 한국잠사학회 2013 한국잠사곤충학회지 Vol.51 No.1

Antheraea pernyi silkworm is one of typical wild silkworms, which spins a tawny color cocoon. The cocoon has been used as a resource for textile material due to strong chemical stability and good mechanical properties. In this study, to increase the solubility efficiency of A. pernyi silk fibroin, the composition of dissolution solvent were examined. Calcium chloride tertiary system, normally used for dissolution of Bombyx mori silk fibroin, does not act on A. pernyi silk fibroin. Calcium nitrate system dissolves A. pernyi silk fibroin, and calcium nitrate ethanol system do more easily than calcium nitrate system. Amino acid composition of A. pernyi silk fibroin obtained after dissolution is mainly composed of alanine, glycine, and serine. A. pernyi silk fibroin would be used for non-textile applications near future.

실크 단백질의 산업적 이용 연구

이광길(Kwang-Gill Lee),여주홍(Joo-Hong Yeo),이용우(Yong-Woo Lee),권해용(Hae-Yong Kweon),우순옥(Soon-Ok Woo),한상미(Sang-Mi Han),김종호(Jong-Ho Kim) 한국식품과학회 2003 식품과학과 산업 Vol.36 No.3

세리신 단백질의 생리활성과 피부친화성 탐색

이광길 ( Lee Kwang Gill ),여주홍 ( Yeo Joo Hong ),이용우 ( Lee Yong Woo ),권해용 ( Kweon Hae Yong ),김종호 ( Kim Jong Ho ) 한국잠사학회 2001 한국잠사곤충학회지 Vol.43 No.2

실크 세리신 단백질을 추출정제하여 새로운 기능성 소재로 활용하기 위하여 세리신 추출법에 따른 세리신의 특성을 분석하고 약리효능과 피부친화성 소재로의 응용 가능성을 관능평가를 통하여 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 실크 세리신 단백질을 효과적으로 추출하는 방법은 NaOH(0.02wt.%)로 처리하는 방법과 질소공기 하에서 식용효소인 Flavourzyme 3%로 처리하는 방법이 연감율 25wt.% 내외로 거의 100% 세리신을 회수하엿다. 2. 추출된 세리신의 분자량 분포는 10,000-30,000 범위였으며 용해도는 90 wt.% 이상이었다. 또한 Actinase 등 단백질 분해 효소로 처리하여 분자량 2,700-4,200의 저분자화 세리신을 얻을 수 있었으나 아미노산 조성은 고온고압 추출 세리신과 큰 차이가 없었다. 3. 세리신의 항산화, 혈당강하 및 알콜대사에 미치는 영향을 살펴본 결과 유의성있는 항산화 효과를 나타내지는 않았으나 세리신 투여시 sucrose와 maltose에 의하여 유발되는 혈당을 각각 62.6%, 41.5% 낮추는 효과를 나타내었다. 4. 피부친화성 소재로서 세리신의 활용가능성을 검토하기 위하여 중금속 함량을 측정한 결과 활성탄이나 wool filter를 이용함으로서 효과적으로 중금속을 제거할 수 있었으며, 세리신을 포함한 비누와 입욕제에 대한 관능평가 결과 세정력, 기포성, 세면후 피부보습성 등이 우수한 것으로 판정되어 실크 세리신 단백질은 피부친화성 미용 소재로 적용이 가능할 것으로 확인되었다. Silk sericin protein was extracted by treatment with enzyme or NaOH solution from raw silk and cutted-cocoon shell. The extracted sericin was characterized and examined the functional properties as well as subjective properties for its use as a soap and a body cleaner. The optimum extraction conditions on specimen are NaOH(0.02wt.%) or exzyme, Flavourzyme 3% under N2 gas. Molecular weights of sericin was decreased by treatment with enzyme, Actinase, from 10,000-30,000 to 2,700-4,200. Sericin showed important bioactive properties, for instance, lowering effect on blood glucose and alcohol. Subjective test of sericin soap and body cleaner showed superior in washability, foamability, and skin hydration, etc., to commercial soap and body cleaner. Therefore, it is though that silk sericin can be expected as the source of bioactive and skin-compatible materials.

Silk Fibroin Gel의 제조조건에 따른 구조특성

이광길 ( Kwang Gill Lee ),이용우 ( Young Woo Lee ),여주홍 ( Joo Hong Yeo ),남진 ( Jin Nam ),권해용 ( Hae Young Kweon ),박영환 ( Young Hwan Park ) 한국잠사학회 1999 한국잠사곤충학회지 Vol.41 No.1

가잠 가수분해물에 의한 학습력 개선 및 두뇌의 혈류변화와 글루코스 사용정도의 긍정적 변화

이상형 ( Sang Hyung Lee ),김용식 ( Yong Sik Kim ),김성수 ( Sung Su Kim ),강용구 ( Yong Koo Kang ),이무열 ( Moo Yeol Lee ),이광길 ( Kwang Gill Lee ),여주홍 ( Joo Hong Yeo ),이원복 ( Won Bok Lee ),김대경 ( Dae Kyong Kim ) 한국잠사학회 2004 한국잠사곤충학회지 Vol.46 No.2

호박벌 일벌독의 성분 분석 및 생리활성 탐색

한상미,이광길,여주홍,권해용,우순옥,윤형주,김미애,김원태,백하주,Han, Sang-Mi,Lee, Kwang-Gill,Yeo, Joo-Hong,Kweon, Hae-Yong,Woo, Soon-Ok,Yoon, Hyung-Joo,Kim, Me-Ae,Kim, Won-Tae,Baek, Ha-Ju 한국응용곤충학회 2007 한국응용곤충학회지 Vol.46 No.2

호박벌 일벌독의 성분과 생리활성을 규명하기 위하여 단백질 성분분석과 암세포 생육 저해 효능, 항균력을 검토하였다. 이차원단백질 분석을 통해 호박별의 일벌독은 63개의 단백질이 존재하는 것으로 확인되었으며, 가장 많은 함량을 보이는 3개의 단백질을 염기서열 분석하였다. 그러나 이들 성분은 아직 밝혀지지 않은 성분으로 판단되었다. 호박벌 일벌독의 암세포 (간암; Hep3B, 폐암; A549, 유방암; BT-20, 위암; AGS) 에 대한 생육 저해능은 시료 농도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보이며 100ng/ml에서 간암세포 (Hep3B) 에 대한 생육 저해능이 55%로 가장 높았다. 항균활성에 E. faecium 과 S. sonnei에 대하여 최소발육억제농도와 최소살균농도 모두 각각 0.256ug/ml 로 강한 항균활성을 나타내었으며, 그 외의 피검균에 대해서도 비교적 높은 활성을 보였다. 이상의 결과로부터 호박벌 일벌독의 성분은 다른 벌의 독성분과는 차이를 보이며, 그 생리활성에 있어 약리학적 이용이 가능할 것으로 판단되었다. Pure Bombus ignitus venom samples were submitted to two-dimensional gel electrophoresis. A total of 64 excised spots were analyzed by mass spectrometry. Three main proteins resulted in the identification have not been described in other bee venoms before. Dose-dependence against human carcinoma (Hep3B, BT-20, A549 and AGS) were observed from 1ng/ml to 100ng/ml. Expecially, the treatment of 100ng/ml B. ignitus venoms showed the highest cytotoxicity with 55% against hepatocellular carcinoma (Hep3B). The B. ignitus venoms showed strong antimicrobial activities against Enterococcus faecium and Shigella sonnei, and practically antimicrobial activity against the other microorganisms tested. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of E. faecium and S. sonnei, were 0.256ug/ml, respectively.

실크단백질의 식이 공급이 아토피 피부염 동물 모델 NC/Nga Mice 피부의 세라마이드 함량 및 관련인자 발현에 미치는 영향

박경호,최영심,김현애,이광길,여주홍,정도현,김성한,조윤희,Park, Kyung-Ho,Choi, Young-Sim,Kim, Hyun-Ae,Lee, Kwang-Gill,Yeo, Joo-Hong,Jung, Do-Hyun,Kim, Sung-Han,Cho, Yun-Hi 한국식품영양과학회 2007 한국식품영양과학회지 Vol.36 No.5

본 연구에서는 아토피 피부염 동물 모델인 NC/Nga mice에 실크단백질 sericin과 fibroin을 식이 공급 후 피부의 세라마이드 함량 및 관련인자 발현 변화를 정상대조군인 BALB/c mice 및 아토피 피부염 대조군과 비교 분석하였다. 세라마이드 함량은 아토피 대조군인 CA군이 정상대조군 C군보다 현저히 낮았으나, 정제된 건조 분말을 별다른 처리 없이 그대로 실크단백질 sericin을 식이공급한 S군은 정상대조군인 C군 이상의 수준으로 높였으며, 실크단백질 fibroin(F군)은 세라마이드 함량을 정상대조군 수준이상으로 올려주지는 못하였다. 세라마이드 합성효소인 SPT의 mRNA 및 protein 발현은 아토피 대조군인 CA군은 정상대조군인 C군보다 높았으나, 실크단백질 공급군인 S군 및 F군은 모두 정상대조군 C군보다 현저히 낮았다. 반면, 세라마이드 분해효소인 ceramidase의 mRNA 및 protein 발현은 아토피 대조군인 CA군은 정상대조군인 C군보다 높았으나, 실크단백질을 식이섭취한 S군 및 F군에서는 정상대조군인 C군과 유사한 수준으로 CA군에 비해서는 유의적으로 낮았다. 결론적으로 실크단백질 sericin의 10주간 식이섭취는 아토피 피부염 동물모델 NC/Nga mice 표피의 세라마이드 함량을 정상대조군 수준 이상으로 증가시켰으며, 궁극적으로 표피의 장벽기능을 정상대조군의 수준으로 변화시켰다. 이는 serine이 다량 함유되어있는 실크단백질 sericin을 공급에 의해 증가되었는데, serine은 그 자체로서 보습기능을 하여 표피의 장벽기능을 보완하였기 때문에 SPT에 의한 생합성은 불필요하였으며 또한, ceramidase에 의한 세라마이드 분해를 정상수준이하로 억제하여 세라마이드의 생성보다는 분해억제에 의한 것으로 여겨진다. Ceramide rich intercellular lipid lamellae are thought to be particularly important in maintaining the structural integrity of epidermal barrier. Ceramide is synthesized de novo by serine palmitoyltransferase (SPT) phospholipid intermediates, serine and palmitic acid persist within the stratum corneum. The ceramide which is synthesized is degraded with fatty acid and sphingosine by degradative enzyme ceramidase. The depletion of ceramide in stratum corneum was reported in the atopic dermatitis. As an effort to search for the dietary source for improving the level of ceramide in epidermis, the dietary effects of various-typed silk protein were compared. Seventy male NC/Nga mice, an animal model of atopic dermatitis, were divided into seven groups: group CA as an atopic control with control diet, group S: 1% crude sericin diet, group F: 1% crude fibroin diet, group PS : peptide pattern of sericin(Mw 5000), group PF: peptide pattern of fibroin (Mw 1500), group AS: manufactured the same as amino acid profile of sericin and group AF: manufactured the same as amino acid profile of fibroin. Ten male BALB/c mice were served as group C (control group) control diet. All mice were fed on diet and water ad libitum for 10 weeks. Dry skin condition was established in group CA as ceramide content was decreased. Despite a marked decrease of mRNA and prorein expression of SPT, enzyme do novo synthesis, ceramide content of group S was dramatically increased by inhibiting the mRNA and protein expression of degradative enzyme ceramidase. However, dietary supplementation of crude silk fibroin protein (group F) and in other groups that were supplemented with either amino acid or peptide type of sericin or fibroin did not increase the level of ceramide. Together, our data demonstrate that dietary supplementation of crude sericin is more effective at improving ceramide level in epidemis of NC/Nga mice.