Antifungal Activity of Phenanthrene Derivatives from Aerial Bulbils of Dioscorea batatas Decne

금은주,박상조,이봉호,김종식,손건호,손호용,Kum, Eun-Joo,Park, Sang-Jo,Lee, Bong-Ho,Kim, Jong-Sik,Son, Kun-Ho,Sohn, Ho-Yong Korean Society of Life Science 2006 생명과학회지 Vol.16 No.4

마속 식물들은 오래 전부터 다양한 민간처방에 사용되어 왔으며, 재배마의 근경은 다양한 생리활성물질들이 보고되어, 건강식품으로 인식되고 있다. 재배마의 주아는 매년 2,000톤 이상 생산되고 있으나, 다음해의 종자로 일부 이용될 뿐 거의 폐기되고 있으며, 생리활성에 대한 보고도 거의 없는 실정이다. 본 연구에서는 마의 주아로부터 3종의 phenanthrene 및 2종의 phenanthraquinone를 분리하였으며, 이들의 구조를 규명하였다. 이들 중 6-hydroxy-2,7-dimethoxy-1,4-phenanthraquinone은 처음으로 분리 되었다. 분리된 5종을 대상으로 항균활성을 평가한 결과, 6,7-dihydroxy-2,4-dimethoxyphenanthrene은 Candida albicans에 대해 $25\;{\mu}g/ml$의 MIC와 MFC를 나타내어, 강력한 항균활성으로 실제적 사용 가능성을 나타내었다. 본 연구결과는 phenanthrene 링 구조의 -OH 및 $-OCH_3$ 수식이 항균활성 및 항균 스펙트럼 결정의 중요한 인자임을 제시하였다. Plants of the genus Dioscorea have long been used as oriental folk medicine, and Dioscorea batatas Decne has been cultivated for healthy food in Korea. Although the bulbils were produced 2,000 ton annually, there are few reports for bioactive compounds in bulbils. In this study, three phenanthrenes and two phenanthraquinones were isolated from the aerial bulbils of D. batatas Decne, and their structures were elucidated. Among them, compound 2 (6-hydroxy-2,7-dimethoxy-1,4-phenanthraquinone) has not been reported previously. Evaluation of antimicrobial activities based on disk-diffusion assay, MIC and MFC showed the compound 12 (6,7-dihydroxy-2,4-dimethoxyphenanthrene) has strong antimicrobial activity with $25\;{\mu}g/ml$ of MIC and MFC against Candida albicans. Our results suggested that compound 12 has a potent antifungal activity, and the antimicrobial activity and its spectrum are modulated by hydroxylation and methoxylation of phenanthrene ring moiety of the compound.

Ferricyanide와 ferric chloride 혼합액을 사용한 Bisphenol A의 비색 정량법 개발

금은주,류희영,권기석,손호용,Kum, Eun-Joo,Ryu, Hee-Young,Kwon, Gi-Seok,Sohn, Ho-Yong 한국생명과학회 2007 생명과학회지 Vol.17 No.2

Bisphenol A (BPA) has been widely used as a monomer for production of epoxy resins and polycarbonate plastics. The annual production of BPA exceeds 640,000 metric tons in worldwide. BPA, a suspected phenolic endocrine disrupter, is moderately soluble and frequently detected in industrial wastewater. To date, HPLC and GC has been used for BPA analysis. However, HPLC and GC-analysis need high operation lost, experts, and an elaborate pre-treatment of samples, and is difficult to apply on-time and mass analysis. Therefore, simple, mass and rapid detection of BPA in environments is necessary. In the present study, spectrophotometric method of BPA quantification was developed. Based on blue-color product formation with BPA and ferric chloride/ferricyanide under the optimized conditions, the standard curve was acquired $({\lambda}_{750}=0.061\;BPA\;[{\mu}M]+0.07155,\;R^2=0.992)$. Using an established method, the BPA contents in the soil extract, and different water samples and living products, including disposable syringe, cup and plastic tube, were analyzed. The results suggested that the method is useful for BPA determination from different massive samples. Since the BPA metabolites, nontoxic 4-hydroxyacetophenone or 4-hydroxybenzaldehyde, did not form blue-color product, this method is also useful to screen a microorganism for BPA bioremediation. BPA는 플라스틱 가소제 및 폴리카보네이트 플라스틱 생산의 모노머로 광범위하게 사용되어 왔으며, 년간 세계적으로 640,000톤 이상이 생산되고 있다. 내분비장애활성을 가진 BPA는 수계 및 공업용수에서 흔히 발견되며, 이의 분석은 HPLC 및 GC 등 기기분석에 의존하고 있다. 그러나 본 연구에서는 환경 및 생활용품에 잔류하는 BPA를 신속, 정확하고, 경제적으로 분석할 수 있는 분광학적 정량방법을 개발하고자 하였으며, 이를 위해 $FeCl_3{\cdot}6H_2O$와 $K_3Fe(CN)_6$를 사용한 비색정량법을 확립하였다. 발색반응으로 생성된 청색화합물의 ${\lambda}max$ 및 반응특이성을 조사하였으며, 최적반응조건(시간, 온도, pH, 농도, 부피, 반응안전성)을 검토하였다. 확립된 발색반응조건에서 BPA에 대한 검량곡선(${\lambda}_{750}$=0.61 BPA $[{\mu}M]$+0.07155, $R^{2}$=0.992)을 얻었으며, 신규 확립된 비색정량법을 이용하여 토양, 수계 및 생활용품의 BPA 분석을 시도한 결과, HPLC 분석시스템과 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 본 BPA 및 관련물질에 대한 비색정량법은, 기기분석에 비해 빠르고, 경제적이며, 대량의 시료를 일시에 취급할 수 있어 기기분석의 보완분석으로도 우수하며, BPA 분해산물은 발색반응을 나타내지 않아, 자연계로부터 BPA 분해균주 선별 등에 매우 유용하게 이용될 수 있다.

Antifungal Activity of Fistulosides, Steroidal Saponins, from Allium fistulosum L

손호용,금은주,류희영,전수진,김남순,손건호,Sohn Ho-Yong,Kum Eun-Joo,Ryu Hee-Young,Jeon Su-Jin,Kim Nam-Soon,Son Kun-Ho Korean Society of Life Science 2006 생명과학회지 Vol.16 No.2

대파(Allium fistulosum L)는 백합과 다년초로서 한국, 일본 중국 등 전 세계적으로 식용으로 재배되어 왔다. 현재까지 대파의 다양한 생리활성이 보고되어 왔으나, 항균 활성에 대해서는 거의 보고되어 있지 않다. 본 연구에서는 대파 식용부위로부터 강력한 항미생물성 steroidal saponins (fistuloside A, B, 및 C)을 분리하였고, 이들의 항균력을 병원성균 및 식품부패균을 대상으로 평가하였다. Fistuloside A 및 C는 강력한 항진균 활성과 항Proteus 세균활성을 나타낸 반면, fistuloside B는 항진균 활성만 인정되었다. 특히 fistuloside C는 $3.1{\sim}6.2{\mu}g/ml$의 MIC (minimal inhibitory concentration) 및 MFC (minimal fungicidal concentration)를 나타내어 강력한 항진균 활성이 진균사멸에 의한 항균효과임을 확인하였다. 본 연구결과는 대파가 미생물 감염증 제어용으로 사용되어 온 근거를 제시하며, 또한 fistuloside C의 항진균제로서의 이용 가능성을 제시하고 있다. Allium fistulosum L. (Welsh onion) is a perennial herb that is widely cultivated throughout the world, especially in China, Japan and Korea. Although, various activities were reported, little is known about antimicrobial activity of A. fistulosum L.. In this study, strong antimicrobial substances, fistuloside A, B, and C were isolated from the edible parts of A. fistulosum L. and their antimicrobial activity was evaluated with pathogenic- or food-spoilage microorganism based on disk-diffusion assay, minimal inhibitory concentration (MIC) and minimal fungicidal concentration (MFC) determination. Fistuloside A and fistuloside C showed strong antifungal activity and anti-Proteus activity, while fistuloside B is effective to only fungi. The fistuloside C showed a prominent antifungal activity with $3.1{\sim}6.2{\mu}g/ml$ of MIC and MFC. Our results indicated that fistuloside C has a prominent antifungal activity and support the use of A. fistulosum to treat microbial infection.

HepG2 인간 세포주, Lumbricus rubellus 및 Saccharomyces cerevisiae를 이용한 내분비교란물질의 독성평가

손호용,김홍주,금은주,조민섭,이중복,김종식,권기석,Sohn, Ho-Yong,Kim, Hong-Ju,Kum, Eun-Joo,Cho, Min-Seop,Lee, Jung-Bok,Kim, Jong-Sik,Kwon, Gi-Seok 한국생명과학회 2006 생명과학회지 Vol.16 No.6

다양한 독성물질 및 이들의 대사산물의 효율적인 생물독성 평가시스템이 지속적으로 개발되고 있다. 본 연구에서는 대분비계 교란물질인 endosulfan, bisphenol A, vinclozolin 및 3,5-dichloroaniline을 대상으로 인간 간암세포주, 지렁이, 효모를 이용한 세포독성 및 성장억제 효과를 평가하였다. 인간 간암세포주 독성평가에서는 endosulfan, 3,5-dichloroaniline, bisphenol A의 순으로 독성이 나타났으며, 지렁이 독성평가에서는 endosulfan, bisphenol A, 3,5-dichloroaniline의 순으로 독성이 나타났다. 효모를 이용한 독성평가에서는 3,5-dichloroaniline, endosulfan, bisphenol A의 순으로 독성이 나타나 다른 시스템과는 부분적인 차이가 나타났으며, vinclozolin의 경우 3가지 독성평가 시스템에서 모두 독성이 나타나지 않았다. 이러한 결과는, 동일한 물질을 서로 다른 생물 독성평가 시스템을 사용하여 평가하는 경우, 부분적인 오류가 나타날 수 있음을 암시하고 있으며, 독성 유무 판단은 가능하더라도, 독성 정량평가 및 독성 정도를 비교하는 것은 어렵다는 것을 제시하고 있다. 또한 본 결과는, 다양한 물질 및 이들의 대사산물의 일차적 독성평가에는 지렁이 및 효모시스템이 빠르고 경제적임을 암시하고 있으며, 독성이 인정될 경우 인간세포주 및 동물시험에 의한 검증이 효율적이라고 판단된다. Toxicity evaluation systems for various chemicals and their metabolites have been developed during last decades. In this study, the acute toxicity of endocrine disrupting chemicals, such as endosulfan, bisphenol A, vinclozolin, and 3,5-dichloroaniline, was evaluated using HepG2 cell line, Lumbricus rubellus and Saccharomyces cerevisiae, respectively. The extents of toxicity of the chemicals in different bioassay systems varied substantially, such as endosulfan>3,5-dichloroaniline> bisphenol A in HepG2 cell line system, endosulfan>bisphenol A>3,5-dichloro aniline in L. rubellus system, and 3,5-dichloroaniline>endosulfan>bisphenol A in S. cerevisiae system. Meanwhile, no cytotoxicity was observed by treatment of vinclozolin in the evaluation systems. Our results suggest that earthworm and yeast are useful to evaluate acute toxicity of endocrine disrupting chemicals, and direct comparison of toxicity data from different bioassay systems is unattainable. Based on our results, we propose that the bioassay system with earthworm or yeast, a rapid, simple and economic system, could be applied as pre-test for the toxicity evaluation using human cell line or animals.

Lumbricus rubellus를 이용한 endosulfan의 간편, 신속 독성 평가 및 endosulfan 분해 미생물의 선별

손호용,김홍주,금은주,이중복,권기석,Sohn Ho-Yong,Kim Hong-Ju,Kum Eun-Joo,Lee Jung-Bok,Kwon Gi-Seok 한국생명과학회 2006 생명과학회지 Vol.16 No.1

독성물질의 무독화 연구의 화학적 분석방법의 문제점을 보완하고, 난분해성 독성물질의 분해 미생물을 효율적으로 탐색하기 위해, 지렁이와 microplate를 이용한 빠르고 간편한 독성평가 시스템을 구축하였다. 본 방법은 지렁이의 사육이나 특수시설이 필요하지 않으며, 치사 및 무게감소가 현저하게 나타나지 않는 저농도, 단기간 처리시에도 신속하게 독성의 정량평가가 가능하다 실제 endosulfan 및 다양한 endosulfan 유도체, 구조적 유사체 등을 대상으로 독성 평가한 결과, endosulfan, endosulfan sulfate, aldrin 및 dieldrin 에서만 독성이 나타나 기존의 연구결과와 잘 일치하였다. 이를 이용하여 endosulfan분해 및 무독화 균주 선별을 시도한 결과, 기존 endosulfan분해 및 무독화 균주로 선별된 KE-1, KE-8, KS-2P균주 처리의 경우에는 지렁이의 독성이 거의 나타나지 않았으나, E. coli, B. subtilis, 및 YSU 균주들을 처리한 경우에는, 지렁이 사멸과 함께 심각한 독성이 나타났다. 따라서, 본 시스템은 독성물질의 독성평가뿐 아니라, 독성물질의 분해 및 무독화 미생물 선별에 매우 유용함을 확인하였다. To compensate the problems of chemical assay in detoxification of recalcitrant and a practical approach in selection of bioremediation bacteria, a simple and rapid toxicity evaluation system was constructed based on Lumbricus rubellus. Long term-culture and specific equipment are not necessary, and semi-quantitative analysis of toxicity at sub-lethal concentration is possible by measuring of dose-dependent increased yellowish secreted compounds. When the toxicity of endosulfan, its metabolites and structurally related chemicals were measured for 24 h, the results were coincided with previous reports. Toxicity was found in endosulfan, endosulfan sulfate, aldrin, and dieldrin, respectively. Rapid and economic selection of endosulfan-detoxifying bacteria was possible using our system. Klebsiella pneumoniae KE-1, K. oxytoca KE-8 and Pseudomonas sp. KS-2P, reported endosulfan degrading bacteria, ameliorated the endosulfan toxicity, whereas E. coli, B. subtilis and other bacteria failed to protect the toxicity of endosulfan in L. rubellus. Our results suggest that the constructed system is useful to selection of microorganism as well as toxicity evaluation against toxic recalcitrants.

식품 및 환경, 기타 미세조류를 이용한 유기염소계 농약 Endosulfan 및 Endosulfan 분해산물의 독성평가

손호용 ( Ho Yong Sohn ),금은주 ( Eun Joo Kum ),김종식 ( Jong Sik Kim ),이중복 ( Jung Bok Lee ),권기석 ( Gi Seok Kwon ) 한국미생물생명공학회 2006 한국미생물·생명공학회지 Vol.34 No.4

Isolation of Acinetobacter calcoaceticus BP-2 Capable of Degradation of Bisphenol A

권기석,김동걸,이중복,신기선,금은주,손호용,Kwon, Gi-Seok,Kim, Dong-Geol,Lee, Jung-Bok,Shin, Kee-Sun,Kum, Eun-Joo,Sohn, Ho-Yong Korean Society of Life Science 2006 생명과학회지 Vol.16 No.7

BPA는 에폭시 수지 및 플라스틱 생산의 단량체로서 사용되어 왔으며, 접착제, 페인트, 광학렌즈, 건축자재, 전자제품 소재 등 다양한 제품을 생산하는 데 사용되고 있다. 그러나 BPA의 급성세포독성 및 내분비교란활성이 보고되면서 BPA의 분해에 대한 연구가 집중되고 있다. 본 연구에서는 BPA의 광분해 및 화학적 분해의 문제점을 극복하고, 실제적 BPA의 생물학적 분해를 목표로 BPA분해균을 플라스틱 공장의 토양으로부터 분리하였다. 분리균주 중 가장 활성이 우수한 BP-2는 5mM의 BPA처리에서 성장할 수 있었으며, pH 7, $30^{\circ}C$의 최적 배양조건에서 $53.3{\mu}g\;ml^{-1}\;day^{-1}$의 분해속도를 나타내었다. 균주 동정결과 BP-2는 Acinetobacter calcoaceticus로 확인되었으며, 3.5g-건조중량$1^{-1}$의 고농도 휴식 세포 반응 결과 $89.7{\mu}g\;ml^{-1}\;h^{-1}$의 BPA분해속도를 나타내었다. 이러한 결과는 고농도 세포농도를 유지하는 경우, BP-2균주가 실제적 BPA분해를 위한 생물촉매로 사용될 수 있음을 제시하고 있다. Bisphenol A (BPA), 2,2-bis(4-hydroxyphenyl) propane, has been widely used as a monomer for production of epoxy resins and polycarbonate plastics, and final products of BPA include adhesives, protective coatings, paints, optical lens, building materials, compact disks and other electrical parts. Since BPA is a toxic chemical to elicit acute cell cytotoxicity and chronic endocrine disrupting activity, the degradation of BPA has been focused during last decades. To overcome the problem of photo-, and chemical-degradation of BPA, in this study, a bacterium that is able to biodegrade BPA, was isolated. The bacterium, isolated froln the soil of plastic factory, was identified as Acinetobacter calcoaceticus (strain BP-2) based on physiological and 16S rDNA sequencing analysis. A. calcoaceticus BP-2 was able to grow in the presence of $1140{\mu}g\;ml^{-1}$ BPA. Biodegradation experiments showed that BP-2 mineralized BPA via 4-hydroxybenzoic acid and 4-hydroxyacetophenone, and average degradation rate was $53.3{\mu}g\;ml^{-1}\;day^{-1}$ under optimal conditions (pH 7 and $30^{\circ}C$). In high density resting cell $(3.5g-dcw.1^{-1})$ experiments, the maximal degradation rate was increased to $89.7{\mu}g\;ml^{-1}\;h^{-1}$. Our results suggest that BP-2 has high potential as a catalyst for practical BPA bioremediation.

Bifidobacterium animalis subsp. lactis CP-9 and Lactobacillus rhamnosus bv-77 Alleviate Obesity in C57BL/6 Mice Fed High-Fat Diet

Mi Ra Lee(이미라),Bo Hye Kim(김보혜),Hee Jun Kim(김희준),Eun Joo Kum(금은주),Yeong A Jung(정영아),Yong Jun(이용준) 한국약용작물학회 2022 한국약용작물학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.1

식품 및 환경, 기타 피부 여드름 치료제 개발을 위한 천연물의 항균활성 검색

손호용 ( Ho Yong Sohn ),김영숙 ( Young Suk Kim ),금은주 ( Eun Joo Kum ),권윤숙 ( Yun Sook Kwon ),손건호 ( Kun Ho Son ) 한국미생물생명공학회 2006 한국미생물·생명공학회지 Vol.34 No.3

메밀 종자의 항트롬빈 활성과 혈전증 예방효과

손호용(Ho-Yong Sohn),권정숙(Chong-Suk Kwon),손건호(Kun-Ho Son),권기석(Gi-Seok Kwon),류희영(Hee-Young Ryu),금은주(Eun-Joo Kum) 한국식품영양과학회 2006 한국식품영양과학회지 Vol.35 No.2

혈전성 질환을 예방 및 치료할 수 있는 트롬빈 직접 저해제 개발은 전 세계적으로 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 안전성이 확보된 식용 및 약용 식물로부터 트롬빈 직접저해제를 탐색하였으며, 그 결과 메밀 종자의 메탄올 추출물 및 주정 추출물에서 강력한 트롬빈 저해활성을 확인하였다. 메탄올 추출물의 순차적 유기용매 분획 결과 부탄올 및 에틸아세테이트 분획물에서 가장 우수한 트롬빈 저해활성을 나타내었다. 특히 주정 추출물의 부탄올 분획의 경우 312.5 ㎍/mL의 낮은 농도에서도 2,000% 이상의 트롬빈 저해활성을 나타내어, 아스피린보다 매우 효율적으로 혈전 생성을 억제함을 확인하였다. 활성성분은 30 KD 이상의 고분자 비단백질 성분임을 확인하였으며, 산 및 열처리에 의해 급격한 활성감소가 나타나, 활성물질의 효율적인 이용을 위해서는 메밀 종자의 비열, 비산 처리공정이 필요하리라 추측되었다. 또한 활성 분획물은 ICR 마우스를 이용한 폐색전 실험, 전뇌 허혈성 실험 및 치사유발실험에서 아스피린보다 우수한 혈전성 마비 억제, 혼수방지 및 치사억제 활성을 보여, 혈행 개선제 및 항혈전제로 개발 가능함을 제시하였다. Direct thrombin inhibitor, which is effective to prevent or cure the thrombosis, has been investigated in worldwide. In this study, we tried to screen antithrombosis agent from edible or medicinal plant. A strong antithrombin activity was identified from methanol or 95% ethanol extract of buckwheat seeds. The solvent fractionation of buckwheat extracts using hexane, ethylacetate, butanol revealed that the butanol fraction has a prominent antithrombin activity. Thrombin time (blood-clot formation time) exceeded to over 2,000% by addition of the butanol fraction at concentration of 312.5 ㎍/mL, whereas thrombin time extended to 336% by addition of aspirin at concentration of 1,500 ㎍/mL. The butanol fraction showed anthrone-positive and ninhydrine-negative reaction. The active components were heat-liable, acid-unstable non-proteinous macro-molecules (>30 KD). In vivo analysis using ICR male mouse showed that the buckwheat extract was superior than the aspirin in pulmonary thrombosis, KCN-induced coma and death. Our results suggest that the buckwheat is a potential as an antithrombosis agent and medicinal food.