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박장서 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0
SC has two compartments, corneocytes and lipids matrix surrounding corneocytes. Changes in these lipids affect the lamellar structur. Recent studies revealed that the chain length of N-acyl fatty acids of ceramide was essential for lipid lamellar structure. Many studies have shown beneficial effects of formulations using various ceramides on abnormal skins. However the only limited classes of ceramides of fixed chain length were used for moisturizers. In this study, phytoceramides containing fatty acids with different chain lengths was developed and tested for skin barrier functions. Results demonstrated new ceramides were significantly better than single C18-phytoceramide for improving barrier recovery and moisturization. Phytosphingosine(PHS) stimulates epidermal differentiation via PPAR activation. PHS enhanced filaggrin production and degradation by enhancing caspase 14 and bleomycin hydrolase leading to increase of NMF.
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Glucoamylase 유전자 STA를 포함한 재조합 플라스미드들의 saccharomyces cerevisiae에서의 발현
박장서,박용준,이영호,강현삼,백운화 한국미생물학회 1990 미생물학회지 Vol.28 No.3
전분 분해능력을 갖는 알콜생산용 효모를 만들기 위해 Saccharomyces cerevisiae에 glucoamylase 유전자인 STA를 도입하였다. 도입된 형질의 발현증대를 위해 STA 유전자의 promoter 부위를 alcohol dehydrogenase isoenzyme I 유전자의 promoter 부위와 치환 시켜준 재조합 플라스미드를 재조하였으며 안정성을 증진시키기 위해 centrometer 부위를 치환시킨 결과 glucoamylase의 발현이 증가하였으며, STA 유전자와 centromere를 갖고 있는 재조합 플라스미드는 여러세대가 거듭되어도 비교적 안정하게 유지되었으나 낮은 copy 수로 인해 형질전환체의 효소 역가와 형질전환 빈도는 낮아졌다. STA 유전자가 도입되어 형질전환된 다배체 산업용 효모는 액화 과정만을 거친 주정생산 배지(액화액)에서 원래의 알콜 생산용 효모에 비해 훨씬 많은 양의 알콜을 생산해 내었다. 그러나 centromere를 보유하는 플라스미드에의한 산업용 효모의 형질전환에는 실패하였다. STA gene coding glucoamylase was introduced into haploid Saccharomyces cerevisiae SHY3 and polyploid Saccharomyces cerevisiae 54. We constructed the recombinant plasmid by substituting the promoter region of alcohol dehydrogenase isoenzyme I gene for that of STA gene to increase the expression of STA gene and found that the activity of glucoamylase was increased in transformants. The plasmid stability was improved remarkably when we got the STA gene into the plasmid which had centromere. The activity of glucoamylase and transformation frequency of it, however, was decreased because of low copy number. Industrial polyploid strain was transformed with the recombinant plasmid having the $2\mu$ origin of replication and STA gene. It produced more alcohol than host when fermented in liquefied starch media. The industrial strain, however, was not transformed with the autonomously replicating plasmid containing centromere.
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피부장벽과 세라마이드 그리고 파이토스핑고신(1996-2016)
박장서 한국피부장벽학회 2016 한국피부장벽학회지 Vol.18 No.1
피부장벽이 두개의 영역으로 구획된 구조를 가지는 "Bricks and Mortar" 모델이 P. Elias에 의해 제안되고 세포간 지질의 조성 가운데 세라마이드의 역할이 규명되기 시작한 1990년대 중반 이후 글로벌 화장품 회사를 간의 세라마이드의 생산과 이를 이용한 화장품 개발경쟁도 활발하게 이루어졌다. 화장품산업에서 사용되는 세라마이드 종류는 피부에 존재하는 세라마이드의 복잡한 구조와 종류만큼 다양하다. 세라마이드의 종류는 스핑고신과 파이토스핑고신을 비롯한 4 종류의 sphingoid에 N-acylation을 통해 연결되는 3종류의 지방산에 따라 12 가지 세라마이드 그룹으로 분류된다. 여기에 주로 결합형으로 corneocyte lipid envelope(CLE) 존재하는 오메가하이드록시 세라마이드 종류가 발견되었다. 12 종류의 세라마이드 그룹 가운데 파이토스핑고신을 기반으로 하는 phytoceramide(Ceramide NP)가 22% 이상을 차지하는 것으로 보고되었다. 이렇게 다양한 세라마이드 종류는 그 구성에 따라 다중층 지질 라멜라구조를 변화시키고, 이는 수분 등 물질의 장벽 투과막 기능에도 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 각각의 세라마이드 그룹은 다양한 탄소길이의 지방산이 스핑고이드의 아미노기에 연결된 세라마이드들로 구성되어 있다. C22, C24 등 ultra-long chain 지방산(ULC FA)을 가지는 세라마이드가 40% 이상을 차지하고 있으나 지방산의 종류는 C14부터 C18까지 다양하게 분포 되어 있다. 한편 이러한 지방산 분포는 피부 부위에 따라 많은 차이를 보이고 있어 피부장벽 기능에 미치는 나름의 역할이 있다고 볼 수 있다. 한편 CLE는 세포간 지질 다중층 라멜라 구조 형성에 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 특히 자외선조사에 의한 장벽기능 저하는 결합형 세라마이드의 감소와 연관이 있는 것으로 알려졌다. 피부장벽형성에 있어 세라마이드는 위에서 기술한 바와 같이 주로 구조적 기능을 하는 것으로 알려졌다. 그러나 최근 몇몇 연구에 의하면 세라마이드 뿐 아니라 파이토스핑고신 등이 regulator 기능, 즉 signaling activity가 있는 것으로 보고되고 있다. 관련하여 지난 20년간 상업적 목적으로 생산된 세라마이드와 관련 스핑고리피드에 대하여 정리하고자 하며, 한편 오메가하이드록시세라마이드와 스핑고이드, 특히 파이토스핑고신의 새로운 피부장벽 활성에 대한 최근 결과에 대하여 논의하고자 한다.
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박장서 ( Chang Seo Park ) 대한화장품학회 2008 대한화장품학회지 Vol.34 No.1
피부장벽을 포함한 표피층은 인체의 조직 가운데에서도 가장 역동적인 기관이다. 다시 말해서 끊임없이 새로운 표피세포의 형성, 분화 및 탈각과정이 반복되면서 표피항상성(epidermal homeostasis)을 유지한다. 표피항상성은 피부기능 가운데 가장 주요한 기능인 permeability barrier homeostasis의 확립으로 연결된다. Permeability barrier homeostasis는 각질층에서 이루어지며 이를 형성하고 유지하기 위해 매우 정교하게 조절되어야 한다. 표피항상성을 조절하는 핵심 조절인자로서 nuclear hormone receptor (NHR)가 중심에 있음이 최근 다양한 연구를 통해 입증되었다. 이들은 각질세포 특이적인 단백질, 즉, involucrin, loricrin 및 trans-glutaminase 1 (TG 1) 등의 발현을 유전자 수준에서 조절할 뿐 아니라 표피 지질성분의 생합성을 증가시키는 등 피부장벽을 구성하는 brick 및 mortar의 생성과 유지에 핵심적 역할을 하는 것으로 알려졌다. NHR 가운데 peroxisome proliferator activator receptor (PPAR)와 liver X receptor (LXR)의 activator/ligands가 리놀레인산 등 지방산, leukotriene, prostanoid 및 oxygenated sterol 등이 지질대사과정에서 형성된 지질 종류인 까닭에 liposensor로도 알려지고 있다. 따라서 liposensor들을 비롯한 PPAR과 LXR activator/ligands들은 피부장벽기능이 저해된 아토피성 피부를 포함하여 건조피부를 관리하는 epidermotherapy의 수단으로서 잠재적 가능성이 있다고 생각된다. Epidermis is one of the most dynamic organs in the human body. Multiple layers of keratinocytes in the epidermis continuously undergo proliferation, differentiation, and desquamation cycles, which is the bases of maintaining the epidermal homeostasis. Epidermal homeostasis eventually leads to establish and maintain permeability barrier homeostasis, the most important function of the epidermis. The permeability barrier is located in the stratum corneum. Tightly coordinated regulations are required for the sustained normal barrier function. Extensive studies have established that several nuclear hormone liposensors, including peroxisome proliferator-activated receptor a PPARa, PPARb/d, PPARg and LXRs are expressed in keratinocyte. Activation of PPARs and LXRs could provide a mechanism to coordinate the formation of the corneocytes and extracellular lipid membranes that constitute the stratum corneum. Topical application of PPAR/LXR ligands to murine skin results in the increased expression of keratinocyte differentiation-related proteins, such as involucrin, loricrin, profilaggrin, and trans-glutaminase 1, which would stimulate cornified envelope formation. In conclusion, topical application of ligands or activators of PPAR/LXR as an epidermotherapy would be a promising option to deal dry skin conditions such as atopy.
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