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Journal of Applied Biological Chemistry update

  • : 한국응용생명화학회(구 한국농화학회)
  • : 농학분야  >  농화학
  • : KCI등재
  • : SCOPUS
  • : 연속간행물
  • : 계간
  • : 1976-0442
  • : 2234-7941
  • :

수록정보
수록범위 : 42권1호(1999)~62권4호(2019) |수록논문 수 : 1,327
Journal of Applied Biological Chemistry
62권4호(2019년 12월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재 SCOPUS

1Study on biosynthesis of ginsenosides in the leaf of Panax ginseng by seasonal flux analysis

저자 : Dongmin Kim , Jaehong Han

발행기관 : 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 315-326 (12 pages)

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Seasonal ginsenoside flux in the leaves of 5-year-old Panax ginseng was analyzed from the field-grown ginseng, for the first time, to study possible biosynthesis and translocation of ginsenosides. The concentrations of nine major ginsenosides, Rg1, Re, Rh1, Rg2, R-Rh1, Rb1, Rc, Rb2, and Rd, were determined by UHPLC during the growth in between April and November. It was confirmed total ginsenoside content in the dried ginseng leaves was much higher than the roots by several folds whereas the composition of ginsenosides was different from the roots. The ginsenoside flux was affected by ginseng growth. It quickly increased to 10.99±0.15 (dry wt%) in April and dropped to 6.41±0.14% in May. Then, it slowly increased to 9.71±0.14% in August and maintained until October. Ginsenoside Re was most abundant in the leaf of P. ginseng, followed by Rd and Rg1. Ginsenosides Rf and Ro were not detected from the leaf. When compared to the previously reported root data, ginsenosides in the leaf appeared to be translocated to the root, especially in the early vegetative stage even though the metabolite translocated cannot be specified. The flux of ginsenoside R-Rh1 was similar to the other (20S)-PPT ginsenosides. When the compositional changes of each ginsenoside in the leaf was analyzed, complementary relationship was observed from ginsenoside Rg1 and Re, as well as from ginsenoside Rd and Rb1+Rc. Accordingly, ginsenoside Re in the leaf was proposed to be synthesized from ginsenoside Rg1. Similarly, ginsenosides Rb1 and Rc were proposed to be synthesized from Rd.

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2큰금계국(Coreopsis lanceolata) 꽃으로부터 phenolic 화합물들의 분리 및 동정

저자 : 김형근 ( Hyoung-geun Kim ) , 오현지 ( Hyun-ji Oh ) , 고정환 ( Jung-hwan Ko ) , 정영성 ( Young Sung Jung ) , 오선민 ( Seon Min Oh ) , 이영근 ( Yeong-geun Lee ) , 김대옥 ( Dae-ok Kim ) , 이대영 ( Dae Young Lee ) , 백남인 ( Nam-in Baek )

발행기관 : 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 323-326 (4 pages)

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큰금계국(Coreopsis lanceolata) 꽃을 80% MeOH 수용액으로 추출한 뒤, 감압 농축한 추출물을 EtOAc, n-butyl alcohol 및 H2O분획으로 나누었다. EtOAc 분획에 대하여 SiO2 및 ODS column chromatography를 반복실시하여 1종의 flavonol화합물과 1종의 benzoyl 화합물을 분리, 정제하였다. Nuclear magnetic resonance, infrared spectrometry 및 FAB/MS data를 해석하여, 화합물 1과 2를 각각 melanoxetin과 protocatechuic acid methyl ester으로 구조 동정 하였다. 추출물과 분획물 그리고 분리된 화합물들에 대하여 DPPH와 ABTS radical을 이용한 radical scavenging assay를 수행하였다. 이러한 결과는 큰금계국(C. lanceloata)의 꽃의 추출물, 분획물, 그리고 화합물의 높은 radical 소거활성능이 산화 스트레스로 인한 다양한 질병을 개선 할 수 있는 건강기능식품소재 개발에 좋은 후보가 될 수 있음을 시사한다.


The flowers of Coreopsis lanceolata were extracted with 80% aqueous MeOH and the concentrates were partitioned into EtOAc, n-BuOH, and H2O fractions. The repeated silica gel (SiO2) and octadecyl silica gel column chromatographies for the EtOAc fraction led to isolation of one flavonol and one benzoyl compounds. The chemical structures of the compounds were respectively determined as melanoxetin (1) and protocatechuic acid methyl ester (2) based on spectroscopic analyses including NMR, IR, and MS. These two compounds were isolated for the first time from C. lanceolata flowers in this study. All fractions and the isolated compounds were evaluated for 2,2-diphenyl-1- picrylhydrazyl and 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid radical scavenging activities.

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3Kaempferol, quercetin 및 그 배당체의 amyloid beta 유도 신경독성에 대한 C6 신경교세포 보호 효과

저자 : 김지현 ( Ji Hyun Kim ) , 김현영 ( Hyun Young Kim ) , 조은주 ( Eun Ju Cho )

발행기관 : 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 327-332 (6 pages)

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알츠하이머 질환(Alzheimer's disease)은 대표적인 신경퇴행성 질환이며, 뇌 내 amyloid beta (Aβ) 축적에 의한 산화적 스트레스 및 염증반응은 대표적인 AD의 원인으로 알려져 있다. 본 연구에서는 kaempferol (K), kaempferol-3-O-glucoside (KG), quercetin (Q) 및 quercetin-3-β-D-glucoside (QG)와 같은 4가지 flavonoids 의 C6 신경교세포에서 Aβ로 인한 신경독성으로부터의 보호 효능을 살펴보고자 하였다. C6 신경교세포에 Aβ를 처리하였을 때세포 생존율이 감소한 반면, 4가지 flavonoids 중에서 Q와 QG의 처리 시 세포 생존율 증가를 통해 신경교세포 보호 효과를 확인하였다. 또한, Aβ를 처리한 control군의 경우 reactive oxygen species (ROS) 생성을 유도한 반면, flavonoids의 처리 시 ROS생성이 감소하였다. 특히 Aβ를 처리한 control군은 133.39%의 ROS 생성을 나타내었으며, 1 μM의 KG와 QG를 각각 처리시107.44, 113.10%의 수치를 나타내어 ROS 생성 감소를 확인하였다. Flavonoids의 Aβ에 대한 신경교세포 보호 기전을 확인하기 위해 염증 관련 단백질 발현을 측정하였다. Aβ로 신경독성이 유도된 control군은 염증 관련 단백질 발현이 증가하였다. 그러나, flavonoids를 처리한 군의 경우 염증 매개 인자인 inducible nitric oxide synthase, cyclooxygenase-2 and interleukin-1β의 발현 감소를 확인하였다. 특히, KG와 QG를 처리한 군은 aglycone 형태인 K와 Q를 처리한 군에 비해 효과적으로 염증매개 인자 발현을 감소시켰다. 본 연구는 flavonoids의 일종인K, Q와 그 배당체인 KG, QG의 Aβ로 신경독성이 유도된 신경교세포에서 산화적 스트레스 및 염증반응 조절을 통한 보호 효과를 나타냄을 알 수 있었으며, 이들 생리활성성분은 AD 예방 및 치료 소재로써의 가능성이 있을 것으로 사료된다.


Alzheimer's disease (AD) is a common neurodegenerative disease. Oxidative stress by amyloid beta peptide (Aβ) of neuronal cell is the most cause of AD. In the present study, protective effects of several flavonoids such as kaempferol (K), kaempferol-3-O-glucoside (KG), quercetin (Q) and quercetin- 3-β-D-glucoside (QG) from Aβ25-35 were investigated using C6 glial cell. Treatment of Aβ25-35 to C6 glial cell showed decrease of cell viability, while treatment of flavonoids such as Q and QG increased cell viability. In addition, treatment of flavonoids declined reactive oxygen species (ROS) production compared with Aβ25-35- induced control. The ROS production was increased by treatment of Aβ25-35 to 133.39%, while KG and QG at concentration of 1μM decreased ROS production to 107.44 and 113.10%, respectively. To study mechanisms of protective effect of these flavonoids against Aβ25-35, the protein expression related to inflammation under Aβ25-35-induced C6 glial cell was investigated. The results showed that C6 glial cell under Aβ25-35-induced oxidative stress up-regulated inflammation-related protein expressions. However, treatment of flavonoids led to reduction of protein expression such as inducible nitric oxide synthase, cyclooxygenase-2 and interleukin-1β. Especially, treatment of KG and QG decreased more effectively inflammation-related protein expression than its aglycones, K and Q. Therefore, the present results indicated that K, Q and its glycosides attenuated Aβ25-35-induced neuronal oxidative stress and inflammation.

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4절식이 마우스 장내미생물에 미치는 영향

저자 : 홍지완 ( Jiwan Hong ) , 조혜준 ( Hyejun Jo ) , 운노타쯔야 ( Tatsuya Unno )

발행기관 : 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 333-340 (8 pages)

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본 연구에서는 절식이 일반사료 및 고지방사료를 섭취한 마우스의 장내미생물생태에 미치는 영향에 관하여 조사하였다. 일반사료 및 고지방사료를 마우스에 16주 동안 무한급이 형태로 섭취하게 하여 실험종료 직전에 1일(24시간) 간 절식시켰으며, 절식 전 후의 분변 샘플을 채집하고 MiSeq을 이용하여 장내미생 물생태 분석을 진행하였다. 본 연구의 결과는 고지방사료를 섭취한 마우스에서는 절식 전후 장내미생물생태 내의 종 풍부성과 균등성이 감소한 반면, 일반사료를 섭취한 마우스에서는 차이를 나타내지 않았다. 또한, 고지방사료를 섭취한 마우스의 장내미생물생태에서는 절식 후 변화하는 것을 확인하였으며, 일반사료를 섭취한 마우스의 절식 전후 변화가 없었다. Difference abundance analysis는 일반사료를 섭취한 마우스에서 절식 이후S24-7로 분류되는 OTU는 증가하고, Ruminococcaceae로 분류되는 OTU가 감소하는 것으로 확인되었다. 반면, 고지방사료를 섭취한 마우스에서는 절식 이후 10OTUs가 감소하고, 3OTUs가 증가하였는데, 대부분 Ruminococcaceae로 분류되는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과는 마우스에서의 절식이 장내미생물생태 중 Ruminococcaceae의 abundance에 영향을 미치며, 일반사료를 섭취한 마우스에 비해 고지방사료를 섭취한 마우스에서 절식에 대한 효과가 더 명확하게 나타난다는 것을 시사한다.


In this study, we investigated the effects of fasting on gut microbiota of mice fed normal (CTL) or high-fat diets (HF). Mice were raised for 16 weeks and fasted for a day at the end of the experiment. Fecal samples were collected one day before and after fasting, which were analyzed using MiSeq. Our results showed that the species richness and evenness were decreased in fasted HF group, whereas no difference was observed for CTL groups. Moreover, HF fed mice gut microbiota showed different microbial communities after fasting, while CTL groups did not show microbiota shifts. Differential abundance analysis showed that fasting CTL group mice increased and decreased one operational taxonomic unit (OTU) in S24_7 and one OTU in Ruminococcaceae, respectively. On the other hand, fasting HF group mice decreased 10 OTUs and increased 3 OTUs most of which were classified to Ruminococcaceae. Our results suggest that fasting mice may affect the abundance of Ruminococcaceae species and effects of fasting seem to be more obvious for HF-fed mice compared to those of mice fed CTL-diet.

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5마키베리 추출물의 화장품 신규 원료로서의 가능성

저자 : 김미정 ( Mijung Kim ) , 박세연 ( Seyeon Park )

발행기관 : 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 339-345 (7 pages)

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본 연구는 마키베리 추출물이 화장품의 신규 원료로서 가능성이 있는지를 타진하는 것을 목적으로 진행되었다. 마키베리 조추출물을 클로로포름층과 에틸아세테이트층, 증류수층으로 분리하였다. 먼저, 마키베리 추출물들의 독성 여부를 피부각질세포주인 HaCaT 세포와 색소형성세포주인 B16F10 세포를 통해 확인하였다. 항산화 효과 실험에서 클로로포름층, 에틸아세테이트 층 그리고 증류수층 추출물들은 모두 산화적 스트레스를 줄이는 효과를 보였고 그 중에 에틸아세테이트층 추출물은 양성대조군인 글루타치온에 비해서도 우수한 결과를 나타내었다. 마키베리 추출물들은 α-MSH에 의한 멜라닌 합성도 저해하였다. 또한, 마키베리 추출물들은 그람양성균인 황색포도상구균과 표피포도상구균, 그람음성균인 녹농균에 대해서도 항균 효과를 보였다. 특히, 에틸아세테이트층 추출물은 황색포도상구균에 대해서 뛰어난 항균 효과를 보였다. 본 연구를 통해서 마키베리 추출물들이 화장품의 항산화나 미백 기능성 원료로서뿐만 아니라 화장품의 천연방부제 원료로서도 잠재적인 가능성이 있음을 확인할 수 있었다.


The present study aims to investigate the potential applications of Aristotelia chilensis (A. chilensis) extracts as novel cosmetic materials. The total extracts of A. chilensis were partitioned into chloroform (CHCl3), ethyl acetate (EtOAc), and distilled water (DW) fractions. A. chilensis extracts exhibited no cytotoxicity toward HaCaT human keratinocyte and B16F10 mouse melanoma cell lines. CHCl3, EtOAc, and DW extracts reduced oxidative stress, and EtOAc extract was superior to glutathione, a natural human antioxidant positive control. The extracts of A. chilensis reduced melanin synthesis in cells treated with α-melanocyte-stimulating hormone. The extracts of A. chilensis exhibited antibacterial effects toward Staphylococcus aureus (S. aureus), Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis), and Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa). In particular, the EtOAc extract was effective in terms of antibacterial activity against S. aureus. In the present study, we identified several potential applications of A. chilensis extracts in terms of novel antioxidant and whitening cosmetic materials as well as antibacterial preservatives.

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6The venom of jellyfish, Chrysaora pacifica, induces neurotoxicity via activating Ca2+-mediated ROS signaling in HT-22 cells

저자 : Yoon-sil Yang , Young-joon Kang , Hye-ji Kim , Min-soo Kim , Sung-cherl Jung

발행기관 : 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 347-353 (7 pages)

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Stings of jellyfish, which frequently occur in a warm season, cause severe pain, inflammation and sometimes irreversible results such as the death. Harmful venoms from jellyfish, therefore, have been studied for finding the therapeutic agents to relieve pain or to neutralize toxic components. However, it is still unclear if and how jellyfish venom reveal neuronal toxicity even though pain induction seems to result from the activation of nociceptors such as nerve endings. In this study, using HT-22 cell line, we investigated neurotoxic effects of the venom of Chrysaora pacifica (CpV) which appears in South-East ocean of Korea. In 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide assay, CpV significantly reduced the viability of HT-22 cells in a dosedependent manner. Additionally, in 2',7'-Dichlorofluorescin diacetate fluorescence test under the culture condition lacking dominant inflammatory factors, CpV remarkably increased the production of intracellular reactive oxygen species (ROS). Reduced responsive fluorescence to Rhodamine123 and increased expression of intracellular cytochrome c were also observed in HT-22 cells treated with CpV. These indicate that CpV-reduced viability of HT-22 cells may be due to the activation of apoptotic signalings mediated with oxidative stress and mitochondrial dysfunction. Furthermore, removing Ca2+ ion or adding N-acetyl-Lcystein remarkably blocked the CpV effect to reduce the viability of HT- 22 cells. The findings in this study clearly demonstrate that CpV may activate Ca2+-mediated ROS signalings and mitochondrial dysfunction resulting in neuronal damage or death, and suggest that blocking Ca2+ pathway is a therapeutic approach to possibly block toxic effects of jellyfish venoms.

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In vivo micronucleus tests were performed to investigate the mutagenic potential of 4-butylaniline and N-butylaniline, which are used in dye intermediates and organic intermediates respectively. Groups of 5 male ICR mice were treated with vehicle or 4-butylaniline for 2 consecutive days by oral gavage at concentrations of 0 (control), 64, 160, 400, and 1000 mg/kg. Statistically significant and dose-dependent increases were found for micronuclei frequencies in male mice (p <0.05). These results suggest that 4-butylaniline can induce genetic effects in the micronuclei of male mouse bone marrow cells. Based on the positive results obtained in cytogenetic analyses of somatic cells in vivo, Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals Category 2 was assigned. N-butylaniline was administered for 2 consecutive days by oral gavage to male ICR mice at dose of 0 (control), 64, 160, 400, and 800 mg/kg. Nbutylaniline tested negative for micronuclei induction in mice, although N-butylaniline was associated with micronucleus induction at the highest dose. Based on the negative results obtained for cytogenetic analyses of somatic cells in vivo, “Not Classified” was assigned.

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8대장균에서 isorhamnetin 3-O-glucoside의 생합성 최적화

저자 : 김봉규 ( Bong-gyu Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 361-368 (8 pages)

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Isorhamnetin 3-O-glucoside는 플라보놀 그룹에 속하는 물질로서 염증이나 궤양에 효과가 있을 뿐만 아니라 신경장해, 신장병증, 망막증과 같은 당뇨합병증을 완화하는 것으로 보고되었다. Isorhamnetin 3-O-glucoside는 Tetraena aegyptia, Salsola oppositifolia, Salicornia herbacea, Sambucus ebulus와 같은 몇몇 식물에서 발견된다. 생물전환은 저렴한 화합물로부터 고부가가치 물질을 생산할 수 있는 유용한 방법이다. 본 연구에서 생물전환을 통해 quercetin으부터 isorhamnetin 3-O-glucoside를 생합성 하기 위해 두 개의 유전자(PGT E82L과, ROMT-9)를 각각의 대장균에 도입하였다. 대장균의 공조배양시스템을 이용하여 isorhamnetin 3-O-glucoside 생산 배양법의 최적화를 위해 생물전환배지, 배양온도, 세포의 혼합비율, 재조합 단백질 유도시간, 기질 공급농도 등을 테스트하였다. 최적화된 생물전환 조건하에서 생물전환을 실시하였으며, 배양의 12시간 후 181.2mg/L의 isorhamnetin 3-O-glucoside가 생합성 되었다. 이는 이전의 연구에서 보고된 isorhamnetin 3-O-glucosie (39.6 mg/L)의 생합성보다 4.7배 높았다.


Isorhamnetin 3-O-glucoside, a member of the flavonol group, has been reported to be effective for inflammatory and ulcer, as well as to alleviate diabetic complications such as neuropathy, nephropathy and retinopathy. Isorhamnetin 3-Oglucoside has been extracted from several plants. Biotransformation is a valuable tool, which is used to produce value-added chemicals with inexpensive compounds. To synthesis isorhamnetin 3-Oglucoside from quercetin, two genes (PGT E82L and ROMT-9) were introduced into Escherichia coli, respectively. In order to synthesis isorhamnetin 3-O-glucoside from quercetin, a co-culture fermentation system was developed by optimizing the medium and temperature for biotransformation, the cell mix ratio, Isopropyl-β-D-thiogalactoside induction time, and quercetin feed concentration. Finally, isorhamnetin 3-O-glucoside was biosynthesized up to 181.2 mg/L under the optimized biotransformation condition, which was higher 4.7 times than previously reported (39.6 mg/L).

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9Identification of the active components inhibiting the expression of matrix metallopeptidase-9 by TNFα in ethyl acetate extract of Euphorbia humifusa Willd

저자 : Seunghyun Ahn , Hyeryoung Jung , Yearam Jung , Junho Lee , Soon Young Shin , Yoongho Lim , Young Han Lee

발행기관 : 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 367-374 (8 pages)

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Euphorbia humifusa Willd (EuH), called Ttang-Bin- Dae in Korea, is a traditional medicinal plant widely used for its anti-inflammatory and antiviral activity. Ethyl acetate (EA) extracts of EuH (EA/EuH) inhibit invasion and metastasis by inhibiting tumor necrosis factor TNFa-induced matrix metalloproteinases (MMP)-9 expression in human breast cancer cells. However, the bioactive components of EA/EuH mediating the inhibition of MMP-9 expression have not been identified. In the present study, three bioactive constituents of EA/EuH were isolated using highperformance liquid chromatography. Nuclear magnetic resonance spectroscopy revealed isoquercetin, avicularin, and astragalin as the bioactive compounds responsible for preventing TNFα- induced MMP-9 mRNA expression in breast cancer cells. These findings suggest that isoquercetin, avicularin, and astragalin could be used as valuable anti-metastatic agents against metastatic cancers.

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10인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)로부터 Malonyl ginsenoside의 분리 및 정량분석

저자 : 신우철 ( Woo Cheol Shin ) , 정지윤 ( Jiyun Jung ) , 나현선 ( Hyeon Seon Na ) , 황보전 ( Jeon Hwang Bo ) , 김형근 ( Hyoung-geun Kim ) , 윤다혜 ( Dahye Yoon ) , 최보람 ( Bo-ram Choi ) , 이영섭 ( Young-seob Lee ) , 김금숙 ( Geum-soog Kim ) , 백남인 ( Nam-in Baek ) , 이이 ( Yi Lee ) , 이대영 (

발행기관 : 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 375-384 (10 pages)

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고려인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)을 70% EtOH 수용액으로 저온 추출한 뒤, 감압 농축한 추출물을SiO2, ODS column chromatograph 및 중압분취(MPLC) 장비를 반복 실시하여 4종의 인삼 사포닌 화합물을 분리 및 정제하였다. NMR 및 고분해능 질량분석 장비를 이용하여 malonyl ginsenoside Rd (1), Rc (2), Rb2 (3), 및 Rb1 (4)로 구조 동정하였다. 분리한 4종의 화합물에 대하여 UPLC-MS/MS 질량분석기를 이용하여 수삼의 5년 및 6년근 뿌리의 동체를 정량분석 하였으며, malonyl ginsenoside의 총 함량의 합은 각각 6.62 및 2.34 mg/g으로 5년근이 약 2.8배 높은 것을 확인하였다. 인삼으로부터 분리된 화합물 중 malonyl ginsenoside Rd의 경우, 알코올에 의해 저해 된 HepG2세포에 대해서 간세포를 보호하는 효과가 있음을 확인하였다.


The root of Panax ginseng C.A. Meyer were extracted with 70% aqueous EtOH and the concentrates were partitioned into MeOH and H2O fractions using Diaion HP-20. The repeated SiO2 or octadecyl SiO2 column, and MPLC for the MeOH fraction led to isolation of four malonyl ginsenosides. The chemical structures of these compounds were determined as malonyl ginsenoside Rd (1) malonyl ginsenoside Rc (2) malonyl ginsenoside Rb2 (3) malonyl ginsenoside Rb1 (4) based on spectroscopic analyses including Nuclear magnetic resonance and HR-TOF/MS. The contents of malonyl ginsenoside Rb1 was highist as 5.44 mg/g of five years of ginseng. And malonyl ginsenoside Rd was lowest as 0.11 mg/g of six years of ginseng. Additionally, the malonyl ginsenoside Rd exhibited hepatoprotective effect against ethanol-induced hepatotoxicity in HepG2 cell line.

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