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문제 정의
- 아직 연구 보고된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 고온고압법에 의하여 분리된 세리신을 물리적으로 분쇄 처리하여 얻은 세리신 분말의 구조 특성 및 열 특성에 대하여 실험한 결과를 보고하고자 한다.
제안 방법
- X서 회절분석은 Bruker Co.(Germany)의 소각과 광각 X-선 산란분석기 (model: GADDS)를 사용하여 40 kV, 30 mA의 조건하에서 Cu Ka 단색광으로 측정하였다.
- 고온고압법으로 추출한 세리신을 동결건조한 후 가정용 믹서기, 볼밀, 울트라밀 등 을 사용하여 물리적으로 분쇄하여 제조한 세리신 분말의 구조 특성을 살펴보기 위하여 아미노산 조성 분석, 적외선 분광분석, X서 회절분석, 열분석 등을 행한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.
- 동결건조한 세리신을 가정용 믹서기 , 볼밀, 울트라밀(UltraCentrifugal Mill ZM 100, Glen Mill Inc., NJ, USA)등을 사용하여 물리적으로 파쇄하여 세리신 분말을 제조하였다. 세리신 분말은 Polaron SC7620 sputter coater로 백금 코팅한 후에 주사전자현미경 (LEO 1420VP)을 사용하여 그 형태를 관찰하였다.
- 특이한 것은 염기성 아미노산인 아르기닌의 함량이 물리적 처리에 의하여 많이 감소한 것으로 나타나 세리신 분말의 용해도 저하와 깊은 관련이 있는 것으로 생각된다. 따라서 물리적 처리에 따른 세리신 분말의 아르기닌 함량 감소와 세리신 단백질의 구조 특성과의 관계를 살펴보기 위하여 X-선 회절 분석 및 적외선 분광분석을 행하였다.
- 물리적 분쇄 처리에 의하여 얻어진 세리신 분말은 물에 대한 용해도가 낮은 것으로 나타났으므로 물리적 분쇄과정이 세리신 단백질의 1차구조에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 아미노산 조성분석을 행하여 표 2에 나타내었다. 표 2에서 보는 바와 같이 세리신 분말의 아미노산조성은 제조 방법이 달라도 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
- , NJ, USA)등을 사용하여 물리적으로 파쇄하여 세리신 분말을 제조하였다. 세리신 분말은 Polaron SC7620 sputter coater로 백금 코팅한 후에 주사전자현미경 (LEO 1420VP)을 사용하여 그 형태를 관찰하였다.
- 세리신 분말의 열적 성질을 관찰하기 위하여 시차열분석기 (DSC TA 2910, TA instruments, USA)를 사용하여 50ml/min의 질소 기류 하에서 50~400℃의 온도범위에서 10℃/min의 승온 속도로 측정하였다.
- 2001) 물리적으로 분쇄 처리한 세리신의 용해도는 크게 떨어졌다. 이러한 용해도의 변화는 물리적 처리에 따른 세리신의 구조 특성 변화에 기인할 것으로 사료되므로 세리신 분말의 형태를 관찰한 후 아미노산 조성분석 , 적외선 분광분석 , X-선 회절분석, 열분석 등 기기분석을 행하였다.
대상 데이터
- 물리적으로 파쇄하여 제조한 세리신 분말의 아미노산 조성 변화를 살펴보기 위하여 시료 5 mg을 1 ml의 6 N 염산에 녹인 후 membrane filter(0.25 μm)로 여과하여 아미노산 분석용 시료로 사용하였다. 아미노산 조성분석은Amersham Pharmacia Biotech Co.
- 실험에 사용한 세리신 용액은 절각견을 inrc에서 액비 1:30의 조건으로 8시간 동안 처리한 후 동결건조하여 제조하였다.
이론/모형
- Midac Co.(USA)의 적외선 분광분석기 (Model M series)를 사용하여 KBr pellet법으로 적외선 분광분석을 행하였다.
성능/효과
- 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.
- 동결건조한 세리신을 가정용 믹서기, 볼밀, 울트라밀을 사용하여 분쇄한 세리신 분말의 수율은 60% 정도되었으며 물에 대한 용해도는 50% 정도 되었다. 일반적으로 동결건조한 세리신은 90% 이상 물에 용해되는 것으로 알려져 있으나(Lee et al.
- X선 회절곡선과 열분석과의 기기분석상의 차이는 세리신 분말의 구조 특성을 해석하는 데 새로운 가능성을 보여주고 있다. 즉, 세리신 스폰지로부터 물리적 분쇄에 의하여 얻어지는 세리신 분말은 물리적 분쇄가 이루어지는 동안 열과 압력에 의하여 부분적으로 결정화되거나 분자구조가 조밀하게 됨에도 불구하고 열적 특성에 영향을 미칠 정도로 세리신의 미세구조에 영향을 미치지는 않는 것으로 사료된다.
후속연구
- 견단백질 분말은 식음료 소재, 화장품 등 미용소재 , 그리고 의약품 소재로 활용할 수 있을 것으로 기대되므로 최근 가잠 및 작잠 피브로인 분말에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으나(Chen et al. 1991; Choi & Nahm 1995; Kweon etal. 1999) 견단백질의 중요 성분 중의 하나인 세리신 분말에 대한 연구는 앞으로 좀 더 연구되어야 할 실정이다.
- 세리신을 구성하고 있는 주요 아미노산 조성은 세린, 아스파르트산, 알라닌 순이며 수산기, 카르복실기, 아미노기 등 반응성 아미노산이 비교적 말이 포함되어 있다. 세리신은 아미노산 조 성상 세린의 함량이 높아 뛰어난 보습효과(V)Voegeli et al. 1993), 주름살 방지 (Engel et al. 1987), tyrosinase 활성 억제 작용(Kato et al. 1998), 혈당 강하 및 알콜대사 촉진 효과(Lee et al. 2001), 그리고 아연, 철, 마그네슘, 칼슘 등과 킬레이트를 형성하여 이들 금속류의 체내 흡수를 촉진하는(Sasaki et al. 2000) 것으로 알려져 있으므로 세리신 단백질을 포함하는 비누, 입욕제, 화장품 등 피부친화형 소재로의 응용 가능성 이 매우 높을 것으로 기대된다.
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