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얼마전에 first-order process에 관해 질문드렸던 사람인데요~

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안녕하세요~ 얼마전에 What is에 글을 남겼다가 조언을 얻은 학생입니다. 논문을 완전히 이해하고 모르는 부분을 물어볼려다가 이렇게 늦게 질문을 하게 되었습니다. Comparison of TNT removal from seawater by three marine macroalgae논문의 result and discussion부분에서요 TNT의 농도가 높아짐에따라 first-order rate constant가 낮아진다고 이해를 했는데요 확실히 무엇을 의미하는지 모르겠습니다. first-order rate constant가 높아지고 낮아지는게 무엇을 의미하는지를 모르겠구요... 또 다른 질문은 이 저자가 빛에 대한 control실험을 했다고 적어놓았는데 그 단락은 잘 이해를 못하겠습니다. 실험방법에도 안나오고 갑자기 결론부분에 쌩뚱맞게 나와서 이해하기가 좀 힘드네요 Illuminated control experiments containing seawater medium were conducted in parallel with the TNT uptake and metabolism experiments. The TNT concentration decreased with time due to degradation by a first-order process (see Fig. 1), consistent with previous studies for photolysis of TNT in aquatic systems (Mabey et al., 1983). The abiotic TNT oxidation product 1,3,5-TNB was found in the seawater liquid medium of the control experiments, consistent with previous studies for the photolytic degradation of TNT in water (Schmelling and Gray, 1995), but did not account for all of the TNT loss. A representative time course for 1,3,5-TNB formation during the illuminated TNT control experiment is presented in Fig. 1a, where 1,3,5-TNB formation can be attributed to no more than 17% of total TNT loss. Apparent first-order rate constants for TNT disappearance in the illuminated control experiments are presented in Table 2. For example, the apparent first-order rate constants for abiotic degradation of TNT in seawater at 150 μE m?2 s?1 light intensity and 22 °C, which ranged from 0.0022 to 0.0023 h?1 at initial TNT concentrations ranging from 1.0 to 10 mg l?1, were at least 10 times smaller than the apparent first-order rate constants for TNT removal in the uptake and metabolism experiments conducted at the same conditions. 이단락이 좀 힘드네요....그리고 마지막 질문입니다. These results suggest that intracellular ADNTs were further biotransformed into uncharacterized products. In terrestrial vascular plants, several studies confirmed that the TNT metabolites that were not excreted did not mineralize to CO2 but instead were ultimately incorporated into the “nonextractable” cell wall component of the plant tissue (Hughes et al., 1997, Vanderford et al., 1997, Burken et al., 2000 and Hannink et al., 2002). One possible route identified in vascular terrestrial plants is the conjugation of ANDT metabolites with sugars via N-glycosylation of the reactive amine group (Bhadra et al., 1999 and Vila et al., 2005 M. Vila, S. Pascal-Lorber, E. Rathahao, L. Debrauwer, C. Canlet and F. Laurent, Metabolism of [14C]-2,4,6-trinitrotoluene in tobacco cell suspension cultures, Environ. Sci. Technol. 39 (2005), pp. 663?672. Full Text via CrossRef | View Record in Scopus | Cited By in Scopus (19)Vila et al., 2005), followed by continued polymerization of the sugar adduct into cell wall polysaccharides. This study did not determine if the products of TNT transformation by marine macroalgae followed a similar route. Furthermore, it was beyond the scope of this study to challenge the macroalgal tissue cultures with 2-ADNT or 4-ADNT and look for biotransformation products from these substrates, as the focus of this study was on TNT removal from seawater. 이부분에서 앞쪽부분에 CO2와 관련된 부분이 이해가 안됩니다. 기존에 밝혀진 관다발 식물에 관한 연구에서 배출되어지지 않는 TNT대사산물이 CO2와 mineralize되지 않는다고 해석을 했는데요...여기서 mineralize되지 않는 다는 말이 무슨말인지 모르겠습니다. 질문이 꾀 많은데..... 시간가 여유가 되신다면 가르침 부탁드립니다. 꾸뻑~!!!
  • first order process
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    황현두님의 답변

    >또 다른 질문은 이 저자가 빛에 대한 control실험을 했다고 적어놓았는데 >그 단락은 잘 이해를 못하겠습니다. 실험방법에도 안나오고 갑자기 결론부분에 쌩뚱맞게 나와서 이해하기가 좀 힘드네요 > >Illuminated control experiments containing seawater medium were conducted in parallel with the TNT uptake and metabolism experiments. The TNT concentration decreased with time due to degradation by a first-order process (see Fig. 1), consistent with previous studies for photolysis of TNT in aquatic systems (Mabey et al., 1983). The abiotic TNT oxidation product 1,3,5-TNB was found in the seawater liquid medium of the control experiments, consistent with previous studies for the photolytic degradation of TNT in water (Schmelling and Gray, 1995), but did not account for all of the TNT loss. A representative time course for 1,3,5-TNB formation during the illuminated TNT control experiment is presented in Fig. 1a, where 1,3,5-TNB formation can be attributed to no more than 17% of total TNT loss. Apparent first-order rate constants for TNT disappearance in the illuminated control experiments are presented in Table 2. For example, the apparent first-order rate constants for abiotic degradation of TNT in seawater at 150 μE m?2 s?1 light intensity and 22 °C, which ranged from 0.0022 to 0.0023 h?1 at initial TNT concentrations ranging from 1.0 to 10 mg l?1, were at least 10 times smaller than the apparent first-order rate constants for TNT removal in the uptake and metabolism experiments conducted at the same conditions. TNT는 특정 조건에서 1,3,5-TNB로 photolysis에 의해 degradation됩니다. 그러나 빛에 의한 photolysis의 효과가 TNT removal에 미치는 영향은 microalgae에 의한 uptake와 metabolism에 의한 효과에 비해 상대적으로 미비하다는 것을 control 실험을 통해 확인한 것입니다. 본 연구에서도 TNT의 abiotic oxidation에 의해 1,3,5-TNB가 형성되는 것을 관찰할 수는 있었는데(시간에 따른 TNB 형성정도를 측정하여 그림 1a에 나타내고 있습니다.), TNB 형성량이 전체 TNT loss를 생각했을 때 17%도 되지 않고, 표2에 나타낸 first-order rate constant도 microalgae의 metabolism에 의한 TNT removal의 10배도 안된다는 결론을 얻었습니다. 즉, "본 연구에서 관찰한 TNT removal은 주로 microalgae에 의한 것이다"라는 말을 하고 싶은것 같습니다.
    >또 다른 질문은 이 저자가 빛에 대한 control실험을 했다고 적어놓았는데 >그 단락은 잘 이해를 못하겠습니다. 실험방법에도 안나오고 갑자기 결론부분에 쌩뚱맞게 나와서 이해하기가 좀 힘드네요 > >Illuminated control experiments containing seawater medium were conducted in parallel with the TNT uptake and metabolism experiments. The TNT concentration decreased with time due to degradation by a first-order process (see Fig. 1), consistent with previous studies for photolysis of TNT in aquatic systems (Mabey et al., 1983). The abiotic TNT oxidation product 1,3,5-TNB was found in the seawater liquid medium of the control experiments, consistent with previous studies for the photolytic degradation of TNT in water (Schmelling and Gray, 1995), but did not account for all of the TNT loss. A representative time course for 1,3,5-TNB formation during the illuminated TNT control experiment is presented in Fig. 1a, where 1,3,5-TNB formation can be attributed to no more than 17% of total TNT loss. Apparent first-order rate constants for TNT disappearance in the illuminated control experiments are presented in Table 2. For example, the apparent first-order rate constants for abiotic degradation of TNT in seawater at 150 μE m?2 s?1 light intensity and 22 °C, which ranged from 0.0022 to 0.0023 h?1 at initial TNT concentrations ranging from 1.0 to 10 mg l?1, were at least 10 times smaller than the apparent first-order rate constants for TNT removal in the uptake and metabolism experiments conducted at the same conditions. TNT는 특정 조건에서 1,3,5-TNB로 photolysis에 의해 degradation됩니다. 그러나 빛에 의한 photolysis의 효과가 TNT removal에 미치는 영향은 microalgae에 의한 uptake와 metabolism에 의한 효과에 비해 상대적으로 미비하다는 것을 control 실험을 통해 확인한 것입니다. 본 연구에서도 TNT의 abiotic oxidation에 의해 1,3,5-TNB가 형성되는 것을 관찰할 수는 있었는데(시간에 따른 TNB 형성정도를 측정하여 그림 1a에 나타내고 있습니다.), TNB 형성량이 전체 TNT loss를 생각했을 때 17%도 되지 않고, 표2에 나타낸 first-order rate constant도 microalgae의 metabolism에 의한 TNT removal의 10배도 안된다는 결론을 얻었습니다. 즉, "본 연구에서 관찰한 TNT removal은 주로 microalgae에 의한 것이다"라는 말을 하고 싶은것 같습니다.
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    황현두님의 답변

    TNT가 100% removal되었는데, algae와 medium에서 측정된 2-ADNT와 4-ADNT의 양이 TNT의 초기농도의 20 mol% 밖에 안되었답니다. 이는 관조류의 biotransformation에 의한 이전 연구의 결과와 비슷한 결과인데, 이를 통해 algae에 의해서도 ADNT가 biotransform되었을 것이라고 생각된다는 말입니다. 육상 관다발 식물에 관한 연구에 따르면 excretion 되지 않은 TNT metabolite는 CO2로 mineralize되지 않고 식물 세포벽 조직의 component가 된다고 합니다. ANDT가 reactive amine group의 N-glycosylkation을 통해 sugar와 conjugation 될 수 있는데, 이로 인해 sugar가 계속적으로 polymerization 되어 cell wall polysaccharide가 될 수 있다고 합니다. 본 연구의 target인 marine macroalgae에 의해서도 비슷한 TNT biotransformation이 일어나는지는 확인은 못했다고 합니다. 일반적으로 TNT가 microorganiam에 의해 ADNT, DANT 등으로 metabolize된 후 mineralization 되어 CO2, H2O, N-salt 등의 product를 내놓는다고 하는데, 이와 관련된 reference를 첨부합니다.
    TNT가 100% removal되었는데, algae와 medium에서 측정된 2-ADNT와 4-ADNT의 양이 TNT의 초기농도의 20 mol% 밖에 안되었답니다. 이는 관조류의 biotransformation에 의한 이전 연구의 결과와 비슷한 결과인데, 이를 통해 algae에 의해서도 ADNT가 biotransform되었을 것이라고 생각된다는 말입니다. 육상 관다발 식물에 관한 연구에 따르면 excretion 되지 않은 TNT metabolite는 CO2로 mineralize되지 않고 식물 세포벽 조직의 component가 된다고 합니다. ANDT가 reactive amine group의 N-glycosylkation을 통해 sugar와 conjugation 될 수 있는데, 이로 인해 sugar가 계속적으로 polymerization 되어 cell wall polysaccharide가 될 수 있다고 합니다. 본 연구의 target인 marine macroalgae에 의해서도 비슷한 TNT biotransformation이 일어나는지는 확인은 못했다고 합니다. 일반적으로 TNT가 microorganiam에 의해 ADNT, DANT 등으로 metabolize된 후 mineralization 되어 CO2, H2O, N-salt 등의 product를 내놓는다고 하는데, 이와 관련된 reference를 첨부합니다.

    굉장히 감사합니다. 이해 못했던 부분들에 대해 완전히 이해하는데 도움이 되었습니다....
    혹 다른 질문이 있으면 또 질문하겠습니다~
    다시한번 감사합니다~^^

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    황현두님의 답변

    >안녕하세요~ >얼마전에 What is에 글을 남겼다가 조언을 얻은 학생입니다. >논문을 완전히 이해하고 모르는 부분을 물어볼려다가 이렇게 늦게 질문을 하게 되었습니다. >Comparison of TNT removal from seawater by three marine macroalgae논문의 >result and discussion부분에서요 >TNT의 농도가 높아짐에따라 first-order rate constant가 낮아진다고 이해를 했는데요 >확실히 무엇을 의미하는지 모르겠습니다. >first-order rate constant가 높아지고 낮아지는게 무엇을 의미하는지를 모르겠구요... > 일단 이부분만 답변을 해드리자면.. first-order rate constant가 낮다는 말은 equation 1에서 k 값이 낮아진다는 말이고, 즉, TNT uptake rate가 상대적으로 느리다는 말입니다. 그림1을 실험적으로 얻어서, 이로부터 Table 2에 나와있는 first-order rate constant를 구한 것입니다. 보시면 rate constant에 따라 그래프의 형태가 바뀌는 것을 보실 수 있는데, k가 클수록 TNT removal이 시간에 따라 빠르게 일어나는 것을 확인하실 수 있습니다. 본문에서는 TNT의 first-order rate constant가 TNT 농도를 높일수록 떨어졌고, 그 이유는 TNT 농도가 높을수록 organism의 건강에 negative한 영향을 미쳐 TNT uptake와 metabolism의 효율을 떨어뜨려기 때문이라고 해석하였습니다.
    >안녕하세요~ >얼마전에 What is에 글을 남겼다가 조언을 얻은 학생입니다. >논문을 완전히 이해하고 모르는 부분을 물어볼려다가 이렇게 늦게 질문을 하게 되었습니다. >Comparison of TNT removal from seawater by three marine macroalgae논문의 >result and discussion부분에서요 >TNT의 농도가 높아짐에따라 first-order rate constant가 낮아진다고 이해를 했는데요 >확실히 무엇을 의미하는지 모르겠습니다. >first-order rate constant가 높아지고 낮아지는게 무엇을 의미하는지를 모르겠구요... > 일단 이부분만 답변을 해드리자면.. first-order rate constant가 낮다는 말은 equation 1에서 k 값이 낮아진다는 말이고, 즉, TNT uptake rate가 상대적으로 느리다는 말입니다. 그림1을 실험적으로 얻어서, 이로부터 Table 2에 나와있는 first-order rate constant를 구한 것입니다. 보시면 rate constant에 따라 그래프의 형태가 바뀌는 것을 보실 수 있는데, k가 클수록 TNT removal이 시간에 따라 빠르게 일어나는 것을 확인하실 수 있습니다. 본문에서는 TNT의 first-order rate constant가 TNT 농도를 높일수록 떨어졌고, 그 이유는 TNT 농도가 높을수록 organism의 건강에 negative한 영향을 미쳐 TNT uptake와 metabolism의 효율을 떨어뜨려기 때문이라고 해석하였습니다.
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