시판 우유를 이용하여 고초균과 젖산균의 혼합발효에 의한 호상 요구르트 제조에 미치는 영향을 관찰하였다. 우유 원료를 6시간 동안 고초균 발효를 통해서 고초균 생균수가 초기 $6.0{\times}10^6$ CFU/mL에서 $2.5{\times}10^8$ CFU/mL로 증가되었다. 2차 젖산균 발효시에 생균수 증가 및 산 생성능이 촉진되었으며, 발효 1일 후에 젖산균 생균수 $3.03{\times}10^9$ CFU/mL을 나타내었으며, 고초균은 $4.67{\times}10^5$ CFU/mL로 감소하였다. 단백질 카제인은 1시간 동안 1차 고초균 발효에 의해서 급격하게 가수분해되어 저분자 펩타이드로 전환되었으며, 2차 젖산균 발효시에 유청분리가 최소화되면서 커드형성이 우수하였다. 초기 3시간까지 고초균 발효시에 젖산균에 의해 커드형성능이 양호하였으며, 그 이상의 고초균 발효는 우유의 커드형성을 지연시켰다. 특히 4시간 발효물은 심한 유청분리 현상과 함께 tyrosine 함량이 급격히 증가되어 80 mg% 수준을 나타내었다. 1차 고초균 발효를 수행한 경우에 2차 젖산균 발효에 의한 GABA 생산이 증진되었다. 호상 요구르트 커드의 표면구조는 1차 고초균 발효가 진행될수록 거친 표면적을 나타내었으며, 결론적으로 1차 고초균 발효 3시간, 2차 젖산발효 3일 동안 수행한 경우에 산도 0.92%, pH 4.34, tyrosine 함량 47.39 mg%, GABA 함량이 0.07%로 생성되었다. 우유에 고초균 발효를 단기간 수행함으로서 우유 단백질의 부분 가수분해에 의해서 2차 젖산균 발효시에 균의 생육을 촉진하여 산생성능이 우수하여 호상 요구르트 제조가 용이하였으며, 펩타이드, GABA, probiotics 등이 강화된 호상 요구르트를 제조할 수 있었다.
단백질은 서열의 disorder 구역이 생물학적 반응을 일으켜 order로 변하는 과정에서 그 기능을 하게 되므로 서열 데이터에서 disorder 구역과 order 구역을 분리하는 것은 단백질의 3차 구조 및 특성을 예측하는데 반드시 필요하다. 따라서 이 논문에서는 효율적인 disorder와 order 구역 분류를 위해서 단백질의 특정 특징에 치우치지 않는 분류 결과를 얻으면서, 분류 속도를 향상 시킬 수 있도록 서열 데이터를 이용한 분류/예측 기법을 제안한다. 출현패턴 기반의 EPs-TFP 기법은 중복 출현패턴이 제거된 필수 출현패턴만을 이용하는 분류/예측 기법이다. 이 분류 기법은 disorder 구역의 서열 출현패턴들을 발견하며, 이러한 서열 출현패턴은 disorder 구역에서는 빈발하지만 order 구역에서는 상대적으로 빈발하지 않는 패턴들이다. 또한 제안 알고리즘의 성능 향상을 위해서 기존의 P-tree, T-tree 개념의 TFP 기법을 확장하여 분류/예측 기법으로 적용하였다. EPs-TFP 기법의 성능평가를 위해서 Disprot 4.9와 CASP 7 데이터를 활용하였고, disorder/order 구역을 분류한 결과, 민감도 73.6, 특이도 69.5, 정확도 74.2를 보였다.
Molecular chaperone의 발견은 생명과학자들에게 살아있는 세포 내에서 어떻게 생체활성단백질이 만들어지고 유지되는지에 대한 자극과 함께 그것을 증명하기 위한 실험동기를 부여하였다. 초기에는 Molecular chaperone이 nucleosomes의 assembly에 관여하는 단백질을 설명하기 위하여 사용되었으나, 지금은 기본적인 세포생리기능의 하나인 단백질의 folding과 assembly를 돕는 assistant protein으로 주로 사용된다. 단백질합성 뿐만 아니라 단백질수송, oligomeric structure의 assembly와 disassembly, heat shock을 포함한 각종 내, 외부스트래스에 의해서 변성된 단백질의 세로내분화와 회복에도 Molecular chaperone이 관여하고 있다. 그러나 아직까지는 Molecular chaperone들의 3차구조와 그들간의 상호작용에 관한 정보가 부족하여 크게 진전되지 못하고 있지만, 많은 연구자에 의한 정보축적으로 인하여 빠른 시일 내에 Molecular chaperone에 세포내역할이 분명하게밝혀질 것이다.
고선량 감마선 조사에 의한 계란의 저장 중 품질 변화를 측정하기 위해 신선란을 $^{60}Co$를 이용하여 조사선량을 0, 1, 5, 10, 30 kGy로 하여 조사한 후 30일간 저장 실험을 수행하였다. 조사된 계란의 품질 변화는 난황계수, 난황 색깔, 난백 pH, 난백 점도, 계란 중량, 난백 단백질의 SDS-PAGE 패턴, circular dichroism(CD), fluorescence spectroscopy 등을 측정함으로써 살펴보았다. 저장기간 중 난황계수는 감마선 조사된 계란과 대조구 모두 감소하는 경향을 보였는데 선량이 증가할수록 난황계수는 감소하였고 10 kGy와 30 kGy 등 고선량으로 조사된 계란에서 난황계수가 일시적으로 증가하는 현상을 보였다. 난황 색깔은 선량이 증가함에 따라 밝은 노란색을 나타냈으나 저장 기간 동안 큰 차이는 나타나지 않았다. 난백 점도는 선량이 증가할수록 감소하였고 저장 중 점도가 감소하는 현상을 보였으며 조사된 계란의 난백 pH가 대조구에 비해 높았고 저장 중 pH는 증가를 보였다. 저장 중 난중 감소율은 증가하였고 선량별 뚜렷한 차이는 보이지 않았다. 난백 단백질의 SDS-PAGE 패턴은 조사 선량이 증가할수록 단백질의 변화가 켰는데 10 kGy 이상 고선량 조사에서는 저분자화 뿐만 아니라 고분자화 패턴도 보였다. CD와 fluorescence spectroscopy 결과 또한 감마선조사에 의한 단백질의 2차, 3차구조 변화를 보였다. 본 연구의 결과는 계란의 감마선조사에 있어 품질 유지를 위해서는 선량 범위에 있어 보다 신중을 기해야 한다는 것을 시사한다.
박테리오 파이지 K11 lysozyme은 최근에 우리 실험실에서 클로닝 되었으며, 숙주균주의 세포벽을 분해하는 고유의 lysozyme활성과 박테리오 파아지 K11 RNA 중합효소의 전사반응을 억제하는 활성을 가지고 있는 것으로 확인되었다. 이미 잘 연구된 박테리오 파아지 T7 lysozyme의 경우 클로닝되고 분리 정제된 T7 lysozyme 단백질의 3차 구조 및 T7 RNA 중합효소와의 결합양상에 대하여 밝혀졌다. 따라서 우리 실험실에서는 K11 lysozyme과 K11 RNA 중합효소와의 결합 정도 및 그 특성을 파악할 목적으로 yeast two hybrid 시스템을 통하여 K11 RNA 중합효소와 K11 lysozyme의 단백질-단백질 상호작용을 알아보고자 하였다. LexA 시스템을 이용하여 LexA DNA 결합 부위를 갖고 있는 pLexA에 K11 lysozyme 유전자를 삽입하여 prey로 하였따. 활성 부위로는 B42 융합 단백질을 만드는 pJG4-5에 K11 RNA 중합효소의 결합은 생체 밖에서 reporter 유전자인 lacZ와 leu2의 발현으로 확인되었으며 이들의 결합정도와 결합부위에 대한 연구들은 진행중에 있다.
최근 전통적인 액체상 공정을 대체하는 기술로서 고체 담체와 단백질 사이의 '생물인식' 기능을 이용하는 새로운 생물공정기술이 개발되고 있다. 통상 고체 담체로는 표면에 특정한 기능기가 노출되어 있는 크로마토그래피용 담체를 사용한다. 단백질의 반응이나 상호작용이 단백질이 담체 표면에 부착되어 있는 상태에서 일어나기 때문에 이 '고체상 기술'은 액체상 기술에 비해 뚜렷한 장점을 갖고 있다. 고체상 재접힘은 변성제에 의해 용해된 내포체 형태의 재조합 단백질을 이온교환수지 표면에 흡착시켜 시작한다. 변성제를 단백질 주위로부터 서서히 제거시키면서 고유의 3차 구조로 재접힘시킨다. 재접힘이 완료되면 염 구배와 같은 전통적인 방법에 의해 재접힘된 단백질을 정제된 상태로 용출시킨다. 이 개념은 '확장층 흡착 재접힘'에도 연장 적용된다. 세포파쇄액에 변성제를 첨가하여 용해한 내포체 단백질은 확장층 흡착 크로마토그래피용 Streamline 담체에 흡착되고 세포찌꺼기와 불순 단백질들은 확장층 사이로 빠져 칼럼 밖으로 제거된다. 흡착된 목적 단백질은 고체상 재접힘 방법에 의해 재접힘 된 후 용출된다. 수년간 연구 발전되어 온이 새로운 재접힘 기술은 정제수율 향상, 공정 단계 감축, 공정 시간 및 부피 감소에 따라 생물의약공정의 경제성을 크게 향상시킬 수 있는 것으로 증명되고 있다. 본 논문에서는 실험실에서 수행한 여러 생물의약용 단백질들을 대상으로 한 연구 실험 자료를 바탕으로 고체상 재접힘 기술의 적용 사례를 서술하였다.
사람의 티로시나제는 사람의 피부색을 결정하는 멜라닌 생합성의 첫 번째 반응을 촉매하며, 이 단계는 반응 속도를 결정하는 가장 중요한 단계이다. 따라서, 많은 화장품 회사들은 hTyr의 저해제를 찾고자 하였으나 사람 티로시나제의 3차원구조의 부재로 구조기반의 가상탐색은 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 구조기반의 저해제 탐색을 위하여 기존에 그 구조가 알려진 Bacillus megaterium의 티로시나제의 3차 구조를 이용하여 인간 티로시나제의 3차원 구조를 상동모델링법으로 예측하였다. 3차원 구조 분석 결과 인간 티로시나제의 활성부위에 위치한 여섯 개의 히스티딘 잔기가 2개의 구리원자와 결합할 수 있으며, 이 활성부위는 단백질의 안쪽에 위치함을 알 수 있었다. 기질 또는 저해제가 결합할 수 있는 결합부위는 단백질의 표면에서 안쪽 깊은 곳의 활성부위와 연결되어 있으며 입구 쪽은 넓고 납작했으며 활성부위로 갈수록 좁아지는 깔대기와 같은 모양의 구조를 하고 있었다. 자체 제작 소프트웨어를 활용하여 solvent accessible surface를 만들고 여기에 가장 최적의 위치 및 형태를 갖는 모델을 티로신과 저해제로 가장 잘 알려진 코직산의 결합모델을 제안하였다. 이 결과 티로신과 코직산의 페놀그룹의 히드록시 기능단의 산소가 정확히 구리와 배위결합하는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 본 연구 결과는 새로운 미백제를 설계하고 스크리닝하는데 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
단백질과 전분을 각 성분비로 조합하고, 고형물 함량 8, 9, 10, 11%로 조정한 시료를 $80^{\circ}C$에서 30분간 가열한 후 $25^{\circ}C$로 냉각하여, 온도 $30{\sim}60^{\circ}C$, 0.6 ~ 6 rpm의 범위에서 Brookfield 단원통회전점도계로 리올로지 특성을 측정하였는 바, 아래와 같은 결과를 얻었다. 1. 모델 식품 $P_1S_3$, $P_1S_2$, $P_1S_1$, $P_2S_1$, $P_3S_1$, $P_4S_0$는 모두 의가소성을 나타내고, 항복치를 가지며, 시간 의존성 구조 붕괴를 나타내는 thixotropic 식품이었다. 그러나 $P_0S_4$, 즉 전분의 경우는 8~11% 범위에서 gel의 강도가 크기 때문에 유동성을 보이지 않았다. 2. 각 수분함량에서 모형식품의 단백질 함량에 따른 유통 특성값은 일정한 상관관계를 나타내지 않았다. 3. 전단속도에 대한 전단웅력의 변화는 전분질식품이 ($P_1S_3$, $P_1S_2$) 단백질식품($P_2S_1$, $P_3S_1$)보다 컸으며, 전단초기의 구조붕괴는 Tiu의 모델에 따라 2차 반응식으로 붕괴되었고, 전단속도가 증가 할 수록 구조 붕괴 속도도 빨랐다. 4. $P_1S_2$, $P_2S_1$의 온도의존성은 Arrhenius식에 잘 따랐으며 이때 활성화에너지는 각각 2.35, $1.34Kcal/g{\cdot}mole$이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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