• 생명과학회지
• /
• 제28권11호
• /
• pp.1379-1385
• /
• 2018

당사슬은 당단백질과 단백당에 결합하며, 일반적으로 세포의 최외각 표면에서 발견된다. O-연결 당사슬과 N-연결 당사슬은 진핵세포에 흔히 존재하는 당사슬이며 원핵세포에서도 발견된다. 세포 표면에 존재하는 당사슬과 주변에 동일한 종류의 세포막에 노출된 당사슬 결합 단백질과의 상호작용, 전혀 다른 종류의 세포와의 상호작용, 또는 질병 유발 균주와 바이러스와의 상호작용은 생물학 및 의생명과학에 있어서 질병원인물질 인식, 세포 이동, 세포간의 결합, 발생, 그리고 감염 등과 같은 과정에 있어서 매우 중요한 역할을 담당한다. 각종 질병 상황에서의 당사슬의 프로파일의 변화와 역할은 당사슬이 질병 진단 마커로 활용할 가능성을 제시한다. 이에 더하여, 기존의 많은 선행 연구들에서, 재조합 단백질 의약품에 결합된 당사슬은 재조합 단백질 의약품의 용해도, 약동역학, 약물 활성, 생체활성, 안전성을 적절하게 유지하고 결정짓는데 중요한 요소가 된다. 게다가, 암의 발생과 진전의 영향으로 인해 당사슬 가지 끝에 결합하는 시알릭산의 당질화 양상의 변화는 세포와 세포간 상호작용, 인식 그리고 면역 반응에 매우 중요한 요소로 작용한다. 본 총설에서는 당사슬의 생물학적인 기능에 대한 전반적인 이해를 돕고, 당질화 현상과 질병 진단 및 질병 치료 기법간의 상호 연관성을 간략히 설명하고자 한다. 추가적으로 혈액 내 혈청에 존재하는 당사슬의 프로파일의 변화를 분석하는 대량효능검색 방법과 이로 인해 유도되는 생화학적 작용 기작을 살펴보았다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제9권6호
• /
• pp.1795-1799
• /
• 2008

hnRNP K 단백질은 hnRNP 복합체를 구성하는 핵단백질들 중의 하나이며 시토신이 많은 RNA/DNA sequence에 잘 결합한다. 이 단백질은 핵 내에서만 머무르지 않고 핵과 세포질을 왕복하는 특징을 지니고 있다. hnRNP K의 기능을 조사하기 위하여 우선 hnRNP K와 상호 결합하는 세포내 단백질을 찾아내고자 하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 이스트 two-hybrid 시스템을 사용하여 HeLa CDNA librar를 탐색하였다. 그 결과 얻은 클론들 중에는 사람의 hnRNP E1 (poly(rC) binding protein 1) cDNA (GenBank accession number XM_031585) 클론이 포함되어 있었다. 본 논문에서는 이스트 two-hybrid 시스템과 in vitro에서의 생화학적 실험을 통하여 hnRNP E1은 hnRNP K와 특이적으로 상호 결합한다는 것을 밝혔다.

• KSBB Journal
• /
• 제25권3호
• /
• pp.289-296
• /
• 2010

e-Lectin은 당 결합 단백질과 세포 응집 단백질로서, 식물방어의 역할도 하는데 방울토마토 열매의 locular fluid에는 곰팡이로부터 식물의 보호 기능을 하는 것으로 생각되는 chitin 결합 lectin이 들어 있다. 이에 본 연구에서는 방울토마토의 locular fluid로부터 최종적으로 Sephadex G-200을 통과시켜 lectin을 분리한 다음, 이의 항균성과 분자량, 적혈구 응집력, 혈액특이성, 최적 온도, 열 안정성 및 최적 pH 등의 생화학적 특성을 연구하였다. 식물성 병원균인 4개의 균주 중 Cladosporium cucumerinum과 Monosporascus cannonballus에 대해서는 항균 활성을 나타내었으나, Fusarium oxysporum과 Rhizoctonia solani에 대해서는 항균 활성을 나타내지 않았다. SDS-PAGE의 결과, 2개의 band로 나타났으며, 이의 분자량을 표준 단백질을 이용 측정하여 87 kDa와 47 kDa로 계산되었다. 사람의 A, B, O, AB형의 혈액을 사용하여 각각의 혈구응집반응을 확인한 결과, A, B, O, AB형 모두에서 응집반응이 일어났으며, 이 중 B형 혈액에서 가장 높은 활성을 나타내었다. 분리된 방울토마토 locular fluid lectin의 최적 반응 온도는 $30^{\circ}C$이며, 가장 높은 $30^{\circ}C$를 포함하는 $20-80^{\circ}C$ 범위에서 열 안정성을 보였고, 최적 pH는 7.0이다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제32권1호
• /
• pp.23-29
• /
• 1989

soybean hypocotyl에서 분리한 미토콘드리아로부터 submitochondrial particles와 matrix 단백질 추출액을 준비하고 전기분해법으로 제조한 superoxide를 처리하여 malate dehydrogenase 및 cytochrome C oxidase의 불활성화와 mitochondrial membrane의 과산화를 각각 조사하였다. 막에 결합되어 있는 cytochrome C oxidase나 수용액상태의 malate dehydrogenas는 모두 $O^{-}_{2}$에 대해 매우 민감하게 불활성화되었다. 즉 dismutation 반응이 빠르게 진행되어 실질적으로 효소의 불활성화에 기여하게 될 농도는 대단히 낮을 것으로 추정되는 $O^{-}_{2}$의 명목상 처리농도 1.4mM 전후에서 두 효소는 그 활성을 완전히 상실하였다. 한편 malondialdehyde의 생성을 지표로 하여 측정된 membrane 과산화는 인지질로서만 이루어진 liposome의 경우보다는 다소 낮은 수준이었으나 무시할 수는 없는 정도였다. mitochondrial membrane의 과산화가 상대적으로 억제된 것은 막에 결합되어 있는 항산화제 및 단백질들에 의한 $O^{-}_{2}$소거효과에 기인하였으리라 해석된다. 식물 미토콘드리아의 대표적인 대사과정인 TCA cycle과 호흡전자전달반응의 성분효소들인 malate dehydrogenase와 cytochrome C oxidase가 불활성화되었고 membrane이 과산화 되었다는 사실은, 식물의 냉해와 광피해 발현기작에서 공히공통적인 화학적 인자로 인정되는 $O^{-}_{2}$의 과잉생성 및 축적이 그것의 주 생성처인 미토콘드리아의 생화학적 기능과 구조에 미칠수 있는 파괴적 효과를 적절히 지시하는 것이다.

• 한국가축번식학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.299-308
• /
• 2002

eCG(말 융모성성선자극 호르몬)$\beta$와 eLH(말 황체형성호르몬)$\beta$는 하나의 유전자로 코드 되어 있으며, eCG와 eLH는 당쇄의 구조에 있어서 차이가 있는데, LH는 sulfate가 CG는 sialylate가 수식되어 있다. eCG는 다른 동물에 있어서 강력한 FSH (난포자극)와 LH의 이중활성을 나타내어 아주 특이하고, 많은 탄수화물로 수식되어 있는 당단백질 호르몬이다. eCG의 이러한 이중활성은 성선 자극호르몬의 구조, 기능 및 수용체와 이들 호르몬과의 특이결합에 대하여 분자 생물학적인 관점에서 연구하는데 아주 흥미롭다 따라서, eCG는 당쇄의 구조와 생화학적인 기능에서 아주 특이한 분자이다. 이러한 중요점을 당쇄첨가부위의 돌연변이를 통하여 분석한 결과, LH의 활성에서는 eCG$\alpha$의 56번 당쇄가 필수불가결한 역할을 하지만, eCG$\beta$의 카르복실기 말단의 O-linked 당쇄는 중요하지 않은 것으로 관찰되었다. 한편, N- 및 O-linked 당쇄 모두는 FSH활성에는 중요한 기능을 가지고 있는데, 양쪽 당쇄의 제거는 오히려 FSH 활성을 증가시켰다. 따라서, eCG의 LH와 FSH의 이중활성은 $\alpha$의 N-linked 당쇄의 제거와, $\beta$의 O-linked 당쇄를 제거함으로써 완전히 분리할 수 있으며, eCG에 있어서 당쇄는 생화학적 활성에 대하여 아주 중요하게 작용한다는 새로운 사실이 밝혀졌다. 단일체인 eCG($\beta$의 C-terminal에 u를 연결한)도 eCG$\alpha$/$\beta$ 및 천연형 eCG와 비교한 결과 효율적으로 분비되어지고 완전한 LH와 FSH 활성을 나타내었다. 이러한 결과들은 eCG 분자에 있어서 지금까지 문제시되어왔던 LH활성을 나타내지 않고, 높은 FSH 활성만을 나타내는 특이한 모델을 만들 수가 있으며, 현재 단일체인 분자에 있어서 당쇄의 기능에 대한구축은 각 단체의 결합, 분비에 영향을 미치는 당쇄 돌연변이 연구에 아주 유용할 것으로 사료된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
• /
• 제33권1호
• /
• pp.27-35
• /
• 2003

1. 목적 생체재료의 생체친화성을 증진시키고 치유를 촉진하기 위한 목적으로 생체재료의 생화학적 표면개질에 관한 연구가 널리 진행되고 있다. 이와 같은 목적으로 이용되어 온 부착분자에는 아미노산, 펩타이드, 단백질, 효소 및 성장인자들을 들 수 있으며, 이들 분자들을 금속, 골대체물질 및 폴리머와 같은 생체재료의 표면개질에 이용하여 왔다. 이 연구의 목적은 생체적합성이 우수하고 생분해성을 지닌 키토산으로 얇은 막을 제작한 후, 세포외 기질의 구성성분 중 세포부착에 관여하는 RGD 펩타이드를 부착시킨, 표면개질 키토산막의 생물학적 영향을 MG-63 조골양세포를 이용하여 관찰하는 것이다. 2. 방법 2% acetic acid에 키토산 가루를 녹여 만든 2% 키토산 용액으로 24-well 배양접시의 표면을 도포 후 24시간 동안 건조시켜 키토산막을 제작하였다. GRGDS 펩타이드를 cross-linker(EDC, NHS) (Sigma, MO, USA) 용액과 반응시켜서 펩타이드의 카르복실기를 활성화시켰다. 이들을 PBS 완충용액으로 수화시킨 키토산막과 결합시켜 펩타이드의 활성화된 카르복실기와 키토산의 아민기 간에 안정적인 아미드 결합(amide bond)이 형성되도록 하였다. 하루 동안 반응을 일으킨 후 PBS 완충용액과 증류수로 씻어내고 냉동 건조시킴으로써 GRGDS가 결합된 키토산막을 제작하였다. 재료 표면의 화학 성분을 알아보는데 사용되는 방법의 일종인 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) 분석을 통하여 부착분자가 키토산막에 결합된 여부를 확인하였다. GRGDS 펩타이드에 요오드를 결합시킨 후, 이것을 키토산막에 공유 결합시키고 XPS를 통해 요오드가 재료 표면에서 검출되는지를 검사하였다. 요오드가 검출된다면 이것은 키토산막 표면에 실제로 GRGDS 펩타이드가 존재하는 것을 의미하게 된다. 표면개질된 키토산막에 사람조골양세포인 MG-63을 접종하여 이를 실험군으로 하였고, 표면이 개질 되지 않은 키토산막을 대조군으로 하였다. 세포부착의 최적화 농도를 확인하기 위하여 GRGDS를 0.01, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5, 1.0mg/ml의 농도로 준비하였다. 배양 후 1일, 7일째에 각 well에서 trypsin EDTA를 이용하여 세포를 분리한 후, 이를 원심 분리하여 세포수측정기를 이용하여 부착 세포의 수를 측정하여 세포의 부착 정도를 비교하였다. 배양 2시간, 24시간 후 주사전자현미경을 이용하여 키토산막에 부착된 세포의 양상을 관찰하였다. 3. 결과 XPS를 통한 표면의 화학 성분 분석 결과 GRGDS 펩타이드를 결합시킨 키토산막에서 요오드가 검출되었으며 펩타이드를 부착하지 않은 대조군에서는 검출되지 않았다. 따라서 cross-linker를 이용한 펩타이드와 키토산막의 공유결합을 확인할 수 있었다. 세포 배양 후 1일째 부착된 세포 수를 측정한 결과 0.1mg/ml 이상의 GRGDS 펩타이드 농도로 공유 결합시킨 키토산막에서 부착 세포 수가 다른 농도에 비해 유의성 있게 많이 관찰되었다. 이 농도 이하에서는 대조군과 실험군간에 세포부착의 유의한 차이가 없었다. 따라서 주사전자현미경을 이용한 부착 세포의 양상에 관한 관찰은 0.1mg/ml 농도의 펩타이드를 이용하였다. 세포 배양 7일째, 부착된 세포 수 측정 결과 GRGDS의 농도에 따른 유의성 있는 차이가 없었으며, 실험군과 대조군간에도 유의성 있는 차이가 없었다. 주사전자현미경 관찰결과 2시간 및 24시간 배양된 실험군 모두에서 별모양의 세포들이 키토산막 표면에 편평하게 잘 부착되어 있으며 많은 위족이 발달된 소견을 보인 반면, 대조군에서는 원형 또는 다각형 모양의 세포들이 실험군에 비해 부착이 덜 되어있는 양상을 보였다. 이 연구를 통하여 기능성 펩타이드를 생체재료의 표면에 공유결합 시키는 방법을 확립할 수 있었으며, RGD 펩타이드의 공유결합으로 표면개질된 키토산막이 조골세포의 부착능을 증진시킬 수 있음을 확인하였다. 표면개질된 생체재료를 소, 중동물에 적용시켜 생체 내에서의 생물학적 영향을 평가할 필요가 있으며, 이 실험의 결과는 향후 다양한 기능성 부착분자를 선발, 고안하여 임플란트용 생체재료의 표면개질에 이용하는 이른바 모방생체재료분야에 널리 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제10권2호
• /
• pp.109-112
• /
• 1985

민들조개에 의해 흡수된 방사성 동위원소의 조직내 분포와 생화학적 거동을 알아 보기 위해 민들조개를 $^{65}Zn,\;^{54}Mn,\;^{137}Cs$ 용액에 7일간 노출시킨 후 조직을 잘라내서 방사능을 측정하고 간과 콩팥을 균질화시켜서 Sephadex G-75 유리판을 통한 젤투석 실험을 하였다. 방사성 동위원소의 조직내 분포는 방사성 동위원소에 따라 서로 다른 조직내 축적경향을 나타냈으며 특히 다른 조직에 비해 간과 콩팥에 아주 높게 농축되었다. 방사능이 농축된 간과 콩팥에서 방사성 동위원소와 결합하고 있는 단백질을 조사하기 위해서 간과 콩팥을 균질화시킨 상등액을 Sephadex G-75 column chromatography로 분리 한 결과 $^{65}Zn,\;^{54}Mn,\;^{137}Cs$가 서로 다른 유출 패턴을 나타냈고 또한 $^{65}Zn$과 $^{54}Mn$은 간과 콩팥에서 서로 다르게 유출되었다. 본 실험의 결과 방사성 동위원소의 종류와 조직에 따라서 결합하고 있는 단백질의 종류가 서로 다른 것을 알 수 있었다.

• 미생물학회지
• /
• 제42권4호
• /
• pp.313-318
• /
• 2006

가정에서 제조된 된장으로부터 cellulase 생산균으로 분리된 고온성 WL-12는 형태적 특성, 생화학적 성질 및 16S rRNA의 염기서열에 근거하여 Bacillus licheniformis로 동정되었다. B. licheniformis WL-12의 cellulase 유전자를 클로닝하여 그 염기서열을 결정한 결과 cellulase 유전자(celA)는 517 아미노산으로 구성된 단백질을 코드하며 1,551 뉴클레오티드로 이루어졌다. 아미노산 잔기배열을 분석한 결과 WL-12의 cellulase는 활성영역과 cellulose 결합영역으로 구성되어 있었으며, glycosyl hydrolase (GH) family 5에 속하는 B. licheniformis, B. subtilis와 B. amyloliquefaciens의 cellulase와 높은 상동성을 보였다. 클론된 celA를 발현용 vector에 도입하여 B. subtilis에서 발현시켜 cellulase 최대생산성이 7.0 units/ml에 이르렀다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.23.1-23.1
• /
• 2010

Alkanethiol (CH3(CH2)nSH) 자기 조립 박막은 금, 은, 팔라듐 그리고 구리와 같은 금속 물질과 결합하여 산화 방지 보호막, 생화학적 멤브레인 그리고 케미컬 센서로 널리 이용되었다. 전도성을 가진 많은 금속 분말 중에서, 구리는 뛰어난 열, 전기 전도성과 풍부한 양으로 다른 귀금속에 비교하여 경제성까지 갖춘 물질이다. 그러나 이러한 구리 나노 분말은 대기에 노출된 구리 분말이 쉽게 산화된다는 결정적인 단점 때문에 그동안 널리 이용되지 못하였다. 이러한 구리의 단점을 극복하고 뛰어난 전도성의 특징을 이용하고자, Langmuir-Blodgett (LB), layer by layer (LbL), electrophoretic deposition (EPD), self-assembled monolayer (SAM)과 같은 구리 나노 분말 위에 유기 박막을 형성하고자 하는 많은 방법이 시도되어왔다. 이러한 방법들 대부분은 습식 방법으로 진행되었으며, 약 2-nm 두께의 SAM 구조를 형성할 수 있음이 많은 연구를 통하여 확인되었다. 그러나 습식 기반의 SAM 구조는 단지 수일 동안만 유효하며, 이는 코팅을 수행하면서 점차 떨어지는 source solvent의 순도와 적합하지 않은 코팅 조건, 그리고 이러한 원인으로 형성된 부실한 막질 구조 때문으로 추측된다. 게다가 이러한 습식 기반 공정은 코팅 막의 두께 조절과 코팅 시 solvent의 순도를 일정하게 유지하는 것이 매우 복잡하고 어려운 작업으로 알려져 왔다. 본 실험에서는 고 진공 챔버 (< $4.0{\times}10-6$ torr) 시스템을 이용하여 습식 기반 공정의 문제점을 극복하고 구리 나노 분말의 산화를 막기 위한 실험을 진행하였다. 1-octanethiol (CH3(CH2)7SH)은 중간 길이의 hydrocarbon (n=7) 구조를 가진 특징 때문에 코팅 물질로 사용되었다. 게다가, alkanethiol 족 특유의 물질인 황(sulfur)은 구리와 결합하여 산화방지 보호막의 역할을 수행할 수 있다. 저 진공 조건에서는 10-nm의 multilayer가 일괄적으로 코팅됨을 확인할 수 있었다. 본 실험에서는 약 10-nm 두께의 자기 조립 박막(self assembled monolayers: SAMs)이 고 진공 조건에서 구리 나노 분말 표면 위에 코팅 조건의 변경을 통해서 5-nm에서 10-nm 두께의 1-octanethiol SAMs 구조를 얻어낼 수 있었다. 이는 고 진공 조건에서 1-octanethiol SAMs의 코팅 두께를 조절함으로 다양한 크기의 분말에 코팅 물질로 쓰일 수 있음을 알 수 있다.

• 미생물학회지
• /
• 제49권4호
• /
• pp.309-312
• /
• 2013

진균류의 세포벽은 다양한 결합의 글루칸과 키틴질로 구성되었으며 이들의 생활사 전체에 해당하는 균사생장과 분화과정에서 키틴질 분해효소(chitinase)를 생성한다. 먹물버섯의 하나인 Coprinellus congregatus는 전 생활사 동안 최소 2종 이상의 chitinase를 생성한다. Chi1은 균사시기부터 버섯의 자가분해 시기까지 고르게 생성되며, chitinase 2는 버섯 자가분해 시기에 다량 생성된다. Chi1의 cDNA 유전자를 Pichia pastoris의 발현벡터의 하나인 pPICZB 벡터의 c-myc과 6x Histidine tag을 포함하는 Chi1 재조합 단백질 발현벡터를 구축하고 이를 발현시킨 후, Histidine tag에 의한 affinity chromatography 방법으로 Chi1 단백질을 정제하였다. 정제된 Chi1은 endochitinase의 기질인 4-nitrophenyl N,N',N"-triacetyl-${\beta}$-D-chitotrioside에 대하여 활성을 보였다. 이를 기질로 사용했을 때 최적 pH는 8.0이었고, 최적 온도는 $35^{\circ}C$로 확인되었다. $K_m$ 값과 $V_{max}$ 값은 각각 0.780 mM과 0.10 (OD $min^{-1}unit^{-1}$)로 나타났다. 이러한 생화학적 특성은 버섯 자가분해 시기에 작용할 것으로 판단되는 Chi2가 exochitinase 활성을 보이며, pH 4.0에서 최대 활성을 보이는 것을 종합하면 상호 보완작용을 할 것이라고 판단된다. 정제된 Chi1은 Alternaria alternata, Fusarium graminearum 및 Trichoderma harzianum 등과 같은 식물 병원성 균류에 처리한 결과 60 ${\mu}g/ml$ 농도에서 이들의 생장을 완전하게 억제하였다.