• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권2호
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• pp.118-124
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• 2009

에스터라제 EM2L8 유전자를 E. coli 균에서 발현하고 에스터라제 활성을 분석한 결과, $40-45^{\circ}C$에서 최적의 효소활성을 보였다. $15^{\circ}C$에서 최대활성의 45% 활성을 보였고 $15-45^{\circ}C$ 사이의 활성화에너지는 4.9 kcal/mol로 계산됨으로써 전형적인 저온 적응효소인 것으로 밝혀졌다. 또한, $4^{\circ}C$에서 장기보관해도 효소활성이 전혀 줄어들지 않음을 통해서 저온에서 안정한 효소임을 알게 되었다. 반응액에 에탄올, 메탄올, 아세톤을 15% 농도까지 첨가해도 효소활성이 줄어들지 않았으며 DMSO의 경우, 40% 농도까지 첨가해도 효소활성이 유지되는 것으로 나타났다. 이 효소 40 U을 Tris-HCl 용액(1.2 mL, pH 9.0)에 넣고 $30^{\circ}C$에서 (R,S)-ECHB(0.5%, 38 mM)의 분해반응을 수행한 결과, 기질이 가수분해되어 CHBacid가 생성되며 기질의 분해속도는 $6.8\;{\mu}mole/h$로 계산되었다. (R)-ECHB 보다 (S)-ECHB 기질을 빠르게 분해하였으며 전환수율이 80%일 때, e.e.s 값이 40%로 측정되었다. 반응액에 DMSO를 10% (v/v) 농도로 각각 첨가한 결과, 기질의 분해 속도는 $10.4\;{\mu}mole/h$로 증가되었다. 하지만 DMSO의 유무와 상관없이 전환수율에 따른 e.e.s 값은 유사하게 나타났다. 결론적으로 이 효소는 저온과 각종 유기용매 하에서도 높은 안정성과 활성을 갖고 있기 때문에 각종 의약품의 유기합성공정에서 효소촉매로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한화학회지
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• 제34권6호
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• pp.629-636
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• 1990

CTABr 미셀 용액속에서의 sodium 2-alkylbenzimidazole-5-sulfonate(R-BISO$_3$Na)의 음이온에 의해 추진되는 p-nitrophenyldiphenylphosphate(p-NPDPP)의 탈인산화 반응은 sodium benzimidazole-5-sulfonate(BI-SO$_3$Na)의 음이온에 의해 추진되는 반응의 반응속도보다 현저히 감소하고, 알킬기의 길이가 methyl기에서 heptyl기로 길어질수록 감소의 정도가 더욱 크다. 이것은 CTABr을 포함하고 있지 않는 수용액속에서의 BI-SO$_3$Na 및 R-BI$^-$SO$_3$Na 에 의한 탈인산화 반응속도가 별차이가 없음을 감안할 때, 이들 친핵체의 알킬기가 미셀 의사층(micellar pseudophase)내에서 입체장애(steric hinderance)로 작용하기 때문인 것으로 판단된다. 이것은 수용액과 미셀 용액속에서의 반응의 측정된 활성화에너지(△H$^\neq$/TEX>, △G$^\neq$/TEX> 및 △S$^\neq$/TEX>)의 값과도 정성적으로 일치하고 있다. 이러한 입체장애가 반응속도에 미치는 영향을 정량적으로 계산하고자 시도하였다. Nonyl기에서 pentadecyl기까지 긴 알킬기를 갖고 있는 R-BI$^-$SO3Na는 그것들의 benzimidazole 부분(BI moiety)이 친핵체로 작용할 뿐 아니라, 이 분자들은 CTABr을 포함하지 않는 수용액속에서 미셀을 형성하여 반응을 촉진함을 알았다.

• 생명과학회지
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• 제25권9호
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• pp.1021-1026
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• 2015

Invertase (β-D-fructosfuranosidase, EC 3.2.1.26)는 설탕을 포도당과 과당으로 가수분해하는 반응을 촉매한다. 3종류의 invertases [액포(수용성 산), 세포질(수용성 알칼리) 및 세포벽 결합]가 식물에서 연구되어 왔다. 우리는 순차적인 ammonium sulfate 침전, 이온교환크로마토그래피, 흡수크로마토그래피, Green-19 친화크로마토그래피 과정을 통해 완두콩(Pisum sativum L.) 발아체로부터 중성 invertase의 세포막 연결 isoform을 430배 순수 분리하였다. 분리된 세포막과 결합 된insoluble invertase (IN-INV)는 최적 pH는 중성에서 알칼리 사이(pH 6.8-7.5)로 나타났다. 이 효소는 Tris 뿐만 아니라 Hg²⁺ and Cu²⁺와 같은 중금속에 의해 저해되었다. IN-INV 의 K_m과 V_max 값은 각각 12.95 mM과 2.98 U/min으로 측정되었다. IN-INV는 기질로써 과당뿐만 아니라 라피노오스와 반응하기 때문에 진정한 β-fructofuranosidase로 판명되었다. IN-INV의 분자량 20 kDa이었다. 위 결과로 볼 때 GA 영향으로 급속히 자라는 발아체에서 단백질이 분리되었는데 특징적으로 invertase였다.

• 폴리머
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• 제30권6호
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• pp.512-518
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• 2006

양친성 블록공중합체는 생분해성 고분자인 poly((R)-3-hydroxybutyrie acid), PHB와 친수성 고분자인 poly(ethylene glycol), PEG를 이용하여 제조되었다. 미생물에 의해 생산된 분자량이 수십만인 PHB는 약물전달용 재료로 적합하지 않으므로 산 촉매 가수분해를 통해 분자량이 $3000{\sim}30000$을 가지도록 조절되었다. 공중합체를 수용액에 넣으면, 고분자들은 자기 조립에 의해 친수성인 PEG가 소수성인 PHB를 감싸는 형태의 고분자 미셀을 형성한다. 형성된 고분자 미셀은 생분해성과 생체적합성을 가지면서 생체 내에서 낮은 독성과 환자 친화적인 특성을 가지므로 약물 전달체로의 이용이 가능하다. 양친성 블록 공중합체는 PHB에 PEG를 도입한 것으로 에스테르교환(transesterification) 반응을 통해 유도되었다. PEG는 친수성 블록의 형성과 반응성을 향상시키기 위해 말단의 작용기를 개질한 후 사용되었다. 양친성 블록 공중합체 형성에 대한 열적 특성과 화학적 구조 분석은 DSC, FTIR, $^1H-NMR$을 사용하여 알아보았다. 임계 미셀 농도(critical micelle concentration, CMC)는 고분자 미셀이 형성되는 시점으로 형광 분광기를 사용하여 분석한 결과 $5{\times}10^{-5}g/L$ 부근에서 측정되었다. 수용액 상의 고분자 미셀은 냉동 건조 후, 분말형태의 나노입자를 얻었다. 고분자 미셀의 크기는 dynamic light scattering으로 측정한 결과 약 130 nm 정도로 나타났다. 또한 atomic force microscopy 측정을 통해 크기가 약 130 nm 정도인 구형 입자를 확인하였다. 나노입자가 형성된 고분자 미셀은 소수성 약물을 담지하여 수동적 표적지향형 약물 전달용 수송체로 이용이 가능할 것이다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권1호
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• pp.348-354
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• 2019

Dipalmitoyl phosphatidyl choline(DPPC), Polyphenol 유도체, 그리고 Hematoxylin-Eosin은 5분 동안 산성 상태에서 직접 초음파 처리하여 명확한 표준용액을 제공했다. $25^{\circ}C$에서 DPPC 계의 레시틴소포에서 폴리페놀유도체의 흡수특성은 흡수분광학에 의해 분석하였다. 레시틴소포에서 단량체와 이량체 사이의 폴리페놀유도체의 평형은 폴리페놀유도체의 저농도에서 존재했지만 올리고머는 레시틴소포의 고농도에서 소포안에 형성되었다. 폴리페놀유도체의 일정한 농도에 Bacteriorhodopsin(BR)을 첨가함으로써 DPPC의 상전이동안 폴리페놀유도체의 흡수비율(${\alpha}/{\beta}$)이 감소되었다. 기둥이 있는 곳에 라멜라 소포와 uni- and multilamella 응집체의 혼합물이 존재한다. 용출된 기둥과 혼합물사이의 속도 차이가 관찰되었으므로 기둥 용출된 라멜라반응 보다 촉매 효과를 나타냈다. DPPC 및 폴리페놀유도체에 대한 가수분해의 상전이 온도는 DPPC 및 폴리페놀유도체 보다 높게 측정되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권1호
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• pp.81-85
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• 2004

점토를 이용한 나노 다공성 촉매 제조를 목적으로 $Ni^{2+}$ 이온으로 피복된 $SiO_2$ 나노 졸 입자를 2차원 충상점토 화합물의 층간에 삽입, 가교화 시켜 비표면적 및 다공도가 우수한 $NiO-SiO_2$ 가교화 점토($NiO-SiO_2$-PILM)를 합성하였다. 나노 크기의 실리카 졸 입자는 tetraethyl orthosilicate(TEOS)를 가수분해하여 합성하였고, 여기에 $Ni^{2+}$ 수용액을 첨가한 다음 NaOH 용액을 적정하여 $Ni^{2+}-SiO_2$ 혼합 나노 졸입자를 완성하였다. 이렇게 제조된 혼합 졸 용액을 1wt%의 점토 수분산액에 첨가하여 $60{\circ}C$에서 5h 이온교환 반응을 통해 층간에 삽입, 수세, 건조 후 $40^{\circ}C$에서 2시간 열처리 하므로써 다공성 가교화 점토를 제조하였다. 나노 졸 입자의 가교화에 따라 점토의 층간거리($d_{001}$)는 $45{\AA}$ 정도 크게 증가하였고 $600^{\circ}C$까지도 다공구조가 안정하게 유지되었다. 또한 질소 흡착-탈착 등온선 분석 결과 비표면적($S_{BET}$)이 최대 $760m^2/g$으로 다공 구조가 매우 잘 발달되어 있음을 확인하였고, $NiO-SiO_2$ 졸 가교화 점토의 경우 $NiO-SiO_2$ 나노입자가 층간에 이중층으로 배열되어 있음을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권4호
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• pp.428-433
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• 2010

Agar로부터 agarose 제조 시 유기용매를 이용해서 황을 제거하는 방법이 일반적으로 많이 사용되어진다. 하지만 agar의 황을 가수 분해하는 효소를 사용할 경우 agarose 제조 시공정과정을 획기적으로 간소화할 수 있다. 따라서 arylsulfatase로 agaropectin에서 황 제거를 통해 agarose로 바꾸는 공정은 간단하고 높은 수율을 얻을 수 있기 때문에 agarose 생산에 효율적으로 적용할 수 있다. 본 연구에서는 arylsulfatase를 세포표면에 발현하는 효모생촉매를 이용하여 제조한 agarose의 황 함량과 gel 강도를 측정하였다. 처리한 효모(효)소의 농도가 증가할수록 증가된 탈황 반응에 의해 황함량이 줄어들었고, 특히 35 unit/mL의 효소 농도로 처리하였을 때 황 함량은 0.2%까지 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 황 함량을 가장 낮출 수 있는 최적 조건은 0.6% agar(Junsei) 용액에 효모 표층 arylsulfatase 35 unit/mL로 처리하고 $40^{\circ}C$에서 3시간 반응시켰을 때 였다. 또한 1.0% DNA 전기 영동용 agarose의 gel 강도는 효모 표층 arylsulfatase 처리로 제조된 agarose의 경우 $559.8{\pm}0.12$로 상업적 agarose의 gel 강도($880.6{\pm}0.15\;g/cm^2$와) 보다는 낮았다. 따라서 효모 S. cerevisiae의 세포 표면에서 발현된 재조합 arylsulfatase 효소를 이용하여 agar로부터 전기영동용 agarose의 생산 공정에 적용 가능함을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권3호
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• pp.322-326
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• 2010

수소발생용으로 사용되는 $NaBH_4$ 수용액의 저장과정 중에 $NaBH_4$ 안정성에 대해 연구하였다. $NaBH_4$의 안정성을 증가시키기 위해 NaOH와 KOH를 사용하였으며, $NaBH_4$의 저장 중 가수분해반응에 미치는 알칼리와 $NaBH_4$ 농도, 온도 그리고 저장 용기 재질의 영향을 실험하였다. 알칼리농도가 증가할수록 $NaBH_4$가 수용액 중에서 안정화되기 때문에 수소발생 속도가 감소하였다. $NaBH_4$ 농도를 10에서 15 wt%로 증가시켰을 때 안정성이 감소하다 15 wt% 이상으로 농도를 증가시켰을 때는 pH의 증가에 의해 안정성이 증가하였다. $NaBH_4$ 농도를 25 wt%, NaOH 3.0 wt%일 때 수소발생 활성화 에너지 값은 115.1 kJ/mol 로 촉매를 사용했을 때보다 활성화 에너지 값이 1.5~4.0배 높았다. 유리나 스텐리스-스틸에 저장된 $NaBH_4$ 용액의 안정성이 플라스틱에 저장된 $NaBH_4$ 용액의 안정성보다 더 높았다.

• 생명과학회지
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• 제27권7호
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• pp.849-856
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• 2017

역사적인 관점에서 ${\beta}$-D-fructofuranosidase (EC 3.2.1.26)는 1860년 프랑스 생물학자 Berthelot에 의해서 발견된 중요한 효소이며, 효소학을 연구하기 위해 처음 사용되었다. ${\beta}$-D-fructosfuranosidase는 sucrose가 D-glucose와 D-fructose로 가수 분해되는 것을 촉매 한다. 4 종류의 생화학 하위 그룹으로 나누어지는 ${\beta}$-D-fructofuranosidase가 식물에서 조사되었다. 정제 방법에 의해서 액상(수용성 산성), 세포질(가용성 알칼리), 막 결합(불용성 알칼리) 그리고 세포벽 결합(불용성 산성) ${\beta}$-D-fructosfuranosidase가 있다. 그들의 생화학적 특징은 뚜렷하다. 그것은 그 효소가 다른 유전자 산물일 가능성을 제시한다. 식물에서 자당을 분배하기 위한 이들 효소의 기여도는 위치한 장소와 상관 관계가 있는 것으로 보인다. 식물의 다양한 발달 단계 그리고 다양한 부분에서, 조직내의 세포를 발달시키는 공통적인 위치의 장소에 모든 동위효소들이 영양분 수송과 밀접하게 관련 되어 있음을 제시한다. ${\beta}$-D-fructosfuranosidase는 과일, 잎, 뿌리가 발달, 조직의 성숙 과 관련되어 가장 빈번하게 발견되었다. 그리고 ${\beta}$-D-fructosfuranosidase 활성은 세포 분열, 저장 기관 및 조직의 발달, 식물 방어 반응의 관계를 통해 성장과 확장 사이의 관계에 따라 그 활성의 차이가 다양하다. 명확한 생리 기능을 파악하기 위해서는 더 많은 연구를 종합 할 필요가 있다.