• Title/Summary/Keyword: Calcium sensor

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Identification of Functional Site of S-Modulin

  • Tachibanaki, Shuji;Nanda, Kumiko;Sasaki, Kenji;Ozaki, Koichi;Kawamura, Satoru
    • Journal of Photoscience
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    • 제9권2호
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    • pp.281-283
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    • 2002
  • S-modulin in frog or its bovine homologue, recoverin, is a 26 kDa EF-hand $Ca^{2+}$-binding protein found in rod photoreceptors. The $Ca^{2+}$ -bound form of S-modulin binds to rhodopsin kinase (Rk) and inhibits its activity. Through this regulation, S-modulin is believed to modulate the light-sensitivity of a rod. In the present study, we tried to identify the interaction site of the $Ca^{2+}$ -bound form of S-modulin to Rk. First, we mapped roughly the interaction regions by using partial peptides of S-modulin. The result suggested that a specific region near the amino terminus is the interaction site of S- modulin. We then identified the essential amino acid residues in this region by using S-modulin mutant proteins: four amino acid residues were suggested to interact with Rk. These residues are located in a small closed pocket in the $Ca^{2+}$-free, inactive form of S-modulin, but exposed to the surface of the molecules in the $Ca^{2+}$ -bound, active form of S-modulin. Two additional amino acid residues were found to be crucial for the $Ca^{2+}$ -dependent conformational changes of S-modulin. The present study firstly identified the functional site of S-modulin, a member of a neuronal calcium sensor protein family.in family..

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Optical sensitivity of DNA-dispersed single-walled carbon nanotubes within cement composites under mechanical load

  • Kim, Jin Hee;Rhee, Inkyu;Jung, Yong Chae;Ha, Sumin;Kim, Yoong Ahm
    • Carbon letters
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    • 제24권
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    • pp.90-96
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    • 2017
  • We demonstrated the sensitivity of optically active single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) with a diameter below 1 nm that were homogeneously dispersed in cement composites under a mechanical load. Deoxyribonucleic acid (DNA) was selected as the dispersing agent to achieve a homogeneous dispersion of SWCNTs in an aqueous solution, and the dispersion state of the SWCNTs were characterized using various optical tools. It was found that the addition of a large amount of DNA prohibited the structural evolution of calcium hydroxide and calcium silicate hydrate. Based on the in-situ Raman and X-ray diffraction studies, it was evident that hydrophilic functional groups within the DNA strongly retarded the hydration reaction. The optimum amount of DNA with respect to the cement was found to be 0.05 wt%. The strong Raman signals coming from the SWCNTs entrapped in the cement composites enabled us to understand their dispersion state within the cement as well as their interfacial interaction. The G and G' bands of the SWCNTs sensitively varied under mechanical compression. Our results indicate that an extremely small amount of SWCNTs can be used as an optical strain sensor if they are homogeneously dispersed within cement composites.

수산화칼슘 엽면살포가 '대월' 복숭아의 신초 생육 및 과실 품질에 미치는 영향 (Effects of Foliar Spray of Calcium Hydroxide on Shoot Growth and Fruit Quality in 'Daewol' Peach (Prunus persica Batsch))

  • 박지영;손인창;김대일
    • 한국환경농학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.102-108
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    • 2010
  • 과실비대기 중에 수산화칼슘의 엽면살포가 '대월' 복숭아의 수체생육 및 과실품질에 미치는 영향을 구명하고자 실험을 수행하였다. 적과 후 수산화칼슘 1, 2, 5, 10 $g{\cdot}L^{-1}$을 일주일 간격으로 엽면살포한 결과, 신초생장은 대조구에 비해 현저히 억제되었다. 신초 기부로부터 5번째 잎의 엽색도를 측정한 결과, 수산화칼슘 엽면살포구에서 평균 42.1 SCDSV로 대조구의 40.9 SCDSV보다 높게 나타났으며, 광합성률은 수산화칼슘을 고농도로 처리할수록 크게 증가하였다. 과실 품질을 조사한 결과, 과중은 고농도의 수산화칼슘을 처리할 수록 유의하게 증가하였다. 당 함량은 대조구가 8.78 $^{\circ}Brix$로 가장 낮았던 반면, 수산화칼슘 처리구에서 9.17, 9.22, 9.71, 10.58 $^{\circ}Brix$로 고농도로 처리할수록 증가하였다. 산도와 안토시아닌 함량은 모든 처리구에서 유의성이 인정되지 않았으며 과피와 과육의 경도는 고농도의 수산화칼슘 처리에 의해 유의하게 증가하였다. 잎의 형태적 관찰 결과, 대조구의 책상조직(63.5 ${\mu}m$)에 비하여, 수산화칼슘 처리구는 86.5, 87.5, 93.6, 107.4 ${\mu}m$로 처리농도가 높을수록 조직이 건전하게 유지되고 잎의 두께 또한 증가하였다. 과실의 표피와 하피의 세포벽을 관찰한 결과, 수산화칼슘 엽면살포에 의해 세포벽의 두께가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

Activation of transient receptor potential vanilloid 3 by the methanolic extract of Schisandra chinensis fruit and its chemical constituent γ-schisandrin

  • Nam, Yuran;Kim, Hyun Jong;Kim, Young-Mi;Chin, Young-Won;Kim, Yung Kyu;Bae, Hyo Sang;Nam, Joo Hyun;Kim, Woo Kyung
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제21권3호
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    • pp.309-316
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    • 2017
  • Transient receptor potential vanilloid 3 (TRPV3) is a non-selective cation channel with modest permeability to calcium ions. It is involved in intracellular calcium signaling and is therefore important in processes such as thermal sensation, skin barrier formation, and wound healing. TRPV3 was initially proposed as a warm temperature sensor. It is activated by synthetic small-molecule chemicals and plant-derived natural compounds such as camphor and eugenol. Schisandra chinensis (Turcz.) Baill (SC) has diverse pharmacological properties including antiallergic, anti-inflammatory, and wound healing activities. It is extensively used as an oriental herbal medicine for the treatment of various diseases. In this study, we investigated whether SC fruit extracts and seed oil, as well as four compounds isolated from the fruit can activate the TRPV3 channel. By performing whole-cell patch clamp recording in HEK293T cells overexpressing TRPV3, we found that the methanolic extract of SC fruit has an agonistic effect on the TRPV3 channel. Furthermore, electrophysiological analysis revealed that ${\gamma}$-schisandrin, one of the isolated compounds, activated TRPV3 at a concentration of $30{\mu}M$. In addition, ${\gamma}$-schisandrin (${\sim}100{\mu}M$) increased cytoplasmic $Ca^{2+}$ concentrations by approximately 20% in response to TRPV3 activation. This is the first report to indicate that SC extract and ${\gamma}$-schisandrin can modulate the TRPV3 channel. This report also suggests a mechanism by which ${\gamma}$-schisandrin acts as a therapeutic agent against TRPV3-related diseases.

묘사분석 및 전자코 분석을 이용한 다양한 시유의 관능적 품질 특성 이해 (Understanding the Sensory Characteristics of Various Types of Milk Using Descriptive Analysis and Electronic Nose)

  • 정서진;임채란;노봉수
    • 한국식품과학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.47-55
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    • 2008
  • 본 실험에서 도출된 백색시유의 묘사 용어는 4개사의 전지유, 저지방 우유, 칼슘 강화유, 유당 분해유 등 다양한 종류의 백색시유를 분석하여 국내에서 선행된 우유의 관능적 품질에 대한 연구에 비해 백색시유에서 감지 될 수 있는 다양한 묘사 용어가 도출되어 향후 국내 우유의 관능적 품질 특성 연구 시 유용한 참고자료가 될 것이라고 판단된다. 백색시유의 휘발성 향성분에 대한 전자코 분석 결과 우유의 지방 조성, 칼슘 강화 여부 및 유당 분해 여부에 따라 우유 군이 분리되었으나 살균 공정에 따른 차이는 미미하게 나타났다. 반면 묘사분석에서는 칼슘 강화유와 일반 전지유의 관능적 특성 차이는 작았으나 지방 조성이나 유당 분해 여부, 살균 공정 방법에 따란 관능적 특성이 차이가 유의적인 것으로 분석되었다. 전자코 분석과 묘사분석의 상관성 연구에서는 유당 분해유에 특징적인 향미였던 단맛과 생크림 향미는 sensor 2와 강한 양의 상관관계를 보였고 휘발성 황화합물을 감지할 수 있는 sensor 1은 익은 우유 향미와 양의 상관관계를 나타냈다.

A Generalized Calorie Estimation Algorithm Using 3-Axis Accelerometer

  • Choi, Jee-Hyun;Lee, Jeong-Whan;Shin, Kun-Soo
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.301-309
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    • 2006
  • The main purpose of this study is to derive a regression equation that predicts the individual differences in activity energy expenditure (AEE) using accelerometer during different types of activity. Two subject groups were recruited separately in time: One is a homogeneous group of 94 healthy young adults with age ranged from $20\sim35$ yrs. The other subject group has a broad spectrum of physical characteristics in terms of age and fat ratio. 226 adolescents and adults of age ranged from $12\sim57$ yrs and fat ratio from $4.1\sim39.7%$ were in the second group. The wireless 3-axis accelerometers were developed and carefully fixed at the waist belt level. Simultaneously the total calorie expenditure was measured by gas analyzer. Each subject performed walking and running at speeds of 1.5, 3.0, 4.5, 6.0, 6.5, 7.5, and 8.5 km/hr. A generalized sensor-independent regression equation for AEE was derived. The regression equation was developed fur walking and running. The regression coefficients were predicted as functions of physical factors-age, gender, height, and weight with multivariable regression analysis. The generalized calorie estimation equation predicts AEE with correlation coefficient of 0.96 and the average accuracy of the accumulated calorie was $89.6{\pm}7.9%$.

Dielectric Properties of Ca0.8Sr1.2Nb3O10 Nanosheet Thin Film Deposited by the Electrophoretic Deposition Method

  • Yim, Haena;Yoo, So-Yeon;Choi, Ji-Won
    • 센서학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.1-5
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    • 2018
  • Two-dimensional (2D) niobate-based nanosheets have attracted attention as high-k dielectric materials. We synthesized strontiumsubstituted calcium niobate ($Ca_{0.8}Sr_{1.2}Nb_3O_{10}$) nanosheets by a two-step cation exchange process from $KCa_{0.8}Sr_{1.2}Nb_3O_{10}$ ceramic. The $K^+$ ions were exchanged with $H^+$ ions, and then H+ ions were exchanged with tetrabutylammonium ($TBA^+$) cations. The $Ca_{0.8}Sr_{1.2}Nb_3O_{10}$ nanosheets were then exfoliated, decreasing the electrostatic interaction between each niobate layer. Furthermore, $Ca_2Nb_3O_{10}$ nanosheets were synthesized in same process for comparison. Each exfoliated nanosheet shows a single-crystal phase and has a lateral size of over 100 nm. The nanosheets were deposited on a $Pt/Ti/SiO_2/Si$ substrate by the electrophoretic deposition (EPD) method at 40 V, followed by ultraviolet irradiation of the films in order to remove the remaining $TBA^+$ ions. The $Ca_{0.8}Sr_{1.2}Nb_3O_{10}$ thin film exhibited twice the dielectric permittivity (~60) and lower dielectric loss than $Ca_2Nb_3O_{10}$ thin films.

Establishment of a NanoBiT-Based Cytosolic Ca2+ Sensor by Optimizing Calmodulin-Binding Motif and Protein Expression Levels

  • Nguyen, Lan Phuong;Nguyen, Huong Thi;Yong, Hyo Jeong;Reyes-Alcaraz, Arfaxad;Lee, Yoo-Na;Park, Hee-Kyung;Na, Yun Hee;Lee, Cheol Soon;Ham, Byung-Joo;Seong, Jae Young;Hwang, Jong-Ik
    • Molecules and Cells
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    • 제43권11호
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    • pp.909-920
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    • 2020
  • Cytosolic Ca2+ levels ([Ca2+]c) change dynamically in response to inducers, repressors, and physiological conditions, and aberrant [Ca2+]c concentration regulation is associated with cancer, heart failure, and diabetes. Therefore, [Ca2+]c is considered as a good indicator of physiological and pathological cellular responses, and is a crucial biomarker for drug discovery. A genetically encoded calcium indicator (GECI) was recently developed to measure [Ca2+]c in single cells and animal models. GECI have some advantages over chemically synthesized indicators, although they also have some drawbacks such as poor signal-to-noise ratio (SNR), low positive signal, delayed response, artifactual responses due to protein overexpression, and expensive detection equipment. Here, we developed an indicator based on interactions between Ca2+-loaded calmodulin and target proteins, and generated an innovative GECI sensor using split nano-luciferase (Nluc) fragments to detect changes in [Ca2+]c. Stimulation-dependent luciferase activities were optimized by combining large and small subunits of Nluc binary technology (NanoBiT, LgBiT:SmBiT) fusion proteins and regulating the receptor expression levels. We constructed the binary [Ca2+]c sensors using a multicistronic expression system in a single vector linked via the internal ribosome entry site (IRES), and examined the detection efficiencies. Promoter optimization studies indicated that promoter-dependent protein expression levels were crucial to optimize SNR and sensitivity. This novel [Ca2+]c assay has high SNR and sensitivity, is easy to use, suitable for high-throughput assays, and may be useful to detect [Ca2+]c in single cells and animal models.

비접근 지역에 대한 SPOT 위성영상의 Pseudo영상 구성 및 센서모델 분석 (Pseudo Image Composition and Sensor Models Analysis of SPOT Satellite Imagery for Inaccessible Area)

  • 방기인;조우석
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.33-44
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    • 2001
  • 본 논문은 지상기준접의 취득이 어려운 비접근 지역에 대한 위성영상에서 지형정보를 획득하기 위한 방법을 제시하였다. 먼저, 공선조건식을 기반으로 10개의 위성센서모델을 개발하고, 개발된 센서모델의 거동을 부석하기 위하여 Space Resection 및 Space Intersection을 통해 각각의 센서모델에 대한 적합성을 실험하였다. 이를 바탕으로 비접근 지역에 대한 지형정보를 취득하기 위하여 영상을 재구성하거나 Pseudo영상을 제작하고, 이에 대한 센서모델의 거동 및 정확도를 분석.제시하였다. 공선조건식을 이용한 Pushbroom 위성영상의 센서모델은 투영중심의 위치와 회전요소에 대한 6개의 외부표정요소를 영상의 행에 대한 1차, 2차 함수 또는 3차 함수로 구성하였으며, 또한 외부표정요소의 위치요소와 상관도가 높은 회전요소($\omega$, $\Phi$)를 고정된 값으로 사용하는 센서모델을 개발하였다. 비접근 지역을 위한 영상의 재구성은 동일 패스의 지상기준접이 있는 영상과 비접근 지역의 영상을 연결시켜 하나의 영상으로 재구성하거나, 지상기준점이 있는 영상과 비접근 지역의 영상으로부터 Pseudo영상을 임의로 제작하여 패스내에서 중복영역을 갖도록 구성하였다. 본 연구에서 이용한 인공위성 데이터는 서로 다른 패스에서 동일한 지역을 촬영한 SPOT 영상이며, 각각의 패스에서 두장의 연속된 영상을 이용하였다. 개발된 10개의 센서모델과 5가지의 영상 재구성 방법에 따라 비접근 지역에서의 정확도는 다르게 나타났으며, 그 중 투영중심의 위치 및 회전요소 k를 1차 함수로 표현하고 회전요소 $\omega$, $\Phi$를 고정시킨 센서모델과 Pseudo영상을 이용한 방법이 비접근 지역 30km, 60km지점의 검사점에서 각각 최대오차 30m, 60m의 결과를 보였다. 얻어진 극한하중 보다 적은 경향을 나타냈다.aeuntang were higher than the recommended value per meal. Vitamin A, vitamin C, vitamin B$_1$, vitamin B, niacin, calcium, phosphorus and iron were rich in chwotang and minmulgokimaeuntag. Onhuk contains plenty of vitamin C, vitamin B$_1$, vitamin B$_2$and the contents of vitamin A, vitamin B$_1$, and niacin in baekhapapchuk were over the recommended values per meal. The foods contained large percentage of aspartic acid and glutamic acid, and major essential amino acids appeared to be leucine and lysine. On the other hand, major fatty acids were oleic acid, linoleic acid and plamitic acid. Among them the content of oleic acid was the highest in chuotang, ochuk and baekhapchuk, whereas linoleic acid and palmitic acid were the most rich fatty acids in baekhapchuk and dasulgitang respectively.한 있을 것으로 생각된다. 그리고 본 조사는 5월부터 7월중에 실시하였는데, 한국의 경우 계절에 따라 섭취 식품의 종류가 다

식물의 세포반응에 대한 칼모듈린의 functional 작용기작 연구 (Functional Mechanism of Calmodulin for Cellular Responses in Plants)

  • 조은경;최영주
    • 생명과학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.129-137
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    • 2009
  • $Ca^{2+}$은 다양한 자극과 빛, biotic, abiotic 스트레스, 호르몬 등의 반응에 대한 세포내 2차 신호전달물질로써 중요한 역할을 한다. $Ca^{2+}$의 반응자들은 특정 물질과 경로를 활성화함으로써 신호전달 기능을 한다고 알려져 있는 $Ca^{2+}$ 결합 단백질들이다. 이들 단백질 중, calmidulin (CaM)은 식물과 동물의 특정 단백질의 활성을 조절하는 것으로 잘 알려져 왔다. 특히, 식물은 다양한 CaM 유전자와 특징적인 protein kinase와 전사인자를 포함한 많은 종류의 CaM 관련 단백질들을 가지고 있다. 이로 인해서 식물은 주변의 여러 가지 신호등을 인지할 수 있을 뿐만 아니라 변화된 환경에 적응할 수 있는 것이다. 하지만, 대부분의 CaM이나 이들과 관련된 단백질들의 기능은 최근 활발히 연구되고 있지만 아직 많은 작용 기작이 연구의 대상이 되고 있다. 따라서 CaM의 기능을 좀 더 이해한다면 식물의 환경적 자극에 대한 반응과 식물의 성장과 발달에 있어서 CaM의 역할을 규명하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문은 $Ca^{2+}$-CaM의 신호전달 시스템과, CaM과 관련된 단백질들, 그리고 식물의 biotic, abiotic 스트레스에 대한 외부 자극의 반응에 있어서 CaM의 작용에 대해 기술하였다.