• 한국결정성장학회지
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• 제26권6호
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• pp.232-237
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• 2016

약물의 공결정 형성은 결정구조를 디자인하여 물리적인 성질을 제어하는 방법으로 각광받고 있다. 특히, 밀링 결정화법은 약물 공결정의 형성 여부를 판단하기 위한 스크리닝 기법으로 널리 사용되고 있는데, 대부분의 경우에 소량의 액체를 첨가하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 액체의 첨가가 없는 밀링법을 가능하게 하기 위해서, ibuprofen/nicotinamide의 공결정화에 온도가 미치는 영향을 살폈다. 액체질소 냉각 온도와 상온에서의 밀링을 비교하였을 때, 액체질소 냉각 상태에서 공결정화가 상대적으로 효과적으로 진행된 것을 XRD, DSC 등의 분석법을 이용하여 확인하였다. 이러한 결과는 원료 물질의 유리전이 온도 이하에서 밀링하였을 때 분자의 운동성이 제한되어, 원료 결정구조의 파쇄와 공결정 유도가 효과적으로 일어나는 것으로 해석할 수 있다. 본 결과가 약물 밀링 공결정화에 응용되기 위해서는 여러 약물 공결정에 대한 추가 연구가 필요하다.

• 대한화학회지
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• 제60권1호
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• pp.9-15
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• 2016

폭발성능이 높은 HMX와 폭발성능은 떨어지지만 안정성이 높은 LLM-116의 분자복합체인 HMX/LLM-116 공결정(cocrystal)의 폭발 속도, 폭발 압력 그리고 열역학적 안정성에 대하여 이론적으로 연구하였다. 각 분자 구조는 B3LYP/cc-pVTZ 수준까지 최적화 하였으며 가장 약한 방아쇠 결합(trigger bond)과 클러스터에 대한 결합에너지를 계산 하여 열역학적 안정성을 확인하였다. 보다 정확한 에너지를 계산하기 위해 MP2 이론 수준에서 한 점(single point) 에너지를 계산하였으며, monte carlo integration 계산을 통해 밀도를 계산 하였다. 엔탈피는 CBS-Q 이론 수준에서 계산하였으며, 폭발 속도와 폭발 압력은 Kamlet-Jacobs 방정식을 이용하여 계산하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권2호
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• pp.545-548
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• 2013

It has been shown that calculating atomic charges using quantum mechanical level theory greatly improves the accuracy of docking. A protocol was developed and shown to be effective. That this protocol works is just a manifestation of the fact that electrostatic interactions are important in protein-ligand binding. In order to investigate how the same protocol helps in prediction of binding affinities, we took a series of known cocrystal structures of influenza neuraminidase inhibitors with the receptor and performed docking with Glide SP, Glide XP, and QPLD, the last being a workflow that incorporates QM/MM calculations to replace the fixed atomic charges of force fields with quantum mechanically recalculated ones at a given docking pose, and predicted the binding affinities of each cocrystal. The correlation with experimental binding affinities considerably improved with QPLD compared to Glide SP/XP yielding $r^2$ = 0.83. The results suggest that for binding sites, such as that of neuraminidase, which are laden with hydrophilic residues, protocols such as QPLD which utilizes QM-based atomic charges can better predict the binding affinities.

• 폴리머
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• 제37권5호
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• pp.663-668
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• 2013

고분자가 adefovir dipivoxil(AD)과 suberic acid(SUB)의 공결정 형성에 미치는 영향을 연구하였다. 고분자 첨가제는 poly(ethylene glycol)(PEG)과 poly(acrylic acid)(PAA)를 이용하였다. 용액에서 AD와 SUB를 혼합한 후에 고분자를 첨가하여 공결정을 제조했을 때는, 고분자의 영향은 결정모양과 결정성을 일부 변화시키는 것에 한정되었는데, 이러한 영향은 고분자 없이도 용액에 과량의 SUB를 이용하거나 용매첨가 분쇄법으로 유도할 수 있었다. 한편, 용액에서 AD와 고분자를 혼합한 후에 SUB를 첨가하여 공결정을 제조했을 때는, PEG의 경우 공결정의 변화를 훨씬 효과적으로 유도하였는데 결정성을 기준으로 같은 농도에서 3배 이상의 효과를 보였다. 또한 PAA의 경우에는 결정의 형성을 완전히 억제하는 효과를 보였다. 본 연구의 결과는 공결정 형성에 미치는 고분자의 영향을 단순히 혼합순서를 바꾸어서 조율할 수 있는 예를 보여 주었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.126-130
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• 2016

Epidermal growth factor receptor(EGFR)는 HER family에 속하는 tyrosine kinase receptor로서 다양한 하류경로로 신호를 전달하여 세포 증식, 혈관 형성, 세포 사멸을 억제하는 역할을 한다. EGFR이 폐암의 형성에 중요한 역할을 하고 많은 상피세포 종양에서 비정상적으로 활성화됨에 따라 암 치료에 중요한 역할을 하고 있어 EGFR tyrosine kinase inhibitor(TKI)에 관한 많은 연구가 이루어졌다. 위와 같은 약 개발에 있어서 현재 가상 시뮬레이션을 통한 약 후보물질 개발이 진행되고 있다. 특히, Molecular docking 시뮬레이션은 기존의 실험적인 기술(X-ray crystallography, NMR)로는 연구하기가 어려웠던 protein과 ligand간의 상호작용을 예측하여 이에 대한 정보를 제공할 수 있다. 하지만, 우선적으로 Molecular docking 시뮬레이션은 정확한 validation을 기반으로 진행되어야 신뢰할 수 있는 정보를 얻을 수 있다. 따라서 이번 연구에서는 EDISON에서 제공하는 Dock 프로그램과 일반적으로 잘 알려진 Glide, Autodock 프로그램으로 protein data bank(PDB)에서 제공하는 EGFR wild type cocrystal을 redocking하는 방식을 통하여 최상위 rank pose의 RMSD 값을 통한 validation 성능을 비교함으로써 어떤 프로그램이 EGFR과 ligand 간의 결합예측을 하는데 있어서 보다 더 정확한 결과를 낼 수 있는지 알아보고자 하였고 시뮬레이션 결과 Autodock에서 가장 우수한 결과 값을 보여주었다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제19권4호
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• pp.365-372
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• 2015

Aripiprazole (ARI) is a commonly prescribed medication used to treat schizophrenia and bipolar disorder. To date, there have been no studies regarding the molecular pathological and immunotoxicological profiling of aripiprazole. Thus, in the present study, we prepared two different formulas of aripiprazole [Free base crystal of aripiprazole (ARPGCB) and cocrystal of aripiprazole (GCB3004)], and explored their effects on the patterns of survival and apoptosis-regulatory proteins under acute toxicity and cytotoxicity test conditions. Furthermore, we also evaluated the modulatory activity of the different formulations on the immunological responses in macrophages primed by various stimulators such as lipopolysaccharide (LPS), pam3CSK, and poly(I:C) via toll-like receptor 4 (TLR4), TLR2, and TLR3 pathways, respectively. In liver, both ARPGCB and GCB3004 produced similar toxicity profiles. In particular, these two formulas exhibited similar phospho-protein profiling of p65/nuclear factor $(NF)-{\kappa}B$, c-Jun/activator protein (AP)-1, ERK, JNK, p38, caspase 3, and bcl-2 in brain. In contrast, the patterns of these phospho-proteins were variable in other tissues. Moreover, these two formulas did not exhibit any cytotoxicity in C6 glioma cells. Finally, the two formulations at available in vivo concentrations did not block nitric oxide (NO) production from activated macrophage-like RAW264.7 cells stimulated with LPS, pam3CSK, or poly(I:C), nor did they alter the morphological changes of the activated macrophages. Taken together, our present work, as a comparative study of two different formulas of aripiprazole, suggests that these two formulas can be used to achieve similar functional activation of brain proteins related to cell survival and apoptosis and immunotoxicological activities of macrophages.

• Journal of Ginseng Research
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• 제45권4호
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• pp.465-472
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• 2021

Background: Ginseng can help regulate brain excitability, promote learning and memory, and resist cerebral ischemia in the central nervous system. Ginsenosides are the major effective compounds of Ginseng, but their protein targets in the brain have not been determined. Methods: We screened proteins that interact with the main components of ginseng (ginsenosides) by affinity chromatography and identified the 14-3-3 ζ protein as a potential target of ginsenosides in brain tissues. Results: Biolayer interferometry (BLI) analysis showed that 20(S)-protopanaxadiol (PPD), a ginseng saponin metabolite, exhibited the highest direct interaction to the 14-3-3 ζ protein. Subsequently, BLI kinetics analysis and isothermal titration calorimetry (ITC) assay showed that PPD specifically bound to the 14-3-3 ζ protein. The cocrystal structure of the 14-3-3 ζ protein-PPD complex showed that the main interactions occurred between the residues R56, R127, and Y128 of the 14-3-3 ζ protein and a portion of PPD. Moreover, mutating any of the above residues resulted in a significant decrease of affinity between PPD and the 14-3-3 ζ protein. Conclusion: Our results indicate the 14-3-3 ζ protein is the target of PPD, a ginsenoside metabolite. Crystallographic and mutagenesis studies suggest a direct interaction between PPD and the 14-3-3 ζ protein. This finding can help in the development of small-molecular compounds that bind to the 14-3-3 ζ protein on the basis of the structure of dammarane-type triterpenoid.