• Applied Biological Chemistry
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• 제47권1호
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• pp.33-40
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• 2004

Ubiquitin 폴딩 반응의 초기에 나타나는 transient 폴딩 intermediate 상태의 열역학적인 특성을 연구하였다. 온도와 화학변성제의 농도를 바꾸어주면서 측정한 폴딩 kinetics의 결과로부터 unfolded 상태와 intermediate 상태의 평형상수 및 자유에너지를 quantitative kinetic modeling을 통하여서 구하였으며 또한 온도에 따른 자유에너지의 변화로부터 unfolded 상태에서 intermediate 상태로 전환될 때의 열역학적 함수인 ${\Delta}H,\;{\Delta}S,\;{\Delta}C_p$를 구하였다. Ubiquitin이 unfolded 상태에서 intermediate 상태가 될 때의 ${\Delta}C_p$는 unfolded 상태에서 native 상태로 되는 과정의 ${\Delta}C_p$의 약 80% 정도 되었다. 이것은 intermediate가 native 상태에 가까운 매우 조밀한 구조를 이루고 있는 ensemble state임을 나타낸다. 상온에서의 ${\Delta}H$는 양의 값을 보였다. 이는 ubiquitin의 unfolded 상태에서 소수성 잔기 주위에 위치한 물 분자의 규칙적인 구조가 intermediate 상태가 될 때 와해되기 때문이라고 여겨진다. 이러한 양의 enthalpy는 자유로워진 물 분자에 의한 전체 계의 entropy의 증가에 의하여서 보상되어 unfolded 상태에서intermediate 상태로의 전환은 음의 자유에너지를 갖게 되며 폴딩 반응의 초기에 관찰되는 것으로 여겨진다.

• KSBB Journal
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• 제16권5호
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• pp.500-504
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• 2001

Sepharose CL-6B 의 기능기를 aldehyderl로 활성화시킨 후 urokinase와 공유결합 시켜 고정화하는 방법을 6mL 규모에서 250 mL 규모로 스케일업한 결과 고정화 수율 및 고정화 된 UK에 의한 절단반응 수율 등에서 스케일업 전후의 결과에 차이가 없었다. 따라서 위의 고정화 방법의 scale-up 효능은 매우 우수한 것으로 나타났다. hGH와 GST 절편으로 구성된 융합 단백질의 고정화 UK 컬럼에 의한 절단 반응 후 용출액의 pH를 3.5로 낮춤으로써 이물질들을 침전시키고 이를 expanded bed chromatography zf칼럼에 통과시킨 결과, 이 물질들의 제거와 hGH 단량체의 흡착분리가 동시에 이루어졌다. 흡착된 단량체는 NaCL에의해 용출되었으며 이 단계의 수율은 거의 100%이었다. 따라서 칼럼에 의한 절단 반응과 t산 침전에 의한 이물질 침전 바능, EBA에 의한 이물질 제거 및 단량체 회수 반응을 연속적으로 진행할 수 있는 기초를 제시하였다. 또한 고정화된 UK는 guanidine HCl(6 M)을 이용하여 unfolding 시키고 이를 세적하여 refolding 시킨 결과 20회의 반복적인 처리 후에도 초기 활성의 약 80% 수준을 유지하였다. 이는 UK 가 공유결합된 상태에서 solid-phase refolding이 가능하다는 증거이며, 고정화 효소 칼럼의 수명을 크게 향상시켜 경제성을 확보하는 방안으로 이용될 것으로 기대된다.

• BMB Reports
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• 제38권2호
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• pp.177-181
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• 2005

Effects of common electrophoretic reagents, reducing agents ($\beta$-mercaptoethanol [BME] and DTT), denaturants (SDS and urea), and non-ionic detergent (Triton X-100), on the activity and stability of bovine plasmin (b-pln) and human plasmin (h-pln) were compared. In the presence of 0.1% SDS (w/v), all reagents completely inhibited two plns, whereas SDS (1%) and urea (1 M) denatured plns recovered their activities after removal of SDS by treatment of 2.5% Triton X-100 (v/v). However, reducing agents (0.1 M of BME and DTT) treated plns did not restore their activities. Based on a fibrin zymogram gel, five (from b-pln) and four (from h-pln) active fragments were resolved. Two plns exhibited unusual stability in concentrated SDS and Triton X-100 (final 10%) and urea (final 6 M) solutions. Two bands, heavy chain-2 (HC-2) and cleaved heavy chain-2 (CHC-2), of b-pln were completely inhibited in 0.5% SDS or 3 M urea, whereas no significant difference was found in h-pln. Interestingly, 50 kDa (cleaved heavy chain-1, CHC-1) of b-pln and two fragments, 26 kDa (light chain, LC) and 29 kDa (microplasmin, MP), of h-pln were increased by SDS in a concentration dependent manner. We also found that the inhibition of SDS against both plns was reversible.

• 한국물환경학회지
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• 제26권1호
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• pp.10-18
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• 2010

Water quality and the distribution of ammonia oxidizing bacteria were characterized in constructed wetland of Shihwa lake. Both physico-chemical parameters and fecal indicator microorganisms including total coliforms, E.coli, Enterococcus spp. were measured. In addition, denaturant gradient gel electrophoresis (DGGE) was carried out after PCR amplification of amoA gene from input, output, and wetland sites of the Banwol, Donghwa, and Samhwa stream in Shihwa lake area. Physico-chemical parameters were in proper range for typical nitrifying bacteria to grow and perform their biological activities. Average concentrations of fecal indicator microorganisms of wetland samples were lower than those of input sites. These results suggested that microbial water quality improved by the process of constructed wetland. According to phylogenetic information obtained from DGGE from study sites, distribution of nitrifying bacteria from each of input, output, and wetland were generally distinctive one another. In addition, distribution of nitrifying bacteria between Banwol and Donghwa streams showed higher similarity (52.6%) than this of Samhwa stream (15.2%). These results indicated that characteristics of ammonia oxidizing bacteria in Samhwa were unique in comparison with those of Banwol and Donghwa stream.

• BMB Reports
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• 제35권2호
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• pp.143-154
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• 2002

The structural and functional aspects of ervatamin B were studied in solution. Ervatamin B belongs to the $\alpha+\beta$ class of proteins. The intrinsic fluorescence emission maximum of the enzyme was at 350 nm under neutral conditions, and at 355 nm under denaturing conditions. Between pH 1.0-2.5 the enzyme exists in a partially unfolded state with minimum or no tertiary structure, and no proteolytic activity. At still lower pH, the enzyme regains substantial secondary structure, which is predominantly $\beta$-sheet conformation and shows a strong binding to 8-anilino-1-napthalene-sulfonic acid (ANS). In the presence of salt, the enzyme attains a similar state directly from the native state. Under neutral conditions, the enzyme was stable in urea, while the guanidine hydrochloride (GuHCl) induced equilibrium unfolding was cooperative. The GuHCl induced unfolding transition curves at pH 3.0 and 4.0 were non-coincidental, indicating the presence of intermediates in the unfolding pathway. This was substantiated by strong ANS binding that was observed at low concentrations of GuHCl at both pH 3.0 and 4.0. The urea induced transition curves at pH 3.0 were, however, coincidental, but non-cooperative. This indicates that the different structural units of the enzyme unfold in steps through intermediates. This observation is further supported by two emission maxima in ANS binding assay during urea denaturation. Hence, denaturant induced equilibrium unfolding pathway of ervatamin B, which differs from the acid induced unfolding pathway, is not a simple two-state transition but involves intermediates which probably accumulate at different stages of protein folding and hence adds a new dimension to the unfolding pathway of plant proteases of the papain superfamily.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권3호
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• pp.369-378
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• 2017

혈관 내피세포 성장인자(Vascular endotherial growth factor, VEGF)는 혈관 투과율 조절이나 혈관 생성에 관련된 단백질로 임상용으로 쓰일 가능성이 높다. 이 단백질은 고순도와 고효율로 상업적으로 대량생산이 필요하다. 유비퀴틴 융합 단백질로 온화한 조건에서 용해시키기 위해 다양한 조건을 연구하였고, pH와 변성제 변화를 시도하였다. BL21 (DE3) 대장균 숙주세포에서 pET28-a 벡터를 사용하여 재조합 대장균을 제조하여, 20 L의 회분식 배양으로 14 g/L농도의 세포배양을 하였다. 발효 후UBP1 효소 분해와 재접힘 단계를 포함한 4단계의 크로마토그래피 공정으로 구성된 정제공정으로 VEGF를 정제하였다. 유비퀴틴 융합단백질로 2 M 요소와 pH10 온화한 조건에서 VEGF의 정제가 가능하였다. 2번의 Ni-affinity 크로마토그래피컬럼을 이용하여 고효율의 재접힘과 이합체화 공정을 수행하였다. DEAE (Diethyl Amino Ethyl) 음이온 교환 컬럼을 통하여 변형체(multimeric, misfolded)단백질과 endotoxin을 제거 할 수 있었다. 젤 여과 크로마토그래피를 이용하여 dimer와 monomer를 분리 하여 이합체화 VEGF를 제조하였다. 최종 VEGF의 특성분석을 SDS-PAGE (Soidum Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis) 전기영동, RP-HPLC (Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography)으로 하여 순도 97% (RP-HPLC기준)를 얻었다.

• KSBB Journal
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• 제14권6호
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• pp.651-654
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• 1999

재조합 인성장호르몬을 사용하여 in vitro 재접힘 공정(풀림, 희석에 의한 공기 중 산화, 그리고 투석)을 수행하였다. 표면소수성이 풀림-재접힘 공정에 중요한 역할을 한다는 것을 형광값의 변화를 통하여 알 수 있었다. 변성제의 intermediate 농도는 Urea와 Gu-HCl 경우 하나의 peak로 SDS와 Sarkosyl의 경우 두개의 peak로 나타났다. 형광값의 변화 중 특이한 점은 Urea의 경우 공기 중 산화와 투석 중의 후반부에 형광값이 증가한다는 것이다. 따라서 공기 중 산화도중 형광값이 증가하기 전에 투석을 시킨 결과 형광값이 증가를 막을 수 있었다. 아직 이 원인에 대해 자세히 알 수 없지만 계속 실험 중에 있다. 이번 실험에서 표면소수성 변화와 연관시켜 fluorescence를 이황화결합에 의한 산화된 형태를 알아보기 위한 방법으로 RP-HPLC를 마지막으로 단백질의 2차원적인 구조를 알아 보기 위해 CD를 사용하였다. CD측정 결과 Gu-HCl보다 SDS의 경우 ${\alpha}$-helices의 파괴가 더 많음을 볼 수 있었다. 재접힘된 rhGH는 본래의 2차원적 구조의 90%이상을 얻을 수 있었다. 이 실험이 기지는 의의는 이 모든 실험결과를 토대로 단백질 재접힘을 모니터링 하였다는 점이다. 즉, 형광값의 변화를 통하여 형광값이 증가하는 것은 표면 소수성이 증가함을 보이는 것으로 단백질의 풀림이 일어난 것이고 3차원적 구조가 깨지고 2차원 구조를 알아 볼 수 있는 ${\alpha}$-helices의 감소를 의미하였다. 이와는 반대로 형광값이 감소하는 것을 통해 재접힘이 일어남을 알 수 있었고, 이러한 결과를 바탕으로 단백질의 재접힘 공정의 변화과정을 형광값을 통하여 모니터링 할 수 있었다. 또한 이 실험의 목적 단백질은 rhGH이지만 다른 단백질에 적용이 될 경우 단백질 재접힘 과정을 수시로 모니터링하고 상태를 예측할 수 있으므로 산업현장에서 소량의 sample로 재접힘 상태를 쉽고 빠르게 판단할 수 있을 것이다. 단백질 재접힘 과정에서 이러한 개념의 성공적 도입은 단백질 회수 수율을 높임으로써 생물분리공정 분야의 기술 발전에 이바지 하리라 사료된다.

• 미생물학회지
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• 제37권4호
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• pp.245-252
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• 2001

MLS (macrolide-lincosamide-streptogramin B) 항생제 내성인자 단백질인 Erm 단백질들은 아미노산 서열 중 그 동일성과 유사성이 높아 구조적으로도 동등한 단백질의 한 집단을 형성한다. 최근 X-ray crystallography에 의해 구조가 결정된 ErmC\` 및 ErmAM 단백질의 구조에 근거하여 ErmSF 단백질도 catalytic domain과 substrate binding domain으로 구분하였고 N-terminal end에 존재하는 catalytic domain의 대량생산을 다양한 pET 발현 vector를 사용하여 시도하였다. 그리고 catalytic domain을 coding하는 DNA 절편은 세 종류를 사용하였다: DNA 절편 1은 Met 1부터 Glu 186까지를 coding하고 DNA 절편 2는 Arg 60부터 Glu 186까지의 정보를 가진 DNA이고 DNA 절편 3은 Arg 60부터 Arg 240까지를 encoding하는 DNA이다. 사용된 다양한 발현 vector중에서 pET19b는 DNA 절편 3, pET23b는 DNA 절편 1과 2를 성공적으로 대량생산하였다. 그러나 대량생산된 catalytic domain들은 불용성 단백질 집합체인 inclusion body를 형성하였다. ErmSF catalytic domain들의 용해성 단백질의 생산을 위하여 chaperone GroESL과 Thioredoxin의 동시 발현 및 배양온도를 $22^{\circ}C$로 낮추어 시도했으나 대량 발현된 단백질의 용해에는 도움을 얻지 못하였다.

• 생명과학회지
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• 제24권6호
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• pp.603-611
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• 2014

한국산과 중국산 녹두 종자에서 0.15 M NaCl/0.1 M sodium phosphate buffer (pH7.0)에 의한 추출, $(NH_4)_2SO_4$ 침전, 최종적으로 Sephadex G-100을 이용한 affinity chromatography에 의해 lectin을 분리한 다음, 이들의 생화학적 특성을 조사, 비교하였다. 사람의 적혈구는 trypsin의 처리 유무와 상관없이 응집반응이 일어나지 않으며, 토끼의 적혈구에서는 trypsin을 처리한 경우에만 응집반응이 일어났다. 두 녹두 종자 lectin의 분자량은 SDS-PAGE를 통해 54 kDa와 28 kDa로 확인되었다. 한국산 녹두 종자 lectin의 최적 반응 온도는 $60^{\circ}C$이며, 중국산 녹두 종자 lectin의 경우는 $50^{\circ}C$로 나타났다. 종자 lectin이 열에 가장 안정한 온도는 한국산의 경우는 $50^{\circ}C$이며, 중국산의 경우 $40-50^{\circ}C$로 밝혀졌다. 한국산 녹두 종자 lectin은 pH 3.2에서 가장 높은 활성을 보였으며, 중국산 녹두 종자 lectin은 pH 6.2에서 가장 높은 활성을 보였다. 변성제를 처리했을 때, thiourea와 guanidine-HCl과는 혈액 응집이 일어나지 않아 변성작용이 일어남을 알 수 있었고, urea와는 혈액 응집이 일어나지 않아 변성작용이 일어나지 않음을 알 수 있었다. D-glucose외 6가지의 탄수화물에 대한 특이성이 나타나지 않았다. 또한 두 녹두 종자의 lectin은 $Ca^{2+}$, $Co^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Mg^{2+}$ 및 $Mn^{2+}$ 등의 금속이온에 대한 특이성이 없었다.