• 생명과학회지
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• 제28권6호
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• pp.656-662
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• 2018

향상된 인디고이드 생산능력을 갖는 코리네박테리움 유래의 변이 플라빈-함유 모노옥시게나제(cFMO)를 개발하기 위하여, cFMO 효소의 상동성모델을 이용하여 말토오스-결합단백질(MBP)과 융합된 4가지 변이체(F170Y, A210G, A210S, T326S)를 제작하고 그 생화학적 특징을 밝혔다. 정제된 MBP-T326S는 최적 활성을 위하여 야생형보다 고농도의 FAD ($100{\mu}M$)를 요구하며, $100{\mu}M$의 FAD 첨가조건에서 $k_{cat}/K_m$이 3.8배 증가되었다. 인돌 옥시게나제 활성은 야생형의 63-77%를 나타냈다. MBP-T326S는 기질이 존재하지 않을 경우 쓸모없는 NADPH 산화효소 활성이 매우 낮은 수준을 보여주었다(21-24%). T326S이외의 변이 단백질들은 야생형에 비하여 $K_m$은 비슷하며 $k_{cat}/K_m$은 증가하였다. MBP-F170Y와 -A210S 변이단백질은 인돌 옥시게나제 활성이 각각 3.1배, 2.9배 증가하였다. 2.5 g/l의 트립토판을 함유한 LB배지에서 인디고이드 생산을 시험했을 때, 야생형 cFMO를 함유한 대장균은 684 mg/l의 인디고와 104 mg/l의 인디루빈을 생산한 반면, T326S를 함유한 세포는 1,040 mg/l의 인디고와 112 mg/l의 인디루빈을 생산하였다. 이전의 결과인 Methylophaga 유래의 FMO를 발현하는 대장균에서 가장 높은 수준인 920 mg/l의 인디고를 생산한 것과 비교하면, 본 연구결과는 인디고 생산이 13% 높은 수준이였다. 상동성 모델링에 기반한 cFMO의 단백질공학은 인디고이드 생산균을 개발하는데 보다 더 논리적인 전략을 제시하였다.

• 대한화학회지
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• 제37권4호
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• pp.396-400
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• 1993

소랄렌의 광-피부증감의 구조-활성화 관계를 MM2, FMO 그리고 분자 connectivity법으로 연구하였다. DNA 염기에 끼워져 가교를 형성하는 소랄렌이 착물을 형성하는능력이 서로 다르다는 것을 DNA와 광-피부증감 소랄렌사이에 형성되는 분자착물로써 논의하였다. 광-피부증감을 소랄렌 유도체들의 활성화 자리의 입체 기하학 모델에 대해 분석하였고, 프론티어 오비탈 밀도는 광-피부증감 발암 활성도와 밀접한 관련이 있음을 알았다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제45권4호
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• pp.223-227
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• 2002

그늘쑥(Artemisia sylvatica Max.)으로부터 분리된 sesquiterpene lactone계 화합물들의 구조적인 특성과 FPTase 저해활성을 나타내는 dehydromatricarin A, B 분자들 사이 biogenic Diels-Alder 반응의 경계분자 궤도함수 (FMO)상호작용에 대한 배향성을 검토하였다. 그 결과, 주 생성물이 얻어지는 반응은 B1(diene)의 HOMO와 A16(dienophile)의 LUMO간 hard-hard한 charge-control 반응이었다. 그리고 AO계수 분극간의 상호작용에 따른 배향성은 분리된 8-acetylarteminolide와 artanomaloide들이 모두 biogenic Diels-Alder 반응의 부 생성물들임을 시사하였다. 또한, 8-acetyl-arteminolide의 FPTase 저해활성($pI_{50}=3.75$ 및 logP=2.62)은 큰 반면에 artanomaloide 및 dehydromatricarin은 작았다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제1권2호
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• pp.71-73
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• 1980

The electronic structure of photo-skinsensitizing psoralens has been investigated by the FMO method. On the basis of theoretical calculations, optimum value of indices (Ft=0.33) has been proposed which corresponds to the sum of frontier electron density. The results indicate that this index is closely correlated with photo-skinsensitizing carcinogenic activity. The formations of molecular complexes between DNA and photo-skinsensitizing carcinogens is discussed in terms of charge transfer interactions.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권11호
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• pp.1789-1796
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• 2007

A ${\beta}$-glucosidase with the molecular mass of 160,000 Da was purified to homogeneity from cell extract of a cellulolytic bacterium, Cellulomonas uda CS1-1. The kinetic parameters ($K_m$ and $V_{max}$) of the enzyme were determined with pNP-cellooligosccharides (DP 1-5) and cellobiose. The molecular orbital theoretical studies on the cellulolytic reactivity between the pNP-cellooligosaccharides as substrate (S) molecules and the purified ${\beta}$-glucosidase (E) were conducted by applying the frontier molecular orbital (FMO) interaction theory. The results of the FMO interaction between E and S molecules verified that the first stage of the reaction was induced by exocyclic cleavage, which occurred in an electrophilic reaction based on a strong charge-controlled reaction between the highest occupied molecular orbital (HOMO) energy of the S molecule and the lowest occupied molecular orbital (LUMO) energy of the hydronium ion ($H_3O^+$), more than endocyclic cleavage, whereas a nucleophilic substitution reaction was induced by an orbital-controlled reaction between the LUMO energy of the oxonium ion ($SH^+$) protonated to the S molecule and the HOMO energy of the $H_2O_2$ molecule. A hypothetic reaction route was proposed with the experimental results in which the enzymatic acid-catalyst hydrolysis reaction of E and S molecules would be progressed via $SN_1$ and $SN_2$ reactions. In addition, the quantitative structure-activity relationships (QSARs) between these kinetic parameters showed that $K_m$ has a significant correlation with hydrophobicity (logP), and specific activity has with dipole moment, respectively.

• 농약과학회지
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• 제11권2호
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• pp.72-81
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• 2007

일련의 새로운 O,O-dialkyl-1-phenoxyacetoxy-1-methylphosphonate (S) 유도체들의 반응성과 치환기가 변화함에 따른 오이(Cucumus Sativa)씨에 대한 발아전 제초활성과의 관계를 2D-QSAR 및 HQSAR 방법으로 검토하였다. 통계적으로 HQSAR 모델이 2D-QSAR 모델보다 양호하였으며 기질분자(S)와 PDH 효소중 $BH^+$ 이온(I) 사이의 경계분자궤도(FMO) 상호작용은 친전자성 반응이 우세하였다. 치환기의 효과로부터 기질분자 (S)내 $R_2$-치환기는 carbonyl 산소원자에 대한 친전자성 반응을, 그리고 phenyl 고리상 X,Y-치환기는 carbonyl 탄소원자에 대한 친핵성 반응에 기여하였으며 $R_2$-치환기보다 X,Y-치환기의 영향이 더 컸다. 2D-QSAR모델 (I 및 II)과 HQSAR 모델의 기여도로부터 X,Y-치환기의 길이가 길수록 제초활성이 증가하는 경향이었으며 적정한 ${\epsilon}LUMO$ 에너지($({\epsilon}LUMO)_{opt.}$=-0.479 e.v.)가 제초활성에 중요한 요소이었다. 그러므로 PDH 효소의 저해활성으로 인한 제초활성은 친핵성반응으로 진행될 것으로 예상되었다. 2D-QSAR 및 HQSAR 두 모델로부터 제초활성에 기여하는 기질분자(S)의 구조 특이성과 요소들을 새로운 제초제 설계에 적용할 수 있음을 시사하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권10호
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• pp.3361-3367
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• 2012

Two novel Eu(III) complexes with notable properties have been successfully prepared with hydrazone Schiff base ligands, (E)-2-hydroxy-N'-[(2-hydroxynaphthalen-1-yl)methylene]benzohydrazide (3a) and (E)-4-hydroxy-N'-[(2-hydroxynaphthalen-1-yl)methylene]benzohydrazide (3b). DFT, FMO energy and Mulliken charge distribution studies of the ligands allowed us to hypothesize that their HC=N, > C=O and -OH (naphthyl) groups were involved in coordinating with the $Eu^{3+}$ ion. The eight coordination sites of the $Eu^{3+}$ ion were occupied by the three functional groups of the two ligands (3a or 3b) mentioned above and two water molecules. Similar UV, IR and fluorescence spectra indicated the presence of comparable coordination environments for the $Eu^{3+}$ ion in both complexes. Both the ligands and their complexes exhibited moderate DPPH radical scavenging activity. Moreover, it was found that the Eu(III) complexes exhibited fluorescence properties.

• 대한화장품학회지
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• 제30권4호
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• pp.491-497
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• 2004

일련의 Alkyl-3,4-dihydroxybenzoate (A)와 N-Alkyl-3,4-dihydroxybenzamide (B) 유도체들의 치환기($R_l$ 및 $R_2$) 변화에 따른 멜라닌생성 저해활성 관계들을 HQSAR 방법으로 분석하였다. 멜라닌생성 저해활성에 관하여 유도된 HQSAR 모델은 매우 양호한 예측성(cross-validated $r^2_{cv.},\;q^2=0.674)$과 적합성(non-cross-validated, $r^2_{ncv}=0.936)$을 나타내었다. 멜라닌생성 저해활성과 가수분해 반응성은 공히, (A)가 (B)보다 컸으며(A$R_l$-치환기가 $R_2$-치환기보다 저해활성에 의존적인 경향을 나타내었다$(R_l>R_2)$. 또한, 경계분자궤도(FMO) 이론에 따라 가수분해 반응은 (A), (B)의 LUMO와 물분자의 HOMO 사이에 강한 상호작용으로 orbital-control 반응인 친핵성 첨가-제거반응$(Ad_{N-E})$이 주로 일어나는 것을 알 수 있었다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제23권5호
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• pp.479-485
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• 2015

This study was performed to investigate the sedative-hypnotic activity of ${\gamma}$-aminobutyric acid (GABA)-enriched fermented marine organisms (FMO), including sea tangle (FST) and oyster (FO) by Lactobacillus brevis BJ20 (L. brevis BJ20). FST and FO were tested for their binding activity of the $GABA_A$-benzodiazepine and 5-$HT_{2C}$ receptors, which are well-known molecular targets for sleep aids. We also measured the sleep latency and sleep duration during pentobarbital-induced sleep in mice after oral administration of FST and FO. In $GABA_A$ and 5-$HT_{2C}$ receptor binding assays, FST displayed an effective concentration-dependent binding affinity to $GABA_A$ receptor, similar to the binding affinity to 5-$HT_{2C}$ receptor. FO exhibited higher affinity to 5-$HT_{2C}$ receptor, compared with the $GABA_A$ receptor. The oral administration of FST and FO produced a dose-dependent decrease in sleep latency and increase in sleep duration in pentobarbital-induced hypnosis. The data demonstrate that FST and FO possess sedativehypnotic activity possibly by modulating $GABA_A$ and 5-$HT_{2C}$ receptors. We propose that FST and FO might be effective agents for treatment of insomnia.