알긴산 올리고 유도체를 갈조류로부터 추출하였고, 추출물의 항미세조류 효과와 작용기작을 연구하였다. 고분자 알긴산을 2 N HCl과 1% $H_2O_2$.로 순차적 가수분해하여 알긴산 올리고 유도체를 제조하였다. 추출물의 항미세조류 활성은 반응시간에 비례하였으며 4시간에 가장 높았다. 알긴산 올리고 유도체를 Akashiwo sanguinea와 Cochlodinium polykrikoides에 처리하였을 때, 세포의 움직임이 정지하였다. A. sanguinea 세포는 파쇄되었고, C. polykrikoides 세포에는 원형질 분리가 유도되었다. 알긴산 올리고 유도체의 작용기작을 연구하기 위하여, 세포내(pHi) 및 세포외 pH(pHe)의 변화를 0.05% 알긴산 올리고 유도체에 노출된 미세조류에서 측정하였다. pHi는 0.3 unit 감소하였고, pHe는 0.9 unit 증가하였다. 이러한 결과로부터 알긴산 올리고 유도체에 의한 막전위의 변화가 미세조류의 세포사멸을 유도할 수 있을 것으로 추측된다.
포스포리파제 D(PLD)는 알코올 존재 하에서 포스파티딜 전달반응이 일어나며 동시에 PLD의 전체 반응속도도 증가하는 것으로 알려져 있다. 이 포스파티딜 전달반응을 자세히 구명하기위해 본 실험에서는 양배추에서 정제한 ${\alpha}$-type PLD를 가지고 여러 종류의 알코올 존재 하에서 포스파티딜 전달반응의 반응속도를 검토하였다. 실험 결과 검토한 1차 알코올들에 의해 PLD의 포스파티딜 전달반응 속도는 기대했던 대로 크게 증가하였다. 부탄올의 경우 2차 반응속도는 $33.33{\pm}1.33M^{-1}sec^{-1}$로 얻어졌으며, 이 전달반응 속도를 물의 농도를 고려한 가수분해 속도($0.078M^{-1}sec^{-1}$)와 비교하면 무려 400배 이상의 격차를 보여주었다. 알코올의 $pK_a$과 포스파티딜 전달반응 속도와의 자유에너지 선형 관계로부터 브뢴스테드 ${\beta}_{nu}$ 값 $0.12{\pm}0.03$을 얻었다. 비교적 적은 ${\beta}_{nu}$ 값으로 미루어보아 끊어지는 포스파티딜-효소 중간체(E-P)의 전이상태는 상당히 해리된 상태일 것으로 추정된다. 이들 결과와 양배추 PLD의 활성부위의 히스티딘 잔기를 참작하여 양배추 PLD의 반응메커니즘을 제안하였다.
Phospholipase C gamma (PLCγ)는 phosphatidylinositol을 가수분해하여 신호전달 과정에 참여하는 PLC의 주요한 isotype으로 γ-specific array의 특징적인 구조를 바탕으로 receptor tyrosine kinases 및 non-receptor tyrosine kinase 신호를 주로 매개한다. PLCγ1과 PLCγ2의 두 isozyme이 존재하며 다양한 세포에서 발현하여 cell proliferation, migration 및 differentiation 등 여러 세포작용을 조절하고 있다. 최근의 연구들에서 PLCγ 돌연변이가 cancer와 immune disease 및 brain disorder 등에 연관된다는 것이 밝혀지고 있으며 genetic model을 통해 PLCγ의 생리적·병리적 기능이 제시되었다. 본 리뷰에서는 최신의 연구 결과들을 바탕으로 PLCγ의 구조와 활성 조절 기전에 대해 기술하고 나아가 여러 질병의 발병과 진행에서 보고된 PLCγ의 돌연변이와 knockout 마우스를 활용한 연구 결과를 바탕으로 생리적·병리적 관점에서 PLCγ의 역할에 대해 고찰하였다.
Characteristics of the esterification reaction between free fatty acid in rice bran oil and methanol was investigated in the presence of catalysts, such as PTS(p-toluene sulfonic acid), Amberlyst 15 dry and SCX(silica gel based strong cation exchange resin). While reaction temperature was kept constant at $65^{\circ}C$, initial feed content of free fatty acid was varied from 100% to 1% by addition of pure free fatty acid which was previously made from rice bran oil. Also, the effect of mole ratio of methanol to fatty acid on the final conversion was examined. When esterification of pure free fatty acid was catalyzed by several acids, final conversions were increased in order of Amberlyst 15 dry, SCX and PTS. Using PTS catalyst, initially the reaction proceeded in homogeneous 2nd oder reaction mechanism. However, phase of reaction mixture changed from homogeneous to heterogeneous along the reaction time and then reaction rate was retarded by mass transfer resistance of methanol. Final conversion of free fatty acid in reaction mixture was depended on initial feed content of free fatty acid, and had maximum value at 30% of initial feed free fatty acid content for all kinds of catalysts used. And the final conversion was increased with mole ratio of methanol by the improvement of reaction rate. When initial feed free fatty acid content below 10% and the reaction was catalyzed by PTS, concentration of free fatty acid in reaction mixture was increased in the middle of reaction time by hydrolysis of triglyceride in reaction mixture. Also, if silica gel was added into the reaction mixture which had initial feed free fatty acid content below 50%, final conversion was increased by the adsorption of moisture produced. The SCX catalyst made the esterification reaction of free fatty acid to progress like in case of PTS catalyst. However, when initial feed free fatty acid content below 10%, concentration of free fatty acid in. reaction mixture was decreased monotonically and not increased in the middle of reaction time on the contrary to the case of PTS. Thus, SCX catalyst accomplished more high value of final conversion than PTS catalyst for the initial feed fatty acid content range from 50% to 5% In case of initial feed free fatty acid content of 1% and mole ratio of methanol was 2, concentration of free fatty acid in reaction mixture increased over the initial feed free fatty acid content for all kind of catalysts used. Although SCX catalyst was added into reaction mixture which had 1% of initial feed fatty acid content, final conversion was hardly raised by mole ratio of methanol.
셀룰로오스의 가수분해 기작을 구명하기 위하여 Phanerochaete chrysosporium으로부터 74A (PcGHF74A) 유전자를 클로닝한 결과 2162 bp의 염기서열에 해당하는 721개의 아미노산을 가지고 있으며, 다른 사상균에서 유래한 GHF74와 70~77%의 상동성을 나타냈다. Phanerochaete chrysosporium GHF74B (PcGHF74B)는 family 1에 속하는 Cellulose Binding Module (CBM)을 가지고 있으며 셀룰로오스 배양계에서 다양한 전사산물이 존재하였다. PcGHF74B 전사산물에서 나타난 splice variants를 조사하기 위해서 annotation data와 sequence data로부터 primer를 설계하여 RT-PCR분석을 수행하였으며 그 결과 다양한 배양조건에서 splice variants가 존재함을 확인하였다. 첫 번째는 annotation data와 다르게 11번째 intron을 포함하고 있어 full length로 추정되어지는 것으로 2562 bp에 stop codon이 존재했으며, 두 번째는 7번째 exon 1187 bp에 stop codon을 가지고 있으며 12개의 exon으로 구성되어 있다. 세 번째는 10개의 exon과 9개의 intron을 포함하고 있으며 7번째 exon에 stop codon이 존재했다. Splice variants로서 intron에 나타난 stop codon으로 인해 활성단백질의 합성이 일어나지 않을 것이며 비활성 단백질을 생성하거나 원래의 GHF74의 기능이 아닌 다른 새로운 기능을 갖는 단백질을 생성할 수 있을 것으로 사료된다.
Nitrogenase 촉매에서 Fe-단백질을 포함하는 [4Fe-4S] 클라스터의 기능은 기질의 결합과 환원 자리를 포함하는 MoFe-단백질로 핵산 의존 전자 주개로 작용하는 것이다. 이러한 방법의 Fe-단백질의 기능은 Mofe-단백질과 상호작용을 위해 적합한 구조를 갖추며 전자 전달을 위한 추진력을 제공하기 위해 산화 환원 퍼텐셜을 변화시키는 능력에 의존한다. Nitrogenase Fe-단백질에 MgADP가 결합한 (혹은 떨어진) 구조적 정보는 핵산 결합 자리로부터 MoFe-단백질과의 결합력을 조절하기 위한 장거리 상호작용 메커니즘을 제시한다. 스위치 I과 II의 두 가지 경로가 뉴클레오티드의 신호전달 메커니즘을 담당한다. MgADP가 결합된 Fe-단백질의 구조는 Fe 단백질이 핵산과 결합할 때 관찰되는 [4Fe-4S] 클라스터의 생물리학적 특성 변화의 기초를 제공한다. 스위치, I과 II의 핵산 의존 신호전달 경로에서 특정 아미노산이 치환된 nitrogenase Fe-단백질의 구조들이 X-선 회절법에 의해서 결정되었다. 이들 경로는 아미노산 치환 연구, 구조 분석, 유사한 핵산 의존 신호전달 경로에 이용된 다른 단백질 등에 의해서도 분석되었다. 이들 경로가 거대분자 착물 형성과 분자간 전자 전달을 위한 MgADP 결합과 가수분해의 신호전달 경로로의 타당성이 조사되었다. 이러한 결과는 nitrogenase Fe 단백질과 MoFe-단백질 착물에서 Fe-단백질의 변이와 상호작용의 생물리학적 및 생화학적 특성을 위한 기초적 자료를 제공할 것이다.
알루미늄이온을 함유하는 용액에서 물 분자의 $^1$H-nmr 선나비를 온도와 $H^+$ 농도의 함수로 측정하였다. [$H^+$]=0.06 이상에서 선 나비를 짝을 지지 않는 두-자리 교환 모형으로 분석하였다. 이 분석으로 부터 육수화알루미늄 이온과 용매 물 분자 사이의 양성자 교환속도를 수소 이온 농도의 함수로 얻었다. 이들 반응속도론적 데이타들은 다음과 같은 선형 속도법칙으로 설명하였다. 즉 1/${\tau}$ = $k_1$/12 + $k_2$[$H^+$]/6. 또한 다음과 같은 양성자 교환 파라미터를 얻었다. $k_1^{298}$ = $38.5s^{-1}$ ;${\{Delta}H_1^{\neq}$ = $42.9kJ mole^{-1}$ ;${\{Delta}S_1^{\neq}$ = -48.6J $mole^{-1}K^{-1}$$k_2^{298}$ = $172s^{-1}mole^{-1}$ ; ${\{Delta}H_2^{\neq}$ = $27.8kJ mole^{-1}$ ; ${\{Delta}S_2^{\neq}$ = $-90.3J mole^{-1}K^{-1}$ 이들 활성화 파라미터들은 육수화알루미늄 이온의 산 가수분해와 알루미늄과 수소이온의 수화구들 사이의 양성자 교환이 회합 교환, Ia, 메카니즘의 전이상태를 통해 진행됨을 알려주고 있다.
N-Acetyl-$\beta$-D-hexosaminidase ($\beta$-HexNAc'ase) (EC 3.2.1.52) was purified from rice seeds (Oryza sative L. var. Dongjin) using ammonium sulfate (80%) precipitation, Sephadex G-150, CM-Sephadex, and DEAE-Sephadex chromatography, sequentially. The activities were separated into 7 fractions($F_1-F_7$) by CM-Sephadex chromatography. Among them, F6 was further purified to homogeneity with a 13.0% yield and 123.3 purification-fold. The molecular mass was estimated to be about 52 kDa on SDS-PAGE and 37.4 kDa on Sephacryl S-300 gel filtration. The enzyme catalyzed the hydrolysis of both p-nitrophenyl-N-acetyl-$\beta$-D-hexosaminide (pNP-GlcNAc) and p-nitrophenyl-N-acetyl-$\beta$-D-hexosaminide (pNP-GalNAc) as substrates, which are typical properties of $\beta$-HexNAc'ase. The ratio of the pNP-GlcNAc'ase activity to the pNP-GalNAc'ase activity was 4.0. However, it could not hydrolyze chitin, chitosan, pNP-$\beta$-glucopyranoside, or pNP-$\beta$-glucopyranoside. The enzyme showed $K_m$, $V_{max}$ and $K_{cat}$ for pNP-GlcNAc of 1.65 mM, $79.49\;mM\;min^{-1}$, and $4.79{\times}10^6\;min^{-1}$, respectively. The comparison of kinetic values for pNP-GlcNAc and pNP-GalNAc revealed that the two enzyme activities are associated with a single binding site. The purified enzyme exhibited optimum pH and temperature for pNP-GlcNAc of 5.0 and $50^{\circ}C$, respectively. The enzyme activity for pNP-GlcNAc was stable at pH 5.0-5.5 and $20-40^{\circ}C$. The enzyme activity was completely inhibited at a concentration of 0.1 mM $HgCl_$ and $AgNO_3$, suggesting that the intact thiol group is essential for activity. Chloramine T completely inhibited the activity, indicating the possible involvement of methionines in the mechanism of the enzyme.
본 연구에서는 막분리 공정의 전처리 공정으로 응집 공정을 적용할 경우 응집 공정의 적용 가능성을 평가하고자 하였으며 사용된 응집제 종류에 따라 발생하는 금속염이 막오염에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 응집제 종류에 따른 투과 flux 실험결과 응집 공정을 전처리 공정으로 적용할 경우 막의 재질에 상관없이 응집효율이 우수한 PACl의 경우 투과 flux가 높게 나타났으며 전처리 응집 공정의 적용시 급속교반+UF 공정에 비하여 급속-완속교반+UF 공정의 경우 투과 flux 감소율이 낮게 나타났다. 급속교반 공정에 응집제를 첨가할 경우 다양한 형태의 가수분해종이 형성되어졌으며 금속염 응집제가 막오염에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 시간에 따른 투과 flux 실험결과 금속염 응집제에 의한 막오염이 발생하였으며 응집제 주입량이 증가할수록 침전물 형태의 금속염 가수분해종의 발생이 증가하여 투과 flux 감소가 크게 나타났다.
HPLC 및 electrospary mass spectrum으로부터 L-L dipeptide의 존제하에서 pepsin은 hexapeptide인 L-S-pNF-Nle-A-OMe를 가수분해하여 가수분해물외의 새로운 생성물을 합성하는 것이 확인되었다. 이 생성물은 254nm에서 p-nitro-Phe 잔기를 포함하는 peptide였다. 실험결과로부터 E(L-S-pNF)와 L-L 사이의 acyl transpeptidation에 의해 L-S-pNF-L-L가 생성됨을 뒷받침한다. 이러한 transpeptidation 결과는 product 저해실험에 의한 결과에 기초한 것과는 반대로 L-S-pNF가 해리되기전에 Nle-A-L-OMe가 먼저 한다는 것을 보여준다. 그리고, electrospray mass spectrum 으로부터 위에서 검출된 새로운 펩티드에 해당하는 peak (MW 636.1)을 얻었는데, 이는 새 펩티드의 생성을 확실히 증명하는 증거이다. 한편, Nle-A-L-OMe 생성에 대한 solvent isotope effect는 1.736$\pm$0.121이며 L-S-pNF는 2.28$\pm$0.184 그리고 L-S-pNF-L-L의 생성에는 inverse isotope effect로서 0.576$\pm$0.045였는데, 이는 상기 생성물 해리 순서를 확인시켜 준다. D$_{2}$에서 transpeptidation은 더 빠르기 때문에 isotopically-sensitive단계는 Nle-A-L-OMe해리후에 존재하는 것을 알 수 있다. 본 실험결과는, Rebholz and Northrop$^{1)}$ 및 Cho등의 $^{2)} iso-mechanism이론의 타당성을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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