• 전기화학회지
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• 제16권3호
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• pp.177-183
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• 2013

고전압에서도 사용 가능한 바인더 개발에 대한 요구가 증대됨에 따라 이에 적합한 내산화성이 우수한 바인더를 양자화학적 모델링에 기반하여 제안하고자 하였다. 각 고분자 poly(acryl amide)(PAM), poly(methyl acrylate)(PMA), poly(vinylidene fluoride)(PVDF), poly(hexafluropropylene)(PHFP)에 대하여 반경험적 방법(Semi-empirical method) 및 밀도범함수 이론(Density Functional Theory, DFT) 방법을 이용하여 단량체부터 사량체까지의 고분자 바인더에 대한 최고 점유 분자 궤도함수(Highest occupied molecular orbital, HOMO) 에너지와 이온화 에너지(Ionization Potential, IP) 값을 구하여 실험 값과 비교하였다. 밀도범함수 방법으로 해석한 결과, PHFP, PVDF, PMA, PAM 순으로 고분자의 내산화성이 좋은 것으로 시뮬레이션을 통해 예측되었고, 이러한 결과는 선형 훑음 전압-전류법(Linear Sweep Voltametry, LSV)으로부터 얻은 실험값과 일치하였다. 또한 이 결과는 HOMO 오비탈의 구조를 분석하여 내산화성이 좋은 원인을 규명하였다.

• Genomics & Informatics
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• 제18권4호
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• pp.43.1-43.13
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• 2020

The coronavirus disease 2019 is a contagious disease and had caused havoc throughout the world by creating widespread mortality and morbidity. The unavailability of vaccines and proper antiviral drugs encourages the researchers to identify potential antiviral drugs to be used against the virus. The presence of RNA binding domain in the nucleocapsid (N) protein of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) could be a potential drug target, which serves multiple critical functions during the viral life cycle, especially the viral replication. Since vaccine development might take some time, the identification of a drug compound targeting viral replication might offer a solution for treatment. The study analyzed the phylogenetic relationship of N protein sequence divergence with other 49 coronavirus species and also identified the conserved regions according to protein families through conserved domain search. Good structural binding affinities of a few natural and/or synthetic phytocompounds or drugs against N protein were determined using the molecular docking approaches. The analyzed compounds presented the higher numbers of hydrogen bonds of selected chemicals supporting the drug-ability of these compounds. Among them, the established antiviral drug glycyrrhizic acid and the phytochemical theaflavin can be considered as possible drug compounds against target N protein of SARS-CoV-2 as they showed lower binding affinities. The findings of this study might lead to the development of a drug for the SARS-CoV-2 mediated disease and offer solution to treatment of SARS-CoV-2 infection.

• Molecules and Cells
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• 제46권8호
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• pp.513-525
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• 2023

Orange carotenoid protein (OCP) of photosynthetic cyanobacteria binds to ketocarotenoids noncovalently and absorbs excess light to protect the host organism from light-induced oxidative damage. Herein, we found that mutating valine 40 in the α3 helix of Gloeocapsa sp. PCC 7513 (GlOCP1) resulted in blue- or red-shifts of 6-20 nm in the absorption maxima of the lit forms. We analyzed the origins of absorption maxima shifts by integrating X-ray crystallography, homology modeling, molecular dynamics simulations, and hybrid quantum mechanics/molecular mechanics calculations. Our analysis suggested that the single residue mutations alter the polar environment surrounding the bound canthaxanthin, thereby modulating the degree of charge transfer in the photoexcited state of the chromophore. Our integrated investigations reveal the mechanism of color adaptation specific to OCPs and suggest a design principle for color-specific photoswitches.

• Journal of Veterinary Science
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• 제23권1호
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• pp.14.1-14.11
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• 2022

Background: Carnivore protoparvovirus 1, also known as canine parvovirus type 2 (CPV-2), is the main pathogen in hemorrhagic gastroenteritis in dogs, with a high mortality rate. Three subtypes (a, b, c) have been described based on VP2 residue 426, where 2a, 2b, and 2c have asparagine, aspartic acid, and glutamic acid, respectively. Objectives: This study examined the presence of CPV-2 variants in the fecal samples of dogs diagnosed with canine parvovirus in Bogotá. Methods: Fecal samples were collected from 54 puppies and young dogs (< 1 year) that tested positive for the CPV through rapid antigen test detection between 2014-2018. Molecular screening was developed for VP1 because primers 555 for VP2 do not amplify, it was necessary to design a primer set for VP2 amplification of 982 nt. All samples that were amplified were sequenced by Sanger. Phylogenetics and structural analysis was carried out, focusing on residue 426. Results: As a result 47 out of 54 samples tested positive for VP1 screening, and 34/47 samples tested positive for VP2 980 primers as subtype 2a (n = 30) or 2b (n = 4); subtype 2c was not detected. All VP2 sequences had the amino acid, T, at 440, and most Colombian sequences showed an S514A substitution, which in the structural modeling is located in an antigenic region, together with the 426 residue. Conclusions: The 2c variant was not detected, and these findings suggest that Colombian strains of CPV-2 might be under an antigenic drift.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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• pp.465-469
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• 2003

Microlens arrays were fabricated using a novel fabrication technology based on the exposure of a PMMA (Polymethylmethacrylate) sheet to deep X-rays and subsequent thermal treatment. X-ray irradiation causes the decrease of molecular weight of PMMA, which in turn decreases the glass transition temperature and consequently causes a net volume increase during the thermal cycle resulting in a swollen microlens. A new physical modeling and analyses for microlens formation were presented according to experimental procedure. A simple analysis based on the new model is found to be capable of predicting the shapes of microlens which depend on the thermal treatment. For the replication of microlens arrays having various diameters with different foci on the same surface, the hot embossing and the microinjection molding processes has been successfully utilized with a mold insert that is fabricated by Ni-electroplating based on a PMMA microstructure of microlenses. Fabricated microlenses showed good surface roughness with the order of 1 nm.

• 대한화학회지
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• 제53권6호
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• pp.653-662
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• 2009

흡수, 분포, 대사, 배설 특성 및 독성을 예측하기 위한 효과적인 툴을 개발하는 것은 신약개발의 초기단계에서 NCE(new chemical entity)에 대한 가장 중요한 업무 중의 하나이다. 최근에 이런 시도중의 하나로서 ADME/T(absorption, distribution, metabolism, excretion, toxicity)관련 성질들의 예측에 support vector machine(SVM)을 이용하고 있다. 그리고 SVM은 ADME/T 성질들을 정확하게 예측하는데 많이 사용 되고 있다. 그러나 SVM 모델링에 두 가지 문제가 있다. 특성 선택(feature selection) 과 매개변수 설정(parameter setting)은 여전히 해결해야 할 과제이다. 이 두 가지 문제들은 SVM 분류의 효율성과 정확도에 결정적인 영향을 끼친다. 특히 특성 선택과 최적화된 SVM 변수의 설정은 서로 영향을 주기 때문에 동시에 다루어져야 한다. 여기서 우리는 genetic algorithm(GA) – 특성 선택에 사용 – 과 grid search(GS) method– 변수최적화에 사용 – 두 가지를 통합하는 효과적인 해결책을 제시하였다. ADME/T관련 성질 중 하나인 심장부정맥을 야기시키는 hERG 이온채널 저해제 분류 모델이 여기서 제안된 GA-GS-SVM을 위해 할당되고 테스트 되었다. 1891개의 화합물을 가지는 트레이닝 셋으로 단일 모델 3개, 앙상블 모델 3개, 총 6개의 모델을 만들었고 175개의 외부 데이터를 테스트 셋으로 사용하여 검증하였다. 데이터의 불균형 문제를 해결하기 위하여 GA-GS-SVM 단일 모델에 의한 예측 정확도와 GA-GS-SVM 앙상블 모델 예측 정확도를 비교하였으며, 앙상블모델을 사용하여 예측의 정확도를 높일 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권3호
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• pp.140-147
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• 2011

이 연구에서는 폐종양의 정량적 개선을 위하여 분자체를 이용하여 내부 움직임을 측정하고 평가된 데이터를 기반으로 소동물 PET 영상내의 폐종양을 국소화하고자 하였다. 소동물 폐 영역의 내부 움직임은 방사성물질을 흡착한 분자체를 이용하여 소동물 폐 영역에 부착함으로써 구현하였다. 폐 영역의 내부 움직임 표적으로 사용된 분자체는 약 37 kBq의 Cu-64를 흡착시켜 폐종양을 모사하였다. 소동물 PET 영상은 Siemens Inveon 스캐너를 이용하여 획득하였으며 외부 움직임 데이터는 트리거 생성 장치인 BioVet을 이용하였다. SD-Rat PET 영상은 $^{18}F$-FDG 37 MBq/0.2 mL을 미정맥으로 주사하고 60분 후 20분간 데이터를 획득하였다. 리스트모드 데이터의 각 선응답은 외부 트리거 장치에 의해 획득된 트리거신호를 이용하여 2 bin에서 16 bin으로 사이노그램을 획득하였다. 획득된 사이노그램 데이터는 OSEM 2D 알고리즘을 이용하여 4회의 반복으로 재구성하였다. 종양의 정량적 분석을 위한 PET 영상은 종양을 묘사한 분자체 영역에 관심영역을 설정하고 계수와 SNR 그리고 FWHM을 이용하여 평가하였다. 움직임 표적으로 사용된 분자체의 크기는 $1.59{\times}2.50mm$이었으며, 기준 영상으로 획득한 체외 분자체 수직 및 수평 FWHM은 $2.91{\times}1.43mm$이었다. 정적영상과 4 bin 그리고 8 bin 영상에서의 수직 FWHM은 각각 3.90 mm, 3.74 mm, 3.16 mm이었으며 수평 FWHM은 각각 2.21 mm, 2.06 mm, 1.60 mm이었다. 정적영상, 4 bin, 8 bin, 12 bin 그리고 16 bin의 계수 값은 각각 4.10, 4.83, 5.59, 5.38, 5.31이었다. 정적영상, 4 bin, 8 bin, 12 bin 그리고 16 bin의 SNR은 4.18, 4.05, 4.22, 3.89, 3.58이었다. FWHM은 게이트 수의 증가에 따라 계속 향상됨을 확인하였다. 그러나 계수 값과 SNR은 게이트 수의 증가에 따라 계속 향상되지 않고 특정 bin 수에서 가장 높은 값을 보여 소동물 폐 영역에서의 종양 영상화시 SNR의 손실을 최소화하면서 향상된 계수 값을 얻을 수 있는 게이트 수를 획득하였다. 내부 움직임 측정은 최적화된 종양 국소화 영상을 획득할 수 있으며 외부 움직임 모니터링 시스템을 사용하지 않고 장기별 움직임 예측 모델링을 위한 유용한 방법이 될 것으로 기대된다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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• pp.82-87
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• 2006

분자 모델링 시뮬레이션은 신 물질, 신약 개발에 범용적으로 사용되는 중요한 컴퓨터 소프트웨어이다. 교육과 연구 등의 분야에서는 사용자가 직접 입력 도구를 사용하여 분자 모델을 시뮬레이션을 하는 경우가 존재한다. 사용자가 직접 시뮬레이션을 하기 위해서는 가상의 3 차원 시각화 환경은 물론 생화학적으로 안정성 여부 검증에 도움을 주기 위해 에너지 계산 결과를 제공해야 한다. 그러나 대다수의 분자 모델링 도구가 시각화 환경 제공을 위주로 개발되었으며 에너지 계산 수식이 복잡하여, 사용자가 시뮬레이션 하는 가운데, 실시간으로 에너지 계산을 제공하지 못한다. 이러한 단점을 극복 하고자 본 논문에서는 어떠한 분자 모델링 도구라도 빠르게 에너지 계산을 반환 받을 수 있는 웹 서비스 기반의 분산 시스템 환경을 구현하였다. 또한 실시간으로 사용자가 시뮬레이션 할 수 있도록 작업 선별 처리 알고리즘(Job Skip Operation)을 개발, 적용하여 최신의 에너지 계산 요청에 대한 반환을 보장하였다. 본 연구는 사용자가 상호작용 기법을 통하여 가상의 분자 모델링 환경에서 화학적으로 안정된 분자 물질의 결합 위치를 빠르게 찾을 수 있도록 도와준다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제24권6호
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• pp.731-732
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• 2003

Mutagen X (MX), 3-chloro-4-(dichloromethyl)-5-hydroxy-2(5H)-furanone is one of the most potent directing acting mutagen ever tested in SAL TA100 assay. Although MX analogues have been synthesized, tested for mutagenicity and modeled by structure-activity relationship (SAR) methods, the mechanism of interaction of these compounds with DNA to produce their remarkable mutagenic potency remains unresolved. MX exists as an equilibrium mixture of both ring and open form in water. This equilibrium is very fast for Ames test. Because the mixture is not separable by experimental methods, it is not clear which one is really responsible for the observed mutagenicity. There have been many debates that which one is really responsible for the observed mutagenicity. We used ab initio methods for the MX analogues. It seems both ring and open form could react with DNA bases as electrophiles. However, every open form has consistently lower LUMO energy than corresponding ring form. It is reasonable to assume that the major reaction will go through via open form for MX analogues. This suggest that the open form is more likely really mutagenic.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
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• pp.1693-1698
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• 1991

An axial dispersion model is developed for the slim reactor employed in the LDPE autoclave process so that imperfect mixing caused by large L/D ratio (10-20) may be quantified by Peclet number. The model is then used to investigate the effect of mixing on the reactor performance represented by the monomer conversion, the reactor temperature, the molecular weight, and the polydispersity. In addition, the existence of steady state multiplicity is identified with the initiator feed concentration or the feed temperature as the bifurcation parameter. The effects of the initiator feed concentration and the feed temperature are also examined.