• 제목/요약/키워드: Nanosensor

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Expression and Purification of Recombinant Active Prostate-Specific Antigen from Escherichia coli

  • Jeong, Su-Jin;Lee, Seong-Wook
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제17권5호
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    • pp.840-846
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    • 2007
  • Human prostate-specific antigen(PSA), a 33 kDa serine protease with comprehensive homology to glandular kallikrein, is secreted from prostatic tissue into the seminal fluid and enters into the circulation. The level of PSA increases in the serum of patients with prostatic cancer and hence is widely employed as a marker of the disease status. In particular, an enzymatically active PSA that is a form cleaved at the N-terminal seven-amino-acids prosequence, APLILSR, of proPSA may play an important roll in the progression of prostate cancer. Thus, the presence of the active form would selectively discriminate the cancer from benign prostatic hyperplasia. In this study, we developed a convenient purification method for the acquisition of active PSA and proPSA. Recombinant proPSA and active PSA were expressed directly in Escherichia coli, easily and efficiently isolated from inclusion bodies, refolded, and purified. Moreover, the enzymatic activity of the recombinant active PSA was confirmed as serine protease using chromogenic chymotrypsin substrate. This purified active PSA could be further applied to scrutinize the biological or conformational characteristics of the protein and to develop specific diagnostic and/or therapeutic agents against prostate cancer.

Vibration analysis thermally affected viscoelastic nanosensors subjected to linear varying loads

  • Ebrahimi, Farzad;Babaei, Ramin;Shaghaghi, Gholam Reza
    • Advances in nano research
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    • 제6권4호
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    • pp.399-422
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    • 2018
  • Unwanted vibration is an issue in many industrial systems, especially in nano-devices. There are many ways to compensate these unwanted vibrations based on the results of the past researches. Elastic medium and smart material etc. are effective methods to restrain unnecessary vibration. In this manuscript, dynamic analysis of viscoelastic nanosensor which is made of functionally graded (FGM) nanobeams is investigated. It is assumed that, the shaft is flexible. The system is modeled based on Timoshenko beam theory and also environmental condition, external linear varying loads and thermal loading effect are considered. The equations of motion are extracted by using energy method and Hamilton principle to describe the translational and shear deformation's behavior of the system. Governing equations of motion are extracted by supplementing Eringen's nonlocal theory. Finally vibration behavior of system especially the frequency of system is developed by implementation Semi-analytical differential transformed method (DTM). The results are validated in the researches that have been done in the past and shows good agreement with them.

담배 형질전환체를 이용한 포도 UDP-glucose flavonoid glucosyl transferase (UFGT) 유전자의 기능 분석 (Functional Analysis of a Grapevine UDP-Glucose Flavonoid Glucosyl Transferase (UFGT) Gene in Transgenic Tobacco Plants)

  • 박지연;박성출;피재호
    • 생명과학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.292-297
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    • 2010
  • 페놀화합물인 안토시아닌은 과일, 꽃잎 등 식물 조직에서 청 혹은 적색을 나타내는 색소이다. 포도의 경우, 안토시아닌은 적포도 품종의 과피에만 축적되는데, 이것은 안토시아닌 생합성에 관여하는 효소 중에서 UDP-glucose: flavonoid 3-O-glucosyltransferase(UFGT)를 암호화하는 ufgt 유전자에 의해 조절된다고 보고된 바 있다. ufgt 유전자에 의해 안토시아닌의 축적 양상이 변하는지를 검증하기 위해, 포도로부터 ufgt cDNA를 분리한 다음, 각각 sense와 antisense 방향으로 발현하는 벡터를 제작하고, 이를 야생형 담배에 도입하였다. 담배 형질전환체를 선발하여 RT-PCR을 수행한 결과, 포도 ufgt 유전자가 sense 방향으로 들어간 snese 형질전환체에서는 야생형 담배에 비해 ufgt 전사체의 양이 증가하였고, antisense 방향으로 들어간 antisense 형질전환체에서는 전사체의 양이 도리어 감소하였다. 한편, 담배 형질전환체의 꽃을 분석한 결과, sense 형질전환체의 안토시아닌 함량은 야생형 담배에 비해 최고 44% 증가하였고, antisense 형질전환체에서는 최고 88% 감소하였다. 또한 sense 형질전환체의 꽃 색깔은 야생형 담배에 비해 더 진해졌다. 이러한 결과는 외부로부터 도입된 포도 ufgt 유전자의 발현으로 ufgt 전사체의 양이 증가하면 담배 내 안토시아닌의 함량이 높아지고 꽃 색깔이 진해진다는 것을 시사한다.

옥수수(Zea mays) 원뿌리의 통기조직 발달에 미치는 에틸렌 전구체, 옥신, 메틸자스몬산의 효과 (Effects of Ethylene Precursor, Auxin and Methyl Jasmonate on the Aerenchyma Formation in the Primary Root of Maize (Zea mays))

  • 호종윤;맹소현;박웅준
    • 생명과학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.37-43
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    • 2015
  • 옥수수(Zea mays) 원뿌리에서 에틸렌 전구체인 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC), indole-3-acetic acid (IAA) 그리고 methyl jasmonate (MeJA)가 통기조직의 발달에 미치는 영향을 조사하였다. 식물호르몬 처리는 원뿌리의 종단 구성에 영향을 미치므로 control과 호르몬 처리된 뿌리의 비교 가능한 위치를 정할 필요가 있었다. 이를 위하여 원뿌리의 정단을 PR0, 기부를 PR100이라 정의하고 이 두 지점 사이를 길이에 비례하여 PR25, PR50, PR75로 구분하였다. 대조군 뿌리의 PR25와 PR50 부분에서는 통기조직이 관찰되지 않았으며 PR75 부분에서는 드물게 통기조직이 나타나기도 하였다. PR75 부위의 통기조직 면적은 ACC 또는 IAA가 존재할 때 증가하였다. 반면, MeJA는 옥수수 원뿌리가 침수되지 않았을 때와 침수되었을 때 서로 다른 차등 효과를 나타내었다. 뿌리가 침수되지 않았을 때 MeJA는 통기조직의 발달을 억제하였다. 반면, 뿌리를 침수 시키면 통기조직의 면적이 증가하는데 그 면적은 MeJA에 의하여 더욱 증가되었다. 한편, 곁뿌리 원기는 그 주변 피층세포의 통기조직 발달에 수반되는 세포사멸을 억제하는 것으로 알려져 있었다. 곁뿌리 원기에 의해 억제되는 통기조직의 발달은 위에 기술한 바와 같이 통기조직의 발달을 촉진하는 세 가지 호르몬들에 의해서도 회복되지 않았다. 이는 발달하는 곁뿌리 원기가 억제하는 통기조직 발달 조절의 세부 단계는 식물호르몬들이 작용한 이후 단계일 가능성을 보여주는 것이다.

혈관내피세포에 부착하는 THP-1에 대한 발효마늘추출물의 효과 (Effect of Fermented Garlic Extract on Adhesion of THP-1 Cells to Bovine Aortic Endothelial Cells)

  • 권오성;송지나;유휘종;박헌용
    • 생명과학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.553-560
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    • 2017
  • 마늘은 전통적으로 cycloalliin을 포함한 기능성 식품으로 널리 알려져 있다. 본 연구를 통해 혈관계에서 발효마늘추출물이 어떤 효능을 갖는지 알아보았다. 먼저, 발효마늘추출물이 내피세포의 단핵구 부착을 억제하는 것을 관찰하였다. 농도 변화에 따른 실험결과, 발효마늘추출물을 0.1 또는 $1{\mu}g/ml$ 농도로 전처리 하면, LPS에 의하여 촉발되는 소 대동맥 내피세포에 달라붙는 THP-1의 부착이 억제되는 것을 확인하였다. 단핵구의 내피세포 부착이 염증반응 초기단계에 진행되는 과학적 근거를 고려하면 이와 같은 결과는 발효마늘추출물이 혈관 염증을 저해한다고 볼 수 있다. 또한 세포신호전달물질의 활성변화를 관찰한 결과, 발효마늘추출물이 소 대동맥 내피세포에서 eNOS와 Akt의 활성을 유도함을 알았다. eNOS의 인산화 반응은 발효마늘추출물을 처리한지 10분 후에 최대로 상승되었으며, 이와 유사하게 Akt도 발효마늘추출물을 처리하고 10분 후에서 인산화 반응이 최대로 상승되었다. 산화질소 양 변화 측정에서도 발효마늘추출물은 산화질소의 생성을 상승시켰다. 한편, 산화질소 생성을 저해하는 억제제 처리는 발효마늘추출물에 의해 나타나는 세포부착 저해능력을 감소시켰다. eNOS와 Akt를 매개로 하는 LPS 유도 세포 부착 정도가 발효마늘추출물에 의하여 억제된다는 것은 산화질소가 세포부착에 중요 매개물임을 의미한다. 결론적으로, 발효마늘추출물은 염증관련 질환을 예방하는 데에 중요한 역할을 한다고 할 수 있다.

옥수수 (Zea mays) 뿌리의 알데히드 산화효소와 생장에 미치는 텅스텐산 나트륨의 영향 (The Effect of Sodium Tungstate on the Aldehyde Oxidase and the Growth in the Primary Root of Maize (Zea mays))

  • 오영주;조영준;박웅준
    • 생명과학회지
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    • 제17권7호통권87호
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    • pp.990-995
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    • 2007
  • 몰리브덴 보조인자 형성을 방해하는 텅스텐산 나트륨이 옥수수 뿌리에서 알데히드 산화효소의 활성과 생장에 미치는 영향을 조사하였다. 다른 식물에서 보고된 바와 같이 옥수수 뿌리에서도 텅스텐산 나트륨은 그 농도가 증가됨에 따라 알데히드 산화효소의 활성을 억제하였는데, 억제 활성은 식물체에 직접 처리한 경우에만 나타나고 추출된 효소에 처리하였을 때에는 효과가 없었다. 텅스텐산은 알데히드 산화효소의 활성화를 억제하는 물질임에도 불구하고, Western분석에 의하면 알데히드 산화효소 단백질의 함량을 감소시키는 것으로 나타나 반응산물이 효소함량을 증가시키는 양성 되먹임 조절관계를 나타내었다. 텅스텐산 나트륨은 효소활성을 억제하는 농도에서 옥수수 원뿌리의 생장과 곁뿌리발생을 억제하였지만 굴중성 반응에는 영향이 없었다. 전자의 두 반응은 옥신 절대함량에 의존하고 후자는 상대량에 의존하므로 텅스텐산 나트륨에 의한 옥신 함량 변화로 관찰된 결과들의 설명이 가능할 것으로 사료되었다. 그러나 뿌리의free IAA의 함량 변화는 검출되지 않았다. 옥신 함량 조절에는 강력한 항상성 기작이 관여하므로 IAA conjugate분해와 nitrilase에 의한 생합성 증가 등 결과 설명에 적용 가능한 내용들을 논의하였다.

제비꽃속(Viola) 식물에서 tryptophan과 tryptamine 공급이 멜라토닌 생성에 미치는 영향 (Supply of Tryptophan and Tryptamine Influenced the Formation of Melatonin in Viola Plants)

  • 김여재;윤영하;박웅준
    • 생명과학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.328-333
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    • 2011
  • 동물호르몬으로 알려진 멜라토닌(melatonin)은 동물뿐 아니라 고등 식물을 포함한 다양한 생명체에 존재한다. 식물에서는 쌍떡잎 식물과 외떡잎 식물에 멜라토닌이 널리 존재하며 일부 약용 식물에는 다량으로 함유되어 있지만 아직 그 생합성 과정과 생리학적 기능은 확립되지 않았다. 본 연구에서는 reverse phase HPLC 분석을 통하여 이제까지 분석이 이루어지지 않았던 여러 제비꽃속(Viola) 식물들에 멜라토닌이 고르게 분포한다는 사실을 확인하였다. 그 다음 제비꽃속 식물들의 잎 절편을 배양하며 멜라토닌의 최초 전구체로 제안된 tryptophan (Trp)과 이의 탈카르복시화(decarboxylation) 중간산물인 tryptamine (TAM)을 공급하였다. 그 결과 Trp을 공급하면 멜라토닌 생성에 영향을 미치지 않았지만 TAM을 공급한 경우에는 멜라토닌의 함량이 증가하였다. TAM은 Trp에서 유래하므로 Trp-TAM 경로가 제비꽃속 식물에도 존재하는 것으로 판단되며, Trp 공급이 멜라토닌 함량에 영향을 미치지 않는 결과는 Trp을 TAM으로 전환하는 탈카르복시화 과정이 식물 멜라토닌 생합성 과정의 속도결정 단계일 것이라는 가설을 지지하는 것으로 사료된다.

Characterization of the ZnSe/ZnS Core Shell Quantum Dots Synthesized at Various Temperature Conditions and the Water Soluble ZnSe/ZnS Quantum Dot

  • Hwang, Cheong-Soo;Cho, Ill-Hee
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제26권11호
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    • pp.1776-1782
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    • 2005
  • ZnSe/ZnS, UV-blue luminescent core shell quantum dots, were synthesized via a thermal decomposition reaction of organometallic zinc and solvent coordinated Selenium (TOPSe) in a hot solvent mixture. The synthetic conditions of the core (ZnSe) and the shell (ZnS) were independently studied at various reaction temperature conditions. The obtained colloidal nanocrystals at corresponding temperatures were characterized for their optical properties by UV-vis, room temperature solution photoluminescence (PL) spectroscopy, and further obtained powders were characterized by XRD, TEM, and EDXS analyses. The synthetic temperature condition to obtain the best PL emission intensity for the ZnSe core was 300 ${^{\circ}C}$, and for the optimum shell capping, the temperature was 135 ${^{\circ}C}$. At this temperature, solution PL spectrum showed a narrow emission peak at 427 nm with a PL efficiency of 15%. In addition, the measured particle sizes for the ZnSe/ZnS nanocomposite via TEM were in the range of 5 to 12 nm. Furthermore, we have synthesized water-soluble ZnSe/ZnS nanoparticles by capping the ZnSe/ZnS hydrophobic surface with mercaptoacetate (MAA) molecules. For the obtained aqueous colloidal solution, the UV-vis spectrum showed an absorption peak at 250 nm, and the solution PL emission spectrum showed a peak at 425 nm, which is similar to that for hydrophobic quantum dot ZnSe/ZnS. However, the calculated PL efficiency was relatively low (0.1%) due to the luminescence quenching by water and MAA molecules. The capping ligand was also characterized by FT-IR spectroscopy, with the carbonyl stretching peak in the mercaptoacetate molecule appearing at 1575 $cm ^{-1}$. Finally, the particle sizes of the MAA capped ZnSe/ZnS were measured by TEM, showing a range of 12 to 17 nm.

Glass Transition Behavior of Dendritic Polymers Containing Mobile Aliphatic Polyether Cores and Glassy Peripheral Polystyrenes

  • Song, Jie;Cho, Byoung-Ki
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제29권6호
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    • pp.1167-1172
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    • 2008
  • We investigated the glass transition temperatures ($T_g$) of dendrons consisting of conformationally mobile aliphatic polyether dendritic cores plus glassy peripheral polystyrenes (PSs), and linear PSs in the molecular weight range of 1000-8500 g/mol. We compared their $T_g$ behavior depending on their polymeric architecture. The linear PSs show a typical growth of $T_g$ up to 92.5 ${^{\circ}C}$ as the molecular weight increases to 8300 g/mol, while the dendrons display nearly constant $T_g$ values of 58-61 ${^{\circ}C}$, despite the increase of molecular weight with each generation. The striking contrast of Tg behavior would be mainly attributed to the fact that the dendrons keep the ratio of $N_e$/M ($N_e$: number of peripheral chain ends, M: molecular weight) over all the generations. Additionally, for the influence of dendritic spacers on glass transition temperature we prepared dimeric PSs with different linkage groups such as aliphatic ether, ester and amide bonds. We found that the dimer with the ether spacer exhibited the lowest glass transition at 55.4 ${^{\circ}C}$, while the amide linked dimer showed the highest glass transition temperature at 74.2 ${^{\circ}C}$. This indicates that the peripheral PS chains are effectively decoupled by the conformationally flexible ether spacer. The results from this study demonstrated that polymeric architecture and dendritic core structures play a crucial role in the determination of glass transition behavior, providing a strategy for the systematic engineering of polymer chain mobility.

C형 간염바이러스(HCV)의 NS5B RNA Replicase에 의해 활성이 유도되는 Hammerhead 리보자임에 의한 HCV 복제 억제 연구 (Inhibition of Hepatitis C Virus (HCV) Replication by Hammerhead Ribozyme Which Activity Can Be Allosterically Regulated by HCV NS5B RNA Replicase)

  • 이창호;이성욱
    • 미생물학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.188-193
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    • 2011
  • C형 간염바이러스(hepatitis C virus; HCV) 증식을 효과적이며 특이적으로 제어할 수 있는 유전산물로서, HCV 증식조절인자인 NS5B RNA replicase 존재에 의해 allosteric하게 활성이 유도될 수 있는 HCV internal ribosome entry site (IRES) 표적 hammerhead 리보자임을 개발하였다. 이러한 리보자임은 HCV IRES 염기서열 중 +382 nucleotide 자리를 인지하는 hammerhead 리보자임, NS5B RNA replicase와 특이적으로 결합하는 RNA aptamer 부위, 그리고 aptamer와 NS5B와의 결합에 의해 리보자임 활성을 유도할 수 있도록 구조적 변이를 전달할 수 있는 communication module 부위 등으로 구성되어 있다. 이러한 allosteric 리보자임에 의해 세포 배양에서 HCV의 replicon 복제가 효과적으로 억제됨을 실시간 PCR 분석을 통하여 관찰하였다. 특히, HCV 지놈을 표적하는 리보자임 단독, 또는 HCV NS5B에 대한 RNA aptamer 단독에 의한 HCV 복제 억제능보다 allosteric 리보자임에 의한 HCV 복제 억제능이 더 뛰어났다. 따라서 개발된 allosteric 리보자임은 HCV 증식의 효과적인 증식 억제 선도물질로 활용될 수 있을 것이다.