• 정보처리학회논문지A
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• 제16A권3호
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• pp.153-158
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• 2009

구조적 생물 정보학 분야는 단백질의 3차원 구조를 대상으로 단백질을 연구하는 분야이며, 구조적생물 정보학의 중요한 분야 중의 하나는 단백질 3차원 구조 가시화이다. 단백질의 3차원 구조를 규명하는 장비의 발달로, 규명되는 단백질의 크기와 개수가 증가함에 따라, 고성능의 단백질 가시화 시스템의 필요성도 크게 증가하였으나, 기존의 단백질 구조 가시화 시스템은 3차원 그래픽 하드웨어에 최적화 되지 못하여, 거대 단백질의 가시화에 충분한 성능을 가지지 못하였다. 본 논문에서 제안하는 단백질 3차원 구조 가시화 시스템은 거대 단백질의 가시화 하기 위하여, 3차원 그래픽 하드웨어의 최적화 기법중의 하나인 기하 인스턴싱 기법을 사용하여 빠르게 거대 단백질을 렌더링 한다. 성능 실험에서 7종의 다른 크기의 단백질을 대상으로, 4가지 가시화 방법에 대하여, 제안하는 시스템과 기존의 시스템과의 단백질 렌더링 성능 비교 실험을 하여, 대부분의 경우 우수한 성능을 보였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.117-125
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• 2015

단백질 기능을 규명하는 단백질 구조 정보는 단백질 의약품의 약효를 증진시키고, 개발을 단축시키는데 큰 영향을 미친다. 따라서 단백질의 구조를 효과적으로 분석하기 위한 단백질 가시화에 대한 연구가 증가하고 있다. 하지만 단백질 가시화에 대한 연구가 단백질의 구조를 예측하거나 렌더링의 속도를 향상시키는 것을 중심으로 이뤄지고 있으며, 단백질 가시화 형태에 따른 정보 전달 효용성에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구는 단백질 의약품에 대한 효율적인 정보 서비스의 사전 연구로써 단백질 1, 2차구조 혼합가시화 형태별 정보표현적합도를 분석하였다. 단백질 1, 2차구조 혼합가시화 형태는 대표적 가시화 서비스인 Chimera, PDB, Cn3D와 기존 가시화 서비스의 문제점을 개선한 단백질 1, 2차구조 혼합가시화 형태를 대상으로 하였다. 정보표현적합도를 구하기 위한 정보요인은 피험자 분석 결과를 바탕으로 단백질 1차구조, 아미노산 위치, 단백질 2차구조, 단백질 2차구조 비율정보로 구분하였으며, 피험자는 단백질 의약품 업계종사기간이 5년 이상인 전문가 집단을 대상으로 하였다. 그 결과 단백질 1, 2차구조 혼합가시화형태별 정보표현적합도에는 유의미한 차이가 있었으며, 가시화 형태별 정보 전달 효용성에 차이가 있음을 입증할 수 있었다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제11D권7호
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• pp.1517-1526
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• 2004

공공 데이터베이스의 이용 가능한 단백질 데이터의 양적 증가와 함께 포스트지놈 시대가 도래되면서, 단백질의 3차 구조에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 단백질의 구조를 효과적으로 파악하기 위해서 단백질의 3차 구조를 시각화할 필요가 있다. 최근 많은 시각화 도구들이 이미 그 구조가 알려진 단백질을 시각화하기 위해 Java 기술을 이용하여 개발되었다. 본 논문에서는 새로운 단백질 시각화 도구인 JProtein 시스템은 Java3D 기법을 이용하여 개발되었다. Java3D 3D 표현을 위한 프로그래밍 인터페이스를 제공하는 APIdl다. JProtein 시스템은 시각화된 아미노산 내의 원자들간의 각도 및 거리 정보를 제공하며, 단백질 분자구조에 대해 여러 가지 3차원 표현 모델을 지원한다. 특히, JProtein 시스템은 비동기식 스테레오 뷰와 함께 동기식 스테레오 뷰를 지원한다.

• Genomics & Informatics
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• 제6권1호
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• pp.50-53
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• 2008

We have released five Java Application Programming Interface (API) packages for viewing three-dimensional structures of proteins from the Protein Data Bank. To this end, the user interface of an earlier version has been refactored in an object-oriented fashion, in which refactoring is the process of changing a software system to improve its internal structure, without altering the external behavior. Various GUI design and features have been provided conveniently thanks to the Model-View-Control (MVC) model, which is an architectural pattern used in software engineering. Availability: The source code and API specification can be downloaded from https://sourceforge.net/projects/j3dpsv/.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.10.2-10.2
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• 2011

The design and synthesis of protein-like polymers is a fundamental challenge in materials science. A biomimetic approach is to explore the impact of monomer sequence on non-natural polymer structure and function. We present the aqueous self-assembly of two peptoid polymers into extremely thin two-dimensional (2D) crystalline sheets directed by periodic amphiphilicity, electrostatic recognition and aromatic interactions. Peptoids are sequence-specific, oligo-N-substituted glycine polymers designed to mimic the structure and functionality of proteins. Mixing a 1:1 ratio of two oppositely charged peptoid 36 mers of a specific sequence in aqueous solution results in the formation of giant, free-floating sheets with only 2.7 nm thickness. Direct visualization of aligned individual peptoid chains in the sheet structure was achieved using aberration-corrected transmission electron microscopy. Specific binding of a protein to ligand-functionalized sheets was also demonstrated. The synthetic flexibility and biocompatibility of peptoids provide a flexible and robust platform for integrating functionality into defined 2D nanostructures. In the later part of my talk, we describe the use of metal ions to construct two-dimensional hybrid films that have the ability to self-heal. Incubation of biomimetic peptoid polymers with specific divalent metal ions results in the spontaneous formation of uniform multilayers at the air-water interface. We anticipate that ease of synthesis and transfer of these two-dimensional materials may have many potential applications in catalysis, gas storage and sensing, optics, nanomaterial synthesis, and environmentally responsive scaffolds.

• 한국생물정보학회:학술대회논문집
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• 한국생물정보시스템생물학회 2005년도 BIOINFO 2005
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• pp.215-220
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• 2005

Generally, enzymes in the starch biosynthesis pathway exist in many isoforms, contributing to the difficulties in the dissection of their specific roles in controlling starch properties. In this study, we present an algorithm as an alternative method to classify isoforms of starch biosynthesis enzymes based on their conserved secondary structures. Analysis of the predicted secondary structure of plant soluble starch synthase I (SSI) and soluble starch synthase II (SSII) demonstrates that these two classes of isoform can be reclassified into three subsets, SS-A, SS-B and SS-C, according to the differences in the secondary structure of the protein at C-terminus. SS-A reveals unique structural features that are conserved only in cereal plants, while those of SS-B are found in all plants and SS-C is restricted to barley. These findings enable us to increase the accuracy in the estimation of evolutionary distance between isoforms of starch synthases. Moreover, it facilitates the elucidation of correlations between the functions of each enzyme isoforms and the properties of starches. Our secondary structure analysis tool can be applicable to study the functions of other plant enzyme isoforms of economical importance.

• 생명과학회지
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• 제21권5호
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• pp.631-646
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• 2011

중간엽 줄기 세포는 다분화능을 가지고 있으며 골수, 지방, 태반, 치아속질, 윤활막, 편도 및 가슴샘 등 인체의 다양한 조직에서 분리된다. 중간엽 줄기세포는 조직의 항상성을 조절하며 다분화능, 분리와 조작의 용이함, 암세포로의 화학주성 및 면역 반응 조절 등의 특징을 가지고 있어서 재생 의학, 암 치료 및 식대주 질환(GVHD) 등에 이용할 수 있는 세포치료제로 주목 받고 있다. 하지만 주위 세포와 조직을 지지하고 조절하는 특징과 관련하여 중간엽 줄기세포가 혈관 생성을 촉진하고 성장인자를 분비하며 암세포를 공격하는 면역 반응을 억제함으로써 암의 진행을 촉진시킨다는 사실 또한 보고 되고 있다. 이러한 사실들로 인해 중간엽 줄기세포의 임상 적용이 제한되고 있다. 본 연구에서는 어떠한 기전을 통해서 중간엽 줄기세포가 암의 진행을 촉진하는 지지 세포로 기능하는지를 밝히기 위해서 인체 지방 조직에서 유래한 중간엽 줄기세포를 두 개의 암세포주(H460, U87MG)와 각각 공동 배양하고 microarray를 이용해서 암세포와 공동 배양되지 않은 중간엽 줄기세포와 유전자의 발현을 비교하였다. 두 암세포주와 공동배양에서 공통적으로 2배 이상 차이 나는 유전자를 DAVID (Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery)와 PANTHER (Protein ANalysis THrough Evolutionary Relationships)를 이용해 분석하였으며 생물학적 과정, 분자적 기능, 세포의 구성 성분, 단백질의 종류, 질병과 인체 조직 그리고 신호전달에 관련된 정보를 획득하였다. 이를 통해서 암세포는 중간엽 줄기세의 분화, 증식, 에너지 대사, 세포의 구조 및 분비기능을 조절하여 유전자의 발현 양상을 암 연관 섬유모세포(cancer associated fibroblast)와 유사한 세포로 변형 시킨다는 사실을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 중간엽 줄기세포를 이용한 임상 치료제의 효과와 안정성을 개선하는데 응용될 수 있을 것이다.

• Journal of Veterinary Science
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• 제24권4호
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• pp.51.1-51.17
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• 2023

Background: To date, various genotypes of infectious bronchitis virus (IBV) have co-circulated and in Korea, GI-15 and GI-19 lineages were prevailing. The spike protein, particularly S1 subunit, is responsible for receptor binding, contains hypervariable regions and is also responsible for the emerging of novel variants. Objective: This study aims to investigate the putative major amino acid substitutions for the variants in GI-19. Methods: The S1 sequence data of IBV isolated from 1986 to 2021 in Korea (n = 188) were analyzed. Sequence alignments were carried out using Multiple alignment using Fast Fourier Transform of Geneious prime. The phylogenetic tree was generated using MEGA-11 (ver. 11.0.10) and Bayesian analysis was performed by BEAST v1.10.4. Selective pressure was analyzed via online server Datamonkey. Highlights and visualization of putative critical amino acid were conducted by using PyMol software (version 2.3). Results: Most (93.5%) belonged to the GI-19 lineage in Korea, and the GI-19 lineage was further divided into seven subgroups: KM91-like (Clade A and B), K40/09-like, QX-like (I-IV). Positive selection was identified at nine and six residues in S1 for KM91-like and QX-like IBVs, respectively. In addition, several positive selection sites of S1-NTD were indicated to have mutations at common locations even when new clades were generated. They were all located on the lateral surface of the quaternary structure of the S1 subunits in close proximity to the receptor-binding motif (RBM), putative RBM motif and neutralizing antigenic sites in S1. Conclusions: Our results suggest RBM surrounding sites in the S1 subunit of IBV are highly susceptible to mutation by selective pressure during evolution.