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Influence of Ga Content on the Ionic Conductivity of Li1+XGaXTi2-X(PO4)3 Solid-State Electrolyte Synthesized by the Sol-Gel Method

  • Seong-Jin Cho;Jeong-Hwan Song
    • 한국재료학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.185-193
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    • 2024
  • In this study, NASICON-type Li1+XGaXTi2-X(PO4)3 (x = 0.1, 0.3 and 0.4) solid-state electrolytes for all-solid-state batteries were synthesized through the sol-gel method. In addition, the influence on the ion conductivity of solid-state electrolytes when partially substituted for Ti4+ (0.61Å) site to Ga3+ (0.62Å) of trivalent cations was investigated. The obtained precursor was heat treated at 450 ℃, and a single crystalline phase of Li1+XGaXTi2-X(PO4)3 systems was obtained at a calcination temperature above 650 ℃. Additionally, the calcinated powders were pelletized and sintered at temperatures from 800 ℃ to 1,000 ℃ at 100 ℃ intervals. The synthesized powder and sintered bodies of Li1+XGaXTi2-X(PO4)3 were characterized using TG-DTA, XRD, XPS and FE-SEM. The ionic conduction properties as solid-state electrolytes were investigated by AC impedance. As a result, Li1+XGaXTi2-X(PO4)3 was successfully produced in all cases. However, a GaPO4 impurity was formed due to the high sintering temperatures and high Ga content. The crystallinity of Li1+XGaXTi2-X(PO4)3 increased with the sintering temperature as evidenced by FE-SEM observations, which demonstrated that the edges of the larger cube-shaped grains become sharper with increases in the sintering temperature. In samples with high sintering temperatures at 1,000 ℃ and high Ga content above 0.3, coarsening of grains occurred. This resulted in the formation of many grain boundaries, leading to low sinterability. These two factors, the impurity and grain boundary, have an enormous impact on the properties of Li1+XGaXTi2-X(PO4)3. The Li1.3Ga0.3Ti1.7(PO4)3 pellet sintered at 900 ℃ was denser than those sintered at other conditions, showing the highest total ion conductivity of 7.66 × 10-5 S/cm at room temperature. The total activation energy of Li-ion transport for the Li1.3Ga0.3Ti1.7(PO4)3 solid-state electrolyte was estimated to be as low as 0.36 eV. Although the Li1+XGaXTi2-X(PO4)3 sintered at 1,000 ℃ had a relatively high apparent density, it had less total ionic conductivity due to an increase in the grain-boundary resistance with coarse grains.

공공측량 성과심사 표본추출 자동화 가능성 분석 (Automation of Sampling for Public Survey Performance Assessment)

  • 최현;진철;이정일;김기홍
    • 대한토목학회논문집
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    • 제44권1호
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    • pp.95-100
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    • 2024
  • 공간정보품질관리원에서 수행되는 공공측량 성과심사는 규정에 따른 심사 비율로 수행하며, 추출된 표본을 기반으로 제출된 성과의 전체적인 경향을 심사자가 직접 판단한다. 그러나 국토지리정보원고시 '측량성과 심사수탁기관의 심사업무 및 지정절차 등에 관한 규정'에는 무작위 추출(Random Collection)이라 명시되어 있으나 공공측량 성과심사 표본추출은 심사 대상별로 심사자가 직접 판단으로 표본을 추출하고 있어 성과심사 표본추출의 공정성 확보가 필요하다. 본 연구에서는 실제 현장의 여건을 확인하고 실제 성과심사 데이터 확보를 통해 심사자들의 세부적인 기준을 분석하였다. 또한, 다양한 현장 여건에 따른 고려사항을 분석하여 공공측량 성과심사 표본추출 알고리즘 적용 방안에 대해 연구하였다. 따라서 성과심사자들의 세부적인 표본추출 기준 분석이 필요하다. 실제 성과심사가 완료된 데이터와 Python을 활용한 자동화 프로그램의 결과 비교를 통해 상대적으로 비교가능하도록 하였으며, 본 자동화 프로그램은 향후 공공측량 성과심사 표본추출의 자동화 적용을 위한 기반 프로그램으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

RAMMS 모형을 이용한 경북 소규모 산지 유역의 토석류 모의 (A Simulation of a Small Mountainous Chachment in Gyeoungbuk Using the RAMMS Model)

  • 장형준;이호진;김성구
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.1-8
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    • 2024
  • 산지가 국토의 60%를 차지하는 우리나라는 집중호우, 태풍 등의 토석류가 발생 할 수 있는 요인들이 증가하여, 산사태, 토석류와 같은 재해의 위험성이 큼에도 불구하고 대부분의 지역에서 피해를 예방하기 보다 피해 후 복구에 편중되어왔으며, 토석류 발생지역에 대한 현장조사 및 토석류 수치해석에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 토석류 위험구간 분석을 위해서 실제 토석류가 발생한 지역을 대상으로 현장조사 및 드론측량을 실시하여 정밀도 높은 지형 데이터를 구축하고 수치해석 프로그램 RAMMS 모형을 활용하여 토석류 발생 유역을 대상으로 토석류 흐름 분석을 수행하고 실제 발생한 토셕류 분포를 비교 분석하여 모형의 적용성을 평가하였다. 그 결과 RAMMS 모형으로 산정된 토석류 발생면적은 실제 면적보다 18% 크게, 이동거리는 10% 작게 산정되었으나, 모형으로 계산된 토석류 발생 형상과 발생 이동경로가 실제자료와 유사하게 모의되어 모형을 통한 토석류 이동의 경향성을 파악할 수 있다고 판단하였다. 향후, 국내에 적합한 모형 검증 및 미계측 유역에 대한 토석류 해석을 통한 피해 예상 지역의 선정 등의 추가 연구를 수행하고자 한다.

터널 스마트 점검기술 및 유지관리 제도 분석에 관한 연구 (A study on smart inspection technologies and maintenance system for tunnel)

  • 정지희;이강현;이상래;황범식;김낙영
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.569-582
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    • 2023
  • 최근 국내 주요 SOC 시설물의 사용 연수가 30년 이상을 넘어가고 있어, 10년 내 노후화가 급속도로 진행될 것으로 예상되면서 시설물의 선제적 유지관리에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라 유지관리 분야에도 스마트 점검 기술을 도입하기 위한 연구가 다수 수행되고 있다. 하지만 현재 시설물 유지관리는 인력위주의 안전점검 및 진단에 맞춰 제도가 마련되어 있어, 실제 현장에서 육안조사에 의존하여 조사가 이뤄지고 있는 실정이다. 인력점검의 경우 점검시간이 과다 소요되고 결과 분석 시에 주관적인 오류 등이 발생할 수 있으며, 터널의 경우 일부 구간 차단으로 사회간접비용 손실 등이 발생한다는 단점이 있다. 따라서 스마트 안전점검을 제도적으로 도입하기 위해서는 첨단 장비 사용, 전문가 자격 변경 등 구체적인 방안 마련을 위한 검토가 필요하다. 또한 제도적 변경에 앞서 첨단 장비를 통한 안전점검 결과에 대한 확인 및 검증이 필요하므로, 국가차원의 공식적인 연구나 검증 기관 운영 등이 필요하다. 이를 통해 유지관리 분야에 스마트 점검 기술이 도입되면, 터널 등 SOC 시설물의 일상적인 점검이 가능해질 것으로 예상된다. 결과적으로 시설물 상태변화에 의한 안전사고를 미리 인지하고 선제적으로 대응할 수 있는 유지관리 기술이 정착될 수 있을 것으로 기대된다.

지하철역 공사지역 도시가스 배관 누출로 인한 피해면적 산정 (Estimating the Area of Damage Caused by Gas Pipeline Leakage in Subway Construction Zones)

  • 양용호;이재욱;공하성
    • 문화기술의 융합
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    • 제10권2호
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    • pp.419-427
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    • 2024
  • 지하철 공사장 인근에서 천공작업 중 부주의로 지하에 매설된 도시가스 배관에 구멍을 발생시켜 새어 나온 가스가 우수관 및 하수관을 통하여 지하 공사장 내부로 유입 정전기 등의 점화원과 접촉 폭발할 경우 피해 영향범위 및 위협구역을 ALOHA 프로그램에 적용 산정하였다. 도시가스 배관의 길이,직경 및 압력 등 다양한 조건을 입력하여 위협구역 산정결과 증기구름 가연성지역의 Red Zone는 1.2~1.4km, 폭발지역의 Yellow Zone는 0.8~1.0km 및 제트화재의 Red Zone는 45~61m로 나타났다. 이 연구에서는 증기구름의 가연성 지역에서 농도와 조건이 적절히 조합된 상태이면 가연성을 증가시키고, 폭발지역 내부에서는 유리창이 깨질 수 있는 압력인 1.0psi로 폭발이 일어날 수 있으며, 제트화재인 경우에는 높은 온도와 열복사가 발생 주위 건물 밀집지역으로 화재가 빠르게 확산할 뿐만 아니라 열복사 영향으로 많은 인명피해가 발생할 수 있음을 영향범위 및 위협구역 범위로 나타내었다.

새만금간척지에서 뚱딴지(Helianthus tuberosus L.) 재배시 염류 특성 변화 및 적정 자원 선발 (The Selection of Proper Resource and Change of Salinity in Helianthus tuberosus L. Cultivated in Saemangeum Reclaimed Tidal Land)

  • 오양열;이정태;홍하철;김재현;서우덕;김선;류진희;이수환;김영주
    • 한국환경농학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.73-78
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    • 2018
  • 2016년 한국에서 재배 및 유통되고 있는 뚱딴지 12점을 수집하여, 새만금간척지에 재배하였다. 간척지 적응성을 검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. 뚱딴지를 간척지에 재배하였을 때, 간척지 특성상 0.3% 이상일 때 밭작물 재배가 어려운데, 개화 전 8월 가뭄으로 인하여 토양 염농도가 전체적으로 0.3%이상 올라갔음에도 초장 및 수량으로 보았을 때 높은 염농도에 대한 적응성이 있는 것으로 판단된다. 2. 개화기 무렵 꽃이 50%이상 피었을 때 뚱딴지 초장을 조사한 결과 WY3와 WI1가 207 cm, 202 cm로 가장 컸으며 WG1, WH1, PS1 144 cm, 139 cm, 131 cm로 가장 작았다. 3. 11월 뚱딴지를 수확하여 수량을 확인한 결과 흰색 뚱딴지는 WG1이 549 kg/10 a, WH1이 477 kg/10 a로 가장 많은 수량을 나타내었으며, 자색 뚱딴지에서는 PY4와 PY1이 각각 10 a당 615 kg, 584 kg로 우수한 수량을 보였다. 4. 수집한 뚱딴지 12점의 이눌린 함량을 분석한 결과 PY1이 33.9 g/100 g으로 가장 많은 이눌린 함량을 보였으며, 다음으로 D2가 33.7 g/100 g으로 많았다 결론적으로 내염성이 우수한 뚱딴지가 간척지에서도 적응할 수 있는 것으로 판단되며, 수집 뚱딴지 중 흰색은 수량 및 이눌린함량을 고려하여 G1이 간척지에 적합할 것으로 보이며, 자색은 Y1이 이눌린함량이 두 번째로 많지만, 수량과의 관계를 고려할 때 간척지에서 재배하는데 더 적합한 것으로 판단된다. 각각 색깔별로 우수한 뚱딴지 2점을 가지고 내염성 및 간척지 재배법에 대한 연구가 더욱 필요할 것으로 보인다.

주민참여를 통한 농촌중심지 활성화 방안 연구 - 정읍시 내장상동을 중심으로 - (The Activation Plan of an Agricultural Region through Resident Participation - Focusing on Jeongeupsi Naejangsangdong -)

  • 오형은;김용근
    • 한국조경학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.121-131
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    • 2015
  • 과거 농외소득 향상을 목적으로 하던 마을중심의 농촌지역개발사업이 최근 농어촌중심지를 중심으로 진행되고 있다. 농어촌중심지 사업은 지역주민의 소득 이외에 지역주민의 생활여건 개선을 도모하는 것을 목표로 한다. 시대가 변하면서 농촌과 농촌 중심지의 모습도 다양하게 변화하였다. 농촌과 도시가 하나의 지역으로 융합되어 한 지역에서 농촌과 도시의 복합적 성격을 띠는 러번지역이 발생함에 따라, 현대사회에서 농촌의 중심지는 자연스럽게 도시적 인프라를 갖춘 러번지역으로 집중되게 되었다. 본 연구의 대상인 정읍시 내장상동 또한 농촌의 자연환경을 가지고 있지만, 동시에 도시지역의 구조 형태를 가지는 도농통합적 생활권 중심지이다. 기존 정부의 하향식 농촌개발사업으로 나타난 문제점을 해결하기 위해 러번지역에 조직되어 있는 공동체를 활용한 주민참여형 사업이 진행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 도시적 성격을 가진 러번지역의 특성과 주민들의 수요분석을 통해 생활서비스 증진을 위한 러번지역의 중심지 활성화 계획을 제시하고자 하였다. 이를 위해 주민 워크숍 및 시범활동과 같은 주민역량강화 단계를 기본계획수립 과정에 반영함으로써 주민들의 자생력을 강화시키고자 하였다. 연구는 대상지 현황 및 여건분석, 기본구상 및 발전방향설정, 세부사업계획, 사업추진계획의 과정으로 진행되었으며, 현장조사와 주민수요를 기반으로 도보환경 개선, 공동체 기반시설 조성, 살기 좋은 생활환경 조성의 세 가지 목표를 설정하였다. 또한 본 연구에서는 러번지역이라는 발전된 형태의 농촌지역에서 주민들이 실제로 필요로 하고, 이미 구성되어 있는 지역공동체 등의 활동 단체를 사업의 실행주체로 참여시킬 수 있는 주민참여형 농촌중심지 활성화 방안을 제시하였다. 늘어나는 러번형태의 지역 특성에 맞는 주민 자생적 농촌중심지 활성화 계획을 통해 지역의 능동적이고 성공적인 성장을 기대한다.

Glass Dissolution Rates From MCC-1 and Flow-Through Tests

  • Jeong, Seung-Young
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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    • pp.257-258
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    • 2004
  • The dose from radionuclides released from high-level radioactive waste (HLW) glasses as they corrode must be taken into account when assessing the performance of a disposal system. In the performance assessment (PA) calculations conducted for the proposed Yucca Mountain, Nevada, disposal system, the release of radionuclides is conservatively assumed to occur at the same rate the glass matrix dissolves. A simple model was developed to calculate the glass dissolution rate of HLW glasses in these PA calculations [1]. For the PA calculations that were conducted for Site Recommendation, it was necessary to identify ranges of parameter values that bounded the dissolution rates of the wide range of HLW glass compositions that will be disposed. The values and ranges of the model parameters for the pH and temperature dependencies were extracted from the results of SPFT, static leach tests, and Soxhlet tests available in the literature. Static leach tests were conducted with a range of glass compositions to measure values for the glass composition parameter. The glass dissolution rate depends on temperature, pH, and the compositions of the glass and solution, The dissolution rate is calculated using Eq. 1: $rate{\;}={\;}k_{o}10^{(ph){\eta})}{\cdot}e^{(-Ea/RT)}{\cdot}(1-Q/K){\;}+{\;}k_{long}$ where $k_{0},\;{\eta}$ and Eaare the parameters for glass composition, pH, $\eta$ and temperature dependence, respectively, and R is the gas constant. The term (1-Q/K) is the affinity term, where Q is the ion activity product of the solution and K is the pseudo-equilibrium constant for the glass. Values of the parameters $k_{0},\;{\eta}\;and\;E_{a}$ are the parameters for glass composition, pH, and temperature dependence, respectively, and R is the gas constant. The term (1-Q/C) is the affinity term, where Q is the ion activity product of the solution and K is the pseudo-equilibrium constant for the glass. Values of the parameters $k_0$, and Ea are determined under test conditions where the value of Q is maintained near zero, so that the value of the affinity term remains near 1. The dissolution rate under conditions in which the value of the affinity term is near 1 is referred to as the forward rate. This is the highest dissolution rate that can occur at a particular pH and temperature. The value of the parameter K is determined from experiments in which the value of the ion activity product approaches the value of K. This results in a decrease in the value of the affinity term and the dissolution rate. The highly dilute solutions required to measure the forward rate and extract values for $k_0$, $\eta$, and Ea can be maintained by conducting dynamic tests in which the test solution is removed from the reaction cell and replaced with fresh solution. In the single-pass flow-through (PFT) test method, this is done by continuously pumping the test solution through the reaction cell. Alternatively, static tests can be conducted with sufficient solution volume that the solution concentrations of dissolved glass components do not increase significantly during the test. Both the SPFT and static tests can ve conducted for a wide range of pH values and temperatures. Both static and SPFt tests have short-comings. the SPFT test requires analysis of several solutions (typically 6-10) at each of several flow rates to determine the glass dissolution rate at each pH and temperature. As will be shown, the rate measured in an SPFt test depends on the solution flow rate. The solutions in static tests will eventually become concentrated enough to affect the dissolution rate. In both the SPFt and static test methods. a compromise is required between the need to minimize the effects of dissolved components on the dissolution rate and the need to attain solution concentrations that are high enough to analyze. In the paper, we compare the results of static leach tests and SPFT tests conducted with simple 5-component glass to confirm the equivalence of SPFT tests and static tests conducted with pH buffer solutions. Tests were conducted over the range pH values that are most relevant for waste glass disssolution in a disposal system. The glass and temperature used in the tests were selected to allow direct comparison with SPFT tests conducted previously. The ability to measure parameter values with more than one test method and an understanding of how the rate measured in each test is affected by various test parameters provides added confidence to the measured values. The dissolution rate of a simple 5-component glass was measured at pH values of 6.2, 8.3, and 9.6 and $70^{\circ}C$ using static tests and single-pass flow-through (SPFT) tests. Similar rates were measured with the two methods. However, the measured rates are about 10X higher than the rates measured previously for a glass having the same composition using an SPFT test method. Differences are attributed to effects of the solution flow rate on the glass dissolution reate and how the specific surface area of crushed glass is estimated. This comparison indicates the need to standardize the SPFT test procedure.

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호수생태계 환경영향평가를 위한 LEHA 다변수 모델 적용 및 생태건강성 평가 (The Applications of a Multi-metric LEHA Model for an Environmental Impact Assessments of Lake Ecosystems and the Ecological Health Assessments)

  • 한정호;안광국
    • 환경영향평가
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    • 제21권3호
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    • pp.483-501
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    • 2012
  • 본 연구에서는 2005 - 2006년 기간 동안 국내 인공호의 환경영향평가를 위해 LEHA 다변수 생태모형(Lentic Ecosystem Health Assessment Model)을 청평호에 적용하였고, 생태 건강도 모델값을 산정하였다. LEHA 생태 평가모형은 생물학적 변수($B_p$), 물리적 변수($P_p$), 화학적 변수($C_p$)의 11개 주요 메트릭으로 구성되었고, 이를 통합하여 생태 건강도 등급을 평가하였다. 생물학적 변수($B_p$)는 수환경의 질적 저하에 따라서 감소하는 민감종 메트릭($M_2$, NSS) 및 충식종 메트릭($M_5$, % $I_n$)이 이용되었고, 두 메트릭 모델값은 각각 1.5%, 32.4%로서 낮게 나타났다. 반면, 내성종($M_3$, % $T_s$)과 잡식종 메트릭($M_4$, % $O_m$) 값은 43%, 62%로서 높게 나타나 호수생태계의 질적 저하가 확인되었다. 물리적 서식지 변수($P_p$)는 수변 식피율($M_9$, % $V_c$)로서 1차 조사에 비해 2차 조사에 높게 나타났으며, 상류에서 하류로 갈수록 메트릭 모델 값이 감소하는 것으로 나타났다. 이는 정수역의 증가로 서식환경의 단순화와 인근 수체에서 실시되고 있는 잦은 골재 채취로 인한 서식지의 하상구조 변경이 악영향을 준 것으로 사료되었다. 한편, 화학적 수질특성 변수($C_p$)는 수체의 이온(양이온/음이온) 특성을 나타내는 전기전도도($M_{10}$, $C_I$)와 부영양 상태를 평가하는 Chl-a의 부영양화 지수($M_{11}$, $TSI_{CHL}$)로서 메트릭 모델값은 계절별 변이는 크게 나타났고, 지점 간의 공간변이는 미미한 것으로 나타나, "양호상태"로 평가되었다. LEHA 다변수 모델에 의거한 청평호의 환경영향평가에 의하면, 생태 건강도 LEHA 모델값은 1차 조사에서 30.7로 "보통-악화상태", 2차 조사에서 28로 "악화상태"를 보여 계절 변이 특성을 보였다. 지점별 LEHA 모델값은 호수의 정수대(S5)에서 28로 최소치를 보였고, 그 외 지점들도 29 - 30으로 지점 간 미미한 차이를 보였다. 청평호의 종합적인 환경영향평가에 의하면, 이 화학적인 수질기준 측면에서는 "양호상태"를 보인 반면, 생물학적 기준에서는 "악화상태"를 보였는데, 이는 빈번한 준설작업으로 인한 물리적 서식지 교란이 영향을 준 것으로 사료되었다.

산화 스트레스에 의존한 식물 및 진핵세포 2-시스테인 퍼록시레독신의 기능 조절 (Oxidative Stress-dependent Structural and Functional Regulation of 2-cysteine Peroxiredoxins In Eukaryotes Including Plant Cells)

  • 장호희;김선영;이상열
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제33권1호
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    • pp.1-9
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    • 2006
  • 도처에 분포하는 peroxiredoxins (Prxs)은 세포 내 방어신호전달 과정에서 다양한 기능을 하는 것으로 나타났다. Prxs는 크게 typical 2-Cys Prx, atypical 2-Cys Prx와 1-Cys Prx의 세 부류로 분류되는데, 이것들은 cysteine 잔기의 수와 촉매기전에 따라 구분된다. 세 종류의 단백질 중, N-말단에 peroxidatic cysteine 잔기를 포함하는 typical 2-Cys Prx는 $H_2O_2$ 분해과정 동안 과산화물-의존적인 sulfenic acid로의 산화와 thiol-의존적 환원과정이 순환되어 일어난다. Sulfenic acid는 고농도의 $H_2O_2$와 Trx, Trx reductase와 NADPH를 포함하는 촉매 요소의 존재하에 cysteine sulfenic acid로 과산화 될 수 있다 과산화된 2-Cys Prx는 ATP 의존성 효소인 sulfiredoxin의 작용에 의해 천천히 환원된다. 세포가 강력한 산화나 열 충격 스트레스에 노출되면, 2-Cys Prx는 LMW 단백질에서 HMW complex로 구조를 변화시켜 peroxidase에서 chaperone으로 기능의 전환을 일으킨다. 2-Cys Prx의 C-말단 부분 역시 이러한 구조적 전환에 중요한 역할을 한다. 따라서, C-말단이 잘려진 단백질은 과산화가 되지 않고 단백질의 구조와 기능이 조절될 수 없다. 이러한 반응들은 활성 자리인 peroxidatic cysteine 잔기에 의해 일차적으로 유도되며, 그것은 세포에서 '$H_2O_2$ sensor' 로서 작용하다. 2-Cys Prx의 가역적인 구조와 기능 변화는 세포가 외부자극에 적응하는 수단으로 작용하며, 아마도 세포내 방어신호체계를 활성화 시키는 것으로 생각된다. 특히, chloroplast에 존재하는 식물 2-Cys Prx는 촉매반응 동안 주된 구조적인 변화를 나타내는 역동적인 단백질 구조를 가지고 있어서, 산화-환원 의존적으로 super-complex를 형성하고 가역적으로 thylakoid membrane에 부착한다.