• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권3호
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• pp.380-386
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• 2016

본 연구에서는 인플루엔자 바이러스 표면에 존재하는 neuraminidase 효소의 활성을 평가 할 수있는 종이칩 기반의 분석 시스템을 구축하였다. 종이칩의 장점을 살려 분석 전문가와 장비 없이 현장 진단(Point-of-care)이 가능하도록 X-Neu5Ac 기질을 이용한 비색분석법을 통해 시료 내 neuraminidase 효소의 존재를 정량적으로 확인 할 수 있도록 설계 및 제작하였다. Neuraminidase 효소의 활성을 확인할 수 있는 종이칩 센서(Paper-based neuraminidase assay sensor; PNAS) 성능 실험 결과 neuraminidase를 0.004 U/mL 농도부터 검출 가능하였으며, 인간 혈청에 각기 다른 농도로 존재하는 neuraminidase 효소의 양을 활성 평가를 통해 정량적으로 검출할 수 있음을 입증하였다($R^2$ > 0.99). 또한, 보관기간에 따른 종이칩의 안정성 평가 결과 빛이 차단 된 $4^{\circ}C$ 환경에서 보관 시 70일까지 초기 성능이 안정하게 유지됨을 확인하였다. 마지막으로, PNAS 상에서 효소 반응의 신뢰성 평가를 위해 미카엘리스-멘텐 동역학 (Michaelis-Menten kinetics)을 적용하여 X-Neu5Ac 기질에 대한 neuraminidase의 동역학 분석 결과 $K_m$ 값은 $8.327{\times}10^{-3}M$으로 확인되었으며, 이 값은 용액상에서의 효소 반응 속도 계산으로부터 산출된 값과($K_m=8.327{\times}10^{-3}M$) 근사한 수치임을 확인하였다. 본 연구로부터 개발된 종이칩 기반의 neuraminidase 효소 활성 평가 시스템은 인플루엔자 바이러스의 신속하고 안전한 검출에 다양하게 응용 될 수 있을 것으로 생각된다.

• BMB Reports
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• 제41권1호
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• pp.48-54
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• 2008

PM0188 is a newly identified sialyltransferase from P. multocida which transfers sialic acid from cytidine 5'-monophosphonuraminic acid (CMP-NeuAc) to an acceptor sugar. Although sialyltransferases are involved in important biological functions like cell-cell recognition, cell differentiation and receptor-ligand interactions, little is known about their catalytic mechanism. Here, we report the X-ray crystal structures of PM0188 in the presence of an acceptor sugar and a donor sugar analogue, revealing the precise mechanism of sialic acid transfer. Site-directed mutagenesis, kinetic assays, and structural analysis show that Asp141, His311, Glu338, Ser355 and Ser356 are important catalytic residues; Asp141 is especially crucial as it acts as a general base. These complex structures provide insights into the mechanism of sialyltransferases and the structure-based design of specific inhibitors.