• 제목/요약/키워드: affinity binding

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Paraquat 저항성 생태형 망초의 선발과 저항성 기작 (Determination of paraquat-resistant biotype on Conyza canadensis and the resistant mechanism)

  • 김성은;김승룡;안설화;전재철
    • 농약과학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.88-96
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    • 2005
  • 생물검정과 RAPD 분석을 통해서 paraquat 저항성 생태형 망초를 선발하고, 저항성 발현 기구에 있어 Paraquat의 흡수와 이행, 그리고 결합친화력 차이가 관여하고 있는지를 조사하였다. 생물검정에 의하여 선발한 paraquat 저항성 생태형 망초는 RAPD 분석 결과 감수성 생태형 망초와의 유전적 관계에 있어서는 서로 먼 유연관계에 있음이 확인되었다. 엽록소 함량을 50% 감소시키는 paraquat의 농도로 나타낸 저항성지수는 저항성 생태형이 감수성 생태형에 비하여 약 7.8배 높았다. 저항성 및 감수성 생태형 간 epicuticular wax의 함량은 비슷한 수준이었고, cuticle의 함량은 저항성 생태형이 감수성 생태형에 비하여 약 1.5배 정도 높게 나타났지만, 이러한 차이는 cuticle을 통한 paraquat의 흡수량과 이행에 영향을 끼치지는 않았다. 세포벽에 대한 결합친화력은 저항성 생태형이 감수성 생태형에 비하여 7.4배 높게 나타났으며, 엽록체포막에 대해서는 감수성 생태형이 저항성 생태형에 비하여 약 1.5배 높은 결합친화력을 보였다. paraquat의 주요 작용점인 thylakoid 막에 대한 결합친화력에서는 저항성 생태형이 감수성 생태형에 비하여 약 16.9배 정도의 차이를 나타내어 그 차이가 매우 크게 나타났다. 이상의 결과로부터 paraquat에 대한 망초의 저항성 기작은 paraquat의 세포막 및 thylakoid 막 결합에 의한 작용점으로부터 격리가 어느 정도 관여하고 있는 것으로 생각된다.

Generation and Characterization of a Neutralizing Human Monoclonal Antibody to Hepatitis B Virus PreS1 from a Phage-Displayed Human Synthetic Fab Library

  • Jo, Gyunghee;Jeong, Mun Sik;Wi, Jimin;Kim, Doo Hyun;Kim, Sangkyu;Kim, Dain;Yoon, Jun-Yeol;Chae, Heesu;Kim, Kyun-Hwan;Hong, Hyo Jeong
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제28권8호
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    • pp.1376-1383
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    • 2018
  • The hepatitis B virus (HBV) envelope contains small (S), middle (M), and large (L) proteins. PreS1 of the L protein contains a receptor-binding motif crucial for HBV infection. This motif is highly conserved among 10 HBV genotypes (A-J), making it a potential target for the prevention of HBV infection. In this study, we successfully generated a neutralizing human monoclonal antibody (mAb), 1A8 (IgG1), that recognizes the receptor-binding motif of preS1 using a phage-displayed human synthetic Fab library. Analysis of the antigen-binding activity of 1A8 for different genotypes indicated that it can specifically bind to the preS1 of major HBV genotypes (A-D). Based on Bio-Layer interferometry, the affinity ($K_D$) of 1A8 for the preS1 of genotype C was 3.55 nM. 1A8 immunoprecipitated the hepatitis B virions of genotypes C and D. In an in vitro neutralization assay using HepG2 cells overexpressing the cellular receptor sodium taurocholate cotransporting polypeptide, 1A8 effectively neutralized HBV infection with genotype D. Taken together, the results suggest that 1A8 may neutralize the four HBV genotypes. Considering that genotypes A-D are most prevalent, 1A8 may be a neutralizing human mAb with promising potential in the prevention and treatment of HBV infection.

Chromophore 형성과 rhodopsin kinase 활성을 이용한 항활성 로돕신 mutant의 분석 (Chromophore formation and phosphorylation analysis of constitutively active rhodopsin mutants)

  • 김종명
    • 생명과학회지
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    • 제17권6호통권86호
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    • pp.783-790
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    • 2007
  • G protein-coupled receptor, (GPCR)는 세포외부의 신호를 인식 시 G 단백질을 활성화시켜 신호를 전달하며 kinase에 의한 인산화를 통하여 지속적인 신호전달을 억제한다. 외부 신호물질이 없는 조건에서도 활성을 나타내는 항활성 돌연변이종(CAM)은 GPCR의 신호전달 이상에 기인한 질병 치료나 활성화 구조변화의 좋은 연구대상이다. 희미한 빛을 인식하는 시각수용체인 로돕신의 CAM으로는 salt bridge에 직접적인 영향을 미치는 돌연변이인 G90D, El13Q, 그리고 K296E와, 직접적인 영향이 없는 돌연변이인 E134q와 M25Y등 두 가지 계통의 종류가 알려져 있다. 본 연구에서는 각각의 돌연변이가 복합된 mutant를 구성하여 agonist와 inverse agonist에 대한친화도와 로돕신 kinase에 대한 활성을 조사하여 각 종에서의 구조변화의 차이를 분석하였다. 로돕신 mutant의constitutive activity는 all-trans-retinal에 대한 친화도에 비례하며 11-cis-retinal에 대한 친화도와는 역상관 관계를 보여준다. 같은 계통에 속하는 돌연변이가 합쳐진 복합 mutant는 단일 mutant에 비하여 미약한 정도의 로돕신 kinase 항활성화 증가를 보여주나, 다른 계통에 속하는 두 가지 돌연변이가 합쳐진 mutant는 항활성화가 크게 증가되었음을 보여주었다. 이 결과는 다른 계통에 속하는 mutant에서는 상이한 구조변화가 일어나며 로돕신이완전한 활성화에 이르기 위해서는 최소한 두 가지 종류의 돌연변이에 의하여 생기는 구조변화들이 함께 일어나야함을 의 미 한다. G protein 활성화와 유사한 항활성화 분석 결과는 rhodopsin kinase가 인식하는 로돕신의 활성화상태 구조가 G protein이 인식하는 구조와 유사함을 의미한다. 특히 가장 강한 활성을 나타내는 El13Q/E134Q/M257Y는 활성화상태 GPCR 단백질의 결정 시도에 이용 될 수 있을 것이다.

Manganese and Iron Interaction: a Mechanism of Manganese-Induced Parkinsonism

  • Zheng, Wei
    • 한국환경성돌연변이발암원학회:학술대회논문집
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    • 한국환경성돌연변이발암원학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.34-63
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    • 2003
  • Occupational and environmental exposure to manganese continue to represent a realistic public health problem in both developed and developing countries. Increased utility of MMT as a replacement for lead in gasoline creates a new source of environmental exposure to manganese. It is, therefore, imperative that further attention be directed at molecular neurotoxicology of manganese. A Need for a more complete understanding of manganese functions both in health and disease, and for a better defined role of manganese in iron metabolism is well substantiated. The in-depth studies in this area should provide novel information on the potential public health risk associated with manganese exposure. It will also explore novel mechanism(s) of manganese-induced neurotoxicity from the angle of Mn-Fe interaction at both systemic and cellular levels. More importantly, the result of these studies will offer clues to the etiology of IPD and its associated abnormal iron and energy metabolism. To achieve these goals, however, a number of outstanding questions remain to be resolved. First, one must understand what species of manganese in the biological matrices plays critical role in the induction of neurotoxicity, Mn(II) or Mn(III)? In our own studies with aconitase, Cpx-I, and Cpx-II, manganese was added to the buffers as the divalent salt, i.e., $MnCl_2$. While it is quite reasonable to suggest that the effect on aconitase and/or Cpx-I activites was associated with the divalent species of manganese, the experimental design does not preclude the possibility that a manganese species of higher oxidation state, such as Mn(III), is required for the induction of these effects. The ionic radius of Mn(III) is 65 ppm, which is similar to the ionic size to Fe(III) (65 ppm at the high spin state) in aconitase (Nieboer and Fletcher, 1996; Sneed et al., 1953). Thus it is plausible that the higher oxidation state of manganese optimally fits into the geometric space of aconitase, serving as the active species in this enzymatic reaction. In the current literature, most of the studies on manganese toxicity have used Mn(II) as $MnCl_2$ rather than Mn(III). The obvious advantage of Mn(II) is its good water solubility, which allows effortless preparation in either in vivo or in vitro investigation, whereas almost all of the Mn(III) salt products on the comparison between two valent manganese species nearly infeasible. Thus a more intimate collaboration with physiochemists to develop a better way to study Mn(III) species in biological matrices is pressingly needed. Second, In spite of the special affinity of manganese for mitochondria and its similar chemical properties to iron, there is a sound reason to postulate that manganese may act as an iron surrogate in certain iron-requiring enzymes. It is, therefore, imperative to design the physiochemical studies to determine whether manganese can indeed exchange with iron in proteins, and to understand how manganese interacts with tertiary structure of proteins. The studies on binding properties (such as affinity constant, dissociation parameter, etc.) of manganese and iron to key enzymes associated with iron and energy regulation would add additional information to our knowledge of Mn-Fe neurotoxicity. Third, manganese exposure, either in vivo or in vitro, promotes cellular overload of iron. It is still unclear, however, how exactly manganese interacts with cellular iron regulatory processes and what is the mechanism underlying this cellular iron overload. As discussed above, the binding of IRP-I to TfR mRNA leads to the expression of TfR, thereby increasing cellular iron uptake. The sequence encoding TfR mRNA, in particular IRE fragments, has been well-documented in literature. It is therefore possible to use molecular technique to elaborate whether manganese cytotoxicity influences the mRNA expression of iron regulatory proteins and how manganese exposure alters the binding activity of IPRs to TfR mRNA. Finally, the current manganese investigation has largely focused on the issues ranging from disposition/toxicity study to the characterization of clinical symptoms. Much less has been done regarding the risk assessment of environmenta/occupational exposure. One of the unsolved, pressing puzzles is the lack of reliable biomarker(s) for manganese-induced neurologic lesions in long-term, low-level exposure situation. Lack of such a diagnostic means renders it impossible to assess the human health risk and long-term social impact associated with potentially elevated manganese in environment. The biochemical interaction between manganese and iron, particularly the ensuing subtle changes of certain relevant proteins, provides the opportunity to identify and develop such a specific biomarker for manganese-induced neuronal damage. By learning the molecular mechanism of cytotoxicity, one will be able to find a better way for prediction and treatment of manganese-initiated neurodegenerative diseases.

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Streptavidin이 융합된 GFP항원 특이적인 VHH 항체의 기능적 발현 (Functional Expression of an Anti-GFP Camel Heavy Chain Antibody Fused to Streptavidin)

  • 한승희;김진규
    • 생명과학회지
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    • 제28권12호
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    • pp.1416-1423
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    • 2018
  • Biotin에 강한 결합 친화력($K_D=10^{-14}M$)과 함께 streptavidin의 tetramer 특징은 VHH 항체를 streptavidin에 융합시키게 하여 biotinylated horseradish peroxidase를 사용하는ELISA 와Western blot analysis 등의 면역분석법에서 VHH 항체의 항원결합력을 증가시키는데 응용 가능하다. 이를 응용하기 위해 우리는 Streptomyces avidinii 염색체 DNA로부터 PCR을 통해 streptavidin유전자를 증폭하고 이를 green fluorescent protein항원에 특이적으로 결합하는 8B9 VHH 항체유전자에 융합시켰다. 대장균에서 수용성 융합단백질로 발현시키기 위해 pUC119 플라스미드에 기초한 발현시스템을 사용하였다. 즉 lacZ promoter를 사용하여 IPTG에 의해 단백질발현을 유도하게 하였으며, 아미노말단에 pelB leader를 두어 발현된 단백질의 periplasmic space로 이동하게 하여 수용성 단백질형태의 분비를 촉진하였으며 카르복시말단에 6개의 polyhistidine tags를 두어 $Ni^+$-NTA-agarose column을 사용하여 발현된 단백질을 정제하였다. Streptavidin이 biotin에 강하게 결합함으로 대장균에 독성을 나타냄에도 불구하고 본 수용성 융합단백질은 성공적으로 발현되었다. SDS-PAGE에서 가열하는 경우 변성되어 30.6 kDa를, 가열하지 않는 경우에는 자연 상태의 122.4 kDa을 나타내었다. 이는 8B9 VHH항체에 융합된 streptavidin moiety에 의해 monomer subunit가 비공유결합으로 tetramerization됨을 제시해준다. 또한 본 융합단백질은 ELISA와 Westernblot analysis에서 보여진 것처럼 parental streptavidin과 유사한 biotin결합력과 green fluorescent protein항원 결합력을 모두 나타내었다. 결론적으로 streptavidin에 융합된 8B9 VHH 항체형태의 융합단백질은 대장균에서 수용성 tetramer로 성공적으로 발현 및 정제되었으며 biotin과 green fluorescent protein 항원에 동시에 결합함으로써 tetrameric and bifunctional VHH 항체제조의 가능성을 제시해주었다.

Phage Display 기법을 이용한 B형 간염 바이러스 Polymerase의 RNase H 활성을 억제하는 인간 단세포군 항체의 개발 (Development of Human Antibody Inhibiting RNase H Activity of Polymerase of Hepatitis B Virus Using Phage Display Technique)

  • 이성락;송은경;정영주;이영이;김익중;최인학;박세광
    • IMMUNE NETWORK
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    • 제4권1호
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    • pp.16-22
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    • 2004
  • Background: To develop a novel treatment strategy for hepatitis B virus infection, a major cause of liver chirosis and cancer, we aimed to make human monoclonal antibodies inhibiting RNase H activity of P protein playing in important role in HBV replication. In this regard, phage display technology was employed and demonstrated as an efficient cloning method for human monoclonal antibody. So this study analysed the usability of human monoclonal antibody as protein based gene therapy. Methods: RNase H of HBV was expressed as fusion protein with maltose binding protein and purified with amylose resin column. Single chain Fv (scFv) phage antibody library was constructed by PCR cloning using total RNAs of PBMC from 50 healthy volunteers. Binders to RNase H were selected with BIAcore 2000 from the constructed library, and purified as soluble antibody fragment. The affinity and sequences of selected antibody fragments were analyzed with BIAcore and ABI automatic sequencer, respectively. And finally RNase H activity inhibiting assay was carried out. Results: Recombinant RNase H expressed in E. coli exhibited an proper enzyme activity. Naive library of $4.46{\times}10^9cfu$ was screened by BIAcore 2000. Two clones, RN41 and RN56, showed affinity of $4.5{\times}10^{-7}M$ and $1.9{\times}10^{-7}M$, respectively. But RNase H inhibiting activity of RN41 was higher than that of RN56. Conclusion: We cloned human monoclonal antibodies inhibiting RNase H activity of P protein of HBV. These antibodies can be expected to be a good candidate for protein-based antiviral therapy by preventing a replication of HBV if they can be expressed intracellularly in HBV-infected hepatocytes.

표면착물 모델을 이용한 합성 침철광과 석영의 카드뮴 흡착 모사 (Surface Complexation Modeling of Cadmium Sorption onto Synthetic Goethite and Quartz)

  • 옥용식;정진호;이옥민;임수길;김정규
    • 한국토양비료학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.210-217
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    • 2003
  • 산화물에 대한 카드뮴의 흡착특성을 모사하기 위하여 토양에 존재하는 대표적 산화광물인 침철광과 석영을 대상으로 회분형 카드뮴 흡착실험을 수행하였다. 토양 광물에 대한 카드뮴의 흡착을 예측하기 위해 기존의 경험적 흡착모델 대신 표면착물 모델을 적용하였다. 모델을 검증하기 위하여 카드뮴의 흡착에 영향을 미치는 pH, 중금속 농도, 산화물 농도 및 이온강도 등의 인자를 조절하며, 다양한 조건하에서 회분형 흡착실험을 수행하였다. 실험결과, 카드뮴의 농도가 증가함에 따라 pH에 따른 흡착 곡선은 알칼리 쪽으로 평행하게 이동하였다. 흡착 실험으로부터 계산한 50%의 카드뮴이 흡착되는 pH인 $pH_{50}$은 합성 침철광이 5.25로 석영의 7.83에 비해 매우 낮아 카드뮴에 대한 표면 결합력이 석영에 비해 합성 침철광이 우세함을 시사하였고 이는 모델의 모사 결과와도 잘 부합하였다. 또한 배경전해질로 사용한 $KNO_3$의 이온강도는 카드뮴의 흡착에 영향을 미치지 않았다. 따라서 카드뮴은 산화광물 표면에 내부이온흡착 메커니즘에 의하여 흡착되는 것으로 판단할 수 있었다.

Naloxone의 효과(效果)에 미치는 전해질(電解質)의 영향(影響) (Influence of Electrolyte on the Actions of Naloxone)

  • 정석구;송희선;조규박
    • 대한약리학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.17-22
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    • 1981
  • Guinea-pig ileum을 naloxone을 가(加)하거나 가(加)하지 않은 전해질(電解質) 농도(濃度)가 다른 modified Krebs-Henseleit bicarbonate buffer solution에 $4^{\circ}C$에서 24시간 incubation한 다음, morphine의 수축(收縮) 억제작용(抑制作用)으 관찰(觀察)하여 다음과 같은 성적(成績)을 얻었다. 1) Incubation 자체(自體)로써 morphine의 작용(作用) 강화(强化)되었다. 2) Incubation media 내(內) 전해질(電解質) 변동(變動)은 $Na^+\;75mM$ 군(群)과 $K^+2.9mM$ 군(群)에서는 morphine의 작용(作用)이 강화(强化)되었고, $Ca^{++}\;3.6mM$ 군(群), $Mg^{++}$ free 군(群)과 $Mn^{++}\;0.2mM$ 군(群)에서는 약화(弱化)되었다. 3) Incubation media내(內) naloxone은 morphine의 작용(作用)을 강화(强化)하였다. Incubation media 내(內) naloxone을 가(加)하고 전해질(電解質)을 변동(變動)시킨 실험(實驗)에서 $Na^+\;75mM$ 군(群), $K^+2.9mM$ 군(群)과 $Ca^{++}3.6mmM$ 군(群)에서는 naloxone에 의(依)하여 morphine 작용(作用)이 약화(弱化)되었고, $Mg^{++}$ free 군(群)과 $Mn^{++}\;0.2mM$ 군(群)에서는 강화(强化)되었다. 4) Naloxone에 대(對)한 $pA_2$치(値)는 전군(全群)에서 변동(變動)이 없었다. 5) 이상(以上) 실험성적(實驗成績)은 naloxone opiate receptor에 대(對)한 작용외(作用外)에 세포막 또는 근세포수축기구(筋細胞收縮機構)에 영향(影響)을 미처 morphine의 작용(作用)에 영향(影響)을 줄 수 있음을 시사(示唆)한다.

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마늘 잠복 바이러스의 면역학적 진단 (Immunological Detection of Garlic Latent Virus)

  • 최진남;송종태;송상익;안지훈;최양도;이종섭
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제38권1호
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    • pp.49-54
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    • 1995
  • 한국 마늘에 감염된 바이러스의 종류와 병 발생 메카니즘을 구명하기 위하여, 마늘 바이러스 cDNA clone들을 분리하였다. 24개 cDNA clone들의 부분적인 염기 서열을 결정하였고, 이 중 poly(A) tail을 가진 5개 clone들의 염기 서열을 결정하였다. 이를 이미 알려진 다른 식물 바이러스와 비교했을 때, clone V9은 일차구조가 carlavirus와 유사성을 보이므로 GLV cDNA clone으로 여겨진다. Northern blot 결과로부터 GLV genome의 크기는 8.5 knt이고, poly(A) tail을 가지고 있다는 것을 알 수 있었다. clone V9의 3' 말단부분에는 바이러스 복제과정에서 cis-acting element로 작용한다고 여겨지는 hexanucleotide motif(5'-ACCUAA)가 존재한다. 또한 carlavirus의 껍질 단백질 subgenomic RNA의 5' 말단에 보존되어 있는 5'-TTAGGT도 나타난다. 이들은 모두 carlavirus의 특징들이다. 껍질 단백질 유전자를 pRSET-A 발현 벡터에 재조합하고, E. coli BL21에서 발현시켰다. 발현된 껍질 단백질을 $Ni^{2+}$ NTA affinity chromatography에 의해 정제하였다. 껍질 단백질을 토끼에 주사하여 항체를 만든 후, immunoblot을 한 결과 GLV 껍질 단백질에 해당하는 24 kDa polypeptide가 인지되었다. 또한 다양한 마늘 품종에 대해서 immunoblot을 한 결과, GLV 껍질 단백질의 크기와 GLV의 감염정도가 마늘 품종에 따라서 차이가 있다는 것을 알 수 있었다.

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Poly-lysine이 연결된 hEGF와 angiogenin의 융합단백질의 고체상 재접힘 (Solid-Phase Refolding of Poly-Lysine fusion Protein of hEGF and Angiogenin)

  • 박상중;류강;서창우;채영규;권오병;박승국;이은규
    • KSBB Journal
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    • 제17권2호
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    • pp.153-157
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    • 2002
  • Poly-Iysine이 tagging된 hEGF와 angiogenin(6L10ESA)의 융합단백질의 고체상 재접힘이 heparin-Sepharose colullln에서 수행되었을 때, untagging 단백질(E5h)의 기존의 액상 재접힘 방법과 비교하여 재접힘 수율은 약 13배 정도 증가하였다. 게다가 poly-Iysine tagging된angiogenin은 heparin에 친화도를 높여주므로 2.5배에서 3배 정도의 흡탁 수율이 증가한다. 재접힘 수율은 고체상 반응으로 인해 높은 재현성을 보였다. 재접힘 공정시간은 대략 8배 단축되었다. 고체상 재전힘된 단백질은 자신의 생물학적 역가를 유지하였다. 따라서 이 연구는 고체상 재접힘 방법이 분자간의 상호작용을 억제하여 응집현상을 현저히 줄였기 때문에 기인한 결과로 생각된다. 따라서 응집으로 인한 재접힘 수율이 낮은 단백질의 재접힘 긍정에 고체상 재접힘 공정을 사용하면 높은 재접힘 수율을 얻을 수 있다.