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광합성세균 Rhodopseudomonas gelatinosa 의 시토크롬 c 산화효소의 정제 및 특성 (Purification and Characterization of Cytochrome c Oxidase from Photosynthetic Bacterium, Rhodopseudomonas gelatinosa)

  • 강대길;최원기
    • 미생물학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.101-107
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    • 1992
  • 화학 영양성으로 배양한 Rps. gelatinosa 에서 2회의 시토크롬 c 친화성 크로마토그래피와 DEAE-Sephacel 이온 교환 크로마토그래피 등 3 단계의 크로마토그래피를 수행하여 시토로콤 c 산화효소를 정제하였다. 정제된 시토크롬 c 산화효소는 Sephacryl S-300 에 의한 분자걍이 약 110,000 Da 이고 SDS-gel 전기영동에 의한 분자량이 약 52.000 Da 으로써 이량체일 것으로 보인다. 전제된 시토크롬 c 산화효소는 온도데 매우 불안정하고 말 심장 시토크롬 c 를 기질로 사용했을때 Km 값은 $20\mu$M, Vmax 값은 44unit/mg prot. 이며 pH 6.4 의 효소방응 최적 pH 와 25.deg.C 의 최적 온도를 보였다. 환원된 시토크롬 c 산화효소는 554, 523, 421 nm 에서 .alpha., .betha. soret 흡수대를 보였고 chromatophore 에서와 마찬가지로 KCN 과 $NaN_{3}$ 에 의해서는 효소 활성도가 저해를 받았지만 CO 와 antimycin A, myxothiazol 에 의해서는 효소 활성도가 저해를 받지 않았다. 빛을 에너지원으로 배양하거나 또는 화학영양성으로 배양하든지 모두 시토크롬 c-551 이 생성되었고 환원된 시토크롬 c-551 은 시토크롬 c 산화효소에 의해 산화되었다. 시토크롬 c-551 을 기질고 이용하였을 때 시토크롬 c 산화효소의 Km 값은 $26\mu$M 이었고 Vmax 값은 31.unit./mg prot. 로써 말심장의 시토크롬 c 를 기질로 이용할때 보다 오히려 낮았다. 이와 같은 결과로 보아 화학 영양성은 배양한 Rhodopseudomonas gelatinosa 에서 호흡에 의한 전자전달은 시토크롬 c-551 이 시토크롬 $bc_{1}$ 복합체로 부터 전자를 받아 b-형 시토크롬 c 산화효소에 전자를 전달해 주고 최정적으로 산소를 환원시킬 것으로 생각된다.

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콜레스테릴옥시카본화 그리고 (8-콜레스테릴옥시카보닐)헵타노화 이당류들의 열방성 액정 특성 (Thermotropic Liquid Crystalline Properties of Cholesteryloxycarbonated and (8-Cholesteryloxycarbonyl) heptanoated Disaccharides)

  • 정승용;마영대
    • 폴리머
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    • 제31권1호
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    • pp.58-67
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    • 2007
  • 셀로비오스 말토오스 그리고 락토오스를 콜레스테릴 클로로포메이트 또는 (8-콜레스테릴옥시카보닐)헵타노일 클로라이드와 반응시켜 완전치환 콜레스테릴옥시카본화 그리고 (8-콜레스테릴옥시카보닐)헵타노화 이당류 유도체들을 합성함과 동시에 이들의 열방성 특성들을 검토하였다. 모든 콜레스테릴옥시카본화 유도체들(CH1DSs)은 쌍방성 콜레스테릭 상들을 형성하는 반면 모든 (8-콜레스테릴옥시카보닐)헵타노화 유도체들(CH8DSs)은 좌측방향의 나선구조를 지니며 온도상승에 의해 광학피치들(${\lambda}m's$)이 감소하는 단방성 콜레스테릭 상들을 형성하였다. 모든 CH1DSs들은 CH8DSs들과 달리 콜레스테릭 상의 전 범위에서 반사색깔을 나타내지 않았다. 이러한 사실은 콜레스테릴 그룹에 의한 나선의 비틀림력은 콜레스테릴 그룹과 이당류 사슬을 연결하는 스페이서의 길이에 민감하게 의존함을 시사한다. CH8DSs들에서 관찰되는 액정 상의 열적 안정성과 질서도 그리고 ${\lambda}m$의 온도의존성은 콜레스테릴 그룹을 지닌 dimer들과 triplet 그리고 (8-콜레스테릴옥시카보닐)헵타노화 다당류들에 보고된 결과와 전혀 달랐다. 이들의 결과를 반복단위 몰당의 mesogenic 단위들의 수와 주사슬의 유연성의 차이와의 관련하에서 검토하였다.

Inactivation of Brain myo-Inositol Monophosphate Phosphatase by Pyridoxal-5'-Phosphate

  • Kim, Dae-Won;Hong, Joung-Woo;Eum, Won-Sik;Choi, Hee-Soon;Choi, Soo-Hyun;Kim, So-Young;Lee, Byung-Ryong;An, Jae-Jin;Lee, Sun-Hwa;Lee, Seung-Ree;Kwon, Oh-Shin;Kwon, Hyeok-Yil;Cho, Sung-Woo;Lee, Kil-Soo;Park, Jin-Seu;Choi, Soo-Young
    • BMB Reports
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    • 제38권1호
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    • pp.58-64
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    • 2005
  • Myo-inositol monophosphate phosphatase (IMPP) is a key enzyme in the phosphoinositide cell-signaling system. This study found that incubating the IMPP from a porcine brain with pyridoxal-5'-phosphate (PLP) resulted in a time-dependent enzymatic inactivation. Spectral evidence showed that the inactivation proceeds via the formation of a Schiff's base with the amino groups of the enzyme. After the sodium borohydride reduction of the inactivated enzyme, it was observed that 1.8 mol phosphopyridoxyl residues per mole of the enzyme dimer were incorporated. The substrate, myo-inositol-1-phosphate, protected the enzyme against inactivation by PLP. After tryptic digestion of the enzyme modified with PLP, a radioactive peptide absorbing at 210 nm was isolated by reverse-phase HPLC. Amino acid sequencing of the peptide identified a portion of the PLP-binding site as being the region containing the sequence L-Q-V-S-Q-Q-E-D-I-T-X, where X indicates that phenylthiohydantoin amino acid could not be assigned. However, the result of amino acid composition of the peptide indicated that the missing residue could be designated as a phosphopyridoxyl lysine. This suggests that the catalytic function of IMPP is modulated by the binding of PLP to a specific lysyl residue at or near its substrate-binding site of the protein.

Activation of ATM/Akt/CREB/eNOS Signaling Axis by Aphidicolin Increases NO Production and Vessel Relaxation in Endothelial Cells and Rat Aortas

  • Park, Jung-Hyun;Cho, Du-Hyong;Hwang, Yun-Jin;Lee, Jee Young;Lee, Hyeon-Ju;Jo, Inho
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제28권6호
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    • pp.549-560
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    • 2020
  • Although DNA damage responses (DDRs) are reported to be involved in nitric oxide (NO) production in response to genotoxic stresses, the precise mechanism of DDR-mediated NO production has not been fully understood. Using a genotoxic agent aphidicolin, we investigated how DDRs regulate NO production in bovine aortic endothelial cells. Prolonged (over 24 h) treatment with aphidicolin increased NO production and endothelial NO synthase (eNOS) protein expression, which was accompanied by increased eNOS dimer/monomer ratio, tetrahydrobiopterin levels, and eNOS mRNA expression. A promoter assay using 5'-serially deleted eNOS promoters revealed that Tax-responsive element site, located at -962 to -873 of the eNOS promoter, was responsible for aphidicolin-stimulated eNOS gene expression. Aphidicolin increased CREB activity and ectopic expression of dominant-negative inhibitor of CREB, A-CREB, repressed the stimulatory effects of aphidicolin on eNOS gene expression and its promoter activity. Co-treatment with LY294002 decreased the aphidicolin-stimulated increase in p-CREB-Ser133 level, eNOS expression, and NO production. Furthermore, ectopic expression of dominant-negative Akt construct attenuated aphidicolin-stimulated NO production. Aphidicolin increased p-ATM-Ser1981 and the knockdown of ATM using siRNA attenuated all stimulatory effects of aphidicolin on p-Akt-Ser473, p-CREB-Ser133, eNOS expression, and NO production. Additionally, these stimulatory effects of aphidicolin were similarly observed in human umbilical vein endothelial cells. Lastly, aphidicolin increased acetylcholine-induced vessel relaxation in rat aortas, which was accompanied by increased p-ATM-Ser1981, p-Akt-Ser473, p-CREB-Ser133, and eNOS expression. In conclusion, our results demonstrate that in response to aphidicolin, activation of ATM/Akt/CREB/eNOS signaling cascade mediates increase of NO production and vessel relaxation in endothelial cells and rat aortas.

사람 적혈구막 Band 3의 정제 및 Liposome으로의 도입 (Purification of Band 3 from the Human Erythrocyte Membrane and its Incorporation into Liposome)

  • 김재룡;김정희;이기영
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제3권1호
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    • pp.41-48
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    • 1986
  • 사람의 적혈구막으로부터 Band 3를 분리정제하고 이를 liposome 내로 도입시켜 그 결과를 관찰하였다. 적혈구를 약알칼리 저장액으로 용혈시켜 막을 분리한 후, 저이온강도 용액으로 처리하여 Band 4를 추출하였다. Triton X-100 추출액에 p-chloromercuribenzoate를 가하고 sucrose density gradient ultracentrifugation후 fractionation하여 Band 3를 정제하였다. phosphatidyl L-serine과 cholesterol을 1 : 1 molar ratio로 섞고 진공회전 증발기를 사용하여 chloroform을 제거한 후 Triton X-100을 제거한 Band 3용액을 가하고 sonication함으로 liposome(reverse-phase evaporation vesicle)을 만들면서 Band 3를 도입 시켰다 Band 3의 분리정제 및 liposome에 도입되었음은 sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel 전기영 동 후 coomassie brilliant blue 염색으로 확인할 수 있었다.

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Lactococcus lactis subsp. lactis 유래 cyclomaltodextrinase 유전자의 대장균 내 발현 및 효소 특성 (Enzymatic Characterization of Lactococcus lactis subsp. lactis Cyclomaltodextrinase Expressed in E. coli)

  • 장명운;강혜정;정창구;박정미;이아름;강정현;이소원;김태집
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.391-397
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    • 2013
  • 본 연구에서 584개의 아미노산(68.7 kDa)으로 구성된 cyclomaltodextrinase (LLCD)의 유전자를 Lactococcus lactis subsp. lactis KCTC 3769 (ATCC 19435)로부터 클로닝하였다. LLCD는 일반적인 CDase 계열 효소들과 약 40% 전후의 아미노산 서열 상동성을 나타내었다. C-말단에 6개의 히스티딘 잔기를 가진 재조합 효소는 dimer의 형태로 대장균에서 발현되고 정제되었다. LLCD는 pH 7.0 및 $37^{\circ}C$에서 최대의 ${\beta}$-CD 가수분해 활성을 나타내었다. 특히, 이 효소는 starch 및 pullulan에 대해 극히 낮은 활성을 보였으나, 반면에 CD에 대한 가수분해 활성은 starch에 비해 약 80배 이상 높았다. 이처럼 높은 CD에 대한 활성을 근거로 LLCD는 CDase 계열 효소로 분류될 수 있으나, starch, pullulan, 그리고 acarbose에 대한 매우 낮은 활성은 다른 유사효소와 비교하여 차별화되는 특징이다.

망간산화물에 의한 1-Naphthol의 산화-결합 반응에 따른 반응산물 연구 (Investigation on Reaction Products From Oxidative Coupling Reactions of 1-Naphthol By Manganese Oxide)

  • 임동민;이두희;강기훈;신현상
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권9호
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    • pp.989-996
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    • 2007
  • 본 연구에서는 망간산화물 존재 하에서의 1-naphthol(1-NP)의 산화-결합반응을 통한 변환반응과 반응산물을 조사하였다. 변환 반응에 의해 생성된 반응산물을 대상으로 한 용매 추출과 HPLC, GC/MS, LC/MS 및 UV-Vis. 흡광특성 분석 등을 통해 반응산물의 분자 구조특성을 규명하였다. 반응 상등액에서 검출된 반응산물은 모두 1-NP에 비하여 높은 극성을 보였다. 주요 반응산물로는 1,4-naphthoquinon(1,4-NPQ)와 dimer, trimer 등의 소 중합체(oligomers)를 포함하며 특히, 용매추출$(CH_2Cl_2)$ 후 수용액에 잔류하는 친수성 형태의 반응산물은 다양한 분자량의(m/z=$400\sim2000$) 중합체로서 토양 휴믹물질(풀빅산)과 유사한 형태의 UV-Vis 흡광특성을 보였다. 또한, 비 반응성 생성물인 1,4-NPQ는 1-NP 존재 하에서 망간산화물에 의한 교차-결합(cross-coupling)을 통해 중합체로 변환될 수 있음을 확인하였다. 본 실험조건(20.5 mg/L, 1-NP, 2.5 g/L $MnO_2$, pH 5)에서 산화-결합 반응에 의한 중합체 형성으로 제거되는 1-NP의 양(mg/L)은 초기농도 대비 약 83%에 해당하며, 이들 중 약 30% 정도는 침전층에서 중류수와 메탄올$(CH_3OH)$에 의해 추출되지 않는 안정화된 형태의 불용성 중합체 생성물로 존재하였다. 이상의 결과는 망간산화물에 의한 산화-결합반응이 naphthol 오염토양의 처리에 있어서 소 중합체와 중합체 침전물로의 변환을 통한 오염 저감 및 제거 효과를 나타냄을 제시한다.

Streptococcus pyogenes 유래 cyclomaltodextrinase 유전자의 발현 및 효소 특성 (Functional expression and enzymatic characterization of cyclomaltodextrinase from Streptococcus pyogenes)

  • 장명운;강혜정;정창구;오규원;이은희;손병삼;김태집
    • 미생물학회지
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    • 제53권3호
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    • pp.208-215
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    • 2017
  • Streptococcus pyogenes ATCC 700294 유전체로부터 cyclomaltodextrinase (SPCD)로 예상되는 유전자를 발견하였다. SPCD는 총 567개의 아미노산으로 이루어진 66.8 kDa의 효소이며, 기존에 알려진 CDase 계열 효소들과 37% 미만의 아미노산 서열 상동성을 가진다. 본 연구에서는 SPCD 유전자를 클로닝하였으며, 대장균 내에서 카복시 말단에 6개의 histidine 잔기가 결합된 dimer 형태로 발현 및 정제되었다. SPCD는 pH 7.5, $45^{\circ}C$의 반응조건에서 최대의 활성을 나타내었으며, ${\beta}$-cyclodextrin, starch, maltotriose를 기질로 반응하여 maltose를 주산물로 생성하였다. 또한 pullulan을 panose 단위로 분해하며, acarbose를 glucose와 acarviosine-glucose로 가수분해하는 CDase 계열의 효소로 확인되었다. 그러나, SPCD는 다른 효소에 비해 저분자 소당류인 ${\beta}$-cyclodextrin에 대한 활성이 매우 높고, starch 및 pullulan과 같은 고분자 기질에 대해 매우 낮은 활성을 보였다. 또한 maltotriose 분해 활성이 매우 낮은 반면 acarbose에 대해 상대적으로 높은 가수분해 활성을 가지나, 당전이 활성은 매우 낮아 다른 CDase 계열 효소들과 구별된다.

융합 단백질을 이용한 재조합 인간 혈관내피세포 성장인자의 정제공정 개발 (Development of Purification Process of Recombinant Human Vascular Endotherial Growth Factor (VEGF) using Fusion Protein)

  • 성기현;김인호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권3호
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    • pp.369-378
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    • 2017
  • 혈관 내피세포 성장인자(Vascular endotherial growth factor, VEGF)는 혈관 투과율 조절이나 혈관 생성에 관련된 단백질로 임상용으로 쓰일 가능성이 높다. 이 단백질은 고순도와 고효율로 상업적으로 대량생산이 필요하다. 유비퀴틴 융합 단백질로 온화한 조건에서 용해시키기 위해 다양한 조건을 연구하였고, pH와 변성제 변화를 시도하였다. BL21 (DE3) 대장균 숙주세포에서 pET28-a 벡터를 사용하여 재조합 대장균을 제조하여, 20 L의 회분식 배양으로 14 g/L농도의 세포배양을 하였다. 발효 후UBP1 효소 분해와 재접힘 단계를 포함한 4단계의 크로마토그래피 공정으로 구성된 정제공정으로 VEGF를 정제하였다. 유비퀴틴 융합단백질로 2 M 요소와 pH10 온화한 조건에서 VEGF의 정제가 가능하였다. 2번의 Ni-affinity 크로마토그래피컬럼을 이용하여 고효율의 재접힘과 이합체화 공정을 수행하였다. DEAE (Diethyl Amino Ethyl) 음이온 교환 컬럼을 통하여 변형체(multimeric, misfolded)단백질과 endotoxin을 제거 할 수 있었다. 젤 여과 크로마토그래피를 이용하여 dimer와 monomer를 분리 하여 이합체화 VEGF를 제조하였다. 최종 VEGF의 특성분석을 SDS-PAGE (Soidum Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis) 전기영동, RP-HPLC (Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography)으로 하여 순도 97% (RP-HPLC기준)를 얻었다.

IBC형 태양전지 제작을 위한 p-a-Si:H 증착층의 파이버 레이저 가공에 관한 연구 (Study on Fiber Laser Annealing of p-a-Si:H Deposition Layer for the Fabrication of Interdigitated Back Contact Solar Cells)

  • 김성철;이영석;한규민;문인용;권태영;경도현;김영국;허종규;윤기찬;이준신
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.430-430
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    • 2008
  • Using multi plasma enhanced chemical vapor deposition system (Multi-PECVD), p-a-Si:H deposition layer as a $p^+$ region which was annealed by laser (Q-switched fiber laser, $\lambda$ = 1064 nm) on an n-type single crystalline Si (100) plane circle wafer was prepared as new doping method for single crystalline interdigitated back contact (IBC) solar cells. As lots of earlier studies implemented, most cases dealt with the excimer (excited dimer) laserannealing or crystallization of boron with the ultraviolet wavelength range and $10^{-9}$ sec pulse duration. In this study, the Q-switched fiber laser which has higher power, longer wavelength of infrared range ($\lambda$ = 1064 nm) and longer pulse duration of $10^{-8}$ sec than excimer laser was introduced for uniformly deposited p-a-Si:H layer to be annealed and to make sheet resistance expectable as an important process for IBC solar cell $p^+$ layer on a polished n-type Si circle wafer. A $525{\mu}m$ thick n-type Si semiconductor circle wafer of (100) plane which was dipped in a buffered hydrofluoric acid solution for 30 seconds was mounted on the Multi-PECVD system for p-a-Si:H deposition layer with the ratio of $SiH_4:H_2:B_2H_6$ = 30:120:30, at $200^{\circ}C$, 50 W power, 0.2 Torr pressure for 20 minutes. 15 mm $\times$ 15 mm size laser cut samples were annealed by fiber laser with different sets of power levels and frequencies. By comparing the results of lifetime measurement and sheet resistance relation, the laser condition set of 50 mm/s of mark speed, 160 kHz of period, 21 % of power level with continuous wave mode of scanner lens showed the features of small difference of lifetime and lowering sheet resistance than before the fiber laser treatment with not much surface damages. Diode level device was made to confirm these experimental results by measuring C-V, I-V characteristics. Uniform and expectable boron doped layer can play an important role to predict the efficiency during the fabricating process of IBC solar cells.

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