Reverse gyrase is a hyperthermophile specific protein which introduces positive supercoils into DNA molecules. Reverse gyrase consists of an N-terminal helicase-like domain and a C-terminal topoisomerase domain. The helicase-like domain shares the three-dimensional structure with two tandem RecA-folds (H1 and H2), in which the subdomain H2 is interrupted by the latch domain (H3). To understand the physical property of the hyperthermophile-specific protein, two subdomains af_H1 and af_H23 have been cloned into E. coli expression vector, pET28a. The $^{15}N$-labeled af_H1 and af_H23 proteins were expressed and purified for heteronuclear NMR study. The af_H1 protein exhibits the well-dispersion of amide signals in its $^1H/^{15}N$-HSQC spectra and thus further NMR study continues to be progressed.
DMSO(dimethylsuloxide-$d_6$) 용액 속에 존재하는 CN/CN 리간드의 hemin 착물과 CN/DMSO의 hemin 착물이 $^1H$ NMR로 기록되어지고 분석되어졌다. Hemin으로의 CN 착물화 과정은 온도에 따라 변화함을 NMR 스펙트럼이 보여 주며, 한 개의 CN 리간드에서 두 개의 CN 리간드착물로 바뀌는 과정의 열역학함수는 ${\Delta}H^{\circ}=736.6cal/mol$ 및 ${\Delta}S^{\circ}=16.4eu$인 흡열과정을 나타낸다. CN/DMSO의 hemin 착물은 Curie behavior로부터의 벗어남은 high-spin 성격의 존재를 나태내고, 이는 Fe-DMSO 결합이 순간적으로 깨짐을 의미하며, 이러한 CN/DMSO hemin 착물이 한 개의 axial ligand가 약한 heme 단백질의 전자 및 분자구조의 model complex로 작용할 수 있음을 보여 준다.
안전한 화장품용 방부제에 대한 연구를 위하여 1, 2-octanediol (OD)에 galactose 한 분자가 결합된 1, 2-octanediol galactoside (OD-gal)의 합성을 시도하였다. 이를 위하여, 재조합 대장균의 β-galactosidase (β-gal)를 이용하여 transgalactosylation 반응을 수행하였으며, OD-gal 합성을 확인하기 위하여 mass spectrometry 분석과 NMR (1H- and 13C-) spectroscopy 분석을 실시하였다. 합성반응물에서 m/z=331.1732의 sodium adduct ion 형태로 OD-gal 분자의 합성을 확인하였고, 정제된 OD-gal의 NMR 분석을 통하여 OD-gal의 1H NMR 스펙트럼에서 OD에 갈락토실화가 되었음을 보여주는 다양한 피크를 확인하였다. 1H NMR 스펙트럼의 다운필드인 δH 4.39 ppm과 δH 3.98~3.55 ppm에서 나타나는 다양한 피크들은 이들이 OD에 갈락토실화가 되었다는 것을 잘 암시하고 있으며, 또한 1H NMR 스펙트럼의 업필드에서 나타나는 δH 1.52~1.26 ppm과 0.89 ppm의 피크는 OD의 CH2 와 CH3 작용기로 부터 나타나는 피크로써 OD가 본 물질에 존재함을 알 수 있었다. 13C NMR 스펙트럼에서는 OD-gal의 알파-아노머와 베타-아노머의 구조에서 기인하는 총 24개의 탄소피크가 나타났고, 각 아노머 마다 14개의 탄소가 존재하는데 이중 δc 31.4, 29.0, 22.3 그리고 13.7 ppm에 보이는 OD 4개의 탄소는 지방족 사슬의 끝부분에 해당하며 화학적 구조의 유사성으로 인하여 탄소 피크가 겹쳐서 나타난 것으로 보인다. 따라서 총 28개의 탄소 피크 중 24개가 나타났다. 마지막으로, 합성된 OD-gal의 β-gal을 이용한 가수분해 반응을 통하여 OD-gal에 gal이 결합되어 있다는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 세포독성이 감소된 첨가물 개발을 기대하고 있으며, 추가적인 후속연구를 진행할 예정이다.
건조된 벼 5 품종의 whole cell extracts로부터 $^1H$ NMR 스펙트럼 조사를 통해 다변량 통계분석법을 활용하여 벼 종자의 품종 구분이 가능함을 조사하였다. $^1H$ NMR스펙트럼 데이터에 기초한 PCA분석 결과 크게 3개의 그룹으로 구분이 이루어졌다. 즉, 상주벼가 나머지 4 품종의 벼와 크게 다르게 구분이 이루어졌으며 동진벼와 심백벼, 그리고 화만벼와 심백hetero 품종이 각각 하나의 소그룹으로 구분이 이루어졌다. 스펙트럼 영역에 있어서는 carbohydrate region이 품종에 따라 크게 달라지는 것으로 보아 탄수화물의 정량정성적 차이가 metabolic profiting에 의한 품종 구분에 중요한 역할을 하는 것으로 추론된다. 또한 $^1H$ NMR 스펙트럼 데이터에 기초하여 주요 당 화합물 (sucrose, glucose, maltose 등)의 상대적인 정량분석을 조사한 결과 상주벼의 경우 다른 벼 품종에 비해 sucrose 및 glucose 함량은 큰 차이가 없었으나 maltose 함량이 타 품종에 비해 약 2-4배 높음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서 확립한 벼 종자의 whole cell extracts로부터 $^1H$ NMR 스펙트럼을 이용한 metabolic profiling 방법은 다양한 벼 종자의 신속한 품종구분은 물론 주요 carbohydrates의 간편한 정량분석 체계로 활용이 가능할 것으로 예상된다.
Kim, Sun-Ha;Han, Oc-Hee;Kim, Jong-Kil;Lee, Kwang-Ho
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제32권10호
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pp.3644-3649
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2011
Multinuclear solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) experiments were performed to investigate the local structure changes of nanoporous silica during hydrothermal treatment and surface modification with 3-aminopropyltriethoxysilane (3-APTES). The nanoporous silica was prepared by sol-gel polymerization using inexpensive sodium silicate as a silica precursor. Using $^1H$ magic angle spinning (MAS) NMR spectra, the hydroxyl groups, which play an important role in surface reactions, were probed. Various silicon sites such as $Q^2$, $Q^3$, $Q^4$, $T^2$, and $T^3$ were identified with $^{29}Si$ cross polarization (CP) MAS NMR spectra and quantified with $^{29}Si$ MAS NMR spectra. The results indicated that about 25% of the silica surface was modified. $^1H$ and $^{29}Si$ NMR data proved that the hydrothermal treatment induced dehydration and dehyroxylation. The $^{13}C$ CP MAS and $^1H$ MAS NMR spectra of 3-APTES attached on the surface of nanoporous silica revealed that the amines of the 3-aminopropyl groups were in the chemical state of ${NH_3}^+$ rather than $NH_2$.
The $^1H NMR singls of three 6{\alpha}-bromopenicillanates$ have been assigned and the Nuclear Overthauser Effect(NOE) study of these compounds was undertaken.
$^1H$-NMR spectroscopy was used to detect apoptosis in HL-60 cells in vitro. The relationship between cell apoptosis and NMR data was validated by the flow cytometry assay. To evaluate the NMR apoptosis results, the ratio of methylene and methyl groups caused by lipids was used. In addition, an identical analysis was applied to HepG2 cells. Detection of apoptotic cell death by NMR spectroscopy was oserved.
Silicate and borosilicate gels were prepared by the sol-gel process and thermally treated in the 150-850 ℃ temperature range. Solid-state 1H MAS and 29Si CP/MAS NMR spectroscopy were used to investigate the effects of heat treatments on the silicate gel to glass conversion process. The 1H NMR isotropic chemical shifts and the relative intensities of hydrogen bonded and isolated silanol groups have been used to access the information concerning the dehydration process on the silicate gel surface. The 29Si NMR isotropic chemical shifts affected by the local silicon environment have been used to determine the degree of crosslinking, i.e. the number of siloxane bonds. These NMR results suggest that the silicate gel to glass conversion process is occurred by two stages which are dependent on the temperature; (1) the formation of particles up to 450 ℃ and (2) the formation of large particles by aggregation of each separated single particle above 450 ℃. In addition, the effects of B atom on the formation of borosiloxane bonds in borosilicates have been discussed.
1H NMR spectra of pyridine, α-, β-, and γ-picoline coordinated to the paramagnetic heteropolyanion [Ni3(PW9O34)2]12- (P2Ni3) are reported. NMR lines are assigned to [Ni3(ptl)n(PW9O34)2]12- (n=1, 2 or 3; ptl=pyridine-type ligand) on the basis of their [P2Ni3]/[ptl] dependence. The formation constants for γ-picoline complexes at 25 ℃ are K1=80, K2=610, and K3=190 L mol-1. The monopicoline complex has greater affinity for γ-picoline than P2Ni3. A degradation product, [Ni2(WO2)(PW9O34)2]12-, was also identified at low pH by measuring the NMR spectrum of pyridine coordinated to it. The isotropic NMR shifts come mainly from the contact interaction due to σ-electron delocalization.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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