• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.10b
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• pp.826-828
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• 2003

이제까지 Protein이나 RNA와 같은 분자의 구조는, 대부분 X-ray crystallography나 Nuclear Magnetic Resonance (NMR) 방법을 통해 분석이 이루어 졌다. 이 방법들은 실제 분자를 직접 원자레벨에서 분석하는 방법으로, 분자를 구성하는 모든 원자의 3차원 좌표 정보를 얻어 낼 수 있다. 원자의 3차원 좌표 정보는 분자의 전체적인 모양과 구조를 이해하는데 유용한 정보이다. 하지만, 분자의 구조를 좀 더 완벽히 이해하기 위해서는 원자 레벨의 좌표 정보 보다는 좀 더 높은 차원에서의 구조 정보가 필요하다. 특히 분자의 구조를 예측하거나, 분자들 사이에 결합 관계를 예측하기 위해서는, 원자 레벨의 정보만으로는 필요한 모든 정보를 얻을 수 없다. 이러한 경우, 분자의 2차원 또는 3차원 구조 요소 (structural elements)가 더욱 좋은 정보를 제공해 줄 수 있다. Protein 분자의 경우. 이미 3차원 좌표 정보를 이용해서, 2차원 구조 요소를 알아내는 자동화된 방법이 알려져 있다. 그러나 RNA의 경우 protein에 비해 알려진 결정 구조가 적기 때문에. 아직까지 2차원 구조 요소나 3차원 구조 요소를 알아내는 자동화된 방법이 알려져 있지 않다. 따라서, 이제까지는 RNA의 구조 요소를 알아내기 위해, 사람이 직접 RNA분자의 3차원 좌표 정보를 분석함으로써 많은 시간과 노력이 필요했다. 이 때문에, 우리는 RNA의 원자들의 3차원 좌표 정보를 이용해서, 2차원 구조요소와 3차원 구조 요소 정보를 자동화된 방법으로 밝혀내는 알고리즘을 개발하였다. 우리는 분자를 구성하고 있는 원자들의 3차원 좌표 정보를 Protein data bank (PDB)에서 가져왔다. 우리의 알고리즘은 PDB file형태의 데이터라면 protein-RNA 복합체나 RNA 분자 모두에서 RNA의 2차원 구조 요소나 3차원 구조 요소를 얻어낼 수 있다. 우리의 연구는 RNA의 원자레벨의 3차원 좌표 정보를 이용해서 RNA의 구조 요소를 뽑아내는 첫 번째 시도로, 우리의 알고리즘을 통해 얻어진 구조 정보는 RNA의 구조 예측 연구나. protein-RNA complex의 결합 예측 연구에 많은 도움을 줄 수 있으리라 기대된다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 1998.10a
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• pp.244-247
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• 1998

고분자 물질의 물리적 성질은 물질의 화학적 구조뿐만 아니라 분자의 배향과 결정화도와 같은 내부 구조에 의해 크게 영향을 받는다. 상업적으로 생산되는 대부분의 고분자 물질은 강도와 치수 안정성 둥의 물리적 성질을 향상시키기 위해 연신과 annealing의 공정을 통해 분자의 배향과 결정화도를 증가시킨다. 따라서 고분자 물질의 물리적 성질을 이해하기 위해서는 연신과 annealing의 공정에서 수반되는 분자의 배향과 결정화 거동의 내부 구조 변화에 대한 이해가 필수적이다. (중략)

• Analytical Science and Technology
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• v.5 no.2
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• pp.1096-1113
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• 1992

분자구조, 동력학, 그리고 분자들의 화학분응에 관한 정확한 지식은 분자들의 기능과 성질을 이해하는 데 중요한 정보를 제공한다. 2D NMR 분광법의 개발은 용액상의 분자들에 관한 이러한 의문을 해결하는 데 결정적인 역할을 하게 되었다. 그동안 아주 다양한 NMR기술들이 개발되어 왔으며 현재 그들에 대한 이용이 활발하게 진행되고 있다. 그러나 성공적인 2D NMR 분광법의 적용을 위해서는 적당한 기계뿐만 아니라 실험실의 정확한 선택 및 최적 조건의 변수들을 선택해야 하며 스펙트럼의 세밀하고도 정확한 해석을 필요로 한다. 곱연산자 방식(product operator formalism)의 도입은 펄스 FT NMR 분광학을 정성, 정량적으로 이해하도록 하는 것을 가능케 했으며, 이번 해설은 연속적으로 주어지는 펄스의 이해를 위해서 필요로 하는 상의 순환(phase cycle) 및 곱연산자 방식을 이용하여 다양한 2D NMR 기술의 이해를 돕고, 분석기기로서 2D NMR 분광법이 널리 사용 및 활용되어지고자 하는 데 목적이 있다.

• Journal of The Korean Association For Science Education
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• v.21 no.3
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• pp.497-505
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• 2001

In this study, the relationships among students' conceptual understanding of molecular structure and cognitive variables were investigated for 165 high school students. After they had learned 'High School Chemistry II' for two semesters, the tests of conception concerning molecular structure, spatial visualization ability, logical thinking ability, mental capacity, and learning approach were administered. The results indicated that students' conceptual understanding of molecular structure was not sound, and several misconceptions were found. The scores of the conception test were significantly correlated with all the cognitive variables studied. Multiple regression analyses were conducted to examine the predictive influences of students' cognitive variables on their conceptual understanding. Meaningful learning approach was the most significant predictor and were followed by logical thinking ability, rote learning approach, and mental capacity. However, spatial visualization ability did not have the predictive power.

• Bulletin of Food Technology
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• v.15 no.2
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• pp.3-24
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• 2002

펩타이드와 단백질은 전사, 번역, 후번역 단계에 걸친 모든 생물학적 반응을 조절한다. 그러나 분자수준에서 구조와 기능에 대한 우리의 이해는 초보적인 수준이다. 구조와 기능의 연관성에 대한 문제는 펩타이드와 단백질 자체에 대한 것과는 좀 다르다는 것을 명확히 할 필요가 있다. Multidomain을 갖는 단백질은 작고 통합적이며, 구조적으로 제한된 부분으로 쪼개는 것은 천연 단백질의 활성을 모방하여 저분자의 nonpeptide를 설계하는데 있어서 주요한 일이다. 결정적인 역할을 수행하는 domain을 모방하는 것은 특이성과 치료 효과에 있어서 자연적으로 얻어지는 단백질 물질과 비교하여 이로운 특성을 갖을 수 있고 분자 인지 분야에 관한 연구에 유용한 단서를 제공한다(Chen etal., 1992). 한편 펩타이드는 환경에 의해 구조가 심하게 영향을 받아 특성이 쉽게 변한다(Marshall et al., 1978). 수용액 내에서 이러한 구조적 유동성 때문에 그들이 결합할 수용체나 생리활성을 띄는 구조를 결정하는 것은 어렵고 복잡한 일이다(Fauchre,1987; Hruby, 1987). 구조를 한정하면 이러한 결정을 매우 쉽게 할 수 있다(Hrubyet al., 1987). 단백질 모방학은 분자지각 연구에 강력한 수단이며, 복잡한 단백질과 펩타이드의 구조-기능관계를 탐구하고 분석하는데 독특한 방법이다. 이 장에서는 매우넓고 빠르게 확장되고 있는 Peptidomimetic연구를 간략히 소개하고 있다. 단 본문은 기술 범위를 N-Methylated 아미노산과 스테로이드 등으로 제한하여 소개한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.10b
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• pp.796-798
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• 2003

RNA 분자의 이차구조는 그 분자의 생물학적 기능을 이해하는데 필요한 요소이다. 본 논문은 RNA 이차 구조의 loop과 helix를 그룹화 하여 하나의 객체 단위로 설계한 뒤 필요한 loop과 helix들의 연결구조를 부분 시각화 하는 알고리즘을 소개한다. 기존의 존재하는 시각화 알고리즘들은 정보손실에 해당하는 겹침에 의한 피해를 줄이기 위해 다양한 변형 방법을 이용하였으나 이번 알고리즘은 사용자에 의해 필요로 하는 정보만을 선택해 볼 수 있기에 정보 손실의 문제를 피할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Applied Pharmacology
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• 1994.04a
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• pp.264-264
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• 1994

본 연구는 보리 씨앗에 존재하는 리보솜 불활성화 단백질(RIP) 의 삼차원 구조를 X-선 결정학 방법을 이용하여 밝히고, 그 결과로 분자 차원에서 기능을 이해하는 것을 목적으로 하고있다. 리보솜불활성화 단백질은 N-glucosidase 반응을 통하여 단백질 합성을 저해하기 때문에 세포를 죽일 수 있다. 따라서 암세포만을 특정적으로 인식하는 다른 물질과 결합시키면 암세포만을 특정적으로 죽일 수 있는 면역독소로 이용될 수 있다. 또, 최근에는 항바이러스의 작용을 함이 밝혀져 많은 연구가 진행되고 있다. 단백질 삼차원 구조 규명을 위해서는 여러가지 단계가 있는데 지난 번 과제까지 성공적으로 리보솜 불활성화 단백질의 대량 분리와 X-선 결정학의 필수 요건 좋은 결정을 길렀고, 이번에는 구조 해석을 위해 꼭 해결해야하는 위상문제를 극복하기 위하여 여러가지 실험을 진행하였다. 우선, 비슷한 구조인 피마자씨에서 분리한 Ricin의 A-체인과 미국자리공 잎에서 분리한 Pokeweed antiviral protein의 삼차원 분자좌표를 이용하여 분자치환법으로 위상문제 해결을 시도하였다. Ricin 의 A-체인을 이용하였을 때 분자의 위치가 정확히 찾아지지 않았고, 다른 모델인 Pokeweed antiviral protein을 이용하여 X-PLOR 프로그램내의 PC refinement법으로 분자치환을 시도하였다. Euler각도로 (187.37, 22.5, 311.94) 의 회전해 (Rotation solution) 를 가지고 있었고, 이러한 해에 맞추어서 분자를 돌려둔 후, 이동해 (Transaltion solution) 을 구해서 그 위치 (Orientation) 로 분자를 이동하였다. 이 때 R값은 53.9 % (8.0 - 3.5$\AA$) 이였고, 부분좌표 (Fractional coorcdinate) 에서는 0.102, 0.000, 0.261 이고, 직교좌표 (Orthogonal coorclinate) 에서는 4.616, 0.000, 13.167 의 결과를 얻었다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.03a
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• pp.321-325
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• 2016

본 연구에서는 제일 원리 분자 동역학(AIMD, ab-initio Molecular Dynamics) 방법을 이용하여 다양한 크기의 황화 이온 격자 구조에서 리튬 이온의 이온 전도도에 대하여 연구했다. 주어진 격자 구조내에 리튬 이온의 량이 증가할수록 확산도(D, diffusivity)는 감소하는 경향을 보였이지만, 리튬 이온의 농도는 증가 하기 때문에 특정한 농도에서 이온 전도도는 최댓값을 나타냈다. 또한 격자 구조의 부피를 증가 시킬 경우에 리튬 이온의 농도는 감소하지만, 확산도가 증가하여 전체적인 이온 전도도는 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구 결과는 격자 구조내 이온의 이동에 대한 이해를 높이고 보다 효과적인 새로운 이온 전도체 개발에 도움이 될것이다.

• Journal of Plant Biology
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• v.35 no.3
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• pp.259-263
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• 1992

한국 마늘에 감염되어 있는 주된 바이러스 중의 하나로 알려진 마늘 잠복 바이러스 (GMV)의 분자 구조와 병 발생 메카니즘을 이해하기 위하여, 국부 감염 숙주 식물인 Vicia faba에 연속적으로 감염시킴으로써 마늘 잠복 바이러스를 정제하였고, GMV에 대한 전신 감염성 숙주 식물로 생각되는 leek에서 GLV를 대량으로 증식시켰다. 투과전자현미경을 이용하여 바이러스 입자를 관찰한 결과, 마늘 바이러스들의 입자의 길이는 200-2000 nm의 분포를 보였으나 입자의 대부분은 600-900 nm의 범위 안에 존재하였다. 반면 순수 분리된 GLV 입자는 평균 690 nm의 길이를 보여주었고, 유연한 실 모양이었다. SDS-PAGE 분석으로 혼합 감염된 마늘 잎으로부터 분리된 마늘 바이러스의 구조 단백질은 분자량 24,500-38,000 Da의 분포를 나타내었으나, GLV 껍질 단백질의 분자량은 34,000 Da으로 나타났다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.03a
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• pp.8-14
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• 2016

화학 결합을 이해하는 중요한 방법 중 하나는 결합이 가지는 고유한 진동 모드를 분석하는 것이다. 진동 모드의 변화를 관측함으로써 다양한 외부 자극과 분자의 상호작용에 대한 연구도 가능하다. 본 연구에서는 전기장이 가해진 물 분자의 진동 모드 변화를 분석함으로써 전기장과 물분자의 상호작용이 화학 결합에 미치는 영향을 알아보았다. 물 분자의 특정 O-H 결합 방향으로 전기장을 걸어주었을 때 신축 진동수의 변화를 살펴봄으로써 결합의 변화를 분석했다. 전기장에 따른 결합의 진동수 변화를 vibrational Stark effect (VSE)라 하고 그 정도를 Stark tuning rate ${\Delta}{\mu}$ ($={\Delta}v/{\Delta}E$, ${\Delta}v$ :진동수의 변화, ${\Delta}E$: 전기장의 변화)로 정의한다. 이때 Stark tuning rate에 영향을 미치는 요소는 전기장에 의한 (1) 분자 구조 변화(geometric effect)와 (2) 전자 구조의 분극현상(polarization effect)으로 나누어 생각해 볼 수 있다. 본 연구에서 물 단일체, 이중체, 사중체의 O-H 결합에 대해 살펴본 결과, VSE 효과에 주로 영향을 미치는 것은 전기장에 의한 구조 변화인 것으로 나타났다. 이를 통해 전기장이 주는 전자 구조 분극 효과는 크지 않지만 이를 통해 유발되는 구조 변화에 의해 진동수 (또는 화학 결합의 세기)가 크게 변한다는 것을 알 수 있다. 그렇기 때문에 수소 결합 안정화로 인해 구조 변화가 쉬운 물 이중체, 사중체에서 VSE 효과가 크게 나타났다. 추가적으로 물 클러스터에서 형성되는 내부 전기장과 O-H 결합의 포텐셜 비조화성(anharmonicity)이 VSE에 주는 영향에 대한 연구도 수행하였다.