• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권5호
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• pp.1023-1031
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• 2017

The conformational change of cellular prion protein ($PrP^C$) to its misfolded counterpart, termed $PrP^{Sc}$, is mediated by a hypothesized cellular cofactor. This cofactor is believed to interact directly with certain amino acid residues of $PrP^C$. When these are mutated into cationic amino acid residues, $PrP^{Sc}$ formation and prion replication halt in a dominant negative (DN) manner, presumably due to strong binding of the cofactor to mutated $PrP^C$, designated as DN PrP mutants. Previous studies demonstrated that plasminogen and its kringle domains bind to PrP and accelerate $PrP^{Sc}$ generation. In this study, in vitro binding analysis of kringle domains of plasminogen to Q167R DN mutant PrP (PrPQ167R) was performed in parallel with the wild type (WT) and Q218K DN mutant PrP (PrPQ218K). The binding affinity of PrPQ167R was higher than that of WT PrP, but lower than that of PrPQ218K. Scatchard analysis further indicated that, like PrPQ218K and WT PrP, PrPQ167R interaction with plasminogen occurred at multiple sites, suggesting cooperativity in this interaction. Competitive binding analysis using $\small{L}$-lysine or $\small{L}$-arginine confirmed the increase of the specificity and binding affinity of the interaction as PrP acquired DN mutations. Circular dichroism spectroscopy demonstrated that the recombinant PrPs used in this study retained the ${\alpha}$-helix-rich structure. The ${\alpha}$-helix unfolding study revealed similar conformational stability for WT and DN-mutated PrPs. This study provides an additional piece of biochemical evidence concerning the interaction of plasminogen with DN mutant PrPs.

• 대한화학회지
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• 제31권4호
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• pp.352-358
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• 1987

$25^{\circ}C$의 1 : 4 dioxane-물의 혼합용액속에서 파라-치환된 phenyl N-(p-chlorobenzoyl)chloroformimidate (I) 유도체들의 가수분해 반응속도 상수를 측정하고 반응속도식, 치환기 효과$(\rho\>{\rho}^+)$, 생성물 분석 및 분자궤도 함수의 계산 결과로부터 pH3.0 이하에서는 azocarbonium 이온(II)이 생성되는 $S_N1$반응 메카니즘으로 무촉매 반응이 일어나며, pH 4.0이상에서는 전이상태(III)를 지나는 $S_N2$반응 메카니즘을 통하여 염기 촉매반응이 일어남을 제안 할 수 있었다. 4가지 peri planar형태 이성질체들의 상대적인 안정도는 각각 (E-ap) > (Z-ap) > (E-sp) > 및 (Z-ap)이었고, (E-ap)형태의 가장 안정한 입체구조는 benzimidochloroformyl group면에 대하여 Y-치환 phenyl group이 수직$(90^{\circ})$을 이루었으며 (I)의 활성화된 azomethine탄소 원자에 대하여 물분자는 시그마 공격에 의하여 친핵성 반응이 일어난다.

• BMB Reports
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• 제39권1호
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• pp.55-60
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• 2006

We describe a phage display strategy, based on the differential resistance of proteins to denaturant-induced unfolding, that can be used to select protein variants with improved conformational stability. To test the efficiency of this strategy, wild-type and two stable variants of ${\alpha}_1$-antitrypsin (${\alpha}_1AT$) were fused to the gene III protein of M13 phage. These phages were incubated in unfolding solution containing denaturant (urea or guanidinium chloride), and then subjected to an unfavorable refolding procedure (dialysis at $37^{\circ}C$). Once the ${\alpha}_1AT$ moiety of the fusion protein had unfolded in the unfolding solution, in which the denaturant concentration was higher than the unfolding transition midpoint ($C_m$) of the ${\alpha}_1AT$ variant, around 20% of the phage retained binding affinity to anti-${\alpha}_1AT$ antibody due to a low refolding efficiency. Moreover, this affinity reduced to less than 5% when 10 mg/mL skimmed milk (a misfolding-promoting additive) was included during the unfolding/refolding procedure. In contrast, most binding affinity (>95%) remained if the ${\alpha}_1AT$ variant was stable enough to resist unfolding. Because this selection procedure does not affect the infectivity of M13, the method is expected to be generally applicable to the high-throughput screening of stable protein variants, when activity-based screening is not possible.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 2000년도 Proceedings of 2000 KSAM International Symposium and Spring Meeting
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• pp.157-167
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• 2000

A thermostable chitosanase gene from the isolated strain, Bacillus sp. CK4, was cloned, and its complete DNA sequence was determined. The thermostable chitosanase gene was composed of an 822-bp open reading frame which encodes a protein of 242 amino acids and a signal peptide corresponding to a 30 kDa enzyme in size. The deduced amino acid sequence of the chitosanase from Bacillus sp. CK4 exhibits 76.6%, 15.3%, and 14.2% similarities to those from Bacillus subtilis, Bacillus ehemensis, and Bacillus circulans, respectively. C-terminal homology analysis shows that Bacillus sp. CK4 belongs to the Cluster III group with Bacillus subtilis. The size of the gene was similar to that of a mesophile, Bacillus subtilis showing a higher preference for codons ending in G or C. The functional importance of a conserved region in a novel chitosanase from Bacillus sp. CK4 was investigated. Each of the three carboxylic amino acid residues were changed to E50D/Q, E62D/Q, and D66N/E by site-directed mutagenesis. The D66N/E mutants enzymes had remarkably decreased kinetic parameters such as $V_{max}$ and k$\sub$cat/, indicating that the Asp-66 residue was essential for catalysis. The thermostable chitosanase contains three cysteine residues at position 49, 72, and 211. Titration of the Cys residues with DTNB showed that none of them were involved in disulfide bond. The C49S and C72S mutant enzymes were as stable to thermal inactivation and denaturating agents as the wild-type enzyme. However the half-life of the C211S mutant enzyme was less than 60 min at 80$^{\circ}C$, while that of the wild type enzyme was about 90 min. Moreover, the residual activity of C211S was substantially decreased by 8 M urea, and fully lost catalytic activity by 40% ethanol. These results show that the substitution of Cys with Ser at position 211 seems to affect the conformational stability of the chitosanase.

• 생명과학회지
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• 제14권2호
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• pp.309-314
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• 2004

cAMP수용성 단백질(CRP)은 E. coli의 100가지 이상의 유전자 전자조절에 관계된다. CRP는 dimer로 존재하며 cAMP의 결합으로 활성인 형태로 전환된다. 이중체인 CRP 단백질의 열 안정성과 구조 전이의 연구에 효과적인 온도 기울기 전기영동장치를 이용하여 확인하였다. 본 연구에서 야생형과 S83C CRP 단백질의 melting temperature (Tm)는 산성인 완충용액[89.8 mM Glycine, 24mM Boric acid (pH 5.8)]에서 57$\pm$1(야생형 CRP)과 55$\pm$1$^{\circ}C$ (S83G CRP)였다. 그리고 온도에 따른 CRP 단백질의 구조변화도 protease digestion과 CD spectropolarimeter을 이용하여 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제28권6호
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• pp.418-424
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• 1984

Cinnamonitrile의 산-가수분해 반응속도상수를 25$^{\circ}$C, HClO$_4$ 1 ~ 5M의 센산성 용액속에서 UV분광법으로 측정하고 Bunnett관계식에 적용하여 ${\omega}$ = 9.8, ${\omega}^*$ = 0.42 및 ${\phi}$=1.6등의 hydration parameter를 구하였다. 이는 질소원자에 양성자화가 이루어진 짝산에 대하여 속도결정단계에서 친핵체로 물분자가 첨가된 다음에 양성자 전달체로 작용한다는 것을 시사한다. Cinnamonitrile 분자의 궤도함수를 CNDO/2방법으로 계산한 바, 형태이성체의 안정도는 (E)-planar＞(Z)-planar이였으며 음하전의 크기는 $C_8({\beta}){\ll}N$이였고 전이상태에서 물분자는 짝산의 양하전이 큰 $C_7({\alpha}$)원자에 대하여 ${\sigma}$접근함을 알았다. 이상의 결과로 부터, 센산성속에서 cinnamonitrile의 가수분해반응은 특정 산-촉매작용을 수반하는 A-2형의 산-가수분해 반응메카니즘에 의하여 진행됨을 알았다.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 1979년도 춘계학술대회
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• pp.113.2-114
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• 1979

$\beta-Galactosidase$ is an enzyme which catalizes hydrolysis of lactose, a natural substrate, to glucose and galctose and transferring some monosac-charide units to active acceptors as sugar or alcohol. The occurence of $\beta-Galactosidase$ is known in various microorganisms, animals and higher plants and has been studied by many investigatigators. Especially, a great deal of articles for the enzyme of E. coli have been presented in genetic control mechanism and induction-repression effects of proteins, On the other hand, in the dairly products industry, it is important to hydrolyes lactosd which is the principal sugar of milk and milk products. During the last few years, the interest in enzymatic hydrolysis of milk lactose has teen increased, because of the lactose intolerence in large groups of the population. Microbial $\beta-Galactosidases$ are considered potentially most suitable for processing milk to hydrolyse lactose and, in recent years, the immobilized enzyme from yeast has been examined. Howev, most of the microbial $\beta-Gal$ actosidase are intracellular enzymes, except a few fungal $\beta-Gala-$ ctosidases, and extracellular $\beta-Galactosidase$ which may be favorable to industrial applieation is not so well investigated. On this studies, a mold producing a potent extracellular $\beta-Galactosidase$ was isolated from soil and identified as an imperfect fungus, Beauveria bassians. In this strain, both extracellular and intracellular $\beta-Galactosidases$ were produced simultaneously and a great increase of the extracellular production was acheved by improving the cultural conditions. The extracellular enzyme was purified more than 1, 000 times by procedures including Phosphocellulose and Sephadex G-200 chromatographies. Several characteristics of the enzymewas clarified with this preparation. The enzyme has a main subunit of molecular weight of 80, 000 which makes an active aggregate. And at neutral pH range, it has optimum pH for activity and stability. The Km value was determined to be 0.45$\times$10$^{-3}$ M for $o-Nitrophenyl-\beta-Galactoside.$ In any event, it is interesting to sttudy the $\beta-Galactosidase$ of B. bassiana for the mechanism of secretion and conformational structure of enzyme.

• 생명과학회지
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• 제20권12호
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• pp.1777-1783
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• 2010

식물체는 대사과정의 부산물로서 또는 생물학적으로 피해를 줄 수 있는 다양한 종류의 외부 스트레스에 직면했을 활성산소(Reactive Oxygen Species, ROS)를 생산한다. 이러한 oxidative 스트레스로부터 자신들을 보호하기 위하여 식물세포들은 다양한 종류의 항산화 단백질들을 보유하고 있다. 하지만 이들의 작용기작은 여전히 자세히 밝혀지지 않았다. Peroxiredoxins (Prxs)은 식물체에 광범위하게 존재하는 thiol-을 함유한 항산화 단백질로 N-말단에 존재하는 cysteine 잔기를 이용하여 hydrogen peroxide를 환원한다. 이러한 과정에서 peroxiredoxins의 활성부위인 cysteine 잔기는 선택적으로 cysteine sulfinic acid로 산화됨으로써 peroxidase activity의 불활성화를 일으킨다. 이러한 산화과정은 비가역적으로 일어난다. 최근 발견된 진핵생물들에 잘 보존된 sulphiredoxin (Srx1)이라 불리는 단백질은 cysteine-sulphinic acid를 환원시키는 기능을 지닌다. 본 논문에서는 애기장대에 존재하는 Prxs와 Srx의 기능에 대하여 서술할 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.95-104
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• 2018

이성질체의 형태는 수용액 상태에서 종종 안정성과 반응성 등의 기본상태 뿐만 아니라 사슬성장 및 접힘 과정으로 인하여 형태형성에 영향을 주기 때문에 올리고펩티드의 형태를 이해하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 L-알라닌(LA), 글리신(G) 5량체 모델의 무수 및 수화물(수화율; h/1) 상태의 구조와 에너지를 4가지 형태이성질체 (베타-확장형;= t-/t+, $PP_{II}$형; g-/t+, $PP_{II}$-유사형; g-/g+ 및 알파-나선형; g-/g-)에 대하여 B3LYP/6-31G(d,p)를 이용하여 양자화학계산(QCC) 방법으로 분석하였다. 구조최적화는 밀도함수 이론(DFT)으로써 B3LYP를 사용하였으며, 기본설정(Basic set)으로는 6-31G(d,p)를 이용하였다. 이미노 양성자(NH)를 갖는 LA와 G에서 베타-확장형, $PP_{II}$-유사형, 알파-나선형의 3가지 형태가 얻어졌으며, 대부분 물 분자가 $PP_{II}$-유사형과 알파-나선형에서는 CO-HN 분자 내 수소결합 사이에 주로 삽입되었고, 베타-확장형은 CO기에 부착되었다. 또한, LA와 G에서 $PP_{II}$-유사형 형태이성질체가 무수 및 수화물 상태에서 가장 안정적이었으며, $PP_{II}$ 형태이성질체는 얻어지지 않았다. LA에 대한 결과는 알라닌 올리고펩티드의 안정적인 형태가 주로 $PP_{II}$라고 보고한 다른 연구의 실험적 및 이론적인 결과와는 상이했다. 올리고펩티드 형태이성질체의 생성패턴과 안정성이 CO-HN의 분자 내 수소결합의 존재 여부 또는 출발 아미노산 내 $NH_2$기의 존재 여부에 강한 영향을 받는 것을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권11호
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• pp.1054-1062
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• 2010

휴믹물질의 산화중합반응은 천연 효소나 금속산화물 촉매에 의해 유도될 수 있다. 본 연구에서는 천연 효소인 horseradish peroxidase (HRP)에 의한 휴믹산의 특성 변화와 이러한 변화된 특성이 정밀여과 공정에 미치는 영향을 평가하였다. 정제된 Aldrich 휴믹산(PAHA)이 HRP 및 과산화수소 존재 하에 산화중합되어 보다 크고 복잡한 분자를 형성하였으며, 크기배제크로마토그래피(SEC, size exclusion chromatography, SEC)에서도 평균분자량의 증가가 관찰되었다. 또한, HRP 및 $H_2O_2$ 주입량이 증가함에 따라 PAHA의 분자량은 더욱 증가하였다. 휴믹물질의 화학적 안정성은 산화중합반응에 기인한 휴믹 분자 상호간의 공유결합이 촉진됨에 따라 향상되었으며, 형광 분광 및 적외선 분광 분석 결과, 산화중합반응에 의한 PAHA 분자 작용기의 변화도 확인되었다. 수처리 공정에 미치는 영향을 평가하기 위해, 정밀여과를 적용한 결과, 산화중합반응 산물은 높은 분자량으로 인해 그 제거효율이 크게 향상되었다. 이는 산화중합된 자연유기물이 정밀여과에 의해 제거될 수 있음을 증명하는 것이다.