• 원예과학기술지
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• 제31권2호
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• pp.186-193
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• 2013

큰느타리버섯 수출과정에서의 운송 포장방법으로서 현지 판매에 바로 적용할 수 있는 소포장 기술의 적용 가능성을 조사하였다. 5월 하순에 수확하여 $4^{\circ}C$로 예냉한 버섯을 2kg 단위 PE 필름봉지 대포장과 판매용 소포장 3개 방식을 적용한 후 4주 및 5주 모의운송 기간을 거쳤다. 기존의 2kg 대포장 버섯은 운송 후 소포장을 하였고 운송 단계에서부터 소포장을 적용한 버섯은 그 상태로 각각 7일간 저온유통 후 품질을 비교하였다. 소포장 방법은 400g 폴리프로필렌 봉지(PPB), 200g 스티로폼 트레이 + 랩핑(STW) 및 200g PET용기(PETC) 포장으로 구분하였다. 운송 조건은 $0.5^{\circ}C$로 설정한 소형 저장실에서 수행하였고 현지 저온유통은 $7^{\circ}C$로 설정한 저온 챔버를 활용하여 모의하였다. 모의 운송 중 포장 내부 MA 환경은 2kg 봉지 대포장의 경우 $O_2$ 2% 이하 + $CO_2$ 10% 이상으로써 장해 발생이 우려되는 수준까지 조성된 반면, PPB, PETC 소포장 운송 시에는 $O_2$ 농도가 상대적으로 높은 경향이었고 STW 소포장에서는 MA 조성 효과가 미미하였다. 유통 7일간 적용한 소포장의 내부 MA 환경은 짧은 기간임에도 불구하고 PPB, PETC 포장에서 $CO_2$ 농도가 매우 높은 수준으로 상승하는 경향을 보였다. 이취, 갈변 정도를 반영한 전반적인 상품성은 2kg 대포장 운송 후 현지에서 재선별을 거쳐 소포장을 하는 방식과 운송초기부터 PPB, PETC 소포장 방식을 적용한 경우 모두에서 우수 수준 이상의 품질이 유지되었고 처리 간 뚜렷한 차이는 없었다. 다만, MA 조성 효과가 낮았던 STW 포장에서는 품질 저하가 빠르게 진행되어 운송 포장으로는 부적합한 것으로 판단되었다. 현장 적용 시 작업 효율과 안정적인 품질유지를 고려할 때, 큰느타리버섯의 5주 운송 + 현지유통 7일로 설정한 수출과정에서 운송에 적합한 포장방법으로는 기존 방식인 $30{\mu}m$ PE 2kg 대포장 방식보다는 $30{\mu}m$ PP 필름 백이나 PET 용기 소포장 방식이 보다 실용적인 것으로 판단되었다.

• BMB Reports
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• 제40권3호
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• pp.315-324
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• 2007

The novel $\alpha$-amylase purified from locally isolated strain, Bacillus sp. KR-8104, (KRA) (Enzyme Microb Technol; 2005; 36: 666-671) is active in a wide range of pH. The enzyme maximum activity is at pH 4.0 and it retains 90% of activity at pH 3.5. The irreversible thermoinactivation patterns of KRA and the enzyme activity are not changed in the presence and absence of $Ca^{2+}$ and EDTA. Therefore, KRA acts as a $Ca^{2+}$-independent enzyme. Based on circular dichroism (CD) data from thermal unfolding of the enzyme recorded at 222 nm, addition of $Ca^{2+}$ and EDTA similar to its irreversible thermoinactivation, does not influence the thermal denaturation of the enzyme and its Tm. The amino acid sequence of KRA was obtained from the nucleotide sequencing of PCR products of encoding gene. The deduced amino acid sequence of the enzyme revealed a very high sequence homology to Bacillus amyloliquefaciens (BAA) (85% identity, 90% similarity) and Bacillus licheniformis $\alpha$-amylases (BLA) (81% identity, 88% similarity). To elucidate and understand these characteristics of the $\alpha$-amylase, a model of 3D structure of KRA was constructed using the crystal structure of the mutant of BLA as the platform and refined with a molecular dynamics (MD) simulation program. Interestingly enough, there is only one amino acid substitution for KRA in comparison with BLA and BAA in the region involved in the calcium-binding sites. On the other hand, there are many amino acid differences between BLA and KRA at the interface of A and B domains and around the metal triad and active site area. These alterations could have a role in stabilizing the native structure of the loop in the active site cleft and maintenance and stabilization of the putative metal triad-binding site. The amino acid differences at the active site cleft and around the catalytic residues might affect their pKa values and consequently shift its pH profile. In addition, the intrinsic fluorescence intensity of the enzyme at 350 nm does not show considerable change at pH 3.5-7.0.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.423-430
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• 2013

본 연구에서는 탄소나노튜브와 폴리프로필렌 기지 간 계면결합력과 나노튜브의 국부적 응집에 따른 나노복합재의 탄소성 거동 변화에 대한 파라메트릭 연구를 수행한다. 나노복합재의 탄소성 거동 예측을 위해 분자동역학 전산모사를 수행하고, 분자동역학 결과와 Mori-Tanaka 모델을 적용한 비선형 미시역학 모델을 연계하여 나노복합재 내 흡착계면의 탄소성 거동을 역으로 도출하는 2단계 영역분할 기법을 적용하였다. 미시역학 모델에서는 시컨트 계수방법을 Mori-Tanaka 모델에 적용하여 나노복합재의 비선형 거동을 예측하는 방법을 적용하였으며, 나노튜브와 기지 간 재료계면의 불완전 결합을 고려하기 위해 변위 불연속 조건을 적용하였다. 흡착영역을 고려한 미시역학 모델을 통해 흡착계면의 유무 및 재료계면 결합력 변화 그리고 나노튜브의 국부적 응집현상에 따른 나노복합재의 응력-변형률 관계를 예측하였다. 그 결과 나노튜브의 국부적 응집이 나노복합재의 강화효과를 저하시키는 가장 중요한 변수임을 확인하였다.

• BMB Reports
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• 제31권6호
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• pp.590-594
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• 1998

X-ray crystallographic studies of the deoxy form of human adult hemoglobin (Hb A) have shown that ${\beta}99Asp$ is hydrogen bonded to both ${\alpha}42Tyr$ and ${\alpha}97Asn$ in the ${\alpha}_1{\beta}_2$ subunit interface, suggesting that the essential role of ${\beta}99Asp$ is to stabilize the deoxy-Hb by creating the intersubunit hydrogen bond. In particular, for Hb Kempsey (${\beta}99Asp{\rightarrow}Asn$), molecular dynamics simulation indicated that a new hydrogen bond involving ${\beta}99Asn$ can be induced by replacing ${\alpha}42Tyr$ with a strong hydrogen-bond acceptor such as Asp. Designed mutant recombinant (r) Hb (${\beta}99Asp{\rightarrow}Asn$, ${\alpha}42Tyr{\rightarrow}Asp$) have been produced in the Escherichia coli expression system and have shown that functional defects of Hb Kempsey could be compensated by the ${\alpha}42Tyr{\rightarrow}Asp$ substitution. However, as the ${\alpha}42 Tyr{\rightarrow}Asp$ mutation has never been reported before, it is still possible that the functional properties of r Hb (${\beta}99Asp{\rightarrow}Asn$, ${\alpha}42Tyr{\rightarrow}Asp$) may be due to the mutation itself. Thus, it is required to produce r Hb (${\alpha}42Tyr{\rightarrow}Asp$) and r Hb Kempsey (${\beta}99Asp{\rightarrow}AsnX$( as controls, and to compare their properties with those of r Hb (${\beta}99Asp{\rightarrow}Asn$, ${\alpha}42Tyr{\rightarrow}Asp$). r Hb (${\alpha}42Tyr{\rightarrow}Asp$) could not be purified because it is an unstable hemoglobin which forms Heinz bodies. r Hb Kempsey (${\beta}99Asp{\rightarrow}Asn$) exhibits very high oxygen affinity and greatly reduced cooperativity. Thus, r Hb (${\beta}99Asp{\rightarrow}Asn$) and r Hb (${\alpha}42Tyr{\rightarrow}Asp)$ compensate each other.

• 대한약침학회지
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• 제18권2호
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• pp.7-18
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• 2015

Objectives: Lawsone (1,4 naphthoquinone) is a non redox cycling compound that can be catalyzed by DT diaphorase (DTD) into 1,2,4-trihydroxynaphthalene (THN), which can generate reactive oxygen species by auto oxidation. The purpose of this study was to evaluate the toxicity of the phytomarker 1,4 naphthoquinone and its metabolite THN by using the molecular docking program AutoDock 4. Methods: The 3D structure of ligands such as hydrogen peroxide ($H_2O_2$), nitric oxide synthase (NOS), catalase (CAT), glutathione (GSH), glutathione reductase (GR), glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate hydrogen (NADPH) were drawn using hyperchem drawing tools and minimizing the energy of all pdb files with the help of hyperchem by $MM^+$ followed by a semi-empirical (PM3) method. The docking process was studied with ligand molecules to identify suitable dockings at protein binding sites through annealing and genetic simulation algorithms. The program auto dock tools (ADT) was released as an extension suite to the python molecular viewer used to prepare proteins and ligands. Grids centered on active sites were obtained with spacings of $54{\times}55{\times}56$, and a grid spacing of 0.503 was calculated. Comparisons of Global and Local Search Methods in Drug Docking were adopted to determine parameters; a maximum number of 250,000 energy evaluations, a maximum number of generations of 27,000, and mutation and crossover rates of 0.02 and 0.8 were used. The number of docking runs was set to 10. Results: Lawsone and THN can be considered to efficiently bind with NOS, CAT, GSH, GR, G6PDH and NADPH, which has been confirmed through hydrogen bond affinity with the respective amino acids. Conclusion: Naphthoquinone derivatives of lawsone, which can be metabolized into THN by a catalyst DTD, were examined. Lawsone and THN were found to be identically potent molecules for their affinities for selected proteins.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.36-36
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• 2017

Out of twenty common protein amino acids, there are many kinds of non protein amino acids (NPAAs) that exist as secondary metabolites and exert ecological functions in plants. Mimosine (Mim), one of those NPAAs derived from L. leucocephala acts as an iron chelator and reversely block mammalian cell cycle at G1/S phases. Cysteine (Cys) is decisive for protein and glutathione that acts as an indispensable sulfur grantor for methionine and many other sulfur-containing secondary products. Cys biosynthesis includes consecutive two steps using two enzymes-serine acetyl transferase (SAT) and O-acetylserine (thiol)lyase (OASTL) and appeared in plant cytosol, chloroplast, and mitochondria. In the first step, the acetylation of the ${\beta}$-hydroxyl of L-serine by acetyl-CoA in the existence of SAT and finally, OASTL triggers ${\alpha}$, ${\beta}$-elimination of acetate from OAS and bind $H_2S$ to catalyze the synthesis of Cys. Mimosine synthase, one of the isozymes of the OASTLs, is able to synthesize Mim with 3-hydroxy-4-pyridone (3H4P) instead of $H_2S$ for Cys in the last step. Thus, the aim of this study was to clone and characterize the cytosolic (Cy) OASTL gene from L. leucocephala, express the recombinant OASTL in Escherichia coli, purify it, do enzyme kinetic analysis, perform docking dynamics simulation analysis between the receptor and the ligands and compare its performance between Cys and Mim synthesis. Cy-OASTL was obtained through both directional degenerate primers corresponding to conserved amino acid region among plant Cys synthase family and the purified protein was 34.3KDa. After cleaving the GST-tag, Cy-OASTL was observed to form mimosine with 3H4P and OAS. The optimum Cys and Mim reaction pH and temperature were 7.5 and $40^{\circ}C$, and 8.0 and $35^{\circ}C$ respectively. Michaelis constant (Km) values of OAS from Cys were higher than the OAS from Mim. Inter fragment interaction energy (IFIE) of substrate OAS-Cy-OASTL complex model showed that Lys, Thr81, Thr77 and Gln150 demonstrated higher attraction force for Cys but 3H4P-mimosine synthase-OAS intermediate complex showed that Gly230, Tyr227, Ala231, Gly228 and Gly232 might provide higher attraction energy for the Mim. It may be concluded that Cy-OASTL demonstrates a dual role in biosynthesis both Cys and Mim and extending the knowledge on the biochemical regulatory mechanism of mimosine and cysteine.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.137-145
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• 2014

본 논문에서는 브리징 스케일 분해를 기반으로 멀티스케일 문제에 대한 설계민감도 해석법을 개발하였다. 나노 기술의 급속한 발전으로 인해 나노 수준의 해석의 필요성이 지속적으로 증가하고 있다. 최근 분자동역학과 연속체역학의 연성문제에서 많은 해석 방법들이 개발되었다. 본 논문에서는 연성시스템 해석을 위해 브리징 스케일 기법을 사용한다. 전체 영역의 분자동역학 시스템의 해석은 많은 양의 계산 비용이 들기때문에 분자동역학과 연속체 시뮬레이션의 연성시스템을 선호한다. 분자동역학과 연속체 수준 사이의 정보 교환은 분자동역학과 연속체의 경계에서 일어난다. 브리징 스케일 법에서 일반화된 랑지벵 방정식은 축소된 영역의 분자동역학 시스템 해석을 위하여 요구되고, 시간이력 커널을 사용하여 구한 GLE 힘은 분자동역학 시스템에서 경계에 있는 원자들에 작용한다. 그러므로 분자동역학과 연속체 수준의 시뮬레이션을 분리해서 해석할 수 있으며 계산 과정을 가속시킬 수 있다. 연성문제의 시뮬레이션 이후에는 설계의 최적화를 위해 설계민감도 해석의 필요성이 자연스럽게 나타나며 전체 시스템의 성능은 나노 스케일의 효과를 고려해서 최적화된다. 설계구배 기반 최적화에서 설계민감도가 요구되지만 유한차분법으로 구한 민감도는 문제가 대형화될 때 계산비용의 제한때문에 비실용적이나 해석적 설계민감도는 효율적인 강점을 갖는다. 본 연구에서는 연성된 분자동역학-연속체 멀티스케일 문제에서 해석적 설계민감도를 유도하여 정확성과 향후 최적설계로의 활용 가능성을 확인하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제12권2호
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• pp.122-131
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• 2010

본 논문은 가상 생태계의 개념과 가상생태계를 구현하는데 중요하게 사용되어 질 수 있는 세 가지 수학적-물리학적 접근법을 응용 예와 함께 소개 하였다. 가상생태계란 개체기반 모델로써 인공생명체들이 가상 환경하에서 스스로 행동하면서 살아가는 것을 모사하는 컴퓨터 내에 구현된 생태계를 의미한다. 생물의 무리행동을 전산 모사하는 분자동역학모사 접근법과, 흰개미 영토를 전산 모사하는 확률적 격자모델 접근법, 그리고 생물막 성장을 전산 모사하는 규칙기반-세포자동자모델 접근법을 소개하였다. 실 생태계와의 유사성을 높이기 위해 가상생태계 모델은 많은 변수들을 사용하여야 하지만, 기술적인 측면에서 이러한 변수들을 모두 결정하기는 어렵다. 그러나 현재의 눈부신 컴퓨터 성능향상에 힘입어 많은 부분이 극복 되어 지고 있다. 특히, 가상생태계는 기후변화와 같은 환경재앙을 포함하여 많은 복잡한 생태학적 현상을 개체수준의 낮은 계층에서부터 생물집단 또는 외부 환경수준과 같은 높은 계층까지를 통합적으로 이해하는데 큰 도움을 줄수 있을 것이다. 마지막으로 논문에서는 높은 수준의 계층인 기후변화가 낮은 수준의 계층인 개체기반의 흰개미 생태계에 미치는 복잡한 문제를 어떻게 다룰 수 있는지에 대한 예를 들고 간략하게 논의하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권1호
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• pp.143-150
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• 1997

본 연구는 수소로 희석된 $B_2H_6$를 도판트 소스 가스로 사용하여 이온 질량 주입(ion mass doping)을 하였을 때 다결정 박막의 전기적 특성과 도판트의 활성화시 방사 손상(radiation damage)의 효과에 대하여 고찰하였다. 다결정 박막에서 보론(boron)의 SIMS 분석과 컴퓨터 시뮬레이션인 TRIM92를 비교해서 가장 주입 확률이 높은 이온의 종류는 $B_2H_x\;^+$(x=1, 2, 3‥‥) 형태의 분자 이온임을 알았다. 높은 에너지의 질량 이온 주입 결과 시간에 따라 변화하는 비정질화된 층의 분율이 다결정 박막 내에 연속적인 비정질 충으로 존재하였다. 주입 이온의 질량 분리가 일어나지 않는 이온 질량 주입법(ion mass doping technique)에 의해 비정질화는 유발된다. 손상된 시편의 중간 열처리 온도 범위에서 도판트 활성화 거동과 역 열처리(reverse annealing) 효과가 관찰되었다. 이와 같은 연구의 결과 p-채널 다결정 박막 트랜지스터의 오프 스테이트(off-state) 전류는 방사 손상(radiation damage)에 의존한다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권1호
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• pp.30-36
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• 1998

저분자량 유기산을 이용한 in-situ flushing 토양세척기법의 실제 현장 적용성 검토를 위해 실험실에서 회분식 실험을 통하여 적당한 세척제를 선정하고 이에 따른 여러 가지 운전변수를 찾아보았다. 대상 중금속으로는 Cu를 택했고, 세척제로는 실제 토양환경에 영향이 비교적 적은 저분자량 유기산인 acetic, citric, oxalic, succinic acid를 이용했다. 유기산을 이용하여 처리한 결과 실험에 사용된 유기산들 모두 1 mM의 저농도에서는 효과를 나타내지 못했고 50 mM 이상의 고농도에서 보다 좋은 제거율을 보였는데, 50 mM과 100mM의 경우 제거율이 큰 차이를 보이지 못했다. citric arid와 oxalic acid의 경우 중성 및 약산성 상태에서 최대의 제거율이 나타났고 특히 citric arid의 경우 87.1%의 높은 제거율을 보였다. 유기산이 없을때는 강산성 상태에서 Cu의 최고제거율이 70% 정도였다. 그러나 각 경우에서의 speciation을 살펴보면 유기산이 없을 경우에는 추출된 Cu의 대부분이 유해한 free ion상태로 존재하게 되고 유기산이 있을 경우에는 추출된 Cu의 대부분이 유기산과 complex를 이룬다는 것을 알 수 있었다.