• Journal of Korean Biological Nursing Science
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• 제23권3호
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• pp.199-207
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• 2021

Purpose: The purpose of this study was to investigate effects of NXP031, an inhibitor of oxidation by specifically binding to the complex of DNA aptamer/vitamin C, on dopaminergic neurons loss and the reaction of microglia in an animal model of 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-induced subchronic Parkinson's disease (PD). Methods: A subchronic PD mouse model was induced via an intraperitoneal (IP) injection of MPTP 30 mg/kg per day for five days. NXP031 (vitamin C/aptamer at 200 mg/4 mg/kg) and vitamin C at 200 mg/kg were administered via IP injections at one hour after performing MPTP injection. This process was performed for five days. Motor function was then evaluated with pole and rotarod tests, after which an immunohistochemical analysis was performed. Results: NXP031 administration after MPTP injection significantly improved motor functions (via both pole and rotarod tests) compared to the control (MPTP injection only) (p<.001). NXP031 alleviated the loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra (SN) and striatum caused by MPTP injection. It was found to have a neuroprotective effect by reducing microglia activity. Conclusion: NXP031 can improve impaired motor function, showing neuroprotective effects on dopaminergic neurons in the SN and striatum of MPTP-induced subchronic Parkinson's disease mouse model. Results of this study suggest that NXP031 has potential in future treatments for PD and interventions for nerve recovery.

• Korea Journal of Cosmetic Science
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• 제2권1호
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• pp.11-19
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• 2020

The aim of this study is to investigate the effect of various pentapeptides on hair repair depending on the characteristics of comprising amino acids using crosslinking agents in hair. Total ten peptides were synthesized with two kinds of amino acids respectively, of which were previously categorized according to R group of the amino acids contributing to the characteristic of each peptide: STTSS (Ser-Thr-Thr-Ser-Ser), LIILL (Leu-Ile-Ile-Leu-Leu), CMMCC (Cys-Met-Met-Cys-Cys), DEEDD (Asp-Glu-Glu-Asp-Asp), RKKRR (Arg-Lys-Lys-Arg-Arg), TAMRA-STTSS, TAMRA-LIILL, TAMRA-CMMCC, TAMRA-DEEDD, and TAMRA-RKKRR. Pentapeptide alone, or pentapeptides with crosslinking agents such as polymeric carbodiimide (PCI) and 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) were treated to chemically damaged hair. Hair diameter and break strength (N = 40/case) were measured to calculate tensile strength of hair for computing hair repair ratio, and fluorescence yields (N = 20/case) were collected for hair treated with TAMRA-peptides. The tensile strength of hair treated with pentapeptides alone, or pentapeptides with cross-linking agents is consistent with the fluorescence yield from the microscope images of the cross-sectioned hair in vision and in numerical values. Pentapeptides consisting of hydrophobic amino acids (LIILL), amino acids with sulfur (CMMCC), and basic amino acids (RKKRR) increased the tensile strength in perm-damaged hair. Pentapeptides with no extra carboxyl/amine groups in R group of amino acids resulted in no significant differences in hair strength and fluorescence yield among hairs treated with alone and with crosslinkers. Pentapeptides with extra carboxyl groups or amine groups enabled further strengthening of hair due to increased bonds within the hair after carbodiimide coupling reaction. The hair repairs of pentapeptides with various amino acid sequences were studied using crosslinking. Depending on the physical characteristics of comprising amino acids, the restoration of damaged hair was observed with tensile strength of hair and fluorescence signals upon cross-sectioned hair in parallel to possibly understand the binding tendency of each pentapeptide within the hair.

• Genomics & Informatics
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• 제20권1호
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• pp.11.1-11.20
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• 2022

Vibrio harveyi belongs to the Vibrio genus that causes vibriosis in marine and aquatic fish species through double-stranded DNA virus replication. In humans, around 12 Vibrio species can cause gastroenteritis (gastrointestinal illness). A large amount of virus particles can be found in the cytoplasm of infected cells, which may cause death. Despite these devastating complications, there is still no cure or vaccine for the virus. As a result, we used an immunoinformatics approach to develop a multi-epitope vaccine against most pathogenic hemolysin gene of V. harveyi. The immunodominant T- and B-cell epitopes were identified using the hemolysin protein. We developed a vaccine employing three possible epitopes: cytotoxic T-lymphocytes, helper T-lymphocytes, and linear B-lymphocyte epitopes, after thorough testing. The vaccine was developed to be antigenic, immunogenic, and non-allergenic, as well as having a better solubility. Molecular dynamics simulation revealed significant structural stiffness and binding stability. In addition, the immunological simulation generated by computer revealed that the vaccination might elicit immune reactions in the actual life after injection. Finally, using Escherichia coli K12 as a model, codon optimization yielded ideal GC content and a higher codon adaptation index value, which was then included in the cloning vector pET2+ (a). Altogether, our experiment implies that the proposed peptide vaccine might be a good option for vibriosis prophylaxis.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권1호
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• pp.65-74
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• 2021

Serine proteases are the most versatile proteolytic enzymes with tremendous applications in various industrial processes. This study was designed to investigate the biochemical properties, critical residues, and the catalytic potential of alkaline serine protease using in-silico approaches. The primary sequence was analyzed using ProtParam, SignalP, and Phyre2 tools to investigate biochemical properties, signal peptide, and secondary structure, respectively. The three-dimensional structure of the enzyme was modeled using the MODELLER program present in Discovery Studio followed by Molecular Dynamics simulation using GROMACS 5.0.7 package with CHARMM36m force field. The proteolytic potential was measured by performing docking with casein- and keratin-enriched residues, while the effect of the inhibitor was studied using phenylmethylsulfonyl fluoride, (PMSF) applying GOLDv5.2.2. Molecular weight, instability index, aliphatic index, and isoelectric point for serine protease were 39.53 kDa, 27.79, 82.20 and 8.91, respectively. The best model was selected based on the lowest MOLPDF score (1382.82) and DOPE score (-29984.07). The analysis using ProSA-web revealed a Z-score of -9.7, whereas 88.86% of the residues occupied the most favored region in the Ramachandran plot. Ser327, Asp138, Asn261, and Thr326 were found as critical residues involved in ligand binding and execution of biocatalysis. Our findings suggest that bioengineering of these critical residues may enhance the catalytic potential of this enzyme.

• Ocean and Polar Research
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• 제44권3호
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• pp.209-220
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• 2022

Carbonic anhydrase (CA) is a key controller of the carbon concentrating mechanism (CCM), and is known to be affected by ambient pH and CO₂ compositions. Herein, we characterized three novel CAs genes (PmCA1, 2, and 3) from the marine dinoflagellate Prorocentrum minimum, and evaluated the relative expressions of the PmCAs and photosynthetic genes PmatpB and PmrbcL under different pH conditions. Each PmCA was predicted to have amino acid residues constituting the zinc binding site. With signal peptide, PmCA1 and PmCA2 were predicted to be intracellular CAs located in the cytoplasm and chloroplast membrane, respectively. On the other hand, PmCA3 was predicted to be extracellular CA located in the plasma membrane. Also, PmCA1 was classified into the beta family, and PmCA2 and PmCA3 were classified into the alpha family via phylogenic analysis. The photosynthesis efficiency of P. minimum was similar at pH 7 to 9, and decreased significantly at pH 6 and pH 10. Overall, relative gene expression levels of the three PmCAs decreased at low pH, and increased as pH increased. Photosynthesis related genes, PmatpB and PmrbcL, showed similar expression patterns to those of PmCAs. These results suggest that changes in seawater pH may affect photosynthesis and CO₂ metabolism in marine dinoflagellates.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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• pp.19-19
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• 2001

Mammalian urothelium undergoes unique membrane specialization by making the asymmetric unit membrane (AUM) that is covered with the apical cell surface during terminal differentiation. The AUM contains several major integral membrane proteins including uroplakin Ia, Ib, II and III. The genes for uroplakins have been cloned from humans and mice, but not from porcine. In this study, we report the cloning of the UPII genomic DNA, which codes for the full length open reading frame for the uroplakin II protein. The deduced amino acid sequence encodes of a hydrophobic NH$_2$-terminal peptide, a prosequence, and a mature protein. The prosequence contains three potential N-glycosylation sites and a RGRR cleavage site that may be involved in uroplakin II processing and maturation. Northern and immunohistochemistry analyses showed that the porcine UPII gene is only expressed in urothelium and that the protein was specifically localized in urothelial superficial cells. A 2kb of upstream in the promoter sequence contains multiple transcription factor binding sites, including GC-box, SPI, AP2, and GATA-box sites, but not for TATA or CAAT-box sequences. Comparison of the porcine UPII promoter sequence with that of the murine by MEME system presented two conserved motifs, suggesting a cis-acting regulatory role for the conserved sequences. Sequence homology between two species in motif A and B was 79% and 80% respectively, although their relative locations were different. During the gestation, mouse bladder at estrus stages and day 10 after parturition showed higher UPII expression, while showed lower expression at peri-implantation stage. Taken together, our results showed that the porcine UPII gene was expressed highly and specifically in the bladder urothelium and that steroid hormones for implantation changed the expression of UPII in the bladder, although the biological significance of UPII remains to be not determined.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제32권3호
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• pp.565-576
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• 2002

The ultimate goal of periodontal therapy is the regeneration of periodontal tissue which has been lost due to destructive periodontal disease. To achieve periodontal regeneration, various kinds of methods have been investigated and developed, including guided tissue regeneration and bone graft. Bone graft can be catagorized into autografts, allografts, xenografts, bone substitutes. And materials of all types have different biological activity and the capacity for periodontal regeneration, but ideal graft material has not been developed that fits all the requirement of ideal bone graft material. Intensive research is underway to identity, purify, synthesize a variety biologic modulators that may enhance wound healing and regeneration of lost tissues in periodontal therapy. The present study evaluates the effects of ABM/P-15 on the periodontal regeneration in intrabony defects of human. We used thirty four 2-wall or 3-wall osseous defects in premolars and molars of chronic peridontitis patient that have more than 5mm pockets and more than 3mm in intrabony defect. 12 negative control group underwent flap procedure only, 11 positive control group received DFDBA graft with flap procedure, and 11 experimental group received ABM/P-15 graft with flap procedure. The changes of probing pocket depth, loss of attachment and bone probing depth following 6months after treatment revealed the following results: 1. The changes of probing pocket depth showed a statistically significant decrease between after scaling and 6months after treatment in negative control(2.0${\pm}$0.9mm), positive control(3.0${\pm}$0.9mm), and experimental group (3.4${\pm}$1.5mm) (P<0.01). Significantly more reduction was seen in experimental group compared to negative control group (P<0.05). 2. The changes of loss of attachment showed a statistically significant decrease between after scaling and 6months after treatment in positive control(2.0${\pm}$0.6mm), and experimental group (2.2${\pm}$l.0mm) except negative control group(0.1${\pm}$0.7mm) (P<0.01). Significantly more reduction was seen in both experimental and positive control group compared to negative control group(P<0.05). 3. The changes of bone probing depth showed a statistically significant decrease between after scaling and 6months after treatment in positive control(2.7${\pm}$l.0mm), and experimental group (3.4${\pm}$1.3mm) except negative control(0.l${\pm}$0.9mm) (9<0.01). Significantly more reduction was seen in both experimental and positive control group compared to negative control group (P<0.05). The results suggest that the use of ABM/P-15 in the treatment of periodontal intrabony defects can reduce loss of attachment and bone probing depth more than flap operation only. It suggests that ABM/P-15 may be an effective bone graft material for the regeneration of periodontal tissue in intrabony defects.

• 유기물자원화
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• 제16권4호
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• pp.64-73
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• 2008

glysosyl hydrolase의 하나인 CCF 유사 유전자를 지렁이 Eisenia anderi의 중장으로부터 분리하여 클로닝하였다. 이 유전자의 전체 염기서열 크기는 1,152bp로 나타났으며 개시코돈을 포함하여 384개의 아미노산을 인코딩한다. N-말단 지역의 17개 잔기들은 signal peptide이다. CCF 관련 유전자의 아미노산 서열을 분석한 결과 본 연구에서 분리한 CCF 유사 유전자는 glycosyl hydrolase family 16 (GHF16)에 속하며, 다른 종의 지렁이에서 밝혀진 CCF 및 CCF-유사 단백질과 79~99%의 높은 상동성을 보였다. 여러 지렁이 종에서 분리된 CCF 및 CCF-유사 단백질들은 가수분해활성에 중요한 polysacchride-binding motif와 glucanase motif가 100% 상동성을 나타냈다. 본 연구의 대상종과 유사종인 E. fetida에서 분리된 CCF는 이 종의 서식지가 미생물 활성이 높은 부패 유기질층이기 때문에 다른 종의 CCF에 비해 높은 기질인식 특이성을 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 사실은 본 연구에서 분리한 CCF도 넓은 기질 특이성을 갖고 있을 가능성을 제시해 주고 있으며 이는 산업적 응용 측면에서 유용한 특징 중의 하나라고 생각된다. BLASTX를 이용한 계통수 분석 결과 GHF16 효소는 크게 후생동물군, 녹색식물군, 진정세균군 등의 세 그룹으로 나눌 수 있었으며, 후생동물군의 GHF16은 다시 촉수담륜동물형와 탈피동물형(후생동물형 포함)으로 나뉘어졌다. 본 연구에 의해 E. andrei로부터 분리된 CCF-유사 단백질의 더 많은 생물학적 특성 연구를 통해 ${\beta}$-D-글루칸의 분해 및 생산을 조절하는 산업적 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제23권3호
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• pp.247-268
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• 1996

여포와 난포의 성숙, 배란과 착상, 임신의 유지와 태아의 성장 발달, 분만 및 유선발육과 비유 등 일련의 생식현상에서 있어서 성선자극호르몬과 스테로이드 호르몬의 작용이 중추적인 역할을 한다는 사실은 오래 전부터 알려져왔다. 그러나 이러한 일련의 현상에 고전적인 호르몬 외에도 다수의 성장인자가 관여되고 있음이 최근의 연구 결과 밝혀지고 있다. 생식기관에서 성장인자들은 대부분 autocrine/paracrine mode로 작용하여, 성선자극호르몬과 스테로이드 호르몬의 작용을 매개하거나 이들 호르몬 등과 교호적인 작용(synergy)을 한다. 생식기관 내 insulin-like growth factor(IGF) system은 최근 가장 활발히 연구된 분야 중의 하나로 생식현상의 전반에 걸쳐 중요한 역할을 하고 있음이 밝혀졌다. 본 지면에서는 IGF system에 관한 개괄적인 정보를 소개하고 현재까지 보고된 intrauterine IGF system에 관한 연구를 요약하고자 한다. IGF family는 IGF-I과 IGF-II ligands, 두종류의 IGF receptors(수용체), 그리고 지금까지 발견된 6종류의 IGF-binding proteins(IGFBPs)로 이루어져 있다. IGF-I과 IGF-II는 proinsulin과 상동한 구조를 가진 peptide로서 포도당과 아미노산 운반을 자극하는 등 insulin과 유사한 작용을 한다. 이 외에도 IGFs는 세포분열촉진제(mitogens)로서 여러 형태의 세포에 걸쳐 세포증식을 자극하고, 세포의 분화(differentiation)과 세포기능의 발현에 관여한다. IGFs는 간과 주로 messenchymal cells에서 발현되어 endocrine mode는 물론 autocrine/paracrine mode로 거의 모든 조직에 작용한다. IGF 수용체는 두종류가 알려져 있는데 type I IGF receptor는 tyrosine kinase로서 IGF-I과 IGF-II에 공히 high-affinity를 나타내고, 상기한 대부분의 IGFs의 작용을 매개한다. Type II IGF receptor 혹은 IGF-II/mannose-6-phosphate receptor는 두개의 서로 다른 binding sites를 가지고 있는데 IGF-II binding site는 IGF-II에만 high-affinity를 나타낸다. Type II IGF receptor의 주요 역할은 IGF-II를 lysosomal targeting하여 ligand를 파괴하는데 있다. 체액 속의 IGFs는 대부분 IGFBP에 결합되어 있다. IGFBPs는 IGF의 저장/운반체 혹은 IGF 작용을 조절하는 역할을 하는 것으로 알려져 있으나 개개 IGFBP의 역할에 대해서는 지극히 제한된 정보만이 알려져 있다. IGFBPs의 IGF ligands에의 affinity는 IGF receptors의 IGFs에의 affinity보다 크기 때문에 대부분의 in vitro 상황 하에서 IGFBPs는 IGF 작용을 억제한다. IGFBP에 결합되어 있는 IGF가 어떤 기작에 의해 IGFBP로부터 분리되어 IGF receptor에 도달하는지는 알려지지 않고 있으나, 혈액과 조직액에 들어있는 불특정 IGFBP protease activity는 IGF의 방출과정에서 일역을 하는 것으로 믿어지고 있다. 최근 연구보고에 의하면 특정 in vitro 상황 하에서 IGFBP-1, -3, -5 등은 IGF와 무관한 작용도 있다는 증빙이 있어 IGF system의 또 다른 차원을 예고하고 있다. IGF family members의 mRNAs & proteins는 영장류, 설치류 및 가축의 자궁조직과 수태물(conceptus)에서 발현되어 자궁과 태아의 성장 발달에 중요한 역할을 한다. 자궁조직의 IGF system의 발현은 성선호르몬, 국소 생리조절인자 등에 의해 발현시기와 장소의 특이성이 결정되며, 발현된 IGFs와 IGFBPs는 autocrine/paracrine mode로 자궁조직에 작용하기도 하고, 자궁강에 분비되어 수태물의 성장 발달에 관여한다. 착상을 전후하여 수태물에서도 IGF system이 발현되는데 개개 IGF family member의 발현 시기는 모체로부터 유래된 mRNA의 유무, 수태물 자체의 genetic programming, 모체와의 상호작용 등에 의해 결정되고, IGFs의 작용 부위 역시 시간(생리적 상태)과 장소의 특이성이 있다. 이와같이 conceptus IGF system의 발현이 시간적, 공간적으로 조절되고있다는 사실은 IGFs가 수태물의 성장 발달에 일역을 한다는 가설을 간접적으로 지지해 준다. 자궁조직과 수태물에서 발현된 IGFs는 세포의 증식과 분화, 포도당과 아미노산의 운반과 단백질합성, placental lactogen과 prolactin 등과 같은 유선자극호르몬의 생성을 자극하고 스테로이드 호르몬의 합성에도 관여한다. 태아의 성장 발달에 있어서 IGFs의 역할은 embryo의 IGF-I, IGF-II, 혹은 IGF receptor gene을 homologous recombination technique에 의해 파괴(gene targeting)하여을 때의 결과로써 입증되었다. 생쥐의 IGF and/or IGF-II gene 혹은 IGF receptor gene을 파괴했을 때 출생 전후 모두 성장 발달이 지연되며 출생시 무게는 정상치의 30-60% 수준에 머물고, 특히 type I IGF receptor gene 혹은 IGF-I과 IGF-II genes를 모두 파괴했을 경우에는 출생 후 곧 치사한다. 자궁 내의 IGFBPs는 IGF ligands를 자궁 내에 제한시키거나 IGFs의 receptor binding을 억제하는 negative regulators 역할을 하는 것으로 믿어지고 있다. 그러나 영장류의 자궁에서 IGFBP-I과 같은 특정 IGFBP는 IGFs보다 월등히 많은 양이 발현 분비되고 있는 것으로 추산되고 있으며, 또한 이 단백질은 모체탈락막세포에서 분비되는 주요 단백질 중의 하나라는 점을 감안할 때 IGFBP-I이 IGF과 무관한 작용이 있을 가능성도 배제할 수 없다. 따라서 IGFBPs의 역할 규명은 IGF system을 이해하는데 중요한 부분을 차지하고 있어 향후 이 분야의 연구에 많은 기대와 촛점이 모여지고 있다.

• KSBB Journal
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• 제23권3호
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• pp.205-212
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• 2008

본 연구의 목적은 위치특이적 펩타이드 및 단백질을 사용하여 재조합 대장균에서 활성형 인간 상피세포성장인자(hEGF)를 고효율로 발현할 수 있는 방법을 찾아내는 데 있다. 재조합 대장균내 cytoplasm 및 periplasm 영역에서 hEGF의 발현을 위해 각각 세개의 응합 펩타이드 및 단백질을 선정하여 상호 비교하였다. 재조합 대장균에서 hEGF의 발현유도시 대부분 불용성 단백질로 생산되는 현상을 극복하기 위해 cytoplasm영역에서는 ATS, thioredoxin, 리파제를 융합파트너로 사용하였으며 periplasm 영역에서는 foldase인 DsbA와 DsbC, 용융성 고발현 단백질인 maltose binding protein을 선택하여 사용하였다. Periplasm영역에서 발현유도를 시키는 융합단백질의 경우 cytoplasm영역에서의 발현양도 용융성 형태로 고발현 되는 것을 알 수 있었으며 전체적으로 약 2배가량의 용융성 형태로 발현되었다. hECF의 발현율을 가장 높일 수 있는 융합단백 질은 maltose binding protein이었으나 발현된 융합단백질의 24%가 불용성 단백질로 형성되어 활성형 형태로 얻는 데 한계가 있었으며, 활성형 형태로 hEGF의 발현을 위해서는 DsbA를 응합단백질로 사용한 경우에 18.1 mg/L로 가장 높은 발현농도를 보였다. Cytoplasm 영역에서 발현유도를 한 경우에는 ATS와 thioredoxin을 응합파트너로 hEGF를 발현한 경우 용융성 형태로 높은 발현율을 보였다. 특히 ATS와 같은 펩타이드를 N-말단에 융합시킨 경우 불용성을 방지하는 효과를 보여 이황화결합의 불완전성이나 소수성으로 인해 불용성 단백질로 발현되는 기존의 단백질을 활성형 형태로 발현하는데 될 수 있음을 확인할 수 있었다.