YKR049C is a mitochondrial protein in Saccharomyces cerevisiae that is conserved among yeast species, including Candida albicans. However, no biological function for YKR049C has been ascribed based on its primary sequence information. In the present study, NMR spectroscopy was used to determine the putative biological function of YKR049C based on its solution structure. YKR049C shows a well-defined thioredoxin fold with a unique insertion of helices between two $\beta$-strands. The central $\beta$-sheet divides the protein into two parts; a unique face and a conserved face. The 'unique face' is located between ${\beta}2$ and ${\beta}3$. Interestingly, the sequences most conserved among YKR049C families are found on this 'unique face', which incorporates L109 to E114. The side chains of these conserved residues interact with residues on the helical region with a stretch of hydrophobic surface. A putative active site composed by two short helices and a single Cys97 was also well observed. Our findings suggest that YKR049C is a redox protein with a thioredoxin fold containing a single active cysteine.
한국미생물생명공학회 2001년도 Proceedings of 2001 International Symposium
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pp.62-72
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2001
The N-carbamoyl-D-amino acid amidohydrolase (D-carbamoylase) gene (dcb) from Agrobacterium tumefaciens AM 10 has been successfully cloned and expressed in Escherichia coli. Expression of D-carbamoylase gene under the 17 promoter in different host strains showed that the optimal expression was achieved in E. coli JM109 (DE3) with a 9-fold increase in enzyme production compared to the wild-type strain. The co-expression of the GroEL/ES protein with D-carbamoylase protein caused an in vivo solubilization of D-carbamoylase in an active form. The synergistic effect of GroEL/ES at 28$^{\circ}C$ led to 60 % solubilization of the total expressed target protein with a 6.2-fold increase in enzyme activity in comparison to that expressed without GroEL/ES and 43-fold increase in enzyme activity compared to A. tumefaciens AM 10. Attempts to express D-carbamoylase in an altered redox cytoplasmic milieu did not improve the enzyme production in an active form. The Histidyl-tagged D-carbamoylase was purified in a single step by Nickel-affinity chromatography and was found to have a specific activity of 9.5 U/mg protein.
Electrochemical behaviors of optically active sparteine-Cu(II) dihalide complexes were investigated by polarography and cyclic voltammetry (CV). These Cu(II) complexes are rather easier to be reduced to Cu(I) states when comparison is made with other nonplaner copper complexes, We have assigned the CV peaks and polarographic waves related to the redox processes for these complexes. We could also observe the exchange reaction of Cu(II) ion in the complex with mercury metal in the cell having mercury pool. The redox mechanism of these complelxes is as follows; The 1st wave appeared at +0.47 V/+0.65 V corresponds to the reaction of $SpCuX_2+ e{\rightleftarrow}SpCuX_{2^-}$ and the 2nd one at +0.26 V/+0.21 V does the reaction of $SpCuX_{2 ^-} +e{\rightleftarrow}SpCuX_2^{2-}$. The 3rd one at -0.35 V/-0.27 V is dueto the reduction of mercury complex formed via exchange reaction. Where, X is chloride ion.
MnCo2S4/CoS2 electrode with highly accessible electroactive sites is prepared using the hydrothermal method. The electrode exhibits an areal capacitance of 0.75 Fcm-2 at 6 mAcm-2 in 1 M KOH. The capacitance is further increased to 2.06 Fcm-2 by adding K3Fe(CN)6 and K4Fe(CN)6 (a redox couple) to KOH. This increment is associated with the redox-active properties of cobalt and manganese transition metals, as well as the ion pair of [Fe(CN)6]-3/[Fe(CN)6]-4. The capacitance retention of the MnCo2S4/CoS2 electrode is 87.5% for successive 4000 charge-discharge cycles at 10 mAcm-2 in a composite electrolyte system of KOH and ferri/ferrocyanide. The capacitance enhancement is supported by the lowest equivalent series resistance (0.62 Ωcm-2) of MnCo2S4/CoS2 in the presence of redox additive couple compared with the bare KOH electrolyte.
본 연구에서는 음극 활물질로 폴리옥소메탈에이트(polyoxometalate, POM)인 포스포몰리브 산(phosphomolybdic acid)와 양극 활물질로 페로시아나이드(ferrocyanide)를 지지 전해질인 수산화나트륨 수용액을 이용하여 산화환원 흐름 전지(redox flow battery, RFB)를 구성하였다. 다양한 농도의 수산화나트륨 수용액(1.0 M, 1.2 M, 1.4 M, 1.5 M, 1.6 M)을 이용하여 배터리의 성능테스트를 진행하였으며, 각 물질에 대한 전기화학적 특성과 안정성에 대해 연구하였다. 지지 전해질의 농도는 음극 활물질인 포스포몰리브 산에 영향을 주며 최적 값이 존재하고 농도가 증가할수록 전해질 저항이 줄어들게 되며 1.5 M에서 가장 줄어드는 현상을 확인하였고 1.6 M로 농도가 증가할 시 전해질 저항이 다시 증가한다는 것을 확인하였다. 전해질 저항의 감소는 전체 에너지 효율에도 영향을 주어 농도가 증가됨에 따라 효율은 증가하며 1.5 M에서 가장 좋은 배터리 성능을 보인다는 것을 확인하였다.
본 연구에서는 Anthraquinone-2,7-disulfonic acid (2,7-AQDS)와 Tiron을 수계 레독스 흐름 전지 음극 및 양극 활물질로 사용하며 기존의 황산 전해질 대신 중성인 염화암모늄 ($NH_4Cl$)을 전해질로 도입하였다. 이렇게 전해질을 변경함으로써, 황산 전해질의 낮은 셀 전압(0.76 V)을 1.01 V까지 향상시킬수 있다. 성능 최적화를 위해 염화암모늄 전해질에 0.1 M로 활물질 농도를 맞춰 컷-오프 전압에 변화를 주며 완전지셀 성능을 평가하였다. 0.2~1.6 V 구간의 컷-오프 전압으로 $40mA/cm^2$ 하에서 20 사이클 동안 완전지셀을 테스트한 결과, 충전 동안 수소가 발생하였다. 이에 컷-오프 전압 조절로 충전 전압을 낮춰서 수소 발생을 제한하고자 0.2~1.2 V 구간으로 $40mA/cm^2$ 하에서 완전지셀 테스트를 진행하였다. 수소 발생은 없었으며, 전류 효율 99%, 방전 용량 3.3 Ah/L의 성능을 보였다.
Currently, molecular devices are reported utilizing active self-assembled monolayers containing the nitro group as the active component, which has active redox centers[1]. We confirm the electrical properties of 4,4-di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-benzenethiolate. To deposit the SAM layer onto gold electrode, we transfer the prefabricated Au(111) substrates into a 1mM self-assembly molecules in THF solution. Au(111) substrates were prepared by ion beam sputtering method of gold onto the silicon wafer. As a result, we measured current-voltage curve using ultra high vacuum scanning tunneling microscopy (UHV STM), I-V curve also clearly shows several current peaks between the negative bias region (-0.3958V) and the positive bias region (0.4658V), respectively.
In this study, we carry out a study on how to improve performance of vanadium redox flow battery (VRFB) through promoting reaction rate of rate determining vanadium reaction ($[VO]^{2+}/[VO_2]^+$). In order to do that, three different carbons like Vulcan (XC-72), CMK3 and MSU-F-C are adopted as the catalysts, while their catalytic activity and reaction reversibility are evaluated using half-cell tests. Their topological images are also measured by TEM. For estimation of the VRFB performance, multiple charge-discharge curves of VRFBs including the catalysts are measured by single cell tests. As a result of that, MSU-F-C shows relatively excellent catalytic activity and reaction reversibility as well as large surface area compared to those of Vulcan (XC-72) and CMK3. Also, in terms of the performance of VRFBs including the catalysts, VRFB including MSU-F-C indicates (i) low charging/discharging overpotentials and low internal resistance, (ii) high charge/discharge capacities and (iii) high energy efficiency. These VRFB performance data are well agreed with results on catalytic activity and reaction reversibility. The reason that MSU-F-C induces superior VRFB performances is attributed to (i) its large surface area and (ii) its hydrophilic surface functional groups that mainly consist of hydroxyl bonds that are supposed to play active surface site role for facilitaing $[VO]^{2+}/[VO_2]^+$ redox reaction. Based on the above results, it is found that adoption of MSU-F-C as catalyst for VRFB results in improvement in VRFB performance by promoting the languid $[VO]^{2+}/[VO_2]^+$ redox reaction.
전라북도 전주시 지역의 만경강 하천변 충적 대수층에 심도 30m까지 설치된 다중 심도 관정을 이용하여 산화-환원 환경과 관련된 지하수의 생물지구화학적 특성을 조사하였다. 대체로 용존 산소(DO)가 1 mg/L이하의 혐기성 환경이 지배적이었으며, 10-20m 구간에서는 높은 농도의 Fe($14{\sim}37mg/L$)와 Mn($1{\sim}4mg/L$)이 나타나고 그 하부에서는 S(-II) 이온이 검출되었다. 용존 Fe와 Mn이 높은 구간에서는 $O_2,\;NO_3$가 거의 없고, 퇴적물내의 Fe와 Mn의 함량은 심도에 따라 큰 차이 없이 분포하고 있어 전자수용체로서 이용된 Fe(III), Mn(IV)의 환원에 의해 지하수내의 용존 Fe와 Mn의 농도가 높아진 것으로 볼 수 있다. 용존 농도에서 Mn이 Fe에 비해 상대적으로 농도가 높게 나타나는 구간이 더 넓다. 환원 과정에서 전자공여체(electron donor)로 이용될 수 있는 유기 탄소(DOC) 농도가 지하수면 부근에서 급격히 감소하는 것으로 보아 지하수내 유기물은 상부에서 유입되는 것으로 보인다. 20m 하부에서는 $SO_4$가 감소하고 S(-II) 이온이 검출되는 것으로 보아 상부 구간보다는 하부구간에서 $SO_4$ 환원작용이 활발함을 지시한다. 여러 산화-환원쌍으로부터 계산된 산화-환원 전위는 Fe를 포함하는 쌍들간을 제외하고는 모두 일치하지 않아 전체적으로 산화-환원적으로 비평형 상태에 있다고 볼 수 있다. 지하수면 부근을 제외하고는 siderite, rhodochrosite 등의 탄산염 광물의 포화지수가 -2에서 +1의 범위를 보여 이들 광물에 의해 각각 Fe(II), Mn(II) 이온의 농도가 지하수내에서 조절될 수 있음을 보여주며, 20m 하부 심도 구간에서 S(-II) 이온이 검출되는 지점에서는 Fe(II)의 경우 FeS 광물에 의해서도 농도가 조절될 수 있다.
본 연구에서는 유기물인 안트라퀴논(AQDS)와 템포(TEMPO)를 활물질로 사용하고 N 중성 전해질 기반 수계 유기레독스 흐름전지 성능이 멤브레인에 따라 어떻게 영향을 받는지 분석하였다. 안트라퀴논과 템포 모두 중성 전해질인 염화칼륨(KCl) 전해질에 대해 높은 전자전달성(0.068 V의 산화 반응 및 환원 반응의 피크 전위차) 및 셀전압(1.17 V)을 얻을 수 있었다. 성능비교를 위해 사용한 멤브레인으로, 상용 양이온 교환막 중 하나인 Nafion 212를 사용하였을 때, 0.1 M 활물질을 1 M 염화칼륨 전해질에 용해해서 작동한 레독스 흐름전지 완전지 테스트를 통해, 전류효율 97%, 전압 효율 59%의 성능을 나타내었지만, 방전 용량(discharge capacity)은 4 사이클에서 $0.93Ah{\cdot}L^{-1}$로 이론 용량($2.68Ah{\cdot}L^{-1}$)의 35%를 도달하였으며, 총 10사이클 동안 방전 용량의 용량 손실율(capacity loss rate)은 $0.018Ah{\cdot}L^{-1}/cycle$ 이다. 그 외에도 Nafion 117 멤브레인, SELEMION CSO 멤브레인을 사용하여 단전지 성능을 테스트하였을 때, 오히려 저항 증가 및 투과 유도로 인해 더 큰 용량 손실을 이끌었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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