• 한국작물학회지
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• 제58권1호
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• pp.50-56
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• 2013

SELDI-TOF MS를 활용한 저분자 펩타이드 분석을 위해서는 분석시료에 대한 최적화 분석조건을 확립하는 것이 필수적으로 선행되어야 한다. 본 연구는 수수 종자 내 존재하는 10 kDa 이하의 저분자 펩타이드를 프로파일링하기 위하여 활용된 SELDI-TOF MS의 최적화 분석조건을 확립하는데 있다. 분석조건은 (1) 프로테인 칩: CM10(weak cation exchanger), Q10(strong anion exchanger), (2) 바인딩 버퍼의 희석배수: 1/2, 1/5, 1/10, 1/20, 1/50, 1/100, 1/200, (3) Q10의 바인딩 버퍼 강도: 10 mM, 100 mM, (4) 단백질 추출버퍼: sodium borate, sodium borate + acetone, phenol, TCA 버퍼로 하였다. 1. 바인딩 버퍼의 희석배수는 CM10과 Q10 모두 1/20과 1/50이 최적화로 나타났다. 2. Q10의 바인딩 버퍼 강도는 농도가 약한 10 mM에서 더 많은 피크가 검출되었다. 3. SELDI-TOF MS 분석에 적합한 수수 종자단백질 추출 버퍼로는 2~10 kDa 범위에서는 sodium borate 버퍼와 10~20 kDa 범위에서는 phenol 버퍼로 분석되었다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제32권2호
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• pp.121-132
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• 2005

연구목적: 본 연구에서는 비폐쇄성 무정자증 환자에서 나타나는 정자형성과정의 이상과 고환세포의 세포자연사와의 연관관계 여부를 확인하였다. 또한 SELDI-TOF MS 분석을 통하여 고환 내 단백질 발현 양상을 확인하고, 질환에 따른 효과적인 biomarker 개발 가능성 여부를 확인하였다. 재료 및 방법: RT-PCR 및 면역조직화학법을 사용하여 고환에서의 Fas, FasL, Bcl-2, Bax와 Caspase-3의 발현 양상을 확인하고, in situ DNA 3'-end-labelling 방법으로 고환세포의 세포자연사 양상을 확인하였다. SELDI-TOF MS 분석법에 의한 고환의 병리학적 소견에 따른 단백질 발현 변화는 소수성 칩 ($H_4$)을 사용하여 분자량 10~100 kDa 범위 내에서 분석하였다. 결 과: 정상적인 정자형성과정을 보이는 폐쇄성 무정자증 환자의 고환에 비해 지주세포 증후군 (Sertoli cell only syndrome)과 성숙정지 (maturation arrest)를 보이는 고환 내 생식세포와 지주세포에서 세포자연사가 현저하게 증가한 것을 확인할 수 있었다. 세포자연사 관련인자들의 발현 양상을 확인한 결과, 지주세포 증후군과 성숙정지 환자군에서 Fas와 FasL mRNA의 발현이 증가하였으나, bcl-2, bax와 caspase-3 mRNA 발현의 경우에는 두 질환 모두에서 유의한 차이를 확인할 수 없었다. FasL 단백질 발현의 경우, 세포자연사의 증가가 관찰되었던 지주세포 증후군과 성숙정지를 보이는 환자의 간질세포와 지주세포에서 증가하는 양상을 나타내었다. SELDI-TOF MS 분석 결과에서 폐쇄성 무정자증 환자군에 비해 전체적인 단백질 발현양이 지주세포 증후군과 성숙정지 환자의 고환에서 감소하는 양상을 보였으며, 특히, 16.730 kDa 단백질의 현저한 감소를 확인할 수 있었다. 결 론: 본 연구결과를 통해 비폐쇄성 무정자증 환자에서 나타나는 정자형성과정의 장애는 생식세포의 비정상적인 세포자연사와 연관되어 있으며, 고환 내 Fas와 FasL의 비정상적인 발현이 주된 원인인 것을 확인할 수 있었다. 또한, SELDI-TOF MS 분석법을 통한 단백질 발현 양상의 연구는 무정자증 환자에서의 다양한 병리학적 소견을 쉽게 파악할 수 있는 biomarker 발굴뿐만 아니라 질환의 원인규명을 위한 연구에도 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권2호
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• pp.207-217
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• 2007

The Saccharomyces0 cerevisiae KNU5377 strain, which was isolated from spoilage in nature, has the ability to convert biomass to alcohol at high temperatures and it can resist against various stresses [18, 19]. In order to understand the defense mechanisms of the KNU5377 strain under menadione (MD) as oxidative stress, we used several techniques for study: peptide mass fingerprinting (PMF) by matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry (MS) followed by two-dimensional (2D) gel electrophoresis, liquid chromatography electrospray ionization tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS), and surface-enhanced laser desorption ionization-time of flight (SELDI-TOF) technology. Among the 35 proteins identified by MALDI-TOF MS, 19 proteins including Sod1p, Sod2p, Tsa1p, and Ahp1p were induced under stress condition, while 16 proteins were augmented under normal condition. In particular, five proteins, Sod1p, Sod2p, Ahp1p, Rib3p, Yaf9p, and Mnt1p, were induced in only stressed cells. By LC-ESI-MS/MS analysis, 37 proteins were identified in normal cells and 49 proteins were confirmed in the stressed cells. Among the identified proteins, 32 proteins were found in both cells. Five proteins including Yel047cp and Met6p were only upregulated in the normal cells, whereas 17 proteins including Abp1P and Sam1p were elevated in the stressed cells. It was interesting that highly hypothetical proteins such as Ynl281wp, Ygr279cp, Ypl273wp, Ykl133cp, and Ykr074wp were only expressed in the stressed cells. SELDI-TOF analysis using the SAX2 and WCX2 chips showed that highly multiple-specific protein patterns were reproducibly detected in ranges from 2.9 to 27.0 kDa both under normal and stress conditions. Therefore, induction of antioxidant proteins, hypothetical proteins, and low molecular weight proteins were revealed by different proteomic techniques. These results suggest that comparative analyses using proteomics might contribute to elucidate the defense mechanisms of KNU5377 under MD stress.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제32권2호
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• pp.71-79
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• 2008

Surface-enhanced laser desorption and ionization time-of-flight mass spectrometry (SELDI-TOF MS) is one of the recently developed proteomic technologies which is based on capturing proteins and peptides by chemically modified surfaces and highly sensitive for the analysis of complex biological samples. In the present study, to gain insights into oocyte maturation and early embryo development, SELDI-TOF-MS was used to find the protein candidates that are specifically or prominently expressed in porcine oocytes at the in vitro matured metaphase II (MIIl) and germinal vesicle (GV) stages. By selected CM10 chip, 16 candidates were found to be up-regulated in GV stage oocytes compared with in MII stage oocytes, their molecular weights were 8,180 (2 candidates), 10,226 (5 candidates), 15,767 (5 candidates) and 16,770 (4 candidates) Da respectively. And the expression of 29 candidates were higher in MII than in GV stage oocytes, their molecular weight were 10,832 (3 candidates), 17,743 (8 candidates), 20,122 (3 candidates), 22,131 (3 candidates), 24,857 (7 candidates) and 33,507 (5 candidates) Da, respectively. The expression of selected 13 candidates (0.2 and 1.0 % error tolerances) were analyzed using real time RT-PCR. The proteins that differentially regulated during oocyte in vitro maturation in the pigs may be potential biomarkers of oocyte maturation and quality.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.1407-1413
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• 2009

본 연구에서는 쥐의 미성숙 난자의 체외 성숙과정에서 매우 특이적으로 발현되는 후보 단백질 변화를 동정하려는 목적으로 체외 성숙 과정에서 GV 단계의 미성숙 난자와 MIl 단계의 난자를 실험 시료로 사용하였다. 그리고 단백질 Chip은 선행 실험에서 가장 효과적인 CM10을 사용하여 SELDI -TOF MS 분석 장치를 이용하여 후보단백질을 동정하였다. MIl 단계의 미성숙 난자와 비교하여 GV 단계의 미성숙 난자에서 16개의 후보단백질이 높게 발현되었으며, 이때 발현된 후보 단백질 각각의 분자량은 8180(후보단백질 2개), 10226 (5개), 15767(5개), 16770(4개) 달톤(dalton)이였다. 또한 29개의 후보단백질은 MIl 단계의 미성숙 난자에서 높게 발현되었고 이들의 분자량은 각각 10832(3개)17743(8개)20122(3개)22131(3개) 24857(7개) 33507(5개) 달톤 이였다. 한편 전체 후보 단백질 45개의 분석을 Real time RT-PCR에서 수행하여 13개의 잠재적인 후보단백질을 확인 동정하였다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권4호
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• pp.299-308
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• 2007

본 연구의 목적은 의사결정트리를 생성하는 생물정보학 프로그램을 개발하고, 이를 갑상선유두암 혈청의 질량분석자료로 시험해 보는 것이다. 대상 및 방법: C4.5를 커스터마이징하여 의사결정트리 분석을 수행할 수 있는 'Protein analysis'라는 프로그램을 개발하였다 61개의 혈청시료(갑상선유두암 27, 자가면역성 갑상선염 17, 대조군 17)를 일정 기간 동안 순차적으로 냉동한 후 실온에서 일시에 해동하여 분석에 사용하였다. 모든 시료는 탈지질화 과정을 거쳐 준비한 후, 2종류의 단백질칩(CM10, IMAC3)에 각각 60개, 50개 시료를 적용하였다. 갑상선유두암의 특징적인 단백질 패턴을 찾기 위해 질량분석기를 이용하여 단백질칩을 분석했다. 'Protein analysis' 프로그램을 이용하여 단백질분포 자료로부터 의사결정트리를 작성하고, 생체표지자 후보물질을 검출하였다. CM10칩에서 발견된 생체표지자 후보물질을 무작위 표본추출 방법을 이용하여 검증하였다. 결과: 단백질분포 자료의 훈련과 검증이 가능한 의사결정트리 프로그램이 개발되었으며, 이 프로그램은 트리 구조와 노드 정보, 트리 구성 과정을 표시하는 3개의 창으로 구성되었다. CM10칩을 이용한 분석에서 총 113개의 단백질 피크 중 23개가 3그룹 간에 유의한 차이가 있었으며, IMAC3는 41개의 단백질 피크 중 8개가 3그룹 간에 유의한 차이가 있었다. 3그룹 분석에서 의사결정트리는 CM10칩과 IMAE3의 단백질분포 자료로부터 각각 60개와 50개의 시료를 높은 정확도로 분류하였으며(오차율 = 각각 3.3%, 2.0%), 각각 4개와 7개의 생체표지자 후보물질을 검출하였다. 암시료와 비암시료를 구분하는 2그룹 분석 에서, 의사결정트리는 모든 암시료를 정확히 구분하였으며(모두 오차율 = 0%), CM10칩을 이용한 분석에서는 단일 노드를 사용하고, IMAC3칩을 이용한 분석에서는 여러 개의 노드를 사용하였다. CM10칩의 단백질 분포자료를 5번의 무작위 추출에 의해 시행한 검증에서 암시료와 비암시료를 구분하는데 높은 정확도를 보였으나(정확도 = 98%, 54/55), 3그룹을 구분할 때는 중등도의 정확도를 보였다(정확도 = 65%, 36/55). 결론: 우리가 개발한 프로그램은 질량분석 자료로부터 성공적으로 의사결정트리를 생성하고, 생체표지자 후보물질을 검출할 수 있었다. 따라서 이 프로그램은 혈청 시료를 이용한 생체표지자 발굴 및 갑상선유두암의 추적관찰에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제14권3호
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• pp.2037-2042
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• 2013

Background: Different methods of diagnosis have been found to be inefficient in terms of screening and early diagnosis of lung cancer. Cancer cells produce proteins whose serum levels may be elevated during the early stages of cancer development. Therefore, those proteins may be recognized as potential cancer markers. The aim of this study was to differentiate healthy individuals and lung cancer cases by analyzing their serum protein profiles and evaluate the efficacy of this method in the early diagnosis of lung cancer. Materials and Methods: 170 patients with lung cancer, 53 under high risk of lung cancer, and 47 healthy people were included in our study. Proteomic analysis of the samples was performed with the SELDI-TOF-MS approach. Results: The most discriminatory peak of the high risk group was 8141. When tree classification analysis was performed between lung cancer and the healthy control group, 11547 was determined as the most discriminatory peak, with a sensitivity of 85.5%, a specificity of 89.4%, a positive predictive value (PPV) of 96.7% and a negative predictive value (NPV) of 62.7%. Conclusions: We determined three different protein peaks 11480, 11547 and 11679 were only present in the lung cancer group. The 8141 peak was found in the high-risk group, but not in the lung cancer and control groups. These peaks may prove to be markers of lung cancer which suggests that they may be used in the early diagnosis of lung cancer.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제8권1호
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• pp.1-9
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• 2004

프로테오믹스(proteomics, 단백질체학이라고도 함)의 잠재적 중요성은 간질환, 심장질환, 몇몇 종류의 암 등의 의학, 생식 독성, 발생 독성, 생체 독성 연구 분야에서도 명백하게 제시되었다. 그러나 단백질을 대상으로 연구하여 유전자 기능을 연구하는 프로테오믹스 연구를 각각의 분야에 접목시키려는 노력은 아직까지 빈약하다. 프로테오믹스는 기능을 갖는 단백질들의 발현을 종합적이고 정량적으로 측정하는 가장 직접적인 수단이고, 질병, 약물투여, 쇼크, 내분비계 장애물질 등 생물학적인 동요(perturbation)에 의하여 변하는 단백질들의 발현 양상 변화를 정확하게 관찰할 수 있게 한다. 그리고 생체내 유전자 발현의 궁극적인 양상을 규명할 수 있으며, 또한 유전자, 단백질 및 질병간의 연결고리를 제공한다. 기존의 biomarker는 다른 질병 표지자와 연관성이 높아 직접적인 biomaker와 정확한 연관을 판정하기 어렵다. 따라서 대량 발굴 탐색(high-throughput screening)이 가능한 2차원 전기 영동 분석과 MALDI-TOF또는 protein chip array와 SELDI-TOF에 의한 단백질 분자 구조 분석 기술 및 이들을 지원하는 생물정보학(bioinformatics)의 발전을 이용하여, 생식학 연구에 이용할 수 있는 표적 단백질 발굴 및 정성 정량적 연구에 적절한 이용이 가능할 것이다. 이러한 연구는 생식과정 중 배아 발생 및 조직 기관 발생 중 유전자 발현의 변화, 내분비계 장애물질 등 호르몬 및 독성 물질의 작용 기전, ecotoxicogenomics지표 marker의 변동 분석, 중간대사물질체학(metabolomics)에의 이용 등등의 연구에 필수적인 방법으로 발전할 것이다.

• 환경생물
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• 제21권2호
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• pp.87-100
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• 2003

환경오염이 심각해짐에 따라 국내외적으로 환경에 대한 관심이 고조되고 인체에 해를 끼치는 환경요인으로부터 방어하기 위한 많은 노력들이 기울여지고 있다. 특히 내분비계장애물질이 생식기능과 면역기능을 약화시키고, 행동 이상을 일으키며, 암 발생률을 높인다는 점이 밝혀지기 시작하면서 많은 연구들이 발표되고 여러 가지 방법들이 내분비계장애물질과 더불어 환경분야연구에 응용되어왔지만 단백질을 대상으로 연구하여 유전자기능을 연구하는 프로테오믹스(proteomics) 연구를 접목시키려는 시도가 아직까지는 빈약하다. 프로테오믹스는 기능을 갖는 단백질들의 발현을 종합적이고 정량적으로 측정하는 가장 직접적인 수단이고, 질병, 약물투여, shock 등 생물학적인 동요(perturbation)에 의하여 변하는 단백질들의 발현양상의 변화를 정확하게 관찰할 수 있으며, 생체내 유전자발현의 궁극적인 양상을 규명할 수 있고, 또한 유전자, 단백질 및 질병간의 연결고리를 제공한다. 기존의 biomarker는 다른 질병 표지자와 연관성이 높아 직접적인 유해물질 노출 위험도를 정확히 판정하기 어렵다. 따라서 대량발굴탐색(high-throughput screen-ing)이 가능한 2차원 전기영동 분석과 MALDI-TOF 또는 protein chip array와 SELDI-TOF에 의한 단백질 분자구조 분석기술 및 이들을 지원하는 생물정보학(bio-informatics)의 발전을 이용하여 환경독성 연구에 이용 할 수 있는 표적단백질(biomarker)발굴에 적절한 이용이 가능할 것이다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2004년도 춘계 학술대회지
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• pp.112-113
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• 2004