• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권6호
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• pp.505-509
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• 2005

For the purpose of developing a direct label-free electrochemical detection system, we have systematically investigated the electrochemical signatures of each step in the preparation procedure, from a bare gold electrode to the hybridization of label-free complementary DNA, for the streptavidin-modified electrode. For the purpose of this investigation, we obtained the following pertinent data; cyclic voltammogram measurements, electrochemical impedance spectra and square wave voltammogram measurements, in $Fe(CN)_6^{3-}/Fe(CN)_6^{4-}$ solution (which was utilized as the electron transfer redox mediator). The oligonucleotide molecules on the streptavidin-modified electrodes exhibited intrinsic redox activity in the ferrocyanide-mediated electrochemical measurements. Furthermore, the investigation of electrochemical electron transfer, according to the sequence of oligonucleotide molecules, was also undertaken. This work demonstrates that direct label-free oligonucleotide electrical recognition, based on biofunctional streptavidin-modified gold electrodes, could lead to the development of a new biosensor protocol for the expansion of rapid, cost-effective detection systems.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권4호
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• pp.574-580
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• 2007

Full-length chloride intracellular channel protein 1 (CLIC1) is a member of the family of proteins related to bovine chloride intracellular channel p64. Mutations in the SEDL gene cause spondyloepiphyseal dysplasia tarda (SEDT), a rare X-linked chondrodysplasia. The link between the intracellular chloride channels and SEDL is an important step toward understanding their functional interplay. In the present study, CLIC1 protein was subcloned into the pGEX-KG vector and overexpressed in XL-1 blue cells. We developed a large-scale expression system composed of glutathione S-transferase (GST) fused with a 240-amino-acid CLIC1 protein in Escherichia coli. The soluble CLIC1 protein was successfully purified to homogeneity, and its purity, identity, activity and conformation were determined using SDS-PAGE, MALDI-MS, biophotometer and circular dichroism spectroscopic studies. The binding of both CLIC1 and SEDL proteins in vitro was detected by BIAcore biosensor and fluorescence measurements.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제25권6호
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• pp.833-837
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• 2004

DeniLite$^{TM}$ laccase immobilized platinum electrode was used for amperometric detection of hydroquinone (HQ) and homogentisic acid (HGA) by means of substrate recycling. In case of HQ, the obtained sensitivity is 280 nA/ ${\mu}$M with linear range of 0.2-35 ${\mu}$M ($r^2$ = 0.998) and detection limit (S/N = 3) of 50 nM. This high sensitivity can be attributed to chemical amplification due to the cycling of the substrate caused by enzymatic oxidation and following electrochemical regeneration. In case of HGA, the obtained sensitivity is 53 nA/ ${\mu}$M with linear range of 1-50 $[\mu}M\;(r^2$ = 0.999) and detection limit of 0.3 ${\mu}$M. The response times ($t_{90%}$) are about 2 seconds for the two substrates and the long-term stability is 60 days for HQ and around 40-50 days for HGA with retaining 80% of initial activities. The very fast response and the durable long-term stability are the principal advantages of this sensor. pH studies show that optimal pH of the sensor for HQ is 6.0 and that for HGA is 4.5-5.0. This shift of optimal pH towards acidic range for HGA can be attributed to the balance between enzyme activity and accessibility of the substrate to the active site of the enzyme.

• BioChip Journal
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• 제12권4호
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• pp.268-279
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• 2018

Flower-shaped organic-inorganic hybrid nanostructures, termed nanoflowers, have received considerable recent attention as they possess greatly enhanced activity, stability, durability, and even selectivity of entrapped organic biomolecules, which are much better than those from the conventional methods. They can be synthesized simply via co-incubation of organic and inorganic components in aqueous buffer at room temperature and yield hierarchical nanostructures with large surface-to-volume ratios, allowing for low-cost production by easy scale-up, as well as the high loading capacity of biomolecules without severe mass transfer limitations. Since a pioneering study reported on hybrid nanoflowers prepared with protein and copper sulfate, many other organic and inorganic components, which endow nanoflowers with diverse functionalities, have been employed. Thanks to these features, they have been applied in a diverse range of areas, including biosensors and biocatalysis. To highlight the progress of research on organic-inorganic hybrid nanoflowers, this review discusses their synthetic methods and mechanisms, structural and biological characteristics, as well as recent representative applications. Current challenges and future directions toward the design and development of multi-functional nanoflowers for their widespread utilization in biotechnology are also discussed.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2004년도 Asia Display / IMID 04
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• pp.1193-1196
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• 2004

We have demonstrated the use of MWCNT as a nanoscale probe to monitor the activity of enzyme kinase. To immobilize the substrate peptide using carbodiimide chemistry, plasma or strong acid treatments were used to induce carboxyl groups on the sidewall of MWCNTs. After the susbtrate peptide immobilization, increase of conductance from MWCNT devices was observed. When peptide modified MWCNTs react with enzyme kinase, conductance decreases by several orders of magnitude, and this conductance change can be explained by the phosphorylation reaction of enzyme kinase. When the sample was incubated with phosphatase to dephosphorylate the substrate peptide, nearly complete recovery of the conductance signal has been observed. 4 for 6 devices appeared the same trends. So, we can confirm that we have monitored the kinase activity on the MWCNT surface by electrical detection.

• 생명과학회지
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• 제18권2호
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• pp.206-212
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• 2008

인간이 서로 간의 의사소통을 위해 언어를 사용하듯이, 세균의 경우도 외부 환경 변화를 신속히 감지하여 서로 효과적으로 대응하기 위해서 주변 세포들과 소통할 수 있는 세균만의 독특한 화학적 언어를 사용하는 것으로 알려져 있다. 특히, 일정 세포 농도에 도달했을 때 자체적으로 생산된 화학적 신호를 통해 개체 수를 인지하고 그에 따라 특정 유전자의 발현을 동시에 조절하는 quorum sensing (QS) 기작은 다양한 세균 종들에서 광범위하게 존재한다. 본 연구는 다양한 천연물 추출물들을 대상으로 QS 저해 활성을 확인하였는데 QS 지시균주인 Agrobacterium tumefaciens NT1과 화학적으로 합성한 QS autoinducers을 사용한 bioassay를 수행하였다. 그 결과 양배추, 파, 양파의 추출물들에서 QS 저해 활성을 확인하였고, recycling preparative HPLC (prep-HPLC)를 통한 정제 과정을 통해, 83분 지점의 peak에 해당하는 성분들이 공통으로 QS 저해 활성을 가지고 있음을 확인하였다. 따라서 그 QS 저해 성분을 QSI-83으로 지정하고 thin layer chromatography (TLC)를 통해 P. syringae pv. tabaci의 autoinducers 합성을 저해하는 활성을 가지고 있음을 확인하였다. 또한 열에 대한 안정성과 세균 생장에서의 영향을 조사하였는데, 그 결과 QSI-83은 열에 안정하며 세균의 생장에는 영향을 끼치지 않는 물질임을 확인하였다. 따라서 우리는 천연물로부터 분리된 새로운 성분이 QS 저해제로서 이용될 수 있음을 제안한다.

• 미생물학회지
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• 제43권3호
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• pp.159-165
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• 2007

C형 간염바이러스(hepatitis C virus; HCV)증식을 효과적이며 특이적으로 제어할 수 있는 유전산물을 개발하기 위하여 HCV 중식조절이자인 NS5B RNA replicase 존재에 의해 allosteric하게 그 활성 이 조절될 수 있는 HCV internal ribosome entry site (IRES) 표적 hammerhead 리보자임을 개발하였다. 우선 HCV IRES 염기서열 중+382 nucleotide(nt) 부위가 리보자임에 의해 가장 잘 인식되었음을 관찰하였다. 이러한 allosteric 리보자임은 NS5B RNA replicase와 특이적으로 결합하는 RNA aptamer 부위, aptamer와 NS5B와의 결합에 의해 리보자임 활성을 유도할 수 있도록 구조적 변이를 전달할 수 있는 communication module부위 및 HCV IRES의 +382 nt를 인지하는 hammerhead 리보자임 등으로 구성되도록 설계하였다. 특히 in vitro selection기법을 활용하여 NS5B 의존적으로 리보자임 활성을 증가시킬 수 있는 communication module 염기서열을 밝혀내었다. 이러한 리보자임은 단백질이 없거나 대조 단백질인 bovine serum albumin이 존재할 때에는 절단반응을 유도하지 못하였으나 HCV NS5B 단백질이 존재할 매에만 효과적으로 NS5B 농도 의존적으로 절단 반응을 유도할 수 있음을 관찰하였다. 이러한 allosteric 리보자임은 HCV중식의 효과적인 증식 억제 선도물질 뿐만 아니라 HCV 치료선도물질의 스크리닝용 도구 및 HCV 조절 인자를 탐색할 수 있는 HCV 진단용 리간드로서도 활용될 수 있을 것이다.

• 분석과학
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• 제26권1호
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• pp.42-50
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• 2013

이 논문은 센서 및 연료전지에 사용할 수 있는 $Pt-Ru@TiO_2-H$ 나노구조체촉매의 제조 및 전기화학적 촉매의 특성에 대한 것이다. 이 $Pt-Ru@TiO_2-H$ 나노구조체촉매는 주형제인 폴리스틸렌볼(PSB)을 제조하고, 이 주형제의 표면에 졸-겔 반응을 통해 $TiO_2$를 코팅한 후, $Pt^{4+}$와 $Ru^{3+}$의 환원에 의해 제조하였다. 제조된, $Pt-Ru@TiO_2-H$ 나노구조체촉매는 전자투과현미경(TEM), X-선 회절(XRD)와 원소분석에 의해 특성평가 하였고, $Pt-Ru@TiO_2-H$의 전기화학적 촉매특성은 에탄올, 메탄올, 도파민, 아스크로브 산, 프로말린과 글루코오즈의 산화-환원 능력에 의해 평가 하였다. 이 $Pt-Ru@TiO_2-H$ 나노구조체촉매는 바이오분자에 대해 전기화학적촉매 특성을 나타내어, 연료전지 전극 또는 비효소바이오센서에 사용 될 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권1호
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• pp.79-84
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• 2008

본 연구에서는 유전자 재조합 발광균주, Pseudomonas putida mt-2 KG1206,의 발광 촉진조건을 석유계 탄화수소 오염 지하수에 적용 가능성에 대해 조사하였다. 일반적으로 순수 유도제 오염원에 대한 발광 강도는 m-methyl benzyl alchohol > m-toluate > toluene > m-xylene > benzoate > p-xylene > o-xylene의 순으로 나타났다. 일반적으로 지하수에 오염된 유도제 오염원의 농도에 따라 발광 정도가 관찰되었다. 그러나 일부 지하수 시료의 경우에는 낮은 농도에 높은 발광과 같은 현상을 관찰할 수 있었다. 이러한 현상은 환경시료의 수질 복잡성에 따른 영향일 것이다. 선행연구에서 발광촉진제로 알려진 SL (sodium lactate)와 KNO$_3$에 의한 발광영향을 비교하였다. 모두 발광을 촉진하였지만, KNO$_3$가 조금 더 촉진력이 강한 것으로 조사되었다. 질소화합물(20 g KNO$_3$/L) 첨가군 시료의 발광균주는 첨가하지 않은 대조군에 비해 뚜렷하게 발광이 높게 나타났다. 따라서 일반적으로 낮은 유도제 오염원 함유 시료에 대해서는 발광촉진 조건이 지하수 오염원 검출 및 모니터링을 용이하게 할 수 있을 것이다. 또한 비슷한 특성을 가진 다양한 발광균주를 더욱 효율적으로 오염지역의 기초평가에 이용할 수 있는 조건이 될 수 있을 것이다.

• 폴리머
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• 제29권6호
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• pp.613-616
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• 2005

본 연구에서는 한 개의 세포와 같은 미세한 생체시료 내부의 분석 대상물질을 감지하는데 사용할 수 있는 광바이오센서를 개발하기 위한 첫 단계로서 효소가 함유된 고분자 수화젤 구형입자를 나노크기로 중합하는 방법을 확립하고 센서로서의 사용 가능성을 확인하였다. 현탁 광중합을 통하여 305 nm의 평균크기를 가지는 horseradish peroxidase(HRP)가 함유된poly(ethylene glycol)(PEG) 수화젤 구형입자를 합성하였으며, 중합반응 이후 입자내부의 효소의 존재 및 활성유지를 HRP와$\H_{2}O_{2}$의 효소반응에 의한 Amplex Red의 형광산화물 생성을 통하여 확인하였다. 합성된 HRP가 함유된 PEG 수화젤 입자는 Amplex Red의 존재하에 $\H_{2}O_{2}$의 농도가 0에서 11 nM로 미량 변화함에 따라서 형광세기가 약 300$\%$ 증가함을 보여 주었다. 이러한 결과는 효소가 함유된 PEG 수화젤 나노입자를 합성하는 본 기술이 향후 미세한 생체시료 내부의 다양한 분석대상물질을 감지할 수 있는 나노크기의 광바이오센서를 개발하는데 이용 될 수 있는 가능성을 보여준다.