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Production of pediocin by Chemical Synthesis and Bactericidal Mode of Action

  • Koo, Min-Seon;Kim, Wang-June;Kwon, Dea-Young;Min, Kyung-Hee
    • 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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    • 한국미생물생명공학회 2001년도 Proceedings of 2001 International Symposium
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    • pp.149-153
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    • 2001
  • To investigate the mode of bactericidal action for antimicrobial peptide, pediocin, synthetic and mutant pediocins were prepared by direct chemical synthesis. Native pediocin was purified from Pedio-coccus acidilactici M and its conformational structure and bactericidal functions were analyzed and compared to synthetic pediocin. Schematic mode of pediocin actions, how pediocin binds on the target cell membrane, penetrates and makes tunnel are proposed. For these purposes, primary and secondary structures of pediocin was analyzed and disulfide bond assignment was also done. The pediocin purified from P. acidilactici M had high effective bactericidal ability against gram positive bacteria, especially Listeria monocytogenes and was very stable at extreme pHs and even at high temperatures such as autoclaving temperature (121$^{\circ}C$). Pediocin was consisted of 44 amino acids with four cysteines. Novel synthetic peptides were achieved by solid phase peptide synthesis(SPPS) method. To explain the function of cysteine in C-terminal region, mutant pediocin, Ped[C24A+C44A], was synthesized and their structural and biological functions were analyzed. Second mutant pediocin, Ped[KllE], was prepared to explain the function of lysine at 11 of N-terminal part of pediocin, especially loop of $\beta$-sheet, and to predict the initial binding site of pediocin. The native and synthetic pediocins was showed random coil conformation by spectropolarimetry in moderate conditions. This conformation was observed in extreme conditions such as high temperature and low and high pHs, also. Circular dichroism(CD) data also showed the existence of $\beta$-turn structure in N-terminal part both native and synthetic pediocins. A structural model for pediocin predicts that 18 amino acids in the N-terminal part of the peptide assume a three-strand $\beta$-sheet conformation. This random coil in C-terminal part of pediocin was converted to folding structure, helix structure, in nonpolar solvents such as alcohol and TFE. The disulfide bond between $^{9}$ Cys and $^{14}$ Cys was concrete and inevitable, however, evidences of disulfide bond between $^{24}$ Cys and $^{44}$ Cys was not. Data of Ped[C24A+C44A], pediocin mutant showed that $^{44}$ Cys was required during killing the target cells but not inevitable, since Ped[C24A+C44A] still have bactericidal activity but much less than native pediocin. Another pediocin mutant, Ped[KllE], had still bactericidal activity, was controversial to propose that positive charge like as $^{11}$ Lys in loop or hinge in bacteriocin bound or helped to binding to microorganism with electrostatic interaction between cell membrane especially teichoic acid and positive amino acid nonspecifically. The conformation of pediocin among native, synthetic and mutant pediocins did not show big difference. The conformations between oxidized and reduced pediocin were almost similar regardless of native or synthetic.

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창조경제정책논의와 지역발전 (Promoting Policy for Creative Economy and Regional Development in Korea)

  • 남기범;송정은
    • 한국경제지리학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.632-645
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    • 2014
  • 이 글에서는 박근혜정부의 창조경제정책의 문제점과 지역발전에의 함의점을 고찰했다. 정부의 과학기술 기반의 창조산업정책은, 창조경제에서 ICT의 역할을 강조하고 있는 창업을 촉진하고 ICT 기반의 연구개발을 중심으로 협력적 선순환 지식 기업생태계를 구축하는 것이다. 하지만 IT산업이 취약한 지역의 생태계에서의 배제는 더욱 가속화될 가능성이 크며, 나아가 지역격차의 확대에 기여할 가능성이 크다. 둘째, 창조경제와 이를 기반으로 하는 창도도시 논의는 저성장시대로 접어들면서 창조산업의 선도적 역할이 축소되었으며, 나아가, 도시규모에 따라 차별적으로 작동해, 경제성장에 따른 급속한 공간적, 사회적 불균형을 가지고 있는 아시아지역의 도시공간체계 개선의 대안이 되기는 어렵다. 셋째, 기존의 테크노파크(TP), 기술혁신센터(TIC), 지역연구센터(RRC) 등의 모형을 답습한 창조경제혁신센터 모형은 기술 고착화의 위험성과 지역의 발전이 지체되고 현재의 상태에 안주할 수 있는 위험성이 있으며, '연관 다양성'의 부족으로 인한 근본 문제도 있다. 창조경제의 원래의 의미를 회복하고, 창조경제의 구축이 아니라 창조경제 '생태계'를 구축하며, 지역의 발전을 위해 대기업에 의존하는 벤처창업중심이 아니라, 대학-기업-기방정부가 협력하여 학연 산 관이 공식, 비공식적 네트워크를 구성하고, 대학과 연구기관의 연구성과와 인력자원, 교육 훈련기능이 기업으로 상시적으로 교호하고 지식이 수직, 수평적으로 교환되는 제도가 지역에 정착됨으로서, 혁신네트워크가 누적인과적으로 진화할 수 있는 학습지역으로 발전하는 정책이 요구된다.

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개의 구토물에서 분리한 오디흑연가시(철선충)의 전자현미경을 이용한 해부학적 소견 (Anatomical Study of Chordodes koreensis in the Parasitic Phase Using Electron Microscopy)

  • 손화영;채준석;김남수;김현철;조정곤;박배근
    • 한국임상수의학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.586-590
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    • 2009
  • 철선충은 주로 사마귀와 같은 곤충에 기생하는 선충류로 사람이나 동물은 우연히 감염될 수 있는 것으로 알려져 왔다. 철선충의 생활사는 크게 곤충에 기생하는 기생생활기, 그리고 발육이 완료된 후에 숙주를 죽이고 외계로 나와 자유생활을 하는 자유생활기로 구분할 수 있다. 본 연구는 개의 구토물에서 오디흑연가시 수컷을 발견하여 이의 횡단면을 주사 및 투과 전자현미경으로 관찰한 것이다. 전자현미경하에서 표피는 4층(epicuticle, cuticle, epidermis, muscle)으로 이루어졌고, 내강에는 장, 배신경절이 발견되었다. 그러나 고환은 발견되지 않았다. 표피의 최상층에서 여러 형태의 areoles이 관찰되었으며, cuticle은 17열의 섬유로 이루어져 있었다. Epidermis는 1열로 구성되어 있었으며, muscle층은 여러 개의 근세포가 종으로 일정하게 배열되어 있었다. 그리고 내강에 배신경절이 충체의 정중앙 배측에서만 존재하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로 본 철선충은 기생생활기를 끝내지 못한 미성숙충으로 판단된다.

Isolation and Characterization of Pepsin-soluble Collagens from Bones, Skins, and Tendons in Duck Feet

  • Kim, Hyun-Wook;Yeo, In-Jun;Hwang, Ko-Eun;Song, Dong-Heon;Kim, Yong-Jae;Ham, Youn-Kyung;Jeong, Tae-Jun;Choi, Yun-Sang;Kim, Cheon-Jei
    • 한국축산식품학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.665-670
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    • 2016
  • The objectives of this study were conducted to characterize pepsin-soluble collagen (PSC) extracted from bones (PSC-B), skins (PSC-S), and tendons (PSC-T) of duck feet and to determine their thermal and structural properties, for better practical application of each part of duck feet as a novel source for collagen. PSC was extracted from each part of duck feet by using 0.5 M acetic acid containing 5% (w/w) pepsin. Electrophoretic patterns showed that the ratio between α1 and α2 chains, which are subunit polypeptides forming collagen triple helix, was approximately 1:1 in all PSCs of duck feet. PSC-B had slightly higher molecular weights for α1 and α2 chains than PSC-S and PSC-T. From the results of differential scanning calorimetry (DSC), higher onset (beginning point of melting) and peak temperatures (maximum point of curve) were found at PSC-B compared to PSC-S and PSC-T (p<0.05). Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) presented that PSC-S and PSC-T had similar intermolecular structures and chemical bonds, whereas PSC-B exhibited slight difference in amide A region. Irregular dense sheet-like films linked by random-coiled filaments were observed similarly. Our findings indicate that PSCs of duck feet might be characterized similarly as a mixture of collagen type I and II and suggest that duck feet could be used for collagen extraction without deboning and/or separation processes.

착상선 생쥐 초기배아에서 c-myc과 myn유전자의 발현 기능에 관한 연구 (Developmental Stage-Specific Expression Patterns of c-rn yc and myn Proto-Oncogenes and a Possible Role of myn in Preimplantation Mouse Embryo Development)

  • 이상구;이성호;김경진
    • 한국동물학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.352-361
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    • 1996
  • 내인성 암원유전자인 c-myc유전자는 세포의 증식과 분화에 밀접한 연관되어 있으며, 그의 생물학적인 기능은 이형결합체인 myn과의 결합을 통해서 이루어진다. 본 연구에서는 착상전 생쥐 배아에서의 내인성 c-myc 유전자와 myn 유전자의 발현을 조사하기 위하여 RT-PCR 방법을 이용하였다. myn 유전자 산물은 배아 발생시기를 거쳐서 균일하게 발현된 반면,c-myc 유전자의 발현은 차후 포배기 시기까지 상당한 양으로 증가1세포기에 측정된 후,2세포기에 들어 현저하게 줄었으나, 차후 포배기 시기까지 상당한 양으로 증가하였다. 이러한 c-myc과 myn유전자발현의 비균등한 조화가 중요한 역할을 할 것으로 사료된다. 착상전 생쥐 초기배아 발생 과정에서의 myn 유전자의 기능을 알아 보고자, myn에 대한 antisense oligouncleotides(Myn2, Myn3)를 1세포기이 수정란에 미세주입하였다. Myn2와 Myn3의 미세주입에 의해 상실기/포배기의 변이 시기에 비정상적인 발생이 야기되었다. 이사의 결과로, c-myc은 그의 이형결합체인 myn과 함께 착상전 생쥐 초기배아에서의 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.

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G-CSF 단백질 N-말단의 비 알파-Helix 영역의 돌연변이에 의한 분비 조절 (Modulation of G-CSF Secretion by Mutations of Non Alpha-Helical Region in N-Terminus)

  • 박정혜;박정애;강석우;구태원;정경태
    • 생명과학회지
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    • 제21권12호
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    • pp.1778-1783
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    • 2011
  • 조혈에 관여하는 cytokine은 골수세포의 성장과 분화를 촉진시켜 혈구세포 생산을 조절한다. 이런 cytokine을 조혈성장인자(hematopoitic growth factor)이라고 하고, 그 중에서 호중구 세포(neutrophil) 성장에 관여하는 과립구 콜로니 자극 인자(granulocyte-colony stimulating factor, G-CSF)는 임상적 치료제로서 아주 중요하다. 왜냐하면 화학적 항암치료를 받는 환자들에게 심각한 호중구 세포가 감소하는 증세(neutropenia)가 발생하여 감염으로 인한 사망이 일어나기 때문이다. 두 종류의 G-CSF 재조합 단백질이 치료제로 승인 받아 사용되고 있으며, G-CSF 재조합 단백질 생산에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 선행연구에서 본 연구팀은 누에에서 유래된 Bm5 세포주에서 G-CSF의 생산을 증대하기 위해 누에 prophenoloxidase activating enzyme의 Endoplasmic reticulum targeting signal sequence유전자와 사람 G-CSF 유전자를 융합한 chimera 유전자를 제작하여 재조합 G-CSF 단백질을 생산하였다. 본 연구에서는 이 chimera 유전자가 생산하는 재조합 G-CSF 단백질의 N-말단에 3 개의 아미노산이 결여되는 3 종류의 돌연변이 유전자를 제작하여 G-CSF 단백질 생산에 미치는 영향을 조사하였다. 그 중 한 돌연변이 유전자에 의해 세포 밖으로 분비된 G-CSF 단백질의 생산이 현저히 감소하여, N-말단 부분이 이 단백질의 분비에 관여한다는 것을 알 수 있었다.

Bacillus subtilis JS-17이 생산하는 Collagenase의 정제 및 특성 (Purification and Characterization of Bacillus subtilis JS-17 Collagenase.)

  • 임경숙;손승희;강호영;전홍기
    • 생명과학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.657-663
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    • 2005
  • Collagnase는 천연 collagen의 triple-stranded helix를 분해할 수 있는 protease로서 조직의 수복과 재생 과정에서 collagen의 재형성과 세포의 이동에 아주 중요한 역할을 하고, 숙주 감염시에는 collagen 기질을 빠르게 분해함으로써 감염을 돕는다. 본 연구에서는 일반가정에서 식용하는 김치로부터 collagenase를 생산하는 균주를 분리하여 Bacillus subtilis로 동정하였으며 이를 Bacillus subtilis JS-17이라 명명하였다. Bacillus subtilis JS-17이 생산하는 collagenase의 최적 생산 조건은 $1.5\%$ fructose, $1\%$ yeast extract, $0.5\%\;K_2HPO_4,\;0.4\%\;KH_2PO_4,\;0.01\%\;MgSO_4{\cdot}4H_2O,\;0.1\%\;citrate,\;0.1\%\;CaCl_2(pH\;7.0)$의 배지에서 $30^{\circ}C$, 200 rpm으로 72시간 동안 배양하는 것이다. 최적 조건에서 Bacillus subtilis JS-17이 생산하는 collagenase를 Amberlite IRA-900 column chromatography, Sephacryl S-300 HR column chromatography, DEAE-Sephadex A-30 column chromatography를 거쳐 분리 정제하고, 얻어진 정제 효소의 특성에 대하여 검토하였다. 정제된 collagenase의 비활성은 growth medium에서 192.1 units/mg였고, $1.1\%$의 수율로 얻어졌으며 분자량은 28 kDa이었다. 정제된 collagenase는 $55^{\circ}C$까지는 $100\%$의 활성을 유지하였고 $65^{\circ}C$에서도 $60\%$ 정도의 활성을 유지하였다. 또한 pH $6.0\~9.8$에서 $60\%$ 이상의 활성을 유지하였다. 정제된 collagenase는 metalloprotease inhibitor인 EDTA와 O-phenanthroline에 의해 효소 활성이 감소하였을 뿐만 아니라 Ammoninum persulfate, L-cysteine, N-ethylmaleimide, SDS, $NaN_3$, NaF, $KMnO_4$, PMSF에 대해서도 활성이 감소하였다. 정제된 collagenase를 여러 가지 기질에 대해 효소 활성을 비교한 결과 collagen (type I)에 대해 기질 특이성을 가지고 있었다.

동유럽의 건물벽면녹화에 관한 사례 연구 (Researches on the Case Study of Facade Greening in East Europe)

  • 박용진
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.23-32
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    • 2008
  • In order to discern the development of technology in creating, properly managing, and characterizing the types used in facade greening, this article examines the instances of facade greening of Bulgaria, Greece and Turkey which is not only located in the latitude similar to South Korea's but also influenced by the both continental and oceanic climate. The study was carried out for 11 months from October 2002 to September 2003. The total 242 places were researched and they were 83 sites in Athens, 77 sites in Istanbul, and 82 sites in Sofia. Varieties, usage, configuration, foundation and characteristics of plants were studied. The goals of greening, and building's surface roughness and thickness, direction of the wall were also researched. The result of survey are as follows; 17 families and 33 species of climbing plants were found in Athens, Istanbul, and Sofia. Thickness of facade greening in the three cities is 46cm in Athens, 39cm in Istanbul, and 53cm in Sofia. The possible facade greening size per a climbing plant, Parthenocissus tricupidata takes up the largest portion of the wall in the three cities similarly followed by Vitis vinifera and Wistaria spp. By its diversity it can be assumed that these plants are most practical for large scale of facade greening and full covering. Evergreen climbing plants such as Hedera helix and Ficus niponica are useful plants for relatively large scale of facade greening area. In the facade greening types, the climbing type is the most dominant in the three cities and most of the climbing type was planted on the natural foundation but the hanging and combination types were planted on an artificial foundation located on the balcony or on the roof of the building. In the directions of the walls for facade greening, the west direction are most popular which is for the improvement of sun shading in summer season. In Sofia the apartments were most applied with facade greening but In Istanbul and Athens the residential buildings and the public buildings were adapted with facade greening actively as well as residential building. The purpose of lowering summer heat took up the highest portion followed by the purpose of ornamentation and maintaining privacy in all surveyed cities.

개선된 전열증기화 속빈음극관 글로우 방전셀의 기초연구 및 개발 (The Fundamental Studies and Development of Modified Electrothermal Vaporization Hollow Cathode Glow Discharge Cell)

  • 이성훈;조원보;정종필;최우창;김규환;우정수;이장수;강동현;이상천
    • 분석과학
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    • 제15권6호
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    • pp.514-520
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    • 2002
  • 효율적인 시료의 분석을 위하여 개선된 전열증기화 속빈음극관 글로우 방전 우너자방출분광 장치를 제작하여 그에 대한 기초 연구를 수행하였다. 본 시스템은 개선된 속빈음극관 글로우 방잔에 개선된 전열증기화법을 이용한 샘플주입방법을 응용하였으며, ${\mu}{\ell}$단위의 적은 양으로도 분석가능하도록 순수한 텅스템 재질로 된 나선형 코일을 제작하여 증기화 효율을 최대한 높일수 있도록 하여 글로우 방전으로 최대한 많은 양이 주입될 수 있도록 개선하였다. 최적화된 분석조건을 위한 방전조건으로 시료운반기체 사용량과 방전 전력을 측정하였으며, 그 전에 글로우 방전셀의 냉각장치 및 내부의 구조적인 문제 여부에 따른 방출세기에 미치는 영향과 측정 정밀도를 관찰하였다. 방출되어 발생된 빛은 광전송용 광파이버에 의하여 효율적으로 검출기에 운반되도록 구성 제작하였으며, 마지막으로 본 연구결과에 의한 직선성을 관찰하였다.

Dual regulatory effects of PI(4,5)P2 on TREK-2 K+ channel through antagonizing interaction between the alkaline residues (K330 and R355-357) in the cytosolic C-terminal helix

  • Kim, Sung Eun;Kim, Myoung-Hwan;Woo, Joohan;Kim, Sung Joon
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제24권6호
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    • pp.555-561
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    • 2020
  • TWIK-related two-pore domain K+ channel-2 (TREK-2) has voltage-independent activity and shows additional activation by acidic intracellular pH (pHi) via neutralizing the E332 in the cytoplasmic C terminal (Ct). We reported opposite regulations of TREK-2 by phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2) via the alkaline K330 and triple Arg residues (R355-357); inhibition and activation, respectively. The G334 between them appeared critical because its mutation (G334A) endowed hTREK-2 with tonic activity, similar to the mutation of the inhibitory K330 (K330A). To further elucidate the role of putative bent conformation at G334, we compared the dual mutation forms, K330A/G334A and G334A/R355-7A, showing higher and lower basal activity, respectively. The results suggested that the tonic activity of G334A owes to a dominant influence from R355-7. Since there are additional triple Arg residues (R377-9) distal to R355-7, we also examined the triple mutant (G334A/R355-7A/R377-9A) that showed tonic inhibition same with G334A/R355-7A. Despite the state of tonic inhibition, the activation by acidic pHi was preserved in both G334A/R355-7A and G334A/R355-7A/R377-9A, similar to the R355-7A. Also, the inhibitory effect of ATP could be commonly demonstrated under the activation by acidic pHi in R355-7A, G334A/R355-7A, and G334A/R355-7A/R377-9A. These results suggest that the putative bent conformation at G334 is important to set the tug-of-war between K330 and R355-7 in the PIP2-dependent regulation of TREK-2.