• 제목/요약/키워드: molecular motors

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MEMS for Heterogeneous Integration of Devices and Functionality

  • Fujita, Hiroyuki
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제7권3호
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    • pp.133-139
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    • 2007
  • Future MEMS systems will be composed of larger varieties of devices with very different functionality such as electronics, mechanics, optics and bio-chemistry. Integration technology of heterogeneous devices must be developed. This article first deals with the current development trend of new fabrication technologies; those include self-assembling of parts over a large area, wafer-scale encapsulation by wafer-bonding, nano imprinting, and roll-to-roll printing. In the latter half of the article, the concept towards the heterogeneous integration of devices and functionality into micro/nano systems is described. The key idea is to combine the conventional top-down technologies and the novel bottom-up technologies for building nano systems. A simple example is the carbon nano tube interconnection that is grown in the via-hole of a VLSI chip. In the laboratory level, the position-specific self-assembly of nano parts on a DNA template was demonstrated through hybridization of probe DNA segments attached to the parts. Also, bio molecular motors were incorporated in a micro fluidic system and utilized as a nano actuator for transporting objects in the channel.

영구자석 고속모터의 고조파 분석을 통한 회전자 손실해석 (Calculation of Rotor Loss according to analysis of Harmonics for Permanent Magnet High Speed Motor)

  • 장석명;조한욱;이성호;양현섭;정연호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1042-1044
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    • 2003
  • High speed PM machines are being developed as motor/generators for gas-turbine generator sets in smaller power sizes, and as motors for number of applications including gas compressors, machine tools and turbo molecular pumps. Due to the high peripheral speed of the rotor and the relatively high conductivity of the magnets used, rotor eddy current loss can be substantial. This paper deals with the calculation of rotor eddy-current losse in permanent magnet(PM) high speed motor using the analysis of harmonics.

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인공고관절 생체재료 마멸평가를 위한 시뮬레이터 개발 (Development of Hip Joint Simulator to Evaluate The Wear of Biomaterials Used in Total Hip Joint Replacement)

  • 이권용;윤재웅;전승범;박성길
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 2001년도 제33회 춘계학술대회 개최
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    • pp.265-270
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    • 2001
  • Hip joint simulator which Is an essential device for evaluating the wear of biomaterials (ultrahigh molecular weight polyethylene, Co-Cr alloy, alumina, etc.) used in total hip joint replacement was developed. This hip joint simulator mimics the joint motion and joint loading of human gait by adapting the 4 degree of freedom in kinematic motion (flexing/extension, adduction/abduction, Internal rotation/external rotation) and axial loading, Four stations are operated by 8 servo-motors and harmony drives. Joint leading was imposed by displacement control from a ball screw, LM guide, and spring system. Each kinematic link system operates separately or coupled modes. A heater and a thermocouple were installed for keeping the body temperature in each station.

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Kinesin-I의 kinesin heavy chains과 직접 결합하는 heterotrimeric G protein의 β subunit의 규명 (The β Subunit of Heterotrimeric G Protein Interacts Directly with Kinesin Heavy Chains, Kinesin-I)

  • 석대현
    • 생명과학회지
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    • 제20권8호
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    • pp.1166-1172
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    • 2010
  • Kinesin-I은 4분자의 단백질로 구성되어 있으며, N-말단의 motor 영역과 C-말단영역을 가지는 장쇄(KHC, 또한 KIF5s로도 통용) 2분자와 KIF5s (KIF5A, KIF5B와 KIF5C)의 줄기영역과 결합하는 단쇄(KLC) 2분자로 구성되어 있다. KIF5A의 결합 단백질을 동정하기 위하여 효모 two-hybrid system을 사용하여 특이적으로 결합하는 heterotrimeric G 단백질의 ${\beta}$ 단위체 단백질($G{\beta}$)을 분리하였다. $G{\beta}$은 KIF5A의 808에서 935아미노산 부위와 결합하며, 다른 KIF5들과도 결합함을 효모 two-hybrid assay로 확인하였다. 또한 $G{\beta}$의 WD40 반복 서열은 KIF5A와의 결합에 필수영역임을 확인하였으며, 이러한 단백질간의 결합은 Glutathione S-transferase (GST) pull-down assay를 통하여 확인하였다. 생쥐의 뇌 파쇄액에 KIF5들의 항체로 면역침강을 행하여 heterotrimeric G 단백질을 확인한 결과, KIF5들은 heterotrimeric G 단백질과 특이적으로 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 kinesin-I는 heterotrimeric G 단백질이 포함된 소포를 미세소관을 따라 이동시킴을 시사한다.

KIF5s와 직접 결합하는 액틴 결합 운동단백질 Myo9s의 규명 (Direct Interaction of KIF5s and Actin-Based Transport Motor, Myo9s)

  • 석대현
    • 생명과학회지
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    • 제21권8호
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    • pp.1076-1082
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    • 2011
  • 미세소관(microtubule) 위를 이동하는 키네신은 분비소포를 이동시키는 운동단백질이다. KIF5s (KIF5A, KIF5B and KIF5C)는 세포막으로 싸인 각종 세포 내 소기관과 결합하여 미세소관을 따라 목적지까지 이동시킨다는 결과는 알려져 있지만, 어떻게 상대의 cargo를 인식하는지는 밝혀지지 않았다. 본 연구는 KIF5B의 결합 단백질을 동정하기 위하여 효모 two-hybrid system을 사용하여 KIF5B와 특이적으로 결합하는 Myo9b을 확인하였다. Myo9b는 액틴위를 이동하는 운동단백질로 다른 KIF5s들과도 결합함을 효모 two-hybrid assay로 확인하였다. 또한 Myo9s의 GTPase 활성화 단백질(GAP) 영역은 KIF5B와 결합하는데 필수영역임을 확인하였고, 이러한 단백질간의 결합은 Glutathione S-transferase (GST) pull-down assay를 통하여서도 확인하였다. 생쥐의 뇌 파쇄액에 KIF5B들의 항체로 면역침강을 행하여 Myo9s 단백질을 확인한 결과, KIF5s는 Myo9s 단백질과 특이적으로 함께 침강하였다. 이러한 결과들은 kinesin-I는 액틴 결합 운동단백질과 직접 결합함을 보여준다.

Kinesin-I과 직접 결합하는 STAR RNA 결합 단백질인 SAM68, SLM-1과 SLM-2의 규명 (The STAR RNA Binding Proteins SAM68, SLM-1 and SLM-2 Interact with Kinesin-I)

  • 석대현
    • 생명과학회지
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    • 제21권9호
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    • pp.1226-1233
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    • 2011
  • 키네신은 신경세포에서 미세소관 위를 따라 소포들을 운반하는 분자 motor 단백질로 4개의 단백질로 구성되어있다. 신경세포내에서 발현하는 KIF5C가 세포 내에서 어떤 특정소포를 이동시키는가는 신경세포성장에서 중요문제이다. 이에 본연구는 KIF5C와 결합하는 단백질을 동정하기 위하여 효모 two-hybrid 방법을 사용하여 KIF5C와 특이적으로 결합하는 $\underline{S}$am68-$\underline{l}$ike $\underline{m}$ammalian protein 2 (SLM-2)을 확인하였다. $\underline{S}$ignal $\underline{T}$ransducers and $\underline{A}$ctivators of $\underline{R}$NA (STAR) family의 한 종류이며 RNA processing에 관여하는 RNA 결합단백질인 SLM-2는 KIF5s의 C-말단과 결합하며, 또한 SLM-2의 C-말단은 KIF5s와 결합하는데 필수영역이였다. 이러한 단백질간의 결합은 Glutathione S-transferase (GST) pull-down assay를 통하여 SAM68, SLM-1, SLM-2은 특이적으로 Kinesin-I과 결합함을 확인하였으며, SAM68의 항체로 면역침강한 결과 KIF5s와 mRNA는 같이 침강하였다. 신경 세포의 말단에는 돌기형성에 필요한 단백질들의 주형인 mRNA가 다수 존재하며, 이러한 mRNA는 세포의 중앙에서 세포의 말단쪽으로 이동하여야 하는데, 이번 연구 결과는 Kinesin-I이 특이적으로 mRNA을 운반할 것으로 예상된다.

Glutamate-rich 4와 kinesin superfamily protein 5A와의 결합 (Glutamate-rich 4 Binds to Kinesin Superfamily Protein 5A)

  • 표세영;정영주;박성우;서미경;이원희;엄상화;김상진;김무성;이정구;석대현
    • 생명과학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.1-7
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    • 2023
  • 세포내 운반체는 kinesin과 dynein과 같은 미세소관 분자 모터단백질에 의하여 운반된다. Kinesin은 분자 모터단백질의 큰 그룹을 형성하며, kinesin-1은 미세소관 위를 정방향으로 세포내 소기관, 단백질 복합체, 그리고 mRNAs을 운반한다. Kinesin-1은 kinesin superfamily protein (KIF) 5A, 5B, 그리고 5C (또 다른 명칭으로 kinesin장쇄) 그리고 kinesin 단쇄로 구성되어져 있다. Kinesin-1은 KIF5s의 carboxyl (C)-말단 부위를 통하여 다양한 단백질과 결합한다는 사실은 알려져 있지만, 결합단백질에 대하여서는 아직 충분히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 KIF5A의 C-말단 특정영역과 결합하는 단백질을 효모 two-hybrid system을 사용하여 탐색한 결과, Glutamate-rich 4 (ERICH4)를 분리하였다. ERICH4는 KIF5A의 C-말단 특정영역과 결합하지만, KIF5B와 KIF3A (kinesin-2의 모터단백질)와는 결합하지 않았다. 그리고 KIF5A는 ERICH4의 다른 isoform인 ERICH1과는 결합하지 않았다. 또한 KIF5A은 GST-ERICH4, GST-ERICH4-amino (N)-말단과는 결합하지만 GST-ERICH4-C말단과 GST와는 결합하지 않았다. HEK-293T 세포에 ERICH4와 KIF5A을 발현시켰을 때 ERICH4와 KIF5A는 세포 내의 같은 부위에서 발현하며, ERICH4을 면역침강한 결과 KIF5A와 KLC은 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 ERICH4는 kinesin-1이 운반하는 수송체와 KIF5A와의 결합에 매개단백질로의 역할의 가능성을 시사한다.

Kinesin superfamily KIF21A와 직접 결합하는 Pcp-2의 규명 (Pcp-2 Interacts Directly with Kinesin Superfamily KIF21A Protein)

  • 박혜영;김상진;예성수;장원희;이상경;박영홍;정용욱;문일수;김무성;석대현
    • 생명과학회지
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    • 제18권8호
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    • pp.1059-1065
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    • 2008
  • KIF21A는 kinesin superfamily에 속하는 분자 motor로서 미세소관을 따라서 분비소포를 운반한다. 최근의 연구결과 KIF21A 유전자 일부의 missense 돌연변이에 의하여 congenital fibrosis of the extraocular muscles (CFEOM) 1의 유발됨이 밝혀졌다. CFEOM1은 KIF21A의 돌연변이로 인하여 분화 발생과정에 occulo-motor신경과 neuromuscular junction 형성에 필요한 단백질을 이동시키지 못함으로써 유발된다. 본 연구에서는 효모 two-hybrid system을 사용하여 KIF21A의 WD-40 repeat domain과 결합하는 분자량이 작은 Purkinje cell protein-1 (Pcp-2), 또는 L7으로도 알려진 단백질을 분리하였다. Pcp-2는 효모 two-hybrid assay에서 KIF21A와 KIF21B의 WD-40 영역과는 결합하지만 다른 종류의 KIFs와는 결합하지 않았다. 또한 단백질간의 특이적 결합을 pull-down assay로 확인하였으며, 생쥐의 뇌 파쇄액에 Pcp-2 항체로 면역침강을 행하여 KIF21A를 확인한 결과 Pcp-2와 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 KIF21A는 Pcp-2와 결합하며, 또한 Pcp-2는 KIF21A의 adaptor 단백질로서 세포 내 KIF21A의 수송에서 매개 단백질로 작용함을 시사한다.

Kinesin superfamily-associated protein 3 (KAP3)를 통한 HS-1-associated protein X-1 (HAX-1)과 Kinesin-II의 결합 (Kinesin Superfamily-associated Protein 3 (KAP3) Mediates the Interaction between Kinesin-II Motor Subunits and HS-1-associated Protein X-1 (HAX-1) through Direct Binding)

  • 장원희;석대현
    • 생명과학회지
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    • 제23권8호
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    • pp.978-983
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    • 2013
  • Kinesin-II는 다양한 운반체들을 미세소관을 따라 운반하는 motor 단백질의 하나이다. Kinesin-II는 두 개의 motor 단백질 KIF3A와 KIF3B, 그리고 motor 단백질의 말단에 결합하는 kinesin superfamily-associated protein 3 (KAP3)로 구성되어 있다. KAP3는 Kinesin-II의 기능에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으나 명확한 기능은 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구에서 KAP3와 결합하는 단백질을 분리하기 위하여 효모 two-hybrid system을 사용하여 탐색한 결과 HS-1-associated protein X-1 (HAX-1)을 분리하였다. KAP3은 HAX-1의 C-말단 부위와 결합하며, HAX-1은 KAP3의 C-말단부위와 결합함을 효모 two-hybrid assay로 확인하였다. 그러나, HAX-1는 KIF3A, KIF3B, KIF5B, 그리고 kinesin light chain (KLC)과는 결합하지 않았다. KAP3와 HAX-1의 단백질 결합은 glutathione S-transferase (GST) pull-down assay와 공동면역침강으로 추가 확인하였다. 생쥐의 뇌 파쇄액을 HAX-1 항체와 KIF3A 항체로 면역침강을 행한 결과 Kinesin-II의 구성단백질인 KIF3B와 KAP3가 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 KAP3가 Kinesin-II와 HAX-1의 결합을 매개한다는 것을 시사한다.

JSAP1과 Kinesin Light Chain 1의 결합 및 결합부위 규명 (JSAP1 Interacts with Kinesin Light Chain 1 through Conserved Binding Segments)

  • 김진상;이철희;박혜영;예성수;장원희;이상경;박영홍;차옥수;문일수;석대현
    • 생명과학회지
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    • 제17권7호통권87호
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    • pp.889-895
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    • 2007
  • KIF5는 2분자의 kinesin heavy chain (KHC)과 2분자의 kinesin light cham (KLC)으로 구성되며 미세소관과 직접 결합한다. KIF5는 여러가지 세포 내 소기관을 이동시키나 KIF5가 이동시키는 운반체가 어떻게 특이적으로 결합하는지는 아직 밝혀지지 못하였다. 본 연구에서 효모 two-hybrid system을 사용하여 KLC1의 tetratricopeptide repeats (TRP) 부위와 결합하는 세포 내의 단백질을 분리하였다. 결과 KLC1와 특이적으로 결합하는JNK/stress-activated protein kinase-associated protein 1 (JSAP1/JIP3)을 분리하였다. 이러한 결합은 KLC1의 TRP1, 2 영역과 JSAP1의 leucine zipper 영역이 결합에 관여하며, 또한 효모 two-hybrid assay에서 JSAP1은 KLC2와 결합하지만 신경세포에서 발현하는 KIF5A, KIF5C 그리고 모든 세포에서 발현하는 KIF5B와는 결합하지 않았다. 단백질간의 결합을 pull-down assay로 확인한 결과 KLC1은 glutathione S-transferase (GST)와는 결합하지 않으나 GST결한 JSAP1과는 결합하였다. 또한 생쥐의 뇌 파쇄 액으로부터 JSAP1 항체로 면역침강을 행한 결과 KLC1은 JSAP1과 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 KLC1은 JSAP1과 결합하며, JSAP1은 KLC1의 수용체로세포 내 KIF5의 수송의 매개 단백질로 작용함을 시사한다.