• Macromolecular Research
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• 제12권1호
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• pp.46-52
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• 2004

In a continuation of our previous studies on blood compatibility profiles of anion-substituted poly(vinyl alcohol) (PVA) membranes, in which hydroxyl groups have been replaced with carboxymethyl (C-PVA) and sulfonyl groups (S-PVA), we have studied the activation of complement components and the changes in white cell and platelet count in vitro and compared them with those of unmodified PVA, Cuprophane, and low-density polyethylene. Complement activation of fluid phase components, C3a, Bb, iC3b, and SC5b-9, and of bound phases, C3c, C3d, and SC5b-9, were assessed by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and immunoblot, respectively. The changes in the number of white cells and platelets following complement activation were counted using a Coulter counter. C-PVA and S-PVA activated C3 to a lesser extent than did PVA, which we attribute to the diminished level of surface nucleophiles of the samples. In addition, C- and S-PVA exhibit increased inhibition of Bb production, resulting in a decrease in the extent of C5 activation. Consequently, because of the reduced activation of C3 and C5, C- and S-PVA samples cause marked decreases in the SC5b-9 levels in plasma. We also found that the negatively charged sulfonate and carboxylate groups of the samples cause a greater extent of adsorbtion of the positively charged anaphylatoxins, C3a and C5a, because of strong electrostatic attraction, which in turn provides an inhibition of chemotaxis and activation of leukocytes. The ability to inhibit complement production, together with the binding ability of anaphylatoxins of the C- and S-PVA samples, leads to a prominent decrease in lysis of leukocytes as well as activation of platelets.

• 한국자기공명학회:학술대회논문집
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• 한국자기공명학회 2002년도 International Symposium on Magnetic Resonance
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• pp.90-90
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• 2002

Syndecans, transmembrane heparan sulfate proteoglycans, are coreceptors with integrin in cell adhesion process. It forms a ternary signaling complex with protein kinase C and phosphatidylinositol 4,5 bisphosphate (PIP2) for integrin signaling. NMR data indicates that cytoplasmic domain of syndecan-4 (4L) undergoes a conformational transition in the presence of PIP2, forming oligomeric conformation. The structure based on NMR data demonstrated that syndecan-4L itself forms a compact intertwined symmetric dimer with an unusual clamp shape for residues Leu$^{186}$ -Ala$^{195}$ . The molecular surface of the syndecan-4L dimer is highly positively charged. In addition, no inter-subunit NOEs in membrane proximal amino acid resides (Cl region) has been observed, demonstrating that the Cl region is mostly unstructured in syndecan-4L dimmer. However, the complex structure in the presence of PIP2 induced a high order multimeric conformation in solution. In addition, phosphorylation of cytoplasmic domain induces conformational change of syndecan-4, resulting inhibition of PKC signaling. The NMR structural data strongly suggest that PIP2 promotes oligomerization of syndecan-4 cytoplasmic domain for PKC activation and further induces structural reorganization of syndecan for mediating signaling network in cell adhesion procedure.

• 분석과학
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• 제9권3호
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• pp.270-278
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• 1996

5, 10, 15, 20-tetraphenyl(porphyrinato)manganase(III) chloride(Mn(TPP)Cl)를 감응성 물질로 사용하는 염화이온 선택성 전극의 감응 메카니즘을 동일한 막 조성을 갖는 optode의 가시광선 스펙트럼 변화를 관찰하여 연구하였다. 고분자막 내에서 망간포르피린의 리간드인 염화이온은 물분자와 치환되며, 시료 용액의 할로겐족 음이온들은 고분자막으로 들어와 망간포르피린에 치환된 물분자 리간드를 다시 치환함으로써, 그리고 살리실산과 같은 지용성 음이온들은 포르피린 주변의 염화이온들과 이온 교환을 함으로써 감응전위를 발생하는 것으로 보인다. 또한 각 음이온들에 대한 선택성을 결정하는 중요한 요소는 망간포르피린-음이온 리간드의 결합상수와 음이온의 수화엔탈피의 균형에 의하여 결정되는 것임을 확인할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제25권5호
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• pp.422-430
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• 2015

본 연구에서는 silicalite-1 제올라이트 분리막 합성 시에 종결정 코팅용액 pH 변화가 제올라이트 분리층 미세구조에 미치는 영항을 고찰하였다. 75 nm 크기로 합성된 종결정은 에탄올에 분산된 후 침지코팅법으로 지지체 표면에 코팅되었으며 분산용액의 pH는 2.2, 7.0, 9.3으로 조절되었다. pH가 7인 경우, 균일하고 두께가 $3{\sim}4{\mu}m$인 silicalite-1 제올라이트 분리층이 형성되었고 분리층 결정입 크기는 100 nm로 미세하였다. 반면, pH가 2.2와 9.3인 경우, 분리층 두께가 얇고 불완전하였으며 분리층 결정입 크기도 약 $1{\mu}m$로 조대하였다. pH 7에서 완전한 제올라이트 분리층이 형성된 것은 침지코팅 중에 지지체와 종결정이 서로 다른 부호의 전하를 가져 정전기적 인력이 작용하여 균일하고 조밀하며 두껍고 다층의 종결정 코팅층이 형성되었기 때문이었다. 반면에 pH가 2.2와 9.3인 경우, 침지코팅 중에 지지체와 종결정이 서로 같은 부호의 전하를 가져 정전기적 반발력이 작용하기 때문에 불완전한 덮힘에 의하여 불완전한 분리층이 형성된다고 판단되었다. 결론적으로, 종결정 코팅용액의 pH가 silicalite-1 제올라이트 분리층의 두께, 결정립 크기 등 미세구조를 결정하는 중요한 인자임을 확인할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제30권5호
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• pp.307-318
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• 2020

기존의 바나듐 레독스 흐름전지(vanadium redox flow battery, VRFB)에서 사용하고 있는 과불소계이오노머인 나피온(Nafion)은 전해질에 존재하는 바나듐 이온의 투과도가 높아, 바나듐 이온이 분리막을 투과하여 반대쪽 전해질로 교차 이동하는 문제를 갖고 있다. VRFB에서 바나듐 이온의 투과는 서로 다른 산화수를 갖는 바나듐 이온이 부반응을 일으켜 충전, 방전 용량의 감소를 야기하고, 장기적인 성능 감소를 일으키는 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 SiO₂에 3-aminopropyl group이 도입된 나노입자(fS)를 Nafion에 분산시켜 바나듐 이온의 투과를 감소시키고, VRFB의 장기적인 성능의 향상을 도모하고자 하였다. SiO₂에 붙어 있는 아민기(-NH₂)가 Nafion의 술폰산 음이온(SO₃^-)과 이온결합을 형성함과 동시에, 암모늄 양이온(-NH₃⁺)의 양전하가 바나듐 이온에 대해 Gibbs-Donnan 효과를 나타내어 낼 것이라고 기대하였다. fS를 섞은 Nafion 용액의 pH와 Nafion-fS 막의 IEC 측정을 통해 암모늄 양이온과 술폰산 음이온의 이온결합이 존재하는 것을 확인하였고, fS의 양이 많아질수록 바나듐 이온의 투과도가 감소하는 것을 확인하였다. VRFB 단위 전지에 제조한 복합막을 도입하였을 때, 150 mA/㎠의 전류밀도에서 충방전 사이클을 200회 반복 진행하여도 방전용량을 최대 80%까지 유지할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제16권1호
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• pp.37-43
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• 2006

간극결합은 이웃하는 두 세포 사이에 형성된 이온채널이며 또한 단일세포막에서도 작용한다. 간극결합채널을 형성하는 아미노 말단의 10번째 아미노산 잔기 부위까지가 개폐극성(gating polarity)과 전류-전압관계에 영향을 미친다. 정상적인 Cx32 채널은 음성의 개폐극성과 내향적인 정류현상을 보이는 반면, 음성전하를 띠는 aspartate로 치환된 T8D 채널은 반대의 개폐극성과 직선의 정류현상을 보인다. 이러한 개폐극성과 정류현상의 변화가 전하 자체에 의한 것인지 아니면 아미노 말단의 구조적인 변화에 의한 것인지는 아직 불명확하다. 이러한 문제점을 규명하기 위하여 아미노 말단의 8번째 아미노산 잔기를 cysteine기로 치환시킨 T8C 채널을 만들어 substituted-cysteine accessibility method (SCAM) 방법으로 이 채널의 생물리학적 특성을 조사하고자 하였다. T8C 채널은 정상적인 Cx32 채널처럼 음성의 개폐극성과 내향적인 정류현상을 보였으며, cysteine기로 치환이 정상적인 Cx32 채널의 원래 구조를 변화시키지 않았다는 것을 의미한다. 본 연구에서는 이런 전하효과를 규명하기 위하여 음성 전하를 갖는 MTSES-와 양성전하를 갖는 MTSET+를 사용하였다. MTSES-를 처리하면 T8C 채널은 T8D 채널의 특성처럼 양성의 개폐극성과 직선의 정류현상을 보였다. 그러나 양성전하를 갖는 MTSET+를 처리한 경우에는 T8C 채널은 본래의 특성을 그대로 유지하였다. 작은 분자의 MTS에 의해서 부여된 전하가 아미노 말단의 구조적인 변화를 초래하지는 않을 것으로 생각된다. 따라서 반대의 전하를 띠는 MTSES-와 MTSET+가 서로 상반대는 영향을 미치는 것으로 보아 본 연구에서 관찰된 개폐극성과 전류-전압의 변화는 아미노말단의 구조적인 변화라기보다는 MTS에 의해서 부여된 전하 자체에 기인한다고 할 수 있다. 또한 MTS가 아미노말단의 8번째 부위에 접근하여 반응을 일으킬 수 있다는 결과는 간극결합채널의 아미노말단이 채널의 통로(pore)를 형성한다는 가설을 뒷받침한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권2호
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• pp.60-66
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• 2005

삼투압보다 높은 외부압력을 역으로 걸어주면 용매는 용질 농도가 낮은 용액쪽으로 이동하게 되는데 이 현상을 역삼투라고 한다. 역삼투 원리를 이용하여 40-70 기압의 압력구배를 구동력으로 해서 해양심층수의 담수화 적용성을 검토 조사하였다. 역삼투막의 성능에 영향을 미치는 유량과 염제거율에 관한 온도와 압력등 여러 인자들에 관하여 고찰하였다. 온도는 역삼투압 분리막의 유량에 비례하는 반면, 염제거율에 반비례하는 관계를 보이고 있다. 압력은 분리막의 유량과 염제거율에 비례하는 관계를 보였다. $Mg^{2+},\;Ca^{+2},\;Na^+,\;K^+$ 등과 같은 해수의 주성분 미네랄에 대한 역삼투 분리막의 분리특성은 해수와 같은 강전해질 용액에서 전하량이 큰 $Mg^{2+}$와 $Ca^{2+}$의 염제거율은 99% 이상으로 온도에 비례하는 관계를 보였다. 전하량이 적은 $Na^+$의 염제거율은 98%-99.5%로 2가 이온의 염제거율보다는 낮고, 전하량이 작은 $K^+$ 이온보다는 크게 나타났다. 약산이나 상온에서 기체상태나 유리상태로 존재하는 보론의 배제율은 역삼투 분리 막에서 상당히 낮게 나타나고 대부분 우리나라 먹는물의 수질 기준치를 상회한다. 그러나 보론의 배제율은 온도에 반비례하고 압력에 비례하는 관계를 이용하여 수온 $5^{\circ}C$, 압력 $70kgf/cm^2$의 운전조건에서 생산된 생산수의 보론 농도는 우리나라의 먹는물 수질 기준을 만족한다.

• BMB Reports
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• 제53권5호
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• pp.260-265
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• 2020

Scorpion venom comprises a cocktail of toxins that have proven to be useful molecular tools for studying the pharmacological properties of membrane ion channels. HelaTx1, a short peptide neurotoxin isolated recently from the venom of the scorpion Heterometrus laoticus, is a 25 amino acid peptide with two disulfide bonds that shares low sequence homology with other scorpion toxins. HelaTx1 effectively decreases the amplitude of the K⁺ currents of voltage-gated Kv1.1 and Kv1.6 channels expressed in Xenopus oocytes, and was identified as the first toxin member of the κ-KTx5 subfamily, based on a sequence comparison and phylogenetic analysis. In the present study, we report the NMR solution structure of HelaTx1, and the major interaction points for its binding to voltage-gated Kv1.1 channels. The NMR results indicate that HelaTx1 adopts a helix-loop-helix fold linked by two disulfide bonds without any β-sheets, resembling the molecular folding of other cysteine-stabilized helix-loop-helix (Cs α/α) scorpion toxins such as κ-hefutoxin, HeTx, and OmTx, as well as conotoxin pl14a. A series of alanine-scanning analogs revealed a broad surface on the toxin molecule largely comprising positively-charged residues that is crucial for interaction with voltage-gated Kv1.1 channels. Interestingly, the functional dyad, a key molecular determinant for activity against voltage-gated potassium channels in other toxins, is not present in HelaTx1.

• Genomics & Informatics
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• 제2권3호
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• pp.121-125
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• 2004

The purpose of this study was to investigate the use of decision tree for the classification of antimicrobial peptides. The classification was based on the activities of known antimicrobial peptides against common microbes including Escherichia coli and Staphylococcus aureus. A feature selection was employed to select an effective subset of features from available attribute sets. Sequential applications of decision tree with 17 nodes with 9 leaves and 13 nodes with 7 leaves provided the classification rates of $76.74\%$ and $74.66\%$ against E. coli and S. aureus, respectively. Angle subtended by positively charged face and the positive charge commonly gave higher accuracies in both E. coli and S. aureusdatasets. In this study, we describe a successful application of decision tree that provides the understanding of the effects of physicochemical characteristics of peptides on bacterial membrane.

• 한국생물물리학회:학술대회논문집
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• 한국생물물리학회 2003년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.68-68
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• 2003

HP(2-20) (AKKVFKRLEKLEKLFSKIQNDK) derived from the N-terminus of Helicobacter pylori Ribosomal Protein L1 shows potent antimicrobial activity against bacterial, fungi and cancer cells without cytotoxic effect. In order to investigate the relationships between antimicrobial activity and the structures, several analogues have been designed and synthesized. The structures of these peptides in SDS micelles have been investigated using NMR spectroscopy and they revealed that analogue 3 has the longest, well-defined alpha-helix from Val5 to Trp19. NOESY experiments performed on HP and its analogues in nondeuterated SDS micelles show that protons in the indole ring of Trp16 are in close contact with methylene protons of SDS micelles. In order to probe the position of HP and its analogues relative to the SDS micelles, spin-labeled stearate was added. Large effects are observed for the chemical shifts and the intensities of Phe5, Glu9, Phe12, and Trp16 within the helix region by 16-doxylstearate. This result implies that 16-doxylstearate is located in the center of the micelles and the hydrophobic phase of the amphiphilic ${\alpha}$-helix is located in contact with the acyl chains of the micelles. Also, Lys3 and Lys4 at N-terminus and Lys20 at C-terminus may produce an optimal arrangement for electrostatic interactions between the sulfate head groups of the SDS and the positively charged lysyl N$\sub$3/$\^$+/. Interactions between the indole ring of Trp and the membrane, as well as the amphiphilic ${\alpha}$-helical structure of HP induced by Trp at the C-terminus may allow HP to span the lipid bilayer. These structural features are crucial for their potent antibiotic activities.