The gene ADH encoding NAD-dependent alcohol dehydrogenase from Bacillus stearothennophilus was cloned and overexpressed as a GST fusion protein at a high level in Escherichia coli. The expressed fusion protein was purified simply by glutathione affinity chromatography. GST fusion protein was then cleaved by thrombin, while soluble enzyme was further purified by glutathione affinity chromatography. The recombinant enzyme had the same elctrophoretic mobility as the native enzyme from Bacillus stearothennophilus. The recombinant enzyme catalyzed the oxidation of a number of alcohols and exhibited high activities towards secondary alcohols. The $K_m\;and\;V_{max}$ values of the recombinant enzyme for ethanol were 5.11 mM and 61.35 U/mg, respectively. Pyridine and imidazole notably inhibited the enzymatic activity. The activity of the recombinant enzyme optimally proceeded at pH 9.0 and $70^{\circ}C$. The midpoint of the temperature-stability curve for the recombinant enzyme was approximately $68^{\circ}C$, and the enzyme was not completely inactivated even at $85^{\circ}C$. The recombinant enzyme showed a high resistance towards denaturing agents (0.05% SDS, 0.1 M urea). Therefore, due to its stability and relatively broad substrate specificity, the recombinant enzyme could be utilized in bio-industrial processes and biosensors.
Photosynthesis uses light energy to drive the oxidation of water at an oxygen-evolving catalytic site within photosystem II (PSII). Chlorophyll binding by the photosystem II subunit S protein, PsbS, was found to be necessary for energy-dependent quenching (qE), the major energy-dependent component of non-photochemical quenching (NPQ) in Arabidopsis thaliana. It is proposed that PsbS acts as a trigger of the conformational change that leads to the establishment of nonphotochemical quenching. However, the exact structure and function of PsbS in PSII are still unknown. Here, we clone and express the recombinant PsbS gene from Arabidopsis thaliana in E. coli and purify the resulting homogeneous protein. We used various biochemical and biophysical techniques to elucidate PsbS structure and function, including circular dichroism (CD), fluorescence, and DSC. The protein shows optimal stability at $4^{\circ}C$ and pH 7.5. The CD spectra of PsbS show that the conformational changes of the protein were strongly dependent on pH conditions. The CD curve for PsbS at pH 10.5 curve had the deepest negative peak and the peak of PsbS at pH 4.5 was the least negative. The fluorescence emission spectrum of the purified PsbS protein was also measured, and the ${\lambda}_{max}$ was found to be at 328 nm. PsbS revealed some structural changes under varying temperature and oxygen gas condition.
본 연구에서는 분리대두단백질에 단백질 가수분해효소를 처리하여 대두단백질에 가수분해적 변성을 야기하여 그 기능성을 변화 고찰하고 실제 식품에의 이용방법으로 효소처리된 두유로 두부를 만들어 물성실험과 관능평가를 실시하였다. 장엽에서 SPI를 제조한 후 15분간 bromelain으로 처리하여 2.7% 가수분해된 MSPI를 만들어 기능특성을 측정 비교하였다. MSPI는 전 pH범위에서 용해도가 증가하였고, 특히 등전점에서 15% 정도 증가하였다. 유화형성력과 기포팽창력은 증가하였으나 이들의 안정성은 감소하였는데, 특히 기포안정성은 알칼리쪽에서 급격히 감소하였고, 등전점에서는 가장 큰 것으로 나타났다. 표준두유와 변형두유를 혼합하여 제조한 두부로 물성실험과 관능평가를 실시하였을 때 압착실험에서는 변형두부I이 연하고 탄력성 있는 두부를 형성하는 것으로 나타났다. 각 두부의 물성모형은 spring 한개와 Maxwell 모형 세개를 가진 7요소모형으로 동일한 물성모형을 나타내었다. 관능평가에서는 표준두유와 변형두유를 3 : 1의 비율로 혼합하여 제조한 두부의 품질이 가장 우수한 것으로 평가되었다.
A fluorometric detection technique for HDL (High Density Lipoprotein) and LDL (Low Density Lipoprotein) was developed for application in a fiber-optic immunosensor using a protein A Langmuir-Blodgget (LB) film. For the fluorescence immunoassay, antibodies specific to HDL or LDL were imobilied on the protein A LB film, and a fluorescence amplification method was developed to overcome their weak fluorescence. The deposition of protein A using the LB technique was monitored using a surface pressure-are $({\pi}-A)$ curve, and the antibody immobilization of the protein A LB film was experimentally verified. The immobilized antibody was used to separate only HDL and LDL from a sample, then the fluorescence of he separated HDL or LDL was amplified. The amount of LDL or HDL was measured using the developed fiber optic fluorescence detection system. The optical properties resulting from the reaction of HDL or LDL with o-phtaldialdehyde, detection range, response time, and stability of the immunoassay were all investigated. The respective detection ranges for HDL and LDL were sufficient to diagnose the risk of coronary heart disease. The amplification step increased the sensitivity, while selective separation using the immobilized antibody led to linearity in the sensor signal. The regeneration of the antibody-immobilized substrate could produce a stable and reproducible immunosensor.
Objective: Interleukin-6 (IL-6) is a T cell-derived B cell stimulating factor which plays an important role in inflammatory diseases. In this study, the pharmacokinetic properties of LMT-28 including physicochemical property, in vitro liver microsomal stability and an in vivo pharmacokinetic study using BALB/c mice were characterized. Methods: LMT-28 has been synthesized and is being developed as a novel therapeutic IL-6 inhibitor. The physicochemical properties and in vitro pharmacokinetic profiles such as liver microsomal stability and Madin-Darby canine kidney (MDCK) cell permeability assay were examined. For in vivo pharmacokinetic studies, pharmacokinetic parameters using BALB/c mice were calculated. Results: The logarithm of the partition coefficient value (LogP; 3.65) and the apparent permeability coefficient values (Papp; 9.7×10-6 cm/s) showed that LMT-28 possesses a moderate-high cell permeability property across MDCK cell monolayers. The plasma protein binding rate of LMT-28 was 92.4% and mostly bound to serum albumin. The metabolic half-life (t1/2) values of LMT-28 were 15.3 min for rat and 21.9 min for human at the concentration 1 μM. The area under the plasma drug concentration-time curve and Cmax after oral administration (5 mg/kg) of LMT-28 were 302±209 h·ng/mL and 137±100 ng/mL, respectively. Conclusion: These data suggest that LMT-28 may have good physicochemical and pharmacokinetic properties and may be a novel oral drug candidate as the first synthetic IL-6 inhibitor to ameliorate mammalian inflammation.
Riboflavin is a water-soluble vitamin, which serves as a precursor to flavin mononucleotide and flavin adenine dinucleotide. This study aimed to develop a simple and rapid liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) analysis for the quantification of riboflavin in the Beagle dog plasma. This method utilized simple protein precipitation with acetonitrile and 13C4, 15N2-riboflavin was used as an internal standard (IS). For chromatographic separation, a hydrophilic interaction liquid chromatography (HILIC) column was used with gradient elution. The mobile phase consisted of 0.1% (v/v) aqueous formic acid with 10 mM ammonium formate and acetonitrile with 0.1% (v/v) formic acid. Since riboflavin is an endogenous compound, 4% bovine serum albumin in phosphate buffered saline was used as a surrogate matrix to prepare the calibration curve. The quantification limit for riboflavin in the Beagle dog plasma was 5 ng/mL. The method was fully validated for its specificity, sensitivity, accuracy and precision, recovery, and stability according to the US FDA guidance. The developed LC-MS/MS method may be useful for the in vivo pharmacokinetic studies of riboflavin.
효소적수식에 따른 정어리 myofibrillar protein의 특성변화를 연구하기 위하여 1/100량의 pepsin으로 $37^{\circ}C$. pH 1.65에서 각각 1, 4, 8, 12, 24시간 부분가수분해시킨 후 단백질의 물리화학적 및 기능적 특성을 검토하였다. 정어리 myofibrillar protein은 pepsin에 의하여 가수분해 1시간까지는 직선적으로 가수분해율이 증가되어 약 30%의 가수분해율을 나타내었고 가수분해 4시간에는 약 40%의 가수분해율을 나타내었으나, 그 이후에는 더 이상 가수분해되지 않아 가수분해 24시간에도 가수분해율은 크게 증가되지 않았다. 전기영동상은 분자량 40,000정도의 굵은 band는 큰 변화를 나타내지 않고 비교적 분자량이 큰 것으로 보이는 상층부의 몇몇 엷은 band와 분자량이 작은 하층부의 band가 가수분해가 진행되면서 소실되었다. 중간부위에 위치하는 몇몇 엷은 band는 가수분해시간이 지나면서 하나로 뭉쳐지는 듯한 경향을 나타내었다. Gel여과 pattern은 두개의 큰 peak와 세개의 작은 peak를 나타내 주고 있는데 가수분해 1시간에 작은 peak는 모두 사라지고 앞쪽의 큰 peak는 가수분해시간이 지남에 따라 점차 작아지고 뒷쪽의 큰 peak는 가수분해시간이 지남에 따라 점차 약간씩 뒤로 밀려가는 경항을 나타내었다. 유화활성과 유화용량은 pepsin 가수분해에 의하여 모두 감소되었으며 특히 유화용량은 가수분해 시간이 경과되면서 현저히 감소되어 가수분해 24시간에는 약 59%로 저하되었다. 유화활성은 가수분해기간중 큰 변화를 나타내지 않아 가수분해 24시간에도 약 94%의 유화활성이 유지되었다. 기포력은 크게 증가되어 가수분해 24시간에는 대조구의 1.9배나 증가되었다. 거품안 정성은 반대로 감소되어 가수분해 8시간에는 약 0.6배로 감소되었으나 그 이후에는 다시 증가되어 가수분해 24시간에는 약 0.8배로 감소율이 둔화되었다. 열응고성은 pepsin수식에 의하여 0.55 내지 0.69배로 감소되었으며 점도는 가수분해시간이 길어지면서 점차 증대되어 가수분해 24시간에는 약 1.36배 증대되었다. 흡수율은 현저히 떨어져 가수분해 1시간에 약 0.32배로 감소되었고 용해도는 현저히 커져 가수분해 1시간에 약 1.46배로 증대되었다. 그러나 그 이후에는 흡수율이나 용해도 모두 더 이상 큰 변화를 나타내지 않았다. 용해도의 pH의존성은, pH 5와 9부근에서 다소 낮은 용해도를 나타내었으며 pepsin수식에 의하여 이러한 경향은 가수분해 초기인 1시간에는 더욱 뚜렸이 나타났다가 가수분해 후기인 24시간에는 크게 둔화되는 양상을 나타내었다.
흰찰쌀보리가루를 이용한 sourdough의 물리 화학적 특성, 발효 양상 및 물성 등의 반죽특성과 이의 제빵성을 조사하였다. L. plantarum과 L. Brevis 및 이의 혼합처리로써 보리가루를 발효시킨 결과 pH, 총당 및 환원당 등은 감소하였고 젖산균수, 산도는 증가하였으며, 젖산균에 따라 환원당을 제외하고 유의적인 차이가 없었다. 보리 sourdough의 젖산균수는 각 처리구 모두 발효 후 증가하였으나 효모는 감소하였고 젖산균에 따라 이화학적 특성에 차이가 있었다. 특히 L. plantarum을 처리한 보리 sourdough는 반죽의 형성시간, 안정도 및 탄성 등에서 물성개량제를 활용한 보리가루 첨가 대조구에 비해 양호하였고 발효진행속도는 느리나 가스발생량, 가스보유율도 가장 높았다. 또한 보리 sourdough 빵의 pH는 발효하지 않은 빵에 비해 낮았고 수분 및 수분 활성도는 증가하였으며, 필연적으로 L. plantarum를 처리한 보리 sourdough빵의 부피, 경도, 탄성, 관능적 특성 등의 제빵특성에 있어서도 물성개량제를 첨가한 보리가루 첨가 대조구에 비해 우수하였고 이는 빵 내부 조직의 protein-starch matrix의 미세구조에서도 확인되었다.
Ubiquitin 폴딩 반응의 초기에 나타나는 transient 폴딩 intermediate 상태의 열역학적인 특성을 연구하였다. 온도와 화학변성제의 농도를 바꾸어주면서 측정한 폴딩 kinetics의 결과로부터 unfolded 상태와 intermediate 상태의 평형상수 및 자유에너지를 quantitative kinetic modeling을 통하여서 구하였으며 또한 온도에 따른 자유에너지의 변화로부터 unfolded 상태에서 intermediate 상태로 전환될 때의 열역학적 함수인 ${\Delta}H,\;{\Delta}S,\;{\Delta}C_p$를 구하였다. Ubiquitin이 unfolded 상태에서 intermediate 상태가 될 때의 ${\Delta}C_p$는 unfolded 상태에서 native 상태로 되는 과정의 ${\Delta}C_p$의 약 80% 정도 되었다. 이것은 intermediate가 native 상태에 가까운 매우 조밀한 구조를 이루고 있는 ensemble state임을 나타낸다. 상온에서의 ${\Delta}H$는 양의 값을 보였다. 이는 ubiquitin의 unfolded 상태에서 소수성 잔기 주위에 위치한 물 분자의 규칙적인 구조가 intermediate 상태가 될 때 와해되기 때문이라고 여겨진다. 이러한 양의 enthalpy는 자유로워진 물 분자에 의한 전체 계의 entropy의 증가에 의하여서 보상되어 unfolded 상태에서intermediate 상태로의 전환은 음의 자유에너지를 갖게 되며 폴딩 반응의 초기에 관찰되는 것으로 여겨진다.
This paper describes first development and validation of pentafluorophenylprophyl ligand-based liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (PFPLC-MS/MS) method to determine metformin, a highly polar compound, in human plasma. Metformin and Phenformin (internal standard) were extracted from human plasma 50 ${\mu}L$ with a single-step protein precipitation. The chromatographic separation was performed using a linear gradient elution of mobile phase involving 5.0 mM ammonium formate solution with 0.1% formic acid (A) and acetonitrile (B) over 3.0 min of run time on a Phenomenex Luna PFP column. The detection was performed using a triple-quadrupole tandem mass spectrometer (Waters Quattro micro) with electrospray ionization in the mode of positive ionization and multiple-reaction monitoring (MRM). The developed method was validated with 5.0 ng/mL of lower limit of quantification (LLOQ). The calibration curve was linear over 5-3000 ng/mL of the concentration range ($R^2$ > 0.99). The specificity, selectivity, carry-over effect, precision, accuracy and stability of the method met the acceptance criteria. The method developed in this study had had rapidness, simplicity and ruggedness. The reliable method was successfully applied to high throughput analysis of real samples for a practical purpose of a pharmacokinetic study.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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