• 센서학회지
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• 제14권2호
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• pp.96-100
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• 2005

The planar Schottky diodes were fabricated and modeled to probe the device applicability of the cracked GaN epitaxial layer on a (111) silicon substrate. On the unintentionally n-doped GaN grown on silicon, we deposited Ti/Al/Ni/Au as the ohmic metal and Pt as the Schottky metal. The ohmic contact achieved a minimum contact resistivity of $5.51{\times}10.5{\Omega}{\cdot}cm^{2}$ after annealing in an $N_{2}$ ambient at $700^{\circ}C$ for 30 sec. The fabricated Schottky diode exhibited the barrier height of 0.7 eV and the ideality factor was 2.4, which are significantly lower than those parameters of crack free one. But in photoresponse measurement, the diode showed the peak responsivity of 0.097 A/W at 300 nm, the cutoff at 360 nm, and UV/visible rejection ratio of about $10^{2}$. The SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) simulation with a proposed model, which was composed with one Pt/GaN diode and three parasitic diodes, showed good agreement with the experiment.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권1호
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• pp.65-74
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• 2021

Serine proteases are the most versatile proteolytic enzymes with tremendous applications in various industrial processes. This study was designed to investigate the biochemical properties, critical residues, and the catalytic potential of alkaline serine protease using in-silico approaches. The primary sequence was analyzed using ProtParam, SignalP, and Phyre2 tools to investigate biochemical properties, signal peptide, and secondary structure, respectively. The three-dimensional structure of the enzyme was modeled using the MODELLER program present in Discovery Studio followed by Molecular Dynamics simulation using GROMACS 5.0.7 package with CHARMM36m force field. The proteolytic potential was measured by performing docking with casein- and keratin-enriched residues, while the effect of the inhibitor was studied using phenylmethylsulfonyl fluoride, (PMSF) applying GOLDv5.2.2. Molecular weight, instability index, aliphatic index, and isoelectric point for serine protease were 39.53 kDa, 27.79, 82.20 and 8.91, respectively. The best model was selected based on the lowest MOLPDF score (1382.82) and DOPE score (-29984.07). The analysis using ProSA-web revealed a Z-score of -9.7, whereas 88.86% of the residues occupied the most favored region in the Ramachandran plot. Ser327, Asp138, Asn261, and Thr326 were found as critical residues involved in ligand binding and execution of biocatalysis. Our findings suggest that bioengineering of these critical residues may enhance the catalytic potential of this enzyme.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.65-75
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• 2009

반도체 생산공정은 다양한 장비들이 복잡하게 서로 연관된 일련의 작업들로 구성되어 있다. 이들 장비들은 공학적 또는 환경적 요인들을 고려하여 직렬 또는 병렬의 혼합구조로 배치되어 있다. 따라서 많은 비용이 발생하고, 동시에 고려해야할 사항이 복잡하므로 한 번 설치되면 레이아웃 변경이 거의 불가능한 실정이다. 따라서 생산량의 변동이나 신제품의 개발과 같은 상황에서 새로운 설비의 투자나 레이아웃의 변경은 매우 신중하게 결정되어야 한다. 본 논문은 반도체의 부품을 생산하는 공장에 대해 시뮬레이션을 적용한 사례연구다. 시뮬레이션 모델은 $QUEST^{(R)}$라는 도구를 이용하여 개발되었으며, 시뮬레이션을 통하여 생산환경의 변화에 대응하는 다양한 전략을 검토하였다. 또한 본 연구에서는 결정인자가 다수인 대안에서 최적안을 도출해 내기 위하여 AHP 기법을 사용하였다.

• KSBB Journal
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• 제11권2호
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• pp.151-158
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• 1996

섬유소는 효소에 의한 가수분해에 의하여 유용한 화학물질이냐 연료 등으로 전환될 수 있다. 그러나 효소가 온도나 전단응력에 의해 쉽게 비활성화 되고 생성물인 당에 의한 억제 효과가 심각하기 때문에 효과적인 당화공정이 이루어지지 못하는 실정이다. 본 실험에서는 섬유소 가수분해에서의 두 효소, 즉 셀룰라아제 와 ${\beta}$-glucosidase의 통력학적 특정틀 을 이해하고, 생성물 억제영향 빛 효소의 비활성화 를 관찰하여, 섬유소의 고농도 당화 공정에 적용가 능한 통력학적 이론을 규명하고자 하였다. 셀룰라아제 벚 ${\beta}$-glucosidase는 다양한 통력학적 특정들을 보였으며, 반응기내에 5gN 의 포도당이 존재하여도 $\beta$glucosidase의 역가가 70% 이상 감소하는 것으로 나타나, 포도탕에 의한 ${\beta}$-glucosi­d dase의 억 제 영향이 가장 심각한 것으로 나타났다. 또한 셀로바이오스의 농도가 109/p 일때 역시 셀롤 라야제의 역가가 약 70% 감소하였다. ${\beta}$-glucosi dase의 경우 셀룰라아제와 비교하여 약 1.6배 정도 비활성화에 더 민강한 것으로 밝혀졌다. 당화 공정 모사 결과는 대체척으로 신뢰할 수 있는 범위의 결 과를 얻었으며, 가수분해가 진행되는동안 실험결과 와 모사에 의한 계산값은 잘 일치하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1869-1879
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• 2000

혐기성 소화공정 중 생성되는 주요 중간대사산물인 프로피온산의 분해대사에 대한 연구중 에탄올과의 산화 환원 반응인 coupling 반응으로써 혐기성 소화공정에서 프로피온산 축적을 저감시킬 수 있는 연구를 수행하였다. 따라서, 본 연구는 혐기성 공정에서 프로피온산의 전환에 따른 동력학적 반응과 에탄올과의 상호 반응에 따른 특정기질 선호영향을 모델에 적용하여 살펴보았다. 본 연구는 4단계의 실험으로 수행되었다. 1, 2, 3단계는 각기 다른 기질에 순화된 미생물들을 이용하여 프로피온산 1 g COD/L와 에탄올의 농도를 각각 0, 100, 200, 400과 1,000 mg/L로 주입하여 프로피온산과 에탄올의 혐기성 분해과정을 비교 연구하였으며, 4단계에서는 Glu-MCR과 HPr-MCR의 순화미생물의 혼합비를 조절하여 프로피온산 1 g COD/L를 주입하였을 때의 혐기성 분해를 연구하였다. 본 연구에서는 수정된 경쟁적 모델을 이용하여 특정기질 선호현상을 규명하였고, 에탄올 농도의 증가에 따라 아세트산 형성반응의 $K_{s2}$값의 증가와 메탄화 과정에서의 아세트산 생성 및 분해과정에 해당되는 $K_3$값이 일부 증가하는 결과를 얻을 수 있었다. 또한 순화미생물들에 따라 프로피온산과 에탄올의 분해에 미치는 영향이 다른 결과를 얻을 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제23권1호
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• pp.44-47
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• 2008

Streptomyces peucetius가 생산하는 anthracycline 계열의 doxorubicin은 치료목적으로 사용되는 중요한 항암제 중 하나이다. Doxorubicin은 rhodomycin D에서부터 몇 단계의 생합성 과정을 더 거쳐 생산되는데, 생물학적 활성을 갖기 위해서는 deoxy-sugar의 전이가 반드시 일어나야 한다. 본 논문에서는 이종균주인 Streptomyces venezuelae에 11개의 유전자를 형질 전환하여 TDP-L-daunosamine를 생산하고 이것을 ${\varepsilon}$-rhodomycinone에 전이하여 rhodomycin D를 생산하는 연구를 수행하였다. S. peucetius 유래의 7개 유전자 dnmU, T, J, V, Z, Q, S.를 당 합성 및 전이를 위해 plasmid 형태로 전이하였으며, S. venezuelae의 desIII, IV와 doxorubicin 내성 유전자인 drrA, B는 chromosomal DNA에 삽입하였다. Aglycone 기질인 ${\varepsilon}$-rhodomycinone을 확보하기 위하여 6L의 고체 배지에 S. peucetius를 배양하여 유기용매로 추출하고 preparative HPLC로 분리 정제하였다. 결과적으로 이종균주인 S. venezuelae에서 ${\varepsilon}$-rhodomycinone에 당 전이가 일어난 생산물을 확인함으로써 deoxy-sugar의 생합성 및 전이에 필요한 최소한의 유전적 정보를 확인할 수 있었다. 또한, 유사서열 단백질 모델링을 통하여, 최초로 당 전이 반응에 필수적인 도움효소 DnrQ의 구조를 예측하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권2호
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• pp.134-142
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• 2016

기후변화에 의한 온도 상승 및 강수량 변화는 수량 및 수질을 포함한 수환경의 변화로 이어져 결과적으로 수생생물의 서식지에 영향을 미친다. 이와 같은 서식지 변화는 생물종의 서식적합도 변화로 이어지고, 서식적합도에 의해 종분포가 결정된다. 따라서 기후변화에 의한 담수 어류의 서식적합성 변화를 예측하기 위하여 기존의 서식적합성 모형을 비교 및 분석하였다. 서식적합성 모형은 PHABSIM, CCHE2D, CASiMiR, RHABSIM, RHYHABSIM, River2D과 같은 서식지-수리 모형과 CLIMEX와 같은 서식지-생리 모형으로 구분하여 조사하였다. 서식지-수리 모형들은 수리학적 인자 (유속, 수심, 기질)를 이용하여 서식적합도를 예측하기 때문에, 수온을 포함한 수질의 영향을 평가할 수 없다. 반면, CLIMEX는 기후 인자에 대한 생물의 생리학적 반응을 평가하기 때문에, 물리적 서식지 (수리학적 인자)의 영향을 평가할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 서식지-수리 모형인 PHABSIM과 서식지-생리 모형인 CLIMEX의 구동 원리를 융합하여 기존의 모형들보다 다양한 환경 인자에 대한 영향을 예측할 수 있는 새로운 모형인 생태학적 서식적합성 모형 (EHSM)의 개념을 제안하였다. 이 모형은 기후변화에 의한 어류의 서식적합도 변화를 더욱 정확하게 예측할 수 있을 것으로 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제10권2호
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• pp.125-131
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• 2001

순환식 펄라이트 재배에서 오이의 양액흡수는 일사량 변화와 관계없이 단위일사량당 흡수량이 80~100 mg.MJ$^{-1}$까지 증가 후 일정하게 유지되어 양액흡수 지표는 전체 양액흡수량보다 단위일사량당 양액흡수량이 더 적합하였다. NO￣$_3$-N의 흡수량은 초기에 3 mg.MJ$^{-1}$에서 후기 16 mg.MJ$^{-1}$로 상승하였고 Ca는 초기에 3mg.MJ$^{-1}$에서 후기에 14 mg.MJ$^{-11}$ 로, Mg는 초기에 1 mg.MJ$^{-1}$에서 후기에 5 mg.MJ$^{-1}$로 증가되었으나, 정식 후 62일 이후의 증가세로 둔화되었다. K는 초기에 5.0 mg.MJ$^{-1}$에서 후기 18 mg.MJ$^{-1}$로 증가되었으나 지속적인 증가를 보여주지 못하였는데 이것은 오이의 하엽 제거로 인한 결과로 생각되어진다. 그러나 P는 초기에 0.5 mg.MJ$^{-1}$에서 후기의 3.2mg.MJ$^{-1}$로 지속적으로 증가되었다. S는 초기에 0.5 mg.MJ$^{-1}$에서 증가에 6.5 mg.MJ$^{-1}$까지 증가되다가 후기에 2.7 mg.MJ$^{-1}$로 감소되었다. 오이의 각각의 무기이온 흡수량과 가장 상관이 높았던 요소는 정식일수와 엽면적이었으나 이 두 요소와 단위일사량당 양액흡수량과는 $r^2$=0.92, 0.97로 높은 상관을 보였다. 단위일사량당 양액흡수량을 이용한 각각의 무기이온 흡수량 회귀식은 $r^2$=0.9 이상으로 높은 상관관계를 보여 실용적 이용이 가능할 것으로 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권1호
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• pp.13-19
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• 2009

상대습도와 $CO_2$ 기체의 실시간 동시 감지가 가능한 표면탄성파(SAW: Surface Acoustic Wave) 기반의 무선, 무전원 센서가 개발되었다. 본 소자는 $41^{\circ}YX\;LiNbO_3$ 기판 위에 만들어졌으며, 반사 지연선의 구조로 이루어져 있다. 본 논문의 반사 지연선은 양방향 감지가 가능한 Interdigital transducer(IDT)와 10개의 리플렉터(reflector)로 이루어져 있다. 감지 필름은 Teflon AF 2400과 친수성의 $SiO_2$층이 이용되었으며, 이는 각각 $CO_2$와 상대 습도의 감지를 담당한다. 소자의 제작에 앞서 최적의 소자 설계 조건들을 도출하기 위해 Couple of mode(COM) 모델링이 실시되었다. 시뮬레이션 결과를 반영하여 소자의 제작이 진행되었으며, 네트워크 분석기를 이용하여 무선 측정이 실시 되었다. 시간 영역에서 측정된 반사계수 $S_{11}$은 높은 신호 대 잡음 비, 작은 신호 감쇠, 적은 허위 피크를 보였다. 제작된 소자는 각각 $75{\sim}375ppm$의 $CO_2$ 범위와 $20{\sim}80%$의 상대 습도 범위에서 측정되었으며, 각각 $2^{\circ}/ppm$의 $CO_2$ 민감도, $7.45^{\circ}/%$의 상대습도에 대한 민감도를 보였고, 좋은 선형성과 반복성을 보였다. 또한 민감도 측정 과정에서 온도와 습도의 보상 과정을 거쳐 더욱 정확한 민감도를 갖도록 하였다.

• 생명과학회지
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• 제28권6호
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• pp.656-662
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• 2018

향상된 인디고이드 생산능력을 갖는 코리네박테리움 유래의 변이 플라빈-함유 모노옥시게나제(cFMO)를 개발하기 위하여, cFMO 효소의 상동성모델을 이용하여 말토오스-결합단백질(MBP)과 융합된 4가지 변이체(F170Y, A210G, A210S, T326S)를 제작하고 그 생화학적 특징을 밝혔다. 정제된 MBP-T326S는 최적 활성을 위하여 야생형보다 고농도의 FAD ($100{\mu}M$)를 요구하며, $100{\mu}M$의 FAD 첨가조건에서 $k_{cat}/K_m$이 3.8배 증가되었다. 인돌 옥시게나제 활성은 야생형의 63-77%를 나타냈다. MBP-T326S는 기질이 존재하지 않을 경우 쓸모없는 NADPH 산화효소 활성이 매우 낮은 수준을 보여주었다(21-24%). T326S이외의 변이 단백질들은 야생형에 비하여 $K_m$은 비슷하며 $k_{cat}/K_m$은 증가하였다. MBP-F170Y와 -A210S 변이단백질은 인돌 옥시게나제 활성이 각각 3.1배, 2.9배 증가하였다. 2.5 g/l의 트립토판을 함유한 LB배지에서 인디고이드 생산을 시험했을 때, 야생형 cFMO를 함유한 대장균은 684 mg/l의 인디고와 104 mg/l의 인디루빈을 생산한 반면, T326S를 함유한 세포는 1,040 mg/l의 인디고와 112 mg/l의 인디루빈을 생산하였다. 이전의 결과인 Methylophaga 유래의 FMO를 발현하는 대장균에서 가장 높은 수준인 920 mg/l의 인디고를 생산한 것과 비교하면, 본 연구결과는 인디고 생산이 13% 높은 수준이였다. 상동성 모델링에 기반한 cFMO의 단백질공학은 인디고이드 생산균을 개발하는데 보다 더 논리적인 전략을 제시하였다.