• 생명과학회지
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• 제15권6호
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• pp.935-940
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• 2005

Coumarine이 부착된 인산결합 단백질 (PBP-MDCC)의 형광변화가 뉴클레오사이드 삼인산 가수분해과정에서 배출된 무기 인산의 양을 측정하기 위해 관찰되었다. PBP-MDCC 정제후, 형광 방출 스펙트럼은 형광세기가 PBP-MDCC의 몰비을로 약 $70\%$까지 직선형태로 증가하는 것을 보였다. 형광 신호와 인산 기준물질과의 상호관계 측정이 인산 농도-형광세기 표준곡선을 구하기 위하여 stopped-flow 기구에서 행하여졌다. dTTP 가수분해로 부터 나오는 에너지를 이용하여 이중나선 DNA를 풀어주는 단백질인 T7박테리오파지 나선효소를 dPTT라 반응 시켰을 때, 형광변화를 배출된 인산의 양으로 전환할 수 있었다. 인산 배출 결과는 단일가닥 Ml3 DNA가 T7나선 효소에 의한 dTTP가수분해반응을 여러배 증가시키는 것을 보인다. 뉴클레오타이드 삼인산 가수분해 반응에 있어서 종말점 분석 대신에, PBP-MDCC에 의한 연속적인 인산 배출 분석이 배출된 인산을 측정하는데 있어서 쉽고 편리한 방법임을 보였다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제9권1호
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• pp.23-34
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• 2004

Escherichia coli transcription termination factor Rho catalyzes the unwinding of RNA/DNA duplex in reactions that are coupled to ATP binding and hydrolysis. Fluorescence stopped-flow methods using ATP and the fluorescent 2'(3')-O-( N-methylanthraniloyl) derivatives (mant-derivatives) of ATP and ADP were used to probe the kinetics of nucleotide binding to and dissociation from the Rho-RNA complex. Presteady state nucleotide binding kinetics provides evidence for the presence of negative cooperativity in nucleotide binding among the multiple nucleotide binding sites on Rho hexamer. The binding of the first nucleotide to the Rho-RNA complex occurs at a bimolecular rate of 3.6${\times}$10$\^$6/ M$\^$-1/ sec$\^$-1/ whereas the second nucleotide binds at a slower rate of 4.7${\times}$10$\^$5/ M$\^$-1/ sec$\^$-1/ at 18$^{\circ}C$, RNA complexed with Rho affects the kinetics of nucleotide interaction with the active sites through conformational changes to the Rho hexamer, allowing the incoming nucleotide to be more accessible to the sites. Adenine nucleotide binding and dissociation is more favorable when RNA is bound to Rho, whereas ATP binding and dissociation step in the absence of RNA occurs significantly slower, at a rate ∼70- and ∼40-fold slower than those observed with the Rho-RNA complex, respectively.

• BMB Reports
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• 제40권4호
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• pp.453-458
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• 2007

Bacterial luciferase is a heterodimeric enzyme, which catalyzes the light emission reaction, utilizing reduced FMN (FMNH2), a long chain aliphatic aldehyde and $O_2$, to produce green-blue light. This enzyme can be readily classed as slow or fast decay based on their rate of luminescence decay in a single turnover. Mutation of Glu175 in $\alpha$ subunit to Gly converted slow decay Xenorhabdus Luminescence luciferase to fast decay one. The following studies revealed that changing the luciferase flexibility and lake of Glu-flavin interactions are responsible for the unusual kinetic properties of mutant enzyme. Optical and thermodynamics studies have caused a decrease in free energy and anisotropy of mutant enzyme. Moreover, the role of Glu175 in transition state of folding pathway by use of stopped-flow fluorescence technique has been studied which suggesting that Glu175 is not involved in transition state of folding and appears as surface residue of the nucleus or as a member of one of a few alternative folding nuclei. These results suggest that mutation of Glu175 to Gly extended the structure of Xenorhabdus Luminescence luciferase, locally.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권10호
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• pp.2877-2883
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• 2010

The folding kinetics of $WT^*$ ubiquitin variant with valine to alanine mutation at sequence position 26 (HubWA) was studied by stopped-flow fluorescence spectroscopy. While unfolding kinetics showed a single exponential phase, refolding reaction showed three exponential phases. The semi-logarithmic plot of urea concentration vs. rate constant for the first phase showed v-shape pattern while the second phase showed v-shape with roll-over effect at low urea concentration. The rate constant and the amplitude of the third phase were constant throughout the urea concentrations, suggesting that this phase represents parallel process due to the configurational isomerization. Interestingly, the first and second phases appeared to be coupled since the amplitude of the second phase increased at the expense of the amplitude of the first phase in increasing urea concentrations. This observation together with the roll-over effect in the second folding phase indicates the presence of intermediate state during the folding reaction of HubWA. Quantitative analysis of Hub-WA folding kinetics indicated that this intermediate state is on the folding pathway. Folding kinetics measurement of a mutant HubWA with hydrophobic core residue mutation, Val to Ala at residue position 17, suggested that the intermediate state has significant amount of native interactions, supporting the interpretation that the intermediate is on the folding pathway. It is considered that HubWA is a useful model protein to study the contribution of residues to protein folding process using folding kinetics measurements in conjunction with protein engineering.

• 한국식품영양과학회지
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• 제26권4호
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• pp.743-750
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• 1997

세포막에서의 지방산 이동은 매우 빠르게 일어나므로 방사성 원소를 사용해서는 여러가지 단점이 있고, 정확한 이동속도 측정에도 어려움이 많았다 최근에 개발된 FRET assay는 형광성 물질과 형광성 물질을 상쇄시키는 quencher를 사용한 실험방법 이다. 이는 공명 에너지 이동의 원리를 이용한 것으로 형광광도계, stopped-flow장치를 사용하여 소수성 물질 이동을 직접 컴퓨터 모니터로 측정하는 방법으로 기존방법의 단점을 보완하였다. Donor막에는 형광성 표지를 붙인 지방산이 들어 있고 acceptor막에는 형광을 흡수하는 물질이 들어 있어서 형광성 지방산이 donor에서 acceptor로 이동하면 형광도가 감소하며, 시간에 따른 형광도 감소를 측정하여 지방산 이동속도를 측정하는 방법이다. 형광성 표지를 이용하여 소수성 물질 이동에 사용되는 또 다른 방법은 self-Quenching assay이다. 형광 물질의 농도가 높아지면 서로 형광을 흡수하는 성질을 이용한 방법으로 주로 micelle에서의 물질 이동에 많이 쓰인다. Donor micelle에는 높은 농도의 형광성 지방산이 들어 있고 acceptor micelle에는 형광성 지방산이 들어 있지 않을 때 형광성 지방산이 donor에서 acceptor로 이동하면 형광도가 증가하게 되고 시간에 따른 형광도 증가를 측정하는 방법이다.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제28권2호
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• pp.203-214
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• 1994

Using the methods of stopped-flow and epifluorescence microscopy with entrapped fluorophore, membrane permeability of $NH_3$ and weak acids in liposomes, renal brush border (BBMV) and basolateral membrane vesicles (BLMV), and primary culture cells from renal proximal tubule was measured. Permeability coefficient (cm/sec) of $NH_3$ was $(2.9{\times}10^{-2}$ in phosphatidylcholine liposome $25^{\circ}C)$, $5.9{\times}10^{-2}$ in renal proximal tubule cell $(37^{\circ}C)$, $4.0{\times}10^{-2}\;and\;2.4{\times}10^{-2}$ in BBMV and BLMV $(25^{\circ}C)$, respectively. Formic acid has the highest permeability coefficient among the weak acids tested, which was $4.9{\times}10^{-3}$ in liposome, $5.0{\times}10^{-3}$ in renal proximal tubule cell, $9.1{\times}10^{-3}$ in BBMV and $3.8{\times}10^{-3}$ in BLMV. There was a linear relationship between external concentration of nonionized formic acid and initial rate of flux of formic acid in liposome, and the slope coincided with the value of permeability coefficient of formic acid measured in pH 7.0. These results show that techniques of stopped-flow and epifluorescence microscopy with entrapped fluorophore provide the precise method of measurement of very rapid transport of nonelectrolytes through membranes with the advantages of instantaneous mixing effect, good resolution time and easy manipulation.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권7호
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• pp.1567-1572
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• 2009

Conformational change of ubiquitin variant with valine to alanine mutation at sequence position 26 was studied by varying solvent pH. Fluorescence emission spectra indicated that this variant ubiquitin has some residual structures in acidic and basic solution as compared to denaturant-induced unfolded state. Far-UV circular dichroic spectra indicated that the base-denatured state had more secondary structure than the acid-denatured state. Near-UV circular dichroic spectra indicated that the aromatic side-chains were in the relatively more rigid environment in the base-denatured state than those in the acid-denatured state. Although it appears that the more tertiary structure present in the base-denatured state, refolding reactions measured by stopped-flow fluorescence device suggest that both the acid- and base-denatured states occur before the major folding transition state. The acid- and base-denatured states are considered to reflect the early event of protein folding process.

• 대한화학회지
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• 제38권11호
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• pp.792-799
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• 1994

균일 수용액과 polyacrylic acid(PAA) 존재하에서 3,3'-diethyl oxacarbocyanine(DOC)의 spectra변화를 흡수 및 형광분광학적인 방법으로 연구하였다. 균일 수용액에서 DOC의 농도변화에 따른 흡수 spectra변화는 dimer의 형성에 기인하는 것으로 설명하였다. PAA의 존재하에서 P/D변화에 의한 형광세기의 변화는 흡수 분광학적 방법과 유사한 결과를 얻었다. PAA와 DOC의 상호작용의 반응속도론적인 연구를 흡수 및 형광 정지흐름법으로 수행하였다. PAA-DOC계에서 관측된 이완효과는 두 개의 이완과정이 존재한다고 가정함으로써 정량적으로 설명할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제39권8호
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• pp.604-610
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• 1995

3, 3'-Dipropyl oxacarbocyanine(DPC)와 poly(styrenesulfonate)(PSS)의 상호작용효과를 흡수 및 형광 분광학적 방법으로 연구하였으며, 이들 효과는 stacking model로 설명 되었다. DPC와 PSS 계의 상호작용에 대한 반응속도론적 고찰을 흡수 및 형광 정지흐름법에 의하여 연구하였다. DPP-PSS계의 이완효과는 두개의 이완과정을 가정함으로써 정량적으로 설명할 수 있었다. 또한 염효과에 의한 이완시간의 변화를 고찰하여 DPC-PSS계의 회합반응 메카니즘이 두 단계로 일어남을 설명할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제63권6호
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• pp.427-434
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• 2019

단백질 폴딩 연구에 유용하도록 유비퀴틴 단백질의 페닐알라닌 45를 트립토판으로, 발린 26을 알라닌으로 변이시킨 HubWA 단백질을 모델로 삼아 소수성 상호작용이 단백질 폴딩 반응에 끼치는 영향을 탐구하였다. HubWA의 소수성 아미노산 중 14 개를 알라닌으로 치환한 변이 단백질을 제조하였고 이들 중 폴딩 연구에 적절한 4 개의 변이 단백질(V5A, I13A, V17A, I36A)을 얻어서 폴딩 반응의 진행 과정을 stopped-flow 장치로 측정하였다. 변이 단백질 V17A의 폴딩 반응은 HubWA와 마찬가지로 three-state 메커니즘을 따르며, V5A, I13A, I36A의 반응은 two-state 폴딩 메커니즘을 따르는 것으로 관찰되었다. 이는 HubWA 단백질의 폴딩 반응은 지엽적으로 구조적인 안정성을 지닌 부분이 존재하는 중간 단계가 먼저 형성된 다음 이들이 서로 퍼즐을 맞추는 것과 같은 방식으로 폴딩이 일어나는 collision-diffusion 메커니즘을 따르다가 소수성이 약한 아미노산으로 치환하였을 때 구조적인 안정성을 지닌 중간 단계가 관찰되지 않지만 폴딩 핵의 형성과 핵 주위로 native 구조가 형성되는 반응이 짝지어서 일어나는 nucleation-condensation 메커니즘으로 전환되는 것으로 해석되었다. 이러한 관찰은 단백질의 폴딩 경로는 지엽적인 구조의 안정성에 따라 서로 다른 메커니즘을 띨 수 있음을 시사한다.