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카테콜아민의 화학치환: 홍합 모방 코팅 물질인 도파민을 넘어서
이해성 ( Haesung A. Lee ),이해신 ( Haeshin Lee ) 한국접착및계면학회 2018 접착 및 계면 Vol.19 No.3
홍합족사 단백질을 모방한 카테콜아민 화합물을 통한 물질 무관 코팅방법이 2007년 본 연구진에 의해 발표 된 이래로, 이를 이용하고 발전시키고자 세계 유수의 연구진들이 다양한 방향으로 연구를 진행하고 있다. 이에 본 연구진은 본 지를 통해, 카테콜아민계 물질의 작용기 치환 방법을 통해 카테콜아민의 범용성을 확장시킨 사례들을 알아보고, 이를 통한 카테콜아민계 물질의 발전 가능성에 대해 기술해 보고자 한다. As a mussel-inspired surface independent modification chemistry using catecholamine family molecule was suggested on 2007, there are tremendous efforts being done by researchers from around the world to adjust and develop diverse applications using catecholamine family. Accordingly, we will discuss about the novel method to extend catecholamine applications, which is through the functional group substitution of catecholamine molecules.
카테콜기가 도입된 헤파린의 표면고정화에 의한 아데노연관바이러스의 발현 억제에 관한 연구
도민재 ( Minjae Do ),이슬기림 ( Slgirim Lee ),장재형 ( Jae-hyung Jang ),이해신 ( Haeshin Lee ) 한국접착및계면학회 2016 접착 및 계면 Vol.17 No.4
일반적으로, 화학 물리적 변성이 수반되는 멸균방법을 적용하지 못하는 경우 필터여과에 의한 멸균 방법을 주로 사용한다. 하지만 바이러스의 경우 100 nm의 작은 크기로 인해 박테리아 제거에 사용되는 필터여과에 의한 멸균 방법을 적용하기가 어렵다. 본 논문에서는 화학 물리적 변성 없이 바이러스를 비활성화하는 물질 개발을 위하여, 카테콜기가 도입된 헤파린 고분자(Hep-C)를 합성하였다. Hep-C의 바이러스 비활성화 효과를 알아보기 위해서 표면이 노르에피네프린으로 코팅된 조직배양접시에 아데노연관바이러스(Adeno-associated virus; AAV)를 고정화하였으며, 그 위에 다시Hep-C를 코팅하여 녹색형광단백질(GFP) 유전자를 전달할 수 있는 AAV의 비활성화 정도를 유세포분석기(FACS)를 이용하여 분석하였다. 그 결과 AAV에 Hep-C를 도포하면 99%에 달하는 비활성화 효과를 보였으며, 헤파린 고분자를 도포한 결과에 비해 강한 염 저항성을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 미루어 보아 제조된 Hep-C는 AAV 바이러스 제거의 효과적 방법으로 충분한 가능성을 가짐을 증명하였다. In this study, natural polymer-based virus neutralizing agent was developed in an attempt to replace the conventional sterilization method for mammalian cell culture. A catechol conjugated heparin was synthesized by using EDC chemistry, and it show unique binding ability to virus which has heparin affinity (adenovirus, adeno-associated virus). To evaluate neutralization ability of catechol conjugated heparin, adeno- associated virus was used for test model, instead of using a pathogenic virus. The catechol conjugated heparin exhibited resistance to high concentration of salt and complete inactivation of adeno-associated virus. The result suggests that the catechol conjugated heparin, which is biocompatible and efficiency, may replace conventional sterilization method for mammalian cell culture.
엄수민 ( Soomin Eom ),박홍기 ( Hong Key Park ),박지효 ( Jihyo Park ),홍선기 ( Seonki Hong ),이해신 ( Haeshin Lee ) 한국접착및계면학회 2018 접착 및 계면 Vol.19 No.1
바다에서 서식하는 홍합의 독특한 수중 접착성을 모방하여 개발된 폴리도파민 (polydopamine)코팅 기술은 2007년 처음 발표된 이래 지난 10년 동안 전세계적으로 매우 크게 발전하였다. 표면 비특이적인 코팅 능력을 통해 이제까지 표면 개질이 어려웠던 다양한 표면을 제한 없이 기능화 할 수 있는 유일한 표면 화학으로 자리 잡았으며, 또한 다양한 반응 조건에서의 코팅 방법이 새롭게 보고되면서, 산업 전반에 걸친 폴리도파민의 응용 범위가 기하급수적으로 넓어지고 있다. 한편, 밝혀지지 않은 폴리도파민의 복잡한 화학적 구조와 형성 반응 메커니즘에 관한 재료화학적 기초 연구도 지속적으로 보고되고 있으며, 폴리도파민의 전구체인 도파민 (dopamine)과 유사한 분자 구조를 가지는 다양한 카테콜아민 (catecholamine) 화합물과 폴리페놀 (polyphenol)의 표면 코팅 능력이 새로이 밝혀지고 있다. 본 연구에서는, 지난 10년 동안 전세계적으로 급속한 발전을 이룬 폴리도파민의 특성 및 응용분야에 대해 살펴보고, 이를 통해 폴리도파민의 표면 화학 분야에서의 의의와 가능성에 대해 논의하고자 한다. Polydopamine coating is one of the most straightforward and widely used method for surface modification inspired by adhesiveness of mussel foot protein contributed by co-existence of catechol and amine. This technique has been utilized not only in surface modification but other numerous fields of study as well. For the past decade, the subject of polydopamine has been thoroughly studied since the initial polydopamine research published in 2007, including its chemical structure, coating conditions, and material characteristics. In this study, we report the current trends and progress of polydopamine coating methods, the newly developing areas of polydopamine related research such as using dopamine derivatives and polyphenolic compounds, improvement of various functionalization and application of polydopamine coating, and explain the state of current attempts to discover the chemical mechanism, structure, and properties of polydopamine.