Catalytic Wet Peroxide Oxidation and Advanced Biological Treatment of Refractory Wastewaters

Kim, Sung-Chul The Graduate School of the Gyeongsang National Uni 2005 국내박사

폐수 중에 포함된 난분해성 물질들은 종래의 생물학적 처리방법으로는 쉽게 분해되기 어렵고, 이들이 가지는 독성은 생물학적 처리의 제한인자가 될 수 있다. 따라서, 이러한 생물학적으로 난분해성인 물질은 생물분해 가능한 물질로 전환되어진 후 생물학적 처리공정으로 유입되는 것이 바람직하고, 이를 통해 보다 높은 처리효율을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 폐수(염색폐수 및 돈사폐수) 중의 난분해성 물질을 효과적으로 생물분해 가능한 물질로 전환시키는 방법으로 촉매습식산화법을 이용하였고, 이들 폐수의 촉매습식산화 반응특성과 전환효율을 조사하였다. 생물학적 처리를 위한 전처리 단계로서의 촉매습식산화법과 기존 인공습지의 형태를 보완하여 설계, 제작된 pilot 규모의 호기조 및 습지조(혐기/무산소조)로 구성된 자연형 생물학적 고도처리의 연계공정으로부터 난분해성 폐수의 처리효율을 검토하였다. 먼저 촉매습식산화의 난분해성 물질에 대한 적용가능성을 확인하기 위하여 반응성 염료(reactive black 5, reactive blue 19 및 reactive red 198)와 이들이 함유된 실제 염색공정폐수를 처리대상물질로 선정하여 이들의 처리효율 및 최적 반응조건을 검토하였다. 촉매로는 구리 불균일계 촉매 (Cu/Al₂O₃, Al-Cu-pillared clay 및 금속구리 시편)와 과산화수소가 산화제로 사용되었으며, 이 때의 반응조건은 80℃, 1기압이었다. 반응성 염료는 구리 촉매 및 과산화수소의 존재 하에서 빠른 속도로 분해 되었다. 10g 10wt% Cu/Al₂O₃ 촉매 상에서 60mmol/L의 과산화수소가 사용될 때 30분의 반응시간 동안 모든 반응성 염료의 TOC 및 색도가 완전히 제거되었다. 하지만, Cu/Al₂O₃ 촉매의 경우 높은 반응성에도 불구하고, 반응시간 동안 구리 성분의 침출이 상당히 진행되었고, 이러한 결과는 TEM 이미지를 통해 확인할 수 있었다. 촉매의 안정성을 높이기 위해 bentonite를 원료물질로 하는 Al-Cu pillared clay 촉매를 구리 loading 양에 따라 제조하여 실험에 사용하였고, 이들 역시 반응성 염료의 분해에 매우 높은 반응성을 나타내었다. 또한 촉매로서 구리 성분의 침출은 반응시간 동안 거의 관찰되지 않아 습식산화용 촉매로서 대단히 안정한 것으로 나타났다. 이러한 구리 촉매의 높은 반응성은 과산화수소의 분해에 따른 수산화라디칼(HO?)의 생성 정도와 밀접한 상관관계가 있음을 EPR 분석을 통해 확인하였다. Cu/Al₂O₃ 및 Al-Cu pillared clay 등의 구리 불균일계 촉매는 실제 공정에서 발생되는 대량의 폐수처리를 위한 상업적 적용에 많은 한계를 가지고 있어 이를 극복하기 위한 방안으로 시판 중인 금속구리를 촉매로서 이용하였고, 습식산화용 불균일계 촉매로서 이들의 적용가능성을 검토하였다. 5g 금속구리 시편 및 60mmol/L의 과산화수소 농도가 존재하는 조건에서 reactive black 5, reactive blue 19 및 reactive red 198의 각 염료에 대해 초기 TOC의 97%, 100% 및 92.7% 이상이 각각 제거될 수 있었다. 또한 염료 농도를 UV/Vis spectrometer를 통해 확인한 결과 반응시간 30분 이내에 거의 대부분의 염료가 분해된 것으로 나타났다. 따라서, 상업적으로 생산되는 금속구리의 경우도 본 촉매습식산화공정의 촉매로서 충분히 활용가능 하였고, 최종 처리수의 ICP 분석결과를 볼 때 촉매로서의 안정성 역시 확보할 수 있다는 장점이 있었다. 이상의 결과를 바탕으로 Cu/Al₂O₃ 촉매와 금속구리 시편을 이용하여 5톤/일 처리규모의 연속식 처리장치에서 염색폐수를 470시간 연속 운전하여 그 처리효율을 비교, 평가하였다. Cu/Al₂O₃의 경우 반응시간 70시간까지는 95% 이상의 TOC 및 색도 제거효율을 나타내었으나, 그 이후부터는 구리 성분의 침출로 인한 활성저하가 현격하게 나타났다. 하지만, 금속구리 시편의 경우 총 반응시간 동안 안정적으로 95% 이상의 처리효율을 달성하였고, 최종 처리수의 Cu 이온 농도는 0.4mg/L 이하인 것으로 확인되었다. 이러한 촉매습식산화법을 같은 반응조건에서 돈사폐수에 적용하였고, 그 처리효율을 검토하였다. 원수의 성분분석으로부터 돈사폐수 중에는 고농도의 난분해성 물질들이 존재하는 것이 확인되었으며, 이러한 난분해성 물질은 촉매습식산화반응을 통하여 저분자화합물로 분해되는 것으로 나타났다. BOD 및 GC-MS의 분석결과로부터 생성된 저분자 화합물질은 대부분 생물학적으로 분해가능한 유기물질로 존재하는 것으로 판단되었다. 특히 촉매습식산화과정에서 약 30% 정도의 암모니아성 질소가 질산성 질소로 전환되어지는 것이 확인되었는데, 이는 다음 단계에서의 생물학적 처리공정에서 질산화 효율을 더욱 높여 줄 수 있는 과정으로 평가되어졌다. 염색폐수 및 돈사폐수의 생물학적 처리에의 적용을 위해 인공습지 개념의 자연형 하수고도처리시설을 pilot plant 규모로 제작하였고, 실제 발생되는 생활하수의 처리에 적용하여 그 처리효율을 검토하였다. 제조된 처리시설은 호기조 및 습지조(혐기/무산소조)로 구성되었으며, 호기조에는 통기관이 설치되어 자연통풍 및 내부와 외부 기온의 차이에 의해 공기가 공급되도록 하여 호기성 분위기를 유지하도록 하였다. 2년의 가동기간 동안 90% 이상의 BOD가 안정적으로 제거되었고, 처리 후 수질은 평균 4.6mg/L를 유지하였다. COD 및 SS의 경우도 각각 89% 및 95% 이상 제거되어 유기물질의 제거에 대해 높은 처리효율을 나타내었다. 또한 T-N의 경우 호기조 및 습지조를 거치면서 약 80%가 제거되었으며, 이 때 호기조에서는 96% 이상의 암모니성 질소가 질산성 질소로 질산화되는 것으로 평가되었다. 추가적으로 습지조에서 효율적인 탈질과정을 거쳐 상대적으로 높은 처리효율을 얻을 수 있는 것으로 판단되었다. T-P의 제거 역시 75% 이상 달성될 수 있었으며, 일반적인 미생물에 의한 생물학적 인 섭취/방출 메커니즘 외에, 모래 및 자갈층에서의 흡착과 여기서 존재하는 칼슘이온과의 화합물 형성 그리고 수초에 의한 섭취 등에 의해 T-P의 제거가 진행되는 것으로 확인되었다. 이상의 자연형 생물학적 고도처리시설에서의 높은 처리효율을 바탕으로 촉매습식산화 처리시스템과 연계하여 난분해성 폐수를 연속적으로 처리할 수 있는 방안을 모색하였다. 촉매습식산화 반응이 끝난 염색폐수는 생물학적으로 분해가능한 유기물로 효과적으로 전환되었고, 이 때의 수질은 생활하수 수준의 농도를 가지는 것으로 확인되었다. 3개월간 자연형 생물학적 고도처리시설을 운전한 결과 BOD의 93%, COD의 91% 및 SS의 95% 이상이 제거되었고, 이러한 처리효율은 염색폐수 원수와 비교할 때 99% 이상의 매우 높은 처리효율을 달성할 수 있는 것이었다. T-N 및 T-P의 영양염류도 80% 및 75% 수준까지 제거가 가능하여 높은 고도처리효율을 얻을 수 있는 것으로 확인되었다. 돈사폐수도 역시 1차적으로 촉매습식산화 반응을 통하여 난분해성 유기물의 생물분해 가능한 유기물로의 전환 및 부분적인 질산화 과정이 진행되었고, 그 처리수를 생물학적고도처리시설의 호기조로 유입시켰다. 다소 높은 유입농도를 고려하여 각 반응조에서의 체류시간을 염색폐수 처리의 2배가 되도록 조절하였다. 생물학적 고도처리과정을 통해 유기물 항목 (BOD, COD 및 SS)의 99% 이상의 제거가 가능하였으며, T-N 및 T-P도 유입수와 비교하여 95% 이상까지 제거되어 안정적인 방류수질을 만족할 수 있는 것으로 나타났다. 촉매습식산화는 난분해성 폐수를 생물학적으로 처리하기 위한 전처리 과정으로 활용할 경우 폐수 중의 난분해성 물질을 효과적으로 생물분해 가능한 물질로 전환시켜 주고, 유기질소 및 암모니아성 질소의 부분적 질산화를 유도할 수 있는 매우 유용한 방법이 될 수 있었다. 또한 인공습지 개념의 자연친화형 호기조 및 습지조(혐기/무산소조)를 이용하는 생물학적 고도처리방법 역시 유기물 제거는 물론 고효율의 영양염류 제거공정으로 활용될 수 있음이 확인되었다.

은행나무 세포 현탁배양에서 bilobalide와 ginkgolides 생산성 증진

강승미 the Graduate School of the Gyeongsang National Uni 2005 국내석사

은행나무는 예부터 전통적인 중국 의약품으로 이용되어왔다. 은행나무의 잎에는 terpenoids계에 속하는 bilboalide와 ginkgolides가 있어 다양한 약리학적 활성을 나타낸다. Terpenoids계 물질들은 탄소가 5개인 IPP로부터 각각 탄소가 10개인 monoterpene, 15개인 sesquiterpene, 20개인 diterpene이 만들어진다. Bilobalide는 sesquiterpene에 속하며, ginkgolides는 diterpene에 속한다. Ginkgolide는 A, B, C, J, M형이 있는데, 이 중에서 특히 ginkgolide B가 혈소판 활성 인자(PAF)에 길항 작용을 하여 혈액순환 개선, 기억력 증진 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 bilobalide와 ginkgolide A와 B의 생산성을 증진시키고자 은행나무 세포 배양에 다양한 생물공학적 기법을 적용하였다. 은행나무의 잎, 줄기, 뿌리, 배 조직으로부터 유도한 callus들의 생장과 bilobalide (BB), ginkgolide A (GA), ginkgolide B (GB) 함량 비교를 통해 배로부터 유래된 callus가 생장이 양호하고 물질 함량도 높아 최적의 cell line으로 구명되었다. 배로부터 유래된 세포 현탁 배양에 신호 전달 물질로 methyl jasmonate (MJ)와 salicylic acid (SA), 생물학적 elicitor로써 Candida albicans와 Staphylococcus aureus, 무생물학적 elicitor로써 KCl을 각각 처리하였다. 신호 전달 물질 처리시 세포와 배지에서의 GA와 GB 함량은 경향이 유사하였다. Bilobalide생산에 있어서는 salicylic acid 0.1 mM 처리가 가장 효과적이었으며, methyl jasmonate 0.1 mM 처리는 ginkgolide B생산을 8배 증가시켰다. 생물학적 elicitor로 사용된 C. albicans와 S. aureus 두 가지 세균은 모두 살아있는 상태로 처리했을 때가 살균된 상태로 처리하는 것 보다 효과적이었다. 이것은 살아있는 세균의 첨가로 은행나무 세포의 방어기작이 촉진되기 때문인 것으로 사료된다. KCl처리의 경우 고농도인 800 mM에서 효과적인 것으로 나타났다. 전구체 처리에 의한 생산성 조사 결과 MVA pathway 관련 전구체 중에서는 HMG-CoA가 GA 생산에 있어 가장 효과적이였다. MEP pathway 관련 전구체는 bilobalide 생산은 증진시켰지만 그 증가율은 다른 전구체 처리에 비해 적은 수준이었다. 세포와 배지에서 생산된 전함량 비교시 IPP의 반복된 결합에 의해 생산되는 전구체 대부분이 생산에 있어 효과적인 것으로 나타났다. 특히 GPP는 bilobaldie와 ginkgolide A와 B 생산을 급격하게 증가시켰다. 따라서 GPP와 같이 IPP가 반복적으로 결합하는 전구체들이 bilobalide와 ginkgolide A와 B 생산에 있어 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다. 이상의 결과로 은행나무의 세포 현탁 배양에서 고생산 세포주 선발, 신호전달물질, 생물학적 및 무생물학적 elicitor 그리고 전구체 처리를 통해 bilobalide와 ginkgolide A와 B 생산성이 증진될 수 있음을 보여, 향후 이러한 생물공학적 방법이 이들 물질의 대량 생산에 기여할 것으로 사료된다.

Isolation of small peptides blocking SigH-RshA interaction in Mycobacterium tuberculosis

Jeong, Eun Hee The Graduate School of the Gyeongsang National Uni 2005 국내석사

결핵은 전세계적으로 인간의 생명을 위협하는 주요 원인 중 하나이다. 최근 HIV 감염자들의 기회감염에 의하여 결핵감염이 확산되고 있고 항생제의 남용과 적절치 못한 치료로 인하여 항결핵제들에 대한 내성을 획득한 다재내성 결핵( MDR-TB, Multi-drug resistant tuberculosis )의 발생이 증가하여 결핵이 심각한 문제로 대두되어 새로운 치료제의 개발이 절실히 요구되고 있다. 결핵균의 ECF ( extracytoplasmic function ) sigma factor는 감염된 숙주세포의 heat shock 혹은 oxidative stress와 같은 다양한 extracellular changes에 반응하는 많은 유전자의 발현을 조절한다. 결핵균의 sigma factor 중의 하나인 SigH는 intracellular condition을 인지할 수 있는 anti-sigma factor인 RshA에 의해 조절되어진다. 환원된 RshA는 SigH와 결합하여 sigma factor로서의 기능을 억제하고 Oxidative stress 상태에서 산화된 RshA는 SigH로부터 분리되어 SigH가 free active form이 되어 oxidative response에 관여하는 많은 유전자의 전사를 유도한다. 그러므로 sigma factor, SigH와 anti-sigma factor, RshA의 상호작용은 결핵균의 survival와 pathogenesis에 중요하게 작용한다. 본 연구에서 SigH에 결합하여 SigH-RshA 결합을 특이적으로 억제하는 선도물질을 phage peptide display libraries로부터 찾고자 하였다. 먼저 SigH와 RshA와의 상호작용을 real time biosensor chip을 이용하여 확인하였다. 두 단백질은 affinity(K_(D))가 약 15nM 이었다. 그리고 Biopanning을 통해 SigH에 특이적으로 결합하는 phage clone을 분리하고 DNA sequencing으로 peptide 서열을 확인할 수 있었다. 분리된 peptide들과 RshA의 아미노 서열은 비교분석으로 특정위치에서 많은 clone들이 분리 되었다. SigH와 clone들간 상호작용 정도를 알아보고자 RshA와 상동성을 가지는 부위의 clone들만을 이용하여 ELISA를 했더니 clone들이 SigH와 농도별로 상호작용 정도가 증가하지는 않았지만 상호작용을 하고 있음을 확인했다. 합성한 3개의 RshA peptide들을 이용하여 SigH와 얼마만큼의 상호작용을 하는지를 확인하고자 in vitro transcription assay를 했다. 이들 Peptide는 SigH와 RshA가 상호작용하는 만큼의 효과는 아니지만 transcription이 50% 이상 억제함을 확인하였다. 이상의 결과들은 결핵균이 감염되었을 때 숙주세포 내에서의 survival과 pathogenesis를 조절 할 수 있음을 말해주며 더 나아가 새로운 치료제 개발에 중요한 정보가 될 것이라 생각한다.

Expression of Pituitary Adenylate Cyclase Activating Polypeptide and Its type Ⅰ Receptor mRNAs in Human Placenta

Jung, Man Suk The Graduate school of the Gyeongsang National Uni 2005 국내석사

Pituitary adenylate cyclase activating polypeptide (PACAP)은 양의 시상하부에서 처음으로 분리 동정되었으며, 다양한 세포에서 성장 인자 분비를 촉진하는 것으로 알려져 왔다. 또한 임신 기간 중 흰쥐 태반에서 PACAP과 PACAP typeⅠ (PAC₁) 수용체의 세포내 발현위치는 최근에 보고한 바 있다. 태반은 태아의 발달과 성장에 필요한 여러 종류의 성장인자 및 혈관생성 인자를 합성하는 중요한 기관이다. 흰쥐에서는 PACAP과 그 수용체의 존재 및 발현위치가 잘 알려진 반면에 다양한 임신 기간 중 사람 태반에서 PACAP과 그 수용체의 세포발현위치에 대해서는 알려진 것이 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 다양한 임신 기간 중 사람태반에서 PACAP과 그 수용체의 발현 여부 및 발현위치를 알아보고자 하였다. PACAP과 PAC₁ 수용체 mRNAs는 임신 전 기간에 걸쳐 stem villi와 terminal villi의 stroma 세포에서 발현이 관찰되었다. 임신초기인 7, 14주에 PACAP과 PAC₁ 수용체의 유전자가 stem villi내의 혈관을 둘러싸고 있는 stroma 세포에서 발현이 되었다. 이 유전자들은 임신 24, 38주에 stem villi와 terminal villi의 stroma 세포에서 발현이 보다 강하게 나타났으며, 이러한 발현 양상은 임신 주수가 진행될수록 뚜렷이 나타났다. 또한 PACAP과 PAC₁ 수용체 mRNAs의 발현은 동일한 부위에서 관찰되었다. 이러한 결과들은 PACAP이 stem villi와 terminal villi의 stroma 세포에 autoregulator 또는 pararegulator로서 중요한 역할을 할 것이라는 것을 의미하며, 이러한 역할은 동일한 세포에 존재하는 PAC₁ 수용체를 통할 것으로 생각된다. 이상의 결과로서 임신의 유지와 태아의 성장에 PACAP은 중요한 역할을 할 것이라고 생각되어진다.

Functional Characterization of AtRab1A as a Suppressor of Bax Induced Cell Death

Kim, Gyutae The Graduate School of the Gyeongsang National Uni 2004 국내석사

Program Cell Death (PCD)는 동물, 식물, 효모등에서 일어나는 세포의 사멸로 이것은 유전적으로 또는 생리적으로 조절되어지는 한 현상이다. 이러한 Program Cell Death (동물에서의 Apoptosis)를 조절하는 잘 알려진 유전자들로서 Bcl-2 Family가 있으며, 그 중에서 Mamalian BAX는 효모세포에 도입되어서도 Apoptosis를 일으킨다고 보고되어져 있다. 본 실험실에서는 Mouse BAX를 식물체에 도입하여 본 결과 식물체에서도 Program Cell Death를 유발함을 확인할수 있었다. 이와같은 결과는 식물체 내에서 동물과 유사한 세포사멸 신호전달과정이 있음을 시사한다. 따라서 본 연구에서는 유전학적 방법이 용이한 효모 시스템을 이용하여 세포사멸 유존자를 동정하고자 하였다. 이를 위하여 애기장대의 cDNA Library를 효모세포에 도입하여서 BAX 유발 세포사멸을 억제하는 유전자를 탐색하였고, 그 중 식물 small GTPase 단백질 중의 하나인 AtRab1A를 분리할 수 있었다. 따라서 본 실험에서는 세포사멸에 관련한 AtRab1A의 기능을 효모를 통해 연구하였다. 효모에서 BAX 유전자를 발현시킬 때 일어나는 세포사멸이 AtRab1A에 의하여 억제되어짐을 Evans Blue 염색과 DAPI 염색을 통해 확인할 수 있었다. BAX 유발 세포사멸에는 활성산소 (ROS) 의존형과 활성산소 (ROS) 비의존형의 두 가지 형태가 있는데, BAX와 함께 AtRab1A을 발현시킬 때에도 활성산소 (ROS)는 여전히 높게 생성되어짐을 Rhodamine123 염색을 통해 확인하였다. 이로 인해 AtRab1A에 의한 세포사멸 억제는 활성산소 (ROS) 비의존형 경로라고 예상할 수 있었다.

Phylogenetic Diversity Analysis of Endophytic Bacteria and Agrobacterium-mediated Transformation of Edible Mushroom

Choi, Byoung Rock The Graduate School of the Gyeongsang National Uni 2005 국내석사

버섯은 우리가 식용으로 많이 이용되고 있다. 우리가 흔히 먹고 있는 대부분의 식용버섯은 담자균의 속하는 것으로 그것의 자실체를 우리가 섭취하고 있다. 이런 버섯은 외부의 병원균으로부터 노출되어 여러 가지 병이 걸리는데 여기에 방어기작으로 버섯내의 endophytic bacteria가 기여를 하지 않을까하여 버섯(새송이·느타리·송이·표고)내의 endophytic bacteria 다양성과 공생관계를 알아보기 위해서 metagenome적 방법을 통하여 16S rDNA sequencing을 통해서 미생물의 다양성을 밝혔다. 버섯내의 endophytic bacteria의 다양성은 NCBI, RDP, Swiss-prot 및 PC/GENE, DNAMAN data-analysis program을 이용하여 분석하였다. 그리고 버섯의 자체 내병성을 향상시키기 위해 버섯내로 antifugal gene 등을 도입하여 새로운 버섯을 창출하기 위해서 Agrobacterium-mediated Transformation method를 이용하여 버섯에 형질전환을 실시하였다. 그렇게 하기 위해서는 binary vector를 contruction하기 위해 Tricoloma mastutake의 glyceraldehye-3-phosphate dehydrogenase (GPD) gene의 open reading frame (ORF)와 upstreame의 promoter를 sequencing하였고 promoter region을 pCAMBIA1302에 cloning하였다. 이 vector를 Agrobacterium tumefaciens AGL-1에 transformation하였고 이것을 이용하여 버섯에 형질전환하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 버섯내의 bacteria의 다양성을 밝히기 위해 수행한 16S rDNA sequencing sample 수는 각각 새송이버섯 40개, 느타리버섯 20개, 송이버섯 20개와 표고버섯 20개였다. 2. 새송이버섯에서 bacterial 16S rDNA sequencing 분석결과는 cap tissue에서는 HGCGPB (high G+C Gram-positive bacteria) group이 많이 나타났어며, stem tissue에서는 LGCGPB (low G+C Gram-positive bacteria) group이 많이 나타났다. 3. 느타리버섯에서 bacterial 16S rDNA sequencing 분석결과는 α-protbacteria가 많이 나타났다. 4. 송이버섯에서 bacterial 16S rDNA sequencing 분석결과는 β-protbacteria가 많이 나타났다. 5. 표고버섯에서 bacterial 16S rDNA sequencing 분석결과는 γ-protbacteria가 많이 나타났다. 6. 4개의 버섯에서 분석된 bacteria 16S rDNA sequencing 결과 100개의 clone 중 54%가 proteobacteria이었으며, 15%는 high G+C Gram-positive bacteria, 11%는 low G+C Gram-positve bacteria, identified clone, 6%는 cyanobacteria and cloroplasts group, 5%는 flexibacter cytophaga bacteroides, 5%는 Bacillus Lactobacillus Streptococcus, 1%는 Bacteobacteria and Cytophaga로 나타났다. 7. 예비실험으로 pBGgHg binary vector가 들어있는 Agrobacterium tumefaciens AGL-1을 이용하여 한국산 양송이버섯에 형질전환하여 PCR을 통해 확인하였다. 8. Binary vector의 promoter를 탐색하기 위해서 Tricholoma mastutake의 glyceraldihyde-3-phosphate dehydrogenase (GPD) gene을 선별하여 유전자의 염기서열 분석결과 ATG start codon과 TGA stop codon의 1,017개의 뉴클레오타이드의 open reading frame (ORF)을 가지며, 339개의 아미노산으로 구성되어 있다. 9. GPD gene의 upstream에 있는 promoter를 이용하여 송이용 binary vector pTmGh1302를 구축하였다.

A Discourse-cognitive Analysis of Particle Placement in English

Wang, Chen The Graduate School of the Gyeongsang National Uni 2005 국내석사

This thesis attempts to study the particle placement in English from a discourse-cognitive perspective. First, it introduces some background knowledge of phrasal verb and particle placement in brief. Second, the thesis turns to the literature review of the particle placement. Third, with a sample of 100 examples, the thesis makes a statistic analysis by the SAS and got a logistic regression equation model which explores the relationship among all relative variables affecting particle placement. Finally, the thesis discusses the result of logistic regression equation and gets some enlightenment about the particle movement at the discourse-cognitive level.

ATP의존 HslUV Protease의 구조분석을 통한 작용기작 : Proteolytic Mechanism of the ATP-dependent Protease HslUV Based on the Structural Analysis

Baolei, Jia The Graduate school of the Gyeongsang National Uni 2005 국내석사

ATP-dependent proteolysis plays an essential role in elimination of proteins with aberrant structure and in controlling the levels of key regulatory proteins. These tasks are carried out by soluble ATP-dependent proteases. HslUV in Escherichia coli is an ATP-dependent protease consisting of HslU ATPase and HslV peptidase. In HslUV complex, the HslU and HslV central pores are aligned and the proteolytic active sites are sequestered in the internal chamber of HslV, with access to this chamber restricted to small axial pores. In the reconstituted enzyme, HslU stimulates the proteolytic activity of HslV one to two orders of magnitude, while HslV increases the rate of ATP hydrolysis by HslU several-fold. Here we show that HslV alone can efficiently degrade certain unfolded proteins, such as unfolded lactalbumin and lysozyme, which were prepared by complete reduction of disulfide bonds. Remarkably, the pore size of HslV is increased upon incubation with u-LA or u-lysozyme, implying that unfolding of the proteins exposes a motif or a region that could interact with HslV. The binding of the C-terminal tail peptide of HslU to HslV, specifically to the pocket of the HslV-HslV subunit interface, also increases the pore size of the peptidase to a similar extent. Thus, it appears that the enlargement of the HslV pore induced by the binding of u-LA or u-lysozyme might also facilitate its own access into the inner chamber of the peptidase for rapid degradation. However, the binding site of u-LA or u-lysozyme on HslV may not necessarily be overlapped with that of the C-terminal tail of HslU, because the degradation of the unfolded proteins by HslV could be further stimulated in the presence of the tail peptide as compared to that seen in its absence. Instead, the binding site of u-LA or u-lysozyme may reside on the apical surface of HslV. U-LA or u-lysozyme could stimulate the HslV-mediated hydrolysis of Cbz-Gly-Gly-LeuAMC in the presence of the C-terminal tail peptide, but not in its absence, despite the finding that both the unfolded proteins and the tail peptide were capable of increasing the pore size of HslV to a similar extent

Extract of leaves of Agastache rugosa (ELAR) Induces HO-1 protein expression via PKG pathway in RAW 264.7 cells

Oh, Hwa Min The Graduate School of the Gyeongsang National Uni 2004 국내석사

유도성 Heme oxygenase(HO)인 HO-1이 산화에 의한 손상으로부터 세포를 보호한다는 보고가 증가하고 있다. Agastache rugosa (A. rugosa)의 추출 성분이 세포의 산화적 손상을 억제한다는 것은 알려져 있다. 그러나 A. rugosa의 잎 추출물 (ELAR)이 HO-1을 유도하는지는 아직 보고된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 ELAR이 HO-1의 단백질 발현과 효소 활성에 영향을 끼치는지 실험하였고, 또한 어떤 기전을 통하여 HO-1 이 발현이 되는지 세포 내 독성을 측정하는 3-4,5-Dimethylthiazol-2-yl-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay 와 western blotting을 이용하여 밝히고자 하였다. 결과에서 ELAR 농도 의존적으로 HO-1 단백질 발현과 HO 효소 활성이 증가 하였다. 그러나 ELAR에 의해 증가된 HO-1 단백질 발현은 guanylate cyclase의 경쟁적 저해제인 LY83583과 protein kinase G (PKG)의 저해제인 KT5823 그리고, soluble guanylate cyclase 저해제인 ODQ에 의해 감소 되었다. 반면, protein kinase A(PKA) 의 저해제인 H-89와 KT5720에 의해서는 큰 영향을 받지 못했다. 또한 ELAR은 과산화 수소에 의해 감소된 cell viability를 농도 의존적으로 증가 시켰다. 이러한 효과는 HO 저해제인 zinc protophorphyrin IX (ZnPPIX)에 의해 억제가 됨으로써 HO-1이 ELAR에 의한 세포 보호 효과에 중요한 역할이 있음을 확인 하였다. 결론적으로, ELAR은 PKG pathway를 통하여 HO-1발현을 유도하며, 이는 과산화 수소에 의한 세포 손상으로부터 세포 보호 기능을 한다. 따라서 향후 ELAR 는 산화적 손상에 의한 질환에 치료제로서 사용 할 수 있을 것이다.

Purification and Characterization of the PcrA Helicase in Enterococcus faecium JC1

Jeong, Eun-Ju The Graduate School of the Gyeongsang National Uni 2005 국내석사

Enterococcus faecium은 그람 양성 세균으로 장내 기원의 병원성 세균이다. E. faecium의 plasmid복제 양식에 대한 연구를 통하여 병원성 세균에 대한 약품 개발에 중요한 생화학적 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 모든 유전 정보는 genome의 duplex DNA에 설계되어 있어서 정보에 대한 접근은 duplex DNA가 일시적으로 풀어질 때 가능하다. 수많은 효소 중 이러한 목적으로 진화된 효소로서 “DNA helicase” 가 알려져 있다. DNA helicase는 세포 내에 보편적으로 존재하는 분자형 motor 단백질로서, duplex DNA를 ATP의 가수분해 에너지를 이용하여 효과적으로 풀어 냄으로써 복제, 수선, 재조합과 전사를 포함하는 핵산 대사에서 중요한 역할을 수행한다. 이들은 duplex helix 사이의 수소 결합을 끊고 DNA 가닥에 붙어 단일 방향으로 이동하는 translocase로서 또한 DNA 의존적인 ATPase로서 역할을 하게 되며, 잘 보존된 helicase motif가 DNA를 풀어나가는 발동기 역할을 한다. DNA helicase는 공통적으로 nucleic acid binding, NTP binding 과 hydrolysis, 3’→5’ 또는 5’→3’의 진행 방향성을 가지며 duplex DNA를 ss DNA로 풀어나가는 unwinding activity의 특성을 갖는다. 본 연구에서는 중요한 병원성 세균 중 하나인 E. faecium에 존재하는 plasmid를 분리, 선택하고, 그것의 복제과정 중 개시 단계에 있어서의 역할을 담당하는 중요한 효소인 PcrA의 생화학적인 특성에 대한 연구를 수행하고자 하였다. Database search를 통해 그람 양성세균인Bacillus subtilis 와 Staphylococcus aureus 의pcrA 유전자와 상응하는 유전자를sequence homology를 기반으로 하여 E. faecium의 genome으로부터 분리, 동정 하였다. pcrA 유전자는 PCR을 통한 amplification에 의해 분리 하였고, E. coli에 cloning 하였다. PcrA 단백질은 amino-terminal 말단을 his6로 fusion된 것 (His6-PcrA)으로 분리하였으며, template DNA로 single strand (ss) DNA를 사용하면 이 단백질의 ATPase 활성이 자극 되었다. 흥미롭게도, PcrA의 5’→3’ helicase 활성은 3’→5’ 활성보다 더 강한 것으로 나타났다. 더욱이, PcrA는 5’ 말단에 hairpin구조와 ss region을 포함하는 DNA기질을 사용 하였을 때 최고의 helicase 활성을 보여주었다. 이는 helicase activity가 그들 DNA기질의 특이 구조에 매우 의존적임을 의미하고, 이와 같이PcrA가 in vivo 에서 template DNA의 특이 구조를 식별 함으로서 세포 내 서로 다른 다양한 생리과정(복제, 수선, 재조합 등)에 선택적으로 이용될 수 있다는 매우 중요한 단서를 제공한다.