초록 ▼

연구의 목적 및 내용
이차원 적외선 분광법(2D IR)이라는 비교적 새로운 분광학적인 연구 및 분석 방법을 이용하여 생분자를 포함한 거대 분자를 대상으로 기존의 다른 방법으로는 볼 수 없었던 일어나는 빠른 동역학과 이에 수반되는 구조 변화를 관찰하고자 함. 동시에 이차원 적외선 분광법을 더 발전시켜 좀 더 복잡한 대상에 대해서 더 정확한 정보를 얻고자 함. 실험 대상이 되는 분자들로는 작게는 물과 DMSO의 이원혼합물에 녹아 있는 C=O기에서 일어나는 동역학과 구조 변화에서 크게는 제2형 당뇨와 관련이 있는 islet amyl

연구의 목적 및 내용
이차원 적외선 분광법(2D IR)이라는 비교적 새로운 분광학적인 연구 및 분석 방법을 이용하여 생분자를 포함한 거대 분자를 대상으로 기존의 다른 방법으로는 볼 수 없었던 일어나는 빠른 동역학과 이에 수반되는 구조 변화를 관찰하고자 함. 동시에 이차원 적외선 분광법을 더 발전시켜 좀 더 복잡한 대상에 대해서 더 정확한 정보를 얻고자 함. 실험 대상이 되는 분자들로는 작게는 물과 DMSO의 이원혼합물에 녹아 있는 C=O기에서 일어나는 동역학과 구조 변화에서 크게는 제2형 당뇨와 관련이 있는 islet amyloid polypeptide (IAPP)의 초기 뭉침 현상 및 유기 금속체 내에 포집된 이산화탄소의 구조 변화에 대해 알고자 함

연구결과
· 매우 뛰어난 성능을 가지는 광울림 형식 2차원 적외선 분광 장비를 완성하여 실험 결과를 얻음
· 용매가 순수한 물인 경우와 용매가 물과 DMSO가 1:1의 부피 비율로 섞인 경우에 대하여 에틸아세테이트를 녹여 수소 결합의 동역학을 연구 하여 본 연구자가 교신저자로서 논문을 게재함
· 금속유기구조체에 포집된 이산화탄소에 대한 이차원 적외선 분광실험을 수행하여 논문을 투고하기 위한 집필 작업 중에 있음
· 인플루엔자 A 바이러스의 M2 양성자 채널에 대한 이차원 적외선 연구를 수행하였으며 산성도에 따로 그 구조가 다르다는 것을 알아 냈으며 현재 이 결과에 대해 논문집필 작업을 수행하고 있음
· 제 2형 당뇨병과 직접 관련이 있는 islet amyloid polypeptide (IAPP)) 단백질에 대하여 이차원 적외선 분광 실험을 수행하여 뭉침 현상이 일어나는 동안의 단백질의 구조분포 변화에 대한 정보를 얻음

연구결과의 활용계획
· 기존의 장비 성능을 더욱 개선하여 더 복잡한 대상들에 대해서도 보다 정확한 구조적 및 동역학적인 정보를 얻고 또 다른 연구자들에게도 이 혜택을 누리게 하고자 함
· 용매와 단백질 사이의 수소 결합 동역학이 이원혼합물의 성질에 직접 영향을 미친다는 것을 알아냄. 세포생물학, 항냉동, 제약 분야에 이 연구 결과를 이용할 수 있음
· 금속유기구조체에 포집된 이산화탄소에 대한 이차원 적외선 분광실험을 통해 얻어진 결과는 지구 온난화 및 에너지 문제와 밀접한 관련이 있는 이산화탄소를 효율적으로 포집 및 방출할 수 있는 금속 유기구조체를 설계하는 데에 직접적인 도움을 줄 수 있음
· 인플루엔자 A 바이러스의 M2 양성자 채널을 봉쇄하여 바이러스가 기능을 못 하게 하는 약을 디자인하는데 도움을 줄 수 있음
· IAPP 단백질에 대하여 이차원 적외선 분광 실험을 수행하여 뭉침 현상이 일어나는 동안의 단백질의 구조분포 변화에 대한 정보를 얻음으로써 당뇨병 치료제 개발에 도움을 줄 수 있음

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose& contents
To observe fast dynamics and structural distribution and fast dynamics of large molecular systems including biomolecules usding two-dimensional infrared spectroscopy (2D IR).
Simultaneously, to further develop 2D IR technique to obtain more accurate information for larger mol

Purpose& contents
To observe fast dynamics and structural distribution and fast dynamics of large molecular systems including biomolecules usding two-dimensional infrared spectroscopy (2D IR).
Simultaneously, to further develop 2D IR technique to obtain more accurate information for larger molecular systems. Molecular systems that will be examined include a small molecule like a C=O group in a binary mixture of DMSO and water and large molecular systems like islet amyloid polypeptide and CO₂ captured in metal organic frameworks (MOFs).

Result
§ Construction of 2D IR equipment and collection of data using the apparatus
§ Invesigation of hydrogen-bond dynamics for ethylacetate dissolved in D₂O and 1:1 (v/v) mixture of D₂O/DMSO. With increase in DMSO concentration the H-bond dynamics was slower by a factor of 5.
§ 2D IR investigarion of CO₂ captured in metal organic frameworks(MOFs)
§ 2D IR study of M2 proton channel of Influenza A virus revealed that the structure of M2 is observed to have distinctively different structure at different pH. A manuscript is in preparation on this work
§ Collection of 2D IR spectra of various mutants of islet amyloid polypeptide (IAPP), which is related to type-II diabetes, on it early aggregation stages. A manuscript is in preparation

Expected Contribution
§ To obtain more accurate information on the structure and dynamics of more complex molecular systems through further improvement of the 2D IR apparatus in my laboratory § Solvent-protein interaction mediated by H-bond dynamics is the main factor that determines the property of a binary mixture. This result is expected to beneficial to researchers in the fields of biology and cryoprotection.
§ 2D IR results on CO₂ captured in MOFs will help us to design efficient CO₂-capturing MOFs.
§ 2D IR study of M2 proton channel of Influenza A virus can help us to design a drug that can cure influenza by blocking the proton channel of the virus.
§ Before aggregation and early aggregation stages revealed by 2D IR will help us to develop a drug that can cure type-II diabetes.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3연구계획 요약문 ... 4연구결과 요약문 ... 5 한글요약문 ... 5 SUMMARY ... 6연구내용 및 결과 ... 7 1. 연구개발과제의 개요 ... 7 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 26 5. 연구결과의 활용계획 ... 31 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 32 7. 참고문헌 ... 32 8. 연구성과 ... 34 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 36 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 36 11. 기타사항 ... 36끝페이지 ... 36