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[자연과학]까치관찰보고서

학 부 : 생 명 과 학 부제 출 자 :학 번 :과 목 명 : 생물과학실험 1제 출 일 : 2 0 0 6. 4. 20I. Introduction까치는 영역성이 매우 강한 조류이다. 영역(territory)은 영역을 차지한 개체의 안정적인 먹이 자원 확보와 그에 따른 번식 성공 가능성을 제공하는 중요한 수단으로서, 번식에 필수적인 조건이다. 까치는 태어난 다음해부터 번식을 할 수 있지만, 오직 영역을 갖고 있는 개체들만이 번식에 참가한다. 따라서 그 해 태어난 어린 개체들이나 영역을 갖지 못한 성조들은 영역이 아닌 장소에서 떼(flock)를 지어 몰려다닌다. 영역의 크기와 질(quality)은 번식 성공에 중요한 결정 요소이므로 조사 대상 개체들의 영역성 조사는 번식 생태 조사의 필수 요소이다.까치의 행동에 관한 관찰을 토대로영역의 크기 영역의 넓이, 영역 내 둥지의 위치영역의 질 영역 내 인공지대(건물, 보도 등)와 자연지대(나무, 잔디밭 등)의 조성 비율영역 방어 영역 경계에서의 방어 활동(alarm, chase, tree topping 등) 과 관련된다.등을 관찰하여 번식 성공과 영역성에 관련한 분석을 하는 것이 목표이다.II. Methods1. 개체인식- wingtag: 2 capital letters (eg. DJ, YS, JP..)- color rings: RU, RL, LU, LL 순서로 기록B(blue), R(red), Y(yellow), G(green)W(white), Mv(mauve), Lb(light blue), P(pink)2. 영역의 크기Sampling method: 개체수, 행동권 조사를 위한 기록은 크게 다음과 같은 방법을 따라 진행된 다.1. time-recording- continuous recording- Instantaneous recording2. space-recording- focal sampling- line transectHome-range estimation method: MCP, Kernel method가 주로 쓰인nimum convex polygon) method- the smallest convex polygon which contains all points which the animals have visited3. 행동 관찰 8~10 amBreeding stage:Nest building(B) - progress: base cup domenest materials: twig(l) twig(s) mud grass/soft stuffIncubation (Inc) - should be observed at least 30min at this periodbegging callfood transfer between sexesGeneral behaviors observed:Foraging (F)Tree-topping (TT)Chasing (C), fighting (FT), Mobbing (M)Preening (P), Resting (R)Vocalizing - alarming(A)III. Result점의 개수(위치 개수)행동분석(①번 까치, ②번 까치)03월 10일29①: F/3, P/0, R/3, TT/3, C/1 ②: F/0, P/2, R/1, TT/103월 11일2003월 13일1003월 14일12①: F/1, P/0, R/0, TT/2 ②: F/0, P/0, R/0, TT/103월 17일16①: F/3, P/0, R/1, TT/3 ②: F/2, P/0, R/0, TT/003월 19일5①: F/1, P/0, R/0, TT/1 ②: F/1, P/0, R/0, TT/103월 20일17①: F/0, P/0, R/1, TT/4 ②: F/1, P/0, R/3, TT/203월 21일9①: F/3, P/1, R/0, TT/1 ②: F/3, P/1, R/0, TT/203월 24일11①: F/1, P/2, R/0, TT/0 ②: F/1, P/0, R/3, TT/1total①: F/12, P/3, R/5, TT/14, C/1 ②: F/8, P/3, R/7, TT/7 => 1번까치의 활동성이컷추정).① 번까치 행동 지속시간 (min)시간행동구분3/103/113/133/143/173/193/203/213/24합계total105minF612426206240P02200002410R155505050035TT31123141016C202*************4143996105② 번까치 행동 지속시간 (min)시간행동구분3/103/113/133/143/173/193/203/213/24합계total98minF012404226232P4220000109R*************TT11110122110C002*************1431991898? 우리 조에서 행동 지속시간을 일관되지 못하게 기록해서 횟수 분석 자료를 바탕 으로 행동 지속시간을 평균적으로 계산하여 어림했습니다.각 행동 마다 F 2분, P 2분, R 5분, TT 1분, C 2분으로 계산했습니다.누적 점의 개수영역의 넓이03월 10일298509.6803월 11일4920104.5603월 13일5920104.5603월 14일7120104.5603월 17일8720104.5603월 19일9221754.9803월 20일10921754.9803월 21일11833223.8603월 24일12933223.86영역넓이(최종)33223.86m203월 10일8509.6803월 11일22863.9603월 13일7005.7803월 14일2034.1803월 17일8745.1203월 19일8969.0403월 20일6418.803월 21일14668.5603월 24일6258.6? 번식 성공과 영역성에 관한 평가1) 영역의 크기 : 우리 조가 조사한 까치의 전체 영역은 33223.86m2으로 계산되었다. 이는 일반적인 영역의 크기보다 1.5배 이상 큰 것으로 생각된다. 우리 조의 까치의 영역 내 둥지의 위치는 동쪽으로 심한 편향성을 보이고 있다.위의 두 결과는 영역의 질과 영역 방어 등을 함께 고려하여 이해할 수 있을 것 같다. 영역이 상대적으로 넓은 이유는 영역 내에 섭식 행동 등의 기본적인 활동을 제한하 는 큰 건물이 2채 정다. 반대로 생각해서 까치들의 야생형 생활공간 은 상대적으로 더 작은 범위 인 것이다. 이와 관련하여 건물이 없는 교외의 까치들 과 비교했을 때 기회비용이 더 많은 것으로 생각할 수 있다.영역 내의 둥지의 위치는 지형 상의 제약으로 설명 할 수 있다. 우리 조의 까치 둥지에서는 한 방향의 시야만 확보되고 있다. 관찰일지의 결과와 일치하듯 반대 쪽(공대 폭포 방향)에서 소비하는 시간 자체가 아주 적다는 사실은 영역 확보 후에 집을 옮긴 것일 수도 있다는 예상을 하게한다. 확인 결과 공대 폭포 뒤 쪽 의 영역에는 기존의 까치 쌍이 점유하고 있는 것으로 생각 된다.2) 영역의 질 : 위에서 상술하였듯 우리 조의 까치는 상대적으로 너무 많은 건물 및 보도를 가진 영역을 가지고 있다. (인공지대 : 자연 지대의 비율이 약 5 : 2 정도로 계산된다.) 건물은 주위의 경계를 하는 공간으로만 쓰이고 있으며 (TT의 시행 횟수가 42, 44, 135동에 집중 되어 있음.) foraging 및 나뭇가지 획득은 건 물 사이의 비탈진 언덕과 관찰 시야에서 벗어나는 공간에서 이루어지고 있었다. 자연지대의 영역으로만 따진다면 우리 조의 까치들은 상대적으로 낮은 수준의 영역을 가지고 있다고 평가할 수 있다.3) 영역 방어 : 우리 조의 행동 분석을 보면 횟수를 기준으로 할 때 chasing은 거 의 나타나지 않는 반면에(실제로 가시거리에서 chasing할 만한 다른 까치와의 경계 지역도 관찰 되지 않았다.) TT은 꾸준히 보이고 있다. 앞서 기술한 낮은 영역의 질에 상쇄하여 경쟁자가 드문 영역이라는 것이 영역성을 보완하는 결과 를 가져온다고 생각 된다.? 행동 분석으로 본 까치의 영역성F : foraging는 안정적으로 꾸준히 나타나고 있는 것으로 평가할 수 있다. 주목 할 만한 점은 관찰일이 앞선 5일의 foraging의 평균 비율과 뒤의 4일의 평 균 비율이 현격하게 차이 난다는 것이다. 이 현상을 굳이 설명을 하자면 산 란 시기 전의 준비기간에 섭식 행동이 증가한다는 가정을 내릴같다.P & C : 거의 보이지 않는 행동 들이다. preening에는 큰 의미를 부여하기 힘 들 것 같으며, chasing 행동이 적다는 것은 그 만큼 안정된 영역을 확보하 고 있다는 의미로 해석할 수 있다.R : 1번과 2번 까치의 resting 시간이 1번이 앞에 몰려 있으며 2번이 뒤에 많이 나타나고 있다. 전체적으로 보면 1번 까치의 활동성이 두드러지며, 산란 시 기에 가까워지며 2번 까치의 활동성이 줄어드는 것을 볼 때, 2번 까치가 암 컷일 가능성이 높은 것으로 추정된다.TT : 둥지에서의 TT의 횟수보다 둥지에서 약 50m 떨어진 높은 건물들에서TT가 많이 보이고 있다. 건물을 기준으로 하여 영역의 경계가 정해지고 있다고 생각할 수 있다.? Vocalization type로 본 시기 및 영역성 분석우리 조에서 관찰한 울음소리는 거의 대부분이 Ka-Ka-Ka-Ka (chatter call), Ka-Ka-Ko (TT), Kak(경계)등의 패턴으로 구분될 수 있다. 이는 둥지 짓기에서 산란의 시기로 넘어가는 breeding season이라는 것을 추정할 수 있게 하는 결과이다. 이와 더불어 chasing, parallel-walking등의 울음소리 패턴이 나타나지 않고 있다는 것을 알 수 있는 데, 이런 결과도 영역의 질은 낮지만 안정성의 확보 차원에서는 긍정적으로 평가할 수 있을 것 같다.? 까치의 행동 생태1) 까치의 종현재 까치(genus Pica)는 두 종으로 구성되어 있다.북반구 전역에 넓게 분포하는 까망부리까치(P. pica)와 북미 캘리포니아 일대에만 서식하는 노랑부리까치(P. nuttalli)가 그것이다.까망부리까치는 다시 13개의 아종으로 분류되고 있다.이중 우리나라에 서식하는 아종은 P. p. sericea로서, 중국남부와 인도차이나반도, 우리나라, 일본에 걸쳐 분포한다.2) 까치의 생활사가. 둥지짓기 : 이전해 12월～3월나. 산란 및 포란 : 4월～5월다. 부화 및 양육 : 5월～6월라. 이소 및 독립 : 6월～9월마. 군락형성 해 2월

자연과학| 2007.05.04| 8페이지| 1,000원| 조회(444)

번식, 영역, 까치, recording, fidelity

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[자연과학]UV-VIS Spectrophotometric analysis of proteins & its activity

UV-VIS Spectrophotometric analysis of proteins & its activity1. Introduction? UV-VIS Spectrophotometric analysis는 전자로 채워져 있는 분자 궤도 함수로부터(HOMO) 높은 에너지 상태의 비어있는 분자 궤도 함수(LUMO)로 electronic transition되면서 분자 수준에서 흡수하는 wavelength의 에너지를 detection하여 물질을 정량하는 방법을 말한다.단백질을 구성하는 building block인 amino acid는 평균적으로 280nm에서 peak를 보이는데 그 각각의 absorption spectrum에서 나타나는 패턴으로 아미노산을 identification 할 수 있다.? absorbance : 시료에 흡수된 빛의 강도와 시료를 통과한 빛의 강도의 비에 log 값을 취한 것을 말한다. 즉, A(absorbance)=? c l 또는 A=-log( I / I0 ) 로 나타 내어 진다.? peroxidase activity를 spectrometry를 이용해 time being에 따라 측정해 봄으로써 예상되는 흡광 파장 영역인 460nm에서의 absorption을 조사해 그 spectrum의 기울기로 결정되는 activity를 결정해 볼 것이다.? 가시광선-자외선 영역의 spectrum은 conjugated 되어 있는 불포화 화합물을 검출하는 데 흔히 이용된다. 일반적으로 이중결합이 없거나, 있어도 하나 밖에 없을 경우에는 UV-VIS(200~800nm)영역을 흡수하지 않는다. 그러나 conjugated 된 system은 이 영역을 흡수한다. conjugation이 확대되면 최대 흡수 파장은 장파장 쪽으로 이동한다. 왜냐 하면 conjugation의 증가는 분자 궤도 함수 내에서 HOMO와 LUMO orbital을 서로 가까이로 이동하게 하기 때문이다.? Cytochrome 은 light-absorption spectra에 따라서 type a, b and c로 구분할 수 있는데 cyt a의 oxidized form과 sodium dithionite를 이용한 redused form의 Fe ion의 산화수 에 따라 변화하는 a band를 확인하고 A=? c l을 이용하여 concentration을 계산해 볼 것이다.Methods of Experiment1. Spectrum of several amino acidsnon-aromatic amino acid인 Arg과 aromatic amino acid인 Phe, Tyr, Trp의 spectrum을 각각 측정, 비교해 본다.2. Peroxidase activity의 측정 및 관찰① peroxidase sample 20㎕를 sample buffer에 넣는다.(sample buffer : 0.5mM o-dianisidine-HCl, 1mM H2O2, 20mM sodium acetate pH 5.5)② 30℃에서 10분동안 반응시키며 파장 460nm에서의 흡광측정③ 측정된 값으로 peroxdase의 activity를 결정한다.( 1 unit : A460에서의 0.1 증가로 정의. 반응조건은 실험조건과 같다.)3. Determination of cytochrome c concentration by molar extinction coefficient(ε)① measure the spectrum of a sample of cytochrome c (oxidized form)② measure the spectrum of a sample after reduction by sodium dithionite③ determine the concentration of ferricytochrome c and ferrocytochrome cε(molar extinction coefficient) : ferricytochrome = 2.1 × 104 M-1cm-1ferrocytochrome= 2.99 × 104 M-1cm-12. ResultII-1 Amino acid들의 Absortion spectrum? Non-aromatic mamino acid : ArgII-2 peroxidase activityII-3 Cyt c absorption spectrum3. DiscussionIII-1 Amino acid의 스펙트럼 분석? Arginine : R기에 존재하는 nitrogen의 비결합 전자쌍의 전이에 해당하는 peak가 210nm에서 예상 되었으며 실험 결과와 거의 일치하는 것을 볼 수 있다.? Cystein : peak가 216nm 정도에서 나타나고 있다. 다른 amino acid에 서도 볼 수 있는 210nm 주위의 peak는 amino acid의 back bone에 기인한다고 추정된다.? Phe : 257nm에 거의 일치하는 peak를 보여준다.? Trp : 완만하지만 280nm range에서 peak를 보여준다.? Tyr : 275nm 근방에서 peak가 나타난다.각 amino acid 마다 나타나는 최대 흡수 영역 파장은 reference로 결정되어 있는 값이기 때문에 이 실험을 한 후에 역 추적을 했다고 하더라도 각 흡수 스펙트럼으로 identification 할 수 있었을 것으로 예상된다.III-2 peroxidase activity 측정위의 자료를 참고로 activity를 측정해 보면 첫 번째 실험에서 5(unit), 두 번째 실험에서 15.6(unit)정도의 결과가 나온다. (1 unit을 A460에서 0.1의 증가로 계산.)이와 같은 차이는 실험 과정 중에 첫 번째 실험에서 cuvet에 peroxidase를 넣으면서 충분히 섞이지 못한 이유로 추정된다. 측정 후 cuvet을 확인한 결과 첫 번째 실험이 두 번째 보다 오렌지 색깔이 엷은 것으로도 동일한 결과를 확인할 수 있다.(460nm에서 최대 흡광도를 보인다면 그의 보색인 엷은 오렌지색이 보이는 것이 설득력이 있다.)

자연과학| 2007.05.04| 4페이지| 1,000원| 조회(495)

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정자의 chemotaxis와 capacitation

Review & Rediscovery to Sperm Chemotactic movement & CapacitationThe Thesis for a Bachelor : Kim Ki Bum Bioscience Seoul Nat’l University Korea----------------------------------------------------------------------------------Abstract Sperm chemotaxis와 capacitation에 관한 주제는 생물학적인 면 분만 아니라 의학적, 분자진화학적으로 중요한 연구 대상이 될 수 있다. 그러나 지난 수 십 년간의 연구에도 불구하고 mammalian의 sperm chemotaxis와 그 chemoattractant의 해명은 아직도 요원한 상태인 것으로 보인다. sperm chemotaxis는 fertilization의 availability를 높인다는 점과 capacitation의 reconfirmation에 중요한 의의를 가진다. chemoattractant의 candidate로서 ANP, Buorgeonal 그리고 thermotaxis등이 거론되었으며, 그 mechanism이 연구되어 있지만 확실한 동정의 결과는 아직 미해결 상태이다. 다행스러운 것은 이런 massive study에 힘입어 sperm chemotaxis와 capacitation을 하나의 틀에서 이해할 수 있게 되었으며, 서로 떨어져 있는 capacitation mechnism등의 confirm된 가설들을 연결해 큰 그림을 만들 준비가 되어 있는 것으로 보인다. 이 주제에 관한 연구에는 in vivo technique이 절실히 요구되고 있으며, 실험 기법의 개발은 흥미로운 발견을 앞당길 것이다.----------------------------------------------------------------------------------Introduction주목받고 있는 화두는 아니지만 개체 발생의 trigge 요긴하게 쓰일 수 있을 것이다. 실제로 sperm 분배의 차이를 보면 sperm의 chemotaxis를 예상할 수 있게 된다. 예컨대 ovulatory tubal ampulla에는 그 상대편의 위치에서 보이는 정자 수 보다 꽤 많은 비율이 존재한다는 것을 확인할 수 있다. 이는 egg와 그 주변조직의 chemoattractant를 예상해 볼 수 있는 근거가 될 수 있다. 흥미로운 것은 egg가 다수일 경우에는 한 egg에만 sperm이 집중적으로 분배되지 않고 적절히 분배된다는 사실이다. 이는 수정에 성공한 egg의 negative chemotaxis(또는 chemorepellent)의 존재를 예상해 볼 수 있는 증거가 될 수 있을 것이다. chemoattractant와는 다르게 거의 연구가 되어있지 않은 chemorepellent에 대한 연구도 흥미있는 논의의 대상이 될 수 있을 듯 하다.Sperm chemotaxis의 측정 방법들..Chemotaxis를 연구한 결과는 in vivo에서 실험이 행해진 경우에 가장 신뢰성을 가진다고 볼 때, 불행히도 아직은 in vitro experiment의 단계를 많이 벗어나지 못한 것으로 보인다. 아래에서 소개하는 네 가지 category의 측정방법들은 method의 차이와 chemotaxis와 다른 chemokinesis를 구분할 수 있는 지의 여부로 분류되고 있다.Table 1 The Measurements of Sperm Chemotaxis첫 번째 방법은 chemoattractant의 농도가 올라가는 locus(농도의 source 위치를 정점으로 함)로 sperm이 방향성을 가지는 것을 분석하는 방법인데, 이는 chemotaxis와 다른 chemokinesis 또는 trapping과 구분을 할 수 없다는 불리한 점이 있다.두 번째 방법은 위의 방법과 반대로 chemoattractant source와 상대적인 낮은 쪽으로의 descending gradient가 두드러질 때 농도가 낮아지는 쪽으로의 방향성을 확인하는 unctulata와 진화적으로 약 200백만 년 정도 떨어진 sea urchin인 S. purpuratus의 Speract라 이름 지어진 sperm-activating peptide를 찾게 되었다. speract는 resact와 동일하게 chemotactic response를 유지하는 역할을 하는 phosphoesterase inhibitor mechanism을 포함한다. speract는 G. cyclase가 아닌 receptor protein이 따로 있어서 이 molecule과 결합하고, 그 결과 G. cyclase에 activity를 부여한다. 연속되는 event로서 생성되는 cGMP는 cGMP-dependent Kchannel을 열어 Kinflux를 유도하여 sperm 내부가 hyperpolarization되게 된다. hyperpolarization은 Na/Hexchanger를 가동시켜 내부의 pH 및 Na농도의 증가를 유발하며, 또 다른 기작으로 Adenylyl cyclase가 activation 되어 궁극적으로 sperm의 linear swimming up the chemoattractant gradient를 가능하게 한다.비교적 잘 연구되어있는 sea urchin에 비하면 mammalian의 chemoattractant에 대한 연구는 상황이 판이하게 다르다. 많은 연구가 이루어 졌지만 아직 follicular fluid에서 chemoattractant를 동정하지는 못했다. 한 논문에 따르면 heat-stable peptide가 그 candidate로서 가능성이 큰 것으로 보인다.[Manor, 1994 ] 현재까지의 연구 결과로 볼 때 follicular fluid에 존재하는 구성 요소로서 여러 가지 물질들이 그 후보로 거론되었었다. ( 예를 들어 heparin, progesterone, ANP; atrial natriuretic peptide, epinephrine, oxytocin, calcitonin, acetylcholine등이 있다.) Coo sperm의 gradient-dependent directiveness를 광범위 하게 방해하고 있을 수 있다. chemotaxis가 없는 상황에서 sperm을 인도할 수 있는 방법은? 일단의 연구자들이 찾은 가능성 있는 대답은 thermotaxis였다. 일반적으로 sperm reservoir's site와 더 따듯한 fertilization site는 약 2? C의 차이가 난다는 사실에 착안한 가설이다. Rabbit을 이용한 실험은 다음과 같은 결과를 보여주고 있다.(이 실험은 directionality-based assay만의 결과이다.)Figure 2. Termotaxis essaya의 결과는 sperm의 capacitation 여부에 따라 2??? C의 차이가 나는 고온의 source를 축으로 sperm 집단의 방향성을 나타내고 있다. Non-capacitated sperm의 poppulation은 평균적인 결과로서 유의미한 수치가 나타나지 않는 반면 capacitated sperm의 집단은 고열원 으로의 방향성 뚜렷하게 나타남을 볼 수 있다. b는 capacitated sperm만의 실험 결과인데 변인을 온도 차이로 설정하고 있다. 연결되어 있는 두 개의 sector에 온도 차이를 주지 않는 첫 번째의 경우는 directionality가 나타나지 않는다. 두 번째부터 네 번째의 그래프는 온도 차이를 0.5? C, 1? C, 2? C로 설정했을 때의 결과이다. 흥미로운 것은 실험의 가정에서 기초한 2? C의 차이 보다 훨씬 작은 0.5? C의 차이에서도 sperm directionality는 거의 동일하게 나타난다는 점이다. sperm의 thermotaxis를 더욱 valid하게 만들어 주는 가정들이 있다. 위 실험의 수행과정에서 나타난 thermotactically responsiveness를 보이는 sperm들은 capacitated state에 제한되어 있다는 점이 그런 가정이다. 다른 chemotactically responsiveness가 ca 연속적인 재생성(continuous process of replacement)은 fertilization economy와 수정의 가능성을 강화한다.”Mammal에서의 spermine의 역할과 sperm capacitation의 연계Spermine은 사람을 포함한 대부분의 mammal의 semianal plasma에서 볼 수 있는 ubiquitous polyamine으로서, 주요 seminal decapacitating factor로 인정받고 있다. seminal spermine은 sperm의 plasmamembrane에 bounded되어 ejeculation되는 것으로 보여진다.(원래는 떨어져 있지만 ejeculation 과정에서 male의 assessory gland에서 유래한 spermine과 sperm의 membrane이 bounding 된다.) Bounded된 spermine은 female의 reproductive tract에 존재하는 heparin에 의하여 bounding이 release되는 결과를 낳는다.(과거의 실험결과 heparin은 이러한 이유로 chemoattractant로 오인받기도 했다. =>see The fast Candidates as Chemoattractant & their mechanisms) Bounded spermine은 sperm membrane protein의 lateral mobility와 membrane fluidity를 제한하는 요인이라는 사실이 보고된 적이 있다.[Schindler., 1980]Spermine이 heparin등에 의해 제거되면 sperm은 극적인 변화를 겪게 된다. protein lateral mobility와 membrane fluidity가 증가하며, 여러 다른 sperm 구조의 modification이 뒤따른다. 이러한 결과는 sperm chemotaxis와 연계된 capacitation, 특히 acrosomal reaction을 triggering하는 역할을 가진다. 이러한 사실을 종합적으로[Ca

자연과학| 2006.12.18| 7페이지| 1,500원| 조회(457)

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[생명과학]Mass Spectroscopy

# 생명과학실험 3 reportMass SpectroscopyI. Introduction? the mechanism of 2-d gell electrophoresis? 정의 : 2-d gell electrophoresis는 단백질이 가진 2가지 특징인 전하와 분자 량의 차이를 이용하는 것이다.? immobilized pH gradient :먼저, 1차원적으로 isoelectric focusing을 하게 된 다. 현재 사용되는 방법으로서 높은 재현성을 얻을 수 있는 IPG gel을 사용하 므로 고도의 기술적 숙련도는 필요로 하지 않는다고 한다. 2차원 전기영동을 함으로써 2000~8000개 단백질의 분리와 검출이 하나의 gel상에서 가능하게 된다. 2차원 전기영동의 방법은 아래와 같다.? 2-d gell electrophoresis : 2차원 전기영동에서는 SDS-PAGE를 시행한다. 그 러므로 1차원 전기영동 후 IPG gel을 우선 시험관 내에서 평형화할 필요가 있 다. 평형화 완충용액에서 gel을 실온에서 5분간 진탕한 후 액을 버리고, DTT 대신 iodoacetoamide를 함유하는 평형화 완충액으로 다시 5분간 진탕한다. 이 후에 미리 만들어 둔 평판형 SDS-PAGE gel의 농축용 gel 상에서 영동용 완 충액으로 가볍게 세정한 IPG를 넣는다. (시료중에 어느 정도의 분자량 범위를 갖는 단백질이 함유되어 있는지에 따라 분리용 gel의 농도를 정할 핑요가 있 다.) 전기영동에는 gel의 두께도 영향을 미치므로, 전기영동 시 1mm 두께의 gel의 경우 20mA/gel로 설정한다. 각 2차원 전기영동의 패턴을 화상 처리하거 나 목적 단백질의 대략적인 등전점이나 분자량을 알기 위해서는 몇 개의 marker 단백질을 동시에 영동하는 방법을 쓸 수 있다.? 단백질 spot의 검출 : 2-d gell electrophoresis에서 분리된 각 단백질의 검출 을 위하여 일반적으로 염색법을 활용한다. 여러 가지 염색법이 개발되어 있지 만 검출된 단백질을 어떻게 해석하느냐에 따라 염색법을 선택할 필요가 있다. 우리가 사용한 silver staining은 검출 감도가 CBB법의 약 20배로 환경 변화 에 의한 단백질의 양적, 질적 변동을 확실히 관찰하고 싶은 경우에 자주 이용 되지만, 단백질이 수식되므로 이후의 단백질 해석에는 부적합하다. 그러나 최근 그 해석법도 제안되고 있다.이외에 단백질 spot을 투명하게 볼 수 있도록 해주는 negative 염색법도 있다. 단백질의 수식이 없고 조작이 간단하여 이 방법도 단백질 해석의 전처리 염색 법으로 이용되고 있다.? 단백질 해석법 : 2-d gell electrophoresis으로 분리한 단백질의 해석은 주로 다음과 같은 순서로 실시한다.환경변화에 따라 이동하는 단백질을 화상 처리법 등을 이용하여 관찰한다. 단백질 spot을 잘라 gel속에 특이적 protease( eg. lysil endoprotease, Asp-N protease, trypsin etc)로 소화하고 gel로부터 용출된 peptide 단편 의 질량수를 질량분석으로 분석하여 database에 access한다. 경우에 따라 서는 상기 peptide 단편의 AA sequence를 MS/MS법 등으로 결정한다.이러한 순서대로 진행하는 방법을 protein mass fingerprinting이라 부르며, 이 방법으로 이미 알고 있는 gene과 protein의 상관관계를 분석할 수 있다. 반면 에, 실제로는 단백질의 기능을 해석하는 경우, 다수의 단백질에서 발생한 post-translational modification 잔기를 결정하지 않으면 안된다. 또 N term 또는 C term 부위의 결정도 필요하다.II. Result & Discussion? MALDI-TOF 결과중 N1과 N2의 Mass spectrumN1 Mass spectrum

자연과학| 2006.11.30| 4페이지| 1,000원| 조회(311)

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[생명과학]NMR Spectroscopy

# 생명과학실험 3 reportNMR SpectroscopyI. Introduction? NMR의 원리원자핵을 구성하는 양성자나 중성자는 근소하나마 자기모멘트를 가지고 있으므 로 전체로서도 자기모멘트를 가지게 되는 경우가 있다. 이와 같은 원자핵을 자기 장 내에 놓으면 원자핵은 어떤 몇 개의 정해진 방향만을 향하게 된다. 이 방향은 각각 미소한 에너지 차(差)의 상태에 있으므로 하나의 핵자기가 어떤 방향을 향 하고 있을 때 그들의 차에 해당하는 에너지를 외부로부터 공급해 주면, 그 에너 지를 공명, 흡수하여 허용된 다른 방향을 향하게 된다. 이 현상을 NMR abs orption이라고 한다. 이런 원리를 이용해 필요한 에너지의 마이크로파만을 흡수 함으로써 핵자기공명흡수 스펙트럼을 얻을 수 있다.? NMR과 X-ray crystallography의 차이점과 장?단점NMR과 같이 원자 수준(atomic level)에서 분자구조를 살펴보는 것은 X선결정법 (X-ray crystallography)과 더불어 분자구조에 관한 가장 믿을 수 있는 정보를 제공하는 방법이다. 예를 들어, 생화학적인 구조분석법의 대표방법으로 꼽을 수 있는 point-mutation법(특정 위치의 아미노산을 다른 아미노산으로 대체하는 방 법)의 경우 그 결과물이 원래의 구조와 동일한 지를 검증할 방법이 현재로서는 없다. 그러나 결정상태 또는 용액상태에서의 원자 수준에서의 분자구조를 결정하 게 되면 누구도 이의를 제기할 수 없는 결정적인 정보를 제공하게 된다. 이러한 측면에서 X선결정법과 NMR법은 구조결정의 분야에 있어서 독보적인 위치를 차 지하고 있다.NMR spectroscopy와 X-ray crystallography의 기본적인 차이점은 시료의 상태 에 있다. X-ray crystallography는 single crystal의 형태로 시료를 만들어 내 야 하는 반면 NMR은 용액상의 시료를 이용할 수 있다. 시료의 크기에 있어서는 NMR이 제약을 가지고 있다. 재료비와 structure modeling에 있어서도 X-ray crystallography가 이점을 가지고 있다. NMR은 고가의 isotope-labeling을 일일 이 해야 하기 때문에 실험 단계에서 엄청난 액수의 비용이 들어간다. structure modeling에 있어서 우리 X-ray crystallography 실험에서와 본 바와 같이 자동 화 되어 있지만 NMR은 그에 따라가는 추세이다. 그러나 NMR의 가장 강력한 수 단은 Dynamics에 있다. 결정을 사용함으로써 X-ray crystallography는 in vivo 에서의 구조를 장담할 수 없지만 NMR의 시료는 체내와 비슷한 환경의 solution 상태로 존재하므로 시료의 재현성과 dynamics를 보장 받을 수 있는 장점이 있다. 아래의 표에구분X선결정학NMR시료상태단결정용액분자량 제한사실상 없음약 100kDa 이하재료비상대적으로 저렴각종 isotope-labelling으로 인한 고가구조계산의 용이성대부분이 자동화점차 자동화되어 가는 추세실제 구조에의 접근성실제 구조와 다를 수 있음실제 구조를 그대로 반영Dynamics관찰 불가능쉽게 관찰 가능위의 결과를 정리해 보았다.Table-1 NMR spectroscopy와 X-ray crystallography의 차이점? NMR spectroscopy의 활용과 적용 범위NMR 장치는 원래 molecular structure를 규명하고자하는 목적에서 만들어 졌 다. NMR spectroscopy은 물리학, 화학, 생화학, 약학, 의학뿐만 아니라 재료 과 학 등의 여러 학문 분야에서 물질의 구조 및 dynamic, 대상물질이 관여하는 반 응의 kinetics, 특정 핵종의 분포에 관한 정보를 얻기 위한 목적으로 널리 활용되 고 있으며 그 응용 범위는 점점 확장되고 있는 추세이다. 예를 들면, 자기공명에 관한 이론, EPR, 고분자 화학 및 신소재개발, 의학에의 응용(MRI), 고체 상태의 연구, 착화합물의 화학, 천연 생리 활성물질의 구조와 기능 연구, 단백질 화학, 핵 산 화학 등등의 여러 분야에서의 연구들이 우리나라 내에서 수행되고 있다고 한 다.

자연과학| 2006.11.30| 2페이지| 1,000원| 조회(1,185)

NMR, spectroscopy, 자기모멘트

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