http://repository.sungshin.ac.kr/handle/2025.oak/449 2026-04-03T19:41:23Z http://repository.sungshin.ac.kr/handle/2025.oak/6824 Title: 폐 디스플레이 유리 스크랩으로부터 인듐 회수를 위한 습식공정 최적화에 관한 연구 Author(s): 김미소 Abstract: 본 연구에서는 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)이 포함된 폐 디스플레이 패널 유리로부터 희소금속인 인듐을 효과적으로 회수하기 위한 방법을 찾기 위하여 두 가지의 실험을 진행하였다. 첫 번째로 유리 스크랩 컬릿의 크기와 침출 용액의 변화가 인듐 침출 특성에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 침출 실험 결과, 유리 스크랩 컬릿의 크기가 작아질수록 인듐 침출량이 증가하는 경향을 보였으며, 침출 효율은 HCl > HNO3 > H2SO4 순으로 나타났다. 침출 거동을 파악함과 동시에 두 번째로는 실제 업체의 공정 폐액에 포함된 인듐을 간단한 습식 공정을 통해 회수하기 위한 기초 연구로서, 폐액의 pH 변화가 인듐 용매추출률에 미치는 영향을 관찰하였다. 용매추출 실험의 경우에는 A 업체의 초기 공정 폐액 내 인듐 함유량의 평균을 756.8 ppm라고 할 때, 모든 pH 조건에서 추출제 상으로 추출되지 않은 인듐의 양은 4 ppm 미만으로 99.5 % 이상의 추출률을 나타내었다. 해당 공정 폐액은 추가적인 pH 조정 과정 없이도 추출제 D2EHPA에 대하여 높을 추출률을 보이는 것으로 관찰되었다. 이러한 본 연구 결과를 추후 폐유리 공정 폐액으로부터 고순도 인듐을 회수하는 공정 플랜트를 위한 기초 자료로 활용하기 위해서는 회수되는 인듐 외 불순물 함유량에 대한 추가적인 분석 및 연구가 필요하다.|In this study, two types of experiments were performed as a way to effectively recover indium from the waste LCD glass scrap containing indium tin oxide(ITO). First, the effects of changes in the size of glass scrap cullet and types of leachant on the indium leaching properties were investigated. The leaching experiments showed the smaller the sizes of the glass scrap cullet, the higher amount of leached indium. In the aspect of leaching efficiency, it follows the order of HCl > HNO3 > H2SO4. Secondly, as a basic study for harvesting indium from the indium-containing waste fluid through a simple hydrometallurgical process, the effect of pH in the waste fluid were observed. When the average amount of indium in the initial waste fluid was 756.8 ppm, every quantity of indium except less than 4 ppm was moved from solution phase to extractant phase at all pH conditions. These results indicated to show high extraction rate for D2EHPA without additional pH adjustment. It is deemed necessary to further analyze and investigate the amount of impurities other than the recovered indium in order to utilize the results of this study as a basis for the plants that recover indium of high purity from waste materials. 2018-12-31T15:00:00Z http://repository.sungshin.ac.kr/handle/2025.oak/6748 Title: 퇴행성 뇌 질환에 관여하는 단백분해효소의 실시간 활성 탐색을 위한 화학 프로브의 개발 Author(s): 홍종아 Abstract: 화학 프로브는 특정 단백질과 선택적으로 결합하여 단백질의 기능 및 활성을 탐색할 수 있는 저분자 물질로 기초 및 응용 화학, 생물학연구에서 많이 활용되는 도구이다. 본 연구에서는 퇴행성 뇌 질환과 관련이 있는 여러 특정 효소와 선택적으로 반응하여 형광 신호를 나타내는 화학 프로브 및 특정 세포소기관을 타깃으로 하는 분자 수송체를 합성하여 이들의 생화학적 특성을 탐색하였다. 첫째, Asparaginyl endopeptidase (AEP 또는 legumain)를 타깃으로 하는 활성 기반 프로브(activity-based probe)를 합성하고 살아있는 세포 및 추출물에서 프로브의 형광 신호 변화를 다양한 분석기법을 활용하여 탐색하였다. 기존에 개발된 활성 기반 프로브의 구조와 달리 본 연구에서는 warhead에 전자 분포 변화에 따라 형광 신호가 변하는 특성을 갖는 naphthalimide 유도체를 접합함으로써 효소와의 선택적 반응을 통해 형광 신호가 증가하도록 디자인된 스마트 프로브를 합성하였다. SDS-PAGE 실험을 통해 세포 추출물 및 살아있는 세포에서 프로브와 효소 간의 선택적인 반응 및 세포막 투과성을 확인하였으며, 공 초점 현미경을 이용하여 여러 종류의 살아있는 세포에서 AEP의 활성을 관찰하였다. 둘째, 펩타이드 모사체인 펩토이드 구조를 활용하여 mitochondria-targeting transporter를 디자인 및 합성하고 이들 물질의 세포 내에서의 분자 수송 양상 및 효율을 탐구하였다. 기존에 연구된 peptide 기반 mitochondria-targeting transporter는 mitochondria의 inner mitochondrial membrane (IMM)의 특성으로 인해 세포 내부로 분자가 들어가는 것이 어려울 뿐만 아니라 proteolysis reaction에 의해 분해가 잘 일어나 살아있는 생체 모델에 적용 시 효율이 떨어진다는 단점이 있다. 본 연구에서는 peptide의 특징은 유지하면서 기존의 단점을 극복하기 위해 backbone의 α-carbon이 아닌 질소 원자에 곁가지가 붙어 있는 peptoid 를 이용해 mitochondria-targeting peptoid (MTP)를 합성하였으며 이들 MTP 라이브러리가 mitochondria로 선택적으로 수송되는 정도를 정량하였다. 먼저 공 초점 현미경을 사용하여 살아있는 세포에서 mitochondria와 선택적으로 결합하는지 확인하였으며, JC-1 assay를 통해 세포 독성을 확인하였고 flow cytometry (FACS)를 이용해 살아있는 세포에서의 형광 광도를 측정하여 각 물질의 세포 투과도를 정량하였다. 셋째. High temperature requirement A (HtrA)에 선택적으로 결합하는 활성 기반 프로브를 디자인 및 합성하였다. HtrA는 serine protease의 한 종류로 mitocondria에서 다양한 신경 전달 경로를 유발 및 조절 하는 등 다양한 cellular processes에 중요한 역할을 하며 특히 알츠하이머에 원인 중 하나인 tau protein의 분해와도 연관이 있다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 여러 가지 HtrA 활성 기반 프로브를 디자인 및 합성하여 다양한 serine protease와의 선택성을 SDS-PAGE를 통해 확인하였다. 본 연구를 통해 개발된 활성 기반 프로브들은 AEP 및 HtrA의 활성 변화와 이들효소가 관여하는 다양한 생화학적 경로를 확인하는데 유용한 도구로써 활용될 수 있으며, 나아가 퇴행성 뇌 질환의 발병 기전을 설명하는 데 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다 2017-12-31T15:00:00Z http://repository.sungshin.ac.kr/handle/2025.oak/6333 Title: 질량 분석 기반 생체 분자의 펩타이드 및 글라이칸 특성 연구 Author(s): 천윤서 Abstract: 단백질체학(Proteomics)은 생물학적 시스템 내에 존재하는 단백질과 펩타이드의 다양성과 복잡성을 이해하기 위한 중요 연구 분야이다. 이러한 단백질의 특성 규명을 위해 주로 사용되는 질량 분석법은 높은 정확도로 인해 강력한 분석 도구로 여겨진다. 이에 따라 본 연구에서는 질량 분석을 활용해 정밀 분석 기법을 확립하고, 이를 HLA class Ⅰ 복합체, 치료용 항체, 콜라겐 등 다양한 생체 단백질에 적용함으로써 구조 분석 및 특성 분석을 위한 전략을 제시하고자 하였다. 먼저, HLA는 Human Leukocyte Antigen의 약자로, 인간 백혈구 항원을 의미한다. HLA는 class I, II, III로 분류되며, 이 중 HLA class I 분자는 내인성 유래 펩타이드를 CD8⁺ T 세포에 제시함으로써 체내 면역을 수행하는 메커니즘에 관여한다. 이 매개 면역 요법은 단순히 펩타이드를 면역 반응에 사용하는 것을 넘어, 암과 같은 질환의 발병 및 진행 과정에서 다양한 생물학적 역할을 수행한다. 따라서 이러한 항종양 치료 방법을 확립하기 위해서는 종양 세포에서 발현되는 HLA class I 결합 펩타이드의 서열 데이터를 평가 및 수집하기 위한 적절한 분석법의 개발이 중요하다. 이를 위한 실험에는 인간 대장암 세포주 HCT-116이 사용되었다. 실험에 앞서, 펩타이드를 효율적으로 추출하기 위한 cell lysis 조건을 최적화하고자 다양한 lysis 시간 조건으로 실험을 진행했다. 그 결과, 4시간 처리군에서 가장 높은 추출 효율을 보였으며, lysis 시간이 경과할수록 HLA class I 펩타이드 추출 효율이 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 이후 Orbitrap 질량 분석기를 사용해 추출한 펩타이드의 분석을 수행했고, 데이터 분석은 PEAKS Studio 및 Proteome Discoverer 소프트웨어를 활용했다. 먼저 Peaks Studio에서 De novo 서열 분석을 통해 펩타이드 서열을 예측하고, 이를 FASTA format 파일로 변환해 Proteome Discoverer에서 데이터베이스로 활용해 동정되는 펩타이드 수를 확인하였다. 이 분석을 통해 총 1400개 이상의 HLA 펩타이드 서열을 규명할 수 있었다. 또한, HLA class I 분자의 면역학적 기능에 관여하는 N-글라이칸을 분리해 분석하고, UPLC-FLR 결과와 질량 분석 결과를 비교함으로써 전체적인 글라이칸 구조를 확인했다. 두번째로, 질량 분석을 기반으로 치료용 단일클론 항체의 글라이코실화 특성을 분석하였다. 치료용 단일클론 항체는 다양한 질환에 대한 치료 효과로 현대 의학에서 사용 추세가 꾸준히 증가하고 있다. 이에 따라 생산된 항체의 이질성 평가는 필수적이며, 그중에서도 항체 글라이코실화는 치료 항체의 효능에 직접적인 영향을 미치기 때문에 항체 품질 검증 과정에서 핵심적인 평가 요소이다. 따라서 글라이칸 특성 규명을 위한 분석법의 최적화는중요한 요소로 간주된다. 본 연구에서는 다양한 오리지널 항체 및 그 바이오시밀러 샘플의 글라이코실화 패턴을 파악하기 위해 항체 자체에 대한 LC-MS 분석과 분리한 N-글라이칸에 대한 LC-MS 분석을 병행했다. 우선, 항체 샘플들에 별도의 효소 처리를 하지 않은 채로 질량 분석을 수행해 분자량을 확인했다. 추가적으로 PNGase F의 처리를 통한 분석으로 mass shift를 확인하여 항체에 부착된 글라이칸 조성을 유추했다. 또한, 분리한 N-글라이칸은 초고성능 액체 크로마토그래피-형광 분석(UPLC-FLR)과 LC-MS 분석 기법을 활용해 분석했고, 이를 통해 다양한 글라이칸 구조를 식별할 수 있었다. 주요 글라이칸의 peak 면적 백분율 총합을 계산한 결과, 일부 항체를 제외한 대부분의 시료에서 80% 이상의 백분율 총합이 확인되어 항체 품질 측면에서 양호한 특성을 보임을 확인하였다. 또한, 항체 간에 G0F, G1F, G2F 구조의 분포 비율 차이가 관찰되었으며, 이를 통해 시료 간 미세한 글라이칸 패턴 차이를 확인할 수 있었다. 마지막으로, 생물의 주요 구성 성분 중 하나인 콜라겐에 대해 질량 분석 기반의 특성 분석을 수행했다. 일반적으로, 효소 처리로 얻은 저분자 어류 콜라겐은 다양한 산업 분야에서 활용도가 높다. 그러나 시중에 유통되는 콜라겐은 어종에 따라 기능과 안정성에 차이가 존재하며, 대부분 가공된 형태로 제공되기 때문에 원료의 품질과 유래를 명확히 파악하기 어렵다. 따라서 콜라겐 성분에 대한 정밀한 분석을 통해 어종별 특성을 평가할 수 있는 기술의 개발이 필요하다. 하지만, 저분자 어류 콜라겐은 다른 단백질에 비해 분자량이 작고 다양한 펩타이드로 구성되어 있어, 기존의 분석 방법만으로 는 정확한 서열을 파악하기 어렵다. 이를 극복하기 위해 본 연구에서는 액체 크로마토그래피와 결합한 질량 분석 방식을 활용해 복잡한 펩타이드 혼합물의 서열 내에서 어종별 공통 서열과 특이서열을 동정할 수 있는 분석 전략을 확립했다. 사용한 시료는 명태, 틸라피아. 대구 각 3종류, 총 9개의 어류 콜라겐이며, 이를 Orbitrap 질량 분석기로 분석했다. 데이터 분석에는 PEAKS Studio와 Proteome Discoverer 소프트웨어를 활용했다. 이 역시 동일한 절차에 따라 PEAKS Studio에서 De novo 서열 분석을 수행한 후, 자체 구축한 데이터베이스를 활용하여 Proteome Discoverer에서 어종 간 공통서열 및 특이서열을 확인하였다.| Proteomics is a vital field of research aimed at understanding the diversity and complexity of proteins and peptides within biological systems. Among the various analytical techniques, mass spectrometry (MS) is widely regarded as a powerful tool due to its high precision in characterizing proteins. In this study, we aimed to establish precise analytical methodologies using mass spectrometry and to apply these approaches to the structural and functional characterization of various biologically relevant proteins, including HLA class I complexes, therapeutic antibodies, and collagen. The Human Leukocyte Antigen (HLA) system plays a central role in immune regulation and is categorized into classes I, II, and III. Among them, HLA class I molecules are responsible for presenting endogenously derived peptides to CD8⁺ T cells, thereby playing a crucial role in the immune response. This antigen presentation not only contributes to immune surveillance but also has significant implications in the development and progression of diseases such as cancer. Therefore, identifying and characterizing the peptide sequences bound to HLA class I molecules expressed in tumor cells is essential for advancing antigen-based cancer immunotherapies. For this purpose, the human colorectal cancer cell line HCT-116 was used. Prior to peptide isolation, we optimized cell lysis conditions to improve peptide extraction efficiency by varying the lysis duration. We observed the highest extraction efficiency at 4 hours, while longer lysis times resulted in a decline in peptide yield. Peptides were then analyzed using an Orbitrap mass spectrometer, and the resulting data were processed using PEAKS Studio and Proteome Discoverer software. Initially, de novo sequencing was conducted using PEAKS Studio to predict peptide sequences, which were then converted into a FASTA format file. This file was used as a custom database in Proteome Discoverer to identify and quantify the number of peptides matched. Through this approach, we successfully identified over 1,400 HLA class I peptides. In addition, N-glycans, which are functionally significant in the immunological roles of HLA class I molecules, were analyzed. We compared the UPLC-FLR and mass spectrometry results to confirm the overall glycan structures associated with HLA class I complexes. Secondly, we investigated the glycosylation characteristics of therapeutic monoclonal antibodies using mass spectrometry-based approaches. The use of monoclonal antibodies has been steadily increasing in modern medicine due to their therapeutic efficacy against a variety of diseases. Accordingly, evaluating the heterogeneity of these antibodies is essential, especially since antibody glycosylation directly affects their therapeutic efficacy. Therefore, optimizing analytical methods for glycan profiling is considered a crucial step in the quality assessment of therapeutic antibodies. In this study, we performed a comprehensive analysis of the glycosylation patterns of various originator antibodies and their biosimilar counterparts using a combination of LC-MS analysis of the intact antibodies and LC-MS analysis of the released N-glycans. First, the intact antibody samples were analyzed by mass spectrometry without enzymatic treatment to determine their molecular weights. Subsequently, PNGase F digestion was performed to identify mass shifts indicative of glycan removal, enabling inference of the glycan compositions attached to the antibodies. The released N-glycans were further analyzed using Ultra-Performance Liquid Chromatography with Fluorescence Detection (UPLC-FLR) and LC-MS, which enabled the identification of various glycan structures. Based on the calculated percentage of peak areas for the major glycans, it was observed that most antibody samples exhibited over 80% of total peak area, indicating favorable glycosylation characteristics in terms of quality. In addition, differences in thedistribution ratios of G0F, G1F, and G2F were observed among the antibodies, revealing subtle variations in glycan patterns. Lastly, we conducted a proteomic analysis of collagen, a key structural protein in biological tissues, using a mass spectrometry-based approach. Low-molecular-weight fish collagen, typically obtained via enzymatic hydrolysis, is widely used in various industries. However, the functional and stability properties of collagen can differ depending on the species of origin, and commercial collagen products are often provided in processed forms, making it difficult to trace their source and quality. Therefore, there is a growing need for analytical techniques capable of accurately evaluating species-specific characteristics of collagen. Due to the low molecular weight and peptide complexity of hydrolyzed fish collagen, conventional methods often fall short in providing accurate sequence identification. To overcome this limitation, we established a strategy that combines liquid chromatography with mass spectrometry (LC-MS) to analyze complex peptide mixtures and identify both common and species-specific peptide sequences. We analyzed nine collagen samples derived from three fish species—Alaska pollock, tilapia, and cod—using an Orbitrap mass spectrometer. Data analysis was performed using PEAKS Studio and Proteome Discoverer. As with previous experiments, de novo sequencing was conducted using PEAKS Studio, followed by the construction of a custom database that enabled the identification of shared and unique peptide sequences among different fish species in Proteome Discoverer. 2024-12-31T15:00:00Z http://repository.sungshin.ac.kr/handle/2025.oak/6332 Title: 질량분석기를 이용한 immunopeptidome 방법 구축 Author(s): 장혜주 Abstract: 암 면역요법 중 펩타이드 기반 암 치료 백신은 종양 면역 요법의 효과적인 치료법 중 하나로 주목받고 있다. 이 면역 요법은 세포독성CD8+ T 세포 반응을 매개하는 MHC class I에 제시된 펩타이드에 의존한다. 이때, 사람의 MHC를 HLA라고 한다. HLA가 제시하는 펩타이드 전체는 세포 또는 조직에서의 HLA ligandome으로 지칭되며, 종양에서는 immunopeptidome으로 불린다. 이 세포 표면 단백질은 자기 세포와 비자기 세포를 구별하고 비 자기 구성요소를 제거하는 면역 체계를 활성화시킨다. 이러한 T 세포 기반 면역치료 시 암 특이적 항원 중 개별환자의 암세포에 의해 제시되는 항원을 찾아내는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 LC-MS/MS를 이용해 HLA class I이 제시하는 펩타이드를 동정했다. 실험에 사용된 세포는 인체 전이성 유방암세포주인 MDA-MB-231 세포와, B 림프구 세포주인 amos 세포였다. LC-MS/MS 데이터 처리 시 PEAKS studio 소프트웨어를 이용해 펩타이드 동정을 진행했다. 분석은 데이터베이스를 Homo sapiens로 설정한 Database search(DB search)와 데이터베이스가 없는 상태로 분석한 De novo로 진행했다. 첫 번째로, 분석장비에 따른 펩타이드 동정 수를 비교했다. 그 결과, Q-TOF 장비에 비해 Orbitrap 장비에서 펩타이드가 더 많이 동정되었다. 따라서 이후 실험은 모두 Orbitrap으로 진행했다. 두 번째로, 세포 수에 따른 동정 수를 비교했다. 두 가지 세포 모두 세포 수가 증가할수록 DB search 및 Denovo로 동정한 펩타이드 수가 증가했다. 세 번째로, 실험 시 사용한 비드및 항체의 양에 따라 비교했다. Ramos 세포에서는 비드 및 항체의 양이 증가함에 따라 펩타이드 동정 수가 증가했으나, MDA-MB-231 세포에서는 비드 및 항체의 양이 증가했을 때 De novo 동정 수만 더 증가했다. 각 세포에서 동정된 펩타이드의 길이별 분포를 보면 모두 9mer에서 가장 많은 펩타이드가 동정되었고, 뒤이어 8 mer 또는 10mer에서 많은 펩타이드가 동정되었다. 상대적으로 11 및 12 mer에서 동정된 펩타이드 수는 적게 검출되었다. 마지막으로, 두 세포에서 동정된 펩타이드와 HLA class I과의 결합력을 측정했다. 이때, IEDB에서 동정된 펩타이드는 제외시켰다. 그 결과 Ramos 세포에 비해 MDA-MB-231 세포에서 강한 결합을 지닌 펩타이드가 더 많이 검출되었고, Ramos 세포에서는 HLA-A*03:01에서 결합력이 강한 펩타이드가 가장 많았다. 반면에 MDA-MB-231 세포에서는 각 아형에 따라 펩타이드 분포가 비교적 고르게 검출되었다. 이렇게 강한 결합을 가진 펩타이드를 TAA로 선별했다. 2023-12-31T15:00:00Z