Top-down Fabrication of Mesoporous Metal-Organic Frameworks and Bottom-up Synthesis of Covalent Organic Cages with Mesoscopic Voids

DoctorThis thesis describes (1) the post-synthetic modifications of a metal-organic framework (MOF) (which can be readily constructed from metal ions/clusters and organic ligands) for the transformation of micro-porous MOFs to hierarchical micro & meso-porous MOFs and/or mesoporous iron phosphate, and (2) a one-step, template-free strategy to construct porphyrin-based gigantic organic cages, and their applications as a covalently bonded multiporphyrinic molecular containers. An introduction to these research topics will be presented in Chapter 1. Metal-organic frameworks (MOFs), consisting of metal ions or clusters and organic linkers, have attracted broad interests in recent decades because of their intriguing pore structures as well as their potential applications in catalysis, gas storage and separation, magnetism and drug delivery, etc. Controlling pore structures in MOF is essential for the development of the new MOF science and technology because properties and functions of MOFs are often dictated by the structures of pores. In Chapter 2 and 3, a new strategy for the synthesis of robust hierarchical micro- and mesoporous materials by post-synthetic selective acid etching and a pseudomorphic transformation process is presented. Organic cages constructed by applying dynamic covalent chemistry (DCC) have attracted considerable attention owing to their potential applications in gas storage, separation and many other areas. In this DCC strategy, single or multi-component approaches, typically using two-way and three-way connecting building blocks, [2n + 3n] have been employed. However, these approaches usually lead to the formation of small-sized organic cages (cavity diameter < 2 nm), thereby restricting their applications. In Chapter 4, a rational one-pot synthesis and characterization of porphyrin-based gigantic organic cages, P12L24, consisting of 12 porphyrin units and 24 bent linkers, via template-free dynamic covalent self-assembly are presented. Single crystal X-ray analysis of P12L24 revealed a truncated cuboctahedron structure with a diameter of ~5.3 nm. P12L24 crystals showed excellent heterogeneous catalytic activity in the photooxidation of dihydroxynaphthalene (DHN), corroborating the benefits of the structure with a large void.본 논문은 (1) 탑다운 공정을 이용한 금속-유기 다공성 물질의 (합성)후 처리법에 관한 연구 및 (2) 가역적인 공유결합을 이용한 포피린 기반의 거대 유기 바구니 분자의 합성과 이의 응용에 대한 연구 결과이다. 두번째 장에서는 (합성)후 처리법을 이용한 금속-유기 다공성 물질에서의 금속 및 유기 리간드 이온 제거를 통한 결함구조의 형성 및 동공구조의 변화에 관하여 기술하였다. 우선, 철이온과 BTC 리간드를 이용하여 3차원의 다공성 물질 MIL-100(Fe)를 합성하였다. MIL-100(Fe)는 약 0.5 와 0.9 nm 두종류의 동공 입구를 지니는 다면체의 꼭지점이 연속적으로 연결된 구조를 갖고있기 때문에 MIL-100(Fe)의 배위결합을 파괴할 수 있는 산을 이용하여 결함구조를 갖게 하였다. 이때, 두종류의 동공 입구 중 0.5 nm보다는 크고 0.9 nm 보다 작은 크기를 갖는 인산을 이용하여 특정 채널로 인산이 이동하며 배위결합을 파괴하는 선택적 부분 식각을 활용하였다. 흥미롭게도, 철이온에 비해 BCT 리간드의 제거율이 높게 나타는것을 확인할 수 있었다. 이렇게 부분적으로 리간드가 빠져나오면서 기존의 결정질의 마이크로 다공성을 일부 유지하면서, 새로이 생긴 결함으로 인한 메조 다공성 (3-30 nm)을 지니는 계층적 동공구조를 가지는 MIL-100(Fe)를 얻을 수 있었다. 기공의 크기는 산처리 시간 및 온도에 따라 달라지고 형성과정은 시간에 따라 관찰함으로써 확인할 수 있었다. 더욱이 투과 전자 현미경 (TEM) 을 활용하여 관찰한 결과 의도했던 특정 채널의 판상격자가 결함이 생기는것 또한 확인할 수 있었다. 이어지는 세번째 장에서는 포스페이트 음이온의 리간드 교환 을 통한 MIL-100(Fe) 다공성 물질의 결함구조 형성 및 인산철로의 변환에 대한 내용을 기술하였다. 두번째 장에서 기술된 인산을 이용한 금속-유기 구조체의 선택적 식각의 확장 연구로서, 상온의 중성 ph 를 갖는 친환경적 조건 하에서 MIL-100(Fe)의 리간드를 포스페이트로 치환하여 메조 기공을 갖는 인산철의 합성에 대한 연구를 진행하였다. 네번째 장에서는 가역적 공유결합을 이용한 포피린으로 이루어진 거대 유기분자의 합성 및 그 응용에 대해 기술하였다. 최근 가역적인 공유결합을 이용한 유기 바구니 분자의 개발은 많은 화학자들의 관심을 받고 있는 분야이다. 이는 공유결합을 통해 합성한 바구니 분자가 수소결합과 배위결합과 같은 비공유결합을 통해 형성된 바구니 분자에 비해 높은 화학적 안정성을 가지기 때문이다. 또한, 유기 바구니 분자는 분자 사이의 상호작용을 이용하여 다공성 초분자체를 형성 할 수 있으며, 이는 제올라이트와 같은 네트워크 형태의 다공성 물질과 비교하여 높은 가공성을 가지며 쉽게 다양한 기능기를 도입할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 현재까지 보고된 대부분의 유기 바구니 분자는 합성의 열역학적 한계로 인해 그 크기가 대부분 2 nm 이하였고, 3 nm 이상으로 큰 유기 바구니 분자의 합성은 단백질과 같은 큰 손님분자의 고정 및 안정화 등 기존에 하지 못했던 새로운 응용성의 기대로 그 중요성이 부각되어왔다. 이에 우리는 평면구조를 가지면서 단단한 포피린을 이용한 구조적으로 안정하면서 5 nm 이상의 크기를 갖는 바구니 분자를 손쉽게 합성하는 방법을 개발하였다. 합성된 거대 유기 바구니 분자는 12개의 포피린과 24개의 굽은 막대기형 분자의 결합으로 이루어졌고, X-ray 회절 페턴 분석을 통해 그 구조를 원자수준에서 분석할 수 있었다. 이는 현재까지 보고된 유기 바구니 분자중 가장 큰 사이즈를 갖고있다. 끝으로 포피린의 광학적 특성을 활용한 광촉매 반응에 대한 실험을 통해 높은 촉매 활성도를 확인하였다. 이렇게 포피린을 기반으로 합성된 유기 바구니 분자는 약물 전달, 불균일 촉매 등 다양한 분야로의 활용 가능성이 기대된다

Agonist compound for olfactory receptors in non-olfactory tissues and method for preparing the same

본 발명은 비-후각 조직 중 후각 수용체에 대한 효능제 화합물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 하기 화학식 1로 표시되는 비-후각 조직 중 후각 수용체에 대한 효능제 화합물 및 그 제조방법에 관한 것이다: [이미지] 상기 식에서, R은 C1-C6 알킬, C6-C20 아릴, C2-C20 헤테로아릴, C3-C20 사이클로알킬 및 C2-C20 헤테로사이클릴로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이며, 상기 각각의 C1-C6 알킬, C6-C20 아릴, C2-C20 헤테로아릴, C3-C20 사이클로알킬 및 C2-C20 헤테로사이클릴은 C1-C4 알킬, C1-C4 알콕시, C1-C4 알콕시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 보호된 히드록시(C1-C3)알킬, 히드록시(C1-C4)알킬, 시아노(C1-C4)알킬, (C1-C4)알킬아미노, 디(C1-C4)알킬아미노, 할로겐, 시아노, 옥소, 니트로, 히드록시, 아미노, MeSO2―, MeSO2N(Me)(C1-C4)알킬, MeSO2NH(C1-C4)알킬, 보호된 CONH2, 보호된 카르복실산, H2NC(-O)CMe2(C1-C4)알킬, H2NC(-O)CHMe(C1-C4)알킬, H2NC(-O)CH2(C1-C4)알킬, ―OR, ―NR2, ―COOR&apos;, ―CONR&apos;2, 및 ―SOkR&apos;로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 4개의 치환기들에 의해서 선택적으로 치환된 것이고, 상기 k는 0, 1 또는 2이며, 상기 각각의 R&apos;는 독립적으로 ―H, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이다. 본 발명에 따르면, 이소성 후각 수용체에 대해서 선택적이고 특이적이면서도 매우 높은 활성을 갖는 효능제 화합물을 제공할 수 있는 바, 이소성 후각 수용체의 생리적 기능 및 분자 약리학을 연구하기 위한 기초를 제공할 수 있다.하기 화학식 1로 표시되는 비-후각 조직 중 후각 수용체에 대한 효능제 화합물:[이미지]상기 식에서,R은 C1-C6 알킬, C6-C20 아릴, C2-C20 헤테로아릴, C3-C20 사이클로알킬 및 C2-C20 헤테로사이클릴로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이며,상기 각각의 C1-C6 알킬, C6-C20 아릴, C2-C20 헤테로아릴, C3-C20 사이클로알킬 및 C2-C20 헤테로사이클릴은 C1-C4 알킬, C1-C4 알콕시, C1-C4 알콕시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 보호된 히드록시(C1-C3)알킬, 히드록시(C1-C4)알킬, 시아노(C1-C4)알킬, (C1-C4)알킬아미노, 디(C1-C4)알킬아미노, 할로겐, 시아노, 옥소, 니트로, 히드록시, 아미노, MeSO2―, MeSO2N(Me)(C1-C4)알킬, MeSO2NH(C1-C4)알킬, 보호된 CONH2, 보호된 카르복실산, H2NC(-O)CMe2(C1-C4)알킬, H2NC(-O)CHMe(C1-C4)알킬, H2NC(-O)CH2(C1-C4)알킬, ―OR, ―NR2, ―COOR&apos;, ―CONR&apos;2, 및 ―SOkR&apos;로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 4개의 치환기들에 의해서 선택적으로 치환된 것이고,상기 k는 0, 1 또는 2이며, 상기 각각의 R&apos;는 독립적으로 ―H, 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이다

Use of olfactory receptor for the inhibition of lactate-induced M2 plarization of tumor-associated macrophages and tumor growth

본 발명은 젖산에 의한 종양 관련 대식세포의 M2형 분화 및 종양 성장의 억제를 위한 후각수용체의 용도에 관한 것으로, 구체적으로, 본 발명자들은 젖산-활성화된 OR Olfr78이 대식세포 젖산 센서로서 기능할 것으로 가정하고, 골수 유래 대식세포(bone marrow derived macrophages; BMDMs) 상의 Olfr78이 종양-유래 젖산을 감지하고, 젖산 유도 M2 분극화를 매개하는지 확인하였다. 대식세포 상에서 젖산 센서로서 Olfr78의 역할에 대한 연구를 위해, 본 발명자들은 Olfr78-/- 마우스를 사용하였다. 또한, 본 발명자들은 종양 조건 배지(tumor conditioned media; TCM)에서 Olfr78에 의해 감지되는 인자들을 확인하고자 하였고, TCM에서 젖산과, 일부 조건에서는 아세트산이 종양 친화적인 M2-TAMs의 Olfr78-매개 생성에 관여하는 주요 인자라는 것을 밝혀냈다. 또한, Olfr78은 TAMs의 젖산-유도 M2 표현형을 매개하는 Gpr132와 이형중합체(heterodimer)를 형성하는 것으로 나타났다. 최종적으로, Olfr78 결핍은 종양 진행 및 전이를 억제시켰고, 생체 내에서(in vivo) 항-종양 면역을 개선한다는 것을 밝혀냈다. 본 발명에 따르면, Olfr78-젖산 상호작용은 종양 진행에 주요 역할을 수행하므로, Olfr78-젖산 축을 표적하는 것은 표적 암 치료에 유용하게 활용될 수 있다

Odorant receptor as a microglial marker and uses thereof

미아세교세포의 후각수용체 마커 및 이의 용도에 관한 것으로, 일 양상에 따른 미세아교세포의 후각수용체 마커 및 이의 용도에 의하면, 후각수용체 Olfr110 또는 Olfr111의 단백질의 활성 수준을 측정하여 미세아교세포를 검출할 수 있고, 이를 이용하여 미세아교세포의 후각수용체 리간드를 선별할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 후각수용체와 2-PF의 상호작용 억제제를 신경 염증질환 또는 뇌수막염의 치료에 사용할 수 있는 효과가 있다

A composition for preventing or treating neurodegenerative diseases comprising 2-Pentylfuran as an active ingredient

미아세교세포의 후각수용체 마커 및 이의 용도에 관한 것으로, 일 양상에 따른 미세아교세포의 후각수용체 마커 및 이의 용도에 의하면, 후각수용체 Olfr110 또는 Olfr111의 단백질의 활성 수준을 측정하여 미세아교세포를 검출할 수 있고, 이를 이용하여 미세아교세포의 후각수용체 리간드를 선별할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 후각수용체와 2-PF의 상호작용 억제제를 신경 염증질환 또는 뇌수막염의 치료에 사용할 수 있는 효과가 있다

Ectopic olfactory receptors detecting composition in non-olfactory cells containing the marker and a kit containing the same

본 발명은 비후각세포에 포함된 이소성 후각수용체를 검출하기 위한 마커 검출용 조성물 및 이를 포함하는 키트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비후각세포에서 발현하는 이소성 후각수용체를 높은 민감도로 체계적이고 손쉽게 선별할 수 있는 효과적인 방법이며, OMP를 이용한 이소성 후각수용체의 선별에 유용한 도구가 될 수 있다.OMP 유전자의 mRNA 수준을 측정하기 위한 서열번호 91로 표시되는 전방 프라이머 및 서열번호 92로 표시되는 후방프라이머를 포함하는, 비후각세포에 포함된 이소성 후각수용체를 검출하기 위한 마커 검출용 조성물

Screening method for selection of Ectopic olfactory receptor in non-olfactory cells

본 발명은 비후각세포에 포함된 이소성 후각수용체를 선별하는 스크리닝 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비후각세포에서 발현하는 이소성 후각수용체를 높은 민감도로 체계적이고 손쉽게 선별할 수 있는 효과적인 방법이며, 후각신호전달 유전자를 이용한 이소성 후각수용체의 선별에 유용한 도구가 될 수 있다.(1) 비후각세포를 선별하는 단계;(2) 상기 단계에서 선별된 방광, 위, 십이지장 및 췌장으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 비후각세포로부터 후각신호전달 유전자인 OMP(olfactory marker protein, 후각 마커단백질)의 mRNA 발현 수준 또는 상기 OMP가 코딩하는 단백질의 수준을 측정하는 단계;(3) 상기 OMP의 mRNA 발현 수준 또는 상기 OMP가 코딩하는 단백질의 수준을 후각세포로부터 해당 유전자의 발현 수준 또는 단백질 수준과 비교하는 단계;(4) 후각신호전달 유전자인 OMP가 발현된 비후각세포에서 이소성 후각수용체의 발현을 확인하기 위하여, 서열번호 31 및 32로 구성되는 프라이머 세트를 이용하여 핵산분석법을 수행하는 단계; 및(5) 상기 단계에서 확인한 이소성 후각수용체의 염기서열 또는 아미노산 서열과 후각세포에서 발현된 후각수용체의 염기서열 또는 아미노산 서열을 대비하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비후각세포에서 이소성 후각수용체를 선별하는 스크리닝 방법

Olfactory Receptor expressed in pancreatic islets and Prevention or Therapeutic agents of Diabetes Using Modulation of Olfactory Receptor in Pancreatic Islets

본 발명은 췌장에서 발현되는 후각 수용체 및 췌장소도 후각수용체 기반 글루카곤 조절을 이용한 당뇨병 예방 또는 치료제에 관한 것으로, 본 발명은 췌장의 α-세포에서 후각수용체가 발현되는 것을 확인하고, 상기 후각수용체의 리간드에 의해 췌장 세포 내 칼슘이온 동원(intracellular Ca2+ mobilization)이 조절되고, 최종적으로 췌장의 글루카곤(glucagon) 분비를 조절할 수 있으며, 실제 당뇨병과 같은 높은 글루코오스 상태에서 췌장의 후각수용체를 처리하였을 때, 글루카곤 분비가 감소하는 것을 확인하였으므로, 췌장의 후각수용체 특이적 리간드는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 조성물로 유용하게 사용할 수 있다.(a) 췌장 유래 세포에 후각수용체를 특이적으로 인식하는 리간드 후보물질을 처리하는 단계;(b) 리간드 후보물질 처리 후 췌장 유래 세포 내 칼슘 이온(Ca2+) 농도를 측정하는 단계; 및 (c) 칼슘 이온의 농도를 증가시키는 물질을 선별하는 단계;를 포함하는 췌장의 글루카곤 분비 조절을 위한 후각수용체 리간드 선별방법

Method for rapid design of valid high-quality primers and probes for multiple target genes in qPCR experiments

본 발명은 유전자에 관한 질의어 및 프라이머에 관한 필터링 제약조건들을 수신하고, 질의어에 기초하여, 미리 구비된 유전자 정보 색인으로부터 적어도 하나의 염기 서열의 식별자를 검색하고, 적어도 하나의 염기 서열의 식별자에 기초하여, 특이성 조건을 만족하도록 미리 구비된 후보 프라이머 집합의 색인으로부터 적어도 하나의 후보 프라이머를 검색하고, 필터링 제약조건들에 기초하여, 적어도 하나의 후보 프라이머를 필터링하고, 필터링 결과에 기초하여, 질의어 및 필터링 제약조건들을 만족하는 프라이머 쌍에 관한 정보를 제공할 수 있다.유전자에 관한 질의어 및 프라이머에 관한 필터링 제약조건들을 수신하는 단계;상기 질의어에 기초하여, 미리 구비된 유전자 정보 색인으로부터 적어도 하나의 염기 서열의 식별자를 검색하는 단계;상기 적어도 하나의 염기 서열의 식별자에 기초하여, 특이성 조건을 만족하도록 미리 구비된 후보 프라이머 집합의 색인으로부터 적어도 하나의 후보 프라이머를 검색하는 단계;상기 필터링 제약조건들에 기초하여, 상기 적어도 하나의 후보 프라이머를 필터링하는 단계; 및상기 필터링 결과에 기초하여, 상기 질의어 및 상기 필터링 제약조건들을 만족하는 프라이머 쌍에 관한 정보를 제공하는 단계를 포함하는, 특이성 조건을 만족하는 유효한 프라이머 쌍을 디자인하는 방법