복합체. CR 또는 CR/CsF와의 수소결합이 없는 ‘적가(裸)화된’ 수산기/아미노를 포함하는 기체상 배치는, 기능기가 CR 또는 CR/CsF 포집체로부터 용매화되어 떨어져 있는 경우의 수용액 내 최저 깁스 자유에너지 배위자들과 구조적으로 상관관계가 있음을 확인하였다. 우리는, 이러한 후자의 열역학적으로 불리한 포집체-게스트 배위가 수용액에서의 복합체로부터 기원하여 적외선 다중광자 해리(IRMPD) 분광법에 의해 기체상에서 동정될 것이라고 예측한다. 포집체-게스트 배위에 대한 이 예측된 ‘열역학적 역전’ 및 기체상과 용액에서의 ‘구조적 상관관계’는, 기체상 포집체-게스트 배위로부터 용액상에서의 포집체-게스트-용매 상호작용에 관한 정보를 얻을 가능성과 관련하여 논의한다.

= 0.964, MAE = 0.585). RT 보정 기능과 함께 적용했을 때, 110분 구배에서 편차는 통상 수 분 이내였으며, 후보 선별을 위한 RT 예측자의 유용성을 보여주었다. 해당 소프트웨어의 유용성은 2개의 복잡한 매트릭스에 JWH-019, JWH-015, JWH-302를 첨가(spiking)하여 추가로 평가하였다. 분자 네트워킹(MN)과 하이브리드 유사도 검색(HSS) 알고리즘의 통합을 통해 두 화합물 모두 성공적으로 동정되었다. 또한 5개의 추가 화합물을 사용한 평가에서는, AI-SNPS2가 기존 데이터베이스에 부재한 화합물을 검출하기 위한 매우 유망한 도구임이 입증되었다.

용액에서 [2.2.2]/KF/양성자화된 아미노산 시스템을 민감하게 탐침하는 F-NMR 분광법을 제시하고, 용액 상 복합체와 기체 상 복합체 사이의 잠재적 구조적 상관관계에 대한 통찰을 제공한다.

급진적(라디칼) 지향 단백질 단편화(radical-directed protein fragmentation) 기법, 특히 자유라디칼 개시 펩타이드 서열화(free radical-initiated peptide sequencing, FRIPS) 질량분석(mass spectrometry, MS)은 기체상에서의 단백질 구조 규명에 상당한 잠재력을 제공한다. 본 연구는 FRIPS MS와 유전암호 확장(genetic code expansion, GCE) 기술을 결합하여, 진공(in vacuo)에서 단백질 구조를 분석하기 위한 새로운 접근법을 제시한다. Affibody 단백질 내의 특정 부위에 비자연 아미노산(unnatural amino acids, UAAs)을 도입함으로써, 우리는 여섯 가지 서로 다른 위치에 라디칼 전구체를 효과적으로 삽입하였다. 본 연구는 단백질의 3차 구조 내에서 라디칼 전이가 일어나는 인접성 및 경로를 분석함으로써, 라디칼 지향 단편화로부터 얻어지는 구조 정보를 탐색한다. 그 결과, 최저 전하 상태(+5)에서 Affibody는 원래 구조와 유사한 접힘된(folded) 형태를 유지하였으며, 라디칼 지향 단편화는 ‘through-sequence’ 및 ‘through-space’ 메커니즘 모두를 통해 유의하게 발생함을 확인하였다. 이러한 결과는 FRIPS MS가 기체상에서의 단백질 접힘 및 구조 정보를 잔기(residue) 특이적으로 제공할 가능성을 보여주며, 더 상세한 단백질 구조 분석을 위한 길을 열어준다.

복합체. CR 또는 CR/CsF와의 수소결합이 없는 ‘적가(裸)화된’ 수산기/아미노를 포함하는 기체상 배치는, 기능기가 CR 또는 CR/CsF 포집체로부터 용매화되어 떨어져 있는 경우의 수용액 내 최저 깁스 자유에너지 배위자들과 구조적으로 상관관계가 있음을 확인하였다. 우리는, 이러한 후자의 열역학적으로 불리한 포집체-게스트 배위가 수용액에서의 복합체로부터 기원하여 적외선 다중광자 해리(IRMPD) 분광법에 의해 기체상에서 동정될 것이라고 예측한다. 포집체-게스트 배위에 대한 이 예측된 ‘열역학적 역전’ 및 기체상과 용액에서의 ‘구조적 상관관계’는, 기체상 포집체-게스트 배위로부터 용액상에서의 포집체-게스트-용매 상호작용에 관한 정보를 얻을 가능성과 관련하여 논의한다.

= 0.964, MAE = 0.585). RT 보정 기능과 함께 적용했을 때, 110분 구배에서 편차는 통상 수 분 이내였으며, 후보 선별을 위한 RT 예측자의 유용성을 보여주었다. 해당 소프트웨어의 유용성은 2개의 복잡한 매트릭스에 JWH-019, JWH-015, JWH-302를 첨가(spiking)하여 추가로 평가하였다. 분자 네트워킹(MN)과 하이브리드 유사도 검색(HSS) 알고리즘의 통합을 통해 두 화합물 모두 성공적으로 동정되었다. 또한 5개의 추가 화합물을 사용한 평가에서는, AI-SNPS2가 기존 데이터베이스에 부재한 화합물을 검출하기 위한 매우 유망한 도구임이 입증되었다.

용액에서 [2.2.2]/KF/양성자화된 아미노산 시스템을 민감하게 탐침하는 F-NMR 분광법을 제시하고, 용액 상 복합체와 기체 상 복합체 사이의 잠재적 구조적 상관관계에 대한 통찰을 제공한다.

급진적(라디칼) 지향 단백질 단편화(radical-directed protein fragmentation) 기법, 특히 자유라디칼 개시 펩타이드 서열화(free radical-initiated peptide sequencing, FRIPS) 질량분석(mass spectrometry, MS)은 기체상에서의 단백질 구조 규명에 상당한 잠재력을 제공한다. 본 연구는 FRIPS MS와 유전암호 확장(genetic code expansion, GCE) 기술을 결합하여, 진공(in vacuo)에서 단백질 구조를 분석하기 위한 새로운 접근법을 제시한다. Affibody 단백질 내의 특정 부위에 비자연 아미노산(unnatural amino acids, UAAs)을 도입함으로써, 우리는 여섯 가지 서로 다른 위치에 라디칼 전구체를 효과적으로 삽입하였다. 본 연구는 단백질의 3차 구조 내에서 라디칼 전이가 일어나는 인접성 및 경로를 분석함으로써, 라디칼 지향 단편화로부터 얻어지는 구조 정보를 탐색한다. 그 결과, 최저 전하 상태(+5)에서 Affibody는 원래 구조와 유사한 접힘된(folded) 형태를 유지하였으며, 라디칼 지향 단편화는 ‘through-sequence’ 및 ‘through-space’ 메커니즘 모두를 통해 유의하게 발생함을 확인하였다. 이러한 결과는 FRIPS MS가 기체상에서의 단백질 접힘 및 구조 정보를 잔기(residue) 특이적으로 제공할 가능성을 보여주며, 더 상세한 단백질 구조 분석을 위한 길을 열어준다.

양이온 모드(positive ion mode)에서 실험을 모니터링하였다. 단일 단계 열 활성화 조건에서 p-TEMPO-Bn-Sc-peptide에서도 단편 이온이 관찰되었으며, 주로 a-/x- 및 c-/z-형 단편과 중성 손실(neutral loss) 이온이 나타났다. 이는 p-TEMPO-Bn-Sc-peptide에서 라디칼에 의해 매개되는 펩타이드 골격 분해가 일어났음을 확인한다. 이전 TEMPO 시약, 즉 o-TEMPO-Bz-C(O)-NHS와 비교할 때, 새로 설계된 p-TEMPO-Bn-Sc-NHS는 구조적 유연성과 실험 시약에서의 용해도가 향상되어 표적 펩타이드에 대한 접합 효율이 더 우수하다. 적용된 정규화 충돌 에너지(normalized collision energy, NCE)에 따른 생존 분율(survival fraction)을 이용한 에너지 해석은 p-TEMPO-Bn-Sc- 및 o-TEMPO-Bz-C(O)- 라디칼 개시제 사이의 열 활성화 차이를 규명하였다. 본 연구는 p-TEMPO-Bn-Sc- 라디칼 개시제를 적용하면 듀티 사이클(duty cycle)을 향상시킬 수 있음을 명확히 보여주며, 이러한 FRIPS MS 접근법은 인산단백질체(proteomics) 연구, 특히 인산단백질체(phosphoproteomics) 연구에 적용될 수 있는 잠재력을 지닌다.

화학물질의 다양한 분자 구조와 독성의 복잡한 생물학적 경로로 인해 생식 및 발달 독성을 예측하는 일은 여전히 어려운 과제로 남아 있다. 분자 기술자(molecular descriptors)에 의존하는 전통적인 정량적 구조-활성 관계(Quantitative Structure-Activity Relationship, QSAR) 모델은 생식 및 발달 독성의 복잡성을 포착하여 높은 예측 성능을 달성하는 데 한계가 있다. 본 연구에서는 다중 헤드 주의(multi-head attention)와 게이트드 스킵 연결(gated skip-connections)을 갖도록 설계한 그래프 합성곱 신경망(Graph Convolutional Network)을 구축하여, 기술자 비의존(descriptor-free) 딥러닝 모델을 개발하고 이를 통해 생식 및 발달 독성을 예측하였다. 독성과 직접적으로 관련된 구조적 경고(structural alerts)를 모델에 통합함으로써, 독성학적으로 관련 있는 부분구조(substructures)를 보다 효과적으로 학습할 수 있게 하였다. 유기물과 무기물을 모두 포함하는 4,514종의 다양한 화합물로 이루어진 데이터셋을 구축하였다. 모델은 층화 5-폴드 교차검증(stratified 5-fold cross-validation)으로 학습 및 검증하였다. 그 결과, 테스트 세트에서 81.19%의 정확도를 달성하는 등 우수한 예측 성능을 보였다. 딥러닝 모델의 해석 가능성을 다루기 위해, 알려진 구조적 경고에 대응하는 부분그래프(subgraphs)를 식별하여 모델의 의사결정 과정에 대한 통찰을 제공하였다. 본 연구는 신뢰할 수 있는 정량적 구조-활성 관계(Quantitative Structure-Activity Relationship) 모델링을 위한 OECD 원칙에 따라 수행되었으며, 독성 예측을 위한 견고한 in silico 모델 개발에 기여한다.

두 상에서 [2,2,2]/KF/ChCl 복합체의 ‘열역학적 역전(thermodynamic reversal)’ 현상과 구조적 상관관계를, 전기분무 이온화/질량분석(ESI/MS) 절차로 연계하여 관찰한 내용을 논의한다. 이는 기체상 호스트-게스트 구성으로부터 용액 내 호스트-게스트-용매 상호작용을 해명할 가능성과 관련하여 다루어진다.

코로나19 팬데믹은 4급 암모늄 화합물(QAC) 소독제의 사용을 강화하였고, 잠재적 건강 영향에 대한 우려를 불러일으켰다. 본 연구는 일반적인 QAC인 염화 벤잘코늄(BKC)을 500 ppm으로 4분간, 105 m³ 공간에서 자동 및 수동 방법으로 분무했을 때의 공중 거동을 조사하였다. 공중 BKC는 공기 펌프를 통해 포집하였으며, LC-ESI-MRM/MS를 사용하여 정량하였다. 결과는 BKC 농도가 분무 중에 최고조에 달한 뒤 이후 빠르게 감소하여, 분무 후 8–12분 내에 무시할 수준(negligible)이 됨을 보여주었다. 누적 포집량은 시간에 따라 시그모이드(sigmoidal) 양상을 보였으며, 자동 분무의 경우 최대 포집량이 전면 8.21 μg, 후면 1.36 μg였고, 수동 분무의 경우 전면 0.14 μg, 후면 0.29 μg였다. “분무 노출 모델(exposure to spray model)”을 적용하여 공중 분율(airborne fraction) 및 침강 속도(settling velocity)와 같은 파라미터를 산정하였다. 위해지수(HQ)는 최대 누적 포집량을 기준으로 계산하였고, 모든 값이 1 미만으로 유지되어 건강 위험이 최소함을 시사하였다. 구체적으로 자동 살포기의 경우 HQ가 전면 0.856, 후면 0.142였으며, 수동 살포기의 경우 전면 0.015, 후면 0.030이었다. 전면 위치에서 자동 분무 시 관찰된 최고 HQ 0.856은 이 시나리오에서 약간의 주의가 필요할 수 있음을 나타낸다. 본 연구는 BKC 농도가 분무 중에는 유의미할 수 있으나, 적용 후 빠르게 감소하여 노출 위험이 제한적임을 보여준다. 이러한 결과는 QAC 소독제의 안전한 사용과 실내 공기질에 대한 영향을 이해하는 데 유용한 정보를 제공하며, 특히 코로나19 팬데믹 기간 동안 소독제 사용 관행이 증가한 맥락에서 중요하게 관련된다.

본 연구에서는 전기분무 이온화/질량분석(ESI/MS) 기법으로 생성된 기상에서의 비공유 결합 크라운 에터/H+ /L‐트립토판(CR/TrpH+) 호스트–게스트 복합체의 구조와 용액 상에서의 구조 간의 구조적 상관성을 조사한다. 우리는 양자 화학 계산을 수행하여 이들의 구조, 상대 깁스 자유 에너지, 그리고 적외선 스펙트럼을 규명한다. 계산된 적외선(IR) 스펙트럼을 Polfer 및 동료들이 [J. Phys. Chem. A 2013, 117, 1181–1188] 18‐크라운‐6/TrpH+ 복합체에 대해 관찰한 IR 다중광 해리(IRMPD) 스펙트럼과 비교하여 IR 밴드를 할당한다. 그 결과, 카복실기(carboxyl group)는 기상에서 CR 단위와 수소결합을 형성하지 못한 채 “노출된 상태(naked)”로 남아 있음을 관찰하였고, 이 가장 안정한 배치는 용액에서의 해당 최저 깁스 자유 에너지 구조에서 기원함을 확인하였다. 이러한 결과에 근거하여, 기상 호스트–게스트 복합체는 용액에서의 복합체와 직접적으로 상관관계를 갖는다고 제안하며, 기상에서의 호스트–게스트 쌍의 구조로부터 용액 내 호스트–게스트–용매 상호작용에 관한 매우 유용한 정보를 얻을 수 있을 가능성을 뒷받침한다.