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ThermaFit-3D 프로그램은 단일 파장이 아닌 전체 스펙트럼의 변화를 모니터링하여 단백질과 핵산의 복잡한 열변성 과정을 분석할 수 있습니다. 열역학 모델을 제약 조건으로 사용하는 MCR-ALS(JASCO 특허 기술)를 적용하여 온도에 따른 CD 스펙트럼(3D CD 스펙트럼)을 분석하면 아래의 결과를 얻을 수 있습니다.

• 순수 성분의 스펙트럼

• 각 순수 성분의 농도 분포

• 각 상전이의 열역학적 파라미터 (Tm, ΔH, ΔS)

 또한 Residual 스펙트럼을 동시에 획득하여 분석 결과의 타당성을 평가할 수 있습니다.

중간체를 포함한 열변성 과정도 정확히 분석할 수 있습니다

핵산은 표준적인 이중 나선 구조뿐 아니라, 삼중 나선(triplex), 사중 나선(quadruplex) 등 다양한 고차 구조(higher-order structures)를 형성하는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 구조들은 평형 상태에서 공존하며, 온도, 이온 환경 등 조건에 따라 동적으로 변화합니다.

하지만, 이처럼 복잡하게 혼합된 시료로부터 각 구조 성분의 정보를 추출하는 것은 전통적인 분석법으로는 매우 어렵습니다.

JASCO의 특허 기술인 ThermaFit3D 프로그램은 CD 분광법으로 측정한 열변성 데이터를 기반으로,

• 어떤 고차 구조가 존재하는지,

• 각 구조가 시료 내에 어떤 비율로 존재하는지를 정량적으로 분리·분석할 수 있도록 지원합니다.

분석 사례: 인슐린 결합 Aptamer의 혼합 구조 분석

ThermaFit3D를 이용한 분석을 통해,
기존에는 단일 구조를 형성한다고 여겨졌던 인슐린 결합 Aptamer가
실제로는 최대 5가지 서로 다른 고차 구조를 형성하며,
그 구조 간의 존재 비율은 온도에 따라 동적으로 변화한다는 사실이 밝혀졌습니다.

이 연구는 도쿄농공대학교 생명공학과 이케부쿠로·아사노·쓰가와 연구실과의 공동 연구로 수행되었으며,
ThermaFit3D를 통해 복잡한 구조 간 전이를 정량적·시각적으로 분석할 수 있음을 보여주는 대표적인 사례입니다.

자세한 내용은 아래 논문을 참고해 주세요:

Functional and Structural Analyses of Diverse G‐Quadruplex and Non‐G‐Quadruplex Structures Formed by Guanine-Rich Nucleic Acids: A Study on the Insulin Aptamer
???? DOI: 10.1002/smll.202501336