섬유소 기질로부터 L-lysine을 생산할 목적으로 Cellulomonas flavigena에 Brevibacterium flavum 및 Corynebacterium glutamicum을 각각 이속간 원형질체 융합을 하여 융합조건과 융합체의 성질을 조사하였다. 각각의 parental protoplast를 동량으로 혼합한 후 30% PEG 6000으로 3$0^{\circ}C$, 30분간 융합시킨 결과 1.9$\times$$10^{-6}$~2.1$\times$$10^{-6}$의 융합빈도를 얻었고, 134주의 융합체 중 유전적 안정화가 판명되고 CMC 기질로부터 L-lysine 생성능이 인정된 FCB 3 및 FCC 19를 최종 선별하였다. FCB 3 및 FCC 19는 친주보다 DNA 함량이 높을 분 아니라 G＋C 함량도 융합전 친주의 G＋C 총함량의 약 1/2에 해당하여 반수체로서 안정화되어 있었으며, 그리고 친주와 반대로 CMC 자화능이 있어 CMC로부터 L-lysine을 배지 중에 축적하였다.

원형질체 융합기술에 의한 Penicillium verruculosum 균주개량 가능성을 검토하였다. 영양요 구변이주간의 원형질 융합체 165주중 cellulase 고생산 융합체로 선별된 6주의 cellulase 활성은 야생주에 비해 2배이상, 모균주에 비해 1.2-4.4배의 증가를 나타냈다. Cellulase 고생산 융합체는 유전적 안정성조사, DNA 함량 및 핵염색 비교검토를 통해 핵융합이 일어난 것으로 확인되었고, 핵형이 이수체이며 4 개월 이상의 계대배양 후에도 자연형질 분리가 거의 일어나지 않는 것으로 보아 이들 융합체의 안정성이 매우 높은 것으로 인정되었다.

Cholesterol로부터 미생물전환 방법에 의한 4-androstene-3,17-dione(AD)의 생성에 대해 연구를 수행했다. 발효액중에 cholesterol의 용해도를 증가시키기 위해 ethanol을 용매로 사용하였는데, ethanol 농도가 2%(v/v)까지는 세균성장이 크게 저해되지 않았다. 미생물전환은 pH를 7.0으로 조절하고, 초기대수 증식기에 cholesterol을 첨가했을 때 효율적으로 AD가 생성되었다. AD 생성을 높이기 위해 cholesterol 첨가방법을 여러 가지로 변환시켰다. 즉, 최종 cholesterol 농도를 0.1% 하여 ethanol에 녹여 간헐적으로 첨가했을 때 가장 높은 수율을 얻었다. Cholesterol을 세번(전체 3g/$\ell$) 첨가했을 때 최종 전환수율이 65%에 도달한 반면, 같은 양의 cholesterol (3g/$\ell$)을 한번에 넣었을 때 40%의 생성수율을 얻었다.

Aspergillus niger KUF-04에서 얻은 catalase는 gel 여과를 포함하여 5단계를 걸쳐 정제하였으며, 9% 회수율로 64배 정제되었다. 본 효소는 406, 503, 625nm에서 흡광을 나타내었으며, 특히 406nm에서 뚜렷한 흡수대를 보여주었다. 이 효소 활성의 최적 pH와 온도는 각각 7.0과 6$0^{\circ}C$이었다. 이 효소는 pH4.0과 8.0 사이에서 안정했으며 열에 대한 안정성은 2$0^{\circ}C$에서 5$0^{\circ}C$까지는 안정했으나, 8$0^{\circ}C$에서 20분간 반응시켰을 때 효소의 활성이 전부 소실되었다. 이 효소의 활성은 주로 hydroxylamine, potassium cyanide, sodium azide에 의해 저해되었다.

Naphthalene을 유일한 탄소원으로 이용하는 균을 분식 배양과 연속식 배양에 의해서 토양과 폐수로부터 분리하였다. 이 균은 Pseudomonas putida로 동정되었으며, 최적 pH와 온도는 각각 7.0과 3$0^{\circ}C$ 이었다. 분리된 균은 1,5-dihydroxynaphthalene을 naphthalene보다 더욱 잘 이용하였으며 benzoate와 salicylate도 이용하였다. 또한 catechol dl meta-분해경로를 통해서 분해되었으며, ampicillin, chloramphenicol, kanamycin, streptomycin에 대해서 강한 저항성을 지니고 있었으며, naphthalene의 분해에 관여하는 약 110kb 크기의 plasmid를 1개 지니고 있었다.

Saccharomyces formosensis를 wood chip과 alginate gel에 고정화 실험을 한 결과, 모두 효모 고 정화도 매우 높으므로 고정화를 인한 Support로서 적절한 것으로 판단되었다. 관형발효기에 효모를 고 정화한 wood chip 및 alginate gel를 충전하여 연속발효 실험을 수행한 경우 0.446-0.485g EtOH/ g glucose로서 비슷하였으나, cell 수율은 alginate gel의 경우가 wood chip의 경우보다 낮아서 down stream의 처리시 유리하였다. 관형발효기의 에탄을 생산성은 wood chip을 이용할 경우 정상상태에서 에탄을 농도 68.3-54.9g/$\ell$ 범위에서 17.1-32.6g EtOH/$\ell$.hr를 나타내었고, alginate gel을 이용할 경우 정상상태에서 에탄올 농도 80.0-56.8g/$\ell$범위에서 에탄올 생산성은 20.0-32.0g EtOH/ hr를 얻었다. 본 실험의 에탄올 생산성은 다른 고정화법에 비하여 높았으며, 고정화 방법 중 alginate gel을 이용한 고정화법은 에탄을 생산을 위하여 효과적인 에탄을 생산 방법으로 사료되었다.

섬유소 폐기물인 볏짚으로부터 butanol를 생산하기 위하여 Clostridium acetobutylicum KCTC1037 와 cellulase(from Trichoderma viride)을 발효액에 동시에 첨가하여 발효시키는 동시당화 발효법(Simultaneous saccharification and fermentation, SSF)을 수행하였다. Alkali 처리한 볏짚을 발효기질로 사용한 결과 그 농도를 25%로 사용하였을 때 최고 150mM의 butanol이 생산되었고, 15% 볏짚을 사용하였을 때는 97mM의 butanol이 생산되었다. 그러나 ball milled 볏짚의 경우 발효산물 중 대부분이 acetate와 butyrate로 주로 산이 생산되었으며 따라서 solventogenesis는 거의 일어나지 않았다. 또한 그 농도별 실험에서 보면 8%의 ball milled 볏짚 사용시 66mM의 butanol이 생산된 반면 그 이상의 농도에서는 butanol 생산량이 점차 감소하는 추세를 보였으며 acetate, butyrate 같은 산은 계속 증가 추세를 보였다. 이것으로 보아 ball milled 볏짚에는 butanol 발효 과정 중 acidogenesis에 서 solventogenesis로의 전이 (shift)를 방해하는 어떤 인자가 있으리라고 추측되었으며 alkali 처리방법에 의해서 이 방해자는 제거될 수 있는 것으로 관찰되었다.

Trichoderma viride가 분비하는 섬유소 분해효소를 황산암모늄침전, Sephadex G-100 및 DEAE Sephadex column을 통과시켜서 5개의 섬유소 분해 아이조자임을 분리하였으며 전기영동 방법에 의해서 2개의 celloblohydrolase와 15개의 endoglucanase로 분리하였다. 분리된 cellobiohydrolase는 분자량이 71,000, 최적 pH5.1, 최적온도 5$0^{\circ}C$, pI가 3.81이었으며 주종아미노산은 aspartric acid, glutamic acid. threonine, serine 및 glycine이었다.

Trichoderma viride가 분비하는 cellobiohydrolase를 항원으로 사용하여 이 섬유소 분해효소에만 특이적인 항체를 얻을 수 있었다. 이 항체를 이용하여 column single immunodiffusion 방법에 의해서 cellobiohydrolase의 농도 2-10 $\mu\textrm{g}$ 범위 내에서는 직선적으로 정량 할 수 있었고, ELISA 방법을 사용할 때는 $10^6$의 항체 희석시는 40-110ng, $10^5$ 항체 희석시는 100-1,200pg 농도범위의 cellobiohydrolase 를 정량 할 수 있었다.

Tapioca 전분으로부터 ethanol을 생산하기 위한 여러 방법을 비교한 결과 extrudate를 이용하는 것이 460.5ι/ton의 alcohol 수율을 보여 가장 효과적이었다. Rhizopus sp. glucoamylase로 69시간 반응시켰을 때 extrudate로부터는 108.7mg/$m\ell$, 생 tapioca chip에서는 43.8mg/$m\ell$의 환원당이 생성되어 생전분보다 extrudate에 대한 glucoamylase의 분해력과 분해속도가 월등함을 알 수 있었다. Extrudate를 이용한 alcohol 발효를 수행한 결과 발효 초기에 alcohol 농도가 높아져 세균 오염방지 및 발효시간을 단축시키는 효과를 얻을 수 있었으나 extrusion 온도가 alcohol 발효에 미치는 영향은 크지 않았다. Glucoamylase가 생tapioca 보다는 extrudate에 더 용이하게 작용할 수 있는 것은 전분입자의 구조적 차이 때문임을 전자현미경으로 확인하였으며 extrudate와 생전분에 대한 분해력은 Rhizopus sp. glucoamylase 가 Aspergillus usamii glucoamylase보다 높았다.

토양에서 분리 동정한 phenylalanine 생산균인 Intrasporangium속 방선균의 phenylalanine 생합성 분지경로의 대사조절 특성을 조사하기 위해 chorismate mutase와 prephenate dehydratase를 부분정제한 결과 chorismate mutase는 prephenate dehydratase와 전혀 별개의 단백질로서 두 종의 isoenzyme, chorismate mutase I (CM I)과 chorismate mutase II (CMII)로 구성되어 있음을 알았다. CMI은 최종대사산물인 L-phenylalanine, L-tyrosine 및 L-tryptophan에 대해 완전내성을 보였으나 CMII는 1.5mM tyrosine에 의해서 약 50% 활성 저해를 나타내었다. 이에 비해 prephenate dehydratase는 0.02 mM phenylalanine 존재하에서 95% 이상의 활성 저해를 나타냈으나 이와 같은 L-phenylalanine 활성 저해효과는 positive effector인 L-tyrosine과 L-methionine에 의해 크게 감소되었다. 또한 chorismate mutase 생합성은 feedback repression을 받지 않는데 비해 prephenate dehydratase는 1mM phenylalanine 존재에 의해 약 94%의 효소합성 저해를 나타냈다. 그러나 5mM tyrosine을 동시에 첨가했을 때는 전혀 저해효과를 인식할 수 없었다. 따라서 Intrasporangium속 방선균 역시 대다수의 다른 미생물 균종과 마찬가지로 phenylalanine 분지 경로에서 prephenate dehydratase에 의해 촉매되는 두번째 반응이 가장 중요한 대사조절 단계가 되고 있다는 것을 알 수 있었다.

리파제는 모노, 디, 트리글리세리드 분자 내의 에스테르 결합을 가수분해 시키는 효소로 잘 알려져 있다. 그런데, 이 효소의 기질인 유지는 물에 용해되지 않아 그 반응이 불균일계에서 일어남으로 리파제 반응의 반응속도론적 해석이 곤란하였다. 이러한 성질은 유지공업에서 리파제를 산업적 촉매로 사용하는데 커다란 장해 요인이 되었었다. 그러나, 최근에 이상계, 역미셀계, 미수계와 같이 반응매질로 유기용매를 도입한 효소반응계가 개발됨에 따라 리파제를 이용한 유지의 전환에 대한 관심이 집중하는 추세에 있다. 리파제를 사용하여 유지를 가수분해시킴으로써 지방간을 생산하고자 할 때 효소반응계로 재래식의 에멀젼보다 이상계 또는 역미셀계를 사용하면 생산성, 굳기름의 가수분해 속도, 생성물 분리등의 측면에서 전체 공정의 효율이 향상될 수 있었다. 한편, 미수계에서 리파제는 에멀젼에서는 불가능한 에스테르 교환반응, 글리세리드 합성, aminolysis, thiotransesterification 및 oximolysis 같은 반응을 촉매 할 수 있는 획기적인 특성을 나타냈다. 공업적 측면에서 이 반응계는 물리적 또는 화학적 특성 (특히 융점)이 변형된 유지를 생산하고자 하는 에스테르 교환반응의 효소반응계로 널리 이용되고 있다. 앞으로 유기용매 내에서 효소의 안정성을 확보할 수 있는 수단 및 연속조작이 가능한 효소반응기의 개발에 관한 연구가 계속된다면 이러한 효소공정이 공업적 제조기술로 발전될 수 있을 것이다.