• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권1호
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• pp.63-70
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• 2017

독도 해저 2,000 미터 퇴적토를 이용한 메타게놈 유전자 은행의 60,672 클론을 기름 성분 tributyrin이 첨가된 배지에서 스크리닝 하였다. 활성을 가진 클론에서 EstES1 유전자를 선발하였다. EstES1은 553개 아미노산으로 구성된 분자량 59.4 kDa 단백질로, 가장 높은 유사성은 Haliangium ochraceum의 carboxylesterase와 44%이었다. EstES1 서열 내부에는 carboxylesterase의 전형적인 penta-peptide motif, catalytic triad 및 N-terminal 부위 37개의 leader sequence가 존재했다. 서열기반 계통분석 결과, EstES1은 신규한 esterase 임을 보여주었다. EstES1 효소의 leader 서열을 제거한 재조합 수용성 RLES1 효소는 탄소 2-12까지 포함된 long acyl ethyl ester 기질을 모두 이용할 수 있지만, p-Nitrophenyl butyrate (C4)에 가장 높은 활성과 turn-over 값을 보였다. 최적 활성은 $45^{\circ}C$, pH 9.0이다(specific activity 255.4 U/mg). 또한 강알칼리 상태인 pH 10.5까지 80% 이상의 활성이 유지되었다. EstES1의 활성은 $60^{\circ}C$에서 내열성을 보여, 1시간 동안 활성을 100% 유지할 수 있다. 효소 활성은 여러 종류의 유기용매 하에서도 안정하게 유지되었다. 따라서, EstES1은 배양이 불가능한 난배양 미생물로부터 유래된 신종 효소 유전자로서, 고온의 지방산 가수분해, 알칼리 상태나유기용매가 존재하는 여러 공정분야에 활용될 수 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권1호
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• pp.75-82
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• 2010

수박재배에 적합한 양분함량보다 약 3배 이상 높고, 7년간 수박을 연작해온 시설 재배지에서 시비관리 및 생볏짚을 연용하면서 토양 중 염류경감 효과와 수박시들음증 발생률을 조사하였다. 시험은 관행구, 시비관리구, 시비관리 및 5, 10, 15 ton $ha^{-1}$ 생볏짚 처리구로 나누어 3년간 실시하였다. 유기물함량은 예상할 수 있는 바와 같이 대부분의 처리구에서 지속적으로 증가하였으며, 단지 시비관리구에서만 감소하였다. 토양 pH는 관행구 및 시비관리구에서는 변화가 거의 없었고, 시비관리-볏짚처리구에서 감소하는 경향을 보였다. 그러나 시험 3년차부터 10, 15 ton $ha^{-1}$ 시비관리-볏짚처리구에서 다시 증가하는 경향을 보였다. 치환성 양이온 즉 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, 중 $Ca^{2+}$과 $Mg^{2+}$의 함량과 수용성 음이온, ${NO_3}^-$, $Cl^-$, ${SO_4}^{2-}$, ${PO_4}^{3-}$의 함량은 시비관리구 및 시비관리-볏짚처리구에서 상당히 감소하는 경향을 보였다. 그러나 시비관리-볏짚처리구에서 생볏짚의 처리량과는 관계없이 시험 1년차에 많은 양이 감소한 후, 2~3년차에서는 더 이상 감소하지 않는 것으로 나타났다. 또한 치환성 $K^+$ 함량은 시비관리구에서 다고 감소하는 경향을 보였으나 다른 처리구에서는 시험기간 동한 거의 변화하지 않았다. 그리고 이러한 양이온과 음이온의 함량변화와 관계가 깊은 전기전도도(EC)를 조사한 결과 수용성 음이온 함량변화와 같은 경향을 보이며 감소하였다. 또한 수박생육과 관련하여 수박시들음증 발생률은 관행구에서 최고 약 20%까지 발생하였으나, 시비관리와 함께 생볏짚을 10 ton $ha^{-1}$ 이상 사용하면 최고3.5%까지 급격히 감소하였다.

• 생명과학회지
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• 제22권10호
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• pp.1295-1306
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• 2012

Carboxymethylcellulase를 생산하는 미생물을 해수에서 분리하여 16S rDNA의 염기서열을 분석하고 계통 발생학 방법으로 비교한 결과, Bacillus atrophaeus로 확인되었다. 이 해양 미생물을 B. atrophaeus LBH-18로 명명하였으며 response surface method (RSM)를 사용하여 carboxymethylcellulase의 생산 조건을 최적화하였다. 이 균주의 생육에 최적인 미강, 펩톤 및 배지의 초기 pH는 68.1 g/l, 9.1 g/l 및 7.0이었으나, carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 조건은 각각 55.2 g/l, 6.6 g/l 및 7.1이었다. 이 균주의 생육과 carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 온도는 $30^{\circ}C$이었다. 이 균주의 생육에 최적인 생물배양기의 교반속도 및 통기량은 324 rpm 및 0.9 vvm이었으나, carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 조건은 각각 343 rpm 및 0.6 vvm이었다. 파이롯트 규모의 생물배양기를 사용하여 실험한 결과, 이 균주의 생육과 carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 내압은 0.06 MPa이었다. 최적 조건의 내압으로 배양한 결과, 이 균주의 carboxymethylcellulase의 생산성은 127.5 U/ml이었으며, 이 결과는 내압을 가하지 않고 배양한 경우에 비하여 1.32배 향상된 것이다. 본 연구를 통하여 쌀 도정 공정의 부산물인 미강을 기질로 개발하였으며 해양 미생물을 사용하여 carboxymethylcellulase의 생산기간을 7~10일에서 3일로 단축시켰다.

• KSBB Journal
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• 제23권6호
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• pp.519-524
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• 2008

Monacolin-K는 Monascus sp.로부터 polyketide pathway를 통해 생합성 되는 이차대사산물로써 강력한 콜레스테롤 저하제로 알려져 있다. 본 연구에서는 monacolin-K의 생합성 경로에 대한 이해에 근거한 지속적인 rational screening을 통해 monacolin-K의 생산성을 향상시킬 수 있었는데 그 중에서 특히 monacolin-K 생합성에 관련된 전구체를 최적화된 생산배지에 첨가함으로써 monacolin-K 생산성이 대조군에 비해 눈에 띠게 증가하는 결과를 확인하였다. 황의 동화작용에서 cysteine이 여러 단계를 거쳐 S-adenosylmethionine (SAM)으로 전환된다는 연구결과와 더불어, SAM은 다양한 세포내에서 주된 methyl donor 역할을 하므로 monacolin-K 구조에 포함되어있는 많은 methyl기 역시 SAM으로부터 유래한다고 알려져 있다. 따라서 첨가한 cysteine이 SAM을 생합성하는데 이용된 것으로 보고 SAM을 생산균주 내에서 고농도로 생산한다면 monacolin-K 생산성이 증가할 것이라 기대하였다. 따라서 여러 균주에서 보고된 SAM synthetase 유전자를 cloning하여 생산균주 내로 도입함으로써 생산균주가 cysteine의 별도첨가 없이도 세포내에서 SAM을 고농도로 생산하도록 하여 monacolin-K의 생산성 향상을 꾀하고자 하였다. 이를 위해 염기서열이 밝혀진 균사형성 곰팡이인 Aspergillus nidulans로부터 SAM synthetase를 암호화하는 metK 유전자를 cloning하고 Monascus 유래의 gpdA promoter에 의해 발현되도록 하는 재조합 발현벡터 pBMmetK를 제작하였고 이를 생산균주 내로 도입하여 형질전환체와 대조군의 monacolin-K 생산성을 확인한 결과, 대조군에 비해 형질전환체에서 Monacolin-K 생산성이 약 3.3배가량 증가한 것을 관찰하였다. 이는 metK 유전자가 생산균주의 DNA 내로 삽입되어 안정적으로 발현됨으로써 세포내에서 많은 methyl 기를 제공함으로써 monacolin-K 생산성이 향상된 것으로 판단되며, 현재는 분자적 수준에서 이러한 형질전환체 내에서 metK 유전자의 발현 정도를 확인하는 중이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권4호
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• pp.398-403
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• 2012

폐양액 발생을 최소화할 수 있는 배액제로형 수경재배기술 개발을 위하여 토마토 수경재배 시 배액제로 센서를 이용하여 배액을 제로화 또는 최소화하였을 때 표준배액량 처리와 비교하여 근권환경 변화와 토마토의 생육, 수량, 품질 등에 미치는 영향을 구명하였다. 처리별 주당 1일 공급량은 표준배액률 처리가 1.4, 배액제로 1처리가 0.9, 배액제로 2처리가 0.8L이었고, 배액률은 표준배액률 처리가 23.8, 배액제로 1처리가 8.6, 배액제로 2 처리가 3.7%이었다. 표준배액률 처리, 배액제로 1과, 2처리의 함수율과 배지 내 EC는 각각 64.5~88.0%와 $1.5{\sim}3.5dS{\cdot}m^{-1}$, 40.3~76.0%와 $2.5{\sim}4.0dS{\cdot}m^{-1}$, 그리고 56.3~69.0%, $2.7{\sim}3.7dS{\cdot}m^{-1}$이었다. 토마토 생육은 표준배액률 처리에 비해 배액제로 처리에서 엽장, 엽수, 경경은 차이가 없었으나, 초장과 엽폭이 작은 경향을 보였다. 토마토 수량은 표준배액률 처리에 비해 배액제로 처리에서 상품수량이 7.7~12% 적고 1과중이 작았으나, 당도는 반대로 높았고 상품과률은 차이가 없었다.

• 농약과학회지
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• 제4권3호
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• pp.68-74
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• 2000

Penicillium oxalicum (PENOX)은 잔디밭 토끼풀(Trifolium repens L.)의 방제를 위한 생물제제(biocontrol agent, BCA)로서의 잠재성을 보여왔다. 미생물제초균류에 의한 제초활성은 다양한 환경조건하에서 이들의 발아율, 생장력 및 기질이용성 등에 크게 영향을 받는다. 따라서 본 연구는 PENOX의 다양한 수분확성($0.94{\sim}0.995\;a_w$) 및 온도조건($18{\sim}30^{\circ}C$)하에서의 균사생장, 포자발아율 및 포자생성량을 glycerol로 조정된 MEA(malt extract agar) 배지를 사용하여 in vitro상에서 조사하였다. PENOX의 균사생장은 높은 수분활성조건($0.995\;a_w$)에서 가장 좋았으며 $30^{\circ}C$에서 가장 양호하였다. 또한 $0.995\;a_w$에서는 저온($20^{\circ}C$)에서도 균사생장이 대체로 양호하여 수분활성이 약간 낮은 조건($0.97\;a_w$)에서의 최대 균사생장율과 비슷한 균사생장율을 나타냈다. $0.97\;a_w$에서의 균사생장율은 $25^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$조건간에 대체로 비슷한 결과를 나타냈으며 저온($20^{\circ}C$)에서는 매우 감소하였다. PENOX의 포자발아율도 $0.995\;a_w/30^{\circ}C$에서 가장 높았으며 수분활성이 감소할수록 낮아지는 경향을 나타냈다. 저온($18^{\circ}C$)에서의 발아전 지체시간(lag phase time)은 전 $a_w$ 조건하에서 6시간 이상 그리고 낮은 수분활성조건($0.94\;a_w$)하에서는 18과 $25^{\circ}C$에서 각 18, 12시간 이상으로 나타났다. 그러나 포자생성은 $0.995\;a_w$의 높은 수분조건에 비해 약간 낮은 $0.97\;a_w$ 조건에서, 그리고 고온($30^{\circ}C$)에 비해 저온조건($20^{\circ}C$) 하에서 훨씬 양호하였다. 한편, GN MicroPlate를 이용해 PENOX의 기질로서의 95개 탄소원에 대한 이용성을 조사한 결과 $0.995\;a_w/25^{\circ}C$에서의 생태적 생식역값(niche size)은 86으로 가장 높았으며 수분스트레스조건($0.955\;a_w$)에서는 그 이용성이 낮아져 그 값은 65를 나타냈다. 그리고 고온($30^{\circ}C$)에서는 $0.995\;a_w$ 및 $0.955\;a_w$에서는 각각 84와 50을 나타내 $0.995\;a_w$에서 보다 $0.955\;a_w$ 조건에서 탄소원 이용시 온도스트레스에 더 민감하게 반응하는 것으로 나타났다. 이러한 균류생태생리학적인 정보는 효과적인 BCA의 개발을 위한 기초자료로서 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제16권1호
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• pp.1-11
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• 1973

Ethanol을 이용하여 효모균체를 생산할 목적으로 전국 각지의 32점의 토양시료에서 145개 균주를 분리하고 그중 ethanol자화능이 가장 우수한 균주를 선정하여 동정하였다. 그 선정균주에 대해서 배양상의 최적조건, 각종 탄소원의 이용성, 균체증식 경과, 균체의 화학적 조성, ethan긴의 이용을등을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Ethanol 이용효모로 가장 우수한 균주는 Debaryomyces nicotianae-SUN 72로 동정되었다. 2. 선정균주의 최적 배지조성은 다음과 같다. ethanol진농도 8% 이상에서는 분명한 생육저혜를 일으켰으며 또한 생장요소로서 yeast extract 0.005%를 첨가한 효과는 현저하였고 $Mg^#$와 $Ca^#$ 첨가구는 균체생산애 앙호한 결과를 보였으나 그이외의 무기물 첨가는 블필요하였다. Ethanol 40m1, $(NH_2)_2CO$ 0.5g, $K_2HHPO_4$ 0.15g $NH_4H_2PO_4$ 0.15g, $MgSO_4\;7H_2O$ 0.05g, Tap water 1000m1. 3. 선정균주의 배양 최적조건은 $pH\;5.0{\sim}5.5$, 온도 $30{\sim}33^{\circ}^C이고 통기의 효과는 정치 배양의 경우 보다는 양호하였다. 4. Ethanol 이용성 효모인 본균주의 각종 다른 alcohol 및 acetic acid에 대한 균체생육은 저조하여 기질의 대체는 곤란하였다. 5. 선정호모균주의 lag phase는 16시간 까지이고 다음 28시간 까지가 대수기였으며 이때에 비증식율은 $1.9hr^{-1}$이고 doubling time은 3.6시간이었다. 6. 균체성분은 조단백질이 55.19%였으며 기타 조성은 효모의 펀균조성에 준하였다. 7. 본 선정효모균주의 검토된 최적조건으로 34시간 배양한 결과 사용한 ethanol에 대한 균체수율은 53.4%, 소비된 ethanol량에 대한 균체수율은 73.6%, 배양중 ethanol휘발량은 약 19.1%였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제33권1호
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• pp.52-60
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• 2000

축분퇴비의 시용시 보충하는 비종에 따른 하우스 내부의 가스 발생양상과 미생물의 다양성을 구명하여 가스피해 정감 및 토양건전성 유지를 위한 기초자료를 얻고자 식양질 하우스토양에 축분퇴비의 시용량을 고추의 기준시비량과 퇴비에 함유된 인산함량을 기준하여 정식 2주전에 시용하고 부족한 질소성분을 요소와 완효성U/F복비로 보충처리하여 4월부터 8일 까지 재배하였다. 암모니아 및 아민류 가스는 정식초기에는 다소 낮은 농도로 배출되다가 정식 후 27일경에 peak를 보인 후 급격히 감소하여 33일경 이후에는 검출되지 않았으며, 평균농도는 요소구에 비하여 완효성U/F복비구가 암모니아 42%, 아민류 85%감소되었다. 이산화탄소는 요소구 1,200~3,200, 완효성U/F복비구 $900{\sim}2,650mg\;{\ell}^-$의 범위로 배출되었고, 평균농도는 요소구 2,260, 완효성U/F복비구 $1,590mg\;{\ell}^-$이었다. 세균, 방선균, B/F비, A/F비, 암모니아 및 아질산산화세균, 질산환원균 등의 밀도는 재배기간이 경과됨에 따라 완효성U/F복비구에서 더 높았으나 사상균 수는 요소구에서 많았고 탈질균은 비슷한 경향을 보였다. 조사한 6종 미생물 밀도의 백분율을 이용한 다양성지수는 0.10~0.35 범위로 재배기간이 경과함에 따라 감소하는 경향이었으며, 처리간에는 완효성U/F복비구가 요소구에 비하여 더 높았다.

• 생명과학회지
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• 제23권2호
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• pp.197-206
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• 2013

본 연구에서는 K562 만성 골수성 백혈병 세포를 이용하여, 분화 유도에 의해 암 유지/개시 세포의 자기 재생능력이 소실되는 지를 조사하였다. K562 세포의 집락(colony) 형성 능력은 PMA 처리에 의하여 현저히 억제되었고, 1 nM 이상의 PMA 처리시에는 집락이 형성되지 않았으나, 약 40%의 세포는 여전히 연한천(soft agar)에서 살아 있었다. PMA 4 nM을 3일간 처리하고 제거한 후 분리한 집락 형성 세포에 다시 10 nM PMA를 3일간 처리하였을 때, 약 70% 정도의 세포가 분화되었고, 6주 후에 PMA를 처리하였을 때는 분화율이 약 90%로 K562 모세포에 PMA를 처리한 수준에 도달하였다. 한편, imatinib-내성 K562 변종 세포들은 연한천에서 집락을 형성하지 않았으며, 대부분의 세포가 CD44 양성이었다. Imatinib 무첨가 배지에서 4개월 배양 후, 이 세포들의 표면 CD44발현량은 감소하였고, K562/R3 imatinib-내성 변종 세포에서는 연한천에서 작은 집락이 형성되었다. 이 세포에서는 imatinib-내성 변종 세포에서 소실되었던 Bcr-Abl이 다시 발현되기 시작하였고, 다른 표현형들도 부분적으로 회복되었다. 이러한 결과는 백혈병 유지 세포가 분화에 내성을 나타내는 세포이며, 분화 유도제를 오랜 기간 동안 고농도로 처리할 수 있다면 백혈병 줄기 세포를 제거하기 위한 분화 요법이 백혈병 치료에 적용될 수 있음을 시사하였다.

• 생태와환경
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• 제48권2호
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• pp.108-114
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• 2015

유해조류의 생물학적 제어를 위하여 여과능이 입증된 패류와 동물플랑크톤을 혼합적용하고, 현장적용 가능성을 검토하였다. 실험수는 매년 남조 Microcystis aeruginosa가 대발생하는 일감호 (서울)의 현장수, sediment, 배지를 대형 수조에 일정량 넣고 인위적으로 조류대발생을 일으켜 유지하고 있는 실험수를 이용하였다. 실험은 동물플랑크톤만 처리한 Z군 (40 individuals $L^{-1}$), 패류만 처리한 M군 (2 individuals $L^{-1}$), 동물플랑크톤과 패류를 모두 첨가한 ZM군 (Z, M군의 밀도를 합한 것)으로 설계하였다. 수심별 조류제어 효과를 확인하기 위하여 표층, 중층에서 각각 일정량의 실험수를 꺼내 엽록소량의 경시적 변화를 측정하였다. 결과, 중층의 모든 처리구에서 Chl-a의 감소를 보였으며 24시간째 Z군은 63.2%의 제어율을 보인 반면, M군과 ZM군은 각각 79.8%, 90.8%의 제어율을 나타내 뚜렷한 억제효과를 보였다. 표층의 경우, Z군과 ZM군은 각각 51.9%, 63.4% 등으로 50% 이상의 억제효과를 보인 반면, M군의 경우 대조군의 27.4%로서 가장 낮은 제어율을 보였다. 결과를 종합하면, 두 생물제재의 혼합이 수층에 상관없이 그 효과는 입증되었으나 남조 M. aeruginosa의 부유성을 감안한다면, 패류의 적용수심이 조류제어에 매우 중요한 인자임을 알 수 있었다. 따라서 생물제재의 혼합적용이 보다 높은 효과를 보였으며 조류의 생리적 특성과 생물제재간의 상호관계에 대한 세밀한 연구가 요구되었다.