• 미생물학회지
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• 제51권3호
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• pp.187-193
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• 2015

Candida (Pseudozyma로도 알려짐) antarctica lipase B(CAL-B)는 학문적으로 그리고 산업적으로 많이 활용되고 있다. CAL-B 자체에 대한 연구는 많이 진행되어온 반면, CAL-B 상동체에 관한 연구는 그리 알려진 바가 없다. 본 연구에서는 단백질 유사성 검색을 통해서 CAL-B의 상동체 탐색을 수행하였고, 6종의 단백질 서열을 찾았다. 해당하는 유전자들을 대장균에 대한 코돈 최적화를 수행하였고, 이를 바탕으로 유전자 합성을 진행하였다. 이들 유전자를 대장균 발현용 벡터에 클로닝한 후, 대장균 내에서 단백질 발현을 시도하여 이들 중 4종의 단백질이 성공적으로 발현되었다. 이들 단백질들이 가수분해 효소로서의 활성이 있는지 확인하기 위해서, 4-nitrophenyl acetate와 4-nitrophenyl butyrate를 반응기질로 하여 가수분해 반응성을 확인하였다. 이들 단백질들의 비활성(specific activity)값은 $(1.3-30){\times}10^{-2}{\mu}mol/min/mg$로 측정되었고, 이는 CAL-B의 비활성 수치보다는 다소 낮은 값에 해당하였다. (${\pm}$)-1-phenylethyl acetate의 가수분해 반응에 대한 입체선택성은 이들 상동체 효소들 중에서 Pseudozyma hubeiensis SY62에서 유래된 효소만이 CAL-B의 입체선택성과 유사함이 확인되었다.

• KSBB Journal
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• 제16권6호
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• pp.562-567
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• 2001

Styrene oxide 계열의 라세믹 에폭사이드 기질에 대한 입체선택적 가수분해능이 우수한 Aspergillus nigerr계열의 생촉매를 선발하였고, A.niger LK 유래의 EHase의 기질 특이성을 분석하였다. A. niger LK의 EHase는 benzene ring에 oxirane ring이 직접 연결되어 있는 styrene oxide, p-nitrostyrene oxide 기질에 대해서는 (R)-이성질체, benzene ring과 oxirane ring사이에 ether 등의 연결 chain이 있는 기질에 대해서는 (S)-이 성질체에 대한 입체선택적 가수분해능이 우수하였다. A niger LK의 EHase 유전자를 RT-PCR 방법으로 클로닝하였고, sequencing을 통해 다른 미생물 유래의 EHase와의 sequence identity 분석 등을 통해 특성을 분석하였다. Yeast 유래의 EHase와는 32% 수준의 sequence identity를 보였으며, Agrobacterisum, Corynebacterium 등의 박테리아 유래 EHase와는 identity가 매우 낮은 특성을 보였다. E. coli 숙주에서 발현된 재조합 EHase의 활성은 라세믹 에폭사이드 기질에 대한 입체선택적 가수분해 반응을 통해 확인할 수 있었다. 클러닝된 EHase의 보다 효율적인 발현 연구가 필요하며, 이러한 재조합 EHase는 고부가가치 광학활성 에폭사이드 제조를 위한 생물전환공정 시스템의 생촉매로 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권6호
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• pp.1-8
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• 2023

기후변화 대응을 위하여, 항공 분야를 포함한 운송 분야에서 국제온실가스 감축제도 도입 추진 및 대체 에너지 개발 등 환경문제에 대한 연구개발이 활발하다. 그 중 무탄소 에너지원으로 주목받는 암모니아 연료에 대한 관심이 증대되고 있다. 암모니아는 액화 및 운반이 용이하며, 메탄올과 비슷한 에너지 밀도 등의 장점이 있다. 그러나 폭발성 및 독성으로 취급성이 어렵다. 본 연구에서는 암모니아에 비해 취급이 용이한 요소수에 고온의 수분으로 열분해와 가수분해 반응을 유도하여 안정적인 암모니아 발생을 시도하고자 하였다. 암모니아 가수분해 촉진을 위해 고온의 증기를 이용하였고 이론 당량비 미만의 암모니아 발생원인 규명을 하고자 했다. 기체분자운동론에 기인하여 가수분해 촉진을 위한 충분한 충돌빈도가 이루어지지 않았다는 가설을 수립했다. 수분 공급량 변화를 통해 미반응 이소시안산의 가수분해 여부를 실험하였고 암모니아 발생량이 증가함을 확인하였다. 일정 구간동안 암모니아 발생량 증가는 증기 온도, 수분공급유량에 종속됨을 알 수 있었다.

• 한국가금학회지
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• 제49권4호
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• pp.221-228
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• 2022

주요 계란 난백 단백질과 그 가수분해물은 일부 금속 킬레이트 특성을 갖는 기능성 식품 성분으로 알려져 있다. 식이 oxalate를 제거하기 위해 계란 난백 단백질과 그 가수분해물을 이용할 경우 신장 결석을 예방하는데 도움이 될 것이다. 본 연구의 목적은 계란 난백 단백질인 ovalbumin, ovomucin, ovotransferrin과 이 단백질들의 효소처리를 통해 얻은 가수분해물의 biogenic oxalate chelating 활성을 측정하는 것이었다. 채소 중에서 시금치를 과일 중에서 스타푸르트(starfruit)를 선택하여 HCl처리를 거쳐 옥살레이트 추출물(oxalates extract)을 제조하였다. 계란의 난백 단백질 중, ovalbumin, ovomucin, ovotransferrin를 선택하여 이들의 가수분해물과 함께 옥살레이트 추출물과 별도로 혼합하여 3℃에서 24시간 반응을 위한 배양을 시켰다. 원심분리 후 상등액을 HPLC로 분석하여 단백질과 가수분해물의 biogenic oxalate chelating 활성을 비교 분석하였다. 사용된 모든 계란 난백 단백질과 그 가수분해물은 시금치의 oxalates에 대한 biogenic oxalate chelating 활성을 보였다. 그러나열대과일인 starfruit의 oxalates에 대한 킬레이트 활성에서는ovalbumin, hydrolyzed ovalbumin, ovomucin만이 활성을 보였다. 전반적으로, hydrolyzed ovalbumin은 시금치와 스타프루트 모두에서 oxalates chelating 효과가 가장 좋았다. 따라서 계란의 난백 단백질과 그 가수분해물의 옥살산 킬레이트 활성이 있었으며, 식이 옥살산에 대한 영양 개선을 위한 소재로 개발 가능성이 있다. 그러나, 다른 과일과 야채에 대한 옥살레이트 킬레이트 활성과 특정 생체 내 조건에서의 계란 단백질의 옥살레이트 킬레이팅 효과를 검증하기 위한 추가 연구가 필요하다.

• 공업화학
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• 제17권5호
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• pp.557-560
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• 2006

Aspergillus niger LK의 epoxide hydrolase (EH)를 codon usage를 고려한 Escherichia coli 균주에서 고효율로 발현할 수 있었다. E. coli에서 잘 사용되지 않는 rare codon에 대한 tRNA 유전자 정보가 들어있는 plasmid를 함유한 E. coli 균주인 Rosetta (DE3)PLysS를 숙주세포로 사용하였다. A. niger EH를 발현시킨 재조합 E. coli를 생촉매로 사용하여 라세믹 styrene oxide 혼합물과 반응시켰을 때, (R)-styrene oxide에 대한 입체선택적 가수분해활성이 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한 라세믹 기질로부터 입체적으로 고순도인 99% ee 값을 갖는 광학적으로 순수한 (S)-styrene oxide를 얻을 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제47권6호
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• pp.772-778
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• 2015

최근 아임계수 가수분해는 전통적인 단백질 가수분해법의 대체방법으로서 관심을 받고 있으며, 고단백질원으로부터 아미노산을 회수하는데 효과적인 공정이 될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 대표적인 식물성 단백질원인 분리대두단백질을 선택하여 대두단백질의 아임계수 가수분해에서 가장 중요한 인자인 대두단백질의 초기농도, 반응온도, 반응시간의 영향을 연구하여 대두단백질로부터 아미노산을 생산할 수 있는 조건을 최적화하고자 하였다. 대두단백질 수열분해액의 실온에서 pH는 $200^{\circ}C$에서 20분간 처리했을 때 pH는 7.3으로 중성이었으나 온도가 증가할수록 pH가 증가하여 $270^{\circ}C$에서 10.3으로 알카리성을 나타내었다. 반응온도 $220^{\circ}C$까지는 수열분해액은 분산상태를 이루었으나 $230^{\circ}C$ 이상에서는 분산상태가 파괴되고 단백질이 분리되어 하부에 침강층을 이루었으며 $240^{\circ}C$ 이상에서는 이 단백질층이 현저히 감소하였다. 반응온도는 $250^{\circ}C$, 반응시간 20분으로 고정한 조건에서 대두현탁액의 초기농도가 수열분해에 미치는 영향을 살펴본 결과 초기농도 10% (w/v)일 때 가수분해도 및 아미노산 수율이 각각 16.2% 및 22.3%로 가장 우수하였다. 또한 반응온도 $200-220^{\circ}C$ 범위에서는 가수분해도와 아미노산 수율은 서서히 증가하였으나 $230-250^{\circ}C$ 영역에서는 급격히 증가하였으며 $250^{\circ}C$ 이상에서는 다시 완만히 증가하는 경향을 보여 $250^{\circ}C$ 이상에서 아미노산 분해속도는 단백질 분해속도를 초과하였다. 표면반응분석법으로 예측한 결과 $268^{\circ}C$, 처리시간 35분에서 최적 아미노산 수율 43.5%를 얻을 수 있었다.

• 공업화학
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• 제18권3호
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• pp.279-283
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• 2007

한 종류의 epoxide hydrolase (EH) 효소 자체가 광학수렴 가수분해(enantioconvergent hydrolysis) 활성을 가지는 Caulobacter crescentus의 epoxide hydrolase (CcEH) 유전자를 PCR로 클로닝하여 재조합시킨 Escherichia coli 생촉매를 개발하였다. 재조합 E. coli 세포 10 mg을 10 mM styrene oxide와 반응시킨 다음 기질과 반응생성물을 chiral GC와 HPLC로 각각 분석 한 결과, (S)-styrene oxide 기질에 대해서는 위치 선택적으로 에폭사이드 링의 ${\alpha}$-탄소를 공격하여 (R)-diol로 전환시켰다. 반면에 (R)-styrene oxide에 대하여는 ${\beta}$-탄소를 공격하여 (R)-diol로 전환시키는 위치선택성을 가지고 있었다. 재조합 CcEH를 단일 생촉매로 사용한 광학수렴 가수분해반응을 통해 20 mM racemic styrene oxide에 대하여 광학순도 85%의 (R)-phenyl-1,2-ethanediol을 수율 69%로 생합성 할 수 있었다

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권5호
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• pp.687-693
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• 2018

바이오매스 가수분해액으로부터 당을 정제하는 동안 발효 저해물질들의 선택적인 제거 및 회수는 목질계 바이오매스로부터 바이오 알코올을 생성하는 전체 공정의 경제적 효율성을 높일 수 있다. 이 연구에서는 에멀젼형 액막계에서 페놀화합물이 없는 모사 바이오매스 가수분해액에 있는 푸란유도체가 초산 추출에 미치는 영향이 조사되었다. 특별한 조작 조건하에서 5분내에 99%이상의 초산을 추출할 수 있었으며, 이 때 푸르푸랄과 5-hydroxymethylfurfural의 추출율은 각각 10%와 4% 내외의 값을 가졌다. 또한, 원료상에 있는 푸란유도체들의 초기 농도가 높을수록 초산의 추출속도는 낮았는데, 푸르푸랄이 5-hydroxymethylfurfural 보다 그 영향이 더 컸다. 따라서, 초산 추출 전에 가수분해액으로부터 푸르푸랄을 우선적으로 제거한다면 에멀젼형 액막법이 보다 경제성이 있는 초산 제거법이 될 것으로 보인다.

• KSBB Journal
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• 제11권6호
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• pp.696-703
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• 1996

S. marcescens QM 81466 균주는 chitin 분해 효소(1mg/Lmedium)를 선택적으로 높게 생성시킬 수 있는 균주로서, chitin을 N-acetyl-$\beta$-D-glucosa­m mine(NAG)으로 효소적 가수분해를 할 때 chitinase와 chitobiase의 두 가지 가수분해 효소계를 구 성시킨다. 본 연구에서는 이 균주의 chitinase/chitobiase 생성을 위한 chitin 입자크기에 대한 최적화와, 회분 발효계에서 이 균주의 세포 밀도 배양에 따른 두 효소 생성의 변화를 조사하여 NAG 생산성의 증대를 시도하였다. 아울러. chitin과 CM­ chitin이 chitinase/chito biase 생성비 와 NAG 생성 에 미치는 영향을 검토하였는데, CM-chitin을 colloidal 및 결정성 chitin 대신에 사용했을 때, chitinase 활성을 약 7~10U/mL 증가시켰다. 이 경우에 있어서, chitinase/chitobiase의 비는 9:1로 서 NAG의 생성량이 3.0g/L로서 높게 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.883-891
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• 2017

고분자 전해질 연료전지의 연료에 포함된 일산화탄소의 선택적 산화를 위하여, 귀금속 촉매를 대체하기 위한 CuO-$CeO_2$ 복합 산화물 촉매를 졸-겔법과 공침법으로 제조하였다. 졸-겔법으로 촉매 제조 시 Cu/Ce의 비와 가수분해 비를 변화시켰다. 제조한 촉매의 활성은 귀금속 촉매($Pt/{\gamma}-Al_2O_3$)와 비교하였다. Cu/Ce의 비를 변화시키면서 제조한 촉매 중 Cu/Ce의 비가 4:16인 촉매가 가장 높은 CO 전환율(90%)과 선택도(60%)를 나타내었다. 촉매의 제조에서 가수분해 비가 증가할수록 촉매 표면적이 증가하였고, 아울러 촉매 활성 또한 증가하였다. 공침법으로 제조한 촉매와 1wt% $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매의 가장 높은 CO 전환율은 각각 82% 및 81%인 반면, 졸-겔법으로 제조한 촉매의 경우는 90%가 얻어졌다. 이는 졸-겔법으로 제조한 촉매가 공침법으로 제조한 촉매나 귀금속 촉매보다 더 높은 촉매활성을 보임을 의미한다. CO-TPD 실험을 통하여, 낮은 온도($140^{\circ}C$)에서 CO를 탈착하는 촉매가 본 반응에서 더 높은 촉매활성을 보임을 알 수 있었다.