• Applied Biological Chemistry
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• 제48권3호
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• pp.189-200
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• 2005

생물학적 질소고정과정의 연구는 학문적으로나 산업적으로 매우 중요한 과정이다. 본 총설에서는 공업적 질소고정과 비교되는 생물학적 질소고정의 특징을 간단히 살펴보고, Azotobacter vinelandii에서 연구되고 있는 생물학적 질소고정효소의 특징을 다룬다. 생물학적 질소고정과정은 다양한 생명체에서 일어나며, 최근에는 미생물인 A. vinelandii에 그 작용 메커니즘에 관한 연구가 집중되어 있다. 공기중의 질소를 암모니아로 변환시키는 질소고정은 화학적으로 환원 반응에 해당하므로 전자의 공급이 필요하다. 생물학적 질소고정을 담당하는 질소고정효소는 촉매반응을 위해 생물학적인 환원력을 사용하여 전자를 공급받아, Fe 단백질의 $Fe_4S_4$ cluster와 MoFe 단백질의 P-cluster를 거쳐 질소 환원 반응이 일어나는 FeMo-cofactor로 전달한다. 이러한 전자전달의 과정과 수소이온의 전달 과정은 질소고정효소의 반응 메커니즘 이해에 매우 중요한 과정이며, FeMo-cofactor와 질소분자의 상호작용은 생물학적 질소고정 메커니즘의 중심에 있다. 질소고정 작용 메커니즘의 연구에는 X-선 단백질 결정학, EPR과 $M{\ddot{u}}ssbauer$ 등의 다양한 분광학적 방법과, 효소의 기질과 저해제의 상호작용을 연구하고 mutant와 비교하는 생화학적 접근방법, 그리고 FeMo-cofactor의 모델 화합물을 합성하여 연구하는 화학적 방법 등이 적용되었다. 이들 분야의 최근 연구결과를 소개하며, 마지막으로, 다양한 연구 결과에 바탕하여 새로운 질소고정효소의 작용 기작이 제안하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제13권3호
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• pp.251-255
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• 1985

국내 논의 흙으로부터 벼과식물에 관련된 질소 고정 미생물을 238주 분리하여 비교적 활성이 높은 4주의 질소고정활성 미생물을 선별하여 이중 3주는 K. pneumoniae, 1주는 E. agglomerans로 동정하였다. NFB3, NFB264, NFB278의 3주는 1.7-84Mdal. 의 plasmid들을 가지고 있었으나 이들 plasmid에 질소고정유전자 단편을 함유하고 있지는 않았다. 선별미생물의 chromosomal DNA상에 존지하는 질소고정 유전자는 K. pneumoniae M5al의 질소고정유전자와 homology를 나타냈으며, 이들의 질소고정유전자는 K. pneumoniae M5al의 질소고정유전자와 제한효소 절단부위가 상이하였다.

• 한국양식학회지
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• 제10권1호
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• pp.69-76
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• 1997

카이이케 호수에서 년중 농밀한 개체군을 형성하고 있는 Chromatium sp.는 질소고정능을 가지고 있으며, 질소고정과정에서 수소를 생산한다. 이 균의 질소고정과 수소생산은 광합성 조건에서 활발히 이루어지며, 생장 중 대수생장기(exponential growth phase)에서 활성도가 가장 높았다. 1994년 7월 27일 채집한 카이이케 호수의 bacterial plate 식과를 이용하여 실험실에서 질소고정과 수소생산에 끼치는 빛과 황화수소의 영향을 조사하였다. 저조도 (250 lux) 에서는 실험개시후 약 18시간이 지나고나서 질소고정과 수소생산이 측정되었으나, 고조도(1000 lux)에서는 조사와 동시에 높은 속도의 질소고정과 수소생산이 관측되었다. 황화수소를 전혀 투입하지 않은 경우에는 극히 낮은 질소고정이 나타났으나, 황화수소의 농도의 증가에 따라 질소고정속도가 높아졌으며, 20 mg H sub(2)S-S/l에서 가장 높았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제12권1호
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• pp.47-48
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• 1979

Lemnaceae의 반공생적 질소고정(窒素固定)을 확인(確認)하기 위(爲)하여 SEM으로 관찰(觀察), 조사(調査)한 바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1) 반공생적 질소고정(窒素固定)을 하고 있는 암조(藍藻)는 Calthrix sp.와 Microcrate sp.가 많았으나 L. gibba에서는 Anabaena sp.도 보였다. 2) L. oligorhiza는 거의 공생적(共生的) 질소고정(窒素固定)을 하고 있는 것으로 보였으나, 타(他)의 Lemnaceae는 이와같이 보이지 않았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제16권3호
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• pp.286-293
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• 1983

한국(韓國), 일본(日本) 및 태국(泰國)의 논토양(土壤)을 홍시(洪試)하여 수종유기물(數種有機物)을 첨가(添加)했을 때 지양성(地養性) 질소고정력(窒素固定力)에 미치는 영향(影響)을 알고져 실내시험(室內試驗)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 유기물(有機物) 첨가(添加)에 의(依)한 타양성(他養性) 질소고정(窒素固定) 미생물(微生物)의 질소고정력(窒素固定力)은 Glucose > 볏짚 > 퇴비(堆肥)의 순으로 높고 3개토양간(個土壤間)에 현저(顯著)한 차이(差異)가 있었다. 2. 탄소(炭素) 1g당(當) 질소고정력(窒素固定力)은 토양(土壤)에 따라 상이(相異)하나 담수(湛水)30일간(日間) 췌동(萃東)(한국(韓國)) 2.20mg, 홍소(鴻巢)(일본(日本)) 0.80mg, 그리고 Ratchaburi 토양(土壤)(태국(泰國))이 0.85mg/100g이였다. 3. 논토양(土壤)의 질소고정력(窒素固定力)은 근래(近來) 수년간(數年間) 유기물(有機物) 및 화학비료(化學肥料)를 전혀 시용(施用)하지 않은 토양(土壤)(Ratchabur) 및 화학비료(化學肥料)만을 시용(施用)한 토양(土壤)(홍소(鴻巢))에 비(比)하여 볏짚을 운용(運用)한 토양(土壤)(췌동통(萃東統))에서 현저(顯著)히 높았음. 4. 논토양(土壤) 질소고정미생물(窒素固定微生物)에 의(依)한 전질소(全窒素) 고정력(固定力)은 사질토양(砂質土壤)보다 식질토양(殖質土壤)에서 높으나 광합성(光合成) 질소고정(窒素固定) 미생물(微生物)에 의(依)한 질소고정력(窒素固定力)은 반대(反對)로 식질(殖質)보다 사질토양(砂質土壤)에서 높았다.

• 생명과학회지
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• 제12권5호
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• pp.544-548
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• 2002

대두의 질소고정 근류균들 중 우리나라 토착균, USDA110, USDA122, RJl-29, R2l4 등으로 종자분의접종한 삼남콩을 폿트에 재배하여 개화기에 한발처리한 것과 관행으로 폿트에 재배한 것과의 근류균별 질소고정력 조사와 콩의 제요인에 미치는 근류균의 영향, 한발조건시 근류균 질소고정력과 협중과의 상관관계, 식물체 호흡량과 엽면적과의 상관관계 등을 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 관행재배에서는 근류균의 질소고정력이 R2l4와 토착균이 높게 나타났으나, 개화기에 한발처리를 한 구에서는 토착근류균 보다 R2l4와 Rll-29의 균들이 질소고정력을 높게 나타내었다. 토착근류균에 비하여 USDA122와 RJl-29의 근류균을 접종한 구가 한발조건에서 식물체 호흡량을 적게 유지하여 엽면적 및 협중의 상대지수를 높게 나타내었다. 한발조건에서 근류균 질소고정력과 협중 상대지수와의 상관관계는 r=0.85'로서 유의적인 정의 상관관계를 나타내었다. 한발조건에서 식물체 호흡량과 엽면적 상대지수와의 상관관계는 r=-0.89'로서 유의적인 부의 상관관계를 나타내었다.

• 미생물과산업
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• 제14권3호
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• pp.23-26
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• 1988

자연계에 있어서 질소는 대기중의 분자상질소를 비롯하여 초산, 암모니아와 같은 무기태질소, 단백질, 핵산 등의 유기태질소 등 다양한 형태로 존재하며 생물권내에서 흡수, 고정, 대사, 분해되는 등 다양한 순환을 거듭하고 있다. 대기중의 분자상질소는 Rhizobium, Azotobacter, Klebsielle, Clostridium, Blue-green algae 및 광합성세균 등에 의해 고장되어 암모니아의 형태로 환원된다. 한편 대부분의 식물들은 초산이나 암모니아 형태의 질소를 흡수 동화하여 핵산, 단백질을 만들고 이들 구성물은 사후 암모니아로 재분해 된다. 또한 동식물의 유체내지는 배설물들도 각기 분해되어 암모니아의 형태로 변화되는데 이와같은 일련의 질소순환(nitrogen cycle)은 초화세균, 탈질세균 내지는 질소고정균등 대부분의 미생물에 의해 크게 지배를 받고 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제14권1호
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• pp.44-50
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• 1981

벼뿌리에서 서식(捿息)하는 질소고정미생물(窒素固定微生物)에 의(依)한 질소고정력(窒素固定力)을 검토(檢討)하기 위(爲)하여 벼육성지역(育成地域)이 상이(相異)한 수종(數種)의 품종(品種)을 공시(供試)하여 Acetylene 환원법(還元法)에 의(依)하여 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 벼뿌리의 질소고정력(窒素固定力)은 생육시기(生育時期) 및 품종(品種)에 따라 상이(相異)했으며 유수형성기(幼穗形成期) 및 출수기(出穗期)에 최고(最高)로 높은 고정량(固定量)을 보였다. 2. 볏짚시용(施用)은 벼뿌리에 서식(捿息)하는 질소고정미생물(窒素固定微生物)에 의(依)한 질소고정(窒素固定)을 현저(顯著)히 증가(增加)시키지 못했으나 Kataktara, Centry Partna-231, TKM-6, 대구조(大邱租) 및 조동지(趙同知)는 다소(多少) 증가경향(增加傾向)을 나타내었다. 3. 수도(水稻) 1작기간(作期間) 벼뿌리의 질소고정량(窒素固定量)은 밀양(密陽) 23호가 0.55kg으로 제일(第一) 낮았으며 조동지(趙同知)가 2.6kg으로 가장 높았다. 4. 벼뿌리의 질소고정력(窒素固定力)은 뿌리의 무게와 정상관(正相關) 관계(關係)를 나타내지 않았다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제46권2호
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• pp.154-161
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• 2018

현재 도시의 도시열섬현상을 완화시키는 방안으로 도시 녹화사업 및 연구가 주목 받고 있다. 이 연구에서는 질소고정균을 분리하고, 식물 성장에 미치는 영향을 확인했다. 먼저 질소고정 균을 분리하기 위해, 질소원이 없는 배지에서 enrichment를 실시했고, 질소원이 제한된 배지에서 높은 성장을 보인 colony를 분리하여 순수분리 했다. 순수 분리된 균은 ARA를 통해 acetylene이 90% 이상 감소되고, ethylene 생성을 통해 nitrogenase의 활성을 간접적으로 확인했다. 재현성이 확인된 Cedecea sp. MK7과 Enterobacter sp. Y8을 선별했다. 선별된 질소고정 균을 perennial rye grass의 성장에 적용한 결과 건조중량이 18.65 mg인 대조군에 비해 34.80 mg (186.60%)으로 증가한 것을 확인했다. 식물 성장 후, 질소고정 균이 접종된 토양의 미생물 군집 분석은 대조군과 유사했다. 따라서 본 연구에서는 도시녹화 시스템에 질소고정 균을 이용하여 식물 성장을 촉진한다면 그 효율이 증대될 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제13권1호
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• pp.79-85
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• 1985

대두 경남 장려품종인 장백, 광교, 강림 및 남천등의 근류로부터 Rhizobium japonicum을 분리하여 그 중 질소고정력이 R. japonicum 61A 76이나 3 I1110보다 강한 JB 101을 선별하였다. 선별된 JB 101을 N-methy1-N'-nitro-N-nitrosoguanidine 처리 및 UV조사에 많은 돌연변이체를 얻고 이들로 부터 경남 장려품종인 장백에 접종시근류 생성력 및 질소고정력등 JB 101에 비하여 훨씬 높을 뿐만아니라 SM 35에 비해서도 다소 높은 JB 65를 선별하여 이 균주의 근류생성력, 질소고정력, 고정된 암모니아가 질소고정에 미치는 영향, hydrogenase 활성등 공생관련 제 특성과 아울러 이 균주 단백질의 아미노산 조성, 2D-polyacrylamide gel을 이용한 전기영동등의 생화학적 특성도 아울러 조사하였다.