• 제목/요약/키워드: 호열성 단백질

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금속 이온을 이용한 Bacillus Stearothermophilus 호열성 단백질 분해효소의 역가 향상 및 호열 ${\cdot}$ 호기성 소화공정에의 응용

  • 김영기;배진혜;이원홍;최정우
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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    • pp.167-170
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    • 2000
  • B. Stearothermophilus 단백질 분해 효소는 2가 금속 이온인 $Ca^{2+}$에 의하여 내열성이 향상되며 $75^{\circ}C$에서 최대 역가를 나타내었다. 2mM $Ca^{2+}$를 첨가하여 B. Stearothermophilus를 이용한 호열 ${\cdot}$ 호기성 소화공정 운전할 경우 각각 최대량 대비 51%와 27%의 DOC 및 세포외단백질의 분해가 이루어지는 것을 확인하였다.

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탄성망모델을 이용한 단백질 열안정성 해석 (Thermostability prediction of protein structure by using elastic network model)

  • 박영걸;원종진;정재일
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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    • pp.1643-1646
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    • 2008
  • In this study, an elastic network model is established in order to find dominant factors which reflect thermostability of protein structures. The connections in the elastic network model are selected with respect to the free energy between alpha-carbons, which is representatives of residues in the elastic network model. We carried out normal mode analysis and compared eigenvalues of the stiffness matrix from the elastic network model. In most cases, thermophilic proteins are observed to have higher values of lowest natural frequency than mesophiles and psychrophiles have. As a result, the thermophiles are calculated to be stiffer than other proteins in view of dynamic vibration.

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수변 낙엽퇴적층에서 분리한 호열성 Geobacillus의 물질 분해 특성 (Hydrolytic and Metabolic Capacities of Thermophilic Geobacillus Isolated from Litter Deposit of a Lakeshore)

  • 백현주;조영근;안태석
    • 미생물학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.32-40
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    • 2009
  • 수변 낙엽퇴적층에서 호열성 세균의 분포와 물질분해 양상을 파악하기 위하여, 호열성 세균을 분리하고 그 특성을 조사하였다. 고분자 유기물의 분해력이 높고 $60^{\circ}C$에서 생장하는 균주들을 탐색한 결과, 10개의 균주가 선별되었다. 16S rRNA 유전자 염기서열을 결정하고 계통분석한 결과, 모두 Geobacillus 속으로 동정되었다. 균주들의 최적 성장온도는 $55^{\circ}C$$60^{\circ}C$, 최적 pH는 초기 pH가 6.0${\sim}$8.0일 때로 나타났으며, 염분 3%일 때를 기준으로 성장속도의 저해가 뚜렷하게 나타났다. 균주의 효소 활성도와 API 50 CHB kit에 의한 탄수화물 이용도를 바탕으로 균주의 생태학적 기능을 알아본 결과, G. stearothermophilus 균주들과 G. kaustophilus 균주들의 특성은 다른 종의 균주들과 명확히 구분되었으며, 나머지 균주들은 최적 성장환경의 생태학적 특징이 다양하게 나타나, 종별 구분과 정확히 일치하지는 않았다. 약산성 환경에서 최적 성장하는 G. stearothermophilus 균주들은 높은 단백질분해효소활성을 보이면서 다당류 분해와 단당류 이용도가 낮았고, 알칼리환경을 최적 서식지로 하는 G. kaustophilus 등은 이와 대조적으로 지질 분해 및 당류의 이용도가 높게 나타났다. 따라서, 수변 낙엽퇴적층에는 호열성 내성포자 형성 세균인 Geobacillus 속 균주들이 다양한 생태학적 지위를 가지며 퇴비화와 유사한 천이과정을 거치면서 수변 퇴적물질을 분해하는데 기여하는 것으로 보여진다.

Bacillus stearothermophilus Peptidyl Prolyl cis-trans Isomerase의 정제 및 유전자 분석 (Purification and Gene Analysis of Peptidyl Prolyl cia-trans Isomerase from Bacillus stearothermophilus)

  • 김동주
    • 한국식품영양학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.104-111
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    • 2002
  • 호열균 B. stearotheymophilus으로부터 단백질 고차구조 형성을 촉진하는 내열성 PPIase를 정제하기 위해, 이 균체를 대량으로 배양 집균, 파쇄하여 효소활성을 측정하였다. 효소의 활성측정은 N-succinyl-Ala-Ala-Pro-Phe-p-nitroanilide(pAN)를 기질로 사용하였다. chymotrypsin은 기질 이성체(cis-trans 형)의 한쪽(trans)만을 특이적으로 분해하는 반응을 이용하여 PPIase 활성을 측정하였다. 호열균 추출시료로 부터 효소활성을 확인한 후, DEAE-sepharose CL-6B, Sephadex G-75로 정제 후, 최종적으로 Superose TM-12 (FPLC) gel-필트레이션으로 분자량 18kDa의 본 효소를 정제하였다. 정제한 효소의 화학적 특징을 조사한 결과 pH 7.5~8.0사이에 안정하였으며, 최적 pH는 8.0으로 나타났다. 그리고 $65^{\circ}C$에 30분간 열처리 후, 효소활성을 측정한 결과 50%이상의 잔존 활성을 갖는 내열성 효소임을 확인하였다. 정제 단백질의 N-말단 아미노산 분석은 Edman 분해법으로 39 아미노산 잔기를 결정하였다. 그리고 PPIase의 재구성(refolding) 반응은, 요소로 변성시킨 기질 RNase 1을 이용하여 이 단백질의 재구성 (refolding) 실험을 조사한 결과, PPIase는 변성 기질 RNase 1의 재구성(refolding)을 촉진하는데 높은 효과를 가지고 있었다. 호열균 유전자 라이브러리로부터 PPIase 유전자 약 3kb을 클로닝하였다. 재조합 플라스미드 cPI-40에서 프라이머(A-1, B-2)를 이용하여 PPIase N-말단을 코드하는 유전자를 PCR법으로 증폭하여, 염기배열을 결정한 결과 증폭된 단편은 165염기로 형성된 55 아미노산 잔기를 코드하는 open reading frame(ORF)가 연속되고 있었다. 그리고 Edman법으로 결정한 PPIase의 39아미노산 잔기가 이 배열내에 완전히 보존되어 있었다. 이 결과로부터 이 ORF는PPIase구조 유전자의 1/3에 해당하는 단편임을 확인하였다.

Bacillus stearothermophilus의 Peptidyl Prolyl cis-trans Isomerase 유전자 분리 염기배열 및 발현 (Gene Cloning, Nucleotide Sequence and Efficent Expression of Peptidyl proryl cis-trans Isomerase from Bacillus stearothermophilus)

  • 김동주
    • 한국식품영양학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.452-458
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    • 1996
  • 호열균 B. stearothermophilus의 세포내 PPIase를 정제하여 Edman 법으로 N-말단 아미노산 배열을 결정하여 이를 바탕으로 합성한 올리고누클레오티드의 프리머를 이용하여, 서턴 분석하여 PPIase 유전자 약 3.0kb를 클로닝하였다.(pPI-40) PPI-40으로부터 PPIase N-말단 배열을 코드 하는 영역으로부터 합성한 프리머(A-1, B-2)를 이용하여, PCR법으로 PPIase N-말단을 코드 하는 유전자를 증폭하여, 염기배열을 경정한 후, 그 정보에 따라 유전 해석한 결과 PCR로 증폭된 단편(pSN-18)은 165염기로부터 형성된 55 아미노산잔기를 코드 하는 open reading frame (ORF)이 계속되고 있었고, Edman법으로 결정한 PPIase N-말단 아미노산 39 아미노산잔기가 완전히 일치하였다. 그리고, 이 ORF를 중심으로, 지금까지 클론화된 대장균의 PPIasea (cytoplasm)와 PPIase b(periplasm)의 아미노산 일차구조 해석으로부터 각각 58%(cytoplasm), 16%(periplasm)의 상동성을 나타냈다. PPIase 구조 유전자를 갖는 재조합플라스미드 pPI-40을 JM109로 형질전환하여 Lac 프로모터로 PPIase 단백질을 발현시켰다. 효소 분자량을 SDSPAGE로 확인한 결과 약 18kDa으로 호열균 B. stearothermophilus로부터 정제한 단백질 분자량과 동일하다. 면역억제(CsA, FK506)와의 화학적인 반응은 대장균의 PPIase와 동일하게, 면역억제와는 비감수성으로 나타났다.

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한국산(韓國産) 우유(牛乳)의 적정(適正) 살균조건(殺菌條件)에 관(關)한 실험적(實驗的) 연구(硏究) IV. 초고온처리(超高溫處理)에 의한 우유(牛乳)의 화학적(化學的) 조성(組成) 및 미생물학적(微生物學的) 성상(性狀)의 변화(變化) (Experimental Studies on the Optimum Pasteurization Condition of the Cow's Milk Produced in Korea IV. The Changes in Chemical Composition and Microbiological Aspects of Ultra-High Temperature Sterilized Milk)

  • 김종우;남명수
    • 농업과학연구
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    • 제14권2호
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    • pp.318-328
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    • 1987
  • 국산우유(國産牛乳)의 적정(適正)한 가열살균조건(加熱殺菌條件)을 검토(檢討)하기 위하여 $100{\sim}145^{\circ}C$의 온도조건(溫度條件)에서 초고온살균(超高溫殺菌) 방법(方法)에 따라 가열살균(加熱殺菌)하고 화학적조성(化學的組成) 및 미생물학적(微生物學的) 성상(性狀)의 변화(變化) 및 처리유(處理乳)의 보존성(保存性)을 시험(試驗)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. $100{\sim}145^{\circ}C$에서 가열살균(加熱殺菌)할 때 처리유(處理乳)의 pH는 6.55로부터 6.33으로 저하(低下)하였고 단백질(蛋白質), 지방(脂肪), 유당(乳糖) 및 회분등(灰分等)은 변화(變化)가 거의 없었으며 Casein 태질소(態窒素)및 비단백태질소량(非蛋白態窒素量)을 증가(增加)하였고 비(非) casein 태질소(態窒素)와 여과성질소량(濾過性窒素量)은 감소(減少)하였다. 2. Calcium함량(含量)은 가열온도(加熱溫度)의 상승(上昇)에 따라 원유(原乳)의 119.8mg/100g로부터 $145^{\circ}C$ 가열시(加熱時) 75.75mg/100g로 점차(漸次) 감소(減少)하였고, Vitanin C에 있어서는 1.37mg/100ml 로부터 0.82mg/100ml로 크게 감소(減少)하였으며 인공소화율시험(人工消化率試驗)에 있어서는 원유(原乳)의 14.07%로부터 가열온도(加熱溫度)의 상승(上昇)에 따라 $145^{\circ}C$에 있어서는 26.0%로 증가(增加)하였다. 3. 미생물수(微生物數)는 가열온도(加熱溫度)의 상승(上昇)에 따라 감소(減少)하여 $130^{\circ}C$에 있어서는 $0.5{\times}10^2/ml$로 감소(減少)하였고 $135^{\circ}C$ 이상(以上)에서는 검출(儉出)되지 않았으며 대장균(大腸菌) 및 호냉성균(好冷性菌)은 $100^{\circ}C$로부터 내열성균(耐熱性菌), 호열성인(好熱性茵) 및 곰팡이, 효모는 $125{\sim}130^{\circ}C$로부터 검출(儉出)되지 않았고 $135^{\circ}C$ 이상(以上)의 가열처리(加熱處理)에서는 $100^{\circ}C$의 살균율(殺菌率)을 나타내었다. 4. 가열처리유(加熱處理乳)의 보존시험(保存試驗) 결과(結果) 15일(日)까지는 $4^{\circ}C$, $25^{\circ}C$$37^{\circ}C$에 있어 산도(酸度), 일반조성분등(一般組成分等)이 변화(變化)되지 않았고 생균수(生菌數), 대장균수(大腸菌數), 호냉성균수(好冷性菌數)도 검출(儉出)되지 않았으며 20일(日)이 경과(經過)하면서 Vitamin C의 감소(減少)와 생균수(生菌數)의 증가현상(增加現象)이 표현(表現)되었다.

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한국산(韓國産) 우유(牛乳)의 적정(適正) 살균조건(殺菌條件)에 관(關)한 실험적(實驗的) 연구(硏究) III. 고온살균처리(高溫殺菌處理)에 의한 우유(牛乳)의 화학적(化學的) 조성(組成) 및 미생물학적(微生物學的) 성상(性狀)의 변화(變化) (Experimental Studies on the Optimum Pasteurization Condition of the Cow's Milk Produced in Korea III. The Changes in Chemical Composition and Microbiological Aspects of High Temperature Pasteurized Milk)

  • 김종우
    • 농업과학연구
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    • 제14권2호
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    • pp.309-317
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    • 1987
  • 국산우유(國産牛乳)를 원료(原料)로 한 적정(適正) 살균조건(殺菌條件)을 검토(儉討)하기 위하여 원유(原乳)를 $70^{\circ}C$, $75^{\circ}C$, $80^{\circ}C$, $85^{\circ}C$, $95^{\circ}C$$100^{\circ}C$의 각온도(各溫度)에서 15초간(秒間) 가열살균(加熱殺菌)하고 처리유(處理乳)의 화학적(化學的) 조성(組成) 및 미생물학적(微生物學的) 성상(性狀)의 변화상태(變化狀態)를 시험(試驗)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 고온처리유(高溫處理乳)는 가열온도(加熱溫度)의 상승(上昇)에 따라 pH가 저하(低下)하였고 단백질(蛋白質), 지방(脂肪), 유당(乳糖) 및 회분등(灰分等)은 변화(變化)가 거의 없었으며 Casein 태질소(態窒素)와 비단백태질소함량(非蛋白態窒素含量)은 증가(增加)하고 비(非)Casein 태질소(態窒素) 및 여과성질소함량(濾過性窒素含量)은 감소(減少)하였다. 2. Calcium함량(含量)은 원유(原乳)의 119.78mg/100g로부터 $75^{\circ}C$ 가열(加熱)에서는 111.86mg/100g, $100^{\circ}C$ 가열(加熱)에서는 106.24mg/100g로 감소(減少)하였으며 Vitamin C에 있어서는 원유(原乳)의 $1.37mg/m{\ell}$로부터 $75^{\circ}C$ 가열(加熱)에서는 $1.15mg/100m{\ell}$, $100^{\circ}C$ 가열(加熱)에서는 $0.94mg/100m{\ell}$로 감소(減少)하였고 인공소화율(人工消化率)에 있어서는 가열온도(加熱溫度)의 상승(上昇)에 따라 증가(增加)하였다. 3. 생균수(生菌數)는 $75^{\circ}C$ 가열(加熱)에서 $9.0{\times}10^3/m{\ell}$로, $100^{\circ}C$ 가열(加熱)에서는 $3.4{\times}10^2/m{\ell}$로 감소(減少)하였고 대장균(大腸菌)은 $70^{\circ}C$ 가열(加熱)에서 검출(檢出)되지 않았으며 내열성균(耐熱性菌), 호열성균(好熱性菌), 호냉성균(好冷性菌) 및 곰팡이, 효모수도 가열온도(加熱溫度)의 상승(上昇)에 따라 크게 감소(減少)하였다. 4. 고온살균처리유(高溫殺菌處理乳)의 보존시험(保存試驗) 결과(結果) $25^{\circ}C$$37^{\circ}C$에 있어서는 l일후(日後)에 응고(凝固)하였고 $4^{\circ}C$ 보존(保存)에 있어서는 10일(日)까지 산도(酸度), 일반조성분(一般組成分), 미생물수등(微生物數等)이 변화(變化)가 거의 없어 우수한 보존성(保存性)을 나타내었다.

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