• 공업화학
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• 제19권3호
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• pp.277-286
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• 2008

본 논문은 미생물 성장 공정에서의 기질 저해에 관한 modified Haldane 모델의 이론적 유도를 다룬다. 생물학적 개념인 기질-수용체 복합체의 작동 메커니즘을 바탕으로 새로운 미생물학적 동특성인 N-중첩된 다중 기질 저해 모델의 유도와 더불어 일반화가 이론적으로 고찰되었는데, 이것은 효소 반응에서의 단순 기질 저해 메커니즘이 자연스럽게 확장된 것이다. 결과적으로, 본 기질 저해에 관한 modified Haldane 모델은 완전저해 기질농도라는 생물학적 상수를 포함하고 있는, 잘 설계된 4-파라메터 동특성 모델임이 밝혀졌다.

• 생명과학회지
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• 제25권3호
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• pp.345-348
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• 2015

유기용매 내성 Pseudomonas sp. BCNU 171 균주가 생산하는 유기용매 내성 리파아제의 최적활성은 pH 8과 37℃로 나타났다. BCNU 171 균주가 생산하는 세포외 리파아제는 고농도의 다양한 유기용매하에서 안정성이 증가하는 것으로 나타났다. 리파아제의 안정성은 xylene (137%) 첨가시 가장 높은 것으로 확인되었고, toluene (131%), octane (130%) 그리고 butanol (104%) 순으로 안정성이 높은 것으로 나타났다. 전체적으로 대부분의 용매에서, 상용 고정화 효소(Novozyme 435)와 비교하여 효소안정성이 높은 것으로 나타났다. 나아가 NH₄⁺, Na⁺, Ba²⁺, Hg²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺및 Ca²⁺의 존재하에서 약 90%로 효소 안정성을 유지하였으며 다양한 유화제 첨가시에는 현저하게 안정성이 증가하였다. 그러므로 Pseudomonas sp. BCNU 171의 유기용매 내성 리파아제는 잠재성이 높은 whole cell 생물촉매로서 사용가능 할 것이며, 고정화 하지 않고도 유기용매에서의 공업적인 화학공정에서 효소를 이용한 합성에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제41권2호
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• pp.173-178
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• 2009

연속식 효소적 에스테르 교환반응을 이용하여 무-트랜스 유지를 제조하기 위한 체계적이고 입체적인 최적조건을 확립하기 위하여 3가지 독립변수($X_1$: 원료유지 중 FHCO 함량(%), $X_2$: 반응온도($^{\circ}C$), $X_3$: 기질의 흐름속도(mL/min))를 선정하여 RSM을 통해 각각의 독립변수에 대한 종속변수인 TS 전환율(Y)을 표현한 회귀방정식은 Y = 93.1146$(X_3)^2$+ 3.2387($X_1$) ($X_3$) + 2.6038($X_2$) ($X_3$)으로 나타났다. 이 방정식을 이용하여 정준분석을 이행한 결과 35%(w/w)의 FHCO를 함유한 원료유지를 사용하고 PBEB 내에서 68.67$^{\circ}C$의 온도 하에서 원료유지와 효소가 충분히 접촉할 수 있도록 0.63 mL/min의 흐름속도로 연속식 공정을 수행하면 TS 전환율이 극대화 되는 것으로 나타났다. 한편, 트랜스 지방의 함량이 높은 유지를 대체하되 실제 산업체 현장에서 생산되는 기존의 유지를 대체하기 위해서는 TS 전환율 뿐만 아니라 효소적으로 생산된 에스테르 교환 유지의 SFC 경향을 기존 유지의 결과와 비교하는 작업이 필요한데, 이때 비교대상의 기존 유지로는 트랜스 지방 함량 및 이화학적 물성 측면에서의 예비실험 결과 대체 가능성이 가장 높은 크림용 마가린(margarine)을 선정하였으며, 이러한 기존의 유지를 대체할 수 있는 무-트랜스 유지를 제조하기 위하여 SFC 경향 및 TS 전환율을 동시에 고려한 연속식 효소적 에스테르 교환반응의 최적조건을 확립하였으며, 최적조건은 42.83%(w/w)의 FHCO와 57.17%(w/w)의 SO가 혼합된 원료유지를 기질로 사용하며 PBEB 내에서의 반응온도는 64.72$^{\circ}C$이고, 효소와 원료유지가 극대로 접촉하여 효소적 에스테르 교환이 이루어질 수 있도록 기질의 흐름속도를 0.40 mL/min으로 각각 유지하는 것으로 판명되었다. 이상의 최적조건 하에서 연속식 효소적 에스테르 교환반응에 의해 제조된 유지의 SFC 경향을 분석하되 기존의 크림용 마가린의 경우와 비교한 결과 유의적으로 유사함을 확인하였으며, 이로써 본 논문에 의해 생산된 유지는 크림용 마가린을 성공적으로 대체할 수 있는 것으로 판단하였다. 또한, 반응온도를 60$^{\circ}C$ 및 55$^{\circ}C$로 각각 설정하여 2 단계로 분리한 PBEB에서의 TS전환율 변화를 측정한 결과, 반응 30일 경과시점까지 66%이상의 TS전환율을 유지하였으며(효소활성 반감기=약 30일 이상), 단일단계의 반응온도 실험(효소활성 반감기=약 15일)과 비교 시 반감기를 두 배 이상 연장할 수 있음을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제25권6호
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• pp.520-526
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• 2010

토양 미생물로부터 스크리닝한 미생물 중 카탈라제 생산량이 높은 세 가지 미생물 (Bacillaceae bacterium BKBChE-1, Bacillus sp. BKBChE-2와 Bacillus flexus BKBChE-3)을 배양하여 얻은 카탈라제 효소가 과산화수소를 분해하는 것을 확인하고, 미생물 균체를 천연제올라이트에 정전기적 흡착법으로 고정하였다. 주사전자 현미경을 통해 각각의 미생물이 지지체에 잘 흡착된 것이 관찰되었고, 10.5 mM의 과산화수소를 1시간 이내에 완전히 분해되는 것을 확인하였다. 과산화수소 분해 속도가 가장 빠른 Bacillus flexus BKBChE-3은 온도와 pH 영향성 실험을 통해 고온과 pH 10 이상의 강알칼리 조건에서도 30일 이후까지 미생물이 생존하는 것을 관찰하였다. 또한 고정화된 미생물의 경우 온도 $25-40^{\circ}C$, pH 7-10의 조건에서 생균수가 계속하여 증가하는 것을 확인하였다. 본 실험을 통해 Bacillus flexus BKBChE-3이 생산한 카탈라제 효소 뿐만 아니라 고정화된 균체도 과산화수소의 제거에 효과적임을 확인할 수 있었다. 이들 결과로부터 미생물 발효를 통해 생산된 효소의 생산량 증가와 미생물 개체 수 증가를 이용하여 산업폐수에 적용하면, 과산화수소의 제거 효율을 높이고 균체 재활용을 통한 공정비용을 절감할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권7호
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• pp.45-49
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• 2010

본 연구는 수중에서 광분해 반응시 발생되는 페록시라디칼을 검출하고 정량화하는 방법에 관한 것으로 비교적 간단한 방법으로 높은 감응도를 나타낼 수 있어 수처리를 위한 고도산화공정에서 유기물 분해를 위해 주요 역할을 하는 페록시라디칼의 정량화에 효과적으로 이용될 수 있다. 이 방법은 페록시라디칼이 $Fe^{3+}$-EDTA와 반응하여 $Fe^{2+}$-EDTA로 환원되는 반응에 기초를 둔 것으로 경제적이며 검출 및 정량을 위해서 손쉽게 사용할 수 있는 비효소계의 시약을 사용한다는 이점과 수계에서 흔히 발생하는 반응의 방해에 민감하지 않은 장점을 지니고 있다.

• 생명과학회지
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• 제28권12호
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• pp.1545-1553
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• 2018

희소당(Rare Sugars)은 국제희소당학회(International Society of Rare Sugars, ISRS)에 의해 지구상에 극히 소량 존재하는 단당류 또는 단당 유도체로서 정의되어 있으며, 희소당이 보유하고 있는 저칼로리, 항암, 항염증 및 항산화와 같은 유용한 생리활성으로 인해 현대산업분야에서 높은 주목을 받고 있는 차세대 기능성 신소재이다. 희소당은 자연계에 존재의 희소성으로 인해 희소당의 원활한 공급을 위한 희소당 생산 연구는 무엇보다도 중요한 연구로서 인식되어져 있다. 일반적으로 희소당은 화학적 방법과 미생물 유래 효소를 이용한 생물학적 방법으로 생산이 가능한데, 친환경적이며 생산공정도 안전한 생물학적 방법이 최근에 많은 주목을 받고 있다. 현재까지 희소당은 약 50종류 이상이 보고되어져 있는데 저칼로리, 항산화, 설탕 유사 감도 및 감미 특성으로부터 D-Allulose, D-Allose, 그리고 D-Tagatose가 특히 많은 주목을 받고 있는 희소당으로서 알려져 있다. 본 연구에서는 식품산업 및 의약산업을 비롯하여 다양한 산업분야에서 향 후 높은 활용성이 기대되는 D-Allulose, D-Allose, 그리고 D-Tagatose에 대한 미생물 유래 효소를 이용한 생물전환 생산에 대하여 보고를 하고자 한다.

• 한국식품과학회지
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• 제23권6호
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• pp.739-744
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• 1991

호화시킨 쌀을 액 당화한 후 젖산발효하고 균질화하여 호상 쌀젖산발효물을 제조하였다. 발효시 ${\alpha}$-아밀라제와 글루코아밀라제를 각각 0.02%수준으로 처리하여 2차 당화와 동시에 발효를 진행함으로써 쌀젖산발효물의 품질을 크게 향상시킬 수 있었다. 이들 효소처리에 의하여 쌀젖산발효물의 신맛과 단맛이 증대되었으며 꺼끌꺼끌한 촉감을 주는 불용성 고형물 입자의 크기가 감소하였다. 쌀젖산 발효물의 관능적 품질은 매우 양호하였으며 기호도가 높았다. 최적화된 공정에 의거하여 제조된 쌀젖산발효물의 이화학적 특성을 조사하였다.

• 센서학회지
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• 제2권1호
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• pp.35-40
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• 1993

$Si_{3}N_{4}$ 박막의 코팅된 pH-ISFET의 게이트 부위 위에 lipase 효소를 고정화하여 FET(field effect transistor) 형지질(lipid) 센서를 제조하였다. 효소 고정화막 형성 물질로는 수용성 고분자인 polyvinyl alcohol(PVA)에 감광성기인 1-methyl-4-(formylstyryl) pyridinium methosulfate(SbQ)를 결합시킨 PVA-SbQ를 사용하였다. PVA-SbQ 수용액 (SbQ 1mole %, 10 wt%) $200{\mu}L$, bovine serum albumin (BSA) 7.5 mg, lipase 10 mg으로 구성 된 현탁액을 사용한 사진식각(photolithographic) 공정의 최적 조건은 피막의 상온 진공 건조 시간 45분, spin coater의 회전수 $5,000{\sim}6,000$ rpm, UV 노광시간 $20{\sim}30$초, 증류수 현상 시간 $30{\sim}40$초로 나타났다. 이렇게 구성된 지질 센서는 triacetin을 지질 시료로 하였을 때 $10{\sim}100$ mM의 농도 범위에서 직선성의 검정선을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제22권5호
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• pp.486-489
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• 2011

본 연구에서는 대장균 세포 표면에서 발현되는 유기인분해효소(organophosphorus hydrolase; OPH)를 이용하여 난분해성 및 환경독성물질로 알려진 diazinon의 효과적 처리가 이루어졌다. 이 실험에서는 $25^{\circ}C$ 배양 온도와 배지에 0.2 mM ethylenediamine tetraacetate (EDTA) 첨가 조건이 유기인분해 효소 생산에 효과적임을 알 수 있었다. 이 조건에서 성장한 대장균을 이용하여 초음파 파쇄공정이 수행되었을 때, 25, 50 mg/L diazinon는 각각 4.5, $7.2mg/g{\cdot}min$의 diazinon 제거 속도를 나타내었고, 두 농도(25, 50 ppm) 모두 90% 이상 제거 효율을 구할 수 있었다. 따라서 이러한 실험 결과들은 diazinon과 같은 독성 화합물을 친환경적으로 처리할 수 있는 생물학적 처리 시스템으로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1415-1417
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• 2003

Yoneyama 등이 2001년 기존의 potentiometry 형의 요소 센서보다 우수한 성능을 갖는ampeometry 정의 요소 센서를 제안한 이후, 전자 전달 메커니즘에 관한 관심이 집중되어 왔으나, urease로부터 전극 기질까지의 전자 전달 매질로서 전도성 고분자보다 쉽고 단순한 공정은 아직까지 제시된 바 없다. 본 논문에서는 전도성 고분자로서 polypyrrole(PPy)과 poly(3-methylthiophene)(P3MT)을 이용하여 다공성 실리콘(PS) 요소 센서를 제작하고 각각의 특성을 전기화학적으로 분석하였다. Urease 고정화 전압, 고정화 시간, 고정화 시의 효소 농도, 수소이온 농도 등이 감도에 미치는 영향은 PPy 와 P3MT 각각의 경우 유사한 경향성을 보였다. 감도 특성의 경우, PPy는 다공질 실리콘 전극과 평면 전극 각각에 대하여 1.55 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$와 0.91 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$였고, P3MT의 경우는 각각 8.44 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$와 4.28 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$의 감도를 보였다. 즉, PPy가 P3MT 보다 일반적으로 높은 감도를 보였고, 다공질 실리콘 전극을 사용하는 경우, 그렇지 않은 경우보다 약 2배외 감도 향상 효과를 기대할 수 있었다. 재현성이나 안정성의 경우는 P3MT 가 PPy 보다 우수하였다. 사용 빈도에 따른 감도 저하는 다공질 실리콘 전극의 경우 직선적으로 감소하셨으나 평면 전극의 경우는 지수함수적으로 감소하였다 시간에 따른 감도 저하 현상은 만15일 이후의 감도를 기준으로 하여, 10% 미만의 감도저하를 보임으로써 PPy, P3MT 모두 우수한 특성을 보였다.