• KSBB Journal
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• 제19권1호
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• pp.17-26
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• 2004

본 연구에서는 ALA의 생산 공정을 개발하기 위해 재조합 플라스미드, pFLS45를 도입한 재조합 대장균의 성장과 ALA 생산 특성을 조사하였다 30 mM 숙신산과 15 mM 글리신이 첨가된 배양액에서 균체 성장이 원활하고 높은 ALA 생산성을 보였다. 그리고 LA는 균체성장이 거의 다 이루어진 정지기에 첨가될 때 균체 성장에 저해를 일으키지 않으면서 ALA 생산성을 높일 수 있었다. 또한 세포내 효소 ALAD의 활성은 30 mM LA가 첨가되었을 때 가장 효과적으로 저해되었다. 본 연구에서 사용한 재조합 대장균은 pH 조절을 위한 산이나 알칼리 첨가에 민감하여 pH를 조절하지 않은 경우에 균체의 성장이 가장 원활하였고 ALA 생산성도 높았다. 3$0^{\circ}C$에서 배양한 경우 균체의 성장은 원활하였지만 ALA의 생산성이 매우 낮았다. 그리고 일반적인 pET 계열의 재조합 대장균의 발현 양상과 달리 유도 발현하지 않고 LA만을 첨가했을 때 ALA 생산 농도는 800 mg/L 이상으로 매우 높았다. 7L급 생물반응기를 이용하여 MS8 배지에 기질 (포도당, 숙신산, 글리신) 및 LA를 간헐적으로 첨가하여 균체 성장 및 ALA 생산 특성을 살펴보았다. 균체량은 높지 않았지만 기질첨가 이후 ALA 생산량은 꾸준히 증가하여 기존의 ALA 생산량보다 두 배 이상 증가한 1300mg/L 정도 생산되었으며 ALAD의 활성은 다른 실험결과와 비교할 때 30% 정도 낮았다. 한편, LA 및 숙신산의 첨가 이후 낮아진 배양액의 pH는 균체 성장을 저해하였는데 발효 중 기질을 첨가한 후 pH를 잘 제어하면서 유가식 또는 연속식 발효를 수행하면 ALA 생산성을 증대시킬 수 있을 것으로 생각된다. 그러나 고농도의 ALA 생산은 균체 생존에 영향을 주므로(37) 생산된 ALA를 적절히 분리하는 방법이 필요할 것으로 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제37권6호
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• pp.427-432
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• 1994

광합성세균인 Rhodocyclus gelatinosus KUP-74의 휴지균체에 의한 균체외 ${\delta}-aminolevulinate$(ALA) 생산 효율성에 관하여 검토하였다. 균체외 ALA의 최대 생산치를 위하여 1 ml ALA 생산계는 1.05 mg의 휴지균체로 6시간의 배양을 필요로 하였다. 또한, 이 조건에서 ALA 생산의 유도물질인 levulinate나 L-glutamate 등은 균체외 ALA 생산에 있어서 비교적 낮은 효과를 나타내었다. 반면에, ALA 생산계의 부피와 이에 적합한 균체밀도가 효과적인 ALA 생산을 위하여 중요한 요인으로 나타났다. 휴지균체의 안정한 ALA 생산유지를 위한 수명은 휴지균체를 고정화 시키므로써 크게 연장되었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권3호
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• pp.217-223
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• 2021

광감각제를 이용한 광역학 치료는 필요한 특정 부위에만 빛을 조사하여 치료 효과를 나타내는 부작용이 적은 방법이다. 5-aminolevulinic acid (ALA)는 다양한 생물체에서 합성되는 대표적 광감제로 암진단과 치료를 포함하는 다양한 분야에서 사용되고 있다. 본 연구에서는 다양한 파장의 LED, 유기산 전구체 및 glucose 농도 변화를 통한 Rhodobacter sphaeroides의 최적 성장 조건과 ALA 생산 조건을 확립하기 위한 실험을 진행하였다. 백열등과 동일한 광도 아래에서 Rhodobacter sphaeroides에 850 nm LED 빛을 조사하면 대조군 대비 균주의 성장과 ALA의 생산 농도를 각각 1.5배 및 1.8배 증가시킬 수 있고, 전구체로 pyruvic acid를 첨가한 경우 850 nm 파장의 LED만 조사한 경우 보다 ALA의 생산 농도를 약 2.8배 증가 시켰으며 동일 배양 조건에 40 mM glucose를 첨가하여 배양한 결과 Rhodobacter sphaeroides의 성장은 850 nm 파장의 LED 조사와 pyruvic acid를 첨가한 것에 비해 약 2.9배, ALA의 생산 농도는 약 3.4배 (20 mM) 증가되었다. 건조체 질량당 ALA의 생산은 20 mM과 40 mM glucose에서 대조군 대비 각각 약 1.4배 높은 결과를 나타냈다. 결론적으로 다양한 파장의 LED 중 850 nm 파장의 LED가 Rhodobacter sphaeroides의 성장률 및 ALA의 생산을 최대로 높였으며, 5 mM pyruvic acid와 40 mM glucose의 농도에서 최적의 Rhodobacter sphaeroides 성장과 ALA 생산을 확인하였다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.295-296
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• 2000

Effect of light intensity on ALA production was, investigated. The culture condition and medium optimization were also examined for the biosynthesis of ALA using Rhodobacter sphaeroides, non-sulfur bacteria, and investigated for enhancement of the production of ALA. In the dark condition, extracellular ALA formation and cell growth were not observed. Optimum light intensity for cell growth and ALA production were 4 kLux and 5 kLux, respectively.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권6호
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• pp.1136-1140
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• 2008

The Rhodopseudomonas palustris KUGB306 hemA gene codes for 5-aminolevulinic acid (ALA) synthase. This enzyme catalyzes the condensation of glycine and succinyl-CoA to yield ALA in the presence of the cofactor pyridoxal 5'-phosphate. The R. palustris KUGB306 hemA gene in the pGEX-KG vector system was transformed into Escherichia coli BL21. The effects of physiological factors on the extracellular production of ALA by the recombinant E. coli were studied. Terrific Broth (TB) medium resulted in significantly higher cell growth and ALA production than did Luria-Bertani (LB) medium. ALA production was significantly enhanced by the addition of succinate together with glycine in the medium. Maximal ALA production (2.5 g/l) was observed upon the addition of D-glucose as an ALA dehydratase inhibitor in the late-log culture phase. Based on the results obtained from the shake-flask cultures, fermentation was carried out using the recombinant E. coli in TB medium, with the initial addition of 90 mM glycine and 120 mM succinate, and the addition of 45 mM D-glucose in the late-log phase. The extracellular production of ALA was also influenced by the pH of the culture broth. We maintained a pH of 6.5 in the fermenter throughout the culture process, achieving the maximal levels of extracellular ALA production (5.15 g/l, 39.3 mM).

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제30권2호
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• pp.236-245
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• 2017

Objective: The study was to investigate the effects of alanyl-glutamine (Ala-Gln) and glutamine (Gln) supplementation on the intestinal mucosa barrier in piglets. Methods: A total of 180 barrows with initial weight $10.01{\pm}0.03kg$ were randomly allocated to three treatments, and each treatment consisted of three pens and twenty pigs per pen. The piglets of three groups were fed with control diet [0.62% alanine (Ala)], Ala-Gln diet (0.5% Ala-Gln), Gln diet (0.34% Gln and 0.21% Ala), respectively. Results: The results showed that in comparison with control diet, dietary Ala-Gln supplementation increased the height of villi in duodenum and jejunum (p<0.05), Gln supplementation increased the villi height of jejunum (p<0.05), Ala-Gln supplementation up-regulated the mRNA expressions of epidermal growth factor receptor and insulin-like growth factor 1 receptor in jejunal mucosa (p<0.05), raised the mRNA expressions of Claudin-1, Occludin, zonula occludens protein-1 (ZO-1) and the protein levels of Occludin, ZO-1 in jejunal mucosa (p<0.05), Ala-Gln supplementation enlarged the number of goblet cells in duodenal and ileal epithelium (p<0.05), Gln increased the number of goblet cells in duodenal epithelium (p<0.05) and Ala-Gln supplementation improved the concentrations of secretory immunoglobulin A and immunoglobulin G in the jejunal mucosa (p<0.05). Conclusion: These results demonstrated that dietary Ala-Gln supplementation could maintain the integrity of small intestine and promote the functions of intestinal mucosa barriers in piglets.

• 미생물학회지
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• 제43권4호
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• pp.304-310
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• 2007

Bacillus cereus 1-1 균주는 광이 없는 호기적 환경에서 levulinic acid와 같은 저해제 처리 없이도 5-aminolevulinic acid (ALA)를2 mM까지 생산하였다. B. cereus 1-1 균주는 TCY 배지에서 전 배양과 본 배양을 18시간 동안 지속하고, 배지의 pH가 6.8에 도달하는 대수기 후기에 acetic acid를 비롯한 유기산들을 16 mM 첨가하였을 때 많은 ALA를 생산하였으며, 본 배양 시작시 0.3% glucose를 첨가하는 것이 효과적이었다. Acetic acid 대신 glutamic acid를 첨가하였을 때 ALA 생산이 8시간 이상 지속되었고, $40\;{\mu}M$의 gabaculine을 첨가하면 생산이 현저히 저해되는 것으로 보아 B. cereus 1-1 균의 ALA 생산은 C-5 경로에 의함을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권2호
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• pp.153-159
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• 2009

Rhodobacter capsulatus 유래의 hemA 유전자를 항시발현 벡터(pHCEIIB vector)에 클로닝한 후 과발현시킨 Escherichia coli BLR(DE3) 균주를 사용하여, 5-aminolevulinic acid (ALA) 생산을 위한 적정 배양조건을 조사하였다. ALA 생산을 위한 배양온도는 $37^{\circ}C$보다는 $30^{\circ}C$에서 더 나은 결과를 나타내었다. Glycine 농도가 세포생장에 미치는 영향이 컸으며, 세포생장을 저해하지 않고ALA를 고농도로 생산하기 위한 적정 glycine 농도는 5-10 g/L 수준이었다. Succinic acid의 적정 첨가수준은 10-20 g/L이었으며, succinic acid의 일부를 glutamate로 대체할 경우에 ALA의 생산량을 향상시키는 효과가 있었다. 한편, 배지 중의 glucose 첨가는 ALA 생산성을 저하시키는 결과를 초래하였다. 이상과 같은 배양 조건 최적화를 통한 jar-fermentor 발효실험을 통하여, 고가의 유도제(IPTG)나 ALA dehydratase inhibitor를 첨가하지 않고도 8.2 g/L 수준의 고농도 ALA를 얻을 수 있었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제40권6호
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• pp.561-566
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• 1997

광합성세균을 이용하여 생물제초제의 하나인 ${\delta}-aminolevulinic$ acid(ALA)를 생산할 목적으로 자연계로부터 ALA 생산능력이 우수한 균주를 분리하고 ALA의 최적생산에 미치는 일부 배양특성을 검토하였다. 선정균주 KK-10을 동정한 결과 홍색비유황세균에 속하는 Rhodobacter capsulatus로 판명되었다. 본 균주의 ALA 생산성을 높이기 위하여 ALA 탈수효소의 저해제인 levulinic acid(LA)를 15 mM 농도로 배양중기에서 배양액에 첨가함으로써 ALA의 생산량은 약 20배(28 mg/l) 증가되었다. ALA의 전구물질인 glycine과 succinate를 각각 30 mM 복합첨가할 때 약 50배(73 mg/l)생산량을 나타내었고 전구물질의 첨가에 의해 ALA 합성효소의 생합성량은 2배 증가하였다. 분리균주는 전구물질 함유 배지에 15 mM LA를 대수기 중기부터 4회 연속첨가함으로써 85 mg/l 균체외 ALA를 생산하였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제21권9호
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• pp.1355-1360
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• 2008

Effects of dietary ${\delta}$-aminolevulinic acid (ALA) supplementation on serum iron status, blood characteristics, egg production and quality were examined in laying hens in an 8-week feeding trail. Two hundred and forty (Hy-line brown, 40-week-old) layers were randomly assigned to four dietary treatments with ten replications (six layers in adjacent three cages). Dietary treatments included: 1) CON (basal diet), 2) ALA1 (CON+ALA 5 ppm), 3) ALA2 (CON+ALA 10 ppm) and 4) ALA3 (CON+ALA 15 ppm). All nutrient levels of diets were formulated to meet or exceed NRC (1994) recommendations for laying hens. During the entire experimental period, differences of serum iron concentration and total iron binding capacity (TIBC) were significantly increased in ALA1 supplemented treatment (quadratic effect, p<0.05). The difference of total protein between 8 and 0 weeks was significantly higher in ALA2 treatment than CON treatment (quadratic effect, p<0.05). No significant effects were observed on hemoglobin, WBC, RBC, lymphocyte and albumin concentrations. Egg production and egg weight were not influenced by the ALA supplementation. Egg yolk index was also significantly higher in ALA3 treatment than CON treatment at the end of 4 and 8 weeks (linear effect, p<0.05). Haugh unit was increased in ALA3 treatment compared to CON and ALA1 treatments at the end of 8 weeks (linear effect, p<0.05). However, egg shell thickness, breaking strength and yolk color unit were not affected by the ALA supplementation. In conclusion, dietary ALA supplementation at a level of 5 ppm can affect iron concentration in serum while higher levels (10 or 15 ppm) have some beneficial influences on blood profiles and egg quality.