• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권5호
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• pp.464-469
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• 2011

The arsH gene is one of the arsenic resistance system in bacteria and eukaryotes. The ArsH protein was annotated as a NADPH-dependent flavin mononucleotide (FMN) reductase with unknown biological function. Here we report for the first time that the ArsH protein showed high ferric reductase activity. Glu104 was an essential residue for maintaining the stability of the FMN cofactor. The ArsH protein may perform an important role for cytosolic ferric iron assimilation in vivo.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권10호
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• pp.1672-1677
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• 2008

IscR (iron-sulfur cluster regulator) has been reported to be a repressor of the iscRSUA operon, and in vitro transcription reactions have revealed that IscR has a repressive effect on the iscR promoter in the case of [$Fe_{2}S_{2}$] cluster loading. In the present study, the iscR gene from A. ferrooxidans ATCC 23270 was cloned and successfully expressed in Escherichia coli, and then purified by one-step affinity chromatography to homogeneity. The molecular mass of the IscR was 18 kDa by SDS-PAGE. The optical and EPR spectra results for the recombinant IscR confirmed that an iron-sulfur cluster was correctly inserted into the active site of the protein. However, no [$Fe_{2}S_{2}$] cluster was assembled in apoIscR with ferrous iron and sulfide in vitro. Therefore, the [$Fe_{2}S_{2}$] cluster assembly in IscR in vivo would appear to require scaffold proteins and follow the Isc "AUS" pathway.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2002년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.19-21
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• 2002

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권4호
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• pp.400-407
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• 2003

Acidithiobacillus ferrooxidans를 이용한 석탄의 생물학적 탈활공정의 효율에 미치는 여러 조업인자들의 규명하였다. 석탄에 함유된 저해물질이 탈황세균의 활성에 미치는 영향을 평가함으로써 생물탈황기술이 적용 가능한 석탄을 선별할 수 있음을 보였다. 석탄 탈황효율은 석탄 슬러리 농도와 입자크기에 많은 영향을 받았다. 석탄 탈황 효율은 입자크기가 작을수록 증가하였으며, 슬러리 농도가 증가할수록 감소하였다. 탈황효율은 슬러리 농도 20～30% 이상에서는 석탄 입자크기와 슬러리 농도의 영향이 미미하였다. 또한, 석탄 탈황에 적용 가능한 airlift bioreactor에서 석탄 입자와 슬러리농도 변화에 따른 물질전달 특성을 규명하였다. 석탄슬러리에서 물질전달은 석탄입자의 크기와 슬러리 농도에 많은 영향을 받았다. 물질전달 계수는 석탄 입자크기가 175 $\mu\textrm{m}$ 이하의 미분탄인 경우 슬러리 농도의 영향은 미미하였으며, 225 $\mu\textrm{m}$ 이상의 입자크기를 갖는 석탄 슬러리에서는 슬러리 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 물질전달 계수는 석탄 입자크기에 많은 영향을 받았다. 물질전달 계수는 미분탄에서 낮았으며 입자크기가 증가함에 따라 증가하여 575 $\mu\textrm{m}$일 때 물질전달이 가장 우수하였으며, 575 $\mu\textrm{m}$ 이상에서는 석탄입자의 침전문제가 발생하여 생물탈황공정에 적용이 어렸다. 물질전달, 탈황효율, 슬러리 농도 등을 조업인자들을 고려할 때 생물탈황에 적용할 최적의 석탄 입자의 크기는 약 500 $\mu\textrm{m}$ 전후인 것으로 평가되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권2호
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• pp.30-44
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• 2011

본 총설은 광석으로부터 우라늄의 미생물 침출시 사용하는 Acidithiobacillus forrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans 그리고 Leptospirillum ferrooxidans 등에 역할과 침출반응에 관하여 기술하였다. 미생물에 의한 우라늄의 침출반응은 박테리아가 우라늄 광석과 직접 반응하기 보다는 박테리아가 $U^{4+}$를 산화시키는데 필요한 $Fe^{3+}$를 공급하고, $Fe^{3+}$가 우라늄 광석과 반응하는 간접반응기구(indirect mechanism)에 의하여 일어난다. 건식제련법과 같은 전통적인 금속회수 공정에 비하여 환경친화적이고 경제적인 장점 때문에 저품위 광물자원으로부터 유기금속을 회수하는데 미생물 제련법이 널리 활용되고 있다. 현재 우라늄은 heap, dump 그리고 in situ를 이용한 미생물 침출법으로 회수되고 있다. Bioheap의 공기 투입량, 교반반응용기의 디자인 및 조업 개선 분야에서 기술개발이 지속적으로 이루어졌으며 최근에는 미생물 침출반응에 투입된 박테리아의 특성 개선 및 균주수를 제어하기 위한 molecular biology 분야에서 활발한 연구가 진행되고 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권6호
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• pp.1070-1075
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• 2008

IscA was proposed to be involved in the iron-sulfur cluster assembly encoded by the iscSUA operon, but the role of IscA in the iron-sulfur cluster assembly still remains controversial. In our previous study, the IscA from A. ferrooxidans was successfully expressed in Escherichia coli, and purified to be a [$Fe_4S_4$] -cluster-containing protein. Cys35, Cys99, and Cys101 were important residues in ligating with the [$Fe_4S_4$] cluster. In this study, Asp97 was found to be another ligand for the iron-sulfur cluster binding according to site-directed mutagenesis results. Molecular modeling for the IscA also showed that Asp97 was a strong ligand with the [$Fe_4S_4$] cluster, which was in good agreement with the experimental results. Thus, the [$Fe_4S_4$] cluster in IscA from A. ferrooxidans was ligated by three cysteine residues and one aspartic acid.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권2호
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• pp.294-300
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• 2010

The Iro protein is a member of the HiPIP family with the [$Fe_4S_4$] cluster for electron transfer. Many reports proposed that the conserved aromatic residues might be responsible for the stability of the iron-sulfur cluster in HiPIP. In this study, Tyr10 was found to be a critical residue for the stability of the [$Fe_4S_4$] cluster, according to site-directed mutagenesis results. Tyr10, Phe26, and Phe48 were essential for the stability of the [$Fe_4S_4$] cluster under acidic condition. Trp44 was not involved in the stability of the [$Fe_4S_4$] cluster. Molecular structure modeling for the mutant Tyr10 proteins revealed that the aromatic group of Tyr10 may form a hydrophobic barrier to protect the [$Fe_4S_4$] cluster from solvent.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권12호
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• pp.956-966
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• 2011

Bioleaching studies of metals from a spent catalyst were conducted using both adapted and unadapted bacterial cultures. The bacterium used in this experiment was Acidithiobacillus ferrooxidans. A comparison of the kinetics of leaching was made between the two cultures by varying the leaching parameters, including the pulp density, particle size and temperature. Both cultures showed similar effects with respect to the above parameters, but the leaching rates of all metals were higher with the adapted compared to the unadapted bacterial cultures. The leaching reactions were continued for 240 h in the case of the unadapted bacterial culture, but only for 40 h in the case of the adapted bacterial culture. The leaching reactions followed first order kinetics. In addition, the kinetics of leaching was concluded to be a diffusion control model; therefore, the product layers were impervious.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권4호
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• pp.328-333
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• 2004

고농도의 황화수소 가스를 제거하기 위하여 철촉매인 $Fe^{3+}$ 을 생산할 수 있는 철산화 세균 A. ferrooxidans를 다공성 세라믹 담체에 고정화한 생물반응기와 황화수소가 $Fe^{3+}$ 와 화학반응에 의해 elemental sulfur로 제거되는 흡수탑 반응기로 구성된 2단계 생물학적 탈황공정을 연구하였다. 생물반응기는 4회 이상의 반복 회분식 배양을 통해 안정화 되었고, 정상상태에서의 평균 철산화 속도는 $0.89kg{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$ 이었다. 2단계 생물 탈황공정은 약 54일 동안 장기간 성공적으로 조업이 가능하였다. 흡수탑 반응기에서는 공간속도를 70 $h^{-1}$ 의 조건하에서 37.000 ppm의 고농도 $H_{2}S$ 제거 임계 부하량은 3.3 kg $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$ 로 우수하였다. 장기간 조업하는 동안 고정화 세포의 농도는 일정하게 유지되었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제1권1호
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• pp.19-24
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• 2014

본 연구는 광산 지역 토착미생물인 철산화박테리아 (Acidithiobacillus ferrooxidans)를 이용하여 산성광산배수의 원인물질인 황철석을 함유한 광미로부터 전기를 생산하고자 하는 목적으로 수행되고 있다. 예비실험으로서 철산화박테리아의 존재 여부가 배양액 내 $Fe^{2+}$과 총 철의 농도 변화에 미치는 영향을 관찰하였다. 철산화박테리아가 존재하지 않는 조건에서는 초기 9,000 mg/L의 $Fe^{2+}$이 약 6,000 mg/L까지 감소하였으나, 철산화박테리아가 존재하는 조건에서는 약 400 mg/L까지 감소하였다. 이는 철산화박테리아가 $Fe^{2+}$의 산화를 촉진하기 때문으로, 황철석을 활용한 연료전지에 철산화박테리아를 적용하면 $Fe^{2+}$의 산화 과정에서 생기는 전자의 이동이 증가하여 전지의 전류 밀도를 높일 수 있는 가능성을 보여준다. 본 연구는 광산 지역 토착미생물의 생태학적 기능을 활용해 광미로부터 전기를 생산해내는 기술을 개발하는 연구의 바탕을 마련한다는 점에서 의미 있다.