• Environmental Engineering Research
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• 제10권5호
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• pp.213-226
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• 2005

To treat wastewater efficiently by a one-step process of nitrogen removal, a new bacterial strain producing $N_2$ gas from ${NH_4}^+$ under an aerobic condition was isolated and identified. The cell was motile and a Gram-negative rod, and usually occurred in pairs. By 16S-rDNA analysis, the isolated strain was identified as Enterobacter asburiae with 96% similarity. The isolate showed that the capacity of $N_2$ production under an oxic condition was approximately three times higher than that under an anoxic condition. Thus, the consumption of ${NH_4}^+$ by the isolate was significantly different in the metabolism of $N_2$ production under the two different environmental conditions. The optimal conditions of the immobilized isolate for $N_2$ production were found to be pH 7.0, $30^{\circ}C$ and C/N ratio 5, respectively. Under all the optimum reaction conditions, $N_2$ production by the immobilized isolate resulted in reduction of ORP with both the consumption of DO and the drop of pH. The removal efficiencies of $COD_{Cr}$, and TN were 56.1 and 60.9%, respectively. The removal rates of $COD_{Cr}$, and TN were the highest for the first 2.5 hrs with the removal $COD_{Cr}/TN$ ratios of 32.1, and afterwards the rates decreased as reaction proceeded. For application of the immobilized isolate to a practical process of ammonium removal, a continuous operation was executed with a synthetic medium of a low C/N ratio. The continuous bioreactor system exhibited a satisfactory performance at 12.1 hrs of HRT, in which the effluent concentrations of ${NH_4}^+$-N was measured to be 15.4 mg/L with its removal efficiency of 56.0%. The maximum removal rate of ${NH_4}^+$-N reached 1.6 mg ${NH_4}^+$-N/L/hr at 12.1 hrs of HRT(with N loading rate of $0.08\;Kg-N/m^3$-carrier/d). As a result, the application of the immobilized isolate appears a viable alternative to the nitrification-denitrification processes.

• 한국토양비료학회지
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• 제49권4호
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• pp.355-367
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• 2016

Soil salinization refers to the buildup of salts in soil to a level toxic to plants. The major factors that contribute to soil salinity are the quality, the amount and the type of irrigation water used. The presented review discusses the different sources and causes of soil salinity. The effect of soil salinity on biological processes of plants is also discussed in detail. This is followed by a debate on the influence of salt on the nutrient uptake and growth of plants. Salinity decreases the soil osmotic potential and hinders water uptake by the plants. Soil salinity affects the plants K uptake, which plays a critical role in plant metabolism due to the high concentration of soluble sodium ($Na^+$) ions. Visual symptoms that appear in the plants as a result of salinity include stunted plant growth, marginal leaf necrosis and fruit distortions. Different strategies to ameliorate salt stress globally include breeding of salt tolerant cultivars, irrigation to leach excessive salt to improve soil physical and chemical properties. As part of an ecofriendly means to alleviate salt stress and an increasing considerable attention on this area, the review then focuses on the different plant growth promoting bacteria (PGPB) mediated mechanisms with a special emphasis on ACC deaminase producing bacteria. The various strategies adopted by PGPB to alleviate various stresses in plants include the production of different osmolytes, stress related phytohormones and production of molecules related to stress signaling such as bacterial 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) derivatives. The use of PGPB with ACC deaminase producing trait could be effective in promoting plant growth in agricultural areas affected by different stresses including salt stress. Finally, the review ends with a discussion on the various PGPB activities and the potentiality of facultative halophilic/halotolerant PGPB in alleviating salt stress.

• 한국축산식품학회지
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• 제31권6호
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• pp.928-934
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• 2011

본 연구에서는 파일럿 스케일의 에멘탈치즈를 제조하였으며, 치즈제조 과정에서 PAB를 첨가하지 않은 치즈를 대조군으로 사용하여 숙성 중 lactic acid의 대사와 지방의 가수분해에 의한 화학적 변화를 연구하였다. 실험결과 에멘탈치즈의 숙성 중 lactic acid는 최초 9.39 g/kg에서 숙성종료(90일)까지 2.56 g/kg으로 감소하였으며, 1.48 g/kg의 acetic acid와 6.11 g/kg의 propionic acid를 생성하였다. 반면 대조군은 숙성 종료일(90일)에 lactic acid의 함량이 15.96 g/kg까지 증가하였으며, acetic acid와 propionic acid는 각각 0.25 g/kg과 0.09 g/kg이 생성됨에 따라 에멘탈치즈가 숙성 중 PAB에 의한 propionic acid 발효특성을 확인하였다. 숙성 중 유리지방산 분석 결과 숙성 종료일(90일)에 에멘탈치즈의 총 유리지방산 함량은 6,628.2 mg/kg이었으며, 대조군의 총 유리지방산 함량은 1,605.4 mg/kg으로서 에멘탈치즈에 사용된 PAB가 높은 지방분해력을 보였다. 또한 에멘탈치즈에서 유리된 지방산의 조성은 숙성 중 LCFFA(C14:0-C18:2)가 높은 비율을 차지 하였으며, 이 중 palmitate(C16:0), stearate(C18:0) 및 oleate(C18:1)가 주요 지방산이었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제14권4호
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• pp.479-484
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• 2001

The effect of dietary supplementation of sodium salt of isobutyric acid in low protein (10% CP) wheat straw based diet on nutrient utilization and rumen fermentation was studied in ruminally fistulated male crossbred cattle. The study included a 7 day metabolism and a 3 day rumen fermentation trials. The cattle were distributed into two equal groups of 4 each. The animals of control group were fed a basal diet consisting of wheat straw, concentrate mixture and green maize fodder in 40:40:20 proportion whereas branched chain volatile fatty acid (BCFA) supplemented group received a basal diet + isobutyric acid at 0.75 percent of basal diet. The duration of study was 36 days. The feed intake between experimental groups did not differ significantly and the average total DMI (% BW) was 2.01 and $2.28kg\;day^{-1}$ in control and BCFA supplemented diets. The dietary supplementation of BCFA improved (p<0.05) the DM, OM, NDF and cellulose digestibility by 4.46, 6.63, 10.57 and 11.31 per cent over those fed control diet. The total N retention on BCFA supplementation was improved (p<0.01) due to decreased (p<0.05) urinary N excretion. The concentrations of ruminal total N was 37.07 and $34.77mg\;100ml^{-1}$ in control and BCFA fed groups, respectively. Dietary supplementation BCFA significantly (p<0.01) reduced the ruminal ammonia N concentration as compared to control and the mean values ($mg\;100ml^{-1}$) were 13.18 and 9.42 in control and BCFA fed groups. The total VFA concentration was higher (p<0.01) in BCFA supplemented group (101.14 mM) than the control (93.05 mM). Among the VFAs, the molar proportion of acetate was higher (p<0.01) in BCFA supplemented group (71.07 mM) as compared to control (64.98 mM). However, the concentration of propionate and butyrate remained unchanged. Amino acids composition of bacterial hydrolysates was similar in both the groups. Ruminal outflow rate of liquid digesta was higher (p<0.01) in BCFA fed group ($67.56l\;day^{-1}$) than control ($52.73l\;day^{-1}$). It is concluded that the dietary supplementation of Na-salt of isobutyric acid in low protein diet improved the nutrient utilization and ruminal fermentation characteristics.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.427-434
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• 2009

유류 및 중금속으로 오염된 토양에서 Pb 및 Cd에 내성을 갖는 미생물을 분리하여 미생물 내 중금속 흡착 특성을 조사하였다. 분리한 토착미생물의 Pb 및 Cd의 흡착특성과 흡착에 영향을 미치는 요인 중에 생장단계, 중금속 농도, 생물량, pH, 온도에 따른 영향을 비교하였다. 또한 흡착등온식을 적용하여 중금속의 흡착용량과 흡착강도를 알아보았다. 낮은 중금속 초기 농도와 높은 생물량에서 높은 중금속 제거 효율을 가지며 중금속 마다 다른 흡착 효율을 보여 주었다. 흡착 효율은 미생물 생장 말기, pH 5~9 조건에서 최적의 효율을 나타내었으나, 25~$35^{\circ}C$에서 온도 변화에 따른 영향은 미미하였다. 생물흡착 과정을 Langmuir 등온 흡착식에 적용하면, 이론적 최대 흡착량은 Pb와 Cd에 대해서 각각 62.11과 192.31 mg/g로 나타났고, $R^2$가 0.71과 0.98로 계산되었다. Cd는 세포 표면의 단일 층에 단분자 흡착에 의한 생물흡착이 진행되었으나, Pb는 미생물 대사 작용을 통한 세포 내로의 축적 작용과 미생물 내 음이온과의 반응에 의한 침전물 형성작용 둥을 통하여 생물흡착이 진행된 것으로 판단된다.

• 한국자기공명학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.1-13
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• 2008

Acetyl-CoA carboxylase (ACC) catalyzes the first step in fatty acid biosynthesis: the synthesis of malonyl-CoA from acetyl-CoA. As essential regulators of fatty acid biosynthesis and metabolism, ACCs are regarded as therapeutic targets for the treatment of metabolic diseases such as obesity, In ACC, the biotinoyl domain performs a critical function by transferring an activated carboxyl group from the biotin carboxylase domain to the carboxyl transferase domain, followed by carboxyl transfer to malonyl-CoA. Despite the intensive research on this enzyme, only the bacterial and yeast ACC structures are currently available, To explore the mechanism of ACC holoenzyme function, we determined the structure of the biotinoyl domain of human ACC2 and analyze its characteristics using NMR spectroscopy. The 3D structure of the hACC2 biotinoyl domain has a similar folding topology to the previously determined domains from E. coli and P. Shermanii, however, the 'thumb' structure is absent in the hACC2 biotinoyl domain. Observations of the NMR signals upon the biotinylation indicate that the biotin group of hACC2 does not affect the structure of the biotinoyl domain, while the biotin group for E. coli ACC interacts directly with the thumb residues that are not present in the hACC2 structure. These results imply that, in the E. coli ACC reaction, the biotin moiety carrying the carboxyl group from BC to CT can pause at the thumb of the BCCP domain. The human biotinoyl domain, however, lacks the thumb structure and does not have additional non-covalent interactions with the biotin moiety; thus, the flexible motion of the biotinylated lysine residue must underlie the "swinging arm" motion. This study provides insight into the mechanism of ACC holoenzyme function and supports the "swinging arm" model in human ACCs.

• 생명과학회지
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• 제14권4호
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• pp.650-656
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• 2004

야생벼의 일종인 Oryza grandiglumis (CCDD, 2n=48)는 도열병, 잎집무늬마름병, 흰빛잎마름병, 그리고 벼멸구와 같은 병충해에 저항성을 가지는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 곰팡이와 해충에 반응하여 차별 발현하는 유전자를 클로닝 하기 위하여 상처처리와 yeast extract를 Oryza grandiglumis에 0시간과 24시간 각각 처리하였다. 유전자의 클로닝을 위하여 희귀 발현유전자의 클로닝에 효율적인 것으로 알려진 Suppression Subtractive Hybridization (SSH) 방법이 처리 후 24시간 된 식물을 재료로 사용되었다. 그 결과, 776개의 cDNA clones이 확보되었으며, 유전자 발현의 진위여부를 빠르게 스크린하기 위하여 colony array가 수행되었다. 115개의 colony가 positive로 판명되었고, 이들의 평균 insert size는 400 bp에서 700 bp에 이르렀고, 이들에 대한 염기서열 분석이 수행되었다. 염기서열 분석 결과, 68개 clone들이 알려진 기능의 유전자와 homology를 나타냈으며, 이중에서 16개 clone이 일차대사에 관련된 것과 유사성을, 5개가 plant retrotransposon과 유사성을, 5개가 식물 방어기작 관련 metallothionein-like gene과 염기서열 유사성을 보였다. 이외에 다양한 유전자들이 아미노산 합성관련, membrane transport, signal transduction등에 관여하는 유전자들과 상동성을 나타내었다. 이들 유전자중에서 4 개의 클론(ogwfi-161, ogwfi-646, ogwfi-663, ogwfi-695)들이 선발되었고 이들에 대한 Northern 분석이 수행되었다. Northern 분석 결과 ogwfi-161, ogwfi-646, ogwfi-663, ogwfi-695는 wounding과 yeast extract처리 에 의한 차별 발현이 확인되었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, SSH방법은 병충해등과 같은 조건에 의해 차별 발현되는 유전자들을 빠른 시간 내에 다량으로 발굴할 수 있는 매우 효율적인 방법이라고 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제25권2호
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• pp.237-242
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• 2015

탄산칼슘 형성세균에 의한 건축물 균열보수 및 그들의 내구성 증진은 기존 화학제에 비해 친환경적이며, 영구적이라는 측면에서 그들의 응용에 대한 연구는 중요한 위치를 차지하고 있다. 그러나 균열복구 기전이 세균의 대사에 의한 calcite crystal 형성과정에서 기인되는 것으로, 대사과정 중 산 형성으로 시멘트 기반 콘크리트 건축물에 대한 위해 가능성 논란이 지속 제기되었다. 따라서 본 연구는 시멘트 모르타르에 대한 생물학적 부식능이 있는 방제대상 미생물을 결정하고 시멘트 콘크리트 건축물에의 안전한 적용을 위한 다기능성 탄산칼슘 형성세균을 평가하기 위해 수행되었다. 이를 위해 첫째, 건축물에서 분리된 균사형 진균, 효모, 세균 균주들을 대상으로 chalky test를 실시하여 $CaCO_3$에 대한 가용화능을 평가하였다. 그 결과 건축물에서 분리된 세균 균주의 경우 가용화 능이 없는 것으로 평가되었으며, C. sphaerospermum KNUC253 및 P. prolifica KNUC263 균주가 $CaCO_3$에 대한 가용화 활성을 보여, 시멘트 기반 건축물 표면에서 방제되어야 균주로 판단된다. 둘째, 독도 토양 및 건축물에서 분리되어 시멘트 표면 진균생장 억제효과, 시멘트 표면균열을 수복 및 수분 침투력 감소효과가 보고된 특허등록 균주 A. nicotianae KNUC2100, B. thuringiensis KNUC2103, S. maltophilia KNUC2100 및 B. aryabhatti KNUC205들이 $CaCO_3$을 가용화하지 않음을 볼 때 산 형성으로 인한 시멘트 모르타르 주성분인 $CaCO_3$에 대한 위해는 없을 것으로 평가된다. 이에 더하여 그들 중 B. aryabhatti KNUC205, A. nicotianae KNUC2100의 경우 건축소재 열화가능성의 판단근거로 널리 활용되고 있는 bio-degradative assay에서 다양한 고분자물질 구성요소에 대해 활성을 나타내지 않아 다양한 건축환경에 대해 활용 가능성을 보여주었다.

• 대한소아치과학회지
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• 제31권4호
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• pp.605-616
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• 2004

아저해농도(亞沮害濃度)란 세포의 성장을 저해하는 최소 저해 농도(minimum inhibitory concentrations; MIC)이하의 농도를 말하는데, 적용된 화학물질의 동력학에 따라 항균물질은 반드시 이러한 농도로 존재하는 시기를 거치게 되며, 아저해농도의 항균물질은 세포의 성장을 저해하지는 않지만 세균의 대사와 성장에 스트레스로 작용하게 되어 세포의 성질과 독력인자 발현에 영향을 줄 수 있을 것이다. 본 연구는 여러 항균물질의 최소저해농도를 결정하고 아저해농도의 항균물질이 존재 시 세포 성질과 독력 인자에 미치는 영향을 알아보고, 치아우식증의 예방에 대한 화학적 접근법의 효용성을 조사하기 위해 계획되었다. 연구대상 세균으로는 mutans그룹 streptococci 중 두 가지 대표적인 세균종인 S. mutans (S. mutans Ingbritt)와 S. sobrinus (S. sobrinus 6715-7)를 사용하였고 화학물질 8종 (Sanguinaria extract; SG. Chlorhexidine digluconate; CHX, Fluoride; F, Propolis; PP, Hydrogen peroxide HP, Triclosan; TC, Sodium dodecyl sulfate: SDS, Cetylpyridinium chloride; CC) 을 단계 희석하여 배지에 첨가하여 최소저해농도를 구하였으며 아저해농도의 항균물질을 배지에 첨가하여 5% $CO_2$ 존재 하에 $37^{\circ}C$에서 배양하여 이러한 항균물질을 첨가하지 않은 배지에서 배양한 세균과 성장속도, 산생성능, 체표소수성, 수산화인회석에의 부착능, glucan생성능, 세균응집능 등을 비교 관찰하였다. 아저해농도의 항균물질은 세포의 성장과 체표소수성, 타액으로 처리한 수산화인회석에 대한 세균의 부착과 glucan합성에 영향을 주는 것이 관찰되었다. 또한 12시간 배양 후 S. mutans와 S. sobrinus 모두에서 대조군에 비해 통계적으로 유의하게 최종 pH가 높게 나타나 산생성능이 억제되는 것이 관찰되었다 (p<0.05). 세균을 proteinase K로 전처리한 경우 처리하지 않았을 때 보다 세균응집역가가 증가하거나 응집이 관찰되지 않았다. 본 연구의 결과에 따르면, 각각의 항균물질은 아저해농도에서도 알려진 작용기전과 유사하게 세균의 성질에 영향을 주었고 이러한 농도에서도 지속적으로 세균을 억제할 수 있었다. 따라서 이러한 항균물질의 사용은 치아우식증의 효과적 예방법의 하나가 될 수 있다

• 생명과학회지
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• 제34권7호
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• pp.465-475
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• 2024

Lactiplantibacillus plantarum K9은 굼벵이에서 분리된 다양한 생리활성물질에 기인하여 프로바이오틱스 균주로 활용 가능한 유산균이다. L. plantarum K9 유전체 분석결과로써 박테리아 염색체와 3 plasmid가 존재하는 것으로 나타났다. L. plantarum K9의 핵심 대사경로 분석 결과 해당과정, 오탄당대사(pentose phosphate pathway)는 정상적으로 수행되는 것으로 나타났다. 그러나 포도당신생합성과 ED pathway의 핵심 효소인 fructose-1,6-bisphosphatase (EC: 3.1.3.11)와 6-phosphogluconate dehydratase (EC: 4.2.1.12) / 2-keto-de- oxy-6-phosphogluconate (KDPG) aldolase (EC: 4.2.1.55)가 각각 결여되어 있기 때문에 포도당신생합성과 ED pathway는 수행하지 못하는 것으로 제의된다. 또한, TCA 회로에서 fumarate 및 malate를 형성하는 일부 효소만 존재하는 반면에 나머지 TCA 회로에 연관되는 효소들이 모두 결여되어 있었기 때문에 TCA 회로는 진행되지 못하는 것으로 추정되었다. 산화적 전자전달계는 NADH dehydrogenase complex I과 cytochrome reductase complex IV에 해당하는 요소들을 보유하고 있기 때문에 class IIB 타입(bd-type)의 전자전달시스템을 수행할 것으로 예측되었다. 종합적으로, L. plantarum K9은 lactic acid 동형발효를 수행하며, 포도당신생합성 및 오탄당대사가 가능하며, class IIB 타입(bd-type) 산화적 전자전달시스템에 의해 에너지 대사를 수행하는 것으로 제의된다. 따라서, L. plantarum K9은 다른 유산균주에 비교하여 lactic acid 생성량이 비교적 높아 생리활성도가 우수할 것으로 제의된다. 다른 한편으로, L. plantarum K9은 산화적 전자전달이 가능한 것으로 추정되어 산소에 대한 내성이 높아서 배양 특성이 양호하여 프로바이틱스로써 활용가능성이 높은 것으로 제의된다.