This publication provides an overview of the state-of-the-art and perspective of biological $H_2$ production from water and/or organic substances. The biological $H_2$ production processes, being explored in fundamental and applied researches, are direct and indirect biophotolysis from water, photo-fermentation, dark anaerobic fermentation and in vitro $H_2$ production. The development of biological $H_2$ production technology, as an energy carrier, started at the late 1940's in the lab-scale. Now it has a high priority in the world, especially USA, Japan, EU and Korea.
Ethanol accumulation inhibited the growth of Saccharomyces cerevisiae during wine fermentation. Autophagy and the release of reactive oxygen species (ROS) were also induced under ethanol stress. However, the relation between autophagy and ethanol stress was still unclear. In this study, expression of the autophagy genes ATG1 and ATG8 and the production of ROS under ethanol treatment in yeast were measured. The results showed that ethanol stress very significantly induced expression of the ATG1 and ATG8 genes and the production of hydrogen peroxide ($H_2O_2$) and superoxide anion (${O_2}^{{\cdot}_-}$). Moreover, the atg1 and atg8 mutants aggregated more $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$ than the wild-type yeast. In addition, inhibitors of the ROS scavenging enzyme induced expression of the ATG1 and ATG8 genes by increasing the levels of $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$. In contrast, glutathione (GSH) and N-acetylcystine (NAC) decreased ATG1 and ATG8 expression by reducing $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$ production. Rapamycin and 3-methyladenine also caused an obvious change in autophagy levels and simultaneously altered the release of $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$. Finally, inhibitors of the mitochondrial electron transport chain (mtETC) increased the production of $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$ and also promoted expression levels of the ATG1 and ATG8 genes. In conclusion, ethanol stress induced autophagy which was regulated by $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$ derived from mtETC, and in turn, the autophagy contributed to the elimination $H_2O_2$ and ${O_2}^{{\cdot}_-}$.
$H_2$ production by Chromatium sp., a large purple sulfur bacterium blooming in lake Kaiike, under various environmental conditions was examined. Chromatium sp. produced $H_2$ only in the presence of light and $H_2$. Maximum $H_2$ production ($0.01\;{\mu}mol/hr/(mg\;dry\;cell\;weight)$) was obtained in the solution of 20 mg $H_2S-S/l$ under low light intensity (1000 lux) at $30^{\circ}C$. $H_2$ production was severely inhibited by the presence of $N_2\;or\;NH_4^+$. The rate observed for Chromatium sp. was relatively low compared to that of other phototrophic bacteria. Chromatium sp. is probably a most potent Ha producing species in lake Kaiike, since the bacterium readily produced $H_2$ photoautotrophically even at low light intensities by the application of suboptimal $H_2$ concentrations. Based on the photoautotrophic characteristics of bacterial $H_2$ production, it is suggested that Chromatium sp. can be an economic and practical species for biological $H_2$ production system, particularly in temperate region.
Proceedings of the Microbiological Society of Korea Conference
/
2004.05a
/
pp.101-104
/
2004
Among biological hydrogen production processes, fermentative processes have some advantages. In this research, the hydrogen producing bacterium was isolated from domestic landfill area and identified as Enterobacter sp. The strain was named Enterobacter sp. SNU-1453. Important parameters for the hydrogen process include pH, temperature, concentration of initial glucose, and kind of sugars. The pH of the culture medium significantly decreased as fermentation proceeded due to the accumulation of various organic acids, and this inhibited the $H_2$ production seriously. When pH was controlled at pH 7.0, hydrogen production was 2614.5 m1/1 in 17 hours. The increase of glucose concentration resulted in higher $H_2$ production. The productivity of this strain was 6.87 mmol $H_2/l$ per hi on concentration of 25g glucose/l. Enterobacter sp. SNU-1453 could utilize various sugars. These results indicate that Enterobacter sp. SNU-1453 has a high potential as a fermentative $H_2$ producer.
Hwang, Ok-Jin;Kim, Yu-Jeong;Sung, Nak-Sul;Ahn, Jun-Cheul;Kim, Sik-Eung;Hwang, Baik
Korean Journal of Medicinal Crop Science
/
v.10
no.4
/
pp.243-248
/
2002
The effects of basal media, carbon, nitrogen, phosphate and some major macro elements on growth and shikonin production in Lithospermum erythrorhizon hairy root culture were studied. Among examined media, growth of hairy root cultured in B5 liquid medium was rapid, whereas shikonin production was high in MS liquid medium. Under B5 basal medium, sucrose concentration for optimal growth and shikonin production was 9% and 4% respectively. The growth and shikonin production on pH changes in B5 medium resulted little effect in pH 5.8 to pH 8.8 ranges, whereas growth was decreased dramatically in both above 8.8 and under 5.8. Nitrogen source and concentration effected on the growth and shikonin production. The highest growth rate was in B5 medium (50 mM $KNO_3$ and 1 mM $NaH_2PO_4)$, whereas the highest shikonin production was in the condition supplemented with 5 mM $KNO_3$ and 10 mM $NaH_2PO_4$.
Improvement of L-asparate ${\beta}-decarboxylase$ production from Pseudomonas dacunhae ATCC 21192 was attempted by optimizing fermentation conditions. Optimum carbon and nitrogen sources for cell growth and enzyme production were determined. L-Glutamate (2%) was the most suitable carbon source, and D-glucose, D-glycerol and fumarate repressed enzyme production. Yeast extract (2%) was the most effective as nitrogen source. A slight change of pH to 6.5 from medium pH resulted in a meaningful increase in the production of enzyme. The production of the enzyme was highly improved by using 2% yeast extract and 2% L-glutamate in culture media. Maximum L-asparate ${\beta}-decarboxylase$ activity reached up to over 24 U/mL-broth by 15 h flask fermentation.
Response surface methodology was employed to study the interactive effect of sucrose, nitrogen, temperature and to optimize their levels to enhance the production of human granulocyte-macrophage colony-stimulation factor from Nicotiana tabacum cell suspension cultures. A 15-runs Box-Behnken design including three center points was the response surface method selected for the initial set of experiments. The analysis of the data from the Box-Behnken experiments showed interactive effects of sucrose:nitrogen, sucrose:temperature and nitrogen:temperature. The optimal combinations of sucrose, nitrogen and temperature for hGM-CSF production from surface plot were sucrose 90 g/L, nitrogen 41 mM and 22$^{\circ}C$, respectively. The optimization of there factors enhanced the hGM-CSF production by 2 times because high sucrose concentration stimulated the secretion of hGM-CSF and low temperature prevented hGM-CSF degradation in media by pretenses.
Coenzyme Q10 (CoQ10) is an essential lipid-soluble component of membrane-bound electron transport chains. CoQ10 is involved in several aspects of cellular metabolism and is increasingly being used in therapeutic applications for several diseases. Despite the recent accomplishments in metabolic engineering of Escherichia coli for CoQ10 production, the production levels are not yet competitive with those by fermentation or isolation. So we tested several microorganisms obtained from the KCTC of Biological Resource Center to find novel sources of strain-development for CoQ10-production. Then we selected two strains, Paracoccus denitrificans (KCTC 2530) and Asaia siamensis (KCTC 12914), and tested to optimize the CoQ10 production conditions. Among the carbon sources tested, CoQ10 production was the highest when fructose was supplied about 4% concentration. Yeast extract produced the highest CoQ10 production about 2% concentration. The highest CoQ10 production was obtained at pH 6.0 for P. denitrificans and pH 8.0 for A. siamensis. And two strains showed the highest CoQ10 production at $30^{\circ}C$, but the highest DCW was obtained at $37^{\circ}C$. In the fed-batch culture, P. denitrificans yielded $14.34{\pm}0.473$ mg and A. siamensis yielded $12.53{\pm}0.231$ mg of final CoQ10 production.
Plant cell immobilization can protect plant cells from shear forces and increase the stability of gene. An additional advantage of immobilization is the easiness for performing continuous culture with cell recycling. Therefore plant cell immobilization can overcome the limitations of plant cell applications. In addition, target protein should be selected from pharmaceutical proteins to get rid of low expression level problem. The enhanced production of human granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (hGM-CSF) was investigated in immobilized Nicotiana tabacum suspension cell cultures. When the cells were immobilized in polyurethane foam, specific production of hGM-CSF was higher than that in alginate bead immobilization. Optimum continuous culture condition was the addition of 60 g/L sucrose in growth media with exchanging media every 6 day. Under the same condition, specific hGM-CSF production was 7 times higher in a 500-mL spinner flask than that in 100-mL Erlenmeyer flasks. Therefore, development of an effective immobilization process would be possible when the advantage of easy cell recycling was used. Consequently, enhanced production of target proteins could be possible in immobilized continuous cultures when the advantages of immobilization were applied.
Lipases are industrially useful versatile enzymes that catalyze numerous different reactions. Among lipases functioning under extreme conditions, alkaline lipase is useful in detergent industry. Lipase from yeast strain Yarrowia lipolytica NRRL Y-2178 was most active under alkaline condition, and initial medium pH for most lipase production was also alkaline [Lee et al., 2007, J Microbiol Biotechnol, 17(6)]. High lipase production was achieved using Y. lipolytica NRRL Y-2178. Optimal incubation time for lipase production at $25^{\circ}C$ was 72 h. Optimal temperature, when incubated for 72 h, was $27.5^{\circ}C$. Lipase production but not cell growth was very sensitive to concentrations of glucose and glycerol as efficient carbon sources, showing optimal concentrations of 1.0 and 1.5% (w/v), respectively. Lipase production was highly stimulated by $Ca^{2+},\;K^+,\;and\;Na^+$, but was inhibited by $Co^{2+},\;Cu^{2+},\;Mn^{2+},\;Na^+,\;and\;Fe^{2+}$. Maximum lipase production at 0.1 mM $Ca^{2+}$ for 72 h incubation at $27.5^{\circ}C$ was 649 units/mL.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.