• 생명과학회지
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• 제25권12호
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• pp.1450-1457
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• 2015

화석 연료의 고갈과 환경 문제를 극복하기 위하여 식물성 바이오매스를 이용한 바이오연료의 생산이 큰 주목을 받고 있는 가운데 화학적 전처리를 하지 않은 바이오매스를 직접 분해할 수 있는 그램 양성 초호열성 세균 Caldicellulosiruptor bescii에 대한 관심이 높아지고 있다. C. bescii는 식물 세포벽을 구성하는 셀룰로스, 헤미셀룰로스 등의 분해 뿐만 아니라 세포벽을 연결시켜주는 pectin도 효율적으로 분해할 수 있는데 최근 C. bescii의 genetic tool이 개발되면서 바이오매스 분해에 관여하는 효소의 특성 규명과 아울러 대사공학적 방법으로 바이오에탄올을 생산하는 통합바이오공정(consolidated bioprocessing; CBP)의 개발이 가능케 되었다. 본 총설에서는 초고온성 세균인 C. bescii를 이용한 식물성 바이오매스의 분해와 바이오에탄올의 생산에 대한 최신 연구결과를 소개하고 향후 전망에 대해 논하고자 한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권10호
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• pp.1384-1389
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• 2023

This work aimed to evaluate the feasibility of biohydrogen production from Barley Straw and Miscanthus. The primary obstacle in plant biomass decomposition is the recalcitrance of the biomass itself. Plant cell walls consist of cellulose, hemicellulose, and lignin, which make the plant robust to decomposition. However, the hyperthermophilic bacterium, Caldicellulosiruptor bescii, can efficiently utilize lignocellulosic feedstocks (Barley Straw and Miscanthus) for energy production, and C. bescii can now be metabolically engineered or isolated to produce more hydrogen and other biochemicals. In the present study, two strains, C. bescii JWCB001 (wild-type) and JWCB018 (ΔpyrFA Δldh ΔcbeI), were tested for their ability to increase hydrogen production from Barley Straw and Miscanthus. The JWCB018 resulted in a redirection of carbon and electron (carried by NADH) flow from lactate production to acetate and hydrogen production. JWCB018 produced ~54% and 63% more acetate and hydrogen from Barley Straw, respectively than its wild-type counterpart, JWCB001. Also, 25% more hydrogen from Miscanthus was obtained by the JWCB018 strain with 33% more acetate relative to JWCB001. It was supported that the engineered C. bescii, such as the JWCB018, can be a parental strain to get more hydrogen and other biochemicals from various biomass.