• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권2호
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• pp.206-215
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• 2020

Trichoderma reesei is the major filamentous fungus used to produce cellulase and there is huge interest in promoting its ability to produce higher titers of cellulase. Among the many factors affecting cellulase production in T. reesei, the mycelial phenotype is important but seldom studied. Herein, a close homolog of the Neurospora crassa COT1 kinase was discovered in T. reesei and designated TrCOT1, which is of 83.3% amino acid sequence identity. Functional disruption of Trcot1 in T. reesei by RNAi-mediated gene silencing resulted in retarded sporulation on potato dextrose agar and dwarfed colonies on minimal medium agar plates containing glucose, xylan, lactose, xylose, or glycerol as the sole carbon source. The representative mutant strain, SUS2/Trcot1i, also displayed reduced mycelia accumulation but hyperbranching in the MM glucose liquid medium, with hyphal growth unit length values decreased to 73.0 ㎛/tip compared to 239.8 ㎛/tip for the parent strain SUS2. The hyperbranching phenotype led to slightly but significantly increased cellulase secretion from 24 to 72 h in a batch culture. However, the cellulase production per unit of mycelial biomass was much more profoundly improved from 24 to 96 h.

• 대한환경공학회지
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• 제29권8호
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• pp.922-929
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• 2007

암모니아의 질산염으로의 산화는 2개의 산화과정으로 구분된다. 나이트로좀머나스(Nitrosomonas)에 의한 암모니아의 아질산염으로의 산화와 나이트로박터(Nitrobacter)에 의한 아질산염의 질산염으로의 산화이다. 아질산염 축적 과정을 거치는 질소의 제거는 포기를 위한 에너지의 절약, 탈질과정에서 투입되는 유기물의 절약 및 발생되는 슬러지의 양을 감소시킬 수 있는 다양한 장점들을 가지고 있다. 본 연구에서는 아질산염 축적의 조건들을 찾기 위해 막분리 장치를 장착한 생물분리막 반응조(MBR)가 사용되었다. 생물 분리막 반응조는 성장속도가 늦어 쉽게 유실되어질 수 있는 독립영양 질산화 박테리아를 반응조내 충분히 유지시키는데 중요한 역할을 한다. 반응조내 용존산소와 암모니아의 농도를 변화시키며 아질산염 축적의 영향인자들을 조사하였다. 연구의 결과로 반응조내 높은 암모니아 농도는 아질산염 축적을 시작하는데 매우 효과적이었으며, 이러한 효과는 반응조내 낮은 용존산소 농도가 동시에 존재할 시 더욱 강화되었다. 낮은 용존산소 농도 $c'_{O2}<0.3$ $mgL^{-1}$ $O_2$와 높은 암모니아 농도 $c_{NH3}=6.3\sim14.9$ $mgL^{-1}$ $NH_3N$에서 아질산염 축적율 74%에 달성될 수 있었다. 특히 아질산염 축적이 많은 연구자들이 제시하는 것처럼 생물막 반응조에서 뿐만 아니라, MBR 반응조에서도 일어날 수 있음을 밝힌 것은 본 연구의 중요한 성과라 할 것이다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제36권6호
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• pp.488-494
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• 1993

토양으로부터 생육도와 유기산의 자화도가 우수한 광합성세균 P17 균주를 분리하여 균학적 성질을 검토한 결과 이 균주는 Rhodospirillum rubrum으로 동정되었다. 유기폐수처리용 종균 생산을 위한 본 균주의 배양조건을 검토한 결과, 탄소원으로서 0.2% Na-acetate, 0.1% Na-propionate, 0.2% Na-lactate를 함유한 혼합 유기산이 효과적이었으며, 0.1% yeast extract를 첨가하였을 때 높은 생육도를 나타내었다. 최적배양조건의 환경인자들은 온도 $30^{\circ}C$, pH 7.0, 조도 2,500 lux, 교반 $50{\sim}100\;rpm$ 등이었다. Jar fermentor를 이용한 회분배양과 반연속배양으로부터 각각 5.17 g/l와 7.93 g/l의 균체가 생산되었으며, 연속배양에서는 희석비율 0.21 $h^{-1}$에서 생산성이 0.206 g/l/h이었다. R. rubrum P17을 두부공업폐수에 적용시켰을 때, 4일간 배양으로 초기 COD(3,240 mg/l)를 250 mg/l까지 감소시켰다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제35권6호
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• pp.495-500
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• 1992

미생물을 이용하여 nicotinic acid로부터 6-hydroxynicotinic acid를 생산하기 위하여 토양으로부터 nicotinic acid를 탄소원, 질소원 및 에너지원으로 이용하는 균주를 70종 분리 하였으며, 이들 균주로부터 nicotinic acid hydroxylase의 비활성이 가장 높은 균주인 SH-007를 선별하였고, Pseudomonas sp.로 동정되었다. Pseudomonas sp.의 SH-007의 nicotinic acid hydroxylase의 비활성은 배지 중 2 g/l nicotinic acid, 1 g/l($(NH_4){_2}SO_4$ 및 0.5 g/l peptone을 사용하여 초기 pH 7.5로 조정한 후 $30^{\circ}C$에서 24시간 배양할 때 가장 높았으며, Pseudomonas sp. SH-007를 24시간 배양한 후 1.5 g/l nicotinic acid를 첨가하고 18시간 배양을 계속하면 24시간 배양 때보다 nicotinic acid hydroxylase의 비활성이 12% 증가하였다. 한편, 휴지세포를 이용한 6-hydroxynicotinic acid 생산을 위하여 2 g/l nicotinic acid이 함유된 최적 반응조건하에서 3시간 반응시킨 결과 생성된 6-hydroxynicotinic acid는 2.22 g/l이었으며, 이때의 전환율은 98.2 %이었다.

• 한국환경농학회지
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• 제11권1호
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• pp.77-85
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• 1992

폐수중의 카드뮴을 효과적으로 제거하기 위하여 경남 및 부산지역의 오염된 하천수, 공단폐수처리장의 폐수 및 sludge 그리고 공단주변지역의 토양으로 부터 카드뮴에 내성이 있는 미생물 162균주를 분리하여, 이들 균주중 2,000ppm의 카드뮴이 함유된 한천평판배지에서 생장이 우수한 6균주를 선별한 후 이들 균주의 카드뮴 흡수량을 조사하여, 그 중에서 카드뮴 흡수가 가장 우수한 1균주를 선별하여 동정한 결과 Pseudomonas putida 또는 그 유연균으로 밝혀졌으며, 그 분리균의 최적생장 온도는 $30^{\circ}C$였고, 최적 pH는 pH 7.0이었다. 분리균주의 항생제 내성, 중금속 내성 및 탄화수소 자화능을 조사한 결과, 항생제인 ampicillin(Ap), chloramphenicol(Cm) 및 streptomycin(Sm)과 중금속인 Li, Cu, Pb 및 Zn에 내성을 나타내었다. 그리고 탄화수소인 salicylate, naphthalene 및 xylene을 단일탄소원으로 이용하였다. 분리균의 카드뮴 농도에 따른 생장을 조사한 결과 카드뮴이 첨가되지 않은 배지에서는 배양 1일 후에 최대생장에 도달했고, 카드뮴 100ppm의 농도에서는 2일 후에 최대생장에 도달하였으며 대조구 (카드뮴 무첨가 배지)와 큰 차이가 없었다. 카드뮴의 농도가 높을수록 균의 생장이 심히 저해되었다. 균체내의 카드뮴횹수량은 카드뮴농도가 낮을수록 증가되었다. 배지중 카드뮴농도가 1ppm과 10ppm인 경우에는 배양 1일 후에 최고의 흡수량을 보였고 100ppm에서는 배양 2일 후에 최고의 축적율을 보였다. 균체내 카드뮴 흡수율은 배지중에 카드뮴 농도가 1ppm인 경우에는 최고 78%, 10ppm에서는 60%, 그리고 100ppm에서는 약 40%의 흡수율을 보였다. 균체내에 다량의 카드뮴을 축적시키기 위하여 배양시 계면활성제를 넣어 배양한 결과, 비이온계 계면활성제인 Triton X-100을 0.1% 첨가했을 때 약 37%의 카드뮴축적 증가를 보였다.

• 에너지공학
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• 제20권2호
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• pp.103-108
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• 2011

다중음이온 양극활물질인 $Li_2MnSiO_4$/C을 액상법과 고상법으로 각각 합성한 후 탄소로 그 표면을 코팅하여 구조 및 전기화학적인 특성을 비교하였다. XRD 측정에서 $Li_2MnSiO_4$/C의 피크를 잘 나타내었으나 고상법에서 제조한 시편의 경우 약간의 불순물이 있음을 확인하였다. FE-SEM, HR-TEM 측정을 통해 액상법에 의한 시편은 수십 나노 크기의 입자로 구성된 반면 고상법에 의한 것은 500~600 nm로 합성된 것을 확인 하였다. 전기화학적 측정에서는 액상법으로 합성한 $Li_2MnSiO_4$/C가 고상법으로 한 것 보다 우수한 특성을 모습을 보였는데, 액상법에 의한 시료의 초기 충전 용량은 235 mAh/g, 초기 방전 용량은 189 mAh/g을 각각 나타 내어 고상법에 의한 시료 보다 나은 초기 충방전 용량을 나타냈다. 그러나 사이클 특성은 저조하였으며 10사이클 후에 62%의 용량 잔존율을 보였다.

• 한국식품과학회지
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• 제49권1호
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• pp.28-34
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• 2017

본 연구를 통하여 P. aeruginosa PR3를 이용하여 DOD를 생산하기 위해 저가의 기질로서 필리핀 너트유가 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였으며 배지에 첨가되는 여러 영양인자들의 영향을 조사하여 DOD 생산성을 크게 향상시킬 가능성이 있음도 확인하였다. 따라서 DOD 생산에 이용되는 올레산을 식물성오일로부터 별도의 생산과정을 거쳐 생산하지 않고 식물성오일자체를 직접 기질로 사용함으로서 PR3 균주를 이용하여 고부가가치의 DOD를 효율적으로 생산할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.655-660
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• 2018

지리적 특성상, 도서지역에 전력을 공급하기 위해서 ICG(Internal combustion generation)가 사용되고 있으며, 이로 인하여 상당한 운영비, 염해문제 및 환경오염이 발생하고 있다. 이러한 도서지역에 대해서, KEPCO는 매년 상당한 운영결손액을 감당하고 있는데, 특히 연료비 및 지급수수료가 운영결손액의 상당 부분을 차지하고 있다. 특히, 지급수수료를 줄이기 위하여 근거리 도서 사이의 해저케이블을 통한 ICG 통합운영(integrated ICG, IICG)이 고려되고 있다. 한편, 저탄소 사회에 대한 수요 때문에 도서지역에 분산형전원(Distributed Generation, DG)이 도입되고 있다. 이러한 상황에서, 환경적 특성으로 인해 DG 출력이 불충분한 경우 보조 동력원으로 IICG가 사용되는, 즉, IICG에 DG를 도입한 하이브리드 내연발전(hybrid internal combustion generation, HICG)이 도입되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 HICG에서 한전 운영결손액에 상응하게 도입될 수 있는 최적 DG 용량을 산정하는 알고리즘을 제안하였다. 시뮬레이션 결과, 연료비와 최대부하 크기는 최적 DG 용량에 큰 영향을 미치며, 최대부하가 서로 다른 여러 도서에 제안된 알고리즘을 적용하여 그 유효성을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권8호
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• pp.1255-1261
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• 2006

An alkaliphilic bacterium, Bacillus sp. strain BK, was found to produce extracellular cellulase-free xylanolytic enzymes with xylan-binding activity. Since the pellet-bound xylanase is eluted with 2% TEA from the pellet of the culture, they contain a xylan-binding region that is stronger than the xylan-binding xylanase of the extracellular enzyme. The xylanases had a different molecular weight and xylan-binding ability. The enzyme activity of xylanase in the extracellular fraction was 6 times higher than in the pellet-bound enzyme. Among the enzymes, xylanase had the highest enzyme activity. When Bacillus sp. strain BK was grown in pH 10.5 alkaline medium containing xylan as the sole carbon source, the bacterium produced xylanase, arabinofuranosidase, acetyl esterase, and $\beta$-xylosidase with specific activities of 1.23, 0.11, 0.06, and 0.04 unit per mg of protein, respectively. However, there was no cellulase activity detected in the crude enzyme preparation. The hydrolysis of agricultural residues and kraft pulps by the xylanolytic enzymes was examined at 50$^{\circ}C$ and pH 7.0. The rate of xylan hydrolysis in com hull was higher than those of sugarcane bagasse, rice straw, com cop, rice husk, and rice bran. In contrast, the rate of xylan hydrolysis in sugarcane pulp was 2.01 and 3.52 times higher than those of eucalyptus and pine pulp, respectively. In conclusion, this enzyme can be used to hydrolyze xylan in agricultural residues and kraft pulps to breach and regenerate paper from recycled environmental resources.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제14권6호
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• pp.880-884
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• 2001

Rumen microbiology research has undergone several evolutionary steps: the isolation and nutritional characterization of readily cultivated microbes; followed by the cloning and sequence analysis of individual genes relevant to key digestive processes; through to the use of small subunit ribosomal RNA (SSU rRNA) sequences for a cultivation-independent examination of microbial diversity. Our knowledge of rumen microbiology has expanded as a result, but the translation of this information into productive alterations of ruminal function has been rather limited. For instance, the cloning and characterization of cellulase genes in Escherichia coli has yielded some valuable information about this complex enzyme system in ruminal bacteria. SSU rRNA analyses have also confirmed that a considerable amount of the microbial diversity in the rumen is not represented in existing culture collections. However, we still have little idea of whether the key, and potentially rate-limiting, gene products and (or) microbial interactions have been identified. Technologies allowing high throughput nucleotide and protein sequence analysis have led to the emergence of two new fields of investigation, genomics and proteomics. Both disciplines can be further subdivided into functional and comparative lines of investigation. The massive accumulation of microbial DNA and protein sequence data, including complete genome sequences, is revolutionizing the way we examine microbial physiology and diversity. We describe here some examples of our use of genomics- and proteomics-based methods, to analyze the cellulase system of Ruminococcus flavefaciens FD-1 and explore the genome of Ruminococcus albus 8. At Illinois, we are using bacterial artificial chromosome (BAC) vectors to create libraries containing large (>75 kbases), contiguous segments of DNA from R. flavefaciens FD-1. Considering that every bacterium is not a candidate for whole genome sequencing, BAC libraries offer an attractive, alternative method to perform physical and functional analyses of a bacterium's genome. Our first plan is to use these BAC clones to determine whether or not cellulases and accessory genes in R. flavefaciens exist in clusters of orthologous genes (COGs). Proteomics is also being used to complement the BAC library/DNA sequencing approach. Proteins differentially expressed in response to carbon source are being identified by 2-D SDS-PAGE, followed by in-gel-digests and peptide mass mapping by MALDI-TOF Mass Spectrometry, as well as peptide sequencing by Edman degradation. At Ohio State, we have used a combination of functional proteomics, mutational analysis and differential display RT-PCR to obtain evidence suggesting that in addition to a cellulosome-like mechanism, R. albus 8 possesses other mechanisms for adhesion to plant surfaces. Genome walking on either side of these differentially expressed transcripts has also resulted in two interesting observations: i) a relatively large number of genes with no matches in the current databases and; ii) the identification of genes with a high level of sequence identity to those identified, until now, in the archaebacteria. Genomics and proteomics will also accelerate our understanding of microbial interactions, and allow a greater degree of in situ analyses in the future. The challenge is to utilize genomics and proteomics to improve our fundamental understanding of microbial physiology, diversity and ecology, and overcome constraints to ruminal function.