농산폐섬유소 자원을 이용하여 세균 단세포단백질(single cell protein)을 생산하기 위한 연구로서 부엽토에서 분리된 Cellulomonas sp. KL-6의 증식에 미치는 열처리 및 항생물질의 효과에 대해 조사하였다. KL-6 균주는 $65^{\circ}C$에서 5분, $75^{\circ}C$에서 1분 및 $85^{\circ}C$에서 15초까지 열처리시에는 증식하였고 그 이상의 온도에서는 처리시간에 관계없이 자라지 못하였다. $48^{\circ}C$에서 10분간의 예비 열처리는 본 균주의 열저항성을 증가시키지 못하였다. 기질 중 casamino acid(1%), yeast extract(1%), xylose(5%)는 KL-6 균주의 열저항성을 증가시켰으나 cysteine(0.03 M), sodium citrate(1%), casein(1%)은 반대로 열저항성을 감소시켰다. KL-6 균주는 $penicillin-G(1.536\;{\mu}g/ml)$와 $ampicillin(3.125\;{\mu}g/ml)$에 감수성인 반면, kanamycin에 대해서는 $200\;{\mu}g/ml$ 이상에서도 강한 내성을 보였다. SDS 처리에 의해 kanamycin의 내성이 제거되었고 제거율은 $9.2{\sim}31.2%$로 각각 나타났다.
Cellulomonas sp. CS1-1 생성의 $\beta$-glucosidase는 cell-bound 효소이었으며, Avicelase와 Carboxymethyl-cellulase (CMCase)는 extracellular 효소로 존재함을 확인하였다. Cellobiose나 CMC 최소배지에서의 균의 생장은 cellobiose보다 glucose 첨가시에 현저히 증가하였다. Cellobiose나 CMC 최소배지에서의 $\beta$-glucosidase 생합성은 glucose 첨가로 현저히 억제되었으나, CMC 최소배지에 cellobiose를 첨가하였을 경우, glucose에 의한 억제 효과와는 반대로, 효소의 생성은 오히려 촉진되었다. 그 외의 탄소원에 관한 영향을 조사한 결과 CMC, 전분, maltose 등의 첨가도 glycerol, arabinose, xylose, trehalose의 첨가시 보다 효소의 생성이 증가되었다. 이상의 결과로 $\beta$-glucosidase 생합성은 glucose에 의하여 catabolite repression을 받았으며, cellobiose, CMC, starch등은 다른 당류보다 효소생성을 현저히 유도하였으므로, 이 효소는 inducible enzyme임을 알 수 있었다. 효소생성에 미치는 질소원을 조사한 결과는 yeast extract가 peptone이나 ammonium sulfate보다 효소생성을 증가시켰다. 효소의 특성을 조사한 결과, 50mM MgCl$_2$가 포함된 10mM potassium phosphate buffer (pH 7.0)에서 효소의 역가가 증가하였고, 최적 pH는 6.0이었고 최적온도는 42$^{\circ}C$ 이었다. p-nitrophenyl-$\beta$-D-glucoside의 농도에 대한 glucose의 Km값은 0.265mM 이었고 $\beta$-D(+)-glucose에 대한 Ki값은 9.0 mM 이었다.
섬유소분해세균 Cellulomonas sp. CS1-1을 미소결정성 섬유소(sigmacell)에서 배양하면서 생육 및 1,4-${\beta}$-glucanase의 생산량을 조사하였다. 생균수는 배양 1일만에 최대이었지만 1,4-${\beta}$-glucanase의 활성도는 CMC 당화력으로 280 units/mL, 점도저하력으로 $3{\times}10^3units/mL$으로서 배양 5일째 최대이었으며, 이것은 가용성기질에 비하여 약 3배 높은 수준이었다. 또한 배양여액으로 부터 황산암모늄침전, Ultro-gel Ac54 겔여과, DEAE-Sephadex A50 이온교환크로마토그래피, 그리고 Con A-Sepharose 4B 친화성크로마토그래피의 방법으로 CMCase의 한분획을 순수정제하였다, 정제한 CMCase는 8.2%의 탄수화물을 함유하는 당단백질이었으며 그 정제도는 배양여액에 비해 CMC 당화력으로 22배 증가한 것이었다. 분자량은 54,000 그리고 둥전점은 pI 5.4 이었으며, 작용최적 pH 및 온도는 각각 pH 6.0 과 $45^{\circ}C$ 이었다. 정제효소의 CMC에 대한 Michaelis 상수 및 최대반응속도는 10 mg/mL, $6.25{\mu}mol/min$, 그리고 sigmacell에 대해서는 각각 30.3 mg/mL, $2.85{\mu}mol/min$으로 계산되었다 효소의 활성도는 $Ag^+$, $Zn^{+{+}}$, $Fe^{+{+}}$ 그리고 EDTA에 의해 부분적으로 저해되었고, 1mM의 $Cd^{+{+}}$와 $Hg^{+{+}}$ 이온에 의해서는 완전히 저해되었다.
Cellulose분해력이 높은 Cellulomonas속 세균의 원형질체 융합을 위한 원형질체 형성조건을 조사하여 본 결과 같은 Cellulomonas 속인 Cellulomonas sp. C S 1- 1과 Cellulomonas flavigena NCIB 12901 균주일지라도 그 형성조건에 현저한 차이가 있어 CS1-l균주는 lysozyme농도 $100{\mu}g/ml$ 30분정도의 처리로 99.9%의 높은 원형질체 형성을 얻을 수 있는 반면 C.flavigena 균주는 lysozyme 농도도 훨씬 높고 장시간이 소요되어 $600{\mu}g/ml$. 6시간 정도의 처리에 약80%의 원형질체 형성을 보였다. 또한 세균 배양기간이 미치는 영향도 CS1-l균주는 별 영향을 받지 않고 원형질체화 되었으나 C. flavigena균주는 매우 민감하게 영향을 받아 대수증식기 중기의 세포가 말기의 세포보다 원형 질체가 잘 이루어 졌다. 원형질체 형성확인방법에서도 CS-1 균주는 osmotic shock을 주어 원형질체를 계수하거나 SEM으로 확인하거나 같은 결과를 얻었으나 C. flavigena 균주는 osmotic shock에 의한 원형질체의 계수결과와 SEM으로의 결과가 서로 달라 확인방법으로 두 방법이 병행되어져야 함을 보여주었다.
Cellulose를 이용할 수 있는 Cellulomonas속 균주의 종간 세포의 융합방법을 확립하기 위해 원형질체 재생 및 융합조건에 대해 검토하였다. Cellulomonas속 균주의 원형질체는 osmotic stabilizer를 포함하는 재생배지에서 유동성 한천배지로 중층하여 재생시켰고 재생 확인은 주사전자현미경으로 하였다. 원형질체 융합은 항생물질 내성과 영양요구성 돌연변이주의 유전자 표지에 확인하였다. Lysozyme을 처리하여 형성된 C. flavigena 원형 질체의 세포벽 재생은 osmotic stabilizer로 0.4M sorbitol을 포함하는 재생배지에서 약 15% 수준이었으며 여기에 Polyvinyl Pyrrolidone(PVP) 3% 첨가로 재생율을 약 3배정도 증가시킬 수 있었다. Cellulomonas속 균주의 변이주간의 원형질체 융합은 융합유도제로 PEG 6000을 취하여 최적농도 40% (w/v), 치적 처리시간 15분, Ca농도 25mM에서 약 2.0$\times$$10^{-4}$ - 4.0$\times$$10^{-4}$의 융합빈도를 얻을 수 있었다.
스코트랜드 National Collection of Industrial Bacteria의 3개 섬유소 분해세균에 대하여 형태적, 생리적, 및 배양적성질을 검토한 결과 NCIB 8077은 Cellulomonas sp.로, NCIB 8633 및 NCIB 8634는 Pseudomonas sp로 각각 분류되었으며 기왕에 보고된 다른 섬유소 분해세균에 대한 분류학상의 문제점을 아울러 고찰하였다.
Microorganisms capable of producing ascorbic acid-2-phosphate (AsA2P) from ascorbic acid (AsA) and pyrophosphate (PPi) were screened from the culture collection of this laboratory. Among them, Cellulomonas sp. AP-7 showed the highest productivity of AsA2P. The optimal conditions for the production of AsA2P from AsA and PPi with cell-free extract as an enzyme source were investigated. The reaction mixture for the maximal production of AsA2P consisted of 21 g protein of cell-free extract per liter as the enzyme source, 250 mM AsA, 200 mM sodium pyrophosphate, 150 mM sodium acetate buffer (pH 4.5). By using this reaction mixture, 31.9 mM of AsA2P, which corresponded to a 12.76% yield based on AsA, was produced after incubation of 48 hr at 33$\circ$C.
퇴비 제조시 유용한 수분조절제로 각광받고 있는 코코피트를 대상으로 섬유소 분해능을 지닌 세균을 분리 동정하였다. 각기 다른 코코피트를 시료로 하여 섬유소 분해세균을 분리한 결과 각 시료로부터 다양한 세균들이 검출되었으며 이들을 동정한 결과 Burkholderia sp., Bacillu subtilis, Sphingomonas sp., Rhodotorula sp.를 비롯하여 여러 Pseudomonas sp. 등이 동정되었다. 이들 중 4종류의 균주, 즉 B. subtilis, P. aeruginosa, P. stutzeri, P. luteola 를 선별하여 이들의 생화학적 특성을 분석하였으며 배양액을 대상으로 섬유소 분해효소의 일종인 CMCase의 활성을 비교 분석하였다. CMCase의 활성비교를 위한 표준균주로 Cellulomonas sp.를 사용하였으며 비교결과 P. aeruginosa, P. stutzeri, B. subtilis, P. luteola 균주에서 각각 표준균주 효소활성의 83%, 40%, 8%, 6% 정도인 것으로 분석되었다.
Mouse의 대장에서 분리된 E. coli LI-10 균주를 보조균주로 하여 Cellulomonas sp. KL-6과 혼합배양한 결과, 균체증식은 주균주와 보조균주를 1 : 1(v/v)의 비로 혼합하였을 때 가장 좋았다. 혼합배양은 주균주 단독배양 보다 균체증식을 63% 정도로 증가시켰으며 두 균주의 분포도는 10 : 1 비율로 KL-6 균주가 주로 분포되어 있었다. 0.1%의 $CaCO_3$의 첨가는 무첨가에 비해 각 배양기간별로 pH를 상승시켜 어느정도의 균체증식을 가져왔다. Filter paper 배지에서 혼합배양시, 본 균주들은 cellobiose를 월등하게 많이 생산하였으나 glucose는 검출되지 않았다. 균체증식 최적배지에서 4일간 혼합배양하였을 때, $1.0\;g/{\ell}$의 균체량을 생산하여 기본배지인 CMC 배지에서 생산한 균체량보다 53% 정도가 증가되었다.
Cellulomonas sp. KL-6 균주의 균체내 외 단백질은 배양 5일째에 $266\;{\mu}g/m{\ell},\;37\;{\mu}g/m{\ell}$로 가장 많이 생산하였다. 본 실험에서 사용한 KL-6 균주는 볏짚을 분쇄 후 1.0% NaOH와 10% $NH_4OH$로 $80^{\circ}C$에서 30분간 처리한 후 $H_3PO_4$로 중화하여 탄소원으로 이용하였을 때 각각 $1.63\;g/{\ell}$ 및 $1.47\;g/{\ell}$의 SCP가 생산되어 처리하지 않은 볏짚의 $0.5\;g/{\ell}$ 보다 균체수율이 증가되었다. KL-6 균주가 생산한 SCP의 필수아미노산의 함량이 FAO 표준단백질에 비해 많아 영양적 가치가 매우 우수하였다. 그러나 실제 동물사육에 이 균체를 이용코저 할 때는 균체의 세포벽을 파쇄후 사용해야 되리라 사료된다.
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.