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음식물류 폐기물 특성 및 메탄 발생가능량 평가 (Estimation of Characteristics and Methane Production Rate of Food Waste)

  • 이민규;김경;신현곤;배기환;김충곤;박준석
    • 청정기술
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    • 제25권3호
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    • pp.223-230
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    • 2019
  • 본 연구에서는 강원도 5개 지자체에서 발생된 음식물류 폐기물의 특성을 분석하고 메탄가스 발생량을 평가하였다. 시료는 2017년 7월과 9월에 걸쳐 총 2회 채취하였다. 메탄가스 발생가능량을 평가하기 위하여 BMP (biochemical Methane potential) 시험과 원소조성을 이용한 계산방법을 이용하였다. 음식물류 폐기물의 겉보기밀도는 평균 $0.758{\sim}0.850g\;cm^{-3}$, pH는 4.29 ~ 4.75이었다. 물리적 조성 중 주성분은 채소류가 56.43 ~ 72.81%로 가장 높았고, 과일류는 5.31 ~ 8.95%, 곡물류는 1.60 ~ 18.73%, 어육류는 4.47 ~ 12.11%, 여액은 1.76 ~ 3.64%이었다. 평균 수분함량은 69.30 ~ 75.87%, 가연분함량은 22.50 ~ 27.98%, 회분함량은 1.63 ~ 2.48%를 나타내었다. 또한 $BOD_5$$17,690.3{\sim}33,154.9mg\;L^{-1}$, $COD_{Cr}$$106,212.3{\sim}128,695.5mg\;L^{-1}$, 그리고 $COD_{Mn}$$51,266.1{\sim}63,426.3mg\;L^{-1}$의 범위를 보였고 NaCl 함량은 0.81 ~ 1.17%의 범위를 나타내었다. 원소분석 결과 C, H, O, N, S 함량은 각각 44.87 ~ 48.16%, 7.12 ~ 7.57%, 40.13 ~ 43.78%, 3.22 ~ 4.14%, 그리고 0.00 ~ 0.02%를 나타내었다. 음식물류 폐기물의 VS 단위질량당 메탄수율을 살펴보면 BMP 시험에 의한 메탄가스 발생누적량(${0.303{\sim}0.354m_{CH4}}^3\;{kg_{VS}}^{-1}$)은 원소조성과 생분해율을 반영하여 예측한 결과(${0.294{\sim}0.352m_{CH4}}^3\;{kg_{VS}}^{-1}$)와 큰 차이가 없었다.

중국 농민저항과 국가-사회 관계의 새로운 조정 (Chinese Agrarian Resistance and A New Mediation of State-Society Relationship)

  • 이기현
    • 국제지역연구
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    • 제15권1호
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    • pp.61-82
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    • 2011
  • 대중저항은 민주화 과정의 필수적인 요소였다. 이 때문에 중국의 민주화 논의에 있어서도 대중저항은 매우 중요한 요소로 인식되어 왔다. 최근 중국에 새로운 저항의 시대가 도래하고 있고, 특히 농민저항이 확대되고 있다. 본 연구는 중국 농민저항의 경향과 특징을 파악하고, 중국 국가-사회관계의 변화에 대한 탐색을 통해 밑으로부터의 민주화가 가능한지를 예측해 보고자 했다. 중국 농민저항의 급증은 중국 경제성장의 역설이다. 발전과정에서 농촌사회는 희생을 강요당해 왔기 때문에, 농민들의 불만표출이 확대되었다. 중국정부는 농민저항을 전통적인 억제와 진압의 방식으로 무마시키는 데 한계에 봉착했고, 점차 농민의 불만을 어느 정도 수용하고 무마시키는 자비로운 국가의 이미지 그리고 영리한 안정구매 전략을 구사하게 되었다. 그럼에도 불구하고, 지속적인 경제발전과 현대화 과정에서 도시와 농촌간의 격차는 더욱 확대되었고 농민들의 상대적 소외는 쉽게 치유되지 않았다. 이에 따라 중국 농민저항의 불씨는 쉽게 사그라지지 않고, 중국 전역에서 횡행하고 있다. 중국 농민저항의 특징 역시 변화했다. 과거에는 산발적이고 간접적인 저항방식이었다면, 최근에는 조직적이고 적극적인 저항 방식으로 변화하고 있다. 물론 아직까지 정부의 사회 통제력이 강하다는 것이 일반적 평가이고, 농촌 시민사회의 형성기반이 약하기 때문에, 정부의 안정구매 전략은 농민들의 불만이 체제 위협으로까지 확대되지 않게 하고 있다. 당분간은 긴장과 충돌이 중국정부로 하여금 국가-사회간의 상호작용을 제도화시켜 농촌 시민사회의 권력 성장을 억제시키고, 거리투쟁을 제도 내 투쟁으로 유도할 가능성이 높다. 그러나 국가와 농촌사회간의 갈등과 충돌이 끊임없이 지속되고 있으며, 농민 저항의 방식이 변화하는 것을 볼 때 중국 국가-사회관계에도 새로운 조정이 이미 진행되고 있다고 할 수 있다.

목포항 주변 하구역의 영양염 수지 (The Budget of Nutrients in the Estuaries Near Mokpo Harbor)

  • 김영태;최윤석;조윤식;오현택;전승렬;최용현;한형균
    • 해양환경안전학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.708-722
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    • 2016
  • LOICZ(Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone) 모델을 이용하여, 목포항 주변의 하구역(영산호 하구역, 영암호-금호호 하구역)에서 일어나는 생지화학적인 순환 과정을 이해하고자 계절별 영양염 수지를 산정하였다. 비성층화 시기인 2008년 5월, 9월, 11월에는 simple three-box model을 적용하였고, 성층이 발생했던 7월에는 two-layer box model을 적용하였다. 물질 수지를 산정한 결과, 5월과 7월에 외해역으로부터 영양염이 역유입되었고, 외해수와의 혼합에 의한 교환($V_{X-3}$, 또는 $V_{deep}$)을 통해 하구역으로 유입되는 영양염(DIP) 부하량이 인공 호수의 대규모 방류 영향을 받은 육상기인 유입량보다 더 많았다. 그리고 9월 물질 수지 결과에서는 하구역과 외해역의 영향을 동시에 받는 하구역 입구(sub-region III)에서 영양염의 과잉 적체가 발생되었다. 저수온기(11월)에 인공 호수(영산호)의 방류 영향이 없는 하구역에서는 영양염이 제거되었고, 담수 방류(영암호-금호호)의 영향을 받은 하구역에서는 수주 내 영양염이 축적되는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과들은 목포항 주변 하구역으로 유입되는 영양염들이 육상에서 기인할 뿐만 아니라, 외해역 그리고 하구역 내에서도 추가 공급되고 있다는 점을 시사하고 있다. 따라서 목포항 주변 하구역의 수질 관리를 위해서는 담수를 통한 육상기인 영양염 부하량을 저감하는 방안과 함께, 주변 해안으로의 영양염 유입도 저감하기 위한 통합 환경관리 대책이 수립되어야 할 것으로 판단된다.

국내 유통 중인 식용식물 추출물의 항산화효과 (Anti-oxidative Activities of Commercial Edible Plant Extracts Distributed in Korea)

  • 김경범;유기환;박하얀;정종문
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제49권4호
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    • pp.328-333
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    • 2006
  • 많은 식물 추출물들은 항산화 효능을 지니고 있으나 대량 생산 공정시 그들의 활성을 잃어버리는 경향이 있다. 따라서 본 본문에서는 대량 생산 공정을 거쳐 국내 유통 중인 43종의 식용식물 추출물을 대상으로 총 페놀 함량, DPPH 라디칼 포착 효능, 그리고 superoxide anion 라디칼 포착 효능을 측정하였다. 그 결과 개똥쑥(Artemisia annua, whole plant), 마태(Ilex paraguariensis leaf), 엉겅퀴(Silybum marianum, fruit 그리고 leaf), 유근피(Ulmus pumila, bark), 운지버섯(Coriolus versicolor, fruit) 그리고 울금(Curcuma longa, root 그리고 stem) 추출물은 70 mg/g 이상의 높은 페놀화합물을 함유하는 것으로 나타났다. DPPH 라디칼의 포착 효능에서 개똥쑥, 마테, 솔잎(Pinus densiflora, leaf), 엉겅퀴, 유근피, 그리고 울금 추출물의 $SC_{50}$ 값 측정 결과 각각 $53.96{\pm}0.81ppm,\;24.61{\pm}2.12ppm,\;35.96{\pm}1.11ppm,\;57.45{\pm}2.13ppm,\;55.25{\pm}1.65ppm$ 그리고 $12.99{\pm}1.67ppm$으로 나타났다(비타민 C의 $SC_{50}$값: $3.86{\pm}0.81ppm$). 또한 superoxide anion 라디칼 포착 효능에서는 개똥쑥, 계피(Cinnamomum zeylunicum, bark), 마테, 복분자(Rubus coreanus, fruit 그리고 leaf), 상엽(Morus alba, leaf), 솔잎, 엉겅퀴, 유근피, 운지버섯, 울금, 자소엽(Perilla frutescens var. acuta, leaf) 그리고 히비스커스(Hibiscus sabdariffa, leaf) 그리고 flower) 추출물의 $SC_{50}$ 값 측정 결과 각각 $53.21{\pm}1.83ppm,\;50.12{\pm}2.12ppm,\;5.59{\pm}0.84ppm,\;41.60{\pm}8.93ppm,\;20.19{\pm}0.97ppm,\;15.19{\pm}1.66ppm,\;21.20{\pm}1.88ppm,\;15.71{\pm}0.91ppm,\;55.48{\pm}2.42ppm,\;52.12{\pm}2.44ppm,\;23.80{\pm}1.98ppm$ 그리고 $11.14{\pm}0.51ppm$인 것으로 나타났다(비타민 C의 $SC_{50}$ 값:$9.61{\pm}0.93ppm$). 특히 마테 추출물과 솔잎 추출물은 총 페놀 함량이 높으면서 DPPH 라디칼과 superoxide anion 라디칼을 동시에 효율적으로 포착하는 효능을 지니고 있는 것으로 나타났다. 결론적으로 마테와 솔잎의 상업적인 추출물은 기능성 항산화제로서 유용한 소재로 사용 가능 할 것으로 사료된다.

스위스 Grimsel Test Site에서 수행된 FEBEX 현장시험에 대한 수치해석적 연구 (Numerical analysis of FEBEX at Grimsel Test Site in Switzerland)

  • 이창수;이재원;김건영
    • 터널과지하공간
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    • 제30권4호
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    • pp.359-381
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    • 2020
  • 벤토나이트 완충재에서의 열-수리-역학적 복합거동을 예측하기 위해 TOUGH2-MP/FLAC3D 시뮬레이터를 기반으로 개발된 Barcelona basic 모델(BBM) 해석모듈의 현장 적용성을 검토하고자 국제공동연구 DECOVALEX-2019 Task D에 참여하여 스위스 Grimsel Test Site의 현장시험(full-scale engineered barriers experiment, FEBEX) 모델링을 수행하고 현장시험에서 계측된 히터 파워, 온도, 상대습도, 응력, 포화도, 함수율 그리고 건조밀도를 계산 값과 비교하였다. 수치해석을 이용하여 시간에 따른 히터 파워와 온도 변화는 전반적으로 잘 재현되었지만, 히터 1과 히터 2에서의 파워 차이를 계산할 수는 없었으며 이를 개선하기 위해서는 FEBEX 터널 주변에 분포하는 황반암과 시험장치 및 벤토나이트 블록의 설치 공정을 반영할 필요가 있을 것으로 판단된다. 상대습도 변화와 분포 역시 전반적으로 잘 모사되었으나, 수치해석에서 히터 부근에서의 재포화과정이 상대적으로 빠르게 진행된 것으로 보아 수리모델에 대한 일부 수정이 필요할 것으로 보인다. 현장시험에서는 벤토나이트 완충재와 암반 사이에 틈이 존재하지만 수치해석에서는 완벽하게 접촉하고 있는 것으로 가정하였기 때문에 운영 초기의 응력 변화는 다소 차이를 보였지만, 전반적으로 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 해체 이후 측정한 포화도, 함수율, 그리고 건조밀도의 분포 역시 전반적으로 잘 재현되었지만, 건조밀도가 터널 중심과 히터부근에서 조금 크게 계산되어 벤토나이트 블록의 투수계수가 상대적으로 작은 값으로 반영되어 포화도와 함수율이 작게 계산된 것으로 보이며, 이를 개선하기 위해서는 건조밀도에 따른 투수계수 모델에 일부 수정이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과를 토대로 수치모델을 수정하고 추가적인 연구를 수행한다면, 보다 나은 해석 결과와 벤토나이트 완충재에서의 THM 복합거동을 좀 더 현실적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

40℃ 48시간 에탄올발효 과정 중 일어나는 Saccharomyces cerevisiae KNU5377의 생리 변화 (Physiological Changes of Saccharomyces cerevisiae KNU5377 Occurred in the Process of the 48-hour Ethanol Fermentation at 40℃)

  • 곽선혜;김일섭;강경희;이정숙;진익렬
    • 생명과학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.146-154
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    • 2011
  • 포도당 20%와 효모엑기스가 함유된 배지에서 $40^{\circ}C$에서 48시간에 걸친 에탄올발효 과정 중에 일어나는 고온성 알코올 발효 효모균주 Saccharomyces cerevisiae KNU5377의 세포 내에서 일어나는 생리적 변화를 살펴보고자 했다. 그 결과, 이 발효 효모균주는 $40^{\circ}C$ 48시간의 발효로써 11.4% alcohol을 생성하여, 고온발효인데도 불구하고 우수한 발효능을 가진 것을 확인할 수 있었다. 또한 12시간 발효과정동안 배지의 pH가 시작단계의 pH 6.0이 4.1로 내려갔으며, 이후 에탄올발효가 완성될 때까지 거의 변화하지 않고 이 값으로 유지되었다. 발효 12시간이 지나면서 세포막의 지방산의 조성은 불포화지방산인 $C_{16:1}$ (palmitoleic acid)가 포화지방산인 $C_{16:0}$ (palmitic acid)보다 1.5배나 증가하였으며, $C_{18:1}$보다는 2배 가까이 증가하여 구성되어 있었다. 48시간 배양한 세포의 2차 전기영동(2-D)을 통한 세포내 단백질의 발현정도를 proteomics분석법으로 살펴본 바, phosphoglycerate kinase가 가장 크게 발현했음을 Mass Spectrometry를 통해 알 수 있었다. 그 뒤를 이어 adenylate kinase, Cys3p, Tdh3p, translational elongation factor 등이 크게 발현된 것을 알게 되었다. 이들은 직간접적으로 해당과정에 관여하는 인자들 이어서, 고온 장시간에 걸친 에탄올발효를 하는 이 발효 효모균주의 세포에게는 생존과 에탄올발효를 위하여 해당과정 관여 인자가 중요한 역할을 하고 있다는 것을 강력히 시사하였다.

진해만 서부해역에서 식물플랑크톤의 시.공간적 분포특성 (The Characteristics on the Spatial and Temporal Distribution of Phytoplankton in the Western Jinhae Bay, Korea)

  • 유만호;송태윤;김은수;최중기
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제12권4호
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    • pp.305-314
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    • 2007
  • 남해 진해만 서부해역에서 2003년 11월부터 2004년 8월까지 식물플랑크톤의 시 공간 분포특성 및 해양환경요인과의 상관성을 분석하였다. 대부분의 해양환경요인은 균일한 공간분포를 보였고, 식물플랑크톤 종조성은 돌말류와 와편모류가 주를 이루었으며 개체수는 연간 $16{\times}10^3\;cells\;l^{-1}{\sim}5,845{\times}10^3\;cells\;l^{-1}$(평균 $555{\times}10^3\;cells\;l^{-1})의 범위로 변화하였다. 식물플랑크톤의 대발생은 고현항 내측수역에서 하계에 발생하였다. 계절별 식물플랑크톤 현존량은 2월(동계)과 8월(하계)에 높고, 5월(춘계)과 11월(추계)에 낮았다. 연구기간동안 Skeletonema costatum, Akashiwo sanguinea, Pseudo-nitzschia pungens, Dactyliosolen sp., Leptocylindrus danicus, cryptomonads 등이 식물플랑크톤 우점종으로 출현하였다. 특히, S. costatum은 하계에 극우점하여 출현하였으며, A. sanguinea(추계와 춘계), Pseudo-nitzschia sp.(하계), Guinardia striata(춘계), 미동정 편모류(하계), cryptomonads(춘계) 등은 특정시기에 높은 우점률을 보였다. Chl a 농도는 연간 $0.6{\mu}g{\cdot}l^{-1}{\sim}16.7{\mu}g{\cdot}l^{-1}$(평균 $3.4{\mu}g{\cdot}l^{-1}$)로 나타났다. 정준대응분석 결과 진해만 서부해역은 크게 두 개의 수역(고현항 내측과 외측)으로 나눠지며, 높은 밀도의 식물플랑크톤 현존량과 Chl a 농도를 보인 고현항 내측의 경우 수온, 용존산소, 영양염류($SiO^2$, TN, TP and etc.) 등이 식물플랑크톤 군집에 영향을 미치는 해양환경 요인으로 나타났다. 고현항 내측수괴는 동계에 가조도와 칠천도 사이의 중앙 수역까지 확장되어 나타났다.

아침식사량이 대사위험요인에 미치는 영향 (The Influence of Breakfast Size to Metabolic Risk Factors)

  • 김윤진;이정규;이유현;이상엽;정동욱;박선기;조영혜
    • 생명과학회지
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    • 제20권12호
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    • pp.1812-1819
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    • 2010
  • 아침결식은 비만 및 대사증후군 항목과 밀접한 관계가 있다. 본 연구에서는 아침식사량과 비만 및 대사증후군의 관계를 분석하였다. 본 연구는 2006년 1월부터 12월까지 부산에 소재한 한 대학병원 건강검진센터를 방문한 수진자 5548명을 대상으로 하였다. 연구대상은 아침식사량에 따라 아침결식군, 소량섭취군, 중간섭취군, 과량섭취군의 4개 군으로 분류하였다. 대상자 5548명 중 959명(17.3%)이 아침식사를 하지 않는 아침결식군이었다. 아침결식군에서 일일섭취열량 및 단백질, 탄수화물, 지방섭취량이 가장 낮았으며, 아침식사군에서는 일일섭취열량 및 단백질, 탄수화물 섭취량이 아침식사량에 비례하여 증가하였다. 체질량지수($23.4\;kg/m^2$)와 허리둘레(79.6 cm)는 소량섭취군에서 가장 낮았다. 소량섭취군에서 중성지방, 공복혈당 및 수축기와 이완기 혈압이 가장 낮았으며, 고밀도지단백 콜레스테롤이 가장 높았다. 대사위험요인의 수는 소량섭취군에서 가장 적었고 아침식사량이 증가함에 따라 유의한 차이가 있었다. 대사증후군의 교차비(Odds ratio=0.612)는 소량섭취군에서 가장 낮았으며, 아침식사량이 증가함에 따라 교차비도 증가했고, 아침결식군에서 과량식사군보다 교차비가 높게 나타났으나 유의하지는 않았다. 본 연구 결과 아침식사량은 대사위험요인에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 아침결식은 대사위험요인에 나쁜 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 소량의 아침식사가 대사위험요인에 가장 좋은 영향을 미치는 것으로 나타났다.

낙동강 하구둑 방류수에 의한 하구역 수질의 시공간적 변화 (Spatiotemporal Variations of Seawater Quality due to the Inflow of Discharge from Nakdong River Barrage)

  • 윤한삼;박순;이인철;김헌태
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.78-85
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    • 2008
  • 본 연구에서는 낙동강 하구둑으로 부터의 일별 하구둑 방류량을 고려한 최근 3년간의 유입오염부하량을 산정하고, 하구역내 수질의 시공간 특성을 평가하여 낙동강 하구둑 방류수의 유입오염부하량에 의한 하구역네 수질의 상호관련성을 평가해보고자 하였다. 본 연구를 통해 얻어진 주요 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. (1) 낙동강 하구둑의 11년간 총 방류량은 $224,576.8{\times}10^6m^3/day$이며, 8월이 23.4%인 $52,634.2{\times}10^6 m^3/day$로 가장 많고 다음으로는 7월 23.1%, 9월 17.0% 순이었다. (2) 낙동강 하구둑으로부터의 2005년 유입오염부하량은 각각 307,591.3 COD-kg/day, 128,746.1 TN-kg/day, 107,625.8 TP-kg/day로 산정되었다. (3)낙동강 하구 해역의 표층 수온이 저층보다 약 $2.137^{\circ}C$ 높고, 저층 염분이 표층보다 2.209%o 높게 나타났으며, 하구둑 방류로 인해 표층 염분이 최소 19.593%o까지 감소하였다. (4) DO, COD, TN, SS의 경우 표층이 저층보다 높은 경향을 나타낸 반면에, TP의 경우 저층이 표층보다 높게 나타났다 (5)갈수기와 홍수기시의 표층 및 저층에서의 수괴는 담수 유입에 따른 밀도차에 의해 수괴가 분리되는 현상이 발생하고 있음을 알 수 있다.

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Streptomyces longwoodensis로부터 Autoregulator Receptor Protein 유전자의 클로닝 및 특성 (Characterization and Cloning of the Gene Encoding Autoregulator Receptor Protein from Streptomyces longwoodensis)

  • 여수환;이성봉;김현수
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.96-105
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    • 2005
  • 공시균인 S. longwoodensis IFO 14251의 autoregulators 및 receptor gene 탐색의 일환으로 기존의 Streptomyces속 receptor gene의 공통배열을 primer로 이용하여 PCR을 수행하였다. 예상되는 100 bp 크기의 단편을 pUC19 vector에 ligation하여 E. coli $DH5{\alpha}$에 transformation한 후, plasmid를 분리하여 BamHI을 처리하여 $2\%$ agarose gel에 전기영동한 결과, pUC19 외에 receptor gene PCR product가 100 bp 위치에 존재하는 것을 확인하였다. 형질전환된 plasmid로 PCR을 수행한 후, 염기배열을 결정하여 분석한 결과, Streptomyces sp. 유래의 receptor gene의 일부분임이 확인되었다. 따라서 S. longwoodensis IFO 14251에는 lysocellin 생산에 관여한다고 추정되는 autoregulator receptor protein을 코드하는 유전자가 존재할 것으로 예상되어 100 bp의 PCR product를 probe로 이용하여 Southern 및 colony hybridization을 통하여 4.4 kb의 SphI 단편을 가지는 plasmid(pSLT)를 제작하였고 이를 sequencing한 결과, Streptomyces 속 유래의 autoregulator receptor 단백질을 코드하는 유전자와 3개의 open reading frame(651 bp)을 확인하여 sltR이라 명명하였다. 유전자 해석 결과, 기존의 autoregulator receptor proteins과 비교시 $35{\sim}46\%$의 homology를 나타내었다. 재조합 단백질의 발현을 위해, sltR/pET-l7b plasmid를 제작하고 E. coli BL21(DE3)/pLysS을 host cell로 이용하여 재조합 단백질을 발현시켰다. SltR 재조합 단백질의 정제는 DEAE-Sephacel column chromatography와 DEAE-5PW chromatography(HPLC)를 통해 수행하였다. Gel filtration chromatography(HPLC, 55 kDa)와 SDS-PAGE(28 kDa)를 통해 분자량을 확인한 결과, 재조합 단백질은 dimer형태로 존재하는 것으로 확인되었다. 또한, 결합활성에 있어 A-factor type의 autoregulator에 대해 가장 강한 결합활성을 나타내었다.