• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 2005년도 2005 Annual Meeting & International Symposium
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• pp.154-164
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• 2005

Saccharomyces cerevisiae KNU5377 is a thermotolerant strain, which can ferment ethanol from wasted papers and starch at 40$^{\circ}C$ with the almost same rate as at 30$^{\circ}C$. This strain showed alcohol fermentation ability to convert wasted papers 200 g (w/v) to ethanol 8.4% (v/v) at 40$^{\circ}C$, meaning that 8.4% ethanol is acceptable enough to ferment in the industrial economy. As well, all kinds of starch that are using in the industry were converted into ethanol at 40$^{\circ}C$ with the almost same rate as at 30$^{\circ}C$. Hyperthermic cell killing kinetics and differential scanning calorimetry (DSC) revealed that exponentially growing cells of this yeast strain KNU5377 were more thermotolerant than those of S. cerevisiae ATCC24858 used as a control. This intrinsic thermotolernace did not result from the stability of entire cellular components but possibly from that of a particular target. Heat shock induced similar results in whole cell DSC profiles of both strains and the accumulation of trehalose in the cells of both strains, but the trehalose contents in the strain KNU5377 were 2.6 fold higher than that in the control strain. On the contrary to the trehalose level, the neutral trehalase activity in the KNU5377 cells was not changed after the heat shock. This result made a conclusion that though the trehalose may stabilize cellular components, the surplus of trehalose in KNU5377 strain was not essential for stabilization of whole cellular components. A constitutively thermotolerant yeast, S. cerevisiae KNU5377, was compared with a relatively thermosensitive control, S. cerevisiae ATCC24858, by assaying the fluidity and proton ATPase on the plasma membrane. Anisotropic values (r) of both strains were slightly increased by elevating the incubation temperatures from 25$^{\circ}C$ to 37$^{\circ}C$ when they were aerobically cultured for 12 hours in the YPD media, implying the membrane fluidity was decreased. While the temperature was elevated up to 40$^{\circ}C$, the fluidity was not changed in the KNU5377 cell, but rather increased in the control. This result implies that the plasma membrane of the KNU5377 cell can be characterized into the more stabilized state than control. Besides, heat shock decreased the fluidity in the control strain, but not in the KNU5377 strain. This means also there's a stabilization of the plasma membrane in the KNU5377 cell. Furthermore, the proton ATPase assay indicated the KNU5377 cell kept a relatively more stabilized glucose metabolism at high temperature than the control cell. Therefore, the results were concluded that the stabilization of plasma membrane and growth at high temperature for the KNU5377 cell. Genome wide transcription analysis showed that the heat shock responses were very complex and combinatory in the KNU5377 cell. Induced by the heat shock, a number of genes were related with the ubiquitin mediated proteolysis, metallothionein (prevent ROS production from copper), hsp27 (88-fold induced remarkably, preventing the protein aggregation and denaturation), oxidative stress response (to remove the hydrogen peroxide), and etc.

• 환경영향평가
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• 제29권3호
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• pp.157-181
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• 2020

하천, 호소 및 해양항만의 퇴적물은 수계로 배출된 오염물질의 종착점이면서 동시에 지속적으로 오염물질을 수계로 배출하는 오염원(source)으로 작용한다. 지금까지 오염퇴적물은 육상매립 또는 해양투기해왔던 것이 현실이었다. 하지만 육상매립은 고 비용, 해양투기는 런던협약으로 인해 전면 금지되었다. 따라서 본 연구에서는 대상부지인 왕궁축산단지의 오염퇴적토를 대상으로 토양정화방법을 적용하여 연구하였다. 토양정화방법은 해외 적용사례와 국내 처리 가능한 적용기술을 선별하여 전처리, 퇴비화, 토양세척, 동전기, 열탈착을 적용하였다. 오염특성파악을 위한 대상 부지 조사결과 수질은 용존산소(Disolved Oxigen, DO), 부유물질(Suspended Solid, SS), 화학적산소요구량(Chemical Oxygen Demand, COD), 총질소(Total Nitrogen, TN), 총인(Total Phosphorus, TP) 이 방류수 수질기준을 초과하였고 특히 SS, COD, TN, TP는 기준을 수십 배에서 수백 배 초과하였다. 토양은 돼지사료의 성장을 촉진하는 구리, 아연의 농도가 높게 나타났으며, 카드뮴이 토양환경보전법 기준치 1지역을 상회하였다. 전처리기술은 하이드로사이클론을 활용하여 입도분리를 실시하였으며, 미세토양이 80% 이상 분리되어 선별효율이 높게 나타났다. 퇴비화는 유기물 및 석유계 총 탄화수소(Total Petroleum Hydrocarbon, TPH) 오염토양을 대상으로 실시하였으며, TPH는 우려기준 이내로 처리되었고, 유기물의 경우 대장균이 높게 분석되어 70℃에서 퇴비화 최적조건을 적용하여 비료규격을 만족하였으나 비료규격에 비하여는 유기물함량이 낮게 분석되었다. 토양세척은 연속추출시험결과 Cd는 미세토에서 5단계인 잔류성(Residual)물질이 확연하게 존재하였고 Cu 및 Zn은 오염분리가 쉬운 이온교환성(1단계), 탄산염(2단계), 철/망간산화물(3단계)의 함량이 대부분을 차지했다. 산용출과 다단세척을 단계별로 적용결과 염산, 1.0M, 1:3, 200rpm, 60min이 최적 세척인자로 분석되었으며 다단세척실험결과 오염 퇴적토는 대부분 1단에서 토양환경보전법 우려기준을 만족하는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구의 적용성 시험결과 중금속오염이 높은 오염토는 전처리 후 토양세척을 적용하여 처리토를 골재로 활용하고, 유기물 및 유류 오염토는 퇴비화를 적용하여 오염물질과 대장균을 사멸한 후 부숙토로 사용하는 것이 효율적임을 확인할 수 있었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제18권4호
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• pp.203-218
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• 1975

양송이 재배중(栽培中) 재배상(栽培床) 퇴비(堆肥)의 성분변화(成分變化)를 파악(把握)하기 위하여 양송이의 대규모(大規模) 생산(生産) 조건하(條件下)에서 퇴비입상후(堆肥入床後) 수확(收穫)이 끝나는 폐상시기(廢床時期)까지의 재배상퇴비(栽培床堆肥) 및 양송이 자실체(子實體)의 여러가지 성분(成分)을 분석(分析)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었으며 재배상(栽培床) 퇴비(堆肥)의 숙성기작(熟成機作)을 제시(提示)하였다. 1) 재배상(栽培床) 및 배양실(培養室)의 온도변화(溫度變化)와 양송이의 수량(收量)을 주기별(週期別)로 조사(調査)하였고 전체수량(全體收量)은 $15.6kg/m^2$이었다. 2) 입상직후(入床直後)의 퇴비(堆肥)는 pH8.2이었으나 복토시기(覆土時期)부터 pH 6.4로 떨어져 폐상시(廢床時)까지 유지(維持)되었다. 3) 재배상(栽培床) 퇴비(堆肥)의 일반성분(一般成分)을 고형물(固形物) 기준(基準)으로 볼 때 회분(灰分)은 증가(增加)하였으나 전실소(全實素), 에텔 추출물(抽出物), 조섬유(粗纖維)는 계속으로 감소하였으며 결국 유기물(有機物)의 감소하였으며 결국 유기물(有機物)의 감소를 초래하였다. 4) 재배상(栽培床) 퇴비(堆肥)의 전실소(全實素)는 계속적으로 감소하였으며 부용성(不溶性) 실소(室素)의 감소량(減少量)이 수용성(水溶性) 실소(實素)보다 더 컸고, C/N율(率)은 최초(最初) 21이던것이 16으로까지 점차적으로 감소하였다. 5) 재배상(栽培床) 퇴비(堆肥)의 탄수화물(炭水化物)중 ${\alpha}-cellulose$, pentosan, lignin은 각각 87%, 75%, 60%씩 소실되었으며 특히 ${\alpha}-cellulose$는 복토직후(覆土直後)에 크게 감소(減少)하였다. 6) 재배상(栽培床) 퇴비(堆肥)의 유리환원당(遊離還元糖)은 계속적으로 증가(增加)하였고, 유리(遊離)아미노산(酸)을 수확초기(收穫初期)까지 증가(增加)하다가 폐상시(廢床時)에는 다시 감소하였다. 입상시(入床時)의 퇴비(堆肥)에는 alanine, glutamic acid, glycine, serine이 검출(檢出)되었으나 양송이 재배(栽培)에 따라 glycine은 크게 감소하는 반면(反面) proline이 크게 증가(增加)하였다. 7) 재배상퇴비(栽培床堆肥)의 무기원소(無機元素) 중 P, Zn은 감소하는 경향이 있고, Cu은 증가(增加)하는 경향이있으며 K, Na은 큰 변화(變化)가 없었다. 8) 수확주기(收穫週期)가 다른 양송이의 일반성분(一般成分), 무기성분(無機成分), 유리환원당(遊離還元糖) 및 아미노산(酸)을 분석(分析) 비교(比較)한 결과(結果) 큰 차이가 없었으나 조지방(粗脂肪), 환원당(還元糖), Na함량(含量)은 초기수확(初期收穫)의 것에서, 아미노산(酸) P은 후기수확(後期收穫)의 것에서 약간 높았다. 양송이중의 유리(遊離)아미노산(酸)으로는 alanine, serine, threonine glutamic acid를 위시(爲始)하여 12종(種)이 검출(檢出)되었다. 9) 본실험(本實驗)으로 재배상(栽培床) 퇴비(堆肥)의 숙성(熟成) 과정은 중온균(中溫菌)에 의한 암모니아의 생성(生成)과 탄수물화(炭水物化)의 분해에 이어 고온균(高溫菌)에 의한 단백질합성(蛋白質合成), 균경형성(菌經形成) 그리고 다실소(多室素) lignin 부식복합기(腐植複合畿)를 형성(形成)하고 이들 성분(成分)이 잔류(殘留)하는 탄수화물(炭水化物)과 함께 양송이의 영양원(營養源)을 이루게 되는 숙성기작(熟成機作)을 뒷받침 할 수 있었다.

• 한국동물학회지
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• 제39권1호
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• pp.36-46
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• 1996

붉은 지렁이(Lumbricus rubellus)로부터 체내에 존재하는 phenoloxidase (EPO)를 ammonium sulfate. Blue-2, Phenyl-, Q-sepharose chromatography등을 이용하여 정제하였다. 이 효소는 SDS-PAGE상에서 59 kDa의 분자량을 갖는 단일 단백질로 나타났으며 nondenatudng-PAGE를 이용하여 DL-dopa를 기질로 in situ 염색 결과, 210 kDa 보다 다소 큰 단일 band가 dopachrome 침착에 의해 형성되었다. 이는 곧 이 효소가 자연상태에서 복합체의 형태로 존재하고 있음을 의미한다. 또한 이 효소는 monophenolase 활성도, 즉 tyrosine을 dopa로 전환시키는 활성도도 갖고 있음을 470nm에서 dopachrome축적을 관찰함으로써 확인할 수 있었다. Phenyithiourea(PUT), 1, 10-phenanthroline, EDTA, EGTA등을 사용한 효소억제 실험 결과, PTU만이 65 $\mu$M의 IC 0.5로 효소 활성도를 효과적으로 억제시켰다. 이는 EPO의 촉매기작에서 구리가 매우 중요한 역할을 하고 있음을 의미한다. 이 효소는 L-dopa를 기질로 사용하였을 때 35$^{\circ}C$와 pH8.0에서 최적의 활성도를 나타내었다. EPO의 L-dopa에 대한 Km은 pH6.5와 8.0에서 각각 1.86 mM과 13.8 mM로 나타났다. 또한, pH 8.0에서 Vmax는 pH 6.5에서 보다 약 6.6배 높은 반면, 각 조건에서 촉매 효율성은 거의 차이가 없음 [(kat/Km)pH8.0/(kcat/Km)pH6.5 = O.92]을 알 수 있었다. 따라서, 이 사실은 EPO 촉매기작에 미치는 pH의 효과가 효소 자체에보다는 기질 또는 효소-기질 복합체 형성과정에 영향을 줌을 의미한다. 이와 같은 사실을 종합해 보면, L. rubellus에 존재하는 phenoloxidase는 oligomeric form을 가지며 활성화 되기 위한 제한적 단백질 가수분해를 필요로 하지 않는다. 따라서, prophenoloxidase activating system의 존재 가능성을 완전히 배재할 수는 없으나 지렁이 체내의 PO는 최소한 부분적으로나마 latent from으로 존재함을 확인할 수 있었다. 이는 외부 침입시 host를 보호하기 위한 방법으로 EPO를 latent from으로 유지 시킬 수 있는 또는 활성화 시킬 수 있는 조절기작의 존재를 예측하게 한다.