해수중 용존 Cu와 Ni의 생지화학적인 행동을 이해하기 위하여 1995년 10월 동해중앙 해역을 남북으로 횡단하여 남부와 북부의 두 정점에서 수심 400 m까지 수직적 분포를 조사하였다. 이 연구는 우리나라에서 금속들의 수직적 농도 분포에 대한 최초의 보고이다. 남부에서 용존 Cu의 농도 범위는 2.2~5.8 nmol/kg이고 북부에서는 1.6~2.4 nmol/kg으로 조사되었다. 특히, 남부 표층수의 5.8 nmol/kg는 북부의 1.7 nmol/kg보다 2배 이상 높았다. 그 결과로 남부에서 Cu의 분포 형태는 표층에서 농도가 높고 수심 30m이하에서 급격히 감소하는 스카벤징 형태였다. 그렇지만 북부는 수심에 따른 특정적인 분포 경향성이 없었다. Ni의 경우, 남부에서는 4.3~7.1 nmol/kg의 분포를 보이면서 인산염과 뚜렷한 양의 상관 관계를 보인 반면, 북부에서는 남부보다 낮은 3.4~5.4 nmol/kg들 함유하고 영양염과는 상관 관계가 낮았다. 이는 동시에 조사한 CTD, 용존산소 및 영양염 자료에서 남부정점은 저염분이 출현한 표층에서 심층까지 6개 정도의 복잡한 수괴가 수직적으로 분포하는 반면, 북부 정점은 매우 얕은 수온약층을 제외하고는 수심 300m 이심까지 비교적 균일한 해수로 구성되었기 때문으로 해석되었다. 남부 표층수의 저염분 분포(31.87~31.96 psu)는 육지에서 기인한 담수의 영향이 강하게 남은 것으로서, 여름철에 배출된 양자강수가 비교적 그 특성을 유지한 채 중국 연안과 대한해협을 통하여 대마난류에 편승하여 plume의 형태로 조사시기인 10월에 본 조사 정점인 동해의 남부 지역까지 이동된 결과인 것으로 유추되었다. Cu와 Ni의 농도는 북태평양이나 다른 서기에 조사한 동해 표층의 농도 범위와 잘 일치하고 있으며 Ni의 대부분은 용존상태로 존재함이 밝혀졌다.
최근 금속자원 재활용과 환경보호에 대한 기술적 필요성에 의해 구리(Cu)를 주성분으로 하는 동합금으로부터 니켈, 주석 등의 유가금속 분리/회수에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 동합금에 포함된 유가금속들을 분리/회수하는 기초연구중 하나로서, 킬레이트 수지를 이용하여 동합금 제련시 발생하는 부산물에 포함되어 있는 대표적인 유가금속인 니켈(Ni)을 분리/추출할 수 있는 농축 공정의 가능성에 대해 검토하였다. 킬레이트 수지는 원자량이 높은 $Cu^{2+}$ 이온을 $Ni^{2+}$ 이온보다 선택적으로 흡수하였으며, 이러한 과정을 수차례 반복함으로써 실제 동합금 부산물 샘플의 $Ni^{2+}$ 및 $Cu^{2+}$ 이온을 농축할 수 있었으며, XRF 분석을 통하여 각각 70 % 및 99 %의 농도로 분리할 수 있음을 확인하였다.
폐흡충 성충의 인산완충액 추출액을 원심분리하여 만든 세포질 현탁액을 조효소(조효소)로 사용하여 Xanthine- zanthine oxidase system으로 superoxide digmutase 환성을 측정한 결과 비활성도(비활성도: specific activity)는 4.3 units/mg이었다. 이 효소의 활성도를 30∼85% ammonium sulfate 침전 및 DEAE-Trisacryl M anion exchange chromatography와 Sephadex G-100 column chromatography를 통과시키면서 측정하는 방법으로 superoxide dismutase를 정제하고, 정제한 효소의 생화학적 특성을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 정제과정을 통해 세포질 내 superoxide dismutase를 150배 정제하였다. Sephadex G-100 gel filtration에 의해 계산한 이 효소의 분자량은 34kDa이었고 환원성 SDS-PAGE상 subunit가 17 kDa이었다. 따라서 이 효소는 subunit 두개로 구성된 중항체로 판단하였다. 3. 이 효소는 1 mM 이상의 cyanide 농도에서는 효소 황성이 100% 억제되었고, 5mM 농도의 azide에서는 11.1%, 10mM azide에서는 22.2% 그 환성이 각각 억제되었다. 3. 이 효소는 완충액의 pH가 10.0일 때 효소 황성이 5.4배 증가되었다. 이상의 결과로 폐흡충의 세포질 내에 존재하는 superoxide dismutase는 구리와 아연을 함유한 superoxide dismutase라고 판단할 수 있었다.
Salicylaldoxime (SA)이 내포되어 있는 미세결정 p-dichlorobenzene 흡착제(p-dichlorobenzene-SA)를 이용하여 시료에 흔적량으로 들어있는 Cu(II)를 예비농축시킨 후 불꽃 원자흡수분광법으로 정량하는 방법을 개발하였다. 시료 용액의 pH, 킬레이트제 salicylaldoxime의 양, 흡착제 p-dichlorobenzene-SA의 양 그리고 시료 용액의 흐름속도 등 여러 실험조건을 최적화하였다. 여러 공존이온에 대한 방해효과를 조사한 결과, $CN^1$가 다른 이온들보다 비교적 심하게 방해하였다. $1\;{\mu}g\;mL^{-1}\;CN^-$에 의한 방해효과는 Ni(II)를$20\;{\mu}g\;mL^{-1}$ 되도록 조절한 결과, 완전히 제거할 수 있었다. 본 방법으로 얻은 직선 감응범위, 상관계수($R^2$) 및 검출한계는 각각 $3.0\sim100\;ng\;mL^{-1}$, 0.9901, 및 $3.1\;ng\;mL^{-1}$ 이었다. 본 방법을 실제 시료에 적용가능 여부를 확인하기 위해 수용액 시료(폐수, 저수지물 및 시냇물)와 식품시료(오렌지 쥬스, 생계란 및 탈지분유)에 응용하였다. 회수율은 93~104% 범위이었으며, ICP-MS를 이용하여 직접 측정한 값과 본 방법으로 측정한 값을 비교한 결과, 95% 신뢰수준에서 잘 일치하였다. 본 방법을 쌀가루 인증표준물질(certified reference material, CRM) 시료에 응용해 보았으며 좋은 결과를 얻었다. 실험 결과들로부터 본 방법은 여러 실제 시료에 들어있는 Cu(II)를 농축 및 정량하는데 응용할 수 있음을 확인하였다.
본 실험(實驗)에서는 여러 가지 중금속(重金屬) 종류중 Cd, Zn, Cu의 토양(土壤) 중에서의 행동(용해도(溶解度))에 대한 기작을 규명하기 위하여 8종(種)의 토양(土壤)을 이용하여 토양(土壤) Column을 만들고 각기 다른 농도의 중금속(重金屬)을 단독(單獨) 및 혼합처리(混合處理)하고 pH를 $3.0{\sim}11.0$사이에서 조절(調節)하여 중금속(重金屬)의 토양(土壤)에 의한 흡착(吸着) 및 탈착(脫着)을 조사하여 이 현상들의 pH, O.M., C.E.C. 및 토양광물(土壤鑛物) 종류(種類)와의 관계(關係)를 규명하였다. 1. 실험결과(實驗結果)는 모든 토양(土壤)에서 중금속(重金屬)의 흡착(吸着)은 예외없이 pH와 밀접한 관련이 있어 pH 6.0 부근에서 흡착량(吸着量)이 최대(最大)였으며 이보다 낮거나 높은쪽으로 감에 따라 감소(減少)하였으며 이러한 현상(現狀)은 세가지로 중금속(重金屬) Cu, Zn 및 Cd 각각의 단독(單獨) 및 혼합용액(混合溶液)에서 동일(同一)한 경향(傾向)이고 혼합용액(混合溶液) 상태에서 흡착량(吸着量)은 Cu가 Zn, Cd보다 많았다. 2. 또한 토양(土壤)에 의한 중금속(重金屬) Cu와 Zn의 흡착(吸着)은 C.E.C.의 크기 및 유기물(有機物) 함량(含量)과 각각 유의성 있는 정(正)의 상관(相關)을 보였다. 그러나 이들 최대(最大) 흡착량(吸着量)을 나타내는 pH값과 유기물(有機物)과의 관계(關係)는 C.E.C.값과는 반대로 질(負)의 상관(相關)을 보여 낮은 유기물(有機物) 함량(含量)을 갖는 토양(土壤)에서 오히려 높은 pH에서 최대(最大) 흡착(吸着)을 보였는데 이 경향(傾向)은 Cu, Zn 각각의 단독용액(單獨溶液) 또는 혼합용액(混合溶液) 모두에서도 같았다. 3. 중금속(重金屬) 흡착량(吸着量)에 대한 토양(土壤) pH영향에 있어서 NaOH에 의한 pH교정에 비하여 석회물질인 $Ca(OH)_2$ 첨가에 의한 pH조절(調節)의 경우(境遇)에 토양(土壤)에 의한 Cu흡착량(吸着量)이 현저히 증가(增加) pH자체 이외에 Ca가 중금속흡착(重金屬吸着)에 크게 영향함을 나타내었다. 4. 한편 토양중금속(土壤重金屬)의 탈착(脫着) 반응(反應)에 있어서 2 : 1 팽창형광물(膨脹形鑛物)인 Vermiculite함량(含量)과 C.E.C. 및 O.M. 함량(含量)이 높은 대정통(統)의 경우 전북통(統), 예천통(統)에 비하여 탈착(脫着)이 극히 어려운 것을 보여주었다.
In, Man-Jin;Jang, Eun-Seok;Kim, Young-Jin;Oh, Nam-Soon
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제14권5호
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pp.1004-1008
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2004
An extracellular acid phytase from Pseudomonas fragi Y9451 was purified to homogeneity from the culture supernatant by salting-out, DEAE-Sepharose column chromatography, CM-Sepharose column chromatography, and Sephacryl S-300 gel filtration. The molecular weight of the purified enzyme was estimated to be 74 kDa on gel filtration and 54 kDa and 25 kDa on SDS-PAGE, suggesting that the native enzyme was a heterodimeric protein. The purified enzyme was most active at pH 4.5 and $70^{\circ}C$ and fairly stable from pH 4.0- 6.0. It was specific for phytate and exhibited a $K_{m}$ value of 27 mM (sodium phytate, pH 4.5, $50^{\circ}C$). The phytase activity was strongly inhibited (at maximum by 87%) by $Fe^{3+},\;Cu^{2+},\;Fe^{2+}$, and $Zn^{2+}$ at 5 mM concentration, and greatly inhibited by $Ca^{2+}$ at 10 mM concentration. However, EDTA notably stimulated the phytase activity at 10 mM concentration. With optimum pH and stability, Pseudomonas fragi phytase could be a potential candidate for animal feed applications.
In order to study its biochemical properties, the integrase (IN) protein of feline foamy virus (FFV) was overexpressed in Escherichia coli, purified by two-step chromatography, (Talon column and heparin column), and characterized in biochemical aspects. For the three enzymatic reactions of the 3'-processing, strand transfer, and disintegration activities, the $Mn^{2+}$ ion was essentially required as a cofactor. Interestingly, $Co^{2+}$ and $Zn^{2+}$ ions were found to act as effective cofactors, whereas other transition elements such as $Ni^{2+}$, $Cu^{2+}$, $La^{3+}$, $Y^{3+}$, $Cd^{2+}$, $Li^{1+}$, $Ba^{2+}$, $Sr^{2+}$, and $V^{3+}$ were not. Regarding the substrate specificity, FFV IN has low substrate specificities as it cleaved in a significant level prototype foamy virus (PFV) U5 LTR substrate as well as FFV U5 LTR substrate, whereas PFV IN did not. Finally, the 3'-processing activity was observed in high concentrations of several solvents such as CHAPS, glycerol, Tween 20, and Triton X-100, which are generally used for dissolution of chemicals in inhibitor screening. Therefore, in this first report showing its biochemical properties, FFV IN is proposed to have low specificities on the use of cofactor and substrate for enzymatic reaction as compared with other retroviral INs.
EH-1 was highest at 9 days of incubation. This regrowth and enzymatic activity of Haloarcular sp. EH-1 was highest at 9 days of incubation. This amylase was purified by acetone fractionation, DEAG-Cellulose column chromatography, 1st Sephadex G-75 gel filtration, CM-Cellulose column chromatography and 2nd Sephadex G-75 gel filtration. The amylase was purified about 98.64 fold with a yield of 11.75%. The molecular weight of amylase was estimated to be about 43,000and 40,000 by gel filtration and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, respectively, suggesting that the enzyme was a monomer. Amylase had an optimal temperature of 4$0^{\circ}C$, and an optimum pH of 7.0, and the thermal stability was observed the above 50% at 10$0^{\circ}C$ after 1 hour, and the stable range of pH was 6.0 to 8.0. The enzymatic activity was increased in the presence of 10 mM 2-mercaptoethanol, slightly by 10 mM SnCl2.2H2O.FeCl2.4H2O.CuCl2.2H2O.HgCl2.6H2O and SDS. End products from soluble starch were glucose, maltose and maltotriose, and Km value for soluble starch was 2.5mg/ml.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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