• Mycobiology
• /
• 제48권6호
• /
• pp.501-511
• /
• 2020

Xylophagous termites are capable of degrading lignocellulose by symbiotic gut microorganisms along with the host's indigenous enzymes. Therefore, the termite gut might be a potential niche to obtain natural yeasts with celluloytic, xylanolytic and ethanologenic traits required for bioethanol production from lignocellulosic biomass. In this study, we cultured 79 yeasts from three different termites viz. Coptotermes heimi, Odontotermes javanicus and Odontotermes obesus. After suitable screening methods, we identified 53 yeasts, which belonged to 10 genera and 16 different species of both ascomycetous and basidiomycetous yeasts. Most yeasts in the present study represent their first-ever isolation from the termite gut. Representative strains of identified yeasts were evaluated for their cellulolytic, xylanolytic, and ethanologenic abilities. None of the isolates showed cellulase activity; 22 showed xylanolytic activity, while six produced substantial quantities of ethanol. Among xylanolytic cultures, Pseudozyma hubeiensis STAG 1.7 and Hannaella pagnoccae STAG 1.14 produced 1.31 and 1.17 IU of xylanase. Among ethanologenic yeasts, the strains belonging to genera Candida and Kodamaea produced high amount of ethanol. Overall, highest ethanol level of 4.42 g/L was produced by Candida tropicalis TS32 using 1% glucose, which increased up to 22.92 g/L at 35 ℃, pH 4.5 with 5% glucose. Fermentation of rice straw hydrolysate gave 8.95 g/l of ethanol with a yield of 0.42 g/g using the strain TS32. Our study highlights the gut of wood-feeding termites as a potential source of diverse yeasts that would be useful in the production of xylanase and bioethanol.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제33권2호
• /
• pp.235-241
• /
• 2023

Hyaluronidase (HAase) can enhance drug diffusion and dissipate edema by degrading hyaluronic acid (HA) in the extracellular matrix into unsaturated HA oligosaccharides in mammalian tissues. Microorganisms are recognized as valuable sources of HAase. In this study, a new hyaluronate lyase (HAaseD) from Bacillus sp. CQMU-D was expressed in Escherichia coli BL21, purified, and characterized. The results showed that HAaseD belonged to the polysaccharide lyase (PL) 8 family and had a molecular weight of 123 kDa. HAaseD could degrade chondroitin sulfate (CS) -A, CS-B, CS-C, and HA, with the highest activity toward HA. The optimum temperature and pH value of HAaseD were 40℃ and 7.0, respectively. In addition, HAaseD retained stability in an alkaline environment and displayed higher activity with appropriate concentrations of metal ions. Moreover, HAaseD was an endolytic hyaluronate lyase that could degrade HA to produce unsaturated HA oligosaccharides. Together, our findings indicate that HAaseD from Bacillus sp. CQMU-D is a new hyaluronate lyase and with excellent potential for application in industrial production.

• 생명과학회지
• /
• 제24권9호
• /
• pp.988-994
• /
• 2014

페놀과 각종 난분해성 화합물이 함유된 폐수를 미생물학적으로 처리하기 위하여 폭넓은 연구가 진행되고 있으나 이들 균주들은 200 ppm 이상의 고농도 페놀이 존재할 경우, 기질저해 현상에 따른 생육이 일어나지 않는 단점이 있다. 본 연구에서는 유류로 오염된 토양에서 고농도 페놀을 분해할 수 있는 P21 균주를 분리하였으며, 표현형 및 계통분류에 근거하여 동정한 결과, Rhodococcus pyridinovorans로 동정되었다. 본 균주에 의한 페놀분해 최적조건은 0.09% $KNO_3$, 0.1% $K_2HPO_4$, 0.3% $NaH_2PO_4$, 0.015% $MgSO_4{\cdot}7H_2O$, 0.001% $FeSO_4{\cdot}7H_2O$, 초기 pH 9 및 $20-30^{\circ}C$이었으며, 이 조건에서 1000 ppm의 페놀을 2일 만에 완전히 분해하였다. 1,500 ppm의 페놀은 3일 만에 완전히 분해할 수 있었으나 그 이상의 페놀은 분해할 수 없었다. 또한 본 균주는 toluene, xylene 및 hexane과 같은 독성 화합물을 이용하여 생육할 수 있었으며, chloroform에서는 생육할 수 없었다.

• 미생물학회지
• /
• 제41권3호
• /
• pp.208-215
• /
• 2005

본 연구는 농업과 어업, 그리고 생태체험과 같은 인간들의 활동으로 인하여 상당히 영향을 받는 갯벌환경 중의 하나인 순천만을 모델장소로 갈대의 환경정화 기능에 있어 근권에 분포하는 미생물의 역할에 대한 기초 자료를 얻고자 수행하였다. 우선, 순천만의 갈대근권 토양을 시료로하고 anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene 등이 첨가된 다환성 방향족 화합물(polycyclic aromatic hydrocarbons; PAH)을 탄소원 및 에너지원으로 하는 농화 배양을 통하여 두 개의 consortium을 획득하였다. 두 consortium으로부터 순수 분리된 우수한 PAH분해능을 갖는 4개의 균주(SCB1, SCB2, SCB6,그리고 SCB7)를 형태 및 생리학적 특성과 16S rRNA유전자서열을 기초로 분석한 결과 각 균주는 $99{\%}$ 이상의 신뢰도로 Burkholderia sp., Aicaligenes sp., Achromobacter sp., and Pseudomonas sp.로 동정되었다. 주목할 만한 점은 Burkholderia sp. SCB1과 Alcaligenes sp. SCB2는 naphthalene이나 phenanthrene보다 훨씬 안정되어 있는 구조의 anthracene이나 pyrene에서 더 빠른 성장률과 기질 분해율을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 반면,Achromobacter sp. SCB6와 Pseudomonas sp. SCB7은 pyrene을 제외한 다른 시험기질에 대하여 유사한 성장 및 분해패턴을 나타내었다. 이러한 결과는 주요한 염습지 식물중의 하나인 갈대의 근권에서 살아가는 이들 PAH 분해 균주들이 PAH와 같은 물질로 오염된 근권 환경의 정화작용에 중요한 역할을 할 수 있음을 제시해 주었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제8권4호
• /
• pp.45-52
• /
• 2003

국내유류오염지역 토양에서 propane과 butane을 탄소원으로 이용하여 분리된 Nocardia SW3를 대상으로 가스기질농도, 온도, pH 변화에 따른 영향, 그리고 MTBE 공대사 분해 특성을 조사하였다. 초기농도변화에 따른 기질분해속도를 비교하면 propane 및 butane이 70$\mu$㏖일때 각각 30.6, 25.4(n㏖/min/mg protein)으로 관찰되어 빠른 기질이용율을 보여주었으며, 최적온도 및 pH조건은 $30^{\circ}C$, 7이었으며, 실험조건인 온도 $15^{\circ}C$∼$35^{\circ}C$. pH 5∼8 범위내에서 약간의 차이는 있지만 전반적으로 propane과 butane이 효율적으로 이용되었다. Nocardia SW3를 대상으로 propane 및 butane이 탄소원으로 이용될 때 MTBE분해특성을 비교ㆍ평가한 결과, propane 및 butane의 MTBE 분해 활성도는 유사하였으며, 가스기질이 탄소원으로 이용시 MTB표의 분해량을 나타내는 transformation yield($T_y$)는 propane과 butane의 경우 각각 46.7, 35.0(n㏖ MTBE degraded $\mu$㏖ substrate utilized), transformation capacity($T_c$)는 실험 결과 각각 320, 280(n㏖ MTBE degraded/mg biomass used)로 나타났다. 또한 MTBE 부산물로 TBA가 검출되었으며, TBA의 지속적인 분해를 관찰하였다.

• 임산에너지
• /
• 24권2호
• /
• pp.1-9
• /
• 2005

친환경적으로 돈분뇨를 처리하기 위하여 목질칩을 이용한 정화조에서 장기 처리한 목질칩과 돈분뇨 성분의 변화 양상을 관찰하였다. 자체 제작한 정화조에 히터를 가동하면서 3일 후 발효 적정온도인 $55{\sim}60^{\circ}C$에 도달하였고, $180{\iota}$/일 돈분뇨 분해능을 보기는 정화조에서 사용하는 목질칩의 성분은 돈분뇨의 처리시기가 경과함에 따라 회분의 양이 증가하여 돈분뇨 자체에 포함되어 있는 여러 무기물 함량이 더해진 것으로 보였다. 알칼리와 유기용매추출물 및 Klason 리그닌함량은 거의 변화가 없었고, 무처리칩에 비해 흘로셀룰로오스의 양은 약 10% 감소하여 발효 중 목질칩이 부탄소원으로 이용되었을 가능성이 있다고 판단되었다. 장기 처리된 돈분뇨의 성분 중 무기물 함량($Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;K^+,\;Na^+$ 등)은 무처리칩에 비해 처리기간에 파라 증가하는 경향을 보였고, 중금속(Cd, As, Cu 등)은 거의 검출되지 않았다. 돈분뇨 원액에 비해 전질소 함량은 감소하나 무처리칩보다는 높은 수치를 보여 나중에 돈분뇨를 발효, 분해한 목질칩을 산지의 퇴비화에 사용해도 환경적 문제가 없을 것이라고 판단되었다. 장기 처리에 따른 미생물 변이는 반응기 내의 온도가 급격히 상승하면서 생균수가 증가하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권8호
• /
• pp.886-891
• /
• 2005

본 연구는 침지형태로 운전되는 중공사막 결합형 생물반응기(HFMB) 시스템의 VOC 처리능력 및 안정성을 평가하기 위하여 수행되었다. 일차적으로 미생물이 없는 조건에서 VOC 물질전달을 알아보기 위한 abiotic test를 통해, 본 연구에서 사용한 HFMB는 미세기포를 이용한 산기관과 유사한 물질전달율을 나타냄을 확인하였다. 그러나 HFMB는 일반 산기관 시스템과는 달리 기체 유속과 중공사막 개수를 증가시켜 물질전달율을 더욱 증대시킬 수 있을 것으로 예측된다. 또한 반응조에 톨루엔 분해 미생물을 첨가하고 다양한 유입부하 조건에서의 기체상 톨루엔 제거 실험을 수행하였는데, 50, 100, $500\;g/m^3/hr$의 유입부하 조건에서 $70{\sim}80%$ 수준의 처리효율을 얻을 수 있었다. 추가적으로 수행된 분해능 실험에서는 최대 $800\;g/m^3/hr$ 이상의 분해능을 실험적으로 확인하여, 문헌에 제시된 기존 생물여과공법의 최대분해능($50{\sim}100\;g/m^3/hr$) 보다 월등히 높았다. 따라서 HFMB는 기존의 VOC 저감기술을 대치할 수 있는 친환경적인 기술이라고 판단된다.

• 미생물학회지
• /
• 제35권2호
• /
• pp.139-145
• /
• 1999

방향족 탄화수소 화학물질들은 자연계에 오염되면 미생물에 의한 분해가 미미하여 장기 축적됨으로써 생명체에 독성을 나타낸다. 이러한 방향족 탄화수소가 준치사 수준의 농도로 미생물에 노출되면 stress-shock 단백질을 합성하거나 세포 구성물질에 생화학적 변화가 일어나 적응현상이 나타나게 된다. 본 연구에서는 Pseudomonas sp. DJ-12를 여러 가지 농도의 catechol 로 처리했을 때 나타나는 stress-shock 단백질의 합성양상과 함께 세포의 형태와 생존을 위한 내성의 변화를 연구하였다. Pseudomonas sp. DJ-12는 0.5~1mM 의 catechol 이 6시간 배양 후 60% 이상이 분해되었으나, 3mM 도는 그 이상의 농도에서는 전혀 분해되지 않앗고 생존 세포수는 30시간 처리 했을 때부터 \10^2$ cell/ml 또는 그 이상이 사멸되었다. DnaK는 1mM 이상의 catechol 로 10분간 처리할 때 유도 생성되었고, GroEL은 0.5 mM 이상에서 생성되었다. 10mM 의 catechol로 처리한 Pseudomonas sp. DJ-12 의 세포는 세포벽에 구멍이 생겼으며 간균의 형태가 일그러지는 변화가 관찰되었다. 준치사 농도인 1mM의 catechol 이나 benzoate 또는 4-chlorobenzoate 로 전처리한 Pseudomonas sp. DJ-12는 stress-shock 단백질이 합성되었을 뿐 아니라, 치사 농도인 10mM 의 catechol에서 tolerance를 나타내었다.

• 한국초지조사료학회지
• /
• 제37권4호
• /
• pp.322-331
• /
• 2017

본 연구는 바실러스, 효모 그리고 유산균으로 발효한 다양한 주스박들과 말 분변을 첨가한 in vitro 발효 시험을 통해 pH, 건물 분해율, 암모니아성 질소, 가스 발생량, 휘발성 지방산의 변화를 조사하였다. 주스박 첨가에 따른 발효액의 pH의 범위는 6.4~7.1로 미생물 발효에 의한 소화가 정상적으로 나타났다. 48시간 후 발효액에서 $10^9CFU/m{\ell}$ 정도 미생물이 증식함에 따라 사용한 주스박들이 장내 미생물에 의한 소화작용에 유용하게 이용될 것으로 판단되었다. 건물 분해율은 배양 12시간 이후부터 증가하여 48시간째에 사과박 39.19%, 포도박 38.22%, 당근박 37.02%, 감귤박 36.2% 그리고 혼합박 34.35%로 나타났다. 암모니아성 질소의 농도는 배양 12시간까지는 전 처리구에서 $1.5mg/100m{\ell}$의 수준이었으며 배양 24시간 이후부터 급격히 증가하였다. 가스 발생량은 혼합박이 가장 낮았으며, 배양 12시간 이후부터 급격히 증가하였다. 총 VFA는 배양 24시간부터 증가하여 48시간에 가장 높았다. 본 연구결과로부터 발효 주스박은 말 in vitro 소화과정에서 적정 pH를 유지하면서 건물 분해가 진행되었고 말의 맹장과 대장에서 섬유소 분해 미생물의 작용이 활발히 이루어질 수 있음을 제시하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.554-560
• /
• 2011

제지폐수의 효율적인 생물학적 처리와 폐수특성에 적합한 미생물제제의 개발을 위하여 토양 및 산업폐수로부터 방향족 화합물에 분해활성이 높은 KN11, KN13 및 KN27 균주와 세포 외 섬유소 가수분해효소 생산 균주 GT21 등의 균주를 분리하였다. 형태학적, 생리학적 및 생화학적 분류를 통해 이들 분리주 KN11, KN13, KN27 및 GT21 등은 Acinetobacter sp., Neisseria sp., Bacillus sp., Pseudomonas sp.와 유사한 것으로 판명되어 최종적으로 각각 Acinetobacter sp. KN11, Neisseria sp. KN13, Bacillus sp. KN27, Pseudomonas sp. GT21로 명명하였다. 제지폐수 중 난분해성 물질과 COD 증가원인 물질을 분석하고자 GC/MS를 이용하여 방향족 화합물 및 그 유도체들을 검출하였다. 분리균주 Acinetobacter sp. KN11, Neisseria sp. KN13, Bacillus sp. KN27 및 Pseudomonas sp. GT21의 균체로 구성된 미생물제제 J30을 제조하여 제지폐수의 효율적 처리를 위한 연구에 사용하였다. 미생물제제 J30의 제지폐수에서 COD 제거를 위한 최적온도와 pH는 각각 $30^{\circ}C$와 7.5였으며 배양 60시간에서 최대의 COD 제거효율을 나타내었다. 실험실 규모의 pilot plant에서 미생물제제 J30의 COD 제거효율은 87%의 높은 제거효율을 나타내었다.