• 한국미생물·생명공학회지
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• 제29권4호
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• pp.212-220
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• 2001

S. cerevisiae HBC52와 S, diataticus K114 의 rare mating 에 의해 개발된 HCS 균주들은 크기가 약 $13\mu\textrm{m}$ karyotype 분석결과 K114 균주에만 있는 약 1150kb 분자량을 가지는 염색체 band를 유지하였으며 전분을 분해하여 halo 를 형성하였다. Glucoamylase 활성은 약 2.7~3.4 unti/ml 를 가진 균주임이 밝혀졌으며 당 발효실험과 응집성 실험을 수행한 결과 HBC52 균주와 유사한 당 발효특성을 보이고 응집성 특성도 약응집성의 floculation type으로 비슷하였다. 그리고 HCS 균주의 포자형성과 피막형성 유무 실험에서는 양조효모인 HBC52 균주와 같이 포자가 형성되지 않았으며, 피막도 형성되지않았다. 균주들의 최종당도 실험은 HBC52균주가 약 68%의 발효수준을 나타냈고, HCS 균주들은 이 보다 높은 76~78%의 수준을 보였따. 즉 HBC52 균주가 최종당도($ 2.00^{\circ}$P)를 보인 반면 HCS 균주들은 ($0.7~0.93^{\circ}$P)를 보이는 결괄르 나타내어 맥주양조에서 low carbohydrate beer를 생산할 수있음이 확인되었다.

• 미생물학회지
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• 제32권4호
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• pp.271-279
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• 1994

${\alpha}$-Amylase와 glucoamylase를 동시에 안정하게 분비하여 전분을 일단계로 직접 에탄올로 발효시킬수 있는 효모 균주를 개발하기 위하여 glucoamylase를 분비하는 Saccharomyces diastaticus hybrid 균주에 쥐의 침샘 유래의 ${\alpha}$-amylase cDNA 유전자를 plasmid vector를 이용하여 도입하였다. 이 균주로부터 효소생산에 필요한 유전자를 잃어버림이 없이 안정하게 분비할 수 있도록 하기 위하여 $\alpha$-amylase 유전자를 효모의 염색체에 삽입시키기 위한 integrating plasmid vector인 YIpMS$\Delta$R(LEU2)를 제작하였다. 이 vector의 효모형질전환에 있어 원형(circular)상태와 제한 효소 XbaI으로 처리된 직선화된(linearized) 상태의 두가지 형태를 비교한 결과 형질전환 효율에서나 형질전환체내의 $\alpha$-amylase 유전자 보유정도가 모두 직선화된 형태의 경우가 원형상태의 경우보다 높았다. Linearized vecotr를 가진 효모 형질전환체에서의 유전자 발현 안정도는 세포분열을 거듭할수록 episomal vecotr에 의한 효모 형질전환체에서의 발현 안정도보다 우수하게 나타났다. 또한 이 linearized vector를 가진 형질전환체는 $\alpha$-amylase와 glucoamylase를 동시에 분비하여 glucoamylase만 분비하는 원균주보다 2배 이상의 전분분해력을 보였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권2호
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• pp.340-344
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• 2002

A gene, npl, encoding neopullulanase from Paenibacillus sp. KCTC 8848P was cloned and expressed in Escherichia coli. It consisted of an open reading frame of 1,530 bp for a protein that consisted of 510 amino acids with a molecular weight of 58,075 Da. The deduced amino acid sequence of the neopullulanase gene had $92\%$ identity with the neopullulanase of Bacillus polymyxa. The npl gene was also expressed in Saccharomyces cerevisiae secreting Schwanniomyces occidentalis glucoamylase (GAM1) under the control of the yeast actin gene (ACT1) promoter. Secretion of the neopullulanase was directed by the yeast mating pheromone ${\alpha}$ -factor ($MF{\alpha}1$) prepro region. Enzyme assays confirmed that co-expression of npl and GAM1 enhanced starch and pullulan degradation by S. cerevisiae.

• 생명과학회지
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• 제20권5호
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• pp.683-690
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• 2010

효모 Saccharomyces diastaticus 는 세포 외로 분비되는 glucoamylase I, II, III 동위효소 중 하나를 생산하여 전분을 가수분해하여 포도당을 생성할 수 있다. Glucoamylase I, II, III는 STA1, STA2, STA3 유전자에 의해 각각 암호화된다. 효모 Saccharomyces 속이 포자가 형성되는 시기에 세포 내에서 특이적으로 발현된다고 알려진 glucoamylase (SGA)의 분자생물학적 및 생화학적 연구를 수행하기 위한 일환으로 S. diastaticus YIY 345 형질전환체의 배양 상등액으로부터 SGA 정제를 시도하였다. 황산암모늄 침전, DEAE-Sephadex A-50, CM-Sephadex C-50, Sephadex G-200 chromatography 등의 정제과정을 거쳐서 비특이 활성이 174배 증가된 0.22 mg의 순수한 SGA를 얻었다. HPLC와 SDS-PAGE 분석을 통해 이 효소는 63, 68 kDa의 단위체로 구성된 이합체임을 확인할 수 있었다. Con-A Sepharose 친화성 크로마토그피와 탈당쇄 효소를 처리한 결과로부터 SGA는 N-연결형 당쇄로 수식되었으며 단백질 부분은 59 kDa이었다. 정제한 SGA와 세포 외 분비성 glucoamylase의 효소학적 특성을 조사하고 비교한 결과 SGA의 최적 pH와 온도는 각각 5.5와 $45^{\circ}C$로 나타났으며 세포 외 분비성 glucoamylase는 5.0과 $50^{\circ}C$로 나타났다. SGA는 세포 외로 분비되는 glucoamylase에 비해 열처리 및 SDS에 대해 더 민감한 반응성을 나타내었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제16권6호
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• pp.494-498
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• 1988

Starch로부터 직접적으로 ethanol을 발효 생산할 수 있는 새로운 효모균주의 개발을 목적으로 S. diastaticus의 glucoamylase gene을 cloning vector를 사용하지 않고 S. cerevisiae에 transformation시켜, soluble starch를 직접 발효 할 수 있는 transformants를 얻는데 성공하였으며 이들 중 glucoamylase 생성능이 가장 우수한 균주인 TSD-14를 전보에서 선별하였다. Transformant TSD-14의 glucoamylase 생성조건과 ethanol productivity를 parent strain과 비교 검토한 결과 이들 성질에 있어서 TSD-14는 donor인 S. diastaticus와 거의 유사하였다. 즉, 탄소원으로는 soluble starch가 균의 생육 및 효소생성에 가장 효과적이었으며 glucose, maltose 등은 균의 생육에는 효과적이었으나 효소생성은 저해하였다. 질소원으로 무기태 질소원에 비하여 유기태 질소원이 좋은 효과를 나타냈으며 특히, peptone과 yeast extract가 효과적이었다. 또한 금속염으로는 FeSO$_4$, MgSO$_4$, MnCl$_2$, NiSO$_4$등이 효과적이었으며 CoCl$_2$, HgCl$_2$, PbCl$_2$등은 오히려 균의 생육뿐만 아니라 효소생성을 크게 저해하였다. 한편, TSD-14의 ethanol productivity를 조사한 결과, 15% sucrose, soluble starch, liquefied potato starch 등에서 8.3% (v/v) , 4.8%(v/v), 7.5%(v/v)의 ethanol을 생성하여 각각 총당에 대해 84%, 45%, 70%의 발효율을 나타냈다.

• 미생물학회지
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• 제52권2호
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• pp.220-225
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• 2016

쌀 전분을 원료로 효모를 직접 이용하여 항산화제 glutathione(GSH)이 풍부한 알코올 음료를 제조할 목적으로 GSH 함량과 당화능을 증진시키기 위하여 Saccharomyces cerevisiae의 ${\gamma}$-glutamylcysteine synthetase 유전자(GSH1), Debaryomyces occidentalis의 glucoamylase 유전자(GAM1), 그리고 ${\alpha}$-amylase 유전자(AMY)를 청주 효모 S. cerevisiae에서 공동 발현시켰다. 재조합 청주 효모의 세포외 GSH 함량은 원균주에 비해 1.5배 증가하였다. 2% (w/v) 쌀 전분이 함유된 배지에서 배양하였을 때 GAM1과 AMY 유전자 모두 발현하는 효모 균주의 glucoamylase에 의한 당화능은 GAM1유전자만 발현하는 균주와 비교하여 2배 증가하였다. 이 새로운 균주는 쌀 전분이 20%(w/v) 함유된 배지에서 7일간 발효를 통해 에탄올 11% (v/v)를 생산하였고, 전분 함유량의 90% 이상을 소비하였다.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제6권4호
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• pp.206-210
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• 2001

Starch is an abundant resource in plant biomass, and it should be hydrolyzed enzymatically into fermentable sugars for ethanol fermentation. A genetic recombinant yeast, Saccharomyces cerevisiae GA-7458, was constructed by integrating the structural gene of both $\alpha$-amylase from Bacillus stearothermophilus and the gene (STA1) encoding glucoamylase from S. diastaticus into the chromosome of S. cerevisiae SH7458. The recombinant yeast showed active enzymatic activities of $\alpha$-amylase and glucoamylase. The productivity of ethanol fermentation from the pH-controlled batch culture (pH 5.5) was 2.6 times greater than that of the pH-uncontrolled batch culture. Moreover, in a fed-batch culture, more ethanol was produced (13.2 g/L), and the production yield was 0.38 with 2% of corn starch. Importantly, the integrated plasmids were fully maintained during ethanol fermentation.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제3권1호
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• pp.98-104
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• 1998

As an efffort ot construct LAB (latice acid bacteria), capable of utilizing starch as fermentation substrate without the aid of externally supplied enzymes, plasmid vectors containing the amyL($\alpha$-amylase/pullulansase gene) from Clostridium thermophydrosulfuricum, and glucoamylase cDNA from Asperigillus shirousamii were constructed and introduced itno E. coli and L. lactis. For expression in procaryotes , 1.9kb glucoamylase cDNA encoding the mature form of enzyme was PCR amplified and translationaly fused to a PCR amplified 260 bp fragment containing the promotor and secretion signals of amyl in the same reading frame. The production of $\alpha$-amylase, Apu, and glucoamlase in E. coli and L. lactis was confirmed by enzyme assay and zymography . Enzymeswere detected in both cellpellets and supernatants, indicating theworking of scretion signals in heterologous hosts. The efficiencies of secretion were varibale depending on the gene and host. The highest $\alpha$- amylase acitivity observed was 1.1 units and most activiity was detected from thecell pellets. The degree of gene expression in both hosts and the effect on the growth of hosts were examined.

• 미생물학회지
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• 제18권4호
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• pp.161-171
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• 1980

A mutant strain having increased productivity of both enzymes, protease and amylase, was obtained from A. flavus KU 153, isolatd from South Korea for its high protease production by successive ultra-violet light irradiation, Two glucoamylases from the mutant strain selected were purified from wheat branculture by successive salting out, followed by dialysis and column chromatography, and their characteristics were compared with those of the wild strain. Glucoamylase production of the mutant selected was increased about 3.3 times compared with the wild strain, and 2.1 times compared with the parental strain, ${\alpha}-amylase$ activity of the mutant selected was about 2 times hugher than that of the wild strain or the parental strain. Protease and cellulase productivities of the muant selected were all alike compared with those of the highly proteolytic mutant, the parental strain. Therefore, it was considered that the back mutation on the protease production did not occurred in the formation process of the glucoamylase producing mutant. Total activities of glucoamylase I and II from the mutant selected were 2.86 and 3.65 times higher compared with those from the wild strain, respectively. Considering the optimal pH-thermal stability and Km-Vmax value of glucoamylase I and II from both strains, wild and mutant, it was deduced that the characteristics of glucoamylase I and II from the wild strain did not altered during the mutation process. Therefore, it was concluded that the selected mutant did not induce the formation of another glucoamylase isozyme, or the changes in the characteristics of the glucoamylase, but induce the productivity of the same glucoamylase I and II by the action of regulatory gene.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권4호
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• pp.767-774
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• 2010

In this study, the problems of high caloric content, increased maturation time, and off-flavors in commercial beer manufacture arising from residual sugar, diacetyl, and acetaldehyde levels were addressed. A recombinant industrial brewing yeast strain (TQ1) was generated from T1 [Lipomyces starkeyi dextranase gene (LSD1) introduced, ${\alpha}$-acetohydroxyacid synthase gene (ILV2) disrupted] by introducing Saccharomyces cerevisiae glucoamylase (SGA1) and a strong promoter (PGK1), while disrupting the gene coding alcohol dehydrogenase (ADH2). The highest glucoamylase activity for TQ1 was 93.26 U/ml compared with host strain T1 (12.36 U/ml) and wild-type industrial yeast strain YSF5 (10.39 U/ml), respectively. European Brewery Convention (EBC) tube fermentation tests comparing the fermentation broths of TQ1 with T1 and YSF5 showed that the real extracts were reduced by 15.79% and 22.47%; the main residual maltotriose concentrations were reduced by 13.75% and 18.82%; the caloric contents were reduced by 27.18 and 35.39 calories per 12 oz. Owing to the disruption of the ADH2 gene in TQ1, the off-flavor acetaldehyde concentrations in the fermentation broth were 9.43% and 13.28%, respectively, lower than that of T1 and YSF5. No heterologous DNA sequences or drug resistance genes were introduced into TQ1. Hence, the gene manipulations in this work properly solved the addressed problems in commercial beer manufacture.