• 미생물학회지
• /
• 제55권3호
• /
• pp.289-292
• /
• 2019

Lachnospiraceae bacterium KGMB03038 (=KCTC 15821)은 건강한 한국인의 대변 시료로부터 분리된 Lachnospiraceae과, Clostridia 강, Firmicutes 문에 속하는 신속 균주이다. 본 연구에서는 PacBio Sequel 플랫폼을 이용하여 KGMB03038 균주의 유전체를 해독하고 분석하였으며 그 결과, 47.8% G + C 함량을 가진 3,334,474 bp 길이의 완전한 하나의 유전체 컨티그를 얻었다. 이 유전체는 3,099개의 단백질 암호화 유전자와 12개의 rRNA 유전자, 54개의 rRNA 유전자, 그리고 4개의 ncRNA 유전자를 포함하고 있다. 이 유전체 분석 결과, KGMB 03038 균주가 탄수화물의 가수화와 아미노산의 생합성에 관련되어 있는 중요 유전자들을 가지고 있음을 확인하였다.

• 미생물학회지
• /
• 제55권3호
• /
• pp.274-277
• /
• 2019

본 연구에서는 건강한 한국인 분변으로부터 Ruminococcus sp. KGMB03662 균주를 분리하고 유전체서열을 PacBio Sequel 플랫폼을 사용하여 분석하였다. 염색체의 크기는 2,707,502 bp로 G + C 구성 비율은 43.09%, 총 유전자수는 2,484개, 단백질 코딩 유전자는 2,367개, rRNA는 14개 및 tRNA는 53개로 구성되었다. 본 유전체로부터 가수분해효소, 지방산생합성 및 대사와 항생제생합성 및 내성 관련 유전자를 확인하였다. 이러한 유전체의 분석은 KGMB03662 균주가 사람의 건강 및 질병에 관여할 것으로 여겨진다.

• 핵의학기술
• /
• 제22권2호
• /
• pp.74-78
• /
• 2018

본 연구는 그리냐르 시약과 $[^{11}C]$$CO_2$ 가스의 반응온도를 최적화하여 $[^{11}C]$아세트산의 방사화학적 수율을 향상시킬 수 있는 방법을 개발하고자 하였다. 본 연구에서는 $TRACERlab^{TM}$ $FX_{C-Pro}$ 자동합성장치에 기체포집 반응법과 고체상 추출 카트리지 분리정제법을 적용하여 $[^{11}C]$아세트산을 합성하였다. 그리냐르 시약으로 3.0 M $CH_3MgCl$를 사용하였으며, 표지반응 시 무수 tetrahydrofuran을 사용하여 0.5 M $CH_3MgCl$로 희석하여 사용하였다. 사이클로트론에서 생산된 $[^{11}C]$$CO_2$ 가스를 포집 후 반응용기에 담겨있는 그리냐르 시약에 불어넣을 때 반응용기를 액체질소로 냉각하여 $0^{\circ}C$, $-10^{\circ}C$, $-55^{\circ}C$가 각각 되게 한 후 표지반응을 진행하였다. 표지 반응 후 1 mM 아세트산 용액을 넣어 반응액을 희석한 후 고체상 추출 카트리지 IC-H와 IC-Ag를 차례로 통과시켜 불순물을 제거하고, 최종산물인 $[^{11}C]$아세트산은 SAX 카트리지에 통과시켜 흡착시킨 후 주사용수를 통과시켜 유기용매 및 불순물을 제거한 후 생리식염수로 용출하였다. 용출된 $[^{11}C]$ 아세트산은 $0.22-{\mu}m$ 멸균필터를 사용하여 멸균 후 HPLC로 방사화학적 순도를 측정하였다. 사이클로트론의 빔 전류를 $50{\mu}A$로 고정하고 빔 조사를 20분간 하여 생산된 $[^{11}C]$$CO_2$ 가스를 그리냐르 시약과 반응시킬 때 온도가 $0^{\circ}C$일 때 $15.2{\pm}1.6GBq$ (n=5)의 $[^{11}C]$아세트산이 합성되었고, 표지반응온도가 $-10^{\circ}C$일 때는 $18.7{\pm}2.1GBq$ (n=19)가 합성되었으며, $-55^{\circ}C$일 때는 $7.7{\pm}1.7GBq$ (n=19)가 합성되었다. 방사화학적 수율이 가장 높았던 $-10^{\circ}C$에서 빔 조사시간에 따른 $[^{11}C]$ 아세트산의 합성수율을 비교하였을 때 10분간 빔을 조사할 때보다 20분간 조사할 경우 약 1.9배 생산량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 $[^{11}C]$$CO_2$ 가스와 그리냐르 시약을 $-10^{\circ}C$에서 반응 할 경우 방사화학적 수율을 크게 개선할 수 있어 향후 임상에서 통상적으로 생산 시 유용한 표지조건으로 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 생명과학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.76-83
• /
• 2019

본 연구에서는 생분해성 고분자인 poly(3-hydroxbutyrate) (PHB)의 생산 비용 절감을 위해, 탄소원으로 폐식용유(waste frying oil, WFO)을 사용하여 분리 균주 Pseudomonas sp. EML2의 최적 생장 및 PHB 생합성 조건을 확립하였다. WFO와 새 식용류(fresh frying oil, FFO)의 지방산을 분석한 결과 FFO의 지방산 함량은 불포화지방산 82.6%, 포화지방산 14.9%를 차지하는 것으로 나타났으나 WFO의 경우 불포화지방산 56.3%와 포화지방산 33.5%로 FFO와 비교할 때 지방산 조성의 변화를 확인할 수 있었으며, 이러한 불포화지방산의 조성 변화는 가열, 산화반응 및 가수분해에 의한 화학적, 물리적 특성의 변화 때문인 것으로 사료된다. 분리 균주 Pseudomonas sp. EML2의 최대 건조세포중량과 PHB 생합성량(g/l)을 확인하기 위해 플라스크를 이용하여 탄소원 농도, 질소원 종류 및 배양 pH와 온도 및 시간을 확립하였다. 그 결과 30 g/l의 WFO과 0.5 g/l의 $NH_4Cl$를 질소원으로 사용하여 pH 7 및 $20^{\circ}C$의 배양 조건에서 96시간 배양 시 최적의 건조세포중량과 PHB 생합성량을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 3 l jar fermenter를 이용하여 Pseudomonas sp. EML2의 생장 및 PHB 수율을 확인하였다. 그 결과 30 g/l의 WFO를 단일 탄소원으로 사용하여 96시간 배양 시 3.6 g/l의 건조세포중량을 얻었으며 73.0 wt%의 PHB 축적률을 확인하였다. 이 경우 PHB 생합성량 2.6 g/l로 나타났다. FFO를 대조군으로 사용하여 대량배양 한 결과 WFO를 사용한 경우와 비슷한 건조세포중량(3.4 g/l), PHB 축적률(70.0 wt%), 그리고 PHB 생합성량(2.4 g/l)을 확인하였다. 본 연구에서 분리한 Pseudomonas sp. EML2는 WFO를 효과적으로 이용하여 PHB를 생합성 하였으며 이 균주와 WFO는 PHB의 산업적 생산을 위한 새로운 생산 후보자 및 탄소원으로서 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.545-554
• /
• 2019

칡의 화합물은 동양 전통 의학에서 매우 중요한 콩과 식물로서 다량의 이소플라본을 함유한다고 보고되었다. 그러나, 칡의 주요 함유 이소플라본은 생물학적으로 이용가능성이 낮기 때문에, 생물학적 이용가능성을 증대시키기 위해서는 가수분해나 ${\beta}$-glucosidase를 사용하여 생물전환을 통해 이용 효율성을 증대시킬 수 있다. 본 연구는 김치로 부터 분리된 Lactobacillus rhamnosus BHN-76를 이용해 발효한 칡 추출물의 항산화 효과를 조사하였다. L. rhamnosus BHN-76 발효는 $37^{\circ}C$에서 3일간 발효하였으며, 발효하지 않은 칡 추출물에 비해 L. rhamnosus BHN-76 발효 칡 추출물에서 총 폴리페놀 함량은 약 134%, 총 플라보노이드 함량은 약 110% 증가된 것을 확인하였다. 또한, SOD 유사활성능, DPPH radical 소거 활성능과 ABTS radical 소거활성능은 각각 약 213%, 190%와 107% 항산화능이 증가하는 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 L. rhamnosus BHN-76을 이용한 칡의 발효가 가능하며, 유산균 발효가 칡의 항산화능 증대에 효과적인 것을 확인하였으며 본 연구를 기반으로 한 기능성 식품 또는 화장품 소재로의 개발 및 응용이 가능할 것으로 기대된다.

• 산업식품공학
• /
• 제21권4호
• /
• pp.318-325
• /
• 2017

본 연구는 다슬기의 간 보호 효능을 확인하고자 하였다. 다슬기를 단백질 가수분해효소인 alcalase를 이용하여 가수분해물을 얻은 후 실험을 수행하였다. HepG2 세포에 다슬기 가수분해물을 처리하였을 때 세포독성이 나타나지 않음을 확인하였다. 그리고 다슬기 가수분해물과 에탄올(1 M)을 가하여 24시간 후 세포생존율을 확인했을 때, 세포가 알코올 독성으로부터 보호되는 것을 확인할 수 있었다. 다음으로 다슬기 가수분해물의 간 손상 보호 효과를 Liber-DeCarli 알코올 액체 식이 급여와 동시에 경구 투여를 통한 알코올 단회 폭음(single binge)으로 알코올성 지방간과 염증을 유발시킨 마우스모델(NIAAA)을 사용하여 확인하고자 하였다. 이들 마우스 모델에서 알코올 식이 급여 후 초기에 체중이 감소하는 경향을 보이나 점차 비알코올 식이 급여군과 유사한 체중으로 회복하였다. 조직학적 관찰에서 알코올로 유도된 간 세포내 지방 축적과 지방성 염증이 에탄올과 함께 다슬기 가수분해물을 투여한 군에서 개선되는 것을 관찰 할 수 있었다. 또한, 알코올 투여에 의한 AST, ALT 및 ALP의 효소활성 증가가 다슬기 가수분해물 처리에 의해 억제되었으며, 만성 알코올 섭취에 의한 염증 매개 효소와 염증성 사인토카인의 발현 증가는 다슬기 가수분해물을 투여한 군에서 양성대조군에 비하여 유의하게 감소하였다. 이상의 연구결과를 종합해 보면 다슬기 효소 가수분해물 소재는 알코올성 지방간의 예방 및 개선을 위한 기능성식품용 상업적 소재로서 높은 실용화 가능성을 시사한다.

• 생명과학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.356-365
• /
• 2021

최근, 본 연구진은 담수 환경 유래 한천 분해 세균인 Cellvibrio sp KY-GH-1 (KCTC13629BP)의 전체 유전체 염기 서열을 분석하여 아가로오스를 L-AHG 및 D-갈락토오스로 가수분해시키는 아가레이즈들을 암호화하는 유전 정보를 탐색하였다. 그 결과, KY-GH-1 균주는 유전체 상의 약 77 kb 길이의 아가레이즈 유전자 클러스터 내에 9개의 β-아가레이즈 유전자들과 2개의 α-네오아가로비오스 가수분해효소(α-NABH) 유전자들을 지닌 것으로 나타났다. 이러한 유전자 정보를 바탕으로 KY-GH-1 균주가 한천을 탄소원으로 자화하기 위해 단량체인 L-AHG와 D-갈락토오스로 분해시키는 공정은, 엔도형 GH16 β-아가레이즈, 엔도형 GH86 β-아가레이즈 등에 의해 개시되어 NA4, NA6, NA8 등을 생성시킨 후, 이들에 대해 엑소형 GH50 β-아가레이즈가 추가로 작용하여 NA2를 생성시키고, 이어서 GH117 α-NABH가 작용하여 생성된 NA2를 단량체 L-AHG와 D-갈락토오스로 분해함으로써 종결되는 것으로 예측되었다. 대장균 발현 시스템과 PET-30a 벡터를 함께 사용하여, KY-GH-1 균주 유래의 GH50 패밀리 β-아가레이즈 유전자들(GH50A, GH50B, GH50C)과 GH117 패밀리 α-NABH 유전자들(GH117A α-NABH, GH117B α- NABH)을 발현시켜 His-태그 재조합 효소단백질들로 확보하여, 이들 효소단백질을 이용하여 효소 활성을 비교 분석한 결과, 재조합 GH50A β-아가레이즈가 세 개의 GH50A 패밀리 β-아가레이즈 동위효소들 중에서 가장 높은 엑소형 β-아가레이즈 활성을 나타내며, 또한 재조합 GH117A α-NABH가 NA2를 L-AHG와 D-갈락토오스로 강력하게 가수분해할 수 있으나 재조합 GH117B α-NABH는 NA2 가수분해 활성이 없음을 확인하였다. 연이어 GH50A β-아가레이즈 및 GH117A α-NABH의 효소 특성을 추가로 조사하였다. 아울러 이들 각 효소가 나타내는, 아가로오스를 분해하여 NA2를 생성시키는 효율성과 NA2를 분해하여 L-AHG 및 D-갈락토오스를 생성시키는 효율성을 평가하였다. 본 총설에서는, L-AHG 및 D-갈락토오스의 양산을 위한 아가로오스의 효소적 가수분해에 성공적으로 활용될 수 있을 것으로 기대되는, 담수 유래 한천 분해 세균 Cellvibrio sp. KY-GH-1 유래의 재조합 GH50A β-아가레이즈 및 GH117A α-NABH의 장점들에 대해 기술한다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제26권7호
• /
• pp.873-880
• /
• 2020

굴 패각을 입경(0 ~ 1, 1 ~ 2, 2 ~ 5 mm) 및 소성온도(400(P400), 500(P500), 600(P600), 800(P800)℃)별로 전처리 한 후, 퇴적물과 혼합된 실내실험을 통해 퇴적물의 성상변화를 조사하였다. 굴 패각의 주요 성분인 CaCO3는 700℃ 이상의 소성 온도에서 열분해 되어 CaO로 변화하는 것으로 나타났다. P800의 Ca2+ 농도는 약 790 mg/L로 대조구 및 다른 실험구들에 비해 약 2 ~ 3배 높게 나타나 고온 소성 된 굴패각일수록 용출되는 Ca2+는 높은 것으로 확인되었다. 600℃ 이상의 온도에서 소성된 굴 패각에서는 CaCO3의 열분해로 형성된 CaO의 가수분해를 통해 간극수 내의 pH가 0.1 ~ 0.5 증가한 것으로 나타났다. 간극수 내의 NH3-N은 대조구보다 약 2.2 ~ 7.6 mg/L의 범위로 증가하였으며, 이는 가수분해 과정에서 발생한 열, Ca2+에 의한 미생물 활동 억제, 소성 과정에서 증가한 굴 패각 공극을 통한 산소 공급 등이 복합적으로 작용한 결과로 판단된다. P600 및 P800의 직상수 및 간극수 내의 PO4-P 농도는 대조구보다 약 0.1 ~ 0.2 mg/L 낮게 나타났으며 이는 소성 굴 패각으로 인한 pH 증가 및 PO4-P와의 화학적 반응으로 판단된다. 이상의 결과를 통해 소성 온도에 따라 굴 패각은 퇴적물 내의 NH3-N 및 PO4-P의 농도변화에 영향을 미치는 것으로 확인되었으나, 입경에 의한 영향은 크지 않은 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과는 향후 소성 굴 패각을 낮은 오염도의 연안 저서환경을 개선시키기 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것을 판단된다.

• 식물병연구
• /
• 제28권2호
• /
• pp.69-81
• /
• 2022

본 연구에서는 수박에서 과실썩음병을 유발하는 Acidovorax citrulli를 억제하는 세균을 선발하고, 선발한 세균이 성장촉진 및 길항 효소를 생성하는지 확인하였다. 전국 26개 지역의 94곳의 수박재배지와 25곳의 대형 원예 육묘장에서 수박 식물체(잎, 꽃, 뿌리) 및 토양을 수집하였다. 수집한 sample에서 tryptic soy agar와 yeast extract peptone dextrose 배지에서 각각 1,953종과 841종 총 2,794종의 미생물을 분리하였으며, 2,794종의 미생물 중 2종의 A. citrulli를 선발하였다. 선발한 A. citrulli에 대한 기내 길항성 검정 결과 3-3B에서 24종, 9-4B에서 14종 총 28종의 길항 세균을 선발하였다. 선발한 길항 세균 중 BNPL-6-3B, HYGPL-1-3B, TIPL-6-1B, YGMP-2-7Y는 2종의 bacterial fruit blotch균 모두에서 강한 길항성을 보였다. 선발한 28종의 길항 세균을 대상으로 총 6가지의 생화학적 검증을 진행하였으며, 선발한 길항 세균 중 CB20R-2-5B, TIPL-4-2B, TIPL-6-1B, TIPL-7-4B 4가지 균주가 5가지의 생화학적 검증에서 성장촉진 및 길항 효소를 분비하는 것을 확인하였다. 또한, BNPL-3-3B와 BNPL-6-3B 두 균주는 성장촉진 효소 분비를 확인하는 4가지의 생화학적 검증(ammonia production, phosphate solubilization, starch hydrolysis, siderophore production)에서 모두에서 효소를 분비하는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 선발한 28종의 길항 세균은 배지에서 A. citrulli를 효과적으로 억제하였으며, 사이안화 수소와 단백질분해효소 생산 능력 검정을 통해 길항 활성을 확인하였다. 또한, 선발한 길항 세균의 암모니아 생산 및 불용성 인산 가용화 능력을 확인하여 식물 성장촉진 활성을 가지는 것으로 확인하였다. 따라서, 본 연구결과는 향후 수박 과실썩음병 방제제 및 성장촉진제 등의 친환경 농자재 개발에 유용한 기초 자료가 될 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
• /
• 제31권3호
• /
• pp.15-25
• /
• 2023

본 연구에서는 반도체 패키지 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 재활용하여 실리카 나노입자를 제조하였으며 이를 전기감응형 스마트유체의 분산 물질로 적용하였다. 상세히는, 실리콘 슬러지에 산처리를 통해 금속불순물을 제거한 고순도의 실리콘 분말을 얻고, 수열합성법을 통해 실리카 나노입자를 합성하였다. 실리카 나노입자의 크기를 조절하기 위해 수열합성법의 반응시간을 8, 15, 20, 30시간으로 진행하였으며, 반응시간이 증가할수록 실리카 나노입자의 크기가 증가하였다. 수열합성의 반응시간이 길어질수록 실리콘의 가수화 및 탈수 반응이 증가하며 입자의 크기를 증가시킨다. 실리콘 슬러지에서 제조한 실리카 나노입자를 실리콘 오일에 분산하여 전기감응형 스마트유체로 응용하였다. 그 결과, 30시간의 수열합성으로 제조된 실리카 나노입자가 동일한 전기장 하에서 21.4Pa의 가장 높은 전단응력을 나타내었다. 이는 큰 실리카 나노입자의 사이에 작은 입자들이 배치되는 보강효과 효과를 통해 단단한 사슬구조의 형성 때문이다. 본 연구를 통해 반도체 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 성공적으로 재활용하여 실리카 나노입자를 제조하였고, 이를 전기감응형 스마트유체에 적용함으로써 산업현장에서 친환경성을 강조하는 ESG 경영의 일환으로 적용될 수 있음을 확인하였다.