• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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• pp.468-472
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• 2003

Recently, genetic engineering techniques have been used to display various heterologous peptides and proteins (enzyme, antibody, antigen, receptor and fluorescence protein, etc.) on the yeast cell surface. Living cells displaying various enzymes on their surface could be used repeatedly as 'whole cell biocatalysts' like immobilized enzymes. We constructed a yeast based whole cell biocatalyst displaying T. reesei cellobiohydrolase I (CBH I ) on the cell surface and endowed the yeast-cells with the ability to degrade cellulose. By using a cell surface engineering system based on ${\alpha}-agglutinin,$ CBH I was displayed on the cell surface as a fusion protein containing the N-terminal leader peptide encoding a Gly-Ser linker and the $Xpress^{TM}$ epitope. Localization of the fusion protein on the cell surface was confirmed by confocal microscopy. In this study, we report on the genetic immobilization of T. reesei CBH I on the S. cerevisiae and hydrolytic activity of cell surface displayed CBH I.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제5권6호
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• pp.436-440
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• 2000

Recently, we reported an improved technology for the degradation of organophosphate nerve agents using whole cells of genetically engineered Escherichia coli that anchored and displayed the enzyme organophosphorus hydrolase on the cell surface. In this paper we report the immobilization of these cells on highly porous sintered glass beads and the subsequent application of the immobilized cell in a continuous-flow packed bed bioreactor for the biodetoxification of a widely used insecticide, coumaphos.

• 한국식품과학회지
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• 제16권3호
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• pp.267-272
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• 1984

미생물 세포를 효소 고정화 담체로 사용하여 ${\beta}-fructofuranosidase$를 고정화 시켰다. Penicillium spp. "K-8"로 명명된 곰팡이를 배양한 뒤 균체의 세포벽에 존재하는 다당체를 periodate와 반응시켜 활성화된 알데히드기를 얻을 수 있었다. 이 때 건조 세포 g당 periodate, 1.2g이 최적 농도이었고, 이 농도하에서 온도가 알데히드 형성에 미치는 영향은 거의 없었다. 활성화된 균체에 ${\beta}-fructofuranosidase$를 공유결합에 의하여 고정화시켰다. 더 높은 효소의 고정화를 위하여 이를 glutaraldehyde를 처리한 바 0.5%의 농도와 1시간의 반응조건에서 최대 효소 고정화율 26%를 나타내었다. 이 조건에 의해 제조한 고정화 효소는 kinetic parameters로서 최적온도가 $55^{\circ}C$, 최적 pH가 5, Km값이 55mM. Ea가 19kJ $mol^{-1}$이었다. 회분식 반응조내에서는 6번의 반복된 반응기간동안 고정화 효소 활성에 약간의 감소가 있었으나 비교적 좋은 역가의 안정성을 보여주었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권2호
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• pp.289-296
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• 2017

Lysine decarboxylase (CadA) converts ${\small{L}}-lysine$ into cadaverine (1,5-pentanediamine), which is an important platform chemical with many industrial applications. Although there have been many efforts to produce cadaverine through the soluble CadA enzyme or Escherichia coli whole cells overexpressing the CadA enzyme, there have been few reports concerning the immobilization of the CadA enzyme. Here, we have prepared a cross-linked enzyme aggregate (CLEA) of E. coli CadA and performed bioconversion using $CadA^{CLEA}$. $CadA^{free}$ and $CadA^{CLEA}$ were characterized for their enzymatic properties. The optimum temperatures of $CadA^{free}$ and $CadA^{CLEA}$ were $60^{\circ}C$ and $55^{\circ}C$, respectively. The thermostability of $CadA^{CLEA}$ was significantly higher than that of $CadA^{free}$. The optimum pH of both enzymes was 6.0. $CadA^{free}$ could not be recovered after use, whereas $CadA^{CLEA}$ was rapidly recovered and the residual activity was 53% after the $10^{th}$ recycle. These results demonstrate that $CadA^{CLEA}$ can be used as a potential catalyst for efficient production of cadaverine.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권4호
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• pp.285-291
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• 1986

효모Candida lipolytica 세포를 calcium alginate gel로 포괄 고정화시켜서. 유동층 반응기에서 반응을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1 고정화 효모 세포를 활성화 용액에서 회분식 유동층 반응기 방식과 연속식 유동층 반응기 방식으로 활성화시켰을 때, 세포는 고정화된 상태로 증식하였으며, 또한 세포당 시트르산 생성활성 이 증가하여서, 활성화되지 않은 bead보다 최대 시트르산 생성활성이 약 10배정도 증가되었다. 2 연속식 유동층 반응기 방식으로 활성화시킬 때가 회분식 유동층 반응기 방식으로 활성화시킬 때보다 늦은 시간에 최대의 시트르산 생성활성을 나타내었는데, 이것은 연속식으로 활성화시킬 때는 bead가 계속 새로운 환경에 놓이게 되어 bead내의 세포에 필요한 효소 및 보효소가 bead밖으로 계속 유출됨으로 인하여 bead내의 효소와 보효소의 축적에 많은 시간이 걸린데 기인한 것으로 사료된다. 3. 회분식 유동층 반응기내에서 세포수를 동일하게 하여 반응을 수행할 때, 고정화 bead의 크기가 작을수록 시트르산의 생산성이 증가하였다. 이것은 bead의 크기가 작을수록 부피에 비해 높은 표면적을 가지므로 세포의 많은 수가 반응에 참여하게 되며 bead내로의 화산저항이 작아서 물질전달이 잘되어 시트르산이 많이 생성된 것으로 사료된다.

• KSBB Journal
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• 제14권4호
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• pp.389-395
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• 1999

Bifidobcterium spp. can provide human being with several beneficial physiological. Therefor, there has been a considerable interest in products Bifidobcterium spp. dietary supplements or as starter cultures for probiotic products that may assint in the improvement of health on the human. But indusrial applications have been limited because Bifidobcterium spp. are sensitive to acidic pH due to organic acid produced by themselves and various conditions. The objective of this study was to establish new method for improvement of Bifidobcterium viability by entrapment im calcium alginate beads. We have a plan to select the most suitable polymer through the comparison with acid tolerance oxygen tolerance and theological properties of polymer. Increase of the viable number of Bifidobcterium induced increasing acid tolerance and oxygen tolernce trough the development of entrapment technique. The 4%, 3030mm diameter) sodium alginate beads led to the best survivability under acid condition. Especially, addition of 6% mannitol, 6% glycerol or 6% sorbitol to the sodium alginate helped a beneficial effect on viability against acid, bile salt, hydrogen peroxide and cold strage. The number of viability of entrapeede cells by retreatment was 96 fold higher than non-entrapeed cells after 5 hours of storage under pH 3 acidic condition. These experimental data clearly demonstrate that a whole cell immobilization by entrapment in calcium alginate beads is an important survival mechanism enable to withstand environmental stresses as the acidic condition, hydrogen peroxide toxicity and frozen state.

• 한국식품과학회지
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• 제11권3호
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• pp.192-199
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• 1979

비교적 높은 역가의 포도당 이성화 효소를 생산하는 방사선균을 토양에서 선별하여 이성화 효소의 세포 고정화를 행하였다. 특히 최종 제품(pellet form)의 물리적 견고성을 얻기 위하여 세포를 $65^{\circ}C$로 15분간 열처리하고 선택적 건조를 행하여 얻은 세포 slurry를 가용성 전분과 섞은 후 사출시켜 pellet form으로 만들었다. 5% glutaraldehyde를 가교제로서 pellet 균괴를 3시간 처리함으로 효소의 세포 고정화를 이룩하였다. 최종 제품은 물리적 견고성이 양호하였고 효소의 회수율은 26%였으며 비활성도는 건물 g당 48.1 단위였다. 세포 고정화시킨 이성화 효소는 가용성 효소와 매우 유사한 효소학적 성질을 보여 주었다. 즉 최적 pH ; $7.5{\sim}9.0$, 최적 온도 ; $80{\sim}85^{\circ}C$, 활성화 에너지 ; 10.9 kcal/mole, 포도당에 대한 $K_m$값 ; 10.9 M이었다. 고정화 효소는 열안정과 pH 안정성이 양호함을 보여주었다.

• KSBB Journal
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• 제7권4호
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• pp.252-257
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• 1992

호기성 미생물 고정화를 위해 새로 개발한 평판형막 생물 반응기(FMBR)을 개발하여Aspergillus niger (KCTC 1232)로부터의 구연산 생산을 연구하였다. 반응기는 삼단으로 구성되어 있으며 상층부에는 산소 공급을 위한 공기흐름이 있고 주층부에는 미생물이 고정화되어 있으며 하층부에는 배지가 연속적으로 공급된다. 배지의 초기 pH는 구연산 생성에 있어서 중요한 영향을 미치며 pH가 낮을수록 구연산 생산수율이 높았다. 산소원으로 공기와 순수산소를 이용하여 생산성은 각각0.20, 0.40h/Lh에 달하였다. EH한 배지의 공급속도가 높을수록 생산성이 어느 정도 증가함을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제25권6호
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• pp.520-526
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• 2010

토양 미생물로부터 스크리닝한 미생물 중 카탈라제 생산량이 높은 세 가지 미생물 (Bacillaceae bacterium BKBChE-1, Bacillus sp. BKBChE-2와 Bacillus flexus BKBChE-3)을 배양하여 얻은 카탈라제 효소가 과산화수소를 분해하는 것을 확인하고, 미생물 균체를 천연제올라이트에 정전기적 흡착법으로 고정하였다. 주사전자 현미경을 통해 각각의 미생물이 지지체에 잘 흡착된 것이 관찰되었고, 10.5 mM의 과산화수소를 1시간 이내에 완전히 분해되는 것을 확인하였다. 과산화수소 분해 속도가 가장 빠른 Bacillus flexus BKBChE-3은 온도와 pH 영향성 실험을 통해 고온과 pH 10 이상의 강알칼리 조건에서도 30일 이후까지 미생물이 생존하는 것을 관찰하였다. 또한 고정화된 미생물의 경우 온도 $25-40^{\circ}C$, pH 7-10의 조건에서 생균수가 계속하여 증가하는 것을 확인하였다. 본 실험을 통해 Bacillus flexus BKBChE-3이 생산한 카탈라제 효소 뿐만 아니라 고정화된 균체도 과산화수소의 제거에 효과적임을 확인할 수 있었다. 이들 결과로부터 미생물 발효를 통해 생산된 효소의 생산량 증가와 미생물 개체 수 증가를 이용하여 산업폐수에 적용하면, 과산화수소의 제거 효율을 높이고 균체 재활용을 통한 공정비용을 절감할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권1호
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• pp.125-130
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• 2005

The growth and phosphatase (phosphomonoesterase) activity of Chroococcidiopsis culture isolated from the cryptoendoliths of the Antarctic were compared with a similar isolate from the Arizona hot desert. Such cyanobacteria living inside rocks share several features with the immobilized cells produced in the laboratory. This study has relevance because the availability of phosphorus is a key factor influencing the growth of these cyanobacteria in nature, in such unique ecological niches as the hot and cold deserts. Phosphatase activity therefore is of particular importance for these organisms if they are to survive without any other source of phosphorus availability. Also, there is paucity of knowledge regarding this aspect of study in cyanobacterial cultures from these extreme environments. The salient feature of this study shows the importance of specific pH and temperatures for growth and phosphatase activity of both cultures, although there were marked differences between the two isolates. The pH and temperature optima for growth and phosphatase activity (PMEase) of Chroococcidiopsis 1 and 2 were 9.5, $240^{\circ}C$ and 8.5, $40^{\circ}C$ respectively. The $K_m and V_max$ values of cultured Chroococcidiopsis 1 showed lower affinity of PMEase for the substrate compared to the enzyme affinity of the same organism when found within the rocks; Chroococcidiopsis 2 and Arizona rocks containing the same alga however showed similar affinity of PMEase for the substrate. An interesting observation was the similarity in response of immobilized Chroococcidiopsis 1 culture and the same organism in the Antarctic rocks to low light and low temperature stimulation of PMEase. This thermal response seems to be related to the ability of the immobilized Antarctic isolate and the rocks to either cryoprotect the PMEase or undergo a change to save the enzyme from becoming nonfunctional under low temperatures. The free cells of Chroococcidiopsis 1 culture however did not show such responses.