• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5179-5186
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• 2012

본 논문은 당뇨병 치료제로 알려진 Miglitol은 ${\alpha}$-glucosidase 저해제로, 산업적으로 포도당과 에탄올아민으로부터 세 단계의 화학 및 생물전환 과정을 거쳐 합성되며. acetic acid bacteria에 속하는 Gluconobactor oxydans (G. oxydans)는 불완전 산화를 통해 1-deoxy-1-(2-hydroxyethylamino)-D-glucitol (P1)을 Miglitol의 전구체인 6-(2-hydroxyetyl) amino-6-deoxy-${\alpha}$-L-sorbofuranose (P2)로 생물 전환시키는 균주이다. 본 연구에서는 토양으로부터 스크리닝하여 선발된 고효율 생물전환 박테리아인 CK-2165의 균주를 동정하고 최적의 발효조건을 탐색하고자 하였다. 16S rDNA 서열과 계통수 분석결과 CK-2165는 G. oxydans에 속하는 미생물임을 결정하였으며, API 20E kits를 사용하여 선발된 균주의 탄소원 이용성을 실험한 결과 glucose, mannose, inositol, sorbitol, rhamnose, sucrose, melibiose, amygdalin, arabinose와 같은 탄소원에 대한 이용성을 가진 균주임을 확인하였다. 또한 산업적 생산을 위하여 배양 조건을 최적화하였고 균체를 이용하여 생물전환 반응에 중요한 요소들을 조사하였다. 생물전환 반응을 위해 사용되는 균체는 균 성장 단계 중 후기 정지기 (late-stationary phase)에 수확한 균체가 가장 높은 활성을 나타내었고 생물전환 반응에는 $MgSO_4$가 필수적임을 확인하였다.

• 농업과학연구
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• 제34권2호
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• pp.99-109
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• 2007

섬유소 분해균 Cellulomonas sp. CS 1-1에 대하여 종 수준으로 분류학적 위치를 규명하기 위하여 7개 type strain 균주와 함께 생리적 및 생화학적 특성을 조사하고 DNA 상등성 및 지방산의 조성 등을 분석하여 비교한 결과, CS 1-1의 콜로니 형태는 circular, entire, smooth, convex하며, 담황색을 띤 $0.3{\sim}0.5{\times}0.8{\sim}1.2{\mu}m$ 크기의 간균이었다. 생리학적 특징으로서 비운동성의 통성혐기성 중온균으로서 Gram양성, catalase양성, oxidase음성, 탄수화물 발효성 등의 표현형은 Cellulomonas 속의 타종과 동일하였으며, 특히 D-ribose, raffinose, rhamnose, xylitol, acetate, L-lactate, propionate, aspartate, proline 등 조사한 모든 탄소원의 이용성이 없었으며, 반면에 sacchrose, arabinose 및 amylose의 이용성은 양성으로 판정되었다. G+C 함량 74.76 mol %, 주요 지방산과 quinone 성분은 전형적인 Cellulomonas의 12-methyltetradecanoic acid (anteiso-$C_{15:1}$)과 MK-$9(H_4)$이었으며, DNA의 상동성 비율은 C. uda ATCC 491과 70%, C. fimi ATCC 15724와 54~59 %, C. gelida 및 C. bibula와도 46~48%의 상동성을 나타내었다. 이상의 결과는 CS1-1이 현재 Cellulomonas 속에 인정된 7개의 type species 중 C. uda ATCC 491 균주와 가장 높은 근연성을 나타냄으로서 C. uda에 속하는 novel species로 분류될 수 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제8권3호
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• pp.173-180
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• 1980

Streptomyces sp. strain K-17의 포도당 이성화효소의 강력한 분비를 위해서는 inducer로서 D-xylose를 필요로 하고 있다. 그런데 D-xylose를 가하지 않고 1.0% glucose를 가한 배지에서 배양한 이성화효소 역가가 낮은 균체를 모아서 이것을 다시 0.05M인 산 완충액 (PH7.0)에 현탁시켜 0.5 % xylose를 가하여 호기적으로 해주었을 때 효소의 induction pattern을 조사한 결과 효소활성이 10시간까지는 처리 시간에 따라 직선상으로 증가하고 이에 비례해서 D-xylose의 양이 감소했으나 cell mass에 있어서는 거의 변동이 없었다. 이때 효소단백의 합성이 일어나고 있지만, 전 RNA함량에 있어서는 오히려 감소하였다. 이와 같이 질소원을 가하지 않는 non-growth phase에서도 효소단백의 합성이 일어나는 것은 세포내에 축적되어 있는 단백질의 turn-over에 의한다는 것을 starvation 실험에서 알 수 있었다. D-xylose 이외에 D-ribose, L-arabinose, D-glucose, D-mannose, citrate, succinate 및 tartrate는 inducer로서의 효과가 없었다. 효소의 induction시, D-glucose를 가했을 경우catabolite repression 이 일어났으며 succinate 나 citrate 에 의해서도 강하게 효소생성이 억제되었다. 이와 같은 현상은 growth phase에서도 마찬가지 결과를 나타내었다. Induction시, $Ba^{2+}$, $Mg^{2+}$ 및 $Co^{2+}$가 효소생성을 발전시켰으며, C $u^{2+}$, C$d^{2+}$, A $g^{+}$ 및 H $g^{2+}$ 와 같은 중금속이 효소생성을 저해하였고, mitomycin C 몇 penicillin G는 효소생성에 영향을 주지 못하였으나, actinomycin D, streptomycin, chlora-mphenicol 및 tetra cycline등에 의해 강하게 저해되었다. 또 p-CMB 및 uncoupler 인 arsenate와 2.4-DNP에 의해서도 효소생성이 저해되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제41권1호
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• pp.6-12
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• 1998

폐단백질을 활용하는 방도의 하나로 폐단백질 자원으로 부터 불용성 단백질의 분리 효율성을 높이고 기능성을 개선하기 위하여 protease를 생산하는 Aspergillus sp. MS-18 균주를 토양으로 부터 분리하고 이 균주가 생산하는 효소를 정제하여 특성을 살펴보았다. 효소 생산을 위한 최적 배양조건은 3% arabinose, 0.5% polypepton, 0.1% ammonium sulfate, 0.1% magnesium chloride 첨가로 3 일 배양이었다. 효소는 ion exchange chromatography, gel filtration 등으로 16.9 배 정제할 수 있었으며 비활성역가는 340.4 unit/mg이었다. 정제효소는 polyacryl amide gel 전기영동상 단일 밴드로 나타났으며, 분자량은 30,000 정도로 추정되었고 결정구조는 모서리가 둥그스럼한 막대 모양이었다. 정제 효소의 최적작용 pH와 온도는 9.0, $60^{\circ}C$였으며, pH 7.0-12.0까지 $50^{\circ}C$에서 안정하였다. 금속이온중 $Na^+$, $Mg^{2+}$, $Mn^{2+}$등에 의해 활성이 증대 되었으나, $Hg^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Pb^{2+}$에 의해 효소 활성이 저해되었고 저해제중 ethylenediaminetetra acetic acid와 phenyl methanesulfonyl fluoride에 의한 활성 저해가 관찰되어 금속 이온이 효소 활성에 관여하는 serine protease로 추정되었으며 정제효소의 Km, Vmax는 $29.33\;{\mu}mole/L$, $5.13\;{\mu}g/min$이었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제36권3호
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• pp.178-183
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• 1993

D-xylose의 통성 발효성 효모, Candida sp. BT001로부터 D-xylose를 xylitol로의 전환을 촉매하는 효소, xylose reductase(alditol: $MADP^+$ 1-oxidoreductase, EC 1.1.1.21)를 salt fractionation, ion exchange, gel filtration과 affinity chromatography를 거쳐 정제하여 그 성질을 조사하였다. 정제된 xylose reductase는 보효소 NADPH 및 NADH에 모두 특이성을 나타내었으며, 또한 각각의 보효소에 대해 활성을 지니는 효소는 따로 분리되지 않았다. Specific activity는 NADPH에 대해 11.78 U/mg, MADH에 대해 6.01 U/mg이었으며, NADH/NADPH의 활성비는 0.51이었다. 정제된 xylose reductase의 분자량은 SDS-PAGE상에서 31,000, gel filtration상에서 61,000으로 2개의 subunit로 구성된 효소로 추정하였다. 정제된 xylose reductase의 D-xylose와 NADPH 및 NADH에 대한 Km값은 각각 $94.2{\times}10^{-3}M,\;0.011{\times}10^{-3}M$ 및 $0.032{\times}10^{-3}M$ 이었다. Aldose들에 대한 xylose reductase의 활성은 L-arabinose, D-xylose순으로 높았다. 최적 효소 반응의 pH 및 반응 온도는 각각 6.2와 $45^{\circ}C$이었으며, 이 효소는 $30^{\circ}C$에서 20분간 안정하였다.

• 미생물학회지
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• 제44권1호
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• pp.56-62
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• 2008

송이 자실체 기저부 토양으로부터 분리한 268균주를 대상으로 식물병원성 곰팡이 7균주(Alternaria panax, Botrytis cinerea, Colletotrichum gloeosprioides, Fusarium oxysporum, Phytopthora capsici, Pythium ultimum, Rizoctonia solani)에 대해 항균활성을 검토한 결과 인삼점무늬병원균(Alternaria panax)과 인삼탄저병원균(Colletotrichum gloeosprioides)에 강한 항균활성을 나타내는 KM1-15 균주가 선발되었다. KM1-15 균주의 16S rDNA 염기서열(1,311 bp)을 결정하여 계통학적 위치를 검토한 결과, Bacillus $koguryoae^T$ (AY904033)와 99.6%의 상동성을 나타내었다. API 50CHE Kit를 사용하여 당 분해능에 대해 Bacillus $koguryoae^T$ (AY904033)와 비교 검토한 결과 KM1-15 균주는 L-arabinose, cellobiose, inulin, D-turanose 양성반응을 나타내는 생리학적 특성이 확인되었다. 주요 지방산으로는 15:0 anteiso (35.78%), 17:0 anteiso (17.97%)를 함유하였으며, 13:0 iso 3-OH, 14:0 iso3-OH, 15:0 iso 3-OH, 그리고 17:0 iso 3-OH와 같은 다양한 분지형 지방산을 함유하는 특성을 나타내었다. 퀴논종으로는 MK-7 (100%)을 가지고, G+C함량은 43.7%를 나타내었다. 또한 protein과 starch에 대한 가수분해능이 탁월하여 KM1-15 균주는 병해충 방제제 및 토양개량제로 매우 유용하게 활용될 것으로 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제42권2호
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• pp.140-146
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• 1999

청각(1.2 kg)을 0.8% 염산 수용액(24 l)으로 추출한 추출물을 메탄올 환류, 에탄올 침전 및 투석하여 활성이 약 2배 증가된 조다당(CF-1)으로부터 2종의 항응고활성 다당류를 정제하였다. 정제는 CF-1의 DEAE-Toyopearl이온교환 크로마토그래피와 Sephadex G-75, Sephadex G-100, Sepharose CL-6B 겔여과 크로마토그래피, HPLC 등을 이용하였다. 최종 정제 다당류획분인 CF-1-VIa-1과 CF-1-VIIa-1는 분자량이 각각 80,000과 40,000 Da 이었으며, 주구성당으로서 arabinose와 galactose가 약 2:1의 몰비율로 풍부하게 함유되어 있었고, 구성당 잔기에 $12{\sim}13%$의 유황을 함유하는 함황성 다당류들이었다. CF-1-VIa-1와 CF-1-VIIa-1의 항응고활성을 $2.5\;{\mu}g/mL$의 농도에서 비교하였을 때 APTT활성은 대조군에 비하여 각각 262초, 250초이었고 TT활성은 각각 130초, 70초이었으며, 분자량이 큰 CF-1-VIa-1이 다소 높은 항응고활성을 보였다. CF-1-VIa-1와 CF-1-VIIa-1의 desulfation과 sulfation을 통한 항응고활성을 비교한 결과 desulfation시 항응고활성이 각각 약 80%와 50%로 감소하였으나 sulfation시에는 약 30%와 20%로 그 활성이 증가하였다. 두 다당류는 헤파린과 달리 농도 의존적으로 불용성 피브린의 형성을 억제하므로써 antithrombin III 비의존적 트롬빈 저해활성을 나타내었으며, 칼슘이온의 킬레이트에 의한 혈액응고 저해효과는 나타내지 않았다.

• 생명과학회지
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• 제17권1호
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• pp.132-136
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• 2007

E. coli에서 Pseudoalteromonas elyakovii 유래의 alginate lyase유전자(aly)를 발현시킬 때, 대부분의 단백질이 불용성 내포체 형태로 발현됨을 확인하였다. Alginate lyase를 가용성 활성형으로 생산하기 위해 aly와 DnaK/DnaJ/GrpE 또는 aly와 GroEL/ES을 공발현하는 형질전환체를 얻었다. 공발현 결과, 단백질의 올바른 접힘을 도와주는 DnaK/DnaJ/GrpE chaperone이 가용성 및 활성형의 alginate lyase 생산에 매우 효과적임을 알 수 있었다. DnaK/DnaJ/GrpE chaperone의 발현에 유도제인 L-arabinose 최적 농도는 0.05 mg/ml이었으며, 이러한 공발현에 의해 약 34%의 alginate lyase가 가용성 분획에서 생산되었다. 또한 10%의 cetylpyridinium chloride를 첨가함으로써, 공발현 콜로니 주위에 투명환이 형성됨을 확인할 수 있었고, 이는 활성형 alginate lyase 효소에 의해 alginate가 분해되었음을 시사하였다.

• KSBB Journal
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• 제21권2호
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• pp.90-95
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• 2006

라이코펜 생산성을 향상시키기 위하여 몇 가지 대장균 균주들을 대상으로 생산성 시험을 한 결과 MG1655 균주가 가장 우수하였다. 대장균 MG1655 균주의 염색체 DNA 내에 존재하는 특정 유전자의 기능이 상실되었을 때 라이코펜 생산성이 증가되는 변이체를 선발하기 위해 transposon 돌연변이를 수행하였으며, 5종의 우수 transposon 변이체를 얻었다. 특히, Tn4 변이체는 야생형 MG1655에 비해서 라이코펜 생산량은 6배, 균체 내 함량은 7배로 가장 높았다. Transposon 삽입에 의해 결손된 유전자를 파악하기 위해 inverse PCR을 통해 염기서열을 확인하였으며, 결손된 유전자는 rfaH, treB, B2436으로 규명되었다. 또한 특정 유전자 기능의 상실뿐만 아니라 기능의 강화나 변화 등에 의한 라이코펜 생산성이 증가된 변이체를 선발하기 위해 NTG 돌연변이를 수행하였으며, 4개의 우수한 NTG 변이체를 얻었다. 이들 중에 NTG4 변이체가 가장 높은 라이코펜 생산량을 보였다. 특히, NTG4 변이체는 발현유도물질인 arabinose의 소량(0.013mM) 첨가 시에 라이코펜 농도, 6 mg/L와 균체 내 함량 4 mg/g DCW로 최대의 라이코펜 생산성을 보였고, 이것은 야생형 MG1655에 비해서 각각 18배와 12배 높은 생산성이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권2호
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• pp.190-193
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• 2014

CMP-Neu5Ac synthetase는 sialyated 된 glycoconjugates의 전구체로 사용되는 CMP-Neu5Ac를 합성하는데 관여하는 주요 효소이다. Escherichia coli K1에서 유래한 CMP-Neu5Ac synthetase 유전자 (neuA)는 평소 E. coli BL21(DE3)에서 비수용성으로 생성되는데, 이를 수용성 단백질로 생산하고자 여러 가지 샤페론 단백질 동시 발현기술을 이용하였다. 이를 위해, GroEL-ES와 DnaK-DnaJ-GrpE를 암호화하는 pG-KJE8 plasmid와 neuA를 동시 형질전환 시켰고 0.01 mM IPTG와 0.005 mg/ml의 L-arabinose로 유도하여 $20^{\circ}C$에서 발현시켰다. 그 결과, E. coli에서의 수용성 CMP-Neu5Ac Synthetase 생산이 현저하게 증가하였다.