• KSBB Journal
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• 제13권4호
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• pp.391-398
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• 1998

The effect of culture medium copper availability on the specific growth rate(${\mu}$) and carbon conversion efficiency (CCE) was sutided for an obligatory methanotroph Methylosinus trichosporium OB3b under various combinations of carbon and nitrogen sources. Methane or methanol was used as a carbon source, and nitrate or ammonium was used as a nitrogen source. Medium copper availability determined the intracellular location or kind of methane monooxygenase (MMO), cell-membrane (particulate or pMMO) when copper was present and cytoplasm (soluble or sMMO) when copper was deficient. When methane was used as a carbon source, copper-containing medium exhibited higher ${\mu}$ and CCE than copper-free medium regardless of the kind of nitrogen source. When methanol was used as a carbon source, however, the effect of copper disappeared. Ammonium gave the higher ${\mu}$ and CCE than nitrate for both methane and methanol. Those observation suggest that there exist an important difference in energy utilization efficiency for methane assimilation between sMMO and pMMO.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권3호
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• pp.375-380
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• 2015

Recently, methane has attracted much attention as an alternative carbon feedstock since it is the major component of abundant shale and natural gas. In this work, we produced methanol from methane using whole cells of Methylosinus trichosporium OB3b as the biocatalyst. M. trichosporium OB3b was cultured on NMS medium with a supply of 7:3 air/methane ratio at 30℃. The optimal concentrations of various methanol dehydrogenase inhibitors such as potassium phosphate and EDTA were determined to be 100 and 0.5 mM, respectively, for an efficient production of methanol. Sodium formate (40 mM) as a reducing power source was added to enhance the conversion efficiency. A productivity of 49.0 mg/l·h, titer of 0.393 g methanol/l, and conversion of 73.8% (mol methanol/mol methane) were obtained under the optimized batch condition.

• KSBB Journal
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• 제8권4호
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• pp.341-350
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• 1993

본 연구에서는 sMMO를 갖는 메탄 자화균인 M. triclwsporium OB3b를 이용하여 메탄올 생산을 위한 기초실험을 수행하였다. 중요한 결과를 요약하면 다음과 같다(Table 2). 1. 세포 내 NADH의 재생을 위해 개미산을 첨가 할 때 whole-cell의 sMMO 활성은 pH 7.0 및 $30^{\circ}C$ 에서 최대값을 보이며 propylene을 기질로 할 경우 약 130nmol/mg cell min 정도이다. 2. 인산은 MMO와 MDH 활성을 모두 저해하나 M MDH에 대한 저해 정도가 훨씬 크므로 메탄올 합성 에 사용이 가능하다. Noncompetitive mode를 가정 할 때 저해상수는 각각 185mM(MMO) 및 42mM ( (MDH)이었다. 3. 메탄올은 MMO 활성을 저해하며 noncompeti­t tive mode를 가정할 때 propylene기질의 경우 2 21mM 이었다. 4. 균체 내 sMMO 활성은 성장이 멈춰진 상태에 셔 비교적 때}른 속도로 감소하며 고농도 인산용액에 서 그 속도가 더 빨라진다. 5. 인산농도 91mM에서 메탄은 메탄올로 산화되 어 축적되며 4.5시간 동안 에탄올의 생성속도는 평 균 79nmol/mg min이었다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제8권5호
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• pp.309-312
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• 2003

The transformation capacity (T$\_$c/) of Methylosinus trichosporium OB3b in the degradation of ethylene chlorides was determined by measuring the decrease of soluble methane monooxygenase (sMMO) activity of resting cells in batch experiments. All measurements of sMMO activity were taken in the presence of 20 mM formate to avoid the deficiency of reducing power, and within 2 hrs to avoid the effect of natural inactivation from instability of the resting cells. The constant T$\_$c/ values of 0.58 ${\pm}$ 0.132 and 0.80 ${\pm}$ 0.17 ${\mu}$mol/mg cell were obtained for trichloroethylene (TCE) and 1,2-dichloroethylene (cis and trans-1,2-DCE), respectively, regardless of their concentrations. The transformation capacity measured by this method can be used to predict the amount of cells that should be stimulated in in-situ bioremediation.

• Applied Biological Chemistry
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• 제34권4호
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• pp.386-392
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• 1991

Propene으로부터 propylene oxide를 생산하기 위하여, methane 자화성 세균인 Methylosinus trichosporium OB3b를 이용하였다. 이 균주는 methane을 methanol로 전환시키는 methane monooxygenase를 가지고 있는데, 이 효소는 또한 propene을 propylene oxide로 전환시킬 수 있다. 이 균주의 휴지세포를 이용하여 propene으로부터 propylene oxide 생산의 최적조건을 검토하였다. 최적 pH는 7.0이었으며, 최적온도는 $35^{\circ}C$이었다. 최종산물인 propylene oxide는 propylene oxide의 생산반응을 저해하지 않았으며, 더 이상 대사되지도 않았다. Methane 대사중간물질들(methanol, formaldehyde, formic acid)의 첨가는 propylene oxide의 생산을 $3{\sim}4$배 증가시켰으며, 특히 methanol 첨가의 경우에 가장 좋은 효과를 보였다. 상기의 최적조건하에서, 1시간 반응시 propylene oxide의 최대 생산량은 14.2 mM이었으며, 이 때 공급한 propene으로부터 propylene oxide로의 전환율은 약 8.0%이었다.

• KSBB Journal
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• 제14권4호
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• pp.452-459
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• 1999

본 연구에서는 난분해성 물질인 기상의 TCE를 효과적으로 처리하기 위하여 CSTR과 TBR을 연결한 2단계 생물막 반응기를 제작ㆍ운전하였다. TBR에는 TCE 분해능이 탁월한 메탄자화균인 Methylosinus trichosporium OB3b를 활성탄에 고정화시켰고, 기상의 TCE를 유입부에 연속적으로 공급하여 분해시켰다. 개발된 반응기 시스템의 효율을 조사하기 위해 다양한 운전조건에서 TCE 분해속도, TCE 전화율 및 cMMO 활성변화 등을 조사하였다. 여러 가지의 유입부 TCE 농도에서 운전한 결과 80 $\mu$mol/L의 고농도까지 처리가 가능함을 알 수 있었고, TCE를 포함한 기체의 유속을 변화시켰을 때 유속이 증가함에 따라 낮은 유속(50~200 mL/min)에서는 직선적으로 TCE를 분해속도 및 전화율이 증가하다가 높은 유속(200~600 mL/min)에서는 일정하게 유지되었다. TBR의 온도를 달리하였을 때, 2$0^{\circ}C$의 낮은 온도에서 3$0^{\circ}C$의 높은 온도보다 TCE 전화율 및 분해속도가 증가되어 TBR에서의 TCE 분해반응이 물질전달 저해를 받음을 알 수 있었다. CSTR에서의 희석속도가 낮으면 TCE 분해속도와 전화율의 감소 및 sMMO 활성 저하 현상이 일어남을 관측할 수 있었고, TBR에서 TCE 분해 과정에서 불활성화된 sMMO 및 세포 활성을 효과적으로 재활성화시키기 위해서는 CSTR의 희석속도를 높이 유지해야함을 알 수 있었다. 약 270일 이상의 운전기간 동안 운전조건을 다양하게 변경시켜도 매우 안정되게 시스템이 유지됨을 알 수 있었고, 최고분해속도는 525 mg TCE/Lㆍday 정도로 높아 개발된 2단계 CSTR/TBR 시스템의 우수성을 알 수 있었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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• pp.116-120
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• 2003

Type strain, Methylosinus trichosporium OB3b, was used to convert methane to methanol. To prevent further oxidation of methanol, NaCl and EDTA were used as inhibitors of methanol dehydrogenase. The reaction temperature was $25^{\circ}C$, and the concentrations of cell and sodium formate added to the reaction mixture were 0.6 mg dry cell wt/ml and 20 mM, respectively. During 12hr reaction, 8 mM methanol was accumulated in the reaction mixture. In this reaction $K_m$ and $V_{max}$ values were found to be 532.6 mM and 1.749 mmol/hr, respectively, and the conversion rate was approximately 37%. To increase the concentration of methanol in the medium, a repeated batch reaction was carried out. In this process, methane was injected every eight hours, and the produced methanol concentration was 18 mM.

• KSBB Journal
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• 제10권2호
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• pp.212-220
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• 1995

본 연구에서는 강제성 에탄자화균인 M. trichas P parium OB3b를 메탄융기질에서 배양하면서 여러 환 경요인 벚 배지요인의 영향을 조사하고 최적 배양조 건을 구하였다. 또한 배양특성을 메탄기질 성장의 경우와 비교하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 요 약하면 다음과 같다. 1. 최대비성장속도는 메탄 기질 성장시 ${\mu}=$0.08hr^{-1}$ 인데 반해 메탄올 기질 성장시에는 ${\mu}=$0.20hr^{-1}$로 2배 이상의 증가를 보였다. 메탄융 최 척농도는 0.5% (v/v)이였다. 2. 질소원으로는 메탄올 기질에서는 암모니아가 질산염보다 우수한 반면 에탄 기질에서는 질산염이 우수하였다. 3. 질소원에 대한 균체수율 $(Y_{X/N})$ 은 탄소원의 종 류와 관계없이 모두 7.14g dry cells/g N으로 통일 하게 냐타났다. 탄소원(MeOH)에 대한 균체수율 $(Y_{X/S})$은 질소원으로 암모니아를 사용한 경우 0 0.8g dry cells/g MeOH이고 질산염을 사용한 경우 는 0.64g dry cells/g MeOH로 암모니아의 경우가 약 20% 가량 높았다. 4. 배양옹도는 최적옹도가 $30^{\circ}C$ 인데 메탄올의 농 도가 높은 경우 고온에셔 에탄융의 독성 증가에 따 른 비성장속도의 큰 감소를 관찰할 수 있었다. 5. pH는 6.5~8.0 범위에 완만한 최척값을 보여 주었다. 6. 인산염의 농도가 증가함에 따라 메탄올탈수소 효소(MDH)의 활성은 급격히 감소하였으나 에탄융 기질에서 균체의 비성장속도는 인산염농도 60mM까 지 거의 일정하였다. 이 결과는 MDH의 활성이 균 체의 최척성장에 필요한 활성의 거의 2배 이상 수준 으로 유지되고 있음을 보여준다. 7. 생물반응기 배양에 서는 pH조절과 메탄올의 첨 가로 최종 균체농도는 2.10mg dry cells/ml까지 볼 수있었다.

• KSBB Journal
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• 제11권2호
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• pp.246-253
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• 1996

생분해성 고분자의 생산 단가를 낮추기 위해 값싼 원료인 LNG와 강제성 메탄자화균인 M. tricha­s sparium OS3b를 이용하여 PHS 생산 가능성을 검토하였다. 중요한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 산업용 기질인 LNG를 에탄 원료로 사용한 경 우 LNG 중의 에탄과 프로판에 의해 비성장 속도가 감소하였으내(저해상수 $K_1=0.12%$) PHS 생성에는 영향을 주지 않았다. 2. 배양액 중 구리 이온이 결핍되면 PHS 축적은 현저히 감소하였다. 3. 각종 영양원 결핍조건에서 PHS 축적능을 시험 하였을 때, 칼륨, 마그네숨, 그리고 질소원 결핍이 높은 PHS 축적율을 보였고, 특히 질소원의 경우 최 고 45%의 축적율을 보였다. 4. 최척의 질소원/탄소원의 비는 존재하지 않았고, 질소원의 농도가 낯을수록 PHS 축적율은 증가 하였다. 5. PHS 축척을 위한 최적 온도와 pH는 각각 $30^{\circ}C$와 7.0이었다.

• KSBB Journal
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• 제11권6호
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• pp.642-648
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• 1996

본 연구에서는 에탄 자화균인 Methylosinus trichosporim OB3b를 이용하여 메탄으로부터 에탄올 생성에 관한 실험을 수행하였다. 에탄으로부터 에탄올을 생성하기 위해서는 메탄 산화과정 중 두번 째 효소인 methanol dehydrogenase 효소의 활성을 부분 저해해야 하므로 이를 위해 EDTA를 사용한 결과 EDTA가 methanol dehydrogenase의 저해제 임을 확인하였고 배지에 6mM EDTA를 첨가하였을 때 전혀 첨가하지 않았을 때와 비교하여 메탄올 생 성이 약 5배 정도 증가되어 lOmmole/L의 에탄율을 얻을 수 있었다. 또한 Cu의 존재유무가 에단올 생성 에 미치는 영향을 실험한 결과 ImM Cu 존재시 $5\mu\textrm{M}$ Cu 존재하에 비해 메탄올 생성이 약 2.5배 증가되어 약 11mmole/L의 메탄올을 얻을 수 있었는데 이는 Cu 존재가 입자상(particulate) MMO의 생성을 촉 진시키며 생성된 이 세포 단위중량당 MMO 활성이 높은 pMMO가 에탄으로부터 에탄올의 생성을 촉진 시키는 것으로 생각된다. 그리고 온도가 에탄올 생 성에 미치는 영향을 실험한 결과 온도가 3TC에서 $30^{\circ}C , 25^{\circ}C$ 로 낮아점에 따라 생성 메단올 농도가 증 가하여 15.5mmole/L에 이르렀고 메탄 소비속도도 증가됨을 알 수 있였다. 또한 메단과 산소의 구생성 분비가 에탄올 생성에 미치는 영향을 실험한 결과 산소대비 에탄 농도가 증가할수록 생성 에탄올의 농 도 및 세포농도가 증가됨을 알 수 였다. 그리하여 50% 메탄, 50% 산소 존재하에 비해 70% 에탄, 30% 산소 경우에는 약 50% 증가된 15.3 mmole/L 농도의 머l단올을 얻을 수가 있였으며 세포농도도 많이 증가됨을 알 수 있다.