• 제목/요약/키워드: MCL-PHAs

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Pseudomonas sp. EML8 균주를 이용한 폐식용류로부터 medium-chain-length poly(3-hydroxyalkanoates) 생합성 (Production of Medium-chain-length Poly (3-hydroxyalkanoates) by Pseudomonas sp. EML8 from Waste Frying Oil)

  • 김태경;김종식;정정욱
    • 생명과학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.90-99
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    • 2021
  • 본 연구에서는 poly (3-hydroxyalkanoate) (PHA)의 생산 비용을 줄이기 위해, 토양에서 분리된 균주 Pseudomonas sp. EML8을 이용하여 폐 튀김유(waste frying oil, WFO)를 단일 탄소원으로 하여 균주의 최적 생장 및 PHA의 생합성 조건을 확립하였다. WFO를 단일 탄소원으로 이용하여 Pseudomonas sp. EML8에 의해 생합성된 PHA를 gas chromatography (GC)와 GC mass spectrometry로 분석한 결과, 7.28 mol% 3-hydrxoyhexanoate, 39.04 mol% 3-hydroxyoctanoate, 37.11 mol% 3-hydroxydecanoate 및 16.58 mol% 3-hydoryxdodecanoate의 단량체로 이루어진 medium-chain-length PHA (mcl-PHAWFO)라는 것을 확인하였다. 플라스크로 배양한 결과, Pseudomonas sp. EML8의 최대 건조세포중량(dry cell weight, DCW) 및 mcl-PHAWFO의 최대 생산수율(g/l)은 WFO 20 g/l, (NH4)2SO4 0.5 g/l, pH 7 및 25℃의 조건에서 확인되었다. 이 결과를 바탕으로 3 l 발효기를 이용하여 48시간 배양한 후에 가장 높은 DCW, mcl-PHAWFO의 함량 및 mcl-PHAWFO의 생산수율(3.0 g/l, 62 wt% 및 1.9 g/l)을 얻었다. 대조군인 신선한 튀김유(fresh frying oil, FFO) 20 g/l를 탄소원으로 사용하여 이와 유사한 DCW, mcl-PHAFFO의 함량 및 mcl-PHAFFO의 생산수율(2.7 g/l, 62 wt%, 1.6 g/l)을 확인했다. 겔 투과 크로마토그래피 분석을 통해 mcl-PHAWFO 및 mcl-PHAFFO의 평균 분자량이 165-175 kDa인 것을 확인했으며, 열중량을 분석한 결과, mcl-PHAWFO 및 mcl-PHAFFO는 각각 260 및 274.7℃의 분해온도값을 보여주었다. 결론적으로 본 연구에서는 Pseudomonas sp. ML8과 WFO는 mcl-PHA의 생산을 위한 새로운 균주와 탄소원으로서의 사용 가능성을 확인하였다.

Pseudomonas aeruginosa P-5에 존재하는 polyhydroxyalkanoate synthase PhaC1과 PhaC2의 기질특이성 (Substrate chain-length specificities of polyhydroxyalkanoate synthases PhaC1 and PhaC2 from Pseudomonas aeruginosa P-5)

  • 우상희;이선희;이영하
    • 미생물학회지
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    • 제52권4호
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    • pp.455-462
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    • 2016
  • Pseudomonas aeruginosa P-5 균주는 홀수개의 탄소수를 갖는 지방산으로부터 3-hydroxyvalerate (3HV)와 medium-chain-length (MCL) 3-hydroxyalkanoates (3HAs) 단위체로 구성된 popolyhydroxyalkanoate (PHA) 공중합체를 생산하는 특이한 성질을 갖고 있다. 이 균주가 갖고 있는 2개의 MCL-PHA synthases ($PhaC1_{P-5}$$PhaC2_{P-5}$)의 탄소길이에 따른 기질특이성을 비교하기 위하여 각각의 유전자를 PHA 생합성능이 결여된 돌연변이주 Pseudomonas putida GPp104에 도입하고 발현시킨 결과, $PhaC2_{P-5}$는 3HV와 MCL 3HAs로 이루어진 공중합체를 생산하지만 $PhaC1_{P-5}$는 단지 MCL 3HAs로 구성된 공중합체를 생산하였다. 이는 $PhaC2_{P-5}$$PhaC1_{P-5}$과는 달리 보다 짧은 탄소길이의 3-hydroxyvaleryl Co-A를 기질로 인지하여 합성반응에 이용할 수 있음을 보여주는 것이다. 또한 $PhaC2_{P-5}$의 효소활성 및 기질특이성의 변화를 유도하기 위하여 위치지정 돌연변이생성을 수행하고 P. putida GPp104과 다른 PHA 생합성능 결여 돌연변이주인 Ralstonia eutropha $PHB^-4$에서 발현시킨 결과, $PhaC2_{P-5}$ 내 두 개 아미노산의 치환(Ser326Thr과 Gln482Lys)이 공중합체의 3HV 함량을 크게 증진시키는 효과를 보였다. 두 개 아미노산이 모두 치환된 $PhaC2_{P-5}$ 유전자($phaC2_{P-5}QKST$)를 갖는 P. putida GPp104를 nonanoic acid가 탄소원으로 함유된 배지에서 배양하였을 때, 모균주에 비해 공중합체 함량과 공중합체 내 3HV 함량이 각각 2.5배 및 3.5배 증가하였다. 따라서 $phaC2_{P-5}QKST$를 포함하는 재조합 균주는 개량된 물성의 신규PHAs 생산에 유용할 것으로 기대된다.

Characterization of a Tacky Poly(3-Hydroxyalkanoate) Produced by Pseudomonas chlororaphis HS21 from Palm Kernel Oil

  • YUN, HYE SUN;DO YOUNG KIM;CHUNG WOOK CHUNG;HYUNG WOO KIM;YOUNG KI YANG;YOUNG HA RHEE
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제13권1호
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    • pp.64-69
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    • 2003
  • Pseudomonas chlororaphis HS21 was isolated from a soil sample and found to produce medium-chain-length polyhydroxyalkanoates (MCL-PHAs) using palm kernel oil (PKO) as the sole carbon source. Up to 3.3 g/1 dry cell weight containing $45\%$ MCL-PHA was produced, when the strain was grown for 21 h in a jar fermentor culture containing 5 g/1 PKO. The polymer produced from PKO consisted of unsaturated monomers of $7.3\%$ 3-hydroxy-5-cis-tetradecenoate and $2.3\%$ 3-hydroxy-5,8,-cis, cis-tetradecadienoate as well as saturated even-carbon number monomers ranging from $C_6\;to\;C_14$, as determined by GC and El GC/MS The PHA was a transparent, sticky material at room temperature. A differential scanning calorimetric analysis revealed that the polymer was amorphous with a $-44^{\circ}C$ glass transition temperature. The number average molecular weight and polydispersity index of the PHA were 83,000 and 1.53, respectively. Although the PHA was practically biodegradable, its degradability was lower than that of poly(3-hydroxyoctanoate) based on a comp:trison of the clear zones formed by growing PHA depolymerase-producing bacteria on an agar plate containing the respective polymers.

Improved Production of Medium-Chain-Length Polyhydroxyalkanoates in Glucose-Based Fed-Batch Cultivations of Metabolically Engineered Pseudomonas putida Strains

  • Poblete-Castro, Ignacio;Rodriguez, Andre Luis;Lam, Carolyn Ming Chi;Kessler, Wolfgang
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제24권1호
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    • pp.59-69
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    • 2014
  • One of the major challenges in metabolic engineering for enhanced synthesis of value-added chemicals is to design and develop new strains that can be translated into well-controlled fermentation processes using bioreactors. The aim of this study was to assess the influence of various fed-batch strategies in the performance of metabolically engineered Pseudomonas putida strains, ${\Delta}gcd$ and ${\Delta}gcd-pgl$, for improving production of medium-chain-length polyhydroxyalkanoates (mcl-PHAs) using glucose as the only carbon source. First we developed a fed-batch process that comprised an initial phase of biomass accumulation based on an exponential feeding carbon-limited strategy. For the mcl-PHA accumulation stage, three induction techniques were tested under nitrogen limitation. The substrate-pulse feeding was more efficient than the constant-feeding approach to promote the accumulation of the desirable product. Nonetheless, the most efficient approach for maximum PHA synthesis was the application of a dissolved-oxygen-stat feeding strategy (DO-stat), where P. putida ${\Delta}gcd$ mutant strain showed a final PHA content and specific PHA productivity of 67% and $0.83g{\cdot}l^{-1}{\cdot}h^{-1}$, respectively. To our knowledge, this mcl-PHA titer is the highest value that has been ever reported using glucose as the sole carbon and energy source. Our results also highlighted the effect of different fed-batch strategies upon the extent of realization of the intended metabolic modification of the mutant strains.

Isolation of a Pseudomonas sp. Strain Exhibiting Unusual Behavior of Poly(3-hydroxyalkanoates) Biosynthesis and Characterization of Synthesized Polyesters

  • Chung, Chung-Wook;Kim, Yoon-Seok;Kim, Young-Baek;Bae, Kyung-Sook;Rhee, Young-Ha
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제9권6호
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    • pp.847-853
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    • 1999
  • A Pseudomonas sp. strain that is capable of utilizing dicarboxylic acids as a sole carbon source was isolated from activated sludge by using the enrichment culture technique. This organism accumulated polyhydroxyalkanoates (PHAs) with an unusual pattern of monomer units that depends on the carbon sources used. Polyhydroxybutyrate (PHB) homopolyester was synthesized from glucose or small $C_{-even}$ alkanoic acids, such as butyric acid and hexanoic acid. Accumulation of PHB homopolyester was also observed in the cells grown on $C_{-odd}$ dicarboxylic acids, such as heptanedioic acid and nonanedioic acid as the sole carbon sources. In contrast, a copolyester consisting of 6 mol% 3-hydroxybutyrate (3HB) and 94 mol% 3-hydroxyvalerate (3HV) was produced with a PHA content of as much as 36% of the cellular dry matter. This strain produced PHAs consisting both of the short-chain-length (SCL) and the medium-chain-length (MCL) 3-hydroxyacid units when heptanoic acid to undecanoic acid were fed as the sole carbon sources. Most interestingly, polyester consisting of significant amount of relevant fractions, 3HB, 3HV, and 3-hydroxyheptanoate (3HHp), was accumulated from heptanoic acid. According to solvent fractionation experiments, the polymer produced from heptanoic acid was a blend of poly(3HHp) and of a copolyester of 3HB, 3HV, and 3HHp units. The hexane soluble fractions contained only 3HHp units while the hexane-insoluble fractions contained 3HB and 3HV units with a small amount of 3HHp unit. The copolyester was an elastomer with unusual mechanical properties. The maximum elongation ratio of the copolyester was 460% with an ultimate strength of 10 MPa, which was very different from those of poly(3HB-co-3HV) copolyesters having similar compositions produced from other microorganisms.

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액티브 네트워크 환경에서 실행 코드 교체를 위한 ANC 캐싱 기법 (ANC Caching Technique for Replacement of Execution Code on Active Network Environment)

  • 장창복;이무훈;조성훈;최의인
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권9B호
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    • pp.610-618
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    • 2005
  • 인터넷과 컴퓨터의 성능이 발달함에 따라 사용자들은 네트워크를 통해 많은 정보를 얻고 있다. 이에 따라 네트워크를 이용하는 사용자의 요구도 다양해지고 빠르게 증가하고 있다. 하지만 이러한 다양한 사용자 요구를 현재의 네트워크에서 수용하기에는 많은 시간이 걸리기 때문에, 액티브 네트워크와 같은 기술들이 연구되고 있다. 이런 액티브 네트워크 환경에서 액티브 노드는 이전 네트워크에서처럼 단순하게 패킷을 전달하는 기능뿐 만아니라 사용자의 실행 코드를 저장하고, 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다. 따라서 액티브 노드에 전달된 패킷을 실행하기 위해서는 각 패킷을 처리하는데 필요한 실행 코드가 요구되고, 이러한 실행 코드가 실행하려는 액티브 노드 내에 존재하지 않을 경우 이전 액티브 노드나 코드 서버에 요청함으로써 얻을 수 있다. 하지만 이러한 실행 코드를 바로 액티브 노드에서 실행하지 않고, 이전 액티브 노드나 코드 서버에서 가져오게 되면 실행코드가 전달될 때까지의 시간지연이 발생하므로 네트워크의 트래픽 증가와 실행 시간 증가를 가져올 수 있다. 따라서 사용되었던 실행 코드를 액티브 노드의 캐시에 저장하여 코드의 실행 속도를 증가시키고 이전 액티브 노드로의 코드 요청 횟수를 감소시킬 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 액티브 노드 상에 실행 코드를 효율적으로 캐싱함으로써 실행코드 요청의 횟수를 줄이고, 코드 실행 시간을 감소시킬 수 있는 ANC(Active Network Cache) 캐싱 기법을 제안 하였다. 본 논문에서 제안한 캐싱 기법은 이전 노드로부터 실행 코드의 요청을 줄임으로써 코드의 실행시간을 단축시키고, 네트워크의 트래픽을 감소시킬 수 있다.널길이를 가진 완전공핍 C-MOSFET는 stained Si SGOI 구조로 제작하여야 함을 확인 했다되었으며, 이는 치근관 감염이 여러 세균에 의해 발병 및 진행된다는 기존의 연구 결과와 동일함을 알 수 있었다. 또한 본 연구 결과 분리 동정된 균주들은 치근관질환과 이와 관련된 세균간의 역학조사에 중요한 자원으로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.의 중심 이동률은 6 mm 지점에서 H군이 R군에 비해 유의하게 컸지만 다른 모든 위치에서는 차이가 없었다(p < 0.05). 본 실험결과를 토대로 할 때, 각 평가 항목에서 측정 위치에 따라 약간씩 차이가 있었으나, 중심 이동률은 대부분의 위치에서 유의한 차이가 없었다. 따라서 만곡 근관을 성형시에는 세 가지 방법 중 어느 것이 더 유용하다고 보기 어렵다고 판단된다.야 하겠다. 안정 생산을 위한 재식거리는 $12{\times}11$ cm라고 생각되어 진다. 갖거나 기능기를 가짐으로써 독특한 물성을 지니는 신규의 MCL-PHAs 개발에 유용할 수 있음을 보여준다.X>와 올리고당 $20\~25\%$를 첨가하여 제조한 curd yoghurt는 저장성과 관능적인 면에서 우수한 상품적 가치가 인정되는 새로운 기능성 신제품의 개발에 기여할 수 있을 것으로 사료되었다. 여자의 경우 0.8이상이 되어서 심혈관계 질환의 위험 범위에 속하는 수준이었다. 삼두근의 두겹 두께는 남녀 각각 $20.2\pm8.58cm,\;22.2\pm4.40mm$으로 남녀간에 유의한 차이는 없었다. 조사대상자의 식습관 상태는 전체 대상자의 $84.4\%$가 대부분이 하루 세끼

치질을 투과한 조사광에 의한 복합레진 중합시 치질의 두께, 광세기 및 조사 시간이 복합레진의 표면 경도에 미치는 영향 (SURFACE HARDNESS OF THE DENTAL COMPOSITE CURED BY LIGHT THAT PENETRATE TOOTH STRUCTURE ACCORDING TO THICKNESS OF TOOTH STRUCTURE, LIGHT INTENSITY AND CURING TIME)

  • 조수경;김동준;황윤찬;오원만;황인남
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제30권2호
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    • pp.128-137
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    • 2005
  • 본 연구에서는 치질을 투과한 광에너지량을 측정하고 치질을 투과한 광에너지에 의한 광중합 복합레진의 중합 정도를 표면 경도를 측정하여 분석하였다. 광조사기로는 할로겐 광원을 사용하는 Optilux 501 (Demetron, USA)을 사용하였으며, 중합용 light guide는 840 mW/$cm^2의 광세기를 갖는 직경 12 mm의 light guide와 1100 nW/$cm^2$의 광세기를 갖는 직경 7 mm의 Turbo light guide를 사용하였다. 광원을 투과시킬 치질은 건전한 상악 중절치의 순면에서부터 법랑질과 상아질을 포함하도록 $0.7{\times}0.7\;cm$의 크기로 두께 1.0 mm와 2.0 mm의 치아 절편을 준비하였다. 직경 5 mm, 두께 2 mm의 주형에 Al 색상의 광중합 복합레진(Charisma, Kulzer, Germany)을 충전하고 각 군에 주어진 조건에 따라 광중합하였다. 시편은 크게 치질의 두께에 따라 (대조군, 1 mm, 2 mm) 3개의 군으로 나누었으며, 각 군은 다시 light guide의 종류와 광조사 시간에 따라 4개의 군으로 나누었다. 제작된 시편은 미세경도측정기를 이용해 광조사면의 비커스 경도를 측정한 결과, 2 mm 치질군과 대조군의 Turbo-light guide으로 40초 동안 중합한 시편이 가장 높은 표면 경도값을 보였으며, 2 mm 치질군에서 light guide의 종류에 상관없이 20초 동안 중합한 시편들이 가장 낮은 표면 경도값을 보였다 (p < 0.05). 이상의 결과는 1 mm 이하와 같은 얇은 치질을 투과하여 복합레진을 중합하는 경우 광세기와 광조사 시간을 증가시키면 중합 정도도 증가하나, 특정 두께 이상의 치질을 투과 시 광세기나 광조사 시간을 증가시키더라도 중합 정도의 증가는 기대하기 어렵다는 것을 시사한다.으로의 변위를 보였고, 그 외의 지점에서는 내측변위를 보였다. 각 군 간의 변위차이는 6 mm 지점에서 H군이 컸다(p < 0.05). 5. 근관의 중심 이동률은 6 mm 지점에서 H군이 R군에 비해 유의하게 컸지만 다른 모든 위치에서는 차이가 없었다(p < 0.05). 본 실험결과를 토대로 할 때, 각 평가 항목에서 측정 위치에 따라 약간씩 차이가 있었으나, 중심 이동률은 대부분의 위치에서 유의한 차이가 없었다. 따라서 만곡 근관을 성형시에는 세 가지 방법 중 어느 것이 더 유용하다고 보기 어렵다고 판단된다.야 하겠다. 안정 생산을 위한 재식거리는 $12{\times}11$ cm라고 생각되어 진다. 갖거나 기능기를 가짐으로써 독특한 물성을 지니는 신규의 MCL-PHAs 개발에 유용할 수 있음을 보여준다.X>와 올리고당 $20\~25\%$를 첨가하여 제조한 curd yoghurt는 저장성과 관능적인 면에서 우수한 상품적 가치가 인정되는 새로운 기능성 신제품의 개발에 기여할 수 있을 것으로 사료되었다. 여자의 경우 0.8이상이 되어서 심혈관계 질환의 위험 범위에 속하는 수준이었다. 삼두근의 두겹 두께는 남녀 각각 $20.2\pm8.58cm,\;22.2\pm4.40mm$으로 남녀간에 유의한 차이는 없었다. 조사대상자의 식습관 상태는 전체 대상자의 $84.4\%$가 대부분이 하루 세끼 식사를 규칙적으로 하고 있었으며 식사속도는 허겁지겁 빨리 섭취하는 경우가 남자는 $31.0\%$, 여자는 $21.4\%$로 나타났고 이들을 제외한 나머지 사람들은 보통 속도 혹은 충분한 시간을 가지고 식사를 하였다. 평소 식사량은 조금 적게 혹은 적당하게 섭취하는 사람이 대부분이었으며 남자가 여자보다는 배부르게 먹는 경 향이 유의적으로 높았다(p<0.05). 식사는