• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권6호
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• pp.758-767
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• 2014

본 연구는 펄프 흑액 내 포함된 아라비노스를 당기질로 대사할 수 있는 대장균 균주인 Escherichia coli MG 1655를 선별하고 흑액 유래 유기산(초산, 포름산, 및 젖산)이 선별 균주의 성장에 미치는 영향을 관찰하였다. 서로 다른 유기산 농도 및 유기산 조합에 의한 대장균 성장에 미치는 영향을 분석하기 위해서 발효배지 내 다양한 유기산 농도의 조합에 따른 E. coli MG 1665의 성장을 관찰하였다. 유기산 포함된 배지에서의 E. coli MG 1665 배양 실험 결과에 의하면 초산 $1.0g/{\ell}$, 젖산 $1.2g/{\ell}$, 포름산 $0.8g/{\ell}$ 조건에서는 유기산이 포함되지 않은 대조군과 유사한 성장을 보였으나, 초산 $1.5g/{\ell}$, 젖산 $2.0g/{\ell}$, 포름산 $1.2g/{\ell}$ 이상을 포함하는 배지 조건에서는 E. coli MG 1665의 성장이 강하게 억제됨을 관찰하였다. 이와 더불어 유기산들의 혼합된 배지에서는 3종의 유기산 중 포름산이 가장 중요한 요소로 작용함을 알 수 있었다. 결과적으로 흑액 내 아라비노스를 당기질로 이용하여 높은 발효 수율을 얻기 위해서는 흑액 내 포함된 유기산인 초산, 젖산, 포름산이 각각 최소 $1.0g/{\ell}$, $1.2g/{\ell}$, $0.8g/{\ell}$ 이하로 흑액 내 존재하는 유기산 제거 방법을 개발하거나 높은 유기산 농도에서도 정상적인 성장을 갖는 유기산 내성 균주의 개발이 요구될 수 있다.

• 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.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권7호
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• pp.973-979
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• 2023

Lycopene is a carotenoid widely used as a food and feed supplement due to its antioxidant, anti-inflammatory, and anti-cancer functions. Various metabolic engineering strategies have been implemented for high lycopene production in Escherichia coli, and for this purpose it was essential to select and develop an E. coli strain with the highest potency. In this study, we evaluated 16 E. coli strains to determine the best lycopene production host by introducing a lycopene biosynthetic pathway (crtE, crtB, and crtI genes cloned from Deinococcus wulumuqiensis R12 and dxs, dxr, ispA, and idi genes cloned from E. coli). The 16 lycopene strain titers diverged from 0 to 0.141 g/l, with MG1655 demonstrating the highest titer (0.141 g/l), while the SURE and W strains expressed the lowest (0 g/l) in an LB medium. When a 2 × YTg medium replaced the MG1655 culture medium, the titer further escalated to 1.595 g/l. These results substantiate that strain selection is vital in metabolic engineering, and further, that MG1655 is a potent host for producing lycopene and other carotenoids with the same lycopene biosynthetic pathway.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권4호
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• pp.482-486
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• 2013

바이오알콜이 아닌 탄화수소계 바이오연료를 생산하기 위한 발효 공정에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 야생 균주에 비해 긴 사슬 지방산을 과량 생산하는 재조합 E. coli MG1655를 배양한 후 세포 내 지질을 효과적으로 분리하기 위한 연구를 수행하였다. 고압 균질기를 이용하여 세포를 파쇄한 후 환경친화적인 용매들을 이용하여 지질을 추출하였다. 세포 파쇄는 고압 균질기의 압력이 5,000 psi 보다 큰 압력 하에서 효과적으로 이루어졌으며 20,000 psi 까지의 압력 범위에서는 1~3회 파쇄로 모두 90% 이상의 파쇄율을 얻었다. 추출 용매 시스템의 경우 hexane/isopropyl alcohol과 ethyl acetate/ethanol 시스템이 상대적으로 높은 지질 회수율을 나타내었고 상기 세포 파쇄 조건을 적용하여 초기 지질량의 약 60%를 추출하였다. 또한 추출된 지질은 $C_{12}$, $C_{14}$, $C_{16}$과 $C_{18}$과 같이 긴사슬 지방산으로 구성되었음을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권4호
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• pp.470-478
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• 2012

Recent genome comparisons of E. coli B and K-12 strains have indicated that the makeup of the cell envelopes in these two strains is quite different. Therefore, we analyzed and compared the envelope proteomes of E. coli BL21(DE3) and MG1655. A total of 165 protein spots, including 62 nonredundant proteins, were unambiguously identified by two-dimensional gel electrophoresis and mass spectrometry. Of these, 43 proteins were conserved between the two strains, whereas 4 and 16 strain-specific proteins were identified only in E. coli BL21(DE3) and MG1655, respectively. Additionally, 24 proteins showed more than 2-fold differences in intensities between the B and K-12 strains. The reference envelope proteome maps showed that E. coli envelope mainly contained channel proteins and lipoproteins. Interesting proteomic observations between the two strains were as follows: (i) B produced more OmpF porin with a larger pore size than K-12, indicating an increase in the membrane permeability; (ii) B produced higher amounts of lipoproteins, which facilitates the assembly of outer membrane ${\beta}$-barrel proteins; and (iii) motility- (FliC) and chemotaxis-related proteins (CheA and CheW) were detected only in K-12, which showed that E. coli B is restricted with regard to migration under unfavorable conditions. These differences may influence the permeability and integrity of the cell envelope, showing that E. coli B may be more susceptible than K-12 to certain stress conditions. Thus, these findings suggest that E. coli K-12 and its derivatives will be more favorable strains in certain biotechnological applications, such as cell surface display or membrane engineering studies.

• 한국물환경학회지
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• 제25권2호
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• pp.227-234
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• 2009

In this research, a retrofitting process, which consists of a pretreatment system (coagulation) for dye wastewater combined with a biological nutrient system (MLE process using media), for a sewage treatment plant that has to treat dye wastewater efficiently with domestic wastewater were developed and a pilot plant was operated for verifying adoptability and performance of the developed advanced process for dye wastewater. From the results of the pilot plant operation, BOD 52.9%, $COD_{Cr}$ 55.9%, and color 71.3% were removed in pretreatment of coagulation process and the biodegradability of dye wastewater was improved to $0.32{\sim}0.59BOD/COD_{Cr}$ of the coagulated wastewater from $0.29{\sim}0.43BOD/COD_{Cr}$ of the raw dye wastewater. The final effluent concentrations were BOD of 8 mg/L, $COD_{Cr}$ of 43 mg/L, $COD_{Mn}$ of 18 mg/L, T-N of 8 mg/L, and T-P of 1.3 mg/L, respectively. Color was removed from 1655 to 468 unit by coagulation and then to 123 unit by MLE process. The HPLC analysis of aromatic amines in wastewater showed that decolorization was achieved by cometabolism while aromatic amines were produced by cleavage of azo bonds under anaerobic conditions and these products were removed in an aerobic tank subsequently. Nitrification rates of attached and suspended microorganisms were evaluated comparatively and the acclimating conditions of bacteria on media were validated by the scanning electron microscope.

• 미생물학회지
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• 제49권4호
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• pp.383-390
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• 2013

Vibrio cholerae균은 자연적으로 외부 유전자를 받아들이는 능력이 있으므로, 종간 수평적 유전자 전달 작용(LGT)을 받을 것으로 예상된다. 본 연구는 인체에 질병을 일으키는 3종의 비브리오균 사이에서 일어나는 LGT 현상의 정량적 측면들을 분석하였다. V. cholerae N16961, V. parahaemolyticus RIMD2210633, V. vulnificus CMCP6, Escherichia coli K12 substrain MG1655의 유전체 염기서열을 분석하여 4개의 유전체에 모두 존재하는 단백질 발현 유전자들의 4개 일조를 결정하였다. 각 조의 4개 유전자의 계통수를 작성하는 분석을 통하여, 다른 조들 간의 계통성의 일치성과 불일치성을 결정하고, 수직적 계통성과 수평적 계통성을 구분하였다. 약 70%의 조에서 계통수가 확정될 수 있었으며, 그 중 75%는 서로 일치하는 계통성을 보였고, 25%는 LGT 계통수를 보였다. 이 결과에 따르면, 비브리오균의 LGT는 다른 세균 분류균의 속보다는 과단위에서 발생하는 빈도의 LGT계통수를 보였다. 염색체별로 관찰하였을 때, 유전자 제공자별로 LGT가 집중되는 현상이 일부 관찰되었고, V. cholerae 균주의 작은 염색체에서는 염색체의 약 절반 길이에 해당하는 부분에서 제공자별 LGT 위치들이 집중되는 현상을 보였다. 이런 결과는 유전자 제공자에 따라 선택성이 반복적으로 작용하거나, 대규모의 LGT가 있다는 가설을 수립하게 하였으며, 유전자 제공자별로 LGT 유전형질이 선택성을 띄게 되는 원인과 그 현상이 비브리오균의 진화에 미치는 영향에 대한 연구의 필요성을 제시하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권1호
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• pp.114-120
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• 2002

A 1,989-bp genomic region encoding nickel resistance genes was isolated from Legionella pneumophila, a pathogen for legionellosis. From a sequencing and computer analysis, the region was found to harbor two structural genes, a nreB-like protein gene (1,149 bp) and a nreA-like protein gene (270 bp), in a row. Both genes exhibited a significant degree of similarity to the corresponding genes from Synechocystis sp. PCC6803 ($54\%$ amino acid sequence identity) and Achromobacter xylosoxidans 31A ($76\%$). The gene was successfully expressed in E. coli MG1655 and conferred a nickel resistance of up to 5 mM in an LB medium and 3 mM in a TMS medium including gluconate as the sole carbon source. E. coli harboring the nickel resistance gene also exhibited a substantial resistance to cobalt, yet no resistance to cadmium or zinc. Since the extracellular concentration of nickel remained constant during the whole period of cultivation, it was confirmed that the nickel resistance was provided by an efflux system like the $Ni^2＋$permease (nrsD) of Synechocystis sp. strain PCC6803. Since polyphosphate (poly-P) is known as a global regulator for gene expression as well as a potential virulence factor in E. coli, the nickel resistance of a ppk mutant of E. coli MG 1655 harboring the nickel resistance gene from L. pneumophila was compared with that of its parental strain. The nickel resistance was significantly attenuated by ppk inactivation, which was more pronounced in an LB medium than in a TMS medium.

• 미생물학회지
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• 제31권4호
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• pp.267-273
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• 1993

Escherichia coli 의 superoxide 라디칼 유도발현성 유전자의 탐색을 위하여 먼저 superoxide 라디칼에 의하여 발현이 유도되는 프로모터를 탐색하였다. 이를 위햐여, 프로모터 탐색벡터인 pJAC4 를 이용하여 E. coli MG1655 균주로부터 프로모터 library 를 구성하였다. Ampicillin 농도구 배정판법을 이용하여 프로모터 세기가 다른 클론들을 구별하여 프로모터 세기가 약한 것부터 중간정도까지 383개의 클론을 선별하였다. 이들 프로모터 클론들의 superoxide 라디칼 유도발현성을 paraquat 를 첨가한 ampicilin 농도구배평판에서 조사하였다. 이중 3개의 클론이 paraquat 에 의하여 유도됨을 확인하였고, 유도배율은 1.4-4배 정도이었다. 이들 프로모터의 염기서열을 결정한 결과 기종의 database 에 등록되어 있는 E. coli 염기서열들과는 다른 새로운 유전자임을 알았다. 이들 프로모터에 대하여 primer 연장법과 SS1 뉴클리아제 분석을 총하여 전사개시 자리를 결정하였고, paraquat 처리시 mRNA 의 양이 증가함을 관찰하였다. 특히 클론5의 경우는 두개의 전사개시 위치를 가지고 있으며, paraquat 처리시 상위 부분의 전사개시자리가 성택적으로 사용됨을 알 수 있었다. 프로모터 서열을 검색한 결과, RNA 중합효소($E\sigma^{70}$)에 의햐여 인지되는 -10과 -35부위를 가진 클론은 클론 5 뿐이었고, 나머지는 보존된 염기서열을 찾을 수 없었다. 이는 이들 프로모터들이 독특한 부류에 속하는 종류들로서, 새로운 전사조절인자를 요구할 가능성을 시사한다.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제3권1호
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• pp.7-12
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• 1980

Ampliciline was synthesized from 6-amino-pencillanic acid (6-APA) and D-.alpha. phenylglycine methyl ester by using amplicilin synthesizing enzyme from Peudomonas melanogenum (IAM 1655). The whole cell enzyme was immobilized by entrapping it in the polyacrylamide gel lattices. The polymer used in the enzyme entrapment was made from 150 mg per ml of acrylamide monomer and 8 mg per ml of N, N'-methylenebisacrylamide. About 200 mg/whole cell enzyme was mixed in the polymer for entrapment. The maximal activity retention after immobilization was 56%. The optimal pH values for the whole cell enzyme and the immobilized whole cell enzyme were 6.0 and 5.9, respectively. The optimal temperature for the enzyme activity were the same for both type of preparations. The enzyme stabilities against pH and heat increased for immobilized whole cell enzyme. Immobilized cell was more stable especially in the acidic condition while both type were found to be very suceptible to thermal inactivation at a temperature above 4.deg.C. The kinetic constants obtained from Lineweaver-Burk plot based on two substate reaction mechanism showed somewhat higher value for immobilized whole cell enzyme as compared to the whole cell enzyme : the Km value for 6-APA were 7.0 mM and 12.5 mM while Km values for phenylglycine methyl ester were 4.5 mM and 8.2 mM, respectively. Using the immobilized whole cell enzyme packed in a column reactor, the productivity of ampiciline was studied by varying the flow rate of substrate solution. At the space velocity, SV, 0.14 hr$^{-1}$ the conversion was 45%. Operational stability found in terms of half life was 30 hr at SV = 0.2 hr.