• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제7권6호
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• pp.391-396
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• 1997

Two series of carbon sources, linear primary $C_1$~$C_9$ alcohols and linear $C_2$~$C_{10}$ monocarboxylic acids were tested for PHA synthesis in Paracoccus denitrificans. The results showed that the growth-associated synthesis of PHA could be referred only to the carbon sources with odd number of carbon except methanol. For all carbon sources with even number of carbon, nitrogen limitation was required to induce PHA synthesis in P. denitrificans. Poly(3-hydroxyvalerate)[P(3HV)] homopolymer was synthesized from $C_5$, $C_7$, and $C_9$ while growing in the presence of nitrogen, but the nitrogen depletion in the later growth period incorporated 3-hydroxybutyrate(3HB) unit into the polymer chain. The optimum C/N ratio for P(3HV) homopolymer production was found to be 10 when the strain was grown on 10 ml/l of valeric acid for 96 h. P. denitrificans synthesized P(3HB-co-3HV) copolymers from n-hexanoic and n-octanoic acid. The microstructural characterics of the P(3HB-co-3HV) copolymer from n-propanol was investigated using $^13C$-nuclear magnetic resonance spectroscopy, showing a structural heterogeneity.

• 미생물학회지
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• 제46권1호
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• pp.46-51
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• 2010

Coenzyme Q10 (CoQ10)은 전자전달계에 필수적인 요소로 질병치료 및 완화에 도움이 되어 산업 의학적으로 그 활용도가 넓어지고 있다. 본 연구에서는 새로운 CoQ10 생산균주를 선별하기 위하여 quinone 분석 결과 CoQ10을 함유하는 것으로 확인된 8종 미생물의 생장특성과 CoQ10 생산능을 1차 조사하여, 세균류인 Paracoccus denitrificans KCTC 2530과 Asaia siamensis KCTC 12914를 대량배양을 통한 CoQ10 생산에 유리한 특성을 갖는 균주로 선별하였다. 이들 세균류의 생장 및 CoQ10 생산의 최적조건을 플라스크배양으로 조사한 결과, M81 배지를 기반으로 하여 탄소원으로는 4% fructose, 질소원으로는 2% yeast extract가 가장 좋은 것으로 조사되었으며, 배양온도는 $30^{\circ}C$, 배지의 최적 pH는 P. denitrificans KCTC 2530의 경우 pH 6.0, A. siamensis KCTC 12914의 경우 pH 8.0으로 조사되었다. 이를 바탕으로 2 L fed-batch culture를 수행한 결과, P. denitrificans KCTC 2530은 1 L 당 $14.34{\pm}0.473$ mg, A. siamensis KCTC 12914는 $12.53{\pm}0.231$ mg의 CoQ10을 생산하였다.

• KSBB Journal
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• 제16권3호
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• pp.290-294
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• 2001

탈질화 균주인 P. del1itrific$\alpha$m를 유지용매인 툴루엔요로 permeabilization 처리하논데, 툴루엔의 농도와 처려시간에 따 른 영향을 관찰한 결과 폴루엔의 농도에 비례하여 permea­b bilization 처리는 잘 이루어지지만 일정농도 이상의 툴루엔 농도에서는 세포벽으로부터 탈려련 단백질의 denaturation에 툴루엔이 사용됨을 확인하였다. Permeabilization 처리된 P. denitrficans는 미쳐려 균주보다 우수한 탈질능력을 보였고, 반복탤칠 처리시에는 처리균주와 미처리균주 공히 초기 활 질처리 시간보다 짧은 시간 내에 같은 농도의 칠산생 칠소를 처리하는 경향음 보였다. 3-4회의 반복탈질처리 후 침산성켈 소 농도와 영양물켈을 초기농도로 회복시켜주었올 경우, 같은 속도와 경향으로 탈칠처리 하는 능력을 보였다.

• 한국수산과학회지
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• 제16권2호
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• pp.68-74
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• 1983

부산 수영만의 조간대 저질에서 moderate halophile인 Listeria denitrificans HB-38을 분리하여 생육에 필요한 NaCl 요구도를 조사한바, 해양환경조건의 배지에서는 $4\%$ NaCl에서 육상환경조건의 배지에서는 $10\%$ NaCl에서 최적농도였으며, 균생육 최적 온도는 $40^{circ}C$였고, 생육최적 pH는 7.5이었다. 그리고 비호염성인 E.coli, KPM 105와 protoplast안정성을 비교해본 결과, 더 높은 stabilizer의 농도를 요구하지는 않았으며, stabilizer로서 NaCl이sorbitol이나 sucrose보다 protoplast에 더 안정성을 주는 것으로 나타났다. HB-38균주의 succinic dehydrogenase 활성에는 NaCl 농도가 증가함에 따라 그 활성 이 증가하다가 $9\%$에서 최대에 달하였다. 반면에 이 호염성효소의 $(NH_4)_2\;SO_4$와 NaCl에 의한 염석은 비호염성인 E.coli 및 bovine liver 세포의 경우보다 더 높은 농도의 염에 의하는 것은 아니였다. 그리고 ethidium bromide에 의한 curing과 agarose gel 전기영동의 결과 HB-38은 extrachromosomal DNA를 가지지 않는 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제30권4호
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• pp.902-907
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• 1998

본 연구에서는 세포 고정화를 위해 기존의 고정화 방법의 단점을 보완하기 위하여 새롭게 개발된 GFM 시스템에 Paracoccus denitrificans를 고정화하여 물속의 nitrate를 분해하는데 적용하였다. 고정화 조건으로써 스폰지 구멍의 크기 20 P.P.I. (pore per inch)와 겔로서 alginate가 이미 최적의 조건으로서 선택되었다. 고정화 세포의 연속 nitrate 분해능력을 air-lift reactor내에서 측정한 결과, 물속의 nitrate함량이 증가함에 따라 분해능력이 증가함을 나타내었다. 또한 연속운전에서 본 시스템은 기존의 고정화시스템인 bead 겔포괄법과 비교할 때 $1.2{\sim}2.1$배 정도 분해능력이 향상되었다. 최고 nitrate 분해속도는 buffer를 함유한 medium에 있어서 177 mg/L h이었으나 buffer를 첨가하지 않은 경우에 있어서는 33 mg/L h이었다. 또한 저장안정성을 측정한 결과, $5^{\circ}C$에 저장하였을 때 분해능력은 16주간 거의 변화가 없었으며 고정화하지 않은 자유세포나 bead에 고정화된 세포에 비하여 저장안정성이 두드러지게 뛰어났음을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.209-212
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• 2000

As a bench-scale study, transformation of nitrate to nitrogen gas under anoxic condition was determined by using autotrophic denitrifiers containing Thiobacillus denitrificans and elemental sulfur as an electron donor. The research objective is to measure the basic kinetic parameters of autotrophic denitrification reaction on the removal efficiency of nitrate. The results showed that nitrate was almost completely transformed to nitrite in the first 4 days of column operation. After 2 days of accumulation of nitrite, its concentration slowly decreased and the compound was detected less than 0.5 mg/L in 14 days. In the experiment, sulfate concentration in the effluent was the 70~90 mg-S/L and the pH was maintained around pH 7.5. When nitrate concentration of bank filtrate in the real field is considered, this sulfate concentration seems to be acceptable. At 17 cm from the bottom of the column, the effluent showed the highest nitrite concentration, and nitrate concentration decreased rapidly to the Point of 33 cm from the bottom. The results suggest that an appropriate thickness of permeable reactive barriers is about 30 cm.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권8호
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• pp.1154-1162
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• 2021

The transcriptional capacities of target genes are strongly influenced by promoters, whereas few studies have focused on the development of robust, high-performance and cross-species promoters for wide application in different bacteria. In this work, four novel promoters (P_k.rtufB, P_k.r1, P_k.r2, and P_k.r3) were predicted from Ketogulonicigenium robustum and their inconsistency in the -10 and -35 region nucleotide sequences indicated they were different promoters. Their activities were evaluated by using green fluorescent protein (gfp) as a reporter in different species of bacteria, including K. vulgare SPU B805, Pseudomonas putida KT2440, Paracoccus denitrificans PD1222, Bacillus licheniformis and Raoultella ornithinolytica, due to their importance in metabolic engineering. Our results showed that the four promoters had different activities, with P_k.r1 showing the strongest activity in almost all of the experimental bacteria. By comparison with the commonly used promoters of E. coli (tufB, lac, lacUV5), K. vulgare (Psdh, Psndh) and P. putida KT2440 (JE111411), the four promoters showed significant differences due to only 12.62% nucleotide similarities, and relatively higher ability in regulating target gene expression. Further validation experiments confirmed their ability in initiating the target minCD cassette because of the shape changes under the promoter regulation. The overexpression of sorbose dehydrogenase and cytochrome c551 by P_k.r1 and P_k.r2 resulted in a 22.75% enhancement of 2-KGA yield, indicating their potential for practical application in metabolic engineering. This study demonstrates an example of applying bioinformatics to find new biological components for gene operation and provides four novel promoters with broad suitability, which enriches the usable range of promoters to realize accurate regulation in different genetic backgrounds.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권6호
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• pp.409-414
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• 2006

황산화 미생물인 Genus Thiobacillus 중 몇 종류의 탈질균은 여러 종류의 황 화합물($S^{2-}$, So, $S_2O{_3}^{2-}$, $S_4O{_6}^{2-}$, $SO{_3}^{2-}$)을 황산염이온으로 산화시키면서 동시에 질산성질소를 질소 가스 형태로 전환시킨다. 이는 독립영양 미생물이므로 외부 탄소원이 필요치 않으며, C/N비가 낮은 폐수에 에탄올 대신 값이 싼 황 입자의 투입으로 경제적이며 효과적인 탈질화를 유도할 수 있다. 후탈질시 인위적인 유기물의 투입대신 값 싼 황입자를 사용하여 질소를 제거하며, 처리효율이 안정적이고, 운전이 쉬워, 최근 이 공정은 세계적으로 많이 연구되고 있다. 그러나 탈질시 알칼리도가 파괴되어 특히 알칼리도가 낮은 폐수의 경우 고농도 탈질시 pH가 떨어져 탈질이 더 이상 진행되지 않으며, 고농도의 질산성질소를 처리할 경우 부산물로서 고농도의 황산염이온이 생성된다는 부수적인 단점을 안고 있다. 본 연구에서는 MCR로부터 독립영양 미생물을 분리 characterization 및 미생물 동정을 하였다. MCR내에는 주로 Paracoccus denitrificans and Paracoccus versutus (formerly Thiobacillus versutus)가 주종을 이루었으며 이들 미생물들은 유기물도 에너지원으로 이용할 수 있는 facultative autotrophic denitrifier이었다. 이들 미생물을 탈질에 이용할 시 유기물이 있는 조건에서도 성장하기 때문에 유입 폐수 내 유기물 농도에 영향을 받지 않고 또는 인위적으로 소량의 유기물을 넣어 독립영양탈질과 종속영양탈질을 동시에 일어날 수 있도록 함으로서 독립영양탈질의 단점인 높은 황산염이온 생성 및 알칼리도 파괴를 막을 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.46-52
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• 2007

As flue gas desulfurization (FGD) wastewater contains high concentrations of nitrate and is very low in organic carbon, the feasibility of nitrate removal by autotrophic denitrification using Thiobacillus denitrificans was studied. This autotrophic bacteria oxidizes elemental sulfur to sulfate while reducing nitrate to elemental nitrogen gas, thereby eliminating the need for addition of organic compounds such as methanol. Owing to the unusually high concentrations of dissolved salts $(Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;Na^+,\;K^+,\;B^+,\;SO_4^{2-},\;Cl^-,\;F^-,)$ in the FGD wastewater, extensive laboratory-scale and pilot-scale tests were carried out in sulfur-limestone reactors (1) to determine the effect of salinity on autotrophic denitrification, (2) to evaluate the use of limestone for pH control and as source of inorganic carbon for microbial growth, and, (3) to find the optimum environmental and operational conditions for autotrophic denitrification of FGD wastewater. The experimental results demonstrated that (1) autotrophic denitrification is not inhibited up to 1.8 mol total dissolved salt content; (2) inorganic carbon and inorganic phosphorus must be present in sufficiently high concentrations; (3) limestone can supply effective buffering capacity and inorganic carbon; (4) the high calcium concentration may interfere with pH control, phosphorus solubility and limestone dissolution, hence requiring pretreatment of the FGD wastewater; and, 5) under optimum conditions, complete autotrophic denitrification of FGD wastewater was obtained in a sulfur-limestone packed bed reactor with a sulfur:limestone volume ratio of 2:1 for volumetric loading rates up to 400g $NO_{3^-}N/m^3.d$. The interesting interactions between autotrophic denitrification, pH, alkalinity, and the unusually high calcium and boron content of the FGD wastewater are highlighted. The engineering significance of the results is discussed.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권3호
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• pp.40-46
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• 2009

독립영양 황탈질 미생물 Thiobacillus denitrificans를 이용한 질산염 오염지하수 정화 기술을 개발하고자, 3열의 관정형 반응벽체(길이 $\times$ 너비 $\times$ 깊이 = $3m\;{\times}\;4\;m\;{\times}\;2\;m$)를 한국농어촌공사 수리시험장(길이 $\times$ 너비 $\times$ 깊이 = $8m\;{\times}\;4\;m\;{\times}\;2\;m$)에 설치하고 현장적용성을 검토하였다. 전자공여체로 총 80 kg의 황입자를, 탈질미생물로 Thiobacillus denitrificans를 준비하였다. 황입자 표면에 Thiobacillus denitrificans를 부착하는 1톤 용량 물통 실험에서, Thiobacillus denitrificans는 질산염 농도 375 mg/L(6.1 mM)의 오염수를 11일 경과 후 ~12% (0.7 mM), 18일 경과 후 ~24%(1.3 mM), 32일 경과 후 ~45%(2.4 mM), 그리고 부착 종료 시(60일)까지 ~52%(2.8 mM)를 제거하며 황입자 표면에 성공적으로 부착 증식하였다. 이후, Thiobacillus denitrificans가 부착된 황입자를 3열의 관정형 반응벽체(각 열 간격 1 m)에 주입하여 황탈질 미생물 관정형 반응벽체를 설치하였다. 초기 질산염 농도 평균 181 mg/L 인 인공오염지하수에 대하여 28일 간 1차 정화실험을 실시하였고, 평균 281 mg/L 인 인공오염지하수에 대하여 14일 간 2차 정화실험을 실시하였다. 1차 실험의 인공오염지하수(2.9 mM)는 1열 반응 후 ~2%(0.06 mM), 2열 반응 후 ~9%(0.27 mM), 3열 반응 후 ~15%(0.44 mM)의 질산염이 제거되었다. 2차 실험의 인공오염지하수(4.5 mM)는 1열 반응 후 ~1%(0.02 mM), 2열 반응 후 ~6%(0.27 mM), 3열 반응 후 ~8%(0.37 mM)가 제거되었다. 실험 기간 중 인공오염지하수의 주입용량은 $1.24\;m^3/d$, 유속은 0.44 m/d를 유지하였고, pH는 6.7~8.3, DO는 0.9~2.8 mg/L 범위로 큰 변화가 없었다. 본 관정형 반응벽체 실험의 낮은 정화효율의 원인은 인공오염지하수에 대한 Thiobacillus denitrificans의 탈질 소요 시간 부족, 관정형 반응벽체의 개별 관정사이로 빠져나가는 인공오염지하수체, 그리고 질산염 환원효소의 활성 및 생성을 억제시키는 용존산소의 상대적으로 높은 농도 때문으로 추정된다. 황탈질 관정형 반응벽체의 현장적용시에는 탈질반응에 필요한 체류시간, 관정형 반응벽체의 개수 및 간격, 그리고 용존산소 농도 등 해당 오염부지의 고유 특성을 고려한 설계가 필요하다.