• 한국생활과학회지
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• 제14권2호
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• pp.321-330
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• 2005

PHB/chitosan 필름의 항균성 실험에서는 chitosan 필름이 실험에 사용한 세균과 곰팡이 모두에 대해 가장 높은 항균력을 나타내었고 PHB(L)도 Fusarium solani KCTC 6636와 Penicillium citreonigrum KCTC 6927에 대해 높은 항균성을 나타내었다. 식빵포장 실험에서는 chitosan이 첨가된 필름으로 포장된 식빵이 저장기간 중 수분 보유율이 좋은 것으로 나타났으며, 식빵의 색도에 있어서는 포장 필름의 종류에 관계없이 $L^*$과 $b^*$는 저장기간 동안 증가하였고 $a^*$는 저장기간 동안 거의 변화하지 않았다. Chitosan 필름과 PHB(L) 필름으로 포장한 식빵의 TBA가는 저장기간 중 적게 증가하여 이들 식빵에서 지질의 산화가 크게 일어나지 않았음을 확인할 수 있었다. 식빵의 질감특성 분석에서는 PHB(M), PHB(L), chitosan 필름으로 포장한 식빵이 PHB, PHB(H)로 포장한 식빵보다 유의적으로 탄력성이 큰 것으로 나타났다. 식빵 저장 중 미생물 수의 변화에서는 chitosan의 항균력으로 chitosan이 함유된 필름으로 포장된 식빵에서 미생물 수가 적게 나타났다. 따라서 전체적으로 볼 때 식빵 포장용으로 PHB(M), PHB(L), chitosan 필름이 PHB(H), PHB 필름보다 더 적합한 것으로 판단되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제7권4호
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• pp.215-222
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• 1997

The regulatory mechanism of the flux of acetyl-CoA in Alcaligenes eutrophus in unbalanced growth conditions was investigated using a PHB-negative mutant and transformants reintroduced PHB-biosynthesis enzymes through the transformation of cloned phbCAB genes. The PHB-negative mutant was defected absolutly in PHB synthase but partially in ${\beta}$-ketothiolase and acetoacetyl-CoA reductase, and excreted substantial amount of pyruvate to culture broth at late growth phase. The excretion was due to the inhibitory effect of acetyl-CoA on the activity of pyruvate dehydrogenase. The cloned phbC and phbCAB genes were transformed to the PHB-negative mutant strain to reintroduce PHB biosythesis enzymes. Pyruvate excretion could be decreased substantially but not completely by transformation of PHB synthase alone, while pyruvate excretion was ceased by transformation of all three PHB biosynthesis enzymes. To identify the most critical PHB biosynthesis enzyme influencing on the flux of acetyl-CoA, the effect of the variation of PHB biosynthesis enzymes on pyruvate dehydrogenase was investigated. ${\beta}$-Ketothiolase influenced the activity of pyruvate dehydrogenase more sensitively than PHB synthase. ${\beta}$-Ketothiolase, the first step enzyme of PHB biosynthesis that condense acetyl-CoA to acetoacetyl-CoA, seems to be the major enzyme determining the flux of acetyl-CoA to PHB biosynthesis or TCA cycle, and the rate of PHB biosynthesis in A. eutrophus.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권6호
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• pp.1031-1037
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• 2001

By a sequential action of ${\beta}$-ketothiolase and acetoacetyl-CoA reductase, two molecules of acetyl-CoA re converted into D-3-hydroxybutyryl-CoA, a substrate for PHB synthase to form poly-3-hydroxybutyryl-CoA, a substrate for PHB synthase to form poly-3-hydroxybutyrate (PHB) of rhodobacter sphaeroides. The ${\beta}$-ketothiolase gene, phbA, and acetoacetyl-CoA reductase gene, phbB, were cloned and analyzed for their expression. Enzyme activities of ${\beta}$-ketothiolase and acetoacetyl-CoA reductase showed constitutive levels during aerobic and photoheterotrophic growth of R. sphaeroides. In addition, no difference of each enzyme activity was observed between cells grown aerobically and photoheterotrophically. The constitutive level of the enzyme activities are regulated according to the growth phases along with growth conditions. Thus, phbAB expression is not determinative in regulating the PB content. On the other hand, phbA-deleted cell AZI accumulated only $10\%$ PHB of the wild-type, and an elevated dosage of phbAB in trans in R. sphaeroides resulted in a higher content of PHB, indicating that phbAB codes for the enzymes responsible for providing the main supply of subsyrate for PHB synthase. PHB formation by an alternative pathway that does not does not depend on the phbA-and phbB-coding enzymes is also proposed.

• 폴리머
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• 제24권1호
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• pp.113-123
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• 2000

Poly(p-hydroxybenzoate) (PHB)/poly(ethylene terephthalate) (PET) 8/2공중합 폴리에스테르계 액정고분자와 poly(ethylene 2,6-naphthalate) (PEN) 및 poly(ethylene terephthalate)를 용융혼합하여 삼상계 블렌드물의 액정상 형성여부 및 기계적 성질을 조사하였다. PHB의 함량이 40 mo1%에서 급격한 점도의 감소로 토크의 값이 감소하였고, 인장강도와 초기 탄성율은 PHB의 함량이 증가함에 따라 액정고분자의 피브릴 형성으로 증가하였다. 섬유의 인장강도와 탄성율은 PHB의 함량과 권취속도를 증가시킴에 따라 증가하였고, 에스테르 교환반응은 용융혼합 시간에 따라 증가하였다. 에스테르 교환반응은 용융흔합물의 흔화성을 향상시키고, 동일 조성비의 단량체를 함유한 공중합체에서 나타나는 액정상을 형성하였다. PHB의 함량이 30 wt%에서는 부분적인 액정상이 나타나며, 40 wt%에서 삼상계 블렌드의 의사액정상이 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권2호
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• pp.310-316
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• 2001

Poly-3-hydroxybutyrate (PHB) synthase catalyzed the last enzymic step to synthesize the intracellular PHB of Rhodobacter sphaeroides. No PHB was detected when the phbC coding for PhB synthase was interrupted, and its expression was regulated at the level of transcription. The cellular PHB content increased about four- to six-fold during the growth transition from the exponential to the early stationary phase under both aerobic and photoheterotrophic conditions. The PHB content during the aerobic growth seemed to be determined by the PhB synthase activity. However, the PHB synthase activity of photoheterotrophically grown cells did not correlate with the PhB content, suggesting a photoheterotrophic regulation different from the aerobic control. Thus, the PHB content of R. sphaeroides was regulated at the transcription level only under aerobic conditions.

• KSBB Journal
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• 제19권4호
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• pp.327-330
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• 2004

Inducible system을 이용하여 (R)-hydroxybutyric acid (R3HB)를 생산하는 재조합 대장균을 개발하였다. Ralstonia eutropha에서 유래한 PHB depolymerase 유전자를 inducible promoter에 의하여 발현되게 만들고, PHB 생합성 유전자가 있는 vector에 cloning하였다. PHB 생합성 유전자와 depolymerase 유전자를 가지고 있는 재조합 대장균을 배양하여 먼저 PHB를 축적시킨 후에 depolymerase를 발현시켜 배지 내로 분비된 R3HB를 확인하였다. 그 결과 축적된 PHB의 대부분은 발현된 depolymerase에 의하여 분해되었으며, depolymerase의 발현 이후에도 재조합 대장균은 PHB를 축적하고 분해하여 R3HB의 농도는 배양시간에 따라 증가하였다. 이러한 결과는 inducible depolymerase를 갖는 재조합 대장균을 이용하여 높은 농도의 R3IB를 얻을 수 있다는 것을 보여준다.

• 미생물학회지
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• 제37권1호
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• pp.92-99
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• 2001

Pi1ot plant (200 l)에서의 유가식 배양에 의한 Ralstonia eutopha KHB 8862의 고농도 배 양을 통하여 Poly(3-hydroxybutyrate) (PHB)의 대량생산을 모색하였다. 그 결과 배양 80시간 후 168 g/l의 건체량과 건체량의 74%에 달하는 PHB를 생산할 수 있었으며, 이때의 고과당 시럽으로부터의 PHB 전환수율 및 PHB 생산성은 각각 0.27 (w/w) 및 1.6 $gl^{-1}$ $h^{-1}$ /이었다. 이를 토대로 본 연구에서는 미생물 발효에 의한 PHB 생산 cost 및 그 경제성을 분석하였다. 신규설비투자를 고려하지 않은 경우의 PHB의 생산 cost는 US$2.41/kg으로 산출된 반면에 신규 설비투자를 고려한 경우에는 US$3.15/kg으로 상승되었다. 탄소원의 PHB로의 전환수율과 발효 생산성 모두 PHB 생산비를 결정하는 중요요인이지만 전체 생산비의 37%를 차지하는 탄소원 원료비의 비중이 설비투자의 감가상각비 비중 (17%)에 비해 높기 때문에 생산성을 높이는 노력보다는 전환수율을 개선하는 것이 PHB 생산비용 절감의 핵심이 되는 것으로 나타났다. PHB chip으로의 제조시 PHB 생산 cost는 US$4.0/kg의 수준으로 현재로서는 범용 합성플라스틱에 비하여 경쟁력을 확보하지 못한다. 따라서 생산비 절감을 통한 범용수지로써 경쟁력 제고와 함께 바이오의약 분야 등의 고부가가치 영역에서의 새로운 용도 개발 등이 적극 요구된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권3호
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• pp.206-212
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• 1998

생분해성 고분자인 poly(3-hydroxybutyrate, PHB)를 생산하는 Alcaligenes eutrophus의 배양액에 응집제를 첨가하여 회수한 균체로부터 용매추출법 에 의한 PHB 회수와 순도에 미치는 응집제의 영향을 조사하였다. 응집제는 Al계 3종류와 Fe계 2종류를 사용하였다. 균체로부터 PHB는 30%로 희석한 hypochlorite 용액과 chloloform 혼합용액을 이용하여 추출 회수하였다. Al계 응집제들의 경우, 응집제의 첨가량이 1,000 mg-Al/L 이하의 농도에서는 PHB 회수율이 응집제를 첨가하지 않은 경우의 회수율(82%)과 거의 비슷하였고, 1000 mg-Al/L 이상의 농도에서는 응집제 첨가량이 증가함에 따라 PHB 회수율이 감소하였다. PHB 추출에 사용한 hypochlorite 용액의 농도를 50%로 증가시키면, 응집제를 2000 mg-Al/L까지 높은 농도로 첨가하여도 90% 이상의 PHB 회수율을 얻을 수 있었다. 회수된 PHB의 순도는 응집제의 종류와 용량에 관계없이 98% 이상으로 매우 높았다. Fe계 응집제의 경우, 응집제의 용량은 PHB의 회수율에 거의 영향을 미치지 않았으나, 회수된 PHB중의 잔류 Fe의 농도가 높았고, 잔류 Fe에 의해 정제한 PHB가 엷은 적색으로 착색되었다. 세포의 회수와 PHB의 정제 공정에 적합한 응집제로는 응집효율, 잔류 Al과 Fe 및 정제 PHB의 색상 등을 고려할 때 Fe계 보다는 Al계 응집제가 적합하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제33권7호
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• pp.1224-1229
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• 2004

PHB/chitosan 필름의 수분 투과도는 PHB 필름께서 280.25 g/m$^2$ㆍ24 hr로 가장 높았고 chitosan의 함량이 증파할수록 수분 투과도는 낮아지는 경향을 보였다. PEG가 첨가된 PHB/chitosan 필름에서도 PHB-P 필름의 수분 투과도가 294.5 g/m$^2$ㆍ24 hr로 가장 높았고, chitosan의 함량이 증가할수록 수분 투과도는 낮아졌다. 산소 투과도의 경우 PHB 필름이 0.026${\times}$$10^{-10}$$cm^3$(STP) cm/$cm^2$ㆍsecㆍcmHg로 가장 높았으며 chitosan의 첨가 비율이 증가할수록 산소 투과도는 낮아졌다. 또한 가소제인 PEG가 첨가되지 않은 필름이 PEG가 첨가된 필름보다 산소 투과도가 더 낮았다. 유지 투과도에서는 PHB와 PHB-P를 제외한 필름들이 24시간동안 유지론 통과시키지 않아 유지 차단성이 우수한 것으로 나타났다. 필름의 생분해도 측정시 필름을 첨가하지 않은 대조군에 비해 필름이 첨가된 실험군의 산소 소모량이 높아 필름이 생분해되고 있음을 확인할 수 있었으며 필름의 PHB의 비율이 높을수록 분해도가 높은 것으로 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제6권6호
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• pp.425-431
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• 1996

The enzymatic characteristics of Alcaligenes latus were investigated by measuring the variations of various enzyme activities related to biosynthesis and degradation of poly-${\beta}$-hydroxybutyrate (PHB) during cultivation. All PHB biosynthetic enzymes, ${\beta}$-ketothiolase, acetoacetyl-CoA reductase, and PHB synthase, were activated gradually at the PHB accumulation stage, and the PHB synthase showed the highest value among three enzymes. This indicates that the rate of PHB biosynthesis is mainly controlled by either ${\beta}$-ketothiolase or acetoacetyl-CoA reductase rather than PHB synthase. The enzymatic activities related to the degradation of PHB were also measured, and the degradation of PHB was controlled by the activity of PHB depolymerase. The effect of supplements of metabolic regulators, citrate and tyrosine, was also investigated, and the activity of glucose-6-phosphate dehydrogenase was increased by metabolic regulators, especially by tyrosine. The activities of ${\beta}$-ketothiolase and acetoacetyl-CoA reductase were also activated by citrate and tyrosine, while the activity of PHB depolymerase was depressed. The increased rate and yield of PHB biosynthesis by metabolic regulators may be due to the increment of acetyl-CoA concentration either by the repression of the TCA cycle by citrate through product inhibition or by the activation of sucrose metabolism by the supplemented tyrosine.