• KSBB Journal
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• 제10권2호
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• pp.176-182
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• 1995

Methylobacterium organophilum을 이용하여 다당류(메틸란)와 poly-${\beta}$-hydroxybutyrate(PHB)의 생산에 영향을 주는 환경 및 생리적 인자들을 조사하였다. PHB 축적을 위하여는 $38^{\circ}C$, 다당류의 생산을 위하여는 $30^{\circ}C$가 최적이었다. pH의 경우는 P PHB의 축적은 pH 7 ~ 8, 다당류의 생산은 pH 6~7 이 최적이였다. 질소원 제한 상태하에서의 $Mo^{2+}, Mg^{2+} 또는 Mn^{2+}$ 등의 결핍조건에셔는 질소원만의 제한조건보다 P PHB 축적은 증가하였으나, 다당류 생산은 감소하였 다. 질소원의 제한없이 $K^+$만의 결핍조건에서는 균 체증식도 억제되었고 다당류도 생성되지 않았지만 건조균체당 PHB 함량은 60%까지 증가하였다. PHB와 다당류의 동시 생산을 위한 C/N 비율의 효 는 C/N 비율이 높을수록 질소원의 제한효과 때문에 균체증식은 감소되었지만 건조균체량당 PHB 함량과 다당류의 생성은 현저히 증가하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제23권5호
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• pp.588-592
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• 1995

Fed-batch fermentation was used to produce the high concentrations of poly-$\beta $-hydroxybutyrate (PHB) and poly-$\beta $-(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHB/V). Specific growth rate ($\mu $), yield of cell from glucose (Y$_{x/s}$) were calculated from the two samples in 3 to 5 hours of interval and they were reflected on the determination of glucose feeding rate to maintain the glucose concentration at around 10 g/l in the culture broth. PHB was accumulated after the nitrogen became limited at 60 g/l of dry cell weight by changing ammonia water to 4N-NaOH solution. As results, the final dry cell weight (DCW) of 170 g/l, PHB of 115 g/l were obtained in 50 hours and the overall productivity was 2.4 g/l$\cdot $h. After PHB accumulation, cosubstrate of glucose and propionic acid (PA) was fed to accumulate PHB/V. But, PA feeding rate was decreased from 3 g/l$\cdot $h to 1 g/l$\cdot $h to prevent PA from accumulating to high level in the broth, which is very inhibitory to the cells. As results, DCW, PHB and PHV were 147.5 g/l, 90 g/l and 8 mole % of hydroxyvalerate, respectively.

• Applied Biological Chemistry
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• 제34권3호
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• pp.273-278
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• 1991

Methanol 자화성 세균 Pseudomonas sp. ILS-003 균주를 이용하여 methanol로부터 PHB생산의 최적조건을 검토하였다. PHB 생산에 있어서 초기 pH 6.4, 온도 $30^{\circ}C$ 및 methanol 농도가 1.0(v/v)일 때 최적이었으며, 질소원으로는 $(NH_4)_2SO_4$가 최적이었으며 농도는 0.8g/l로서 C/N비가 17.4이었다. 또한 2가 금속이온의 결핍은 PHB축적효과를 나타내었다. Fed-batch culture에서 methanol 첨가의 효과는 0.25%(v/v)씩 첨가했을 때 가장 좋았다. 상기의 최적조건하에서 96시간 배양시 균체량은 2.78g/l였고 PHB의 양은 1.94g/l로서 건조균체량의 69.8%이었다.

• 미생물학회지
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• 제41권1호
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• pp.67-73
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• 2005

본 연구에서는 남세균인 Synechocystis sp. PCC 6803 (Syn6803)을 대상으로 transposable element Tn5를 이용하여 획득된 1,200여 돌연변이주로부터 모균주에 비하여 PHB 축적량이 크게 증진된 균주를 선별하고, Tn5 삽입에 의해 결함을 나타낸 유전자를 확인함으로써 Syn6803에서의 PHB 생합성에 영향을 주는 세포내 생리학적 요인을 조사하고자 하였다. 모균주인 야생형 균주의 경우 질소원이 제한된 $BG11_0$ 배지에서의 PHB 생합성량이 건체량의 $4\%$ (w/w) 수준인데 반하여, $10-34\%$의 생합성량을 보이는 25개의 돌연변이 균주를 얻을 수 있었다. Inverse PCR을 이용하여, 선별된 돌연변이 균주내 돌연변이가 일어난 유전자를 조사한 결과, 아직까지 그 기능이 규명되지 않은 유전자가 대부분이었으나, NADH-ubiquinone oxidoreductase, O-succinylbenzoic-CoA ligase 또는 photosystem II PsbT protein과 같이 광합성과 호흡에 관여하는 유전자에 돌연변이가 일어난 4 균주와 histidine kinase가 결여된 1균주가 확인되었다. 이들 균주를 대상으로pulse-amplitude modulated fluorometer를 이용하여 세포내 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비를 측정한 결과, 에너지 대사 흐름의 차단에 의해 세포내의 $NAD(P)HNAD(P)^+$비가 모균주에 비하여 현저하게 높은 것으로 나타났다. 이는 잉여의 전자로 포화된 세포, 즉 NAD(P)H에 의해 환원적 상태를 유지하고 있는 세포의 경우 PHB 축적 이 증진될 수 있음을 시사한다. 이러한 사실은 인위적으로 광합성과 호흡 관련 유전자가 제거되어 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비가 높아진 것으로 알려진 다수의 Syn6803 돌연변이 균주들을 대상으로 PHB 생합성량을 조사한 결과로부터 재확인되었다.

• KSBB Journal
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• 제10권5호
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• pp.533-539
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• 1995

재조합 대장균에 의해 생합성된 PHB를 분리정제하기 위하여 박테리오파아지의 세포파괴작용을 이용하는 방법의 가능성에 대해 알아 보았다. 먼저, $cI_{857}$ 유전자를 지난 박테리오파아지 A를 대장균에 감염시킨 후 lysogen, XLl-Blue($\lambda$HL1)를 선별하고, 이 균주에 PHA 생합성 플라스미드를 도입시켜 원하는 균주인 XLI-Blue($\lambda$HL1, pSYLl05)를 만들였다. 숙주인 XLl-Blue, 열적유도에 의해 세포파괴가 가능한 XLl-Blue($\lambda$HL1), 그리고 세포파괴와 PHB 생합성이 모두 가능한 XLl-Blue(AHL1, pSYL105) 에 대하여 여러 가지 조건에서의 실험결과를 비교.검토하였다. XLI-Blue($\lambda$IL1, pSYLl05)의 경우 대수기에서는 열적유도만으로 세포파괴를 효과적으로 야기할 수 있었으나 PHB가 축적되는 정지기에서는 열척유도만으로 세포파괴를 일으킬 수 없었다. 세포 파괴를 보다 용이하게 하기 위하여 열적유도 빛 2% (v/v)의 chloroform을 사용하는 화학적용균을 병행 하였는데, 이 경우 세포파괴가 효과적으로 일어남을 관찰할 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제20권4호
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• pp.195-200
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• 1982

Rhizobium japonicum was isolated from the nodule of soybean root grown at the reclaimed tidal land in Kang-Wha island. The effect of pH and salt concentration to the viability of the isolated strain were examined in relationship between microbial growth and accumulation of PHB. Optimal pH value for the good viability of the isolated strain was 7.0 and also, at 5.0 and 6.0 viability was favorable to large extent, but 9.0 was unfavorable. Examined the effect of salt concentration treated two times as of the salinity in the reclaimed tidal land, viability of the isolated strain showed about 30 to 40%. And also in treatment with NaCl(40g/l) whatever the pH value adopted, viability was mostly less than 10%. The amount of accumulated PHB was relatively high at low pH value(5-6) and at high salt concentrration, respectively.

• 한국염색가공학회지
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• 제7권1호
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• pp.51-57
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• 1995

Poly-$\beta$-hydroxybutyrate(PHB) was biosynthesized using Alcaligenes sp. FL-027. Alcaligenes sp. FL-027 was cultivated by fed-batch methods, in order to promote cell growth and PHB accumulation with carbon source. The cells were first grown at 3$0^{\circ}C$ on the fermentor. The structure of biosynthesized PHB is investigated by the NMR, IR. The crystalline portions were identified through the use of DSC and X-ray diffractometer. The melting point was about 16$0^{\circ}C$ and the diffraction peaks of (020) and (110) were shown at 13$^{\circ}$ and 17$^{\circ}$, respectively.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권11호
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• pp.1447-1453
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• 2022

Prohibitin 1 (Phb1) is a pleiotropic protein, located mainly in the mitochondrial inner membrane and involved in the regulation of cell proliferation and the stabilization of mitochondrial protein. Acetaminophen (APAP) is one of the most commonly used over-the-counter analgesics worldwide. However, at high dose, the accumulation of N-acetyl-p-benzoquinone imine (NAPQI) can lead to APAP-induced hepatotoxicity. In this study, we sought to understand the regulation of mRNA expression in relation to APAP and GSH metabolism by Phb1 in normal mouse AML12 hepatocytes. We used two different Phb1 silencing levels: high-efficiency (HE, >90%) and low-efficiency (LE, 50-60%). In addition, the siRNA-transfected cells were further pretreated with 0.5 mM of Sadenosylmethionine (SAMe) for 24 h before treatment with APAP at different doses (1-2 mM) for 24 h. The expression of APAP metabolism-related and antioxidant genes such as Cyp2e1 and Ugt1a1 were increased during SAMe pretreatment. Moreover, SAMe increased intracellular GSH concentration and it was maintained after APAP treatment. To sum up, Phb1 silencing and APAP treatment impaired the metabolism of APAP in hepatocytes, and SAMe exerted a protective effect against hepatotoxicity by upregulating antioxidant genes.

• 생명과학회지
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• 제18권12호
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• pp.1625-1630
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• 2008

본 연구는 생분해성 플라스틱인 poly-${\beta}$-hydroxybutyrate (PHB)의 생산단가를 낮추기 위한 노력으로 저가의 기질로부터 PHB 대량생산을 위한 기초자료를 얻는데 그 목적을 두었다. Hemicellulose hydrolysate는 지구상에 풍부하게 존재하는 저가의 waste by-product로서 xylose가 많이 포함되어 있다. 본 연구에서는 xylose로부터 PHB를 생산할 수 있는 균주를 토양에서 분리하여, 분류학적 위치를 밝히고, 균체 생육 최적 조건, PHB 생산을 위한 최적 발효 배양 조건, PHB의 구조 확인 등을 검토 하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 토양으로부터 분리한 균주 J-65는 형태학적, 배양적, 생화학적 및 partial 16S rRNA sequence에 근거하여 Bacillus megaterium로 동정하였다. B. megaterium J-65의 균체 생육 최적 조건은 온도 $37^{\circ}C$, 초발 pH 8.0이었으며 2% xylose, 0.25% $(NH_4)_2SO_4$, 0.3% $Na_2HPO_4{\cdot}12H_2O$, 0.1% $KH_2PO_4$였다. PHB 축적에 영향을 미치는 요인을 검토하기 위해 균체생육 최적배지에서 $37^{\circ}C$, 24시간 1차 배양한 후, 균체를 회수하여 각종 영양분이 결핍된 배지에 2차 배양을 실시한 결과 B. megaterium J-65는 균형생육조건(balanced-growth condition)에서 PHB를 합성하는 균주로 나타났다. PHB보다 물성이 향상된 PHB/HV 공중 합체를 생산하기 위하여 보조기질로 propionic acid를 첨가하였을 때, 0.1% propionic acid 농도에서 HV mol%가 14%인 PHB/HV 공중합체가 합성되었다. 5 l 용량의 발효조에 B. megaterium J-65를 회분배양하였을 때 배양 21시간에 건조균체량 10 g/l, PHB 3.5 g/l를 얻을 수 있었고, 유가배양을 실시한 결과 배양 48시간에 건조균체량 26.52g/l, PHB 9.28 g/l를 얻을 수 있었다. 생산된 PHB를 alkaline solution 처리와 chloroform을 이용한 유기용매 추출법을 이용하여 추출.정제한 후 Gas Chromatography로 정제를 확인하고 300MHz 1H-NMR을 실시한 결과 3-hydroxybutyrate의 homopolymer임을 확인하였다.