• 제목/요약/키워드: Photosynthetic bacteria

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Self-assembly of Amphiphilic Zinc Chlorins in an Aqueous Medium as a Model for Chlorosome of Green Photosynthetic Bacteria

  • Miyatake, Tomohiro;Kato, Syuusaku;Tamiaki, Hitoshi;Fujiwara, Manabu;Matsushita, Takayuki
    • Journal of Photoscience
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    • 제9권2호
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    • pp.347-349
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    • 2002
  • Synthetic zinc chlorins possessing a hydrophylic polyoxyethylene chain at the 17 -position were prepared. An amphiphilic zinc chlorin possessing a single chIorin moiety showed absorption maxima at 675 nm in an aqueous medium, indicating that the zinc chIorin did not form large aggregates but a dimeric structure. In contrast, amphiphilic zinc chlorin dyads in which two zinc chlorin moieties were connected with a hydrophilic polyoxyethylene linkage showed red-shifted absorption band around 720-740 nm in an aqueous medium. The result indicated that the amphiphilic zinc chlorin dyad self-aggregated to form chlorosome-like oligomer.

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Microscopy of Microbial Gas Vesicles

  • Park, Junhyung;Kim, Ki Woo
    • Applied Microscopy
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    • 제47권3호
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    • pp.165-170
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    • 2017
  • Gas vesicles are intracellular gas-filled protein-shelled nanocompartments. The structures are spindle or cylinder-shaped, and typically $0.1{\sim}2{\mu}m$ in length and 45~250 nm in width. A variety of prokaryotes including photosynthetic bacteria and halophilic archaea form gas vesicles in their cytoplasm. Gas vesicles provide cell buoyancy as flotation devices in aqueous habitats. They are used as nanoscale molecular reporters for ultrasound imaging for biomedical purposes. The structures in halophilic archaea are poorly resolved due to the low signal-to-noise ratio from the high salt concentration in the medium. Such a limitation can be overcome using focused ion beam-thinning or inelastically scattered electrons. As the concentric bodies (~200 nm in diameter) in fungi possess gas-filled cores, it is possible that the concept of gas vesicles could be applied to eukaryotic microbes beyond prokaryotes.

Quinone profile과 PCR-DGGE를 이용한 정수장 침전지에서의 부착조류 및 미생물군집의 계절적 변화해석 (Analysis of the Seasonal Change in Attached Algae and Microbial Community Structure in Sediment Basin Trough of Water Treatment Plant By Using Quinone Profile and PCR-DGGE)

  • 유현선;임병란;안규홍
    • 상하수도학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.461-467
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    • 2006
  • The seasonal change in attached algae and microbial community structure at sedimentation basin of water treatment plant was investigated by using quinone profiles and denaturing gel gradient electrophoresis (DGGE). The photosynthetic bacteria and algae contains PQ-9 and VK-1 as major quinone are major component of the total quinone fraction in attached algae and microorganisms on sedimentation basin trough. The microorganisms containing menaquinones appear to be sensitivity to the change in temperature than those containing ubiquinones. The plot of the mole fraction of dominant quinone species ($f_d$) to the DQ values showed higher sensitivity to the seasonal change in the microbial community structure. The results indicated that quinone and DGGE are useful tool for the evaluation of the changes in the microbial community structure.

세균에 의한 남조 Anabaena cylindrica의 분해에 대한 연구 (A Study on the Lysis of a Bluegreen Alga Anabaena cylindrica by a Bacterium)

  • 김철호;권오섭;이진애
    • ALGAE
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    • 제18권4호
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    • pp.355-360
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    • 2003
  • A Gram (-), rod-shaped bacterium in size of 1.6-2.8 $\times$ 0.4 μm was isolated from a eutrophic reservoir, which exhibited growth-inhibiting effect against a bluegreen alga (Anabaena cylindrica). This isolate showed positive reactions for catalase and oxidase, and optimal conditions of 35-40°C and pH 9.0. This isolate was designated AC-1 in this manuscript. In a mixed-culture of A. cylindrica and AC-1, their growth patterns were inversely correlated and the bluegreen algal vegetative cells completely disappeared within 24-36 hours. AC-1 showed similar lytic activity in natural water as in an artificial medium. The lytic activity of AC-1 was dependent on the photosynthetic activity of A. cylindrica. When observed under phase contrast microscope, the isolate lysed vegetative cells of A. cylindrica in scattered state in a liquid medium, whereas heterocysts have not been lysed.

광합성 박테리아를 이용한 고성능 수소 생산 고정화 생물반응기의 개발(I) 고정화 연속 교반탱크 반응기에서의 수소 생산성 및 효율인자 평가 (Development of Bioreactors for Hydrogen-Producing Immobilized Photosynthetic Bacteria(I) : Evaluation of lmmobilized CSTR for Hydrogen Productivity and Effectiveness Factor)

  • 선용호;한정우
    • KSBB Journal
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    • 제8권3호
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    • pp.243-255
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    • 1993
  • In this study, it was observed that hydrogen Productivity varied with stirrer speed, bead radius, input glucose concentration and dilution rate in a continuous stirred tank reactor in which immobilized R. rubrum KS-301 was used as a hydrogen-producing bacterium The mass transfer resistance due to cell immobilization was also studied. In order to estimate an effectiveness factor, Des of glucose was first obtained, which was subsequently represented by the correlation equation between Dos and Xb, As a result external mass transfer resistance could be neglected for stirrer speeds greater than 400rpn With bead radius increasing, the hydrogen productivity and internal effectiveness factor decreased. With input 91ucose concentration increasing, the hydrogen productivity and interval and external effectiveness factor increased. Although an Internal effectiveness factor was not affected, hydrogen productivity Increased with dilution rate increasing. An overall effectiveness factor remained nearly constant for the dilution rates investigate4 but increased with input 91ucose concentration increasing.

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수소생성 Rhodopseudomonas sphaeroides의 특성 (Characterization of a Hydrogen evolving strain of Rhodopseudomonas sphaeroides)

  • 이혜주
    • 미생물학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.62-66
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    • 1986
  • 김해 대저 근교의 양지바른 수계 혐기층에서 수소 생성능을 가진 광합성 세균을 분리하였다. 그 중 수소 생성능이 가장 우수한 균주 230을 선택하여, 여러가지 형태적, 생리적 특성과 배양상의 특정을 조사한 결과, 균주 230은 그람 음성이고, 막대형으로 운동성이 있었으며, benzoate와 propionate는 진자공여체로 이용하지 못하고, 황화합 물은 전혀 이용하지 못하였으며. biotin, thiamine, nicotinic acid를 growth factor로 요구하고, 박테리오 클로필 a와 group II 카로티노이드계색소를 가지고 있었으으로 Rhodopuudomonas sphaeroides로 동정되었다.

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발효소멸기를 이용한 음식물 쓰레기의 감량 및 악취제거 (Treatment of Food Garbage Using a Treatment Reactor and Microbial Consortium)

  • 고래현;이강형;유진수;송홍규
    • 미생물학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.306-312
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    • 2006
  • 음식물쓰레기의 효과적인 처리를 위해 발효소멸기를 제작하고 유기물 분해능이 우수한 균주들을 접종하여 음식물쓰레기의 감량과 악취제거능을 조사하였다. 먼저 Bacillus subtilis (cellulase 생성), Bacillus cereus (amylase 생성), Sphingobacterium faecium (protease 생성)를 분리하여 효소의 활성을 조사한 결과 각각 최대 153, 219, 412 unit/ml의 우수한 활성을 나타냈다. 미생물에 의한 음식물쓰레기의 처리효과를 확인하기 위해 먼저 간헐적 통기시의 감량효율을 검토한 결과 15일 후 접종시료가 약 11%, 비접종시료가 3.4%의 분해율을 나타내었다. 간헐전 통기시 pH가 급격히 낮아지면서 처리효율이 낮아지는 문제를 해결하기 위해 지속적으로 통기시키면서 음식물 쓰레기 처리 효율을 측정한 결과 간헐적 통기에서의 처리 효율에 비해 약 10% 정도 분해율이 증가했고, 교반기 내부의 pH가 5$\sim$7 수준에서 유지되었다. 음식물 쓰레기 처리에 가장 적합한 조건을 찾기 위해 pH와 온도를 조절하면서 분해효율을 조사한 결과 pH 7, $30^{\circ}C$에서 15일 후 가장 우수한 35%의 분해효율을 나타냈다. 한편 음식물 쓰레기가 분해되면서 발생하는 악취를 저감시키기 위해 biofilter를 제작, 장착함으로써 제어하고자 하였다. 황 화합물을 산화시키는 홍색비유황세균을 함유한 biofilter를 장착함으로써 5$\sim$6배 정도로 복합악취를 저감시킬 수 있었으며, 악취 원인물질 중 중요한 황 화합물인 methylmercaptan은 213 ${\mu}g/L$에서 158.6 ${\mu}g/L$으로, hydrogen sulfide 또한 2473.8 ${\mu}g/L$에서 1262 ${\mu}g/L$로 크게 감소하였다. 이 연구 결과는 음식물쓰레기의 효율적인 처리 및 악취제거에 기여할 수 있을 것으로 판단되며, 음식물쓰레기 처리에 이용할 수 있는 미생물자원의 확보 측면에서도 큰 의의가 있다고 할 수 있다.

The first insight into the structure of the Photosystem II reaction centre complex at $6{\AA}$ resolution determined by electron crystallography

  • Rhee, Kyong-Hi
    • 한국식물학회:학술대회논문집
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    • 한국식물학회 1999년도 Proceedings of the 17th Symposium on Plant Biology Environmental Stress and Photosynthesis
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    • pp.83-90
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    • 1999
  • Electron crystallography of two-dimensional crystalsand electron cryo-microscopy is becoming an established method for determining the structure and function of a variety of membrane proteins that are providing difficult to crystallize in three dimension. In this study this technique has been used to investigate the structure of a ~160 kDa reaction centre sub-core complex of photosystem II. Photosystem II is a photosynthetic membrane protein consisting of more than 25 subunits. It uses solar energy to split water releasing molecular oxygen into the atmosphere and creates electrochemical potential across the thylakoid membrane, which is eventually utilized to generate ATP and NADPH. Images were taken using Philips CM200 field emission gun electron microscope with an acceleration voltage of 200kW at liquid nitrogen temperature. In total, 79 images recorded dat tilt angles ranging from 0 to 67 degree yielded amplitudes and phases for a three-dimensional map with an in-plant resolution of 6$\AA$ and 11.4$\AA$ in the third dimension shows at least 23 transmembrane helices resolved in a monomeric complex, of which 18 were able to be assigned to the D1, D2, CP47 , and cytochrome b559 alfa beta-subunits with their associated pigments that ae active in electron transport (Rhee, 1998, Ph.D.thesis). The D1/D2 heterodimer is located in the central position within the complex and its helical scalffold is remarkably similar to that of the reaction centres not only in purple bacteria but also in plant photosystem I (PSI) , indicating a common evoluationary origin of all types of reaction centre in photosynthetic organism known today 9RHee et al. 1998). The structural homology is now extended to the inner antenna subunit, ascribed to CP47 in our map, where the 6 transmembrane helices show a striking structural similarity to the corresponding helices of the PSI reaction centre proteins. The overall arrangement of the chlorophylls in the D1 /D2 heterodimer, and in particular the distance between the central pair, is ocnsistent with the weak exciton coupling of P680 that distinguishes this reaction centre from bacterial counterpart. The map in most progress towards high resolution structure will be presented and discussed.

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시설 상추에 대한 Rhodobacter sp. SA16 처리 효과 (Effects of Rhodobacter sp. SA16 on Lettuce(Lactuca sativa L.) in Plastic Film House)

  • 이영한;정한택;윤한대
    • 한국환경농학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.163-170
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    • 2008
  • 유기물이 많고 작물생육이 양호한 시설 및 논토양에서 우점하는 광합성 세균을 분리하여 대두박 등의 유기물질과 혼합하여 혼합유기질 비료를 개발하였고 상추에 대한 시용효과를 검토하였다. 광합성 세균은 시설 및 논토양에서 형태적으로 가장 분포도가 많은 균주를 선정하고 이를 SA16 균주로 명명하였다. 선발된 균주는 폭 $0.5{\sim}1.2{\mu}m$, 길이 $2{\sim}2.5{\mu}m$의 간균 혹은 구균에 가까운 형태로 관찰되었으며 16S rDNA 분석으로 1.3 kb DNA 단편을 얻어 염기서열을 분석한 결과 Rhodobacter sp.와 가장 유사한 것으로 나타났다. 질소기준으로 토양 검정시비 처리구와 동량인 혼합유기질비료 0.90 Mg $ha^{-1}$ 처리구는 대조구 보다 주당 엽수는 2장 정도 많았고 뿌리길이도 2 cm 정도 길었다. 혼합유기질 비료 시용량별 수확량은 $0.90{\geqq}0.45>1.35Mg\;ha^{-1}$ 순으로 많았으며 5% 수준에서 처리간에 유의성이 인정되었고 최대 수확량을 얻을 수 있는 적정 시용량을 2차 회귀곡선($y=-0.0008x^2+0.1174x+21.332,\;R^2=0.9951$)으로 구한 결과 0.72 Mg $ha^{-1}$로 나타났다. 수확 후 토양 공극율은 혼합유기질 비료1.35 Mg $ha^{-1}$ 처리구가 58.8%로 가장 좋은 것으로 나타났으며 혼합유기질 비료 처리에 따른 토양중 호기성세균의 분포는 혼합유기질 비료 0.90 및 1.35 Mg $ha^{-1}$ 처리구가 12.4, 및 $12.8{\times}10^6CFU\;g^{-1}$로 가장 높았다.

홍색 비황 광합성 세균 Rhodopseudomonas sp. KH4의 Extracellular polysaccharide의 중금속 흡착 (Adsorption of Heavy Metal onto the Extracellular Polysaccharide Produced by the Purple Nonsulfur Photosynthetic Bacteria Rhodopseudomonas sp. KH4)

  • 정정화;서필수;공성호;이종렬;이상섭
    • 미생물학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.326-331
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    • 2006
  • 본 연구에서는 경기도 안양에 있는 하천에서 분리한 홍색 비황 광합성 세균Rhodopseudomonas sp. KH4에서 생성된 extracellular polysaccharide (EPS)의 중금속 흡착특성에 대해 연구하였다. 100 mg/L의 Cd과 Cu의 최적 흡착조건(온도$40^{\circ}C$ Cd; pH 8, Cu; pH 5)에서 1.0 g/L의 EPS를 첨가하였을 때, Cd의 경우 30분 동안 842 mg/L, Cu의 경우 10분 동안 70.0 mg/L가 흡착되었다. 또한 Cd과 Cu가 각각 100 mg/L씩 공존되어 있는 경우, pH 5, $25^{\circ}C$에서 EPS 1.0 g/L 첨가하였을 때 Cd과 Cu가 각각 16.8 mg/L, 48.7 mg/L가 흡착되었다. 또한 Langmuir 등은 흡착식으로 부터 EPS 1.0 g/L, pH 5, $25^{\circ}C$에서 Cd과 Cu의 흡착량은 각각 76.9 mg/L, 67.1 mg/L로 실제 경험치와 큰 차이를 보이지 않았다. 에탄올 침전법으로 정제된 KH4 strain으로부터 생성된 EPS는 gas-liquid chromatography (GLC) 분석에 의한 중성당 분석 결과, arabinose, glucose, mannose가 각각 2.4%, 7.1%, 90.5%로 mannose가 대부분을 구성하였다.