• 한국미생물·생명공학회지
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• 제21권3호
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• pp.221-228
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• 1993

In order to achieve poly-beta-hydroxybutyric acid (PHB) production using recombinant DNA in various host bacterial cells, the isolation of genes for PHB biosynthesis was attempted. As a result, a 5.2kb DNA fragment containing phbCAB operon of Alcaligenes eutrophus was isolated by colony hybridization using synthetic oligodeoxyribonucleotides as probes. The constructed recmbinant plasmid pSK(+)-phbCAB operon was transferred to Escherichia coli, and the obtained transformant accumulated considerable amount of PHB.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권5호
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• pp.719-721
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• 2016

Formate has been considered as an environmentally sustainable feedstock that can be used to accelerate the production of valuable chemicals. This study presents brief results of the formatotrophic production of Poly-${\beta}$-hydroxybutyric acid (PHB) by Methylobacterium sp. To evaluate the production of PHB, five species of Methylobacteria were tested using formate as the sole carbon and energy source. Methylobacterium chloromethanicum CM4 exhibited the highest productivity of PHB, which showed 1.72 g/L PHB production, 32.4% PHB content, and 0.027 g-PHB/g-formate PHB yield. These results could be used for the formatotrophic production of PHB with the concurrent reduction of $CO_2$ to formate.

• 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.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권4호
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• pp.363-370
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• 1992

토양으로부터 PHB 생산능이 우수한 균주 FL-027을 분리하여 분류학적 제 특성을 검토한 결과 Alcaligenes속으로 동정되었다. Alcaligenes sp.의 최적 생육 조건은 과당 8.0$g/\ell$, $(NH_4)_2S0_4$ 3.0$g/\ell$ (즉 C/N molar ratio가 5.04) 및 pH7.0과 $30^{\circ}C$였으며, PHB 축적은 과당 8.0$g/\ell$, (NH4)2SO4 0.25g/l(즉 C/N molar ratio가 60) 및 pH6.5와 30'C에서 가장 양호하였다. $NH_4^+$, $Ca^{2+}$, $SO_4^{2+}$의 결핍이 PHB축적을 촉진하였으나 이들 중 $NH_4^+$가 가장 효과적으로 PHB축적을 유도하였다. 고농도배양을 위해 과당을 간헐적으로 첨가하여 최적농도를 유지하면서 유가배양을 실시한 결과 균체량은 25.1$g/\ell$, PHB 축적량은 10.84$g/\ell$로 건조균체량의 43까지 축적되었다. 분리정제된 PHB를 IR 및 $^1H-NMR$로 분석한결과 3-hydroxybutyric acid의 homopolymer임을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제6권1호
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• pp.79-83
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• 1991

생물고분자인 PHB로 고분자 matrix를 제조하여 대상약물인 silver sulfadiazine의 방출기전을 연구하였다. 고분자 matrix내의 PHB의 함유량 증가와 matrix의 두께비가 증가할수록 방출속도는 늦어졌다. 그러나 가소제량이 증가함에 따라 방출 기전은 각각 18, 17, 16, 12 및 10시간으로 감소하였다. 이 제형은 약물방출기전은 Higuchi model에 따른 확산으로 생각되었다. 결론적으로 PHB의 함유량과 가소제의 함유량 및 matrix 두께의 상관관계를 조절하므로써 특정한 약물의 방출기전을 얻을 수 있는 maxtrx형태의 개발 가능성을 보였다.

• KSBB Journal
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• 제11권2호
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• pp.246-253
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• 1996

생분해성 고분자의 생산 단가를 낮추기 위해 값싼 원료인 LNG와 강제성 메탄자화균인 M. tricha­s sparium OS3b를 이용하여 PHS 생산 가능성을 검토하였다. 중요한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 산업용 기질인 LNG를 에탄 원료로 사용한 경 우 LNG 중의 에탄과 프로판에 의해 비성장 속도가 감소하였으내(저해상수 $K_1=0.12%$) PHS 생성에는 영향을 주지 않았다. 2. 배양액 중 구리 이온이 결핍되면 PHS 축적은 현저히 감소하였다. 3. 각종 영양원 결핍조건에서 PHS 축적능을 시험 하였을 때, 칼륨, 마그네숨, 그리고 질소원 결핍이 높은 PHS 축적율을 보였고, 특히 질소원의 경우 최 고 45%의 축적율을 보였다. 4. 최척의 질소원/탄소원의 비는 존재하지 않았고, 질소원의 농도가 낯을수록 PHS 축적율은 증가 하였다. 5. PHS 축척을 위한 최적 온도와 pH는 각각 $30^{\circ}C$와 7.0이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제18권3호
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• pp.273-279
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• 1990

PHB 생산을 위하여 메탄올을 기질로 한 선별배지에서 토양, 하천수, 퇴비 등으로부터 분홍색 색소를 가지는 PHB 축적 facultative methylotroph를 분리하여, 균주의 특성을 검토하였다. 분리균주의 최적 생육조건과 PHB 축적을 위한 배양조건을 조사한 결과 균체의 생육은 메탄올 농도 1.0(v/v), 질소원인$ NH_4C$ 농도 1.0g/l, 즉 C/N ratio 13.2 일때 그리고 pH 7.0과'$30^{\circ}C$에서 가장 좋았으며, PHB는 C/N ratio가 50.8, 즉 메탄올 농도 1.0(v/v )$NH_4CL$ 0.26g/l 일때, 그리고 pH 6.0일 때 건조중량의 약 40까지 축적되었다. 고농도 메탄올에 의한 생육저해를 극복하기 위하여 기질을 간헐적으로 계속 공급해주는 fed-batch 배양을 시도한 결과 균체량은 14g/l, PHB 축척량은 5.5g/l까지 증가시킬 수 있었다. 생산된 PHB를 분리.정제하여 IR과 $^I H-NMR$로 구조를 분석한 결과 3-hydroxybutyric acid 의 homopolymer임이 확인되었다. 또한 균주의 pink-pigment를 추출하여 absorption spectrum를 조사하여 그 특성을 규명하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제7권4호
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• pp.229-236
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• 1997

A gene, $phbC_{2.4.1}$ encoding poly-3-hydroxybutyric acid (PHB) synthase of Rhodobacter sphaeroides 2.4.1 was cloned by employing heterologous expression in Escherichia coli. R. sphaeroides chromosomal DNA partially digested with MboI was cloned in pUC19 followed by mobilization into E. coli harbouring $phbA,B_{AC}$ in pRK415, which code for ${\beta}$-ketothiolase and acetoacetyl CoA reductase of Alcaligenes eutrophus, respectively. Two E. coli clones carrying R. sphaeroides chromosomal fragment of $phbC_{2.4.1}$ in pUC19 were selected from ca. 10,000 colonies. The PHB-producing colonies had an opaque white appearance due to the intracellular accumulation of PHB. The structure of PHB produced by the recombinant E. coli as well as from R. sphaeroides 2.4.1 was confirmed by [$H^{+}$]-nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Restriction analysis of the two pUC19 clones revealed that one insert DNA fragment is contained as a part of the other cloned fragment. An open reading frame of 601 amino acids of $phbC_{2.4.1}$ with approximate M.W. of 66 kDa was found from nucleotide sequence determination of the 2.8-kb SaiI-PstI restriction endonuclease fragment which had been narrowed down to support PHB synthesis through heterologous expression in the E. coli harbouring $phbA,B_{AC}$. The promoter (s) of the $phbC_{2.4.1}$ were localized within a 340-bp DNA region upstream of the $phbC_{2.4.1}$ start codon according to heterologous expression analysis.

• 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.

• 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.