• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제51권6호
• /
• pp.527-536
• /
• 2009

A potent protein degrading bacterium was isolated from soil samples of different environments. Polyphasic taxonomic studies and phylogenetic 16S rRNA sequence analyses led to identify the isolate IB No. 11 as a strain of Bacillus subtilis. The isolated strain was recognized to produce protease constitutively, and the maximum production (1.64 units/ml) was attained in a shake flask culture when the isolate was grown at $40^{\circ}C$, for 32 h in basal medium supplemented with starch (0.25%) and gelatin (1.25%) as sole carbon and nitrogen source, respectively. The optimum pH and temperature for the protease activity were determined to be pH 7.0 and $50^{\circ}C$, respectively. $Ca^{2+}$ and $Mn^{2+}$ enhanced remarkably the protease activity but neither showed positive effect on the protease's thermal stability. In addition, it was observed that the protease was fairly stable in the pH range of 6.5-8.0 and at temperatures below $50^{\circ}C$, and it could be a good candidate for an animal feed additive. The inhibition profile of the protease by various inhibitors indicated that the enzyme is a member of serine-proteases. A combination of UV irradiation and NTG mutagenesis allowed to develop a protease hyper-producing mutant strain coded as IB No. 11-4. This mutant strain produced approximately 3.23-fold higher protease activity (6.74 units/mg) than the parent strain IB No. 11 when grown at $40^{\circ}C$ for 32h in the production medium. The protease production profile of the selected mutants was also confirmed by the zymography analysis.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.434-439
• /
• 1995

단세포 단백질 자원으로 이용 가능한 균주로 알려진 Candida utilis ATCC 42416 균체를 생산하기 위하여 무를 파쇄하여 얻은 무즙을 배지로 균체배양 실험을 하였다. 무즙의 수용성 고형물과 총 당량은 각각 5.0~8.8 Brix와 3.5~6.5%였다. C. utilis ATCC 42416 균주를 무즙에 접종하여 $30^{\circ}C$에서 200rpm으로 진탕 배양하였을 때 24시간 이내에 증식이 끝났으며, 단위 소모당에 대한 최대 균체 생산량은 당농도 1% 회석 무즙에서 L당($5\;\times\;DCRI$) 21.5g의 건조균체를 생산하였다. 5배 회석무즙에 약간의 영양소 glucose(2.0%), yeast extract(0.2%), peptone(0.2%), ammonium sulfate(0.2%) 및 $KH_2PO_4(0.2%)$ 등을 각각 보강하여도 증식 속도, 균체생산 및 세포 단백질 함량 등에 차이가 거의 없어서 무즙자체가 C. utilis ATCC 42416 균체 생산에 좋은 기질이었음을 알 수 있다.

• Archives of Pharmacal Research
• /
• 제16권4호
• /
• pp.336-338
• /
• 1993

The immunomodulating activity of Kp, an antitumor protein-polysacchanide preparation from the shake-cultured mycelia of Phellinus linteus, was investigated in ICR mice subcutaneously implanted wit $1\times10^6$ cells of sarcoma 180. The mice were intraperitoneally administered with Kp at a does of 100 mg/kg once daily for five consecutive days starting from 24 hrs after the tumor implantation. Ten days after the last injection, the mice were immunized with $1\times10^7$ or $4\times10^8$ sheep red blood cells (SRBC) and five days later, the antibody-forming immune response were assessed by direct hemolytic plaque assay. To an immunization does of $1\times10^7$ SRBC, the Kp-treated mice elicied a successful humoral immune response despite the turmor-burden and produced $259\times10^3$ plaque-forming cells (PFC)/spleen, while the corresponding tumor-bearing control mice showed virtually no reponse $(2.0\times10^3$ PFC/spleen) (the stimulation index=129.5). However, to an immunization dose of $4\times10^8$ SRBC, both of the control mice and Kp-treated mice showed almost the same level of strong humoral immune response. From these data it is clear that Kp effectively restores the humoral immune response of the turmor-bearing ICR mice.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제22권2호
• /
• pp.199-206
• /
• 2012

Naturally immobilized tannase (tannin acyl hydrolase, E.C. 3.1.1.20) has many advantages, as it avoids the expensive and laborious operation of isolation, purification, and immobilization, plus it is highly stable in adverse pH and temperature. However, in the case of cell-associated enzymes, since the enzyme is associated with the biomass, separation of the pure biomass is necessary. However, tannic acid, a known inducer of tannase, forms insoluble complexes with media proteins, making it difficult to separate pure biomass. Therefore, this study optimizes the production of cell-associated tannase using a "protein-tannin complex" free media. An exploratory study was first conducted in shake-flasks to select the inducer, carbon source, and nitrogen sources. As a result it was found that gallic acid induces tannase synthesis, a tryptose broth gives higher biomass, and lactose supplementation is beneficial. The medium was then optimized using response surface methodology based on the full factorial central composite design in a 3 l bioreactor. A $2^3$ factorial design augmented by 7 axial points (${\alpha}$ = 1.682) and 2 replicates at the center point was implemented in 17 experiments. A mathematical model was also developed to show the effect of each medium component and their interactions on the production of cell-associated tannase. The validity of the proposed model was verified, and the optimized medium was shown to produce maximum cell-associated tannase activity of 9.65 U/l, which is 93.8% higher than the activity in the basal medium, after 12 h at pH 5.0, $30^{\circ}C$. The optimum medium consists of 38 g/l lactose, 50 g/l tryptose, and 2.8 g/l gallic acid.

• 한국균학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.149-157
• /
• 1987

1. 검정곰팡이 (Aspergillus niger)를 실험균주로 하여 동조적으로 액침배양한 결과 포자의 발아로 부터 균사의 생장, 생식기관의 성숙 및 경자까지의 분화를 재현시킬 수 있었으며 그 다음의 아세트산염 배지에서 농도와 pH가 적절할 때 포자의 형성을 볼 수 있었다. 2. pH 5.5, 6.0, 6.5 및 7.0로 조절하고 각각 농도를 대조구, 20mM, 40mM, 80mM 및 160mM로 조절한 아세트산염 배지에서 검정곰팡이를 $28^{\circ}C$의 온도로 4일간 진탕배양하면서 균체량과 pH변화, 포자개시 시간을 측정하였다. 아세트산염 배지에서 적응이 되면 균체량은 증가하였으며 성장이 진행되면서 PH가 증가하다가 포자가 형성되면 pH는 감소하였다. pH 7.0의 아세트산염 배지에서는 균이 적응할 수 없고 pH 증가가 너무 지나치게 되어 균체량은 점차 감소하였다. 또 포자형성개시 시간은 pH 5.5의 아세트산염 배지에서는 그 농도가 20mM일 때 1일, 40mM일 때 2일, 80mM일 때 3일, 160mM일 때 4일이 소요되었으며 pH 6.0의 아세트산염 배지에서는 그 농도가 40mM일 때 2일만에, 80mM일 때 1일만에, 160mM일 때 4일만에 포자가 형성되었다. 또 pH 6.5의 아세트산염 배지에서는 80mM의 농도일 때 3일만에, 160mM일 때 4일만에 포자가 형성되었고 pH 7.0의 아세트산염 배지에서는 포자가 형성되지 않았다. 모든 pH의 아세트산염 배지에서 대조구에서는 포자가 형성되지 않았다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제48권3호
• /
• pp.344-357
• /
• 2020

Streptococcus zooepidemicus 유래의 세포외 고분자물질인 히알루론산(hyaluronic acid) (HA)을 대량 생산하기 위해, 균주 개량, 생산배지 및 배양공정 개발에 관한 연구를 수행하였다. HA 고생산성 변이주를 선별하기 위해 약 99%의 사멸률을 보이는 ethylmethane sulfonate (EMS) 처리조건을 적용해서, 지속적인 random screening 방법으로 고생산성, 고안정성의 변이주들을 선별할 수 있었다. HA를 고농도로 생산하기 위해서는, 이 균주의 생화학 및 배양생리적 특성에 기반한 최적 배지개발이 필수적이라고 판단하여, one-factor-at-a-time (OFAT), full factorial design (FFD), steepest ascent method (SAM) 및 response surface method (RSM) (반응표면분석법)을 순차적으로 적용하여 통계적 배지 최적화 실험을 수행하였다. 최적 배지조성에서 플라스크 배양에 의한 HA 생산성은 5.38 g/l로서, 이전 배지(3.54 g/l)에 비해 약 52% 향상된 생산량을 얻을 수 있었다. 또한 선별된 우량균주와 최적화된 생산배지를 이용하여 5 L 발효조에서 배양공정 최적화 연구를 수행하였다. 이 균주의 생리학적 특성을 고려할 때, HA 생산성을 높이기 위해서는 (배양 중 HA 축적으로 인해 고점도를 띠는) 배양액으로의 충분한 용존산소 공급이 매우 중요한 요인인 것으로 판단되었다. 따라서 용존산소 공급과 밀접하게 관련있는 발효조의 교반시스템(교반 날개 종류, 크기 및 배치 등) 및 교반속도에 대한 최적화 연구를 수행하였다. 그 결과, 교반축 하부에는 Rushton turbine-type, 상부에는 marine-type의 확장된 교반날개(기존 대비 직경 1.3배 확장)가 설치된 경우, 450 rpm에서 강화된 혼합력과 충분한 용존산소 공급으로 인해 HA 생산성이 기존 플라스크 배양 대비 약 1.8배(9.79 vs. 5.38 g/l) 더 높은 것으로 확인되었다. 최종적으로 HA 배양공정의 scale-up 가능성을 확인하기 위해, pilot 규모의 50 L 발효조 배양을 최대 300 rpm의 교반속도에서 수행하였다. 처음으로 시도한 50 L 배양임에도 불구하고, HA 최대 생산성 면에서 볼 때, 5 L 발효조 결과와 거의 동일한 수준(98.5%) (9.11 vs 9.25 g/l)의 생산량을 얻을 수 있었다. 반면 지수기 성장단계인 배양 15시간까지의 50 L 배양의 HA 평균생산속도(r_p)는 0.46 g/l/hr로서 0.62 g/l/hr인 5 L 배양 대비 약 74% 정도에 머무는 것으로 나타났다. 따라서 생산 발효조의 scale-up 시, 생산균주의 전단응력 민감성(shear damage)을 함께 고려하면서, 산소전달계수(k_La)를 기반으로 하는 교반시스템에 대한 체계적인 연구가 진행된다면, HA 생산속도도 증가될 수 있는 긍정적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• KSBB Journal
• /
• 제22권5호
• /
• pp.288-296
• /
• 2007

콜레스테롤 저하제이자 고지혈증 치료제의 하나인 모나콜린-K (lovastatin)의 생산을 높이기 위하여 플라스크 배양에서 생산배지 최적화를 위한 실험을 수행하였다. 기본생산배지에 탄소원, 무기인산염, 아미노산원과 무기원에 대한 영향을 조사하였다. 각각의 원소에 대해 모나콜린-K를 가장 많이 생산한 순서대로 3가지를 선별하여 Graeco-Latin square design에 의해 생산배지의 종류와 농도를 결정하였다. 하지만 상기 실험은 각 배지간의 교호작용을 검출할 수 없어서 모나콜린-K 생산에 대한 재현성이 떨어졌다. 따라서 탄소원, 질소원과 질소원의 농도에 대한 실험을 보완하였다. 통계학적 실험계획법인 Plackett-Burman design에 의해 배지 중 beef extract, $(NH_4)_2HSO_4$와 $KHSO_4$가 모나콜린-K 생산에 가장 영향력 있는 인자로 분석되었으며, 영향력이 있는 3가지 배지에 대해 배지 사이의 교호작용까지 분석할 수 있는 실험계획법인 중심합성계획법과 반응표면 분석법을 이용하여 생산배지를 최적화 하였다. 모나콜린-K 고생산을 위한 배지와 최적화된 농도 (g/L)는 soluble starch 96, malt extract 44.5, beef extract 30.23, yeast extract 15, $(NH_4)_2SO_4$ 4.03, $Na_2HPO_4{\cdot}12H_2O$ 0.5, L-Histidine 3.0과 $KHSO_4$ 1.0이며, 기본생산배지에서의 생산량보다 약 3배 증가한 558.96 mg/L의 생산을 보였다. 생물반응기에서 교반속도가 모나콜린-K 생산에 미치는 영향을 조사하기 위하여 기본생산배지를 이용하여 300, 350, 400과 500 rpm에서 실험을 수행하였다. 교반속도 500 rpm에서 68 mg/L으로 가장 높은 생산을 보였으며, 이 때 균의 형태구조는 300, 350과 400 rpm에서 펠��과 균사체가 공존하는 것과는 다르게 펠�� 형태로만 자라는 것이 확인 되었으며, 생물반응기를 이용하여 발효 시 펠�� 형태가 모나콜린-K 생산에 가장 좋은 형태구조임을 알 수 있었다. 확립된 최적생산배지를 이용하여 400 rpm, 1 vvm과 3% 초기 접종량에서 pH를 6.5로 조절한 경우 185 mg/L의 가장 높은 모나콜린-K가 생산 되었으며, 이때 균체량은 32 g/L를 나타내었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.45-50
• /
• 2000

A. pullulan ATCC 42023를 사용하여 고분자량의 pullulan을 대량생산하기 위한 연구로써, 탄소원의 농도, 용존산소량과 pH가 균체 성장 및 pullulan 생산에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. Glucose의 당 농도에 따른 실험결과에서 glucose 농도가 0.3M (54g/1)일 때 최대의 pullulan 생산률을 나타내었고, 0.3M (54g/1)이상에서는 productivity가 급격하게 감소하는 기질 저해현상을 나타내었다. 삼각플라스크를 이용한 초기 pH의 영향에 대한 실험결과, 초기 pH 6.5는 $11.98g/{\ell}$의 pullulan을 생산하였고, pH 4.5로 일정하게 조절한 결과, pullulan 생산은 $13.31g/{\ell}$의 최대값을 나타내었다. 그러나 균체성장은 pH 6.5에서 가장 높았다. 그리고 용존산소량의 증가로 pullulan productivity를 증가시킬 수 있었다. 또한 산업적으로 유용한 고분자량의 pullulan을 생산하기 위한 탄소원으로 아미노당인 glucosamine을 사용하여 pullulan의 생성 및 분자구조 변형에 대하여 실험하였다. 탄소원 농도 50g/1 기준에서, glucose와 glucosamine을 40 : 60의 비율로 혼합하여 공급 하였을 때 분자량 20만 이상의 mediun size 및 200만 이상의 high molecular weight의 productivity가 가장 높았으며, A. pullulans의 specific growth rate도 가장 높았다.

• 한국균학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.11-21
• /
• 1985

조개느타리 Pleurotus pulmonarius을 액내 배양하여 항암 성분인 단백성 다당체를 얻었다. 이 성분의 항암 효과는 20 mg/kg/day 투여군에서 51.0 %의 저지율을 나타내었다. 또한 단백성 다당체는 DEAE-Sephadex 이온 교환수지와 Sephadex G-200을 이용하여 정제하였고 여기서 Fraction $C_1$인 항암성분을 얻었다. 이 항암성분은 다당체와 단백질로 구성되어 있었으며 항암 효과는 10 mg/kg/day 투여군에서 81.8 %의 저지율을 보였다. 이런 항암작용의 기전을 알기 위해 복강내에 Fraction $C_1$을 투여하고 이에 대한 복강세포의 증가를 관찰한 결과 면역세포 중 macrophage의 증가가 두드러겼으며 이는 soluble starch와 비교해 볼 때 훨씬 많은 macrophage 증가 효과가 있음을 증명하였다. 이 성분을 pulmonaran이라 명명하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.337-343
• /
• 2005

주정공장에서 배출되는 타피오카 주정증류 폐기물을 발효기질로 하여 플라스크 진탕배양기에서 A. niger균주를 이용하여 폐기물 처리 및 구연산을 생산하는 실험에서 다음과 같은 결과를 얻었다. A. niger ATCC 9142균주를 사용하여 배양온도를 $25^{\circ}C\;30^{\circ}C 및 $35^{\circ}C$로 변화하여 발효하였을 때 구연산 농도는 $30^{\circ}C$에서 6.09g/1로 최대가 되었으며, 플라스크 진탕배양기의 배양온도를 $30^{\circ}C$로 유지하면서 초기 pH를 조절하여 발효를 행한 결과, pH 4.3인 원폐수에서 구연산 생성량이 6.37g/l로 가장 높았다. 질소원, 인산원 및 금속이온이 구연산 생성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 $NH_4NO_3,\;KH_2PO_4$ 및 $Mn^{2+}$를 첨가한 결과 이들 첨가물들이 구연산 생산을 감소시켰고, methanol, ethanol, isopropanol 및 n-propanol의 첨가가 구연산 발효에 미치는 영향을 알아보기 위한 실험에서는 methanol과 ethanol의 첨가가 구연산 생성을 촉진시켰다.