• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권6호
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• pp.482-493
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• 2005

Biomass is originally photosynthesized from inorgainic compounds such as $CO_2$, minerals, water and solar energy. Recent studies have shown that anaerobic bacteria have the ability to convert recalcitrant biomass such as cellullosic or chitinoic materials to useful compounds. The biomass containing agricultural waste, unutilized wood and other garbage is expected to utilize as feed, food and fuel by microbial degradation and other metabolic functions. In this study we isolated several anaerobic, cellulolytic and chitinolytic bacteria from rumen fluid, compost and soil to study their related enzymes and genes. The anaerobic and cellulolytic bacteria, Clostridium thermocellum, Clostridium stercorarium, and Clostridium josui, were isolated from compost and the chitinolytic Clostridium paraputrificum from beach soil and Ruminococcus albus was isolated from cow rumen. After isolation, novel cellulase and xylanase genes from these anaerobes were cloned and expressed in Escherichia coli. The properties of the cloned enzymes showed that some of them were the components of the enzyme (cellulase) complex, i.e., cellulosome, which is known to form complexes by binding cohesin domains on the cellulase integrating protein (Cip: or core protein) and dockerin domains on the enzymes. Several dockerin and cohesin polypeptides were independently produced by E. coli and their binding properties were specified with BIAcore by measuring surface plasmon resonance. Three pairs of cohesin-dockerin with differing binding specificities were selected. Two of their genes encoding their respective cohesin polypeptides were combined to one gene and expressed in E. coli as a chimeric core protein, on which two dockerin-dehydrogenase chimeras, the dockerin-formaldehyde dehydrogenase and the dockerin-NADH dehydrogenase are planning to bind for catalyzing $CO_2$ reduction to formic acid by feeding NADH. This reaction may represent a novel strategy for the reduction of the green house gases. Enzymes from the anaerobes were also expressed in tobacco and rice plants. The activity of a xylanase from C. stercorarium was detected in leaves, stems, and rice grain under the control of CaMV35S promoter. The digestibility of transgenic rice leaves in goat rumen was slightly accelerated. C. paraputrificum was found to solubilize shrimp shells and chitin to generate hydrogen gas. Hydrogen productivity (1.7 mol $H_2/mol$ glucos) of the organism was improved up to 1.8 times by additional expression of the own hydrogenase gene in C. paraputrficum using a modified vector of Clostridiu, perfringens. The hydrygen producing microflora from soil, garbage and dried pelletted garbage, known as refuse derived fuel(RDF), were also found to be effective in converting biomass waste to hydrogen gas.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제12권1호
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• pp.41-44
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• 2006

2중필름 온실계사에서 육계를 사육하였을 때 발생하는 계분을 처리할 수 있는 수동 교반형 퇴비화시스템을 개발하였으며, 교반빈도가 퇴비화 온도에 미치는 효과를 분석하였다. 병원균 사멸에 필요한 $55^{\circ}C$ 이상의 온도를 유지한 기간은 무교반에서 88시간 1회/4일의 교반에서는 179 시간, 1회/2일의 교반에서는 200 시간으로 교반회수가 빈번할수록 그 기간이 길어지는 것으로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제46권2호
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• pp.154-161
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• 2018

현재 도시의 도시열섬현상을 완화시키는 방안으로 도시 녹화사업 및 연구가 주목 받고 있다. 이 연구에서는 질소고정균을 분리하고, 식물 성장에 미치는 영향을 확인했다. 먼저 질소고정 균을 분리하기 위해, 질소원이 없는 배지에서 enrichment를 실시했고, 질소원이 제한된 배지에서 높은 성장을 보인 colony를 분리하여 순수분리 했다. 순수 분리된 균은 ARA를 통해 acetylene이 90% 이상 감소되고, ethylene 생성을 통해 nitrogenase의 활성을 간접적으로 확인했다. 재현성이 확인된 Cedecea sp. MK7과 Enterobacter sp. Y8을 선별했다. 선별된 질소고정 균을 perennial rye grass의 성장에 적용한 결과 건조중량이 18.65 mg인 대조군에 비해 34.80 mg (186.60%)으로 증가한 것을 확인했다. 식물 성장 후, 질소고정 균이 접종된 토양의 미생물 군집 분석은 대조군과 유사했다. 따라서 본 연구에서는 도시녹화 시스템에 질소고정 균을 이용하여 식물 성장을 촉진한다면 그 효율이 증대될 것이다.

• 생명과학회지
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• 제12권2호
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• pp.200-207
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• 2002

채소류 모잘록병균인 Pythium ultimun에 길항하는 미생물을 분리하기 위해 체소류 뿌리를 균원시료로 하여 약600여종의 근권미생물을 분리하였고, 그중 5종의 근권미생물이 길항력을 나타내어 가장 높은 길항력 높은 Yl-37 균주를 최종 선별하였다. 분리한 길항균 YJ-37을 Bergey's Mannual of Systematic Bacteriology의 방법에 준하여 미생물의 형태학적, 배양학적, 생리·생화학적 특성을 조사 하였으며, 미생물의 세포벽의 지방산의 조성으로 자동 동정하는 Sherlock system을 이용하는 방법과 16S rDNA의 부분염기서열을 결정하여 동정하는 방법 등 3가지 방법으로 조사한 결과, 근권 길항미생물인 YJ-37 균주는 Bacillus ehimensis로 동정되었다. 채소류 모잘록병균 Pythium ultimun과 Rhizoctonia solani AG-4 이외에도 B. ehimensis YJ-37에 의한 병원성 진균의 길항력을 조사한 결과, Alternaria altrata, Collectotrichum gloeosporioides, Didymella bryoniae, Fu-sarium moniliforme, F oxysporum, F. oxysporum cucumerinum, F. oxysporum niveum, Gloeosporium sp., Glomerella sp., G. cingulata, G. lagenaria, Penicillium digitatum, P. itazicum, Phytophthora capsici, Sclerotinia sclerotiorum, Stemprhyzium solani등 대부분의 병원균에 대해서 항진균 활성을 나타내었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제34권1호
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• pp.40-51
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• 2006

수피의 탄화이용을 위한 수피탄화기술 확립과 이 수피탄화물을 흡착제, 토양개량자재, 미생물활동담체, 건강재료 등으로의 이용 가능성을 알아보기 위해 수피탄화물의 메틸렌블루흡착량, 흡습성, 원적외선 방사율, pH, 보수성 및 발열량 등의 성능을 조사하였다. 메틸렌블루흡착량이 탄화온도 $800^{\circ}C$, 탄화시간 8시간에서 낙엽송, 잣나무, 리기다소나무 수피탄화물들은 110 mg/g 이상의 값을 보이고, 모든 수피탄화물의 수소이온농도가 탄화시간 4시간의 경우 탄화온도 $400^{\circ}C$에서 pH 6.6, $600^{\circ}C$와 $800^{\circ}C$에서는 pH 9 정도를 나타내는 등, 수피탄화물은 탄화물로서의 이용이 가능하고, 탄화온도와 시간만 고려하면 충분히 이용 가능할 것으로 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권2호
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• pp.153-158
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• 1996

광독립 영양세포를 이용하여 미생물유래 제초활성 물질을 탐색하던 중 강한 제초활성을 갖는 균주를 선발하고, 그 균주가 생산하는 활성 물질들을 분리 정제한 후 구조를 결정하였으며, 이들의 활성을 조사하였다. 선발된 ME-13 균주의 미생물학적 특성을 조사한 결과 Streptomyces로 동정되어 본 균주를 Streptomyces sp. ME-13으로 명명하였다. 균배양 상등액으로부터 활성탄소흡착, sillca gel, MCI gel등의 column chromatography 및 HPLC를 통하여 2 가지 활성 물질을 순수 분리하였다. 이들 화합물은 기기분석결과, anisomycin계의 AB3217-A와 B로 각각 동정되었다. AB3217-A와 B는 25ppm 농도에서 무와 피의 종자 발아를 완전히 억제하였고, 종자 발아후 50% 생육저해농도는 약 6 ppm 정도로 서로 비슷하였으며 anisomycin보다 6배 정도 강한 제초활성을 보였다. 이와 같은 제초활성은 본 연구에 의하여 처음으로 밝혀졌다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제27권2호
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• pp.252-258
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• 1998

Biosurfactant를 생산하는 미생물을 토양으로부터 분리하였다. 그 중에서 표면장력 및 계면장력 감소능에서 가장 우수한 L-417주를 순수분리하여 동정한 결과, No-Cardia속으로 판명되었다. Biosurfactant 생산을 위한 최적 배지조성은 3% n-hexadecane, 0.1% $NaNO_3$, 0.02% $K_2HPO_4$, 0.01% $KH_2PO_4$, 0.01% $MgSO_4 \;.\;7H_2O$, 0.01% $CaCl_2$ 0.02% yeast extract였으며, 최적 온도와 pH는 각각 $30^{\circ}C$와 6.0이였다. 이러한 조건에서 500ml용 shaking flask에 최적 배지 50ml를 넣어 배양했을 경우 대수증식기 말기인 4일째에 균의 증식과 유화활성이 가장 높게 나타남에 따라 Nocardia sp. L-417에 의한 bio-surfactant의 생산은 균의 생육과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다. 이계면활성제는 산업적으로 널리 사용되는 bunker A, paraffin, corn oil 및 oilve oil 등에 대해서도 비교적 높은 유화활성을 나타내였다.

• 한국물환경학회지
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• 제40권1호
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• pp.11-18
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• 2024

Recently, enhanced in situ bioremediation using slow substrate release techniques has been actively researched for managing TCE-contaminated groundwater. This study conducted a lab-scale batch reactor experiment to evaluate the feasibility of natural attenuation for TCE dechlorination using microsized corn-oil droplet (MOD) as an activator considering the following three factors: 1) TCE dechlorination in the presence or absence of MOD; 2) TCE dechlorination in the presence or absence of inactivator of native microbial activity; and 3) MOD concentration effects on TCE dechlorination. Batch reactors were constructed using site groundwater and soil in which Dehalococcoides bacteria were present. Without MOD, TCE was decomposed into dichloroethylene (DCE). However, other by-products of TCE dechlorination were not detected. With MOD, DCE, vinyl chloride (VC), and ethylene (ETH) were sequentially observed. This result confirmed that MOD effectively supplied electrons to complete dechlorination of TCE to ETH. However, when an excess of MOD was provided, it formed unfavorable conditions for anaerobic digestion because dechlorination reaction did not proceed while propionic acid was accumulated after DCE was generated. Therefore, if an appropriate amount of MOD is supplied, MOD can be effectively used as a natural reduction activator to promote biodegradation in an aquifer contaminated by TCE.

• 미생물학회지
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• 제42권3호
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• pp.223-229
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• 2006

다기능성 농업용 미생물 제제를 개발하기 위하여 항진균능을 가진 불용성 인산 가용화 세균을 식물의 근권 토양으로부터 분리하였다. 분리균주의 분류학적 위치를 검토한 결과, Pseudomonas fluorescens RAF15로 동정되었다. P. fluorescens RAF15는 농작물의 잿빛곰팡이병균 Botrytis cinerea와 줄기썩음병균 Rhizoctonia solani의 생육을 억제할 수 있었다. 불용성 인산인 $Ca_3(PO_4){_2}$로부터 가용성 인산을 생성하기 위한 최적 배지 및 배양조건은 glucose 1.5%, urea 0.005%, $MgCl_2{\cdot}6H_2\;0.3%,\;MgSO_4{\cdot}7H_2O\;0.01%,\;CaCl_2{\cdot}2H_2O$ 0.01%, NaCl 0.05%, 배양온도 $30^{\circ}C$ 및 초기 pH 7.0이었으며, 최적조건에서 배양 5일 후 863 mg/L의 가용성 인산이 생성되었다. 불용성 인산 가용화는 유기산 생성에 의한 배양액의 pH 감소와 밀접한 관계가 있었다. P. fluorescens RAF15는 $10-35^{\circ}C$, 1-4% 염 농도 및 pH 2.0-11.0의 범위에서도 가용성 인산을 생성할 수 있었다. 본 균주는 $CaHPO_4,\;Ca_3(PO_4){_2}$ 및 hydroxyapatite에서 각각 971-1121 mg/L, 791-908 mg/L 및 844 mg/L의 가용성 인산을 생성하였다. 그러나 $FePO_2$ 및 $AlPO_4$의 경우, 생성된 가용성 인산의 농도는 각각 18 mg/L, 5 mg/L이었다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.354-361
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• 2018

이 연구에서는 여러 미생물에 항균활성을 갖는 토양세균을 분리하고 그들이 생성하는 항균물질과 그 효과를 조사하였다. 많은 세균 분리균주 중 Bacillus subtilis DS660과 Paenibacillus polymyxa DS842은 6가지 인간 피부 상재균과 3종의 병원성 세균에 대하여 높은 항균활성을 나타내었다. DS660과 DS842 균주는 대부분의 대상 세균과 진균에 대하여 NA 배지 상에서 각각 직경 15.3~26.8과 11.3~27.5 mm의 생장 저해대를 형성하는 우수한 항균활성을 나타내었다. DS660과 DS842 균주는 siderophore를 생산하였는데 각각 $570{\pm}8$과 $1700{\pm}15{\mu}mol/ml$의 최대 생산량을 나타내었고, 균주 배양 상등액의 에틸 아세테이트 추출물의 분석은 그들의 glycolipid 계면활성물질 생성을 나타내며 이에 의해 배양 상등액의 표면장력을 60 mN/m에서 각각 40.3과 30.3 mN/m으로 현저하게 낮추는 계면활성을 보였다. 또한 두 균주는 $169.2{\pm}9.9$와 $357.2{\pm}13.7nmol/min/mg$ protein의 ${\beta}$-1,3-glucanase 생산을 나타낼 뿐만 아니라 세균의 세포벽 성분을 용해하는 능력을 지녔다. 이러한 결과들은 B. subtilis DS660과 P. polymyxa DS842가 일부 중요한 인간 피부 상재균과 병원성 세균에 대한 효율적인 생물제어제로 사용될 수 있음을 암시한다.