• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.356-359
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• 2000

Xylitol의 생산성을 높이기 위해 two-stage fed-batch를 수행하였다. Glucose가 고갈되어 pH가 5.7에서 올라가면 glucose를 공급하는 방법에서 최종세포의 OD 185.0과 최종 ethanol 농도 1.0 g/L를 얻었다. 산소전달에 대한 xylitol의 생성 영향에서는 통기량 1 vvm에서 500 rpm의 교반속도일 때 xylitol 수율 55.2%와 생산성 $2.19\;g-xylitol/L\;{\cdot}\;h$를 얻었다.

• KSBB Journal
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• 제17권1호
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• pp.93-99
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• 2002

C. tropicalis ATCC 20336을 이용하여 높은 수율과 생산성으로 xylitol을 생산하기 위하여 glucose 배지에서 짧은 시간에 고농도로 세포를 배양한 후에 xylose를 첨가하여 xylitol로 전환하는 2단계 유가식 발효공정에 관한 연구를 수행하였다. Cell growth-stage에서의 배지공급 방법으로는 glucose가 모두 고갈된 후에 pH가 5.7 이상으로 올라가는 것을 신호로 glucose를 첨가하는 pH-stat 방법으로 18.5시간 배양에 의하여 67.9 g/L의 세포 농도를 얻었으며, ethanol 생성은 1.0 g/L로 매우 낮았다. Production-stage에서 최적의 초기 xylose 농도는 150 g/L이었으며, 이때에 2 g/L ($NH_4)_2SO_4$, 1 g/L $K_2HPO_4$, 0.2 g/L $MgSO_47H_2$O로 구성된 mineral salt를 2회 첨가에 의하여 xylitol의 생성이 향상되었다 그러나 0.2 vvm에서 1.0 vvm 사이의 통기조건에서는 xylitol의 생산에 큰 영향을 미치지 못하였다. 반면에 production-stage에서 yeast extract를 10 g/L가 되도록 첨가한 경우에 xylitol 수율과 생산성이 큰 폭으로 증가하였다. 즉 xylose 농도가 약 150 g/L이 되도록 232.5 g의 xylose를 2회 첨가한 경우에 배양액의 최종 부피는 1.67 L이 되었고, 이때의 xylitol 농도는 193 g/L이었으며, 수율은 70%이고 생산성은 3.55 g/L.h이었다.

• 대한소아치과학회지
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• 제34권4호
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• pp.632-638
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• 2007

Xylitol 껌의 mutans streptococci(MS)에 대한 항균효과를 평가하기 위하여 6세${\sim}$11세 사이의 혼합치열기 어린이 62명을 선정하였다. 4개월 동안 1개의 xylitol 껌을 하루 3회 씹는군, 2개의 xylitol 껌을 하루 3회 씹는 군과 xylitol 껌을 씹지 않는 대조군으로 나누어 하루 3번 식후 최소 5분간 껌을 씹게 한 후 1개월 간격으로 자극성타액을 채취하여 선택배지(mitis salivarius kanamicin bacitracin agar)에 배양한 후 MS 군락 수의 감소를 평가하였다. 1회 1개의 xylitol 껌을 씹는 군에서는 MS의 감소를 보이지 않았고, 1회 2개의 xylitol 껌을 씹는 군에서 4개월째 MS의 유의한 감소를 보였다(P < 0.05). 따라서 혼합치열기 어린이의 경우 하루 3회, 총 10g 정도의 xylitol을 4개월 이상 꾸준히 사용하였을 경우 치아우식증에 대한 예방효과가 있을 것으로 사료된다.

• International Journal of Oral Biology
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• 제38권3호
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• pp.127-134
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• 2013

Xylitol is a sugar alcohol with a variety of functions including bactericidal and anticariogenic effects. However, the cellular mechanisms underlying the role of xylitol in bone metabolism are not yet clarified. In our present study, we exploited the physiological role of xylitol on osteoclast differentiation in a co-culture system of osteoblastic and RAW 264.7 cells. Xylitol treatment of these co-cultures reduced the number of tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP)-positive multinucleated cells induced by 10 nM $1{\alpha},25(OH)_2D_3$ in a dose-dependent manner. A cell viability test revealed no marked cellular damage by up to 100 mM of xylitol. Exposure of osteoblastic cells to xylitol decreased RANKL, but not OPG, mRNA expression in the presence of $10^{-8}M$ $1{\alpha},25(OH)_2D_3$ in a dose-dependent manner. Furthermore, bone resorption activity, assessed on bone slices in the coculture system, was found to be dramatically decreased with increasing xylitol concentrations. RANKL and OPG proteins were assayed by ELISA and the soluble RANKL (sRANKL) concentration was decreased with an increased xylitol concentration. In contrast, OPG was unaltered by any xylitol concentration in this assay. These results indicate that xylitol inhibits $1{\alpha},25(OH)_2D_3$-induced osteoclastogenesis by reducing the sRANKL/OPG expression ratio in osteoblastic cells.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권4호
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• pp.564-569
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• 2001

This study was carried out in order to investigate the characteristics of xylitol fermentation by a xylitol dehydrogenase defective mutant PXM-4 of P stipitis CBS 5776 and to determime optimum conditions for the high yield ofxylitol production from xylose. Gluconic acid was selected as a co substrate for the xylitol fermentation, since gluconic acid neither blocked xylose transport nor repressed xylose reductase expression. An increase of gluconic acid concentration reduced the rates of xylitol production and cell growth by decreasing medium pH, and the optimal concentration of gluconic acid was determined to be 20 gll with approximately 100% xylitol conversion yield. A fed-batch cell culture resulted in a 44.8 g/l xylitol concentration with 100% yield, based on the amount of xylose consumed.

• International Journal of Oral Biology
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• 제38권4호
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• pp.175-180
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• 2013

Xylitol is a five-carbon sugar alcohol that reduces the incidence of caries by inhibiting the growth of oral streptococci, including Streptococcus mutans. Since xylitol is transported via the fructose phosphotransferase system, we hypothesized that it could also affect the growth of other oral bacteria strains. We tested the effects of xylitol against non-periodontopathogenic oral bacteria frequently found in healthy subjects as well as periodontopathogens including Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola, and Tannerella forsythia. With 5% xylitol, Streptococcus vestibularis and Gemella morbillorum showed marked growth inhibition. With 10% xylitol, all of the tested periodontopathogens and Actinomyces naeslundii showed marked growth inhibition, whereas the growth inhibition of Neisseria mucosa, Neisseria sicca and Veillonella parvula was mild only. Xylitol is a widely used sweetener and the concentration used in our experiment is easily achieved in the oral cavity. If xylitol reduces the growth of periodontopathogens more preferentially, it could also reduce the prevalence of these pathogens and have clinical utility in the prevention or treatment of periodontal disease.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권3호
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• pp.172-176
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• 1996

Candida parapsilosis ATCC 22019 돌연변이주를 이용하여 xylitol 생산에 영향을 주는 배양 조건인 pH와 온도 그리고 교반속도 및 산소전달속도등의 환경인자가 Xylitol의 생성에 미치는 영향을 살펴보았다. 발효조에서 pH가 증가 할수록 균체농도와 기질소비속도가 증가하여 발효시간이 단축되었다. 그러나, Xylitol생산은 pH 4.5와 5.5에서 큰 차이 없이 50g/l의 xylose로 부터 약 34g/l로 최대농도를 보여주었다. 온도가 증가 할수록 최대 비증식속도가 증가하였지만 최종 균체농도는 감소하였고, xylitol 생산성은 $30^{\circ}C$에서 최대값을 보여주었다. 산소전달속도의 영향을 조사하기 위하여 발효조의 교반속도를 변화시키면서 배양한 결과 균체농도는 산소 전달속도가 높을수록 증가하였지만, xylitol 생산은 크게 감소하였다. 교반속도를 150rpm(산소전달속도 $30\;hr^{-1}$에 해당)으로 배양할때 발효시간 62시간에서 50g/l의 xylose로 부터 xylitol 농도가 35.8g/l로 최대값을 나타내었다. Xylitol 생산성을 증가시키기 위하여 1차 발효가 끝난 발효조에서 균체를 회수하여 20g/l로 농축하여 최적조건인 pH 4.5, $30^{\circ}C$, 산소전달속도 $30\;hr^{-1}$에서 재배양을 하였을 때 50g/l의 xylose가 배양시간 약 18시간만에 모두 이용되었고 전환수율 80%에 해당하는 40g/l의 Xylitol이 생성되었다. 이때 Xylitol의 생산성은 2.22g/l-hr으로 일반 발효때 얻은 $0.5{\sim}g/l-hr$ 보다 약 $3{\sim}4$배 증가되었다.

• 치위생과학회지
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• 제11권5호
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• pp.411-416
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• 2011

본 연구는 표준균주 S. mutans KCTC3065를 이용하여 자일리톨에 내성을 가지는 자일리톨 내성균주 (XR)를 형성하고, 이들을 자일리톨이 존재하는 상태에서 배양하며 성장과 산생성, 세포외 다당류 합성관련 유전자 gtfB와 gtfD의 mRNA 발현 변화를 확인하고자 하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 장기간 자일리톨에 반복 지속 배양한 XR의 경우 1%의 자일리톨을 첨가된 TYE에 배양하여도 성장과 산생성이 억제되지 않았으므로, 형성된 XR은 자일리톨에 대한 내성을 잘 유지하는 것을 확인하였다. 2. XR과 XS를 각각 0%, 0.1%, 1%의 자일리톨을 첨가하여 성장과 산생성의 변화를 관찰한 결과 XS는 자일리톨에 농도 의존적으로 성장과 산생성이 농도 의존적으로 억제되었으나, XR은 XS와 다르게 첨가된 자일리톨의 농도와 상관없이 성장과 산생성 모두 비슷한 패턴을 보였다. 3. 첨가된 자일리톨의 농도에 따른 XS와 XR의 세포외 다당류 합성관련 유전자 gtfB와 gtfD의 mRNA 발현은 XR의 경우에는 성장이나 산생성과 마찬가지로 유전자의 발현의 차이가 거의 없는데 비해, XS의 경우에는 첨가된 자일리톨에 농도 의존적으로 gtfB와 gtfD의 mRNA 발현이 감소하는 것이 확인되었다. 이상의 실험 결과를 종합하면 XR의 일반적인 특징은 자일리톨에 의해 성장과 산생성이 억제되는 XS와 많이 다른 것으로 확인되었으며 자일리톨 농도에 따라 세포외 다당류 합성관련 유전자 gtfB와 gtfD의 mRNA 발현의 차이가 나타나지 않았으며 추후 세포외 다당류 합성을 실증할 수 있는 보충실험을 통해 보다 자세한 메커니즘을 분석하도록 하겠다.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1403-1409
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• 2017

본 연구에서는 lignocellulosic biomass (xylose)의 부가가치를 높이고 효율적인 활용을 위해 xylitol dehydrogenase를 Saccharomyces cerevisiae 숙주세포에서 분비 생산하고자 하였다. 먼저 S. cerevisiae와 Pichia stipitis유래 XYL2 유전자(S.XYL2 and P.XYL2 gene)의 발현 시스템을 구축하기 위하여 GAL10 promoter와 ADH1 promoter 하류에 각각 mating factor ${\alpha}$ ($MF{\alpha}$) signal sequence와 XYL2유전자를 가진 $pGMF{\alpha}-S.XYL2$, $pGMF{\alpha}-P.XYL2$, $pAMF{\alpha}-S.XYL2$와 $pAMF{\alpha}-P.XYL2$ plasmid를 구축하였다. 각각의 plasmid는 S. cerevisiae $SEY2102{\Delta}trp1$ 균주에 형질전환되었고, 생산된 xylitol dehydrogenase의 활성을 조사해 본 결과, GAL10 promoter가 ADH1 promoter보다 XYL2유전자의 발현에 더욱 적합함을 확인 할 수 있었다. 또한 P. stipitis 유래의 xylitol dehydrogenase 효소 활성이 S. cerevisiae 유래의 효소 활성보다 2배 이상 더 높았으며, 활성의 증가를 위해 두 유전자 모두 cofactor로 $NAD^+$에 의존한다는 것을 확인하였다. 재조합 유전자가 가지는 분비서열에 의해 $SEY2102{\Delta}trp1/pGMF{\alpha}-P.XYL2$ 균주에서 xylitol dehydrogenase의 약 77%는 periplasmic space로 분비 발현되었음을 알 수 있었다. 또한 재조합 xylitol dehydrogenase의 효율적인 생산을 위해 탄소원의 영향을 조사해본 결과, glucose 단독보다 glucose와 xylose를 혼합 배양한 경우에서 효소활성이 최대 41% 정도 증가되었음을 확인 할 수 있었다. 본 연구에서 최적화한 발현 시스템 및 배양 조건은 xylose 뿐만 아니라 다양한 biomass를 이용한 유용물질 생산을 위한 관련 단백질의 발현 분비시스템 구축 및 대량생산에도 응용될 수 있을 것이라 생각된다.

• KSBB Journal
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• 제15권1호
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• pp.35-41
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• 2000

Xylitol을 당수용체로하여 당알콜 올리고당 gluosyl-xylitol을 생산하기 위하여 갭술고정화 전세포 CGTase를 제조하고자 하였다. CGTase를 생산하기 위하여 Bacillus macerans를 배양하는 경우 organic form의 질소원을 사용하는 경우 inorganic form의 질소원을 사용하는 경우보다 더 많은 CGTase를 생산하였고 배양도중 탄소원인 starch가 분해되는 동안 CGTase가 생성되었다. B. macerans에 의하여 생산된 CGTase는 80% 이상이 extracellular cnzyme 이며, intracellular enzyme은 20% 이내이었다. E. coh, C. glutamicum, S. cerevisiae 등과 달리 캡슐내부에 B. macerans를 접종하고 캡슐내부에서 고농도로 배양할 수 없었다. 배양액속에 존재하는 CGTase는 다른 이온성 물질들로 인하여 활성탄, Ambolite, Sephadex 등의 흡착제에 흡착시킬 수 없었다. 미생물을 배양한 배양책 전체를 10배로 농축하여 캡슐내에 고정화함으로써 캡슐고정화 전세포 CGTase를 제조할 수 있었다. 농축배양액을 이요하여 제조된 캡슐고정화 전세포 CGTase는 hydrolysis, intermolecular transglycosylation을 수행하였으며, xylitol을 당수용체로 하고 dextrin을 당공여체ㅗ 하여 glucosyl-xylitol을 생산하였다.