• 한국미생물·생명공학회지
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• 제16권5호
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• pp.402-406
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• 1988

발효생산된 에탄올의 농도가 Zymomonas mobilis 에서 당대사에 관련된 효소의 역가에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, glucose kinase 및 glucose 6-phosphate dehydrogenase는 큰 영향을 받지 않았으나 transketolase 역가는 에탄을 농도가 증가함에 따라 심하게 저해됨을 알았다. 따라서 에탄을 농도의 증가에 따른 균성장속도의 감소는 transketolase에 의하여 영향을 받는 것으로 생각되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권4호
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• pp.309-315
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• 1998

An extracellular levansucrase, which catalyzes the formation of levan from sucrose, from the culture broth of Zymomonas mobilis ZM1 was purified by conventional column purification methods. The final purification yield was 18.3 fold of the crude enzyme from Z. mobilis, with 16.5 % of the enzyme recovered in the preparation step. The molecular weight of the enzyme was estimated to be 91,000 by Superose 12 gel filtration, and 45,000 by SDS-PAGE, indicating that levansucrase is a dimer. The optimum pH for the enzyme activity was around pH 4.0 for sucrose hydrolysis, and was around pH 5.0 for levan formation. The enzyme was inhibited by some metal ions, such as Hg$\^$2+/ and Cu2$\^$2+/, and 50% of inhibition was observed with 5mM EDTA. The enzyme activity was enhanced by the presence of detergent Triton X-100, but inhibited by SDS completely The enzyme catalyzes the liberation of reducing sugars, oligosacccharides and the formation of fructose polymer(levan). The enzyme also catalyzes the transfructosylation reaction of fructose moiety from sucrose to various sugar acceptor molecules, including sugar alcohols.

• Applied Biological Chemistry
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• 제40권2호
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• pp.89-94
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• 1997

Aspergillus awamori(A)와 Zymomonas mobilis(Z)로 구성된 혼합고정화 배양계(A-Z 36계)의 특성을 이용하여 생전분으로 부터 직접 에탄올생산을 행할 때 투입되는 에너지를 절약할 목적으로 비가열살균 배양법을 검토하였다. A-Z 36계에 의한 비가열살균 배양은 배지에 함유된 세균 때문에 어려웠다. Sorbic acid, benzoic acid, dehydroacetic acid, p-hydroxybenzoic acid, Vantocil IB, Neupectin-L 등의 여러 가지 살균제 중에서 Vantocil IB와 Neupectin-L은 잡균의 오염없이 대조구와 비슷한 속도로 기질을 분해하였다. 0.1% Neupectin-L은 대조구보다 약간 높은 6.9 g/l(대조구 : 6.4 g/l)의 에탄올을 생산하였다$(Y_{p/s}:0.39)$. 0.1% Neupectin-L을 첨가한 유가배양에서는 2%기질을 기본으로 5회분의 기질을 첨가하여 34 g/l 에탄올을 얻어 2.0 g/l/day의 생산성을 나타내었다.

• KSBB Journal
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• 제5권4호
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• pp.335-339
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• 1990

전분으로 부터 에탄올을 생산하기 위한 경제적인 공정을 개발하기 위하여 Zymomonas mobilis와 당화효소(AMG)를 사용한 반 회분식 동시 당화 발효공정올 연구 하였다. 응집성 에탄올 균주인 Z. mobilis ZM40l과 침전조를 사용한 균체 재순환 방식에 의한 반회분식 동시 당화발효 공정에서는 에탄올 생산성이 제2차 및 제3차 발효에서 각각 4.1g / I / h 및 4.3 g / I / h이었다. 이에 비해 미세여과막(microfiltration) 장치에 의한 Z. mobilis ZM4의 재순환 방식을 사용하는 공정에서는 에탄올 생산성이 제2차 및 제3차 발효에서 모두 5.4 g / l / h로 더 높았다. 에탄올 생산 시설이 large-seale임을 고려할 때 미세여과막을 사용하는 반회분식 공정이 에탄올 생산성과 seale-up의 용이성 및 운전의 간편성등의 관점에서 가장 개발 가능성이 높은 공정인 것으로 판단되었다.

• KSBB Journal
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• 제5권3호
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• pp.223-227
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• 1990

Ethanol을 주로 생산하는 균주인 Z. mobilis의 cell wall 투과성을 높인 후 고정화하여 sorbitol 생산에 이용 하였다. 그러나, toluene으로 투과성을 높은 cell은 oxidoreductase의 유출, 손실로 인하여 sorbitol conversion efficency가 급격히 저하되었다. 따라서, 이와같은 enzymcd의 유출을 방지 하기 위하여, 투과성을 향상시킨 cell을 0.25% glutaraldehyd로 처리한 후 alginate와 chitin에 고정화하여 회석율 $0.2h^{-1}$에서 연속배양을 한 결과 210시간동안 효소활성도의 저하는 거의 일어나지 않았다. 이와같은 연속배양에서 얻어진 sorbitol productivity는 3.5g / l-h로 측정 되었다.

• KSBB Journal
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• 제5권4호
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• pp.329-334
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• 1990

In an attempt to develop a novel process for ethanol production from starch, a simultaneous saccharification and fermentation (SSF) process using Zymomonas mobilis and amyloglucosidase (AMG) was studied in continuous modes. Compared with a conventional cylindrical column type of fermentor, the tapered column type of fermentor was found to be superior in terms of reactor performance for ethanol fermentation. The tapered columm fermentor packed with coimmobilized Z. mobilis and AMG alleviated the problems which were associated with CO2 evolution and provided a significantly better flow pattern for both liquid and gas phases in the fermentor without channelling. However, the fluidized bed type of tapered column fermentor using flocculent strain of Z. mobiles and immobilized AMG showed lower productivity (5.2g/1/h) than that of packed bed type of tapered column fermentor(9.2g/l/h).

• KSBB Journal
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• 제11권1호
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• pp.58-64
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• 1996

K-carrageenan에 고정화시킨 Zymomonas mobilis를 이용한 연속적인 sorbitol 생산에 대하여 연구하였다. Toluene과 glutaraldehyde로 처리하여 투과성을 증대시킨 세포를 alginate나 chitin 고정화 공정에서 어느 정도의 효소활성을 보였으나 210시간 이상의 공정반응에서는 sorbitol 생성량이 감소되었다. 독성이 적고 투과성을 증가시키는 물질로서 toluene 대신 CTAB(Cetyltrimethylammoniumbromide)를 사용하였다. CTAB로 투과성을 증가시킨 세포를 k-carrageenan에 고정화하여 CSTR과 packed bed reactor를 이용하여 sorbitol 생산을 시도하였으며 CSTR보다도 (25일) packed bed reactor에서 (30일) 더 긴 시간 효소활성도가 유지되었다. Two-stage 연속공정에서는 희석비율이 (dilution rate, $h^{-1}$) 증가함에 따라서 sorbitol 생성률이 증가되었으며 희석비율 0.32 $h^{-1}$에서 첫번째와 두번째 반응조에서 각각 $15g/\ell-h,$ $22g/\ell-h의$ sorbitol 생성률을 얻었다. 0.32$h^{-1}$보다 높은 희석비율에서는 생성를이 감소되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제13권1호
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• pp.90-98
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• 2003

In vivo $^31p$ Nuclear Magnetic Resonance ($^31p$NMR) and metabolic studies were carried out on an acetic acid tolerant mutant, Zymomonas mobilis $ZM4/Ac^R$, and compared to those of the parent strain, Z. mobilis ZM4, to evaluate possible mechanisms of acetic acid resistance. This investigation was initiated to determine whether or not the mutant strain might be used as a suitable recombinant host far ethanol production from lignocellulose hydrolysates containing various inhibitory compounds. $ZM4/Ac^R$ showed multiple resistance to other lignocellulosic toxic compounds such as syringaldehyde, furfural, hydroxymethyl furfural, vanillin, and vanillic acid. The mutant strain was resistant to higher concentrations of ethanol or lower pH in the presence of sodium acetate, compared to ZM4 which showed more additive inhibition. in vivo $^31p$ NMR studies revealed that intracellular acidification and de-energization were two mechanisms by which acetic acid exerted its inhibitory effect. For $ZM4/Ac^R$, the internal pH and the energy status were less affected by sodium acetate compared to the parent strain. This resistance to pH change and de-energization caused by acetic acid is a possible explanation for the development of resistance by this strain.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권7호
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• pp.1156-1162
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• 2010

During ethanol fermentation, bacterial strains may encounter various stresses, such as ethanol and acid shock, which adversely affect cell viability and the production of ethanol. Therefore, ethanologenic strains that tolerate abiotic stresses are highly desirable. Bacteria of the genus Deinococcus are extremely resistant to ionizing radiation, ultraviolet light, and desiccation, and therefore constitute an important pool of extreme resistance genes. The irrE gene encodes a general switch responsible for the extreme radioresistance of D. radiodurans. Here, we present evidence that IrrE, acting as a global regulator, confers high stress tolerance to a Zymomonas mobilis strain. Expression of the gene protected Z. mobilis cells against ethanol, acid, osmotic, and thermal shocks. It also markedly improved cell viability, the expression levels and enzyme activities of pyruvate decarboxylase and alcohol dehydrogenase, and the production of ethanol under both ethanol and acid stresses. These data suggest that irrE is a potentially promising gene for improving the abiotic stress tolerance of ethanologenic bacterial strains.

• 한국미생물학회:학술대회논문집
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• 한국미생물학회 2005년도 International Meeting of the Microbiological Society of Korea
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• pp.206.3-206
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• 2005