• 제목/요약/키워드: Zymomonas mobilis ZM4

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균체재순환 및 동시당화발효에 의한 전분으로 부터의 반회분식 에탄올 발효 (Semibatch Ethanol Production from Starch by Simultaneous Saccharification and Fermentation Using Cell Recycle)

  • 김철호;유연우김철이상기
    • 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.

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Sphingomonas chungbukensis DJ77에서 Sphingosine Kinase를 암호화하는 spk 유전자의 동정과 대장균에서의 발현 (Identification of the spk Gene Encoding Sphingosine Kinase in Sphingomonas chungbukensis DJ77 and Its Expression in Escherichia coli)

  • 이수리;엄현주;김영창
    • 미생물학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.93-98
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    • 2005

  • Sphingomonas chungbukensis DJ77의 유전체 서열분식 과정에서 969개의 nucleotide로 구성된 sphingosine kinase 유전자를 동정하였다. 이 sphingosine kinase 단백질의 아미노산 서열은 Zymomonas mobilis subsp. mobilis ZM4의 sphingosine kinase 아미노산 서열과 $55\%$의 상동성을 보였다. 또한 다중서열정렬을 통해 각각 진핵세포의 sphingosine kinase의 C2, C3, C5 domain에 속하는 3개의 conserved sequence를 발견하였다. 그 중 하나는 sphingosine kinase에서 ATP-binding site일 것으로 예상되어지는nucleotide-binding motif(GGDG)였고 나머지 둘은 아직 기능이 알려지지 않은 conserved sequences 였다. 이러한 다중서열정렬을 바탕으로 계통수를 그려본 결과, S. chungbukensis DJ77의 sphingosine kinase (SPK)는 COG1597 그룹과 유사했으며, COG1597 내에서 동일종의 diacylglycerol kinase와는 서로 다른 그룹에 속하는 것으로 나타났다. 재조합 SPK는 이종(異種)세포인 Escherichia coli내에서 성공적으로 과발현 되었으나, 세포 내에서 불용성 복합체(inclusion body)를 형성하였다.

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Pyruvate decarboxylase 돌연변이 Zymomonas mobilis 균주의 생장 특성 연구 (Growth Characteristics of a Pyruvate Decarboxylase Mutant Strain of Zymomonas mobilis)

  • 순 자오;피터 로저스;권일한;정상철;전용재
    • 생명과학회지
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    • 제25권11호
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    • pp.1290-1297
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    • 2015

  • 에탄올 생산 세균 Zymomonas mobilis에서 에탄올 생산 경로의 핵심으로 작용하는 효소인, pyruvate decarboxylase(pdc) 유전자의 불활성 실험을 통해, PDC 활성이 50% 감소된 PDC 활성 변형균주가 분리되었다. 이러한 균주들의 에탄올 탄소대사 흐름이 고부가가치 화합물인 피루브산, 숙신산 및 젖산 등으로 전환되는지를 발효 실험을 통해 평가하였다. 하지만 pdc의 발현을 중지시키기 위해 cat-삽입형-pdc와 pdc-결손형 아형 유전자를 전기천공법을 이용해 야생형 균주 ZM4의 염색체에 이식하기 위한 다수의 시도에도 불구하고, 이러한 방법을 통해 분리된 균주들은 대부분 부분적 유전자 불활성 특성을 보였으며, PDC 활성이 완전히 손실된 삭제 돌연변이 균주를 획득할 수는 없었다. PDC활성이 변형된 돌연변이 균주의 발효 실험에서, 야생형 균주와 비교 시 감소된 PDC 효소 활성의 변화로 인해 기질 흡수율과 에탄올 생산율이 감소되어 피루브산 생산이 약 2.5 g l-1 정도로 증가함을 확인하였으나, 젖산과 숙신산의 생산에 현저한 농도 변화를 보이지 못했다. 이러한 결과는 Z. mobilis의 산화환원 에너지가 PDC 효소 활성에 의한 에탄올 생산 경로에 전적으로 의존하여 발생한다는 것을 암시하였다. 상기 결과를 토대로 pdc 유전자의 완전한 불활성 유도와 산화환원 에너지의 균형은, 젖산 생산을 위한 lactate dehydrogenase, 숙신산 생산을 위한 pyruvate dehydrogenase와 malic enzyme과 같은 효소의 활성 증가를 통해, 세포내 NAD와 NADH 농도의 산화환원 균형이 이루어져야 발생할 수 있음을 시사하였다.

  • https://doi.org/10.5352/JLS.2015.25.11.1290 인용 PDF KSCI KPUBS