• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1173-1178
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• 2019

본 연구에서는 agarose를 분해하는 세균을 분리하고 한천분해효소의 특성을 조사하였다. 한천분해세균인 BK-1은 부산광역시 수영구 광안리해수욕장에서 채취한 바닷물-시료에서 Marine agar 2216 평판배지를 이용하여 분리하였다. 분리된 균은 16S rRNA 유전자 염기서열분석을 통해 Agarivorans sp. BK-1으로 명명하였다. 세포 외 agarase는 Agarivorans sp. BK-1 균주 배양액에서 획득하였으며, 이를 이용하여 효소의 특성을 조사하였다. Agarivorans sp. BK-1 균주의 한천분해효소는 20, 30, 40, 50, 60 및 $70^{\circ}C$에서 각각 67, 93, 97, 100, 58, 52%의 상대활성을 나타냈으며, pH 5, 6, 7, 8에서는 59, 100, 95, 91%의 활성을 나타내었다. 세포 외 agarase는 $50^{\circ}C$에서 pH 6.0인 20 mM Tris-HCl 완충용액을 사용하였을 때 최대의 활성을 보였다. 이 agarase는 20, 30, $40^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리하여도 90% 이상의 잔존활성을 보였다. 또한, $50^{\circ}C$에서 2시간 동안 노출된 후에도 56%의 잔존활성을 보였다. 60과 $70^{\circ}C$에서 30분 동안 노출된 후에는 효소활성 대부분이 사라졌다. Zymogram 분석을 통하여 Agarivorans sp. BK-1 균주가 약 110, 90, 55 kDa 크기의 한천분해효소들을 생산하는 것을 확인할 수 있었다. TLC 분석 결과, Agarivorans sp. BK-1 균주의 한천분해효소는 네오한천올리고당인 neoagarobiose (46.8%), neoagarotetraose (39.7%) 및 neoagarohexaose (13.5%)를 생성하는 것으로 보아 ${\beta}$-agarase로 확인되었다. 따라서 Agarivorans sp. BK-1가 생산하는 ${\beta}$-agarase는 보습효과, 세균성장 억제, 미백효과, 식품, 화장품 및 전분노화 방지 등의 기능을 가지는 네오한천올리고당의 생산에 유용할 것으로 판단된다.

• 한국균학회지
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• 제43권4호
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• pp.239-246
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• 2015

참나무와 소나무 목재에서 분리한 Gyrodontium sacchari 균주에 대한 균학적 특성과 목질계 섬유소 분해력을 검정하였다. 균주는 참나무와 소나무 목재에서 분리하였으며 배지는 potato dextrose agar (PDA)에서 가장 생장이 좋았고 생장온도는 참나무에서 분리한 NAAS02335 균주는 $25^{\circ}C$에서, 소나무 목재에서 분리한 NAAS05299 균주는 $30^{\circ}C$에서 가장 우수한 생장을 보였다. 섬유소 분해 효소인 cellulase와 xylanase, amylase의 활성은 G. sacchari NAAS05299 균주가 6.7~12.8배 더 높았으며 리그닌 분해 효소는 G. sacchari NAAS02335 균주가 3.7~138.5배 활성이 더 높았으며 목질계 섬유소를 탄소원으로 첨가하였을 때 효소의 활성은 월등히 증가하였다. 목질계 바이오매스 분해력을 검정한 결과 G. sacchari NAAS05299 균주는 filter paper를 4주만에 완전히 분해하였고 볏짚과 미송, 참나무를 분해하였으나 G. sacchari NAAS02335 균주는 볏짚에서만 분해력을 나타내어 G. sacchari NAAS05299 균주가 더 우수한 바이오매스 분해 효과를 나타내었다.

• KSBB Journal
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• 제10권3호
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• pp.241-248
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• 1995

염색가공 폐수 중 난분해성 물질이 PYA를 처리 하기 위하여, 한천-acrylamide를 이용한 bead를 제 조한 후 air-lift 반응기에서 연속실험을 행하였다. 합성폐수의 PYA놓도가 $3,100mg/\ell$. 체류시간 24hr일 때 유출수의 농도는 $4500mg/\ell$ 이며, 제거효율은 85% 이상을 나타내었다. 실제 호발폐수의 경우 PYA 및 COD농도가 $3,253mg/\ell$, $4,500mg/\ell$일 때, 체류시간 24hr에서 유출수의 농도는 $840mg/\ell, 480mg/\ell$이며, 제거효 율은 81.3%와 85.2%로 각각 나타났다. bead의 지름이 lmm일 때는 내부의 미생물 성장 이 양호하였으나 bead의 지름이 2mm일 때는 기질 과 산소전달저항에 의하여 반지름의 48% 이상은 미 생물의 성장이 저해를 받았다. 고정화 반응기에서 전체 기질 제거속도 중 bead 내 고정화 cell의 제거 분율은 평균 70%로 나타났다. 현탁 반응기에서 희석율 $0.083hr^{-1}$ 이상에서는 기질 이용속도가 감소하였으나 고정화 반응기에서는 희석율 $0.125hr^{-1}$까지 거의 선형척으로 증가하였다. PYA 제거속도식에서 포화상수 $K_s=6.60(g PVA/\ell)$와 최대 비기질 이용속도 k=0.175(g PVA/g cell.hr)를 얻었다.

• 생명과학회지
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• 제32권4호
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• pp.285-289
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• 2022

본 연구에서는 인천시 영흥도에서 채취한 해수시료에서 분리한 한천분해세균의 생육특성과 균주가 생산하는 agarase 특성을 분석하였다. 분리된 균주의 16S rRNA 유전자 염기서열은 Agarivorans 속 세균과 95% 유사하여, 분리된 균주를 Agarivorans sp. HY-1으로 명명하였다. Agarivorans sp. HY-1을 Marine broth 2216 배지에서 27℃, 250 rpm 조건으로 배양하니 생장은 1일차에, 효소활성은 2일차에 최대를 보였다. 조효소액은 균주 배양액에서 세포외로 분비되는 agarase로 준비하였다. Agarivorans sp. HY-1균주의 세포외 agarase는 40℃와 pH 7.0 (20 mM Tris- HCl)에서 최대의 활성을 보였다. 한천분해효소는 20, 30, 40, 50, 60 및 70℃에서 각 64, 91, 100, 97, 89 및 60%의 상대활성을 나타냈으며, pH 5, 6, 7 및 8에서는 79, 95, 100 및 55%의 활성을 나타냈다. 이 agarase는 20, 30, 40℃에서 2시간 열처리를 하였을 때 86% 이상의 잔존활성을 보였으며 50℃에서는 2시간 후 44% 이상의 잔존활성을 보였다. TLC 분석 결과, Agarivorans sp. HY-1는 α-agarase를 생산하는 것이 확인되었다. α-Agarase의 분해산물은 항암 활성 및 항산화 효과를 지니고 있으므로, Agarivorans sp. HY-1 균주와 agarase는 유용하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권3호
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• pp.209-214
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• 2008

VBNC(Viable but nonculturable)란 생존에 불리한 환경하에서 살아 있으나 일반 영양배지에서 자라지 못하는 미생물의 상태를 나타낸다. 본 연구는 구리를 이용해 Escherichia coli에서 VBNC를 유도하고 이의 특성을 살펴보았다. 구리를 처리한 후 전통적인 평판 배양법에 의한 집락 형성계수(colony forming unit, CFU)를 측정한 결과 배양되지는 않으나, Live/Dead BacLight bacterial viability kit 염색 후 유세포계수기로 측정한 결과 살아있는 미생물로 계수되어 VBNC 상태가 확인하였다. VBNC 유도된 미생물로부터 genomic DNA와 RNA를 분리하고 이들의 안정성을 관찰하였는데 DNA에 비해 RNA의 붕괴가 많이 진행되었음을 확인할 수 있었고 RNA의 붕괴는 특정크기로 붕괴되는 것으로 관찰되었다. 또한 생물전용 투과전자현미경(Bio-Transmission Electron Microscope, Bio-TEM)을 통해 VBNC 세포의 형태를 관찰하였는데 VBNC 상태에서는 정상상태에 비해 periplasmic space가 온전하지 못하고 세포내막과 세포 외막이 분리되었으며 세포질의 양이 현저히 감소됨이 관찰되었다.

• BMB Reports
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• 제40권4호
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• pp.588-594
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• 2007

A novel hot spring thermophile, Anoxybacillus gonensis A4 (A. gonensis A4) was investigated in terms of capability of tributyrin degradation and characterization of its thermostable esterase activity by the hydrolysis of p-nitrophenyl butyrate (PNPB). It was observed that A. gonensis A4 has an esterase with a molecular weight of 62 kDa. The extracellular crude preparation was characterized in terms of substrate specificity, pH and temperature optima and stability, kinetic parameters and inhibition/activation behaviour towards some chemicals and metal ions. Tributyrin agar assay showed that A. gonensis A4 secreted an esterase and $V_{max}$ and $K_m$ values of its activity were found to be 800 U/L and 176.5 ${\mu}M$, respectively in the presence of PNPB substrate. The optimum temperature and pH, for A. gonensis A4 esterase was $60-80^{\circ}C$ and 5.5, respectively. Although the enzyme activity was not significantly changed by incubating crude extract solution at $30-70^{\circ}C$ for 1 h, the enzyme activity was fully lost at $80^{\circ}C$ for same incubation period. The pH-stability profile showed that original crude esterase activity increased nearly 2-fold at pH 6.0. The effect of some chemicals on crude esterase activity indicated that A. gonensis A4 produce an esterase having serine residue in active site and -SH groups were essential for its activity.

• KSBB Journal
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• 제8권2호
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• pp.150-155
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• 1993

난분해성인 색소를 대사분해할 수 있는 미생물을 분리하여, 색소분해의 최적조건을 조사하였다. 미생물은 폐수처리공장의 폭기조에서 채취한 폐수로부터 agar media에서 순수분리하였다. 이 균주들을 glu­c cose, peptone, $Na_2HPO_45, KCI, MgSO_4, KH_2PO_4, NaCI, CaCI_2$와 dye(azo계, reactive red계 ) lOppm 을 함유한 액체 배지에서 dye의 분해력이 강하였으 며, 이때의 최적 pH는 중성 또는 약알칼리성이고, 최적 온도는 $30^{\circ}C$ 전후이다. 이 조건에서 10ppm의 m mono-azo(Lot No. 180), di-azo(Lot No. 138), re­a active red(Lot No.2)는 약 2일에 거의 분해되었고, di-azo(Lot No. 151), reactive red(Lot No. 34, L Lot No. 00166)는 약 5일에 거의 분해되었고, 최적 배지조건하에서 산소의 영향은 D.O를 50%로 유지 시켰을 경우보다 혐기성 배양의 경우가 reactive d dye(Lot No.2)의 분해도가 훨씬 높았다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제26권3호
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• pp.53-62
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• 1998

In this research, 7 species of white rot fungi were used for determining the resistance against pentachlorophenol (PCP). Three fungi with good PCP resistance were selected for evaluating the biodegradability, and biodegradation mechanism by HPLC and GC/MS spectrometry. Among 7 fungi, there were significant differences on PCP resistance on 4 different PCP concentrations. In the concentrations of 50 and 100ppm ($\mu$g of PCP per g of 2% malt extract agar), most fungi were easily able to grow, and well suited to newly PCP-added condition, but in that of more than 250ppm, the mycelia growths of Ganoderma lucidum 20435, G. lucidum 20432, Pleurotus ostreatus, and Daldinia concentrica were significantly inhibited or even stopped by the addition of PCP to the culture. However, Trametes versicolor, Phanerochaete chrysosporium, and Inonotus cuticularis still kept growing at 250ppm, indicating the potential utilization of wood rot fungi to high concentrated PCP biodegradation. Particularly, P. chrysosporium even showed very rapid growth rate at more than 500ppm of PCP concentration. Three selected fungi based on the above results showed an excellent biodegradability against PCP. P. chrysosporium degraded PCP up to 84% on the first day of incubation, and during 7 days, most of added PCP were degraded. T. versicolor also showed more than 90% of biodegradability at 7th day, and even though the initial stage of degradation was very slow, I. cuticularis has been approached to 90% at 21 st day after incubation with dense growing pattern of mycelia. Therefore, the PCP biodegradability was definitely dependent on the rapid suitability of fungi to newly PCP-added condition. In addition, the PCP biodegradation by filtrates of P. chrysosporium, T. versicolor, and I. cuticularis was very minimal or limited, suggesting that the extracellular enzyme system may be not so significantly related to the PCP biodegradation. Among the biodegradation metabolites of PCP, the most abundant one was pentachloroanisole which resulted in a little weaker toxicity than PCP, and others were tetrachlorophenol, tetrachloro-hydroquinone, benzoic acid, and salicylic acid, suggesting that PCP may be biodegraded by several sequential reactions such as methylation, radical-induced oxidation, dechlorination, and hydroxylation.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권11호
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• pp.1559-1565
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• 2014

Cellulase and xylanase are main hydrolysis enzymes for the degradation of cellulosic and hemicellulosic biomass, respectively. In this study, our aim was to develop and test the efficacy of a rapid, high-throughput method to screen hydrolytic-enzyme-producing microbes. To accomplish this, we modified the 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS) method for microwell plate-based screening. Targeted microbial samples were initially cultured on agar plates with both cellulose and xylan as substrates. Then, isolated colonies were subcultured in broth media containing yeast extract and either cellulose or xylan. The supernatants of the culture broth were tested with our modified DNS screening method in a 96-microwell plate, with a $200{\mu}l$ total reaction volume. In addition, the stability and reliability of glucose and xylose standards, which were used to determine the enzymatic activity, were studied at $100^{\circ}C$ for different time intervals in a dry oven. It was concluded that the minimum incubation time required for stable color development of the standard solution is 20 min. With this technique, we successfully screened 21 and 31 cellulase- and xylanase-producing strains, respectively, in a single experimental trial. Among the identified strains, 19 showed both cellulose and xylan hydrolyzing activities. These microbes can be applied to bioethanol production from cellulosic and hemicellulosic biomass.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권2호
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• pp.342-349
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• 2017

Polylactic acid (PLA) has been highlighted as an alternative renewable polymer for the replacement of petroleum-based plastic materials, and is considered to be biodegradable. On the other hand, the biodegradation of PLA by terminal degraders, such as microorganisms, requires a lengthy period in the natural environment, and its mechanism is not completely understood. PLA biodegradation studies have been conducted using mainly undefined mixed cultures, but only a few bacterial strains have been isolated and examined. For further characterization of PLA biodegradation, in this study, the PLA-degrading bacteria from digester sludge were isolated and identified using a polymer film-based screening method. The enrichment of sludge on PLA granules was conducted with the serial transference of a subculture into fresh media for 40 days, and the attached biofilm was inoculated on a PLA film on an agar plate. 3D optical microscopy showed that the isolates physically degraded the PLA film due to bacterial degradation. 16S rRNA gene sequencing identified the microbial colonies to be Pseudomonas sp. MYK1 and Bacillus sp. MYK2. The two isolates exhibited significantly higher specific gas production rates from PLA biodegradation compared with that of the initial sludge inoculum.