Pseudomonas elodea ATCC 31461에 의해 생산되는 미생물 다당류인 gellan의 최적 조건을 확립하기 위해 flask상에서 inoculum size, 탄소원 종류 및 농도, 질소원 종류, C/N ratio등을 조사하였다. Gellan 생산을 위한 최적 inoculum size는 5%(v/v)로 나타났으며, 1.0%(w/v)의 glucose에서 2.22의 최대 specific yield 와 $0.03 g/\ell$의 생산성을 얻을 수 있었다. 또한 ammonium nitrate가 없을 때 최대 생산을 얻을 수 있어, gellan 생산을 위해서 nitrogen limitation이 필요함을 알 수 있었다 Glucose와 bactopeptone을 이용하여 C/N ratio를 조사한 결과 20에서 gellan 생산이 가장 높게 나왔다.
In an effort to isolate novel strains expressing a thermostable esterase that hydrolyzed the rac-ketoprofen ethyl ester to ketoprofen in the stereospecific manner, we screened various soils and composts from broad ecological niches in which the activity was expected to be found. Three hundreds of microbial strains were tested to determine their ester-hydrolyzing activity by using an agar plate containing insoluble tributyrin as an indicative substrate, and then further screened by activity on the (R,S)-ketoprofen ethyl ester. Twenty-six strains were screened primarily at high growth and incubation temperature and further compared the ability to ethyl ester-hydrolyzing activity in terms of conversion yield and chiral specificity. Consequently, a strain JYl44 was isolated as a novel strain that produced a (R)-stereospecific esterase with high stability and systematically identified as a Bacillus stearothermophilus JY144. The enzyme indeed stables at a broad range of temperature, upto 65 $^{\circ}C$, and pH ranging from 6.0 to 10.0. The optimal temperature and pH for enzymatic conversion were 50 $^{\circ}C$ and 9.0, respectively. Based on the observations that resulted a poor cell growth, and enzyme expression in wild type strain, we further attempted the gene cloning into a general host Escherichia coli and determined its primary structure, concomitantly resulting a high level expression of the enzyme. The cloned gene had an open reading frame (250 amino acids) with a calculated molecular mass of 27.4 kDa, and its primary structure showed a relative high homology (45-52 %) to the esterases from Streptomyces and Bacillus strains. The recombinant whole cell enzyme could efficiently convert the rac-ketoprofen ethyl ester to (R)-ketoprofen, with optical purity of 99 % and yield of 49 %.
당밀로부터 ethanol을 생산하기 위한 균체순환식 연속발효를 실시하였다. 균주는 Saccharomyces uvarum ATCC 26602를 사용 하였으며 발효온도는 35$^{\circ}C$였다. 발효중 ethanol에 의한 저해를 줄이기 위하여 이단계발효를 시행하였는데, 첫번째 단계에서 공기는 0.12vvm으로 공급하였고 두번째 단계에서는 혐기적상태로 발효를 진행하였다. 당농도를 14%로 희석했을 때 다른 무기물을 추가하지 않아도 ethanol 발효가 진행되었으며 단지 균체증식이 목적일 때는 phosphorus 첨가가 필요하였다. 균체순환식 연속발효로 14%의 당을 함유한 당밀희석액을 발효시키는데 14.5 시간이 소요되었다. 이때의 최종 ethanol 농도는 8.4~9.0%(v/v)로서 ethanol 생산비율은 이론식의 88.1~94.4% 이었다.
인삼배양세포로부터 항산화 물질 고함유 세포주를 선발하기 위하여 인삼육성계통별로 배양기 내에서 callus를 유기하여 callus생장에 미치는 식물호르몬의 영향을 조사하였고, 페놀성 화합물 및 항산화 물질의 함량을 조사함으로써 생리활성물질 고함유 세포주를 선발하고자 하였다. callus 생장은 2mg/L의 CPA를 함유한 MS기본배지에서 가장 높았고, CPA혼합배지로부터 CPA혼합배지로 계대배양할 때 가장 \ulcorner효과적이었으며 생장률은 계대시 Ig/flask의 callus를 접종할 때 가장 효율적이었다. 생리활성물질인 페놀성 화합물의 함량은 공시계통 callus가 재배 인삼뿌리보다 높았다. 특히 계통번호20601은 페놀성 화합물의 함량과 항산화 활성에서 가장 높았으며 Callus의 생장도 매우 양호하였다. 또한 페놀성 화합물의 TLC pattern은 재배 인삼근과 비슷하였으나 함량은 재배 인삼근에 비해 표준품인 caffeic acid의 위치에 더 많은 페놀성 물질이 분포하였다.
Purple non-sulfur (PNS) bacterium $Rhodobacter$$sphaeroides$ KD131 was studied with the aim of achieving maximum hydrogen production using various carbon and nitrogen sources at different pH conditions. Cells grew well and produced hydrogen using $(NH_4){_2}SO_4$ or glutamate as a nitrogen source in combination with a carbon substrate, succinate or malate. During 48h of photo-heterotrophic fermentation under 110$W/m^2$ illumination using a halogen lamp at $30^{\circ}C$, 67% of 30mM succinate added was degraded and the hydrogen yield was estimated as 3.29mol $H^2$/mol-succinate. However, less than 30% of formate was consumed and hydrogen was not produced due to a lack of genes coding for the formate-hydrogen lyase complex of strain KD131. Initial cell concentrations of more than 0.6g dry cell weight/L-culture broth were not favorable for hydrogen evolution by cell aggregation, thus leading to substrate and light unavailability. In a modified Sistrom's medium containing 30mM succinate with a carbon to nitrogen ratio of 12.85 (w/w), glutamate produced 1.40-fold more hydrogen compared to ammonium sulfate during the first 48h. However, ammonium sulfate was 1.78-fold more effective for extended cultivation of 96h. An initial pH range from 6.0 to 9.0 influenced cell growth and hydrogen production, and maintenance of pH 7.5 during photofermentation led to the increased hydrogen yield.
본 연구는 색소의 종류가 다른 흑미와 적미의 생리기능성을 구명하여 천연 기능성 식품 소재로의 이용을 위한 기초자료를 제공하고자 일반 벼인 일품을 포함하여 흑미인 흑광, 흑설 및 적미인 적진주, 홍진주을 실험재료로 항산화 활성 및 암세포 성장 억제에 대한 실험을 수행하였다. 추출수율 및 총 페놀함량은 흑미가 적미 보다 높았다. 총 페놀함량에서 흑미와 적미는 일반벼 보다 4배 이상 높은 수준이었다. DPPH radical 소거능은 적미와 흑미 간에는 차이가 없었으나 품종 간에는 홍진주, 흑광, 흑설, 적진주 순서로 높았다. 반면, ABTS 항산화력은 적미보다 흑미가 높았다. 이는 총 페놀화합물 함량 결과와 경향이 같았다. 암세포 성장억제 능 측정 결과, 적미는 폐암세포 성장 억제 효과가 흑미보다 높았다. 반면, 유방암 세포 성장 억제 능은 흑미와 적미 간에는 차이가 없었으며, 품종 간에는 적진주, 흑광, 홍진주, 흑설 순으로 높았다. 흑미와 적미의 생리기능성 비교 결과, 항산화 활성은 흑미가 높은 반면, 적미는 폐암세포 성장 억제 효과에서 높았다.
The mixotrophic growth with methanol plus thiosulfate was examined in nutrient-limited mixotrophic condition for Methylobacterium goesingense CBMB5 and Methylobacterium fujisawaense CBMB37. Thiosulfate oxidation increased the growth and protein yield in mixotrophic medium that contained 150mM methanol and 20mM sodium thiosulfate, at 144 h. Respirometric study revealed that thiosulfate was the most preferable reduced inorganic sulfur source, followed by sulfite and sulfur. M. goesingense CBMB5 and M. fujisawaense CBMB37 oxidized thiosulfate directly to sulfate, and intermediate products of thiosulfate oxidation such as polythionates, sulfite, and sulfur were not detected in spent medium and they did not yield positive amplification for tested soxB primers. Enzymes of thiosulfate oxidation such as rhodanese and sulfite oxidase activities were detected in cell-free extracts of M. goesingense CBMB5, and M. fujisawaense CBMB37, and thiosulfate oxidase (tetrathionate synthase) activity was not observed. It indicated that both the organisms use the "non-S4 intermediate" sulfur oxidation pathway for thiosulfate oxidation. It is concluded from this study that M. goesingense CBMB5, and M. fujisawaense CBMB37 exhibited mixotrophic metabolism in medium containing methanol plus thiosulfate and that thiosulfate oxidation and the presence of a "Paracoccus sulfur oxidation" (PSO) pathway in methylotrophic bacteria are species dependant.
1) 고온성으로 탄화수소를 자화할 수 있는 균체를 생산하는 목적으로 90여점의 시료로부터 세 균주의 효모를 선별하여 다음의 결과를 얻었다. 2) 선정된 세 균주 효모의 최적생육온도는 4$0^{\circ}C$~45$^{\circ}C$였과. 그리고 이들은 각각 Candida tropicalis (strain A-28), Torulopsis molisichiana (strain B-8) 그리고 Candide krusei (strain C-15)로 각각 동정되었다. 3) 특히 균주 A-28은 tetradecane, hexadecane 과 octadecane을 다같이 쉽게 자화하였고 B-8과 C-15 균주는 다른 n-paraffin 보다 hexadecane을 잘 자화하였다. 4) 선정된 세 균주효모의 세대시간은 3.4.~4.0 시간, 비증식속도는 0.170~0.215이고 그리고 균체수율은 86~98%이였다. 5) 이들 균체의 조단백질은 48.2~61.5%, 지방은 3.7~8.0%, 조섬유는 3.5~4.2%, 회분은 5.6~6.7%, 무질소가용성 물질은 23.5~31.8%였고, thiamine은 0.28~0.93 mg%, riboflavin 6.03~7.3 mg%이었다. 6) 균체단백질의 아미노산조성은 비교적 골고루 함유되었다. 그러나 함황(sulfur containing) amino acid는 극히 적었다.
당밀주정증류폐액을 이용하여 분리동정(分離同定)한 효모(酵母)로 SCP 생산에 대한 몇가지 조건과 인체수율을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 폐액의 상징액을 희석하지 않고 그대로 사용하는 것이 가장 효과적이었다. 공시균주(供試菌株)를 배양함으로써 폐액의 BOD와 COD는 각각 약 30% 및 20%정도 감소되었다. 배양조건은 온도 $35^{\circ}C$, pH5.0이 양호하였으며 질소원(窒素源)은 $(NH_4)_2SO_4$와 $(NH_4)_2HPO_4$가 0.2%에서 적당 하였으며 무기 염류는 $K_2HPO_4$를 0.1~0.2%의 첨가가 가장효과적이었다. 균체수율은 약 1.03%이었으며 생산된 균체중의 조단백질(粗蛋白質)은 약 52.65%이었다.
원형질체로부터 유래된 물오리나무 캘러스는 빛에 반응하여 붉은 색소를 축적하였고 색소 생성능이 높은 세포주 R4를 분리하였다. 이 세포주로부터 색소를 추출하여 분광분석, 셀루로오스 TLC 및 GLC로 분석한 결과 glucose, galactose를 당으로 가지며 aglycone이 cyanidin인 안토시아닌으로 밝혀졌다. R4 세포주를 재료로 식물 호르몬 및 무기염류가 안토시아닌 생산에 미치는 효과를 조사하였다. 캘러스 생장과 안토시아닌 생산에 2,4-D가 가장 탁월한 효과를 보였으며 BAP 첨가가 안토시아닌의 생산을 증가시키는 것으로 나타났으며, 안토시아닌 생산에 가장 효과적인 호르몬 조성은 $1\;\mu\textrm{M}$ 2,4-D, $0.1\;\mu\textrm{M}$ BAP였다. 무기염류의 경우, 인산염 농도를 5.0 mM에서 2.5 mM로 낮추었을 때와 ${NO_3}^{-}$를 80%로 증가하였을 때 색소생산이 증가되는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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