• KSBB Journal
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• 제7권1호
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• pp.1-7
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• 1992

식물체 biomass 에너지 생산, 즉 메탄과 에탄올에서 부딪치는 제일 큰 문제는 식물체의 structural components, 즉 lignocellulose가 자연상태에서 발생하는 lactic acid bacteria에 의해 분해되지 않는데 있다. 이에 structural components의 주성분인 lignocellulose를 분해시키기 위해 여러 가지 처리를 가한 High Energy Sorghum에 C. celluluyticum과 B. succinogenes를 주입하여 그 효과를 이 논문에서 규명하였다. 살균한 High Energy Sorghum에 C. celluluyticum을 주입한 경과 cellobiose가 structural components에 생산되었다. 그러나, 살균처리를 안한 샘플에서는 C. celluluyticum가 lactic acid bacteria와 처리범위 내에서는 효과적으로 경쟁하지 못한 것으로 사료된다. 또, B. succinogenes도 High Energy Sorghum의 structural components를 어느 정도 분해시켰다. B. succinogenes에의한 cellobiose의 degradation에서 glucose와 succinte에 의해 inhibition은 없었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제19권4호
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• pp.319-324
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• 1991

섬유성 가수분해물로부터 효율적으로 ethanol을 생산하는 세 가지 균주를 밀기울 당화액에서의 집적배양에 의해 토양에서 분리하였다. 효모인 KM-09와 KM-402 및 세균인 HG-225의 생리학적 및 생화학적 특성은 각각 Candida sp. 및 Klebsiella sp.과 거의 유사하였다. KM-09와 HG-225 균주는 발효당으로 xylose와 cellobiose를 이용하였고 HG-225는 발효시 넓은 당 이용성을 가졌다.

• 한국균학회지
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• 제24권3호통권78호
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• pp.206-213
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• 1996

Talaromyces luteus 6112 균주에 돌연변이원 N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine을 처리하여 고온성 돌연변이주인 T. luteus 2004를 선별하였다. T. luteus 2004 균주는 고온성 섬유소 분해 효소인 carboxymethylcellulase(CMCase)와 그 외의 다당류 분해효소인 avicellase, xylanase, ${\beta}-glucosidase$ 등을 생성하였다. 고온성 섬유소 분해효소의 생성은 3% carboxymethylcellulose(CMC) 최소배지에서 가장 높게 유도되었으므로 CMC가 CMCase 생성의 유도물질임을 알 수 있었다. 고온성 섬유소분해효소의 생성에 있어서 포도당과 D-cellobiose는 CMCase 생성에 catabolite repressor로 작용함을 보여 주었다. T. luteus 2004의 섬유소 분해효소의 효소학적 특성은 $70^{\circ}C$, pH 4에서 최고의 활성을 보여주는 고온성 효소이므로 대체에너지 개발에 활용 가능한 균주로 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권4호
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• pp.504-511
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• 2016

락툴로오스는 기존에 화학적인 이성화법을 통해 생산해왔던 기능성 당으로서 프로바이오틱스나 장내균총 개선을 위한 의약품으로 활용되어 왔다. 최근 락툴로오스 화학전환법의 단점인 촉매제거와 부산물제거 에너지손실등의 문제를 해결할 수 있는 생물촉매를 이용한 락툴로오스 전환법이 대두되었다. 본연구에서는 유당의 낮은 용해도와 락툴로오스의 효율적전환을 위해 최적의 효소를 선별하여 무작위 돌연변이법으로 유전자를 개량하여 열내성이 $75^{\circ}C$까지 증진되고 활성이 1.3배 향상된 효소를 선별하였다. 이 효소를 정제하여 사용하는 대신 본 연구에서는 과량 발현시킨 대장균을 Ca-alginate로 고정화하여 $70^{\circ}C$에서 200 g/l의 유당과 회분식으로 반응시켜 43%의 전환 수율을 확인하였다. 반복회분식 실험에서 고정화된 담체는 비교적 안정적이었으며 4회 반복반응 후에도 80% 이상의 활성을 유지하고 있었다. 산업적인 방법을 개발하기 위해 고정화 담체를 이용한 반응기의 운전 최적화와 담체의 안정화를 증진시키는 추가적인 연구가 필요하지만, 본 연구에서는 열내성 특성을 이용하여 정제된 효소가 아닌 효소를 발현하는 세포자체를 고정화 시킴으로써 경제성있는 생산에 대한 방법론을 제시하였다.

• 생명과학회지
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• 제26권12호
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• pp.1477-1486
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• 2016

Lactulose는 lactose의 이성질체로 galactose와 fructose의 ${\beta}$-1,4-glycosidic 결합으로 구성된 비소화성 기능성 이당으로 소장에서 분해되지 않고 대장에 도달하여 장내 유산균에 의해 이용되어 대장의 pH를 저하시켜 유해균의 증식을 억제 시키고 장내 균총을 유익한 방향으로 개선하는 효과를 가지고 있다. 또한 수용성 식이섬유로 작용하여 변비와 간성뇌질환등의 치료에 이용되고 있고 lactose에 비해 감미도 및 용해도가 우수하여 다양한 식품산업으로 유용하게 사용될 수 있는 높은 잠재적 활용가치를 보유하고 있는 기능성 당류이기도 하다. Lactulose를 생산하기 위하여 화학적 방법과 효소적 방법이 보고 되어있는데, lactose를 강알칼리 조건에서 이성화시키는 화학적 방법에 의한 lactulose의 생산은 고온, 고압의 반응 조건 및 중화 과정에서 사용되는 강산으로 인해 생성물의 과분해 및 부산물 생성에 의한 복잡한 정제과정이 요구되며 환경오염에 대한 심각한 문제를 내포하고 있다는 단점이 있다. 이러한 화학적 방법과는 달리 ${\beta}$-galactosidase 또는 cellobiose 2-epimerase와 같은 효소를 이용한 lactulose의 생산은 반응의 정밀성, 특이성, 반응공정의 안전성 및 친환경적 생산방법이라는 다양한 장점을 가지고 있다. 하지만, 효소적 생산 방법 중에서 ${\beta}$-galactosidase를 이용한 lactulose의 생산은 기질로서 유당뿐 아니라 과당을 함께 사용해야 하며 높은 기질농도에서만 반응이 이루어 지기 때문에 경제적으로 비효율적이라는 단점이 지적되고 있기도 하다. Lactulose의 효소적 생산방법에 있어서 이러한 단점을 극복하기 위하여 lactose 단일 기질로부터 높은 수율의 lactulose를 생산할 수 있는 cellobiose 2-epimerase를 이용한 lactulose생산 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있지만 향후 효소 반응 공정 및 효소특성개량에 대한 지속적인 연구를 통하여 lactulose 산업적 생산을 위한 다양한 연구가 필요한 실정이다.

• 폴리머
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• 제32권3호
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• pp.230-238
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• 2008

셀로비오스 옥타(콜레스테릴옥시카보닐)알카노에이트(CCBn, $n=2{\sim}8$,10, 스페이서중의 메틸렌 단위들의 수)의 열 및 광학 특성을 검토하였다. 모든 시료들은 좌측방향의 나선구조를 지닌 단방성 콜레스테릭 상들을 형성하였다. n=2 혹은 10인 CCBn은 $3{\leq}n{\leq}8$인 CCBn과 달리 콜레스테릭 상의 전 온도구간에서 반사색깔을 나타내지 않았다. 이러한 사실은 콜레스테릴 그룹에 의한 나선의 비틀림력은 콜레스테릴 그룹과 셀로비오스 사슬을 연결하는 스페이서의 길이에 민감하게 의존함을 시사한다. 액체 상에서 콜레스테릭 상으로의 전이온도($T_{ic}$)와 유리전이온도는 n이 증가함에 따라 낮아지며 홀수-짝수 효과를 나타내지 않았다. $T_{ic}$에서의 전이엔트로피는 n이 2에서 6까지 증가하나 n=7에서 급격히 감소한 후 재차 n이 8에서 10으로 증가함에 따라 증가하였다. n=7에서 급격한 변화는 곁사슬 그룹들의 배열의 차이에 의해 초래되는 것으로 생각된다. CCBn에서 관찰되는 액정 상의 열적 안정성과 질서도 그리고 광학피치의 온도의존성은 셀룰로오스 트리(콜레스테릴옥시카보닐)알카노에이트들 그리고 글루코오스 펜타(콜레스테릴옥시카보닐)알카노에이트들에 대해 보고된 결과들과 현저히 달랐다. 이들의 결과를 중합도, 글루코오스 몰 단위당의 메조겐 단위들의 수 그리고 분자들의 입체형태의 차이들의 견지에서 검토하였다.

• KSBB Journal
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• 제7권4호
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• pp.265-270
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• 1992

자연계에 널리 존재하는 저렴한 기질들은 대부분 여러 종류의 탄소원들을 함유한다. 이러한 혼합기질을 이용하는 효율적인 발효공정을 개발하기 위해서는 이들 기질들이 서로 어떻게 이용되는가를 알아야 하며, 사용되는 미생물의 생육과 생성물 생산을 잘 표현할 수 있는 동력학적 모델이 필요하다. P. stipitis에 의해 혼합기질에서 에탄오릉ㄹ 생산할 때 glucose는 xylose와 cellobiose 이용에 대해 ca-tabilite repression을 일으켰으며, 초기 glucose농도가 높을수록 xylose이용에서 균체의 생육속도는 감소하였으며 xylose이용시간도 길어졌다. 또한 glucose/xylose발효시 xylose이용에서 감소된 생육속도는 glucose가 xylose이용에 permenant repression을 야기시킨다는 것을 알 수 있었다. Cyclic AMP가 중개하는 catabolite repression mechanism에 기초하여 혼합기질에서 생육하는 P. stipitis의 생육모델을 발전시켰다 이 보텔식들을 이용하여 컴퓨터 simulation한 결과는 혼합기질로부터 P. stipitis에 의한 생육 및 에탄올 생성 실험결과와 비교적 잘 일치하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제24권4호
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• pp.385-392
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• 1996

Bacillus stearotheymophilus, a potent xylanolytic bacterium isolated from soil, was tested for the strain's strategies of pentose utilization and the evidence of substrate preferences. The strain metabolized glucose, xylose, ribose, maltose, cellobiose, sucrose, arabinose and xylitol. The efficacy of the sugars as a carbon and energy source in this strain was of the order named above. The organism, however, could not grow on glycerol as a sole growth substrate. During cultivation on a mixture of glucose and xylose or arabinose, the major hydrolytic products of xylan, B. stearothermophilus displayed classical diauxic growth in which glucose was utilized during the first phase. On the other hand, the pentose utilization was prevented immediately upon addition of glucose. Cellobiose was preferred over xylose or arabinose. In contrast, maltose and pentose were co-utilized, and also no preference on between xylose and arabinose. Enzymatic studies indicated that B. stearothermophilus possessed constitutive hexokinase, a key enzyme of the glucose metabolic system. While, the production of $^{D}$-xylose isomerase, $^{D}$-xylulokinase and $^{D}$-arabinose isomerase essential for pentose phosphate pathway were induced by xylose, xylan, and xylitol but repressed by glucose. Taken together, the results suggested that the sequential utilization of B. stearothermophilus would be mediated by catabolite regulatory mechanisms such as catabolite inhibition or inducer exclusion.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제23권6호
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• pp.652-658
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• 1995

We attempted simultaneous expression of genes coding for endoglucanase and $\beta $-glucosidase from Pseudomonas sp. by using a synthetic two-cistron svstem in Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae. Two-cistron system, 5'--tac promoter-endoglucanase gene--$\beta $-glucosidase gene-- 3', 5'-tac promoter--$\beta $-glucosidase gene--endoglucanase gene--3' and 5'-tac promoter--endoglucanase gene--SD sequence--$\beta $-glucosidase gene--3, were constructed, and expressed in E. coli and S. cerevisiae. The E. coli and S. cerevisiae contained two-cistron system produced simultaneously endoglucanase and $\beta $-glucosidase. The recombinant genes contained the bacterial signal peptide sequence produced low level of endoglucanase and $\beta $-glucosidase in S. cerevisiae transformants: Approximately above 44% of two enzymes was localized in the intracellular fraction. The production of endoglucanase and $\beta $-glucosidase in veast was not repressed in the presence of glucose or cellobiose. The veast strain contained recombinant DNA with two genes hydrolyzed carboxvmethyl cellulose, and these endoglucanase and $\beta $-glucosidase degraded CMC synergistically to glucose, cellobiose and oligosaccharide. This result suggests the possibility of the direct bioconversion of cellulose to ethanol by the recombinant yeast.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권5호
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• pp.505-510
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• 1992

고온성 혐기성 세균인 Clostridium thermocellum의 섬유소 분해 효소 유전자를 pUC9 플라스미드를 이용하여 대장균에 클로닝하였고, 지금까지 클로닝 된 C.thermocellum의 섬유소 분해 유전자들과 제한효소 양상을 비교하여 새로운 유전자임을 알 수 있었다. 대장균에서 섬유소 분해 효소를 열처리와 column chromatography에 의해서 정제를 하였고, 분자량은 40, 000이었다. 이 효소는 pH 5.0과 $65^{\circ}C$에서 CMC에 대해서 최대 활성을 보였고 최종 산물인 포도당과 cellobiose에 의한 활성의 저해는 크게 나타나지 않았다. CMC에 대한 이 효소의 $K_{m}$ 과 $V_{max}$값은 각각 0.39(w/v)와 268 U/mg protein이었다.