• 제목/요약/키워드: endo/exo

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Saccharification of Brown Macroalgae Using an Arsenal of Recombinant Alginate Lyases: Potential Application in the Biorefinery Process

  • Gimpel, Javier A.;Ravanal, Maria Cristina;Salazar, Oriana;Lienqueo, Maria Elena
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제28권10호
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    • pp.1671-1682
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    • 2018
  • Alginate lyases (endo and exo-lyases) are required for the degradation of alginate into its constituting monomers. Efficient bioethanol production and extraction of bioactives from brown algae requires intensive use of these enzymes. Nonetheless, there are few commercial alginate lyase preparations, and their costs make them unsuitable for large scale experiments. A recombinant expression protocol has been developed in this study for producing seven endo-lyases and three exo-lyases as soluble and highly active preparations. Saccharification of alginate using 21 different endo/exo-lyase combinations shows that there is complementary enzymatic activity between some of the endo/exo pairs. This is probably due to favorable matching of their substrate biases for the different glycosidic bonds in the alginate molecule. Therefore, selection of enzymes for the best saccharification results for a given biomass should be based on screens comprising both types of lyases. Additionally, different incubation temperatures, enzyme load ratios, and enzyme loading strategies were assessed using the best four enzyme combinations for treating Macrocystis pyrifera biomass. It was shown that $30^{\circ}C$ with a 1:3 endo/exo loading ratio was suitable for all four combinations. Moreover, simultaneous loading of endo-and exo-lyases at the beginning of the reaction allowed maximum alginate saccharification in half the time than when the exo-lyases were added sequentially.

Norbornadiene의 이량화반응에 의한 다중고리 탄화수소화합물의 제조 (Preparation of Polycyclic Hydrocarbon Compounds by Dimerization Reaction of Norbornadiene)

  • 정병훈;한정식
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.190-193
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    • 2007
  • 노보르나디엔의 이량화반응에 의해 제조되는 다중고리 탄화수소화합물 제조에 대한 연구결과를 설명하였다. NBD 이량체 중에서 pentacyclic exe-t-exo, hexacyclic exe-eodo, hexacyclic endo-endo 이성질체를 선택적으로 제조하기위하여 이량화 반응을 실시하였다. 각각의 이량화반응 촉매, 반응절차 그리고 분석방법이 개발되었다. 본 실험을 통하여 적당한 반응조건, 비교적 높은 이량체수율을 얻었으며, 이 반응기술은 고에너지밀도 연료 개발에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

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Y 제올라이트 촉매 상에서 Endo-Tetrahydrodicyclopentadiene의 이성화 반응 (Isomerization of Endo-tetrahydrodicyclopentadiene over Y Zeolite Catalysts)

  • 김진한;김지윤;박은서;한정식;권태수;박영권;전종기
    • 공업화학
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    • 제25권1호
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    • pp.66-71
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    • 2014
  • HY 제올라이트 촉매 상에서 endo-THDCPD의 이성화 반응을 통한 exo-THDCPD 제조에 관한 연구를 수행하였다. HY 제올라이트 촉매의 $Si/Al_2$ 비가 증가할 때 endo-THDCPD의 전환율이 증가하는 경향을 보였는데 이는 산점의 세기가 증가했기 때문으로 해석할 수 있다. 그러나 $Si/Al_2$ 비가 30인 HY 제올라이트 촉매를 사용한 경우에 최대의 exo-THDCPD 수율을 얻을 수 있었는데, 부산물인 CPD와 oligomer의 생성이 적기 때문으로 해석할 수 있다. 반응 온도가 증가할수록 부산물 생성이 증가하는 것을 고려하여 $180^{\circ}C$를 최적 반응 온도로 선정할 수 있었다. 촉매의 함량을 증가시키면 exo-THDCPD 수율을 증가시킬 수 있다. HY 제올라이트 촉매를 사용한 endo-THDCPD의 이성화 반응에서 촉매 외부확산 저항보다 촉매 기공 내부확산 저항이 반응 활성에 더 큰 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다.

Trichoderma viride로부터 분리한 Endoglucanase 및 Exoglucanase가 탈묵 펄프의 백색도 및 물리적 강도에 미치는 영향 (Effects of Endoglucanase and Exoglucanase from Trichoderma viride on Brightness and Physical Properties of Deinked Old Newsprint)

  • 김동원;정영규장영훈손기향
    • KSBB Journal
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    • 제11권6호
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    • pp.718-725
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    • 1996
  • 신문고지를 Trichoderma viride로부터 분리한 en­d doglucanase, exoglucanase와 이들의 혼합분 (1:1) 으로 탈묵시킨 후 효소놓도에 따른 수율, 백색도, 및 물리적 강도를 알아 보았다. 수율은 효소의 농도 증 가에 따라 감소함을 보여 주었으며, 특히 endo-exo 혼합분(1:1)으로 처리했을 경우 더욱 낮아졌다. 이 는 endo-exo의 상호 협동작용에 대한 가수분해율의 증가 때문이라 생각된다. 백색도는 endo-exo 혼합 분(1:1)으로 처리했을 때 가장 높게 나타났으며, 최 대 값은 효소 농도 O.Smg/mL에서 나타났다. 또한 exoglucanase로 처리한 것에서는 가장 낮은 값을 보여주였다. 물리적 강도에 있어서는 exoglucanase 로 처리 했을 경우 가장 높게 나타났으며, 효소놓도 에 따라 물리적 강도가 증가함을 보여 주였다. 그리 고 endo와 endo-exo 혼합분0:1)으로 처리했을 경 우는 농도에 따라 감소함을 보여주었다. 그리고 e endoglucanase와 exoglucanase의 조합(12:1, 8:1, 4 4:1, 1:1, 1:4, 1:8, 1:12)에 있어서의 수율, 백색 도, 및 물리적 강도를 알아 보았는데, 최대 탈묵 조 건은 endoglucanase와 exoglucanase의 비가, 수율 에 있에서는 4: 1, 백색도에서는 12: 1, 인장 강도는 4 4: 1, 파열 강도는 12: 1, 그리고 인열 강도는 8:1일 때였다. 즉 endoglucanase성분이 exoglucanase성 분보다 많을 때 백색도, 불리척인 강도가 높게 나타 나는 것을 알 수 있었다. 이들 결과로부터 탈묵은 주 로 endoglucanase의 action에 주로 의존한다는 것 을 알 수 있었다 .. crude cellulase에서 exoglucan­a ase가 차지하는 비율은 600/0 (wt%) 이상이다. 그러 므로 보다 효율적인 탈묵이 이루어지기 위해서는 e exoglucanase의 action을 억제시켜주어야 할 필요 가있다.

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Hemicellulase 처리에 의한 목재 펄프의 고해 효과 변화 (Advanced Refining Effects of Wood Pulp Treated Hemicellulase)

  • 김병현;신광철
    • 한국인쇄학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.113-124
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    • 2008
  • Viscosity of cellulose pulp was greatly decreased with endo-xylanase treatment but tiny decreased with exo-xylanase treatment. Change of freeness was greatly influenced with exo-xylanase treatment. The first stage of refining(5,000 revolution), freeness was greatly decreased with exo-xylanase treatment. After middle stage of refining(10,000 revolution) change of freeness was similar to endo-xylanase treatment. WRV(water retention value) was more effective exo-xylanas than endo-xylanase treatment. Interfiber bonding of cellulose fiber was disintegrated with exo-xylanse treatment.

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Ganoderma lucidum이 생산하는 Polygalacturonase를 이용한 과즙청징 (Juice Clarification with the Use of Polygalacturonase Produced by Ganoderma lucidum)

  • 윤숙;김명곤;홍재식;박일웅
    • 한국균학회지
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    • 제26권2호통권85호
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    • pp.281-286
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    • 1998
  • Ganoderma lucidum이 생산하는 polygalacturoanse(endo- 및 exo-polygalacturoanse)를 이용하여 과즙청징 효과를 검토한 결과에 endo-polygalacturoanse에 의해서만 과즙청징을 이를 수 있었으며, 과즙청징을 위한 endo-polygalacturoanse의 반응 최적 온도는 $40^{\circ}C$이었고, 과즙 5 ml 당 약 4 unit의 endo-polygalacturoanse를 첨가 하였을 때 60분에 거의 청징되었다. 그리고 polygalacturoanse의 효소원으로는 영지버섯 균사체 배양 여액이나 ammonium sulfate 분획물을 이용하는 방안이 가장 효율적일 것으로 생각되었다.

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Palladium 촉매를 이용한 5-Norbornene-2-carboxylic Acid Esters의 부가 중합: 단량체의 합성, 단량체의 Stereochemistry(Endo-, Exo-이성질체)가 고분자의 중합 거동에 미치는 영향 (Addition Polymerization of 5-Norbornene-2-carboxylic Acid Esters Using Palladium Catalyst System: Synthesis of Monomers, Effect of Their Stereochemistry on Polymerization Behavior)

  • 정해강;심형섭;전승호;김지흥;남성우;전붕수;김영준
    • 폴리머
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    • 제39권3호
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    • pp.487-492
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    • 2015
  • Palladium(II) 촉매를 이용한 norobornene carboxylic acid estsers의 중합 시 단량체의 알킬 작용기의 종류, endo/exo 비율이 촉매의 활성도 및 중합 특성에 미치는 영향을 조사하였다. Norbornene esters 단량체는 5-norborene-2-carboxylic acid와 다양한 알코올을 반응시켜 합성하였다. 중합 촉매로는 di-$\mu$-chloro-bis(-methoxybicyclo[2,2,1]-hept-2-ene)palladium(II)(DCBMP)를 합성하여 사용하였고, 짝음이온으로 실버 헥사플루오로안티모네이트($AgSbF_6$)를 이용하였다. 고분자의 분석을 위해 젤 투과 크로마토그래피(gel permeation chromatography, GPC), 열 중량 분석법(thermogravimetric analysis, TGA), 시차주사 열량측정법(differential scanning calorimetry, DSC), 화학구조 분석을 위해 $^1H$ NMR spectroscopy를 이용하였다. 분자량 분석 결과 모든 작용기의 경우 endo-이성체의 비율이 exo-이성체의 비율보다 높을 경우 촉매의 구조적 방해로 인하여 반응성이 감소됨을 보였다. 또한 단량체와 촉매의 비율이 중합 거동에 미치는 영향을 조사하기 위해 단량체와 촉매의 몰비율을 100:1, 200:1, 300:1로 변화시켜 실험을 진행하였으며, 이 때 exo-norbornene carboxylic acid octyl ester의 경우 300:1 촉매비에서 필름형성이 가능한 높은 분자량($M_n=27500g/mol$)의 고분자를 합성할 수 있었다.

Synergistic Action Modes of Arabinan Degradation by Exo- and Endo-Arabinosyl Hydrolases

  • Park, Jung-Mi;Jang, Myoung-Uoon;Oh, Gyo Won;Lee, Eun-Hee;Kang, Jung-Hyun;Song, Yeong-Bok;Han, Nam Soo;Kim, Tae-Jip
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제25권2호
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    • pp.227-233
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    • 2015
  • Two recombinant arabinosyl hydrolases, α-L-arabinofuranosidase from Geobacillus sp. KCTC 3012 (GAFase) and endo-(1,5)-α-L-arabinanase from Bacillus licheniformis DSM13 (BlABNase), were overexpressed in Escherichia coli, and their synergistic modes of action against sugar beet (branched) arabinan were investigated. Whereas GAFase hydrolyzed 35.9% of L-arabinose residues from sugar beet (branched) arabinan, endo-action of BlABNase released only 0.5% of L-arabinose owing to its extremely low accessibility towards branched arabinan. Interestingly, the simultaneous treatment of GAFase and BlABNase could liberate approximately 91.2% of L-arabinose from arabinan, which was significantly higher than any single exo-enzyme treatment (35.9%) or even stepwise exo- after endo-enzyme treatment (75.5%). Based on their unique modes of action, both exo- and endo-arabinosyl hydrolases can work in concert to catalyze the hydrolysis of arabinan to L-arabinose. At the early stage in arabinan degradation, exo-acting GAFase could remove the terminal arabinose branches to generate debranched arabinan, which could be successively hydrolyzed into arabinooligosaccharides via the endo-action of BlABNase. At the final stage, the simultaneous actions of exo- and endo-hydrolases could synergistically accelerate the L-arabinose production with high conversion yield.

유기농 유청 단백 가수분해의 최적 효소 선발 (Optimal Enzyme Selection for Organic Whey Protein Hydrolysis)

  • 서형주;신중철;김재환;장주현;한성희
    • 한국식품영양학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.1359-1363
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    • 2017
  • The purpose of this study was that the optimal hydrolysis conditions of endo- and exo-type enzymes were selected to utilize organic cheese byproducts. Optimal substrate concentration and optimum enzyme ratio were measured by using 4 kinds of endo-type enzymes (alcalase, neutrase, protamex, and foodpro alkaline protease) and two exo-type enzymes (flavourzyme and prozyme 2000P) for whey protein hydrolysis were analyzed using liquid chromatography. As a result, the optimal endo-type enzyme through the first enzyme reaction was selected as alcalse, and as a result of the secondary enzyme reaction, flavourzme was selected as the Exo type enzyme. The concentration of whey protein substrate for optimal primary and secondary enzyme reactions was 10%. In addition, the optimum ratio of enzyme was 0.5% of alcalase and 0.2% of flavourzyme, which showed low molecular weight chromatography pattern compared to 2% of alcalase and 1% of flavourzyme hydrolyzate. Therefore, hydrolyzing the endo-type enzyme alcalase at a concentration of 0.5% for 10 hours and then hydrolyzing the exo-type enzyme flavouryme at a concentration of 0.2% for 4 hours was considered to be the optimum condition.

디메틸시클로펜타디엔의 수소화 및 이성화반응 연구 (Study on the Hydrogenation and Isomerization Reaction of Dimethylcyclopentadiene)

  • 정병훈;한정식;이정호;김성보;이범재
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권5호
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    • pp.566-570
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    • 2005
  • 이중고리형 불포화탄화수소 화합물인 methylcyclopentadiene dimer(MCPD)의 수소화 및 이성화반응에 관한 연구를 행하였다. Exo 화합물은 2단계의 수소화반응 후에 이성화반응에 의해 제조되었다. 수소 1몰이 첨가되는 1차 수소화 반응은 $100^{\circ}C$이상의 반응온도에서는 다이머가 분해되어 모노머가 생성이 증가되었다. 1차 수소화 반응에 의하여 DHDMCPD[dihydrodi(methylcyclopentadiene)]가 생성된 후 2차 수소화반응을 진행하여 THDMCPD[tetrahydrodi (methylcyclopentadiene)]를 제조하였는데, 2차 반응온도조절에 의해 exo와 endo 비율이 변화되었다. 공정개선을 위하여 2단 가열반응기를 사용함으로 연속식 1, 2차 수소화 조건을 확립하였고 또한 endo THDMCPD로부터 exo 형태로 의 이성화반응에 할로겐화 알루미늄과 같은 할로겐화 금속촉매와 고체산 촉매를 사용하여 촉매의 활성을 비교하였다.