• 폴리머
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• 제27권6호
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• pp.536-541
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• 2003

불포화 폴리(3-히드록시알칸오에이트) (UPHA)를 생합성하고 이 고분자 매트릭스 내에서의 약물방출 경향을 조사하였다. UPHA의 생합성에 사용된 균주는 Pseudomonas oleovorans (ATCC 29347)이고 탄소원은 10-undecenoic acid를 사용하였으며 산-염기조절방법 배취형태 발효법을 이용하여 미생물 배양을 행하였다. 생합성된 UPHA는 $^1$H- 및 $^{13}$C-NMR, FT-IR, GPC 및 DSC 등을 사용하여 물리 및 화학적 분석을 행하였다. 약물방출 실험은 확산셀을 이용하여 모델약물인 케토프로펜의 방출량을 HPLC를 이용하여 측정하였고 UPHA의 가교도, 패취두께, 경피투과 향상제 등의 영향에 대하여 조사하였다. UPHA의 가교도의 증가에 따라 약물방출 속도가 늦어지고 약물방출 속도가 일정해지는 경향을 나타내었다. 경피투과용 패취의 두께가 두꺼워질수록 약물방출 지속시간이 길어지고 경피투과 향상제인 프로필렌 글리콜의 함량 증가에 따라 방출 속도가 향상되는 경향을 나타내었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권11호
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• pp.1516-1524
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• 2014

Flavin adenine dinucleotide-dependent glucose dehydrogenase (FAD-GDH) can utilize a variety of external electron acceptors and also has stricter substrate specificity than any other glucose oxidoreductases, which makes it the ideal diagnostic enzyme in the field of glucose biosensors. A gene coding for a hypothetical protein, similar to glucose oxidase and derived from Aspergillus terreus NIH2624, was overexpressed in Pichia pastoris GS115 under the control of an AOX1 promoter with a level of 260,000 U/l in the culture supernatant after fed-batch cultivation for 84 h. After a three-step purification protocol that included isopropanol precipitation, affinity chromatography, and a second isopropanol precipitation, recombinant FAD-GDH was purified with a recovery of 65%. This is the first time that isopropanol precipitation has been used to concentrate a fermentation supernatant and exchange buffers after affinity chromatography purification. The purified FAD-GDH exhibited a broad and diffuse band between 83 and 150 kDa. The recombinant FAD-GDH was stable across a wide pH range (3.5 to 9.0) with maximum activity at pH 7.5 and $55^{\circ}C$. In addition, it displayed very high thermal stability, with a half-life of 82 min at $60^{\circ}C$. These characteristics indicate that FAD-GDH will be useful in the field of glucose biosensors.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권2호
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• pp.237-241
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• 2017

아세토인(acetoin)은 식품과 화학산업에서 플랫폼 물질로 이용되며 산업적으로 다양한 응용이 가능한 물질이다. 본 연구에서는 대사공학(metabolic engineering)을 이용하여 아세토인의 생산량이 증가한 재조합 Klebsiella pneumoniae를 구축하였다. 우선 2,3-부탄디올(2,3-butanediol)생산을 위해 제작되었던 재조합 K. pneumoniae (KMK-05)에서 두 가지 2,3-butanediol dehydrogenase (budC, dhaD)를 유전체에서 제거하여 아세토인 생산량을 늘리고, 전사인자 중 하나인 AcoK를 제거하여 아세토인을 분해하는 효소의 발현량을 줄였다. 그리고 NADH oxidase를 발현시켜 세포 내 산화 환원 균형(redox balance)을 맞춰 대사흐름을 개선하였다. 이렇게 대사공학을 통해 구축된 재조합 Klebsiella pneumoniae(KJW-03-nox)로 아세토인 생산량과 수율을 높였고, 36시간 동안의 유가식 배양을 진행하여 51 g/L의 아세토인 농도와 최대 생산성 2.6 g/L/h을 달성하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제51권4호
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• pp.343-347
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• 2019

배추 겉잎을 착즙하여 얻은 비가열 배추즙에 영양소를 첨가하지 않고 유산균을 접종하여 균수를 1 mL 당 10억 마리 이상으로 증식시키고 8.88 log CFU/mL 이상으로 4일간 유지하였다. 이때 배양조건은 배추즙 100 mL에 Leuconostoc mesenteroides WiKim32를 0.1% 접종하고 비살균 무첨가 배추즙을 매일 100 mL씩 첨가하고 1 M NaOH로 pH를 5.5로 조정하였으며 $20^{\circ}C$에서 4일간 정치 배양하였다. 배추즙은 배춧잎을 구연산과 에탄올로 세척하여 착즙하였고, pH를 6.0 이상으로 조정하면 초기 생육은 빠르나 후기에는 유산균의 생육이 억제되었고, 5.0 이하로 조정하면 조정 효과가 미약했으므로 5.5로 조정하였다. 이번 연구는 김치공장에서 종균을 경제성 있게 생산하는 방법으로 비살균 무첨가 배추즙에 유산균을 고농도로 배양할 수 있음을 보여주었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권11호
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• pp.1829-1836
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• 2013

찹쌀 첨가량(0, 10, 15, 20%)에 따른 술덧을 제조하여 발효 10일 동안의 알코올 함량, pH 및 총산, 총당 함량, 환원당 함량, 유기산 함량, 유리당 함량 등의 이화학적 특성과 미생물 변화를 알아보고 발효주의 관능적 특성을 조사하였다. 알코올 함량은 발효 1일째 9.1~9.7%에서 발효 종료일 10일째 15.8~17.1%로 증가하였으나 각 실험군 간에 유의적인 차이는 없었다. 총균, 유산균, 효모수는 알코올 생성속도와 비례하여 발효초기에는 증가하면서 발효후기에는 감소하는 경향을 나타내었다. pH는 담금 직후 5.30~5.46에서 발효 1일째 3.89~3.91로 감소한 후, 다시 증가하기 시작하여 발효 종료일인 10일째 모두 4.5 수준이었다. 총산 함량은 발효 3일째 0.14~0.16%에서 발효 5일째 0.18~0.19%로 증가하였다. 이는 지속적인 유산균의 생장으로 인한 젖산의 누적과 효모에 의한 산 생성으로 발효 3~5일째 총산 함량도 증가한 것으로 추측된다. 총효모수는 2단 담금 이후 유의적으로 증가하였다가 발효 과정을 거치면서 발효 종료일(발효 10일째)에 유의적으로 점차 감소하였다. 환원당은 발효 1일째 1.1~1.2%에서 발효 2일째 0.9~1.1%로 유의적으로 감소하였다가 알코올 발효보다 전분분해에 의한 당 생성 속도가 증가하여 발효 종료일인 10일째 2.8~3.3%로 증가하였다. 총당 함량은 발효 초기 당분이 술덧 중에 생육하는 효모나 유산균 등의 발효기질로 이용하여 발효 종료일 10일째에는 감소하였고, 찹쌀 15%첨가군이 유의적으로 가장 높았다. 당화효소인 amylase에 의해 전분질의 분해로 포도당이 비교적 많이 생성되어 술덧의 주요 유리당이었으며, 유기산에서는 succinic acid 함량이 가장 높았다. 발효주의 관능평가에서 찹쌀 15%첨가군은 전반적인 기호도(4.8점)와 목넘김(4.3점)에서 유의적으로 가장 높게 평가되었다. 묘사분석에서는 찹쌀 15%첨가군이 단맛 강도가 8.6으로 유의적으로 가장 높았으며, 이는 찹쌀 15%첨가군의 높은 총당 함량과 관계가 있는 것으로 판단된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제40권2호
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• pp.89-94
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• 1997

Aspergillus awamori(A)와 Zymomonas mobilis(Z)로 구성된 혼합고정화 배양계(A-Z 36계)의 특성을 이용하여 생전분으로 부터 직접 에탄올생산을 행할 때 투입되는 에너지를 절약할 목적으로 비가열살균 배양법을 검토하였다. A-Z 36계에 의한 비가열살균 배양은 배지에 함유된 세균 때문에 어려웠다. Sorbic acid, benzoic acid, dehydroacetic acid, p-hydroxybenzoic acid, Vantocil IB, Neupectin-L 등의 여러 가지 살균제 중에서 Vantocil IB와 Neupectin-L은 잡균의 오염없이 대조구와 비슷한 속도로 기질을 분해하였다. 0.1% Neupectin-L은 대조구보다 약간 높은 6.9 g/l(대조구 : 6.4 g/l)의 에탄올을 생산하였다$(Y_{p/s}:0.39)$. 0.1% Neupectin-L을 첨가한 유가배양에서는 2%기질을 기본으로 5회분의 기질을 첨가하여 34 g/l 에탄올을 얻어 2.0 g/l/day의 생산성을 나타내었다.

• 한국유기농업학회지
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• 제24권3호
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• pp.453-463
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• 2016

본 연구는 항생제 대체제로서 Dicarboxylic acid가 in vitro 반추위 발효성상, 착유우의 유량 및 유성분에 미치는 영향을 조사하기 위한 목적으로 실시하였다. 반추위 발효성상을 조사하기 위하여 batch culture 방법을 이용하였으며, Dicarboxylic acid의 급여가 착유우의 유량 및 유성분에 미치는 영향을 조사하기 위하여 평균체중 $649{\pm}19 kg$으로 일일 산유량 $38{\pm}3.95kg$, 유지방 $3.22{\pm}0.23%$, 산 차 $2.5{\pm}1.43$차인 홀스타인 착유우 10두를 산 차 및 산유량 등을 고려하여 시험사료에 따른 2개 군(대조구 5두, Dicarboxylic acid 급여구 5두)으로 나누어 실험을 실시하였다. Dicarboxylic acid는 사료급여량의 2%를 첨가하여 1일 2회 오전과 오후 착유 시 급여하였다. Dicarboxylic acid는 반추위내 pH에 긍정적인 영향을 주어 건물소화율이 유의적으로 증가하였다. 따라서 Dicarboxylic acid는 반추위 발효환경에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다. 건물소화율은 Dicarboxylic acid를 단독 급여할 때 가장 높았다. 또한 Dicarboxylic acid를 추가 급여하면 반추위 내 총 VFA 함량이 증가하는 경향을 나타내었다. Acetic acid 농도는 Dicarboxylic acid 단독 처리구에서 높게 생성되는 경향을 나타내었다. 착유우의 유량은 Dicarboxylic acid를 급여한 처리구에서 대조구 대비 약 14%의 유량이 증가하였다. Dicarboxylic acid는 유성분 및 MUN에는 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다. 따라서 항생제 대체제로서 Dicarboxylic acid 첨가는 반추위 내 발효환경을 안정화하여 건물소화율을 향상시키고 착유우의 유량을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.428-435
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• 2018

본 연구는 담수환경에서 항균활성을 보유한 미생물을 발굴하고, 활성 증진을 위해 배양조건을 최적화하는 것이다. 상주시 중동면 오상저수지에서 시료를 채취하여 38종의 미생물을 순수분리하였다. 16S rRNA 염기서열 분석에 근거하여 Proteobacteria강(22종), Actinobacteria강(7종), Bacteroidetes강(6종), Firmicutes강(3종)으로 구성되어있는 것을 확인하였다. 메티실린내성 황색포도상구군 등 10종의 유해미생물에 대한 항균활성을 보유한 Burkholderia sp. OS17 균주를 선발하였다. 항균활성 증진을 위한 상용배지, 온도, 초기 pH별 생육 및 항균활성 비교실험을 수행하였다. OS17 균주는 YPD 배지, $35^{\circ}C$, pH 6.5로 배양했을 때 가장 활성이 높았다. LB, NB, TSB, R2A 배지와 $20^{\circ}C$, $25^{\circ}C$ 배양했을 때는 생장은 가능하나 항균활성이 전혀 없었다. 이전결과를 바탕으로 YPD 배지, $35^{\circ}C$에서 배양하면서 5 L fermenter를 이용하여 생육, 항균활성, pH 확인을 통해 배양 48시간을 최적 배양시간으로 선정하였다. 항균활성을 보유한 미생물의 배양 최적화는 항균물질 생산에 영향을 미치고, 이는 상업적 응용에 이점으로 작용할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제26권5호
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• pp.545-554
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• 2016

히알루론산(HA, Hyaluronic acid)은 β-1, 3-N-acetyl glucosamine과 β-1, 4-glucuronic acid가 반복된 선형 폴리머 고분자로서 생물학적 활성 및 생체친화성 특성 때문에 의약 및 약학분야에서 중요한 분자로 여겨지고 있다. 본 연구는 HA을 S. dysgalactiae으로 얻고, 화학적 방법을 통해 황화된 히알루론산(S-HA, Sulfated hyaluronic acid) 유도체를 합성하여 그 구조와 항염증 활성을 비교하였다. HA의 생산은 S. dysgalactiae를 5 l 생물반응기를 이용하여 대량 배양하여 수용성 히알루론산(HA-WS, water soluble hyaluronic acid)과 비수용성 히알루론산(HA-WI, water insoluble hyaluronic acid)을 분리 정제하였다. 특히 HA-WI를 황화시켜 황화된 히알루론산(S-HA) 유도체를 합성하였으며, 그 수율은 90%로 나타났다. 합성된 S-HA의 구조를 FT-IR 및 ¹H/¹³C-NMR를 통해 S. dysgalactiae로부터 생산된 표준 HA, HA-WS 및 HA-WI와 비교 분석한 결과, 황으로 치환된 양상을 확인하였다. 또한, S-HA 의 항염증 활성을 RAW 264.7 대식세포를 통해 확인한 결과, S-HA는 천연 형태의 HA (HA, HA-WS)보다 nitric oxide (NO)와 COX-2 및 PGE₂ 유전자 발현이 유의하게 낮게 발현되었다. 염증 매개 cytokine인 TNF-α (<80 pg/ml) 및 IL-6 (<100 pg/ml)의 생성도 S-HA가 천연 HA보다 낮은 수준으로 정량되었다. 이 같은 결과에서 황화된 S-HA은 천연 히알루론산보다 용해성이 우수하고 염증관련 사이토카인의 생성 억제를 통해 항염증 효과를 나타내므로 염증치료제, 성형 및 생체 적용 약물전달 소재로 그 활용이 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제41권3호
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• pp.225-231
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• 2005

식물유를 탄소원으로 사용하여 medium-chain-length polyhydroxyalkanoates (MCL-PHAs)를 생산할 수 있는 Pseudomonas chlororaphis HS21을 대상으로 대사경로의 변화를 통하여 식물유의 MCL-PHA로의 전환율을 증진시키고 MCL-PHAs의 단위체 조성의 변화를 유도하기 위한 방안을 모색하였다. P. chlororaphis HS21의 MCL-PHAs 생합성은 세포생장과 동시에 일어나는 특징을 보였으며, 팜유를 유일 탄소원으로 사용한 회분배양의 결과 2.4 g/L의 건체량과 건체량의 $40.2\;wt{\%}$에 해당하는 MCL-PHAs를 얻을 수 있었다. 또한 생합성된 MCL-PHAs의 단위체는 3-hydroxyhexanoate($7.0\;mol{\%}$, 3-hydroxyoctanoate ($45.3\;mol{\%}$. 3-hydroxydecanoate ($39.0\;mol{\%}$), 3-hydroxydodecanoate ($6.8\;mol{\%}$) 및 3-hydroxytetradecanoate ($1.9\;mol{\%}$)로 구성되어 있었다. 식물유와는 달리 포도당과 같은 탄수화물은 P. chlororaphis HS21의 생장에는 이용되지만 MCL-PHAs의 생합성에는 거의 이용되지 못하는 탄소원임을 확인하고, 식물유와 함께 포도당을 보조기질로 공급한 결과 식물유의 MCL-PHAs로의 전환율이 크게 증가함으로써, PHA 생산에 직접적으로 이용되지 못하는 보조기질의 사용을 통하여 특정 기능기를 함유하는 기질로부터 해당 기능기를 갖는 MCL-PHAs를 효율적으로 생산할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 지방산의 ${\beta}-oxidation$ 회로를 방해하는 아크릴산을 첨가할 경우 아크릴산의 독성에 의하여 세포생장은 저해를 받지만 세포 내 MCL-PHAs의 축적율은 감소하지 않았으며, MCL-PHAs를 구성하는 단위체 중 3-hydroxydo-decanoate 및 3-hydroxytetradecanoate와 같이 탄소수가 보다 큰 단위체의 함량이 크게 증가하였다. 이러한 특징에 의해 해바라기유와 옥수수유로부터는 3-hydroxydodecenoate, 3-hydroxytetradecenoate와 같은 불포화 단위체의 함량이 크게 증가된 기능성 MCL-PHAs를 생산할 수 있었다. 이러한 결과는 아크릴산의 첨가와 같은 PHA 대사경로의 인위적 변화가 새로운 단위체 조성을 갖거나 기능기를 가짐으로써 독특한 물성을 지니는 신규의 MCL-PHAs 개발에 유용할 수 있음을 보여준다.