• KSBB Journal
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• 제19권4호
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• pp.250-256
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• 2004

본 연구에서는 C형 인지질 분해효소 (PLC)를 생산하는 것으로 알려진 각종 B. cereur (B. cereus 11, 315, 559 와 B. cereus ATCC10987)의 배양을 통해 미생물의 성장과 PLC의 생산 특성을 조사하였다. 특히, LB 배지에서 최대 PLC 생산(85 units/mL) 특성을 보인 B. cerrur 318를 이용하여 균체성장 및 PLC 생산에 적합한 배양 배지를 조사하였다. 탄소원으로는 glucose, 질소원으로는 yeast extract와 peptone, 인산과 아연의 농도는 각각 0.5∼l g/L과 0.02∼0.04 g/L이 PLC의 생산을 최대로 할 수 있는 적합한 배양액의 조성인 것으로 나타났다. 또한, B. cereus를 이용하여 PLC를 생산할 때 배양 온도는 3$0^{\circ}C$, 배양액의 pH는 7.5로 배양하는 것이 균체성장 및 PLC 생산에 효율적임을 알 수 있었다. 한편, B. cereus에 의해 생산된 PLC의 반응 특성을 연구하였는데, B. cereus 11 과 318에 의해 생산된 PLC는 45$^{\circ}C$, pH 4에서 최대 활성을 보였고, B. cereus 559에서 생산된 PLC는 5$0^{\circ}C$, pH 7에서 최대 활성을 나타냈다. B. cereus에서 생산된 PLC에 망간 이온, 코발트 이온 그리고 DMSO가 첨가되었을 때는 PLC의 활성이 상당히 증가했고, 구리 이온, glycerol, isopropanol 과 SDS등을 첨가했을 때는 PLC 활성이 감소함을 볼 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제49권1호
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• pp.90-94
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• 2013

최근 국내외로 MRSA, VRE 등의 다약제 내성 균주의 분리빈도가 매년 급증하고 있고, 시판하고 있는 항생제 중 가장 효능이 강력한 제품들도 다약제 내성균 출현율이 증가함에 따라 이를 극복할 새로운 항생제의 개발이 요구되고 있다. 다약제 내성균에 유효한 항생제의 예로 vancomycin, teicoplanin, linezolid가 다약제 내성균에 유효한 의약품으로 쓰이고 있으며 방선균이나 Bacillus 등의 배양액에서 다약제 내성균에 유효한 물질의 발굴에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 넓은 항균범위를 가지고, 체내 축척이 적은 항생물질에 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구진은 국내 서해안의 갯벌에서 Bacillus 속 미생물을 수종 분리하였으며, 다약제 내성균에 항균 활성을 지니는 MP56 균주를 선발하였고, 균주 동정 결과 Bacillus subtilis 와 99.93%의 16S rRNA 상동성을 나타냄을 본 연구에서 확인하였다. 국내외 연구진에 의하여 다수의 Bacillus 속 미생물이 분리된 바가 있으며, 항균 물질에 대한 연구도 보고된 바 있다. 그러나 국내 갯벌에서 분리된 Bacillus 속 균주 배양액의 임상균주에 대한 항균 효능 평가에 관한 연구는 보고된 바가 없다. 본 연구에서 Bacillus 속 균주 MP56 배양액이 국내에서 분리한 임상 균주인 MRSA, IMP 균주에 대해 우수한 항균 활성을 나타내어 최적 발효조건과 항균범위를 본 논문을 통해 보고하였으며, 추후 MP56 균주 배양액에서 항균물질의 분리, 정제 및 구조 규명을 위한 후속 연구를 수행 할 예정이다.

• 생명과학회지
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• 제17권9호통권89호
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• pp.1248-1254
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• 2007

Kluyveromyces marxianus 유래의 exoinulinase (INU1) 분비 서열과 GAL10 promoter를 이용하여 Clostridium thermocellum endoglucanase A gene (celA)의 과발현과 분비 성능 검증연구를 수행하였다. 자체 분비 서열을 가지는 pYEG- CT1 과 INU1 분비 서열을 가지는 pYInu-CT1, 두개의 plasmid는 S. cer-evisiae SEY2102와 S. cerevisiae 2805에 각각 형질전환시켜 ur-acil이 결핍된 배지에서 선별하였다. celA gene 자체 분비 서열보다 INU1 분비 서열을 사용했을 때 발현량과 분비효율은 각각 약 $18{\sim}22%$ 와 11% 향상되었다. 이 중 361 unit/l의 발현율과 89%의 plasmid 안정성, 그리고 70%의 분비효율을 보인 S. cerevisiae 2805/pYinu-CT1 효모 형질전환체를 cellolose를 효과적으로 분해하는 재조합 효모 생균체로 선별하였다. Galactose 배지내에서 S. cerevisiae 2805/ pYInu-CT1의 발효조 회분배양 결과, 총발현량과 분비효율은 각각 418 unit/l 와 73% 로 나타났다. 또한 분비된 endoglucanase A는 분자량 100kDa 이상에서 활성 밴드를 보여, N-linked 당쇄부가에 의해 상당한 비율의 당쇄가 부가됨을 추측할 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제28권2호
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• pp.80-86
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• 2000

$30^{\circ}C$에서 에탄올 발효력이 우수한 Saccharomyces carlsbergensis와 $42^{\circ}C$에서 성장력이 우수한 Kluyveromyces maxianus를 원형질체 융합을 통하여 고온에서도 발효력이 우수한 효모 균주를 개발하고자 하였다. 원형질체 융합을 위해 원형질체 형성율의 최적 조건을 조사하였는데, 두 균주 모 두 삼투안정제는 1.2M KCl, 세포벽 분해 효소의 농도와 처리 시간은 각각 200 (unit/ml)와 90분으로 동일하였고, 전처리용액으로서 EDTA와 mercaptoethanol의 농도, 그리고 최적 pH는 두 균주가 차이를 보여 S. carlsbergensis가 각각 10-20 mM/ml, $4.0\mu$l/ml, 그리고 7.0이었고, K. marxianus의 경우 20mM/ml, 2.5-4 $\mu$l/ml, 그리고 8.0이었다. 원형질체 형성을 위한 최적 조건하에서 원형질체 형성을 S. carlsbergensis의 경우 92.94%, K marxianus는 98%였으며, 두 균주의 원형질체 융합율은 $1.4\times10^{-6}-4.8$\times10^{-7}$으로 나타났다. 두 균주를 융합시킨 결과 SG배지$ 30^{\circ}C$에서 6-8일 배양 후에 27주의 융합주들을 획득하였고, 이 중에서$ 42^{\circ}C$에서 성장을 보인 융합주는 6주이었다. $42^{\circ}C$ 그리고 16%(w/v) 포도당이 함유된ㄴ 배지에서 3일 발효 후 모균주들이 3.2-3.4%(w/v)의 에탄올을 생산하였는데 비해 융합주 SK41-4와 SK53-22는 같은 조건에서 모두 5.2%(w/v)의 에탄올을 생산하였다. 고온내성에 대한 안정성을 조사한 결과, SK53-22 경우 세포 분열이 거듭됨에 따라 안정성이 감소하였으나, SK41-4는 30세대 세포분열 후 100.0%로서 안정성이 매우 높았다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제44권3호
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• pp.185-190
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• 2001

알긴산은 일반적으로 미생물의 고정화에 널리 사용되는 biopolymer이다. 본 연구는 구연산 생산균인 Aspergillus niger를 calcium alginate로 고정화한 beads로 납의 흡착 특성을 조사하였다. A. niger beads는 $CaCl_2$를 사용하여 주사기로 제조하였으며 이 beads를 납제거에 이용하였다. 그 결과는 다음과 같다. 즉, A. niger를 구연산 생성배지에서 1일에서 7일까지 배양한 후 제조한 beads로 납흡착량을 측정한 결과는 3일간 배양된 곰팡이 beads에서 가장 높았다. 발아되지 않은 beads와 3일간 배양된 beads로 시간에 따른 납흡착량을 정량한 결과 30분까지는 그 흡착량이 동일하게 급격히 증가하였으며 그 후 발아되지 않은 beads는 더 이상 흡착이 일어나지 않았으나 3일간 배양된 곰팡이 beads는 시간이 지남에 따라 천천히 계속 흡착하여 1시간 후에는 480 ppm까지 흡착하였다. 납흡착시 최적 pH와 온도는 각각 6과 $35^{\circ}C$로 나타났다. 납용액 50 ml (500 ppm)이 든 250 ml 삼각플라스크에 beads $50{\sim}100$개가 최적이었으며 그 이상에서는 납흡착율이 감소하였다. 중금속에 대한 흡착율은 납> 구리> 카드뮴 순이었으며 0.1 M $CaCl_2$, 0.1 M NaOH 및 0.1 M KOH의 전처리의 효과는 없었으며 0.1 HCI로 곰팡이 bead의 납탈착하여 beads를 재사용이 가능하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권1호
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• pp.78-83
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• 2004

국내 6개 지역에 걸쳐 채취한 토양 63점으로부터 1,000여 종의 방선균주를 분리하였다. 이들 균주의 배양 상징액 중 PLD의 생산이 양호한 균주를 탐색한 결과, 분해활성이 0.3U/$m\ell$이상인 131 균주를 일차로 선발하였다. 이중 전이 활성이 20% 이상인 균주는 23개였으며, 최종적으로 분해 및 전이활성이 가장 우수한 균주(방선균 KF923)를 선발하였다. 방선균 KF923 균주는 P 배지하에서 발효조 배양시 배양 48시간 후에 최고의 분해활성을 나타내었고(13U/$m\ell$) 전이활성은 95%로 나타났다. 방선균 KF923 균주가 생산한 PLD를 정제하여 비활성이 567U/mg의 PLD를 얻었다. 정제된 PLD는 분자량이 약 55kD으로 나타났고, 효소반응의 최적 pH는 6.0, 최적온도는 $60^{\circ}C$였으며, 효소의 안정성에 미지는 pH 및 온도의 영향은 pH 8.0부근 및 $40^{\circ}C$ 이하에서 가장 안정하였다. 또한, 특별한 금속이온의 요구성은 없는 것으로 나타났다. 방선균 KF923 균주가 생산한 PLD는 산업화에 충분히 활용 가능하며, 이를 위하여 효소의 대량생산 및 효소반응을 위한 공정개발 등의 연구가 필요하다고 생각한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제29권4호
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• pp.234-239
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• 2001

천연풍미소재로 정미성 nucleotide 함량이 높은 효모추출물을 만들기 위해서 세포내 RNA 함량이 높은 효모균주 S , cerevisat MTY 62를 선별하여TRh, 당밀과 CSL배지로 발효조 회분배양과 유가배양을 수행하였다. 여러가지 단양한 간헐적 유가배양 중에서 40% 당밀과 20% CSL의농축기질액을 50ml 다섯번 공급하는 간헐적 유가배양 (IFB-IV) 에서 최대 세포농도는 33.8g-DCW/1 RNA 농도는 5221 mg/l RNA 함량은 153 mg-RNA/g DCW 값을 나타내었다. 일정속도의 유가배양에서는 기질 요액(40% molasses, 20% CSL)을 배양 9~13시간에서는 49 ml/h 13~21 이시간에서는 24 ml/h 그 이후로는 18 ml/h 로 기질공급속도를 단계적으로 감소시키는 유가배양 (CFB-III) 에서 42.7g-DCW-1 최대 세포농도를 5545 mg RNA/1의 RNA농도를 보여, 간헐적 및 일정 속도 유가배양 중에서 가장 높은 세포농도와 RNA 농도 값을 나타내었다. 그러나 RNA 함량 면에서는 가장 낮은 130 mg-RNA/g-DCW 값을 보여다. 즉 세포농도가 높을수록 RNA 함량은 감소하는 경향을 나타내었다. 이 상의 두 가지 유가배양에 대해 비증식속도 ($\mu$)에 따른 RNA 함량을 조사한 결과, $\mu$값이 증가할수록 RNA 함량도 증가하였다. 그러나 일정한 $\mu$에서는 일정속도의 기질공급 방식보다 간헐적 기질공급 방식이 더 높은 RNA 함량을 나타내었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권3호
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• pp.496-510
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• 2007

This paper describes the use of a discrete mathematical model to represent the basic mechanisms of regulation of the bacteria E. coli in batch fermentation. The specific phenomena studied were the changes in metabolism and genetic regulation when the bacteria use three different carbon substrates (glucose, glycerol, and acetate). The model correctly predicts the behavior of E. coli vis-a-vis substrate mixtures. In a mixture of glucose, glycerol, and acetate, it prefers glucose, then glycerol, and finally acetate. The model included 67 nodes; 28 were genes, 20 enzymes, and 19 regulators/biochemical compounds. The model represents both the genetic regulation and metabolic networks in an integrated form, which is how they function biologically. This is one of the first attempts to include both of these networks in one model. Previously, discrete mathematical models were used only to describe genetic regulation networks. The study of the network dynamics generated 8 $(2^3)$ fixed points, one for each nutrient configuration (substrate mixture) in the medium. The fixed points of the discrete model reflect the phenotypes described. Gene expression and the patterns of the metabolic fluxes generated are described accurately. The activation of the gene regulation network depends basically on the presence of glucose and glycerol. The model predicts the behavior when mixed carbon sources are utilized as well as when there is no carbon source present. Fictitious jokers (Joker1, Joker2, and Repressor SdhC) had to be created to control 12 genes whose regulation mechanism is unknown, since glycerol and glucose do not act directly on the genes. The approach presented in this paper is particularly useful to investigate potential unknown gene regulation mechanisms; such a novel approach can also be used to describe other gene regulation situations such as the comparison between non-recombinant and recombinant yeast strain, producing recombinant proteins, presently under investigation in our group.

• 대한환경공학회지
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• 제29권1호
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• pp.54-61
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• 2007

pH가 혐기성 수소 발효에 미치는 영향을 고찰하기 위해 배양기간 동안 pH를 $3\sim10$까지 일정하게 유지시킨 상태에서 수소생산 효율을 살펴보았다. 유입기질을 sucrose로 하여 생성된 가스는 이산화탄소와 수소였으며 메탄가스는 검출되지 않았다. 수정 Gompartz 방정식을 이용하여 수소가스 발생량$(P_h)$과 최대수소 생성율$(R_h)$을 회귀분석하였을 때 pH 5에서 수소가스 발생량$(P_h)$은 약 1182 mL이고 최대수소 생성율$(R_h)$은 112.46 mL/g dry wt biomass/hr이였다. 수소 전환율은 22.56%이였으며 butyrate/acetate 비가 pH 5에서는 1.63, pH 6에서는 0.38로 ratio값이 높은 pH 5에서 효율이 더 좋다는 것을 확인할 수 있었다. Haldane equation을 이용하여 비수소생산율을 산정해 본 결과 최대 비수소생산율은 119.61 mL/g VSS/hr이였고, 최대 비수소생산율을 나타내는 pH는 5.5로 판명되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제30권4호
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• pp.656-663
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• 2013

본 연구는 식품으로 사용하고 있는 유산균의 보존성과 안정성을 높이고, 맛과 시각적인 차별화를 주기 위한 방법으로 더블매트릭스 캡슐화에 대한 제조방법에 대하여 기술하였다. 일차캡슐화방법으로 5wt%의 슈크로스에스터를 이용하여 부드럽고 촉촉한 크림을 만들었다. 더블매트릭스캡슐화는 키토산과 아르긴산을 1:3의 비율로 혼합하여 제조하였을 때 가장 안정한 캡슐이 형성되었다. 더블매트릭스 캡슐입자의 크기는 지름이 3mm이었다. 유산균의 pH변화에 대한 활성은 산성($pH=4.3{\pm}0.3$)이나 중성($pH=7.12{\pm}0.2$)상태에서보다 알칼리성 ($pH=10.5{\pm}0.3$)에서 더욱 우수한 활성을 보였다. 1개월 경과 후에서도 살아있는 유산균의 활성을 확인할 수 있었다. 식품산업에 응용으로 요거트안에 유산균캡슐이 함유된 제형과 5가지의 색상을 입힌 더블매트릭스캡슐을 개발하였다. 이상의 결과로 볼 때, 유산균을 안정화시키는 방법의 하나의 도구로써, 더블매트릭스캡슐이 식품산업에 크게 기여할 것으로 기대된다. 더 나아가 의약품산업에서 인슐린 등의 캡슐화를 통한 약물전달시스템 (drug delivery system) 및 화장품산업에서의 활성성분의 안정화 기술에 응용이 가능할 것으로 기대한다.