• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제21권9호
• /
• pp.972-978
• /
• 2011

In this study, we investigated the performance of an immobilized ${\beta}$-galactosidase inclusion bodies-containing Escherichia coli cell reactor, where the cells were immobilized in alginate beads, which were then used in repeated-batch operations for the hydrolysis of o-nitrophenyl-${\beta}$-D-galactoside or lactose over the long-term. In particular, in the Tris buffer system, disintegration of the alginate beads was not observed during the operation, which was observed for the phosphate buffer system. The o-nitrophenyl-${\beta}$-D-galactoside hydrolysis was operated successfully up to about 80 h, and the runs were successfully repeated at least eight times. In addition, hydrolysis of lactose was successfully carried out up to 240 h. Using Western blotting analyses, it was verified that the ${\beta}$-galactosidase inclusion bodies were sustained in the alginate beads during the repeated-batch operations. Consequently, we experimentally verified that ${\beta}$-galactosidase inclusion bodies-containing Escherichia coli cells could be used in a repeated-batch reactor as a biocatalyst for the hydrolysis of o-nitrophenyl-${\beta}$-D-galactoside or lactose. It is probable that this approach can be applied to enzymatic synthesis reactions for other biotechnology applications, particularly reactions that require long-term and stable operation.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제31권9호
• /
• pp.1323-1329
• /
• 2021

Micro-scale magnetic beads are widely used for isolation of proteins, DNA, and cells, leading to the development of in vitro diagnostics. Efficient isolation of target biomolecules is one of the keys to developing a simple and rapid point-of-care diagnostic. A zinc finger protein (ZFP) is a double-stranded (ds) DNA-binding domain, providing a useful scaffold for direct reading of the sequence information. Here, we utilized two engineered ZFPs (Stx2-268 and SEB-435) to detect the Shiga toxin (stx2) gene and the staphylococcal enterotoxin B (seb) gene present in foodborne pathogens, Escherichia coli O157 and Staphylococcus aureus, respectively. Engineered ZFPs are immobilized on a paramagnetic bead as a detection platform to efficiently isolate the target dsDNA-ZFP bound complex. The small paramagnetic beads provide a high surface area to volume ratio, allowing more ZFPs to be immobilized on the beads, which leads to increased target DNA detection. The fluorescence signal was measured upon ZFP binding to fluorophore-labeled target dsDNA. In this study, our system provided a detection limit of ≤ 60 fmol and demonstrated high specificity with multiplexing capability, suggesting a potential for development into a simple and reliable diagnostic for detecting multiple pathogens without target amplification.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.203-206
• /
• 2000

Bifidobacteria의 배양효율을 증대하기 위하여 완충제로써 $CaCO_3$를 Ca-alginate에 고정화한 비드를 제조하여 사용하였다. B. longum KCTC 3218과 한국인 분변에서 분리한 B. longum HLC 3742 균주를 $CaCO_3$ 비드, NaOH, $Na_2CO_3$, $NH_4OH$ 등을 완충제로 각각 사용한 2.5-liter 발효기에서 각각 배양하여 균 증식과 저장에 따른 생존력을 조사한 결과 $CaCO_3$ 비드를 완충제로 사용한 경우가 다른 완충제를 사용한 경우보다 균 증식과 저장 안정성에서 효과적임을 알 수 있었다. 따라서 완충제로써 $CaCO_3$ 비드는 bifidobacteria의 고농도 배양과 생존력 증대에 유용할 것으로 사료되었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
• /
• 제59권1호
• /
• pp.75-81
• /
• 2016

Glutaraldehyde was used as a cross-linking agent for immobilization of purified ${\alpha}$-amylase from Exiguobacterium sp. DAU5. Befitting concentration of glutaradehyde and cross-linking time is the key to preparation of cross-linking chitosan beads. Based on optimized immobilization condition for ${\alpha}$-amylase, an overall yield of 56% with specific activity of 2,240 U/g on chitosan beads and 58% with specific activity of 2,320 U/g on chitosan-carbon beads was obtained. The optimal temperature and pH of each immobilized enzyme activity were $50^{\circ}C$ and 50 mM glycine-NaOH buffer pH 8.5, respectively. Those retained more than 75 and 90% of its maximal enzyme activity at pH 7.0-9.5 and after incubation at $50^{\circ}C$ for 1 h, respectively. In addition, the immobilization product showed higher organic-solvent tolerance than free enzymes. The mode of hydrolyzing soluble starch revealed that the ${\alpha}$-amylase possessed high hydrolyzing activity. These results indicate that chitosan is good support and has broad application prospects of enzyme immobilization.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제37권1호
• /
• pp.36-40
• /
• 2004

최근에는 친환경 농업을 위하여 사용되는 미생물 비료의 안정성 유지와 효능, 저장 및 운송 등에 대한 어려움 및 불편함을 극복하기 위해서 미생물을 담체에 고정화하여 생물비료로 사용하고 있다. 본 실험에서는 인산가용화 미생물인 Pantoea agglomerans를 alginate, agar 및 gelatin에 고정화시킨 후 tricalcium phosphate가 첨가된 액체 배지에서 배양하여 인산가용화능을 비교하였으며, 또한 alginate에 고정화된 균에 의한 인산가용화능을 경시적으로 조사하였다. 고정화를 위한 담체로 alginate나 agar를 사용하였을 때, 고정화된 P. agglomerans의 인산가용화능이 gelatin을 담체로 사용하였을 때보다 우수하였다. Alginate에 고정된 P. agglomerans가 접종된 처리구에는 배양 후 5일까지 유효인산의 농도가 크게 증가하였고 모든 처리 구에서 배지 안의 pH가 감소하였다.

• KSBB Journal
• /
• 제23권1호
• /
• pp.59-64
• /
• 2008

Streptococcus faecalis var. liquefaciens를 calcium alginate gel에 고정화 후 CPP생산 가능성을 실험하였다. 균체를 회수하여 담체에 고정화하는 방법보다는 배양액 전체를 고정화하는 방법이 보다 높은 생산성으로 CPP를 생산하였다. Streptococcus faecalis var. liquefaciens 전세포 고정화 방법에 의한 sodium casenate로부터의 CPP 생산의 최적조건은 bioreactor부피대비 bead사용량이 30%, 반응온도는 $50^{\circ}C$, 반응 pH는 7.0, 기질의 농도는 10% 이었다. 또한, 고정화 균체를 이용한 연속적인 생산은 회분식 반응에서 설정된 최적 조건하에서 20% 수준의 CPP를 최소한 1개월 이상 연속적으로 생산할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.99-104
• /
• 1996

탄수화물을 갖고 있지 않은 caseinomacropeptide (CMP)를 감성유청분말로부터 12% TCA법에 의해 분리한 결과 100 g의 감성유청분말로 부터 2.7 g을 얻을 수 있었다. 분리된 CMP는 전기영동과 아미노산 조성을 분석한 결과 매우 순도가 높은 CMP로 나타나 12% TCA침전법은 감성유청분말로 부터 CMP를 분리하는 효과적인 방법임을 알 수 있었다. 트립신을 pore glass beads에 carbodiimide (EDC) 방법으로 amide결합에 의해 고정화시켰으며 고정화된 트립신의 양은 1 g glass beads당 20 mg이었다. 수용성 트립신에 의한 CMP 가수분해는 24시간이 지나면 거의 완료되었으며 고정화 트립신은 24시간이 지난 후에도 가수분해가 진행되고 있었다. 가수분해물을 Bio-Gel P4 column에 의해 분획한 후 혈소판 응집 저해작용을 측정한 결과 고정화 트립신에 의해 24시간 가수분해시킨 CMP 분해물이 가장 높은 혈소판 응집 억제능을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1629-1630
• /
• 2006

This paper describes a micro total analysis system ($\mu$ TAS) for detecting and digesting the target protein which includes a bead based temperature controllable microchip and computer based controllers for temperature and valve actuation. We firstly combined the temperature control function with a bead based microchip and realized the on-chip sequential reactions using two kinds of beads. The PEG-grafted bead, on which RNA aptamer was immobilized, was used for capturing and releasing the target protein. The target protein can be chosen by the type of RNA aptamer. In this paper, we used the RNA aptamer of HCV replicase. The trypsin coated bead was used for digesting the released protein prior to the matrix assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometer (MALDI TOF MS). Heat is applied for release of the captured protein binding on the bead, thermal denaturation and trypsin digestion. PDMS microchannel and PDMS micro pneumatic valves were also combined for the small volume liquid handling. The entire procedures for the detection and the digestion of the target protein were successfully carried out on a microchip without any other chemical treatment or off-chip handling using $20\;{\mu}l$ protein mixture within 20 min. We could acquire six matched peaks (7% sequence coverage) of HCV replicase.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
• /
• 한국안전학회 1998년도 춘계 학술논문발표회 논문집
• /
• pp.153-158
• /
• 1998

산업발달과 더불어 우리의 일상 생활과 밀접한 관계를 갖게된 각종 중금속은 직접적으로는 직업병을 유발함음 물론 간접적으로는 식품류, 수질, 대기 및 토양 등을 오염시켜 만성적 혹은 급성적로 인체에 피해를 가져온다. 이와 관련해서 특히 문제시되는 중금속류로는 납, 카드뮴, 수은, 니켈, 크롬, 비소 등이 있다. 이중에서도 카드뮴에 의한 중독은 대표적인 예의 하나이다. (중략)

• KSBB Journal
• /
• 제11권5호
• /
• pp.577-585
• /
• 1996

본 연구에서는 페놀 분해 능력이 있는 활성슬러지 를 광경화성 수지에 포괄 고정화하여 페놀 분해에 미치는 영향인자에 대하여 조사 검토하였다. 고정화 활성슬러지의 경우 free 활성슬러지 보다 넓은 pH 범위에서 페놀 분해 상대활성도가 높게 나 타났￡며, 고정화비드 직경이 작을수록 페놀분해 시 간이 짧았다. 페놀농도 2000 mg/L까지는 free 활 성슬러지의 분해시간이 짧았으나, 3000 mg/L에서 는 고정화 활성슬러지의 분해능이 높았다. 고정화비 드 주입량에 따른 페놀 분해성은 반융기 내에 주입 된 고정화비드양에 정비례 하지는 않았으나 주입량 이 많을수록 페놀 처리율이 높았다. 고정화 활성슬 러지의 반융에서는 반복샤용 7회 이상일 때의 상대 활성도는 처음의 약 8배 정도 증가하였다. 고정화 활성슬러지를 합성폐수 또는 증류수에서 진탕 또는 정지상태로 20일간 보관한 후에는 700 mg/L의 페놀이 24시간 후면 거의 분해되었으며, 증 류수에 정지된 상태로, 40일간 보관한 후에는 마찬가지로 24시간 후에 96.7 % 이상이 분해되었다. 또 한 고정화 활성슬러지를 합성폐수에서 호기적으로 보존하면 80일간 보존이 가능하였다. 고정화 활성슬러지를 사용한 연속처리에서는 용적 부하 5.59 kg-phenol/m3.d에서 95 % 이상의 페놀 이 제거되었으며, 연속실험에서 페놀제거 효율이 95 % 이상일 때 처리성척을 비교해보면, 고정화 활성 슬러지 빛 free 활성슬러지 용척부하는 각각 7.46, 3 3.72 kg-phenol/m3.day로써 고정화 활성슬러지가 2배 더 높은 부하에서 처리가 가능하였다.