• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권3호
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• pp.341-348
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• 2016

본 연구는 폐글리세롤을 탄소원으로 사용하여 생장저해 없이 아미노레블린산(ALA)을 생산하는 미생물 공정을 개발하는데 그 목적이 있다. 폐글리세롤이 첨가된 배지에서 ALA 생산균주(E. coli/pH-hemA)를 배양하여 얻은 세포밀도와 ALA 생산량은 순수 글리세롤이 첨가된 배지에서 얻은 값보다 각각 1.8배와 1.2배 낮았다. 트레할로스를 첨가(30 g/l 또는 100 g/l) 함에 따라 세포생장과 ALA 생산성이 향상되었다. otsBA를 공동 발현하는 엔지니어링 균주(E. coli/pH-hemA/pS-otsBA)를 제작하여 순수 또는 폐글리세롤이 첨가된 배지에서 그 성능을 평가하였다. 폐글리세롤이 함유된 배지에서 엔지니어링 균주의 세포생장 및 생산성을 향상시키기 위하여 IPTG의 최적 첨가농도 및 시기를 결정하였다. 지수생장 초기에 0.6 mM의 IPTG를 첨가한 배양에서 세포 생장과 ALA 생산량이 최대치를 나타내었다. 이때 얻은 OD₆₀₀(세포 밀도)와 ALA 농도는 각각 16과 2,121 mg/l였는데, 이는 순수 글리세롤이 첨가된 배지에서 얻은 생산량과 비슷한 값이다. 본 결과는 ALA 생산균주에서 트레할로스 생합성 오페론의 최적 공동 발현을 통해 폐글리세롤에 대한 저항성을 높임으로써 추가적인 전처리 없이 폐글리세롤을 탄소원으로 직접 사용할 수 있음을 보여준다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권4호
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• pp.497-503
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• 2016

전처리 폐글리세롤을 기질로 사용한 재조합 대장균 배양에서 트레할로스 생산성에 영향을 미치는 핵심 변수들을 도출하고 반응표면 분석법을 사용하여 트레할로스 생산을 극대화하기 위한 최적조건을 탐색하였다. $37^{\circ}C$에서 IPTG로 induction 하는 배양이 $27^{\circ}C$ 또는 induction 하지 않은 배양에 비하여 세포생장 및 트레할로스 생산성이 높았다. Box-Behnken design 실험계획법을 사용하여 배지중의 NaCl, 발리다마이신 및 IPTG의 농도를 최적화하였다. 통계분석결과 IPTG와 NaCl의 농도는 트레할로스 생산에 영향을 미쳤으나 발리다마신의 영향은 크지 않은 것으로 확인되었다. 등고선도 분석을 통해 298 mM NaCl이 첨가되고 0.1 mM의 IPTG로 induction되는 배양에서 가장 많은 양의 트레할로스가 생산되는 것으로 예측되었다. 최적화된 조건에서 생산 균주는 세포 밀도($OD_{600}$) $5.4{\pm}0.2$에서 $304{\pm}15mg/l$의 트레할로스를 생산하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권11호
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• pp.1560-1568
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• 2013

Salmonella, a main cause of foodborne diseases, encounters a variety of environmental stresses and overcomes the stresses by multiple resistance strategies. One of the general responses to hyperosmotic stress is to import or produce compatible solutes so that cells maintain fluid balance and protect proteins and lipids from denaturation. The ProP and ProU systems are the main transport systems for compatible solutes. The OsmU system, recently identified as a third osmoprotectant transport system, debilitates excessive growth as well by reducing production of trehalose. We studied a fourth putative osmoprotectant transport system, YehZYXW, with high sequence similarity with the OsmU system. A Salmonella strain lacking YehZ, a predicted substrate-binding protein, did not suffer from hyperosmolarity but rather grew more rapidly than the wild type regardless of glycine betaine, an osmoprotectant, suggesting that the YehZYXW system controls bacterial growth irrespective of transporting glycine betaine. However, the growth advantage of ${\Delta}yehZ$ was not attributable to an increase in OtsBA-mediated trehalose production, which is responsible for the outcompetition of the ${\Delta}osmU$ strain. Overexpressed YehZ in trans was capable of deaccelerating bacterial growth vice versa, supporting a role of YehZ in dampening growth. The expression of yehZ was increased in response to nutrient starvation, acidic pH, and the presence of glycine betaine under hyperosmotic stress. Identifying substrates for YehZ will help decipher the role of the YehZYXW system in regulating bacterial growth in response to environmental cues.