• 제목/요약/키워드: phosphate limitation

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장기자료 분석과 생물검정실험을 이용한 천수만과 태안해역의 제한영양염 평가 (Evaluating Limiting Nutrients through Long-term Data Analyses and Bioassay Experiments in Cheonsu Bay and Taean Sea)

  • 김진현;정원옥;신용식;정병관
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.459-468
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    • 2022
  • 천수만과 태안해역의 제한영양염을 평가하기 위해 장기자료 분석과 생물검정실험을 진행하였다. 우선 잠재적인 제한영양염을 평가하기 위해 국가수질측정망에서 제공되는 2004~2016년 동안의 장기 영양염 자료를 이용하였다. 장기자료의 DIN/DIP를 분석한 결과 대부분 16이하로 N 제한이 우세하였지만 N, P, Si의 농도비를 이용한 분석에서는 하계와 추계에는 N 제한이 우세하였고, 동계와 춘계에는 해역에 따라 일부 Si 제한을 보이거나 또는 제한이 나타나지 않았다. 생물검정실험 시 채집된 현장수의 영양염 분석결과, DIN/DIP는 3월과 5월에 모든 정점에서 P 제한을 나타냈고, 7월과 10월에는 N 제한이 우세하였다. N, P, Si의 농도비를 이용한 분석에서 3월과 5월은 P와 Si 제한을 보이거나 제한영양염이 나타나지 않은 정점이 존재하였으나 7월과 10월에는 N 제한이 우세하였다. 실질적인 제한영양염을 평가하기 위해 수행된 생물검정실험 결과 3월에는 특정 제한영양염이 나타나지 않았으나, 5월, 7월 10월에는 NH4+와 NO3-가 반응을 보임으로서 이 시기에는 N이 식물플랑크톤 성장에 직접 관여하는 실질적인 제한영양염임을 확인하였다.

팔당호의 생태학적 연구 4. 경안천 하류의 영양염 및 입자태 유기물 거동과 식물플랑크톤의 천이 (Ecological Studies on Pal'tang River-Reservoir System in Korea. 4. Dynamics on Inorganic nutrients, POM and Phytoplankton Succession in the Lower Stream Kyungan)

  • 홍성수;어윤열;한명수
    • 생태와환경
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    • 제35권1호통권97호
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    • pp.1-9
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    • 2002
  • 팔당호 지류인 경안천의 입자태 및 무기 영양염의 동태와 이들이 식물플랑크톤의 군집구조의 천이에 미치는 영향을 규명하기 위하여 1993년 8월 18일부터 11월 13일까지 주 1회의 조사를 14주 동안에 걸쳐서 수행하였다. 질산성 질산염은 조사기간 중 항상 풍부하였고 인산염과 규산염은 갈수기에 급격히 감소하는 경향을 보였다. Chlorophyll a의 값은 1993년 8월 21일 $90.6\;{\mu}g/l$로 최대 값이 관찰되었으며 10월 중순 이후부터는 $15{\sim}16\;{\mu}g/l$을 유지하였다. 입자태 유기탄소와 입자태 유기질소는 매우 풍부한데 비해, 입자태 유기인의 농도는 최저$0.3\;{\mu}g\; atm/l$의 낮은 능도 분포를 보였으며, 입자태 유기탄소 및 유기질소의 변화양상은 chlorophyll a의 변차양상과 잘 일치하였으며, 이것은 입자태 유기탄소 및 질소는 식물플랑크톤의 성장에 의한 내생적 공급에 의함을 의미한다. 이와는 반대로 경안천의 인의 공급은 외부로부터 공급되고 있으며, 항상 인산염이 식물플랑크톤의 제한인자로 작용하지만, 때때로 낮은 Si/P ratio을 나타내어 규산염의 고갈 현상이 관찰되었다. 이 결과는 때로는 식물플랑크톤의 성장에 인산염 보다는 규산염이 제한 인자로 작용한다는 것을 암시한다. 인산염이 제한 인자로 작용하는 시기에는 규조류가 우점하고 있었으며, 규산염이 제한인자로 작용하는 시기 (9월 $11{\sim}18$일, 10월 $2{\sim}16$일)에는 남조류와 녹조류가 우점 하였다. 특히, 남조류 중에서 Anabaena, Microcystis및 Oscillatoria가 우점종으로 출현하였다.

영양원의 제한에 의한 수돗물에서의 세균재증식능 억제 (Controlling Bacterial Regrowth Potential by the Limitation of Nutrients in Drinking Water)

  • 오정우
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.431-437
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    • 2005
  • 본 연구에서는, 충족농도를 기준으로 영양원를 제한한 경우와 탄소원 및 질소원이 각각 두 종류씩 혼재되어 있는 경우에 대해, 수돗물 토착세균 및 Pseudomonas fluorescence P17을 접종균으로 한 BRP법을 이용하여 세균의 재증식 특성을 연구하였다. 세균재증식능은 영양원의 제한에 의해 억제되는 것으로 나타났으며, 두가지 이상의 영양원이 동시에 제한된 경우, 세균재증식능의 억제가 더욱 증가되는 상승효과를 관찰할 수 있었다. 특히 제한된 영양원에 인이 포함되어 있는 경우, 상대적으로 더욱 낮은 세균재증식능을 나타내고 있었다. 그러나 $NO_3^-$-N에 대해서는 농도가 증가할수록 세균재증식능이 감소하는 것으로 나타났다. 탄소원으로써 Glucose 및 Acetate 질소원으로 $NH_4^$-N 및 $NO_3^-$-N가 혼재되어 있는 경우를 대상으로 세균의 재증식 특성을 조사한 결과, 탄소원에 대해서는 Glucose 및 Acetate가 혼재되어 있는 경우가 각각의 탄소원을 단독으로 주입했을 경우보다 세균재증식능이 높게 나타났다. 또한 질소원에 대해서는 $NH_4^+$-N의 주입비율이 높아짐에 따라 세균재증식능이 증가하는 것으로 나타났다.

Expressed Protein Ligation of 5-Enolpyruvylshikimate-3-phosphate (EPSP) Synthase: An Application to a Protein Expressed as an Inclusion Body

  • Kim, Hak-Jun;Shin, Hee-Jae;Kim, Hyun-Woo;Kang, Sung-Ho;Kim, Young-Tae
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제28권12호
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    • pp.2303-2309
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    • 2007
  • Expressed protein ligation (EPL) technique, joining recombinantly expressed proteins to polypeptides, has been widely adopted for addressing various biological questions and for drug discovery. However, joining two recombinant proteins together is sometimes difficult when proteins are expressed insoluble and unrefoldable, because ligation-active proteins via intein-fusion are obtainable when they are folded correctly. We overcame this limitation coexpressing target protein with additional methionine aminopeptidase (MAP) which enhances removal of the initiation methionine of recombinantly expressed protein. Our approach demonstrated that two domains of 46 kDa 5-Enolpyruvylshikimate-3-phosphate (EPSP) synthase, a target of herbicide glyphosate, were successfully joined by native chemical ligation, although its C-terminal domain was expressed as an inclusion body. The intein-fused N-terminal fragment of EPSP synthase (EPSPSN, residues 1-237) was expressed and the ligation-active thioester tagged N-terminal fragment (EPSPSN-thioester) was purified using a chitin affinity chromatography and mercapto-ethanesulphonate (MESNA) as intein thiolysis reagent. Its Cterminal fragment (EPSPSC, residues Met237-238CYS-427), expressed as an inclusion body, was prepared from an additional MAP-expressing strain. Protein ligation was initiated by mixing ~1 mM of EPSPSN-thioester with ~2 mM of EPSPSCCYS (residues 238CYS-427). Also we found that addition of 2% thiophenol increased the ligation efficiency via thiol exchange. The ligation efficiency was ~85%. The ligated full-length EPSP synthase was dissolved in 6 M GdHCl and refolded. Circular dichroism (CD) and enzyme activity assay of the purified protein showed that the ligated enzyme has distinct secondary structure and ~115% specific activity compared to those of wild-type EPSP synthase. This work demonstrates rare example of EPL between two recombinantly expressed proteins and also provides hands-on protein engineering protocol for large proteins.

Binding Subsites In the Active Site of $Zn^{2+}$-Glycerophosphocholine Cholinephosphodiesterase

  • Sok, Dai-Eun;Kim, Mee-Ree
    • BMB Reports
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    • 제28권2호
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    • pp.94-99
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    • 1995
  • The properties of binding sites in the active site of $Zn^{2+}$-glycerophosphocholine cholinephosphodiesterase were examined using substrates and inhibitors of the enzyme. Phosphodiesterase hydrolyzed p-nitrophenylphosphocholine, p-aminophenylphosphocholine, and glycerophosphocholine, but did not hydrolyze either acylated glycerophosphocholine or bis (p-nitrophenyl)phosphate, suggesting a size limitation for interaction with a glyceryl moiety-binding subsite. The hydrolysis of p-nitrophenylphosphocholine was competitively inhibited by glycerophosphocholine and p-aminophenylphosphocholine, while glycerophosphoethanolamine was a weak inhibitor. The enzyme was also inhibited by choline, but not by ethanolamine. Thiocholine, a much more potent inhibitor than choline, was more inhibitory than cysteamine, suggesting a strict specificity of an anionic subsite adjacent to a $Zn^{2+}$ subsite. Of all oxyanions tested, the tellurite ion was found to strongly inhibit the enzyme by binding to a $Zn^{2+}$ subsite. The inhibitory role of tellurite was synergistically enhanced by tetraalkylammonium salts, but not by glycerol. Deactivation of the enzyme by diethylpyrocarbonate was partially protected by choline, but not by glycerophosphate. It is suggested that the active site of phosphodiesterase contains three binding subsites.

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Production of Extracellular Water Insoluble ${\beta}-1,3-Glucan$ (Curdlan) from Bacillus sp. SNC07

  • Gummadi, Sathyanarayana N.;Kumar, Kislay
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제10권6호
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    • pp.546-551
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    • 2005
  • [ ${\beta}-1,3-Glucan$ ] (curdlan) is a water-insoluble polysaccharide composed exclusively of ${\beta}-1,3\;linked$ glucose residues. Extracellular curdlan was mostly synthesized by Agrobacterium species and Alcaligenes faecalis under nitrogen-limiting conditions. In this study, we screened the microorganisms capable of producing extracellular curdlan from soil samples. For the first time, we reported Gram-positive bacterium Bacillus sp. SNC 107 capable of producing extracellular curdlan in appreciable amounts. The effect of different carbon sources on curdlan production was studied and found that the yield of curdlan was more when glucose was used as carbon source. It was also found that maximum production was achieved when the initial concentration of ammonium and phosphate in the medium was 0.5 and 1.9 g/L respectively. In this study the curdlan production was increased from 3 to 7g/L in shake flask cultures.

감마선을 이용한 아크릴산이 도입된 골조직공학용 PCL/BCP 나노섬유 지지체의 개발 (Development of Acrylic Acid Grafted Polycaprolactone (PCL)/Biphasic Calcium Phosphate (BCP) Nanofibers for Bone Tissue Engineering Using Gamma-Irradiation)

  • 정진오;정성린;신영민;박종석;권희정;안성준;허중보;신흥수;임윤묵
    • 폴리머
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    • 제39권3호
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    • pp.418-425
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    • 2015
  • Polycaprolactone(PCL)과 biphasic calcium phosphate(BCP)는 생체적합성 및 골 형성 촉진 등으로 인해 정형외과 소재로 사용되고 있다. 하지만, PCL은 표면이 소수성으로 인해 세포의 부착 및 증식에 제한적이기 때문에 이를 극복하기 위해 본 연구에서는 감마선을 이용하여 골 재생을 위한 친수성이 향상된 PCL/BCP 나노섬유를 제조하였다. 나노섬유는 전기방사를 통해 제작했으며, 감마선을 이용하여 acrylic acid(AAc)를 도입하였다. SEM을 통해 나노섬유 표면을 확인하였고, AAc가 도입된 나노섬유 위에서 MG63의 초기 생존율이 현저히 증가한 것을 확인하였다. 알칼리성 포스파테이즈 활성은 $1.239{\pm}0.226nmole/{\mu}g/min$으로 개질되지 않은 나노섬유($0.590{\pm}0.286nmole/{\mu}g/min$) 보다 증가하였다. 따라서, AAc가 도입된 PCL/BCP 나노섬유는 골조직 재생에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

팽창진주암 무기복합재에서의 단열성능 및 열크랙 방지에 관한 연구 (A Study on Thermal Insulation Property and Thermal Crack Protection for Expanded Perlite Inorganic Composites)

  • 안원술
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.3286-3291
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    • 2014
  • $400^{\circ}C$의 고온에서 사용할 수 있는 무기단열재를 개발하기 위한 기초 연구로서 물유리(waterglass)를 바인더로 사용하여 제조한 팽창진주암(expanded perlite) 무기복합재의 단열성과 열 충격에 의한 크랙 방지에 관한 연구를 진행하였다. 정량된 팽창진주암 미세분말과 물유리를 혼합한 반죽을 몰드에 넣고 하루 동안 안정화시킨 후에 $150^{\circ}C$ 오븐에서 완전히 건조하여 샘플을 제작하였다. 인산알미늄(aluminum phosphate)와 마이카(mica)분말이 각각 반응촉진제와 열 충격 방지제로 사용되었다. 특히 마이카 분말이 도입된 샘플은 $500^{\circ}C$ 고온에서도 열에 의한 크랙 발생이 일어나지 않았으며, 샘플의 단열성은 팽창진주암의 혼합비율이 높아질수록 향상됨을 보여주었으며, 중량비로 물유리/perlite/mica/Al phosphate=100/200/10/1.5의 조성비를 같는 샘플은 $500^{\circ}C$에서 약 0.09W/mK의 열전도도를 나타내는 우수한 단열 특성을 나타내었다. 그러나 나트륨 실리케이트(sodium silicate)가 주성분인 물유리 바인더의 열적 특성으로 인하여 $600^{\circ}C$이상의 온도에서는 심한 치수변형을 발생시켜 실제 사용상의 온도 제한성을 보여 주었다.

Bone apposition on implants coated with calcium phosphate by ion beam assisted deposition in oversized drilled sockets: a histologic and histometric analysis in dogs

  • Kim, Min-Soo;Jung, Ui-Won;Kim, Sungtae;Lee, Jung-Seok;Lee, In-Seop;Choi, Seong-Ho
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제43권1호
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    • pp.18-23
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    • 2013
  • Purpose: The purpose of this study was to evaluate the osseointegration of calcium phosphate (CaP)-coated implants by ion beam assisted deposition with a lack of primary stability. Methods: A total of 20 CaP-coated implants were bilaterally placed in the mandible of five dogs. In the rotational implant group, the implants were inserted in oversized drilled sockets without mechanical engagement, while the conventional surgical protocol was followed in the control group. Each group was allowed to heal for 4 and 8 weeks. The bone-to-implant contact (BIC, %) was measured by a histometric analysis. Results: All of the implants were well-maintained and healing was uneventful. In the histologic observation, all of the implants tested were successfully osseointegrated with a high level of BIC at both observation intervals. There was no significant difference in BIC among any of the groups. Conclusions: Within the limitation of this study, successful osseointegration of CaP-coated implants could be achieved in unfavorable conditions without primary stability.

Differential Stringent Responses of Streptomyces coelicolor M600 to Starvation of Specific Nutrients

  • Ryu, Yong-Gu;Kim, Eun-Sook;Kim, Dae-Wi;Kim, Sung-Keun;Lee, Kye-Joon
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제17권2호
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    • pp.305-312
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    • 2007
  • This study focused on the involvement of the unusual nucleotide (p)ppGpp, a stringent factor, during the morphological and physiological differentiation of Streptomyces coelicolor. Two genes, relA and rshA, were disrupted to demonstrate the roles of the stringent factor in the differentiation. The intracellular concentration of (p)ppGpp in the wild-type (M600) and disrupted mutants was measured in relation to the intentional starvation of a specific nutrient, such as carbon, nitrogen, and phosphate or the in situ depletion of nutrients in a batch culture. As a result, it was found that the morphological characteristic of the ${\Delta}relA$ mutant was a bld phenotype forming condensed mycelia, whereas the ${\Delta}rshA$ mutant grew fast-forming spores and straightforward mycelia. In both mutants, the production of actinorhodin (Act) was completely abolished, yet the undecylprodigiosin (Red) production was increased. Intracellular (p)ppGpp was detected in the ${\Delta}relA$ mutant in the case of limited phosphate, yet not with limited carbon or nitrogen sources. In contrast, (p)ppGpp was produced in the ${\Delta}rshA$ mutant under limited carbon and nitrogen conditions. Therefore, (p)ppGpp in S. coelicolor was found to be selectively regulated by either the RelA or RshA protein, which was differentially expressed in response to the specific nutrient limitation. These results were also supported by the in situ ppGpp production during a batch culture. Furthermore, it is suggested that RelA and RshA are bifunctional proteins that possess the ability to both synthesize and hydrolyze (p)ppGpp.