• 제목/요약/키워드: 셀룰로스 분해미생물

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음식쓰레기의 실험실 규모 퇴비화에서 셀룰로스 분해에 대한 퇴비 식종효과 (The Compost Inoculation Effect on the Cellulose Degradation in Bench-scale Composting of Food Waste and Paper Mixture)

  • 신항식;정연구;황응주
    • 유기물자원화
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    • 제6권1호
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    • pp.21-30
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    • 1998
  • 음식 쓰레기와 종이류의 혼합퇴비화에서 퇴비 식종 효과는 온도 변화, pH, 이산화탄소 발생량, 암모니아 발생 속도 등으로 판단하여 볼 때 유기성 질소를 비롯한 유기물의 분해를 퇴비화초기 단계에서는 촉진하는 것으로 나타났다. 하지만 이러한 퇴비식종이 최종적으로 유기물 분해율이나 질소 손실량에는 영향을 주지 않았다. 또한 퇴비를 식종함으로써 초기 고온 단계의 셀룰로스 분해가 촉진되었으며 건조 중량으로 25% 식종은 초기에 충분한 양의 셀룰로스 분해 미생물을 공급하는 것으로 나타났다. 아울러 퇴비 식종량이 증가함에 따라 초기 단계의 셀룰로스 분해 효소 활성도가 높았으며, 단시간에 최대값으로 증가하는 경향을 보였다. 그러나 최대 셀룰로스 분해효소의 활성도 유지기간이나 최대값은 대체로 비슷하였다. 또한 최종적인 셀룰로스 분해율도 비슷하여 퇴비 식종효과는 셀룰로스의 빠른 분해에 제한되며, 셀룰로스의 전반적인 분해도 향상에는 기여하지 못하는 것으로 판단된다.

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수송시스템에서 고려중인 폐기물모듈 사용시 기체발생에 미치는 영향평가

  • 조찬희;김창락;이명찬
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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    • pp.583-588
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    • 1996
  • 방사성폐기물 처분후 처분장에서는 금속의 부시, 셀룰로스의 미생물분해, 방사선에 의한 분해등으로 인하여 기체가 발생하게 된다. 이 논문에서는 저준위 폐기물 수송시스템에서 고려하고 있는 폐기물모듈 개념중 6-Pack 모듈을 사용하여 치분할 때 기체발생에 미치는 영향을 평가하여 보았다. 계산은 방사성폐기물 처분장에 대한 초기 건설용량으로 고려중이었던 10만드럼 용량의 처분장을 기준으로 수행하였다. 평가결과, 6-Pack 모듈을 사용하여 처분할 때 6-pack 모듈을 사용하지 않고 처분하는 경우에 비해 H$_2$의 발생량은 1.4배 정도 증가하며, $CO_2$, CH$_4$ 등에 있어서는 영향이 거의 없는 것으로 나타났다.

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저준위 방사성폐기물 처분장에서의 기체 발생 평가 (Assessment of Gas Generation in Underground Repository of Low-Level Waste)

  • Cho, Chan-Hee;Kim, Chang-Lak;Lee, Myung-Chan;Park, Heui-Joo
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제28권1호
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    • pp.79-92
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    • 1996
  • 방사성폐기물 처분후 처분장내에서는 금속의 부식과 셀룰로스 물질의 미생물 분해에 의한 기체가 발생하게 된다. 이 논문에서는 금속부식과 미생물 분해에 의해 발생되는 기체의 발생률을 예측하는 수학적 모델을 검토하고, 그로부터 저준위 방사성폐기물 처분장에 대한 기체 발생률을 예측하여 보았다. 금속성 물질의 부식은 3단계로 일어나며 그중 마지막 단계에서 H$_2$가 발생하게 된다. 셀룰로스 물질의 미생물 분해는 8가지 형태의 박테리아에 의해 일어나는 화학반응에 따라H$_2$, $CO_2$, CH$_4$등이 발생하게 되는데 이는 처분장내의 pH 및 몇몇 화학종의 농도에 따라 반응률이 결정되게 된다. 이 논문에서는 처분후 약10,000년 동안 발생되는 주요 기체의 발생률 및 누적발생 량을 예측하여 보았다. 평가 결과, 중저준위 방사성폐기물 처분장내에서 발생되는 기체는 H$_2$가 가장 많이 발생되는 것을 알 수 있었다.

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금강 하구둑 인근에서 미생물군집의 특성 (Characteristics of Heterotrophic Bacterial Population in the Artificial Lake Geumgang Near Estuary Barrage)

  • 배명숙;박석환;최강국;이근광;이건형
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제28권3호
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    • pp.129-134
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    • 2005
  • 금강호에서 이화학적 수질과 미생물학적 수질을 월별로 측정하고, 조시기간 중 분리된 60균주에 대하여 16S rDNA를 증폭하고 부분석인 염기 서열 분석을 통하여 계통분류학적 분석을 하였다. 측정 결과 조사기간 중 수온은 $2\sim30.8^{\circ}C$, pH $3.9\sim9.14$, DO는 $5.04\sim14.95\;mg\;l^{-1}$의 범주에서 변화하였다. BOD와 무기영양염류($NH_4$-N, $NO_2$-N, $NO_3$-N, $PO_4$-P)의 농도는 금강 중류지역에 비해 비교적 낮은 값을 나타냈다. 종속영양세균과 총대장균군의 균체수 변화는 각각 $4.1{\pm}1.0{\times}10^2\sim6.7{\pm}1.1\times10^3\;cfu\;ml^{-1}$$0{\sim}2.3{\pm}0.6{\times}10^2\;cfu\;ml^{-1}$의 범주에서 변화하였다. 생리적 특성균으로 단백질 분해 세균, 전분 분해 세균, 지방분해 세균 및 셀룰로스 분해 세균의 분포를 측정하였다. 조사기간 중 셀룰로스 분해 세균이 다른 생리적 특성균에 비해 비교적 높은 값을 나타냈다. 분리된 60 균주는 16S rDNA 분석 결과 우점속은 Pseudomonas 속 20 균주로 나타났다.

해양미생물 Cellulophga sp. J9-3이 생산하는 베타-아가레이즈의 분리 및 생화학적 특성 (Purification and Biochemical Characterization of β-agarase Produced by Marine Microorganism Cellulophga sp. J9-3)

  • 김다솜;김종희;지원재
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.329-336
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    • 2021
  • Cellulophga sp. J9-3은 셀룰로스 분해능력을 갖으며, Flavobacteriaceae 과에 속하는 그람-음성 호기성 해양 세균이다. 또한, J9-3 균주는 고체 및 액체 배지에서 한천을 가수 분해 할 수 있으며, 배지에 첨가한 아가로스(agarose)에 의해 아가레이즈(agarase)의 생산이 현저하게 유도되는 특성을 보였다. Cellulophga sp. J9-3의 세포 배양액으로부터, 황산암모늄 침전 및 3 단계의 컬럼 크로마토그래피를 연속적으로 수행하여, 한 개의 agarase 단백질, AgaJ93을 순수하게 정제하였다. 정제된 AgaJ93은 아가로스에 대한 분해 활성이 가장 강하였으며, starch에 대해서도 아가로스 대비 약 22% 정도의 분해 활성을 나타냈다. AgaJ93은 아가로스를 분해하여 사이즈가 큰 올리고당 중간체를 경유하여, 최종산물로 네오아가로테트라오스와 네오아가로헥사오스까지 분해함을 확인하였으며, 이는 AgaJ93이 endo-type β-아가레이즈 임을 의미한다. AgaJ93은 pH 7.0, 35℃에서 최대 활성을 나타냈고, Co2+ 이온에 의해 6배 이상의 활성증가를 보였다. AgaJ93의 N-terminal sequence 분석 결과, AgaJ93은 Cellulophaga sp. W5C의 내열성 endo-type β-아가레이즈 Aga2와 82%의 상동성을 보였으나, 두 효소의 생화학적 특성이 달랐다. 따라서, AgaJ93은 기존에 보고된 β-아가레이즈 들과는 다른 신규의 아가레이즈 일 것으로 예상된다.

셀룰로스분해 신규 해양미생물 Seonamhaeicola sp. S2-3의 분리 및 동정 (Isolation and Characterization of a New Cellulase-producing Marine Bacterium, Seonamhaeicola sp. S2-3)

  • 김다솜;지원재
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.539-546
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    • 2020
  • A cellulolytic bacterial strain, S2-3, was isolated from sea water collected in Jeju island, Republic of Korea. The strain was aerobic and gram negative, and formed yellow colored colonies on marine agar medium. S2-3 cells were long rod-shaped, 0.5 × 0.25 ㎛ (width x length) in size, and did not have flagella. The optimal growth conditions for S2-3 were 30-35℃ and pH 6.5-7.0. Analysis of the 16S rRNA gene sequence of S2-3 revealed that it had the highest identity with those of Seonamhaeicola algicola Gy8 (97.08%), Hyunsoonleella udonensis JG48 (95.01%), and Aestuariibaculum scopimerae I-15 (94.86%). In phylogenetic analysis, S2-3 formed the same clade as S. algicola Gy8, implying that S2-3 belongs to the genus Seonamhaeicola. The major fatty acids (>10%) comprised C15:1 iso G (22.29%), C15:0 iso (17.71%), C17:0 iso 3OH (16.06%), and C15:0 iso 3OH (10.7%), resulting in quite different ratio of the component from those of S. algicola Gy8. Moreover, its biochemical characteristics, including acid production and enzyme activities, were different from those of S. algicola Gy8. Therefore, putting all these results together, we concluded S2-3 is distinct species from S. algicola Gy8, and thus named it Seonamhaeicola sp. S2-3. In liquid culture, S2-3 produced extracellular cellulases that can hydrolyze cellulose or cellooligosaccharides into cellobiose, which is a good enzyme resource that deserves further research.

Cellulosimicrobium sp. YB-43의 mannanase B 유전자 클로닝과 특성 분석 (Molecular cloning and characterization of β-mannanase B from Cellulosimicrobium sp. YB-43)

  • 윤기홍
    • 미생물학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.336-343
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    • 2016
  • 두 종류의 mannanases를 생산하는 Cellulosimicrobium sp. YB-43로부터 mannanase 유전자를 클로닝하고 그 염기서열을 결정하였다. Mannanase 유전자는 manB로 명명되었으며, 427 아미노 잔기로 구성된 단백질을 코드하는 1,284개 염기로 구성되었다. ManB는 추론된 아미노산 배열에 근거해서 glycosyl hydrolase family 5에 속하는 mannanase와 상동성이 높은 활성영역과 함께 2개의 탄수화물 결합영역을 포함하고 있는 다영역 효소로 확인되었다. Cellulosimicrobium sp. YB-43의 manB 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액으로부터 정제된 ManB의 아미노 말단 배열이 QGASAASDG로 결정되었으며 이는 SignalP4.1 server로 그람 음성균을 기준으로 예측된 signal peptide의 결과와 정확하기 일치하였다. 정제된 ManB의 최적 반응조건은 $55^{\circ}C$와 pH 6.5-7.0이며 locust bean gum (LBG), konjac과 guar gum을 가수분해 하였으며, 셀룰로스, 자일란, 전분과 para-nitrophenyl-${\beta}$-mannopyranoside에 대해서는 분해활성이 없었다. ManB의 활성은 $Mg^{2+}$, $K^+$$Na^+$에 의해 약간 저해되었으며 $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Mn^{2+}$과 SDS에 의해서는 크게 저해되었다. 또한 이 효소는 mannobiose 보다 큰 중합도를 갖는 만노올리고당을 가수분해하였으며, LBG와 만노올리고당을 가수분해하였을 때 mannobiose가 가장 많은 양으로 생성되었다.

Paenibacillus woosongensis의 Xylanase 11B 유전자 클로닝과 특성분석 (Cloning and Characterization of Xylanase 11B Gene from Paenibacillus woosongensis)

  • 윤기홍
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.155-161
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    • 2017
  • Paenibacillus woosongensis의 유전체 부분 염기서열로부터 유추된 xylanase 유전자를 PCR 증폭하여 클로닝하고 염기서열을 결정하였다. 클로닝된 xylanase 유전자는 xyn11B로 명명되었으며, 356 아미노산으로 구성된 단백질을 코드하는 1,071 뉴클레오티드로 이루어졌다. Xyn11B의 아미노산 배열을 분석한 결과 glycosyl hydrolase family 11에 속하는 xylanase와 상동성이 높은 활성영역과 탄수화물 결합영역을 포함하고 있는 다영역 효소로 확인되었다. SignalP4.1 server로부터 아미노 말단의 26개 잔기가 signal peptide로 예측되었다. DEAE-Sepharose와 Phenyl-Separose 컬럼 크로마토그래피 과정을 통해 xyn11B 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액으로부터 Xyn11B를 부분 정제하였다. 부분 정제된 Xyn11B의 반응특성을 조사한 결과 pH 6.5와 $50^{\circ}C$에서 최대 반응활성을 보였고 birchwood xylan이나 oat spelt xylan보다 arabinoxylan에 대한 활성이 높았으며 셀룰로스, 만난과 para-nitrophenyl-${\beta}$-xylopyranoside에 대해서는 분해활성이 없었다. Xyn11B의 활성은 $Ca^{2+}$$Mg^{2+}$에 의해서는 약간 증가한 반면에 $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Mn^{2+}$에 의해서는 크게 저해되었고 SDS에 의해서 완전히 저해되었다.