• KSBB Journal
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• 제24권6호
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• pp.508-514
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• 2009

국내 토양 미생물로부터 효과적인 카탈라제 생산 미생물을 이용하기 위하여 전라남도 벌교 토양 시료로부터 카탈라제 생산량이 높은 균주 (BKBChE-1, BKBChE-2, BKBChE-3)를 분리, 생화학 실험과 전자현미경을 통한 균주의 형태 관찰및 16S rDNA 유전자 서열분석 등을 통해 미생물을 동정하여 각각의 균주는 99% 이상의 상동성으로 Bacillaceae bacterium BKBChE-1, Bacillus sp. BKBChE-2, Bacillus flexus BKBChE-3로 명명하였다. 선별된 세 가지 균을 배양하여 얻은 카탈라제 효소의 온도와 pH 변화가 효소 활성에 미치는 영향을 조사하였다. 토양에서 분리한 세 가지 균주가 생산한 카탈라제 효소는 $60^{\circ}C$ 이상의 온도에서도 약 50% 가량의 활성을 유지, pH 7.0 이상의 알칼리 조건에서 pH가 증가함에 따라 활성이 증가하다 감소하는 경향을 보여 pH 13.0의 강한 염기 조건에서 약 20% 가량의 활성을 나타내는 것을 확인하였다. $4^{\circ}C$에서의 장기 저장 안정성 실험에서는 Bacillus flexus BKBChE-3이 생산한 카탈라제를 제외한 나머지 두 가지 미생물이 생산한 카탈라제 활성 실험의 경우 20일이 지난 후에도 40% 이상의 활성이 유지되는 것을 조사하였다. 상기 결과는 세 가지 미생물이 생산한 카탈라제가 생산량의 측면에서 Costa 등 [21]이 바실러스로부터 얻은 카탈라제 활성의 결과와 비교하여 높은 카탈라제 활성을 보일 뿐만 아니라, Yang 등 [9]이 곰팡이로부터 얻은 카탈라제의 pH 실험 결과와 비교하여 보다 높은 알칼리 조건에서도 안정하여 그 활성이 우수함을 확인하였다. 이들 결과를 근거로 고온의 호알칼리 과산화수소 제거 공정에서 분리한 미생물 사용이 가능할 것으로 기대된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제49권4호
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• pp.287-292
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• 2006

명조건과 암조건에서 카드뮴이 벼 유묘 뿌리와 줄기의 카탈라제 총 활성과 동위효소 발현에 미치는 영향을 조사하였다. 카드뮴을 처리하면 명조건과 암조건의 뿌리와 줄기에서 과산화수소 함량이 현저하게 증가하였다. 뿌리의 카탈라제 동위효소는 잎과는 서로 다른 조직 특이적 발현양상을 보여주었다. 또한 카드뮴을 처리하게 되면 명조건 뿌리는 암조건 뿌리와 카탈라제 동위효소의 발현 패턴에 차이를 보였다. 1 mM 카드뮴 처리에 의하여 명조건 뿌리의 카탈라제 총 활성은 약 16배 증가하였는데 이러한 활성증가는 동위효소 CAT1l과 CAT2의 증가에 의한 것이었다. 반면 암조건 뿌리의 카탈라제는 0.1mM 카드뮴에 의하여 약 3배 증가하였느나, 0.5와 1mM카드뮴에 의하여 오히려 효소활성이 감소하였다. 0.1mM카드뮴에 의한 효소활성 증가는 CAT1, CAT3, CAT4 동위효소의 활성 증가에 기인하였으나 카드뮴 농도를 더 높였을때 CAT2와 CAT4가 감소하였다. 대조군 잎에는 양극 동위효소인 CATc, 중성 동위효소인 CATn와 음극 동위효소인 CAT1가 존재하였다. 잎에서는 명조건과 암조건 모두에서 카드뮴을 처리하여도 카탈라제 활성과 동위효소 발현에 차이가 없었다. 이러한 결과들은 카드뮴에 의한 뿌리 카탈라제 효소의 발현변화는 빛에 의하여 조절되지만 잎 카탈라제의 발현은 빛에 의하여 조절되지 않음을 보여준다.

• KSBB Journal
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• 제18권3호
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• pp.186-189
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• 2003

본 연구는 Aspergillus niger 폐포자를 이용하여 과산화수소를 함유한 폐액처리용 효소제조 공정개발에 그 목표가 있다. 본 카탈라제 (catalase) 생산 공정은 미세여과(0.2 $\mu\textrm{m}$ microfiltration)와 한외여과 (300 KDa, 50 KDa, ultrafiltration)의 순차적인 막 여과 방식을 통하여 효소액을 회수하는 것을 특징으로 한다. 초기 폐포자와 완충액의 희석비는 1 : 5였으며 막분리 공정의 수율은 90% 이상이었다. 얻어진 카탈라제 용액의 최적 온도는 4$0^{\circ}C$, 최적 PH는 5-8 영역이었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제23권4호
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• pp.211-216
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• 2005

목적: all-trans retinoic acid (ATRA)는 뇌종양 세포의 증식억제효과가 있으며, ATRA와 방사선의 병용은 악성 뇌종양의 치료 효과를 증진시키는 방법이 될 수 있다. 그러나 ATRA에 의해 항산화효소가 증가되며 이로 인해 방사선에 의해 생성된 reactive oxygen species (ROS)가 제거된다면 방사선의 효과는 낮아질 수 있다. 본 연구에서는 ATRA에 의해 유도되는 카탈라제(catalase)에 의한 방사선감수성의 변화를 보고자하였다. 대상 및 방법: 백서 교종세포(36B10)을 대상으로 ATRA 및 ATRA의 화학적 억제제인 3-amino-1, 2, 4-triazole (ATZ) 와 병용하여 카탈라제 활성도, 방사선감수성 및 ROS의 변화를 측정하였다. 카탈라제 활성도는 $H_2O_2$의 소멸을 자외선 분광광도계로 측정하는 방법을 이용해 정량하였으며, 방사선감수성은 단일집락군형성능력으로, ROS 는 2, 7-dichlorofluorescein diacetate 를 분광광도계로 측정하였다. 결과: 카탈라제 활성도는 ATRA의 농도(10, 25, $50{\mu}M$)에 따라 증가하였다. ATRA ($10{\mu}M$)와 방사선(4 Gy)의 병용에 의해 생존분획은 상승적(supra-auditive)으로 감소하였으며, 이 감소된 생존분획은 ATZ 동시 투여에 의해 증가하였다. ATRA $10{\mu}M$ 또는 $25{\mu}M$을 48시간 처리 후 ROS는 대조군에 비해 각각 1.5배, 2배 증가하였고, 4 Gy와 ATRA의 병용군에서는 2.5배 증가하였다. ATRA와 방사선의 병용에 의해 증가된 ROS는 ATZ에 의해 감소되었다. 결론: ATRA에 의해 유도되는 카탈라제는 방사선감수성을 감소시키지 않으며, 오히려 ROS의 증가에 의해 방사선감수성을 상승시켰다. 따라서 ATRA와 방사선의 병용은 뇌종양의 치료에 유용한 방법이 될 수 있을 것으로 보인다.

• KSBB Journal
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• 제25권6호
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• pp.520-526
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• 2010

토양 미생물로부터 스크리닝한 미생물 중 카탈라제 생산량이 높은 세 가지 미생물 (Bacillaceae bacterium BKBChE-1, Bacillus sp. BKBChE-2와 Bacillus flexus BKBChE-3)을 배양하여 얻은 카탈라제 효소가 과산화수소를 분해하는 것을 확인하고, 미생물 균체를 천연제올라이트에 정전기적 흡착법으로 고정하였다. 주사전자 현미경을 통해 각각의 미생물이 지지체에 잘 흡착된 것이 관찰되었고, 10.5 mM의 과산화수소를 1시간 이내에 완전히 분해되는 것을 확인하였다. 과산화수소 분해 속도가 가장 빠른 Bacillus flexus BKBChE-3은 온도와 pH 영향성 실험을 통해 고온과 pH 10 이상의 강알칼리 조건에서도 30일 이후까지 미생물이 생존하는 것을 관찰하였다. 또한 고정화된 미생물의 경우 온도 $25-40^{\circ}C$, pH 7-10의 조건에서 생균수가 계속하여 증가하는 것을 확인하였다. 본 실험을 통해 Bacillus flexus BKBChE-3이 생산한 카탈라제 효소 뿐만 아니라 고정화된 균체도 과산화수소의 제거에 효과적임을 확인할 수 있었다. 이들 결과로부터 미생물 발효를 통해 생산된 효소의 생산량 증가와 미생물 개체 수 증가를 이용하여 산업폐수에 적용하면, 과산화수소의 제거 효율을 높이고 균체 재활용을 통한 공정비용을 절감할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한화학회지
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• 제43권2호
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• pp.245-248
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• 1999

• 미생물학회지
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• 제40권2호
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• pp.115-120
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• 2004

시안세균(Anabaena cylindrica)의 생장을 효과적으로 억제하는 세균을 분리하여 NG-2로 구분하였다. 이 세균은 그람 음성의 막대형 세균으로서 1.3∼$1.8{\times}0.35{\mu}m$ 정도의 크기를 보였으며, 카탈라제와 옥시다제 양성 반응을 나타내었고, 35∼$40^{\circ}C$아 pH 9.0의 적정생장 조건을 보였다. A.cylindrica의 NG-2를 JM 배지에서 혼합배양할 경우 두 미생물군은 서로 반비례적으로 성장하였으며, 24시간 이내에 A. cylindrica의 영양세포가 거의 완전히 소멸하였다. NG-2는 빛이 있는 조건에서만 효과적으로 A. cylindrica를 분해하였는데, 이는 NG-2의 A. cylindrica 분해활성이 숙주의 광합성 작용에 매우 의존적임을 의미한다. 분리세균의 A. cylindlica 분해작용을 현미경으로 관찰한 결과 NG-2는 숙주세포에 부착하지 않고 배지 내에 산재한 상태에서 영양세포를 분해하였으며, 이형세포는 분해되지 않았다. 또한 영양세포의 세포벽이 분해되면 분해세균들이 filament 주위에 집중적으로 부착하는 콜로니를 형성함으로써 A. cylindrica를 완전히 분해하는 것이 확인되었다. A. cylindrica에 대한 NG-2의 분해활성은 인공배지 뿐만 아니라 강물에서도 유사한 결과를 나타내었다. 또한 발포 polystyrene 재질의 bead에 세균을 부착함으로써 A. cylindrica 분해 효율을 더 상승시킬 수 있었다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.94-94
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• 2012

섬유산업은 원가 경쟁력 향상과 산업 고도화에 필요한 미래형 저에너지 염색가공 핵심 기술을 통한 고부가가치 섬유제품의 창출과 섬유산업의 선진화달성에 꾸준히 노력을 해 왔다. 염색가공업의 에너지 소비는 섬유산업에서 염색가공업이 연료 사용량의 77%, 전기사용량의 54%를 차지하여 섬유산업의 에너지절감을 위해서는 염색가공 공정에서의 에너지 절감이 가장 중요하다. 국내 염색가공 분야의 4백여 업체를 대상으로 실시한 애로 기술에 관한 설문 조사결과에 따르면 염색공업의 에너지 절약형 구조로의 전환을 위해서 가장 시급히 요구되는 우선기술 1순위는 에너지절약형 염색가공 공정기술로 에너지 절감의 필요성을 반영하고 있다. 효소(Enzyme)가 섬유산업에 도입되기 시작한 것은 면섬유의 호발에 아밀라제가 사용되기 시작하면서 부터이며, 최근 유럽선진국들의 강화된 환경규제와 눈부신 바이오테크놀러지(Biotechnology)의 발전에 기인하여 섬유산업에서 관심과 적용이 확대되고 있다. 섬유산업에서 효소적용의 장점은 효소 그 자체가 자연산물이기 때문에 생분해 되고 중성에 가까운 pH에서 반응하므로 처리액이 환경문제를 일으키지 않으며, 기질특이성을 가져 매우 선택적으로 반응하여 부반응으로 인한 섬유의 손상을 최소화 하는 효과를 들 수 있으며, 무엇보다 소량 저온반응으로 인한 에너지절감이 가장 큰 장점이라 할 수 있다. 실제 섬유산업에서는 전분호제를 제거하는 아밀라아제, 데님워싱 및 면섬유의 후가공에 사용하는 셀룰라아제, 표백 후 잔류하는 과산화수소를 제거하는 카탈라제 등을 적용하는 사례가 많아지고 있으며, 이 밖의 다양한 공정에 효소 이용연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 그 동안 섬유 업체에서 직물의 표면 잔털을 제거하여 매끄러운 외관과 선명한 색상을 재현하기위해 후가공으로 셀룰라아제를 이용했던 공정을 개선하여, 효소를 이용한 정련-Bio polishing-염색의 3공정을 1욕처리를 통해 기존 단독으로 진행되어진 기존제품과의 중량, 외관, 색상재현성, 정련성 등을 비교하여 에너지 절약형 공정기술의 효과를 극대화 해보았다.

• 유기물자원화
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• 제3권1호
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• pp.21-34
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• 1995

음식물 쓰레기 퇴비화 장치에 사용하기 위한 미생물제제 개발을 목적으로 토양, 퇴비 등으로부터 고온균을 분리하여 그 생육 특성을 조사하였다. 분리한 81주 중에서 음식물 쓰레기를 분해시키는 전분 분해효소, 단백 분해효소, 지방 분해효소 및 섬유소 분해효소의 활성이 높은 20주를 분리하여 형태 및 생리적 특성을 조사한 결과 모두 그람 양성의 간균으로 카탈라제를 가지고 있었으며 17주는 포자 형성균으로 밝혀졌다. 이 균주들은 대부분 pH 5에서 pH 10까지 생육할 수 있었으며 8% NaCl이 함유된 배지에서도 성장하였다. 또한 각 효소의 생산 균주 그룹별로 생육에 미치는 영향을 조사한 결과 통기에 의해 생육이 크게 증가하였으며, $50^{\circ}C$ 이상 온도가 올라갈수록 생육이 저하되었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제22권4호
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• pp.280-287
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• 2004

목적: 본 연구는 방사선에 의한 간 손상에 대한 비타민 C의 보호 효과를 알아보기 위해서 시행되었다. 대상 및 방법: Sprague Dawley 실험 쥐를 대조군, 방사선 조사군, 방사선 조사 후 비타민 C 투여군, 3그룹으로 나누어 각 그룹에 무작위로 6마리를 분배하여 실험을 진행하였다. 비타민 C의 항산화 효과를 알아보기 위해서 Superoxide dismutase (SOD), 카탈라제, Malondialdehyde (MDA), 간 효소를 측정하고 그 값을 비교하였다. 결과: 방사선에 의해서 증가된 MDA수치와 감소된 SOD활성도 및 카탈라제의 활성도는 비타민 C투여로 개선되었으나 통계적 유의성은 없었다. GOT, GPT, LDH, ALP 수치들은 방사선 조사로 증가되었으나 비타민 C 투여로 감소하는 것을 관찰할 수 있었으며, GPT의 경우에는 통계적으로 유의하게 감소하였다. 전자 현미경 소견에서도 간세포 구조의 손상 정도가 비타민 C 투여군에서 뚜렷하게 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 결론: 비타민 C는 방사선에 의한 간세포 손상에 대해서 비록 통계적 유의성은 없었으나 항산화 효과를 보였다.