• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권5호
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• pp.740-746
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• 2021

Efficient cellulolytic enzyme production is important for the development of lignocellulose-degrading enzyme mixtures. However, purification of cellulases from their native hosts is time- and labor-consuming. In this study, a constitutive expression system was developed in Penicillium oxalicum for the secreted production of proteins. Using a constitutive polyubiquitin gene promoter and cultivating with glucose as the sole carbon source, nine cellulolytic enzymes of different origins with relatively high purity were produced within 48 h. When supplemented to a commercial cellulase preparation, cellobiohydrolase I from P. funiculosum and cellobiohydrolase II from Talaromyces verruculosus showed remarkable enhancing effects on the hydrolysis of steam-exploded corn stover. Additionally, a synergistic effect was observed for these two cellobiohydrolases during the hydrolysis. Taken together, the constitutive expression system provides a convenient tool for the production of cellulolytic enzymes, which is expected to be useful in the development of highly efficient lignocellulose-degrading enzyme mixtures.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제10권4호
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• pp.267-273
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• 1982

미생물성 효소를 이용하여 인삼saponin중 조성비율이 가장 큰 ginsenoside-Rb$_1$을 약효면에서 보다 우수한 ginsenoside-Rd로 전환하고자 인삼부패균 중 Rhizopus 속의 한 균주를 선정하여 이 균주에서 얻은 효소를 ammonium sulfate 분별 침전법으로 조정제하여 사용하였다. 기질로 사용하기 위해 홍미삼 extract로부터 ginsenoside-Rb$_1$이 36.4%, ginsenoside-Rd 가 12.2%의 조성비율을 갖인 total saponin을 정제하였고 이어 ginsenoside-Rb$_1$의 함량을 증가시키기 위해 더욱 정제한 결과 ginsenoside-Rb$_1$이 54. 5%, ginsenoside-Rd가 1.1%인 ginsenoside Rb group saponin을 얻었다. 이들 기질 saponin에 본 효소를 작용시켜 본 결과 두 기질 모두 다른 ginsenoside pattern에는 변화없이 ginsenoside-Rb$_1$만이 선택적으로 감소하고 반면에 ginsenoside-Rd의 함량이 비례적으로 증가됨을 TLC 및 HPLC의 방법으로 조사하였으며 이로써 효소에 의한 인삼saponin의 선택적전환 가능성을 확인하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제46권4호
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• pp.349-360
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• 2020

최근 피부 기능 개선과 관련한 다양한 가능성으로 인해 화장품 소재로서 수요가 높아지고 있는 인삼 유래 사포닌의 한 종류인 ginsenoside Rd를 위한 생물 전환 제조 기술을 확립하였다. 홍삼 사포닌(RGS)에 포함된 ginsenoside Rb1을 Rd로 전환하기 위하여 상업용 효소를 탐색하였고 그 중 Viscoflow MG가 가장 효율적인 것을 확인하였다. Ginsenoside Rd로의 전환에 영향을 주는 요인을 최적화하기 위하여 반응표면분석법(RSM)을 통하여 실험 조건을 설계하였다. 주요 독립변수는 RGS 농도, 효소 농도와 반응 시간이었고 Box-Behnken design (BBD) 모델설계법에 따라 선정된 17 가지 조건으로 ginsenoside Rd로 전환을 수행하고 최적화 조건을 분석하였다. 전환된 Ginsenoside Rd의 농도는 0.3113 g/L에서 최대 0.5277 g/L까지였고 RGS 2%, 효소 1.25%를 13.5 h 반응시킨 조건에서 가장 높은 생성량을 보였다. 결론적으로, ginsenoside Rd 생물전환의 독립변수인 RGS 농도, 효소 농도는 p-value가 0.05보다 작은 값으로 유의미한 값을 나타내었고 각 독립변수 사이의 교호작용 중에서는 효소 농도와 반응 시간 사이의 교호 작용이 가장 큰 영향력을 갖고 있음을 확인하였다.

• 한국어병학회지
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• 제6권2호
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• pp.133-142
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• 1993

비타민은 동물과 어류에 있어 성장, 발육, 및 대사기능에 비교적 적은 양으로 요구되는 필수 미량원소이다. 이들 미세 영양분이 결핍됨으로써 식욕 감퇴에서부터 심한 조직 변형등의 증상들을 일으킨다. 수용성 vitamin B6는 비교적 적은양이 요구되며, 주로 보조 효소 기능을 가지고 있다. 비타민 B6라는 명칭은 유사한 대사 기능들을 가진 화학적으로 관련된 pyridoxine, pyridoxamine, pyridoxal들을 의미한다. 비타민 B6는 비 반추 포유류, 조류와 어류의 음식물을 통해 섭취되는 성분이며, 비타민 B6 화합물들은 식물과 미생물 등에 의해 합성된다. 대사적으로 활성형인 비타민 B6 보조효소는 pyridoxal-5-phsphate(PLP)이며, decarboxylases, aminotransferases, sulfhydrases, tryptophanases를 포함한 아미노산 대사에 관여하는 여러 효소들(PLP-dependant)에 coenzyme으로 작용한다. 비타민 B6 요구량이 육식 동물보다 고단백질을 섭취하는 어류에서 더 높다. B6는 탄수화물과 지질의 대사에도 역시 관여하며 heme과 serotonin의 합성에 필수적이다. 어류에서 결핍증(현상)은 빨리 나타나는데, 이러한 증세로는 신경계 분열, 경련, 유영 부조화, 피부병변, 부종, 안구 돌출, 근 긴장성 경련 등이 포함된다. 비타민 B6는 pyridoxal kinase와 pyridoxine(pyridoxamine) oxidase의 촉매 반응에 의해 생체내 활성형인 PLP로 된다. PLP는 PLP-의존성 효소에서 보조 효소로 필수적인 역할을 하는 관계로 이 논문에서는 비타민 B6 생합성 및 대사와 비타민 B6 의존성 효소(aminotransferase)의 특성과 작용기작에 대한 효소학적 연구를 중점으로 이들 enzyme들의 구조와 기능에 대한 최근 연구 동향을 살펴보고자 한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권3호
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• pp.344-354
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• 2015

이온성 액체를 이용한 거대억새의 전처리 특성을 알아보기 위하여 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ([Emim][OAc])와 1-butyl-3-methylimidazolium acetate ([Bmim][OAc]) 두 종류의 이온성 액체로 $90^{\circ}C$, $110^{\circ}C$, $130^{\circ}C$ 세 온도조건에서 전처리를 진행하였다. 반응 온도가 높아짐에 따라 cellulose-rich product (CP)의 수율은 87.2%에서 67.6%로 점차 감소하였으며 ionic liquid lignin (ILL)의 수율은 2.2%에서 9.9%로 증가하였다. CP는 ILL에 비해 탄소함량은 낮았지만, 산소함량은 높게 나타났다. CP의 효소당화 결과 $110^{\circ}C$에서 [Emim][OAc]로 전처리하여 얻은 CP의 당화율이 56.7%로 가장 높게 나타났다. ILL의 열중량 분석 결과에 의하면 전처리 온도가 증가함에 따라 최대분해율은 점차 감소하였으며, 최대분해온도는 [Emim][OAc]로 처리한 ILL이 $274{\sim}279^{\circ}C$로 [Bmim][OAc]의 $2701{\sim}294^{\circ}C$보다 낮은 경향을 나타내었다. 전처리 온도가 $90^{\circ}C$에서 $130^{\circ}C$로 증가함에 따라 ILL 내 ${\beta}$-O-4 결합빈도는 [Emim][OAc]의 경우 $2315{\mu}mol/g$에서 $591{\mu}mol/g$으로, [Bmim][OAc]의 경우 $1936{\mu}mol/g$에서 $2478{\mu}mol/g$으로 감소하였다. ILL의 S/G ratio는 [Bmim][OAc]용액으로 $110^{\circ}C$에서 처리하였을 때 1.2로 가장 높게 나타났다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권1호
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• pp.95-103
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• 2011

본 연구는 새로운 전처리 방법인 팝핑법을 이용하여 폐목재에 처리하였고, 전처리 된 시료에 효소를 처리하여 당화 수율을 비교 분석하였다. 폐목재의 팝핑 전처리 전후의 화학적 조성 분석 결과 홀로셀룰로오스의 경우 각각 65.9%, 58.8%였으며, 리그닌과 알코올-벤젠을 이용한 유기용매 추출물, 회분의 함량은 전처리 전보다 각각 3.1%, 3.9%, 0.7% 정도 증가하였다. 그리고 폐목재의 팝핑 전처리 전과 후의 시료에 각각 효소 처리 후 환원당을 측정한 결과 팝핑 전처리를 한 경우 전처리 전보다 1.0~1.5 mg/$m{\ell}$ 증가하였다. 시료 50 mg (1%, w/v)에 대한 효소 가수분해율은 셀룰레이즈와 자일란네이즈를 50 U씩 1 : 1로 섞어 처리하였을 때 가장 효과적이었다. 또한 팝핑 된 시료에 효소를 처리하여 가수분해되어 나온 상등액을 HPLC 분석법을 이용하여 분석한 결과 팝핑 전처리 후 셀룰레이즈와 자일란네이즈를 처리하였을 때 피크가 증가하였으며, 주된 피크는 글루코스와 자일로스였다. 또한 GC 분석법을 이용하여 팝핑 후 효소가수분해 한 잔여물의 중성당 분석 결과 잔류 글루코스와 자일로스가 각각 팝핑 전보다 57.5%, 64.2% 감소하였다. 글루코스와 자일로스 당전환율은 각각 약 45.9%, 38.7%였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제24권1호
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• pp.44-49
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• 1996

By using the ${\beta}$-tyrosinase of Citrobacter freundii KCT2006, which was cloned and overexpressed in Escherichia coli, 3,4-dihydroxy phenyl-L-alanine (L-DOPA) was synthesized efficiently from pyrocatechol, sodium pyruvate, and ammonium acetate. Optimal temperature and pH for the reaction were determined to be about 18$^{\circ}C$ and 8.5, respectively. The effects of substrate concentrations were also examined at different concentrations of ammonium acetate, sodium pyruvate, and pyrocatechol. Ammoniumacetate and sodium pyruvate increased the reaction rate until the concentrations reached to 300mM and 50mM, respectively. Although pyrocatechol showed the optimal concentration at 20mM, it was controlled between 20mM and 50mM to avoid the depletion of substrate during the enzymatic synthesis. Meanwhile the synthetic rate was improved about 20% when ethanol was included in the reaction solution. Based on above results, a reaction medium for the productin of L-DOPA was prepared and incubated with 1 unit/ml of ${\beta}$-tyrosinase. Pyrocatechol and sodium pyruvate was added to the reaction solutin intermittently to avoid the substrate depletion during the enzymatic reaction. After 24 hour of reaction, 31.6g/l of L-DOPA was accumulated in the reaction solution as soluble and precipitated ones and the conversion yield was about 85.2%.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권1호
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• pp.15-22
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• 1998

일반적으로 Streptomyces류는 성장이 늦고 유지가 어려운 반면, E. coli는 배양기간이 짧고 유전자 조작도 간편한 장점이 있기 때문에, E. coli를 이용하여 유용단백질을 생산하는 연구가 일반적인 흐름이다. 그러나 E. coli에서 외래유전자를 도입하여 대량으로 생산을 시키는 경우에 비용해성의 inclusion body를 형성하는 경우가 많으므로 용해성의 활성형 단백질을 생산하기 위하여는 여러 가지 조건을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 aklavlnone 11-hydroxylase gene(dnrF)을 E. coli BL2l에서 발현시킬 때의 배양조건을 배양온도와 IPTG농도의 두가지 요소를 조합하여 변형시키는 방법으로, 활성형 단백질의 생산을 최대화하고 inclusion body의 형성을 최소화하는 배양조건을 조사하였다. 그 결과, 37$^{\circ}C$에서 배양했을 때에는 0.02mM의 IPTG를 첨가하였을 때 inclusion body를 가장 적게 만들고, 그에 따라 생산되는 효소활성도 가장 높았다. 반면, 28$^{\circ}C$로 배양온도를 낮추었을 때에는 0.06mM의 IPTG를 첨가하였을 때 aklavinone 11-hydroxylase효소가 최대로 생산됨을 SDS-PAGE 및 효소 활성측정으로 확인하였다. IPTG농도를 0.1 mM로 높인 경우에는 28$^{\circ}C$, 37$^{\circ}C$에서 모두 aklavinone 11-hydroxylase효소가 과발현되어 Inclusion body를 가장 많이 생성하였음을 알 수 있었다. 방선균에서 동일 유전자를 대량발현시키는 경우 발현된 단백질의 효소 활성은 있으나 SDS-PAGE상에서의 단백질의 관찰이 불가능하였고, 동시에 단백질의 정제시 효소활성이 소실되어 정제가 불가능하였다. 이러한 효소 활성의 소실의 원인은 세포내의 어떤 저분자물질일 것으로 추정되며 본 연구에서 제작한 antibody를 이용하면, 효소의 정제가 용이하게 수행될 것이다. 특히 대장균계에서의 활성형 효소의 최적발현조건에서 세포를 배양하거나, inclusion body의 refolding을 실시한 후, 항체를 이용한 Western blot assay를 지표로 효소를 정제하면, 미지의 cofactor의 정체도 밝혀지고 aklavinone 11-hydroxylase류의 효소 특성 연구에 큰 도움이 될 것이다. 또한 이 효소를 이용한 다양한 종류의 bioconversion을 실시하여 그동안 background 때문에 생성된 product의 검출이 불가능했었던 소량의 생성산물의 분석도 가능할 것으로 판단되어 금후의 bioconversion연구에 기대하는 바가 크다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제14권1호
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• pp.19-27
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• 1971

간장의 원료이용률(原料利用率)을 향상(向上)시킴과 아울러 담금기간(期間)을 단축(短縮)시키기 위한 속양(速釀)간장 제조법(製造法)을 개발(開發)하기 위하여 2종(種)의 국균(麴菌)(Asp. sojae, Asp. niger)을 번식(繁殖)시킨 부국추출(부麴抽出) 효소액(酵素液)을 이용(利用)하여 콩 Koji 및 증자원료(蒸煮原料) 그대로 4배(倍)의 물을 넣은 것을 식염(食鹽)을 첨가(添加)하지 않고 $40^{\circ}C$ pH$4{\sim}6$의 조건에서 8시간분해(時間分解)시킨후(後) 4가지의 서로 다른 방법(方法)으로 간장을 담근후(後) 내염성(耐鹽性) 효모(酵母)(Zygosaccharomyces sojae) 및 유산균(乳酸菌)(Pediococcus sojae)를 첨가(添加)하여 후숙(後熟)을 1개월간(個月間) 촉진(促進) 숙성(熟成)시키면서 상법(常法)으로 담근 Control구(區)와 각성분변화(各成分變化)를 비교(比較)함과 아울러 식미시험(食味試驗)을 한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1) 국법(麴法)이 증자소화법(蒸煮消化法)보다 Asp. niger enzyme 처리구(處理區)가 Asp. sojae enzyme 처리구(處理區)보다 일반성분(一般成分) 용출량(溶出量)이 많았다. 2) 국법(麴法)으로 Asp. niger enzyme 처리구(處理區)는 1개월간(個月間) 숙성(熟成)으로 상법(常法)간장의 $5{\sim}6$개월(個月) 숙성결과(熟成結果)와 비슷하였다. 3) 식미시험결과(食味試驗結果)는 국법(麴法)이 증자소화법(蒸煮消化法)보다 Asp. sojae enzyme 처리구(處理區)가 Asp. niger enzyme 처리구(處理區)보다 맛이 우량(優良)하였고 상법(常法)으로 6개월근(個月間) 숙성(熟成)시킨 것에 비(比)하면 일반성분(一般成分) 용출량(溶出量)은 비슷하지만 식미(食味)는 약간 떨어지나 상법(常法)으로 1개월(個月) 숙성(熟成)시킨것에 비(比)하면 매우 우량한 편이었다. 4) 각처리구중(各處理區中) 일반성분(一般成分) 용출량(溶出量)과 식미(食味)를 종합(綜合)해 볼때 국법(麴法)으로서 Asp. sojae enzyme 처리구(處理區)가 속양(速釀)간장 제조법(製造法)으로서 가장 우량하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제26권5호
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• pp.567-572
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• 1994

유기용매나 계면활성제를 첨가하지 않은 효소반응계의 고상계에서 경화우지와 글리세롤(GL)로부터 디글리세리드(DG)를 생산하기 위해 리파제에 의한 글리세롤리시스 반응온도의 최적화를 수행하였다. 두 기질은 트리글리세리드(TG)인 경화우지가 완전히 디글리세리드로 전환하기에 적합한 몰비율인 GL/TG=0.5로 하여 반응시켰다. $60^{\circ}C$에서의 글리세로리시스반응는 액상에서의 평형으로 인하여 높은 함량의 디글리세리드의 생산은 불가능하였으며 반응온도를 경화우지의 녹는점 보다 낮게 조정하여 반응혼합물의 고상화를 유도함으로써 디글리세리드의 함량을 증가시킬 수가 있었다. 초기 2시간을 $60^{\circ}C$에서 반응시켜 트리글리세리드를 급격히 감소시킨 후에 $55^{\circ}C$에서 4시간을 유지시키고 마지막으로 $50^{\circ}C$에서 계속 수일간 반응시키는 것이 디글리세리드이 생산에 가장 적합한 생산조건이었다. 글리세로리시스반응 72시간 후 71%의 DG가 생성되었다. 전체 디글리세리드 중의 73%가 1,3-DG였고 27%가 1,2-DG 였다. 글리세로리시스 반응 동안 2% 내외의 자유지방산 생성이 확인되었다.