Six strains of Ralstonia eutropha were grown to investigate characteristics of polyhydroxyalkanoates (PHA) synthesis from vegetable oils or glycerol. Poly(3-hydroxybutyrate) homopolymer was formed using soybean oil, olive oil, or glycerol as carbon source, while poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) or poly(3-hydroxybutyrateco-3-hydroxyvalerate) copolymers were synthesized by co-feeding $\gamma$-butyrolactone or pentanoic acid, respectively. Optimum strain was determined as R. eutropha KCTC 2662 in terms of final cell concentration and PHA content. From 20 g/L of soybean oil (optimum substrate), cell concentration and PHA content at 72 h ranged 1.7~9.2 g/L and 70~92 wt%, respectively.
The hydrolytic behavior of microbial poly[(R)-3-hydroxybutyrate]](P(3HB)) has been studied by using two model systems, Langmuir monolayer and solution-grown single crystals (SCs), for elucidating the mechanism for both alkaline and enzymatic degradations. An initial degradation of SCs of P(3HB) leads to breakup lamellae parallel to their short axis (b-axis). Similarly, ridge formation on the lamellar surface appears along the b-axis at lower quenching temperature than melting temperature. Both results support that the lamellar crystals contain less-ordered and more thermally sensitive regions along the b-axis. Although the enzymatic hydrolysis of P(3HB) monolayers was similar to its alkaline one, the enzymatic degradation of P(3HB) monolayers occurred at higher constant surface pressure than the alkaline degradation. This behavior might be attributed to the size of enzymes which is much larger than that of alkaline ions; that is, the enzymes need larger contact area with monolayers to be activated.
Ralstonia eutropha NCIMB 11599 and ATCC 17699 were grown, and their productions of poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) [P(3HB-co-4HB)] compared. In flask cultures of R. eutropha NCIMB 11599, cell concentration, P(3HB-co-4HB) concentration and polymer content decreased considerably with increases in the ${\gamma}-butyrolactone$ concentration, and the 4HB fraction was also very low (maximum 1.74 mol%). In fed-batch cultures of R. eutropha NCIMB 11599, glucose and ${\gamma}-butyrolactone$ were fed as the carbon sources, under a phosphate limitation strategy. When glucose was fed as the sole carbon source, with its concentration controlled using an on-line glucose analyzer, 86% of the P(3HB) homopolymer was obtained from 201g/L of cells. In a two-stage fed-batch culture, where the cell concentration was increased to 104g/L, with glucose fed in the first step and constant feeding of ${\gamma}-butyrolactone$, at 6g/h, in the second, final cell concentration at 67h was 106g/L, with a polymer content of 82%, while the 4HB fraction was only 0.7mol%. When the same feeding strategy was applied to the fedbatch culture of R. eutropha ATCC 17699, where the cell concentration was increased to 42 g/L, by feeding fructose in the first step and ${\gamma}-butyrolactone$ (1.5g/h) in the second, the final cell concentration, polymer content and 4HB fraction at 74h were 51g/L, 35% and 32 mol%, respectively. In summary, R. eutropha ATCC 17699 was better than R. eutropha NCIMB 11599 in terms of P(3HB-co-4HB) production with various 4HB fractions.
In the bio-synthesis of poly(3-hydroxybutyrate)(PHB), which is a kind of poly(3-hydroxyalkanoate)(PHA), aimed to control the low molecular weight of PHB and obtain a telechelic PHB. As a result of incubation of R. eutropha at $30^{\circ}C$ with ethylene glycol added as a chain transfer agent, PHB content on the dry cell weight increased up to 24h, however, it decreased after that, and the molecular weight of PHB increased from 9h to 12h, and then, decreased up to 72h. The decrease of the content and the molecular weight of PHB indicates that PHB was decomposed as an energy source in bacterial cells and was incorporated into metabolic pathways. $^1H-NMR$ of the obtained PHB after incubation for 72h was measured to determine the terminal groups of the PHB during incubation. As the results of $^1H-NMR$ measurement, the peaks derived from ethylene glycol in both terminals of PHB were observed. Which indicate that the terminal reaction was caused by the addition of ethylene glycol, and that telechelic PHB having hydroxyl group at the both terminals where molecular weight was controlled was successfully synthesized.
Kim, Yujin;Lee, Kwanghyun;Kim, Hyeonsoo;Cho, Sukhyeong;Lee, Jinwon
Korean Chemical Engineering Research
/
v.55
no.3
/
pp.363-368
/
2017
Methylotrophy is able to use reduced one-carbon compound, such as methanol and methylamine, as a sole carbon source. Methylobacterium extorquens AM1 is the most extensively studied methylotroph utilizing serine-isocitrate lyase cycle. Because the Poly 3-hydroxybutyrate (PHB) synthesis pathway in M. extorquens AM1 is likely to interlink with EMCP (ethylmalonyl-CoA pathway), glyoxylate, and TCA cycles, regulation of PHB production is needed to produce EMCP-derived acid or TCA acids. To adjust carbon flux to PHB production, PhaR, which seems to have function of regulator of PHB synthesis and acetyl-CoA flux, was knocked out in M. extorquens AM1 by using markerless gene deletion methods. As a result, PHB granules were remarkably reduced in the knockout strain ${\Delta}phaR$ compared to parental strain. Although lag phase was extended for 12h, ${\Delta}phaR$ showed similar cell growth and methanol consumption rate compared to wild type.
Park, Sang-Kyu;Lee, Kang-Tae;Kim, Young-Baek;Rhee, Young-Ha
Journal of Microbiology
/
v.35
no.2
/
pp.127-133
/
1997
Biosynthesis of polyhydroxybutyrate and copolymer consisting of 3-hydroxybutyrate and 3-hydroxyvalerate [poly(3HB-co-3HV)] by Bacillus thuringiensis R-510 grown with glucose or with mixtures of glucose and propionate was investigated. n-Alkanoic acids other than propionate were not precursors of 3HV units. The fraction of 3HV unit in the copolymer increased from 0 to 84 mol% of 3HV. Polymer yield decreased as the fraction of propionate was increased but the molecular weight distribution was not affected by the composition of carbon substrate. The minimum melting temperature (around 65.deg.C) of poly (3HB-co-3HV) copolymers was observed for the polymer bearing approximately 35 mol% of 3HV. Polyhydroxyalkanoates production by this organism was not dependent on nutritional limitation, but remarkably influenced by dissolved oxygen concentration in the culture medium. Low level of dissolved oxygen concentration prevented spore formation in the cells and stimulated the synthesis of polyhydroxyalkanoate. The composition of poly (3HB-co-3HV) produced by B. thuringiensis R-510 lyhydroxyalkanoate. The composition of poly(3HB-co-3HV) propduced by B. thuringiensis R-510 varied according to the growth time. However, there was no evidence that polymers isolated from cells were mixtures of immiscible polymers.
Two recombinant Escherichia coli strains, GCSC6576 harboring a plasmid pSYL107 containing the Ralstonia eutropha polyhydroxyalkanoate (PHA) biosynthesis genes and a fadR atoC mutant LS5218 harboring a plasmid pJC4 containing the Alcaligenes latus PHA biosynthesis genes were compared for their ability to synthesize poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) [P(3HB-co-3HV) from whey. The 3HV fraction could be increased by acetic acid induction and oleic acid supplementation in flask cultures of recombinant E. coli GCSC6576. With the pH-stat fed-batch culture of recombinant E. coli LS5218, we obtained a cell concentration, a P(3HB-co-3HV) concentration, a P(3HB-co-3HV) content, and a 3HV fraction of 31.8 g/L, 10.6 g/L, 33.4%, and 6.26 mol%, respectively in 39 h.
Topological changes caused by the alkaline and enzymatic attacks of solution-grown, chain-folded lamellar crystals (SGCs) of poly[(R)-3-hydroxybutyrate] P(3HB) have been studied in order to investigate the chain-folding structure in P(3HB) crystal regions. NaOH and an extracellular PHB depolymerase purified from Alcaligenes faecalis T1 were used for alkaline and enzymatic hydrolysis, respectively. The measurements were performed on crystals attached to a substrate which is inactive to degradation mediums. Both alkaline and enzymatic attacks lead to a breakup of the lamellar crystals along the crystallographic b-axis during initial erosion. Since hydrolysis preferentially occurs in amorphous regions, this morphological result reflects relatively loosely packed chains in core parts of lamellar crystals. Additionally, it was supported by the ridge formation along the b-axis in the lamellar crystals after thermal treatment at a low temperature because of the thermally sensitive nature of the loosely packed chains in lamellar crystals. However, the alkaline hydrolysis accompanied the chain erosions or scissions in quasi-regular folded lamellar surfaces due to smaller size of alkaline ions in comparison to the enzyme, resulting in the decrease of molecular weight.
Since the enzymatic degradation of microbial poly(hydroxylalkanoate)s (PHAs), such as poly[(R)-3-hydroxybutyrate] and poly[(R)-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate] initially occurs by a surface erosion process, their degradation behaviors can be controlled by the change of surface property. In order to control the rate of enzymatic degradation, plasma modification technique was applied to change the surface property of microbial PHAs. The surface hydrophobic and hydrophilic properties of PHA films were introduced by $CF_3H$ and $O_2$ plasma exposures, respectively. The enzymatic degradation was carried out at $37^{\circ}C$ in 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 7.4) in the presence of an extracellular PHB depolymerase purified from Alcaligenes facalis T1. The results showed that the significant retardation of initial enzymatic erosion of $CF_3H$ plasma-treated PHAs was observed due to the hydrophobicity and the enzyme inactivity of the fluorinated surface layers while the erosion rate of $O_2$ plasma-treated PHAs was not accelerated.
The community escape response of Rhodobacter sphaeroides is exerted through the action of CerR and CerI, which code for a LuxR-type regulatory protein and acylhomoserine lactone synthase, respectively. Deletion of chromosomal DNA including cerR and cerI (mutant RI) or insertional interruption of cert (mutant AP3) resulted in two-fold increase in the cellular poly-${\beta}$-hydroxybutyrate (PHB) content In comparison with the wild-type under aerobic growth conditions. The PHB synthase (PhbC) activities of the cer mutants were doubled, and the enzyme expression was regulated at the level of phbC transcription. Thus, CerR, possibly in response to autoinducer (AI), appears to modulate the PHB content of aerobically grown cells by downregulating phbC transcription.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.