• 미생물학회지
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• 제36권2호
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• pp.155-160
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• 2000

Pseudomonas sp. HJ-2는 heptanoinc acid를 단일탄소원으로 이용하여 3-hydroxybutyrate (3HB),3-hydroxy-velerate (3HV) 및 3-hydroxybutyrate (3HHp)를 구성 단위체로 하는 고무탄성 polyhydroxyalkanoate (PHA)를 생합성한다. 이 미생물 고분자는 poly(3HB-co-3HV)공중합체와 poly(3HHp) 단일중합체로 이루어진 혼합물임이 밝혀졌다. 본 연구에서는 PHA가 고무탄성체로서의 성질을 유지하는데 필용한 단위체 조성과 HJ-2의 배양조건이 PHA의 생산 및 단위체 조성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 생합성된 PHA의 탄성률은 poly(3HHp)의 존재로 크게 감소되었으나, 3HV의 함량이 높은 poly(3HB-co-3HV) 자체도 최대변형률 740%로서 고무탄성체로서의 성질을 보였다. HJ-2의 생장 및 PHA 생합성은 탄소원인 heptanoic acid의 초기농도가 40mMdlfEo 가장 높았으나, 50mM의 농도에서는 큰 저해를 받았다. PHA 생합성은 질소와 인이 결핍된 조건에서 크게 증가되었다. 배양액의 pH 및 통기는 HJ-2로부터 생합성되는 PHA의 단위체 조성에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. pH 7.5에서 생합성되는 고분자는 poly(3HB-co-38% 3HV)인 반면에 pH8.0에서의 고분자는 3HHp가 95%를 차지하였다. 발효조의 교반속도를 달리한 실험의 결과 고분자 내 3HHp의 함량은 산소전달 속도가 높아질수록 증가하였다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVII)
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• pp.649-650
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• 2005

• 미생물과산업
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• 제18권1호
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• pp.23-27
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• 1992

전분이 함유된 플ㄹ스틱 및 광분해성 플라스틱은 제외하고 순수하게 생분해되는 생분해성 고분자의 시장은 세계적으로 년간 140만톤으로 추정되고 있다. 이 중에서 생물공학과 직접적으로 관계가 있는 것은 polylactide계 polymer의 원료가 되는 lactic acid, pullulan과 같은 polysaccharide 그리고 PHA와 같은 polyester등으로서 본고에서는 PHA(polyhydroxyalkanoate)를 중심으로 생산공정이 어떻게 개발되어 오고 있는가 간단히 고찰하고자 한다. 이러한 생산공정의 원리는 pullulan 및 xanthan gum과 같은 타 생물고분자의 경우에도 유사하게 적용될 수 있다.

• 공업화학
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• 제27권3호
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• pp.245-251
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• 2016

지구온난화 방지 정책 및 플라스틱 쓰레기에 의한 환경오염 방지의 해결책으로 제시된 플라스틱의 원료 자체를 재생 가능한 원료로부터 생산된 일명 바이오매스 기반 바이오 플라스틱 중 대표적인 polylacticacid (PLA), 유해 화학물질이 포함될 가능성이 적은 장점으로 화장품 용도로 시장전개가 용이할 것으로 예상되는 polyglycolicacid (PGA), 미생물생산 바이오 플라스틱의 대표적인 polyhydroxyalkanoate (PHA), 가격 대비 우수한 물성의 전분/녹말계열 고분자 등의 동향을 살펴보고자 한다. 특히 포장재 분야, 일회용 위생용품 분야, 폐기물 발생량의 가장 많은 부분을 차지하고 있는 건설 폐기물 분야에 있어서의 환경 친화적인 바이오 플라스틱의 개발 동향을 고찰해보았다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제13권2호
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• pp.182-190
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• 2003

A new phaC gene cluster encoding polyhydroxyalkanoate (PHA) synthase I PHA depolymerase, and PHA synthase II was cloned using the touchdown PCR method, from medium-chain length (mcl-) PHA-producing strain Pseudomonas putida KT2440. The molecular structure of the cloned phaCl gene was analyzed, and the phylogenic relationship was compared with other phaCl genes cloned from Pseudomonas species. The cloned phaCl gene was expressed in a recombinant E. coli to the similar level of PHA synthase in the parent strain P. putida KT2440, but no significant amount of mcl-PHA was accumulated. The isolated phaCl gene was re-introduced into the parent strain P. putida KT2440 to amplify the PHA synthase I activity, and the recombinant P. purida accumulated mcl-PHA more effectively, increasing from 26.6 to $43.5\%$. The monomer compositions of 3-hydroxylalkanoates in mcl-PHA were also modified significantly in the recombinant P. putida enforcing the cloned phaCl gene.

• 미생물학회지
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• 제53권3호
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• pp.200-207
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• 2017

SA-TSA 복합구를 이용해 폐활성슬러지로부터 VFAs를 생산하고, 이를 발효 기질로 이용해 PHA를 생산하기 위한 실험을 수행하였다. 30%의 SA-TSA 복합구를 처리하였을 때 폐활성슬러지의 가용화 효율이 가장 효과적으로 일어나서 약 3,900 mg/L의 SCOD값을 얻었으며, acetic acid, propionic acid, iso-butyric acid 및 butyric acid를 주성분으로 하는 2,961 mg/L 농도의 VFAs를 얻었다. VFAs를 외부탄소원으로 이용하는 SBR 공정을 통해 PHA를 생합성하는 미생물을 농화배양하는 실험을 수행하고 PCR-DGGE로 분석한 결과, 우점 미생물로 Vibrio spp.와 Corynebacterium glutamicum이 확인되었다. 폐활성슬러지로부터 얻은 VFAs를 탄소원으로 사용하여 농화된 혼합미생물배양체를 회분배양한 결과, 건체량의 25.9%에 달하는 PHB를 얻었다. 본 연구결과는 SA-TSA 복합구를 이용하여 폐활성슬러지로부터 VFAs를 얻음으로써 폐슬러지 감량화 효과를 얻고, 또 혼합미생물배양체를 이용하여 VFAs를 바이오폴리머로 전환함으로써 경제성을 확보할 수 있는 새로운 생물공정의 가능성을 보여준다.

• 미생물학회지
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• 제38권2호
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• pp.144-151
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• 2002

Rhodopseudomonas sp. KCTC1437균주를 이용하여 Polyhydroxyalkanoate (PHA)와 5-aminolevulinic acid (ALA)를 생산하기 위한 배양조건과 이들 생합성 조건의 상호관련성에 대하여 조사하였다. PHA생합성을 위한 탄소원으로는 acetic acid가 가장 효과적이었으나, succinic acid를 보조 탄소원으로 사용하였을 때의 세포건체량은 2.5g/ι, PHA함량은 건체량의 73%로서 주 탄소원만을 사용할 때에 비하여 크게 증가하였다. 조사된 탄소원으로부터 생합성된 PHA는 모두 polyhydroxybutyrate 단일중합체 이었으나, valeric acid로부터는 3-hydroxybutyrate와 3-hydroxyvalerate로 구성된 공중합체가 생산되었다. ALA의 생합성을 위하여서는 환원제 인 sodium thioglycolate를 첨가하여 혐기적 조건을 만들고, 탄소원인 acetic acid와 propionic acid 이외에 전구물질인 levulinic acid, succinic acid와 glycine을 반복적으로 공급해주었을 때 가장 좋았으며, 약 400 mg/ι의 ALA를 생산할 수 있었다. 그러나 ALA 생합성의 필수물질인 glycine, levulinic acid와 환원제는 세포생장과 PHA의 생합성을 저해하는 것으로 나타났다. 이러한 실험 결과, Rhodopseudomonas sp. KCTC1437균주로부터 PHA와 ALA를 동시에 생산할 수 있으나, 두 가지 유용산물을 효율적으로 생합성하기 위한 각각의 배양조건이 상호 배타적임을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제10권4호
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• pp.406-420
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• 1995

Polyhydroxyalkanoates[PHAs] are the polyester of hydroxyalkanoates(HAs) synthesized by numerous bacteria as an intracellular carbon and energy storage compound and accumulated as granules in the cytoplasm of the cells under unbalanced growth condition in the presence of excess carbon source. Even though PHAs have been recognized as good candidates for biodegradable plastics, their high price compared with conventional plastics has limited their use in a wide mange of applications. To reduce the high production cost of PHAs, many group of scientists have devoted much efforts to improve productivity by employing various microorganisms and by developing efficient culture techniques. The strategies of producing PHAs to a high concentration with high productivity and their potential applications are reviewed.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제11권2호
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• pp.173-177
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• 2006

In this study, a novel strategy was developed for the highly selective immobilization of proteins, using the polyhydroxyalkanoate (PHA) depolymerase substrate binding domain (SBD) as an active binding domain. In order to determine the appropriacy of this method for immunodiagnostic assays, the single-chain antibody (ScFv) against the hepatitis B virus (HBV) preS2 surface protein and the severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV) envelope protein (SCVe) were fused to the SBD, then directly immobilized on PH A-coated slides via microspotting. The fluorescence-labeled HBV antigen and the antibody against SCVe were then utilized to examine specific interactions on the PHA-coated surfaces. Fluorescence signals were detected only at the spotted positions, thereby indicating a high degree of affinity and selectivity for their corresponding antigens/antibodies. Furthermore, we detected small amounts of ScFv-SBD (2.7 ng/mL) and SCVe-SBD fusion proteins (0.6ng/mL). Therefore, this microarray platform technology, using PHA and SBD, appears generally appropriate for immunodiagnosis, with no special requirements with regard to synthetic or chemical modification of the biomolecules or the solid surface.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권1호
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• pp.79-90
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• 2019

Lichens are generally known as self-sufficient, symbiotic life-forms between fungi and algae/cyanobacteria, and they also provide shelter for a wide range of beneficial bacteria. Currently, bacterial-derived biodegradable polyhydroxyalkanoate (PHA) is grabbing the attention of many researchers as a promising alternative to non-degradable plastics. This study was conducted to develop a new method of PHA production using unexplored lichen-associated bacteria, which can simultaneously degrade two ubiquitous industrial toxins, anthracene and naphthalene. Here, 49 lichen-associated bacteria were isolated and tested for PHA synthesis. During the GC-MS analysis, a potential strain of EL19 was found to be a 3-hydroxyhexanoate (3-HHx) accumulator and identified as Pseudomonas sp. based on the 16S rRNA sequencing. GC analysis revealed that EL19 was capable of accumulating 30.62% and 19.63% of 3-HHx from naphthalene and anthracene, respectively, resulting in significant degradation of 98% and 96% of naphthalene and anthracene, respectively, within seven days. Moreover, the highly expressed phaC gene verified the genetic basis of $PHA_{mcl}$ production under nitrogen starvation conditions. Thus, this study strongly supports the hypothesis that lichen-associated bacteria can detoxify naphthalene and anthracene, store energy for extreme conditions, and probably help the associated lichen to live in extreme conditions. So far, this is the first investigation of lichen-associated bacteria that might utilize harmful toxins as feasible supplements and convert anthracene and naphthalene into eco-friendly 3-HHx. Implementation of the developed method would reduce the production cost of $PHA_{mcl}$ while removing harmful waste products from the environment.