검정곰팡이(Aspergillus niger)의 액침배양과 액체표면배양을 통한 동조적 형태분화에 있어서 체외효소인 단백질분해효소, 알파 및 굴루크아밀라제의 신생적 생합성 상황을 연구하였다. 굴루크아미라제는 경자(phialide)가 성숙하는 단계 즉 포자 형성의 전단계에서만 그 활성이 왕성하였다. 단백질분해효소(산성, 중성 및 알칼리성)들은 분생자병의 성장단계에서 활성이 약간 증가하였으나, 경자의 성숙단계에서는 활성이 극히 활발하였다. 알파아밀라제는 경자의 성숙시기와 포자형성기에서 활성이 활발하였으며 그 활성은 장기간 지속 되었다. 알파아밀라제의 활성은 포자형성 기간중 계속 증가하였으므로 신생적으로 생합성된다고 할 수 있으며, 포도당배지에서 많은 량이 생합성되었고, 또 포도당량의 고갈에 즈음하여 그 생합성이 개시되었으므로 이 효소는 구성적 효소이며 이화 대사물의 억제작용(catabolite repression)을 받는 효소라고 할 수 있다. 포리아크릴아미드 젤(polyacrylamide gel)을 이용한 전기영동으로서 포자형성기와 그 전단계의 균체로부터 다양하고 선명한 세포외성 단백질을 분리할 수 있었다. 균사형성기나 포자발아기의 균체로부터는 극소수의 선명치 못한 분리상을 얻었다. C-14 우라실이 균체의 RNA핵산으로 섭취되어 들어가는 비율과 C-14 굴루탐산이 균체 단백질으로 섭취되어 들어가는 비율은 포자형성전기에서 왕성하였으며 포자형성 기간중에는 극히 저조하였다. 알파아밀라제의 신생적 생합성과 포자형성이 일치하는 현상은 유전인자의 표현과정이 내포되는 분화(포자형성)라는 점에서 볼 때 의의와 인과관계가 있을 것으로 사료된다.(1.9 eV)와 $e_g$$(2.8{\sim}3.0\;eV)$로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{4+}(3d)$ 및 $O^{2-}$에서 $Mn^{3+}$ 이온의 $t_{2g}$ (2.3 eV)와 $e_g$ ($3.4{\sim}3.6$ eV)로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{3+}(3d)$ 등에 의한 것으로 해석된다. 또한, 1.6, 1.8, 1.9 eV 부근에서 관측된 좁은 에너지 영역의 흡수구조 들은 팔면체 $Mn^{3+}$ 이온 내에서의 d-d 결정장(crystal-field) 전이에 의한 것으로 해석된다. 이러한 흡수구조는 Ni 치환량이 증가함에 따라 그 강도가 감소한다. x = 0.6의 경우 $e_g$ 상태와 관련된 CT 전이구조 들이 $t_{2g}$ 상태와 관련된 전이구조 들에 비하여 큰 폭으로 감소하는데 이것은 Jahn-Teller 효과에 의해서 격자상수가 tetragonal 구조로 확장됨에 따라 $e_g$ 상태와 $O^{2-}(2p)$ 상태 간의 파동함수 중첩이 감소한 것에 기인하는 것으로 해석된다.)의 영향(影響)을 더 많이 받고 있었다. 마. total ginsenosides의 분해반응시(分解反應時)의 활성화(活性化)에너지($E_a$)는 17.7kcal/mole이었고
Aspergillus niger KCTC 6144 포자를 alginate bead로 고정화하여 호박배지(포도당 9%, 호박가루 1%, pH 6)를 이용하여 구연산 발효를 수행하였다. 고정화된 A. niger 포자가 bead 내에서 발아하여 균사가 bead를 뚫고 자라났으며 3$0^{\circ}C$에서 4일간 배양 후 그 크기는 2.0~2.5mm에서 6~8mm로 커졌다. 3$0^{\circ}C$에서 5일간 진탕배양(150rpm)으로, 50ml 호박 배지가 든 250ml 삼각 flask를 사용하여, 구연산 생성의 최적 발효 조건을 검토한 결과는 다음과 같다. 탄소원으로 포도당을 12%로 올렸을 때 구연산의 생성이 최고에 달하였고, 질소 및 무기질원으로 1%의 호박가루가 구연산 생성에 가장 알맞는 농도였다. 초기 pH는 6.0, bead의 수가 100개로 하였을 때 구연산 생성이 가장 좋았으며, 포도당 12%, 호박가루 1%로 한 최적 배양 조건에서, 5일만에 구연산이 23.5g/ι로 최고로 생성되었다.
리퀴리티게닌과 이소리퀴리티게닌은 감초의 주요 플라보노이드 성분이다. 이들 플라보노이드는 수용성 감초 추출물과 ${\beta}$-glucosidase를 생성하는 잎새버섯 HB0071 균사체 발효배양을 통하여 생산하였다. 감초추출물 내 리퀴리티게닌과 이소리퀴리티게닌은 잎새버섯 발효배양 동안 현저히 증가하였다. 이 균주의 ${\beta}$-glucosidase의 활성은 배양 96시간을 기준으로 최고 91.5 mU/mL로 확인되었으며, 감초추출발효물로부터 생성된 리퀴리티게닌과 이소리퀴리티게닌의 함량은 HPLC 분석을 통하여 최대 $568.5{\mu}g/mL$과 $89.6{\mu}g/mL$로 확인되었다. 본 연구에서는 감초추출물의 잎새버섯 발효 전 후의 시료가 처리된 각질형성세포를 이용하여 자외선 UVB에 조사로 발현된 염증유발인자(COX-2)와 사이토카인(IL-$1{\beta}$, IL-6) 모두 감초추출발효물(FLEx)에서 농도의존적으로 발현이 억제되는 것을 확인하였다. 결론적으로 리퀴리티게닌과 이소리퀴리티게닌의 함량이 증가된 감초추출발효물은 자외선으로부터 손상된 피부 염증반응을 완화시켜줄 것으로 사료된다.
순환 여과식 양식에 있어서 사육수에 축적되는 암모니아를 여과 재료별로 그 제거 능력을 알아보고, 실제 산업에의 적용에 관한 문제를 검토하였다.. 여과 재료는 첨모직(pile cloth), 스카이 라이트 골판(corrugated skylight roofing plate), 요철 플라스틱판(embossed plastic plate), 및 자갈의 4종류를 사용, $90cm\times60cm\times60cm$(깊이)의 수조에 각각 2개씩 같은 재료를 넣어서 모두 8개를 설치하였다. 주입수는 부산수산대학 순환여과식 양식 시설의 어류사육 탱크에서 나오는 물을 사용하여 그 속에 함유된 암모니아 제거능력을 측정하였다. 정상적 기능을 발휘하는 두 기간의 여과 재료별 1일 $1m^3$의 여과제 설치 용적당 평균 암모니아 제거 능력은 다음과 같았다. 1) 첨모직 8.381g 2) 2) 스카이 라이트 골판 7.834g 3) 요철 플라스틱판 7.797g 4) 자갈 7.051 g 이와 같이 주기능 발휘 기간동안에는 재료별 차이가 별로 없었지만 그 기간의 길이 차이, 청소의 난이도, 설치 비용 등을 고려해야 한다. 특히 대형 여과조의 경우, 자갈 여과조를 청소하는 일은 대단히 어렵고, 첨모직 여과조는 그 설치 작업이 까다롭고, 배수시 그 구조를 유지하는 데 어려운 문제가 따른다. 이러한 관점에서 볼 때 스카이 라이트 곡판과 요철 플라스틱판이 가장 적당하다고 생각된다. 그러나, 실제 설치시는 재료의 입수 가능성, 가격은 물론, 사용중 또는 계획중의 여과 탱크에의 적합 여부도 고려되어야 한다.
보리를 이용한 식초제조시(食酢製造時) 당화방식(糖化方式)을 달리하여 몇가지의 발효조건을 검토(檢討)하고 관능검사를 실시한 결과는 A. oryzae제국(製麴)에 의한 보리당화액, 맥아제조에 의한 보리 당화액및 시판효소제에 의한 보리당화액을 30${\sim}$40% 영양원으로 식초제조시(食酢製造時) 유도기는 각각(各各) 22시간, 25시간 및 48.5시간이었고 대수기에서의 시간당 초산생성율은 각각(各各) 0.056%/Hr, 0.025%/hr 및 0.038%/hr로 A. oryzae제국에 의한 보리당화액을 영양원으로 사용한 것이 우수하였다. 유도기는 초발산도 2%배지에서 22시간, 3%배지에서 46시간으로 최적초계산도(最適初發酸度)는 2%였다. 초계(初發) ethanol농도(濃度)를 증가시킴에 따라 유도기는 길어졌고. 4${\sim}$6%가 적당하였으며, 발효온도(醱酵溫度)는 $30^{\circ}C$가 적당하였다. 표면발효(表面醱酵)에 의한 최적발효(最適醱酵)조건에 따라 전면발효(全面醱酵)한 결과 유도기는 15시간 초산발효(酢酸醱酵)종료는 45시간으로 초산도(酢酸度)는 6.7%로 발효의 진행이 양호하였다. 숙성(熟成) 1개월된 보리식초(食酢)와 시판식초(市販食酢)를 비교하여 관능검사(官能檢査)한 결과(結果) 맛에 있어서 보리식초(食酢)를 선호하였다.
모델 사상성 진균 Aspergillus nidulans는 분화과정을 연구하는 진핵세포 시스템으로 사용되어 왔다. 이러한 분화과정은 매우 다양한 유전자들의 발현을 통하여 조절되며 이와 관련된 다양한 전사요소들의 기능이 연구되어 왔다. 이들 중 forkhead 유전자는 일반적으로 감수분열 및 세포주기 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 왔으며 A. nidulans에서도 유사한 기능을 하리라 예상되어 왔다. 이와 관련된 연구를 위하여 A. nidulans 유전체에 존재하는 6개의 forkhead 유전자를 발견, 확보하였고, 최근에는 효모 및 다른 진균에서는 발견되지 않는 A. nidulans 특이적 forkhead 유전자인 fkhF의 구조와 기능이 분석된 바 있다. 본 연구에서는 fkhF와 매우 유사한 단백질 서열을 가지고 있는 fkhE(AN2025.3) 유전자의 기능을 분석하였다. 본 유전자의 기능을 분석하기 위해 RT-PCR을 통하여 cDNA 서열을 분석한 결과 약 3종류의 서로 다른 mRNA가 존재하는 것이 밝혀졌고 이는 alternative splicing에 의한 것으로 추정되었다. 이들 3종류의 mRNA중 한 종류만 정상적인 ORF를 가지고 있으며 조사한 전체 cDNA 발현의 61%를 차지하였다. fkhE 유전자는 718개의 아미노산을 암호화하는 하나의 ORF를 가지고 있었으며 N 말단에 보존된 forkhead 도메인을 가지고 있었다. fkhE 유전자를 제거한 유전자 제거 돌연변이 균주는 fkhF와 유사하게 고체배지에서는 무성포자의 형성이 저해되었으나 유성분화에는 별다른 영향을 미치지 않았으며 액체 진탕배양에서는 야생형과 다르게 무성포자병(conidiophore)이 형성되었다. 이러한 결과는 fkhE 유전자가 무성분화에 관련되었음을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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