It has been known that Δ-desaturase (TAD5) in the biosynthetic pathway of long chain polyunsaturated fatty acids of Thraustochytrium aureumis responsible for the conversion of di-homo-${\gamma}$-linolenic acid (C20:4) into arachidonic acid (C20:4). The genetic sequence analysis on TAD5 of Thraustochytrium aureum ATCC34304 used in this study showed that it has two amino acid changes when compared to that of Thraustochytrium aureum TAD5 first reported in 2003. Accordingly, Thraustochytrium aureum ATCC34304 TAD5 was named TAD5_1. TAD5_1-inserted methylotropic Pichia pastoris was prepared and then cultured with a precursor fatty acid, di-homo-${\gamma}$-linolenic acid. GC analysis confirmed that a certain amount of the precursor fatty acid was converted into arachidonic acid. In this study, not only a recombinant Pichia pastoris with the typical activity of ${\Delta}5$-desaturase which plays an essential role in the biosynthesis of LCPUFAs was successfully made but also the preparationpotential of a recombinant Pichia pastoris strain which may synthesize eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) that are important in maintaining and improving human's brain function was proposed.
In this research, the nonlinear free vibration analysis of boron-nitride micro ribbon (BNMR) on the Pasternak elastic foundation under electrical, mechanical and thermal loadings using modified strain gradient theory (MSGT) is studied. Employing the von $K{\acute{a}}rm{\acute{a}}n$ nonlinear geometry theory, the nonlinear equations of motion for the graphene micro ribbon (GMR) using Euler-Bernoulli beam model with considering attached mass and size effects based on Hamilton's principle is obtained. These equations are converted into the nonlinear ordinary differential equations by elimination of the time variable using Kantorovich time-averaging method. To determine nonlinear frequency of GMR under various boundary conditions, and considering mass effect, differential quadrature element method (DQEM) is used. Based on modified strain MSGT, the results of the current model are compared with the obtained results by classical and modified couple stress theories (CT and MCST). Furthermore, the effect of various parameters such as material length scale parameter, attached mass, temperature change, piezoelectric coefficient, two parameters of elastic foundations on the natural frequencies of BNMR is investigated. The results show that for all boundary conditions, by increasing the mass intensity in a fixed position, the linear and nonlinear natural frequency of the GMR reduces. In addition, with increasing of material length scale parameter, the frequency ratio decreases. This results can be used to design and control nano/micro devices and nano electronics to avoid resonance phenomenon.
A yeast strain utilizing styrene epoxide as a sole carbon and energy source was isolated from soil samples for the production of enantiopure of styrene epoxide by kinetic resolution. The strain, identified as a Rhodosporidium toruloides SJ-4, expressed an epoxide hydrolase which preferentially converted (R)-styrene epoxide into the corresponding diol. A maximum activity of 135 U/L was observed when biomass (dry cell mass) reached 6.7 g/L at 21 h of batch culture. Under the partially optimized reaction conditions ($35^{\circ}C$ and pH 8.0), the optically pure (S)-styrene epoxide was obtained with the yield of 21% when the initial substrate concentration was 100 mM. The reaction was completed at 9 h.
The icebreaking research vessel ARAON conducted her second ice trial in the Arctic Ocean during the summer season of 2010. During this voyage, the local ice loads acting on the bow of the port side were measured using 14 strain gauges. The measurement was carried out during icebreaking while measuring the thickness of the ice every 10 m. The obtained strain data were converted to the equivalent stress values, and the effects of the ship speed and ice thickness on the ice load were investigated. As a result, it was found that a faster speed produced a larger stress, according to the variation in the peak values below an ice thickness condition of 1.5 m. Meanwhile, the effect of the ice thickness on the ice load was not clear.
This paper focuses on a newly designed ice load formula based on the ARAON's 2016 Arctic field data in order to improve a structural design against ice loads. The strain gage signals from ARAON's hull plating were converted to the local ice pressure upon the hull plating using the influence coefficient matrix and finite element analysis. First, a traditional pressure-area relationship is derived by applying probabilistic approaches to handle the strains measured onboard the ARAON. Then, the local ice load prediction formula is re-analyzed after reviewing the ARAON's additional field data to consider information about the ship speed and thickness of the sea ice. It is shown that the newly developed pressure-area relationship well reflects the influence of other design parameters such as the ship speed and ice thickness in the prediction of local ice loads on Arctic vessels.
Soil-borne infectious disease including Pythium aphanidermatum and Rhizoctonia solani causes severe damage to plants, such as cucumber. This soil-borne infectious disease was not controlled effectively by chemical pesticide. Since these diseases spread through the soil, chemical agents are usually ineffective. Instead, biological control, including antagonistic microbe can be used as a preferred control method. An efficient method was developed to select an antagonistic strain to be used as a biological control agent strain. In this new method, surface tension reduction potential of an isolate was included in the ‘decision factor’ in addition to the other factors, such as growth rate, and pathogen inhibition rate. Considering these 3 decision factors by a statistical method, an isolate from soil was selected and was identified as Bacillus sp. GB16. In the pot test, this strain showed the best performance among the isolated strains. The lowest disease incidence rate and fastest seed growth was observed when Bacillus sp. GB16 was used. Therefore this strain was considered as plant growth promoting rhizobacteria (PGPR). The action of surface tension reducing component was deduced as the enhancement of wetting, spreading, and residing of antagonistic strain in the rhizosphere. This result showed that new selection method was significantly effective in selecting the best antagonistic strain for biological control of soil-borne infectious plant pathogen. The antifungal substances against P. aphanidermatum and R. solani were partially purified from the culture filtrates of Bacillus sp. GB16. In this study, lipopeptide possessing antifungal activity was isolated from Bacillus sp. GB16 cultures by various purification procedures and was identified as a surfactin-like lipopeptide based on the Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance (NMR), high performance liquid chromatography mass spectroscopy (HPLC-MS), and quadrupole time-of-flight (Q-TOF) ESI-MS/MS data. The lipopeptide, named GB16-BS, completely inhibited the growth of Pythium aphanidermatum, Rhizoctonia solani, Penicillium sp., and Botrytis cineria at concentrations of 10 and 50 mg/L, respectively. A novel method to prevent the foaming and to provide oxygen was developed. During the production of surface active agent, such as lipopeptide (surfactin), large amount of foam was produced by aeration. This resulted in the carryover of cells to the outside of the fermentor, which leads to the significant loss of cells. Instead of using cell-toxic antifoaming agents, low amount of hydrogen peroxide was added. Catalase produced by cells converted hydrogen peroxide into oxygen and water. Also addition of corn oil as an oxygen vector as well as antifoaming agent was attempted. In addition, Ca-stearate, a metal soap, was added to enhance the antifoam activity of com oil. These methods could prevent the foaming significantly and maintained high dissolved oxygen in spite of lower aeration and agitation. Using these methods, high cell density, could be achieved with increased lipopeptide productivity. In conclusion to produce an effective biological control agent for soil-borne infectious disease, following strategies were attempted i) effective screening of antagonist by including surface tension as an important decision factor ii) identification of antifungal compound produced from the isolated strain iii) novel oxygenation by $H_2O_2-catalase$ with vegetable oil for antifungal lipopeptide production.
Red ginseng (Panax ginseng), a Korean traditional medicinal plant, contains a variety of ginsenosides as major functional components. It is necessary to remove sugar moieties from the major ginsenosides, which have a lower absorption rate into the intestine, to obtain the aglycone form. To screen for microorganisms showing bioconversion activity for ginsenosides from red ginseng, 50 yeast strains were isolated from Korean traditional meju (a starter culture made with soybean and wheat flour for the fermentation of soybean paste). Twenty strains in which a black zone formed around the colony on esculin-yeast malt agar plates were screened first, and among them 5 strains having high ${\beta}$-glucosidase activity on p-nitrophenyl-${\beta}$-D-glucopyranoside as a substrate were then selected. Strain JNO301 was finally chosen as a bioconverting strain in this study on the basis of its high bioconversion activity for red ginseng extract as determined by thin-layer chromatography (TLC) analysis. The selected bioconversion strain was identified as Candida allociferrii JNO301 based on the nucleotide sequence analysis of the 18S rRNA gene. The optimum temperature and pH for the cell growth were $20{\sim}30^{\circ}C$ and pH 5~8, respectively. TLC analysis confirmed that C. allociferrii JNO301 converted ginsenoside Rb1 into Rd and then into F2, Rb2 into compound O, Rc into compound Mc1, and Rf into Rh1. Quantitative analysis using high-performance liquid chromatography showed that bioconversion of red ginseng extract resulted in an increase of 2.73, 3.32, 33.87, 16, and 5.48 fold in the concentration of Rd, F2, compound O, compound Mc1, and Rh1, respectively.
원유에 대한 분해능이 있는 균주를 분리하고, 이들 균주의 균체생육과 유화활성 및 원유 전환율을 검토하여 4균주 즉, A54, H17, H17-1 그리고 F6 를 선멸하였다. 이들 균주중 H17-1 균주를 최종선멸하여 형태학적 빛 생화학적 그리고 생리학적 특성 을 조사한 후 Nocardia sp. H 17-1로 명명하였다. Nocardia sp. H17-1의 배양 시간에 따른 균체생육, 유화도 그리고 원유 전환율을 측정한 결과, 균체수 는 $9.1\times109 CFU/mL$었고, 유화활성과 원유 전환율 은 각각 480 unit/mL와 약 83%로서 최대치에 도달하였다. 또한, 다양한 탄화수소를 탄소원으로 이용 하였다. 원유분해를 위한 배양조건 및 환경인자의 영향을 조사한 결과 배양온도는 $^30{\circ}C$, 초발 pH는 7.0, 염분농도는 2.0%이며, 5% 이상에서는 유화활 성이 현저히 감소하였다. 원유농도는 3%, 무기염류 의 농도는 12.5 mM $NH_4N0_3$, 0.057 mM $K_2HPO_4$로 나타났다. 또한, 잔류 원유의 GC 분석 결과 CI6(n hexadecane) 이상의 n-alkane peak가 현저히 감소하였다.
진세노사이드(인삼 사포닌)는 인삼의 대표적 약리성분 중의 하나로 생물학적 활성을 가진 배당체 화합물이다. 이들 사포닌은 가수분해 되어 저분자화 되었을 때, 항주름 및 항산화, 항암 등에 높은 약리효능효과를 나타낸다. 본 연구에서는 인삼 esculin 배지를 활용하여 ${\beta}$-glucosidase 활성을 가진 균주를 분리하였고 인삼 사포닌 전환을 미생물을 이용하여 수행하였다. 본 균주들을 16S rRNA sequencing을 통하여 동정하여 본 결과 Stenotrophomonas rhizopilae strain GFC09로 확인되였다. 균주의 최적 활성 조건을 결정하기 위해 조효소 1 mM와 인삼사포닌 $Rb_1$과 함께 배양한 후 생물학적 전환을 TLC, HPLC를 사용하여 확인하였다. 조효소에 의한 인삼 사포닌 $Rb_1$의 전환 경로는 다음과 같다. LB: RbNeobio R&D center, Gyeonggi-do 16954, Korea${\rightarrow}$Rd${\rightarrow}$FNeobio R&D center, Gyeonggi-do 16954, Korea${\rightarrow}$compound K, TSB: $Rb_1{\rightarrow}Rd{\rightarrow}F_2$. 가수분해된 생성된 물질은 NMR로 구조 동정하였다. 전환 산물의 효능 분석결과, 콜라겐 생성을 농도 의존적으로 증가시키는 것이 관찰되었다. 이에 본 연구에서는 ginsenoside $F_2$와 compound K 함유 인삼 전환 산물의 주름 개선 소재로서 활용가능성을 확인하였다.
A cellulose-producing strain isolated from rotten apples was identified as Gluconacetobacter hansenii based on its physiological properties and the 16S rDNA complete sequencing method, and specifically named Gluconacetobacter hansenii PJK. The amount of bacterial cellulose (BC) produced by G. hansenii PJK in a shaking incubator was 1.5 times higher than that produced in a static culture. The addition of ethanol to the medium during cultivation enhanced the productivity of bacterial cellulose, plus the supplementation of 1% ethanol into the culture medium made the produced BC aggregate into a big lump and thus protected the bacterial-cellulose-producing G. hansenii PJK cells in the shear stress field from being converted into non-cellulose-producing (Cel) mutants. Cells subcultured three times in a medium containing ethanol retained their ability to produce BC without any loss in the production yield.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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