본 연구에서는 매년 700여만톤 생산되는 볏짚을 자원화 하기 위하여 암모니아-냉동-파열법 (AFEX)을 사용하였다. AFEX으로 전처리된 볏짚은 처리되지 않은 것보다 대랴 4배 이상의 가수분해율을 얻을 수 있었다. 또한 어떼한 전처리 방법보다도 처리하는 과정이 쉽고 당화율도 90%로 이상이며, 경제성이 높다.
In order to enhance the selectivity, productivity and yield of methyl fructoside, which was synthesized by enzymatic glycosylation of sucrose and methanol solution, controlling of surface property of solid support using different immobilization procedures optimized microenvironment of immobilized invertase. Silanization and polyethylene imine coating methods were adopted to give a hydrophobic and hydrophilic environment of immobilized invertase. As a result, polyethyleneimine coating method gave higher loading of enzyme, effective activity, and relative activity than silanization method, because it brought on increasing the functional density of amino group and enhancing the conservation of activity by regulating of hydrophilicity. And then, hydrophilic environment was possible to restraint the assessing of methyl fructoside molecule, which was more hydrophobic than sucrose, fructose, and glucose molecule in the reaction mixture, into .the active site of immobilizedinvertase. Consequently, hydrophilic microenvironment of immobilized invertase by polyethyleneimine coating obtained higher yield and productivity with increasing conversion than silanized and native invertase. Thus, this procedure optimized the microenvironment of immobilized invertase suitable for the enzymatic synthesis of methyl fructoside.
15-Hydroxyeicosatetraenoic acid (HETE), as a mammalian biologically active metabolite, has anticarcinogenic effect. The conditions of producing 15-HETE from arachidonic acid by using soybean lipoxygenase were optimal at pH 8.5 and $20^{\circ}C$ with 9 g/l arachidonic acid, 54.4 U/ml soybean lipoxygenase, and 4% methanol. Under these optimized conditions, the enzyme produced 9.5 g/l 15-HETE after 25 min, with a molar conversion yield of 99% and a productivity of $22.8gl^{-1}h^{-1}$. To the best of our knowledge, this is the first biotechnological production of 15-HETE.
3-Hydroxypropionic acid (3HP) is a platform chemical and can be converted into other valuable C3-based chemicals. Because a large amount of glycerol is produced as a by-product in the biodiesel industry, glycerol is an attractive carbon source in the biological production of 3HP. Although eight 3HP-producing aldehyde dehydrogenases (ALDHs) have been reported so far, the low conversion rate from 3-hydroxypropionaldehyde (3HPA) to 3HP using these enzymes is still a bottleneck for the production of 3HP. In this study, we elucidated the substrate binding modes of the eight 3HP-producing ALDHs through bioinformatic and structural analysis of these enzymes and selected protein engineering targets for developing enzymes with enhanced enzymatic activity against 3HPA. Among ten AbKGSADH variants we tested, three variants with replacement at the Arg281 site of AbKGSADH showed enhanced enzymatic activities. In particular, the AbKGSADHR281Y variant exhibited improved catalytic efficiency by 2.5-fold compared with the wild type.
Rhodotorula glutinis IFO 0559에서 유래하는 L-phenylalanine ammonia lyase(EC 4. 3. 1. 5)를 이용하거나, 유도된 세포자체를 이용하여 trans-cinnamic acid로부터 L-phenylalanine을 생합성할 때 극단적인 반응액이 미치는 효소 및 세포의 안정성에 대하여 조사하였다. 그리고 안정제를 첨가한 60%의 glycerol은 효소의 안정화에 효과를 보였으며 trans-cinnamic acid에서 L-phenylalanine으로의 전이율은 80%까지 되었다. 이에 아울러 전이율을 보다 신속하고 정확히 측정할 수 있는 wavelength scanning 방법을 개발하였다.
Background: The demand of recycling renewable agricultural by-products is increasing. Radiation breeding is a method used to improve saccharification efficiency. Thus, we investigated the effect of gamma ray irradiation on the pretreatment and enzymatic hydrolysis of the stalks of Senna tora, an important medicinal plants. Methods and Results: S. tora seeds were irradiated with gamma ray at doses of 100, 200, 300, and 400 Gy. In the pretreated biomass, glucan and lignin content were higher in the M1 ($1^{st}$ generations of irradiation) S. tora stalks than in the M2 ($2^{nd}$ generations of irradiation) stalks, this can be explained by the higher degradation rate in M1. After oxalic acid pretreatment, the concentration of total phenolic compounds (TPCs) in the hydrolysate increased in the gamma ray treated seeds. The highest relative increase rate in crystallinity in the pretreated biomass was observed in M1-400 Gy and M2-100 Gy. The cellulose conversion rate was higher in M1 than in M2, except for 200 Gy. Conclusions: Gamma ray irradiation at an appropriate dose can be used to improve the efficiency of pretreatment and enzymatic hydrolysis, thereby increasing biomass availability.
본 연구는 농업 부산물인 옥수숫대를 이용하여 옥살산 전처리와 효소가수분해를 통한 에탄올 발효 효율 향상조건을 탐색하였다. 옥살산 전처리 옥수숫대의 효소가수분해는 Accellerase 1000을 이용하였으며, $50^{\circ}C$ 온도조건과 pH 4.5에서 96시간 가수분해하여 가장 높은 단당류 수율인 $64.8g/{\ell}$의 단당류 수율을 나타냈다. 옥수숫대에서 생산된 단당류의 발효에는 Pichia stipitis CBS 6054를 공시균주로 사용하였고, 전처리 옥수숫대 및 효소 투입량이 각각 10~14%와 15 FPU 이었을 때 효율적인 에탄올 생산에 가장 적합한 것으로 판명되었다. 이러한 조건에서 24시간 발효 후에 약 88.2%의 에탄올 전환율에 해당되는 0.45의 에탄올 수율을 얻었다.
본 연구는 바이오에탄올을 생산하고자 목질계 바이오매스의 효소당화에서의 반탄화의 영향을 비교분석하였다. 전처리로서, 목질계 바이오매스의 반탄화는 무산소 조건에서 $250{\sim}350^{\circ}C$의 온도로 시행되었다. 또한 비이온성 계면활성제인 Tween-80을 첨가하여 반탄화로 인한 소수성변환에 대처하여 당화효율을 높이기 위한 실험을 진행하였다. 그 결과, 반탄화 전처리한 바이오매스를 효소당화한 후 글루코즈 생산량이 전처리하지 않은 바이오매스의 글루코즈 생산량보다 높았다. 그리고 Tween-80의 첨가하여 효소당화하였을 때 당 전환율이 더 높았다. 이로 인해 반탄화를 목질계 바이오매스의 전처리로 적용할 수 있으며 Tween-80을 첨가하였을 때 효소당화에 영향이 있다는 것을 알 수 있었다.
해조류는 잠재력이 있는 풍부한 발효기질이다. 해조류의 효소가수분해를 상업용 셀룰라아제 및 비스코자임과 함께 알칼리 과산화수소 전처리에 의해서 검토하였다. 본 연구에서 사용된 해조류는 구멍갈파래이며, 전처리 평가는 효소가수분해 후 얻어진 글루코오스의 수율로 나타내었다. 알칼리 과산화수소는 과산화수소 1 wt%에 수산화나트륨을 1~1.75 wt% 범위로 혼합하였다. $60^{\circ}C$에서 3 h 동안 전처리한 결과 5 wt% 과산화수소를 사용했을 때에 가장 높은 글루코오스 전환율을 보였다. 알칼리 과산화수소로 전처리한 후 필요한 효소의 양은 전처리하지 않은 구멍갈파래에 비하여 상당히 절감되었으며, 아울러 효소 가수분해동안 얻어진 글루코오스의 양은 증가되었다.
본 연구에서는 청각으로부터 생리활성물질을 추출하기 위해서 친환경적인 효소적 방법을 이용하여, 이들 효소 가수 분해물의 TPC, TFC, 항산화 활성, acetylcholinesterase(AChE) 저해 활성 및 항염증 활성을 측정하였다. 청각의 단백질 및 탄수화물 가수분해물의 TPC는 TFC보다 높은 함량을 나타내었으며, 단백질 가수분해물이 탄수화물 가수분해물보다 높은 TPC를 나타내었다. 청각 가수분해물의 항산화 활성은 DPPH radical 소거 활성으로 측정하였고, 단백질 가수분해물에서는 Flavourzyme 가수분해물이 활성이 높았고, 탄수화물 가수분해물에서는 Promozyme 가수분해물이 높은 DPPH radical 소거 활성을 나타내었다. 따라서 두가지 가수분해물을 이용하여 hydrogen peroxide 소거능, $Fe^{2+}$ 킬레이팅 및 reducing power를 측정한 결과 두 가수분해물 모두 우수한 항산화 활성을 나타냄을 알 수 있었다. 또한, hydroxyl radical로 유도된 DNA 손상을 효과적으로 억제하였다. AChE 저해 활성에서는 Flavourzyme 및 Dextrozyme 가수분해물이 각각 우수한 AChE 저해 활성을 나타내었다. 청각 가수분해물의 RAW264.7 세포주에 대한 세포독성을 검토한 결과 세포독성을 나타내지 않았으며, lipopolysaccharide(LPS)로 유도된 nitric oxide(NO) 생성 억제능에서는 모든 가수분해물이 유의적(p<0.05)으로 NO의 생성을 억제하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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