• 한국미생물·생명공학회지
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• 제11권3호
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• pp.193-199
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• 1983

보리짚이나 옥수수 속과 같은 농산폐자원으로부터 xylose를 생산하기 위한 생물전환공정에 관한 연구를 수행했다. 보리짚이나 1% 가성소다용액으로 24시간 3$0^{\circ}C$ 전처리한후 3$0^{\circ}C$에서 48시간 효소 가수분해를 시킨 결과 15.8%의 환원당을 유리시켰다. 이 환원당의 량은 보리 짚에 들어있는 전 D-xylose 함량에 87%에 해당하는 것이다. 여러 가지 농산폐자원의 효소전환공정을 시험한 결과, 보리짚과 옥수수속이 D-xylose 생산에 가장 적합한 원료가 픽수 있음을 관찰하였다.

• 한국약용작물학회지
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• 제21권5호
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• pp.401-414
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• 2013

Ginsenoside Rg3 (G-Rg3) contained only in red ginseng has been found to show various pharmacological effects such as an anticancer, antiangiogenetic, antimetastastic, liver protective, neuroprotective immunomodulating, vasorelaxative, antidiabetic, insulin secretion promoting and antioxidant activities. It is well known that G-Rg3 could be divided into 20(R)-Rg3 and 20(S)-Rg3 according to the hydroxyl group attached to C-20 of aglycone, whose structural characteristics show different pharmacological activities. It has been reported that G-Rg3 is metabolized to G-Rh2 and protopanaxadiol by the conditions of the gastric acid or intestinal bacteria, thereby these metabolites could be absorbed, suggesting its absolute bioavailability (2.63%) to be very low. Therefore, we reviewed the chemical, physical and biological transformation methods for the production on a large scale of G-Rg3 with various pharmacological effects. We also examined the influence of acid and heat treatment-induced potentials on for the preparation method of higher G-Rg3 content in ginseng and ginseng products. Futhermore, the microbial and enzymatic bio-conversion technologies could be more efficient in terms of high selectivity, efficiency and productivity. The present review discusses the available technologies for G-Rg3 production on a large scale using chemical and biological transformation.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제40권3호
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• pp.147-155
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• 2012

본 연구에서는 스위치그라스를 바이오에탄올 생산용 바이오매스로 선정하여 팝핑 전처리, 효소가수분해 및 발효 과정을 거쳐 바이오 에탄올의 생산 가능성을 조사하였다. 팝핑 전처리 된 스위치그라스에 효소를 처리하여 가수분해 한 결과 95% 이상의 효소 가수분해 효율을 보였고, 가수분해 후 생성된 당화액을 효모(Saccharomyces cerevisiae)로 발효하였을 때 생산된 바이오에탄올의 수율은 89.6%에 이르렀다. 팝핑 전처리 후 바이오매스의 글루코스와 자일로스의 함량은 각각 40.8%와 20.3%로 나타나 전처리 후 글루코스 함량에는 큰 변화가 없었으나, 자일로스의 함량이 4.7% 감소하는 것으로 보아 헤미셀룰로스 영역이 전처리 과정에서 제거된 것으로 보인다. 또한, 주사형 전자현미경 결과에 의하면 전처리 전에는 스위치그라스 표면이 비교적 매끈하고, 입방체 모양을 이루고 있었으나, 전처리 후에는 섬유가 각각 분리되어 있었으며 표면에 많은 미세공극이 생겨난 것을 관찰할 수 있었다. 그러므로 팝핑 전처리는 스위치그라스 시료의 셀룰로스 노출면적을 넓혀주는 역할을 하여 셀룰레이즈 효소의 접근성을 높여 효소 당화 효율을 증대시키는 것으로 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권1호
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• pp.73-78
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• 1992

Tryptophanase를 이용하여 트립토판 합성시 인돌의 효소활성 저해를 억제하기 위하여 유가식 조업, 유기용매 이상계의 사용, 그리고 cyclodextrin의 첨가등에 대하여 연구하였다. 효소 농도가 0.5mg/ml일때 인돌 농도 0.4mM 부근에서 트립토판 생성이 가장 빨랐으며 그 이상에서는 효소활성이 심한 저해를 받았다. 초기 인돌 농도가 20mM일 때는 27시간 반응후 인돌의 전환율이 20인데 비하여 반응기내 인돌 농도를 5mM 이하로 유가식 조업을 하였을 때 전환율이 80%로 향상되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.448-452
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• 2016

새로운 수송용 에너지자원으로 각광받는 바이오매스의 효율적인 당화를 위한 전처리방법이 연구되고 있다. 최근 바이오매스의 에너지 전환 공정 중 전처리 비용이 높은 비중을 차지하고 있으며 이중 폐수처리가 커다란 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 폐수발생을 줄이고 재사용이 용이한 유기용매(Organosolv)를 이용한 전처리를 수행하였으며, 전처리 바이오매스의 잔류 고형물의 양과 제거된 성분의 양을 이용하여 바이오매스의 전처리 효과를 효소당화를 통해 알아보았다. 전처리에 사용한 유기용매로는 99.5 wt% 에탄올을 사용하였고, 초본계 바이오매스인 옥수수대(corn stover)를 이용하여 전처리 하였다. 전처리 효과는 $130{\sim}190^{\circ}C$ 조건에서 시간대별로 진행하여 전처리된 바이오매스의 효소당화를 통하여 확인하였다. 효소당화결과로 가장 높은 글루코오스 당화율을 보였던 전처리 온도는 $190^{\circ}C$에서 반응시간 70분 이상의 조건 이였으며, 이 때 68% 이상의 당화율을 얻을 수 있었다. 또한 전처리 바이오매스의 잔류 고형물(Solid remaining)은 70% 이상이었고, 대부분의 셀룰로오스(Cellulose)와 헤미셀룰로오스(Hemicellulose)의 손실이 미비하여 대부분의 당 성분을 회수할 수 있다는 장점을 보였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권3호
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• pp.464-474
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• 2021

Bacterial cytochrome P450 (CYP) enzymes are responsible for the hydroxylation of diverse endogenous substances with a heme molecule used as a cofactor. This study characterized two CYP154C3 proteins from Streptomyces sp. W2061 (CYP154C3-1) and Streptomyces sp. KCCM40643 (CYP154C3-2). The enzymatic activity assays of both CYPs conducted using heterologous redox partners' putidaredoxin and putidaredoxin reductase showed substrate flexibility with different steroids and exhibited interesting product formation patterns. The enzymatic characterization revealed good activity over a pH range of 7.0 to 7.8 and the optimal temperature range for activity was 30 to 37℃. The major product was the C16-hydroxylated product and the kinetic profiles and patterns of the generated hydroxylated products differed between the two enzymes. Both enzymes showed a higher affinity toward progesterone, with CYP154C3-1 demonstrating slightly higher activity than CYP154C3-2 for most of the substrates. Oxidizing agents (diacetoxyiodo) benzene (PIDA) and hydrogen peroxide (H2O2) were also utilized to actively support the redox reactions, with optimum conversion achieved at concentrations of 3 mM and 65 mM, respectively. The oxidizing agents affected the product distribution, influencing the type and selectivity of the CYP-catalyzed reaction. Additionally, CYP154C3s also catalyzed the C-C bond cleavage of steroids. Therefore, CYP154C3s may be a good candidate for the production of modified steroids for various biological uses.

• 한국식품과학회지
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• 제44권4호
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• pp.460-466
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• 2012

T-2와 HT-2 독소는 type A trichothecene계 곰팡이독소에 속하는 식품 오염물질이나, 국내의 경우 기준치 설정과 분석법의 확립이 요구되고 있다. 본 연구에서는 T-2와 HT-2 독소의 분석법 확립에 도움이 되고자 옥수수와 현미 시료에 존재하는 carboxylesterase에 의한 T-2 독소의 탈아세틸화가 GC 및 HPLC에 의한 T-2와 HT-2 독소 분석치에 미치는 영향을 살펴보았다. 옥수수와 현미 시료로부터 제조된 carboxylesterase 조효소원에 의한 T-2 독소의 HT-2 독소로의 전환 정도를 살펴본 결과, 15분 이내에 84-86%의 HT-2 독소가 급격히 형성되었고, 30분 이후에는 93-95%로 증가한 후 일정하게 유지되었다. 시료에 존재하는 효소의 불활성화 여부가 분석치에 미치는 영향을 살펴보면, 효소를 불활성화 시킨 시료에서는 T-2 독소가 60-107% 검출되었고 HT-2 독소가 검출되지 않은 반면, 효소를 불활성화 시키지 않은 시료에서는 T-2 독소가 0-9% 검출되었고 HT-2 독소가 77-121% 생성되었다. 추출용매 및 추출방법에 따른 T-2 독소의 탈아세틸화를 살펴본 결과, methanol/water 80:20으로 추출한 경우에는 T-2 독소가 84-108% 검출되었다. 곰팡이독소의 동시분석을 위해 PBS로 1차 추출한 다음 methanol로 추출할 때, 효소를 불활성화 시킨 시료에서는 T-2 독소가 60-87% 검출되었고 HT-2 독소가 검출되지 않았다. 반면, 효소를 불활성화 시키지 않은 시료에서는 T-2 독소가 검출되지 않았고 HT-2 독소가 37-66% 생성되었다. 이러한 결과는 옥수수와 현미 시료에 존재하는 carboxylesterase에 의해 T-2 독소가 탈아세틸화되어 T-2와 HT-2 독소를 각각 정량분석할 때 분석치에 영향을 미칠 수 있다는 것을 시사한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권3호
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• pp.262-273
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• 2010

갈색부후균인 Fomitopsis palustris에서 균체 외 cellulase 생산 특성과 이 효소를 이용하여 목재와 볏짚의 당화특성, mediator 첨가 효과, 목질기질의 미세 표면구조나 결정화도가 효소 당화에 미치는 영향 등에 대해 연구하였다. F. palustris의 균체 외 효소의 생산에 혼합목분을 탄소원으로 이용 시 endo-${\beta}$-1,4-gulcanase (EG)는 12.0 U/$m{\ell}$, ${\beta}$-glucosidase (BGL)는 116.68 U/$m{\ell}$, cellobiohydrolase (CBH)는 18.82 U/$m{\ell}$, 그리고 ${\beta}$- xylosidase (BXL)는 13.33 U/$m{\ell}$의 활성을 보였다. 이러한 활성은 BGL, CBH, 그리고 BXL이 볏짚을 이용한 경우보다 약 2~4배 정도 높았다. 볏짚을 탄소원으로 이용하여 생산한 cellulase-RS의 효소 최적반응 온도 및 pH는 $45^{\circ}C$와 pH 5.0이었으며, 혼합 목분을 탄소원으로 이용하여 생산한 cellulase-SW의 경우에는 $50^{\circ}C$와 pH 5.0이었다. Cellulase-SW는 볏짚을 기질로 사용할 때 $40.6{\pm}0.6%$로 가장 높은 당화율을 보였다. 또한 당화촉매제인 Tween 20의 첨가로 당화율이 44%로 상승하여 상용화 효소인 Celluclast 1.5L의 53.7%의 당화율 대비 약 82% 수준으로 상승되었다. 이는 본 실험에서 사용한 효소가 조효소 형태임을 고려하면 상용화 효소에 매우 근접한 당화율을 얻은 것으로 판단된다. 또한 볏짚의 낮은 조직 결정화도와 주사전자현미경을 이용한 볏짚 표면의 섬유화를 통한 표면적 증대 효과는 목재에 비해 높은 볏짚의 당화율에 대한 원인을 제시하였다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제36권1호
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• pp.32-39
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• 2003

Phytoestrogens, especially soy-derived isoflavones, are receiving great scrutiny as a food supplement for preventing hormone dependent disease such as postmenopausal osteoporosis. Their beneficial effects are derived from aglycone form of isoflavones, such as daidzein, genistein or glycitein. In contrast to the common usage of soybean, black bean (Rhynchosia Molubilis : Yak-kong) has been used as a supplement for preventing postmenopausal osteoporosis in oriental medicine. To investigate the effects of the saliva, artificial stomach fluid, and digestive enzymes on the conversion of glycosidic isoflavone to aglycone form, soybean and black bean were extracted with 70% methanol and freeze-dried. The recovery yield of methanol extracts of black bean was 14.1% which was higher than that of soybean, 13.5%. In terms of total isoflavones, we routinely obtained larger amount of isoflavones from black bean than those from soybean. By incubating methanol extracts of soybean and black bean with IN HCI for 180 min, the proportions of aglycones relative to the total isoflavone were significantly increased (32.4% and 52.4%, respectively). In vitro conversion, digestive enzymes ($\beta$-glucosidase and $\alpha$-glucosidase) may hydrolyze glycosidic bond of isoflavone more effectively than saliva or artificial stomach fluid did. It seems to say that the activity of $\beta$-glucosidase was higher than those of $\alpha$-glucosidase. The rate of conversion of glucoside form to aglycone form in black bean and soybean was low in physiological condition (pH) tested, although the enzymatic hydrolysis of glucoside was active. These results demonstrated that the composition of aglycone in food may be the important factors in terms of the bioavailability of isoflavones. (Korean J Nutrition 36(1): 32-39, 2003)

• 한국균학회지
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• 제21권4호
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• pp.285-292
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• 1993

에너지 요구 반응 인 5'-XMP 의 5'-GMP 보의 효소적 전환을 위해 Escherichia coli CH 41(guaB mutant)로부터 추출 정제한 XMP aminase에 Saccharomyces cerevisiae의 glycolysis를 통한 ATP 재생계를 도입하였다. 전환 반응의 ATP원으로는 동결 건조 효모가 가장 효율적이었으며, 전환 반응의 최적 온도 및 pH는 각각 $40{\circ]C$, pH 7.4였다. 또한 100 mM glucose, 100 mM inorganic phosphate 및 6mM AMP 에서 가상 높은 전환율을 보였다. 상기의 조건에서 36 unit/ml의 XMP aminase 가 이용될 경우 효모 농도는 60 mg/ml로 충분하였으며, 최적 조건에서 6시간 반응시 1.8 mM(65.6 mg/100 ml) 5'- XMP 의 약 71%가 5'-GMP로 전환되었다.