• KSBB Journal
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• 제24권5호
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• pp.489-494
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• 2009

우리 연구팀은, 농산부산물인 유채대의 알콜 발효용 당화물 생산 가능성을 연구하였다. 이를 위해 농산부산물인 유채대를 연속적으로 5 mL/min의 속도로 산을 이용하지 않고 증류수만을 이용해 이단 고온 처리 ($200^{\circ}C$ and 15 Mpa, $375^{\circ}C$ and 23 Mpa)하였다. 본 전처리 공정을 통한 가수수분해물의 당화물 생성은 최종적으로 자일로스와 글루코스의 경우 25.6 g/L, 5.5 g/L가 생성되었다. 이는 유채대에 존재하는 글루코스와 자일로스의 초기 양 대비 각각 18%와 59%의 전환 수율을 나타낸다. 또한 이 공정은 타 공정들에 비하여 대표발효 저해 산물인 HMF의 생성량이 0.2 ppm으로 극히 낮은 수치를 보였으며, 가수분해물의 에탄올 생산시, 글루코스의 발효를 통한 에탄올 생성 전환수율이 90% 이상으로 높은 생성율을 보였다. 따라서 본 공정을 통해 다른 농산부산물이나 해조류 전체에 응용된다면, 고 수율의 에탄올 생산용 당화물을 생산할 것으로 예상한다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제13권1호
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• pp.65-72
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• 1970

Bence Jones 단백질중(蛋白質中) ${\lambda}$형(型)의 N-말단(末端) 및 그 주변(周邊)의 아미노산배열(酸配列)을 결정(決定)하기 위하여 본(本) 실험(實輸)이 시도(試圖)되었던바 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1) Bence Jones 단백질(蛋白質)을 Pronase와 Chymotrypsin으로 분해(分解)하여 얻은 Peptide중에서 Im Pr-M 및 Im Ch-M와 Ik Ch-M을 Dowex $50{\times}2$ column $1{\times}20$cm)와 Dowex $1{\times}2$ column $(0.9{\times}50{\;}cm)$을 사용(使用)하여 분리(分離)하였다. 2) ${\lambda}$형(型) Bence Jones단백질(蛋白質)의 N-말단(末端)은pyrroglutamic acid로 되어 있음을 alkali반응(反應)과 고압여지전기영동법(高壓濾紙電氣泳動法)으로 확인(確認)하였다. 3) 농염산(濃鹽酸)(12N) 반응(反應)($27^{\circ}C$, 15시간(時間))을 이용(利用)하며 Peptide중(中)의 Serine부(部)를 선택적(選擇的)으로 절단(切斷)할 수 있었다. 4) 이들 Peptide의 아미노배열순서(配列順序)는 Edman의 PTC법(法)과 소거법(消去法) 및 CarboBypeptidase A를 사용(使用)하여 결정(決定)하였다. 5) 분리(分離)한 Peptide의 아미노산배열순서(酸配列順序)는 다음과 같았다. $Im\;Ch-M\;PCA{\cdot}Ser{\cdot}Val{\cdot}Leu$ $Ik\;Ch-M\;PCA{\cdot}Ser{\cdot}Ala{\cdot}Leu1$

• 핵의학기술
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• 제22권2호
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• pp.74-78
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• 2018

본 연구는 그리냐르 시약과 $[^{11}C]$$CO_2$ 가스의 반응온도를 최적화하여 $[^{11}C]$아세트산의 방사화학적 수율을 향상시킬 수 있는 방법을 개발하고자 하였다. 본 연구에서는 $TRACERlab^{TM}$ $FX_{C-Pro}$ 자동합성장치에 기체포집 반응법과 고체상 추출 카트리지 분리정제법을 적용하여 $[^{11}C]$아세트산을 합성하였다. 그리냐르 시약으로 3.0 M $CH_3MgCl$를 사용하였으며, 표지반응 시 무수 tetrahydrofuran을 사용하여 0.5 M $CH_3MgCl$로 희석하여 사용하였다. 사이클로트론에서 생산된 $[^{11}C]$$CO_2$ 가스를 포집 후 반응용기에 담겨있는 그리냐르 시약에 불어넣을 때 반응용기를 액체질소로 냉각하여 $0^{\circ}C$, $-10^{\circ}C$, $-55^{\circ}C$가 각각 되게 한 후 표지반응을 진행하였다. 표지 반응 후 1 mM 아세트산 용액을 넣어 반응액을 희석한 후 고체상 추출 카트리지 IC-H와 IC-Ag를 차례로 통과시켜 불순물을 제거하고, 최종산물인 $[^{11}C]$아세트산은 SAX 카트리지에 통과시켜 흡착시킨 후 주사용수를 통과시켜 유기용매 및 불순물을 제거한 후 생리식염수로 용출하였다. 용출된 $[^{11}C]$ 아세트산은 $0.22-{\mu}m$ 멸균필터를 사용하여 멸균 후 HPLC로 방사화학적 순도를 측정하였다. 사이클로트론의 빔 전류를 $50{\mu}A$로 고정하고 빔 조사를 20분간 하여 생산된 $[^{11}C]$$CO_2$ 가스를 그리냐르 시약과 반응시킬 때 온도가 $0^{\circ}C$일 때 $15.2{\pm}1.6GBq$ (n=5)의 $[^{11}C]$아세트산이 합성되었고, 표지반응온도가 $-10^{\circ}C$일 때는 $18.7{\pm}2.1GBq$ (n=19)가 합성되었으며, $-55^{\circ}C$일 때는 $7.7{\pm}1.7GBq$ (n=19)가 합성되었다. 방사화학적 수율이 가장 높았던 $-10^{\circ}C$에서 빔 조사시간에 따른 $[^{11}C]$ 아세트산의 합성수율을 비교하였을 때 10분간 빔을 조사할 때보다 20분간 조사할 경우 약 1.9배 생산량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 $[^{11}C]$$CO_2$ 가스와 그리냐르 시약을 $-10^{\circ}C$에서 반응 할 경우 방사화학적 수율을 크게 개선할 수 있어 향후 임상에서 통상적으로 생산 시 유용한 표지조건으로 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권11호
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• pp.1575-1581
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• 2011

본 연구에서는 유채박 섬유질을 고부가가치로 활용하기에 앞서 적합한 화학적 전처리 조건을 찾고자, 산 및 알칼리 촉매로 다양한 조건 하에 처리한 후, 각 인자들에 따른 유채박의 분해율 및 유리당 함량을 측정하였다. 유채박은 $H_2SO_4$, HCl, NaOH 촉매 중 HCl 촉매 하에서 가장 효과적으로 분해되었으며, 특히 1%의 촉매 농도에서 높은 분해율을 보였다. 반면 $H_2SO_4$, HCl 촉매 하에서 유채박 투입량이 낮을수록 분해율이 증가하였으나, NaOH 촉매 하에서는 유채박 투입량에 따른 분해율 차이가 거의 관찰되지 않았다. 분해 후 측정된 총 유리당 함량은 HCl를 처리한 경우가 가장 높았으며, 유채박 투입량이 증가함에 따라 총 유리당 함량이 감소하였으나 이에 따른 영향은 미미했다. 또한 2% 촉매에서 총 유리당 함량이 높았으나 HCl 촉매의 경우 1%일 때가 다른 처리 조건들보다 총 유리당 함량이 높았다. 각각의 유리당으로는 $H_2SO_4$, HCl 촉매 하에서 glucose, galactose, arabinose, fructose가 주로 분리되었으며 NaOH 촉매 하에서는 대부분 sucrose가 분리되었다. 촉매 농도가 증가함에 따라 glucose, galactose 함량은 증가하였고, fructose 함량은 감소하였으며, 거의 모든 유리당에서 유채박 투입량이 증가함에 따라 그 함량이 감소하였다. 상기 결과를 종합해 보면 총 유리당은 유채박을 1% HCl를 사용하여 2 g/100 mL의 비율로 화학적 처리하는 것이 본 연구 범위 내에서 총 당을 분리해내는데 가장 우수한 것으로 조사되었으며 glucose, galactose는 2% HCl-0.5 g/100 mL, fructose는 0.5% $H_2SO_4$-0.5 g/100 mL 조건에서 효율적인 분리가 이루어짐을 확인하였다. 따라서 목표하는 당에 따라 적합한 촉매, 촉매 농도, 시료 투입량을 조절하여 분리해낼 수 있을 것으로 생각한다. 현재 분리되어 나온 당을 바탕으로 기능성 당 및 수용성 식이섬유를 얻는 연구를 수행하고 있으며, 실질적으로 대량의 당들을 순도 높게 얻기 위해서는 처리 규모(시료양, 촉매)를 늘리거나 각각의 당들을 효과적으로 정제하는 연구도 필요할 것으로 생각한다.

• 한국잡초학회지
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• 제32권2호
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• pp.85-97
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• 2012

본 연구에서는 담수녹조류인 그물말(Hydrodictyon reticulatum, HR)을 산업바이오 자원으로서 활용하는 방안을 강구하고자 일차적으로 효소당화의 용이성을 검토하였다. HR에 대하여 효소당화를 2% 고형분 함량에서 동일조건으로 수행했을 때, 다른 종류의 바이오매스(Spirulina, Chlorella, Scenedesmus, Cladophora, Corn stover)보다 glucose 수득율이 가장 높았다. HR을 분말화하지 않아도 최적조건의 효소처리량에서 당화가 모두 이루어지며, HR 당화용액의 citrate buffer strength가 0.1mM까지 낮아도 당수득율에 큰 지장이 없었다. 또한 HR을 고온의 전처리없이 실온상태에서 바로 당화시켜도 $120^{\circ}C$ 처리에 비해 10% 미만의 당화율 감소만 나타내었다. 발효균주의 일반적인 생장적온인 $37^{\circ}C$ 또는 pH 6.5에서도 당화가 정상적으로 잘 일어나 당화/발효를 동시에 진행시킬 수 있는 바이오매스로의 특징을 보였다. 효소량을 기준량의 1/10정도 줄여도 최적조건의 70~80%에 해당하는 glucose 수득율을 나타내었다. 그리고 본 실험조건에서 HR의 고형분 함량 10%까지 당수득율이 떨어지지 않았고 15%이상되어야 감소하기 시작하여 고농도 당용액 생산에도 좋은 특성을 나타내었다. 이들의 제반 결과는 HR이 당화가 매우 쉽게 일어나는 특징을 가진 조류 바이오매스임을 나타내준다. 이러한 장점뿐만 아니라 수집하기가 매우 용이한 사상조류(flilamentous algae)이기 때문에 다른 종류의 조류 바이오매스에 비해 바이오화학제품 생산을 위한 원료로서 향후 이용가치가 매우 높을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제8권6호
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• pp.627-637
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• 1998

수산가공공장에서 원료어 처리시 생성되는 부산물인 참치 내장중 유문수 조직으로부터 높은 활성을 가진 단백질 분해효소를 추출하고, 이것을 부분 정제하여 참치 유문수 유래 조효소(TPCCE)를 대량으로 제조하였다. 제조된 TP-CCE에 대한 최적활성조건을 규명하였으며, 아울러 시판 정제 단백질 분해효소들과 비교하였다. 또한 TPCCE의 열안정성을 높이고자 몇가지 종류의 담체에 물리적으로 흡착시켜 제조한 고정화 효소의 열안정성을 검토하였다. 1. 참치 유문수 조직으로부터 높은 활성을 가진 단백질 가수분해효소를 부분정제하여 조효소 상태를 추출하였으며 이때의 수율은 약 2.7% 정도로 매우 높았다. 활성은 천연기질인 카제인에 대하여 0.54 U/mg이었고, 합성기질인 BTEE와 BAEE에서는 각각 1.10과 2.69 U/mg로서 시판정제효소인 trypsin과 유사한 활성을 나타내었다. 2. 참치유문수 유래 조효소의 천연기질인 casein에 대한 가수분해의 최적조건은 pH 10.0, 반응온도 45$^{\circ}C$, 반응시간 12시간이었으며, 이 때의 가수분해도는 약 80%였다. 3. 참치 유문수로부터 추출된 조효소를 여러 가지 담체에 고정화시켰으며 이용된 담체중에서 고정화율은 Chitopearl, DEAE-Cellulose 및 키틴 순으로 가장 높았으며(70~80%), 합성기질인 BAEE에 대한 활성은 키틴, DEAE-Cellu-lose 및 키토산 고정화 효소의 순서로 각각 2.46 U/mg, 2.35U/mg, 및 2.29 U/mg이었고, BTEE에 대한 활성은 키토산, 키틴, CM-Cellulose의 순서로 각각 0.89 U/mg, 0.88 U/mg 및 0.86 U/mg이였다. 이중 키틴 고정화 효소가 모든 조건에서 충분한 효과를 보여 가장 효율적으로 나타났다. 4. 고정화 효소의 열안정성에서 대부분의 고정화 효소는 유리 TPCCE보다 높은 열안정을 보였으며, 특히 DEAE-Ce-llulose를 이용한 고정화 효소는 6$0^{\circ}C$의 높은 온도에서 7일이 경과한 후에도 약 95%의 활성을 유지하여 장시간의 효소 반응공정이나 고정화 효소를 이용한 컬럼 반응에서의 연속적 단백질 가수분해물 생성과 같은 공정에서 매우 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제46권2호
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• pp.130-133
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• 2003

Hemoglobin(Hgb)의 가수분해물로부터 heme-iron을 분리하는데 영향을 미치는 Hgb의 농도, 가수분해도(DH, degree of hydrolysis), 투석용액의 pH, 투석막의 pore size에 대하여 조사하였다. 가수분해에 사용된 Hgb의 농도가 높아짐에 따라 heme-iron의 회수율은 증가하였으나, peptide의 제거율과 HP ratio(총 peptide 중 heme-iron이 차지하는 비율)는 Hgb의 농도에 따른 큰 차이를 볼 수 없었다. Hgb의 가수분해도가 8%, 16%, 24%로 증가함에 따라 투석에 의한 peptide의 제거가 용이하게 이루어져 HP ratio가 13.7%, 20.7%, 31%로 증가하였다. 투석용액에 $KH_2PO_4$를 25 mM이 되도록 첨가할 때는 HP ratio가 25.7%이었으나,50 mM이상의 농도에서는 30.0-32.5%로 증가하였다. 투석용액의 pH 높을수록 heme-iron의 용해도가 증가하여 투석막을 통한 heme-iron의 세출이 많아졌다. Peptide의 제거율은 투석막이 2kDa에서 5kDa로 커질 때 74.5%에서 87.5%의 큰 폭으로 증가하였으며, heme-iron의 회수율은 투석막의 크기에 따라 감소하여 2kDa에서는 86.5%, 15kDa에서는 79.6%, 25kDa에서 63.1%로 급감하였다. 투석법에 의해 분리, 건조된 heme-iron제품의 heme-iron과 peptide의 함량은 각각 21.7%와 77.0%이었으며, HP ratio는 28.2%, 수율은 6,5%이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권2호
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• pp.104-110
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• 2012

Glycosynthase는 친핵성 아미노산을 비친핵성 아미노산으로 치환하여 당전이 산물의 가수분해를 막아서 당전이 효율을 증가시킬 수 있다. 이전 연구에서 본 실험실은 열에 안정하고 산에 강한 Thermoplasma acidophilum 유래의 ${alpha}$-glucosidase (AglA)가 당전이 활성이 있음을 입증하였으나 시간이 지남에 따라 당전이 산물이 가수분해 되었다. 이러한 AglA의 당전이 효율을 개선하기 위하여 친핵성 아미노산인 아스파라긴산을 글리신으로 치환하였다. 이 치환된 glycosynthase는 니켈 친화력 크로마토그래피를 통하여 정제되었으며, 정제된 돌연변이 단백질의 배당체를 합성하는 능력이 말토오스를 공여체로 그리고 p-nitrophenyl-${alpha}$-D-glucopyranoside($pNP{\alpha}G$)를 수용체로, 그리고 $pNP{\alpha}G$가 당공여체 및 수용체로 이용될 수 있는지 검사하였다. Glycosynthase를 이용한 당전이 산물의 수율은 약 42.5%를 보였으며 시간이 지남에 따라서 가수분해되지 않았다. 박막 크로마토그래피법을 이용한 반응산물의 분석은 수용체의 높은 농도에서 기존의 효소보다 많은 양의 배당체를 합성할 수 있음을 보여주었고, 특히 중성보다 낮은 pH 영역에서 가장 높은 활성을 보여줌을 확인하였다. 이러한 결과는 glycosynthase가 산업적으로 배당체를 합성하는데 유용성이 크다는 것을 나타낸다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제9권4호
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• pp.185-190
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• 1981

감자 생전분의 분해력이 강한 $\alpha$-amylase를 생산하는 Bacillus circulans F-2를 선발하고, 이 균주가 생산하는 $\alpha$-amylase를 정제하였으며, 정제효소의 polyacrylamide disc gel electrophoresis, SDS-polyacrylamide disc gel electrophoresis 및 soluble starch에 eo한 분해산물을 검사하고 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1 조효소액을 corn starch흡착, 유안분획, Bio-Gel P-100에 의한 gel filtration 및 DE-32 column chromatography에 의하여 specific activity 50.0 u/mg protein(원 비활성의 약 23배), 수율 25. 5%의 정제효소를 얻었다. 2. 정제효소에 대하여 polyacrylamide disc gel electrophoresis를 실시한 결과 $\alpha$-amylase activity를 가지는 아주 인접된 2ro의 Band가 나타났으나, SDS-polyacrylamide disc gel electrophoresis의 결과, polyacrylamide disc gel electrophoresis에서 나타난 2개의 Band는 charge가 약간 다른 charge isomer의 $\alpha$-amylase임을 시준하는 single band가 나타났다. 3. Polyacrylamide의 농도에 따른 2개 Band의 log mobility의 plot는 charge isomer를 가리키는 평행선을 나타내었다. 4. 두 효소단백질 Band의 작용 pattern을 알기 위하여 2개의 Band를 각각 분리하여 추출하고 soluble starch에 작용시켜 생성된 oligosaccharide의 pattern을 paper chromatography로 확인한 바 2개의 효소단백질 Band는 동일한 작용 pattern을 나타내었다. 5. Soluble starch로부터 생성되는 유일한 초기 가수분해산물은 maltohexaose이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권2호
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• pp.200-205
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• 2011

본 실험은 케라틴 단백질인 Pigs hoof를 알칼리 가수분해하였을 때, 그 가수분해물의 아미노산 함량을 알아보고 액상비료로서의 이용성을 고찰하는 한편, 작물에 시비하였을 경우의 영향 등을 평가하여, 식물환경 연구에 관한 기초자료로 활용하고자 수행하였다. 가수분해물의 화학적 특성을 조사한 결과, pH는 6~7, EC는 $10{\sim}15dS\;m^{-1}$, 질소는 1~3% 범위였으며, 기타 성분은 모두 0.2% 미만인 것으로 조사되었다. 가수분해물에 함유된 유리아미노산의 총 함량은 10.18%로 분석되었다. 상추 재배 후 가수분해물을 처리한 모든 처리구의 토양 pH는 초기보다 감소하였으며, 치환성 양이온은 Control보다 가수분해물 처리구에서 증가하는 결과를 보였다. 상추의 엽장과 엽폭은 Control보다 6~16%, 4~15%가 증가되었으며, 특히 Pigs hoof 가수분해물 500배액을 엽면시비한 PHH-2.0 처리구가 가장 높은 결과를 나타내었다. 이러한 결과는 가수분해물의 pH 및 성분함량이 영향을 미쳤기 때문인 것으로 판단된다. 식물체 양분 함량 중 질소는 pigs hoof 가수분해물 500배 희석액을 처리한 PHH-2.0 처리구가 4.19%로 가장 높은 결과를 보였다. 다양한 아미노산을 함유하고 있는 가수분해물을 상추에 처리하였을 때, 상추의 질소 흡수가 촉진되는 것으로 판단된다. 결론적으로, 가수분해 과정을 통해 생성된 pigs hoof 가수분해물에는 작물 생육을 위한 성분과 아미노산이 다량 함유되어 있는 것으로 조사되었다. 또, 가수분해물 엽면시비시 상추의 생육 및 수량 증대효과를 보였으며, pigs hoof 가수분해물 1,000배액 처리가 경제성 및 효과 면에서 가장 적절할 것으로 보인다. 이처럼 케라틴 부산물의 가수분해물은 비료로서의 효과가 인정되었으나, 여러 조건을 통하여 분해율을 상승시킬 수도 있지만, 액상비료로 이용하기 위해서는 경제성, 생산성, 효율성 등을 고려하여 적정 수준을 유지하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.