• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권1호
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• pp.15-22
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• 1998

일반적으로 Streptomyces류는 성장이 늦고 유지가 어려운 반면, E. coli는 배양기간이 짧고 유전자 조작도 간편한 장점이 있기 때문에, E. coli를 이용하여 유용단백질을 생산하는 연구가 일반적인 흐름이다. 그러나 E. coli에서 외래유전자를 도입하여 대량으로 생산을 시키는 경우에 비용해성의 inclusion body를 형성하는 경우가 많으므로 용해성의 활성형 단백질을 생산하기 위하여는 여러 가지 조건을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 aklavlnone 11-hydroxylase gene(dnrF)을 E. coli BL2l에서 발현시킬 때의 배양조건을 배양온도와 IPTG농도의 두가지 요소를 조합하여 변형시키는 방법으로, 활성형 단백질의 생산을 최대화하고 inclusion body의 형성을 최소화하는 배양조건을 조사하였다. 그 결과, 37$^{\circ}C$에서 배양했을 때에는 0.02mM의 IPTG를 첨가하였을 때 inclusion body를 가장 적게 만들고, 그에 따라 생산되는 효소활성도 가장 높았다. 반면, 28$^{\circ}C$로 배양온도를 낮추었을 때에는 0.06mM의 IPTG를 첨가하였을 때 aklavinone 11-hydroxylase효소가 최대로 생산됨을 SDS-PAGE 및 효소 활성측정으로 확인하였다. IPTG농도를 0.1 mM로 높인 경우에는 28$^{\circ}C$, 37$^{\circ}C$에서 모두 aklavinone 11-hydroxylase효소가 과발현되어 Inclusion body를 가장 많이 생성하였음을 알 수 있었다. 방선균에서 동일 유전자를 대량발현시키는 경우 발현된 단백질의 효소 활성은 있으나 SDS-PAGE상에서의 단백질의 관찰이 불가능하였고, 동시에 단백질의 정제시 효소활성이 소실되어 정제가 불가능하였다. 이러한 효소 활성의 소실의 원인은 세포내의 어떤 저분자물질일 것으로 추정되며 본 연구에서 제작한 antibody를 이용하면, 효소의 정제가 용이하게 수행될 것이다. 특히 대장균계에서의 활성형 효소의 최적발현조건에서 세포를 배양하거나, inclusion body의 refolding을 실시한 후, 항체를 이용한 Western blot assay를 지표로 효소를 정제하면, 미지의 cofactor의 정체도 밝혀지고 aklavinone 11-hydroxylase류의 효소 특성 연구에 큰 도움이 될 것이다. 또한 이 효소를 이용한 다양한 종류의 bioconversion을 실시하여 그동안 background 때문에 생성된 product의 검출이 불가능했었던 소량의 생성산물의 분석도 가능할 것으로 판단되어 금후의 bioconversion연구에 기대하는 바가 크다.

• 한국식품과학회지
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• 제46권3호
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• pp.328-333
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• 2014

본 연구에서는 총 65균주의 Bifidobacterium과 Lactobacillus로부터 엽산 생성능력이 있는 11균주의 Lactobacillus를 1차 선정하였다. 그 중 microbiological assay를 통해 엽산 생성능력이 가장 우수한 것으로 선발된 L. plantarum Fol 708을 이용하여, 우유배지에서 L. brevis GABA 100과의 공동배양 및 배양 pH을 일정하게 유지한 후, 각각의 pH조건에서 균체 내부 및 배양 상등액의 엽산 생성과 균체량을 측정하였다. 공동 배양은 1% glutamic acid가 첨가된 우유배지에 균주를 각각 1% (v/v) 접종하여 발효시켰으며, L. plantarum Fol 708과 L. brevis GABA 100의 접종비율이 1:1에서 가장 높은 엽산 생성(약 $8{\mu}g/100mL$)을 보여주었다. 배양 pH을 일정하게 유지한 후 균체량과 엽산 생성을 측정한 경우, 균체량은 pH 4.5에서 가장 높게 측정되었고, 총 엽산 생성은 pH 5.5에서 가장 높게 측정되었다. 본 연구에서 선발한 L. plantarum Fol 708을 이용하면 엽산 함량이 높은 다양한 발효 식품의 개발에 도움이 될 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권4호
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• pp.369-374
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• 2018

하월시아(Haworthia maughanii)의 기내 식물체 대량생산을 위하여 캘러스 유도에 적합한 부위와 신초 및 발근에 영향을 미치는 생장조절제 종류 및 농도를 구명하고자 본 시험을 수행하였다. 캘러스 유도에 적합한 식물 부위를 구명 하기 위해 잎, 화뢰, 화경을 이용하여 NAA와 TDZ의 농도를 달리하여 MS배지에 치상한 결과, 잎은 $NAA\;1mgL^{-1}$와 $TDZ\;1mgL^{-1}$, 화뢰는 $NAA\;2mgL^{-1}$와 $TDZ\;2mgL^{-1}$, 화경는 $NAA\;1mgL^{-1}$이상의 단용처리에서 100% 캘러스 형성율을 보였고, 모든 부위에서 캘러스 형성율은 높았으나 가장 많은 배양절편 확보가 가능한 잎이 가장 효율적으로 판단되었다. $NAA\;0.1mgL^{-1}$와 $BA\;0.1mgL^{-1}$ 혼용처리구에서 다른 처리에 비해서 신초가 22.0개로 신초 발생에 가장 효과적이었다. 또한 신초의 대량증식은 $NAA\;0.1mgL^{-1}$와 $BA\;0.1mgL^{-1}$처리구에서 신초가 16.3개로 가장 많이 형성되었다. 이러한 결과는 최적의 기내 배양 조건을 통해 하월시아 만상의 대량생산 가능성을 보여주었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제48권2호
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• pp.109-114
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• 2005

토양 시료로부터 n-hexadecane 대사능을 가지며 배양액의 표면장력을 감소시키고, 탄화수소를 가장 잘 유화시키는 세균을 oil-film collapsing 방법을 통해 선별하였다. 세균은 Bacillus sp.로 부분동정되었으며, BJS-51로 명명하였다. 생물계면활성제의 최적 생산에는 n-hexadecane이 가장 효과적인 탄소원이었으며, 3%의 농도일 때 표면장력이 76 dyne/cm에서 31 dyne/cm로 감소하였다. 이 때, CMD(critical micelle dilution)가 5.7로 가장 높았다. 질소원으로는 $(NH_4)_2HPO_4$가 가장 효과적이었으며, C/N ratio가 60인 경우 표면장력이 29 dyne/cm, CMD가 9.2로 가장 활성이 좋았다. 생산 최적 pH는 7.2였으며, 최적 온도는 $30^{\circ}C$였다. Bacillus sp. BJS-51에 의해 생산된 생물계면활성제를 유기용매추출법과 preparative HPLC systems을 통해 추출, 정제하였다. 각종 발색 시약으로 정제된 생물계면활성제의 생화학적 성질을 조사한 결과, 지질다당임을 확인 할 수 있었다. 생산된 생물계면활성제의 표면장력은 27 dyne/cm까지 감소하였으며, CMC(critical micelle concentration)는 0.08 g/l였다. 상기의 최적조건에서 생물계면활성제의 생산량은 CMD값이 9.2이었으므로 약 0.74 g/l이었다. 생산된 생물계면활성제는 $pH\;2{\sim}12$ 사이에서 표면장력 $29{\sim}31\;dyne/cm$로 안정하였으며, $100^{\circ}C$에서 60분간 열을 가한 후에도 표면장력 $29{\sim}30\;dyne/cm$로 안정하였다.

• 미생물학회지
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• 제44권1호
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• pp.37-42
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• 2008

국내에서 분리된 구름버섯(Trametes versicolor)에 의한 내분비계 장애물질 bisphenol A의 생분해 효율을 높이기 위하여 그 생분해 최적조건을 조사하였다. T. versicolor는 Yeast extract-Malt extract-Glucose (YMG) 배지에서 12시간 이내에 50 mg/L bisphenol A를 100% 생분해하며, 5일 동안 선배양 시에는 2시간 이내에 100% 제거하였다. Bisphenol A의 농도가 낮을수록, 온도는 $35^{\circ}C$, pH 6에서 생분해율이 가장 높았으며 교반의 영향은 크지 않았다. 최소배지에서는 생분해율이 약간 낮았지만 최적조건은 YMG 배지에서와 유사하였다. 생분해에 관여하는 리그닌 분해효소 laccase의 mediator인 ABTS [2,2'-azino-bis(3-ethylbenzo-thiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt]를 최소배지에 첨가할 경우 bisphenol A의 생분해가 촉진되었다. 접종물 중 배양 상등액에 대한 균체량의 비율이 높을수록 생분해율이 증가하였는데 그 비율이 50%일 때 폐수에 첨가한 50 mg/L의 bisphenol A가 4일째에 100% 분해되었다. YMG 배지에서 bisphenol A의 생분해에 따라 내분비계 장애효과를 나타내는 에스트로겐 활성은 감소하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권3호
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• pp.330-334
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• 2017

도라지(Platycodon grandiflorum (Jacq. A. DC.)에서 신초발생에 대한 최적의 호르몬 조건을 조사하기 위하여 잎 및 배축절편을 1.0 mg/L 2,4-D와 0.1, 0.5, 1.0, 2.0 mg/L BA 또는 kinetin과 각각 조합 첨가한 MS 기본배지에 6주 동안 명 배양 하였다. 배양절편에 따라 신초발생율은 잎 절편에서 56.38%로 배축절편(28.20%)보다 높았다. Kinetin과 BA를 2,4-D와 조합첨가 하였을 때 kinetin의 경우 잎에서 70.38%로 BA (42.38%)보다 더 효과적이었으며, 반면 BA의 경우 배축에서는 35.56%로 kinetin (20.83%)보다 더 높은 빈도를 보였다. 가장 높은 신초형성 빈도(94.20%)는 1.0 mg/L 2,4-D와 1.0 mg/L kinetin이 조합첨가된 MS 배지에서 잎 절편을 배양하였을 때 얻을 수 있었다. 대부분의 신초는 1/2 MS기본배지에서 뿌리를 유도한 후 토양에서 완전한 식물체를 얻을 수 있었다. 이러한 결과는 최적의 기내배양 조건을 통해 도라지의 대량생산 가능성을 보여주었다.

• 생명과학회지
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• 제23권5호
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• pp.676-681
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• 2013

퍼클로레이트(${ClO_4}^-$)는 지표수 및 토양/지하수에서 검출되는 신규 오염물이다. 퍼클로레이트 환원세균(PRB)은 ${ClO_4}^-$를 무해한 최종산물로 전환시킬 수 있으므로 ${ClO_4}^-$ 제거는 미생물을 이용한 방법이 가장 적절한 것으로 알려졌다. 이전 연구[3]를 통해 원소 황 입자와 활성슬러지를 이용하여 독립영양방식의 ${ClO_4}^-$ 제거가 가능하다는 실험적 증거가 제시되었다. 입자상 황은 비교적 값이 저렴하고, 활성슬러지는 하수처리장으로부터 쉽게 구할 수 있는 장점이 있다. 그래서 본 연구에서는 원소 황을 전자공여체로 사용하였을 때 여러 환경요인이 활성슬러지 미생물의 ${ClO_4}^-$ 분해에 미치는 영향을 회분반응으로 조사하였다. 이 회분반응의 결과를 통해 활성슬러지 미생물에 의한 독립영양방식의 ${ClO_4}^-$ 분해를 위한 최적조건을 도출하였다. 또한 활성슬러지로부터 농화배양된 황산화 PRB는 활성슬러지보다 ${ClO_4}^-$ 제거능이 우수한 것으로 회분반응 결과 나타났다. 그래서 본 연구결과는 최적조건 적용 및 농화배양된 접종균을 통해 원소 황과 활성슬러지를 이용한 독립영양방식의 ${ClO_4}^-$ 제거를 향상할 수 있다는 것을 나타내었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권7호
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• pp.1125-1132
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• 2013

종균용 김치를 제조를 하기 위해서는 김치 공장에서 저가로 종균이 대량배양 되어야 한다. 그러나 현재의 유산균배지는 종균 생산용으로 사용하기에는 비용이 많이 든다. 이를 해결하기 위해서는 새로운 배지를 개발해야 하는데 새로운 배지를 개발하기 위한 기본적인 요소에는 배추 추출액, 탄소원, 질소원, 무기염류가 있다. 선정된 최적배지 조성은 배추 추출액 잎 30%, maltose 2%, yeast extract 0.25%, $2{\times}$ salt stock(2% sodium acetate trihydrate, 0.8% disodium hydrogen phosphate, 0.8% sodium citrate, 0.8% ammonium sulfate, 0.04% magnesium sulfate, 0.02% manganese sulfate)으로 나타났다. 그리고 새롭게 개발된 배지의 이름은 MFL로 명명하였다. Leuconostoc(Leuc.) citreum GR1을 $30^{\circ}C$에서 24시간 배양하면 MRS 배지에서는 $3.41{\times}10^9$ CFU/mL, MFL 배지에서는 $7.49{\times}10^9$ CFU/mL의 생균수로 MFL 배지에서 배양하면 MRS 배지에서 배양했을 때보다 2.2배 더 높은 성장을 보였다. 또한 최적화 배지의 scale-up을 위해 5 L 발효조를 이용하여 2 L의 working volume으로 Leuc. citreum GR1을 배양하였다. 교반속도는 50 rpm에서 생균수 $8.60{\times}10^9$ CFU/mL를 얻었다. 발효조의 pH 조절은 pH-stat mode로 하였으며, 균체 성장의 최적 pH는 수산화나트륨 수용액을 이용한 pH 6.8이었고, 이 조건으로 20시간 배양 후 $11.42{\times}10^9(1.14{\times}10^{10})$ CFU/mL의 균체를 얻을 수 있었다. 이는 MRS 배지로 사용하여 얻은 생균수의 3.34배에 해당하는 높은 값으로, 본 연구에서 개발된 MFL 배지는 김치 종균용 Leuc. citreum GR1 배양을 위한 배지로 배지 단가 절감, 높은 균체 수율 등 충분한 경제적 장점을 기대할 수 있다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제54권2호
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• pp.135-142
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• 2011

우모분으로부터 높은 함량의 아미노산을 생성하는 Elizabethkingia meningoseptica CS2-1 (729.7 ${\mu}mol/mL$)를 선발하였다. 선발 균주의 protease 활성과 우모 분해능을 위한 최적배지 및 배양조건을 확립하고 우모 분해산물 아미노산의 특성을 조사하였다. E. meningoseptica CS2-1의 최적 배양조건은 $25^{\circ}C$, pH 7.5, 180 rpm이었으며, 효소는 pH 8.0, $40^{\circ}C$에서 가장 높은 활성을 나타내었다. E. meningoseptica CS2-1의 아미노산 생산을 위한 최적 배지조건은 $NH_4Cl$ 0.05%, NaCl 0.05%, $K_2HPO_4$ 0.03%, $KH_2PO_4$ 0.03%, $MgCl_2{\cdot}6H_2O$ 0.01%, urea 0.1%, 닭 우모분 2%이었다. E. meningoseptica CS2-1를 최적 배지 및 배양조건에서 배양한 결과, 아미노산의 총 함량은 1063 ${\mu}mol/mL$로 기본조건 (729.7 ${\mu}mol/mL$)보다 46%로 향상되었고 필수 아미노산 함유량은 315.9 ${\mu}mol/mL$로 기본조건 (219.3 ${\mu}mol/mL$)보다 44%로 향상되었다. 닭 우모분으로부터 추출되 는 17 종류의 아미노산 중 proline (14%), aspartic acid (12%), serine (10%), alanine (10%), glycine (9%), tyrosine (7%)이 주요 아미노산으로 추출되는 특징을 나타내었다. 따라서, E. meningoseptica CS2-1은 닭 우모로부터 아미노산 생산을 위한 미생물유전자원 소재로서 잠재적 가치가 클 것으로 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제22권5호
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• pp.288-296
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• 2007

콜레스테롤 저하제이자 고지혈증 치료제의 하나인 모나콜린-K (lovastatin)의 생산을 높이기 위하여 플라스크 배양에서 생산배지 최적화를 위한 실험을 수행하였다. 기본생산배지에 탄소원, 무기인산염, 아미노산원과 무기원에 대한 영향을 조사하였다. 각각의 원소에 대해 모나콜린-K를 가장 많이 생산한 순서대로 3가지를 선별하여 Graeco-Latin square design에 의해 생산배지의 종류와 농도를 결정하였다. 하지만 상기 실험은 각 배지간의 교호작용을 검출할 수 없어서 모나콜린-K 생산에 대한 재현성이 떨어졌다. 따라서 탄소원, 질소원과 질소원의 농도에 대한 실험을 보완하였다. 통계학적 실험계획법인 Plackett-Burman design에 의해 배지 중 beef extract, $(NH_4)_2HSO_4$와 $KHSO_4$가 모나콜린-K 생산에 가장 영향력 있는 인자로 분석되었으며, 영향력이 있는 3가지 배지에 대해 배지 사이의 교호작용까지 분석할 수 있는 실험계획법인 중심합성계획법과 반응표면 분석법을 이용하여 생산배지를 최적화 하였다. 모나콜린-K 고생산을 위한 배지와 최적화된 농도 (g/L)는 soluble starch 96, malt extract 44.5, beef extract 30.23, yeast extract 15, $(NH_4)_2SO_4$ 4.03, $Na_2HPO_4{\cdot}12H_2O$ 0.5, L-Histidine 3.0과 $KHSO_4$ 1.0이며, 기본생산배지에서의 생산량보다 약 3배 증가한 558.96 mg/L의 생산을 보였다. 생물반응기에서 교반속도가 모나콜린-K 생산에 미치는 영향을 조사하기 위하여 기본생산배지를 이용하여 300, 350, 400과 500 rpm에서 실험을 수행하였다. 교반속도 500 rpm에서 68 mg/L으로 가장 높은 생산을 보였으며, 이 때 균의 형태구조는 300, 350과 400 rpm에서 펠��과 균사체가 공존하는 것과는 다르게 펠�� 형태로만 자라는 것이 확인 되었으며, 생물반응기를 이용하여 발효 시 펠�� 형태가 모나콜린-K 생산에 가장 좋은 형태구조임을 알 수 있었다. 확립된 최적생산배지를 이용하여 400 rpm, 1 vvm과 3% 초기 접종량에서 pH를 6.5로 조절한 경우 185 mg/L의 가장 높은 모나콜린-K가 생산 되었으며, 이때 균체량은 32 g/L를 나타내었다.