Earticle

식량으로 쓰이는 식물 단백질은 공통적으로 Isoleucine, Lysine, Methionine, Threonine, Tryptoplan등 5가지 필수아미노산이 결핍되어있다. 본 연구에서는 이러한 필수아미노산을 다량 함유한 단백질을 발현시킬 수 있는 합성유전자를 fekaqo에서 높은 수준으로 발현시키고자 강한 식물 promoter로 알려진 CaMV 35S, CaMV duplicate 35S promoters를 사용하였다. 형질 전환 및 재분화된 식물을 분석한 결과 본 합성 유전자가 식물 nuclear genome 안으로 도입을 안정하여 잘되었고 mRNA수준까지는 유의적인 증가를 보였으나 단백질 수준에서는 유의적 수준의 증가를 관찰할 수 없었다.

To improve the nutritional quality of plant proteins, a synthetic gene, called HEAAE (high essential amino acid encoding)-DNA, was introduced and expressed in tobacco plants. The synthetic gene, which is 292 basepair-long, codes for a protein composed of about 80% essential amino acids. To improve its expression level in plants, Cauliflower Mosaic Virus (CaMV) 355 and CaMV duplicate 35S promoters which are known as strong promoters were used with Nopaline Synthase promoter as a control. Transformed and regenerated tobacco plants were subject to analysis for introduction and expression of this gene. Integration of the gene into the plant genome and its expression into mRNAs and its proteins have been demonstrated using Southern, northern blot analysis and amino acid analysis. The differences of expression levels among CaMV duplicate 35S, CaMV 35S and Nopaline Synthase promoters are significant in term of mRNAs, but not in terms of proteins.

Microemulsions에 교차결합(crosslinking)고정화한 Microemulsions sp(NRRL B-3683)를 이용하여 소수성기질인 sitosterol로부터 AD, ADD를 합성하였다. Mycobacteria bioconversion활성도는 계면활성제의 종류와 물의 양에 의존한다. Mycobacteria는 양이온 microemulsions(CTAC-buthanol-cyclohexa-ne-water)에서 가장 높은 활성도를 갖으며, 이것은 buffer에서보다 5배 이상 효율을 갖음을 나타낸다. 음이온 microemulsions에서는 활성도가 매우 낮다. 양이온 microemulsions에서활성도는 물의 양에 따라서 변하며 물의 양이 증가함에 따라서 증가한다. 20%의 물을 포함한 microemulsions에서는 5%의 물을 포함한 microemulsions에서보다 약 배의 효율을 갖는다. 이와같이 microemulsions은 미생물을 이용한 bioconversion반응의 매질로써 효과적일 수 있다.

생물응집체 개발을 목적으로 Zoogloea ramigera115를 이용하여 균주배양 및 생물고분다 생성실험을 시시하였다. 다당류 최고 생성률을 얻을 수 있는 최적기질로 탄소원으로는 glucose, 질소원으로는 NaNO3 유기영양원으로는 yeast extract가 선택되었다. 초기 pH가 6일 때 가장 높은 세포성장과 점성을 나타내었다. 생성돈 생물고분자는 ultrasonication과 고속 원심분리를 거친 후 propanol 첨가에 의해 효율적으로 추출되었다. 생물고분자는 jae test에 의한 응집실험에서 높은 침강성을 보여 응집제 사용가능성을 확인하였다.

Zoogloea ramigera 115 was cultured for biopolymer production and its bioflocculant usages. Cultural conditions of the organism were examined with regard to high production of the microbial polysaccharide. The most suitable medium was found to contain glucose as a carbon source, as a nitrogen source, NaNO3 and yeast extract as an organic nutrient. The initial pH of 6.0 proved to optimal. The biopolymer was extracted effectively using ultrasonication and high speed centrifugation, followed by propanol addition. Jar test results indicate that the polysaccharide produced by the organism is an effective flocculant.

담체로 사용된 polyurethane foam은 Rizopus chinensis의 균사가 부착하여 안정하게 증식할 수 있게 하였다. 고정화를 위해 사용된 네 종류의 polyurethane foam중 GP-160이 고정하ㅗ 매체로 우수한 성질을 보였고, 입자의 크기는 7-8mm가 적당하였다. Rizopus chinensis의 현탁 배양과 polyurethane foam에서의 고정화 배양을 비교할 때, 전체 리파아제의 활성도는 큰 변화가 없었지만, 고정화 배양의 경우 extracellualar lipase의 생성을 억제하여 intracellular lipase의 활성도를 현탁 배양의 경우보다 약 2배가량 높일 수가 있었다. 고정화 세포의 열안정성을 조사하기 위하여 35~50℃사이에서 열에의한 비활성화 에너지값을 구해본 결과, 그 값이 28.7kcal/mol로서 본 연구에서 제조된 고정화 세포의 생촉매가 배교적 좋은 열안정성을 갖고 있다.

A simple and effective method has been developed for the immobilization of lipase producing Rhizopus chinensis on polyurethane foam. In this method, the fungal cells with 1, 3 specific lipase in there inside are immobilized within the foam matrix. Four types of commercially available polyurethane foam were tested. The ultimate purpose of the process is to produce low-cost biocatalysts for lipase-catalyzed reactions, which are being increasingly used for industrial applications. Effects of several parameters were studied on the cell loading and the hydrolytic activity of intracellular lipase after acetone drying. These parameters were the type, size, and amount of polyurethane foam. In all the cases, the intracellular lipase activity obtained with the foam was approximately twice greater than that obtained in the absence of the foam.

NAD재생형 bioreactor를 구축함에 있어 음이온 하전막을 이용하고자 하였다. 사용한 막은 용액상의 NAD의 통과를 저지하여 80.9%를 bioreactor내에 존속시켰는데 NAD의 bioreactor내에의 존속율은 Tris-maleate완충용액을 사용하고 albumin을 첨가하므로써 증가되었다. 음이온하전막을 장착한 bioreactor내에서 주반응 효소로서 sorbitol dehydrogenase와 재생반응효소로서 alcohol dehydrogenase를 사용하여 NADH로의 재생과 함께 fructose로부터 sorbitol의 생산을 행하였다. 반응형식은 반복회분조작을 행하였는데 매 회분마다 70%의 전환율이 될 때까지 반응기킨 후 반응액의 90%를 회수한 후 fructose와 ethanol을 feed하여 다음의 회분반응을 행하였다. Sobitol의 생산량은 198시간의 반응에서 47g/L이었다. 한편 사용한 막의 NAD존속율은 반응종료후에도 거의 감소되지 않았다

An anion-charged membrane was used for selective retention of coenzyme NAD(H) in reactor without any chemical modification. The membrane could reject permeation of NAD (H) (80.9%) but not reject permeation of product. The retention ratio was enhanced in the presence of albumin and Tris-maleate buffer. A bioreactor equipped with a membrane, NTR 7410 was constructed and used in the repeated batch production of sorbitol. NADH-dependent sorbitol dehydrogenase from sheep liver was used for the production of sorbitol from fructose. The coenzyme oxidized was regenerated with alcohol dehydrogenase. 47g/L sorbitol was produced for 198 hr with a substrate conversion ratio of 70%. The retention ratio was almost maintained throughout the entire reaction.

송충이의 유리 아미노산, 총 아미노산 조성과 총 지방산 조성을 규명하기 위해 Gas chromarography와 HPLC를 사용하여 분리 정량한 결과는 다음과 같다. 조지방 함량은 21.00%이고, 조단백질 함량은 58.47%로 조성되어 있다. 유리 아미노산의 총 함량은 3.65g/100g으로 조성되어 있으며, 유리 아미노산 중에서 필수 아미노산의 총 함량은 1.31g/100g으로 35.89%를 차지하고 있다. 총 아미노산의 총 함량은 41.20g/100g으로 조성되어 있으며 총 아미노산 중에서 필수 아미노산의 총 함량은 14.75g/100g으로 35.80%를 차지하고 있다. 총 지방산 조성은 C18=26.81%로 제일 많이 함유되어 있고, C16=19.09%, C18:1=18.74%, C18:3=15.33%, C16:1=7.29%, C20=5.21%순으로 함유되어 있으며, 불포화 지방산이 45.88%이고, 필수 지방산은 19.73%를 차지하고 있다.

The compositions of amino acid in the protein and total fatty acid of Dendrolimus spectabilis were analyzed quantitatively by HPLC and GC, respectively. The contents of crude oil and protein from the extracts were 21.00% and 58.47%, respectively. The amount of free amino acids in the protein was 3.65g/100g, and 1.31g/100g of essential amino acids was contained in the free amino acids. The amount of total amino acids in the protein was 41.20g/100g, and 14.75g/100g of essential amino acids were contained in the total amino acid. The compositions of fatty acid in the oil were C18=26.81%, C16=19.09%, C18:1=18.74%, C18:3=15.33%, C16:1=7.29%, C20=5.21% in order, respectively. 45.88% of unsaturated fatty acids were contained in the oil.

토양 시료로부터A. tumefaciens를 분리 동정하고 이를 옥수수의 형질전환에 이용하기 위하여 binary vector를 이용하여 형질전환시킨 후 옥수수의 중배축 조직과 공존배양을 실시하였다. Schroth의 선택배지에서 선별된 colony들은 단일 형태를 나타내었다. 분리 균주는 해바라기 유식물의 잎조직에 종양을 형성하였으며, 거대 plasmid를 가지고 있었는데 이는 대조균주인 C58이나 Ach5의 plasmid와는 다른 종류였다. 분리균주들에 의해 형성된 tumor의 형태 및 균주의 생리, 생화학적 특성들에 의하여 공시균주를 A. tumefaciens biovar 1으로 동정하였으며 nopaline 형으로 추정하였다. 분리 균주중 AK204를 사용하여 옥수수 조직을 형질전환시키기 위하여 선택maker를 가지고 있는 binary vector(pGA642)를 균주내로 전이 시켰다. 이로 인하여 형질전환된 AK204를 옥수수 중배축 조직과 공존배양하므로서 옥수수 조직세포를 형질전환 시킨 결과, 1차적으로 Km에 저항성을 띠는 형질전환체를 선발할 수 있었으며, 그들의 가용성 단백질의 PAGE pattern이 변화되었음을 확인하였다.

Several strains of Agrobacterium tumefaciens were isolated from soil in the Taegu area and characterized to develop some useful vector systems for higher plant genetic engineering. The selected colonies had a unique form, and strains from the colonies were capable of tumor formation on the sunflower leaf surface. They had a large plasmid. The restriction analysis showed that they were another kinds of Ti plasmic compared with C58 and Ach5. The isolated strains were identified as the nopaline type and also as biovar 1 A. tumefaciens, according to their tumor morphology, blophyslcal and biochemical characteristics. One of the isolated strains, AK204 was transformed with binary vector (pGA642), having selectable marker (Kmr, Tcr). Furthermore, maize tissue cells were transformed by cocultivation with AK204/pGA642, and the transformants were selected on the selective medium and identified using PAGE patterns of their soluble proteins.

일부의 EGF receptor 에는 EGF 가 세포표면에서 receptor 와 결합할 때 보다 높은 친화력(high affinity)을 보이고 있는데 그 이유를 설명하기 위해서 EGF receptor 의 cytoplasmic 영역을 절단하여 EGF 와의 친화력을 측정하였다. Scatchard plot 의 결과 1022 아미노산 이하로 절단된 receptor 는 high affinity 특성을 상실하였다. Triton X-100로 세포막을 제거하여 cytoskeleton 이 EGF receptor 의 구조에 미치는 영향을 조사한 결과 cytoskeleton과 결합한 receptor 보다 EGF 에 대해서 더 높은 친화력을 보였다. 따라서 cytoskeleton 이 high affinity EGF receptor 를 형성하는데 영향을 미치고 receptor 와 cytoskeleton 의 가능한 결합부위는 1022-1186 아미노산 사이인 것 같다

Cell surface binding of epidermal growth factor(EGF) to EGF receptors was studied for a series of site-directed receptor mutants transfected into B82 mouse fibroblasts. Scatchard plots for truncation mutant receptors significantly lost nonlinearity for truncations below residue 1022. Transient plots of dissociation kinetics exhibited biphasic behavior for all receptor types, but the fraction of receptor in slow-dissociating form was reduced by an order of magnitude for the truncation mutants below residue 1022. Comparison of dissociation kinetics between control cells and cells treated with Triton X-100 revealed no significant variation for the slow-dissociating receptor form, but a noticeable variation was observed for the fast-dissociating receptor form when EGF receptors were truncated below residue 991. These results suggest that high affinity of EGF binding at cell surface depend on the EGF receptor cytoplasmic region.

당근 현탁배양세포에서 세포벽 합성 효소인 GSII의 활성에 다가양이온의 작용기작을 조사하였다. 다가양이온의 특성을 가진 poly-L-Iysine과 poly-L-ornithine은 GSII의 활성을 40~50% 정도 촉진 시켰으며, ATP도 NaF도 이와 비슷한 결과를 나타냈다. 한편 poly-L-Iysine과 poly-L-ornithine은 막투과성에는 영향을 미치지 못하였으며, protein kinase의 활성제인 TPA는 GSII의 활성을 대조구에 비해 35%정도 증가시켰고 억제제인 H-7은 30%정도 감소시켰다, 이러한 결과들은 다가양이온이 인산화 과정을 통해 GSII의 활성을 증가시켜 세포벽의 합성을 증진시키리라 사료된다

The aims of this sutdy was to investgate the action mechanism of polycation on the B-glucan synthetase II (GS II) related to cell wall synthesis in suspension cultured carrot cells. In the suspension cultured cells treated with poly-L-Iysine(12uM) and poly-L-ornithine (12uM) having ploycationic nature, GS II activity increased about 40% and 50% than that of the control respectively. And similar response was observed when ATP and NaF were treated. On the other hand, ploy-L-lysine and ploy-L-ornithine did nor affect the membrane permeability. Phorbol-12-myrlstate-13-acetate (TPA), activator of protein klnase, increased about 35% and 1-(5-isoquinolinyl sulfonyl)-2-methyl-piperrazine (H-7), inhibitor of protein kinase, decreased about 30% of GSII activity than that of control. These results suggest that polycation plays a role in the cell wall synthesis by increasing GS II activity through phosphorylation

본 연구는 고추 잎 절편으로부터 유도한 callus로부터 체세포 배형성에 따른 peroxidase, esterase 및 MDH의 활성 및 전기영동적 변화를 비교 분석하여 세포분화에 따른 생리, 생화학적인 변화를 알아보고자 하였다. 고추 잎 절편에서 유도된 callus는 호르몬이 첨가 되지 않은 MS 액체배지에서 체세포배를 유도하였을 때 배양 7일째 peroxidase, esterase, MDH의 효소 활성이 가장 높게 나타났으며 특히 peroxidase의 활성도는 배양 12일째 세포내에 비해 배로 방출된 효소의 활성이 4배 정도 높았다. 이와같이 페세포 배형성에 따른 isozyme 의 활성도 및 전기영동적 양상의 배형성과 재분화 과정을 연구하는데 유용할 것으로 사료된다

The physiological changes of somatic embryogenesis in cultured pepper cells (Capsicum annuum L. cv Shinhong) were investigated. The somatic embryogenesis was induced by cultivating the callus in hormone-free MS medium. The peroxidase patterns in the somatic embryogenic cells and the culture medium was revealed three and two of cathodic and anodic bands by isoelectric focusing respectively. Activity of peroxidase released into culture medium was 4 times higher than that of 12th day cultured cells. At the heart stage, the isozyme patterns of the MDH and esterase were found to be changed, which were showed by starch gel electrophoresis. It means these isozymes can be used as markers for studying somatic embryogenesis and differentiation

Thalictrum rugosum세포배양에서 세포증식 및 berberine생산에 미치는 자당 수용액의 영향을 연구하였다. 순수한 자당 수용액내에서는 무시할만한 세포증식에도 불구하고 상당한 berberine생성의 증가가 있었다. 자당의 농도가 높은 경우 세포의 수분 함유량이 매우 낮아졌으며 세포당 berberine생성량은 4배나 증가되었다. 최적 자당 농도는 8%로 확인되었다. 8%자당 수용액상에서의 회분배양 결과, 이 방법의 장점을 최대한 효과적으로 이용하기 위해서는 접종후 최소 5일 이상은 지나야 함을 알 수 있었다. 비타민, 생장조절제, 무기염류 등의 첨가는 생산성 향상에 도움이 되지 않았다

The effects of sucrose solution on cell growth and berberine production were studied in Thalictrum rugosum cell cultures. Application of sucrose solution without any other components enhanced berberine accumulation significantly in spite of slower cell growth. At high sucrose concentration, cells became very compact and fourfold increase in specific berberine content was achieved. Optimum concentration of sucrose in plain water to maximize the productivity was found to be 8%. Time course experiment in 8% sucrose solution showed that more than 5 days were required to utilize the advantage of this system efficiently. Addition of vitamins, growth regulators, and inorganic salts into the solution was not effective in increasing berberine productivity.

Schwanniomyces castellii NRRL Y-2477에 의한 전분의 직접 알콜발효에 대한 연구를 수행하였다. 이 균주의 150g/l glucose에 대한 알콜발효능력은 사용기질의 94%를 이용하여 ethanol를 63.9g/l를 생성하였으며, 이때의 ethanol yeild를 0.45g-ethanol/g-glucose로서 일반적인 알콜발효 효모인 Sacch. cerevisiae보다는 약간 낮았다. 전분이 상온에서 최대로 용해될 수 있는 20g/l전분의 직접알콜 발효에서는 통기인 경우 ethanol의 생성없이 세포성장만이 이루어졌으며, 통기를 하지 않은 경우는 9.1g/l의 ethanol를 생성하여 ethanol yeild는 이론값의 88%를 나타내었다. 반면 100g/l의 dextrin을 이용한 알콜발효에서는 통기에 의하여 ethanol의 생성이 1.8배 증가하였으며, 또한 CaCO3첨가에 의한 pH를 조절한 경우 조절하지 않은 경우보다 ethanol생성이 2.1배 증가한 34.5g/l의 농도로서 이때의 기질에 대한 발효능력은 82%이고 ethanol yeild는 이론값의 약 84%였다. 또한 150g/l dextrin의 알콜발효에서는 약 79%의 기질을 소모하면서 52.1g/l의 ethanol을 생성하였다. 따라서 Schwanniomyces castellii NRRL Y-2477 에 의한 전분의 직접 알콜발효에서의 율속단계는 전분의 가수분해 과정임을 확인하였다.

Alcohol fermentations were carried out to confirm the capacity of ethanol production from glucose, starch and soluble starch(dextrin) by Schwanniomyces castellii NRRL Y-2477. Schw. castellii NRRL Y-2477 was able to produce the 63.9g/l ethanol using 94% subtrate from 150g/l-glucose medium. The direct alcohol fermentation of starch having the maximum solubility of 20g/1 at 30℃ yielded 9.1g/l ethanol upon complete depletion of starch, whereas 34.5g/1 ethanol was produced by utilizing 82% of 100g/1 soluble starch medium. The fermentation of 150g/1 soluble starch produced 52.1g/l ethanol using about 79% of substrate. Thus, it was found that the limiting step of direct alcohol fermentation of starch by Schwanniomyces castellii NRRL Y-2477 was a hydrolysis of starch.

비표면적이 다른 media를 이용한 호기성 고정생물막공법에서 유기물부하율을 변화시키면서, 유출수의 성상과 활성슬러지의 설계인자가 호기성 고정생물막송법에 적용가능한지를 조사하였다. 유출수의 수질은 낮은 유기물부하율에서는 유출수의 농도가 비표면적에 따라 크게 변화하지 않았으나, 높은 부하율에서는 변화폭이 매우 크게 나타나으며, 비표면적별 유출수 농도를 보면 비표면적이 큰 경우가 유출수 농도가 낮았으며, 유입수농도가 클수록 유출수의 농도차이도 더 크게 나타났다. 동력학적 계수를 산출하기 위해 활성슬러지 공법의 모델을 고정생물막 공법에 적용시켜 본 결과 실험조건에서 실측 미생물 생산량과 계산된 미생물 생산량과의 차이는 COD를 기준으로 하였을 때가 더 잘 일치함을 알았다

A number of experiments to treat wastewater of a dye plant were conducted to investigate the basic design parameters and effluent characteristics for aerobic fixed biofilm reactor upon the variation of organic loading rate. The media used for this study were SARAN 4000 D with specific surface area 153m2/m3, and 1000 D with specific surface area 307m2m3. The influent COD concentration ranged from 1250 to 4080 mg/L. Substrate removal and variation of biomass concentration were observed. At the beginning, the effluent quality was poor but improved as the time passed. However the effluent quality became seriously deteriorated when the media clogged. At influent COD of 1250mg/L, the effluent COD varied little, even if the organic loading rate increased from 0.63 to 2.5kg COD/m3/day. It was also noted that the design parameters for activated sludge process could be applied to an aerobic fixed biofilm process under the experimental conditions.