Earticle

Aureobasidium pullulans에 의한 whey배지에서 플루란의 생산에 대한 연구가 수행되었다. Whey배지에서 풀루란의 발효생산에 대한 실험결과, 최종균체농도는 sucrose 기본배지에서와 동일하였으나 풀루란의 생산은 5g/l로 저조하였다. Whey배지에서 풀루란 생산을 향산시키이 위하여 lactose와 galactose 기본배지에서 적응배양을 시도하였다. 적응배양을 시도하지 않은 경우, lactose를 탄소원으로 한 배지에서 3.4g/l, galactose를 탄소원으로 한 배지에서 2.5g/l의 풀루란 생산을 보였으나 적응배양방법을 이용하여 lactose로부터 10~12g/l, galacrose 기본배지에서 lactose에 적응배양된 균은 13.5g/l의 풀루란을 생산하였고 galactose에 적응배양된 균은 18.6g/l를 생산하였다. Whey배지에 적응배양된 균을 접종한 결과 초기 pH3.0일때 풀루란 생산이 최대값을 보였다.

In this study, Pullulan Production from whey medium by Aureohsidium pullulans was investigated. When the Pullulan production from whey medium was carried outs final cell concentration was similar to sucrose basal medium but Pullulan concentration was less than 5g/l. For pullulan production from whey medium, adaptation culture technique was tried on lactose and galactose base medium When the adaptation culture technique was not applied, the maximum concentration of pullulan was 3.4g/l for lactose, 2.5g/ for galactose. Adapted strains produced 10~12g/l from lactose, 10~11g/l from galactose. The pullulan production from lactose basal medium was 13.5g/l for lactose adapted strains and 18.6g/l for galactose adapted strains. When the adapted strains were inoculated on whey medium, maximum pullulan production was obtained at initial pH 3.0.

본 연구는 크로마토그래피적 방법에 의한 단백질 분리를 규모화시키기 위한 기초적인 실험을 행한 것이다. 단백질 분리를 위해서 화학적 처리된 폴리에틸렌섬유를 미국 Millipore사의 여과 Cartridge에 장착시키고, 그 시스템에서 단백질인 5%의 Bovine Serum Albumin을 통과시켜 섬유 표면의 단백질 흡착능력과 결합 가역성 등을 관찰하였다. 또한 실험자료들을 Omega 프로그램이 내장된 컴퓨터와 맥킨토시의 Kaleidagraph로 자료처리 한 것을 보여주었다.

A bed configuration wherein sheets of modified fibrous polyethylene are potted within a Millipore Filter Cartridge matrix has been developed. Polyethylene fibers form sturdy beds but the native hydrophobicity and inertness of polyethylene have precluded their use in protein chromatography The polyethylene fibers used in this system were modified by plasma oxidation and further derivatization. The resulting fibers are hydrophilic, bind protein reversibly and serve as an anion-exchange stationary phase. Separation of Bovine Serum Albumin on this bed, as well as results of basic studies on capacity and reversibility of binding within a fibrous bed and experimental data handling system are shown.

Cone 형태 탑형발효기에서 연속발효실험을 수행 결과 발효조 최대 효모 농도는 37.5-39.5g/l이었고 최대 에탄올 생산성은 희석율 0.32 hr-1에서 16.3gEtOH/L.hr 이었다. 평균 에탄올 수율은 0.48 g/EtOH/g glucose로서 이는 이론적 수율의 94%였다. Cone형태 탑형발효기는 에탄올 연속생신시 효과적인 발효기로 생각되었다

A cone-type tower fermentor packed with Sacchromyces uvarum was employed to examine the continuous ethanol fermentation process. The maximum yeast concentration in the cone-type tower fermentor was 37.5-39.5g/l, the maximum ethanol productivity at the dilution rate of hr-1 was 16.3g/l . hr and the average ethanol yield was 0.48g EtOH/g glucose, which was 94% of the maximum theoretical yield. It was concluded that a cone-type tower fermentor might offer better perspectives for continuous ethanol fermentation.

분쇄마찰매치 함유 불균일상 효소반응계에서 생전분을 당공여체로 한 stevioside의 당전이 반응의 kinetics에 관한 연구를 수행하였다. 생전분으로부터 CD를 생서하는 과정과 생성된 CD와 stevioside가 random sequenrial bireactant ,echanism으로 반응하여 당전이 equation을 유도하였다. 또한 유도된 반응식의 각종 kinetic constants을 평가하였다. 유도된 반응식을 Runge-Kutta integration법으로 계산하였으며, 계산 결과를 실험치와 비교하여 유도식의 효용성을 검토하였다. 유도된 kinetic equations는 당공여체인 생전분의 농도, stevioside의 농도, 그리고 중간산물인 CD의 농도 변화를 비교적 정획히 표시할 수 있었으며, 고효율 당전이 효소반응기 개발에 활용될 것이다.

Kinetic equations for transglycosylation of stevioside in the attrition coupled reaction system using raw starch as a glycosyl donor were derived considering that the reaction was carried out through two steps; production of cyclodextrin(CD) from raw starch in the attrition coupled reaction system and then transglycosylation of glycosyl residues to stevioside from produced CD. Kinetic constants of derived equation were evaluated. The simulation result showed that the derived kinetic equations could predict the experimental data reasonably well and that can be utilized for optimization and scale-up of transglycosylation reactor and process developments.

240ml의 시료를 정제할 수 있는 30channel의 preparative-scale 자유유동전기이동 분리장치를 제작한 후 렌즈콩으로부터 lentil lectin(LcH)을 전기 집속법으로 분리하였다. 분리된 각 분획을 PAGIEF젤에서 silver staining했을 때 불순물이 전혀 검출되지 않을 정도의 고순도 lectin을 얻을 수 있었다. 이 때 ampholyte로서 HEPES(50mM) -Tris(50mM) -urea(3M) 등을 사용하였으며 50mM Histidine(pI 7.65)인 경우 가장 분리도가 가장 좋았다. LcH는 보통의 조건하에서 LcH-A와 LcH-B의 두가지 순수한 형태로만 나타났으며 따라서 이 장치를 사용하여 다단 분리 정제를 할경우 두 성분의 완전한 분리도 가능함을 보여 주었다.

A Purification device with 30-channel free-flow electrophoresis was assembled to treat samples of 240m1 volume for purification of lentil lectin (LcH) from lentil seeds with no impurities in a silverstained PAGIEF gel. HEPES(50mM)-Ttis(50mM), Cycloserine(50mM)-urea(3M), Histidine(50mM)-urea(3M) were used as ampholytea among which Histidine(50mM)-urea(3M) (pI 7.65) was found best in resolution. LcH is known to be present in the form of LcH-A, LcH-B and the complex of the two. The complex, however, disappeared when urea was added in the ampholytes, which suggested that the complete purification of two isolectins is possible using the present multistep purificaton device.

A Aureobasidium pullulans 균체를 이용하여 malt-ose로부터 isomalto-oligosaccharides를 생산하였다. 저농도의 maltose를 기질로 이용할 경우에는 가수분해활성이 transglucosylation활성보다 매우 강하여 isomalto-oligosaccharides 합성수율이 매우 낮았으나 400g/ P 이상의 고농도기질에서는 isomalto-oligosaccharides 합성이 유리하였다. isomaltomalto-oligosaccharides 생산의 반응 최적조건은 pH 4.5, 온도 65℃, 균체농도는 기질 그램당 10unit이었다. 이때 생산된 isomaltooligosa-ccharides의 수율은 최고 48.35%였다. 반응초기에 maltose로부터 panose가 선택적으로 생산되었고, maltose가 더 이상 기질로 이용되지 못하는 반응시점에서 panose를 기질로 이용하여 isomaltotriose가 생산되었다.

A new method for the production of isomalto-oligosaccharides from maltose was investigated using intact cells of Aureobasidium pullulaans which had been known to produce fructo-oligosaccharides. The cells showed transglucosylation activity producing isomalto-oligosaccharides at high concentrations of maltose, while they showed a hydrolytic activity at low concentrations of substrate when cultivated at 25℃. The optimum reaction conditions for the isomalto-oligosaccharide production were as follows: substrate concentration, 500g/l maltose; pH, 4.5; temperature, 65℃; cell dosage, 10 unit per gram substrate. Under optimized conditions, the maximum yield of isomalto-oligosaccharides achieved was around 48% (w/w). At the early period of reaction, panose was selectively produced from maltose, and thereafter isomaltotriose was synthesized by utilizing panose as a substrate when maltose consumption was discontinued.

Amyloglucosidase를 이용하여 설탕으로부터 fructooligosaccharides의 생산조건을 최적화하였다. Amyloglucosidase의 두 가지 활성 중 가수분해 활성에 대한 최적반응 pH 및 온도는 각각 4.0, 75℃ 이었고, 올리고당 합성에 대한 활성은 pH 5.5, 온도 55℃에서 최고치를 나타내었다. 저농도 설탕에서는 가수분해 활성이 대단히 강하여 fructooligosaccharides의 합성능이 매우 낮았고, 550g/l 이상의 설탕을 기질로 이용하였을 때 최적반응조건에서 최대 41%의 fructooligosaccharides를 생산할 수 있었다. 또한 Amyloglucosidase는 설탕뿐만 아니라 fructooligosaccharides도 기질로 이용할 수 있었다

A new method of fructooligosaccharides production was investigated by an amyloglucosidase using sucrose as a substrate. Optimum reaction conditions were as follows: sucrose concentration, 700g/l; pH 5.5; temperature, ; enzyme dosage, 48 units per gram sucrose. At the optimized reaction conditions, 41.5% of fructooligosaccharides were produced after 25 hours. A hydrolyzing activity was stronger than transfructosylting activity at low sucrose concentrations, resulting in low production rate of fructooligosaccharides. The optimum pH and temperature in both transfructosylating(pH 5.5, 60℃) and hydrolyzing activity(pH4.75℃)were significantly different from each other. The amyloglucosidase also utilized fructooligosaccharides as a substrate and glucose seemed to be an inhibitor.

Aureobasidium pullulans를 설탕 및 맥아당을 주 탄소원으로 하는 배지에서 각각 배양하면서 여러 종류의 올리고당류의 합성, 기질 이용성, 그리고 과당 전이효소 및 포도당전이효소의 생산특성에 대해 고찰하였다. 맥아당 배지에 비하여 설탕배지에서 초기 기질의 소비속도가 더 빨랐고 합성된 올리고당류는 두 경우 모두 최대 중합도 6까지의 올리고당류를 생산하였고, 이때 합성된 올라고당류의 최대 농도는 초기 설탕농도 100g/ㅣ 의 경우에서 58g/ㅣ 이었다 이들은 대부분 배양 중에 탄소원으로 다시 이용되었으나 중합도 6의 이소말토올리고당은 기질로 이용되지 않고 배양 말기까지 계속 잔존하였다. 설탕을 주 탄소원으로 하는 배지에서 맥아당은 과당전이효소 및 포도당전이효소의 생산을 촉진시켰으나, 맥아당을 주 탄소원으로 하는 배지에서 설탕은 포도당전이 효소의 생산에 전혀 영향을 미치지 않았다.

Oligosaccharide formation and the production of transfructosylase and transglucosylase by Aureobasidium pullulans were studied in sucrose or maltose media, respectively. The initial uptake rates of substrate in sucrose-rich media were faster than that in maltose-rich media, also most parts of oligosaccharides formed and other monosaccharides released were utilized progressively as substrate during the cultivation periods. However, when the initial amount of sucrose was raised to 100g/l, high concentration of monosaccharides were liberated, consequently high-level fructose was accumulated unused during fermentation. The biggest molecule of oligosaccharide synthesized was hexasaccharide in all cultivation media examined, of which the organism could not utilize isomalto-oligosaccharide of DP6 synthesized in a maltose-rich medium. The maximum amount of oligosaccharides produced was 58g/l when 100g/l of sucrose and 5g/l of maltose were used as initial substrate. From the early stage of growth both fructooligosaccharides and isomalto-oligosaccharides were synthesized and progressively utilized as substrates during the fermentation. Based on the experimental results, it was suggested that maltose could induce both transfructosylase and transg1ucosylase, whereas sucrose was unable to slimulate transglucosylase formation.

A. pullulans로부터 polyol 생산 특성을 검토하기 위하여 탄소원, 수분활성의 영향을 검토하였다. 생산된 polyol 중에서 mannitol이 주성분이었고 소량의 glycerol이 함께 생산되었다. 검토된 탄소원 중 sucrose, glucose, fructose, mannose를 단일 탄소원으로 사용하였을 때 mannitol을 생산할 수 있었으며, 20% sucrose 배지에서 polyol 생산량이 최대였고 이때 대당 mannitol의 수율(YPp/r)은 0.227이었다 두 종류의 유용한 탄소원인 glucose와 sucrose에 대한 초기기질농도에 대한 YPp/r는 거의 일정한 값을 보여, 일반적인 내삼투성 미생물과는 달리 첨가된 염(NaCl, KCI)의 농도가 증가할수록, 즉 수분활성이 낮은 조건에서는 오히려 mannitol의 생산량이 낮아졌으며, 상대적으로, glycerol의 양은 증가하였다 실험결과를 종합해 볼 때, A. pullulans에 의한 polyol 중, glycer이의 경우는 다른 내삼투성 미생물의 경우와 같이 생산되지만, mannitol의 경우는 sucrose, glucose 등의 유용한 탄소원들의 대사과정 중에 인산화경로(phosphate pathway)과 환원효소작용(enzymatic dehydrogenation)을 통해 생성되는 발효산물 이라는 결론을 얻었다.

Aureobasidium pullulans produced high concentration of polyols extracellularly in the media of sucrose, glucose and mannose as sole carbon source. Mannitol was the main polyol produced during the late exponential and stationary phases of growth together with small quantities of glycerol. Sucrose and glucose were rather rapidly metabolized to mannitol among carbon sources examined where the initial glucose concentration showed no difference in the amount of mannitol. In contrast 20%(w/v) of sucrose was the most appropriate concentration tested. However, the yield of mannitol based on substrate used(Yp/r) was independent on the initial concentration, and the mean value of mannitol yield in 10% glucose and sucrose media was 0.144 and 0.188, respectively. Mannitol production was reduced in response to an elevated water stress imposed by salts within the range from 0.25 to IM of NaCl or KCl as stress solutes. However, glycerol contents and its ratio to mannitol were increased at the conditions of high salinity. Based on the results, extracellular mannitol produced by A. pullulans probably resulted partly from osmoregulation(in case of glycerol) and mainly from, as known to occur in most of fungi, enzymatic reduction of the corresponding hexoses through phosphate pathway.

A study was carried out for production of a pigment : bluish purple, using a mutant Streptomyces californicus KS-89-7. The mutant was induced from Streptomyces californicus KS-89 with N-methyl-N-nitro-N-nitrosoquanidin(MNNG). It was immobilized on an inert substance made of colloidal sillica and 3.5% sodium alginate with 1 to 10 ratio. The diameter of inert bead was 2mm, and number of immobilized mutant spore was approximately1.0x107 /ml. It was packed in a column reactor and fermentation was conducted with a substrate made of soluble starch 1%, glycerol 1.0%, sodium glutamate 0.1%, sodium nitrate 0.05%, L-prolin 0.025% and with some trace elements. The aeration for production of the pigment was 2.5m1/min with semi-continuous fermentation. The pigment production reached at peak on 8 days of fermentation, and the mutant produced the pigment 1.8 times more than its parent strain with the maximum pigment production of 1.72g/l. The pigment production continued for 24 hours of fermentation, and at the end of the fermentation the mutant produced the pigment 1.52g/l.

인삼의 잎, 줄기, 뿌리 절편에 Agrobatriumrhizogenes(stain 를 접종하여 형질이 전환된 조직(모상근)을 유도, 배양한 후 saponin 고생산능 clones을 선발하였으며, 아울러 형질전환 여부를 dot blot hybridization 과 opine 분석으로 확인하였다. 여러 부위에서 유도된 모상근은 모두 암조건의 MS 배지에서 활발히 생장하였으며, 이들 중 HB3 clone을 이용하여 동질화딘 모상근 clon으로 배양한 후 saponin 고생산능 clon을 선발한 결과 HB2-10 clone이 최대의 생장을 보였으며 총 saponin함량은 0.55wt%로 나타났다. 그러나 총 saponin함량이 가장 높은 clone은 비교적 생장이 느린 HB3-2 clone이었으며 0.74wt%의 함량을 나타내었다. 아울러 dot blot hybridization 결과 Ri-T-DNA가 식물체의genome 내로 삽입되어 있었으며, opine확인결과 모든 모상근 clone으로부터 argropine과 mannopine이 검출되었다.

Hairy root clones of Panax ginseng were established by selection of some hairy roots formed on the leaf, stem and root segments transformed with Agrobacterium rhizogenes strain . The transformed roots grew well in MS medium under the dark condition. To confirm the transformation with Ri-T-DNA, dot blot hybridization and opine analysis were Performed. Among four hairy roots induced from different part of ginseng, the HB3 hairy roots were examined for selection of high-saponin-producing clones. Four clones isolated from HB3 hairy root cultures displayed various phenotypes characterized by growth and total saponin content. Maximum growth was obtained for cultures of HB3-10 clone and the content of total saponin was 0.55 wt%. However, higher amount of total saponin was obtained with HB3-2 clone cultures(0.74 wt%) in spite of lower growth. Dot blot hybridization confirmed the introduction of Ri-T-DNA in the plant genome. In the opine test, agropine and mannopine were detected from all hairy root clones.

재조합 소성장호르몬을 트립신, S.aureus V8 단백질가수분해효소, CNBr, 그리고 산 가수분해법을 이용하여 단백질 일차구조 분석을 실시하였다. N-말단 분석은 30 잔기까지를 수행하였는데, 대장균 내에서 발현된 소성장호르몬은 E. coli 내 에 존재 하는 methionyl-aminopeptidase에 의해 해독개시인자로 넣어준 N-말단의 Met이 모두 제거된 형태로 나타났으며 아미노산 조성분석 결과 연역된 조성과 유사하게 나타났다. 효소와 화학물질로 절단한 소성장호르몬 조각들을 HPLC로 분리한 후 단백질 서열분석기를 이용하여 아미노산 서열을 분석하였다. 대장균에서 발현된 소성장호르몬은 191개의 아미노산으로 구성된 21,802 Da의 분자량을 갖고 있는 단백질로 나타났다. 여기에서 을 갖고 있는 단백질로 나타났다. 여기에서 얻은 아미노산 서열을 바탕으로 hydropathy plot을 한 결과 N-말단에서는 소수성이 그리고 C-말단에서는 친수성 영역이 나타났다.

In this paper we have described the structural characterization of recombinant bovine somatotropin produced in Escherichia coli. Recombinant bovine somatotropin consists of 191 amino acid residues with a calculated molecular weight of 21,802 Da. For fragmentation of recombinant bovine somatotropin, we have used trypsin, Staphylococcus aureus V8 pretease, CNBr, and mild acid hydrolysis method. Digestion and cleavage with these proteases and chemicals yielded peptides of various size for amino acid sequence determination. The N-terminal sequence analysis was carried out up to thirty residues. Because the design of the recombinant bovine somatotropin gene for expression was such that the coding sequence begins with an initiation codon, AUG, before Ala, the first amino acid of bovine somatotropin, we could expect the initial amino acid as N-formyl Met. But the first amino acid of this protein, expressed in E. coli cells as inclusion bodies, was Ala. And the amino acid composition of RP-HPLC purified recombinant bovine somatotropin was determined and no essencial difference was observed. The amino acid sequence of the recombinant bovine somatotropin was identical to that predicted from its recombinant gene. There was no processing or replacement of amino acid residues in recombinant bovine somatotropin expressed in E. coli. The hydropathy plot of recombinant bovine somatotropin revealed a hydrophobic region at the NH2-terminus and hydrophilic region at the COOH-terminus. The E. coli expression system is thought to be valuable for the expression of recombinant bovine somatotropin because protein was processed to remove the N-terminal Met residue by methionyl-aminopeptidase autonomously.

최근 산업적으로 다양한 용도로 응용되고 있는 chitin을 게 껍질로부터 분리하였고 그 특성을 규명하였다. Chitin의 분리는 무기물 제거, 단백질 제거 및 탈색단계를 거쳐 이루어졌으며, 얻어진 chitin은 무기물 함량이 0.5% 이내였고, 단백질과 지방질이 거의 제거된 백색분말이였다. IR 분석결과 Sigma제품과 거의 같은 특성을 나타내었고, 단백질 제거 조건에 따라 chitin의 주요 특성치인 탈아세틸화도와 평균 분자량이 다르게 나타났다. 탈아세틸화도는 Sigma 제품보다 상당히 높았고, 점도평균 분자량은 2.3x105 3.0x105 범위였다. SEM 분석결과 얻어진 chitin은 fibril 형태를 갖고 있음을 확인하였다.

Chitin was isolated from crab shell wastes and characterized for its chemical and physical properties. White powdered chitin was obtained through demineralizaticn, deproteinization and decoloration process. The contents of inorganics was less than 0.5%, whereas protein and lipid were almost removed. The results of IR spectroscopic analysis for the isolated chitin showed similar characteristics with that of Sigma product. Degree of deacetylation of purified chitin was significantly higher than Sigma product and viscosity average molecular weights was 2.3x105 3.2x105. SEM analysis showed that the obtained chitin had the fibril shaped morphology.

본 연구에서는 캘리포니아 양귀비(Eschscholtzia californica) 세포를 airlift 배양기에 적용 배양할 때 shake flask 배양보다 benzophenanthridine alkaloid의 생산성이 감소하는 원인을 찾고 이를 극복하기 위한 실험을 수행하였다. Alkaloid 생산성 감소의 주된 원인은 air sparging에 의해 Co2 및 ethylene과 같은 유용 성분의 gas가 stripping 되는 것으로 나타났으며 이 stripping 되는 gas를 다시 공급하는 gas recycle 식 airlift 배양기를 개발하였다. 이 배양기에 캘리포니아 양귀비 세포를 배양한 결과 alkaloid 함량이 일반 airlift 배양기 운전 결과보다 약 2.7배 증가하였다. 또한 이 배양기의 gas reservoir의 용량 변화에 따라 alkaloid의 생산성 및 이산화탄소의 농도가 영향을 받음을 확인하였다.

The productivity of alkaloid in the airlift fermentor operation was less than that of suspension coltures of Eschscholtzia californica cells in the shake flask. To overcome the productivity reduction, a gas recycle airlift fermentor was developed because the gas-stripping in normal airlift fermentor was believed to play a significant role for productivity reduction. The alkaloid content in the gas recycle system with Eschscholtzia californica suspension cells was 2.7 times higher than that of normal airlift fermentor. The productivity of alkaloids and Co2 concentration were affected by the volume of gas reservoir in the gas recycle airlift fermentor

울릉도주목(Taxus cuspidata var. latifolia, 일명 회솔나무)의 각 부위에 함유되어 있는 taxol 및 관련 화합물의 함량을 조사한 결과 taxol 및 cephalomannine함량은 잎에서 높았고, 전구물질인 10-deacetyl baccatin III(10- DAB III), baccatin III의 함량은 수피에서 높았으며, 신초줄기와 종자에 서의 taxane 함량은 매우 낮았다. 또한 울릉도 전역에 자생 또는 재식되어 있는 주목의 taxol 및 전구 물질 10-DAB III의 함량변이를 조사한 결과, 5개 지역(나라분지, 태화령, 현포, 통구미, 도동)의 잎과 수피에서 이틀의 함량은 개체뿐 아니라 지역 사이에 큰 변이를 나타내였다. 분석개체 전체의 잎에서의 평균 taxol 함량( 건물 중 기준으로 0.017% )은 수 피의 것( 0.003 % )보다 월등히 높았으며, 전구물질 1 10-DAB III의 전체 평균함량은 수피(0.073%)가 잎(0.054% ) 보다 약간 높았다. 특히 섬 북서지역에 위 치한 현포지 역 주목 잎의 평균 taxol 함량은 약 0 0.024 %로 이는 보고된 태평양주목의 수피의 것보다 높은 것이며, 전구물질의 함량도 0.049%로 비교적 높았다. 이상의 결과로 지속적으로 채취가 가능한 울릉도주목 잎은 taxol 생산을 위한 중요한 자원이 될 수 있을 것으로 기대된다.

The content of taxol and related compounds in various tissues of native yews( T. cuspidata var. latifolia) grown in 5 locations of Ullung Island were analyzed. A considerable range of vanation in the content was observed in the needle and bark collected from different trees located at the same area as well as at five different areas. Taxol content was much higher in the needle(0.017% on the dry weight basis) than those in the bark, whereas the content of 10-deacetyl baccatin III(10-DAB III) was slightly higher in the bark(0.073%), regardless of the location of the trees collected. Particuayly, the needle collected from the Hyunpo area, which located in North-west part of Ullung Island, contained the highest level of taxol(0.024%) exceeding the reported level in dried barks of Pacific yew and also somewhat higher level of its Precusor, 10-DAB III(0.049%). These results suggested that the needle of the yew at the Ullung Island could be suitable materials as a renewable source for the mass production of taxol.

김치 발효에 주관여 미생물로 작용하는 Lactoba-cillus plantarum, Leuconostoc mesenteroides 균주에 세포 융합법을 적용시켜 우수한 형질의 재조합체를 얻기 위한 균주 개량의 방법으로 이용하고자 하여 그 기초가 되는 원형질 형성의 최적 조건을 조사하였다. Protoplast를 생성하기 위하여 세포벽 용균 효소로 lysozyme 40ug/ml와 protoplast 형성률이 가장 좋은 생육시기인 15hr으로 결정하였다. 30℃, pH 7.5에서 현저한 흡광도 감소 경향과 protoplast 형성률도 우수하였다. 15% sucrose, 20mM MgCl2, 6mM CaCl2에서는 흡광도 감소 경향을 보이지 않았으나 protoplast 형성률은 다른 농도에서보다 증가하는 경향을 나타냈다. Plasma expander로 알려진 gela tin을 첨가하였을 경우에는 660nm에서 유의적인 흡광도 감소 경향을 보이지 않았으며 단지 proto-plast를 형성시키는데 있어서 중요한 보조적 역할을 수행하는 것으로 여겨진다. 균주 발육을 하기 위한 최소 저지 농도를 조사한 결과 marker로 이용할 수 있는 항생제는 erythromycin(15ug/ml), ampicillin(50u/ml), tetracyclin(30ug/ml), chloramphe-nicol(30ug/ml)이었다. Leu. mesenteroides는 모든 조건에서 L.plantarum보다 용균 작용과 protoplast 형성 효율이 낮아 L. plantarum에 준하여 protoplast 생성조건을 결정하였다.

Protoplasts of both strains were produced by lysozyme digestion at 30℃ for 180min. Both strains were treated with 40ug/ml of lysozyme in 30mM Tris-HCl buffer(pH 7.5) containing 10% sucrose at the late logarithmic growth phase. It was found that the efficiency of protoplast formation was high at 30℃ and pH 7.5 by measuring the decrease in absorbance. Optimum concentrations of sucrose Ca2+, Mg2 for protoplast formation were determined to be 15%, 20mM and 6mM, respectively. Hydrolysis of cell wall and protoplast formation efficiency for L. plantarum showed better results than those for Leu. mesenteroides. The resistances to antibiotics erythromycin and chloramphenicols were chosen as the selection marker for the fusant between L. plantarum and Leu. mesenteroides. Production phase of protoplast in Leu. mesenteroides was also compared with L. plantarum in this paper.

Cyclosporin A(Cy A) 생산을 위한 회분식 생물 반응기 실험에서, 고정상세포를 이용함으로써 액상 배양과 비교할 때 생물공정 개선의 가능성이 있음을 제시하였다. 고농도 배지를 생산균주가 지수기 생장단계인 발효개시 후 139시간에 첨가하였을 때, 고정상배양과 액상배양 모두에서, 균주의 재활성 및 재생장으로 인해 CyA의 생산기간이 연장되어, 발효개시 후 250시간까지 최대 CyA 농도를 유지하였다. 반면에 배지의 첨가가 없는 단순 회분식 배양의 경우, 두 경우 모두 정체생장 단계에서 CyA의 생산성이 빠른 속도로 감소하였다. 주목할 점은 고정상 세포의 경우 CyA수율(Yp/x)이 고농도 배지를 첨가한 후에도 지수기때의 수율의 80%에 이르는 높은 값을 계속 유지할 수 있었으나, 이와는 대조적으로 액상 세포는 단지 58%만을 유지할 수 있었다. 그 결과 고정상배양의 최대 CyA생산성 이 액상배양과 비교하여 약 2배 정도 증가하였다.

In batch bioreactor fermentations for cyclosporin A (CyA) production, good potential for bioprocess improvement was demonstrated in the immobilized cell system, providing appreciably better utilization of the catalytic activity of the biomass than the freely suspended cells, especially during the exponential phase. When concentrated nutrient medium was added pulsely during the exponential phase of cell growth(at hour 139 of fermentation), reactivation and regermination in both immobilized and suspended cell cultures were observed to contribute to the longevity of CyA production, maintaining maximum CyA titre until 250 hours of fermentation. Contrarily, simple batch fermentations without any supplement of medium in both systems showed repid decrease in CyA concentrations during the late stationary phase. Notably, the CyA yield coefficient (Yp/x) for the immobilized cell system was maintained quite high even after the pulse addition of the concentrated full medium, reaching almost 80% of the level attained during the exponential phase. This is in sharp contrast when compared with the corresponding value of 58% in the case of parallel-suspended cells. This pattern of CyA production resulted in considerably enhanced CyA production in the immobilized cell system, reaching almost 2 time higher maximum CyA production in comparison with the free cell system.

4l 교반식 생물반응기에서, celite담체에 고정화된 Tolypocladium inflatum 균주 배양시의 산소전달 계수(KLa)가 같은 세포농도 하에서 액상배양시의 값과 비교할 때, 고정상균주의 높은 비산소흡수율에도 불구하고, 2배 이상 증가되었다. 그 결과 고정상배 양의 경우, 용존산소량이 포화상태의 75%를 초과하는 충분한 산소량이 배양기간 내내 유지될 수 있었으나, 액상배양의 경우에는 용존산소량이 포화상태의 50% 이하까지 감소되었다. 임펠러의 교반속도에 따른 KLa의 단순 선형 의존 현상이, 250rpm에서 550rpm 범위에서 고정상배양 및 액상배양 모두에서 관찰되었으며, 그 의존정도는 액상배양의 경우 세포 농도와 함수관계인 반면, 고정상배양의 경우에는 세포농도와 무관하였다. 반면에 두 배양시스템 모두에서, 통기율 변화에 따른 산소전달율은 2.5vvm까지는 함수관계를 보였으나 그 의존도는 임펠러 교반속도의 변화에 따른 영향과 비교할 때 훨씬 미미하였으며, 2.5vvm 이상의 통기율에서는 산소전달현상에 별로 영향을 주지 못했다. CyA 생산 면에서 볼 때, 고정상세포는 형태학 또는 생리학적으로 훌륭한 배양상태를 유지할 수 있어서, 동일조건의 액상배양과 비교해서 약 2배 이상 생산성이 증가되였다. 그러므로 교반식 생물반응기를 이용한 celite-고정상배양법 은 고농도배양이 가능하다는 측면에서 볼 때, CyA 대량생산 산업화를 위한 대체 공정으로서 훌륭한 전망을 제시해 준다.

In fermentations with a 4-liter stirred tank bioreactor, a better than two-fold enhancement of the gas-liquid mass transfer coefficient (KLa)in the celite-immobilized fungal cultures of Tolypocladium in flatum over the parallel conventional free-cell was observed at identical biomass concentrations, despite the higher specific oxygen uptake rate of the immobilized fungi during exponential growth. As a result oxygen sufficient conditions, i. e., dissolve oxygen(D.O.) concentrations exceeding 75% air saturation, could be maintained throughout exponential growth period of the immobilized culture, in contrast to the suspended fungal culture, whose D.O. levels fell below 50% air saturation. A linear monotonic dependence of KLa upon impeller agitaion rate was found for both immobilized and conventional cultivation modes over a range of 250 to 550rpm, the slope being a function of biomass concentration for the free but not for the immobilized cell system In contrasts oxygen transfer rate was a much weaker function of aeration rate up to about 2.5 vvm for both culture configurations. Above this level, aeration rate had no further effect on the mass transfer. In addition, the immobilized cultures sustained good morphological and physiological states, leading to almost two times higher cyclosporln A (CyA) productivity overt the parallel free cell system. These experiments suggest that the celite-immobilized fungal system in a stirred tank reactor has considerable promise for scaling up cyclosporin A production in terms of high-density cultivation.

Bacillus subtilis에 의한 항진균 물질인 Iturin의 생산에 관한 연구를 수행하였다. 세포성장과 iturin 의 생산은 탄소원인 sucrose, glucose 그리고 fructose에 의해서는 영향을 받지 않았으며, soytone의 농도가 20g/l일 때가 10g/l인 경우에 비해 50% 정도 산물생산이 증가하였으나 그 이상의 농도에서는 영향이 없었다. 질소원으로 soytone만을 사용하였을 때 나타나는 diauxic growth는 아미노산과 펩타이드에 대한 세포의 기질 이용의 차이 때문이었다. Iturin의 구성성분의 분포는 배양액의 용존산소 농도에 의해서는 영향을 받지 않았으며, 세포의 비 성장속도에 의해 영향을 받았다.

Iturin, an antifungal lipopeptide, fermentation by Bacillus subtilis was investigated focusing on the effeats of nutrients aeration and specific cell growth rate on iturin production. Cell growth and product formation were not affected by different kinds of carbon sources such as sucrose, glucose and fructose. Soytone concentration above 20g/l did not influence iturin production. Diauxic growth pattern appeared when only soytone was used as a sole nitrogen source probably due to the shortage of amino acids and/or peptides in soytone which could be favorably assimilated by the cells. The composition of three major components in iturin was not changed significantly by the variation of dissolved oxygen concentration of the culture broth but changed substantially by the change of specific growth rate of the cells.

회전식 여과기는 일종의 분리기로서 동물세포의 연속배양에 이용되어 높은 세포농도와 그와 비례한 높은 생산성을 가져다 준다. 회전식 여과기를 이용한 세포배양은 여러 인자들에 의해 세포농도의 변화가 결정되는데 이를 수학적으로 modeling하고 수치 모사와 sensitivity analysis를 통하여 조사하였다. 고농도 배양시 암모니아의 축적은 세포 성장을 크게 둔화시키고 최대세포농도도 따라서 낮게 된다. 운전 인자 중 세포유치율은 세포 성장속도와 최대세포농도의 크기에 가장 큰 영향을 끼침이 밝혀졌다. 비배지공급속도는 세포농도의 변화에 거의 영향을 끼치지 않으며 배지의 연속식공급과 계단식공급은 세포성장에 큰 차이를 보이지 않는다.

Spin-filters are used as cell separation devices for achieving high cell density and high productivity in animal cell culture. We have proposed a model for the cell growth in a spin-filter perfusion culture and examined the effects on cell growth by several parameters including ammonia inhibition, specific growth rate, specific feeding rate, and cell retention. Results from computer simulation and sensitivity analysis indicate that the cell retention affects the cell growth mostly while there is a significant inhibition on cell growth by the ammonia accumulated during the culture. The specific feeding rate has minimal effects on cell growth, which is consistant with the fact that the cell growth with a step feeding is quite similar to that with a continuous feeding.