Earticle

고체 상에 고정화된 단백질에 대한 풀림/재접힘 공정을 SPR을 이용하여 정량적으로 모니터링 할 수 있는 방법을 제시하였다. 이러한 방법은 고정화된 단백질의 재접힘 공정의 모니터링을 위한 현재까지 유일한 방법이며 생물학적 활성과 의 비교를 통해 논리적인 근거를 제시하였다. 그러나 이러한 센서칩 상에서 단백질의 풀림과 재접힘을 모니터링 하는 실험에서 풀림 정도에 따른 단백질의 생물학적 활성을 측정한 다는 것이 대부분의 단백질에서는 어려운 문제가 있다. 앞으로 생물학적 활성과 연관된 여러 대상 단백질에서 추가적인 연구가 필요하다. 그러나 본 연구 방법은 빠른 시간에 적은 시료만으로 실험을 수행할 수 있기 때문에 고체상 재접힘(solid-phase refolding) 공정의 최적 조건을 찾는 방법으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

The process monitoring method for the traditional solution-phase refolding could not be directly applied to the solid-phase refolding of immobilized proteins. In this study, we studied the structural change of the covalently immobilized proteins on the gold film of a SPR (surface plasmon resonance) sensor chip by detecting the reflective index change. After confirming the positive relationship between the resonance value and the protein's degree of unfolding, we tested the effect of denaturant concentration such as urea and guanidine-HCl on the protein structure. To investigate the effect of disulfide bonds on the refolded structure, 2 mM dithiothreitol was added during the in-vitro refolding experiment of urokinase (12 disulfides) and disulfide-free myoglobin. Unlike the myoglobin, the RU (resonance unit) value of the urokinase was not fully recovered to the original value, which suggested that the unrecovered RU value represent the miss-shuffled structure. We proposed the unique method to monitor the unfolding/refolding of immobilized proteins by using the simple SPR sensor. This method can be applied to identify the optimal condition for the solid-phase refolding process of immobilized proteins.

E.coli의 성장은 선택되어진 천연산물의 한 종류 단독으로서도 촉진되었으며, 또한 두 종류, 세 종류, 네 종류의 조합에 의하여 특징적으로 성장이 저해되었으며, 이것은 항산화력이 강한 천연산물들을 free radical의 제거와 동시에 E. coli의 성장 억제 물질로 사용할 수 있고 이를 이용하여 기능성 항산화 제제의 제조가 가능하리라 사료된다. E. coli는 한 종류의 천연산물, 황금 및 오미자 등에 의하여 성장이 저해되었고, 오미자 의하여 85% 이상 제어됨을 보였으며, 이 세균의 대사를 제어하는 성분이 있거나, 세포막의 수송 환경의 변화에 의한 물질의 전달이 제어되는 것으로 추정된다. 그리고 두 종류 천연산물의 조합인 황금과 오미자, 오미자과 황백의 조합에서는 60%의 제어 효과를 보였다. 세 종류의 천연산물 조합인 황금과 황백 및 오미자, 황금과 오미자 및 진피, 황금과 황백 및 백작약, 황금과 오미자 및 연자육 등의 3차 조합에 의하여 50-70%의 제어율을 보였다. 4 종류 천연 산물의 조합인 연자육, 황금과 백작약 및 녹차의 조합과 연자육, 황백과 백작약 및 녹차의 조합에서 80%의 제어효율을 보여 E. coli의 제어에 새로운 방향을 제시할 수 있을 것으로 사료된다. 4종류의 천연산물의 조합으로 이루어진 4종류의 조합의 항산화력을 용존산소 분석법에 의하여 분석한 결과, 연자육, 황백과 백작약 및 녹차 조합의 AUC가 660.91로써 가장 높았고, 대조군의 AUC 116.61보다 5.7배 정도 강한 것으로 나타났으며, 연자육, 황금과 백작약 및 녹차의 조합과 연자육, 황백과 백작약 및 녹차의 조합에서 80%의 제어효율을 나타내었다. 4종류의 조합에 대한 hydroxyl radical의 소거활성은 50, 100, 200 및 300 배로 희석하여 검토하였을 때 높은 희석 배수에서도 85% 이상의 소거율을 보였다. 또한, 4종류의 각 조합에 따른 방향족의 함량 및 총 phenol 함량은 녹차 중의 증제차나 볶음차의 비 발효 차, 반 발효차인 오룡차, 발효차인 홍차들 보다 최소 30배 이상 높은 것으로 나타났다. 이것은 항산화력이 강한 천연산물들을 이용하여 free radical의 제거와 동시에 E.coli의 성장 저해 물질로 사용할 수 있으며, 생체의 기능을 향상시킬 수 있는 기능성 제제로의 응용 가능성을 보였다.

The growth of E. coli was inhibited by the combination of natural products which have antioxidative capacity. E. coli was controlled very effectively by natural products of Scutellaria baicalensis george and Schizandrae fructus, alone, and two mixed combinations were composed of Scutellaria baicalensis george and Schizandrae fructus, Schizandrae fructus and Phellodendri cortex, and three mixed combinations were oraganized with Scutellaria baicalensis george, Phellodendri cortex and Schizandrae fructus, Scutellaria baicalensis george, Schizandrae fructus and Aurantii nobilis pericarpium, Scutellaria baicalensis george, Phellodendri cortex and Paeonia japonica, and four mixed combinations were formed with Nelumbo nuclfera gaertner, Scutellaria baicalensis george, Paeonia japonica and Theae folium, and Nelumbo nuclfera gaertner, Phellodendri cortex, Paeonia japonica and Theae folium. The growth inhibition ratio of these four mixed combinations was 80% and antioxidative capacities were also 5.7 times higher and the elimination of hydroxyl radical was more than 80% compared with control. As natural products might activate some parts of human body, they could be utilized as pharmaceuitcal applications, functional foods, antiaging tea, and multifunctional fermentative beverages.

Self-assembled monolayers(SAMs) provide a simple route to functionalize electrode surfaces with organic molecules containing free anchor groups, such as thiols, disulfides, amines, silanes and acids. Self-assembled monolayers allows tremendous flexibility with respect to several applications depending upon their terminal functionality or chain length. SAMs of long chain alkane thiols produce a highly packed and ordered surface, which can provide a membrane like microenvironment(cellular) useful for immobilizing biological molecules. The high selectivity of biological molecules(eg. enzymes, DNA, antibodies and antigens) integrated with an electrochemical, optical or piezoelectric transduction mode of analyte recognition offers great promise for their exploitation as efficient and accurate biosensors. Monolayer design plays a key role in controlling the performance of these SAM based biosensors.

본 연구에서는 금속황화물에 대한 용출활성이 좋은 Thiobacillus ferrooxidans 841P를 획득하는데 성공하였다. 분리한 미생물을 이용하여 생물학적 용출을 시도한 결과 ZnS와 CuS에 대해서 각각 16일, 8일 안에 13,000 그리고 2,300ppm의 매우 높은 농도로 용출되는 것을 확인하였다. 금속황화물의 생물학적용출에 대한 Fe2+의 영향을 살펴보았는데 그 농도에 따라 중금속의 선별적 용출이 가능함을 확인하였다. 즉, ZnS의 경우 Fe2+의 주입농도에 따라 용출능에 큰 차이가 없었던 것에 반해 CuS는 ferrous iron의 농도에 뚜렷이 비례하여 용출되는 특성을 나타냈다. ZnS와 CuS의 혼합시에는 ZnS가 더욱 많은 양이 용출되었음을 확인할 수 있었으며 이것은 용출된 Cu2+가 결합에너지가 더 불안정한 ZnS와 반응하여 재침전되고 Zn2+를 용출하기 때문이다. 또한 대량 용출실험의 결과로 유추해 볼 때 용출속도는 금속황화물 입자 크기에 따라 크게 좌우되는 것으로 나타났다. 마지막으로 본 실험의 결과를 이용해 ZnS와 CuS의 혼합물에 대해서 목적금속 농축을 위한 효과적인 생물학적용출 장치의 원리를 제안할 수 있었다.

In this research, Thiobacillus ferrooxidans 841P which has a good activity for leaching of metal sulfide was successfully isolated. From the result of bioleaching using this microorganism, metal ions from ZnS and CuS were highly enriched at 13,000 and 2,300 ppm for 16 and 8 days, respectively. From the result of ferrous iron effect, the selective leaching was certified to be possible by controlling the concentration of ferrous iron. The effect of ferrous iron for the leaching of CuS showed that the leaching capacity of Cu2+ was proportional to the concentration of ferrous iron while the effect for ZnS was not shown distinctively. When the mixture of ZnS and CuS was introduced into the leaching culture, ZnS was more enriched than single ZnS was. It is because the leached Cu2+ reacted with less stable ZnS to be precipitated with sulfide from ZnS and ZnS was leached instead of Cu2+. From the result for mass metal sulfides, the leaching rate depended largely on the particle size of metal sulfide. Consequently, the effective principle of bioleaching apparatus could be proposed for the enrichment of target metal ion in the mixture ZnS and CuS by this study.

순환 유동상 생물막 반응기에서 담체에 생물막을 형성시킨 후 생물양을 높게 유지하는 것은 운전의 안정성과 질산화율 향상을 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 수리학적 체류시간(HRT)과 암모니아성 질소 부하가 생물막 형성과 유지 및 질산화에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 낮은 암모니아 부하(0.15 kg NH4+-N/m3‧d)에서는 HRT가 감소함에 따라 총 미생물 양은 감소하며 부착 미생물의 비율은 증가함을 확인할 수 있었다. 특히 HRT가 11시간에서 8.25시간으로 줄어들 때 총 미생물양의 급격한 감소와 부착 미생물비의 급격한 증가를 확인할 수 있었다. 전체 미생물양의 감소에도 불구하고 질산화율은 95% 이상으로 유지되었다. 높은 암모니아 부하(1.9 kg NH4+-N/m3‧d)에서는 HRT에 따른 총 미생물 양과 부착 미생물 양의 변화는 매우 적었으며, 동일한 암모니아 부하에도 불구하고 HRT가 감소함에 따라 질산화율이 감소함을 확인할 수 있었다. 결론적으로 순환 유동상 생물막 반응기에서 HRT는 초기생물막 형성에 주요 인자로 작용했으며 높은 부착 생물비를 얻은 후에 암모니아 부하를 증가시켜 부착 미생물만을 선택적으로 증가시킬 수 있었다.

The effects of hydraulic retention time (HRT) and ammonium load on biofilm formation and nitrification in a biofilm airlift reactor were examined. At low ammonium load (0.15 kg NH4 +-N/m3‧d), more than 95% nitrification efficiency was achieved and the mass fraction of the attached biomass (biofilm) was increased to about 75% as the HRT was reduced to 4.6 h. At high ammonium load (1.9 kg NH4 +-N/m3‧d), the biomass concentration was increased to 3 g/L and about 90% of the total biomass was present as biofilm. Nitrification efficiency was reduced to 80% as the HRT was reduced to 2.8 h at high ammonium load. Reduced HRT and high mmonium load are important factors of early biofilm formation and higher biomass concentration at the start-up of nitrifying wastewater treatment with an airlift biofilm reactor.

재조합 대장균을 진탕 배양 시 37℃, 200 rpm에서 총 배양 시간을 16시간 이하로 했을 때 훼리틴의 최대발현을 유도할 수 있었다. 재조합 대장균에서 발현된 훼리틴은 불용성인 cell debris에 존재하는데, WB. B(50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 1.0 mM EDTA, 1.0 M or 4.0 M Urea)와 D.W에 의해 cell debris에 붙어 있는 훼리틴이 용해되었다. 전처리를 수행함에 있어서는 매 단계마다 충분한 교반과 4℃에서 어느 정도(12시간 이상) 방치 후에 실험(debris에 붙어 있는 훼리틴이 용매에 녹아 나오는 시간 제공)해야 더 많이 용해된 훼리틴을 얻을 수 있었다. 훼리틴은 열에 안정하다는 것을 이용하여 오염물질을 제거할 수 있는데 70℃에서 20분 동안 열처리를 수행하였다. 열처리된 샘플을 IEC를 통하여 순도가 높은 훼리틴을 정제할 수 있었으며, 정제된 훼리틴이 다양한 분자량의 다량체로 존재함을 RP-HPLC와 GF-HPLC를 이용하여 확인하였다.

Ferritins are heteropolymers composed of H- and L-chains with a variable ratio. The H-chain ferritin is better for iron uptake, oxidation and physical stability than L- chain ferritin. Therefore, in this study the expression of H-chain ferritin in recombinant E. coli at 37o C led to the accumulation of recombinant ferritin. An insoluble form of ferritin was separated from disrupted cells, followed by various primary separation steps with two kinds of buffers. Collected samples from the steps were purified by DEAE-cellulose gels packed in a column. The fractions from the DEAE column were assayed to obtain the amount and the purity of ferritin by using RP-and GF-HPLC.

SiHa cell line을 이용하여, 일반적으로 암 억제물질을 탐구하는 목적으로 암 세포를 무균 배양하여 암 억제 효과를 측정한 결과, 암 억제작용이 인정되었다. 또한 티벳 버섯(시판우유, 분말두유, 녹차) 발효액을 이용하여, 부인암 세포주인 SiHa, cell line을 사용하여 MTT assay법과, 누드 마우스 실험결과, 암 세포 성장 억제 효과가 인정되었다.

In the present study, effect of natural soybean milk and Kombucha green tea on DMEM SiHa cell line. Soybean milks inhibited the proliferation in primary cancer cells in a dose dependent anner. These results show that Kombucha green tea potent inhibits the proliferation of SiHa cancer cells in vitro. Soybeans milk dose dependent inhibited of cellular proliferation in the primary SiHa cell line.

본 연구에서는 금속황화물에 대한 용출을 가진 Thiobacillus ferrooxidans Hetero2를 획득하는데 성공하였다. 분리한 미생물을 이용하여 생물학적용출을 시도한 결과 ZnS와 CuS에 대해서 각각 630시간 안에 2,350 그리고 190 ppm이 용출되는 것을 확인하였다. 금속황화물의 생물학적용출에 대한 Fe2+의 영향에서는 ZnS의 경우 Fe2+의 주입농도에 비례하여 용출되었으나 CuS에 대해서는 큰 차이가 나타나지 않았고 다만 높은 농도의 Fe2+에 대해서 배양 170시간에 활성저해현상이 관찰되었다. ZnS와 CuS의 혼합시에는 ZnS가 더욱 많은 양이 용출되었으며 이것은 용출된 Cu2+가 결합에너지가 더 불안정한 ZnS와 반응하여 재침전되고 Zn2+를 용출시키기 때문이다. ZnS와 PbS의 혼합시에는 Zn2+가 CuS와 있을 때보다 적은 양이 용출되었는데 그 이유는 PbS에 대한 에너지원으로의 선호도가 높기 때문이다. CuS는 앞의 개념과 같은 논리로 ZnS보다 PbS와 있을 때가 보다 많은 Cu2+가 용출되었다. 복합금속황화물의 용출결과를 통해서 T. ferrooxidans Hetero2의 에너지원으로 ZnS>PbS>CuS의 순서로 선호되고 있음을 알 수 있었다. PbS는 PbSO4와 같은 침전의 형성으로 생물학적 용출을 적용하는 것이 불가능하였다. 철황화물에 대해서는 220시간까지 화학적으로 안정한 FeS2를 거의 용출시키지 못하였으나 FeS는 1,600 ppm까지 용출하였다.

Thiobacillus ferrooxidans Hetero2 effective for leaching of metal sulfide was isolated. From the results of a single metal sulfide leaching experiment using this microorganism, metal ions from ZnS and CuS were enriched in leachate at 2,350 and 190 ppm for 630 hours, respectively. In term of the ferrous iron effect, ZnS was leached in proportion to the initial Fe2+ concentration. When a mixture of ZnS and CuS was added to the leaching culture, ZnS was more enriched in leachate at same initial Fe2+ concentration than ZnS alone. This was because the leached Cu2+ reacted with the less stable ZnS to be precipitated as sulfide and ZnS was dissolved instead of Cu2+. Comparing mixtures of ZnS and PbS, Zn2+ was less leached than with CuS, because the affinity for PbS as an energy source was larger than CuS. Cu2+ from CuS was more enriched when coexisting with PbS than with ZnS due to the above relation. From the result of mixtures of metal sulfides leaching experiment, the affinity of T. ferrooxidans Hetero2 for metal sulfide as energy source was ZnS>PbS>CuS. For PbS, the biological leaching capacity was not observed, because of its precipitation with SO4 2- as PbSO4. For iron sulfide, FeS could be leached at 1,600 ppm for 220 hours while FeS2, a very stable metal sulfide, was not leached at all.

본 연구에서는 한국산 참당귀 유래의 항암물질인 decursinol angelate를 뿌리 배양을 통하여 생산하였으며 primary root와 secondary root의 생산성 차이를 알아보았다. 그 결과 다양한 조건(root segmentation, 고온 및 저온 처리)에서 secondary root의 생산성이 primary root에 비해 크게 높음을 확인하였다. 접종 초기 root segmentation이 참당귀 뿌리의 형태 변화와 decursinol angelate의 생산성에 미치는 영향을 알아보았다. 그 결과 root segmentation은 secondary root의 생산성을 감소시키지만, primary root에 비해 상대적으로 생산성이 높은 secondary root의 다발적인 출현과 전체 root mass의 증진을 유도하여 decursinol angelate의 생산량을 향상시켰다. 또한, 식물생장조절제인 NAA를 농도별로 처리하여 참당귀뿌리의 생장성과 decursinol angelate의 생산성 변화를 알아보았으며, 항산화제인 Tiron을 각기 다른 농도의 NAA와 함께 처리하여 그 영향을 조사하였다. 그 결과 NAA는 처리된 농 도범위에서 농도가 높을수록 뿌리 생장과 secondary root의 생산성 측면에서 유리하게 작용하였으며 전체 뿌리에서 decursinol angelate의 총 생산량을 크게 증대시켰다. 그러나 Tiron은 NAA의 이러한 역할에 부정적인 영향을 미쳤다.

Decursinol angelate, a new anticancer agent, was produced by root cultures of Angelica gigas Nakai. Difference in specific yields between primary and secondary root was also investigated. It was found that the specific yield of secondary root was much higher than that of primary root at various conditions, so that it was thought that the stimulation of secondary root formation and growth was desirable. From this point of view, effects of root segmentation on root growth, morphology and decursinol angelate production were examined. Root segmentation increased secondary root emergence and product formation. In addition, the influences of NAA (1-naphthaleneacetic acid) and Tiron (disodium 1,2-dihydroxybenzene-3,5-disulfonate) were studied. NAA enhanced secondary root mass and production of decursinol angelate significantly whereas Tiron showed an inhibitory effect on the action of NAA.

본 연구에서는 고정화 LOD와 LDH 소형 반응기로 구성된 흐름주입분석기술이 생물공정에서 젖산의 농도를 온라인 모니터링하기 위해 개발되었다. LOD와 LDH는 VA-에폭시 담체에 고정화되었고 그들의 반응 특성을 완충 용액의 유량, pH, 온도 및 NAD+ 주입량 등에 관해 연구하였다. 또한, 발효액 중에 포함된 염 및 대사산물의 고정화 LOD 및 LDH에의 저해작용에 대해서도 조사하였다. LOD-FIA를 이용하여 소형반응기내 젖산의 농도를 온라인 모니터링하여 오프라인 분석값과 비교하였다. 온라인 모니터링 결과는 오프라인 값과 6% 이내에서 매우 잘 일치하여 생물공정에서 젖산의 온라인 모니터링이 FIA 기술에 의해 가능함을 알 수 있었다.

In this study flow injection analysis techniques with immobilized lactate oxidase (LOD) and L-lactate dehydrogenase (LDH) reactors were developed for the monitoring of L-lactate in biological processes. LOD and LDH were immobilized on VA-Epoxy carrier and their reaction characteristics were studied with respect to flow rates (0.8-1.8 mL/min), pH values (pH 4-10), temperatures (25-40oC) and NAD+ injection volumes (120-280 μL) etc. The effects of salts and metabolites dissolved in the sample on the activity of immobilized LOD and LDH were also investigated. The LOD-FIA system were used to monitor the concentration of L-lactate in a simulated bioprocess on-line. The on-line monitoring data agreed with the off-line data measured by HPLC within 6% average error.

본 연구에서는 대장균 A19와 대장균 BL21(DE3)에서 각각 제조한 추출액을 사용한 무세포 단백질 생산계를 구축하고 최적화하였다. 대장균 A19에서 제조한 농축 추출액을 사용하고 주형인 DNA와 기질인 아미노산의 농도를 각각 6배, 8배 사용하여 평상의 반응에 비해 6배 높은 생산성을 얻을 수 있었다. 하지만 대장균 BL21(DE3)에서 제조한 농축 추출액과 고농도의 DNA, 아미노산을 사용한 경우에는 이에 미치지 못하는 생산성을 나타냄을 보았다. 이에 대장균 A19에서 제조한 농축 추출액과 대장균 BL21(DE3)에서 제조한 농축 추출액을 혼합하여 사용하여 대장균 A19에서 제조한 농축 추출액을 사용하는 무세포 단백질 생산계에 버금가는 생산성을 얻을 수 있었다. 본 연구에서 구축한 혼합 추출액을 사용하는 무세포 단백질 생산계는 외부에서 T7 RNA polymerase를 첨가하지 않고도 높은 생산성을 얻을 수 있으므로 단백질 생산의 용이성과 경제성을 크게 높일 수 있다.

A cell-free protein synthesis system using S30 extract derived from Escherichia coli A19 and BL21(DE3) was established and optimized for the synthesis of recombinant human rythropoietin. When the condensed S30 extract derived from E. coli A19 was used together with elevated concentration of DNA and amino acids, 5 times higher protein synthesis was achieved compared with normal reaction condition. However, when the condensed S30 extract derived from E. coli BL21(DE3) was used, high yield was not achieved. We mixed each S30 extract with a certain ratio to give comparable yield to S30 derived from A19. A cell-free protein synthesis system established in this study abolishes the need to exogenous addition of purified T7 RNA polymerase, and thus will be of the choice for the simple and economical protein synthesis.

본 연구에서는 전분을 이용하여 이타콘산을 생산하고 2차원 형광센서를 이용하여 A. terreus 발효공정을 모니터링하는 기술을 보고하였다. A. terreus를 이용한 이타콘산 생산에서 포도당을 탄소원으로 하여 최적 C/N/P 비율을 얻었으며 이를 전분을 이용한 실험에 적용하였다. 전분을 기질로 사용한 실 험에서는 산처리 pH, 기질의 종류와 양 등에 따른 이타콘산의 생산성을 살펴보았다. 이타콘산은 쌀 전분을 황산을 이용하여 pH 2.5로 전처리 하였을 때 그 생산성이 가장 높았다. 또한, 생물반응기를 이용한 발효실험은 진탕배양 실험보다 빠른 균체성장과 높은 이타콘산 생산성을 보였다. 2차원 형광센서를 이용하여 공정을 온라인 모니터링 하였는데 형광파장이 280/330 nm (ex/em)에서 시간에 따른 형광세기의 변화는 인산의 농도 변화와 잘 일치하였다. 또한 파장이 475/520 nm (ex/em)와 545/610 nm (ex/em)에서 시간에 따른 형광세기의 변화는 균체 농도의 변화와 잘 일치하였으며 이타콘산의 생산 시작시간을 예측할 수도 있었다. 향후 이타콘산의 생산성을 장시간 유지시킬 수 있는 고정화 실험, 반복회분배양 및 연속배양에서 이타콘산의 생산특성을 연구하고 공정을 모니터링하는 기술을 개발하고자 한다.

Itaconic acid was produced during the cultivation of Aspergillus terreus DSMZ 5770 using starchy materials as carbon sources. The optimum C/N/P ratio (1.00 : 0.0106 : 0.000228(g/g)) was determined for the growth of A. terreus. A few types of starchy materials were partially hydrolyzed with acids at various pH conditions and employed for the production of itaconic acid. The highest productivity of itaconic acid was obtained when rice starch was pretreated with sulfuric acid at pH 2.5. Using the results of shake flask experiments, A. terreus was fermented in a 2.5 L bioreactor with a working volume of 1.0 L. A 2-dimensional fluorescence sensor was used to monitor the bioprocess of A. terreus on-line. 2-D fluorescence intensities at 280/330 nm (ex/em), 475/520, and 545/610 were successfully correlated with the concentration of its phosphate ion and cell mass respectively.

작두 종자로부터 lectin을 분리․정제하였으며, 분자량, subunit 수, 적혈구 응집력, 열 안정성, 온도 및 pH의 생화학적 특성을 조사하였다. Lectin은 PBS에 의한 추출, (NH4)2SO4 침전, Sephadex G-100 affinity chromatography에 의해 637배정제에, 25%의 회수율을 얻었다. HPLC로 순도를 검정한 lectin을 SDS-PAGE한 결과, 분자량이 29 kD와 22 kD인 2개의 band로서, 각각 2개의 subunit를 갖는 tetramer이다. Lectin은 사람의 A, B, AB, O 혈액형, 소, 돼지, 쥐에서 혈구응집 반응이 일어나지 않았으나 토끼에서는 응집 반응이 일어남으로서 종 특이성을 나타냈다. 정제된 작두 종자 lectin은 50-7 0℃에서 열 안정성을 보였으며, 이의 최적온도와 최적 pH는 각각 40℃와 pH 7.0이다.

Lectins are a cell-agglutinating and carbohydrate-binding proteins widely used in biochemical and immunochemical studies. We have purified the lectin from Canavalia ensiformis L. and investigated its some biochemical properties. The lectin from Canavalia ensiformis L. seed which specifically binds to D-glucose was purified by affinity chromatography using sephadex G-100. The final affinity chromatography step resulted in 637 folds purification with 25% of recovery yield. SDS-PAGE showed double protein band corresponding to 29 and 22 kD. Among the tested red blood cell, the purified lectin agglutinated rabbit red blood cell, but not agglutinated human red blood cells (A, B, AB, O), mouse, bovine, rat and pig. The thermal stability of purified lectin was at 50-70oC. The optimal temperature and pH of this lectin were 40oC and pH 7.0, espectively.

철산화 반응기와 황화수소 제거 반응기를 분리해서 실험하기 전 1.5 L Bubble column reactor에서 세포를 고정화시키지 않고 배양 후 최대세포 성장에 도달했을 때 황화수소 가스를 20 ppm부터 500 ppm까지 주입한 결과 20 ppm의 H2S 가스 주입시 세포가 크게 영향을 받지 않았는데 황화수소 가스 농도가 증가할수록 Fe(II)의 산화되지 않는 것으로 보아 지속적인 황화수소 제거 반응기로서 기능을 수행할 수 없었다. 커들란과 활성탄을 이용하여 적은 양의 담체로도 철산화력이 우수한 담체를 개발하고, 이 담체를 이용하여 실험한 결과 우수한 철 산화능력으로 인하여 반응기의 부피를 줄일 수 있었다. 철 산화 반응조와 황화수소 제거 반응조를 분리하여 two stage reactor에서 황화수소 제거 실험을 수행하였다. 그 결과 담체가 유동하는 상태에서는 시간이 지날수록 담체가 부서지는 현상을 보이고, Fe(II)의 산화가 이루어지지 못했다. 그래서 packed-bed type 고정화 세포를 이용한 연속 황제거 공정 에서 철산화 반응기로부터 쉽게 유출액을 얻을 수 있었으며, 또한 회분이 반복 될수록 철 산화가 증가하여 처음 철 산화 시간 60시간에서 10시간으로 단축되었다. 배양기간 동안 jarosite는 전혀 생성되지 않았고, 황화수소 가스 주입에 따른 처리 효율이 높았다. 황화수소제거 후 환원된 Fe(II) 재사용시 산화 능력은 우수하나 황화수소와 반응하면서 환원능력은 약간 감소함을 보였는데, 이는 황화수소 제거 후 elementer sulfur만이 침전되는 것이 아니고 황화수소를 제거하는 주성분인 Fe(II)이 element sulfur와 반응하여 침전한다는 것을 나타냈다. 본 연구를 바탕으로 연속적인 recycle fedbatch 조작을 위한 기반을 마련할 수 있었으며, 앞으로 철산화 능력과 황화수소제거 최적화 공정을 위한 연속황화수소 제거 공정에 필요한 반응 변수들을 찾아 공정 최적화를 위한 기본이 될 수 있을 것이다.

When H2S gas was introduced into a single reactor, whare cells were mixed with iron solution in the absence of the immobilization particle, the cells were damaged by high concentration of H2S and the H2S removal rate was decreased rapidly. Therefore, a hybrid reactor was developed combining chemical reduction reactor and biological oxidation reactor to remove the toxic effect of H2S on cells and to improve the H2S removal rate. The microbial cells were immobilized on the surface of curdlan particles to enhance Fe(II) oxidation rate with repeated fedbatch operation. As a result, iron oxidation rate was increased four times faster than that with free cell Iron solution oxidized with Thiobacillus ferrooxidans in a oxidation reactor was fed into the iron reduction reactor and reduced iron solution was recycled to the iron oxidation reactor. Since iron was precipitate with element sulfur at the high concentration of H2S detected by XRD(X-ray Diffractometer), iron oxidation rate was decreased with reaction time.

청피와 모려에 다른 재료를 사용하여 최적의 혼합비로 기능성 건강음료를 개발하기 위하여 모려에 대해 원소 분석한 결과 무기물 공급원으로 Ca가 18.8 ppm, Na가 23.8 ppm으로 가장 많이 함유되었다. 청피에 대해 아미노산 분석한 결과 aspartic acid가 14290.431 pmol로 가장 많이 함유되어 있고, 필수 아미노산이 모두 함유되어 있었다. 이와 같은 분석 결과에 의해 음료를 개발한 결과 Citrus 1 g, momum 0.25 g, Pueraria 0.5 g, Ostrea 12 g, citric acid 1 g, sodium benzoate 0.5 g, aspartic acid 0.5 g, raw sugar 60 g 비율로 제조한 것이 관능검사를 실시한 결과 향기, 맛, 색 등 전반적으로 기호도 및 호감이 높은 것으로 나타났다. 일반 분석한 결과 3종류간에 차이는 없었다.

To development of functional health beverages using Citrus reticulata, Ostrea gigas and medicinal herbs, optimum ratios of Citrus reticulata, Ostrea gigas and medicinal herbs were determined and mixed with several other ingredients. The results of elemental and amino acid analyses with Ostrea gigas and Citrus reticulata were as follows: The mineral contents of Ca and Na in Ostrea gigas were 18.8 ppm and 23.8 ppm, respectively. The content of aspartic acid in Citrus reticulata was 14290.431 pmol, and it contained 8 kinds of essential amino acid. In the sensory test of beverages using Citrus reticulata and Ostrea gigas, the sensory scores(color, taste, flavor) were the best for a mixing ratio of Citrus 1 g, Amomum 0.25 g, Pueraria 0.5 g, Ostrea 12 g, citric acid 1 g, sodium benzoate 0.5 g, aspartic acid 0.5 g and raw sugar 60 g.