Earticle

발효조건의 최적화에 대한 연구결과 온도는 28℃, 배지의 초기 pH는 7.0, 통기와 교반 조건은 1.0 vvm과 500 rpm에서 erythritol의 생산이 가장 우수하였다. 이러한 최적의 발효조건에서 250 g/L의 glucose와 5 g/L의 yeast extract가 포함된 발효배지에서 최대 erythritol 농도는 143.3 g/L이었으며, 이때의 수율은 57%이고 생산성은 0.70 g/L-h이었다. 발효 중에 pH를 일정하게 조절하는 경우에 erythritol의 수율 및 생산성은 향상되지 못하였다. 발효배지에 0.5 M의 NaCl 또는 KCl의 첨가에 의해서 염이 첨가되지 않은 배지에 비해 erythritol의 생산이 약간 증가를 하였다. 그러나 NaCl 또는 KCl의 첨가농도가 증가할 수록 erythritol의 생성은 감소하고, 반면에 glycerol의 생성이 증가하였다.

Experiments were carried out to optimize the fermentation conditions for the production of erythritol by salt-tolerant mutant, Candida magnoliae M26. The optimum conditions of erythritol production showed a 1.0 vvm aeration and 500rpm agitation at 28oC with an initial medium pH of 7.0. The pH control during the fermentation did not improve the erythritol yield and productivity. The maximum erythritol concentration of 143.3 g/L was obtained with 57% yield and 0.70 g/L-h productivity from 250 g/L of glucose and 5 g/L of yeast extract under an optimum fermentation conditions. The medium containing 0.5 M KCl or 0.5 M NaCl enhanced the production of erythritol and glycerol. However, glycerol production increased and erythrtiol production decreased by increasing the concentration of NaCl or KCl.

발아현미를 생산하기 위하여 현미를 물에 침지, 키토산을 젖산에 용해하여 침지, 키토산을 글루탐산에 용해하여 침지 하였으며, 발아시키지 않은 현미와 아미노산 및 총 단백질 함량을 비교 분석하였다. 키토산을 50 ppm 되게 5 mM glutamic acid에 용해하여 침지액으로 사용한 경우 가장 높은 alanine, serine, lysine, isoleucine, methionine 함량의 증진과 총 유리아미노산 함량의 증진을 보였다. 또한 total soluble protein의 함량은 발아하지 않은 현미에 비하여 발아한 현미가 모두 낮았다. 특히 CG구는 물발아나 CL 발아시 현저히 감소되던 serine의 함량을 오히려 증진시켰다. 모든 발아구에서 aspartic acid 함량은 현저히 감소하였다. 이는 발아 과정에 의해 aspartic acid가 alanine, lysine, isoleucine, methionine등으로 전환된 것에 기인된 것이라 여겨진다. 이상의 결과를 종합하면 현미발아시 키토산을 글루탐산에 용해하여 침지액으로 사용하면 유용한 아미노산인 alanine, serine 및 필수아미노산인 lysine, isoleucine, methionine 함량을 현저히 증진시킬 수 있어 영양성이 보강된 발아현미를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

The changes in the levels of total soluble protein and some free amino acids were investigated in germinating brown rice. Nongerminated (N) brown rice was germinated for 72 hrs by applying following solutions: 1) distilled water (W), 2) 50 ppm chitosan in 5 mM lactic acid (CL), and 4) 50 ppm chitosan in 5 mM glutamic acid (CG). The level of total soluble protein was higher in the N extract than those of W, CL and CG. Alanine levels were enhanced and aspartic acid levels were decreased significantly in the germinated brown rice, highest increases of alanine were found in the CG germinated brown rice. The levels of serine, decreased during germination in solutions W and CL, were increased significantly by germination in CG solution. The levels of essential amino acids, such as lysine, isoleucine and methionine were also increased significantly by germination in CG solution. Our results show that the germination of brown rice with CG solution can significantly increase the levels of alanine and some other essential amino acids and can restore the serine level.

초석잠의 항암효과 및 면역조절자로서의 기능을 알아보기 위하여 마우스를 이용하여 실험한 결과, 마우스 비장세포의 증식반응은 항진시켰으나 YAC-1 세포주의 증식능은 억제시켰다. CD4+ T세포 및 CD8+ T세포의 비율이 정상대조군 마우스의 그것에 비하여 증가하였으나 CD4+/CD8+ 비는 차이가 없었으며 비장세포에서 IL-2수용체의 발현이 항진되었다. 또한, 복강대식세포로부터의 nitric oxide와 TNF-α 생산을 항진시켰으며, 복강대식세포는 탐식능이 현저하게 항진되었고 B16F10 흑색종의 폐전이가 억제됨을 알 수 있었다. 따라서, 초석잠의 항암제 및 면역반응 조절자로서의 개발 가능성이 있음을 시사한다.

The present study was designed to investigate the effects of Stachys Sieboldii MIQ as a new natural antitumor agent or immunomodulator. To obtain the above objectives, Stachys sieboldii MIQ was extracted with ethanol. Stachys sieboldii MIQ accelerated mouse spleen cell growth, but inhibited FM3A/S°-cell growth. However, no significant difference was found for CD4+ / CD8+ cells. The growth rates of CD4+ T and CD8+ T cells were accelerated more than those normal mouse group. Stachys sieboldii MIQ fed mice showed a significant enhancement of IL-2 receptor expression, increased numbers of CD4+ T cells, and CD8+ T cells. Stachys sieboldii MIQ also stimulated the production of NO by peritoneal macrophages and the production of NO by and the growth of mouse spleen cells. On the other hand, lung localization of B16F10 melanoma cells was inhibited by ethanol extract of Stachys sieboldii MIQ. These results show that Stachys sieboldii MIQ is a useful new functional antitumor agent or immunomodulator.

멸종위기의 자생식물인 미치광이풀로부터 중요 의약품인 tropane alkaloid를 대량 생산하기 위한 연구의 일환으로 모상근의 최적 배양조건 및 XAD를 이용한 물질 생산 최적 조건을 확립하였다. 모상근은 표면 살균된 지하경을 1.0 mg/lIBA가 첨가된 B5배지에 배양하여 유도하였으며, 다양한 배양조건에서 생장된 모상근의 hyoscyamine과 scopolamine 함량은 HPLC로 분석하였다. 모상근의 생장에 적합한 배지로는 SH배지로 구명되었고, tropane alkaloid 생산을 위한 최적 배지로는 1/2B5배지로 나타났다. 모상근 생장에 가장 좋은 생장조절제로는 NAA로 나타났으며, 물질생산에는 생장조절제가 첨가되지 않은 배지에서 좋았다. 모상근 생장에 적합한 탄소원으로는 3% sucrose였으며, 물질생산에는 5% scurose가 가장 좋았다. 모상근의 생장에 가장 양호한 접종농도는 0.5 g였으며, 물질생산에는 1 g 처리구에서 좋았다. XAD 처리는 tropane alkaloid 생산성을 증가시켰으며, 배지내 물질방출을 유도하였으며, 총생산 물질의 50-80%를 회수하는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 미치광이풀 모상근 배양을 통한tropane alkaloid 생산을 위한 생물공정 발전에 기여할 것이다.

The optimum culture conditions for tropane alkaloid production in hairy root cultures of Korea native Scopolia paviflora Nak. were investigated. Hairy root was induced from the rhizome of the mother plant on B5 medium containing 1.0 mg/L IBA. Among the culture media examined, 1/2 B5 medium was the best for tropane alkaloid production, whereas the growth of hairy root increased in SH medium. The best result on the growth of hairy root was obtained in 1.0 mg/L NAA, and tropane alkaloid production was obtained in plant growth regulator-free medium. Of the carbone sources tested, 3% sucrose promoted the growth of hairy root, whereas 5% sucrose increased tropane alkaloid production. Optimum inoculum densities for root growth and tropane alkaloid production were 0.5 g and 1 g, respectively. The addition of XAD resins (1% w/v) to hairy root cultures led to increases in tropane alkaloid production, and the release of alkaloid into the medium and its adsorption by the resin accounted for about 50 to 80% of total production. It is concluded that optimized culture conditions and the addition of XAD resins could be used in the development of a bioprocess for tropane alkaloid production in hairy root cultures of S. paviflora Nak.

본 연구는 포집된 bifidobacteria의 위산과 담즙산에 대한 bifidobacteria의 생존율을 증가시키는 것을 목적으로 하였다. Bifidobacteria의 포집을 위한 alginate 선별 실험은 유사위액에 3시간 반응 후 생존율을 측정하여 결정하였다. 2.5%의 Jiwon Co.의 alginate로 포집한 비드에서의 생존율이 Sigma Co.의 alginate로 포집한 비드나 2.0%, 3.0%, 3.5%, 4.0%의 농도에 비해 우수하게 나타났다. Bifidobacteria의 생존율을 향상시키기 위해 2.5% alginate와 함께 보호 효과를 가져올 수 있는 11종의 식품 첨가물질을 가지고 실험을 하였다. 이 실험에서는 erythritol-alginate 비드가 다른 첨가물질들 보다 높은 생존율을 보였다. 또한 erythritol의 최적농도 결정을 위한 실험으로 유사위액에 3시간 반응 후 생존율을 측정한 결과 erythritol의 농도는 1.0%일 때 56%로 가장 우수하게 나타났다. 2.5% alginate와 1.0% erythritol의 농도로 결정지어진 비드의 크기에 따른 영향 실험에서는 2.0 mm 비드가 다른 크기의 비드보다 bifidobacteria의 생존율이 가장 높았다. Erythritol-alginate 비드 는 포집하지 않은 bifidobacteria나 alginate만으로 포집한 bifidobacteria보다 유사위액이나 담즙액에서의 생존율이 높았 다. 이러한 비드의 저장성은 5% skimmilk 수용액 상에서 10 주간 저온저장을 하였을 경우에 107 이상의 균수를 유지시킬 수 있었다. 결과적으로 erythritol-alginate비드는 bifidobacteria의 생존율과 저장 안정성에 있어서 다른 첨가물을 이용한 세포 포집의 경우에서보다 이용가치가 높다고 할 수 있다.

In this study, we attempted to increase the survivability of bifidobacteria in simulated gastric juices and bile salts after cell entrapment with alginate and various food additives, such as erythritol, isomalt, palatinose, skim milk, xanthan gum, isomalto-oligosaccharide, fructo-oligosaccharide, galacto-oligosaccharide, pectin, and mono-sodium glutamate. Additionaly, the stability of bifidobacteria during storage was investigated by measuring survival rate at different temperatures, i.e. at 4oC, 25oC and -20oC. Bifidobacteria were immobilized in alginate beads and the survival rate was monitored. It was found that bifidobacteria entrapped with 2.5% alginate showed the highest survival rate at 12%. After addition of the various protective agents, erythritol(1%) showed the best protective efficiency with a survival rate of 56.0% among the additives tested when exposed to simulated gastric juices for 3 h. Immobilized cells suspended in 5% skim milk and stored at 4oC survived significantly more than cells stored at 25oC and -20oC. Consequently, the study shows that the survival rate of bifidobacteria immobilized in combination with 2.5% alginate beads and 1% erythritol may be signifcantly increased in simulated gastric juices and bile salts.

50가지 생약재를 95% 에탄올과 물추출하여 식중독 세균인 S. aureus와 E. coli O157:H7에 대한 항균활성을 조사하였다. 한천배지확산법에 따른 생육저해효과를 측한 결과, S. aureus에 대하여 우슬>목단피>지실>황백, 건강, 민들레 순으로, E.coli O157:H7에 대하여 목단피>우슬>건강>지실, 황백 순으로 활성을 나타내었다. MIC는 S. aureus에 대하여 우슬이 156.25 μg/mL, 목단피와 황백이 625 μg/mL로 나타났으며, E.coli O157:H7에 대하여 우슬과 목단피의 MIC는 각각 625, 312.5 μg/mL로 높은 항균력을 나타내었다. 가장 높은 활성을 보인 우슬과 목단피를 용매분획(hexane, CHCl3, ethyl acetate, butanol)하여 한천배지 확산법에 의한 두 균에 대한 생장저해 효과를 측정하였다. 우슬은 ethyl acetate 분획물에서, 목단피는 CHCl3과 ethyl acetate 분획물에서 각각 높은 활성을 나타내었다.

To screening of antimicrobial activity, 95% ethanol and hot water extracts of roots, fruits, leaves, radix and stems of 50 species of traditional herbal medicines were examined. For their growth inhibitory effects on two food-born microorganisms, S. aureus and E. coli O157:H7, by the paper disc diffusion method and the minimum inhibitory concentration(MIC) test. Moutan radicis Cortex and Achyranthis Radix showed the highest inhibitory activities on both S. aureus and E. coli O157:H7. The Inhibition zones of Moutan radicis Cortex on S. aureus and E. coli O157:H7 were 22 mm and 24 mm respectively, and the corresponding inhibition zone of Achyranthis Radix were 23 mm and 22 mm. The MIC of Achyranthis Radix on S. aureus was 156.25 μg/mL, and the MIC of Achyranthis Radix and Moutan radicis Cortexas on E. coli O157:H7 were 625 μg/mL and 312.5 μg/mL, respectively. Their antimicrobial activities in ethanolic extracts were significantly higher than in hot water extracts. In the various solvent fractions prepared from ethanol extract, the ethyl acetate fraction of Achyranthis Radix and the CHCl3 fraction of Moutan radicis Cortexas showed strongest activity.

Candida rugosa lipase를 이용하여 효소 농도, 반응온도, 알콜 농도 및 종류 등의 반응조건에 따른 racemic ibuprofen 에 스테르화 반응의 초기반응속도, 전환율 그리고 입체 선택성을 조사하였다. 제조된 S-(+)-ibuprofen alkyl ester는 황산을 촉매로 하는 가수분해반응에 의해 순수한 S-(+)-ibuprofen으로 전환되었다. 에스테르화 반응에서는 반응온도 60℃에서 최대 활성을 보였으며, 그 이상의 온도에서는 효소의 활성 저하로 전환율과 enantiomeric excess값이 동시에 현격하게 감소하는 경향을 보였다. 알코올 농도가 증가할수록 알콜의 효소반응 저해제 작용으로 인하여 초기반응속도가 감소하는 경향을 보였으며, 최종 전환율은 Ibuprofen와 Alcohol의 몰 비가 1/1에서 최고 값을 나타냈다. 알콜 종류에 따른 알코올 체인 길이가(C2～C10) 증가할수록 전환율은 증가하였는데, 특히 알코올 체인 길이가 가장 큰 데칸올이 가장 높은 전환율을 보였다. 반응온도가 60℃ 이상의 높은 경우를 제외하고 에스테르화 반응조건에 따라 입체 선택성 즉 enantiomeric excess의 큰 변화는 없었다. 화학적 가수분해 반응은 비교적 짧은 반응시간(3시간)내에 평형반응에 도달하였으며, 알코올 체인 길이에 관계없이 거 의 95% 이상의 높은 전환율 및 입체 선택성을 나타냈다. Lipase에 의한 ibuprofen 에스테르화 반응의 최적 조건과 화학적인 가수분해 반응을 통해서 racemic ibuprofen으로부터 높은 수율의 S-(+)-ibuprofen을 확보할 수 있었다.

The enantioselective esterification of racemic ibuprofen catalyzed by a Candida rugosa lipase was studied according to reaction conditions such as a lipase concentration, reaction temperature, alcohol chain length and alcohol concentration. The S-(+)-ibuprofen alkyl esters prepared were converted to S-(+)-ibuprofen by hydrolysis with sulfuric acid as a catalyst. High conversions in the esterifications were obtained at 60℃ and an equimolar ratio of octanol to ibuprofen. The initial reaction rate of the esterification decreased with increasing octanol concentration. Conversion and initial reaction rate increased with increasing alcohol chain length. Values of enantiomeric excess(ee) according to esterification reaction conditions did not change below 60℃. On the other hand, values of conversion and ee for the chemical hydrolysis of S-(+)-ibuprofen alkyl esters were independent of alcohol alkyl chain length. Optical resolution of racemic ibuprofen was achieved by lipase catalyzed esterification and chemical hydrolysis. The separation method provided a high yield and enantioselectivity for the production of S-(+)-ibuprofen from racemic ibuprofen.

한지로 된 고서적의 가수분해가 Trichoderma viride로부터 분리한 endoglucanase I, exoglucanase II와 endo-exo혼합효소(1:1, weight ratio)에 의하여 수행되었다. Endoglucanase I, exoglucanase II와 endo-exo혼합효소에 의한 가수분해 최적 pH는 각각 4.5, 5.5, 5.0으로 나타났다. 이들 결과들은 지류문 화재의 열화가 산성조건에서 셀룰라아제의 활성을 증가시켜 촉진될 수 있음을 보여준다. 또한 이들 효소들에 의한 분해에 있어서 최적 분해온도는 모두 50℃를 보여주었다. 고서적의 재생펄프를 이들 효소로 처리했을 때 수율(yield)과 물리적 강도(physical strength)를 살펴보면, 수율은 이들 효소의 농도 증가와 함께 감소함을 보여 주었다. 특히 endo-exo혼합효소로 처리했을 때 가장 낮은 값을 보여 주었 다. 이는 endo성분과 exo성분의 협동작용(synergistic action)에 의한 것으로 생각할 수 있다. 물리적 강도는 exo II로 처리했을 경우 농도 증가에 따라 향상됨을 보여 주었으며, exoglucanase II와 endo-exo혼합효소로 처리했을 경우는 농도에 따라 감소함을 보여 주었다. 이들 결과들은 고서적의 분해(열화)가 endoclucanase에 의한 것임을 보여 준다. 즉 지류문화재의 물리적 강도를 저하시키는 주요 성분 효소는 endoglucanase이며 지류문화재의 효과적인 보존을 위해서는 endoglucanase성분의 활성을 억제시킬 필요가 있다.

The hydrolysis of old book(Hanji) was performed using endoglucanase I(endo I), and exoglucanase II(exo II) and their mixtures purified from Trichoderma viride cellulase. The optimum degradation of old book(Hanji) with endo I, exo II and endo-exo mixture(1:1) were exhibited at pH 4.5, 5.5, 5.0, respectively. Maximum degradations using endo I, exo II and endo-exo mixture(1:1) occurred at 50℃. The yield decreased an increasing the enzyme concentration. Especially, the yield was lowest for treatment with the endo I-exo II mixture(1:1), which may be regarded as being due to a synergistic action of the cellulase components. Physical strength increased with increasing exo II concentration, and decreased with increasing concentration of endoglucanase I. These results indicated that the degradation of old book(Hanji) depends largely upon the action of endoglucanase. Therefore, the most effective method of conserving paper cultural properties is to repress the action of endoglucanase.

프럭토올리고당 합성효소의 생산능력이 우수한 균주를 선발하기 위하여 Aureobasidium pullulans 3종을 배양하여 비교 해본 결과 ATCC 9348이 비효소활성 측면에서 가장 우수했으며, 세 균주 모두 균체성장과 효소생산패턴과는 대체적으로 선형적인 관계가 있었다. 균의 형태학적 측면에서 볼 때 배양초기에는 대부분 mycelia cells 형태이었으나 배양이 점차 진행되면서 yeast-like cells 및 chlamydospores 형태로 바뀌었고, 이러한 형태변화와 더불어 균체외효소에 대한 균체 내효소의 활성비율도 변화됨을 알 수 있었다. 2.5-L 발효조를 사용하여 pH 영향을 조사해본 결과 pH 7.0 범위에서 효소생 산이 최대로 나타났고 pH 4.0 또는 pH 8.0 조건에서는 균체 외효소에 대한 균체내효소 활성이 높게 나타나는 것으로 보아 배양조건에 따라 효소의 배출효율이 달라지는 것을 알 수 있었다. 또한 값싼 원료인 당밀로부터 A. pullulans 효소를 사용하여 사료첨가제로서의 프럭토올리고당 생산이 가능함을 확인하였다.

Three different strains of Aureobasidium pullulans were grown in batch cultures to compare their abilities of enzyme production. It was found that specific enzyme activity was the highest with strain ATCC 9348 and the enzyme production was closely coupled to growth. Studies on morphology during the growth of A. pullulans revealed that mycelia cells were dominant at the initial stages of growth. However, yeast-like cells and chlamydospores were dominant in the latter stages of batch culture. The pattern of morphological changes during the growth period was not affected by pH. However, it appears that the ratio of intra- to extracellular enzyme activity tended to increase with fermentation time irrespective of the pH employed, suggesting that the secretion efficiency of intracellular enzyme to broth likely depends on cell morphology. Using molasses as a cheap source of sucrose, enzymatic production of fructo-oligosaccharides as a feed additive with A. pullulans cells could be achieved successfully at 55℃ and pH 5.5.

생태계에서 중요한 역할을 담당하는 단백세균(Proteobacteria)의 보존적유전자(conserved gene)를 파악하고 서로간의 유연 관계를 밝히고자 clusters of orthologous groups of proteins(COG) 알고리즘을 이용한 접근법을 시도하였다. 42종의 원핵생물과 33종의 진정세균, 16종의 단백세균으로 가면서 보존적유전자가 증가하는 것을 확인하였다. 분석대상 원핵생물모두에서 75종의 COG 즉 보존적 유전자가 관찰되었다. COG0195, COG0358 그리고 COG0528은 원핵생물에서만 관찰되어 새로운 분류의 parameter로 이용될 가능성이 있는 것으로 추측되었다. 64종류의 보존적 유전자가 33종의 진정세균(eubacteria)에서 관찰되었다. 이는 각 분류단계를 특징짓는 새로운 COG의 추가에 의한 결과로 사료되었다. 각 단백세균 그룹은 독자적인 COG 레퍼토리를 소유하였으며 물질대사에 관련된 보존적 유전자는 beta 그룹이 다른 그룹에 비해 다양한 것을 확인하였다. 본 연구는 단백세균의 기원과 진화적 유연관계를 파악하는데 도움을 줄뿐만 아니라 향후 세균분류학과 생명공학에 필수적인 유용유전자 탐색 등에서도 충분한 연구가치가 있는 것으로 사료되었다.

A COG(clusters of orthologous groups of proteins) algorithm was used to detect conserved genes within Proteobacteria and to figure out their relationships. Restricting comparison to the sequences of 42 procaryotes, 33 eubacteria and 16 Proteobacteria, the number of conserved genes was increased. All analyzed procaryotes shared 75 COGs. COG0195, COG0358 and COG0528 were only represented by the 42 procaryotes. Sixtyfour COGs were added as conserved genes in 33 eubacteria. Each Proteobacteria group has a unique repertoire of COGs. Metabolic COGs were more diverse in the beta Proteobacteria group than in the other groups. These results could be used to determine the origins and the evolutionary relationships of Proteobacteria. The possibilities of detecting new biological molecules is high in phylogenetically related organisms, hence the identification of useful proteins by using this algorithm is possible.

Lactococcus lactis IO-1를 이용하여 xylose로부터 젖산발효를 수행한 결과 기질농도가 50 g/L에서 100 g/L로 증가됨에 따라 생육저해 및 생산성감소가 일어났다. 따라서 이온교환 수지(Amberlite IRA-400, 250 g)를 이용하여 젖산을 발효 중에 제거함으로 최종산물저해를 완화시킬 수 있는 추출발효를 수행하였다. 초기 xylose 100 g/L에서 발효조내 젖산농도 20 g/L에서 추출발효를 시작한 결과 기질을 거의 모두 소비하여 총 53.6 g/L의 젖산을 생산하였으며 1.6 g/L․h의 생산성을 나타냈다. 이는 일반적인 회분발효에 비해 약 1.8배 향상된 결과로써 향후 수지에 젖산의 흡착을 저해하는 문제점을 개선함으로써 이온교환수지의 젖산 흡착량을 늘릴 수 있는 방안을 모색한다면 지금 보다 더 나은 생산성을 나타낼 것으로 사료된다.

In lactic acid fermentation, the end product inhibition by lactic acid causes several problems. The most important of which are low lactate formation rate and its recovery from fermentation broth. To overcome these problems, extractive lactic acid fermentation was carried out in a bioreactor, which was connected to a column packed with anion exchange resin (Amberlite IRA-400, 250 g). The system was started as a batch process, and then the separation process was started when the lactic acid concentration reached 10 g/L, 20 g/L or 30 g/L. In each case, total lactic acid concentration was reached to 48.6, 53.6, 52.6 g/L with its productivity of 1.2 g/L․h, 1.6 g/L․h, and 1.3 g/L․h, respectively. Especially, in the case of the 20 g/L recycling-initiation process, extractive fermentation reduced the fermentation time (17 hrs) by 34% in comparison with the conventional batch process. The direct consequence of this time reduction was shown by a 1.8 fold increase in overall lactic acid productivity.

수환경에 영향을 미치는 독성물질을 확인하기 위한 생물학적 경보장치로 현재 상용화된 Lumistox의 단점을 보안하기 위해, Photohabdus luminescence의 lux CDABE 유전자가 융합되어 기질첨가의 번거러움이 없는 재조합 E. coli DH5α/pSB311을 제조하였다. 적정 생장 상태와 생균수, 발광 측정 완충용액들을 중심으로 재조합 E. coli DH5α/pSB311의 발광 안정화 조건을 조사한 결과, 적정 세포수가 유지되면 측정 완충용액은 그 종류에 크게 영향을 받지 않으며, OD660nm 0.6～0.7 정도의 middle-exponential stage까지의 cell age를 가지고 106～107 정도 희석한 세포수가 가장 안정화된 발광량 을 보여 주는 것으로 확인되었다. 온도에 따른 재조합 E.coli와 Lumistox의 발광량의 변화를 살펴보면, Lumistox는 15℃에서는 안정하나 실온(25 ～ 30℃)에서는 급격하게 발광량이 감소하는 현상을 보이는 반면, E. coli DH5α/pSB311은 Photohabdus luminescence의 lux operon을 함유함으로써 온도에 대한 영향을 많이 받지 않음을 확인하였다. 그리고 재조합 E. coli와 Lumistox의 중금속에 대한 독성정도를 EC값으로 산출하였다. Cd, Cu, Hg, Zn에 대해서 E. coli DH5α/pSB311은 Lumistox보다 더 민감하거나 유사한 반응을 보였다. 이는 Lumistox의 성장과 발광을 안정화시켜 주는 고농도의 salt에 의한 민감도의 저하에 따른 현상으로, 광산이나 공장폐수와 같은 수계의 중금속 독성도를 측정하기 위한 생물 경보장치로 사용하기에는 해양 발광 미생물을 이용하기보다는 재조합 E. coli가 더 효과적임을 알 수 있었다.

Recombinant E. coli DH5α/pSB311 was made by cloning the genes encoding bacterial luciferase and aldehyde substrate proteins from Photohabdus luminescense, to complement defects of Lumistox, which is normally used in bioassays to monitor toxic substances in water environmental systems. The conditions for stable light production by the recombinant strains were investigated with respect to cell growth stage, cell number, and buffer conditions. The optimum growth stage was a middle-exponential stage with an OD660nm value of 0.6 - 0.7. About 106 - 107 cells per test tube was optimum for stable light emission. The effect of buffer was not significant if an optimum viable cell number was maintained. The bioluminescence of the recombinant E. coli harboring the lux operon of Photohabdus luminescense was not affected by temperature, while the bioluminescence of Lumistox was temperature sensitive. The recombinant E. coli was more sensitive to heavy metals (Cd, Cu, Hg, Zn) than Lumistox, because it does not require high concentrations of NaCl in the buffer.

풍부한 식물의 화분을 이용하여 재조합단백질의 생산연구를 위하여 UreB 단백질 정보를 지닌 1.7 kb DNA를 Helicobacter pylori urease gene cluster를 지니는 pH808로보터 PCR을 통하여 증폭하고 이를 CaMV35S promoter에 연결하여 백합(Lilium longiflorum)화분내로 도입하고 기내배양을 실시하였다. 발아초기의 화분을 Agrobacterium과 함께 진공침윤시켜 ureB DNA를 형질전환시키고 kanamycin을 지니는 화분배지에서 16-24시간 배앵하여 완전한 화분관신장을 이루도록 하였다. 이들 형질전환화분의 유전자도입 및 발현을 분석하였으며 그 결과 기내배양하는 하분을 일회성의 단백질공장으로 이용할 수 있다는 가능성을 제시하였다.

In an attempt to produce recombinant proteins using the pollen enriched in some plant species, a 1.7 kb DNA encoding urease subunit B (UreB) amplified by PCR from Helicobacter pylori urease gene cluster in pH808 plasmid was cloned to be expressed under CaMV35S promoter in lily (Lilium longiflorum) pollen tubes elongated in vitro. Lily pollen at early germinating stage was transformed with the ureB DNA using Agrobacterium via vacuum infiltration and, incubated for a full pollen tube growth 16 - 24 h in the dark in the presence of kanamycin. DNA integration and expression in the transgenic pollen were analyzed by the standard molecular techniques and the results suggest that the pollen in vitro may be employed as a protein factory in a disposable fashion.

백합(Lilium longiflorum)으로부터 수집한 화분에 대하여 기내배양, Agrobacterium 및 vacuum infiltration과정을 이용한 형질전환 그리고 kanamycin배지에서의 선별배양을 통하여 PCR에 의하여 증폭된 1.7 kb의 human tissue plasminogen activator(tPA) cDNA의 발현을 분석하였다. 16시간 정도 배양한 신장화분관의 western blotting결과, human standard와 유사한 크기로의 발현을 확인하였다. 이로써 백합화분은 신속한 단백질발현의 분석을 위한 일회성 생산숙주로서의 가능성을 제시하고 있다.

In an effort to use plant biotechnology for the production of biopharmaceuticals, pollens collected from lily (Lilium longiflorum) were grown in vitro and transformed with a PCR-amplified 1.7 kb cDNA encoding human tissue plasminogen activator (tPA) using Agrobacterium via a vacuum infiltration process. Western blotting showed that transgenic lily pollen tubes selected on kanamycin for 16 hrs expressed a tPA protein with a size similar to the human standard, suggesting their possible use as a disposable host for rapid foreign protein production.

Lipomyces starkeyi KSM22는 덱스트라나아제와 아밀라아제 활성을 동시에 갖는 덱사메이즈를 생산한다. 1% (w/v)의 전분을 포함한 배지에 0.02% (w/v) 2-deoxy-D-glucose를 첨가한 경우, 넣지 않았을 때보다 약 2.5배의 증대된 효소 생산성을 보였으며, 0.5% (v/v) 글리세롤을 첨가한 경우 2.4배의 효소생산성을 보여 1% (w/v)의 덱스트란을 사용한 경우에 생산되는 덱사메이즈 양만큼의 생산성을 얻을 수 있었다. 정제된 효소와 효소 안정제로 사용이 가능한 혼합액을 40℃에서 3주간 방치 후 초기 활성과 비교하여 잔존하는 효소의 활성을 확인한 결과 25% (v/v) 글리세롤을 첨가했을 때 3주 후 덱스트라나아제의 활성으로 확인된 덱사메이즈의 활성은 초기의 90.9%가 유지되었고, 1% (v/v) 글리세롤에 50 mM CaCl2와 KH2PO4를 첨가한 경우는 초기 활성의 73.4%가 유지되어 덱사메이즈 안정성에 효과가 있었다.

Lipomyces starkeyi KSM 22 produces dextranase and amylase (DXAMase). The addition of 0.02% (w/v) 2-deoxy-Dglucose or 0.5% (w/v) glycerol into a 1% (w/v) starch medium increased the final activity of DXAMase produced 2.5 fold or 2.4 fold, respectively, compared to that of a 1% (w/v) starch medium. This activity was similar to that produced with 1% (w/v) dextran. The stability of purified DXAMase at 40oC for 3 weeks was tested using the various enzyme stabilizers. With the addition of 25% (v/v) glycerol, 90.9% of initial activity was left after 3 weeks. For practical use, the addition of 1% (v/v) glycerol with 50 mM of CaCl2 or KH2PO4 was adequate and maintained 73.4% of the initial activity under the test conditions used.