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한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bio... 15건

  1. [국내논문]   Corynebacterium glutamicum 균주 개량 및 발효 공정 최적화에 의한 L-lysine 생산성 증진  

    서진미 (한국외국어대학교 생명공학과 ) , 현형환 (한국외국어대학교 생명공학과)
    한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering v.21 no.2 ,pp. 79 - 84 , 2006 , 1225-7117 ,

    초록

    본 연구에서는 Corynebacterium glutamicum I 균주에 salt tolerance를 도입하여 L-lysine 생산량을 증가시키고자 하였다. I 균주를 이용하여 mutagenesis를 수행한 후 모균주가 생장하는 못하는 9%의 NaCl이 포함된 배지에서 빠르게 생장하는 C14-49-3-15-7-3-20 균주를 선별하였다. flask 배양으로 L-lysine 생산을 조사한 결과 모균주 I의 경우 L-lysine 농도가 53.3 g/L, 수율이 51.6%인 반면 변이주 C14-49-3-15-7-3-20의 경우에는 L-lysine 농도 61.2 g/L, 수율 61.0%로 나타났다. 그리고 5 L 발효조에서 유가식 배양법으로 배양하여 L-lysine 생산량을 조사하였다. 그 결과 모균주는 113.0 g/L의 L-lysine을 생산하였고 수율은 41.8%이었다. 하지만 변이주의 경우에는 $33^{\circ}C$ 로 유지하여 배양한 후 PCV가 7.5%가 되는 시점에 배양 온도를 $35^{\circ}C$ 로 올려주고 배양하였을 때 L-lysine 생산량이 130.6 g/L, 수율이 48.6%로 모균주보다 많은 양의 L-lysine을 생산하였다. L-lysine 생산과 균주의 생장에 대한 osmotic pressure의 영향을 조사하기 위해 변이주 C14-49-3-15-7-3-20을 고농도의 NaCl과 당이 포함되어 있는 배지에 각각 배양하여 균체 생장 및 L-lysine 생산량을 조사하였다. 그 결과 모균주는 균체 생장이 느리고 생산량도 낮은 반면 변이주 C14-49-3-15-7-3-20의 경우에는 균체 생장 정도가 높고 생산량도 모균주보다 높았다. 그리고 2%의 NaCl이 포함되어 있는 배지에 osmoprotectant 를 첨가하였을 경우 모균주는 균체 생장 및 L-lysine 생산량이 높아졌다. 하지만 C14-49-3-15-7-3-20 균주의 경우에는 proline의 영향을 받지 않았다. 이러한 결과로 Corynebacterium glutamicum 균주에 salt tolerance를 도입하면 L-lysine 생산성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

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  2. [국내논문]   Funalia trogii에 의한 Laccase와 Manganese Peroxidase의 생산시 $Zn^{2+}$ 및 Ferulic Acid가 미치는 영향  

    박철환 (한국생산기술연구원 청정공정팀 ) , 한은정 (한국생산기술연구원 청정공정팀 ) , 이병환 (계명대학교 화학시스템공학과 ) , 이진원 (서강대학교 화공생명공학부 ) , 김상용 (한국생산기술연구원 청정공정팀)
    한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering v.21 no.2 ,pp. 85 - 89 , 2006 , 1225-7117 ,

    초록

    F. trogii ATCC 200800으로부터 원형질체 분리를 통해 단일균주들을 선별하였으며, 선별된 균주들의 고체배양 및 agar plug assay를 통해 효소생산을 위한 균주를 대량 선별하였다. Agar plug assay를 통해 4일 동안 100여종 이상의 균주를 동시에 배양, 분석이 가능하였으며, 염료분해환을 형성하지 않은 균주는 액체배양 확인 결과 MnP의 생산이 거의 일어나지 않는 것으로 나타났다. 이러한 방법으로 선별된 균주를 이용하여 UV 돌연변이를 통해 모균주로부터 유전적 변이를 유도해 새로운 균주선별을 시도하였으며, 이로부터 모균주와 비교하여 효소생산성이 향상되고 안정성이 증대된 균주를 선별할 수 있었다. 모균주와 선별된 균주의 명확한 유전적 차이를 규명하기보다는 배양시 형태학적 특성이 상이함을 확인하였다. 또한, 선별된 균주를 이용하여 배양액내에 다양한 종류의 inducer를 첨가에 따라 효소생산에 미치는 영향을 확인하였다. 과량의 inducer 물질이 첨가될 경우, 균체성장은 물론 효소생산성도 크게 떨어졌으며, 균체성장이 어느 정도 이루어진 상태 즉, 이차대사가 이루어지는 시점에서 inducer를 첨가할 경우 그 효율이 최대였으며, 동시에 inducer를 첨가할 경우 보다 미량씩 일정량을 나누어 주입할 경우 효소생산에 더 유리한 것으로 나타났다.

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  3. [국내논문]   Transposon 및 NTG 돌연변이를 이용한 재조합 대장균의 라이코펜 생산성 증진   피인용횟수: 1

    윤상활 (경상대학교 식품영양학과 ) , 고민수 (솔젠트(주) ) , 박경애 (솔젠트(주) ) , 정경화 ((주)아미코젠 ) , 신용철 (경상대학교 미생물학과 ) , 이영미 (경상대학교 식품영양학과 ) , 이숙희 (경상대학교 응용생명과학부 ) , 김선원 (경상대학교 식품영양학과)
    한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering v.21 no.2 ,pp. 90 - 95 , 2006 , 1225-7117 ,

    초록

    라이코펜 생산성을 향상시키기 위하여 몇 가지 대장균 균주들을 대상으로 생산성 시험을 한 결과 MG1655 균주가 가장 우수하였다. 대장균 MG1655 균주의 염색체 DNA 내에 존재하는 특정 유전자의 기능이 상실되었을 때 라이코펜 생산성이 증가되는 변이체를 선발하기 위해 transposon 돌연변이를 수행하였으며, 5종의 우수 transposon 변이체를 얻었다. 특히, Tn4 변이체는 야생형 MG1655에 비해서 라이코펜 생산량은 6배, 균체 내 함량은 7배로 가장 높았다. Transposon 삽입에 의해 결손된 유전자를 파악하기 위해 inverse PCR을 통해 염기서열을 확인하였으며, 결손된 유전자는 rfaH, treB, B2436으로 규명되었다. 또한 특정 유전자 기능의 상실뿐만 아니라 기능의 강화나 변화 등에 의한 라이코펜 생산성이 증가된 변이체를 선발하기 위해 NTG 돌연변이를 수행하였으며, 4개의 우수한 NTG 변이체를 얻었다. 이들 중에 NTG4 변이체가 가장 높은 라이코펜 생산량을 보였다. 특히, NTG4 변이체는 발현유도물질인 arabinose의 소량(0.013mM) 첨가 시에 라이코펜 농도, 6 mg/L와 균체 내 함량 4 mg/g DCW로 최대의 라이코펜 생산성을 보였고, 이것은 야생형 MG1655에 비해서 각각 18배와 12배 높은 생산성이다.

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  4. [국내논문]   Hericium erinaceum 액체배양의 최적화   피인용횟수: 6

    정재현 (충주대학교 식품공학과 ) , 이근억 (강원대학교 생물공학과 ) , 이신영 (강원대학교 생물공학과)
    한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering v.21 no.2 ,pp. 96 - 102 , 2006 , 1225-7117 ,

    초록

    H. erinaceum은 식용은 물론 각종 약리효과를 나타내어 현재 산업적으로 매우 주목되고 있는 기능성 소재들 중의 하나이다. 본 연구에서는 H. erinaceum의 기능성 소재화 연구의 일환으로, 지금까지 체계적으로 연구된 바 없는 H. erinaceum의 액체배양을 시도하고. 이 버섯 액체배양의 최적화를 수행하였다. 16종 버섯 배지의 플라스크 배양을 통해 우수 기본 배지를 선발하였고, 이의 반응표면분석에 의해 배지 및 배양조건의 최적화를 수행한 결과, 최적 배지 조성은 glucose 3%, yeast extract/peptone(1:1) 0.2%, $KH_2PO_4/MgSO_4$ (1:1) 0.2%이었으며, 최적 배양조건은 $22.28^{\circ}C$ , pH 5.67, 접종량 13.42%에서 얻어졌다. 이러한 최적 배지 및 배양조건하에서 얻어진 균사체량은 약 9 g/L 이었으며, 이는 기본배지에서 배양 8일 후 얻어진 최대값인 5.40 g/L에 비하면 약 1.7배 향상된 결과이었다. 하지만 H. erinaceum의 액체배양시 낮은 균체량과 비교적 느린 생육이 관찰되어 보다 높은 생산성의 향상을 위해서는 이에 적합한 새로운 형태의 fermenter의 선정 및 새로운 배양 system의 적용이 필요한 것으로 나타났다.

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  5. [국내논문]   Air-lift 및 Jar Fermenter에 의한 Hericium erinaceum 심부배양의 배양특성 및 Scale-up   피인용횟수: 1

    정재현 (충주대학교 식품공학과 ) , 이근억 (강원대학교 생물공학과 ) , 이신영 (강원대학교 생물공학과)
    한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering v.21 no.2 ,pp. 103 - 109 , 2006 , 1225-7117 ,

    초록

    H. erinaceum의 기능성 소재화 연구의 일환으로, 지금까지 체계적으로 연구된 바 없는 H. erinaceum의 액체배양을 시도하고. 이 버섯의 서로 다른 생물반응기하의 액체배양 특성을 규명하고 대량생산을 검토하였다. 5 L 용량의 jar fermenter와 air-lift fermenter에서의 액체배양의 비교실험을 통해 air-lift fermenter의 사용이 종균 배양에 적합한 것으로 나타났으며, 형태 분석을 통해 적정 크기( $2{\sim}4mm$ )의 pellet 형태의 유지가 대량 생산의 중요인자인 것을 규명하였다. Air-lift fermenter 하의 배양을 종균으로 하고, 적정 크기의 pellet을 유지하는 500 L까지의 jar fermenter를 사용한 회분 배양의 scale-up 실험결과, 30 및 500 L에서의 교반 및 통기속도는 각각 200 rpm, 1 vvm 및 150 rpm, 1 vvm이었다. 이 조건하에서 배양의 전 기간 중 적정 pellet을 유지하였으며, 최대 균사체량은 약 $13{\sim}14g/L$ 이었다.

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  6. [국내논문]   무혈청 배지를 이용한 CHO 세포의 동결보존  

    김유강 (건국대학교 미생물공학과 ) , 박홍우 (한양대학교 화학공학과 ) , 최태부 (건국대학교 미생물공학과)
    한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering v.21 no.2 ,pp. 110 - 117 , 2006 , 1225-7117 ,

    초록

    일반적인 세포주의 동결보존은 혈청이 첨가된 배양배지에 10% DMSO를 첨가하여 실행하게 된다. 그러나 무혈청 환경에서 배양되는 세포주를 이용하여 생물의약품을 생산하는 공정에 사용되는 세포주의 경우는 교차오염 방지를 위해 동결보존 역시 혈청을 제거한 상태에서 실시되어야 한다. 본 실험은 무혈청 동결보존이 CHO 세포에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여 실시되었다. 우선, 무혈청 동결보존에서 세포 생존율을 높이기 위해 투과성 및 비투과성 첨가제를 배지에 첨가하는 방법으로 동결보존 및 해동하여 생존율을 측정하였다. 그 결과, 10% DMSO와 0.03 M raffinose를 동시에 첨가한 경우에 76%의 생존율을 확보할 수 있었지만 기존의 혈청을 이용하는 동결보존에는 미치지 못하였다. 두 번째로 무혈청 배지의 동결보존 능력을 알아보기 위해 시판 중인 무혈청 배지와 무혈청 동결보존제를 사용하여 동결 보존 후의 생존율을 비교한 결과, 무혈청 배지를 이용한 실험에서는 혈청 배지를 이용한 동결보존과 유사한 95% 이상의 생존율을 확인할 수 있었다. 이는 무혈청 동결보존제의 동결보존 능력보다 우수한 결과이다. 마지막으로 무혈청 배지를 이용한 장기간 동결보존에서 CHO 세포의 안정성을 확인하기 위하여 무혈청 배지로 동결보존된 CHO 세포를 3개월 단위로 해동하여 생존율 및 성장 회복율을 측정하고, real-time RT-PCR을 통해 삽입된 CHO DHFR 유전자의 안정성을 평가하였다. 혈청배지와 비교할 때, 생존율과 성장 회복율, 유전자 안정성 측면에서 모두 동일한 결과를 보여, 무혈청 배지를 이용한 18개월 이상의 동결보존이 안정적임을 검증할 수 있었다. 결과적으로 생물의약품 공정에서 무혈청 배지를 이용한 동결보존이 혈청을 이용한 동결보존을 대체할 수 있을 것으로 생각된다.

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  7. [국내논문]   분자 샤페론을 사용한 연속확산식 무세포단백질 발현 시스템에서의 재조합 Plasminogen Activator의 효율적 발현  

    박창길 (충남대학교 공과대학 정밀공업화학과 ) , 김태완 (서울대학교 공과대학 화학생물공학부 ) , 최차용 (서울대학교 공과대학 화학생물공학부 ) , 김동명 (충남대학교 공과대학 정밀공업화학과)
    한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering v.21 no.2 ,pp. 118 - 122 , 2006 , 1225-7117 ,

    초록

    본 연구에서는 연속확산식 무세포 단백질 발현 시스템을 이용한 이황화결합 함유 단백질의 생산 시, 발현된 단백질의 응집으로 인한 비활성화의 문제점이 분파샤페론을 통한 발현 단백질의 용해도 증가, 세포 파쇄액의 화학적 처리를 통한 환원활성 제거, 산화환원완충액을 이용한 적절한 산화환원전위의 제공 등을 통해 단백질의 폴딩에 유리한 반응조건을 구축함으로써 해결될 수 있음을 보였다. 이러한 연구 결과는 각종 게놈 시퀀싱 프로젝트의 빠른 진척에 따라 현재 요구되고 있는 고속, 고효율의 단백질 발현 수단으로써 무세포 단백질 발현 시스템이 적용될 수 있는 가능성을 높여 줄 수 있을 것으로 기대된다.

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  8. [국내논문]   형질전환된 황기 모상근으로부터 Astragalosides의 생산을 위한 연구  

    황성진 (동신대학교 한약재산업학과)
    한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering v.21 no.2 ,pp. 123 - 128 , 2006 , 1225-7117 ,

    초록

    황기의 형질전환된 모상근으로부터 약리물질인 astragalosides I, II, 그리고 III을 효율적으로 생산하기 위하여 다양한 물리화학적 조건들 즉, 배지, 초기 당농도, 교반속도, 초기 접종농도, 광조사, 그리고 chitosan 처리에 한 elicitation 효과를 조사 하였다. 선발된 AG-04 clone의 성장과 astragalosides의 함량은 4종의 배지들 중 SH배지에서 가장 좋았으며, 배지에 첨가하는 초기 당 농도는 3%와 6%에서 각기 건물중과 astragalosides의 함량이 가장 높게 나타났다. 또한, 초기 접종량은 50 ml 배지에 500 mg(FRW)씩을 주입하는게 가장 효과적이었으며, 18시간 광조사가 되는 Shaking incubator에서 90 rpm과 120으로 교반시켰을 때 모상근의 성장과 astargalosides의 함량이 높게 나타났다. 배양 2주 후 chitosan의 처리는 모상근의 성장에는 크게 영향을 미치지 않았으나, 100 mg/L 처리구에서 대조구의 약 2.1배의 astragalosides 함량 증가를 가져왔다. 이와같은 연구결과는 황기의 대량배양을 통한 saponins 생산 연구에 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 본다.

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  9. [국내논문]   Artemisia princeps var. orientalis 수용성 추출물의 항균효과   피인용횟수: 4

    조화영 (포항공과대학교 환경공학부 ) , 윤성용 (포항공과대학교 환경연구소 ) , 박정진 (포항공과대학교 화학공학과 ) , 윤경원 (순천대학교 한약자원학과 ) , 박종문 (포항공과대학교 환경공학부)
    한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering v.21 no.2 ,pp. 129 - 132 , 2006 , 1225-7117 ,

    초록

    Artemisia princes var. orientalis의 수용성 추출물이 식품, 화장품, 의약품 등의 항균제로 이용될 수 있는지에 대해 연구 하였다. 순수한 물을 이용한 추출물에서는 항균성을 찾기 힘들었고, 쑥의 줄기와 잎 부분에서 메탄올로 추출한 후 물로 추출한 물이 Staphylococcus aureus에 대해서 항균성을 크게 나타냈으며, 잎이 줄기 부분보다 더 큰 항균성을 나타냄을 확인했다. 항균성을 갖는 물질을 밝혀내기 위해 쑥의 주된 항균 성분이라 알려진 caffeic acid와 비교 실험을 하였다. UV 특성곡선에서 caffeic acid와 유사한 phenolic compound의 profiling은 확인할 수 있었으나 caffeic acid의 disc diffusion method를 이용한 실험에서는 항균능력을 나타내지 않았다. 물질규명을 위해 추출물을 세 부분으로 분획 하였고, 이 중에서 Staphylococcus aureus에 대해 항균성은 UK 2에서 크게 나타났다. 본 연구는 Artemisia princeps var. orientalis 의 메탄올 후 물 추출물이 항균제로써의 가능성을 알아봄으로써 식품 또는 화장품의 보존료나 항균제의 이용성이 있음을 충분히 확인하였다.

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  10. [국내논문]   재조합 인터페론 알파-2a의 부위 특이적 수식을 위한 고체상 PEGylation : 공정 성능, 특성화 및 생물학적 활성  

    이병국 (한양대학교 화학공학과 생물공정연구실 ) , 권진숙 (한양대학교 화학공학과 생물공정연구실) , 이은규
    한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering v.21 no.2 ,pp. 133 - 139 , 2006 , 1225-7117 ,

    초록

    혈액 내 순환시 안정성 향상과 면역원성의 감소를 위해, rhIFN- ${\alpha}$ -2a은 N-terminus의 ${\alpha}$ -아민기에 mPEG aldehyde를 solid-phase PEGylation 시킨다. CM-Sepharose와 같은 양이온 교환수지가 고체 지지체로 사용되었다. Mono-PEGylate는 양이온 교환 수지에서 unmodified 단백질과 분리되어 용출된다. Site-srecific PEGylation과 mono-PEGylate의 분리가 한 단계의 공정으로 얻어진다는 점은 solid-phase PEGylation의 이점을 뒷받침해준다. 위치 특이성은 peptide digest의 질량 분석과 Edman degradation을 이용한 N-terminal sequencing에 의해 확인하였다. Mono-PEGylate는 항바이러스 활성과 면역원성의 감소를 나타내고, 감소 정도는 결합되는 mPEG의 분자량에 비례한다. Trypsin 저항성과 온도 안정성은 mono-PEGylation에 의해 두드러지게 개선되었다. Solid-phase PEGylation을 통해 종래의 액상 반응에서 나타날 수 있는 재현성 낮은 반응, 부 반응물 생성, 부 반응물 제거 공정 등의 단점을 극복할 수 있었다. 그러나 solid-phase PEGylation의 문제점인 액상 반응에 비교하여 많은 양의 PEG를 사용하여야 한다는 점은 개선되어야 한다.

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