해양미생물 Cellulophaga lytica LBH-14 군주가 생산하는 섬유소 분해효소들의 생산조건 최적화 및 생산된 섬유소 분해효소들의 특성 연구 Optimization for Mass Production of Carboxymethylcellulase and Cellobiase by a Marine Bacterium Cellulophaga lytica LBH-14 and Their Characterization원문보기
유기물이 풍부한 해수에서 분리 선별된 미생물을 16S rDNA partial sequencing 의해 분리, 동정하였다. 이에 Cellulophaga lytica로 확인이 되었으며, 이를 Cellulophaga lytica LBH-14 으로 명명하였다. Cellulophaga lytica LBH-14의 경우 지방을 제외한 섬유소, 전분 및 단백질 등의 분해능이 우수한 것으로 나타났다. 이 균주는 섬유소 분해효소인 carboxymethylcellulase (CMCase)와 cellobiase 2종류를 생산해낸다. 본 실험의 목적의 CMCase 와 cellobiase의 최적 생산조건을 알아보는 것이다. 이 균주의 최적 생육조건 및 섬유소 분해효소 대량생산 조건 등을 ...
유기물이 풍부한 해수에서 분리 선별된 미생물을 16S rDNA partial sequencing 의해 분리, 동정하였다. 이에 Cellulophaga lytica로 확인이 되었으며, 이를 Cellulophaga lytica LBH-14 으로 명명하였다. Cellulophaga lytica LBH-14의 경우 지방을 제외한 섬유소, 전분 및 단백질 등의 분해능이 우수한 것으로 나타났다. 이 균주는 섬유소 분해효소인 carboxymethylcellulase (CMCase)와 cellobiase 2종류를 생산해낸다. 본 실험의 목적의 CMCase 와 cellobiase의 최적 생산조건을 알아보는 것이다. 이 균주의 최적 생육조건 및 섬유소 분해효소 대량생산 조건 등을 최적화 하였으며, 탄소원 선별 실험에서 환경 부산물인 미강을 이용한 최적생산조건을 확립함으로써, 환경 친화적인 재활용 기술자원을 이용할 수 있는 기술을 확립하였다. Response surface method을 통해 탄소원의 농도, 질소원의 농도, 미네랄 농도, initial pH, 온도에 대한 최적조건을 확인 하였다. cellobiase 의 생산에 대한 최적의 조건은 76.6 g/L rice bran과 7.69 g/L ammonium chloride, 4.28 g/L K2HPO4, 0.46 g/L NaCl, 0.45 g/L MgSO4․7H2O 그리고 0.47 g/L (NH4)2SO4, 최적초기 pH 6.4, 최적온도 25℃ 임을 알 수 있었고 CMCase의 생산에 대한 최적조건은 91.1 g/L rice bran과 9.02 g/L ammonium chloride, 4.28 g/L K2HPO4, 0.46 g/L NaCl, 0.45 g/L MgSO4․7H2O. 그리고 0.47 g/L (NH4)2SO4, 최적초기 pH 6.4, 최적온도 25℃ 임을 알 수 있었다. 탄소원 선별 실험에서 환경 부산물인 미강을 이용한 최적생육조건을 확립함으로써, 환경 친화적인 재활용 기술자원을 이용할 수 있는 기술을 확립하였다. 또한 7 L 배양기를 통해 최적 교반속도 371 rpm 및 통기량 0.7 vvm이 CMCase 과 cellobiase의 생산에 대한 가장 최적 조건임을 알 수 있었다. 100 L 배양기 내압 실험 결과 0.06 MPa 에서 CMCase 과 cellobiase의 생산이 가장 높았다. 이 결과를 토대로 7 L, 100 L 단계별로의 대량 생산 조건을 확립하고, 효과적인 분리 정제를 위해 7.5% (w/v) 규조토를 이용한 필터프레스, 연속원심분리기를 이용하여 미강 및 균체를 제거하고 UF membrane(ceramic membrane) 150 KDa, 15 KDa를 이용한 농축 실험을 통하여 대량생산 공정을 개발하였다. 농축한 sample을 60% 포화 (NH4)2SO4를 거친 후, 0.45μm filter를 통과한 sample을 특성화 연구에 사용하였다. CMCase 과 cellobiase의 특성을 알아보기 위해 최적 온도는 50℃, pH3-11의 모든 범위에서 대체적으로 안정함을 확인 하였다. 그리고 CMCase 과 cellobiase는 EDTA, FeCl3 과 같은 금속이온에 대해서는 CMCase 과 cellobiase의 활성을 증가시키는 경향을 보였다. 주요어 : Cellulophaga lytica LBH-14, CMCase, cellobiase, Response surface method, Orthogonal array, Optimization, characterization, 7L bioreactor, 100L bioreactor.
유기물이 풍부한 해수에서 분리 선별된 미생물을 16S rDNA partial sequencing 의해 분리, 동정하였다. 이에 Cellulophaga lytica로 확인이 되었으며, 이를 Cellulophaga lytica LBH-14 으로 명명하였다. Cellulophaga lytica LBH-14의 경우 지방을 제외한 섬유소, 전분 및 단백질 등의 분해능이 우수한 것으로 나타났다. 이 균주는 섬유소 분해효소인 carboxymethylcellulase (CMCase)와 cellobiase 2종류를 생산해낸다. 본 실험의 목적의 CMCase 와 cellobiase의 최적 생산조건을 알아보는 것이다. 이 균주의 최적 생육조건 및 섬유소 분해효소 대량생산 조건 등을 최적화 하였으며, 탄소원 선별 실험에서 환경 부산물인 미강을 이용한 최적생산조건을 확립함으로써, 환경 친화적인 재활용 기술자원을 이용할 수 있는 기술을 확립하였다. Response surface method을 통해 탄소원의 농도, 질소원의 농도, 미네랄 농도, initial pH, 온도에 대한 최적조건을 확인 하였다. cellobiase 의 생산에 대한 최적의 조건은 76.6 g/L rice bran과 7.69 g/L ammonium chloride, 4.28 g/L K2HPO4, 0.46 g/L NaCl, 0.45 g/L MgSO4․7H2O 그리고 0.47 g/L (NH4)2SO4, 최적초기 pH 6.4, 최적온도 25℃ 임을 알 수 있었고 CMCase의 생산에 대한 최적조건은 91.1 g/L rice bran과 9.02 g/L ammonium chloride, 4.28 g/L K2HPO4, 0.46 g/L NaCl, 0.45 g/L MgSO4․7H2O. 그리고 0.47 g/L (NH4)2SO4, 최적초기 pH 6.4, 최적온도 25℃ 임을 알 수 있었다. 탄소원 선별 실험에서 환경 부산물인 미강을 이용한 최적생육조건을 확립함으로써, 환경 친화적인 재활용 기술자원을 이용할 수 있는 기술을 확립하였다. 또한 7 L 배양기를 통해 최적 교반속도 371 rpm 및 통기량 0.7 vvm이 CMCase 과 cellobiase의 생산에 대한 가장 최적 조건임을 알 수 있었다. 100 L 배양기 내압 실험 결과 0.06 MPa 에서 CMCase 과 cellobiase의 생산이 가장 높았다. 이 결과를 토대로 7 L, 100 L 단계별로의 대량 생산 조건을 확립하고, 효과적인 분리 정제를 위해 7.5% (w/v) 규조토를 이용한 필터프레스, 연속원심분리기를 이용하여 미강 및 균체를 제거하고 UF membrane(ceramic membrane) 150 KDa, 15 KDa를 이용한 농축 실험을 통하여 대량생산 공정을 개발하였다. 농축한 sample을 60% 포화 (NH4)2SO4를 거친 후, 0.45μm filter를 통과한 sample을 특성화 연구에 사용하였다. CMCase 과 cellobiase의 특성을 알아보기 위해 최적 온도는 50℃, pH3-11의 모든 범위에서 대체적으로 안정함을 확인 하였다. 그리고 CMCase 과 cellobiase는 EDTA, FeCl3 과 같은 금속이온에 대해서는 CMCase 과 cellobiase의 활성을 증가시키는 경향을 보였다. 주요어 : Cellulophaga lytica LBH-14, CMCase, cellobiase, Response surface method, Orthogonal array, Optimization, characterization, 7L bioreactor, 100L bioreactor.
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