[논문]황 농도에 따른 Acidithiobacillus thiooxidans의 생장 특성

이은영; 조경숙; 류희욱

황 농도에 따른 Acidithiobacillus thiooxidans의 생장 특성
Growth Characteristics of Acidithiobacillus thiooxidans in Different Sulfur Concentrations 원문보기

한국미생물·생명공학회지 = Korean journal of microbiology and biotechnology, v.34 no.4, 2006년, pp.338 - 341

이은영 (수원대학교 환경공학과) , 조경숙 (이화여자대학교 환경공학과) , 류희욱 (숭실대학교 환경.화학공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The growth characteristics of sulfur-oxidizing bacteria, Acidithiobacillus thiooxidans AZ11, MET, and TAS were investigated in mineral salt media supplemented with elemental sulfur of 1$\sim$50 g $L^{-1}$. The sulfur oxidation rates of A. thiooxidans. MET and TAS increased highly with increasing sulfur concentration up to 10 g L$^{-1}$, but the rates increased slowly in sulfur concentration over 10 g L$^{-1}$. A. thiooxidans AZ11 showed the parallel increase of sulfur oxidation rate until sulfur concentration increased up to 40 g L$^{-1}$. The maximum sulfur oxidation rates (V$_{max}$) of AZl1, MET and TAS were 1.88, 1.38 and 0.43 g S L$^{-1}$ d$^{-1}$, respectively. The maximum specific growth rates (${\mu}_{max}$) of AZ11, MET, and TAS were 0.33 d$^{-1}$, 0.30 d$^{-1}$ and 0.45 d$^{-1}$, respectively. Although MET and TAS couldn't grow at sulfate concentration of 40 g L$^{-1}$, AZ11 could grow in the presence of 58 g L$^{-1}$ sulfate, the final oxidation product of elemental sulfur.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 다양한 기질 농도에서의 각 균주의 생장 특성을 비교함으로써 탈취 균주 및 생물제련에 이용되는 황산화 세균의 최적 균주 활성을 얻는데 필요한 정보를 얻을 수 있었다.
따라서, 황산화세균을 다양한 목적으로 활용하는데 있어서 기질 농도에 따른 균주의 생장 속도와 황산화속도에 대한 속도론적 해석을 비교하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구에서는 세 종류의 황산화세균인 A. thiooxidans AZH, MET, TAS을 기질인 황 농도를 1-50 g LT로 다양하게 첨가한 무기염배지에서의 생장 특성을 조사하여 향후 각각 균주의 산업적 활용에 필요한 정보를 도출하고자 하였다.

제안 방법

배지에 S°를 30 g L"1 첨가한 조건에서, 시간에 따라 배지에 축적된 각 황산염 농도별로 A. thiooxidans AZU, MET 및 TAS의 비생장속도를 계산하여 Fig. 2에 도시하였다. AZ11 의 경우, 배지 내에 축적된 황산염의 농도가 20에서 40 g 로 증가하였음에도 불구하고 높은 비생장속도(0.
SOB와 MW 배지 성분에서 황성분(NazSzO과 S°)을 제외한 무기 염 배지 200 mL을 멸균한 플라스크에 넣고, 자외선을 조사하여 멸균한 S°을 1, 3, 5, 7, 10, 20, 30, 40, 50 g 1尸가 되도록 첨가하였다. 앞에서 서술한 방법으로 회수한 균체를 spectrophotometer를 이용하여 660 nm 파장에서 측정하였을 때 흡광도가 0.
12FC에서 약 15분간 고온 . 고압 멸균시킨 후, 여기에 3시간 이상 자외선 조사하여 멸균한 10 g 1尸의 S°을 clean bench에서 주입하고 고체배지에서 생장한 A. thiooxidans AZ11, MET, TAS의 colony를 멸균된 삼각 플라스크에 접종하였다. 3(TC의 교반배양기에서 180 rpm으로 5일 동안 전 배양하였다.
1 정도가 되도록 모든 조건에 대하여 동일한 농도의 균주를 접종해 주었다. 기질 농도에 따른황산화속도 및 생장속도를 조사하기위해, 24시간 간격으로 배양액을 5 mL씩 채취하여 pH, 흡광도 및 황산염의 농도분석용으로 사용하였다. 배지의 pH는 pH meter(Orion pH meter model 420A, USA)를 이용하여 측정하였다.
배지에 첨가된 기질인 S°(l~50 g 의 농도별 황산화속도를 계산하여 Fig. 1(a)에 도시하였다. 실험결과를 해석흐卜여, 기질 농도별 황산화 속도를 측정한 결과, 기질 농도가 증가함에 따라 황산화 속도는 전반적으로 증가하는 경향을 나타내었다(Fig.
기질 농도에 따른황산화속도 및 생장속도를 조사하기위해, 24시간 간격으로 배양액을 5 mL씩 채취하여 pH, 흡광도 및 황산염의 농도분석용으로 사용하였다. 배지의 pH는 pH meter(Orion pH meter model 420A, USA)를 이용하여 측정하였다. 균주의 배양 탁도는 spectrophotometer(Spectronics 20, USA)를 이용하여 660 nm에서 측정하였다.
되도록 첨가하였다. 앞에서 서술한 방법으로 회수한 균체를 spectrophotometer를 이용하여 660 nm 파장에서 측정하였을 때 흡광도가 0.1 정도가 되도록 모든 조건에 대하여 동일한 농도의 균주를 접종해 주었다. 기질 농도에 따른황산화속도 및 생장속도를 조사하기위해, 24시간 간격으로 배양액을 5 mL씩 채취하여 pH, 흡광도 및 황산염의 농도분석용으로 사용하였다.
균주의 배양 탁도는 spectrophotometer(Spectronics 20, USA)를 이용하여 660 nm에서 측정하였다. 측정된 탁도값과 건조 세포 중량과의 관계를 이용하여 탁도를 건조세포중량(dry cell weight; DCW)建로 환산하여 비교 분석하였다. 황산염은 IC- Pak™ Anion(4.
측정된 탁도값과 건조 세포 중량과의 관계를 이용하여 탁도를 건조세포중량(dry cell weight; DCW)建로 환산하여 비교 분석하였다. 황산염은 IC- Pak™ Anion(4.6x50 mm) 컬럼을 장착한 이온 크로마토그래피 (Waters 717 plus Autosampler가 장착된 Waters 510, USA)를 이용하여 측정하였다.

대상 데이터

thiooxidans TAS(KCTC 8930P)이었다[12-14]. A. thiooxidans AZ11 및 TAS의 배양에는 SOB 배지를 사용하였고, MET의 배양에는 Modified Waksman(MW) 배지를 사용하였다. SOB 배지의 조성은 다음과 같다(g L-1): Na2S2O₃, 8.
실험에 사용한 균주는 탈취세균인 A. thiooxidans AZ11 (KCTC 8929P), A. thiooxidans MET(KCTC 8928P), 그리고 A. thiooxidans TAS(KCTC 8930P)이었다[12-14]. A.
대량배양 한 배양액을 멸균한 원심분리관에 넣고 3, 000 rpm 에서 3분간 원심분리한 후, 미 산화 S0 입자를 제거한 상등액을 또 다른 멸균된 원심분리관에 넣고 8, 000 rpm에서 25 분간 원심분리하여 균주만을 회수하였다. 회수된 균체를 각각 SOB 배지 및 MW 배지에 현탁하여 접종원으로 사용하였다.

성능/효과

즉, 최대생장속도는 기질에 대한 균주의 친화도가 클수록(즉, Km 값이 작을수록) 컸고, 반대로, 기질에 대한 균주의 친화도가 작을수록(즉, Km 값이 클수록 ) 최대생장속도는 작았다. A. thiooxidans AZ11, MET 및 TAS의 최대생장속도는 각각 0.33, 0.30, 0.45(尸이었고, Km 값은 각각 2.05, 4.36, 0.49 g L이었다.
배지에 축적된 황산염에 의해 각 균주의 생장이 저해 받기 시작하는 황산염 농도는 AZ11 이 23 g L l, TAS가 22 g L-1, MET가 10 g L"' 이었다. 또한, 각 균주의 최대 생장이 50%로 저해될 때의 황산염 농도는 AZ11 이 55 g Lf TAS가 39 g L~', MET가 32 g L로, 황산염에 대한 내성은 AZ11 이 가장 크고 MET가 가장 작은 것으로 평가되었다.
039 d~') 를 유지하였다. 또한, 황산염이 농도가 50 g IL를 초과하는 조건에서도 상대적으로 높은 비생장속도를 보였다. MET는 초기에 최대 비생장속도를 보이다가 황산염이 축적됨에 따라비생장속도도 점차적2로 감소하여 축적된 황산염의 농도가 40 g 에 도달하였을 때에는 생장이 완전히 저해를 받았
반면, AZ11과 MET는 기질농도가 증가함에 따라 생장 속도가 아주 작은 비율로나마 증가하여 각각 0.33 과 0.30 까지 증가되는 것을 볼 수 있었다.
1(a)에 도시하였다. 실험결과를 해석흐卜여, 기질 농도별 황산화 속도를 측정한 결과, 기질 농도가 증가함에 따라 황산화 속도는 전반적으로 증가하는 경향을 나타내었다(Fig. 1(a)).
79 g S L"1 까지 증가하였다. 즉, AZ11 은황산화반응의 최종산물인 황산염이 다른 두 균주에 비해 높아지는 환경에서도 비교적 높은 황산화 활성을 나타냄을 알 수 있었다.
imax 값이 컸고, Km 값은 그 반대의 순서로 컸다. 즉, 최대생장속도는 기질에 대한 균주의 친화도가 클수록(즉, Km 값이 작을수록) 컸고, 반대로, 기질에 대한 균주의 친화도가 작을수록(즉, Km 값이 클수록 ) 최대생장속도는 작았다. A.

참고문헌 (17)

Atlas, R. M. and R. Bartha. 1993. Microbial ecology - Fundamentals and application - pp. 323-599. 3rd ed. The Benjamin/Cummings publishing company, USA
Brock, T. D., D. W. Smith, and M. T. Madigan. 1984. Biology of microorganisms, pp. 209; 260; 433-434; 712-714. 4th ed. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, USA
Larkin, J. M. 1980. Isolation of Thiotrix in pure culture and observation of a filamentous epiphyte on Thiotrix. Curr. Microbiol. 4: 144-158
Nelson, D. C. and H. W. Jannasch. 1983. Chemoautotrophic growth of a marine Beggiatoain sulfide-gradient cultures. Arch. Microbiol. 136: 262-269

상세보기
Zhang, L., M. Hirai, and M. Shoda. 1991. Removal characteristics of dimethyl sulfide, methanethiol and hydrogen sulfide by Hyphomicrobium sp. 155 isolated from peat biofilter. J. Ferment. Bioeng. 72: 392-396

상세보기
Steinmetz, M. A. and U. Fisher. 1982. Cytochromes of the green sulfur bacterium Chlorobium vibrioforme f. thiosulfatophilum. Purification, characterization and sulfur metabolism. Arch. Microbiol. 131: 19-26

상세보기
Gray, G. O. and J. G. Knaff. 1982. The role of a cytochrome c-552-cytochrome c complex in the oxidation sulfide in Chromatium vinosum. Biochim. Biophys. Acta 680: 290-296

상세보기
Then, J. and H. G. Truper. 1983. Sulfide oxidation in Ectothiorhodospira abdelmalekii. Evidence for the catalytic role of cytochrome c-551. Arch. Microbiol. 135: 254-258

상세보기
Brume, D. C. and H. G. Truper. 1986. Noncyclic electron transport in chromatophores from photolithotrophically grown Rhodobacter sulfidophilis. Arch. Microbiol. 145: 295-301

상세보기
Chung, Y. C., C. Huang, and C. P. Tseng. 1996. Biodegradation of hydrogen sulfide by a laboratory-scale immobilized Pseudomonas putida CH11 biofilter. Biotechnol. Prog. 12: 773-778

상세보기
Cho, K. S., M. Hirai, and M. Shoda. 1992. Degradation of hydrogen sulfide by Xanthomonas sp. strain DY44 isolated from peat. Appl. Environ. Microbiol. 58: 1183-1189

상세보기
Lee, E. Y., N. Y. Lee, K. S. Cho, and H. W. Ryu. 2006. Removal of hydrogen sulfide by sulfate-resistant Acidithiobacillus thiooxidans AZ11 J. Biosci. Bioeng. 101: 309-314

상세보기
Ryu, H.W., H. S. Moon, E. Y. Lee, K. S. Cho, and H. Choi. 2003. Bioremediation and biodegradation-leaching characteristics of heavy metals from sewage sludge by Acidithiobacillus thiooxidans MET, J. Environ. Qual. 32: 751-759

상세보기
Lee, E. Y., K. S. Cho, and H. W. Ryu. 2005, Simultaneous removal of $H_{2}S$ and $NH_{3}$ in a biofilter inoculated with Acidithiobacillus thiooxidans TAS. J. Biosci. Bioeng. 99: 611-615

상세보기
Cadenhead, P. and K. L. Sublette. 1989. Oxidation of hydrogen sulfide by Thiobacilli, Biotechnol. and Bioeng. 35: 1150-1154

상세보기
Shule, M. L. and F. Kargi. 1992. Bioprocess engineering - Basic comcepts -, pp. 61-67. Prentice Hall International Series, USA
Finster, K., W. Liesack, and B. Thamdrup. 1998. Elemental Sulfur and thiosulfate disproportionation by Desulfocapsa sulfoexigens sp. nov., an new anaerobic bacterium isolated from marine surface sediment, Appl. Environ. Microbiol. 64: 119-125

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증