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류송정,이소라,김한승,Ryu, Song-Jung,Kang, Christina S.,Kim, Han S. 한국지하수토양환경학회 2014 지하수토양환경 Vol.19 No.3
Arthrobacter chlorophenolicus A6 possesses several monooxygenases (CphC-I, CphC-II, and CphB) that can catalyze the transformation of 4-chlorophenol (4-CP) to hydroxylated intermediates in the initial steps of substrate metabolism. The corresponding genes of the monooxygenases were cloned, and the competent cells were transformed with these recombinant plasmids. Although CphC-II and CphB were expressed as insoluble forms, CphC-I was successfully expressed as a soluble form and isolated by purification. The specific activity of the purified CphC-I was analyzed by using 4-CP, 4-chlorocatechol (4-CC), and catechol (CAT) as substrates. The specific activities for 4-CP, 4-CC, and CAT were determined to be 0.312 U/mg, 0.462 U/mg, 0.246 U/mg, respectively. The results of this study indicated that CphC-I is able to catalyze the degradation of 4-CC and CAT in addition to 4-CP, which is a primary substrate. This research is expected to provide the fundamental information for the development of an eco-friendly biochemical degradation of aromatic hydrocarbons.
특별세션 2 : 폐자원에너지화 특성화 대학원사업 성과발표회 <학술논문 포스터 발표> ; PO20 : 바이오가스의 생산 증진을 위한 생화학적 효소 고정화 기법의 최적화
이소라,류송정,김길란,김한승 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2013 No.4
바이오가스의 생산 공정은 가수분해와 산발효, 산생성과 탈수소, 그리고 마지막으로 메탄생성의 3단계로 이루어진다. 그 중 가장 첫 번째인 가수분해와 산발효 단계는 율속 단계이기 때문에 전체적인 바이오가스 생산 효율에 큰 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 가수분해 및 산발효를 향상시킴으로써 바이오가스 생산 효율을 증가시키고자 1단계 공정인 가수분해와 산발효 단계를 고정화효소를 이용하여 생화학적 반응에 의해 촉진시키는 기법의 개발을 목표로 한다. 이를 통해 유지비용을 절감하고 공정을 간소화시킬 수 있을 것으로 기대된다. 먼저, 효소의 안정성 향상을 위해 최적의 효소고정화기법을 도출하기 위하여 대표적인 유기물 분해 효소로 알려진 horseradish peroxidase (HRP)와 hydroxyquinol 1,2-dioxygenase (HQD)를 각각 점토 광물과 탄소나노 튜브에 고정화시켜 안정적인 활성도를 확보하고자 하였다. HRP는 fulvic acid, humic acid, glutaraldehyde를 흡착제로 사용하여 montmorillonite, kaolinite, vermiculite의 무기물 구조체에 고정화시켜 각 고정화방법의 효율을 평가하였고, HQD는 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDC)와 N-hydroxysuccinimide (NHS)를 가교제로 사용하여 탄소나노튜브에 고정화시켜 결과를 분석하였다. 점토 광물과 토양 유기물을 이용하여 HRP를 고정화시킨 결과, montmorillonite를 구조체로 사용하고 fulvic acid를 흡착제로 사용하였을 때 가장 높은 고정 수율(43.6%)을 나타냈고, 환경 인자에 대한 안정성 또한 높아지는 것으로 나타났다. 탄소나노튜브와 가교제를 이용하여 HQD를 고정화시킨 결과, EDC만을 이용하여 고정화시켰을 때, NHS와 같이 이용한 것보다 고정 수율은 낮았으나(12.0 < 20.7%), 더 높은 효소 활성도가 나타남을 확인하였다(3.8 > 2.5 U/mg-protein). 또한, HQD를 고정화시켰을 때, 자유효소보다 환경 인자에 대한 안정성이 증가되었다. 따라서 본 연구를 통해 최적의 효소 고정화방법을 도출하였으며, 추후 바이오가스 생산 공정의 고정화가수분해효소를 적용하여 바이오 가스의 생산을 증진시키는 기법의 기초로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
클로로페놀의 생화학적 분해를 위한 분해효소(chlorophenol monooxygenase) 소단위체의 대량발현조건 최적화
이소라 ( Christina S. Kang ),류송정 ( Song Jung Ryu ),김한승 ( Han S. Kim ) 한국폐기물자원순환학회 2014 젊은 연구자 학술연구발표회 Vol.13 No.0
In this study, the feasibility of enzymatic bioremediation of 4-chlorophenol was examined using the TC-FDM of Arthrobacter chloropheno1ieus A6. Here we report the cloning, overexpress ion, and purification of the reductase component from the gene cphB (AAN08757) of A. chlorophenolicus A6, which is a putative chlorophenol monooxygenase small subunit. The gene cphB was cloned into vector pET-24a with or without GB1 and GST solubility/affinity tags, and 3 different strains of Escherichia coli (BL21 (DE3), BL21-CodonPlus® (DE3)-RIL, and Tuner (DE3)) were transformed with these recombinant genes. The expression conditions for soluble form enzymes were optimized by varying incubation time, temperature, and concentration of inducer (isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside). In addition, the soluble enzymes were purified by GST affinity chromatography, and the protein yield was analyzed with the Bradford protein assay using bovine serum albumin as a standard. The results of this study are expected to establish the basis of the use of TC-FDM in enzymatic bioremediation of phenol-contaminated geoenvironment.