Optimization of Process for Production of Carboxymethylcellulase by a Recombinant E.coli JM109/A-53

이은정 Dong-A university 2012 국내석사

재조합 균주 Escherichia coli JM109/A-53이 생산하는 섬유소분해효소 생산조건의 최적화 연구 Optimization of Process for Production of Carboxymethylcellulase by a Recombinant E. coli JM109/A-53 의생명과학과 이 은 정 지 도 교 수 이 진 우 대한민국 경상도의 해수로부터 약 12여종의 균주가 분리 되었고, 분리된 균주 중 활성이 뛰어난 것의 16S rDNA partial sequencing 및 gyrase A parcial sequencing 한 결과 이는 Bacillus subtilis subsp. subtilis로 확인이 되었으며, 이를 Bacillus subtilis subsp. subtilis A-53으로 명명하였다. 이 균의 경우 지방을 제외한 섬유소, 전분 및 단백질 등의 분해능이 우수한 것으로 나타났다. 섬유소 분해효소의 생산과 관련된 유전자를 클로닝하기 위하여 PCR방법을 이용하여 B. subtilis subsp. subtilis A-53 로부터 관련 유전자를 cloning하고 염기서열과 아미노산 서열을 결정하고 분석하였다. B. subtilis subsp. subtilis A-53에서 생산되는 섬유소분해효소는 499개의 아미노산으로 구성되어 있으며 분자량은 약 55,118 Da으로 확인하였다. B. subtilis subsp. subtilis A-53을 배양하여 배양액에 생산되어 있는 섬유소 분해 효소의 섬유소 분해효소 유전자를 E. coli 균주에 도입하여 재조합체를 형성, 발현시켜 섬유소 분해효소의 특성을 연구하였다. 먼저 flask 규모의 배양 조건에서 섬유소 분해효소의 생산에 가장 이상적인 탄소원과 질소원을 선별하는 실험을 수행하였다. 그 결과 Deigsn Expert software를 통해 세포성장과 섬유소 분해효소의 생산량에 대해서 미강, ammonium chloride, 초기 pH가 100.0 g/L, 7.5 g/L, 7.0 일 때 100.0 g/L, 7.5 g/L, 8.0일 때 각각 높았다. 그리고 세포성장과 섬유소 분해효소의 최적 온도는 각각 40℃ 와 35℃로 나타났고 이후 초기 온도 40℃에서 36 h 배양 후 35℃로 조건을 변화시켜 줄 경우 가장 높은 섬유소 분해활성을 나타내었다. 7 L jar fermenter에서 이상적인 교반속도와 통기량을 확인하는 실험을 수행하여, 400 rpm의 교반속도와 0.5 vvm의 통기량 조건에서 섬유소 분해 효소가 가장 많이 생산되었으며 100 L Bioreactor에서 최적화된 배양조건을 통해 내압을 측정한 결과 0.6 Mpa 일 때 가장 높은 섬유소 분해효소 활성을 나타내었고 내압이 없을 때 보다 2.33배 높은 섬유소 분해효소를 생산했고 B. subtilis subsp. subtilis A-53 보다 5.8배 높은 880.2 U/ml을 나타냈었다. RSM 방법을 통하여 재조합 균주 E. coli JM109/A-53의 최적 무기염 농도에 대한 세포성장와 섬유소 분해효소의 활성을 알아보았고 그 결과 세포성장에는 K2HPO4가 반면, 섬유소 분해효소에는 (NH4)2SO4가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 보였다. Design Expert Software를 통해 K2HPO4, Nacl, MgSO4·7H2O, (NH4)2SO4가 각각 5.42, 0.91, 0.26 그리고 0.90 g/L일 때 세포성장은 3.46 g/L, 섬유소 분해효소 502.7 U/ml로 가장 높은 활성을 나타냈다. 주요어 : cloning, DNA sequencing, expression, Bacillus subtilis, Escherichia coli, carboxymethylcellulase(CMCase), E. coli JM109/A-53, salts, optimization

(A) study on improvement of adaptive tone reproduction and hardware implementation

이가량 Dong-A University 2019 국내석사

가시성 향상을 위해 영상 처리에서는 많은 연구를 하고 있다. 영상의 전체적인 밝기가 높거나 밝기가 낮은 경우는 히스토그램 평활화 방법과 다중노출 방법을 이용하여 가시성을 향상시킨다. 하지만 밝기가 높은 부분과 낮은 부분이 공존하는 경우에는 히스토그램 평활화 방법의 한계가 있다. 그래서 저조도 부분은 높게, 고조도 부분은 유지를 하는 적응적 톤 생성 방법이 사용된다. 고조도 부분을 유지하는 이유는 저조도 영역의 가시성 향상을 위해 고조도 영역의 대비가 감소하기 때문에 이 부분의 대비를 유지한다. 기존의 적응적인 톤 생성 방법은 밝기 비트가 8비트이기 때문에 밝기의 세부정보를 들고 오는데 한계가 있었다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 논문에서는 밝기 비트를 10비트로 확장하여 세부정보를 더 들고 와 가시성을 향상시켰다. 이때, 알고리즘은 Matlab Simulation을 이용하여 동작 검증을 완료하였다. 또한 기존의 논문의 하드웨어 구조는 모듈이 6개, 메모리가 1개였으며 Serial Divider가 모듈 밖에 연결되어 있었다. 이러한 하드웨어의 구조적인 부분과 속도를 개선하기 위해 본 논문에서는 하드웨어 모듈 5개, 메모리 2개를 사용하였으며 Serial Divider를 모듈 안에 넣어 구조를 개선하였다. 특히 메모리 2개를 사용함으로 써 Vertical Blank에서의 불필요한 소모시간을 줄였으며, 홀수 프레임에서는 메모리 1을 사용하고, 짝수 프레임에서는 메모리 2를 사용하였다. 기존의 방법은 R, G, B 8비트의 입력 영상을 사용하였다. 하지만 요즘 HDR10, Dolby Vision과 같이 10비트, 12비트의 입력 비트를 지원해주는 기술이 많이 등장하였다. 이에 대응하기 위해 입력 비트의 내부 확장을 통해 영상의 세부정보를 가져가는 방법을 제안한다. 출력도 8비트에서 12비트로 확장되어 HDR(High Dynamic Range)을 표현할 수 있다. 비트가 증가 할수록 하드웨어 복잡도는 증가하지만 고해상도 처리를 위해 동작 속도를 높여야 한다. 그리고 본 논문에서는 제안한 알고리즘을 Verilog-Hardware Description Language(Verilog-HDL)를 이용해 하드웨어를 설계하기 위해 Fixed-point를 설계하였다. Fixed-point를 바탕으로 Data-path를 표현하고 이는 본문에 묘사하였다. Data-path를 바탕으로 Verilog 코드를 작성하고 기능 검증을 위해서 ModelSim을 이용하였고, Timing 검증을 위해서 Synopsys와 Xilinx를 사용하였다. Synopsys에서는 STD90 0.35um 라이브러리를 이용하여 10MHz, 70MHz의 동작 주파수 환경을 확인하였다. 또한 설계된 하드웨어 시스템을 검증하기 위해 Xilinx사의 xc7z045ffg900-2를 사용하여 250MHz 환경에서 합성을 하였다. 그 결과 최대 동작 주파수는 246.002MHz로 산출되었다. In order to improve the visibility, we are doing a lot of research on image processing. When the overall luminance of the image is high or the luminance is low, the histogram equalization method and the multiple exposure method are used to improve the visibility. However, there is a limitation of the histogram equalization method when the high luminance part and the low luminance part coexist. Thus, an adaptive tone reproduction method is used in which the low-light portion is high and the high-light portion is maintained. The reason for maintaining the high-light portion is that the contrast of the high contrast region is reduced in order to improve the visibility of the low-light region, so that the contrast of this portion is maintained. Original adaptive tone reproduction method have limitations in bringing details of luminance because the luminance bits are 8bits. In order to solve these problems, we extended the luminance bits to 10bits to improve the visibility and details. At this time, the algorithm has been verified using Matlab simulation. In addition, the hardware structure of the original paper was six modules, one memory, and the serial divider was connected to the outside of the module. In order to improve the structure part and speed of the hardware, we used five hardware modules and two memory modules and improved the structure by inserting the serial divider into the module. In particular, by using two memories, unnecessary consumption time in vertical blank is reduced. In odd frame, memory 1 is used. In even frame, memory 2 is used. The original method uses R, G, B 8-bit input image. But nowadays HDR10, Dolby Vision, 10bit and 12bit input bit support technology has appeared a lot. In order to cope with this problem, we propose a method of extracting detailed information of an image through internal expansion of input bits. The output can also be extended from 8 bits to 12 bits to represent HDR(High Dynamic Range). As the bits increase, the hardware complexity increases, but the operation speed must be increased for high resolution processing. In this paper, we design the fixed-point to design the hardware using Verilog-Hardware Description Language. Verilog code was written based on data-path, ModelSim was used for function verification, and Synopsys and Xilinx were used for timing verification. Synopys has confirmed the operating frequency environment of 10MHz and 70MHz using the STD90 0.35um library. Also, to verify the designed hardware system, synthesis was performed in a 250MHz environment using Xilinx xc7z045ffg900-2. As a result, the maximum operating frequency was calculated as 246.002MHz.

Study on plasma-cancer cell interactions using atmospheric pressure plasma jets

조혜민 Dong-A University 2015 국내박사

대기압 플라즈마를 이용한 세포 및 생체조직에의 처리에 대한 다양한 연구가 보고됨에 따라, 암세포 처리에 있어서의 효과 역시 기대되고 있다. 본 연구에서는 안정적인 플라즈마 상태를 유지하기 위하여 다양한 방전 조건에서 대기압 플라즈마를 발생시켰고, 플라즈마 처리에 따른 암세포의 변화를 연구하였다. 질소, 헬륨, 아르곤 기체 방전으로 형성되는 대기압 플라즈마 젯을 제작하고, 저주파(~kHz)에서 교류전압과 펄스형 직류전압을 인가하여 발생시킨 비열 플라즈마의 특성을 알아보았다. 플라즈마 조절 변수에 따른 방전전류 (discharge current), 광 방출 스펙트럼, 온도, 플라즈마 플룸 (plume)의 길이 변화 등을 측정하였다. 이러한 플라즈마 조절 변수에는 인가 전압 (applied voltage), 진동수, duty ratio, 플라즈마 발생 기체와 그 유량 그리고 산소 기체의 함유량이나 주입 방법이 포함된다. 연필모양의 젯의 경우, 헬륨 플라즈마는 아르곤과 질소 플라즈마에 비해 낮은 전압에서 안정적인 플라즈마의 발생이 관찰되었다. 교류전압에서보다 펄스형 직류전압에서 헬륨 플라즈마 플룸의 길이가 더 길었고, 진동수와 duty ratio를 조절함에 따라 길이 변화가 관찰되었다. 연필형 노즐의 플라즈마 젯은 원통형 노즐의 플라즈마 젯에 비해 안정적인 플라즈마 상태를 유지하였다. 모세관 구조의 젯에서는 헬륨 기체에 첨가하는 산소함유량의 증가에 따라 전류와 플라즈마 플룸 (plume) 길이가 줄어드는 것을 확인하였다. 효율적으로 산소 기체를 첨가하는 방법으로는 분리된 채널을 가진 모세관의 사용이 유리한 것으로 밝혀졌다. 전자의 여기 온도는 헬륨의 여기된 광 방출 peak로부터 얻어 Boltzmann plot method를 이용하여 측정하였고, 산소함유량의 증가에 따라 약간 증가하였다. Actinometry에 의해 계산된 산소 원자의 밀도는 산소 함유량의 증가에 따라 증가함을 확인하였다. 대기압 플라즈마 처리에 따른 인간 폐암 세포 (A549) 및 인간 방광암 세포 (EJ) 세포에서의 세포예정사 (apoptosis), 세포 내 활성 산소 종 (Intracellular ROS)의 생성과 DNA 손상 효과를 fluorescent staining과 flow cytometry로 확인하였다. 플라즈마 처리 후, 암세포는 세포예정사(apoptosis)로 진행되는 것을 관찰하였고, 세포예정사율은 플라즈마의 인가전압과 주파수, 산소함유량이 증가할수록, duty ratio와 media양이 감소할수록 높아지는 것을 보였다. 세포 내 활성 산소의 농도는 플라즈마에 의해 생성된 ROS량과 정확히 비례하지는 않지만, 상당히 상관관계가 있음을 관찰하였다. ROS의 생성량에 약간의 차이가 존재하지만, 헬륨, 아르곤, 질소 플라즈마 젯 모두 암 세포에서의 세포 내 ROS 농도를 높이는 데 유용한 것으로 밝혀졌다. 또한, 세포예정사와 관련된 p53 단백질과 p53 단백질의 인산화 발현 수준은 헬륨 플라즈마를 처리한 것과 비교하여 헬륨에 산소를 첨가하였을 때 높아지는 것이 관찰되었다. 이러한 실험 결과는 대기압 플라즈마 젯은 암세포 치료를 위한 유용한 도구가 될 수 있음을 보여준다. Recent studies have shown that atmospheric pressure plasmas are a possible candidate in cancer therapy. Plasma including reactive oxygen species (ROS), charged species, UV and electric field, can cause various effects in cells. Most of all, ROS produced by plasma are considered to be the key constituents that induce apoptosis. In this thesis, non-thermal plasma generated by atmospheric pressure plasma jet (APPJ) and the cellular changes in cancer cells induced by plasma were investigated for the effective use of the APPJ as the biomedical application tools. APPJs employing nitrogen, helium, or argon gases driven by low-frequency (~kHz) ac voltage and pulsed dc voltage were developed. The discharge can be characterized by the changes in discharge current, optical emission intensities from reactive radicals, gas temperature, and plume length of plasma jets with the control parameters. The control parameters include applied voltage, frequency, duty ratio, working gas, gas flow rate, oxygen content and oxygen gas injection type in APPJ. In a single pin electrode configuration, the plasma plume in the pulsed dc-excited jet was longer than that in the ac-excited jet. And the plasma plume of helium jet was observed to be longer than those of other gases, while the argon plume emitted the strongest light, and the discharge in nitrogen was the weakest. The plasma jet with pencil-type nozzle exhibited plasma stability while maintaining an efficient reaction chemistry compared to plasma jet with cylindrical nozzle. In helium plasma jet with a capillary electrode, the plasma plume length and total current decreased with increasing oxygen content. The electron excitation temperature estimated by the Boltzmann plot from several excited helium emission lines increased slightly with the additive oxygen flow. The oxygen atom density in the gas phase estimated by actinometry utilizing argon was observed to increase with the additive oxygen flow. As an application to plasma-cancer cell interactions, the effects of atmospheric pressure plasma jet on the apoptosis, intracellular reactive oxygen species (ROS) generations and DNA damages of human lung adenocarcinoma cell (A549) and human bladder cancer cell (EJ) were explored. The changes in cancer cells by plasma treatment were detected by fluorescent staining and flow cytometry. After plasma treatment, it was observed that a significant portion of these cells exhibits the apoptotic fragmentation. Apoptosis rate is found to increase with applied voltage, repetition frequency and additive oxygen content but to decrease with duty ratio and working media. Although there exist slight differences in the production of ROS, helium, argon, or nitrogen plasma jets are found to be useful in enhancing the intracellular ROS concentrations in cancer cells. The apoptosis rate and concentration of intracellular ROS were found to be not exactly proportional to that of plasma-induced ROS (measured by OES), but both correlated considerably. The experimental results show that the plasma can effectively control the intracellular concentrations of ROS. In addition, we investigated that p53 is involved in plasma-induced apoptosis pathway in A549 cancer cells. It was also observed that the expression levels of p53 and the phospho-p53 were enhanced in the presence of additive oxygen flow compared with those from the pure helium plasma treatment. These experimental results have shown that APPJs can be a valuable tool for ROS-promoting cancer therapy.

A Study on the Service Load State Behavior of Reinforced Concrete Plane Stress and Plate Members : 철근 콘크리트 평면 응력 부재와 판 부재의 사용 하중 상태의 거동에 관한 연구

방지환 The graduate school of Dong-A University 1999 국내박사

본 논문은 철근 콘크리트 2차원 부재 요소인 평면 응력 부재와 판부재의 거동에 관한 역학적 해석 모델을 제안한 것이다. 평형관계식, 적합조건식, 균열이 발생한 부재의 하중 변형 관계와 재료의 관계식으로부터 rotating crack model을 바탕으로 한 해석적인 모델을 제안하였다. 제안된 해석 모델로부터 극한상태전의 철근 콘크리트 평면 응력 부재와 판 부재의 하중-변형응답 즉 하중-변형을 관계, 하중-균열폭을 구할 수 있으므로 사용 하중 상태의 거동을 분석할 수 있다. 평면 응력 상태의 부재에 대하여 평형관계식과 적합조건식을 바탕으로 미지의 균열각을 구할 수 있는 방정식을 유도하였다. 철근 콘크리트 평면 응력 부재에서 유도한 제안식들은 유효단면적으로 단순화된 인장영역을 고려하여 철근 콘크리트 판부재의 거동에 대한 제안식으로 확장하였다. 본 연구에서 제안한 주인장 변형율에 균열간격을 곱한 값으로서 이론적인 균열폭 계산식을 제안하였다. 전단하중과 모멘트를 받는 다양한 철근콘크리트 구조물, 즉 높은 보, 박스형 거더의 복부, 원자로 격납고를 구성하는 철근 콘크리트 평면 응력 부재와 사각 슬래브 교량, 경사 주형 교량의 상판을 이루는 철근 콘크리트 판부재 등의 사용 하중 상태 거동을 예측하는 데 본 제안식을 이용할 수 있다. In this thesis, a mechanically analytical model is proposed to describe the behavior of 2-dimensional reinforced concrete members such as plane stress member and plate member. An analytical method is based on the rotating crack model from equilibrium, compatibility conditions, load-deformation response of cracked member, and constitutive law for material. It can obtain the crack direction and the load-deformation response such as load-strain, load-stress and crack width before the ultimate state of plane stress and plate member. The unknown crack directions can be directly determined by the proposed theory based on the equilibrium and the compatibility conditions. The theory derived for the plane stress element can be extended to that for the behavior of the plate element by simply considering the tension zone as the effective concrete area of the plate element subjected to the uniaxial or biaxial bending moment. The theoretical crack width, which is calculated from the multiplication of the average tensile strain(ε_(1)) of proposed expression and the crack spacing, can be applied to predict the crack width of the plane stress member and slab type structure. The theory is applicable to predict the service load state behavior of a variety of concrete structures subjected to the incremental monotonic shear load and moment, such as plane stress members which are parts of the web of box girders, deep beam, nuclear containment vessel. The theory can be also applied for plate members constituting skew slab bridge, deck of skew girder bridge, and the upper and lower flange of reinforced concrete box girder bridges.

Control Problems for the Nonlinear Second Order Differential Equations : 비선형 2계 미분 방정식에 대한 제어문제

강점란 Graduate School, Dong-A University 2003 국내박사

본 논문에서는 Banach공간 X상에서 다음과 같은 비선형 2계 미분 방정식에 대한 해의 존재성과 제어문제에 관하여 연구하였다. (1.1) x˝(t) = Ax(t) + f(t, x(t)) + Bu(t), t∈[0, T], x(0) = x_(0), x´(0) = y_(0), 여기서 작용소 A는 강 연속 코사인 족{C(t), t∈R}을 생성하고, 초기치 x_(0), y_(0)는 X상의 원소이고, B는 Banach공간 U에서 X로의 유계 선형 작용소이고, u(·)는 L^(2)([0, T]:U)상의 함수이다. 제 3장에서는 적분 약정을 이용하여 비선형 2계 미분 방정식 (1.1)에 대한 해의 존재성과 유일성에 대해 연구하였다. 적분 약정은 Lipschitz 조건보다는 약화된 조건으로 [22]의 결과보다 일반화되었다. 제 4장에서는 연속 함수 f가 Lipschitz 조건을 만족할 때, 비선형 2계 미분 방정식 (1.1)에 대한 제어가능성을 연구하였다. 임의의 초기치 x_(0), y_(0) ∈ X로 부터 최종 목표 x(T) = x', x'(T) = y^(1)에 도달하게 하는 제어함수 u(·)을 찾았다. 제 5장에서는 연속 함수 f가 Lipschitz조건과 적분 약정 조건을 만족하는 각각의 경우에 비선형 2계 미분 방정식 (1,1)에 대한 근사 제어가능성을 연구하였다. 제 6장에서는 다음과 같은 감쇠 비선형 2계 미분 방정식에 대한 제어 가능성을 연구하였다. (1.2) x˝(t) = Ax(t) + B x'(t) + f(t, x(t)) + Du(t), t∈[0, T], x(0) = x_(0), x'(0) = y_(0), 여기서 작용소 A는 강 연속 코사인 즉 {C(t), t∈R}을 생성하고, 비선형 연속 함수 f는 Lipschitz 조건을 만족하고, B는 X에서 X로의 선형 작용소이고,D는 Banach공간 U에서 X로의 유계 선형 작용소이며, u(·)는 L^(2)([0, T) : U)상의 함수이다. 제 7장에서는 다음과 같은 2계 미분 포함식에 대한 제어가능성을 연구하였다. (1.3) x˝(t) - Ax(t) ∈ F(t,x(t)) + Bu(t), t∈[0, T], x(0) = x_(0), x´(0) = y_(0), 여기서 F:[0, T] x X → 2^(x)는 유계, 폐, 볼록 다가함수이고, 작용소 A는 강 연속 코사인 족{C(t), t∈R}을 생성하고, B는 Banach공간 U에서 X로의 유계 선형 작용소이고, u(·)는 L^(2)([0,T]:U)상의 함수이다. In this paper we deal with control problems for the nonlinear second order differential equations as follows: (1,1) x˝(t) = Ax(t) + f(t, x(t)) + Bu(t), t ∈ [0,T], x(0) = x_(0), x'(0)=y_(0), where the state x(·) belongs to X which denotes a Banach space with norm, ∥ · ∥, x_(0), y_(0) ∈ X, A is the infinitesimal generator of the strongly continuous cosine family {C(t), t ∈ R} of bounded linear operators in X, B is a bounded linear operator from U to X and the input function u(·) is given in L^(2)([0, T] : U) , with U as a Banach space. In chapter Ⅲ, we show the existence and uniqueness of the solution for the system (1.1) by using the integral contractor. The integral contractor condition is weaker than Lipschitz condition and therefore, our objective is more general than results of [22]. In chapter Ⅳ, we study the exact controllability for the system (1.1) with a continuous function f satisfies the Lipschitz condition. We find the control u(·) such that the solution x(·) of system (1.1) satisfies x(T) = x^(1) and x'(T) = y^(1), for every initial values x_(0), y_(0) ∈ X and targets x^(1), y_(1) ∈ X. In chapter Ⅴ, we consider the approximate controllability for the system (1.1) when a function f satisfies the Lipschitz condition and the integral contractor condition, respectively. We find the control u(·) such that the solution x(·) of system (1.1) satisfies ∥x(T) - x-∥ < ε and ∥x'(T) - y-∥ < ε, for any ε > 0 and target x-∈D(A), y-∈E, respectively. In chapter Ⅵ, we investigate the controllability for the following damped nonlinear second order control system: (1,2) x˝(t)=Ax(t) + Bx'(t) + f(t, x(t)) + Du(t), t ∈ [0,T], x(0) = x_(0), x'(0)=y_(0). In chapter Ⅶ, we study the controllability for the second order differential inclusions in Banach spaces: (1,2) x˝(t)=Ax(t) ∈ F(t, x(t)) + Bu(t), t ∈ [0,T], x(0) = x_(0), x'(0)=y_(0), where F : [0,T] × X → 2^(x) is a bounded closed convex multivalued map.

Construction of a Transgenic Silkworm, Bombyx mori, Carrying the Chiemric Fibroin Gene : 키메라 피브로인 유전자를 갖는 형질전환 누에 (Bombyx mori) 제작

최광호 Graduate School, Dong-A University 2002 국내박사

누에 (Bombyx mori) 피브로인은 누에 유충의 후부 실샘에서 합성되는 실크 단백질의 주요성분으로서 Heavy chain (350 kDa), Light chain (25 kDa) 및 P25 (30 kDa)로 구성되어 있다. 본 연구는 피브로인 Light chain (L-chain) 유전자를 상동영역으로 사용하여 천잠 (Antheraea yamamai) 피브로인 유전자를 운반하는 형질전환용 베큘로바이러스 전이벡터를 제작하고, 이를 이용하여 피브로인 L-chain 유전자와 천잠 피브로인 유전자가 융합된 키메라 피브로인 유전자를 갖는 형질전환 누에를 제작하고자 하였다. 우선, 재조합 베큘로바이러스 전이벡터의 상동영역으로 사용될 피브로인 L-chain 유전자는 국내 장려 품종인 백옥잠 (B. mori) 후부 실샘에서 추출한 게놈 유전자에서 PCR 법으로 전체 피브로인 L-chain 유전자를 클로닝하여 그 특성을 구명하였다. 백옥잠 피브로인 L-chain 유전자는 7개의 엑손과 6개의 인트론으로 구성되어 있었다. 전체 14,663개의 염기쌍으로 786개의 Open Reading Frame (ORF)으로부터 262개의 아미노산이 번역되어 약 26,000 dalton의 분자량을 갖고 있었다. 염기서열로부터 연역된 백옥잠 피브로인 L chain 아미노산은 일본 계통인 J139와 98.5%의 높은 상동성을 보였으며, 11, 46, 48 그리고 123번째 아미노산 위치에서는 서로 상이하였다. Northern hybridization 분석 결과, 이미 알려진 바와 같이 피브로인 L-chain 유전자는 누에의 후부 실샘에서 조직 특이적으로 합성되는 것을 알수 있었다. 백옥잠 피브로인 L-chain 유전자의 염기서열을 분식함에 있어서, 품종간 유전적 다형성을 갖는 두 변이영역 (Ⅰ과 Ⅱ)이 관찰되었다. 본 연구에서는 추가적 연구로서 이들 두 변이영역의 PCR 증폭을 위한 primer sets을 제작하여 지역별 품종 및 교잡종에서의 염기서열을 분석하여 두 변이영역의 염기서열이 누에의 지역별 계통간 유전자 마커로서 정보를 반영하는지를 분석하였다. 변이영역 I (인트론 2~ 엑손 3~ 인트론 3)의 염기서열 분석 결과, 일본 계통인 잠 123에서는 787 bp, 중국 계통인 잠 124는 770 bp, 잠 123과 잠 124의 교잡 F_(1)인 백옥잠에서는 768 bp였다. 변이영역 Ⅱ (인트론 6 영역)에서는 잠 123은 470 bp, 잠 124와 백옥잠은 각각 428 bp와 429 bp였다. 또한, 잠 125 (일본계통)와 잠 126 (중국 계통) 및 이들의 F_(1) 교잡종인 대성잠에서도 같은 방법으로 염기서열을 분석·비교하였다. 변이영역 1의 염기서열 분석결과, 잠 125는 787 bp, 잠 126과 대성잠에서는 각각 770 bp와 768 bp였다. 변이영역 Ⅱ에 있어서는 잠 125가 467 bp, 잠 126과 대성잠에서는 각각 436 bp와 438 bp인 것으로 분석되었다. 이러한 결과에서 잠 126은 잠 124와, 잠 125는 잠 123과 매우 유사한 피브로인 L-chain 유전자 염기서열을 갖는 것으로 생각되며, F_(1) 교잡종 (백옥잠과 대성잠)의 피브로인 L-chain 유전자 유전양상은 중국 계통 (잠 124와 잠 126)의 영향을 받는 것으로 사료된다. 분석에 사용된 누에의 고치 형태를 관찰한 결과, Fl 교잡종 (백옥잠과 대성잠)은 타원형 고치로서 땅콩형의 일본 계통 (잠 123과 잠 125)보다는 타원형인 중국 계통 (잠 124와 잠 126)의 고치 모양과 유사하였다. 이러한 결과로서, 중국 계통과 일본 계통 누에간의 F_(1) 교잡종은 피브로인 L-chain 유전자 및 고치형태에서 중국 계통의 영향을 받는 것으로 생각된다. 그리고 본 연구에서 조사된 피브로인 L-chain 유전자의 변이영역 -Ⅰ과 -Ⅱ는 일본 및 중국 계통 누에에 있어서 유전자 마커로서의 활용 가치가 높을 것으로 사료된다. 키메라 피브로인 유전자를 갖는 형질전환 누에 제작을 위한 전이벡터 개발은, 분석된 피브로인 L-chain 유전자 영역 중 7.2 kb 유전자 (SFL)를 상동영역으로 여기에 천잠 피브로인 유전자 (AYF, 444 bp)를 SFL 유전자 엑손 6의 Pvu Ⅱ 제한효소 부위에 클로닝 함으로서 천잠 피브로인 유전자와 누에 피브로인 유전자가 융합된 베큘로바이러스 전이벡터 (pBacPAK-SFL-AYF)를 제작하였다. 제작된 플라스미드 벡터는 BacPAK6 viral DNA와 함께 Sf9 곤충 세포주에 co-transfection하여 Autograph californica nuclear polyhedrosis virus (AcNPV)의 polyhedrin 유전자 상에 키메라 피브로인 유전자가 도입된, 누에 피브로인 유전자 형질전환용 재조합 베큘로바이러스(vSFL-AYF)를 제작하였다. 재조합 베큘로바이러스 vSFL-AYF는 암컷 5령 1일째 누에 (F_(0))에 5 x10^(5) PFU/50 ㎕씩 주사 접종하였다. 이후, 차세대 알 및 혈림프에서 추출한 게놈 유전자를 이용하여 PCR과 Southern hybridization 법으로 형질전환 누에를 선발하였다. F_(1) 알에서 분석한 결과, 약 1.5%의 형질전환체를 선발하였으며, 선발된 알은 부화 후 5령기에 개체별로 혈림프를 추출하여 동일한 방법으로 형질전환 누에를 선발하였다. 그 결과, F_(1) 유충에서는 약 2.7%의 형질전환율을 보였다. 계속해서 F_(2) 유충에서는 132 마리의 조사 유충 중 57마리에서 키메라 피브로인 유전자를 갖는 형질전환 누에가 선발되어 약 43.2%의 형질전환율을 보였다. 선발된 F_(2) 형질전환 누에는 고치에서 피브로인 단백질을 추출하여 키메라 피브로인 단백질의 발현 여부를 조사하였다. SDS-PAGE 분석 결과, 형질전환 누에의 고치에서는 피브로인 L chain (25 kDa)과 천잠 피브로인 AYF (14 kDa)가 용합된 39 kDa의 키메라 피브로인 L-chain-AYF 단백질 밴드가 확인되었다. 그리고 키메라 L-chain-AYF 단백질은 native 형태인 25 kDa의 L-chain 단백질과 함께 합성되는 것으로 사료된다. 이상의 결과를 종합하면, 본 연구에서 제작된 누에 피브로인 유전자 형질전환용 재조합 베큘로바이러스 vSFL-AYF를 이용하여 F_(2) 세대에서 43.2%의 형질전환 누에를 선발할 수 있었다. 이러한 결과는 상동재조합에 의한 누에의 견사선으로부터 특정 유용 단백질을 생합성 할 수 있는 형질전환 누에 품종의 개발에 활용할 수 있다는 점에서 큰 의의가 있다고 하겠다. Fibroin produced by the silkworm Bombyx mori within the posterior silk gland consists of a heavy chain of 350 kDa, a light chain of 25 kDa, and P25 of 30 kDa. For the construction of transgenic silkworm, the recombinant baculovirus as a fibroin I,-chain gene targeting vector which deliver chimeric fibroin gene fused with the Antheraea yamamai fibroin (AYF) gene was construced. In the first, the complete fibroin L-chain gene as a homologous region was cloned and characterized from the posterior silk gland of silkworm Baekok- Jam. Baekok- Jam fibroin L-chain gene was consisted of seven exons and six introns. It's 14,663 nucleotides long with an open reading frame of 786 nucleotides that encodes a protein of 262 amino acid residues with a molecular mass of approximately 26,000 dalton. The amino acid alignment revealed that the Baekok-Jam fibroin L-chain had 98.5% amino sequence identity to J139 strain, a Japanese breed, and was different from amino acid residues at four positions, 11, 46, 80 and 123 in J139. Northern hybridization analysis showed that the Baekok- Jam fibroin L-chain gene was specifically expressed in the posterior silk glands. Interestingly, two variable regions (I, intron 2 ∼ exon3 ∼ intron 3; Ⅱ, intron 6) from the fibroin L-chain gene were investigated. To study genetic polymorphism of silkworm races, DNA sequence divergence from the fibroin L-chain gene was analyzed by PCR and sequencing with the primer sets designed in this study. Japanese race (Jam 123), Chinese race (Jam 124) and their F_(1) hybrid Baekok-Jam were used in this study. The PCR product size of I region (intron 2 ∼ exon3 ∼ intron 3; Ⅱ, intron 6) was 787 bp to Jam 123, 770 bp to Jam 124 and 768 bp to Baekok-Jam, respectively. The size of Ⅱ region (intron 6) was 470 bp to Jam 123, 428 bp to Jam 124 and 429 bp to Baekok-Jam, respectively. For the additional evidence, Japanese race (Jam 125), Chinese race (Jam 126) and their F_(1) hybrid Daeseong-Jam were also analyzed. The size of I region was 787 bp to Jam 125, 770 bp to Jam 126 and 768 bp to Daeseong-Jam, respectively. The size of Ⅱ region was 467 bp to Jam 125, 436 bp to Jam 126 and 438 bp to Daeseong-Jam, respectively. The sizes of I- and Ⅱ-regions in Jam 125, Jam 126 and Daeseong-Jam were similar to those of Jam 123, Jam 124 and Baekok-Jam. DNA sequence divergence between the two geographic races of Jam 123 or Jam 125 and Jam 124 or Jam 126 was substantial. The result suggests that in the fibroin L-chain gene, the F_(1) hybrids have inherited the L-chain gene from Chinese races. Additionally, the cocoon shapes of tested animals were observed. Japanese races (Jam 123 and Jam 125) have peanut shape cocoon, and Chinese races (Jam 124 and Jam 126) and F_(1) hybrids (Baekok-Jam and Daeseong- Jam) have elliptical shape cocoon, indiscriminately. The phenomenon suggested that in the fibroin L-chain gene and cocoon shape, Baekok-Jam or Daeseong-Jam is more closely related to Jam 124 or Jam 126 than to the Jam 123 or Jam 125. Taken these data together, the primer sets designed from two variable regions in this study would be highly useful, at least in Japanese and Chinese races, for the genetic marker among silkworm races and/or breeds. To construct a transgenic silkworm carrying the chimeric fibroin gene, the recombinant Autograph californica nuclear polyhedrosis virus (AcNPV) was constructed. The 7.2 kb-rear region (SFL) of fibroin L-chain gene as a homologous sequence inserted into pBacPAK9 vector. Subsequently, Antheraea yamamai fibroin (AYF, 444 bp) gene inserted into Pvu Ⅱ restriction enzyme site of the exon 6 on SFL gene to yield a baculovirus transfer vector pBacPAK-SFL-AYF. To construct the recombinant baculovirus vSFL-AYF, the chimeric SFL-AYF gene was replaced with the AcNPV polyhedrin gene. One-day-old fifth instar female larvae were injected (5 × 10^(5) PFU/50 ㎕/individual) with the recombinant vSFL-AYF. After inoculation, the genomic DNAs from embryos or hemolymphs were extracted, and screened for the desired transgenic silkworm carrying the chimeric fibroin L-chain gene by PCR and Southern blot analysis. The screening result in F_(1) egg, approximately 1.5% eggs were screened as transgenic animals. In F_(1) larvae, approximately 2.7% of the individuals tested were the AYF gene positive. The AYF gene positive F_(1) moths were mated with a normal moths. In F_(2) larvae, approximately 43.2% of the F_(2) individuals tested were screened out. To confirm further that the chimeric fibroin L-chain-AYF gene was expressed in the silk glands, SDS-PAGE analysis was performed. The analysis revealed a novel protein with a molecular mass of 49 kDa and a native form of L-chain (25 kDa) in the cocoon protein of F_(2) silkworms as compared with a normal cocoon. The molecular mass of the chimeric L-chain consisted of native L-chain (25 kDa) and A. yamamai fibroin AYF (14 kDa). This result suggests that the construction of novel transgenic silkworm producing useful hybrid silk will be possible by fibroin L-chain gene targeting system.

Characterization of Yolk Protein from the Major Dipteran Pests, Lycoriella mali and Coboldia fuscipes : 주요 버섯파리 해충, Lycoriella mali와 Coboldia fuscipes 난황단백질의 특성

김성렬 The graduate school of Dong-A University 1999 국내박사

본 연구는 국내 느타리버섯 재배지에 발생하는 주요 버섯파리류의 지역별·시기별 발생양상을 조사하였으며, 주요 발생종인 Lycoriella mali와 Coboldia fuscipes의 난황단백질 특성에 관해서 연구하였다. 버섯파리류 조사는 1997년 여름버섯재배기인 7∼8월과 가을버섯재배기인 10∼11월의 2회에 걸쳐 전국 16곳의 주요 느타리버섯 재배지에서 실시하였다. 그 결과, 국내 느타리버섯 재배지에 발생하여 피해를 입히는 버섯파리류로는 Sciaridae, Cecidomyiidae 및 Scatopsidae의 주요 3종을 포함하여 모두 6중이 조사되었으며, 그 발생양상은 지역 및 시기에 따라 다소 차이가 있었다. 그 중 L. mali (Diptera: Sciaridae)는 전국적으로 연중 발생하여 가장 문제시 되는 해충으로 조사되었다. 또 C. fuscipes(Diptera: Scatopsidae)는 유충이 버섯 균사를 가해하였으며, 주로 7∼8월에 대량 발생한 후 가을에는 그 발생량이 감소하였다. 또한 유생생식을 하는 Mycophila sp. (Diptera: Cecidomyiidae)에 의한 균상 및 느타리버섯의 오염이 전국적으로 관찰되었는데, 특히 10∼11월에 대량발생과 함께 그 피해가 극심하였다. 버섯파리 (L. mali 와 C. fuscipes)의 실내사육에 의한 난소발육 특성 및 난황단백질에 관해서 조사하였다. L. mali의 난소는 한 방으로서 각각 50∼60개의 난소소관으로 구성되어 있다. 난소발육은 번데기 1일째부터 시작되며, 우화 2일째에는 성숙한 난소 형태를 갖추었다. Native-PAGE 및 SDS-PAGE를 실시하여 L. mali의 난황소전구체 (vitellogenin : Vg)와 난황소 (vitellin : Vn)를 확인하였다. 난황소는 대형 단위체인 L-Vn (190 kDa)과 소형 단위체인 S-Vn (63 kDa)으로 구성된 두 개의 단위체로 되어 있으며, 난소와 혈림프에서 확인된 난황소과 난황소전구체는 각각 같은 두 개의 단위체 (190, 63 kDa)로 구성되어 있었다. 난황소의 단위체인 L-Vn과 S-Vn은 배자발생 (embryogenesis)동안 점진적으로 감소하였다. L. mali의 난황소와 난황소전구체는 3일째의 암컷 번데기에서 확인되기 시작하여 성충시기까지 존재하는 것을 SDS-PAGE, Western blot 및 ELISA를 통하여 확인하였다. 따라서 버섯파리의 난황소전구체는 번데기 3일째에 지방체에서 합성되어 혈림프로 방출되며, 이후 난소에 흡수되는 것으로 사료된다. L. mali S-Vn의 아미노산 서열분석 결과, signal Peptide 절단부위 이후 12잔기는 Anthonomus grandis의 난황소전구체와 70% 상동성을 보였다. C. fuscipes 성충의 난소는 한 쌍으로서 각각 130∼140개의 난소소관으로 구성되어 있으며, 번데기 1일째부터 난소발육이 시작되어 성충 1일째에 성숙한 난소 형태를 갖추었다. C, fuscipes의 난황단백질 (yolk Protein : YP)을 확인하기 위해서 산란된 알을 12시간 간격으로 SDS-PAGE를 실시한 결과, 분자량 61 kDa (YP1), 50 kDa (YP2), 47 kDa (YP3)인 3개의 주요 난황단백질 밴드를 확인하였다. 이들 난황단백질들은 배자 발생 (embryogenesis)이 진행되는 동안 점진적으로 감소하였다. C. fuscipes의 난황단백질은 번데기 3일째부터 난소에서 확인되기 시작하여 성충시기까지 존재하는 것을 SDS-PAGE 통하여 확인하였다. 그러나 혈림프에서는 이들 주요 난황단백질이 확인되지 않았다. 또한 C. fuscipes의 난황단백질에 대한 항체를 이용한 Western blot에서도 혈림프에서는 면역학적 반응이 나타나지 않았으나, 난소 및 알 추출물에서는 3개의 주요 난황단백질 밴드에서 면역학적 양성반응이 일어났다. 따라서 C. fuscipes의 주요 난황단백질은 번데기 3일째 시기에 대부분 난소에서 합성이 일어나는 것으로 사료된다. This study was carried out to investigate the seasonal and regional occurrence and development of major pest flies on the oyster mushroom and characterization of vitellogenin (vitellin) of L. mali and yolk protein of C. fuscipes. The survey was performed in the oyster mushroom houses located at 16 places, selected randomly throughout South Korea from July to August and from October to November in1997. The six species of flies were found including three pest species from Sciaridae, Cecidomyiidae and Scatopsidae flies. The pattern of occurrence was somewhat dissimilar depending on the survey periods and regions. Among these, the most serious and abundant pest, Lycoriella mali (Diptera: Sciaridae), occurred year around at the regions surveyed. In this study, Cobodia fuscipes (Diptera: Scatopsidae) was confirmed as a mushroom pest. Its larvae damaged the mycelium, and occurred usually in summer from July to August. The paedogenetic Mycophila sp. (Diptera: Cecidomyiidae) was found abundantly on the oyster mushroom bed, and caused a severe damage in fall from October to November. Ovarian development and vitellin of mushroom fly, L mali and C. fuscipes, were characterized. L . mali has a pair of ovaries, composed of 50-60 ovarioles, respectively. Ovarian development begin at 1 day of pupa, and growth of the ovaries continued to become a matured shape at 2 days after emergence. The vitellogenin (Vg) and vitellin (Vn) of L. mali were identified by Native-PAGE and SDS-PAGE analysis. The Vn is composed of two subunits, composed of a large subunit, L-Vn (190 kDa ) , and small subunit, S-Vn (63 kDa). Vg and Vn detected in the hemolymph and ovary, respectively, have the two equivalent subunits (190, 63 kDa), respectively. These two subunits of Vn are gradually decreased during embryogenesis. We confirmed the presence of the Vg and Vn which were first detected in 3 day-old female pupae by SDS-PAGE, Western blot and ELISA analyses. It can be assumed that the Vn is synthesized as precursor (Vg) in the fat body at 3 days after pupation and released into hemolymph. Then, the Vg is subsequently sucked into the ovary at the same time. Twelve amino acid residues after signal peptide at the N-terminus of L. mali S-Vn were sequenced. The result revealed that sequences of L. mali S-Vn were showed 70% homology to those of Anthonomus grandis vitellogenin. Ovarian development and yoke protein (YP) of mushroom fly, C. fuscipes, were characterized. C. fuscipes has a pair of ovaries, composed of 130∼ 140 ovarioles, respectively. Ovarian development begin a t 1 day of pupa, and growth of the ovaries continued to become a matured shape at 1 days after emergence. The YP of C. fuscipes were identified by SDS-PAGE analysis. The YP is composed of three subunits with YP1 (61 kDa ) , YP2 (50 kDa), and YP3 (47 kDa ) . These three subunits of YP gradually decreased during embryogenesis. It is confirmed that the YP first detected in the 3 day-old pupa ovary, and continually detectable in the ovary up to 2 day-old adult by SDS-PAGE analysis. However, the YP was not detected in the hemolymph. Furthermore, as the result of Western blot analysis from adult hemolymph and ovary, the antibodies against YP1, YP2, and YP3 reacted with three YP bands in ovary and egg extract, respectively. However, this reactivity was not observed in the male and female hemolymphs. Therefore, It is assumed that the YP of C. fuscipes is synthesized in the ovary at 3 days after pupation.

On Modified Binomial Distribution MB(n, r, t ; P_(1), P_(2), P_(3)) : 變形二項分布 MB(n, r, t ; P_(1), P_(2), P_(3))에 대하여

유종원 The Graduate School of Dong-A University 1977 국내박사

n回의 어떤 獨立試行에서 事象 A가 일어나는 確率이 P(A)=p_(1) (P(A￣) =1-p_(1))인 試行을 r(<n)回 일어날 때까지 繼續하고, 그 다음은 P(A)=p_(2)(<p_(1))인 試行을 하는 變形 Bernoulli 試行에서 A가 일어나는 回數를 나타내는 確率變數 X의 分布 MB(n,r; p_(1)p_(2))에 對하여 Suzuki[3]가 考察하였다. 本論文에서는 n回의 獨立試行에서 事象 A의 P(A)가 2번 變하는 分布 卽, P(A)=p_(1)인 試行을 r(<n)回 일어날 때까지 繼續하고, 그 다음은 P(A)=p_(2)(<p_(1))인 試行을 t(<n-r)回 일어날 때까지 繼續하고, 또 그 다음은 P(A)=p_(3)(<p_(2))인 試行을 하는 變形 Bernoulli 試行에서 A가 일어나는 回數를 나타내는 確率變數 X의 分布 MB(n,r,t; p_(1),p_(2),p_(3))에 對하여, §2에서 X의 密度函數를 求하고, §3에서는 §4의 定理에 必要한 lemmas를 求하여, §4에서 平均과 分散에 關한 定理 및 系를 證明한다.

Common Fixed Point Theorems in Complete Metric Spaces : 完備距離空間에서의 共通不動點定理

강신민 The Graduate School of Dong-A University 1990 국내박사

本 論文에서는 縮小寫像, 漸近正規寫像과 擴張寫像에 대하여 最近 發表된 여러 共通不動點定理들을 發展시키고 一般化한 것으로써 다음과 같은 結果를 얻었다. 1. A, B, S와 T는 完備距離空閒 (X, d)에서 그 자신으로의 寫像이라 하고 모든 x,y∈X에 대하여 d(Ax, By) ≤Ø(d(Ax, Sx), d(By, Ty), d(Ax, Ty), d(By, Sx), d(Sx,Ty)) 가 成立할 때, A(X)⊂T(X), 3(X)⊂5(X)이고 그 寫像들 中의 하나는 連續이고 雙 A, S와 B, T는 兩立이면, 그 寫像들은 唯一한 共通不動點을 갖는다는 것을 讓明하였다. 이것은 X.P.Ding [13], M.L.Diviccaro와 S.Sessa [14]와 G.Jungck [29]의 結果를 一般化한다. 2. S, T와 fi, i∈N는 完傭距離空間 (X, d)에서 그 자신으로의 寫像이라 하고 모든 x,y∈X와 i,j∈N(i≠j)에 대하여 d(fix, fjy)≤Ø(d(fix, Sx), d(fjy, Ty), d(fix, Ty), d(fjy, Sx), d(Sx,Ty)) 가 成立할 때, fi(X)⊂S(X) ∩T(X)이고 S혹은 T는 連續이고 雙 fi, S와 fi, T는 雨立이면, 그 寫像들은 唯一한 共通不動點을 갖는다는 것을 보였다. 이것은 S.Sessa, R.N.Mukherjee와 T.Som [55]와 C.C.Yeh [64]의 結果를 擴張한다. 3. A, S와 T는 完備距離空間 (X, d)에서 그 자신으로의 寫像이라 하고 모든 x, y∈X에 대하여 d(Ax, Ay)≤aid(Ax, Sx) + a_(2)d(Ax, Tx) + a_(3)d(Ay, Sy) + a_(4)d(Ay, Ty) + a_(5)d(Ax, Sy) + a_(6)d(Ax, Ty) + a_(7)d(Ay, Sx) + a_(8)d(Ay, Tx) + a_(9)d(Sx, Ty) + a_(10)d(Sy, Tx) 가 成立할 때, S와 T는 連續이고 雙 A, S와 A, T는 兩立이고 A는 S와 T에 關하여 어떤 點 xo에서 奫近正親이면, 그 寫像들은 唯一한 共通不動點을 갖는다는 것을 證明하였다. 이것은 M.D.Guay와 K.L.sin호 [21]의 結果를 一般化한다. 4. A, B, S와 T는 完備距離空間 (X, d)에서 그 자신으로의 瀉像이라 하고 모든 x, y∈X에 대하여 d(Ax, By) ≤a_(1)d(Ax, Sx) + a_(2)d(By, Ty) + a_(3)d(Ax, Ty) + a_(4)d(By, Sx) + a_(5)d(Sx, Ty) 가 成立할 때, A(X)⊂T(X), B(X)⊂S(X)이고 그 寗像들 中의 하나는 鐘續이고 雙 A, S와 B, T는 兩立이고 雙 (A, B)는 S와 T에 關하여 어떤 點 xo에서 點近正規이면, 그 寫像들은 唯一한 共通不動點을 갖는다는 것을 보였다. 이것은 R.N.Mukherjee [39]의 結果를 擴張하고 S.Massa [37]와 K.M.Das와 K.V.Naik [12]의 結果를 利用하여 H.Kaneko와 S.Sessa [31]의 결과도 擴張한다. 5. A, B, S와 T는 完備距離空間 (X, d)에서 그 자신으로의 寫像이라 하고 모든 x, y∈X에 대하여 ψ(d(Ax, By)) ≥d(Sx, Ty) 가 成立할 때, 그 寫像들 中의 하나는 連續이고 雙 A, S와 B, T는 兩立이고 A와 B는 全射이면, 그 寫像들은 唯一한 共通不動點을 갖는다는 것을 證明하였다. 이것은 B.E.Rhoades [51]의 結果를 一般化한다. 6. A와 B는 完備距離空間 (X, d)에서 그 자신으로의 寫像이라 하고 모든 x, y∈X(x≠y)에 대하여 d(Ax, By)≥λ(d(Ax, x), d(By, y), d(x,y)) 가 成立할 때, A와 B는 全射이면, 그 寫像들은 共通不動點을 갖는다는 것을 보였다. 이것은 M.A.Khan, M.S.Kahn와 S.Sessa [33]의 結果를 擴張한다. 여기서는 또 다른 結果를 얻을수 있었고 이것은 역시 B.E.Rhoades [51]와 S.Z.Wang, B.Y.Li, Z.M.Gao와 K.Ise'ki [63]의 結果를 一般化한다.

Production of pullulan by Aureobasidium pullulans with agro-industrial byproducts as the substrate : 농업부산물을 이용한 Aureobasidium pullulans에 의한 Pullulan의 생산

서형필 The Graduate School of Dong A University 2000 국내박사

농업부산물을 미생물의 기질로 사용하여 Aureobasidium pullulans HP-2001으로부터 pullulan을 생산하는 연구가 진행되었다. 풀루란은 Aureobasidum pullulan에서 생산되는 수용성 점질 다당류이며, maltotriose와 maltotetraose가 α-1,6 와 α-1,4 결합으로 이루어져 있는 고분자 중합체이다. 분자량의 차이에 의해서 물성의 차이가 나게 되며 그 정도에 따라 식품, 의약, 화장품, 환경산업 등에 널리 쓰일 수 있다. 구체적으로 식품산업에서의 식품첨가물이나 산소투과성이 거의 없는 필름의 가공과 식품포장재료로서의 이용, 접착제, 일반공업 등에 이용되고 있다. 본 실험에서는 우선 탄소원과 질소원의 최적 첨가 농도를 밝히고, 높은 수율로 고분자 중합체를 생산할 수 있는 탄소원과 질소원과의 첨가비율 상관관계에 대해서 알아보았다. 그리고 배양말기에 탄소원이 고갈되는 시점에 나타나는 색소 문제를 피하기 위하여 고농도의 당에서도 기질저해를 받지 않고 생육할 수 있는 균주를 선별하였다. 그리고, 균주 배양과 고분자 중합체의 생산에 가장 큰 비중을 차지하고 있는 탄소원과 질소원을 농업부산물로 대체하여 생산비용을 최소화하고, 유용가치가 높은 고분자 중합체를 보다 많이 생성할 수 있는 연구를 수행하였다. 전통음료인 식혜의 제조 공정에서 나오는 부산물(AIB-A)은 미생물이 탄소원으로 이용가치가 높은 glucose, maltose, dextrin, maltotriose 등이 다량 혼합 함유되어 있고, 포도당보다 더 높은 생산성을 보이고 있으며, 생산된 pullulan의 분자량에 있어서도 2.11∼4.79 × 10^(6)으로 포도당을 사용한 pullulan의 분자량인 0.90 × 10^(6)보다 더 높음을 확인할 수 있었다. 또한, 사과쥬스 제조 시 남은 사과박(AIB-B)을 건조하여 미생물의 탄소원을 대체하였을 경우도 AIB-A와 마찬가지로 포도당을 탄소원으로 사용하였을 때와 유사한 생산성을 보였고, 분자량 또한 5.62∼6.27 × 10^(6)으로 높은 중합체 생산성을 보였다. 대규모 간장 발효 공정의 부산물인 대두박(AIB-C)으로 미생물이 탄소원, 질소원으로 이용 가능한지를 알아보았다. AIB-C의 주성분은 탄수화물, 단백질, 지방, 그리고 회분 등으로 pullulan의 생산배지에 질소원으로 첨가되는 yeast extract를 대체할 수 있는 물질로 가능성을 보였다. AIB-C를 질소원 대체로 0.35%(w/v) 첨가한 배지에서 생산된 pullulan의 분자량은 5.66 × 10^(6)으로 기존의 질소원으로 yeast extract를 첨가했을 때 보다 높음을 알 수 있었다. AIB-A, B 그리고 C는 적절한 농도로 pullulan 생산배지에 첨가하였을 때 기존의 탄소원과 질소원을 사용할 때보다 높은 생산성과 분자량을 보임으로서 미생물의 기질로 이용될 수 있는 우수한 자원으로 확인되었다. Production of pullulan by Aureobasidium pullulans HP-2001 with agro-industrial byproducts was investigated. Agro-industrial byproducts from the rice processing industry for the traditional Korean food (AIB-A), apple juice production (AIB-B), and soybean sauce production (AIB-C) were used for carbon and nitrogen source for production of pullulan. Major components of AIB-A were glucose, maltose, maltotriose, and dextrin. AIB-A and B were found to be good substitute to glucose as carbon source. Productivity of pullulan with AIB-A and B as carbon source was similar to that glucose. Molecular weight of pullulan produced with AIB-A and B was higher than that with glucose. Major components of AIB-B and C were carbohydrate, protein, fat and ash. AIB-C was also a good substitute to yeast extract as nitrogen source. Some of physiological conditions were examined for the large scale production of pullulan.