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재조합 대장균을 이용한 인디고의 최적 생산

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Author(s)
한귀환
Issued Date
2007
Keyword
재조합 대장균|인디고|인디고 화합물|염료|화학합성
Abstract
Flavin-containing monooxygense has been identified in organisms from bacteria to humans. A fragment of FMO from Methylophage aminisulfidivorans MPT has been cloned and experssed in Escherichia coli DH5a. Growth of the recombinant Escherichia coli DH5a pBlue 1.7 in tryptophan medium(2 g tryptophan, 10 g NaCl, 5 g yeast extract, and 50 mg ampicillin per liter) resulted in the formation of indigo.
In the batch reaction, the recombinant E. coli DH5a pBlue 1.7 produced 920 mg/L of bio indigo for 20 h cultivation in 5 L reactor. Cultured in the 3000 L reactor containing tryptophan medium in the same culture conditions, the same concentration of indigo could be obtained.
To enhance indigo production, a novel medium system was constructed. The cultivated medium containing indigo was transferred to the bottle and mixed with diphenylmethane. Next, the mixture was applied to the cylindrical column (3 X 30 cm) filled with diphenylmethane, and indigo was moved into the diphenylmethane layer. The isolated medium was circulated into the bioreactor. In the water-organic system, 1.4 g/L of indigo was produced from the medium containing 3g/L of tryptophan.
In addition, continues system was constructed. It investigated the optimum continues culture conditions such as medium pH, temperature, tryptophan concentration, and feeding rate. The optimum conditions were as follows: pH 7.0, temperature 35℃, and tryptophan concentration 3 g/l. After indigo concentration reached to 0.8 g/l in the 2 g/l tryptophan medium, a fresh medium containing 3 g/l tryptophan was continuously fed at a rate of 2.8 ml/min during 140 h. Under this condition, the recombinant E. coli cells produced 5.6 g/L/day of indigo.
Bio indigo was applied to dye several fabrics such as cotton, silk, hemp, and ramie. Colour fastness value to light, washing, and perspiration were 3, 4-5, and 4-5, respectively. We concluded that bio indigo appeared to have a lot of benefits that enable the dyed materials to exhibit their natural colors.
Alternative Title
Optimum production of indigo using recombinant Escherichia coli
Alternative Author(s)
Han, Gui-Hwan
Affiliation
조선대학교 대학원
Department
일반대학원 환경공학과
Advisor
김시욱
Awarded Date
2007-08
Table Of Contents
제 1 장 서론 = 1
제 1 절 인디고 화합물 (Indigo compound) = 1
제 2 절 FMO를 이용한 인디고이드 화합물의 합성경로 및 생산 = 2
제 3 절 기술 및 연구 동향 = 6
제 4 절 연구 목표 = 7
제2장 실험 재료 및 방법 = 11
제 1 절 효소 및 시약 = 11
제 2 절 사용 균주 및 플라스미드 = 11
제 3 절 FMO 유전자 클로닝 = 11
1. Chromosomal DNA extraction = 11
2. fmo 유전자 증폭 = 13
3. 제한효소 처리와 DNA 단편 분리 = 13
4. Ligation = 14
5. FMO 유전자의 형질전환 = 14
6. 형질전환 된 균체로부터 plasmid DNA 분리 및 확인 = 14
제 5 절 인디고 분리 및 특성 분석 = 15
제 6 절 인디고 및 인디루빈 생성량 측정 = 16
제 7 절 배지 조성 변화에 따른 인디고 생산량의 변화 = 16
제 8 절 반응표면분석법을 이용한 인디고 생산 배지 및 생산 조건 최적화 = 19
1. 생산 배지의 최적화 = 19
2. 생산 조건의 최적화 = 20
제 9 절 인디고 생산 조건 = 23
1. Water - organic solvent를 이용한 바이오 인디고 생산 = 23
2. 연속식 반응기를 이용한 인디고 생산 = 23
3. 3000L 반응기를 이용한 인디고 생산 = 24
제 10 절 생산된 인디고를 이용한 직물 염색 = 24
제3장 결과 및 고찰 = 26
제 1 절 FMO유전자의 cloning 및 발현 = 26
1. pBlue 1.7 genomic library 제작 및 형질 전환 = 26
2. 인디고 분리 및 특성 분석 = 26
제 2 절 유기화합물 및 아미노산 첨가에 따른 인디고 생산량의 변화 = 32
1. Glucose, Lactose 및 Fructose 첨가에 따른 인디고 생산 비교 = 32
2. 아미노산 첨가에 따른 인디고이드 화합물의 생산량 변화 = 34
제 3 절 재조합 대장균을 이용한 인디고 생산 = 36
1. 중심합성계획법에 따른 배지의 최적화 = 36
2. 중심합성계획법을 이용한 생산 조건의 최적화 = 44
3. Water-organic solvent를 이용한 바이오 인디고 생산 = 49
4. 연속식 반응기를 이용한 바이오 인디고 생산 = 52
5. 3000L 발효조를 이용한 인디고 생산 = 58
제 4 절 생산된 인디고를 이용한 직물 염색 = 61
제4장 결론 = 64
제5장 참고 문헌 = 67
Degree
Master
Publisher
조선대학교 대학원
Citation
한귀환. (2007). 재조합 대장균을 이용한 인디고의 최적 생산.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/6910
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000234446
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
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  • AuthorizeOpen
  • Embargo2007-11-13
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