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재조합 대장균을 이용한 1,3-Propandiol과 Organophosphorus Hydrolase생산공정 개발

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Author(s)
민경두
Issued Date
2006
Abstract
Developments of sustainable technologies for the production of renewable materials from agricultural feedstock are rapidly growing issues due to upsurging oil price in world market. More than thousand tons of polyester are produced every hour in the world and polyethylene terephthalate (PET) occupy the major fraction of this amount. 1,3-Propanediol (PDO) is the key intermediate for the synthesis of PET. The recombinant E. coli produced 1,3-PD from glucose and the production of 1,3-PDO was increased with feedback glucose concentration using fedbatch fermentation. The maximum 1,3-PDO concentration produced was 43 g/l after 60 hrs fermentation. The glycerol production was minimized by controlling the glucose concentration less than 1 g/L.
The development of a fedbatch fermentation process for the production of organophosphorus hydrolase (OPH) by E. coli pET812 is described in this manuscript. Originally, the maximum OPH concentrations attained by batch fermentation were as low as 4 x 105 U/l because cell growth and OPH production were inhibited by a high concentration of initial glucose. To develop a fedbatch fermentation process for obtaining higher concentrations OPH, highly concentrated glucose solution (500 g/l) was added intermittently or continuously to increase the carbon source concentration. Eventually, 3.2 x 106 U/l of OPH was produced with fedbatch fermentation in 24 hrs. This was 8 times higher than that with conventional batch fermentation. A total concentration of 399-441 mg/l of OPH was produced, which was 4 times higher than that reported when using E. coli. Nearly half (44 %) of the produced OPH was secreted into the culture solution.
Alternative Title
Development of Fermentation Process for the Production of 1,3-Propanediol and Organophosphorus Hydrolase Using Recombinant Escherichia coli
Alternative Author(s)
Min, Kyoung-Du
Affiliation
조선대학교 대학원
Department
일반대학원 화학공학과
Advisor
이중헌
Awarded Date
2007-02
Table Of Contents
List of Tables = Ⅳ
List of Figures = Ⅴ
ABSTRACT = Ⅷ
서론 = 1
제1장 재조합 대장균을 이용한 1,3-propanediol (PDO) 생산공정 개발 = 5
Ⅰ-1. 서론 = 5
Ⅰ-2. 재료 및 방법 = 8
2.1. 균주의 배양 = 8
2.1.1. 균주 및 보관 = 8
2.1.2. 배지 조성 = 8
2.1.3. 배양 방법 = 8
2.1.4. 분석 방법 = 9
2.2. 1,3-propanediol 분석 조건 = 9
2.2.1. 시약 및 기기 = 9
2.2.2. 시료 전처리 = 9
2.2.3. 이동상 조제 = 10
2.2.4. 분석 방법 = 10
2.2.5. HPLC을 이용한 농도 분석 방법 = 10
2.2.6. 검량선 작성 = 10
2.3. 1,3-propanediol 생산공정 개발 = 11
2.3.1. 배지 조성 = 11
2.3.2. 회분식 배양 방법 = 11
2.3.3. 유가식 배양 방법 = 11
2.3.4. 분석 방법 = 12
Ⅰ-3. 결과 및 고찰 = 14
3.1. 종배양 = 14
3.2. 1,3-propanediol의 분석 = 14
3.2.1. 용매에 따른 분리 조건 = 14
3.2.2. 유량에 따른 분리 조건 = 14
3.2.3. 검량선 작성 = 15
3.3. 회분식 배양 공정 최적화 = 17
3.3.1. 초기 탄소원 농도의 영향 = 17
3.3.2. 회분식 발효 공정 개발 = 17
3.4. 용존 산소의 영향 = 17
3.5. 유가식 배양 공정 최적화 = 20
3.4.1 유가식 배양 방법에 의한 1,3-PDO 생산성 비교 = 20
3.4.2. 포도당의 농도의 조절 = 20
3.4.3. 부산물의 대사경로를 제거한 균주 배양 = 21
Ⅰ-4. 결론 = 30
제2장 재조합 대장균을 이용한 Organophosphorus Hydrolase (OPH) 생산공정 개발 = 31
Ⅱ-1. 서론 = 31
Ⅱ-2. 재료 및 방법 = 35
2.1. 시약 및 기기 = 35
2.2. 균주 및 보관 = 35
2.3. 발효 조건 및 배양 방법 = 36
2.3.1. 균주 배양 = 36
2.3.2. 종 배양 = 36
2.3.3. 회분식 배양 = 36
2.3.3. 유가식 배양 = 36
2.4. 분석 방법 = 37
2.4.1. 발현개시제의 효과 = 37
2.4.2. 배양액 분석 = 37
2.4.3. 세포 농도 = 37
2.4.4. 포도당의 농도 = 37
2.4.5. OPH의 활성도 측정 = 38
2.4.6. OPH의 세포 침전물(Total cell lysate) = 38
2.4.7. OPH 생산 효소 발현 확인 = 38
Ⅱ-3. 결과 및 고찰 = 42
3.1. OPH 생산을 위한 inducer의 효과 = 42
3.2. 발효 시간에 따른 OPH 생산 = 42
3.3. 초기 포도당 농도의 영향 = 45
3.4. 유가식 발효 = 45
Ⅱ-4. 결론 = 55
참고문헌 = 56
Degree
Master
Publisher
조선대학교 대학원
Citation
민경두. (2006). 재조합 대장균을 이용한 1,3-Propandiol과 Organophosphorus Hydrolase생산공정 개발.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/6702
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000234163
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
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  • Embargo2008-09-01
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