발효공정에서 재조합 균주의 2,3-부탄다이올 생산을 위한 용존산소의 최적화
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 오병근
- 발행년도 2014
- 학위수여년월 2014. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000053489
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약 도움말
용존산소에 영향을 주는 인자로 온도, 기압 등이 있다. 하지만 균을 키울 때 이 두 가지의 인자는 최적의 조건을 구한 후 고정 시킨다. 그 다음 중요한 인자로 반응기내 용존산소가 있으며 용존산소를 올려주기 위하여 할 수 있는 방법으로는 agitation과 aeration 이 있다. 두 가지 조건으로 용존산소를 높이고 낮출 수는 있지만 한계가 있다. 실험에서는 일정한 산소를 넣어 주며 용존산소의 양을 다르게 하여 셀을 키워 주었을 때의 영향을 보았다. 많은 사업 영역에서 응용되는 생화학 물질 중 하나인 2,3-butanediol (2,-BDO)은 4개의 탄소로 이루어져 있으며 무색 무취의 특성을 가진다. 그러나 BDO 생산의 대부분은 미생물 생산에 의존하고 있다. 2,3-BDO 연구의 목적은 유전자 공학과 균주 배양의 두 가지 측면을 가진다. 기존의 유전 공학은 유전자 조작의 효율성을 향상시킬 수 있는 목표 유전자를 결정할 수 있는 대사 공학의 발전을 목적으로 하며, 균주 배양 과정은 배양 조건을 변경할 수 있는 실험실 규모의 발효 실험이다. 많은 종류의 미생물들이 2,3-BDO를 자연적으로 생산해 낼 수 있지만, 그 중에서 대규모 생산이 가능한 종은 매우 적은 편이다. Klebsiella pnumoniae는 대규모 생산이 가능한 균주로써 널리 연구되고 있으며 산업적인 2,3-BDO 제조에도 사용되고 있다. 더불어 E.coli 역시 실험적으로도 산업적으로도 많이 사용되는 종이다. 이 연구에서는 2,3-BDO 생산량을 향상 시키기 위하여 E.coli 재조합 균주와 K. pneumonia 균주를 가지고 pH, 온도, 통기교반의 최적화 실험으로 값을 얻은 후 5L 발효기에서 추가로 순수 산소 넣어주어 가며 보다 더 빠른 시간에 많은 양의 2,3-BDO를 얻기 위한 최적의 조건과, 산소가 세포와 2,3-BDO 생산에 주는 영향을 보았다.
more초록/요약 도움말
The factors of influencing the dissolved oxygen are like a temperature, pressure. But, these factors are fixed after obtaining the optimal conditions when bacteria grow. That change of the dissolved oxygen in the fermentation is fixed. Also, we can increase dissolved oxygen in a way to put the agitation and aeration. Two conditions can lower and increase dissolved oxygen, but then as seen from the graph, it can be seen that the effect is insignificant. In this experiment, we saw the response of cells to grow to the percentage of different dissolved oxygen. One of the promising bio-chemicals is 2,3-butanediol (2,3-BDO) which is a colorless and odorless 4-carbon chemical with many industrial applications. The large-scale 2,3-BDO production relies on microorganism production. The research proposals of bio-produced 2,3-BDO consist two main aspects which are genetic engineering and strain culture process. Strain culture process refers to the lab-scale fermentation study by changing different culture conditions while traditional genetic engineering is facilitated by metabolic engineering which can systematically analyze and determine the target genes simultaneously improving the efficiency of genetic manipulations. A variety of microorganism species are able to naturally produce 2,3-BDO although only a few of them are suitable for consideration as having potential for mass production purposes. Klebsiella pnumoniae is one such strain which has been wildly studied and used industrially to produce 2,3-BDO. As well, Escherichia coli is a strain of bacteria wildly used in both laboratory- and industrial-scale applications. In this study, it was injected the pure oxygen gas to get quickly 2,3-BDO products using E.coli_budAC and K. pneumonia, the cell was observed to effect of the pure oxygen in 5L fermentor.
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