미생물 생명공학(MICROBIAL BIOTECHNOLOGY

소개글

미생물 생명공학(MICROBIAL BIOTECHNOLOGY에 대한 보고서 자료입니다.

목차

◈미생물의 가장 중요한 이용의 예
미생물의 상업적 생산(COMMERCIAL PRODUCTION OF MICROORGANISMS)
생물전환(BIOCONVERSIONS)
미생물과 농업(MICROORGANISMS AND AGRICULTURE)
미생물로부터의 산물(PRODUCTS FROM MICROORGANISMS)
생물복원(BIOREMEDIATION)
유류와 금속 회수(OIL AND MINERAL RECOVERY)
미생물과 미래(MICROORGANISMS AND THE FUTURE)

산의 종류
히알루론산 [－酸, hyaluronic acid]
프로피온산 [－酸, propionic acid]
코직산 [Kojic acid]
시트르산 [－酸, citric acid]
아크릴아미드 [acrylamide]

본문내용

하는 과정
*인공화합물(xenobiotics): 자연적으로 분해되지 않거나 또는 극도로 느리게 분해되기 때문에 환경에 잔류하며 야생생물에 해를 미치며 인간에게 암을 유발하는 독성 화합물
*많은 산업공정과 기타 활동이 독성화합물의 발생에 기여하고 있음
*독성 폐기물의 처분은 전세계적으로 매우 심각한 문제이며 폐기물의 소각과 화학적 처리는 비용이 많이 들며 많은 지역에서 가능하지 않으며 추가적인 환경문제를 일으킬 수 있음
유류 유출(Oil Spills)
*유류는 다양한 탄화수소로 구성되며 그 특정한 조성은 정제되었는지, 또는 분자량에 따라 그 성분을 분리하기 위해 증류하여 휘발유, 경유, 유류제품으로 달라짐
*유류의 전세계적 사용량은 1989년 하루에 1조 갤런이 소비되었고 세계의 여러 지역에서 수송 도중 유류의 일부가 유출되어 해양과 해안을 오염시키고 있음
*유조선 사고와 탱크 파손에 의한 유류 유출은 환경에 심각한 결과를 가져오며 많은 수의 야생생물에 영향을 미침
*석유의 생물복원은 탄화수소-산화효소와 탄화수소에의 결합능력을 가진 미생물을 요구함
폐수 처리(Wastewater Treatment)
*생활오수와 산업폐수를 처리하기 위해 미생물 생장을 위한 영양물질이 함유되어 있는 환경에 있는 폐수에 세균이 도입시킴
*두 가지 흔한 현장방법은 오염된 물을 표면으로 끌어올려 세균작용을 촉진시키기 위해 영양물질을 첨가한 수 다시 집어넣거나, 오염된 토양에 물과 영양물질을 삼투시키는 방법
*인공조성 습지: 도시 유출수, 산업 폐수, 매립지 침출수, 석탄더미 삼출수, 농업 폐기물, 산성광산폐수와 도시 및 생활하수의 처리에 효율적
⇒ 미생물들이 부착된 토양과 수생식물들은 유무기 폐기물을 흡착하고 분해함
*종종 고유의 미생물들이 접종 후에도 독성 화학물질을 효율적으로 분해하지 못할 수 있으며 그 물질 자체가 미생물 생장을 저해하기도 함
*장래에는 더 많은 생명공학의 미생물제품이 나와 독성화합물의 제거에 저렴하고 환경친화적인 방법을 제공하게 될 것임
화학물질 분해(Chemical Degradation)
*1960년대 중반에 농약과 많은 유기화학물질을 분해하는 여러 미생물들이 발견되었으며 현재는 많은 종의 세균과 진균이 다양한 물질을 산화하는 것으로 알려짐
*DDT 같은 살충제나 제초제에 가장 흔한 성분은 할로겐과 방향족 화합물이다.
*할로겐 원소 아스타틴, 브롬, 염소, 불소 또는 요오드를 함유한 화학물질은 많은 독성 폐기물 지역에서 발견되는 유해 오염물질임
*비할로겐화 방향족 화합물들은 다핵방향족 탄화수소들인데 둘 또는 그 이상의 벤젠 고리가 선형, 덩어리 또는 각진 배열을 한 유해화합물들임
⇒ 벤젠 고리가 증가할수록 독성, 환경 잔류성과 지질 용해도가 증가함
*할로겐의 제거과정인 탈할로겐화는 대부분의 할로겐화 방향족 화합물을 무독성의 화합물로 전환함
*할로겐화 방향족 탄화수소를 전환하는 동일한 효소가 다핵방향족 탄화수소도 카테골 또는 프로토카테츄에이드 같은 다른 화합물로 전환시킴
⇒ 최종 산물은 벤젠고리의 화학적 변형 종류에 따라 결정됨
*다양한 세균, 조류와 진균이 다핵방향족 탄화수소를 대사할 수 있음
*Chakrabarty는 유전적으로 조작된 미생물에 대하여 최초의 미국 특허를 얻음
⇒ 제초제가 함유된 토양으로부터의 세균 균주와 실험실 세균을 섞어서 제초제 2, 4, 5-T를 분해하는 Pseudomonas cepacia 균주를 분리함
⇒ 분해에서 중요한 단계는 할로겐의 제거인데 보통 세포 효소들은 할로겐이 제거된 화합물을 분해할 수 있음
*미래의 발전은 폐기물 분해와 무독화를 위한 새로운 해결책을 제공하게 될 것임
중금속(Heavy Metals)
*금속은 살아있는 생물에 필수적이며 마그네슘, 망간, 구리, 셀레늄 같이 일부는 미량이 필요한데 보결 분자단같이 대사반응의 많은 효소의 활성을 위해, 막과 기타 세포구조의 유지를 위해 필요함
*환경에서 중금속의 주된 공급원은 제련소, 발전소, 폐기물 소각로와 교통수단 등임
*많은 세균들이 효과적인 금속 저항성 기작을 갖는데 대부분은 플라스미드에 의하며 고농도 금속 존재 시 생존을 가능하게 함
*중금속 저항성의 주된 기작
(1) 금속 이온의 외부로의 수송
(2) 이용 불가능한 형태로 금속을 세포 내에 생물농축시켜 미생물에 해를 입히지 못하게 하는 방법
(3) 독성 화합물의 낮은 독성 화합물로의 화학적 전환(생물복원에 더욱 적합할 것임)
*미생물을 이용하여 유해 금속을 이산화탄소와 물 같은 비독성 화합물로 완전히 전환하는 것은 가능하지 않으나 독성을 감소시키거나 세균에 의한 독성금속의 격리 기작은 연구 중
*중금속 저항성에 대한 오페론을 지속적으로 발현하게 유전적으로 변형시킨 미생물이 금속함유 화합물을 무독화시키는 효능을 나타내는지 연구 중에 있음
유류와 금속 회수(OIL AND MINERAL RECOVERY)
*유류와 광물은 재생 불가능한 자원으로 많은 비용을 들여 추출되어야 하고 환경을 훼손함
*전세계적인 광물 수요가 증가함에 따라 새로운 추출방법이 개발되어야 함
*전통적인 광물추출방법: 화학적 처리와 금속함유 광석의 제련
⇒ 비용이 많이 들며 대기오염물질을 발생시켜 산성비를 만듬
*생명공학: 구리, 안티몬, 금, 은, 주석, 코발트, 몰리브덴, 니켈, 아연, 납 같은 금속을 추출하는 경제적이고 에너지 효율적이며 환경적으로 건전한 방법을 개발하는 기회를 제공
유류 회수(Oil Recovery)
*세균은 여러 가지로 석유 회수에 이용 될 수 있는데 세균은 생장과 집락화를 위한 영양물질과 같이 유전에 주입되거나 토착미생물의 생장과 대사를 증가시키기 위해 적절한 영양물질이 주입되기도 함
*다양한 용매와 알코올을 생성하는 혐기성 세균들은 계면장력과 표면장력을 감소시켜 유류 이동성을 증가시키고 암석 표면과 작은 균열 또는 공극으로부터 기름을 방출시킴
*가장 심각한 문제중의 일부는 원유의 자연적 생분해와 유류의 미생물 부식과 산패를 포함
금속 추출(Metal Extraction)
*미생물은 산화를 이용하여 광석의 불용성 화합물을 용해성 화합물로 전환시킴
*세균과 진균은 용액으로부터의 금속 회수에 이용될 수 있는데 음전하를 띈 세포 표면 다당류가 양

키워드

미생물,   생물공학,   생명공학,   BIOTECHNOLOGY,   MICROBIAL