38 research outputs found
์ ์์ฉ ์ ๊ธฐ์ ์๊ธฐ๊ธฐ์ ์ ์ฐ์ฑ๋ฅ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ํ ๋ถ๋ถ๋ฐฉ์ ์ํ์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ
This dissertation deals with the application of partial discharge(PD) test on low-voltage electrical and electronic devices, which is recently being accepted as a non-destructive and an effective dielectric test method. The withstand voltage test(WVT) on low-voltage electrical and electronic devices may cause degradation of insulation performance by applying the test voltage.
However, the PD test does not occur insulation degradation of the device under test because it is carried out at a relatively low AC voltage compare to that of WVT. The PD test also provides much more detailed information about the insulation such as proper fabrication of the insulation system, selection of materials, and precise manufacturing of any piece.
Occurrence and characteristics of PD were studied in solid insulation system, and a PD measurement system which can detect charges below 1pC was fabricated. PD pulse detection was performed by a coupling network with a discharge free capacitor and a RLC detection impedance. The low cut-off frequency of the detection circuit was set at 1MHz(-3dB) to attenuate AC voltage by 270dB and to pass discharge pulses without any distortion. A low noise wide-band amplifier having a gain of 40dB was designed since the magnitude of PD pulse propagated to the detection circuit was as low as the order of ใถ.
A shielding enclosure of a Ni-Cu double structure and a HV filter with a high cut-off frequency of 3.5kHz was designed to get a better measuring condition against radiation and conduction noises from the outside.
The PD measurement system was evaluated to noise interference because the maximum sensitivity of the system depends on noise level, and the peak noise level appeared 3mVp-p. Calibration to calculate the sensitivity of the PD measurement system was performed according to the IEC standard on low-voltage insulation transformers and induction motors. The sensitivities in them were 38.4mV/pC and 11.4mV/pC, respectively. The system is possible to measure apparent charge of 0.2pC in the transformers and 0.5pC in the motors considering the noise level.
Comparative experiment combined with the WVT was carried out on the transformers and the induction motors to propose a PD test requirement for low-voltage electrical and electronic devices. Discharge inception voltage (DIV), discharge extinction voltage (DEV), apparent charge, and phase distribution of PD pulses were analyzed in the experiment.
The results showed a decrease in DIV, DEV and an increase in apparent charge, and demonstrated that degradation of insulation proceeded during the WVT and aging. Also, no changes in PD parameters appeared up to 70% of the test voltage specified in the WVT. Therefore the PD test for the types of transformers can be completed under 70% of the test voltage by measuring apparent charges below 1pC.
As a replacement of the WVT for low-voltage electrical and electronic devices, the PD test requirement can be standardized through the same procedure proposed in this dissertation. However, the PD test should be performed in ranges from 30% to 50% of the test voltage not to make any degradation of insulation during the test.
The PD test that can measure apparent charges of 0.1pC order is expected to be widely used electronic components with short dielectric distance such as photo-couplers, ICs, and PCBs.๋ชฉ ์ฐจ โ
ฐ
๊ทธ๋ฆผ ๋ฐ ํ ๋ชฉ์ฐจ โ
ฒ
Abstract โ
ต
์ 1 ์ฅ ์ ๋ก 1
1.1 ์ฐ๊ตฌ๋ฐฐ๊ฒฝ 1
1.2 ์ฐ๊ตฌ๋ชฉ์ ๋ฐ ๋ด์ฉ 4
์ 2 ์ฅ ์ ์ฐ์ดํ ๋ฐ ํ๊ฐ๊ธฐ์ 7
2.1 ์ ์ฐ์ดํ๊ธฐ๊ตฌ 7
2.2 ์ ์ฐํ๊ฐ๊ธฐ์ 11
์ 3 ์ฅ ๋ถ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๋ฐ์๊ณผ ๊ฒ์ถ์๋ฆฌ 22
3.1 ๋ถ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๋ฐ์ 22
3.2 ๋ถ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ํน์ฑ 31
3.3 ๋ถ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๊ฒ์ถ์๋ฆฌ 33
์ 4 ์ฅ ๋ถ๋ถ๋ฐฉ์ ์ธก์ ์์คํ
์ ์ค๊ณ ๋ฐ ์ ์ 36
4.1 ๊ฒ์ถํ๋ก 37
4.2 ์ฐจํํจ 44
4.3 ์ธก์ ์์คํ
์ ํ๊ฐ 53
์ 5 ์ฅ ๋ถ๋ถ๋ฐฉ์ ์ํ ๋ฐ ๋ถ์ 59
5.1 ์ ์ฐ๋ณ์๊ธฐ 62
5.1.1 1์ฐจ๊ถ์ ๊ณผ ์ฒ ์ฌ 62
5.1.2 1์ฐจ๊ถ์ ๊ณผ 2์ฐจ๊ถ์ 78
5.2 ์ ๋์ ๋๊ธฐ 101
์ 6 ์ฅ ๊ฒฐ ๋ก 110
์ฐธ ๊ณ ๋ฌธ ํ 11
ํน๊ณ ์ ๋ฐฐ์ ์ ๋ก์ ๊ฐ์ค์ ์ฐ๊ฐํ๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ์ ์์ธก์ ์ฅ์น์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ
KTF์ K-Merce : Digital Convergence์ Mobile Finance / Commerce์ ์ ๊ฐ
2003๋
1์ KTF์ KT์์ด์ปด ํฉ๋ณ๊ณผ ํจ๊ป ํตํฉ ๋ฒ์ธ์ CEO๋ก ์ ์๋ ๋จ์ค์ ํตํฉ KTF ๋ํ
์ด์ฌ๋ ์ด๋ํต์ ์์ฅ ๋ฐ KTF์ ๋ฏธ๋์ ๋ํ ๊ณ ๋ฏผ์ผ๋ก 2003๋
๋ด๋ด ๋ฐ์ ๋๋ ์ ๋ณด๋๋ค. 1๋ฑ ์
์ฒด
๊ฐ ์ ๋ฆฌํ ํต์ ์๋น์ค ์์ฅ์ ํน์ฑ์ 2๋ฑ ์
์ฒด๋ก์ 1๋ฑ ์
์ฒด๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ์ก๋ ๊ฒ์ ์ฝ์ง๊ฐ ์์๋ค. ๋
ํ, ์ต๊ทผ ์ถ์ํ ์๋ก์ด ์ํ ๋ฐ ์๋น์ค๊ฐ ์์ฅ์์ ์์๋ณด๋ค ๋ชปํ ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๋ด๊ณ , ๋ํ 2003๋
1๋ถ
๊ธฐ์ KTF ์ ์ฒด ๋งค์ถ์ด ์ง๋ ๋ถ๊ธฐ์ ๋นํด ๊ฐ์ํ๋ ๋ฑ ์ค์ ์
ํ๋ก ์ธํด ๊ณ ๋ฏผ์ ๊น์ด๋ง ๊ฐ๋ค.
์ด๋ฌํ ์ํฉ ํ์์ ๋จ ์ฌ์ฅ์1์ ์ฌ์
์์์ ๊ฒฝ์์์ ์ฐ์๋ฅผ ํ๋ณดํ๊ธฐ ์ํด์๋ ํ์ ํ๋๋
๊ฒ์ด ํ์ํ๋ค๊ณ ํ๋จํ๊ณ ์ด๋ฅผ ์ํด ๊ธฐ์กด ๊ณ ๊ฐ์ ์ฐ๋ํ๋ฅผ ์งํฅํ๋ฉด์ ๋์์ ์ง์์ ์ผ๋ก ์ํ์ฑ
์ด ๋์ ์ ์ ํ ๋ฐ ์๋น์ค๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ์ฌ Convergence๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ ์ ๊ท ์์ฅ์ ์ฐฝ์ถํ์ฌ ๊ทผ๋ณธ์ ์ผ
๋ก ์์ฅ์ ์ง์๋ฅผ ํ๋๋ ์ ๋ต์ ๊ตฌ์ฌํ๊ณ ์ ํ์๋ค. ๊ทธ๋ ํ ์ ๋ฌธ์ฌ์์ ์ธํฐ๋ทฐ์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์
๋ง์ ๋จ๊ฒผ๋ค. ํ์ ํ๋๋ ๊ฒ์ด์ฃ . ํธ์ฃผ ์นด๋ ๊ฒฝ๊ธฐ์์ ์ ๋๋ ๋ค๋ฐ๋ผ ์ค๋ 2๋ฑ์ฒ๋ผ ์ดํญํ๋ฉด ๋์ง๋ง 2๋ฑ์ ํ์ ๋ฐ
๊พธ๋ ค๊ณ ์๋ํ๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ ๋ง์
๋๋ค. ๋ฌผ๋ก ์ฌ์ด ์ผ์ ์๋์ง๋ง, ๋ฐ๋์ ๋ฉ์น์ธ์์์ ์ด๊ธฐ๊ธฐ ๋ณด๋ค๋๋ช
ํ
๊ฐ๋
์ ์๋น์ค๋ก ์น๋ถ๋ฅผ ๊ฑธ๊ณ ์ ํฉ๋๋ค. ๊ฐ์
์๊ฐ 20%์ ๊ทธ์น๋๋ผ๋ KTF์ ์๋น์ค์ ๋ง์กฑํด์ ํฌ์ด ๋
๋ ๊ฐ์
์๋ก๋ง ๊ตฌ์ฑ๋๋ฉด ์ ๋ ฅ์ด ๋ฐํ๋๋ค๊ณ ๋ด์.๋ ์ค๋ฅด๊ณ ์๋ Mobile Finance์ Mobile Commerce๋ฅผ ๊ฒฐํฉํ์ฌ 2002๋
4์ ์
๊ณ ์ต์ด๋ก ๋ด์ด ๋
์ K-Merce๋ ์ด์ ๊ฐ์ด ํ์ ํ๋ค์ด ๋์ผ๋ ค๋ KTF์ ์ผ์ฌ์ ์ธ ์๋์๋ค
์ง์ ๋ฐ์์ฑ RF ๋ง๊ทธ๋คํธ๋ก ์คํผํฐ๋ง์ ์ํด ์ ์กฐ๋ ์ฆ์ฐฉ์ํ์ Fe-Hf-C-N ๋ฐ๋ง๊ณผ Fe-Hf-N ๋ฐ๋ง์ ์ฐ์๊ธฐ ํน์ฑ
Thesis (master`s)--์์ธ๋ํ๊ต ๋ํ์ :๊ธ์๊ณตํ๊ณผ ์ฌ๋ฃ๊ณตํ์ ๊ณต,1998.Maste
์๋ฃ์ฌ๋ฃ์ ์ฐ์์ฑ๊ฐ(AV) ์ธก์ ๋ฐฉ๋ฒํ๋ฆฝ๊ณผ AV๊ฐ ๋ฐ์ถ์ ๋ฐํจ์ฑ์์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ
Thesis(master`s)--์์ธ๋ํ๊ต ๋ํ์ :๋์๋ช
๊ณตํ๋ถ,2005.Maste
๋ฐ์ถ์ ํ๊ธฐ๊ณฐํก์ด ์ฌ์ ์๋ถํดํจ์์ ์ ์ ์ ๋ค์์ฑ๊ณผ ํน์ฑ์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ
๋ฐ์ถ๋๋ฌผ์ ๋ฐํ
๋ฆฌ์, ํ๋กํ ์กฐ์ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ณฐํก์ด ๋ฑ ๋ค์ํ ๋ฏธ์๋ฌผ์ ๋์์ผ๋ก, ์ญ์ทจํ ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ๋ถํดํ์ฌ ์๋์ง์ ํํ๋ก ์ ํ์ํจ๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ฏธ์๋ฌผ ์ค ๋ฐ์ถ์ ํ๊ธฐ๊ณฐํก์ด๋ ๋จ์ผ ๊ท ์ฒด์ ์ฌ์ ์ ๋ถํดํจ์ ๋ฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ถํดํจ์๋ฅผ ๋ถ๋นํ๋ ๋ณตํฉํจ์์ฒด๊ณ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ์ต๊ทผ ์ฌ์ ์ ๋ถํด ํจ์๋ ๋ฐ์ด์ค ์๋์ง ์์ฐ๊ณผ ๊ด๋ จํ์ฌ ์ฌ์กฐ๋ช
๋๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์๋ฌผ์ ๋ณดํ ๋ฐ ์ฐจ์ธ๋ ์ผ๊ธฐ์์ด๋ถ์ ๊ธฐ์ ์ ๋ฐ์ ์ ๋ฐ๋ผ ์๋ก์ด ํจ์์ ๋ฐ๊ฒฌ์ ๊ฐ์ํ๋ฅผ ์ด๋ฃจ๊ฒ ๋์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋ฐ์ถ์ ํ๊ธฐ๊ณฐํก์ด๊ฐ ์์ฐํ๋ ์๋ก์ด ์ฌ์ ์ ๋ถํด ํจ์๋ฅผ ์ฐพ์๋ด๊ณ , ๊ฐ ํจ์์ ์ผ๊ธฐ์์ด์ ์๋์ฑ๊ณผ ๊ทธ ํจ์์ ํน์ฑ์ ๋น๊ต ๋ถ์ํ์๋ค.
1. ๋ฐ์ถ์ ํ๊ธฐ๊ณฐํก์ด Neocallimastix frontalis PMA02์ ํ์ํ๋ฌผ ๋์ฌํ๋ก๋ด์ ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ์ ์ ์ ๋ถ์
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ N. frontalis PMA02์ ํ์ํ๋ฌผ ๋์ฌํ๋ก ๋ด์ ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ์ ์ ์๋ฅผ expressed sequence tagging ๋ฐฉ๋ฒ์ ํตํ์ฌ ์์๋ณด๊ณ ์ ์ค์ํ์๋ค. ์ด 10,080๊ฐ์ clone์ ๋ํ ์ผ๊ธฐ์์ด์ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ํ๊ท ํฌ๊ธฐ 628bp์ ๋ํ ์ผ๊ธฐ์์ด์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ป์์ผ๋ฉฐ, ์ค๋ณต๋๋ ์ง์ ์ ์ฐ๊ฒฐํจ์ผ๋ก์จ 1410๊ฐ์ contig์ ๋ํ ์ ๋ณด์ 1360๊ฐ์ singleton์ ๋ํ ์ ๋ณด๋ฅผ ํ๋ํ์๋ค. Public data base๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ผ๊ธฐ์์ด์ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ 1192๊ฐ์ clone์ด ๊ธฐ๋ฅ์ด ๋ณด๊ณ ๋ ์ผ๊ธฐ์์ด๊ณผ ์ผ์นํ์์ผ๋ฉฐ, ์ด์ค 693๊ฐ clone์ ์ผ๊ธฐ์์ด์ด ๊ณฐํก์ด์์ ์ ๋ํ ๋จ๋ฐฑ์ง๊ณผ ์ผ์นํ์๋ค. ๊ธฐ๋ฅ์ด ๋ฐํ์ง clone ์ค 154 ๊ฐ์ ์์ด์ด ์๋ฌผ๋์ฌ์ ๊ด์ฌํ๋ ์ ์ ์์๊ณ , 328๊ฐ clone์ ์ผ๊ธฐ์์ด์ด ์ธํฌ๊ตฌ์ฑ์ ๊ด์ฌํ๋ ์ ์ ์์๋ค. ๋ํ ํ์ํ๋ฌผ์ ๋์ฌ๊ณผ์ ์ ๊ด์ฌํ๋ ๋๋ถ๋ถ์ ํจ์๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ํ ์ ๋ณด๋ฅผ EST ๋ถ์์ ํตํ์ฌ ์ป์ ์ ์์๋ค. Hemicellulase์ธ mannanase, xylose isomerase, xylan esterase ์ xylanase์ ฮฒ-glucosidases 5์ข
, cellulase 10์ข
์ด ๊ฒ์ถ๋์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ N.frontalis ์ ํ์ํ๋ฌผ ๋ถํด์ ๋ํ ๋ณตํฉ ํจ์ ์ฒด๊ณ๋ฅผ ๋ณด๊ณ ํ๋ ์ต์ด์ ์ฐ๊ตฌ๋ก, ์ดํ ํ๊ธฐ๊ณฐํก์ด์ ์ฌ์ ์ ๋ถํด ํจ์ ์ฐ๊ตฌ์ ๊ธฐ์ด์๋ฃ๋ก ์ด์ฉ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค.
2. ๋ฐ์ถ์ ํ๊ธฐ๊ณฐํก์ด Neocallimastic frontalis PMA02์์ ๋ถ๋ฆฌํ Aacetyl xylan esterase1 ์ ๋ฐํ ๋ฐ ํน์ฑ์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ N.frontalis ์ EST ์์ด ๋ถ์์์ ๋ถ๋ฆฌํ acetyl xylan esterase1(AXE1)์ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฐํ๊ณผ ํจ์ ํน์ฑ์ ์์๋ณด๊ณ ์ ์ค์ํ์๋ค. ๋ฐํ๋ AXE1 ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ถ์๋์ด 37.3 kDa์ด๋ฉฐ, anaerobic fungus Opinomyces ์ ๊ณผ Neocallimastric patricicum ์์ ๋ถ๋ฆฌ๋ AXEA, bnaI ์ ์ ์์ ๊ฐ๊ฐ 73%, 55.6%์ ์ผ๊ธฐ์์ด ์๋์ฑ์ ๊ฐ๋๋ค. Aacetyl xylan esterase 1์ pET28b ๋ฒกํฐ์ ์ฝ์
๋์ด E.coli BL21 (DE3) ์์ ๋ฐํ๋์๋ค. Aacetyl xylan esterase 1์ 28.1%์ ํจ์จ๋ก ์ ์ ๋์์ผ๋ฉฐ, ํจ์์ญ๊ฐ๋ 495.2 U mg-1๋ก ์ ์ ์ ๋ณด๋ค 123.3 ๋ฐฐ๋ก ์ฆ๊ฐํ์๋ค. Aacetyl xylan esterase 1์ p-nitrophenyl acetate, ฮฑ-naphthyl acetate, acetylated birchwood xylan๊ณผ acetylated beechwood xylan๋ฅผ ๋ถํดํ ์ ์์์ผ๋ฉฐ, ๋ฐ์ ์ ์ ์จ๋์ pH๋ ๊ฐ๊ฐ 40oC and pH8 ์ด์๋ค. ๋ํ AXE1๊ณผxylanase๋ฅผ acetylated birchwood xylan์ ํจ์๋ฐ์ ํ ๊ฒฝ์ฐ, xylanase๋ง ๋จ์ผ ๋ฐ์ํ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋นํด ์ฝ 25%์ ์๋ณดํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์๋ค.
3. ํ๊ตญ ์ฌ๋์ฐ์์์ ๋ถ๋ฆฌํ ๋ฐ์ถ์ ํ๊ธฐ๊ณฐํก์ด์ ํํ์ , ๋์ฌ์ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ ์ ์์ ํน์ฑ ๋น๊ต
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ํ๊ตญ ์ฌ๋์ฐ์์ ์กด์ฌํ๋ ๋ฐ์ถ์ ํ๊ธฐ ๊ณฐํก์ด๋ฅผ ๋ถ๋ฆฌํ๊ณ , ๊ฐ ๊ณฐํก์ด์ ํํ์ , ๋์ฌ์ , ์ ์ ์์ ํน์ฑ์ ๋น๊ตํ๊ณ ์ ์ค์ํ์๋ค. ๋ฐ์ถ์ ๋๊ด์ด ์ฅ์ฐฉ๋ 4๋ง๋ฆฌ์ ์ฌ๋์ฐ์์์ ์ด 37๊ฐ์ ํ๊ธฐ ๊ณฐํก์ด๋ฅผ sigmacell, starch, CMC, filterpaper ์ ๊ฐ 4๊ฐ์ ๋ณตํฉ ๊ธฐ์ง์ ํ์์์ผ๋ก ์ด์ฉํ์ฌ ๋ถ๋ฆฌํ์๋ค. ๋ถ๋ฆฌ๋ ๊ณฐํก์ด๋ ๋ชจ๋ filamentous ํ ๊ฐ๊ทผ๊ณผ monocentric ํ ์ฝ์์ฒด๊ฐ ๊ด์ฐฐ๋์๋ค. ๋ถ๋ฆฌ๋ ๊ณฐํก์ด๋ ํํ์ ๊ด์ฐฐ๊ณผ ITS1 ์์ด๋ถ์์ ํตํด O25, O27๊ณผ O29๋ Piromyces ์์ผ๋ก ๋๋จธ์ง๋ Neocallimastix ์์ผ๋ก ๋ถ๋ฅ๋์๋ค. ํํ์ ๋ถ์๊ณผ ๋์ฌ์ ์ ์์ ์์ด๋ถ์์ ํตํ ๋น๊ต ๋ถ์์์๋, ๊ฐ ๊ณฐํก์ด์ ํน์ง์ ๊ตฌ๋ถ์ง์ ๋ช
ํํ ์ฐจ์ด๋ฅผ ์ฐพ์ ์ ์์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ITS1 ์์ด ๋ถ์์ ๋ฐ๋ผ ๋ถ๋ฆฌ๋ ๊ณฐํก์ด๋ ์ด 9๊ฐ์ Neocallimastix ์๊ณผ 1๊ฐ์ Piromyces์์ผ๋ก ๊ตฌ๋ถํ ์ ์์๋ค. ํนํ Piromyces์์ผ๋ก ๋ถ๋ฅ๋ ๊ณฐํก์ด์ ์ฑ์ฅ ์๋, CMCase์ xylanase์ ์ญ๊ฐ๊ฐ Neocallimastix ์๋ณด๋ค ์๋์ ์ผ๋ก ๋ฎ์๋ค. ์ด๋ ๊ฒ ๋ถ๋ฅ๋ ๊ณฐํก์ด์ค ์ด 7๊ฐ๋ฅผ ์ ๋ฐํ์ฌ ์ดํ ์ฐ๊ตฌ์ ์ ์ฉํ์๋ค.
4. ํ๊ตญ ์ฌ๋์ฐ์์์ ๋ถ๋ฆฌํ ๋ฐ์ถ์ ํ๊ธฐ๊ณฐํก์ด์ ์ฌ์ ์ ๋ถํดํจ์์ ์ ์ ์ ๋ค์์ฑ์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ฌ์ ์ ๋ถํด๋ฅ๋ ฅ์ ๊ทผ๊ฑฐ๋ก ์ ๋ฐ๋ ๋ฐ์ถ์ ํ๊ธฐ๊ณฐํก์ด์ cDNA libray๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ๊ณ , ํจ์๋ฐ์์ ๊ธฐ์ด๋ก ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ์ ์ ์๋ฅผ ๋ถ๋ฆฌ, ๋น๊ตํ๊ณ ์ ์ค์ํ์๋ค. Neocallimastix ์ 6์ข
(G8, G9, G51, G52, G64 and O7) ๊ณผ 1์ข
์Piromyces์ (O25)์ cDNA library๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ ๊ณฐํก์ด ๋ณ๋ก ํ๊ท 2.1kb ํฌ๊ธฐ์ cDNA๊ฐ ์ฝ์
๋ 60,000 ๊ฐ์phage๋ฅผ ์ ๋ฐ์ ์ด์ฉํ์๋ค. ํจ์ ๋ฐ์์ ๊ทผ๊ฑฐํ ์ ๋ฐ์ ํตํด ์ ๋ฐ๋ 151๊ฐ์ clone ์ ๋ํ ์ผ๊ธฐ์์ด์ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ Cel45A ๊ทธ๋ฃน์ด ๊ฐ์ฅ ๋ง์ด ํฌํจ๋์ด ์์์ผ๋ฉฐ, ํนํcellobiohydrolase๋Piromyces์์์๋ง ๋ถ์๋์๋ค. ํ๊ธฐ๊ณฐํก์ด์ ์ฌ์ ์ ๋ถํด ์ ์ ์ ์์์๋์ฑ ๋ถ์์์๋ 80% ์ดํ๊ฐ 10๊ฐ๊ฐ ์์์ผ๋ฉฐ, ์ ๋ฐ๋ ์ ์ ์๊ฐ์๋ ์ต๊ณ ์ฝ 40%์ ์ผ๊ธฐ์์ด ์๋์ฑ์ ๊ฐ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ถ์๋์๋ค.
5. ํ๊ตญ ์ฌ๋์ฐ์์์ ๋ถ๋ฆฌํ ๋ฐ์ถ์ ํ๊ธฐ๊ณฐํก์ด์ ์ฌ์ ์ ๋ถํดํจ์์ ๋ฐํ ๋ฐ ํน์ฑ์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ฌ์ ์ ๋ถํด๋ฅ๋ ฅ์ ๊ทผ๊ฑฐ๋ก ์ ๋ฐ๋ ์ฌ์ ์ ๋ถํด ํจ์ ์ ์ ์์ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฐํ๊ณผ ํจ์ ํน์ฑ์ ์์๋ณด๊ณ ์ ์ค์ํ์๋ค. ๊ฐ ์ฌ์ ์ ๋ถํด ์ ์ ์๋ pYES2/CT ๋ฒกํฐ์ ์ฝ์
๋์ดSaccharomyces cerevisiae INVSC1์์ ๋ฐํ๋์๋ค. ๋ฐํ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ถ์๋์ด 43.22kDa ๋ถํฐ 89.37 kDa ์ผ๋ก ๋ค์ํ์๋ค. ๊ฐ ์ฌ์ ์ ๋ถํด ๋จ๋ฐฑ์ง์ GH 5, GH 6, GH 9 ์ GH 45 ๋ค ๊ฐ์ glycosylhydrolase family๋ก ๋ถ๋ฅ๋์๋ค. Public data base๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์๋ฏธ๋
ธ์ฐ ์์ด์ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ โ O25-7-2, โก O25-13-4, โข O25-2-2, โฃ G8-15, โค G9-9, โฅ G64-17, โฆ G7-33์โง O7-56๋ ๊ฐ๊ฐ โ Piromyces ์์ exocellobiohydrolase (81%), โก Piromyces ์์endoglucanase Cel9B(88%), โข Piromyces ์์endoglucanase 5A(91%),โฃPiromyces ์์endoglucanase Cel9B(82%), โค Ralstoniasolanacearum์ endoglucanase(46%), โฅ Orpinomyces์์ glucanohydrolase(69%), โฆ Piromyces ์์ endoglucanase 45A(82%), โง Rhizopusoryzae์ endo-beta-1,4-D-glucanase(65%)๋ก ๋ถ์๋์๋ค. ๋ฐ์ ์ ์ pH๋ pH5์์pH 9๊น์ง, ์ ์ ์จ๋๋ 40oC ์์ 60oC ๊น์ง๋ก ๋ค์ํ๊ฒ ๋ถ์๋์๋ค. ํนํ O7-33, O7-56 ์ O25-7-2๋ 80 oC ์์ 1์๊ฐ ์ฒ๋ฆฌ ํ์๋ ์ฝ 40% ์ ๋์ ์ฌ์ ์ ๋ถํด ๋ฅ๋ ฅ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ด ์ด ์์ ์ฑ์ด ์ฐ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋ฐ์ถ์ ํ๊ธฐ๊ณฐํก์ด์ ํ์ํ๋ฌผ ๋์ฌํ๋ก์ ๊ด๋ จ๋ ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ์ ์ ์ ์ฐ๊ตฌ์ ์ฌ์ ์ ๋ถํด ํจ์ ๊ด๋ จ์ฐ๊ตฌ์ ๊ธฐ์ด์๋ฃ๋ก ์ด์ฉ๋ ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋ํ๋ค. ๋ํ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด ํ๋ํ ์ฌ์ ์ ๋ถํด ํจ์๋ค์ ์์ ์ฑ๊ณผ ๋๋๋ฐฐ์์ ๋ํ ์ํ์ด ์ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ, ์ฌ๋ฃ ๋ฐ ๋ฐ์ด์ค ์๋์ง๋ฅผ ๋น๋กฏํ ํจ์ ๊ด๋ จ ์ฐ์
์ ์ ์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.The ruminant animals acquire most of their energy from the fermentation products of feed digested by anaerobic bacteria, protozoa and fungi. The rumen anaerobic fungi secrete various cellulolytic enzymes through their multiple enzyme system. Due to increase in bio-energy production using bio-mass, interests in cellulolytic enzymes are increasing. In addition, development in bioinformatics tools and Next Generation Sequencing technology, the discovery of novel cellulolytic enzymes from anaerobic fungi are much easier than ever. In this study, unknown cellulolytic enzyme, and to analyze genetic diversity and characteristics of enzymes were performed.
1. Analysis of Functional Genes Involved in Carbohydrate Metabolism from Anaerobic Rumen Fungus Neocallimastix frontalis PMA02
The purpose of this study was to isolate functional genes related with carbohydrate metabolism from anaerobic rumen fungus N. frontalis using high throughput Expressed Sequence Tagging method. From 10,080 acquired clones, 9,569 clones with average size of 628 bp were selected for analysis. After assembling process, 1,410 contigs were assembled and 1,369 sequences were remained as singletons. The 1,192 sequences were matched with proteins in public data base with known function and 693 of them were matched with proteins isolated from fungi. 154 sequences were classified as the genes related with biological process and 328 sequences were classified as the genes related with cellular components. Most of enzymes in the pathway of glucose metabolism were successfully isolated via construction of 10,080 ESTs. Four kinds of hemi-cellulase were isolated such as mannanase, xylose isomerase, xylan esterase, and xylanase were isolated. Five ฮฒ-glucosidases with at least three different conserved domain structures were isolated. Ten cellulases with at least five different conserved domain structures were isolated. This is the first solid data supporting the expression of multiple enzyme system in fungus N. frontalisfor polysaccharide hydrolysis.
2. Molecular Cloning, Heterologous Expression, and Characterization of Acetyl Xylan Esterase1 from Anaerobic Rumen Fungus Neocallimastic frontalis PMA02
The purpose of this study was to express and characterize the AXE1 acquired from EST analysis of the rumen anaerobic fungus N. frontlis PMA 02. The deduced amino acid sequences consisted of mature protein with an estimated molecular mass of 37.3 kDa with 4.5 pI. The high sequence homologies were obtained with AXEA and BnaI of anaerobic fungus Opinomyces spp. and N. patricicum, respectively but not with those of any other aerobic microbes. The cloned gene was heterologously expressed as recombinant protein in E.coli BL21 (DE3). After partial purification, 121.3- fold activity with a yield of 28.1% and the specific activity of 495.2 U mg-1 were acquired. The partially purified recombinant protein displays broad substrate specificity as acetate being released not only from p-nitrophenyl acetate but also from ฮฑ-naphthyl acetate, acetylated birchwoodxylan and acetylated beechwoodxylan. Temperature and pH optima were 40oC and pH 8 respectively when assed with p-nitrophenyl acetate as a substrate. In addition, synergistic effect was also observed when co-incubated with xylanase for the degradation of acetylated birchwoodxylan.
3. Comparison of Morphologic, Metabolic and Genetic Characteristics of Anaerobic Rumen Fungi Isolated From Korean Native Goat
The purpose of this study was to compare of the morphology, metabolic end-product and genetic characteristics of anaerobic rumen fungi isolated from Korean native goat. The isolated anaerobic rumen fungi were cultivated in anaerobic condition at 39โ with modified Lowes medium containing each filter paper, starch, carboxymethylcellulose(CMC), sigmacell and mixture of 4 substrates(G) as carbon source. All of the isolated fungi were observed filamentous rhizoid and monocentric thallus. From the results of morphological and ITS1 gene analyses, colonies O25, O27 and O29 were identified as genus Piromyces genus and the other 34 colonies were identified as genus Neocallimastix. According to phylogenetic analysis based on ITS1 analysis, isolated 37 fungi were separated into 10 groups. The growth rate and fibrolytic enzyme activities of genus Piromycesgenus were the lower than those of genus Neocallimastix.
4. Genetic Diversity of cellulolytic Enzymes in Anaerobic Rumen Fungi Isolated from Korean Native Goat
The purpose of this study was to discover noble cellulolytic enzyme genes from anaerobic rumen fungi isolated from Korean native goat using meta-transcriptome methods. The cDNA library for 6 Neocallimastix genus (G8, G9, G51, G52, G64 and O7) and one Piromyces genus (O25) were constructed. Six thousandphages which containing average 2.1kb of fungal cDNA were screened based on cellulytic activities. One hundred and fifty one phages were selected and cDNA sequences were analyzed. Endo-glucanase Cel45A were detected with the highest number from selected genes, particularly cellobiohydrolase were analyzed only from the genus Piromyces. In the NCBI blast test, genes which showed below 80% similarity were 10. The about 40% similarity was detected in selected genes.
5. Cloning and Characteristics of Cellulolytic Enzymes from Anaerobic Rumen Fungi in Saccharomyces cerevisiae.
The purpose of this study was to express and characterize the cellulolytic enzymes acquired from cDNA library of the rumen anaerobic fungus isolated Korea native goat. Each 8 cellulolytic genes were cloned into pYES2/CT vector and expressed as recombinant protein in Saccharomyces cerevisiae INVSC1. The deduced amino acid sequences consisted of mature protein with an estimated molecular mass of 43.22 kDa to 89.37 kDa. Cellulolytic genes were classified with 4 glycosyl-hydrolase family as GH 5, GH 6, GH 9 and GH 45. According to blastP, 8 cellulolytic genes were analyzed as follows : O25-7-2 ; Piromyce ssp. exocellobiohydrolase (81%), O25-13-4 ; Piromyce ssp. endoglucanase Cel9B(88%),O25-2-2 ; Piromyce ssp. endoglucanase 5A(91%), G8-15 ; Piromyce ssp. endoglucanase Cel9B(82%),G9-9 ; Ralstonia solanacearum endoglucanase (46%), G64-17 ; Orpinomyce ssp. Glucanohydrolase (69%),G7-33 ; Piromyce ssp. endoglucanase 45A(82%), O7-5 ; Rhizopuso ryzae endoglucanase (65%). Optimal pHs and temperatures were distributed widely from pH 5 to pH 9 and 40oCto 60oC. Especially, heat stability of O7-33, O7-56 and O25-7-2 was better than other expressed cellulolytic enzymes because of remained activity of this 3 enzymes were about 40% after incubation at 80oC for 1hr.
The results of this study could be used in functional genomics and cellulolytic enzyme research for metabolic pathway of carbohydrate fermentation in anaerobic rumen fungi. Also, if the problem of stability and mass culture is resolved, heterologous cellulolytic enzymes acquired in this study might be applied to feed, bio-energy and enzyme industry.Docto
ํ๊ตญ ๋ฌด์ ์ธํฐ๋ท ์ฐ์ ์ ๊ตญ์ ํ๊ฐ๋ฅ์ฑ๊ณผ ์ ๋ต์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ํ๊ตญ ๊ธฐ์
๋ค์ด ์ธ๊ณ์์ฅ์ ์ ๋ํ ๊ฒฝ์๋ ฅ์ ๊ฐ์ง ๊ฒ์ผ๋ก ์ธ์ ๋ฐ๊ณ ์๋ ๋ฌด์ ์ธํฐ๋ท ์ฐ์
์ ๊ตญ์ ํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ๊ณผ ์ ๋ต์ ํ์ํ๊ธฐ ์ํด ๊ฒฝ์์ ๋ต๊ณผ ๊ตญ์ ๊ฒฝ์ ๋ถ์ผ์ ์ด๋ก ์ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ ๋ฐํ์ผ๋ก ์ ๊ทผ์ ์๋ํ์๋ค. Yip์ ์ฐ์
๊ธ๋ก๋ฒํ ๋์ธ ๋ชจ๋ธ๊ณผ Porter์ ๊ตญ๊ฐ๊ฒฝ์๋ ฅ ๋ค์ด์๋ชฌ๋ ๋ชจ๋ธ์ ์ ์ฉํ์ฌ ์ป์ ์ฃผ์ ๋ถ์๊ฒฐ๊ณผ์ ์์ฌ์ ์ ์์ฝํ๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. ์ ์ธ๊ณ์ ์ผ๋ก ๋ฌด์ ์ธํฐ๋ท ์์ฅ์ ๋น ๋ฅด๊ฒ ์ฑ์ฅํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ํ๊ตญ ๋ฌด์ ์ธํฐ๋ท ์ฌ์
์๋ค์ ์ด์ฉ ๋
ธํ์ฐ์ ์์ฉ ๊ธฐ์ ๋ ฅ ์์ ๊ฐ์ ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ๋ํ, ๋คํธ์ํฌ ํจ๊ณผ๊ฐ ์ ์ฉ๋๋ ์ฐ์
์ ํน์ฑ์ ๊ณ ๋ คํ ๋ ํ๊ตญ ๋ฌด์ ์ธํฐ๋ท ์ฌ์
์๋ค์ ๊ตญ์ ํ ๋น์์ฑ์ ๋งค์ฐ ๋์ ์ํฉ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ํด์ธ ์ฌ์
์์ ๋น๊ตํ์ฌ ์๋ณธ๋ ฅ๊ณผ ์ธ์ง๋๊ฐ ๋จ์ด์ง๋ค๋ ๋จ์ ์ ํ๊ตญ ๊ธฐ์
๋ค์ด ํ์ด์ผ ํ ๊ณผ์ ๋ผ๊ณ ํ ์ ์๋ค. ํ๊ตญ์์ ๋ฌด์ ์ธํฐ๋ท์ด ๊ธ๊ฒฉํ ๋ฐ์ ํ ์ ์์๋ ๊ฒ์ ์น์ดํ ๊ตญ๋ด ๊ฒฝ์ํ๊ฒฝ๊ณผ, ์๋น์๋ค์ ๊น๋ค๋ก์ด ์๊ตฌ, ์ฐ๊ด์ฐ์
์ ์ฐ์์ฑ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ ๋ถ ์ธก๋ฉด์์์ ๋ค์ํ ์ ๋์ ์ธ ์ง์์ด ๋ท๋ฐ์นจ๋์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ ์ง๊ตญ๋ค๊ณผ ๋น๊ตํ์ฌ ์ ๋ณดํต์ ๋ถ์ผ์ ๊ณ ๊ธ์ธ๋ ฅ์ ๋ถ์กฑ์ ํ๊ตญ์ ๋ฏธ๋ ๊ตญ๊ฐ๊ฒฝ์๋ ฅ์ ์ ๋์ ๊ฑธ ์ ์๋ ์์ธ์ผ๋ก ๋ถ์๋์๋ค
์ง์ ์ฌ์ฐ๊ถ์ ์ ๋ต์ ๊ด๋ฆฌ์ ์ฑ๊ณต์์ธ์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ธฐ์
์ ์ ๋ต์ ์ธ ์ง์ ์ฌ์ฐ๊ถ ๊ด๋ฆฌ ๋ฐ ํ์ฉ์ ๊ดํ ๊ฒ์ผ๋ก, ๊ธฐ์กด์ ์ฐ๊ตฌ๋ค๊ณผ ํด์ธ ๊ธฐ์
๋ค์ ์ฌ๋ก๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ์ง์ ์ฌ์ฐ๊ด๋ฆฌ ์ ๋ต์ ์์๋ค์ ์ดํด๋ณด๊ณ ์ฑ๊ณต์ ์ธ ๊ด๋ฆฌ ์ ๋ต์ ์ํ ๊ธฐ์
์ ์ญ๋ ๋ฐ ํน์ฑ์ ๋์ถํ๊ณ ์๋ค. ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด, ์ง์ ์ฌ์ฐ์ ๊ธฐ์
์ ํต์ฌ์ ์ธ ์์ฐ์ด๋ฉฐ ์ด์ ์ ๊ทน์ ์ธ ํ์ฉ์ ํตํด ๋ค์ํ ์ ๋ต์ ๋ชฉํ์ ๋ฌ์ฑ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ๋ํ ์ง์ ์ฌ์ฐ ๊ด๋ฆฌ ์ ๋ต์ ์ ์ฌ์ ํ๋์ด๋ฉฐ ๊ธฐ์
์ ์ฃผ์ ์์ฌ๊ฒฐ์ ๊ณผ ๋ฐ์ ํ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ธฐ์
์ ์ด ์ ์ ์ฃผ์งํ๊ณ ์ง์ ์ฌ์ฐ์ ํ๋ณด, ์ง์ ์ฌ์ฐ์ ํ์ฉ์ ํตํ ๊ฐ์น ์ฐฝ์ถ. ์ฐฝ์ถํ ๊ฐ์น๋ก๋ถํฐ ์ป๋ ์ด์ค์ ์ ์ ๋ฅผ ์ํ ์ธ๋ถ ์ ๋ต์ ์๋ฆฝํ์ฌ์ผ ํ๋ค. ์ง์ ์ฌ์ฐ์ ํ๋ณด์์๋ ๊ธฐ์ ์ ์์ฒ์ ๋ค์ํ ํ์ฌ ์์์ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๋ ๊ฒ์ด ์ค์ํ๋ฉฐ, ์ธ๋ถ๋ก๋ถํฐ ์ง์์ ํ๋ณดํ ๊ฒฝ์ฐ ์ ๋ต์ ๋ชฉํ๊ฐ ๋๋ ทํด์ผ ํจ์ด ๋๋ฌ๋ฌ๋ค. ๋ํ ๊ธฐ์
์ ์ง์ ์ฌ์ฐ์ ์ ๋ต์ ์ผ๋ก ํ์ฉํด ์๋ก์ด ๊ฒฝ์ ์ฐ์๋ฅผ ์ฐฝ์ถํด ๋ผ ์ ์๊ณ ๋ผ์ด์ผ์ฑ ์ ๋ต์ ํตํด์๋ ์์ต์ ํ๋ณด์ ๋๋ถ์ด ๋ค์ํ ์ ๋ต์ ๋ชฉํ๊น์ง๋ ๋ฌ์ฑํ ์ ์๋ค. ๋ง์ง๋ง์ผ๋ก ๊ธฐ์
์ ์์ง์ , ์ํ์ ์ฐจ๋ณํ๋ฅผ ํตํด ๊ฐ์น๋ฅผ ์ ์ ํ ์ ์๊ณ ์ ์ฌ์ ์ธ ์ง์
์๋ฅผ ์ ์งํจ์ผ๋ก์จ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์์ฅ ๊ธฐ๋ฐ ์ ๋ต์ ํ์ฉํ์ฌ ์ง์ ์ฌ์ฐ์ ๋ณดํธํ๊ณ ๊ฐ์น๋ฅผ ์ ์ ํ ์ ์์์ด ๋ฐํ์ก๋ค. ๊ธฐ์
์ด ์ง์ ์ฌ์ฐ์ ๊ธฐ๋ฐํ ์ ๋ต์ ์ฑ๊ณต์ ์ผ๋ก ์๋ฆฝํ๊ณ ์คํํ๊ธฐ ์ํด์๋ ์ง์ ์ฌ์ฐ์ ๊ฐ์น์ ํน์ฑ์ ํ์
ํ๋ ์ญ๋์ ๊ฐ์ถ์ด์ผ ํ๋ฉฐ, ํ์ ๊ณผ ์ง์ ์ฐฝ์ถ์ ์ ํฉํ ์กฐ์ง ํน์ฑ. ์ง์ ์ฌ์ฐ ๊ด๋ฆฌ ์ ๋ด ๋ถ์์ ์ ๋ฌธ ์ธ๋ ฅ์ ํ๋ณด๊ฐ ํ์์ ์ด๋ค. ๋ํ ๊ธฐ์
์ ํ์ ์ฑ๊ณผ์ ๋ํ ๋ณด์ ์ฒด๊ณ๋ฅผ ์ ๋นํ๊ณ ๊ฐํํ๋ฉฐ, ๋ถ์๊ฐ์ ํ์
๊ณผ ๊ฒฝ์์ง์ ์ ๊ทน์ ์ธ ๊ด์ฌ๋ฅผ ๋๋ชจํจ์ผ๋ก์จ ์ง์ ์ฌ์ฐ ๊ด๋ฆฌ ์ ๋ต์ ์ฑ๊ณต์ผ๋ก ์ด๋ ์ ์๋ค