목차

표제지=0,1,1

제출문=0,2,1

에너지ㆍ자원기술개발사업 최종보고서 초록/박순철=0,3,1

요약문=i,4,2

목차=iii,6,3

그림목차=vi,9,1

표목차=vii,10,1

제1장 서론=1,11,1

제1절 기술개발의 필요성과 전망=1,11,1

1. 바이오매스 자원과 기술개발의 목표=1,11,4

2. 기술개발의 필요성과 전망=4,14,5

제2절 기술개발 현황과 핵심기술=9,19,1

1. 목질계 전처리 당화 관련기술의 개요=9,19,2

2. 전처리 기술개발 현황과 애로 요소기술=10,20,8

3. 효소생산 및 당화기술 개발현황과 애로 요소기술=17,27,9

제2장 총괄과제(위탁포함)의 구성과 기대효과=26,36,1

제1절 현존기술의 문제점과 해결방안=26,36,1

1. 전처리 부문=26,36,1

2. 당화효소 생산 부문=26,36,2

3. 약산 당화공정=27,37,1

4. Xylanase 개발=27,37,1

제2절 기술개발의 목표 및 내용과 추진전략=28,38,1

1. 기술개발의 목표와 내용=28,38,1

2. 총괄연구 및 위탁연구 개요=28,38,5

3. 추진전략=33,43,2

제3절 기술개발의 기대효과=34,44,1

1. 대체에너지 효과=34,44,1

2. 자원개발 효과=35,45,1

3. 기술개발의 보급환경=35,45,1

4. 시장 현황=35,45,2

5.개발기술의 투자 경제성=36,46,2

제4절 기술개발의 결과 요약=37,47,1

1. 총괄 연구과제=37,47,1

2. 공동연구과제 I=37,47,2

3. 위탁연구과제 I=38,48,1

4. 위탁연구과제 II=38,48,1

5. 위탁연구과제 III=38,48,2

6. 위탁연구과제 IV=39,49,1

제3장 목질계 바이오매스의 전처리와 고효율 당화공정=40,50,1

제1절 SEDAP에 의한 전처리의 시험=41,51,1

1. 시험 연구의 목표와 내용=41,51,1

2. 실험방법=41,51,3

3. 실험결과 및 고찰=44,54,9

제2절 SEDAP 전처리 시료의 당화실험=53,63,1

1. 실험연구의 목표와 내용=53,63,1

2. 실험방법=53,63,2

3. 실험결과 및 고찰=54,64,13

제3절 개발 Cellulase의 성능 Test=67,77,1

1. 연구목적=67,77,1

2. 실험방법=67,77,1

3. 실험결과 및 고찰=68,78,2

제4장 결론=70,80,1

1. SEDAP 전처리 방법의 개발=70,80,1

2. 전처리 후 폭쇄재의 고효율 당화기술 개발=71,81,1

3. 시료별 최적화 고효율 당화공정=71,81,2

4. 개발 당화효소의 시험 비교결과=72,82,1

[참고문헌]=73,83,2

공동연구과제:분자진화기술을 이용한 초강력 셀룰라아제 및 고생산 균주의 개발

공동연구과제:분자진화기술을 이용한 초강력 셀룰라아제 및 고생산 균주의 개발/아미코젠(주),(주)제노텍=0,85,1

제출문=0,86,1

요약문=i,87,2

목차=iii,89,3

그림목차=vi,92,1

표목차=vii,93,1

제1장 서론=1,94,1

제1절 Cellulase 개요=1,94,1

1. Cellulosic biomass=1,94,2

2. Cellulase system=2,95,3

3. Cellulase의 domain structure=4,97,2

4. Cellulose ethanol=5,98,2

제2절 분자진화기술의 개요=6,99,1

1. 분자진화기술(Directed Molecular Evolution)=6,99,3

2. 분자진화기술 개발 동향=8,101,3

제3절 연구개발 목적 및 필요성=11,104,1

1. 연구개발 목적=11,104,1

가. 연구개발 개요=11,104,1

나. 연구개발 내용 및 목표=11,104,2

2. 연구개발 필요성=12,105,1

가. 기술적인 측면=12,105,2

나. 경제적인 측면=13,106,1

제2장 분자진화기술에 의한 비활성 증진 cellulase의 개발=14,107,1

제1절 내열성 섬유소 분해효소 유전자의 cloning 및 염기서열 분석=14,107,1

1. 내용 및 목적=14,107,1

2. 실험방법=14,107,1

가. Bacillus subtilis 균주로부터 chromosomal DNA 분리=14,107,1

나. E. coli와 Bacillus에서 plasmid DNA의 분리=15,108,1

다. Cellulase 유전자의 PCR 클로닝=15,108,1

3. 결과 및 고찰=15,108,3

제2절 분자진화기술 적용을 위한 변이체 스크리닝 시스템 개발=17,110,1

1. 내용 및 목적=17,110,2

2. 실험방법=18,111,1

가. Cellulase 분비를 위한 gene fusion=18,111,1

나. Cellulase 활성 측정=18,111,1

3. 결과 및 고찰=19,112,1

가. SMP ABC transporter를 이용한 cellulase 분비=19,112,6

나. 비활성 증진 변이체 스크리닝 시스템 구축=25,118,1

제3절 분자진화기술에 의한 비활성이 증가된 cellulase 개량=25,118,1

1. 내용 및 목적=25,118,2

2. 실험방법=26,119,1

3. 결과 및 고찰=27,120,1

가. 비활성이 증가된 cellulase 개발을 위한 1차 개량=27,120,1

나. 비활성이 증가된 cellulase 개발을 위한 2차 개량=27,120,2

제3장 개량 cellulase 고생산 재조합 Bacillus 균주의 개발=29,122,1

제1절 Genome shuffling 기술에 의한 cellulase 고생산 균주의 개발=29,122,1

1. 내용 및 목적=29,122,4

2. 연구 방법=32,125,1

가. Bacillus natural transformation=32,125,1

나. 원형질 제조 및 재생=32,125,1

다. 원형질 융합=32,125,2

3. 결과 및 고찰=33,126,1

가. Bacillus WB700의 amylase 유전자 제거=33,126,1

나. Amylase 발현벡터 제조=33,126,3

다. 원형질 융합조건 개발=35,128,2

라. "Breeding stocks" 제조=36,129,2

마. Genome shuffling을 통한 cellulase 고생산성 균주의 선발=37,130,1

제2절 개량 cellulase 고생산 재조합 B. subtilis 균주의 개발=38,131,1

1. 내용 및 목적=38,131,1

2. 연구 방법=38,131,1

가. spo0A와 abrB knock-out을 위한 integration vector 제조=38,131,2

나. Cellulase 발현 벡터 제조=39,132,1

3. 결과 및 고찰=39,132,1

가. B. subtilis WB700 sporulation 관련 유전자(spo0A,abrB) 제거=39,132,2

나. Cellulase 발현 벡터 제조=41,134,1

다. WB700에서 cellulase 생산성 조사=41,134,2

라. B. subtilis WB700 (spo0A::sp)에서 cellulase 생산성 조사=42,135,2

마. B. subtilis WB700 (abrB::sp)에서 cellulase 생산성 조사=43,136,2

참고문헌=45,138,1

위탁연구과제 I:방향적 진화기술을 이용한 Xylanase 개발과 고생산성 Xylose의 생산기술 개발

위탁연구과제 I:방향적 진화기술을 이용한 Xylanase 개발과 고생산성 Xylose의 생산기술 개발/한국과학기술원=0,139,1

제출문=0,140,1

요약문=i,141,6

목차=vii,147,2

그림목차=ix,149,1

표목차=x,150,1

제1장 서론=1,151,1

제1절 연구 개발의 필요성=1,151,1

1. 기술의 개요=1,151,3

2. 기술 개발의 필요성=4,154,1

가. 기술적 측면=4,154,1

나. 경제적 측면=4,154,1

제2장 관련 기술의 국내외 현황=5,155,1

제1절 연구 사례의 조사=5,155,1

1. 국내의 경우=5,155,1

2. 국외의 경우=5,155,2

3. 국내외 특허 및 현존 기술과의 관련성=6,156,2

제2절 현존 기술의 문제점 및 해결방안=7,157,1

1. 현존 기술의 취약점(문제점)=7,157,1

2. 기술개발과정에서의 애로사항=7,157,2

3. 문제점 및 애로사항 해결방안=8,158,2

제3절 기대효과 및 활용방안=9,159,1

1. 기대효과=9,159,1

2. 활용방안=9,159,1

제4절 개발기술의 경제성=9,159,1

1. 개발 기술의 효과=9,159,1

가. 개발기술의 에너지자원 효과=9,159,2

나. 개발기술의 보급 환경(제도적,경제적 여건 등)=10,160,1

제5절 시장현황=10,160,1

1. 국내시장=10,160,1

2. 국외시장=10,160,1

3. 개발기술의 투자경제성과 전략=11,161,1

가. 개발기술의 투자경제성=11,161,1

나. 개발기술의 실용화(상용화) 전략=11,161,1

제3장 연구 개발 수행 내용 및 결과=12,162,1

제1절 이론적,실험적 접근방법=12,162,1

1. 연구의 방향=12,162,1

2. 방향적 진화(Directed evolution)=12,162,3

제2절 연구 내용 및 결과=15,165,1

1. xylanse의 내알칼리성을 위한 방향적 진화=15,165,1

가. 연구의 배경=15,165,2

나. 실험 재료 및 방법=16,166,4

다. 결과 및 고찰=19,169,17

2. Bacillus subtilis를 이용한 내알칼리성 xylanase의 발현=36,186,1

가. 연구의 배경=36,186,1

나. 재료 및 방법=36,186,2

다. 결과 및 고찰=38,188,1

3. 고발현 재조합 Bacillus subtilis균주의 구축 및 발효 조건 확립=38,188,1

가. 연구의 배경=39,189,1

나. 재료 및 방법=39,189,3

다. 결과 및 고찰=41,191,5

4. 내알칼리성 xylanase 발효=45,195,1

가. 연구의 배경=45,195,1

나. 재료 및 방법=45,195,2

다. 결과 및 고찰=46,196,4

제4장 결론=50,200,3

참고문헌=53,203,6

위탁연구과제 II:초호열성 극한미생물 유래 섬유소 당화효소의 유전학적 생산기술 개발

위탁연구과제 II:초호열성 극한미생물 유래 섬유소 당화효소의 유전학적 생산기술 개발/포항공과대학=0,209,1

제출문=0,210,1

요약문=i,211,6

목차=vii,217,1

그림목차=viii,218,1

표목차=ix,219,1

제1장 서론=1,220,2

제2장 국내ㆍ외 보급현황=3,222,1

제1절 국내 현황=3,222,2

제2절 국외 현황=4,223,2

제3절 바이오에너지 보급 현황 분석=5,224,1

1. 국내ㆍ외 바이오에너지 현황 분석=5,224,2

2. 현존 기술의 문제점 분석=6,225,2

제3장 연구 개발 수행 내용 및 결과=8,227,1

제1절 섬유소 당화효소를 생산하는 초호열성 극한 미생물 탐색 선정 및 당화효소의 특성 규명=8,227,1

1. 연구배경 및 개요=8,227,2

2. 연구 방법=10,229,5

3. 결과 및 고찰=14,233,15

제2절 초호열성 당화효소 유전자의 cloning과 재조합 플라스미드 제작=29,248,1

1. 연구 배경 및 개요=29,248,2

2. 연구 방법=30,249,6

3. 결과 및 고찰=36,255,6

제3절 재조합 초호열성 당화효소의 대량생산 및 당화반응 연구=42,261,1

1. 연구 배경 및 개요=42,261,2

2. 연구 방법=43,262,5

3. 결과 및 고찰=47,266,12

제4장 결론=59,278,3

참고 문헌=62,281,4

위탁연구과제 III:약산 당화공정에 의한 전처리 바이오매스의 포도당 전환

위탁연구과제 III:약산 당화공정에 의한 전처리 바이오매스의 포도당 전환/단국대학교=0,285,1

제출문=0,286,1

요약문=i,287,6

목차=vii,293,2

그림목차=ix,295,1

표목차=x,296,1

제1장 서론=1,297,1

제1절 기술의 개요=1,297,3

제2절 기술개발의 중요성=4,300,1

1. 기술적 측면=4,300,2

2. 관련 기술의 국ㆍ내외 현황=6,302,1

가. 국내기술의 현황=6,302,1

나. 국외 기술의 현황=6,302,2

제3절 연구목표 및 연구배경=8,304,1

1. 1차년도=8,304,1

2. 2차년도=9,305,1

3. 3차년도=10,306,1

제2장 연구실험 방법 및 결과=11,307,1

제1절 당화공정 변수 도출 및 영향인자 관찰=11,307,1

1. 실험 내용 및 목적=11,307,1

가. 회분식 바이오매스 당화장치=11,307,2

나. 반응기 재질 (재질용 금속)의 당분해 효과 관찰=13,309,2

다. 산의 농도에 따른 포도당의 분해=14,310,2

라. 순수 섬유소를 이용한 당화 공정변수 설정 및 산의 농도 결정=16,312,2

제2절 회분식 공정에서의 공정변수의 영향조사 및 당화수율 극대화=18,314,1

1. 실험 내용 및 목적=18,314,1

가. 회분식 바이오매스 당화=18,314,4

제3절 당화공정 개발 및 효소 당화 수율 비교=22,318,1

1. 실험 내용 및 목적=22,318,1

2. 실험방법=22,318,1

가. 반응장치=22,318,1

나. 반응조건 및 분석=23,319,1

다. 당화공정 최적화=23,319,1

3. 결과 및 고찰=24,320,1

가. 바이오매스 당화에 대한 동력학적 실험=24,320,3

나. SEDAP 처리된 바이오매스 당화공정 최적화=27,323,2

다. 포도당 분해 속도에 관한 연구=29,325,3

라. SEDAP 처리된 바이오매스의 효소에 의한 가수분해=32,328,1

제3장 연구결과의 활용=33,329,1

제1절 회분식 당화 반응장치 개발=33,329,1

제2절 회분식 당화공정 최적화=34,330,1

제3절 체계적인 약산 당화공정 개발=35,331,1

제4장 결론=36,332,1

참고문헌=37,333,2

위탁연구과제 IV:목질계 Cellulose로부터 Ethanol의 경제적인 생산공정을 위하여 분자진화에 의한 활성이 획기적으로 증가된 cellulase의 대량 발현공정 개발

위탁연구과제 IV:목질계 Cellulose로부터 Ethanol의 경제적인 생산공정을 위하여 분자진화에 의한 활성이 획기적으로 증가된 cellulase의 대량 발현공정 개발/한남대학교=0,335,1

제출문=0,336,1

요약문=i,337,8

목차=ix,345,2

그림목차=xi,347,1

표목차=xii,348,1

제1장 서론=1,349,1

제1절 기술개요 및 개발 필요성=1,349,1

1. 기술개요=1,349,1

2. 기술개발의 필요성=1,349,1

가. 기술적 측면=1,349,4

나. 경제적 측면=4,352,1

제2절 관련기술의 국내외 현황=5,353,1

1. 국내의 경우=5,353,1

2. 국외의 경우=5,353,2

제3절 현존기술의 문제점=6,354,1

제4절 개발기술의 경제성=6,354,1

1. 개발기술의 에너지 자원 효과=6,354,1

2. 개발기술의 보급환경=6,354,2

3. 시장현황=7,355,1

가. 국내시장=7,355,1

나. 국외시장=7,355,1

4. 개발기술의 투자 경제성=7,355,2

제2장 기술개발목표 및 내용=9,357,1

제1절 최종개발목표=9,357,1

제2절 기술개발 내용 및 범위=9,357,6

제3장 기술개발결과=15,363,12

제4장 기대효과 및 활용방안=27,375,1

제1절 기대효과=27,375,1

제2절 활용방안=27,375,1

제5장 개발계획 대비 추진실적=28,376,1

참고문헌=29,377,4

[표 1-1] 대표적 화석연료와 바이오매스의 열량당 단가와 당화생성물 포도당의 단가=8,18,1

[표 1-2] 각종 바이오매스에의 탄수화물류의 대표적 성분비=9,19,1

[표 1-3] 대표적 셀룰라제 생산 미생물의 셀룰라제 활성 비교=20,30,1

[표 1-4] 상업화된 당화효소 제제=21,31,1

[표 2-1] 세부 과제별 개발목표 및 평가지표=32,42,1

[표 2-2] 우리나라의 바이오매스 자원=34,44,1

[표 2-3] 목질계 포도당의 국내 잠재시장=35,45,1

[표 2-4] 목질계 포도당의 국외 잠재시장=36,46,1

[표 3-1] 원재료의 수분함량 및 침적처리 투입량=46,56,1

[표 3-2] 침적처리후 수분함량 및 폭쇄기 투입량=47,57,1

[표 3-3] 폭쇄재의 수분함량 및 생산=47,57,1

[표 3-4] 응축수와 폭쇄재 추출액의 Glucose 및 Xylose 농도=48,58,1

[표 3-5] 각 시료별 삼성분 분석=49,59,1

[표 3-6] 폭쇄수율=50,60,1

[표 3-7] 응축수와 추출액의 당 총량=51,61,1

[표 3-8] 각 시료의 폭쇄 전후 성분량=52,62,1

[표 3-9] 각종 시료의 최대 당화수율 조견표=55,65,1

[표 4-1] 최적화 고효율 당화공정=72,82,1

[표 2-1] ABC transporter 존재하에서 cellulase-SMP chimeric protein의 세포내 및 세포외 활성=21,114,1

[표 2-2] ABC transporter 존재하에서 cellulase-SMP chimeric protein의 세포내 및 세포외 활성=23,116,1

[표 3-1] B. subtilis ackA::cat와 tnrA::erm 사이의 fusion frequency=36,129,1

[표 3-2] NTG mutagenesis를 통해 선발된 amylase 고생산성 균주들=37,130,1

[표 1] E. coli에서 Xyanase 유전자의 복제 및 발현=3,153,1

[표 2] 다양한 배지 성분들이 세포성장과 xylanase 활성에 미치는 영향=43,193,1

표 1-1. Cellulase activity from hyperthermophile=17,236,1

표 1-2. Purification of the CMCase from S. shibatae B12=21,240,1

표 1-3. Effect of various metal ions on the activity of CMCcase from S. shibatae B12=27,246,1

표 1-4. Substrate specificity of the from S. shibatae B12=28,247,1

표 2-1. Purification of the CMCase from S. solfataricus P2=38,257,1

표 2-2. Comparison of recombinant cellulase activity from pET-CelA and pET-△CelA=41,260,1

표 3-1. Medium composition for fed-batch fermentation=44,263,1

표 3-2. Purification of recombinant R. obamensis cellulase from E. coli BL21(DE3)=51,270,1

표 3-3. Effect of various metal ions on the activity of the cellulase from recombinant E. coli BL21(DE3)=56,275,1

표 3-4. Substrate specificity recombinant enzyme=57,276,1

[표 2-1] Three-variable,three-level fractional factorial experimental design for the biomass hydrolysis=27,323,1

[표 3-1] DNS 환원당 측정법을 이용한 original CBH I과 CBH I 변이체의 활성 비교=21,369,1

[표 3-2] CBH I 변이체의 변경된 아미노산 서열의 분석=22,370,1