Purification and Characterization of Bacteriocin Produced by Enterococcus sp.

Enterococcus sp.가 생산하는 Bacteriocin의 정제 및 특성에 관한 연구

We isolated microorganism secreting antimicrobial substance from tomato and identified as Enterococcus faecium. This substance was completely inactivated by pretense treatment and retained activity after catalase treatment. This result indicated that the antimicrobial activity of this substance was due to proteinaceous substance known as bacteriocin. The bacteriocin inhibited growth of Gram positive bacteria, such as Listeria monocytogenes, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus plantarum, Streptococcus agalactiae, Streptococcus pyrogenes, and Gram negative bacteria, such as Pseudomonas aeruginosa. Purification of the bacteriocin was achieved by ethanol precipitation, ion exchange chromatography on CM Sepharose CL-6B, and gel filtration on Sephacryl S-100 HR. After these purification steps, the specific activity of the bacteriocin was increased 35.8 fold compared with culture broth. Purified bacteriocin was shown single band on SDS-PAGE and molecular weight was estimated 51 kDa. The residual activity of this bacteriocin was 3.3% at 10$0^{\circ}C$ for 60 min, and this bacteriocin was stable at pH 2~7.

본 연구에서는 토마토에서 bacteriocin 생산균주를 분리하여 균주동정 및 bacteriocin 정제를 행하였다. 분리균주는 Gram 염색, catalase test, 포자생성유무, API 20 STREP. kit 등을 통하여 Enterococus faecium으로 잠정 동정하였다. 분리균주가 생산하는 항균성물질은 Gram 양성 세균인 Listeria manocytogmes, Leuonostoc mesenteroides, Lactobacillus plantarum, Streptococus agalartiae, Streptococus pyrogenes, Gram 음성 세균인 Pseudomonas aeruginosa등에 대해서 항균력을 나타내었다. 단백질 분해 효소인 proteinase K에 의해서 그 활성이 소실되고, catalase에 의해서는 항균력이 유지되므로 단백질성 bacteriocin임을 확인할 수 있었다. Bacteriocin 정제를 위하여 ethanol침전, CM Sepharose CL-6B 양이온교환 chromatography, Sephacryl S-100 HR gel filtration의 순으로 정제하여 초기 배양액의 bacteriocin활성 대비 35.8배의 정제도를 얻었다. 13% SDS-polyacrylamide gel전기 영동을 통하여 단일 band를 확인할 수 있었으며 분자량은 약 51 kDa 정도_로 추정되었다. Crude bacteriocin의 열 안정성은 10$0^{\circ}C$에서 1시간 처리하였을 때의 잔존활성이 3.3%로 비교적 낮았으며, pH에 대해서는 pH2~7에서 비교적 안정하였다. Bacteriocin의 항균작용을 알아보기 위하여 피검균인 Leu. mesenteroides를 초기농도 1.0$\times$$10^{9}$ CFU/$m\ell$로 접종한 배지에 bacteriocin을 첨가하여 배양하였을 때 4시간 이후에 완전히 사멸되므로 bacteriocidal 작용을 하는 것으로 추정되었다.