Extracellular Polysaccharide Produced by a New Methylotrophic Isolate

새로운 메탄올 자화세균이 생산하는 세포외 다당류

An obligately methylotrophic bacterium which produces extracellular polysaccharide (EPS) was isolated through methanol-enrichment culture technique. The isolate was aerobic, nonmotile, and gram negative rod and exibited catalase, but no oxidase, activity. Plasmid, carotenoid, and poly-${\beta}$-hydroxybutyric acid were not found. The guanine plus cytosine content of DNA was 52-56%. The isolate was found to grow only on methanol and monomethylamine. Growth was optimal ($t_d=2.4h$) at $35^{\circ}C$ and pH 6.5 in a mineral medium containing 0.5% (v/v) methanol, 25 mM phosphate, and 0.212% ammonium sulfate. Methanol was assimilated through the ribulose monophosphate pathway. Maximun amount of EPS was produced in cells growing at the mid-stationary growth phase at $30^{\circ}C$ in a mineral medium (PH 6.5) containing 1.0% (v/v) methanol in the CIN ratio of 54.7. Thin-layer chromatographic and high performance liquid chromatographic analysis revealed that the EPS was composed of glucose and galactose. EPS which was not treated with ethanol (Pbe) exhibited stable viscosity under various concentrations of salts and temperatures hut showed high viscosity at low pH. EPS precipitated with ethanol (Pae) was found to be more stable in viscosity than the Pbe at various salt concentrations, temperatures, and pH. The Pae also exhibited higher viscosity than the Pbe and xanthan gum. Scanning electron microscopy revealed that the lyophilized Pbe and Pae have a multi-layered structure and a structure of thick fibers, respectively.

세포외 다당류를 분비하는 새로운 methylotrophic bacteria를 분리하여 세균의 특징과 그 세균이 생산하는 세포외 다당류의 물리 화학적 특성을 조사하였다. 분리균주는 그람음성의 간균으로 편모가 없는 비운동성 세균이며, DNA의 G+C 함량은 53-56%이었고, plasmid를 가지고 있지 않았다. 메탄올과 메틸아민만을 기질로 이용하였으며, 탄소동화경로로는 ribulose monophosphate pathway를 이용하는 절대 methylotrophic bacteria이었다. 성장을 위한 최적온도와 pH는 각각 $35^{\circ}C$와 6.5이었고, 0.5%(v/v)의 메탄올이 포함된 배지에서 가장 빨리 성장하였다(세대시간=2.4시간). 분리균주는 절대 호기성 세균으로 질소원과 산소가 결핍된 조건에서 다량의 세포외 다당류를 분비하였다. 다당류 생산을 위한 최적온도와 pH는 각각 $30^{\circ}C$와 6.5이었고, 1.0%(v/v)의 메탄올이 포함된 배지에서 배지내의 탄소 대질소비가 57.4일 때 가장 많이 생산되었다. 정제된 다당류는 포도당과 galactose로 이루어져 있었다. 에탄올 처리전의 다당류는 낮은 pH에서 더 높은 점도를 보였고, 온도와 염류농도의 변화에도 비교적 안정하였다. 에탄올 처리후의 다당류는 xanthan gum보다 높은 점도를 나타내었고, pH, 온도, 염류농도의 변화에 대해 점도변화가 크지 않았다. 냉동건조된 다당류를 전자현미경을 이용하여 관찰하였을 때, 에탄올 처리전의 다당류는 얇은 막이 겹친 구조를 하고 있었고, 에탄올 처리후의 다당류는 굵은 섬유상의 모습을 띠고 있었다.