Isolation and Characterization of Lactobacillus brevis AML15 Producing γ-Aminobutyric acid

(γ-Aminobutyric acid를 생산하는 Lactobacillus brevis AML15의 분리 및 특성

For the screening of ${\gamma}-aminobutyric$ acid (CABA)-producing bacteria, 86 bacterial strains which produce GABA were isolated from Kimchi and Salted fisk .Among these, three strains designated AML15, AML45-1, AML72 with relatively high GABA productivity were selecled by thin layer chromatography (TLC). To elucidate the relationship between isolated strains and the genus Lactobacillus, their 16S rDNA sequence were examined. The result of their DNA sequences showed 99% similarity with Lactobacillus brevis ATCC 367. On the basis of the these results, isolated strains were identified as Lactobacillus brevis and designated L. brevis AML15. In order to determine the optimum conditions for GABA production, the isolated strains were cultivated in pyridoxal phosphate (PLP) and monosodium glutami. acid (MSG). Results showed that L. brevis AML15 had the highest CABA productivity with 10,424 $nM/{\mu}l$ concentration in MRS broth containing 5% (w/v) MSG and 10 ${\mu}M$ PLP at pH 5.0. The results imply that L. brevis AML15 has the potential to be developed as a strain for GABA hyper-production.

국내해안의 젓갈과 김치류로부터 86종의 GABA 생산균주를 분리하였다. 분리된 균주들을 Thin layer chromatography를 이용하여 GABA 생성능이 우수한 AML15, AML45-1, AML72의 3종의 균주를 선발하였다. 선별된 3종의 균주의 아미노산 분석 결과 GABA 생성능이 가장 우수한 AML15 균주를 본 실험에 사용하였다. AML15의 분류학적 위치를 규명하기 위하여 16S ribosomal DNA 영역의 부분염기서열 분석을 실시하였다. 165 rDNA 분석결과 Lactobacillus brevis ATCC 367과 99%의 유사도를 나타내어 L. brevis AML15로 명명하였다. MRS 배지에 최종 전환 농도로 설정된 5%(w/v) monosodium glutamic acid를 첨가하고 배지의 초기 pH를 4.0, 5.0과 6.0으로 조정하여 배양한 결과 배지의 초기 pH가 5.0일 때 GABA 생성능이 가장 높게 조사되었다. GABA 생산배지에 GAD 효소활성에 조효소로 작용하는 PLP를 0. 10. 50과 100 ${\mu}M$의 농도로 첨가하여 아미노산 분석결과 PLP를 10${\mu}M$ 첨가하였을 때 10,424 $nM/{\mu}$l의 GABA가생산되었다. PLP를 첨가하지 않았을 때보다 PLP 첨가 후 GABA 생성이 증가됨을 확인할 수 있었다.