3',5'-cyclic adenosine monophosphate (cAMP) is an important molecule, which mediates diverse cellular processes. For example, it is involved in regulation of sugar uptake/catabolism, DNA replication, cell division, and motility in various acterial species. In addition, cAMP is one of the critical regulators for syntheses of virulence factors in many pathogenic bacteria. It is believed that cAMP acts as a signal for environmental changes as well as a regulatory factor for gene expressions. Therefore, intracellular concentration of cAMP is finely modulated by according to its rates of synthesis (by adenylate cyclase), excretion, and degradation (by cAMP phosphodiesterase). In the present review, we discuss the bacterial physiological characteristics governed by CAMP and the molecular mechanisms for gene regulation by cAMP. Furthermore, the effect of cAMP on phosphotransferase system is addressed.

재래시장에서 시판되는 청국장을 이용하여 단백질 분해활성이 높은 Bacillus subtilis LSH805 균주를 분리 동정하였고, 이 균주를 이용하여 생산된 청국장의 혈전용해활성 및 대식세포주에 대한 NO 생산능 등을 비교하였다. 백태를 이용해 발효된 청국장의 경우 점액성 물질의 길이가 흑태를 이용한 것보다 1.5배 정도 길었으며 발효취가 낮은 청국장을 얻었다. 백태를 이용한 발효 청국장의 혈전분해활성은 배양 후 15시간이 경과한 시점에서 급격한 증가를 보였으며 20시간이 경과한 후에는 약 1,500mg의 분해된 혈전을 얻을 수 있었다. 청국장의 대식세포주의 NO 생산증진은 원료콩에 비해 큰 차이를 나타내지 않았지만 활성을 보이는 분획의 경향변화를 확인할 수 있었다. 본 연구결과로 식품섭취를 통해 혈전증 등을 사전에 예방하거나 개선할 수 있는 건강기능성 식품의 개발이 가능할 것으로 사료된다.

토양 미생물인 방선균의 배양액으로부터 그람양성균에 대해 항균활성을 가지는 항균성 물질을 탐색하였다. 2,500주의 방선균 배양액을 탐색하여 항균성 물질 생산균주 Streptomyces sp. G9l353을 분리하였고, 그로부터 생산된 항균성 물질인 A91353을 분리 정제하였다. A91353은 다양한 구조해석 연구에 의하여 N-acetyl-phenylalanine으로 동정되었으며 Sc. pyogenes 308A, Sc. pyogenes 77A 등과 같은 그람양성균에 대해 선택적이며, D-alanyl-D-alanine과 상호작용 하여 그람양성균의 세포벽 합성을 저해하는 것으로 사료된다. N-acetyl-phenylalanine의 최소생육저해 농도는 그람양성균에 대해서 $50{\mu}g/ml$ 이었으며, 그람음성균에 대한 활성은 나타나지 않았다.

식물생육을 촉진하고 고추역병균을 방제하는 다기능 PGPR 균주 Bacillus subtilis AH18 항진균성 cellulase 유전자를 PCR을 이용해 pUC18과 재조합 후 E. coli DH5$\alpha$에 cloning하여 E. coli내에 발현시켰으며, 그 형질전환 균주를 E. coli DH5$\alpha$(pCM 41)이라 명명하였고, 발현된 cellulase를 ce/H라 하였다. E. coli DH5$\alpha$(pCM 41)의 inset 부위는 B. subtilis AH18의 1,582 bp 유전자를 포함하며 cellulase의 유전자는 1,524 bp로 508개의 amino acid가 암호화된 것으로 추정되었고, CMC를 함유한 SDS-PAGE의 방법으로 약 55 kDa의 분자량을 확인하였다. B. subtilis AH18이 가지는 ce/H는 3종의 대표적인 Bacillus spp.들의 cellulase 유전자의 DNA와 아미노산 배열이 98% 이상 유사하였으며, CMC(carboxymethyl-cellulose) 뿐만 아니라, 불용성 섬유소인 Avicel, filter paper(Whatman No. 1) 특히 고추역병균인 Phytophthora capsici의 건조 cell wall도 분해하였다. 또한 colH의 cellulase는 $50^{\circ}C$에서 효소활성이 가장 높았으며, 최적 pH는 pH 6.0이었다. 그리고 $AgNO_3$ 또는 $CoCl_2$ 첨가시 활성이 1.7배, 2배 정도 증가하였고 $HgC1_2$ 첨가시는 활성이 20%까지 떨어졌다. 또한 여러 화학 저해제들 중 Sodium azide 또는 Hydroxy urea는 효소 활성을 증가시켰으며, CDTA 또는 EDIA는 섬유소분해능을 감소시켰다. 이들의 결과는 고추역병균 P. capsici의 생육을 억제하는 B. subtilis AM18의 진균세포벽 용해성 cellula의 효소학적 특성을 구명한 것이라고 할 수 있다.

알칼리와 고온에 대한 내성을 가진 invertase를 대량생산하기 위하여 호알칼리성이며 고온성 세균인 Bacillus sp. TA-11의 세포내 invertase유전자를 pUC 19벡터를 이용하여 E. coli HB101에 클로닝 시키고 발현시켜 invertase를 강력하게 생산하는 재조합 E. coli (pYC17)를 얻었다. 재조합 E. coli(pYC17)를 이용한 invertase 생산 최적조건을 검토한 결과 E. coil(pYC17)를 0.25% sucrose, 0.5% yeast extract, 0.1% $K_2HPO_4$와 0.1% $KH_2PO_4$을 함유한 SY배지(초기 pH 9.0)에 접종하여 37$^{\circ}C$에서 9시간 배양하였을 때 친주보다도 많은 47.7 U/ml-cell free extract의 invertase가 생산되었다.

식충식물에서 채취된 시료로부터 protease치 생산균으로 분리된 SH-8은 그람 양성간균으로 16S rRNA외 부분 염기서열에 근거하여 Bacillus속 균주로 확인되었다. Protease 생산을 위한 배지를 제조하기 위해 질소원, 탄소원, 인, 금속이온의 성분을 변화시키면서 균의 성장과 효소 생산성을 비교하였다. 포도당을 탄소원으로 사용하였을 때는 균의 성장은 정상적으로 일어나지만, pretense생산이 완전히 억제되는 것으로 나타났으며, 가용성 전분을 탄소원으로 사용하였을 때 효소 생산성이 가장 높았다. 질소원으로는 yeast extact가 효소 생산에 가장 적합하였으며, 농도가 높으면 효소 생산성이 저하되었다. 한편 2가 금속이온중 $Zn^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Co^{2+}$, $Mn^{2+}$을 배지에 첨가하였을 때는 균의 성장이 심하게 저해되었으며, 효소 생산도 되지 않았다. $CaCl_2$를 첨가한 배지에서는 효소 생산성이 증가되었으며, 효소 반응에 $CaCl_2$를 첨가하였을 때도 효소 활성이 증가하였다. 이로보아 $CaCl_2$는 Bacillus sp. SH-8의 protease 생산성과 활성을 모두 증가시키는 것으로 판단된다. 가용성 전분(2%), yeast extract(0.3%), $CaCl_2$(0.3%), $CaCl_2$(0.01%)와 $KH_2PO_4$(0.01%)를 포함하는 것으로 구성된 최적화 배지에서 최대효소 생산성은 435 U/ml로 나타났으며 26시간이 되었을 때 배양액 내 효소활성은 급격히 감소하였다.

콜레스테롤 유래의 양이온성 리피드 2-aminoethylcarbamate-cholesterol(Chol-E)를 합성하여 이의 리포좀을 제조하였다. 리포좀은 다양한 비율로 중성지방인 DOPE와 섞어서 만든 후 $100{\sim}200nm$의 membrane으로 extrusion시켜 균일한 리포좀을 제작하여 크기 및 전위를 측정하였다. 형광단백질 및 luciferase plasmid의 발현을 여러가지 세포에서 확인한 결과 우수한 발현양상을 보였으며 혈청이 있는 조건에서도 발현이 증가임을 볼수 있었으며, 합성 ODNs의 전달도 adipocyte cell 에서도 잘 이루어지는 것을 확인할 수 있었다 임상실험에 쓰이는 저독성의 DC-chol에 비교하여도 독성이 적은 리포좀임을 알 수 있으며 혈청하에서도 안정하게 유전자를 전달할 수 있는 응용성이 기대되는 새로운 리포좀을 제조하였음을 알 수 있다.

Glycerol-spore formation of wild myxobacteria isolated in Korea has been tested. One third of the wild myxobacterial isolates belonged to the genus Myxococcus and Corallococcus produced a large number of glycerol-spores in the presence of glycerol or dimethyl sulfoxide. However, two third of the other wild myxobacterial isolates belonged to the genus Myxococcus and Corallococcus produced a negligible number of spores under the same condition. In addition, the myxobacteral isolates belonged to the other genus, such as Stigmatella, Archangium, and Cystobacter, failed to produce a noticeable number of glycerol-spores.

The growth characteristics of sulfur-oxidizing bacteria, Acidithiobacillus thiooxidans AZ11, MET, and TAS were investigated in mineral salt media supplemented with elemental sulfur of 1$\sim$50 g $L^{-1}$. The sulfur oxidation rates of A. thiooxidans. MET and TAS increased highly with increasing sulfur concentration up to 10 g L$^{-1}$, but the rates increased slowly in sulfur concentration over 10 g L$^{-1}$. A. thiooxidans AZ11 showed the parallel increase of sulfur oxidation rate until sulfur concentration increased up to 40 g L$^{-1}$. The maximum sulfur oxidation rates (V$_{max}$) of AZl1, MET and TAS were 1.88, 1.38 and 0.43 g S L$^{-1}$ d$^{-1}$, respectively. The maximum specific growth rates (${\mu}_{max}$) of AZ11, MET, and TAS were 0.33 d$^{-1}$, 0.30 d$^{-1}$ and 0.45 d$^{-1}$, respectively. Although MET and TAS couldn't grow at sulfate concentration of 40 g L$^{-1}$, AZ11 could grow in the presence of 58 g L$^{-1}$ sulfate, the final oxidation product of elemental sulfur.

병원내 항생제 다제 내성을 일으키는 CTX-M형 ESBL을 생성하는 E. coli와 Klebsielia pneumoniae의 생성현황을 조사하고 이들 균주로 인한 감염증치료와 역학적 조사연구에 도움이 되고자 효소의 유전형을 규명하였다. 2005년 7월-12월에 부산에 소재하고 있는 2개의 종합병원에서 분리된 E. coli와 K. pneumoniae 각각 153주, 52주를 수집하였다. 그 중에서 ESBL을 생성 하는 균주를 검출하기 위해 Double disk synergy test를 시행하여서 E. coli 23주와 K. pneumoniae 13주를 분리하였다. 균주의 동정은 Vitek system GNI card(bioMerieux Vitek Inc., Hazelwood, Mo., U.S.A.)로 확인하였고, 항생제감수성시험은 disk diffusion method 와 agar dilution method를 사용하였다. 분리된 균주들의 내성을 일으키는 ESBL유전형을 규명하기 위하여 Isoelectric focusing(IEF), polymerase chain reaction test, DNA sequencing을 시행하였다. A병원의 13주와 B병원의 10주로 총 23주의 E. coli(15.0%)와 A병원의 7주와 B병원의 6주로 K. pneumoniae 13주(25.0%)가 double disk synergy test 양성으로 ESBL 생성균주로 판정하였다. ESBL 생성 36균주를 대상으로 bla$_{TEM}$, bla$_{SHV}$, bla$_{CTX-M}$ 유전자 검출을 위한 PCR을 시행한 결과 bla$_{TEM}$ 유전자는 13주(36.1%), bla$_{SHV}$ 유전자는 13주(36.1%), bla$_{CTX-M}$ 유전자는 32주(88.9%)가 양성반응을 보여서 bla$_{CTX-M}$ 유전자를 가진 균주가 가장 많이 나타났다. 그리고, bla$_{TME}$, bla$_{SHV}$ 두 가지 유전자를 가지고 있는 균주는 1주(2.8%)만 나타났고 bla$_{TEM}$, bla$_{CTX-M}$두 가지 유전자를 가지고 있는 균주는 9주(25.0%), bla$_{SHV}$, bla$_{CTX-M}$ 두 가지 유전자를 가지고 있는 균주가 10주(27.8%)로 나타나 bla$_{CTX-M}$을 포함하는 복합유전자가 많이 증가함을 알 수 있었다. 또한 CTX-M형 ESBL을 생성하는 E. coli와 K. pneumoniae에 대한 cefutaxime의 MIC는 256 $\mu$g/m1 이상으로 ceftazidime의 16-256 $\mu$g/mL 이상보다 높은 분포를 보였다. 즉, CTX-M형 ESBL 유전자를 지닌 균주에 대한 cefotaxim의 MIC는 ceftazidime의 MIC에 비해서 상대적으로 높은 양상을 보였다. 이러한 결과는 국내의 대학병원 뿐 만 아니라 일반종합병원에서도 CTX-M형 ESBL 생성 E. coli와 K. pneumoniae가 존재하며 확산 중임을 시사한다. 앞으로 CTX-M형 ESBL의 만연과 변종 CTX-M형 ESBL의 출연을 감시하기 위한 정기적인 연구와 조사가 필요한 것으로 생각한다.

CW-270031, an injectable carbapenem, is a novel synthesized pyrrolidinyl-thio carbapenems. It was evaluated for its in vitro antibacterial activities in comparison with those of imipenem and meropenem against standard strains and clinical isolated strains, CW-270031 was more active than imipenem against gram-negative (E. coli and Klebsiella oxytoca) clinical isolates, but it was slightly active than meropenem. Against Klebsiella aeruginosa CW-118 MIC were 0.048 $\mu$g/ml for CW-270031, 0.19 $\mu$g/ml for imipenem. Against clinical E. coli MIC range were 0.012$\sim$0.195 $\mu$g/ml for CW-270031, 0.097$\sim$0.39 $\mu$g/ml for imipenem. Against clinical Klebsiella oxytoca MIC$_{50}$ were 0.09 $\mu$g/ml for CW-270031, 0.39 $\mu$g/ml for imipenem. Against gram-positive standard strains and clinical CW-270031 was slightly more activity than meropenem, but CW-270033 was less active than imipenem against these tested isolates. The subcutaneous injection of CW-270031 in mice revealed that the half-life of CW-270031 in serum was about 13 min, long than that of meropenem (10.6 min). CW-270031. was stable to hydrolysis by dog renal dehydropeptidase I (DHP-l) enzyme, to an more stabilities shown by meropenem.

A growth inhibition assay using Chlorella sp. AG 10002 based on the OECD 201 standard test procedure was applied to the toxicity testing of endosulfan and its reported metabolites. Comparison of dry cell weight, optical density (OD) at 680 nm, and chlorophyll a concentration indicated that optical density at 680 nm of culture broth is convenient, rapid, and accurate method for cell growth. In this microalgae system, the $IC_{50}$ values of endosulfan, endosulfan sulfate, endosulfan lactone, and endosulfan ether were determined as 9.45, 18.8, 18.2 and 37.5 mg/L, respectively. In a while, endosulfan diol did not show a significant toxicity up to 50 mg/L. Since endosulfan is liable at acidic or alkaline conditions, treatment of endosulfan in pH 3, 4, and 11 for 3 days resulted in reduced toxicity, as expected. These results suggested that the microalgae system is useful to evaluate various toxic chemicals and provide a new notion for bioremediation of endosulfan in aqueous systems.

Food wastes were decomposed into the Mugri (Isung Engineering, Korea), a food waste reduction machine, with adding sawdust of cryptomeria. Degradation effects were better when the machine worked at over 45$^{\circ}C$ than those at the lower temperature. Thermophilic bacteria were isolated from cryptomeria sawdust and the food waste products degraded by the machine. The isolates from cryptomeria sawdust were classified into 3 genera (Acinetobacter baumannii, Enterobacter sp. and Erwinia cypripedii) and almost all the isolates from the degraded products were partially identified as Bacillus sp. by 16S rDNA sequence analysis. The isolated thermophilic bacteria showed degradative enzyme activities. In the case of addition of the 30 thermophilic bacteria into the machine, degradation rate of food wastes was almost twice as high with increasing process temperature up to 6$^{\circ}C$.

Quercetin은 flavonoid 계통의 물질로서 자연계에서 채소나 과일에 매우 흔하다. 또한 인체에서는 radical scavenger로서 신체항상성 뿐만 아니라 직장암의 예방에도 중요한 역할을 한다. Glucosidase를 포함한 glycosidase는 많은 종류의 대사성 질환에 관련이 있다. 유용한 $\alpha$-glucosidase 저해제를 스크리닝 하던 중 chemical library로부터 quercetin을 선별하였다. Quercetin은 $\alpha$-glucosidase에 가역적으로, 느리게 결합하며, 비경쟁적인 저해제인데, $6.3\times10^{-8}$ M의 Ki값을 가진다. 이러한 결과는 비록 기전 연구가 더 필요하지만, quercetin이 당뇨병과 같은 퇴행성 질환을 치료할 수 있다는 잠재성을 보여주는 것이다.