Production of Violacein by a Novel Bacterium, Massilia sp. EP15224 Strain

Violacein has received much attention due to its various important biological activities, including broad-spectrum antibacterial and antifungal activity, anti-malarial, anti-tumoral, anti-oxidant, and anti-diarrheal activities. EP15224 strain isolated from forest soils in Korea was found to be a new species belonged to the genus Massilia based on its 16S ribosomal DNA sequences. The 16S ribosomal DNA of strain EP15224 displayed 97% homology with Massilia sp. BS-1, the nearest violacein-producing bacterium. Strain EP15224 produced bluish-purple pigment well in a synthetic MM2 medium containing glucose, $(NH_4)_2SO_4$, $Na_2HPO_4{\cdot}7H_2O$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$, and 1 mM $\small{L}$-tryptophan. The chemical analysis of the pigment by LC/MS/MS showed that it is violacein with molecular weight of 343.34. This is the second report on the production of violacein by a Massilia species. In this study, the optimal culture conditions for violacein production were established under which 280 mg/l crude violacein was produced : glucose 2 g/l, $(NH_4)_2SO_4$ 1 g/l, $Na_2HPO_4{\cdot}7H_2O$ 2 g/l, $KH_2PO_4$ 1 g/l, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 0.1 g/l, L-tryptophan 0.24 g/l, 25 ml medium in a 250 ml flask, with an inoculumn size of 10% (v/v), 72 h of cultivation with 250 rpm at $25^{\circ}C$.

Violacein을 생산하는 Massilia sp. EP15224 균주

비올라세인은 항균, 항암, 항산화, 항말라리아, 항설사 활성과 같은 다양한 생리활성을 가지는 보라색소 물질로 알려져 있다. 본 연구에서는 한국의 산림토양에서 분리되었으며 보라색 색소를 생산하는 EP15224 균주를 선발하여 16S rRNA 유전자의 염기서열을 분석하였다. 그 결과 Massilia sp. BS-1과 97%의 가장 높은상동성을 보였다. 또한 16S rRNA 유전자에 근거한 계통분류학적 분석에서 EP15224는 기존 보고된 비올라세인 생산 세균들과는 별개로 구분되는 Massilia속의 새로운 종임을 확인하였다. 이 균주가 생산하는 보라색 소물질을 분리하여 LC/MS/MS로 분석한 결과, 분자량이 343.34인 비올라세인과 일치하였다. 또한 비올라세인의 생산효율을 높여주는 최적의 배지성분[glucose 2 g/l, $(NH_4)_2SO_4$ 1 g/l, $Na_2HPO_4{\cdot}7H_2O$ 2 g/l, $KH_2PO_4$ 1 g/l, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 0.1 g/l, $\small{L}$-tryptophan 0.24 g/l]과 배양조건[$25^{\circ}C$에서 72시간 배양, 250 rpm, 10% 접종량]을 조사하였으며 이 조건에서 액체배양 하였을 때 리터 당 280 mg의 비올라세인이 생산되었다.