Park, Sang-Joon;Uyama, Hiroshi;Kwak, Mi-Sun;Sung, Moon-Hee
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.29
no.7
/
pp.1078-1082
/
2019
Poly-${\gamma}$-glutamate (${\gamma}$-PGA) has various applications due to its desirable characteristics in terms of safety and biodegradability. Previous studies have been conducted on ${\gamma}$-PGA hydrogels produced by ${\gamma}$-ray irradiation, but these hydrogels have proved unstable in solutions. This study was conducted to enable the ${\gamma}$-PGA hydrogel to maintain a stable form in solutions. The ${\gamma}$-PGA mixture for UV-irradiation was prepared with a cross-linker (N,N,N-trimethyl-3-[(2-methylacryloyl)amino]propan-1-aminium). Both ${\gamma}$-PGA hydrogels' characteristics, including stability in solutions, were examined. The UV-irradiated ${\gamma}$-PGA hydrogel maintained a stable form during the nine weeks of the study, but the ${\gamma}$-ray irradiated hydrogel dissolved after one week.
In this study, the cultural medium used for the efficient production of $\gamma$-PGA with a newly isolated Bacillus sp. RKY3 was optimized. It was necessary to supplement the culture medium with L-glutamic acid and an additional carbon source in order to induce the effective production of $\gamma$-PGA. The amount of $\gamma$-PGA increased with the addition of L-glutamic acid to the medium. The addition of 90 g/L L-glutamic acid to the medium resulted in the maximal yield of $\gamma$-PGA (83.2 g/L). The optimum nitrogen source was determined to be peptone, but corn steep liquor, a cheap nutrient, was also found to be effective for $\gamma$-PGA production. Both the $\gamma$-PGA production and cell growth increased rapidly with the addition of small amounts of $K_2HPO_4$ and $MgSO_4\cdot7H_{2}O$. Bacillus sp. RKY3 appears to require $Mg^{2+}$, rather than $Mn^{2+}$, for $\gamma$-PGA production, which is distinct from the production protocols associated with other, previously reported bacteria. Bacillus sp. RKY3 may also have contributed some minor $\gamma$-PGA depolymerase activity, resulting in the reduction of the molecular weight of the produced $\gamma$-PGA at the end of fermentation.
Park, Ji-Ho;Choi, Jae-Chul;Sung, Moon-Hee;Kang, Jae-Heon;Chang, Moon-Jeong
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.21
no.7
/
pp.766-775
/
2011
We investigated the effect of high molecular weight polygamma- glutamic acid (hm ${\gamma}$-PGA) on adiposity and lipid metabolism of rats in the presence of an obesity-inducing diet. Thirty-two Sprague-Dawley rats were fed either a normal-fat (11.4% kcal fat, NFC) or high-fat (51% kcal fat, HFC) diet. After 5 weeks, half of each diet-fed group was treated with hm ${\gamma}$-PGA (NFP or HFP) for 4 weeks. The HFC group had significantly higher body weight, visceral fat mass, fasting serum levels of total cholesterol, LDL cholesterol, and leptin, and lower serum HDL cholesterol level compared with those of the NFC group (p < 0.05). Treatment with hm ${\gamma}$-PGA decreased body weight gain and perirenal fat mass (p<0.05), fasting serum total cholesterol, and mRNA expression of glucose-6- phosphate dehydrogenase (G6PD), regardless of dietary fat contents (p < 0.01). However, hm ${\gamma}$-PGA increased serum HDL cholesterol in the HFC group (p < 0.05). In vitro, 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme-A (HMGCoA) reductase activity was suppressed by the addition of hm ${\gamma}$-PGA. In agreement with observations in animal study, the supplementation of hm ${\gamma}$-PGA (150 mg/day) to 20 female subjects in an 8-week double-blind, placebocontrolled study resulted in a tendency to decrease total cholesterol and LDL cholesterol concentrations. We thus conclude that dietary supplementation of hm ${\gamma}$-PGA may act as a hypocholestrolemic agent, secondary to its inhibitor effect on HMG-CoA reductase, and decrease abdominal adiposity by decreasing hepatic lipogenesis. The present study is an important first step in establishing the effect of hm ${\gamma}$-PGA on cholesterol levels in rats and humans.
Methods for production of ${\gamma}$-Polyglutamic acid( ${\gamma}$-PGA ) by an alkalophilic Alcaligenes sP. were investigated for batch and continuous culture processes. Both quantity and productivity of ${\gamma}$-PGA by Alcaligenes sp. in batch culture were gradually increased with the increase of glucose concentration up to 50g/l , but the maximal production yield of 63% was obtained at 10g/l of glucose concentration. The highest specific growth rate was about $0.25hr^{-1}$ at 50un of glucose concentration, and substrate inhibition was observed at above 50g1f of glucose concentration. The highest ${\gamma}$-PGA formation about 11g/l in a batch system was obtained at 31'C, pH 10.0 and 87rpn Productivity of 2.80g/l/hr for continuous cultivation was 9 times higher than the productivity for batch cultivation.
As one of the mucous components of Cheonggukjang, traditional fermented soybean paste, $\gamma$-PGA is a natural substance with diverse functions. In this paper, an in-vivo experiment has been performed using NC/Nga mice in order to find out the efficacy of $\gamma$-PGA in human atopic dermatitis. The NC/Nga mice with BMAC-induced atopic dermatitis were administered $\gamma$-PGA (PGA-HM) with 300 kDa and low-molecular $\gamma$-PGA (PGA-LM), respectively. As a result, a significant decrease in clinical skin severity score was detected in the group that was administered PGA-LM. In terms of serum IgE levels, a significant decline was observed in PGA-LM, compared to the control group. The serum IgG1 levels also decreased more in PGA-LM than in the control group. However, no significant difference was observed in both groups. To witness the induction of $CD4^+CD25^+foxp3^+$ Treg cells, mRNA was sampled from the back of PGA-HM- and PGA-LM-administered NC/Nga mice with atopic dermatitis. In terms of the production amount of foxp3 mRNA, which was measured in real-time PCR, the group that was administered PGA-LM was twice as high as the control group. According to a biopsy on the skin on the backs of the mice, the experimental group was also far lower than the control group in terms of epidermis thickness, mast cell infiltration and the number of $CCR3^+$ cells. Therefore, it has been confirmed that the atopic dermatitis symptoms decreased more in the PGA-LM-administered NC/Nga mice than the PGA-HM-administered group by facilitating $CD4^+CD25^+foxp3^+$ Treg cells and suppressing the activity of eosinophils and production of IgE and pro-inflammatory cytokines.
Poly-gamma-glutamic acid ($\gamma$-PGA) is a mucilaginous and biodegradable compound produced by Bacillus subtilis from fermented soybeans, and is found in the traditional Korean soy product, cheongkukjang. This study was carried out to evaluate the effects of $\gamma$-PGA from a food source on the concentration of the neurotransmitter GABA and its metabolic precursor glutamate in diet-induced obese rats. Eight-week old male Sprague-Dawley rats (n=60) were used. The rats were divided into two groups and obesity was induced by providing either a 10% control fat or 45% high fat diet for 5 weeks. The rats were then blocked into 6 groups and supplemented with a 0.1% $\gamma$-PGA diet for 4 weeks. After sacrifice, brain and serum GABA and glutamate concentrations were analyzed by high performance liquid chromatography with fluorometric detection. The rats fed the high fat diet had significantly increased body weights. $\gamma$-PGA supplementation significantly increased serum concentrations of glutamate and GABA in the control fat diet groups while this effect was not found in the high fat groups. In the brain, glutamate concentrations were significantly higher in the $\gamma$-PGA supplemented groups both in rats fed the normal and high fat diets than in the no $\gamma$-PGA controls. GABA concentrations showed the same tendency. The results indicated that $\gamma$-PGA intake increased GABA concentrations in the serum and brain. However, the effects were not shown in obese rats.
The components of the media used to elicit the biosynthesis of $poly-{\gamma}-glutamic$ acid $({\gamma}-PGA)$ by Bacillus subtilis ZJU-7 were investigated, particularly the carbon and nitrogen sources Of the 7 carbon sources investigated, sucrose induced the highest rate of ${\gamma}-PGA$ productivity; among the nitrogen sources, tryptone had the best effect for ${\gamma}-PGA$ production. A $2^{6-2}$ fractional factorial design was used to screen factors that influence ${\gamma}-PGA$ production significantly, and a central composite design was finally adopted to formulate the optimal medium. ${\gamma}-PGA$ productivity improved approximately 2-fold when the optimal medium was used compared with the original nonoptimized medium, and volumetric productivity reached a maximum of 58.2 g/L after a 24-h cultivation period.
ZHAO , XIN-QING;PARK, KWAN-HYONG;JIN, YING-YU;LEE, IN HYUNG;YANG, YOUNG-YELL;JOO-WON SUH,
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.15
no.1
/
pp.59-65
/
2005
Poly-${\gamma}$-glutamic acid (PGA) is an unusual anionic polypeptide and has great potential as an environmentally and industrially significant biodegradable material. A new ${\gamma}$-PGA producer, Bacillus mesentericus MJM1, with high production capacity was isolated from Korean domestic Chungkuckjang bean paste. It produced ${\gamma}$-PGA at the level of 10 g/l in suitable media. The viscosities of 5% initially extracted mucin and purified ${\gamma}$-PGA solutions were 660 cps and 600 cps, respectively. The produced ${\gamma}$-PGA polymer consisted of 2,000 glutamic acid residues with even proportion of L and D types with molecular mass of about 200- 300 kDa. Bacillus mesentericus MJM1 displayed ${\gamma}$-glutamyltranspeptidase (${\gamma}$-GTP) activity that is known to play a key role in ${\gamma}$-PGA biosynthesis. The ${\gamma}$-GTP coding region was located on the plasmid of 5.8 kb. The plasmid, named pMMH1, is a rolling-circle replication (RCR) plasmid and additionally contained a replication origin and type I signal peptidase (sipP) coding region.
We studied the effects of 2 different dosages of high-molecular-weight poly-${\gamma}$-glutamic acid (hm ${\gamma}$-PGA) derived from Bacillus subtilis chungkookjang on lipid metabolism in a high-fructose diet-induced hypertriglyceridemic animal model. For 4 weeks, rats were fed either AIN-93 diet (normal control, NC; n = 10) or modified AIN-93 diet in which cornstarch was substituted with 63% fructose (n = 30) to induce hypertriglyceridemia. After 4 weeks, the hypertriglyceridemic rats were treated with daily oral doses of 0 mg (hypertriglyceridemic control, HC), 2.5 mg (hypertriglyceridemic, low hm ${\gamma}$-PGA, HL), or 5 $mg{\cdot}kg{\cdot}bw^{-1}{\cdot}d^{-1}$ (hypertriglyceridemic, high hm ${\gamma}$-PGA, HH) hm ${\gamma}$-PGA for 4 weeks. The HL and HH groups exhibited significantly lower levels of serum triglyceride, total cholesterol, LDL cholesterol, and free fatty acids than the HC group. The administration of hm ${\gamma}$-PGA reduced serum ALT and AST levels. The activities of lipogenic enzymes such as hepatic malic enzyme and glucose-6-phosphate dehydrogenase as well as glucose-6-phosphate dehydrogenase mRNA expression were significantly decreased by hm ${\gamma}$-PGA administration (p < 0.05). These results indicate that hm ${\gamma}$-PGA has an anti-hypertriglyceridemic effect in high-fructose diet-induced hypertriglyceridemic rats.
Many studies have clarified that poly(${\gamma}$-glutamic acid) (PGA) increases the solubility of $Ca^{2+}$, suggesting that PGA enhances calcium absorption in the small intestine. However, there has been no report on the specific interaction between PGA and $Ca^{2+}$ in water. We studied the aqueous solution properties of PGA calcium salt (PGA-Ca complex). The chelating ability and binding strength of PGA for $Ca^{2+}$ were evaluated. The PGA-Ca complex was soluble in water, in contrast to the insolubility of poly(acrylic acid) (PAA) calcium salt, and the chelating ability of PGA for $Ca^{2+}$ was almost the same as that of PAA. The globular conformation of the PGA-Ca complex in water was estimated by SEC and viscosity measurements. The chelation ability of PGA for $Ca^{2+}$ was examined by $^1H$ NMR. The present study showing the characteristics of the PGA-Ca complex will provide useful information about the calcium absorption by PGA in vivo.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.