Streptomyces virginiae가 생산하는 virginimycin 생산 유도인자(virginiae butanolide C,VB-C) 결합 단백질의 ligand(VB-C)와의 결합활성에 미치는 일반적인 성질을 검토한 결과, 본 VB-C 결합단백질은 막성분을 제외한 세포질에 90% 이상 존재하며, 최적 pH는 7.0인 것으로 입증되었다. KCL 존재하 약 15%의 결합활성이 증대되었으며,$Mo^{6+}$ 이온 존재시 60%의 결합활성 저하를 보였다.
순수분리된 2,000여주의 혐기성 세균으로부터 선발된 Clostridium sp. KN-431은 bacteria 및 fungi에 대하여 재현성있는 항균활성을 나타내는 항생물질 KG-431A와 KG-431B를 생산하였다. 이들 중 KG-431B는 항암활성이 1차 검색에서도 양성반응을 보인 바 이에 대한 후속연구를 계획중에 있다. 이들의 MIC 값을 비교해 보면 완전정제가 가능하였던 KG-431B 보다는 차라리 정제과정에서 많은 어려움이 따라 불완전 상태로 실험을 행한 KG-431A의 활성이 더 뛰어난 것을 알 수 있었다. 정제된 KG-431B의 여러가니 이화학적 특성과 spectra datark 기지물질인 3-IPA와 일치하나 본 실험을 통해 밝혀진 항암활성의 검색은 정제된 3-IPA에서는 아직까지 알려진 바 없는 생물학적 특성으로 간주된다. 또한 Clostridium 속에서 최초로 발견된 3-IPA 존재에 대한 결과는 아직 정제가 완료되지 않은 KG-431B에 관한 연구와 함께 후속적인 확인 연구가 진행중에 있다.
본 연구는 효모세포 (Saccharomyces uvarum)의 ACPase, ALPase의 Isoenzyme type을 규명함과 아울러, iso-enzyme type중 어느 것이 constituitive 또는 repressible enzyme type인가를 조사하고, 각각의 isoenzyme활성도 비율을 살펴보아 배양조건(catabolic repression and derepression) 및 무기인산 제한에 따른 각 type의 세포내 조절기능을 분석하고자 하였다. Acid phosphatase는 또 다른 isoenzyme type이 발견되지 않았으나, alkaline phosphatase의 경우는 3가지 type이 p-NPP에 specificity를 지녔다. 세포질의 수용성단백질 분석결과 exponential phase의 세포는 주로 음전하를 띤 단백질이 높은 함량을 나타내었다. 당과 인산이 결핍된 배지에서 생육권(catabolic repression)세포에서 AL P Pase isoenzyme 중 type “B"의 활성도가 매우 높아졌으나, 완전배지에서 배양된 (catabolic derepression)세포에서는 type “B"의 활성도 감소 및 type “C"의 활성도 증가 현상을 볼 수 있었다. ALPase 중 “A" peak는 constituitive enzyme, “B" peak는 repressible enzyme, peak “C"는 L-histidinol phosphatase로 추정되었다.
Azocasein을 기질로 사용하여 nutrient broth에서 성장한 Pseudomonas carboxydovorans로부터 다섯 단계의 순화 과정을 거쳐 68배 순화된 세포내 가용성 단백질 가수 분해 효소를 얻었다. Pyruvate나 succinate, acetate, 또는 일산화탄소를 이용하여 성장한 세균들은 이 효소의 활성을 나타내지 않았다. 순화된 효소의 크기는 약 53,000이었고, 한개의 polypeptide로 구성되어 있었다. 이 효소는 serinerp통의 단백질 가수분해 효소로 $Cd^{2+}, Cu^{2+}, Hg^{2+}$, 등의 2가 양이온과 EGTA에 의해 활성이 완전히 억제되었고 iodoacetamide에 의해 활성이 증가되었다. 이 효소는 pH 8.0과 $50^{\circ}C$에서 최대 활성을 나타내었으며, 일산화탄소 산화효소를 가수분해 시키지 못하였다.
풋마름병 균에 대해 강한 저해활성을 갖는 활성물질 Compound S와 conversion product인 compound S'이 Bacillus subtilis JW-1 배양액에서 일련의 크로마토그래피 방법으로 분리 정제되었고, $^1H$ NMR, $^{13}C$ NMR, $^1H-^1H$ COSY와 HMBC 등의 spectra 분석에 의해 구조가 alanyl-L-${\beta}$-(2,3-epoxycyclohexyl-4-one)alanine와 alanyl-L-${\beta}$-(2,3-dihydroxycyclohexyl-4-one) alanine로 각각 동정되었다. Compound S는 $G^+$, $G^-$ bacteria, yeast와 Candida albicans 등에 대해 광범위한 antimicrobial activity를 나타내며, conversion product의 활성 상실을 통해 intact oxirane ring이 Compound S의 활성에 필수적임이 밝혀졌다.
항진균 활성 관련 단백질을 찾기 위해 미역류로부터 Streptomyces sp. SAR01을 분리하고, FAME (fatty acid methyl ester)분석으로 동정하였다. 감마선(sup $({60}^Co)$)조사를 이용하여 항진균 활성 결핍 돌연변이체(SAR535)를 유도한 후, 이차원전기영동으로 단백질을 분석한 결과 SAR01에만 존재하는 6종의 단백질을 확인할 수 있었다. 이중 10 kDa chaperonin cpn10 (GroES)과 96%의 상동성을 가진 10 kDa의 단백질을 클로닝하였으며, E. coli Ml5에서 과대 발현됨을 확인하였다. 또한 SAR535에 형질전환시킨 결과 SAR01과 유사한 항진균 활성이 나타났다. 이것으로 볼 때 groES는 Streptomyces sp. SAR01의 항진균 활성에 관련된 것으로 사료된다.
이화주의 전통적 배경을 조사하여 주품으로써의 위치를 채조명하며 전래된 리화주 양조방법을 현지답사, 확인하고 전통적인 방법으로 누룩을 만들어 리화주를 양조하여 누룩과 제조중인 리화주에 대하여 미생물 및 효소적 실험을 수행한 결과는 다음과 같다. 리화주 누룩의 미생물은 Aspergillus 와 oryzae와 Hanse-nula sp. 가 주종이었으며, 균수는 각각 1.2$\times$$10^6$ CHU/g 이었고 기타 미생물은 희석 배양에서도 생육되지 않았다. a-amylase 활성은 누룩이 30.7, 이화주는 담금 직후 19.3,숙성 100일에 21.2, 1년간 숙성된 것도 20.3이었으며, 0-amylase활성은 누룩이 34.4, 이화주 담금 직후 18.8, 숙성 100일에 19.8, 1년간 숙성된 것은 19.9이었다. 저장성에 있어서도 가열처리나 보존제의 첨가 없이 장기저장이 가능할 뿐 아니라 자장후에도 amylase의 활성도가 상당히 높아서 소화를 촉진할 수도 있는 저알코올성 전통주로서 개발 가치가 있다고 생각된다.
Cyclodextrin(CD) 생성효소(CGTase)를 생산하는 미생물을 토양으로부터 알칼리 (pH10.3) 조건하에서 1주 분리하여 동정한 결과, pH 7.5~ll.0까지 생육하는 절대 호알칼리성 Bacillus sp.이었다. 분리균주가 생산하는 효소는 전분으로부터 $\beta$-CD를 우선적으로 생성하는 효소임을 HPLC를 통해 분석하였으며, 이때의 $\alpha$-, $\beta$-, ${\gamma}$-CD의 생성비율은 1:10:1.5이었으나 분리균주의 효소생산 조건은 1% $Na_2$CO$_3$가 탄소원으로, 5% corn steep liquor를 질소원으로 하여 호기적 조건에서 37$^{\circ}C$, 48~60시간 진탕배양하였을 때 배양상징액으로 부터 최대 효소생산을 얻었다. Ethanol 침전방법을 이용하여 얻은 조효소액의 효소적 특성에 있어서 본 효소의 최적활성 pH는 6.0이었으며 pH 안정성은 pH 5~9까지 안정하였다. 최적활성 온도는 5$0^{\circ}C$이었으며 열안정은 5$0^{\circ}C$까지 안정함을 보였다. 본 효소의 활성염색 전기영동 결과, 대조균인 호알칼리성 Bacillus sp. ATCC 21783의 효소와 비교시 단백질의 성상에 있어서 차이점을 확인할 수 있었다.
휘발성 유기화합물 저감기술인 담체충진형 바이오필터법은 운전이 용이하고 처리비용이 낮다는 장점에도 불구하고, 낮은 운전성능과 막힘현상 등의 문제를 안고 있다. 이에 대한 대안으로 계면활성제로 형성된 거품을 사용해 VOCs의 물질전달율과 분해효율을 향상시킨 미생물 반응기(Bioactive Foam Reactor. BFR)가 제안되었다. 본 연구에서는 VOCs 저감기술로서 BFR의 적용가능성을 확인하기 위하여 styrene를 대상으로 실험실 규모 반응기 실험을 수행하였다. 체류시간 30초에서 미생물이 포함되지 않은 abiotic 실험과 biotic실험을 통해 BFR의 물질전달계수($K_La$)와 기질분해율(k) 값을 선정하였으며, 여타 산기방식의 생물반응조에 비해 BFR 시스템의 물질전달율이 월등히 높음을 확인하였다. 동적부하 변동실험 결과 BFR 시스템은 유입 styrene 농도가 급변하는 상황에서도 안정적인 처리효율을 나타내었다. 또한 BFR의 최대분해능은 109 $g/m^3/hr$으로 높게 나타나, 충진담체를 이용하는 전통적인 바이오필터의 대안 기술로 BFR 시스템을 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
이 연구에서는 유칼립투스, 유카와 차나무의 ethanol 추출물의 수지를 이용한 분획 혼합물에 대한 항균활성을 평가하였는데 여러 인간 피부 상재균에 낮은 최소저해농도(0.24~3.32 mg/ml)를 나타내었고 항생제 triclosan과 ampicillin보다 우수한 활성을 나타내었다. Time kill assay에서 식물 추출분획 혼합물은 4시간 이내에 미생물 균주의 개체수를 92% 이상 감소시켰고, 모든 미생물 균주의 뉴클레오티드를 상당량 유출시켰으며, 항균 효과는 이가 양이온($Mg^{2+}$과 $Ca^{2+}$)에 영향을 받지 않았다. 이러한 결과는 Eucalyptus sp., Yucca sp., 및 tea tree의 ethanol 추출물의 수지분획 혼합물이 중요한 인간 피부 상재균을 억제하는 효율적인 화장품 방부제로 이용될 수 있음을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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