토양으로부터 chitinase를 생성하는 균주를 분리하여 동정한 결과 Bacillus subtilis로 판명되었으며, 분리한 균주를 Bacillus subtilis JK-56이라 명명하였다. B. subtilis JK-56의 chitinase 생산 최적 조건을 검토한 결과 1% chitin, 0.5% polypeptone, 0.1% KCI, 0.05% MnS $O_4$.4$H_2O$이며 초발 pH 7.0, 배양온도 37$^{\circ}C$에서 가장 많은 효소를 생산하였다. 본 균주가 생산하는 chitinase를 정제하기 위해서 native-PAGE를 이용해 효소활성 band를 확인한 결과, 1개의 강한 활성 band와 2개의 약한 활성 band를 가지는 isozyme으로 확인되었다. 확인된 isozyme을 정제한 결과, isozyme 중 1개의 강한 활성 band를 정제하였고 정제된 효소를 Chi-56A라고 명명하였다 Chi-56A의 효소 특성에 관해서 실험한 결과 분자량은 약 53kDa, pI는 4.3으로 확인되었다. 본 효소는 $65^{\circ}C$까지 상당히 안정하였으며 효소의 최대활성 온도도 $65^{\circ}C$로 확인되는 등 열에 대해 상당히 안정한 효소로 확인되었다. Collidal chitin에 대한 정제효소 Chi-56A의 $K_{m}$ 값은 17.33g/L였다. 그리고 pH 6.0에서 최대의 활성을 나타내었고, 산성범위보다 알칼리범위에서 안정한 것으로 나타났다. 또한 $Mn^{2+}$ 존재 하에서 높은 활성을 나타내었고 C $O^{2+}$와 $Mg^{2+}$ 존재 하에서도 활성이 약간 증가한 반면에 H $g^{2+}$ 존재 하에서는 상당한 저해를 받았다. Chito 올리고당에 대한 분해 산물을 HPLC로 확인해 본 결과 짝수개의 올리고당의 분해산물은 (GlcNAc)$_2$만을 생산하였고 홀수개의 올리고당에 대해서는 GlcNAc와 (GlcNAc)$_2$를 생산하는 것으로 비환원성 말단으로부터 이당체인 diacetyl chitobiose ((GlcNAc)$_2$)를 생산하는 exo형 chitinase로 추정 된다.
시설 유기농 포도 재배지에서 공중 질소 고정과 잡초 억제를 목적으로 도입할 수 있는 월동 녹비가 녹비 생육 초기인 봄에 토양 미생물 활성과 다양성에 미치는 효과를 검토하기 위하여 헤어리 베치,자운영,레드 클로버를 녹비로 파종한 후 효소 활성과 토양 미생물 군락의 기질 이용성 및 인지질 지방산 차이에 의한 토양 미생물 다양성을 조사하였다. 탈수소효소 활성과 FDA 수화도에 의한 미생물 활성으로 측정한 토양 미생물 활성은 처리간에 차이가 없었다. Biolog Ecoplate의 평균 색도 변화는 레드 클로버가 대조구에 비하여 높았다. Biolog EcoPlate에 의한 토양 미생물 군락의 기질 이용성은 자운영 처리구가 헤어리 베치구 및 레드 클로버 처리구와 뚜렷이 구분되었다. 그리고 미생물 군락의 기능적 다양성 지수는 헤어리 베치구가 대조구 보다 유의성 있게 높았다. 인지질 지방산 구성에 의한 미생물 군락의 차이를 주요인 분석으로 분석한 결과 자운영이 대조구와 현저히 구분되었고 녹비 처리구 간에는 차이가 없었다.
Xylose를 효소 유도물질로한 배지에서 glucose isomerase를 생산하는 균주를 분리하기 위하여 전국각지의 토양시료 150점에서 약 280주의 Streptomyces속 균주를 분리하여 그 중에서 효소 활성능이 높은 5주를 분리하였다. 이들 균주의 성질을 조사한 결과, 서로 다른 균종임을 확인하고 분류가 완성될 때까지 Streptomyces(st) spp. K-14, K-53, K-71, K-77 및 K-733 이라 부르기로 하였다. 특히 K-77과 K-733균주는 포자 표면이 침상형임으로 다른 균종과 완전히 구별되었다. 이들 균주 중에서 K-14균주는 효소 활성능이 가장 양호하였다.
담수토양중 Diazinon과 Dursban의 분해에 미치는 Monooxygenase 활성과 ${\alpha}$, ${\beta}-esterase$ 활성의 영향을 알아보기 위하여, 실험실 조건에서 항온($30{\pm}1^{\circ}C$)으로 유지하면서 두 약제의 분해율과 두 효소의 활성변화를 측정하였으며, 주요 결과는 아래와 같다. 1. 담수토양중 두 약제의 전체 분해율 중 미생물에 의한 분해율은 5일과 10일 사이에 Diazinon은 29-38%(1X), 34-24%(3X), Dursban은 18-28%(IX), 18-27%(3X)이었다. 2. M. O.활성은 Diazinon 처리구에서 12시간부터, Dursban처리구에서 3일부터 활성을 나타내었다. 3. ${\alpha}-$보다는 ${\beta}-esterase$활성이 10배정도 높았으며, Dursban처리구는 초기(1일)에 활성이 높았지만, Diazinon 처리구는 후기($5{\sim}8$일)에 활성이 높았다. 4. Diazinon의 분해율과는 M.O. 활성이, Dursban의 분해율과는 ${\beta}-esterase$활성이 각각 2배정도 더 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
토양 분리균인 Bacillus spp.가 생산하는 inulinase를 ammonium sulfate 분획, 열처리, DEAE Sephadex Cl-6B ion exchange chromatography, Sephadex G-100 및 Sephadex G-150 gel 여과 등의 과정을 거쳐 단일 단백질로 분리 정제하였다. 정제 inulinase는 분자량이 약 56,000인 효소로서 pH6.0,$50^{\circ}C$에서 최대 활성을 나타내었으며 $Co^{2+}$와 $Mn^{2+}$에 의해서 현저한 활성화 효과를 보였다. 또한 본 효소는 sucrose와 raffinose에 대해서도 높은 활성을 나타내므로 $\beta$-D-fructofuranosidase(EC 3.2.1.26)로 분류되는 exo-inulinase인 것으로 확인되었다. 한편 효소활성에 필수적인 아미노산 잔기는 tryptophan과 histidine인 것으로 분석되었으며 inulin과 sucrose에 대한 $K_m$값은 각각 $2.0 \times 1.0^[-3}M, 1.0 \times 10^[-2}M$로 산출되었다.
화산회토 노지 감글원에서 청경, 초생, 부초재배 등의 표토관리 방법이 토양의 미생물밀도, 효소활성 및 microbial biomass C에 미치는 영향을 조사하였다. 1997년에 개화기인 5월과 과실비대기인 9월에 청경재배, 초생재배, 부초재배 감귤원 각각 10개소에서 토양을 채취하여 조사한 결과는 다음과 같다. 표토관리방법에 따른 토양의 화학성 차이는 없었으며 pH는 평균 4.7로 낮았다. 유기물과 질소 함량은 평균값으로 각각 140.2 및 $6g\;kg^{-1}$이었으나 조사지점에 따라 다양하였다. 감귤원 토양에서 호기성 세균은 $26,2-47.3{\times}10^6cfu\;g^{-1}$ 수준의 분포를 나타냈으며 호기성 세균속 중에는 Pseudomoras spp., 고온성 Bacillus spp., Rhizobium spp. 등이 우점하는 경향이었다. 방선균은 $1.8-84.6{\times}10^5cfu\;g^{-1}$ 수준으로 분포를 하였고 개화기에 밀도가 높았다. 사상균은 $26.4-182.1{\times}10^5cfu\;g^{-1}$ 수준의 분포를 나타냈으며 초생재배와 부초재배에서 많았다. 과실비대기에 토양 인산효소활성은 청경재배에서 $239.6{\mu}g\;PNP\;g\;soil^{-1}\;h^{-1}$, 토양 cellulase 활성은 초생재배에서 $602.6{\mu}g\;GE\;g\;soil^{-1}$\;24\;h^{-1}$로 높았다. Microbial biomass C는 부초재배에서 $256.3mg\;C\;kg\;soil^{-1}$로 가장 높았다.
토양으로부터 분리한 호알칼리성 세균 Pseudomonas sp. AC-711 균주의 배양여액으로 부터 황산암모늄 침전, DEAE-Sephadex A50 이온교환 크로마토그래피 및 Sephadex G-150 겔 여과의 과정을 거쳐 비활성이 9.4배 향상된 정제효소를 얻었다. 정제효소를 전기이동법으로 확인한 결과 미량의 타효소 성분이 혼재되어 있는 부분정제 효소임을 확인하였으며, 주성분의 분자량은 46,000이었다. 정제효소의 CMC에 대한 Km값은 $15.4mg\;mL^{-1}$ 이었으며, Vmax 값은 $4.17{\mu}moles\;mL^{-1}\;min^{-1}$이었다. 정제 효소의 열 및 안정성의 범위는 $60^{\circ}C$ 이하, pH 4.0~11.0 이었으며 작용최적 온도는 $60^{\circ}C$, 최적 pH는 8.0이었다. 정제효소의 CMCase 활성도는 0.05%의 ${\alpha}$-Olefin sulfonate, Linear alkylbenzene sulfonate, Sodium doecylsulfate, hexadecyltrimethylammonium bromide 및 Tween 80등의 계면활성제에 영향을 받지 않았으며, $Ca^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Co^{2+}$등에 의하여 부활되는 반면에 $Hg^{2+}$ and $Zn^{2+}$등은 효소활성을 저해하였다. 또한 정제효소는 결정형 섬유소보다 CMC에 대한 활성이 높았고, 낮은 수준의 xylan및 pNPG에 대한 분해력을 가지고 있으며, pectin과 inulin에는 작용하지 못하였다.
토양에서 생육하는 Streptomyces corcohrussi의 혈전용해효소가 DEAE-Sephadex A-50 그리고 Sephadex G-50 젤 여과를 이용한 크로마토그라피 방법에 의해 순수분리 되었다. SDS-PAGE 분석결과, 분리된 효소는 단일 단백질이고, 그 분자량은 약 34 kDa 이라는 것을 알 수 있었다. 순수분리된 효소의 혈전용해활성은 plasminogen-rich fibrin plate에서 0.8 U/ml 이었으나, plasminogen-free fibrin plate 에서의 그 효소활성은 0.36 U/ml 이하이었다. 이러한 결과로, 순수 분리된 효소가 plasminogen activator 로 작용한다는 것을 알 수 있었다. 단백질 저해제인 $\varepsilon$-ACA, t-AMCHA 와 mercuric chloride의 존재시에 그 혈전용해활성은 24% 이하이었는데, 이러한 결과는 이들 plasmin 저해제 그리고(혹은) fibrinogen을 fibrin으로 전환시키는 과정과 관련된 fibrinogen 저해제에 의해 이 효소가 조절될 수 있음을 나타낼 수 있다. 한편으로, 중금속 이온인 $Zn^{2+}$은 그 활성을 58% 감소시켰다. 순수 분리된 효소의 최적 온도는 약 $50^{\circ}C$ 이었고, 그 효소활성의 92% 이상은 pH 5.0과 8.0 사이에서 유지되었다. 그러므로, 이러한 결과들은 하나의 강력한 혈전용해효소를 제공해서, S. corcohrussi 유래 새로운 혈전용해제의 개발에 기여하도록 한다.
경남지역 밭 토양 25개소를 대상으로 2009년에 토양 화학성분과 미생물 다양성을 검토하고 토성, 지형 및 작물별 주요 변동요인을 주성분분석으로 해석하였다. 토양 유효인산 및 치환성 칼륨과 칼슘 함량은 적정수준 보다 높았으며 대부분의 토양 화학성분이 최소값과 최대값의 차이가 크게 나타났다. 지형적으로 산록경사지는 토양 유기물 함량과 치환성 칼륨 함량이 유의적으로 높았고 (p<0.05) 토성별 유기물 함량은 양토에서 높은 반면에 염류농도와 유효인산 함량은 사양토에서 높았으며 고구마 재배지의 치환성 칼슘함량은 감자 재배지에 비해 유의적으로 높았다. 지형별 밭토양의 곰팡이 개체수는 곡간 및 선상지가 하성평탄지 보다 유의적으로 많았고 토양 미생물체량과 탈수소효소 활성은 산록경사지가 다른 지형에 비해 유의적으로 높았다 (p<005). 토성에 따른 토양의 coliform 그룹은 미사질양토가 사양토와 양토에 비해 유의적으로 높았고 미생물체량은 양토가 미사질양토 보다 유의적으로 높았으나 (p<005) 작물별 미생물상과 토양 미생물체량 및 탈수소효소 활성은 유의적인 차이가 없었다. 주성분 분석결과 제1주성분이 32.2%, 제2주성분이 24.2%로서 전체 56.4%의 자료를 설명할 수 있었으며 제1주성분은 토양의 유효인산 함량이 가장 크게 기여하였다. 토양 바실러스균과 곰팡이균은 토양의 유기물 함량과 정의 상관관계를 보였으며 토양 pH는 형광성 슈도 모나스균과 정의 상관관계를 나타냈다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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