• 제목/요약/키워드: 항균성 펩타이드

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단백질 분해효소를 이용한 오계란 가수분해물의 항산화 활성 (Antioxidant Activity of Ogae Egg White Protein Hydrolysates using commercial Protease)

  • 하유진;지중구;유선균
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.631-642
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    • 2017
  • 식물 및 동물성 단백질 유래 펩타이드 형태의 단백질 가수 분해물들은 항산화, 고혈압 완화, 면역조절, 진통완화 및 항균작용 등 생리활성이 있는 것으로 알려져 왔다. 본 연구는 6가지 프로티아제를 이용하여 오계란 단백질 가수분해물을 생산하고, 생산된 펩타이드의 항산화 능력을 평가하였다. 그 결과 가수분해도의 최대값은 protamex(46.3%)이고, DPPH 라디칼 소거능 최대값은 bromelain(57.23%), 하이드록시 라디칼 소거능 최대값은 alcalase(30.21%), 슈퍼옥사이드 라디칼 소거능 최대값은 alcalase(58.07%), $Fe^{2+}$ 킬레이션 능력 최대값은 alcalase(72.06%)로 나타났다. 더 나아가 효소별 항산화 저해 능력 $IC_{50}$ 평가하였다. 그 결과 alcalase에 의한 최대값은 금속 킬레이션 능력($IC_{50}$, 1.24 mg/mL)이고, bromelain에 의한 최대값은 DPPH 소거능($IC_{50}$, 2.46 mg/mL)이고, flavourzyme에 의한 최대값은 금속 킬레이션 능력($IC_{50}$, 1.25 mg/mL)이고, neutrase에 의한 최대값은 DPPH 소거능($IC_{50}$, 3.64 mg/mL)이고, papain에 의한 최대값은 DPPH 소거능($IC_{50}$, 3.82 mg/mL)이고, protamex에 의한 최대값은 DPPH 소거능($IC_{50}$, 1.93 mg/mL)이었다. 따라서 protease를 이용하여 오계란 단백질에서 추출한 펩타이드는 항산화 기능성 식품소재로서 활용할 가치가 높을 것으로 기대한다.

Probiotics를 이용한 새로운 건강 증진 기능성 유제품 개발에 관한 연구: 총설 (Development of New Functional Dairy Products Containing Probiotics for Improving Human Health: A Review)

  • 김동현;천정환;김현숙;김홍석;송광영;김수기;정동관;서건호
    • Journal of Dairy Science and Biotechnology
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    • 제33권1호
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    • pp.35-46
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    • 2015
  • 최근 20년간 건강 및 질병 예방효과를 가진 식품에 대한 관심이 증가하고 있다. 오늘날 대다수의 노인들이 동물성 지방 과다 섭취로 인한 질환(예: 심혈관계 질병, 당뇨병)을 겪고 있으며, 이 질환으로 인한 세계 인구 사망률은 3번째로 높다. 최근 많은 사람들이 기능성 식품을 찾고 있으며, 기능성 식품은 모든 식품 부문, 그 중에서도 주로 낙농제품, 과자류, 청량음료, 제빵, 유아식 등의 부문에서 개발되고 있다. 식품 산업들이 새로운 식품분야에 도전함으로써 여러 가능성(예: 지방산 함유량의 재조리 또는 식이 섬유, 산화 방지제, probiotic 첨가를 통한 원료 및 가공물질의 성분 조절)을 시도해 볼 수 있게 되었다. 우유 및 유제품이 건강에 이로운 식품으로 인식되고 있으며, 우유에는 인체에 유익한 여러 가지의 생물적으로 활성화된 요소와 활성균이 함유되어 있다. 이 박테리아들은 우유에 존재하는 성분을 변형시킬 뿐만 아니라, 몇몇 심각한 질병을 완화시키며, 방부제 역할도 한다. 미생물의 상호 작용을 통해 발효된 유제품은 직접적으로 또는 발효과정중 생산된 비타민, 단백질, 펩타이드, 올리고당, 유기산 등의 대사산물을 통해 간접적으로 기능적 역할을 수행한다. probiotic 균이 면역반응(예: 사이토카인 및 항균 펩타이드 생산 조절)에 작용하는 기전을 토대로 이 박테리아들이 건강에 영향을 미치는 기전이 연구되고 있다. 유청 단백질은 항균 및 항발암 성질을 가지고 있으며, 여러 기능(예: 면역자극 생산, 건강 증진, 지방 침적 감소, 인슐린 감수성 향상등)을 가지고 있다. 유제품에 존재하는 박테리아와 특정 성분이 건강을 미치는 영향이 연구를 통해 밝혀지고 있다. 우유에 함유된 기능성 단백질, 생리활성, 펩타이드, 필수 지방산, 칼슘, 비타민 D 등의 물질은 면역체계, 심장혈관계, 위장관, 장 등의 건강을 증진시키며, 고혈압, 관상혈관질환, 비만, 골다공증, 암, 당뇨, 전달질병 등의 질환을 예방한다. 기능성 낙농식품에 함유된 성분들은 다양하게 응용되고 있다. 예를 들면, 카세인으로부터 파생된 포스포펩타이드가 식이보충제 및 제약보충제의 제조과정에 사용되고 있으며, 우유로부터 파생된 성장인자가 피부질환, 소화기계질환, 다리궤양, 건선, 내장, 골다공증 등을 치료하는 목적으로 사용되고 있다. 유제품을 통한 식이조절이 비만관리 및 예방에 도움이 될 가능성이 있으며, 건강을 증진시키는 질을 예방 및 치료 물질의 성분으로 사용될 것으로 여겨진다. 따라서 우유와 유제품이 기능성 식품 및 이 식품의 성분으로 사용될 가능성을 적극적으로 개발하는 연구가 절실히 요구되고 지속적으로 진행되어야 할 것이다.

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새로운 천연 항생물질로서의 항균 펩타이드 (Antimicrobial Peptides as Natural Antibiotic Materials)

  • 차연경;김영수;최유성
    • KSBB Journal
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    • 제27권1호
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    • pp.9-15
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    • 2012
  • Antimicrobial peptides are widely used in various organisms as a defense system against infection. The peptides are lethal towards bacteria and fungi, however have minimal toxicity in mammalian and plant cells. In this aspect, it is considered that antimicrobial peptides are new alternative materials for defensing against microbial infection. Here, we describe overall characteristics of antimicrobial peptides based on the mechanism of action, classification of the peptides, report detection/screening methods and chemical/biological production. It is expected that understanding of innate immune system based on antimicrobial peptides tends to develop novel natural antimicrobial agents, which might be applied for defensing pathogenic microorganisms resistant to conventional antibiotics.

팽이버섯 수확 후 배지로부터 고온성 Bacillus sp. UJ03의 분리 및 특성 (Isolation and Characterization of Thermophilic Bacillus sp. UJ03 from Spent Mushroom (Flammulina velvtipes) Substrates)

  • 갈상완;조수정
    • 생명과학회지
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    • 제21권10호
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    • pp.1481-1486
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    • 2011
  • 버섯 생산 후 발생되는 부산물인 팽이버섯 수확 후 배지로부터 7종의 고온성 균주를 분리하였으며 이 중 곰팡이독소를 생성하는 Asp. flavus와 Asp. ochraceous에 대한 항균활성이 높으면서 xylanase와 cellulase 생성능이 우수한 균주를 최종 선발하여 UJ03으로 명명하였다. Bacillus ID kit와 VITEK 2 system를 이용하여 분리균 UJ03의 생리적 생화학적 특성을 조사한 결과 분리균 UJ03은 Bacillus 속과 유사한 특징을 나타내었으며 16S rDNA 염기서열 분석 결과에서는 B. amyloliquefaciens와 98.9%의 상동성을 나타내었다. 이와 같은 결과를 종합하여 분리균 UJ03은 Bacillus sp. UJ03으로 동정되었으며 분리균 UJ03이 생성하는 항균물질은 TLC와 HPLC 분석에서 Bacillus 속 균주가 생성하는 펩타이드성 항균물질인 iturin A와 유사한 특성을 나타내었다.

넙치 및 조피볼락 면역 활성에 대한 사료첨가제로서 갯지렁이 항균펩타이드의 효과 (Effect of the Polychaete Antimicrobial Peptide as feed Additives on Olive Flounder and Black Rockfish Immune Activity)

  • 권문경;서정수;황지연;박찬일;정지민;배진솔
    • 수산해양교육연구
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    • 제28권6호
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    • pp.1640-1650
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    • 2016
  • 본 연구에서는 다양한 면역 유도제를 주사하여 갯지렁이의 면역을 유도시킨 후, 갯지렁이의 항균 펩타이드를 가장 많이 발현시킬 수 있는 최적의 면역 유도제를 선정하였으며, 선정된 면역 유도제로 면역을 유도한 갯지렁이를 분말화 하여 사료에 첨가하였을 때 양식 어류의 면역 활성을 증가시킬 수 있는지에 대한 여부를 조사하였다. 넙치와 조피볼락은 면역활성을 위한 갯지렁이 분말의 사료 첨가율이 서로 달랐으며, 넙치의 경우 0.1%의 사료 첨가율이 넙치의 라이소자임 활성, 혈청 내 코르티졸 농도뿐만 아니라 E. tarda에 대한 항병성에 가장 높은 효과를 보였다. 조피볼락은 0.5%의 사료 첨가율이 조피볼락의 라이소자임 활성을 증가시키고 혈청 내 코르티졸 농도를 감소시켰으며 S. iniae에 대한 항병성 또한 증가시켰다. 따라서 넙치와 조피볼락은 각각 면역 유도된 갯지렁이 분말이 0.1%와 0.5% 첨가된 사료를 급이하였을 때 면역 활성을 가장 많이 유도 할 수 있을 것으로 생각되지만, 반면 그 이상의 농도로 면역 유도된 갯지렁이 분말을 사료에 첨가하여 급이할 시 오히려 면역 활성에 부정적인 영향을 미칠 수 있을 것으로 생각된다. 이번 연구에서는 주간 8 갯지렁이 분말 첨가 사료를 급이한 것에 대한 양식 어류의 면역 활성을 검증 하였으며, 추후 연구에서는 갯지렁이 첨가사료의 급이 기간을 고려한 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.

아메리카왕거저리 유래 항균 펩타이드 조포바신 1의 항염증활성 (Anti-inflammatory Activity of Antimicrobial Peptide Zophobacin 1 Derived from the Zophobas atratus)

  • 신용표;이준하;김인우;서민철;김미애;이화정;백민희;김성현;황재삼
    • 생명과학회지
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    • 제30권9호
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    • pp.804-812
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    • 2020
  • 본 연구에서는 아메리카왕거저리에 대한 기능성 연구의 일환으로 아메리카왕거저리 유충의 유전체 분석을 통해 선별된 조포바신 1의 항균 및 항염증 활성을 확인하였다. 선행연구에서 RNA 시퀀싱을 통해 아메리카왕거저리의 전사체를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 수행하여 전사체 유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하였다. 수행된 항균활성 및 용혈활성 테스트에서 조포바신 1은 세균 및 칸디다 진균에 대해 광범위한 항균활성을 나타낸 반면 마우스 적혈구에 대한 용혈활성은 전혀 없었다. 다음으로 마우스 대식세포주 Raw264.7 세포를 이용하여 조포바신 1의 항염증활성을 확인하였다. 그 결과 조포바신 1은 LPS로부터 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 뿐만 아니라 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 조포바신 1이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인(IL-6, IL-1β)의 발현을 감소시킨다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응의 신호전달인자들(MAPKs, NF-κB)의 인산화를 억제하는 것을 확인하였다. 게다가 조포바신 1은 LPS와의 상호작용을 통해 결합한다는 것을 확인하였다. 이러한 연구결과들은 아메리카왕거저리 유전체 분석을 통해 확인된 조포바신 1이 항균 및 항염증 치료를 위한 물질로서 개발하는데 가능성이 있을 것으로 사료된다.

항생물질을 생산하는 Pseudomonas sp. BCNU 2001 균주의 특성 (Characterization of an Antimicrobial Substance-producing Pseudomonas sp. BCNU 2001)

  • 양욱희;최혜정;안철수;정영기;김동완;주우홍
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.255-262
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    • 2010
  • 본 연구팀은 태백산 지역에서 토양 시료들을 채취하여 다양한 균주들을 분리 탐색하는 과정에서 BCNU 2001 균주를 분리하였다. 분리균주의 생화학적 특징과 16S 리보좀 RNA 유전자 염기서열 분석 결과, 분리균주가 Pseudomonas aeruginosa에 속함이 확인되었다. 분리균주 BCNU 2001의 상등액은 다양한 세균과 진균에 대해 항균활성이 있었으며 특히 분리균주 BCNU 2001는 Micrococcus luteus, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, 그리고 Aspergillus niger의 생육을 크게 저해할 수 있었으며, Micrococcus luteus, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, 그리고 Aspergillus niger에 대하여 각각 18.5mm, 19.0mm, 17.0mm 그리고 13.5mm 크기의 저해환을 나타내었다. 분리균주 BCNU 2001의 핵산 분획물과 디클로로메탄 분획물은 세균에 대해 높은 항균력을 보였으며 디클로로메탄 분획물과 에틸아세테이트 분획물은 진균에 대해 높은 항균력을 보였다. 또한 Pseudomonas sp. BCNU 2001 균주는 그람양성 세균, 그람음성 세균 그리고 진균을 포함한 다양한 미생물들에 대하여 항균력이 있는 항균 펩타이드를 가지고 있음이 확인되었다. 실험을 통하여 얻은 결과는 Pseudomonas sp. BCNU 2001 균주의 유용성에 대한 예비적인 기초를 제공한다.

인체 병원성 진균에 대한 Bacillus sp. BCNU 2003의 항진균 효과 (Antifungal Activity of Bacillus sp. BCNU 2003 against the Human Pathogenic Fungi)

  • 최혜정;양욱희;김야엘;최연희;안철수;정영기;김동완;주우홍
    • 생명과학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.269-274
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    • 2010
  • 항생제 및 항진균제 개발에 있어 미생물 유래 천연 생리활성물질 분리를 통한 선도물질을 확보하는 일은 매우 중요하며, 신규 물질을 확보하기 위해 꾸준한 연구가 필요할 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 천연 항생물질의 개발을 위한 연구의 일환으로 태백산 일대의 토양에서, 인체에 다양한 감염증을 유발하는 효모와 곰팡이에 대하여 강한 항진균 활성을 나타내는 BCNU 2003 균주를 분리하여 항진균 활성 물질의 이용가능성에 대해 연구하였다. BCNU 2003은 계통적으로는 B. amyloliquefaciens와 B. vallismortis의 subcluster에 속하는 균주로 동정되어 Bacillus sp. BCNU 2003으로 명명하였다. 항균물질 분리를 위해 ethyl acetate (EA) 추출물과 펩타이드 추출물로 나누어 그람양성 세균, 그람음성 세균 및 진균에 대한 항균활성을 측정한 결과, EA 추출물이 6종의 인체병원성 진균에 대해 모든 높은 항진균 활성을 나타내었다. 특히 기회성 감염을 유발하는 A. niger, C. albicans 그리고 Sa. cerevisiae에 대해 높은 억제 활성을 나타냈으며, 균배양액에서 낮은 저해율을 보였던 Ep. floccosum에 대해서도 EA 추출물은 높은 활성을 나타내었다. 따라서 다양한 인체 병원성 진균에 대해 넓은 항균스펙트럼을 가지는 Bacillus sp. BCNU 2003 균주의 활성물질 분리를 통해 특정 항균 및 항진균 물질의 대량생산 조건 등의 추가적인 연구를 수행한다면, 인체 감염증을 포함한 광범위한 피부치료제의 응용개발이 가능하리라 사료된다.

천잠 cecropin-A 유전자 클로닝 및 재조합 발현 (Cloning and functional expression of a cecropin-A gene from the Japanese oak silkworm, Antheraea yamamai)

  • 김성렬;최광호;김성완;구태원;황재삼
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.45-51
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    • 2014
  • 면역 유도된 천잠(Antheraea yamamai) 유충에서 cecropin-A 유전자를 분리하였고 이 유전자를 Ay-CecA로 명명하였다. 전체 Ay-CecA cDNA 크기는 419 bp로 64개의 아미노산 잔기를 인코딩하는 195 bp ORF로 구성되어 있다. 천잠 CecA 유전자는 22개 잔기의 signal peptide, 4개 잔기의 propeptide 및 항균활성을 갖는 37개 잔기로 구성된 성숙 단백질(mature protein) 영역으로 구성되고 예상 분자량은 4046.81 Da으로 산출되었다. 천잠 CecA의 아미노산 서열은 다른 나비목 곤충에서 분리된 cecropin와 매우 높은 상동성(62 ~ 78%)을 나타냈다. Ay-CecA 유전자의 C말단에 기존에 보고된 곤충의 cecropin에서와 동일하게 C말단 아미드화를 위한 glycine 잔기가 존재하고 있다. 이 펩타이드의 항균활성을 검정하기 위해서 대장균 발현 시스템을 이용하여 활성이 있는 재조합 Ay-CecA 발현에 성공하였다. 발현 기주인 대장균에 대한 재조합 CecA 독성 중화를 위해서 불용성 단백질인 ketosteroid isomerase(KSI) 유전자를 CecA 유전자와 융합하였다. 융합 CecA-KSI 단백질은 대부분 불용성 단백질로 발현되었다. 발현된 융합단백질은 Ni-NTA immobilized metal affinity chromatography(IMAC)에 의해서 정제하였으며 CNBr 반응을 통하여 재조합 CecA를 절단하여 용출하였다. 최종적으로 양이온 교환 chromatography 과정을 통하여 CecA를 순수 정제하였다. 정제된 재조합 Ay-CecA는 그람음성균인 E. cori ML 35, Klebsiella pneumonia 및 Pseudomonas aeruginosa에 대해 매우 높은 항균활성을 나타냈었다. 따라서 본 연구 결과, 높은 항균활성 지닌 CecA는 천잠의 면역 반응에서 중요한 역할을 담당할 것으로 사료된다.

아욱 잎에서 분리한 Bacillus velezensis MV2의 유전체 염기서열 분석과 항균활성능 연구 (Complete Genome Sequence and Antimicrobial Activities of Bacillus velezensis MV2 Isolated from a Malva verticillate Leaf)

  • 이현주;조은혜;김지혜;문금옥;김민지;신재호;차재호
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.111-119
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    • 2021
  • 본 연구에서는 국내 자생 식물인 아욱으로부터 새로운 균주를 분리 및 동정하였고 해당 미생물이 생산하는 항미생물질의 활성과 관련 생합성 유전자들을 확인하고자 하였다. 16S rRNA 유전자 서열 정보를 토대로 비교한 결과, 아욱에서 분리된 균주는 Bacillus velezensis이었으며 strain은 MV2라고 명명되었다. 유전체 염기서열 분석을 통해 전체 유전정보를 확인할 수 있었으며, 45.57% GC 함량을 가지는 4,191,702 bp 크기의 1개 컨티그(contig)가 존재하는 것으로 확인되었다. B. velezensis MV2가 정지기에 생산하는 물질 중 항균 활성이 확인된 소수성 물질 분획을 이용하여 항균 활성 스펙트럼 테스트를 진행한 결과, 그람음성균보다 그람양성균에서 더 높은 억제능이 확인되었다. 6종의 곰팡이를 이용한 항진균 활성 테스트에서는 모든 진균에 대해 강한 저해 활성을 보였으며, 특히 F. fujikuroi와 F. graminearum에 대한 항진균 활성이 매우 강하게 나타났다. 세균에 대한 항균물질의 작용 기작 분석을 통해 해당 항균물질은 균을 용해시키는 살균(bactericidal) 특성을 가진 것으로 추측할 수 있었다. B. velezensis MV2의 유전체 염기서열 정보를 통해 이차대사산물 생합성 유전자 cluster를 탐색한 결과 총 47가지 이차대사산물 생산이 예측되었으며, 기존에 밝혀져 있는 물질들과 유사도 80% 이상인 물질은 14개로 확인되었다. 앞서 확인된 내용들을 바탕으로 B. velezensis MV2에서 생성되는 항균물질은 비리보솜 펩타이드성 물질로 예상되며, 향후 항균물질의 동정과 활용 가능성에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각되었다. 기존에 상업적으로 이용되었던 곰팡이에 대한 활성이 낮은 항균물질 생물제제들과 함께 복합기능성 미생물제로 활용하여 식품산업 및 농업에서의 이용 가능성이 있음을 보여주었다.