항진균제를 개발하기 위하여 토양으로부터 700주의 세균, 방선균, 곰팡이를 분리하였으며, 이들 배양액을 조사한 결과 Candida albicans의 성장을 억제시킬 수 있는 LAM 97-44 균주를 항진균성 항생물질 생산균으로 선발하였다. 분리균주를 동정하기 위해 생산균 LAM 97-44 균주의 형태학적 특성, 배양학적 특성, 생리학적 특성, 균체성분 등을 조사하였다. LAM 97-44 균주는 $2{\sim}3{\times}1{\sim}1.5\;{\mu}m$ 크기의 포자를 형성하는 간균이며, 포자의 형태는 ellipsoid 형 이었다. LAM 97-44 균주는 arabinose, cellulose, xylose를 이용하지 못하였으나 fructose, glucose, glycerol, maltose, raffinose 등은 이용하는 것으로 나타났다. 지방산 분석결과는 iso-와 anteiso-인 성분으로 구성되어 있었으며, menaquinone은 Bacillus속 세균의 전형적인 isoprenoid 사슬이 7개인 menaquinone(MK-7)이었다. 이러한 결과를 종합하면 LAM 97-44 균주는 Bacillus subtilis와 유사한 균으로 동정되었다.
토양으로부터 분리한 균주 중 항진균 활성이 우수한 균주를 선발하여 B-1이라 명명하였다. B-1의 항균성 물질 생산에 대한 배양조건을 검토하기 위해 최적배지, 탄소원, 질소원, pH, 온도별로의 영향을 조사하였다. PDB 배지에서 항균력이 우수하였으며 탄소원$.$질소원에는 별다른 영향이 없었다. pH와 온도에서는 각각 pH 5.0, 28$^{\circ}C$에서 항균력이 우수하였다. 항균 활성은 진균에서 강하게 나타났으며 일부 세균에서도 항균력을 나타내었다. 항진균성 물질은 산, 알칼리 처리 후 잔존 활성은 70∼80%로 나타났으며 열처리시 완전히 실활되어 열에 대해 상당히 불안정하다는 것을 확인하였다. 항균성 물질위 용매 전용성을 위해 TLC를 통하여 분석하였으며 plate assy를 실시하여 항균성물질을 확인하였다. 항진균성 물질의 대량생산을 위해 기본배지인 PDB를 직접 실험실 내에서 제조하였으며 시판의 PDB와 비교하였을때 항균성 물질 생산면에서나 가격면에서 더 나은 결과를 보였다.
본 연구에서는 두 균주, Bacillus sp. LP03, TBM40-3의 biosurfactan에 대한 생육 시 적절한 온도와 유화활성에 대한 실험을 행한 후 가장 적절한 조건에서 배양하였고, 이미 항진균성과 유화활성에 대해 실험실 수준에서 검증된 TBM40-3뿐 아니라 분리되어 보관되어 있는 균주, LP03 또한 실험실 수준에서 항진균성 및 유화활성이 확인되었고 이후에 시행한 부추에 생기는 병인 B. cinerea에 대한 항진균성 및 생육조사를 시행한 결과 이미 항진균성과 유화활성이 확인되어있던 TBM40-3에 비해 그 효과가 우수할 뿐 아니라 생육 촉진효과를 확인할 수 있었다.
토마토시들음병 방제균주인 Bacillus thuringiensis BK4의 항진균성 항생물질의 대량생산조건을 확립하였고, 항생물질 BK4를 조정제 수준에서 in vitro, in vivo pot 실험을 통해 실제 토마토 시들음병에 대한 토양내 방제력을 검증하였다. B. thuringiensis BK4는 탄소원으로 0.5% xylose, 질소원으로 0.2% peptone No. 3, 5 mM $CaCl_2$를 첨가하였을 때 토마토 시들음병균인 Fusarium oxysoporum에 대한 항진균활성과 균체생산량이 가장 높았으며 또한, B. thuringiensis BK4가 생산하는 항진균성 항생물질 BK4를 조정제 수준에서 in vivo pot 실험을 통해 토마토 시들음병균인 F. oxysoporum에 대한 방제력이 탁월하다는 것을 확인하였다. B. thuringiensis BK4의 균체와 조정제수준의 항생물질 BK4를 병용처리 하였을 경우 각각을 단독으로 처리하였을 때와 비교하여 상가(相加)효과를 확인할 수 있었으며, 기대했던 상승(相乘)효과는 확인하지 못하였다. B. thuringiensis BK4가 생산하는 항생물질 BK4를 Sephadex LH-20 column chromatography와 prep-HPLC를 통해 retention time이 38min인 단일물질로 정제할 수 있었으며, 정제된 항생물질의 MIC(Minimum Inhibition Concentration)를 측정한 결과 50${\mu}$g/ml이었다.
경북 경주지역의 저병해 고추경착지역의 토양으로부터 생물학적 방제기작중의 하나인 항생물질을 생산하는 길항미생물을 분히하기 위하여 70여종의 세균을 분리하였으며 이들을 대상으로 고추역병균 Phytophthora capsici를 가장 강력하게 길항하는 균주를 최종 선발하였다. 선발균주는 Chryseomonas luteola로 동정되었고 방제 기작은 약한 siderophore 생산성과 cellulase 생산성도 기인되었으나 항생물질 생산성이 주요 기작임을 확인하였다. 항진균성 항생물질의 대량생산의 기초자료로 활용하고자 항생물질 생산의 최적배지 조건 및 배양조건을 조사하였는데 길항균주의 항생물질 생산에 미치는 탄소원의 영향은 0.45% N-acetyl-D-glucosamine과 0.15% D(+) cellobiose에서 81%와 89%의 P. capsicivh자의 성장 억제율을 나타냈다. 질소원의 경우는 0.55% $NH_4$CI 첨가시 69%의 억제율을 나타냈고 무기염의 영향에 있어서는 0.01% KCI을 사용했을 때 63%의 억제율을 나타냈다. 또한 배양 조건에 있어서는 pH 7.0m $30^{\circ}C$에서 84시간 배양시 가장 높은 항진균성 항생물질 생산성을 나타내었다. 토양내에서 실제로 생물방제력을 발휘하는지를 확인하기 위하여 고추를 이용한 in vivo pot test를 실시한 결과 P capsici 만 처리한 것은 고추역병 현상을 나타냈고, P capsici 와 길항균 C luteola 5042를 함께 처리한 것은 역병 현상이 나타나지 않았다. 이것으로 길항균주는 C luteola 5042 P capsici 의 성장을 저해하여 고추 역병의 발병을 억제한다는 사실을 확인할수 있었다.
병원에서 분리한 azole계 항진균성 항생물질에 대한 내성을 가지고 있는 Candida albicans에 대해 강한 활성을 가지는 항진균성 물질을 Bacillus subtilis LAM 97-44의 배양액으로부터 분리 정제한 후 그 특성을 조사하였다. 원심분리한 배양상등액을 butanol 추출, Diaion HP-20과 Dowex-50 adsorption chromatography, silica gel flash chromatography와 HPLC로 정제하였고 TLC와 HPLC로 확인하여 그 물질을 LAM-44A라 명명하였다. LAM-44A는 pH와 열에 매우 안정하였으며 Candida sp., Cryptococcus sp. 등에 대해 강한 활성을 나타낸 반면에 독성은 매우 적었다. 분리한 물질은 273 m에서 최대흡광도를 가진 융점 $202^{\circ}C$의 무색분말이었으며 ninhydrin 반응결과 음성이었고 $^1H-NMR$, $^{12}C-NMR$, IR spectrum, 원소분석 등의 결과로 볼 때 분자량 282의 $C_{14}H_{34}O_5$의 화학식을 가진 물질로 동정되었다.
연구의 목적은 N1과 6번 자리에 다른 치환기를 가진 5-cyano가 치환된 pyrimidine 아날로그의 새로운 시리즈의 합성과 그것들의 항균성과 항진균성의 활성도에 대해 평가하기 위해서이다. 이 화합물은 MORE technique 를 이용한 potassium carbonate 의 존재하에서 ethylcyanoacetate, 치환된 thioureas, 적당한 알데히드의 제 3차 축합으로 합성 되어졌다. 항균성과 항진균성의 활성도는 25 mg의 농도에서 cup-plate 방법으로 측정되었다. 억제구역은 mm로 측정 되어졌다. 모든 화합물은 좋은 항균성과 항진균성을 보여주었다. P1과 P5는 S.aureus과 E.coli에 대해 최대 활성도를 보여주었고, P6은 모든 종류의 미생물에 대해 좋은 활성도를 보여주었다. P8 화합물은 C. albicans 에 대해 좋은 효과가 있음을 알아냈다. Norfloxacin와 griseofulvin는 합성된 화합물의 활성도와 비교되는 기준물질로 사용되었다. 6번 자리에 p-hydroxy와 p-methoxy로 치환된 phenyl moiety를 가진 gram-양성 미생물에 대해 강력했고, 6번 자리에 이것들이 없는 phenyl moiety 를 가진 아날로그는 gram-음성 활성도를 가졌다,6번 자리에 p-dimethylamino로 치환된 phenyl moiety를 가진 화합물은 적당한 활성을 보여준다.. 게다가 N1자리에서 단지 fluorine을 포함한 아날로그는 상당한 항진균성을 가졌음을 밝혀냈다. N1자리에서 aryl moiety 의 전자 끌게 치환과 마찬가지로 전자 주게 치환은 화합물의 결정된 능력에 중요한 역할을 함을 제시한다.
국내산 무의 추출물을 여러가지 Column과 HPLC를 이용하여 잿빛곰팡이 병원균에 대한 항 진균성 물질을 분리하였다. 투석튜브를 이용한 분리에서 이물질이 3.5kDa 이하의 저분자물질이며 또한 내열성 물질임을 확인하였다. 이물질들은 최소한 5종의 물질로 구성되어 있으며 이중 가장 항진균성이 강한 물질을 HPLC를 이용하여 순수 분리하였으며 잿빛곰팡이병에 감염된 식물에 적용한 결과 농약과 비슷한 효과를 나타내어 환경 친화적인 항진균 물질로서 사용가능성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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