본 연구는 치즈 숙성 중 오염원인 곰팡이균 제거기술 개발의 일환으로 수행하였다. 치즈 및 치즈 숙성실에서 자생하는 곰팡이를 분리하고, 지역별 김치로부터 유산균을 분리하여 치즈 곰팡이에 대한 항진균 활성을 측정한 결과는 다음과 같다. 치즈와 치즈 숙성실에 분리된 곰팡이는 총 8종으로Penicillium과 Cladosporium으로 동정되었다. 지역별 김치로부터 분리된 유산균은 총 44종이고 이 중 항진균 활성을 보인 유산균 22종을 동정한 결과 Lactobacillus와 Pediococcus로 확인되었다. 동정된 김치 분리 유산균 22종 중 항진균 활성도가 높은 유산균 6종(L. sakei subsp. ALJ011, L. sakei subsp. ALI033, L. sakei subsp. ALGy039, P. pentosaceus ALJ015, P. pentosaceus ALJ024, P. pentosaceus ALJ026)을 선발하여, 치즈 곰팡이균 8종에 대하여 항진균 활성을 측정한 결과 전주지역 김치에서 분리한 유산균인 P. pentosaceus ALJ015, P. pentosaceus ALJ024과 임실지역 김치에서 분리한 유산균인 L. sakei subsp. ALI033 균주가 치즈 곰팡이에 대한 항진균 활성이 높게 나타났다. 치즈 곰팡이에 대한 유산균 배양액의 최소저해 농도를 측정해 본 결과, 생육저지환으로 알아본 항균활성 실험과 동일하게 분리 곰팡이균 8종에 대하여L. sakei subsp. ALI033 유산균의 항진균 활성이 가장 크게 나타났다.
본 연구는 편백나무 건조 중 발생하는 휘발성 유기화합물로 구성된 응축수에 대해 항진균 및 항산화 활성을 평가하였다. 응축수는 hexane과 ethyl acetate로 각각 추출하였으며 추출액의 농도 100-500 mg/L에서 피부사상균에 대한 항진균 활성을 측정하였다. 추출액 농도가 증가할수록 항진균 효과도 증가하였으며 500 mg/L에서는 모든 피부사상균에 대해 높은 항진균 활성을 나타냈다. 추출용매에 따라서는 hexane으로 추출하였을 경우 높은 활성을 나타냈으며, 특히 Trichophyton rubrum에 대한 항진균 활성이 높았다. 항산화 활성을 측정한 결과 25 mg/L 이상의 농도에서는 90% 이상의 항산화 활성을 나타냈으며 추출용매에 따른 차이는 거의 없었다. 하지만 25 mg/L 이하의 농도에서는 hexane 추출물에서 높은 항산화 활성을 나타냈다. 각각의 추출물 구성성분을 분석한 결과 hexane 추출물의 주요 구성성분은 torreyol, alpha-cadinol, tau-cadinol이며, ethyl acetate 추출물의 주요 구성성분은 alpha-amorphene, alpha-cadinol, gamma-cadinene으로 나타났다.
여러 항진균 활성 관련 유전자들의 발현 수준을 동시에 연구하기 위하여 DNA microarray를 이용하여 유전자들의 발현 패턴을 비교 분석하였다. 본 연구에서는 항진균활성을 가지는Bacillus lentimorbus WJ5의 genomic DNA를 무작위 하게 제한효소로 절단하여 2,000개의 DNA단편을 microarray하였으며, 감마선($^{60}Co$)조사로 유도된 7종의 항진균 활성 결핍 돌연변이체와 발현양상을 정량적으로 비교하였다. Gene Cluster (Michael Risen, Stanford Uniy.)를 이용한 DNA microarray의 분석 결과, 총 408개의 DNA 단편이 발현되는 것을 확인할 수 있었으며, 이들 중 20개의 DNA단편이 항진균 활성 결핍 돌연변이체에서 발현이 억제되는 것으로 나타났다. 특히,pbuX (xanthine permease, K222), ywbA (phosphotransferase system enzyme II, K393), ptsG (PTS glucose specific enzyme II ABC component, K877), yufO (ABC transporter(ATP-binding protein), K1301), 그리고 ftsY (signal recognition particle (docking protein), K868)는 모든 돌연변이체에서 동시에 발현되는 down-regulation된 유전자들로서 물질 이동과 관련된 것으로 보고되어 있으며, 항진균 활성 관련 신호 및 물질의 이동에 관여할 것으로 사료되어진다.
골프 코스 잔디 뿌리부근의 토양으로부터 분리된 4종 Pseudomonas spp.의 배양조건과 잔디에 갈색마름병의 원인이 되는 R. solani와 동전마름병의 원인이 되는 S. homoeocarpa에 대한 항진균 활성을 조사하였다. 배양조건으로는 pH 7.0으로 $20-25^{\circ}C$에서 배양할 때 생육도 우수하며 양호한 항진균 활성을 나타내었다. 대량배양을 위한 기본배지로 King's B 배지를 사용하였으며 탄소원으로 sucrose를, 질소원으로 tryptone을, 무기염류로는 $K_2HPO_4$를 첨가하였을 때 균의 생육이 가장 우수하며 항진균 활성도 높았다. 갈색마름병과 동전마름병에 대해 전반적인 항진균 활성의 경우, 상대적으로 낮은 온도의 지역에서 생존하는 YUD-F군(P. mandelii와 P. fluorescens)의 Pseudomonas spp.가 YUD-O군(P. trivialis와 P. jessenii)의 Pseudomonas spp. 보다 항진균 활성이 보편적으로 넓게 작용하고 있음을 알 수 있다. 이는 지역별 평균 기온차가 각각의 Pseudomonas spp.의 최적 생육온도와 항진균 활성에 영향을 주고 있는 것으로 보여 진다. YUD-O군의 Pseudomonas spp.는 동전마름병에 대해 우수한 항진균성을 보이지만, 갈색마름병에 대해선 상대적으로 약한 항진균 활성을 보여주고 있다.
잔디병 유발균 Rhizoctonia solani AGII-II에 대한 강한 항진균 활성을 가지는 균주를 토양에서 분리 동정하고 최적 배양조건을 확립하였다. 분리된 균주를 165 rDNA sequence로 동정한 결과 Bacillus sp.로 Bacillus sp. FF-9로 명명하였다. Bacillus sp. FF-9 균체의 생육은 LB배지를 사용하여 $30^{\circ}C$에서 24시간 진탕배양한 결과 6시간 이후부터 급격히 증가하여 12시간째 가장 높은 생육을 나타내었다. 피검균인 Rhizoctonia solani AGII-II에 대한 최대 항진균 활성은 18시간째에 나타났으며, 최적 온도는 $30^{\circ}C$, 최적 pH는 8.0에서 가장 높은 항진균 활성을 나타내었다. 탄소원과 질소원 실험에서는 1% lactose와 1% yeast extract에서 높은 항진균 활성을 나타내었고, 미량원소 첨가에 따른 항진균 활성은 0.15% $K_2HPO_4$에서 가장 높은 항진균 활성을 나타내었다.
핀란드의 Lappeenranta 지역에 위치하는 Saimaa 호수가의 토양시료로부터 분리된 Bacillus sp. KMU-1011를 이용하여 많은 작물에 잿빛 곰팡이병을 유발하는 Botrytis cinerea KACC 40573에 대한 항진균 활성을 위한 배양조건을 조사하였다. 항진균 물질의 생산을 위한 기본배지로 nutrient broth를 사용하였으며 탄소원으로 1.0% glucose와 질소원으로 1.0% polypeptone를 첨가하였을 때 가장 높은 항진균 활성을 나타내었다. 배양조건으로는 $24^{\circ}C$, 180 rpm, 48시간 배양하였을 때 가장 높은 항진균 활성을 나타내었다. Ammonium sulfate를 $30{\sim}60%$ 첨가하여 항진균 물질을 회수하였을 때 가장 양호한 항진균 활성을 나타내었으며, chloroform을 이용하여 배양액 중에 존재하는 항진균 물질을 회수하여 다양한 작물병원성 곰팡이에 대한 spectrum을 조사한 결과, 잿빛곰팡이병, 고추 탄저병, 참외 탄저병, 수박등의 박과작물의 덩굴마름병, 토마토 시들음병, 글라디올러스 마른썩음병, 토마토 질병, 수박 덩굴쪼김병. 수박 질병, 사과나무 역병, 벼 잎집무늬마름병, 참외 줄기썩음병, 그리고 고추 균핵병에 대하여 양호한 항진균 활성을 나타내는 것으로 조사되었다.
형방지황탕은 한의학에서 중요한 약처방으로 인간의 기력 회복에 약효가 탁월한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 형방지황탕으로부터 항생 물질(HTI)을 분리하여 항진균활성 및 그 작용기작을 검토하였다. 그 결과 각종 병원성 진균에 대해 항진균 활성을 나타내었으며, 인간 적혈구에 대해서는 세포독성이 나타나지 않은 것으로 확인되었다. 또한 캔디다 알비칸스를 대상으로 스트레스 방어기작과 세포 이형성 유도에 HTI이 미치는 영향을 검토한 결과, 트리 할로즈의 증가와 이형성 유도에 영향을 미치는 것으로 나타나 이러한 현상이 항진균활성에 상관관계가 있음을 확인하였으며, 또한 진균의 세포주기에 미치는 영향도 항진균 활성의 요인이 됨을 밝혔다.
순천대학교 지의류 은행(Lichen Bioresources Center)에서 571종의 지의류 내생 곰팡이를 분양받아 Candida albicans에 대한 항진균 활성을 조사하여 4종을 선정하였다. 선정된 4종의 지의류 내생 곰팡이의 배양액 내에 존재하는 항진균 활성을 알아보기 위해 disc diffusion method 방법을 이용한 결과 Stereocaulon sp. (1429,1430)가 C. albicans에 대한 항진균 활성이 가장 좋았으며, 다음으로는 Graphis sp. (1245), Cryptosporiopsis diversispora (0156) 순으로 활성이 좋게 나타났으며, 이들 지의류 내생곰팡이가 고체배지와 액체배지에서도 항진균 활성 물질을 생성하였다. 고체배지에서와 액체배지에서 공통적으로 활성이 있는 지의류 내생 곰팡이 배양액의 chloroform, ethyl acetate 용매 추출물의 C. albicans의 항진균 활성도를 측정한 결과 4종 모두 chloroform 추출물에서 높은 활성도를 나타냈다. Candida albicans, Candida glabrata, Candida tropicalis, Candida lusitaniae에 대한 항진균 활성은 Stereocaulon sp. (1429, 1430)의 chloroform 추출물에서 모두 98% 이상의 높은 저해율을 보였고 Stereocaulon sp. (1429) 배양액의 chloroform 추출액과 ethyl acetate 추출액을 GC/MS를 이용해 성분을 분석한 결과 hexadecanonic acid-methyl ester, 14-octadecenoic acid-methyl ester, octadecenoic acid-methyl ester가 새로운 항진균 물질일 가능성을 보여주었다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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