• 제목/요약/키워드: A. nidulans

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김치로부터 항진균 활성 Lactobacillus plantarum의 분리 및 특성 규명 (Antifungal Activity of Lactobacillus plantarum Isolated from Kimchi)

  • 양은주;장해춘
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.276-284
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    • 2008
  • 숙성된 김치로부터 항진균 활성을 나타내는 균주 1종과 감수성을 나타내는 곰팡이 1종을 분리하였다. 분리된 균주는 형태학적, 생화학적 특성 조사와 165 rRNA 염기서열 결정을 통한 균주 동정 결과 Lactobacillus plantarum AF1으로 명명하였고, 감수성 곰팡이는 ITS-5.8S rRNA 염기서열 분석을 통하여 Epicoccum nigrum KF-1으로 명명하였다. Dual culture overlay assay를 통한 Lb. plantarum AF1의 항진균 활성 실험 결과 A. ochraceus, A fumigatus, C. gossypiicola 등 식품 부패 곰팡이 및 병원성 곰팡이에 강한 생육 저해 활성을 나타내었다. 또한 항균 물질에 의한 항미생물 활성 범위를 측정한 결과 항진균 활성 외에도 식중독균주를 포함한 그람 양성 및 음성 세균들에 강한 저해 활성을 나타내어 Lb. plantarum AF1은 넓은 항미생물 활성 범위를 가지는 것을 알 수 있었다. Lb. plantarum AF1의 생육에 따른 항진균 활성을 측정한 결과 항진균 활성은 배양 20시간부터 최대 활성(3,200 AU/ml)을 나타내어 120시간까지 활성이 감소되지 않고 유지되었다. 항진균 물질의 안정성 실험을 통하여 AF1 항진균 물질은 산성의 pH(pH $3.0{\sim}4.0$)와 열에 안정한 물질이며, 단백분해효소 처리에 영향을 받지 않으므로 비단백질성 물질이거나 단백분해효소의 영향을 받지않는 구조의 물질임을 추정하였다. AF1 항진균 물질의 분자량을 예측하기 위하여 Lb. plantarum AF1의 배양액을 3,000 Da 이상과 이하의 분획으로 나누어 항진균 활성을 측정한 결과 AF1 항진균 물질은 분자량 3,000 Da 미만의 물질임을 확인하였다. 본 실험에서 분리한 김치유산균인 Lb. plantarum AF1은 넓은 범위의 항진균 활성 및 항세균 활성을 나타내므로 강력한 천연 식품보존제 및 사료보존제로서 활용이 기대된다.

Bacillus subtilis MJP1이 생산하는 Bacteriocin-Like Substances (Characterization of Bacteriocin-Like Substances Produced by Bacillus subtilis MJP1)

  • 양은주;장해춘
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.339-346
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    • 2007
  • 메주로부터 항곰팡이 활성을 보이는 균주 1종과 이에 감수성을 나타내는 곰팡이 3종을 분리하였다. 분리된 균주는 형태학적, 생화학적 특성 조사와 16S rRNA 염기서열 결정을 통한 균주 동정결과 Bacillus subtilis MJP1으로 명명하였고, 3종의 곰팡이는 ITS-5.85 rRNA염기서열 분석을 통하여 Aspergillus petrakii PF-1, A. ochraceus PF-2, 그리고 A. nidulans PF-3로 명명하였다 B. subtilis MJP1은 곰팡이 에 대한 강한 저해활성 뿐만 아니라 Candida 속 효모들과 그람 양성균에 대한 넓은 범위의 저해활성을 나타내었다. B. subtilis MJP1의 생육에 따른 항균 활성을 측정한 결과 항진균 활성은 배양 16시간부터 최대 활성(3,200 AU/ml)을 나타내어 균이 사멸기에 접어든 후에도 활성을 그대로 유지한 반면, 항세균 활성은 대수기 중반인 12시간부터 25시간까지 가장 높은 활성 (1,600 AU/ml)을 보이다가 72시간 이후에는 활성을 상실하였다. pH 안정성 실험에서 항진균 활성과 항세균 활성 모두 pH $6{\sim}10$ 구간에서 비교적 안정한 결과를 보였으나, 열처리 실험에서 항진균 활성은 영향을 받지 않은 반면, 항세균 활성은 $30^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 불안정한 결과를 보였다. 각종 효소에 대한 안정성 실험에서 항진균 활성은 어떠한 효소에도 영향을 받지 않았으나, 항세균 활성은 단백분해효소 처리 후에 활성이 실활 됨으로써 항균 물질이 단백질성 물질임을 추정하였다. $C_{18}$ Sep-Pak column으로 부분 정제한 항균 물질이 항진균 활성과 항세균 활성을 나타내므로 소수성을 가지는 물질임을 알 수 있으며, Tricine-SDS-PAGE및 direct detection을 통하여 항진균 물질의 분자량은 약 2.4 kDa 정도이며, 항세균 물질의 분자량은 약 4.5 kDa으로_ 확인되었다. 따라서 B. subtilis MJP1은 항진균 활성과 항세균 활성을 가진 bacteriocin-like substances를 생산함을 알 수 있고 이와 같은 새로운 항미생물 물질은 천연 식품보존제 및 사료보존제 뿐만 아니라 항생제 대체 의약품으로도 활용이 기대되며, 이를 위하여 향후 이 물질들의 보다 정확한 구조 및 특성 규명 등의 연구가 필요하다.

The Origin of Meju Fungi - Fungal Diversity of Soybean, Rice Straw and Air for Meju Fermentation

  • Kim, Dae-Ho;Lee, Jong-kyu;Hong, Seung-Beom
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2014년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.32-32
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    • 2014
  • Meju is a brick of dried fermented soybeans and is the core material for Jang such as Doenjang and Ganjang. Jang is produced by addition of salty water to Meju and is considered the essential sauces of authentic Korean cuisine. Meju is fermented by diverse microorganisms such as bacteria, fungi and yeasts. It is known that fungi play an important role in the Meju fermentation and they degrade macromolecules of the soybeans into small nutrient molecules. In previous study, 26 genera and 0 species were reported as Meju fungi. However, it is not comprehensively examined where the fungi present on the Meju are originated. In order to elucidate the origin of the fungi present on the Meju, the mycobiota of 500 samples soybean kernels, 296 rice straw pieces and air samples of Jang factories was determined in 0, 2 and 7 Jang factories respectively. Forty-one genera covering 86 species were isolated from the soybeans and 33 species were identical with the species from Meju. From sodium hypochlorite untreated soybeans, Eurotium herbariorum, Eurotium repens, Cladosporium tenuissimum, Fusarium fujikuroi, Aspergillus oryzae/flavus and Penicillium steckii were the predominant species. In case of sodium hypochlorite-treated soybeans, Eurotium herbariorum, E. repens and Cladosporium tenuissimum were the predominant species. Of the 4 genera and 86 species isolated from soybeans, 3 genera and 33 species were also found in Meju. Thirty-nine genera and 92 species were isolated from the rice straws and 40 species were identical with the species from Meju. Fusarium asiaticum, Cladosporium cladosporioides, Aspergillus tubingensis, A. oryzae, E. repens and Eurotium chevalieri were frequently isolated from the rice straw obtained from many factories. Twelve genera and 40 species of fungi that were isolated in the rice straw in this study, were also isolated from Meju. Especially, A. oryzae, C. cladosporioides, E. chevalieri, E. repens, F. asiaticum and Penicillium polonicum that are abundant species in Meju, were also isolated frequently from rice straw. C. cladosporioides, F. asiaticum and P. polonicum that are abundant in low temperature fermentation process of Meju fermentation, were frequently isolated from rice straw incubated at $5^{\circ}C$ and $25^{\circ}C$, while A. oryzae, E. repens and E. chevalieri that are abundant in high temperature fermentation process of Meju fermentation, were frequently isolated from rice straw incubated at $25^{\circ}C$ and $35^{\circ}C$. This suggests that the mycobiota of rice straw have a large influence in mycobiota of Meju. Thirty-nine genera and 92 species were isolated from the air of Jang factories and 34 species were identical with the species from Meju. In outside air of the fermentation room, Cladosporium sp. and Cladosporium cladosporioides were the dominant species, followed by Cladosporium tenuissimum, Eurotium sp., Phoma sp. Sistotrema brinkmannii, Alternaria sp., Aspergillus fumigatus, Schizophyllum commune, and Penicillium glabrum. In inside air of the fermentation room, Cladosporium sp., Aspergillus oryzae, Penicillium chrysogenum, A. nidulans, Aspergillus sp., C. cladosporioides, Eurotium sp., Penicillium sp., C. tenuissimum, A. niger, E. herbariorum, A. sydowii, and E. repens were collected with high frequency. The concentrations of the genus Aspergillus, Eurotium and Penicillium were significantly higher in inside air than outside air. From this results, the origin of fungi present on Meju was inferred. Of the dominant fungal species present on Meju, Lichtheimia ramosa, Mucor circinelloides, Mucor racemosus, and Scopulariopsis brevicaulis are thought to be originated from outside air, because these species are not or are rarely isolated from rice straw and soybean; however, they were detected outside air of fermentation room and are species commonly found in indoor environments. However, A. oryzae, P. polonicum, E. repens, P. solitum, and E. chevalieri, which are frequently found on Meju, are common in rice straw and could be transferred from rice straw to Meju. The fungi grow and produce abundant spores during Meju fermentation, and after the spores accumulate in the air of fermentation room, they could influence mycobiota of Meju fermentation in the following year. This could explain why concentrations of the genus Aspergillus, Eurotium, and Penicillium are much higher inside than outside of the fermentation rooms.

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Precursor제공 및 생합성 관련 유전자의 cloning을 통한 Monacolin-K 생산성 향상 (Enhanced production of monacolin-K through supplement of monacolin-K precursors into production medium and cloning of SAM synthetase gene (metK))

  • 이미진;정용섭;전계택
    • KSBB Journal
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    • 제23권6호
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    • pp.519-524
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    • 2008
  • Monacolin-K는 Monascus sp.로부터 polyketide pathway를 통해 생합성 되는 이차대사산물로써 강력한 콜레스테롤 저하제로 알려져 있다. 본 연구에서는 monacolin-K의 생합성 경로에 대한 이해에 근거한 지속적인 rational screening을 통해 monacolin-K의 생산성을 향상시킬 수 있었는데 그 중에서 특히 monacolin-K 생합성에 관련된 전구체를 최적화된 생산배지에 첨가함으로써 monacolin-K 생산성이 대조군에 비해 눈에 띠게 증가하는 결과를 확인하였다. 황의 동화작용에서 cysteine이 여러 단계를 거쳐 S-adenosylmethionine (SAM)으로 전환된다는 연구결과와 더불어, SAM은 다양한 세포내에서 주된 methyl donor 역할을 하므로 monacolin-K 구조에 포함되어있는 많은 methyl기 역시 SAM으로부터 유래한다고 알려져 있다. 따라서 첨가한 cysteine이 SAM을 생합성하는데 이용된 것으로 보고 SAM을 생산균주 내에서 고농도로 생산한다면 monacolin-K 생산성이 증가할 것이라 기대하였다. 따라서 여러 균주에서 보고된 SAM synthetase 유전자를 cloning하여 생산균주 내로 도입함으로써 생산균주가 cysteine의 별도첨가 없이도 세포내에서 SAM을 고농도로 생산하도록 하여 monacolin-K의 생산성 향상을 꾀하고자 하였다. 이를 위해 염기서열이 밝혀진 균사형성 곰팡이인 Aspergillus nidulans로부터 SAM synthetase를 암호화하는 metK 유전자를 cloning하고 Monascus 유래의 gpdA promoter에 의해 발현되도록 하는 재조합 발현벡터 pBMmetK를 제작하였고 이를 생산균주 내로 도입하여 형질전환체와 대조군의 monacolin-K 생산성을 확인한 결과, 대조군에 비해 형질전환체에서 Monacolin-K 생산성이 약 3.3배가량 증가한 것을 관찰하였다. 이는 metK 유전자가 생산균주의 DNA 내로 삽입되어 안정적으로 발현됨으로써 세포내에서 많은 methyl 기를 제공함으로써 monacolin-K 생산성이 향상된 것으로 판단되며, 현재는 분자적 수준에서 이러한 형질전환체 내에서 metK 유전자의 발현 정도를 확인하는 중이다.