• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권11호
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• pp.1971-1982
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• 2017

Piliated Lactobacillus rhamnosus (pLR) strains possess higher adherent capacity than non-piliated strains. The objective of this study was to isolate and characterize probiotic pLR strains in human fecal samples. To this end, mouse polyclonal antiserum (anti-SpaA) against the recombinant pilus protein (SpaA) of L. rhamnosus strain GG (LGG) was prepared and tested for its reactivity and specificity. With the anti-SpaA, a method combining the de Man, Rogosa, and Sharpe (MRS) agar plating separation and colony immunoblotting (CIB) was developed to isolate pLR from 124 human fecal samples. The genetic and phenotypic characteristics of the resultant pLR isolates were compared by randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) fingerprinting, and examination of adhesion to Caco-2 cells, hydrophobicity, autoaggregation, and in vitro gastrointestinal tolerance. Anti-SpaA specifically reacted with three pLR strains of 25 test strains, as assessed by western blotting, immunofluorescence flow cytometry, and immunoelectron microscopy (IEM) assays. The optimized MRS agar separation plus anti-SpaA-based CIB procedure could quantitatively detect $2.5{\times}10^3CFU/ml$ of pLR colonies spiked in $10^6CFU/ml$ of background bacteria. Eight pLR strains were identified in 124 human fecal samples, and were confirmed by 16S RNA gene sequencing and IEM identification. RAPD fingerprinting of the pLR strains revealed seven different patterns, of which only two isolates from infants showed the same RAPD profiles with LGG. Strain PLR06 was obtained with high adhesion and autoaggregation activities, hydrophobicity, and gastrointestinal tolerance. Anti-SpaA-based CIB is a rapid and inexpensive method for the preliminary screening of novel adherent L. rhamnosus strains for commercial purposes.

• 치위생과학회지
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• 제8권4호
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• pp.367-373
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• 2008

천연물 황금으로부터 여러 유기용매 추출물을 얻어 치아우식증 원인균인 S. mutans 에 대한 항균활성, 배지 내 환경변화, 그리고 부착억제에 대해 알아보았다. 1. 구강 질병인 치아우식증의 대표적 원인균 S. mutans에 대한 황금 ethyl acetate 추출물 (IPK-3)의 최소억제농도는 125 mg/ml 이었다. 2. 황금 IPK-3 추출물 50 mg/ml의 농도로 S. mutans의 배지 내 투여하였을 때 균의 생장 량과 최대 생장시간은 대조군보다 지연되었다. 3. 황금 IPK-3 추출물 50 mg/ml의 농도로 S. mutans의 배지 내 투여하였을 때, pH 변화는 대조군은 18시간에서 pH 5.63으로 급격한 변화를 보였으며 황금 IPK-3 추출물이 50 mg/ml의 배지에서는 6.50이상을 유지하여 pH가 변화가 없었다. 4. 황금 IPK-3 추출물을 첨가한 배지 내 탄수화물, 단백질 및 균체 외 다당류의 변화는 대조군에 비해 매우 낮게 생산되었다. 5. 균체를 형광염료(DAPI)로 염색하여 S-HA 부착억제을 확인한 결과, 대조군은 시간이 경과함에 따라 S.mutans의 hydroxyapatite(HA)에 부착 정도가 증가되었으나, 황금 IPK-3 추출물이 첨가된 시험군에서는 S-HA에 균의 부착이 매우 적었다. 이같이 황금의 IPK-3 (ethyl acetate 추출물)이 치아우식증의 원인균인 S. mutans 에 대한 항균활성효과 뿐만아니라 hydroxyapatite에 부착 억제 효과도 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.382-388
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• 2018

본 연구는 치아우식증의 주 원인균으로 작용하는 S. mutans에 특이적인 앱타머 및 그 작용 기전에 관한 것으로 더욱 상세하게는 SELEX방법을 이용하여 S. mutans에 특이적인 앱타머를 선별하고, 앱타머와 결합하는 단백질 분자를 정제 및 동정함으로써 S. mutans의 부착에 관련된 기전을 보다 더 명확하게 규명하고자 하였다. 표적분자에 높은 친화도와 선택성으로 결합할 수 있는 특성을 가지는 앱타머는 3차원적인 특이적 구조에 의해 표적물질에 대해 수 nM ~ 수 pM 수준의 높은 결합력과 선택성을 지니고 있으며, 항체와 유사한 특성을 가지는 핵산으로 여겨지고 있다. 또한, 항체에 비해 안정성이 매우 높아 실온 보관이나 운반이 가능하고, 장시간이나 반복사용이 요구되는 진단용으로의 응용이 매우 용이하다. 또한 생체 내 면역거부반응이 거의 일어나지 않는 점 등을 바탕으로 보다 저렴한 앱타머로 대체하려는 시도가 이루어지고 있으며, 이는 치료용으로의 개발연구에 매우 중요한 장점이 될 수 있다. 이를 위하여 39개의 random sequence를 갖는 DNA library를 제조하고, S. mutans를 앱타머 선별의 대상물질로 하여, SELEX 방법을 통하여 선별하고 pCR2.1 cloning vector에 cloning하고, 그 염기서열을 분석하였다. 그 결과 6종의 서로 다른 염기서열을 갖는 앱타머를 선별하였으며, 선별된 앱타머 중 SM-2를 이용하여 앱타머와 직접 결합하는 단백질을 분리, 동정하였다. 위의 결과로부터 선별된 앱타머들은 S. mutans에 선택적으로 결합함을 확인하였고, 이 앱타머는 세균의 당 대사 및 단백질 합성 관련 단백질에 결합함으로서 세균의 부착을 억제 할 수 있음을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권3호
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• pp.226-236
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• 2012

갓김치로부터 분리한 probiotic L. acidophilus GK20 및 L. paracasei GK74를 단독 혹은 혼합 배양하여 제조한 요구르트를 저장하는 동안 이화학적 및 미생물학적 특성과 스타터의 위산이나 담즙산에 대한 저항성, Caco-2 cell에 대한 부착능, 항균, 항산화 및 효소적 활성에 대한 prebiotic FOS(fructooligosaccharide)의 영향을 살펴보았다. FOS를 첨가했을 때 요구르트 내의 스타터 균수, 총산도 및 점도는 유의하게 높아짐과 동시에 pH는 감소되었다(p<0.05). 또한 E. coli ATCC 11229와 S. enteritidis ATCC 13076은 probiotics 스타터가 생산한 항균물질에 의해 저해되었으며, FOS를 첨가한 synbiotic 요구르트의 항균활성은 더욱 증가되었다. 게다가 FOS (1.0%)를 첨가하여 혼합 스타터로 발효시킨 요구르트에서 가장 높은 단백질 분해능 ($1.06{\pm}0.06$ unit) 및 ${\beta}$-galactosidase 활성 ($20.14{\pm}0.31$ unit)을 나타내었다. 하지만 비록 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 모두 장관액에 대한 저항성, 장관상피세포에 대한 부착능 및 DPPH radical 소거능이나 환원력과 같은 항산화 활성을 나타내었지만, 이들 활성이 FOS에 의해 증가되진 않았다. 결과적으로 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 혼합 배양에 FOS를 첨가한 synbiotic 요구르트는 장내환경 개선과 건강기능 향상에 유용한 것으로 여겨지며, 생리활성은 $4^{\circ}C$에서 7일간 저장 하에서도 일정하게 유지되었음을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권8호
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• pp.1269-1275
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• 2006

The selection of multienzyme complex-producing bacteria under aerobic condition was conducted for improving the degradation of lignocellulosic substances. The criteria for selection were cellulase and xylanase enzyme production, the presence of cellulose-binding domains and/or xylan-binding domains in enzymes to bind to insoluble substances, the adhesion of bacterial cells to insoluble substances, and the production of multiple cellulases and xylanases in a form of a high molecular weight complex. Among the six Bacillus strains, isolated from various sources and deposited in our laboratory, Paenibacillus curdlanolyticus B-6 strain was the best producer of cellulase and xylanase enzymes, which have both cellulose-binding factors (CBFs) and xylan-binding factors (XBFs). Moreover, multiple carboxymethyl cellulases (CMCases) and xylanases were produced by the strain B-6. The zymograms analysis showed at least 9 types of xylanases and 6 types of CMCases associated in a protein band of xylanase and cellulase with high molecular weight. These cells also enabled to adhere to both avicel and insoluble xylan, which were analyzed by scanning electron microscopy. The results indicated that the strain B-6 produced the multienzyme complex, which may be cellulosome or xylanosome. Thus, P. curdlanolyticus B-6 was selected to study the role and interaction between the enzymes and their substrates and the cooperation of multiple enzymes to enhance the hydrolysis due to the complex structure for efficient cellulases and xylanases degradation of insoluble polysaccharides.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제26권10호
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• pp.1459-1465
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• 2013

Two in vitro experiments were conducted to evaluate the effect of methylcellulose (MC) on i) bacterial detachment from rice straw as well as ii) inhibition of bacterial attachment and fiber digestibility. To evaluate the effect of MC on fibrolytic bacterial detachment (Exp 1), in vitro bacterial cultures with 0.1% (w/v) MC solution were compared with cultures without MC after 8 h incubation. The effect of MC on inhibition of bacterial attachment was determined by comparing with real-time PCR the populations of F. succinogenes, R. flavefaciens and R. albus established on rice straw pre-treated with 0.1% MC with those on untreated straw after incubation for 0, 6 and 12 h (Exp 2). The major fibrolytic bacterial attachment on rice straw showed significantly lower populations with either the addition of MC to the culture or pre-treated rice straw compared to controls (p<0.05). Also, the digestibility of rice straw with MC was significantly lower compared with control (p<0.05). The F. succinogenes population did not show detachment from rice straw, but showed an inhibition of attachment and proliferation on rice straw in accordance with a decrease of fiber digestion. The detachments of Ruminococcus species co-existed preventing the proliferations with subsequent reduction of fiber degradation by MC during the incubation. Their detachments were induced from stable colonization as well as the initial adhesion on rice straw by MC in in vitro ruminal fermentation. Furthermore, the detachment of R. albus was more sensitive to MC than was R. flavefaciens. These results showed the certain evidence that attachment of major fibrolytic bacteria had an effect on fiber digestion in the rumen, and each of fibrolytic bacteria, F. succinogenes, R. flavefaciens and R. albus had a specific mechanism of attachment and detachment to fiber.

• 구강회복응용과학지
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• 제32권1호
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• pp.16-23
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• 2016

목적: 이번 연구는 다양한 pH의 불소 제재들이 티타늄 표면 거칠기에 미치는 영향을 평가하는 것이었다. 연구 재료 및 방법: 기계절삭형 티타늄 디스크를 시중에서 유통되는 세 가지 불소겔로 처리하였다. 불소겔의 종류와 처리 시간에 따라, 대조군, 1군(pH 3.5의 APF로 1분간 처리), 2군(pH 3.5의 APF로 30분간 처리), 3군(pH 4.0의 APF로 1분간 처리), 4군(pH 4.0의 APF로 30분간 처리), 5군(pH 7.0의 NaF로 1분간 처리), 6군(pH 7.0의 NaF로 30분간 처리)의 7군으로 분류하였다. 디스크의 표면 거칠기를 측정한 후, Porphyromonas gingivalis, Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Fusobacterium nucleatum을 배양하여 디스크에 부착하는 세균의 양을 측정하였다. 결과: 표면 거칠기는 그룹2에서만 유의하게 증가하였다(P < 0.0001). 세균의 부착량은 실험군과 대조군 사이에 유의한 차이를 보이지 않았다. 결론: pH 3.5의 APF를 30분간 처리한 그룹에서 표면 거칠기가 유의하게 증가하였지만, 세균의 부착에 대해서는 유의한 차이를 보이지 않았다.

• 대한화장품학회지
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• 제47권2호
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• pp.163-170
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• 2021

본 연구는 인체 친화적인 소재로 여드름균을 제거하는 기술을 만들기 위해서 진행하였다. 먼저 여드름균을 운모 디스크에 흡착시켜 생장시킨 후 원자현미경을 통해 바이오필름이 제대로 성장하였는지를 확인하였다. 이미지 상으로 형태가 둥글게 변하였고 사이즈도 평균 17% 정도 길어졌으며 물질을 구분하는 공명주파수의 위상 값이 단일값으로 관찰된 것을 볼 때 세균막이 운모디스크 전체를 덮어서 자란 바이오필름을 확인할 수 있었다. 이렇게 바이오필름을 생성시킨 여드름균에 여러 가지 아미노산 50 mM을 각각 처리하여 관찰한 결과 valine, serine, argine, leucine을 처리하였을 때 여드름균의 농도가 감소한 것을 발견하였다. 나노인덴터와 AFM 컨택모드로 스캔을 한 결과 valine (Val)을 처리한 여드름균 바이오필름의 강도가 증가해 있는 것을 확인하였다. 이것은 균을 보호하는 외곽의 세균막이 형성 억제됨으로써 세균막보다 더 높은 강도일 수 있는 균을 측정했기 때문일 수 있다. 여드름균과 Val을 처리한 여드름균에 균과 바이오필름 내부의 세균막을 볼 수 있는 형광물질을 각각 태깅하고 형광 이미지를 관찰한 결과 저농도 Val을 처리한 여드름균에서는 세균막이 관찰되었으나 10 mM 이상의 Val을 처리할 때부터 여드름균의 세균막이 형성 억제됨을 알 수 있었다. 뿐만 아니라 Val 10 mM 이상의 농도에서는 여드름균 전체의 농도도 감소하는 것을 알 수 있었다. 즉, 세균막이 형성 억제됨으로써 약화된 여드름균의 결합력에 의해서 여드름 균의 농도가 감소한 것으로 볼 수 있다. 마침내 Val의 투입은 세균막 생성을 억제함으로써 여드름균을 제거하는 효능이 있음을 확인하였다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제64권1호
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• pp.22-27
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• 2008

연구배경: 본 연구에서는 황색포도알균이 숙주세포 내로 침입하여 증식하는 정도를 관찰하고자 한다. 이때 세포 외 바탕 단백질의 변화가 수반될 것으로 가설을 설정하고, 이러한 변화에 영향을 미칠 것으로 생각되는 matrix metalloproteinase (MMP)의 발현과 역할에 대해 연구하고자 하였다. 방법: 황색포도알균은 $10^6{\sim}10^7CFU/ml$을 $10^5$개의 기관지상피세포인 BEAS-2B 세포에 2시간 동안 침입시킨다. 이후 세척으로 세포 밖에 있는 황색포도알균을 제거한 후, BEAS-2B 세포를 다양한 시간 동안(4, 6, 8, 12 시간) 배양한 후 황색포도알균의 집락수(CFU/ml)를 측정하였고, 단백질을 분리하여 세포 외 바탕단백질의 발현 정도와 MMP의 활성도를 측정하였다. 또한 MMP 억제제인 GM6001을 전처치한 후 황색포도알균을 세포에 침입시킨 후 세포 내에서의 균의 집락수 및 세포 외 바탕단백질의 변화를 관찰하였다. 결과: 황색포도알균의 집락을 측정한 결과 4시간과 12시간을 비교해 볼 때 MOI가 증가할수록, 감염시킨 시간이 길수록 숙주세포 내로 침입이 유의하게 증가하였다. BEAS-2B 세포에서 황색포도알균을 침입시킨 시간이 길수록, MOI가 증가할수록 MMP 2 및 MMP 9의 활성도와 dysadherin의 발현은 증가하였고, 이와는 대조적으로 E-cadherin의 발현은 감소하였다. MMP억제제인 GM6001을 전 처치 한 결과 황색포도알균의 세포 내 침입을 유의하게 감소시켰다. 결론: 황색포도알균이 기관지 상피세포 내로 침입할 때 dysadherin 및 E-cadherin 같은 세포 외 바탕 단백질의 변화를 동반하며, MMP 활성도가 균의 세포 내 침입에 관여하는 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제34권8호
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• pp.540-547
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• 2024

고분자 물질의 지속적 사용으로 인해 폐기물 증가와 환경 문제가 심각해지고 있다. 이에 따라 친환경 고분자에 대한 관심이 급증하고 있으며, 특히 생분해성 고분자는 식품 포장재 등 다양한 분야에서 항균성 고분자로 활발히 연구되고 있다. 최근 COVID-19 팬데믹으로 인해 항균성 물질에 대한 중요성이 더욱 부각되고 있다. 본 연구에서는 poly-butylene adipate terephthalate (PBAT)와 zinc pyrithione (ZnPt)을 항균성 고분자로 제작하여 그 항균 특성을 탁도 분석법, 진탕 배양법, 필름 밀착법으로 분석하였다. ZnPt%(w/w) 함량별(0, 0.1, 0.3, 그리고 0.5) 복합체를 Escherichia coli (E. coli)와 Staphylococcus aureus (S. aureus)에 대하여 항균 활성을 확인한 결과, 0.1%(w/w)의 적은 함량에서도 그람 양성균(S. aureus)과 그람 음성균(E. coli) 에서 높은 항균 활성을 나타내었다. 0.3%(w/w) 이상의 시료에서는 99.999% 이상의 높은 항균 특성을 나타내었다. 각 복합체의 파단면을 Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM) 분석을 통해 ZnPt가 1-4 ㎛의 크기로 표면에 고르게 분포된 것을 확인하였다. 그리고 복합체 표면과 접촉한 후의 균 액을 고정하여 FE-SEM으로 분석한 결과, E. coli 와 S. aureus 균의 세포벽 파괴 효과가 명확하게 관찰되었다. 항균성 생분해 고분자로서 PBAT와 ZnPt 복합체는 식품 포장재 등 다양한 분야에서 유망하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.