• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권12호
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• pp.1632-1642
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• 2021

Tuberculosis is a highly contagious disease caused by Mycobacterium tuberculosis. It affects about 10 million people each year and is still one of the leading causes of death worldwide. About 2 to 3 billion people (equivalent to 1 in 3 people in the world) are infected with latent tuberculosis. Moreover, as the number of multidrug-resistant, extensively drug-resistant, and totally drug-resistant strains of M. tuberculosis continues to increase, there is an urgent need to develop new anti-tuberculosis drugs that are different from existing drugs to combat antibiotic-resistant M. tuberculosis. Against this background, we aimed to develop new anti-tuberculosis drugs using probiotics. Here, we report the anti-tuberculosis effect of Pediococcus acidilactici PMC202 isolated from young radish kimchi, a traditional Korean fermented food. Under coculture conditions, PMC202 inhibited the growth of M. tuberculosis. In addition, PMC202 inhibited the growth of drug-sensitive and -resistant M. tuberculosis- infected macrophages at a concentration that did not show cytotoxicity and showed a synergistic effect with isoniazid. In a 2-week, repeated oral administration toxicity study using mice, PMC202 did not cause weight change or specific clinical symptoms. Furthermore, the results of 16S rRNA-based metagenomics analysis confirmed that dysbiosis was not induced in bronchoalveolar lavage fluid after oral administration of PMC202. The anti-tuberculosis effect of PMC202 was found to be related to the reduction of nitric oxide. Our findings indicate that PMC202 could be used as an anti-tuberculosis drug candidate with the potential to replace current chemical-based drugs. However, more extensive toxicity, mechanism of action, and animal efficacy studies with clinical trials are needed.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권11호
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• pp.1416-1426
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• 2022

The need to discover new types of antimicrobial agents has grown since the emergence of antibiotic-resistant pathogens that threaten human health. The world's oceans, comprising complex niches of biodiversity, are a promising environment from which to extract new antibiotics-like compounds. In this study, we newly isolated Pseudomonas sp. NIBR-H-19 from the gut of the sea roach Ligia exotica and present both phenotypes and genomic information consisting of 6,184,379 bp in a single chromosome possessing a total of 5,644 protein-coding genes. Genomic analysis of the isolated species revealed that numerous genes involved in antimicrobial secondary metabolites are predicted throughout the whole genome. Moreover, our analysis showed that among twenty-five pathogenic bacteria, the growth of three pathogens, including Staphylococcus aureus, Streptococcus hominis and Rhodococcus equi, was significantly inhibited by the culture of Pseudomonas sp. NIBR-H-19. The characterization of marine microorganisms with biochemical assays and genomics tools will help uncover the biosynthesis and action mechanism of antimicrobial metabolites for development as antagonistic probiotics against fish pathogens in an aquatic culture system.

• 한국축산식품학회지
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• 제43권6호
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• pp.1111-1127
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• 2023

Health-promoting preparations of inanimate microorganisms or their components are postbiotics. Since probiotics are sensitive to heat and oxygen, postbiotics are stable during industrial processing and storage. Postbiotics boost poultry growth, feed efficiency, intestinal pathogen reduction, and health, making them acceptable drivers of sustainable poultry production. It contains many important biological properties, such as immunomodulatory, antioxidant, and anti-inflammatory responses. Postbiotics revealed promising antioxidant effects due to higher concentrations of uronic acid and due to some enzyme's production of antioxidants, e.g., superoxide dismutase, glutathione peroxidase, and nicotinamide adenine dinucleotide oxidases and peroxidases. Postbiotics improve intestinal villi, increase lactic acid production, and reduce Enterobacteriaceae and fecal pH, all of which lead to a better immune reaction and health of the gut, as well as better growth performance. P13K/AKT as a potential target pathway for postbiotics-improved intestinal barrier functions. Similarly, postbiotics reduce yolk and plasma cholesterol levels in layers and improve egg quality. It was revealed that favorable outcomes were obtained with various inclusion levels at 1 kg and 0.5 kg. According to several studies, postbiotic compounds significantly increased poultry performance. This review article presents the most recent research investigating the beneficial results of postbiotics in poultry.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제23권1호
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• pp.23-34
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• 1989

Gentamicin (GM) is a polybasic, aminoglycoside antibiotic used frequently for the treatment of serious gram-negative infections. The major limiting factors in the clinical use of GM as well as other aminoglycoside antibiotics are their nephrotoxicity and ototoxicity. The primary mechanism of cell injury in aminoglycoside toxicity appears to be the disruption of normal membrane function and the inhibition of $Na^{+}-K^{+}$ ATPase activity. There are both indirect and direct evidences which suggests that the effect of aminoglycoside antibiotics on $Na^{+}-K^{+}$ ATPase may explain, or contribute to, their toxicity. It has been shown that aminoglycoside reduce total ATPase activity (Kaku et al., 1973) and $Na^{+}-K^{+}$ ATPase activity (linuma et al., 1967) in the stria vascularis and spiral ligament of the guinea-pig cochlea. Lipsky and Lietman (1980) reported that aminoglycoside antibitoics inhibited the activity of $Na^{+}-K^{+}$ ATPase in microsomal fractions of the cortex and medulla of the guinea-pig kidney, isolated rat renal tubule and human erythrocyte ghosts. The present invstigation was undertaken to elucidate the mechanism of GM on human erythrocytes by examining its effect on $Na^{+}-K^{+}$ ATPase activity, actives sodium and potassium transport across red blood cell and $^{3}H-ouabain$ binding to red blood cell membranes. The results obtained are summarized as follows: 1) CM inhibited significantly both the activity of total ATPase and $Na^{+}-K^{+}$ ATPase at all concentrations tested. 2) GM inhibited active $^{22}Na$ efflux across red blood cell. When ouabain is present, the rate of $^{22}Na$ efflux was completely inhibited. When both GM and ouabain were added, the inhibitory effect of active $^{22}Na$ efflux was more pronounced. 3) Active $^{86}Rb$ influx was inhibited significantly by GM. In the presence of ouabain, the rate of $^{86}Rb$ influx is markedly inhibited. But $^{86}Rb$ influx is not appreciably altered by the presence of both GM and ouabain. 4) In the presence of GM, $^{3}H-ouabain$ binding to red blood cell membrane increased. From the above results, it may be concluded that the inhibition of active sodium and potassium transport across red blood cell by gentamicin appears to be due to the inhibition of $Na^{+}-K^{+}$ ATPase activity and an increase in ouabain binding to red blood cell membranes.

• 한국토양비료학회지
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• 제16권4호
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• pp.358-367
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• 1983

항생물질(抗生物質)에 저항성(抵抗性)이 있는 Salmonenella typhimurium과 Klebsilla pneumoniae종(種)을 미처리(未處理) 하수(下水)에 첨가(添加)하였을 때 쉽게 죽었으나 살균하수중(殺菌下水中)에서는 생육(生育)하였다. 그 감소(減少)는 생활력(生活力)이 떨어져서 생기는 것이 아니고 유기영양분(有機榮養分)이 포함(包含)되지 않은 용액중(溶液中)에서 적어도 15일간(日間)은 많은 수(數)가 생존(生存)할 수 있었기 때문에 그것은 경쟁(競爭)의 결과(結果)가 아니다. 독성생성(毒性生成), 박테리오화지, 그리고 Bdellovibrio는 위의 두 세균(細菌)의 소멸(消滅)에 원인(原因)이 되지 않았다. 만일(萬一) 하수(下水)를 처음에 $3{\mu}m$여지(濾紙)에 통과(通過)시켰거나 cycloheximide나 cycloheximide에 nystatin을 혼합(混合)하여 처리(處理)하면 감소(減少)하는 것은 역시(亦是) 뚜렷하였으나 원생동물(原生動物)은 이 조건하(條件下)에서 생육(生育)했었다. 만일(萬一) 하수(下水)가 S. typhimurium 혹은 K. pneumoniae를 첨가(添加)하기 전(前)에 여과(濾過)하거나 진핵세균억제제(眞核細菌抑制劑)로 처리(處理)되면 그 감소(減少)는 거의 없었고 원생동물(原生動物)은 검출(檢出)되지 않았다. 만일(萬一) cycloheximide, streptomycin, erythromycine 혹은 많은 양(量)의 glucose가 하수(下水)에 첨가(添加)되면 S. typhimurium의 수(數)는 증가(增加)하였다. Tetrahymena themophilus는 세균(細菌)의 수(數)가 약(約) $10^4/ml$ 일 때 완충액(緩衝液)에서 S. typhimurium의 수(數)를 현저(顯著)히 감소(減少)시키지는 못하였다. 그러나 완충용액(緩衝溶液)에 Enterobacter agglomerans 세포(細胞)를 $10^8/ml$ 이상(以上)으로 첨가(添加)하였을 때 T. thermophilus는 E. agglomerans와 S. typhimurium의 수(數)를 각각(各各) $10^6{\sim}10ml$까지 감소(減少)시켰다. S. typhimurium의 수(數)는 E. aggromerans 세포(細胞)의 이차적(二次的) 증가(增加)로 더욱 감소(減少)하였다. 그리하여 하수(下水)에서 S. typhimurium과 K. pneumoniae의 소멸(消滅)은 원생동물(原生動物)의 포식(捕食)의 결과(結果)라고 보는 것이다. 교체(交替) 포식자(捕食子)가 포식자(捕食者)에 의한 활성적(活性的) 사양(飼養)을 위(爲)하여 그 수(數)가 최초(最初)의 수(數) 이상(以上)으로 많이 존재(存在)할 때와 포식자(捕食子)의 생장(生長) 비율(比率)이 포식비율(捕食比率)보다 떨어질 때에 포식자(浦食者)는 자연환경(自然環境)에서 포식자종(捕食子種)들을 소거(消去)할 것이라고 제안(提案)하는 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권2호
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• pp.122-129
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• 1998

최근 생물방제균으로 주목받고 있는 Enterobacter cloacae의 방제기작이 이 균에 의해 토양내에서 생산된 휘발성 ammonia이며 ammonia의 생산에는urease가 관계한다는 보고를 근거로 하여, 항생물질 생산성 균주로 선발된 우수한 길항균주에 암모니아 생성능, 즉 urease 유전자를 유전적으로 부가함으로써 항진균성 길항물질 생산과 암모니아 생산이 동시에 이루어 질 수 있는 새로운 다기능의 생물방제균을 유전적으로 육종하고자 하였다. 저병해 인삼경작지로부터 식물근부균 Fusarium solani의 생육을 강하게 억제하는 길항세균 한 균주 SH14균주를 분리, 선발하였으며, 분리된 균주를 동정한 결과 Bacillus subtilis이거나 그 근연종으로 추정되었다. 억제기작 실험을 통해 길항균주 B. subtilis SH14에 의해 생산되는 항진균성 길항물질은 외막가수분해효소와 같은 고분자 물질이 아니라 열에 안정한 저분자의 항생물질임을 알 수 있었다. 한편 ammonia 생산을 위한 urease의 유전자는 urease 생산력이 강력한 호알칼리성 Bacillus pasteurii의 urease 생산유전자를 E. coli-Bacillus shuttle vector인 pEB203에 subcloning하였고, 이어서 pGU 366으로 명명된 이 recombinant plasmid를 선발된 항진균성 길항균주 B. subtilis SH14에 PEG-induced protoplast transformation 방법으로 도입, 발현시켰으며, 최적조건을 조사하여 90분간의 lysozyme 처리과정 후 1.5 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 DNA와 40% PEG4000의 첨가로 약 6.5$\times$$10^{-4}$의 형질전환율을 얻을 수 있었다. 아울러 암모니아 생성능이 부가된 생물방제균 B. subtilis SH14(pGU366)에 의해 식물근부균 F. solani에 대한 생육억제력이 증가되는지 여부를 억제거리 측정법과 균체중량법을 통해 확인한 결과 urease 유전자가 도입된 형질전환체 B. subtilis SH14(pGU366)의 근부균 생육억제능이 각각 36.7%, 44.0%정도로 숙주균주인 B. subtilis SH14에 비해 근부균 생육억제능을 보다 강하게 나타내었음을 알 수 있었다. 따라서 항진균성 항생물질 생산성 생물방제균 B. subtilis SH14에 외부의 urease유전자를 도입하여 ammonia 생성능을 부가함으로써 생물방제력의 상승효과를 거둘 수 있었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제24권2호
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• pp.51-60
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• 1985

본시험(本試驗)은 우리나라에서 수도(水稻)에 큰 피해(被害)를 주는 벼멸구(Nilaparvata lugens $ST{\AA}L$)에 대(對)한 수도품종(水稻品種)의 저항성반응(抵抗性反應), 항충성(抗蟲性), 화학적성분(化學的成分), 효소(酵素)의 작용(作用)및 벼멸구의 선호성등(選好性等)을 분석(分析)하여 벼멸구에 대(對)한 수도품종(水稻品種)의 저항성기작(抵抗性機作)을 밝히고자 실시(實施)하였으며 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1 유묘(幼苗)의 저항성반응(抵抗性反應)에서 청청(靑靑)벼, 가야(伽倻)벼, 한강(漢江)찰벼, 삼강(三剛)벼, IR-36는 저항성(抵抗性), 남풍(南豊)벼, 영풍(永豊)벼는 중도저항성(中度抵抗性), 진흥(振興), 상풍(常豊)벼, 추청(秋晴)벼는 감수성(感受性)이었다. 2 선호성중(選好性中) 식이선호성(食餌選好性)은 감수성품종(感受性品種)에서 높았고, 저항성(抵抗性)과 중도저항성품종(中度抵抗性品種)에서 낮았다. 이상(以上)과같은 식이선호성(食餌選好性)은 충접종(蟲接種) 72시간이내(時間以內)에 검정(檢定)하여야 한다. 산란선호성(産卵選好性)은 감수성품종(感受性品種)에서 높았고, 저항성(抵抗性)과 중도저항성(中度抵抗性)에서는 낮았으나 이와같은 산란선호성(産卵選好性)은 감수성대조품종(感受性對照品種)과 공시품종(供試品種)을 각(各) 1본(本)씩 짝지어 충(蟲)을 접종(接種)하고 조사(調査)해야 진정(眞正)한 구별(區別)이 된다. 3. 항충성(抗蟲性)에서 감로배설량(甘露排泄量)은 저항성품종(抵抗性品種)에서보다 감수성품종(感受性品種)에서 현저(顯著)히 많았다. 벼멸구의 Amylase 활성(活性)은 저항성(抵抗性)에서보다 감수성품종(感受性品種)에서 높았으며 접종시간(接種時間)의 경과(經過)에 따라 감수성품종(感受性品種)에서 그 변화(變化)가 컸다. 암컷성충(成蟲)의 체중(體重)은 수컷보다 무거웠으며 감수성(感受性)에서 사육(飼育)된 성충(成蟲)의 자웅평균체중(雌雄平均體重)은 저항성품종(抵抗性品種)에서 사육(飼育)된 것보다 무거웠다. 차세대(次世代)의 밀도증식(密度增植)은 감수성(感受性)에서보다 저항성품종(抵抗性品種)에서 현저(顯著)히 낮았다. 4. 수도품종(水稻品種)의 화학적조성성분중(化學的組成成分中) $P_2O_5$, CaO, MgO, Hemicellulose, 엽록소(葉綠素)는 감수성(感受性)에서보다 저항성(抵抗性)에서 함량(含量)이 높았고, Acid detergent fiber, Lignin, Cellulose 는 감수성(感受性)에서 높았다. Esterase isozyme의 영동대(泳動帶)에 있어서 Est ${\beta}-2$는 IR-36을 제외(除外)한 저하성(抵抗性)과 중도저항성품종(中度抵抗性品種)에서, Est ${\beta}-3$는 IR-36에서만 검출(檢出)되었다. 이상(以上)의 결과(結果)로보아 벼멸구의 Amylase 활성정도(活性程度)와 수도(水稻)의 Estrase isozyme의 전기영동(電氣泳動)은 품종저항성(品種抵抗성)을 판정(判定)하는 새로운 방법(方法)으로 이용(利用)할 수 있을 것으로 생각한다.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제27권4호
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• pp.407-414
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• 2004

The expression of CYP3A4 gene is induced by a variety of structurally unrelated xenobiotics including the antibiotic rifampicin, pregnenolone 16-carbonitrile (PCN), and endogenous hormones, that might mediate through steroid and xenobiotic receptor (SXR) system. The molecular mechanisms underlying regulation of CYP3A4 gene expression have not been understood. In order to gain the insight of the molecular mechanism of CYP3A4 gene expression, study has been undertaken to investigate if the histone deacetylation is involved in the regulation of CYP3A4 gene expression by proximal promoter in human hepatoma HepG2 cells. Also we have investigated to see if SXR is involved in the regulation of CYP3A4 proximal promoter activity in human hepatoma HepG2 cells. HepG2 cells were transfected with a plasmid PCYP3A4-Luc containing ${\~}1kb$ of the CYP3A4 proximal promoter region (-863 to +64 bp) in front of a reporter gene, luciferase, in the presence or absence of pSAP-SXR. In HepG2 cells, CYP3A4 inducers, such as rifampicin, PCN and RU486 showed minimal stimulation of CYP3A4 proximal promoter activity in the absence of SXR and histone deacetylase (HDAC) inhibitors. 4-Dimethylamino-H-[4-(2-hydroxycarbamoylvinyl)benzyl]benzamide (IN2001), a new class HDAC inhibitor significantly increased CYP3A4 proximal promoter activity over untreated control cells and rifampicin concomitant treatment with IN2001 increased further CYP3A4 proximal promoter activity that was stimulated by IN2001 The results of this study demon-strated that both HDAC inhibitors and SXR are essential to increase of CYP3A4 proximal promoter activity by CYP3A4 inducers such as PCN, rifampicin, and RU486. Especially SXR seems to be important for the dose dependent response of CYP3A4 inducing chemicals to stimulate CYP3A4 proximal promoter activity. Also this data suggested that HDAC inhibitors seemed to facilitate the CYP3A4 proximal promoter to be activated by chemicals.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권2호
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• pp.218-226
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• 2016

헬리코박터 파이로리균은 인간의 위에 감염하여 위염, 위궤양, 심지어 위암을 포함한 다양한 위장 질환의 발생시키는 원인으로 알려져 있다. 이러한 헬리코박터균의 제균을 위해 항생제 치료법이 이용되고 있지만 이러한 항생제들에 대한 헬리코박터균의 내성 증가가 전세계적인 문제로 대두되고 있다. 보고들에 따르면, 천연물질인 plumbagin은 항균 및 항암 효과를 가지고 있는 것으로 알려져있다. 따라서 본 연구에서는 헬리코박터 표준균주(ATCC 49503)에 plumbagin을 처리한 후 항균효과를 확인하였으며, 세균의 성장 및 병원성과 관련된 다양한 물질들의 발현에 미치는 영향을 immunoblotting 및 RT-PCR 방법을 이용하여 조사하였다. plumbagin의 헬리코박터균 억제효과를 확인하기 위해 한천희석법과 액체배지희석법을 이용해 최소억제농도를 도출하였다. 위와 같은 Plumbagin에 의한 헬리코박터균의 억제기전을 이해하기 위하여 헬리코박터균에 plumbagin을 처리한 후 세균 의 증식과 관련된 물질들을 대상으로 RT-PCR을 수행한 결과 RNA polymerase subunit α (rpoA)의 mRNA 발현이 감소한 것을 확인하였다. 또한, 헬리코박터균에 plumbagin을 처리한 후 주요 병원성인자들의 발현을 조사한 결과 CagA와 VacA 독소들의 mRNA 및 단백질양이 감소한 것을 확인하였으며, 유레아제(ureA)와 부착단백(alpA)의 발현도 plumbagin 처리에 의해 감소한 것을확인하였다. 위와 같은 결과들을 토대로, plumbagin은 본 연구에서 밝힌 기전들을 통해 헬리코박터균의 성장, 감염 및 발병을 억제하는 것으로 사료된다.