• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권3호
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• pp.391-399
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• 2016

Melithiazol은 점액세균 Melitangium lichenicola, Archangium gephyra, Myxococcus stipitatus에 의해 생산되는 항진균 물질이다. M. lichenicola의 melithiazol 생합성 유전자는 이미 알려져 있지만, A. gephyra와 M. stipitatus의 melithiazol 생합성 유전자들은 아직까지 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 유전체 서열 분석과 돌연변이 분석을 통해 M. stipitatus DSM 14675 균주로부터 37.3 kb 크기의 melithiazol 생합성 유전자군을 발견하였다. 이 유전자군은 9개(MYSTI_04973−MYSTI_04965)의 유전자로 구성되어 있는데, 4개의 polyketide synthase 모듈과 3개의 non-ribosomal peptide synthase 모듈, 그리고 fumarylacetoacetate hydrolase, S-adenosylmethionine-dependent methyltransferase, nitrilase를 암호화하는 것으로 분석되었다. 플라스미드 삽입 돌연변이를 통해 MYSTI_04972 유전자 또는 MYSTI_04973를 불활성화시켰을 때 melithiazol 생산능이 상실되었다. MYSTI_04972부터 MYSTI_04965까지의 8개 유전자가 암호화하는 melithiazol 생합성 모듈의 구성은 M. lichenicola Me l46에서와 유사하였다. 하지만 첫 번째 유전자(MYSTI_04973)에 의해 암호화되는 로딩 모듈의 구성은 M. lichenicola Me l46과 달랐는데, 이러한 차이는 M. stipitatus 균주들이 어떻게 M. lichenicola Me l46과는 다른 구조의 melithiazol 유도체들을 생산하는지 설명해준다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권5호
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• pp.689-699
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• 2020

Brevibacillus brevis GZDF3 is a gram-positive, plant growth-promoting rhizosphere bacterium (PGPR) isolated from the rhizosphere soil of Pinellia ternata (an important herb in traditional Chinese medicine). The GZDF3 strain produces certain active compounds, such as siderophores, which are the final metabolite products of non-ribosomal peptide synthetase (NRPS) and independent non-ribosomal peptide synthetase (NIS) activity. With the present study, we attempted to investigate the siderophore production characteristics and conditions of Bacillus sp. GZDF3. The antibacterial activity of the siderophores on pathogenic fungi was also investigated. Optimal conditions for the synthesis of siderophores were determined by single factor method, using sucrose 15 g/l, asparagine 2 g/l, 32℃, and 48 h. The optimized sucrose asparagine medium significantly increased the production of siderophores, from 27.09% to 54.99%. Moreover, the effects of different kinds of metal ions on siderophore production were explored here. We found that Fe³⁺ and Cu²⁺ significantly inhibited the synthesis of siderophores. The preliminary separation and purification of siderophores by immobilized-metal affinity chromatography (IMAC) provides strong antibacterial activity against Candida albicans. The synergistic effect of siderophores and amphotericin B was also demonstrated. Our results have shown that the GZDF3 strain could produce a large amount of siderophores with strong antagonistic activity, which is helpful in the development of new biological control agents.

• BMB Reports
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• 제49권3호
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• pp.185-190
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• 2016

Crotamine is a peptide toxin found in the venom of the rattlesnake Crotalus durissus terrificus and has antiproliferative, antimicrobial, and antifungal activities. Herein, we show that crotamine dose-dependently induced macrophage phagocytic and cytostatic activity by the induction of nitric oxide (NO) and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α). Moreover, the crotamineinduced expression of iNOS and TNF-α is mediated through the phosphorylation of p38 and the NF-κB signaling cascade in macrophages. Notably, pretreatment with SB203580 (a p38-specific inhibitor) or BAY 11-7082 (an NF-κB inhibitor) inhibited crotamine-induced NO production and macrophage phagocytic and cytotoxic activity. Our results show for the first time that crotamine stimulates macrophage phagocytic and cytostatic activity by induction of NO and TNF-α via the p38 and NF-κB signaling pathways and suggest that crotamine may be a useful therapeutic agent for the treatment of inflammatory disease.

• The Plant Pathology Journal
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• 제33권3호
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• pp.318-328
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• 2017

Chitinase-producing Paenibacillus elgii strain HOA73 has been used to control plant diseases. However, the antimicrobial activity of its extracellular chitinase has not been fully elucidated. The major extracellular chitinase gene (PeChi68) from strain HOA73 was cloned and expressed in Escherichia coli in this study. This gene had an open reading frame of 2,028 bp, encoding a protein of 675 amino acid residues containing a secretion signal peptide, a chitin-binding domain, two fibronectin type III domains, and a catalytic hydrolase domain. The chitinase (PeChi68) purified from recombinant E. coli exhibited a molecular mass of approximately 68 kDa on SDS-PAGE. Biochemical analysis indicated that optimum temperature for the actitvity of purified chitinase was $50^{\circ}C$. However, it was inactivated with time when it was incubated at $40^{\circ}C$ and $50^{\circ}C$. Its optimum activity was found at pH 7, although its activity was stable when incubated between pH 3 and pH 11. Heavy metals inhibited this chitinase. This purified chitinase completely inhibited spore germination of two Cladosporium isolates and partially inhibited germination of Botrytis cinerea spores. However, it had no effect on the spores of a Colletotricum isolate. These results indicate that the extracellular chitinase produced by P. elgii HOA73 might have function in limiting spore germination of certain fungal pathogens.

• 생명과학회지
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• 제25권8호
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• pp.880-888
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• 2015

회향은 미나리과에 속하는 다년생식물인 Foeniculum vulgare Mill.의 성숙한 과실로서 항염, 진통, 피부노화방지 등의 효과를 가지고 있어 다양한 질환에 우수한 치료효과를 나타내는 것으로 알려져 왔다. 따라서 본 연구에서는 기능성이 우수한 회향 열매 추출물을 이용하여 피부 질환 치료제 및 피부장벽 기능 개선 소재로서의 적용가능성을 확인하였다. 이를 위해 각질형성세포주인 HaCaT에 회향 열매 메탄올 추출물과 그 분획물(hexane, methyl chloride, ethyl acetate, butanol)을 처리한 후, involucrin, loricrin, filaggrin의 발현과 hyaluronic acid의 생성 및 β-defensin -1, -2, -3, LL-37의 mRNA 발현을 측정하였다. 그 결과butanol 분획물 50 μg/ml을 24시간 동안 처리시 involucrin과 filaggrin단백질 발현을 각각122.8%, 105%로 유의하게 증가시킴을 확인하였다. Elisa assay를 통해 분석한 결과, ethyl acetate와 butanol 분획물은 대조군에 비해 hyaluronic acid의 생성을 각각17%, 11% 증가시켰으며, 이는 hyaluronic acid synthesis-1의 mRNA 발현 증가에 의한 것임을 확인하였다. 그러나 회향 열매 메탄올 추출물과 분획물 모두에서 β-defensin -1, -2, -3, LL-37의 mRNA 발현은 증가되지 않았다. 이러한 결과는 회향 열매 butanol 분획물이 각질형성세포에서 물리적 장벽을 형성하고 보습인자 조절을 통해 피부장벽 기능을 강화하는데 효과적임을 의미한다.

• 미생물학회지
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• 제51권3호
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• pp.271-279
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• 2015

락토페린(LF)는 철이온과 결합하는 당 단백질로서 항균, 항바이러스, 항진균 등의 기능을 가지고 있으며, 생체의 각종 체액으로부터 분비되는 다기능성 단백질이다. 본 연구에서는 사람의 락토페린(hLF)으로부터 유래된 N-lobe의 유전자를 분리하고 산업용 균주로서 많이 사용되는 메탄올자화 효모인 Pichia pastoris에서 발현시켰다. 재조합 사람 락토페린 N-lobe (rhLF-N)는 배양액으로 분비 발현되었으며, 3L 발효조에서 약 $458{\mu}g/ml$이 수준으로 생성되었다. rhLF-N을 정제한 다음 SDS-PAGE와 western blot으로 분석하여 분자량 35 kDa 단백질을 확인하였으며, hLF에 대한 항체를 이용하여 면역확산법으로 면역성을 확인하였다. rhLF-N의 mRNA 발현양상을 qRT-PCR로 분석한 결과 메탄올 첨가에 의한 발현 유도 후 2-3일째에 발현율이 가장 높았으며, 4일째에는 점차적으로 감소하였다. 정제한 rhLF-N을 이용하여 항균활성을 조사한 결과 Staphylococcus aureus, E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia cepacia, Salmonella typhimurium과 같은 병원성 균에 대해 광범위한 항균활성을 보였으나, LF유래 항균 peptide들과 항균활성을 비교하였을 때, 항균력이 상대적으로 매우 떨어지는 것으로 나타났다. 비록 본 연구에서 발현한 rhLF-N은 항균력은 떨어지나, hLF에 비해 그 크기가 작고 배양조건 연구로 P. pastoris에서 대량 생산이 가능하며, 배양액으로 분비시킬 수 있기 때문에 정제 비용 등을 고려 할 때 산업적 응용에는 보다 유리할 것으로 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권2호
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• pp.104-110
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• 2011

방선균은 그램양성 토양 박테리아로서 항생제, 항암제, 항구충제, 면역억제제 등 유용한 2차 대사산물을 생산하는 유용 산업미생물이다. 비록 대부분의 방선균이 속해있는 스트렙토마이세스는 지난 수 십 년간 분자수준에서의 연구가 집중적으로 진행되어 왔으나, 최근에 분리된 잠재적 유용성을 갖는 스트렙토마이세스 이외의 희소방선균들은 유전자 조작시스템의 부재로 그 특성이 잘 규명되지 않고 있다. 본 연구에서는 독립적으로 분리된 180 여 방선균주들 중에서 희소방선균만을 선별하기 위하여 중합효소연쇄반응을 이용한 유전체 스크리닝 전략을 시도하였으며, 이 전략을 통하여 7종의 희소방선균을 성공적으로 분리하였다. 특히 여러 생리활성 테스트를 통하여, 항진균 및 항생제 활성을 띄는 잠재적 유용성이 높은 노카이디옵시스 균주 MMBL010을 선별하였다. 또한 전통적인 방선균 유전자 조작기법이 작동하지 않는 본 MMBL010 균주를 대장균 접합을 통한 유전자 전달 시스템도 최적화시킴으로써, 유전체 스크리닝을 통한 유용희소방선균의 선별 및 유전자 조작시스템 구축은 궁극적으로 희소방선균의 잠재적 유용성을 극대화시킬 수 있는 효율적인 전략으로 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권3호
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• pp.255-262
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• 2010

본 연구팀은 태백산 지역에서 토양 시료들을 채취하여 다양한 균주들을 분리 탐색하는 과정에서 BCNU 2001 균주를 분리하였다. 분리균주의 생화학적 특징과 16S 리보좀 RNA 유전자 염기서열 분석 결과, 분리균주가 Pseudomonas aeruginosa에 속함이 확인되었다. 분리균주 BCNU 2001의 상등액은 다양한 세균과 진균에 대해 항균활성이 있었으며 특히 분리균주 BCNU 2001는 Micrococcus luteus, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, 그리고 Aspergillus niger의 생육을 크게 저해할 수 있었으며, Micrococcus luteus, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, 그리고 Aspergillus niger에 대하여 각각 18.5mm, 19.0mm, 17.0mm 그리고 13.5mm 크기의 저해환을 나타내었다. 분리균주 BCNU 2001의 핵산 분획물과 디클로로메탄 분획물은 세균에 대해 높은 항균력을 보였으며 디클로로메탄 분획물과 에틸아세테이트 분획물은 진균에 대해 높은 항균력을 보였다. 또한 Pseudomonas sp. BCNU 2001 균주는 그람양성 세균, 그람음성 세균 그리고 진균을 포함한 다양한 미생물들에 대하여 항균력이 있는 항균 펩타이드를 가지고 있음이 확인되었다. 실험을 통하여 얻은 결과는 Pseudomonas sp. BCNU 2001 균주의 유용성에 대한 예비적인 기초를 제공한다.

• 한국균학회소식:학술대회논문집
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• 한국균학회 2016년도 춘계학술대회 및 임시총회
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• pp.13-13
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• 2016

Insects constitute the largest and most diverse group of animals in the world. They also serve as the hosts or nutrient sources for an immense assemblage of pathogens, parasites, and predators. More than 700 fungal species from 100 genera have adopted an entomopathogenic lifestyle. Although entomopathogenic fungi were studied as only biocontrol agents against a variety of pests in various countries, it has been recently focused their additional roles in nature. They are antagonists to/against plant pathogens, endophytes, and possibly even plant growth promoting agents. The potential antimicrobial effect against fungal plant pathogens by an isolate of entomopathogenic fungi including Beauveria bassiana, Lecanicillium spp., and Isaria fumosorosea have been reported since late 1990s, but wasn't reported pathogenicity of the isolate against pests. Later, a Canadian Lecanicillium sp. isolate and L. longisporium isolated from Vertalec$^{(R)}$ showed simultaneous control effect against both aphid and cucumber powder mildew. Therefore, the antimicrobial activities of 342 fungi isolates collected from various regions and conditions in Korea were evaluated against plant pathogenic fungus Botrytis cinerea using dual culture technique on agar plate. As a result, 186 isolates (54.4%) shown the antifungal activity against B. cinerea. The culture filtrates of selected fungi completely suppressed the growth of the microorganisms, indicating that suppression was due to the presence of antimicrobial substances in the culture filtrate. Mode of action of these fungi against insect involves the attachment of conidia to the insect cuticle, followed by germination, cuticle penetration, and internal dissemination throughout the insect. During infection process, secreted enzymes, proteinous toxins, and/or secondary metabolites secreted by entomopathogenic fungi can be used to overcome the host immune system, modify host behavior, and defend host resources. Recently, secondary metabolites isolated from entomopathogenic fungi have been reported as potential bioactive substances. Generally, most of bioactive substances produced by entomopathogenic fungi have reported low molecular weight (lower than 1,000 g/mol) as peptide and, in contrast the high molecular weight fungal bioactive substances are rare. Most substances based on entomopathogenic fungi were shown antimicrobial activity with narrow control ranges. In our study we analyzed the antimicrobial substances having antagonistic effects to B. cinerea. Antimicrobial substances in our fungal culture filtrates showed high thermostability, high stability to proteolytic enzymes, and hydrophilicity and their molecular weights were differed from substance. In conclusion, entomopathogenic fungi showed pathogenicity against insect pests and culture filtrate of the fungi also shown to antimicrobial activity. In the future, we can use the entomopathogenic fungi and its secondary metabolites to control both insect pest control and plant pathogenic fungi simultaneously.