• Archives of Pharmacal Research
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• 제11권3호
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• pp.218-224
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• 1988

The preparation of Clostridium butyricum is used as a normalizing agent for human intestinal flora. When the microbe is simultaneously used with rifampicin, it is inactivated by the antibiotic. To develop rifampicin-resistant mutants, rifampicin-sensitive strain Miyairi II 588 of C. butyricum was treated with nitrosoguanidine (NTG). To ensure stable resistance to rifampicin, we examined whether the resistance was plasmid-mediated or chromosome-mediated. It was found that the resistance of four mutant strains was not mediated by its inherent plasmid, but by the chromosomal mutation. These strains were examined for the susceptibility and resistance to other antituberculosis agents and antibiotics. The results showed that these mutants were resistant to the high concentration of the antituberculosis agents.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제53권4호
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• pp.341-348
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• 2011

이 연구는 천연소재 probiotics 발효물을 대상으로 가축의 장내 유해세균으로 알려진 S. typhimurium KCTC 2054와 E. coli O157:H7의 생장을 억제시키는 유효 발효물을 선발하여 특성을 연구하는 데 있다. 실험 샘플 444개 중 유해 세균에 대한 항균력이 가장 우수한 것으로 C. butyricum IDCC 9207 백미 발효물(FWR)을 최종 선발하였다. C. butyricum IDCC 9207이 함유된 백미 발효물 (FWRCb9207)을 S. typhimurium KCTC 2054로 감염시킨 ICR-mice에 일정기간 투여하였을 때, salmonella의 생육이 억제됨을 확인하였으며, 장관에서 분비되는 secretory immunoglobulin A (sIgA)의 양이 증가됨을 확인하였다. FWRCb9207은 기존의 생균제 보다 빠른 정장효과를 나타낼 수 있으며, 발효물보다 생균보강을 통해 정장작용의 기간을 늘릴 수 있는 것이 장점이다. 또한 FWRCb9207의 급여를 통해 사료로부터 쉽게 감염되는 S. typhimurium, S. gallinarum, S. pullorum, S. choleraesuis ssp. choleraesuis 등의 유해세균 증식을 효과적으로 억제시키고 면역력을 증진시킴으로써 가축의 증체율을 높였다. 이러한 FWRCb9207의 synbiotic effects는 궁극적으로 기존 항생제를 대체함으로써 항생제 오남용으로 발생되는 문제점을 해소할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.309-316
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• 2004

Chlamydomonas reinhardtii UTEX 90 was cultivated with continuous supply of 2% $CO_2$ using TAP media at $25^\circ{C}$ and produced biomass 1.18 g of dry cell weight/L for 4 days. C. reinhardtii algal biomass(CAB) was concentrated to 20 times by volume and converted into hydrogen and organic acids by anaerobic fermentation using Clostridium butyricum. Organic acids in the fermentate of CAB were consecutively used to produce hydrogen by Rhodobacter sphaeroides KD 131 under the light condition. Approximately 52% of starch in the concentrated CAB which had 4-5.8, 24-26 and 6-7 g/L of starch, protein and fat, respectively was degraded by Cl. butyricum at $37^\circ{C}$. During this process, hydrogen and some organic acids, such as formate, acetate, propionate, and butyrate, respectively were produced. Further conversion of the organic acids in anaerobic fermentate of CAB by Rb. sphaeroides KD131 produced hydrogen from the anaerobic fermentate under the illumination of 8 klux using halogen lamp at $30^\circ{C}$. The result showed that hydrogen was evolved by the anaerobic conversion using Cl. butyricum and then by the photosynthetic fermentation using Rb. sphaeroides KD131. It indicated that the two-step conversion process produced the maximum amount of hydrogen from algal biomass which contained carbohydrate, protein, and fat via organic acids.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권1호
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• pp.56-62
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• 1989

유아 분변으로부터 장내 병원균인 Cl. perfringens ATCC 13124에 대하여 생육저해 작용을 가지는 낙산 생성균주 1D-1113을 분리하였다. 1D-113 균주는 Cl. butyricum으로 동정되었다. 임상적인 응용을 위하여 1D-113 균주의 포자형성과 포자의 성질을 조사하였다. SM배지에서 12시간 배양 후 포자를 형성하기 시작하여 36시간까지 포자를 형성하였으며, 이때 포자형성율은 95% 이상이었다. 또한 시판의 유포자성 낙산균과 유산균 정장제와 비교해 볼 때 제제화한 1D-113균주의 포자는 양호한 열내성, 보존성 및 내산성을 가지고 있었다.

• 생명과학회지
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• 제12권5호
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• pp.595-604
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• 2002

C. butyricum은 선택되어진 천연산물의 한 종류 단독으로서도 성장이 촉진되었으며, 또한 두 종류, 세 종류 및 네 종류의 조합에 의하여 특징적으로 성장이 촉진되었다 이러한 결과로부터 항산화력이 강한 천연산물들을 사용하여 free radical의 제거와 동시에 C. butyricum의 성장 촉진물질로 사용할 수 있을 뿐 아니라, 생체의 기능을 향상시킬 수 있는 기능성 제제로의 응용 가능성을 보였다. C. butyricum을 CAB Medium에서 배양하였을 때, 구기자, 괴화, 백굴채, 백작약, 백출, 음양곽, 석창포, 진피, 당귀, 황금 및 오가피 등의 한가지의 천연산물에 의하여 성장이 촉진 되었고, 두 종류 천연산물의 조합인 백작약과 음양곽, 백작약과 진피, 백작약과 갈근, 백작약과 당귀, 백작약과 황금, 백작약과 괴화, 백작약과 녹차, 음양곽과 진피, 음양곽과 갈근, 음양곽과 황금, 음양곽과 괴화 등의 조합에 의하여 성장이 촉진되었으며, 백작약과 음양곽, 백작약과 진피, 백작약과 당귀, 음양곽과 갈근, 음양곽과 진피, 음양곽과 괴화의 조합 등은 대조군보다 2.0배 이상의 성장이 촉진된 것으로 나타났다. 이는 천연산물의 성분이 membrane의 구성 성분에 영향을 주기 때문으로 추정된다. 그리고 세 종류의 천연산물 조합인 음양곽과 갈근 및 괴화, 음양곽과 갈근 및 백작약, 음양곽과 갈근 및 당귀, 음양곽과 갈근 및 연자육, 음양곽과 갈근 및 황금 등의 조합에 의하여 성장이 촉진되었고, 음양곽과 갈근 및 연자육의 조합은 대조군 보다 1.7배의 성장 촉진 효과를 보였다. 4 종류 천연산물 조합인 음양곽, 갈근, 연자육 및 괴화의 조합, 음양곽, 갈근, 연자육 및 당귀의 조합은 대조군의 2.2배, 연자육, 백작약, 괴화 및 당귀의 조합, 갈근, 연자육, 백작약 및 괴화의 조합은 2.3배, 갈근, 백작약, 괴화 및 당귀의 조합은 2.0배의 성장 촉진 효과를 보여, 천연잔물의 조합에 의하여 생체에 probiotics의 역할을 하는 대부분의 유용균의 성장 향상을 위한 조합의 구성이 가능할 것으로 사료되고, 이들의 응용은 생체방어의 새로운 소재가 될 수 있을 것으로 판단된다 4 종류의 조합의 항산화력을 용존산소 분석법에 의하여 분석한 결과 연자육, 백작약, 괴화 및 당귀의 조합의 AUC가 631.45로써 가장 높았으며 이때의 성장촉진 효과는 2.3배로 나타났다. C. butyricum의 성장을 촉진하는 4 종류의 조합에 대한 hydroxyl radical의 소거활성은 50, 100, 200 및 300 배로 희석하여 검토하였을 때 음양곽, 갈근, 연자육 및 당귀의 조합이 200 배의 희석율에서 94.63%의 소거율을 보였고, 4 종류의 조합 모두 높은 희석율에도 90% 이상의 높은 소거율을 보여 높은 희석률을 필요로 하는 음료 제제로서의 탁월함을 보였으며, 또한, 4종류의 각 조합에 따른 방향족의 함량 및 총 phenol도 가공된 차보다 함량이 높은 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권9호
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• pp.1016-1021
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• 2005

본 연구에서는 산발효 공정에 관여하는 세균들을 조사 분리하고 분리된 세균들을 이용한 VFAs의 생산효율 증가 효과를 검토하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 음식물쓰레기 산발효 공정에서 혐기성배지를 이용하여 분리된 주요 세균은 Escherichia coli, Clostridium formicoaceticum, Clostridium butyricum, Clostridium acetobutyricum 등 12 종이며 Escherichia coli와 Clostridium spp.가 우점종을 차지하고 있는 것으로 나타났으며 VFAs 생산에 주도적 역할을 하는 것으로 판단되었다. 아세트산의 생성 효율 향상에 관한 실험에서 E. coli를 $6{\times}10^8\;cells/gTS$의 농도로 접종하였을 때 287 mg/gTS(8,176 mg/L)이 생산되었고 Clostridium formicoaceticum을 $5{\times}10^4\;cells/gTS$의 농도로 접종하였을 때 551 mg/gTS(15,715 mg/L)이 생산되어 대조군과 비교하여 3배의 높은 생산성을 보였다. 부틸산의 생산에 대한 실험에서 Clostridium butyricum을 $2.5{\times}10^5\;cells/gTS$의 농도로 접종하였을 때 214 mg/gTS(6,106 mg/L)이 생성되었고 Clostridium acetobutyricum을 $1.5{\times}10^5\;cells/gTS$의 농도로 접종하였을 때 254 mg/gTS(7,261 mg/L)이 생성되어 대조군과 비교하여 2배의 생산성을 나타내었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.841-844
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• 2001

Free radicals cause many diseases and aging. In our body coexist useful and harmful bacteria. Some useful intestinal bacteria such as L. plantarum, B. adolescentis, B .bifidum, B. infantis, C. butyricum were presented positive growth in culture medium bearing natural products. L. plantarum was more effectively grown by mixed natural products of CORNI FRUCTUS+THEAE FOLIUM+COPTIDIS RHIZOMA+PAEONIA JAPONICA, B. adolescentis was BEIAMCANDA CHINENSIS+ANGELICAE GIGANTIS RADIX+EPIMEDII HERBA+PAEONIA JAPONICA, B. bifidum was NELUMBO NUCLFERA GAERTNER+THEAE FOLIUM+BEIAMCANDA CHINENSIS+CORNI FRUCTUS, B. infantis was THEAE FOLIUM+CHELIDONIUM MAJUS L.+ASTRAGALI RADIX+EPIMEDII HERBA, C. butyricum was EPIMEDII HERBA+PUERARIAE RADIX+NELUMBO NUCLFERA GAERTNER+PAEONIA JAPONICA,etc. These natural products will support an important role in bio-industry.

• 생명과학회지
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• 제26권3호
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• pp.353-358
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• 2016

Thiolase는 두 분자의 acetyl-CoA를 중합하여 acetoacetyl-CoA를 생산하는 효소이다. 우리는 Clostridium butyricum 유래 thiolase (CbTHL)를 대장균에서 발현하고, 대량으로 정제하여 결정화에 성공하였다. 성장된 결정을 이용하여 엑스선회절 데이터를 획득하였으며, 3차원 입체구조를 2.0 Å으로 규명하였다. 전체적인 구조는 C. acetobutylicum 유래 thiolase (CaTHL)와 같은 type II biosynthetic thiolase와 매우 유사하다는 것을 확인하였다. CbTHL 구조를 CaTHL/CoA 복합체구조와 겹치기를 함으로써 활성화 잔기와 기질결합에 관여하는 잔기를 밝혀낼 수 있었다. CbTHL의 활성화부위는 3개의 잘 보존된 잔기인 Cys88, His349, Cys379로 구성되어 있으며, 이들 잔기는 각각, 공유결합친핵체, 일반염기, 2번째 친핵체의 역할을 하는 것으로 보인다. CbTHL에서 기질결합은, β-mercaptoethyamine과 pantothenic acid 부위는 타 thiolase와 매우 유사한 방법으로 안정화 되지만, ADP 부분은 타 thiolase와는 달리 매우 특이적인 잔기들을 사용한다. CbTHL 구조에서 가장 특징적인 것은 본 단백질이 가역적 이황화결합을 매개로 산화환원스위치를 통하여 그 활성을 조절한다는 것이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권12호
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• pp.1636-1643
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• 2014

3-Hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase is an enzyme that catalyzes the second step in the biosynthesis of n-butanol from acetyl-CoA, in which acetoacetyl-CoA is reduced to 3-hydroxybutyryl-CoA. To understand the molecular mechanisms of n-butanol biosynthesis, we determined the crystal structure of 3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase from Clostridium butyricum (CbHBD). The monomer structure of CbHBD exhibits a two-domain topology, with N- and C-terminal domains, and the dimerization of the enzyme was mostly constituted at the C-terminal domain. The mode of cofactor binding to CbHBD was elucidated by determining the crystal structure of the enzyme in complex with $NAD^+$. We also determined the enzyme's structure in complex with its acetoacetyl-CoA substrate, revealing that the adenosine diphosphate moiety was not highly stabilized compared with the remainder of the acetoacetyl-CoA molecule. Using this structural information, we performed a series of site-directed mutagenesis experiments on the enzyme, such as changing residues located near the substrate-binding site, and finally developed a highly efficient CbHBD K50A/K54A/L232Y triple mutant enzyme that exhibited approximately 5-fold higher enzyme activity than did the wild type. The increased enzyme activity of the mutant was confirmed by enzyme kinetic measurements. The highly efficient mutant enzyme should be useful for increasing the production rate of n-butanol.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제16권2호
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• pp.111-118
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• 1988

유기산 생산균인 L. casei Y, Str. faecium C, Str. faecalis, Cl. butyricum M, B. toyoi를 사료첨가제와 발효유로부터 분리 확인하여 이들 균주가 자돈의 대장균증 설사를 유발시키는 E. coli $A_2$, E. coli G$_7$에 대하여 in vitro에서는 어떤 항균효과를 나타내는지 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. L. casei Y, Str. faecium C, Str. faecalis, B. toyoi Cl. butyricum M을 각각 배양한 BL broth 3일 배양액은 모두 E. coli $A_2$와 E. coli G$_7$에 대하여 항균효과를 나타내었고, 이들 배양액을 E. coli $A_2$와 E. coli G$_7$에 대한 발육 Disc 확산시험 결과 그 저지환 직경은 각각 15mm와 17mm, 14mm와 15mm, 13mm와 14mm, 11mm와 13 mm, 10mm와 12mm 였다. 2. 유기산 생산 능력이 우수한 균일수록 E. coli $A_2$와 E. coli G$_7$에 대한 항균력이 높게 관찰되었으며, L. casei Y와 Str. faecium C가 이들 두 대장균에 대하여 높은 항균력을 나타내었다. 3. 유기산 생성균과 대장균(E. coli $A_2$, E. coli G$_7$)을 BL broth 에 혼합 배양할 때 E. coli $A_2$와 E. coli G$_7$은 배양액의 pH가 5.0 이하일 때 생육억제 되었고, pH 4.5 이하였을 때 사멸되었다. 4. 생성된 유기산은 배양액의 pH를 저하시킴과 동시에 항균성 물질로 직접 작용하여 E. coli $A_2$와 E. coli G$_7$의 생육저해 또는 사멸을 유도하였다. 5. E. coli $A_2$가 E. coli G$_7$보다 유기산 생산균의 대사산물에 대하여 더 높은 내성을 갖고 있었다.