• 제목/요약/키워드: Catechol degradation

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Roles of the meta- and the ortho-Cleavage Pathways for the Efficient Utilization of Aromatic Hydrocarbons by Sphingomonas yanoikuyae Bl

  • 송정민;김영민;Gerben J. Zylstra;김응빈
    • 미생물학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.245-245
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    • 2002
  • Catabolic pathways for the degradation of various aromatics by Sphingomonas yanoikuyae Bl are intertwined, joining at the level of substituted benzoates, which are further degraded vita ring cleavage reactions. The mutant strain EK497, which was constructed by deleting a large DNA region containing most of the genes for biphenyl, naphthalene, m-xylene, and m-toluate degradation, was unable to grow on all of the aromatics tested except for benzoate as the sole source of carbon and energy.S. yanoikuyae EK497 was found to possess only catechol ortho-ring cleavage activity due to deletion of the genes for the meta-cleavage pathway. Wild-type S. yanoikuyae Bl grown on benzoate has both catechol orthoand meta-cleavage activity. However, m-xylene and m-toluate, which are metabolized through methylbenzoate, and biphenyl, which is metabolized through benzoate, induce only the meta-cleavage pathway, suggesting the presence of a substrate-dependent induction mechanism.

Investigation of gene encoding catechol 1,2-dioxygenase from Phenol-degrading, Rhodococcus sp. EL-GT

  • 이희정;한창민;조순자;박근태;박재림;이상준
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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    • pp.549-551
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    • 2001
  • 본 연구는 방향족 화합물질 중 페놀폐수에 대한 생물학적 처리를 위해 본 실험실에서 분리한 페놀분해능이 우수한 Rhodococcus sp. EL-GT를 이용하여 catechol 분해 catechol 1,2-dioxygenase 분해활성을 측정하였고, 이것이 ortho-pathway임을 확인할 수 있었다. 또한 다른 연구에서 보고되 Phodococcus rhodochrous NCIMB임을 확인할 수 있었다. 또한 다른 연구에서 보고된 Rhodococcus rhodochrous NCIMB 13259 균주의 catechol 1,2 dioxygenase를 기초로한 primer를 이용하여 PCR을 수행하였으며 이 분해 유전자의 cloning실험을 수행 중이다. 이들 실험을 통하여 Rhodococcus sp. EL-GT의 페놀분해 균의 유전적 구조 및 특징을 검토하고 이를 이용하여 방향족 화합물의 분해능이 보다 우수한 균주의 개발을 시도하고자 한다.

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갯벌에서 분리한 3,4-Dichloroaniline 분해 미생물의 특성 (Isolation and Characterization of 3,4-Dichloroaniline Degrading Bacteria from a Sandbank)

  • 김영목
    • 한국해양바이오학회지
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    • 제1권4호
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    • pp.275-281
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    • 2006
  • 3.4-dichloroaniline (DCA)를 함유한 최소배지에서의 집식배양과 배양 후 HPLC에 의한 잔류분석을 통해 3,4-DCA의 분해 능력이 우수한 균주 Arthrobacter sp. YM-14를 여천석유화학공단 인근의 갯벌에서 분리하였다. 분리균 YM-14는 1/10 LB 배지에 함유된 50 ppm의 3,4-DCA를 12 시간 만에 완전히 제거하였다. 이외에도 분리균 YM-14는 3-chloroaniline(CA), 2,5-DCA 및 3,5-DCA의 분해 활성을 나타내었으나 2-CA, 4-CA와 2,4-DCA에 대한 분해활성을 가지고 있지는 않았다. 또한, 분리균 YM-14에서 3,4-DCA의 유도에 의한 catechol 1,2-dioxygenase 활성의 증가가 관찰되었다. 이러한 결과는 catechol 1,2-dioxygenase이 3,4-DCA 분해에 관여하는 중요한 효소군중의 하나로 생각된다.

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Catechol-O-Methyltransferase Activity in Cholestatic Rat's Liver Induced by Bile Duct Ligation

  • Mun, Kyo-Cheol
    • BMB Reports
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    • 제29권2호
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    • pp.142-145
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    • 1996
  • To investigate the cause of increased plasma catecholamine levels in liver disease, catechol-O-methyltransferase (COMT), which provides a major route of catabolism for circulating catecholamines, was studied under the cholestasis induced by mechanical biliary obstruction in rats. Monoamine oxidase (MAO) activity and the $K_m$ and $V_{max}$ values for both enzymes were also measured. Cytosolic, microsomal, and mitochondrial COMT activities in the cholestatic liver were significantly decreased throughout the experiment. Microsomal, and mitochondrial MAO activity in the cholestatic liver were also significantly decreased. Vmax values of COMT and MAO were lower. Serum COMT and MAO activities were detected after CBD ligation. These results indicate that plasma catecholamine levels are increased in liver disease due to decreased hepatic degradation of catecholamines by decreased activities of COMT and MAO. The decreased activity of these enzymes is caused by decreased biosynthesis and by flowage into the blood from the damaged hepatocyte.

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폐광지역에서 분리한 quinoline 분해 세균인 Pseudomonas sp. NFQ-1의 특성연구 (Characterization of the Quinoline-Degrading Bacterium Pseudomonas sp. NFQ-1 Isolated from Dead Coal Pit Areas)

  • 윤경하;황선영;권오성;오계헌
    • KSBB Journal
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    • 제18권3호
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    • pp.174-179
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    • 2003
  • 폐광지역으로부터 quinoline (2,3-benzopyridine)을 유일한 탄소원, 질소원, 그리고 에너지원으로 이용하는 세균 NFQ-1을 농화 배양기법을 통하여 분리하였다. 분리된 세균은 그람음성의 간균으로서 BIOLOG 시험을 통하여 Pseudomonas nitroreducens로 동정되었으며, 본 연구에서는 Pseudomonas sp. NFQ-1으로 명명하였다. Quinoline의 분해는 호기적 조건하의 B-배지에서 Pseudomonas sp. NFQ-1를 이용하여 실시되었다. 균주 NFQ-1 세균은 2.5 mM quinoline을 9시간 이내 완전히 분해하였다. 배양기간 동안 quinoline 분해의 중간대사산물인 2-hydroxyquinoline이 일시적으로 생성되었다가 배양기간 후반부에 사라졌다. 배양의 초기 pH 8.0은 6.8로 감소하다가 배양이 진행됨에 따라 7.0이 되었다. 대상 기질로서 quinoline의 농도가 증가함에 따라 생장곡선에서 유도기가 길어졌으며, 고농도의 quinoline (>15 mM)은 주어진 조건에서 균주의 생장과 quinoline의 분해를 억제하였다. 부가 질소원으로 7.6 mM $(\textrm{NH}_{4})_{2}\textrm{SO}_{4}$의 첨가조건하에서 Pseudomonas sp. NFQ-1은 2-hydroxyquinoline, p-coumaric acid, benzoic acid, p-cresol, p-hydroxybenzoate, protocatechuic acid, catechol 등의 다양한 화합물을 이용할 수 있었으나 일부 화합물들 (예, 6-hydroxyquinoline, 8-hydroxyquinoline, coumarin, indoline, pyridine, lepidine, quinaldine, 4-bydroxycournarin, benzene, salicylic acid, phenol, phthalate)은 탄소원으로 이용되지 못하였다. euinoline의 분해경로를 규명하기 위하여 catechol dioxygenases의 specific activity를 결정하였다. 그 값은 catechol 1,2-dioxygenase에서 약 184.7 U/mg, 그리고 catechol 1,2-dioxygenase에서 약 33.19 U/mg이었다. 그 결과 균주 NFQ-1은 quinoline를 분해하기 위하여 주로 ortho-분해경로를, 그리고 부분적으로 meta-분해경로를 이용하는 것을 보여주었다.

Pseudomonas sp. 의한 Benzoate와 m-Toluate 혼합물의 생분해 (Biodegradation of Mixture of Benzoate and m-Toluate with Pseudomonas sp.)

  • 정준영;김교창;조재민
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.352-357
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    • 1998
  • 방향족 화합물의 기본을 이루고 있는 benzoate와 m-toluate 혼합물 분해를 위한 45일간의 배양 결과 benzoate와 m-toluate 최적 기질 혼합비는 benzoate(75%): m-toluate(25%)일 때 가장 높은 균 생장율과 COD 제거율을 나타내었다. 또한 45일간의 배양 중 혼합기질의 농도가 2,000ppm으로 교체된 30일째의 benzoate와 m-toluate의 기질 분해율은 각각 94%와 79%였고 이때의 COD 제거율은 약 80%였다. 한편 효소 활성측정 결과 초기에 거의 검출되지 않았던 catechol 1,2-dioxygenase의 활성이 검출되어 m-toluate에 의해 본 균주의 효소 대사계가 유도 되었음을 알 수 있었다. 또한 배양 중 기질 농도에 대한 본 균주의 형태변화를 전자현미경으로 관찰한 결과, 기질의 농도가 높을수록 균 형태가 변화된 것으로 볼 때 일정 농도 이상의 방향족 화합물에 대한 내성은 대사에 관련된 효소 활성에 기인할 뿐만 아니라 아니라 세포벽 또는 세포막의 특성에 기인할 수도 있는 것으로 추측된다.

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Novosphingobium pentaromtivorans US6-1에 의한 고분자 방향족 탄화수소 생분해과정에서 2-hydroxypropyl-$\beta$-cyclodextrin의 영향 (Effect of 2-hydroxypropyl-$\beta$-cyclodextrin on Biodegradation of High-Molecular Weight Polycyclic Aromatic Hydrocarbons by Novosphingobium pentaromtivorans US6-1)

  • 강지현;권개경;김상진
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.146-151
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    • 2004
  • 포접력을 지닌 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin(β-HPCD)을 비롯한 cyclodextrin계 화합물은 소수성 유기물질의 용해도를 증가시킴으로써 미생물에 의한 분해를 촉진시키나 그 외의 자세한 기작은 알려져 있지 않다. 본 실험에서는 β-HPCD 유무에 따라 고분자 PAHs 분해력을 지닌 Novosphingobium pentaromtivorans US6-1 균주의 pyrene라 benzo[a]pyrene(B[a]P)의 분해정도, 이때의 biomass 변화 및 dioxygenase활성을 측정함으로써 PAHs 생분해과정에서 β-HPCD의 역할을 규명하고자 하였다. 실험구는 균주와 PAHs, β-HPCD의 존재 유무에 따라 8개 조건으로 준비하였으며 각 실험구의 배양기간에 따른 PAHs 분해도와 생체량의 변화를 측정하였다. Pyrene의 경우 β-HPCD가 존재함에 따라 분해도가 증진되는 것이 확인되었으며, 특히 B[a]P의 분해에는 β-HPCD가 필수요소로 작용하였다. 생체량의 변화는 PAHs의 존재 유무에 영향을 받지 않았고 β-HPCD의 존재 유무에 따라 차이를 나타내었다. 또한 US6-1 균주는 β-HPCD가 포함된 MM2 무기영양배지에서 전배양 할 때에 ZoBell 배지에서 전배양하는 경우에 비해 catechol-1,2-dioxygenase 효소활성이 높은 것으로 나타났으나 그 값은 빈영양상태에서 배양한 세포의 효소환성과 큰 차이를 보이지는 않았다. 이상의 결과로 볼 때 β-HPCD는 PAHs의 이용성을 높여주는 동시에 탄소원으로 이용되어 균주의 생체량 증가에 기여함으로써 PAMs의 분해력을 증진시키지만 dioxygenase 효소활성에는 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다.

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Stenotrophomonas maltophilia LK-24의 페놀분해 관련 효소 (Analysis of Enzymes of Stenotrophomonas maltophilia LK-24 Associated with Phenol Degradation)

  • Kim, Jeong-Dong;Kang, Kook-Hee
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.37-46
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    • 2004
  • Stenotrophomonas maltophilia LK-24가 페놀화합물을 분해하는데 관련된 효소들과 페놀의 분해 산물을 분석한 결과 phenol hydrolase, catechol-2.3-dioxygenase, 2-hydroxymuconic semialdehyde dehydrogenase, 2-hydroxymuconic semialdehyde hydroxylase, 및 acetaldehyde dehydrogenase를 확인하였다. 이러한 효소들의 활성으로 보아 페놀은 meta-pathway ring cleavage를 거치면서 분해되는 것으로 사료된다. 이러한 결과는 페놀화합물의 metabolic pathways를 이해하는데 많은 도움이 되며, phenolic-contaminated waste streams에 S. maltophilia LK-24를 사용할 수 있으리라 여겨진다.

연안 갯벌에서 분리한 Chloroaniline 화합물 분해 미생물의 특징 (Characterization of Chloroanilines-degrading Bacteria Isolated from Seaside Sediment)

  • 강민승;김영목
    • 한국수산과학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.282-287
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    • 2007
  • Chloroanilines are aromatic amines used as intermediate products in the synthesis of herbicides, azo-dyes, and pharmaceuticals. 3,4-dichloroaniline (DCA) is the degradation product of some herbicides (diuron, propanil, and linuron) and of trichlorocarbanilide, a chemical used as an active agent in the cosmetic industry. The compound, however, is considered a potential pollutant due to its toxicity and recalcitrant property to humans and other species. With the increasing necessity for bioremediation, we sought to isolate bacteria that degraded 3,4-DCA. A bacterium capable of growth on 3,4-DCA as the sole carbon source was isolated from seaside sediment using a dilution method with a culture enriched in 3,4-DCA. The isolated strain, YM-7 was identified to be Pseudomonas sp. The isolated strain was also able to degrade other chloroaniline compounds. The isolated strain showed a high level of catechol 2,3-dioxygenase activity on exposure to 3,4-DCA, suggesting that this enzyme is an important factor in 3,4-DCA degradation. The activity toward 4-methylcatechol was 53.1% that of catechol, while the activity toward 3-methylcatechol, 4-chlorocatechol and 4,5-chlorocatechol was 18.1, 33.1, and 6.9%, respectively.