• Animal Bioscience
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• 제37권2_spc호
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• pp.396-403
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• 2024

Objective: Monofluoroacetate (MFA) is a potent toxin that blocks ATP production via the Krebs cycle and causes acute toxicity in ruminants consuming MFA-containing plants. The rumen bacterium, Cloacibacillus porcorum strain MFA1 belongs to the phylum Synergistota and can produce fluoride and acetate from MFA as the end-products of dehalorespiration. The aim of this study was to identify the genomic basis for the metabolism of MFA by this bacterium. Methods: A draft genome sequence for C. porcorum strain MFA1 was assembled and quantitative transcriptomic analysis was performed thus highlighting a candidate operon encoding four proteins that are responsible for the carbon-fluorine bond cleavage. Comparative genome analysis of this operon was undertaken with three other species of closely related Synergistota bacteria. Results: Two of the genes in this operon are related to the substrate-binding components of the glycine reductase protein B (GrdB) complex. Glycine shares a similar structure to MFA suggesting a role for these proteins in binding MFA. The remaining two genes in the operon, an antiporter family protein and an oxidoreductase belonging to the radical S-adenosyl methionine superfamily, are hypothesised to transport and activate the GrdB-like protein respectively. Similar operons were identified in a small number of other Synergistota bacteria including type strains of Cloacibacillus porcorum, C. evryensis, and Pyramidobacter piscolens, suggesting lateral transfer of the operon as these genera belong to separate families. We confirmed that all three species can degrade MFA, however, substrate degradation in P. piscolens was notably reduced compared to Cloacibacillus isolates possibly reflecting the loss of the oxidoreductase and antiporter in the P. piscolens operon. Conclusion: Identification of this unusual anaerobic fluoroacetate metabolism extends the known substrates for dehalorespiration and indicates the potential for substrate plasticity in amino acid-reducing enzymes to include xenobiotics.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2007년도 추계학술발표회
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• pp.185-185
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• 2007

20세기에 들어 산업, 군사 및 다양한 목적으로 비인화성 용매인 PCE와 TCE의 사용량이 증대하였다. 주의를 필요로 하는 물질임에도 불구하고 부주의한 사용과 보관으로 인해 토양, 퇴적토, 지하수에 심각하게 오염되었다. High-chlorinated ethenes은 호기성 박테리아의 oxygenation에 의해 분해되지 않는다. PEC및 TCE의 완전한 탈염소화는 혐기성조건에서만 관찰되어지며, 지난 10연년간의 연구에 의해서 탈염소화 혐기성 미생물의 수의 보고는 증가되었다. 혐기성 조건에서 탈염소화 미생물에 의해 PCE와 TCE는 less-chlorinated ethenes 또는 무해한 ethene으로 전환이 가능하다. 본 연구는 lactate를 electron donor로 이용해 PCE에서 ethene까지 완전히 탈염소화하는 혐기성 배양을 수행했다. PCE로 오염된 퇴적토 시료로부터 혐기성 미생물 배양을 성공했다. PCE가 ethene까지 완전히 분해되는 것이 관찰되었다. 추가적으로 혐기성 미생물 배양액에서 1,2-cis-dichloroethene (cis-DCE)와 vinyl chloride (VC)의 축적이 일어남을 관찰하였다. 혐기성 미생물 배양액에서 Dehalococcoides 16S rRNA gene sequences에 특이적으로 반응하는 primer를 이용한 DGGE를 통해 미생물 군집을 분석하였다. 결론적으로, 우리의 연구에서 PCE를 감소시키는 배양액을 배양했으며, 이 배양엑에는 Dehalococcoides sp. 존재하는 것을 확인하였다.