• 제목/요약/키워드: Exopolysaccharide (EPS)

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Structure and Foaming Properties of Viscous Exopolysaccharides from a Wild Grape-Associated Basidiomycetous Yeast Papiliotrema flavescens Formerly Known as Cryptococcus flavescens

  • Oluwa, Salomon Woye
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제30권11호
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    • pp.1739-1749
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    • 2020
  • Exopolysaccharide produced by the yeast Papiliotrema flavescens, isolated from wine grape berries of Champagne vineyard, was investigated for both chemical and functional characterization. SECMALLS and colorimetric assay analyses showed that the EPS is a high MW heteropolymer (2.37 × 106 g/mol) majorily consisting of mannose, glucose, xylose and glucuronic acid as monosaccharide constituents, with two substituents (sulphate and phosphate groups), and a minor protein moiety. Structural enchainment of these carbohydrates based on methylation, GC-MS and NMR analyses revealed a linear main backbone built up of α-(1 → 3)-D-mannopyranosyl residues on which are branched side chains consisting of a single β-D-glucopyranosyluronic acid residue and β-(1 → 2)-xylopyranoses (2-5 residues). Suggestion of some xylopyranose side chains containing a mannose residue at the nonreducing terminal end was also proposed. This is first report on EPSs from the grape P. flavescens yeast with such structural characteristics. Furthermore, investigations for valuating the application performance of these EPS in relation with their structural features were carried out in 8% alcohol experiment solutions. Very exceptional viscosifying and foaming properties were reported by comparison with commercial biopolymers such as Arabic, gellan and xanthan gums. The intrinsic properties of the natural biopolymer from this wild grape-associated P. flavescens yeast make it a potential candidate for use in various biotechnology applications.

Antibacterial and Antibiofilm Effect of Cell-Free Supernatant of Lactobacillus brevis KCCM 202399 Isolated from Korean Fermented Food against Streptococcus mutans KCTC 5458

  • Kim, Jong Ha;Jang, Hye Ji;Lee, Na-Kyoung;Paik, Hyun-Dong
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제32권1호
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    • pp.56-63
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    • 2022
  • This study aims to determine the antibiofilm effect of cell-free supernatant (CFS) of Lactobacillus brevis strains against Streptococcus mutans strains. To study the antibiofilm mechanism against S. mutans strains, antibacterial effects, cell surface properties (auto-aggregation and cell surface hydrophobicity), exopolysaccharide (EPS) production, and morphological changes were examined. The antibiofilm effect of L. brevis KCCM 202399 CFS as morphological changes were evaluated by scanning electron microscopy (SEM) and confocal laser scanning microscopy (CLSM), compared with the control treatment. Among the L. brevis strains, L. brevis KCCM 202399 showed the highest antibiofilm effect on S. mutans KCTC 5458. The antibacterial effect of L. brevis KCCM 202399 against S. mutans KCTC 5458 was investigated using the deferred method (16.00 mm). The minimum inhibitory concentration of L. brevis KCCM 202399 against S. mutans KCTC 5458 was 25.00%. Compared with the control treatment, L. brevis KCCM 202399 CFS inhibited the bacterial adhesion of S. mutans KCTC 5458 by decreasing auto-aggregation, cell surface hydrophobicity, and EPS production (45.91%, 40.51%, and 67.44%, respectively). L. brevis KCCM 202399 CFS inhibited and eradicated the S. mutans KCTC 5458 biofilm. Therefore, these results suggest that L. brevis KCCM 202399 CFS may be used to develop oral health in the probiotic industry.

김치유래 exo-polysaccharide 생성능 Leuconostoc 및 Weissella균을 이용한 발효유 제조 (Yogurt Production Using Exo-polysaccharide-producing Leuconostoc and Weissella Isolates from Kimchi)

  • 민경아;정장호
    • 한국식품과학회지
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    • 제48권3호
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    • pp.231-240
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    • 2016
  • 김치에서 분리된 Leuconosotc종과 Weissella종의 프로바이오틱스 특성시험과 요구르트에 접종하여 그 특성에 대해 알아보았다. 김치에서 분리한 균주들 대부분 85% 이상의 생존율을 보이며 산에 대한 높은 저항성을 보였다. 내담즙성 시험에서는 쓸개즙산을 0.3% 첨가한 MRS broth에 분리균주를 접종하여 측정한 결과 한 균주를 제외한 나머지 분리균주들의 생존율이 60% 이상으로 우수한 내성을 보였다. 내산성과 내담즙성 모두 우수한 Leuconostoc 6종, Weissella 3종을 E. coli와 S. Typimurium에 대한 생육억제 능력에 대한 시험을 진행하였다. 최종적으로 Leuconostoc 종인 KC. 5과 Weissella 종인 KC. 10을 최종 선발하였다. 선별된 김치분리균주 KC. 10의 덱스트란슈크레이스 활성 및 EPS 수율은 각각 15.91 DSU/mg protein 및 48.81%으로 일반 type 균주보다도 높았다. 선별 김치분리 균주를 이용하여 제조한 요구르트를 제조한 뒤 측정한 pH는 발효 6시간 때 pH 4.5에 도달하였으며 12일 저장기간 동안에 pH의 큰 변화는 없었다. 산도는 1.2-1.3%로 1.1-1.15% 사이인 대조군에 비해 산도가 높았다. $4^{\circ}C$ 저장기간 동안, 요구르트의 점도는 펙틴을 첨가한 대조군과 비교하였을 때 A12, KC. 5, KC. 10을 접종한 요구르트 중 슈크로스 함량이 4%인 첨가하고 선별된 김치 Leuconostoc 및 Wissella 접종 실험군이 12일째까지 유의적인 차이의 높은 점도를 나타내었다(p<0.05). 요구르트 저장 종료일에 시너레시스 측정값과 EPS수율 결과는 선별 김치균주를 이용한 4% 슈크로스첨가 요구르트는 대조군에 비해 시너레시스가 적은 값을 나타냈으며(p<0.05), EPS수율 또한 시료간 유의적인 차이를 나타내었다(p<0.05). 프로바이오틱 및 요구르트 특성시험을 종합해본 결과 선별 김치균주들을 요구르트 제조 시 혼합균주로 첨가할 경우 EPS 생성으로 인해 프로바이오틱 특성과 프리바이오틱 특성을 동시에 가져 신바이오틱 발효유의 생산이 가능하였다.

Streptococcus thermophilus K-1 및 Lactobacillus acidophilus LB12 균주에 있어 최대 Exopolysaccharide 생산에 영향을 미치는 물리적 원인 규명을 위한 연구

  • 강현미;엄양섭;정충일
    • 한국식품위생안전성학회:학술대회논문집
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    • 한국식품위생안전성학회 1999년도 추계학술세미나 및 학술발표회 - 식품의 위생관리와 안전성평가에 대한 최근 연구동향
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    • pp.119-119
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    • 1999
  • EPS를 생성하는 Str. thermophilus K-1 및 Lb. acidophilus LB12를 10% 환원 탈지유에 배양하고, EPS 생산을 위한 배지로는 Elliker broth를 사용하여 20, 25 및 $37^{\circ}C$에서 72시간까지 저장하면서 12시간 간격으로 시료를 꺼내어 EPS생산량, 생균수, 산도 및 점도 등을 측정하여 EPS생산과 이들 물리저 요인들과의 상호관계를 조사하였다. Str. thermophilus K-1의 경우, $20^{\circ}C,\;37^{\circ}C$에 저장한 시료의 EPS 생산량은저장 60시간에 각각 0.358, 0.386O.D.로 최대를 나타내었으며, 저장 72시간에는 다소 감소하는 것으로 나타났다. $25^{\circ}C$에 저장한 시료는 저장 36시간부터 O.D. 0.313으로 급속히 증가하여 72시간까지 그 수준을 거의 유지하는 것으로 나타났다. Lb. acidophilus CH-2의 경우에는 25, $37^{\circ}C$에서는 EPS생산이 서서히 증가하다가, 36, 48시간에 0.775, 0.833O.D.로 각각 최대를 나타낸 후에 다시 서서히 감소하는 것으로 나타났으며, 저장 $20^{\circ}C$에서는 저장 60시간에 1.123O.D.로 EPS생산이 최대에 도달한 후 저장 72시간에는 다시 감소하는 것으로 나타났다. 이 두균주의 세 가지 배양 온도에서 EPS가 최대를 나타내는 시점은 생균수가 감소하는 시점과 일치하므로, 균주 및 배양온도에 상관없이 균성장 말기 또는 균사멸기 초기에 EPS가 가장 많이 생산됨을 알 수 있었다. 또한 점도 및 산도는 저장 온도가 높을수록, 그리고 저장 기간이 길어질수록 대체로 많이 생성되는 것으로 나타났으며, EPS생산과의 유의성도 상당히 높은 것으로 나타났다. 것들이 부딛힘이 없이 공존하고 일상의 논리가 무시된다. 부정, 의심이 없고 확실한 것이 없다. 한 대상에 가졌던 생각이 다른 대상에 옮겨간다(displacement). 한 대상이 여러 대상이 갖고 있는 의미를 함축하고 있다(condensation). 시각적인 순서가 무시된다. 마음속의 생각과 외부의 실제적인 일을 구분하지 못한다. 시간 상의 순서가 있다가 없다가 한다. 차례로 일어나야 할 일이 동시에 한꺼번에 일어난다. 대상들이 서로 비슷해지고 동시에 있을 수 없는 대상들이 함께 나타난다. 사고의 정상적인 구조가 와해된다. Matte-Blance는 무의식에서는 여러 독립된 대상들간의 구분을 없애며, 주체와 객체를 하나로 보려는 대칭화(symmetrization)의 경향이 있기 때문에 이런 변화가 생긴다고 하였다. 또 대칭화가 진행되면 무한대의 느낌을 갖게 되어, 전지(moniscience), 전능(omnipotence), 무력감(impotence), 이상화(idealization)가 나타난다. 그러나 무의식에 대칭화만 있는 것은 아니며, 의식의 사고양식인 비대칭도 어느 정도 나타나며, 대칭화의 정도에 따라, 대상들이 잘 구분되어 있는 단계, 의식수준의 감정단계, 집단 내에서의 대칭화 단계, 집단간에서의 대칭화 단계, 구분이 없어지는 단계로 구분하였다.systems. We believe that this taxonomy is a significant contribution because it adds clarity, completeness, and "global perspective" to workflow architectural discussions. The vocabulary suggested here includes workflow levels and aspects, allowing very different architectures to be discussed,

Involvement of Lipopolysaccharide of Bradyrhizobium japonicum in Metal Binding

  • Oh, Eun-Taex;Yun, Hyun-Shik;Heo, Tae-Ryeon;Koh, Sung-Cheol;Oh, Kye-Heon;So, Jae-Seong
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제12권2호
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    • pp.296-300
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    • 2002
  • Bacterial cell surface components are the major factors responsible for pathogenesis and bioremediation. In particular, the surface of a Gram-negative bacterium cell has a variety of components compared to that of a Gram-positive cell. In our previous study, we isolated an isogenic mutant of Bradyrhizobium japonicum, which exhibited altered cell surface characteristics, including an increased hydrophobicity. Polyacrylamide gel electrophoretic analysis of the lipopolysaccharide (LPS) in the mutant demonstrated that the O-polysaccharide part was completely absent. Meanwhile, a gel permeation chromatographic analysis of the exopolysaccharide (EPS) in the mutant demonstrated that it was unaltered. Since LPSs are known to have several anion groups that interact with various cation groups and metal ions, the mutant provided an opportunity to examine the direct role of LPS in metal binding by B. japonicum. Using atomic absorption spectrophotometry, it was clearly demonstrated that LPS was involved in metal binding. The binding capacity of the LPS mutant to various metal ions $(Cd^{2+},\;Cu^{2+},\;Pb^{2+},\;and\;Zn^{2+})$ was 50-70% lower than that of the wild-type strain. Also, through an EPS analysis and desorption experiment, it was found that EPS and centrifugal force had no effect on the metal binding. Accordingly, it would appear that LPS molecules on B. japonicum effect the properties, which precipitate more distinctly metal-rich mineral phase.

Production of Exopolysaccharides and İndole Acetic Acid (IAA) by Rhizobacteria and Their Potential against Drought Stress in Upland Rice

  • Tetty Marta Linda;Jusinta Aliska;Nita Feronika;Ineiga Melisa;Erwina Juliantari
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제34권6호
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    • pp.1239-1248
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    • 2024
  • Peatlands are marginal agricultural lands due to highly acidic soil conditions and poor drainage systems. Drought stress is a big problem in peatlands as it can affect plants through poor root development, so technological innovations are needed to increase the productivity and sustainability of upland rice on peatlands. Rhizobacteria can overcome the effects of drought stress by altering root morphology, regulating stress-responsive genes, and producing exopolysaccharides and indole acetic acid (IAA). This study aimed to determine the ability of rhizobacteria in upland rice to produce exopolysaccharides and IAA, identify potential isolates using molecular markers, and prove the effect of rhizobacteria on viability and vigor index in upland rice. Rhizobacterial isolates were grown on yeast extract mannitol broth (YEMB) medium for exopolysaccharides production testing and Nutrient Broth (NB)+L-tryptophan medium for IAA production testing. The selected isolates identify using sequence 16S rRNA. The variables observed in testing the effect of rhizobacteria were germination ability, vigour index, and growth uniformity. EPS-1 isolate is the best production of exopolysaccharides (41.6 mg/ml) and IAA (60.83 ppm). The isolate EPS-1 was identified as Klebsiella variicola using 16S rRNA sequencing and phylogenetic analysis. The isolate EPS-1 can increase the viability and vigor of upland rice seeds. K. variicola is more adaptive and has several functional properties that can be developed as a potential bioagent or biofertilizer to improve soil nutrition, moisture and enhance plant growth. The use of rhizobacteria can reduce dependence on the use of synthetic materials with sustainable agriculture.

김치로부터 분리한 Exopolysaccharide생성 유산균 Leuconostoc kimchii GJ2의 마우스에 대한 급성독성 (Acute Toxicity of Leuconostoc kimchii GJ2, An Exopolysaccharide-Producing Lactic Acid Bacteria Isolated from Kimchi, in Mice)

  • 이재준;이유미;장해춘;이명렬
    • 생명과학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.561-567
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    • 2007
  • 본 연구는 김치로부터 분리한 EPS생성 유산균 Leu. kimchii GJ2에 대한 급성독성시험을 위하여 복강 및 경구로 1회 시료물질을 최고 용량(복강: 2,500 mg/kg, 경구: 5,000 mg/kg)으로, 10마리 ICR계통 암수 마우스에게 투여한 후 14일간의 일반증상, 사망률, 체중, 임상증상 및 육안적 소견을 관찰하였다. 복강 및 경구투여한 후 24시간 이내에 일부 시료투여군에서 부분적으로 사망례가 관찰되었으나 나머지 시험동물은 계속 생존하여 평균치사량을 산출할 수 없었다. 복강 혹은 경구투여한 후 마우스의 체중변화에 있어서도 암수 모두 대조군과 시료물질 투여군 사이에 유의성 있는 차이는 보이지 않았으며, 생존동물의 부검결과에서도 내부장기의 육안적 이상 소견도 관찰되지 않았다. 이상의 결과로부터 시험물질인 Leu. kimchii GJ2는 복강 및 경구투여 시 마우스에서 독성학적인 변화가 관찰되지 않았으며, $LD_{50}$은 복강투여가 2,500 mg/kg, 경구투여가 5,000 mg/kg 이상인 저독성의 안전한 물질로 사료된다.

메탄산화세균의 EPS를 이용한 Cd의 생물흡착 (Biosorption of Cadmium by a Methanotrophs Exopolysaccharide)

  • 이희자;김광수;조양석
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1415-1419
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    • 2006
  • 메탄을 탄소원 및 에너지원으로 이용하는 메탄산화균은 물질대사과정 중에 다량의 세포외 고분자물질인 Extracellular polymeric substances(EPS)를 생성하는데, EPS는 카르복실기와 같은 표면흡착 기능을 가지고 있어 생체흡착제로 사용이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 메탄산화세균을 이용하여 중금속인 Cd의 흡착성능을 파악하여 활성슬러지의 흡착능과 비교하고, EPS 농도별, pH별 흡착량의 변화를 실험한 후 Freundlich 흡착모델식에 적용하여 흡착공정의 기본적인 설계인자를 도출하고자 하였다. 실험에 사용한 메탄산화세균은 매립지 복토층 상부 토양에서 분리하여 실험실에서 대량으로 배양하였으며, EPS 생성을 위해 메탄을 Head space의 20%를 주입하고 $30^{\circ}C$, 150rpm에서 질소원이 부족한 조건으로 48hr 동안 배양하였다. Cd의 흡착실험은 용액의 pH를 3에서 8까지 변화를 주면서 활성슬러지와 메탄산화세균의 시간별 흡착능을 측정하였다. 또한 중금속의 농도별 흡착능을 측정하여 흡착평형 상수를 파악하였으며, 중금속 흡착 전, 후 미생물의 SEM 촬영, FT-IR 분석, 전자현미분석(EPMA)을 통하여 무기성분 분석 및 표면관찰을 수행하였다. 실험결과 메탄산화세균에 의해 생성된 EPS 물질은 중금속에 대한 강한 결합능력이 있으며, Cd에 대한 최고 흡착능은 26mg Cd(Ⅱ)/g VSS의 값을 보였다. 이러한 미생물의 EPS의 흡착능은 pH와 칼슘이온의 영향을 많이 받았으며, 메탄산화세균의 FT-IR 분석결과 EPS에는 sulfate ester, pyruvate 등과 같은 작용기와 amino sugar, carboxyl 작용기들이 많이 존재하여 활성슬러지에 비해 중금속의 흡착능이 높은 것으로 사료되었다.X>${\mu}_{max,A}$는 최대암모니아 섭취률을 이용하여 구한 결과 $0.65d^{-1}$로 나타났다.EX>$60%{\sim}87%$가 수심 10m 이내에 분포하였고, 녹조강과 남조강이 우점하는 하절기에는 5m 이내에 주로 분포하였다. 취수탑 지점의 수심이 연중 $25{\sim}35m$를 유지하는 H호의 경우 간헐식 폭기장치를 가동하는 기간은 물론 그 외 기간에도 취수구의 심도를 표층 10m 이하로 유지 할 경우 전체 조류 유입량을 60% 이상 저감할 수 있을 것으로 조사되었다.심볼 및 색채 디자인 등의 작업이 수반되어야 하며, 이들을 고려한 인터넷용 GIS기본도를 신규 제작한다. 상습침수지구와 관련된 각종 GIS데이타와 각 기관이 보유하고 있는 공공정보 가운데 공간정보와 연계되어야 하는 자료를 인터넷 GIS를 이용하여 효율적으로 관리하기 위해서는 단계별 구축전략이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 인터넷 GIS를 이용하여 상습침수구역관련 정보를 검색, 처리 및 분석할 수 있는 상습침수 구역 종합정보화 시스템을 구축토록 하였다.N, 항목에서 보 상류가 높게 나타났으나, 철거되지 않은 검전보나 안양대교보에 비해 그 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상승하지만, 이후로는 감소하므로, 반전거래전략을 활용하는 경우 주식투자기간은 24개월이하의 중단기가 적합함을 발견하였다. 이상의 행태적 측면과 투자성과측면의 실증결과를 통하여 한국주식시장에 있어서 시장수익률을 평균적으로 초과할 수 있는 거래전

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Characterization of exopolysaccharide-producing lactic acid bacteria from Taiwanese ropy fermented milk and their application in low-fat fermented milk

  • Ng, Ker-Sin;Chang, Yu-Chun;Chen, Yen-Po;Lo, Ya-Hsuan;Wang, Sheng-Yao;Chen, Ming-Ju
    • Animal Bioscience
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    • 제35권2호
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    • pp.281-289
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    • 2022
  • Objective: The aim of this study was to characterize the exopolysaccharides (EPS)-producing lactic acid bacteria from Taiwanese ropy fermented milk (TRFM) for developing a clean label low-fat fermented milk. Methods: Potential isolates from TRFM were selected based on the Gram staining test and observation of turbid suspension in the culture broth. Random amplified polymorphic DNA-polymerase chain reaction, 16S rRNA gene sequencing, and API CHL 50 test were used for strain identification. After evaluation of EPS concentration, target strains were introduced to low-fat milk fermentation for 24 h. Fermentation characters were checked: pH value, acidity, viable count, syneresis, and viscosity. Sensory evaluation of fermented products was carried out by 30 volunteers, while the storage test was performed for 21 days at 4℃. Results: Two EPS-producing strains (APL15 and APL16) were isolated from TRFM and identified as Lactococcus (Lc.) lactis subsp. cremoris. Their EPS concentrations in glucose and lactose media were higher than other published strains of Lc. lactis subsp. cremoris. Low-fat fermented milk separately prepared with APL15 and APL16 reached pH 4.3 and acidity 0.8% with a viable count of 9 log colony-forming units/mL. The physical properties of both products were superior to the control yogurt, showing significant improvements in syneresis and viscosity (p<0.05). Our low-fat products had appropriate sensory scores in appearance and texture according to sensory evaluation. Although decreasing viable cells of strains during the 21-day storage test, low-fat fermented milk made by APL15 exhibited stable physicochemical properties, including pH value, acidity, syneresis and sufficient viable cells throughout the storage period. Conclusion: This study demonstrated that Lc. lactis subsp. cremoris APL15 isolated from TRFM had good fermentation abilities to produce low-fat fermented milk. These data indicate that EPS-producing lactic acid bacteria have great potential to act as natural food stabilizers for low-fat fermented milk.

Biochemical Characteristics and Function of a Fucosyltransferase Encoded by ste7 in Ebosin Biosynthesis of Streptomyces sp. 139

  • Chang, Ming;Bai, Li-Ping;Shan, Jung-Jie;Jiang, Rong;Zhang, Yang;Guo, Lian-Hong;Zhang, Ren;Li, Yuan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제19권10호
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    • pp.1092-1097
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    • 2009
  • A novel exopolysaccharide named Ebosin was produced by Streptomyces sp. 139, with medicinal activity. Its biosynthesis gene cluster (ste) has been previously identified. For the functional study of the ste7 gene in Ebosin biosynthesis, it was disrupted with a double crossover via homologous recombination. The monosaccharide composition of EPS-7m produced by the mutant strain Streptomyces sp. 139 ($ste7^-$) was found altered from that of Ebosin, with fucose decreasing remarkably. For biochemical characterization of Ste7, the ste7 gene was cloned and expressed in Escherichia coli BL21. With a continuous coupled spectrophotometric assay, Ste7 was demonstrated to have the ability of catalyzing the transfer of fucose specifically from GDP-$\beta$-L-fucose to a fucose acceptor, the lipid carrier located in the cytoplasmic membrane of Streptomyces sp. 139 ($ste7^-$). Therefore, the ste7 gene has been identified to code for a fucosyltransferase, which plays an essential role in the formation of repeating sugars units during Ebosin biosynthesis.