• 제목/요약/키워드: Hydrolase activities

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시설 포도 유기농 재배지에서 녹비 생육 중 녹비 종류가 토양 미생물상에 미치는 영향 (Influence of Growing Green Manures on Soil Microbial Activity and Diversity under Organically Managed Grape-greenhouse)

  • 박기춘;서영진;김찬용;김종수;이영근;서지애
    • 한국환경농학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.260-266
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    • 2008
  • 시설 유기농 포도 재배지에서 공중 질소 고정과 잡초 억제를 목적으로 도입할 수 있는 월동 녹비가 녹비 생육 초기인 봄에 토양 미생물 활성과 다양성에 미치는 효과를 검토하기 위하여 헤어리 베치,자운영,레드 클로버를 녹비로 파종한 후 효소 활성과 토양 미생물 군락의 기질 이용성 및 인지질 지방산 차이에 의한 토양 미생물 다양성을 조사하였다. 탈수소효소 활성과 FDA 수화도에 의한 미생물 활성으로 측정한 토양 미생물 활성은 처리간에 차이가 없었다. Biolog Ecoplate의 평균 색도 변화는 레드 클로버가 대조구에 비하여 높았다. Biolog EcoPlate에 의한 토양 미생물 군락의 기질 이용성은 자운영 처리구가 헤어리 베치구 및 레드 클로버 처리구와 뚜렷이 구분되었다. 그리고 미생물 군락의 기능적 다양성 지수는 헤어리 베치구가 대조구 보다 유의성 있게 높았다. 인지질 지방산 구성에 의한 미생물 군락의 차이를 주요인 분석으로 분석한 결과 자운영이 대조구와 현저히 구분되었고 녹비 처리구 간에는 차이가 없었다.

잠재적 사료첨가제로서 Pediococcus acidilactici SRCM102607의 생균제 특성 및 면역활성 효과 (Probiotic Properties and Immunomodulator Evaluation of the Potential Feed Additive Pediococcus acidilactici SRCM102607)

  • 신수진;하광수;정수지;류명선;김진원;양희종;곽미선;성문희;정도연
    • 생명과학회지
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    • 제30권10호
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    • pp.896-904
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    • 2020
  • 본 연구에서는 가축의 면역증강용 생균제 개발을 위하여 Pediococcus acidilactici SRCM102607의 프로바이오틱스 특성 및 면역활성을 조사하였다. 전통발효식품으로부터 유산균을 분리 하였고, 분리 유산균을 대상으로 가축유해 미생물 5종에 대한 항균활성을 측정하였다. 우수한 결과를 나타내는 5종의 유산균을 1차 선별하였고, 이를 대상으로 생균제 소재 활용 가능성을 확인하기 위해 용혈성, 담즙산염 분해효소, 항산화 활성 분석을 실시하여 최종적으로 SRCM102607을 선별하였으며, 16S rRNA 유전자 염기서열 분석을 통해 Pediococcus acidilactici SRCM102607로 명명하였다. SRCM102607의 pH 2 조건에서 내산성은 1.54×105 CFU/ml의 생균수를 보였으며, 0.5% 이상의 oxgall이 포함된 조건에서도 105 CFU/ml 이상의 높은 생균수를 나타내었다. 또한, 선발균주의 산업적으로 활용할 수 있는 가능성을 검토하기 위해 항생제 내성 및 분해 효소능을 측정하였고 다양한 항생제에 대한 내성과 유해 효소를 생성하지 않음을 확인하였고, 최종적으로 면역 증강제로서의 활용 여부를 확인하기 위해 TNF-α 생성능(171.86±4.00 ng/ml)을 확인하였다. 본 연구를 기반으로 SRCM102607은 가축 생균제 소재로 활용 가능성과 면역활성이 뛰어난 유산균으로 생균제 산업에서의 잠재적 적용 가능성을 확인하였다.

Some characters of bacterial cellulases in goats' rumen elucidated by metagenomic DNA analysis and the role of fibronectin 3 module for endoglucanase function

  • Nguyen, Khanh Hoang Viet;Dao, Trong Khoa;Nguyen, Hong Duong;Nguyen, Khanh Hai;Nguyen, Thi Quy;Nguyen, Thuy Tien;Nguyen, Thi Mai Phuong;Truong, Nam Hai;Do, Thi Huyen
    • Animal Bioscience
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    • 제34권5호
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    • pp.867-879
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    • 2021
  • Objective: Fibronectin 3 (FN3) and immunoglobulin like modules (Ig) are usually collocated beside modular cellulase catalytic domains. However, very few researches have investigated the role of these modules. In a previous study, we have sequenced and analyzed bacterial metagenomic DNA in Vietnamese goats' rumen and found that cellulase-producing bacteria and cellulase families were dominant. In this study, the properties of modular cellulases and the role of a FN3 in unique endoglucanase belonging to glycosyl hydorlase (GH) family 5 were determined. Methods: Based on Pfam analysis, the cellulases sequences containing FN3, Ig modules were extracted from 297 complete open reading frames (ORFs). The alkaline, thermostability, tertiary structure of deduced enzymes were predicted by AcalPred, TBI software, Phyre2 and Swiss models. Then, whole and truncated forms of a selected gene were expressed in Escherichia coli and purified by His-tag affinity column for assessment of FN3 ability to enhance enzyme activity, solubility and conformation. Results: From 297 complete ORFs coding for cellulases, 148 sequences containing FN3, Ig were identified. Mostly FN3 appeared in 90.9% beta-glucosidases belonging to glycosyl hydrolase family 3 (GH3) and situated downstream of catalytic domains. The Ig was found upstream of 100% endoglucanase GH9. Rarely FN3 was seen to be situated downstream of X domain and upstream of catalytic domain endoglucanase GH5. Whole enzyme (called XFN3GH5 based on modular structure) and truncate forms FN3, XFN3, FN3GH5, GH5 were cloned in pET22b (+) and pET22SUMO to be expressed in single and fusion forms with a small ubiquitin-related modifier partner (S). The FN3, SFN3 increased GH5 solubility in FN3GH5, SFN3GH5. The SFN3 partly served for GH5 conformation in SFN3GH5, increased modules interaction and enzyme-soluble substrate affinity to enhance SXFN3GH5, SFN3GH5 activities in mixtures. Both SFN3 and SXFN3 did not anchor enzyme on filter paper but exfoliate and separate cellulose chains on filter paper for enzyme hydrolysis. Conclusion: Based on these findings, the presence of FN3 module in certain cellulases was confirmed and it assisted for enzyme conformation and activity in both soluble and insoluble substrate.

붉은줄지렁이 (Eisenia andrei) 중장에서 발현되는 chitinase 유전자, EaChi의 동정 및 분자생물학적 특성에 관한 연구 (Identification and molecular characterization of the chitinase gene, EaChi, from the midgut of the earthworm, Eisenia andrei)

  • 탁은식;김대환;이명식;안치현;박순철
    • 유기물자원화
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    • 제18권3호
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    • pp.31-37
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    • 2010
  • Chitinase (EC 3.2.1.14)는 곰팡이와 곤충 등에서 세포벽이나 외골격을 형성하는 생물학적 방어기질의 구성 요소인 chitin의 ${\beta}$-1,4-linkages를 가수분해하는 효소이다. 이러한 chitinase를 포함하는 Glycosyl hydrolases 18 family는 Archea, Prokaryotes 그리고 Eukaryotes에 널리 퍼져 있는 Ancient gene으로 알려져 있다. 그 중, 지렁이는 곰팡이와 세균이 많은 환경에서 자라기 때문에 이러한 미생물들의 공격으로부터 스스로를 보호할 수 있는 면역체계를 가지고 있는 것으로 알려져 왔다. 본 연구에서는, 붉은줄지렁이 (Eisenia andrei)의 중장에서 발현되는 Chitinases의 cDNA 서열을 얻기 위해 기존에 알려져 있던 EST 서열을 가지고 RT-PCR 및 RACE-PCR을 수행하였고 이를 통해 E. andrei의 중장에서 발현되는 Chitinase의 특성을 동정 및 규명하였다. 그 결과 309개의 아미노산을 암호화하는 927개의 염기 서열을 얻을 수 있었으며 다른 종들의 Chitinases와 아미노산 서열을 비교 분석한 결과 지렁이의 Chitinase는 Glycosyl hydrolases 18 family에 속하고, 기질 결합과 촉매 작용에 관여하는 2개의 영역이 잘 보존되어 있는 것으로 나타났다.

항생제 대체 사료첨가제로서 매실추출 혼합물이 육계의 성장, 소화 효소 활성도 및 장내 미생물 균총에 미치는 영향 (Effects of a Blend of Prunus Mume Extract as an Alternative to Antibiotics on Growth Performance, Activity of Digestive Enzymes and Microflora Population in Broiler Chickens)

  • 고영현;양혜영;강선영;김은숙;장인석
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제49권5호
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    • pp.611-620
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    • 2007
  • 1950년대 이후 어린 가축의 성장 촉진과 사료효율을 개선하고 축산물의 생산효율을 향상시킬 목적으로 penicillin, bacitracin 등과 같은 항생제가 사료첨가제로서 널리 사용되어 왔다. 항생제의 작용기전은 먼저 가축체내에 존재하는 살모넬라, 대장균, 클로스트리디움 등과 같은 장내 병원성균의 세포막을 분해하여 사멸시키고(Leitner 등, 2001) 소장 흡수세포벽을 얇게 하여 영양소의 흡수율을 증대시켜 성장을 촉진시킨다고 알려져 있다(Ravindran 등, 1984; Collington 등, 1990). 그러나 가축 생산성 증대와 같은 긍정적인 효과에도 불구하고 항생물질이 고기, 우유, 계란 등의 축산물에 잔류될 수 있다는 점과 축산물을 통하여 섭취된 항생물질이 인체의 내성을 증가시켜 항생물질에 대하여 저항성을 나타낼 수 있다는 일부 부정적인 효과가 밝혀지면서 최근 항생제의 사용에 문제점이 제기되고 있다(Lee 등, 2001). 스웨덴, 덴마크 등과 같은 유럽 국가들을 중심으로 가축 사료첨가제로서 항생제 사용이 금지 또는 극도로 제한되고 있다. 최근 이와 같은 시대적 흐름에 따라 사료에 첨가되는 항생제를 53종에서 25종으로 대폭 축소하고, 2012년 농장에 대한 HACCP 제도를 도입하는 등 사료 위생관리를 엄격히 관리하는 단계로 접어들면서, 항생제를 대치 할 수 있는 대체제제에 대한 연구가 절실히 요구된다. 따라서 축산식품 소비자는 물론 생산자를 위해서도 사료에 첨가되는 항생제를 대체할 수 있는 안전성이 확보된 후보 물질의 연구 개발 및 효능 연구는 미래 지속가능한 동물산업을 위해 필연적으로 해결해야만 하는 향후의 숙제이다. 이러한 사실과 더불어 국민소득이 증가함에 따라 웰빙에 대한 관심 고조로 동물성 식품에 대한 선호도가 양 보다는 질 위주로 급격하게 변화되고 있어 천연자원을 이용한 다양한 항생제 대체 사료첨가제의 개발이 주목을 받고 있는바, 본 연구에서 사용된 매실(Prunus mume)은 섬유소, 탄닌과 무기물이 풍부하고 시트릭산(구연산) 등을 포함한 각종 유기산이 다량 함유된 것으로(임, 1999), 한방과 민간에서 잎, 청매(미성숙 매실)는 살균, 구충, 해독, 해열 등과 같은 다양한 효과를 나타내는 한약제로 널이 이용되고 있다. 매실의 효능은 다양한 연구에서 항균작용(이 등, 2003), 항산화작용(한 등, 2001), 간 기능 증진(서 등, 1990) 등의 효과들이 과학적으로 검정되었다. 특히 매실의 항균작용 연구에서 매실추출물로서 paper disc법으로 항균작용을 조사한 결과 그람(+) 세균인 Micrococcus leteus, Bacillus subtilis, Staphy- lococcus aureus 등과 그람(-) 세균인 E. coli. Salmonella typhimurium, Proteus vulgaris 등에 효과적인 저해 활성을 나타내었다(임, 1999; 이 등, 2003). 또한 유기산의 일종은 유산(lactic acid)은 이미 위장관의 환경을 긍정적으로 조절하여 가축 사료첨가제로서 상당히 많이 이용되고 있다(van de Broek, 2000). 그러나 장관내 환경조절물질로서 고품질의 축산물을 생산할 수 있는 천연 소재인 매실 또는 그 부산물을 이용하여 가축 사료첨가제로서의 가능성을 과학적으로 연구한 사례는 극히 일부분에 지나지 않고 있다. 따라서 본 연구는 매실추출 혼합물의 in vitro 항균효과를 검정하고 이를 근거로 육계사료에 위장관 환경조절제로서 매실추출물 및 유산(lactic aicd) 그리고 항산화제로서 포도씨앗추출물을 혼합한 제제를 급여하여 성장 및 사료효율, 혈액성상, 소장의 소화 효소 활성도 및 세균총에 미치는 작용에 대하여 조사하여 항생제 대체제로서의 가능성에 대한 연구를 실시하였다.

White Leghorn Chick의 초기 성장단계에서 소화기관의 발달, 소장의 소화 효소 및 간 조직의 항산화 방어작용 (Post-Hatching Development of Digestive Organs, Intestinal Digestive Enzymes and Hepatic Antioxidant Defense System in White Leghorn Chicks)

  • 김민정;이주현;장인석
    • 한국가금학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.31-39
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    • 2021
  • 본 연구는 White Leghorn에서 부화 후 일령(0-d, 3-d, 7-d, 14-d 및 21-d)에 따른 소화기관의 발달과 기능 및 항산화 방어작용에 대한 변화를 조사하기 위해 실시하였다. 일령에 따른 체중은 부화 후 0, 3 및 7일령까지는 변화가 적었지만, 7일령 이후에는 유의하게(P<0.05) 증가하였다. 체중에 따른 소화 장기의 상대적 무게(g/100 g BW)에서, 간의 상대적 무게는 0일령에서 현저히 낮았지만 3~7일령에 현저히 증가한 후(P<0.05) 21일령까지 유의차 없이 점차 감소하였다. 상대적 췌장 무게 역시 간 무게의 변화와 유사한 경향을 보이며, 7일령에서 최대 발달을 보였지만(P<0.05) 그 이후에는 점차 감소하는 경향을 보였다. 상대적 소장 무게와 길이의 변화는 부화 후 급격히 증가하여 7일령에서 최대 성장을 보이고(P<0.05) 점차 감소하여 21일령 이후에는 현저히 낮아졌다. 소장 점막세포의 무게는 부화 후 현저히 증가하여(P<0.05) 14일령에 최대 발달률을 보였으나 21일령에는 감소하였다(P<0.05). 이당류 분해효소의 특이적 활성도는 0일령에 가장 낮았으나, 3일령에서 유의적으로 높은 최대 활성도 증가를 보였다(P<0.05). Sucrase 활성도는 14일령 이후 유의하게 감소하였으나(P<0.05), maltase는 지속적으로 높은 활성도를 유지하는 것으로 나타났다. Leucine aminopeptiase 특이적 활성도는 0일령부터 높게 나타나 일령에 상관없이 일정하게 유지되는 것으로 나타났다. SOD와 GST 특이적 활성도는 0일령에서 가장 낮았으나, 7일령 이후 유의적으로 높은 활성도를 보였다(P<0.05). GPX 활성도는 0, 7일령과 비교 시 14일령 이후 활성도가 현저하게 증가하였다(P<0.05). 지질 과산화(MDA) 함량은 모든 일령에서 매우 낮게 나타나 일령에 따른 차이가 없었다. 이상의 결과로 보아, White Leghorn 병아리는 부화 후 3~7일령에서 소화 장기 발달과 소화 효소 활성도가 급격히 증가하며, 7일령 이후 체 성장과 간 조직의 대사 작용이 활발해지면서 항산화 효소의 활성도가 함께 증가하는 것으로 나타났다.