• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권8호
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• pp.1107-1115
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• 2013

The Cyt1Aa protein of Bacillus thuringiensis susbp. israelensis elaborates demonstrable toxicity to mosquito larvae, but more importantly, it enhances the larvicidal activity of this species Cry proteins (Cry11Aa, Cry4Aa, and Cry4Ba) and delays the phenotypic expression of resistance to these that has evolved in Culex quinquefasciatus. It is also known that Cyt1Aa, which is highly lipophilic, synergizes Cry11Aa by functioning as a surrogate membrane-bound receptor for the latter protein. Little is known, however, about whether Cyt1Aa can interact similarly with other Cry proteins not primarily mosquitocidal; for example, Cry2Aa, which is active against lepidopteran larvae, but essentially inactive or has very low toxicity to mosquito larvae. Here we demonstrate by ligand binding and enzyme-linked immunosorbent assays that Cyt1Aa and Cry2Aa form intermolecular complexes in vitro, and in addition show that Cyt1Aa facilitates binding of Cry2Aa throughout the midgut of C. quinquefasciatus larvae. As Cry2Aa and Cry11Aa share structural similarity in domain II, the interaction between Cyt1Aa and Cry2Aa could be a result of a similar mechanism previously proposed for Cry11Aa and Cyt1Aa. Finally, despite the observed interaction between Cry2Aa and Cyt1Aa, only a 2-fold enhancement in toxicity resulted against C. quinquefasciatus. Regardless, our results suggest that Cry2Aa could be a useful component of mosquitocidal endotoxin complements being developed for recombinant strains of B. thuringiensis subsp. israelensis and B. sphaericus aimed at improving the efficacy of commercial products and avoiding resistance.

• BMB Reports
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• 제47권10호
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• pp.546-551
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• 2014

The insecticidal activity of Bacillus thuringiensis (Bt) Cry toxins involves toxin stabilization, oligomerization, passage across the peritrophic membrane (PM), binding to midgut receptors and pore-formation. The residues Arg-158 and Tyr-170 have been shown to be crucial for the toxicity of Bt Cry4Ba. We characterized the biological function of these residues. In mosquito larvae, the mutants R158A/E/Q (R158) could hardly penetrate the PM due to a significantly reduced ability to alter PM permeability; the mutant Y170A, however, could pass through the PM, but degraded in the space between the PM and the midgut epithelium. Further characterization by oligomerization demonstrated that Arg-158 mutants failed to form correctly sized high-molecular weight oligomers. This is the first report that Arg-158 plays a role in the formation of Cry4Ba oligomers, which are essential for toxin passage across the PM. Tyr-170, meanwhile, is involved in toxin stabilization in the toxic mechanism of Cry4Ba in mosquito larvae.

• 농약과학회지
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• 제3권1호
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• pp.46-50
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• 1999

민들레를 비롯하여 약용식물 9종 메탄올 추출물의 빨간 집모기, 집파리 유충 및 성충에 대한 살충력 실험을 실시하였다. 그 결과 빨간집모기(Culex pipiens pallens) 유충에 대하여는 솔(Pinus densiflora)잎, 고삼(Sophora angestifolia) 뿌리 등이 효과가 좋았다. 파리유충에 대한 살충효과는 민들레(Taraxacum platycarpum)잎 및 부추전초의 메탄올 추출물이 아주 높았으며, 백부근(Stemonae sessilifolia) 뿌리도 효과가 있는 것으로 밝혀졌으나 집파리(Musca domestica) 성충에 대한 살충효과는 크지 않았다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제43권2호
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• pp.169-173
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• 2004

몇가지 살충제에 대한 파굴파리 충태별 약제 방제효과를 조사한 결과, 알 상태에서 엽면 살포시 spinosad, dimethoate, emamectin benzoate, cartap 등의 방제가가 83% 이상으로 효과적이었다. 유충에 대해서는 dimethoate와 cartap이 87% 이상의 살충활성을 나타내었다. Dimethoate와 cartap을 엽면살포 후 잔효력을 조사한 결과 dimethoate는 약제처리 후 3일까지 93.3%의 높은 활성을 유지하였다. 번데기에 대해서는 terbufos GR, cartap GR이 88.2% 이상의 살충활성을 보였으며, 성충에 대해서는 dimethoate와 cartap이 95%이상 살충활성을 나타내었다. 이상의 결과에서 알, 유충, 성충방제에는 dimethoate EC와 cartap SP, 번데기 방제에는 terbufos GR, cartap GR가 효과적이었다.

• BMB Reports
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• 제39권3호
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• pp.270-277
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• 2006

Helices 4 and 5 of the Bacillus thuringiensis Cry4Ba $\delta$-endotoxin have been shown to be important determinants for mosquito-larvicidal activity, likely being involved in membrane-pore formation. In this study, the Cry4Ba mutant protein containing an additional engineered tryptic cleavage site was used to produce the $\alpha4$-$\alpha5$ hairpin peptide by an efficient alternative strategy. Upon solubilization of toxin inclusions expressed in Escherichia coli and subsequent digestion with trypsin, the 130-kDa mutant protoxin was processed to protease-resistant fragments of ca. 47, 10 and 7 kDa. The 7-kDa fragment was identified as the $\alpha4$-loop-$\alpha5$ hairpin via N-terminal sequencing and mass spectrometry, and was successfully purified by size-exclusion FPLC and reversed-phase HPLC. Using circular dichroism spectroscopy, the 7-kDa peptide was found to exist predominantly as an $\alpha$-helical structure. Membrane perturbation studies by using fluorimetric calcein-release assays revealed that the 7-kDa helical hairpin is highly active against unilamellar liposomes compared with the 65-kDa activated full-length toxin. These results directly support the role of the $\alpha4$-loop-$\alpha5$ hairpin in membrane perturbation and pore formation of the full-length Cry4Ba toxin.

• BMB Reports
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• 제34권2호
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• pp.130-133
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• 2001

The amino acid sequences of 130 kDa and 72 kDa proteins responsible for the larvicidal activity of Bacillus thuringiensis var israelensis (Bti) were analyzed by hydrophobic moment plots. A search for highly amphiphilic $\alpha$-helices was made in these proteins using the helical hydrophobic moment as a criterion of amphiphilicity The protein segments of the largest hydrophobic moments were analyzed. In the present communication we report the surface seeking helices in 130 kDa and 72 kDa proteins of Bacillus thuringiensis var israelensis. It is assumed that the surface seeking segments may participate in one of the membrane-related functions of Bacillus thuringiensis.

• 농약과학회지
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• 제6권4호
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• pp.257-263
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• 2002

본 연구는 국내에서 현재 시판되고 있는 살충제 12종에 대한 줄점팔랑나비 (Parnara guttata)의 발육 단계별 약제감수성 및 아치사농도가 암컷성충의 수명, 산란전기, 산란수, 그리고 차세대의 부화율 및 발육에 미치는 영향을 조사하였다. 알에 대해서는 fenitrothion과 fenthion, cartap hyochloride, imidacloprid, ethofenprox가 높은 활성을 나타내었다. 시험에 사용한 모든 약제는 $1{\sim}2$령 유충에 대해서 활성을 나타내었으며, 5령 유충에 높은 살충활성을 보인 약제는 fenitrothion, fenthion, ethofenprox, fipronil, methoxyfenozide, tebufenozide and Bt. var. kurstaki였다. $3{\sim}4$령기에 $LC_{40}$ 수준의 약제처리 후 생존한 유충으로부터 우화한 성충과 그 차세대에 대한 영향은 대부분의 약제에서 관찰되었다. Fenthion, tebufenozide, cartap hydrochloride, methoxyfenozide, ethofenprox, imidacloprid, apronil은 암컷성충의 수명을 단축시키는 것으로 조사되었다. BPMC, imidacloprid, ethofenprox, fipronil, methoxyfenozide는 암컷성충의 산란전기를 지연시키고 산란수를 감소시켰는데, ethofenprox가 처리된 경우는 전혀 산란을 하지 않았다. 알의 부화율은 fenitrothion을 제외한 모든 약제에서 감소하였으며, 그 중 imidacloprid와 fipronil의 경우 알은 전혀 부화하지 않았다. 또한, IGR제인 methoxyfenozide와 tebufenozide는 차세대 유충의 발육에도 영향을 주었다.

• 농약과학회지
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• 제4권3호
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• pp.75-81
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• 2000

본 연구에서는 시판되고 있는 38종의 살충제에 대한 온실가루이 (Trialeurodes vaporariorum)의 발육단계별 감수성을 조사하고, 침투이행성, 잔효성 및 방제효과를 평가하였다. 모든 시험은 살충제의 추천농도로 수행하였다. 알에 대해서는 IGR계인 pyriproxyfen만이 90%이상의 부화억제효과를 나타내었다. 3령약충에 대해서는 abamectin, acetamiprid, chlorpyrifos-methyl, imidacloprid, pyripoxyfan, acetamiprid+ethofenprox가 90%이상의 살충효과를 나타내었다. 그리고 성충에 대해서는 유기인계의 acephate, fenitrothion, phenthoate, 카바메이트계의 berfurcarb, furathiocarb, 피레스로이드계의 bifenthrin, 네오니코티노이드계의 acetamiprid, imidacloprid, 혼합제의 acetamiprid+ ethofenpox, ethofenprox+ diazinon, furathiocarb+ diflubenzuron, triazamate+${\alpha}$-cypermethrin 기타 abamectin, endosulfan, pymetrozine 등이 100%의 살충율을 나타내었다. Abamectin, acetamiprid, imidacloprid, pyriproxyfen, acetamiprid+ethofenprox는 성충에 대해서 잔효성뿐만아니라 침투이행효과도 나타내었다. 방제효과시험에서 abamectin, acetamiprid, imidacloprid, pyriproxyfen, acetamiprid+ethofenprox은 처리후 11일째부터 90%이상의 방제효과를 나타내었다.

• BMB Reports
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• 제34권4호
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• pp.293-298
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• 2001

Tryptic activation of the 130-kDa Bacillus thuringiensis Cry4B $\delta$-endotoxin produced protease-resistant products of ca. 47 kDa and ca. 21 kDa. The 21-kDa fragment was identified as the N-terminal five-helix bundle (${\alpha}1-{\alpha}5$,) which is a potential candidate for membrane insertion and pore formation. In this study, we constructed the recombinant clone over-expressing this putative pore-forming (PPF) fragment as inclusion bodies in Escherichia coli. The partially purified inclusions were composed of a 23-kDa protein, which cross-reacted with Cry4B antibodies, and whose N-terminus was identical to that of the 130-kDa protein. Dissimilar to protoxin inclusions, the PPF inclusions were only soluble when the carbonate buffer, pH 9.0, was supplemented with 6 M urea. After renaturation via a stepwise dialysis, the refolded PPF protein appeared to exist as an oligomer and was structurally stable upon trypsin treatment. Unlike the 130kDa protoxin, the refolded protein was able to release entrapped glucose from liposomes, and showed comparable activity to the full-length activated toxin, although it lacks larvicidal activity These results, therefore, support the notion that the PPF fragment that consists of ${\alpha}1-{\alpha}5$ of the activated Cry4B toxin is involved in membrane pore-formation.

• 농약과학회지
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• 제11권1호
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• pp.52-58
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• 2007

5-Aminolevulinic acid (ALA)는 protoporphyrinogen IX oxidase(Protox IX)의 작용기작에 의해 tetrapyrrole 의존형 광활성 제초제 또는 살충제로서 제안되어 왔다. 본 연구는 생분해성 생물농약 물질로서 ALA에 대한 식물과 해충의 생육반응을 검토하기 위해 수행되었다. 수도적 조건에서 ALA는 벼와 피 두 초종에 대해 독성을 보였으며 벼보다는 피의 초장과 지상부 생체중을 더 억제하였다. 밭 조건에서 두과작물 콩과 화본과 잡초 바랭이에 5 mM ALA를 처리한 결과 바랭이가 더 민감한 생육반응을 보였다. ALA 10 mM(10배액)로 파밤나방에 대한 살충효과는 살포법으로 처리한 결과 단제 및 합성 살충제 lufenuron과의 조합처리에서 다소 높게 나타났다. leaf disk법으로 응애에 대한 살비효과를 검정한 결과 10 mM ALA 처리 후 72시간에 가장 높게 나타났다. 이상의 결과로 볼 때 ALA는 비록 그 활성이 기존의 합성농약보다 낮을지라도 농업유해생물에 대해 잠재적인 제초 및 살충활성을 갖고 있는 것으로 나타났다.