• Molecules and Cells
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• 제20권3호
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• pp.392-400
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• 2005

The genes encoding the DNA gyrase A (GyrA) and B subunits (GyrB) of Methylovorus sp. strain SS1 were cloned and sequenced. gyrA and gyrB coded for proteins of 846 and 799 amino acids with calculated molecular weights of 94,328 and 88,714, respectively, and complemented Escherichia coli gyrA and gyrB temperature sensitive (ts) mutants. To analyze the role of type II topoisomerases in the intrinsic quinolone resistance of methylotrophic bacteria, the sequences of the quinolone resistance-determining regions (QRDRs) in the A subunit of DNA gyrase and the C subunit (ParC) of topoisomerase IV (Topo IV) of Methylovorus sp. strain SS1, Methylobacterium extorquens AM1 NCIB 9133, Methylobacillus sp, strain SK1 DSM 8269, and Methylophilus methylotrophus NCIB 10515 were determined. The deduced amino acid sequences of the QRDRs of the ParCs in the four methylotrophic bacteria were identical to that of E. coli ParC. The sequences of the QRDR in GyrA were also identical to those in E. coli GyrA except for the amino acids at positions 83, 87, or 95. The $Ser^{83}$ to Thr substitution in Methylovorus sp. strain SS1, and the $Ser^{83}$ to Leu and $Asp^{87}$ to Asn substitutions in the three other methylotrophs, agreed well with the minimal inhibitory concentrations of quinolones in the four bacteria, suggesting that these residues play a role in the intrinsic susceptibility of methylotrophic bacteria to quinolones.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권4호
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• pp.266-287
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• 2004

식물체에 해를 끼치지 않고 식물체와 공생하는 박테리아는 식물의 생장을 촉진 시키며 친환경적 식물 보호제 역할을 함으로서 높은 관심을 받아왔다. Methylobacterium spp.로 분리된 분홍색 색소를 형성하는 methylotrophic bacteria (PPFMS)는 식물의 잎 표면에 서식한다. 거의 모든 식물체의 잎에는 PPFMS를 가지고있으며, Methylobacterium의 특별한 특성을 가진 이들은 탄소와 에너지원으로 잎의 methanol를 이용한다. 비록 이들 박테리아들은 잘 알려 지지 않았지만. 그들은 식물 대사 작용에 영향을 주면서 함께 진화되어 왔다. 이 주장은 다음의 예로 보인 관찰로서 뒷받침 한다. (1) PPFMS는 씨 안에서 발견되고 (2) PPFMS는 자주 무균 세포 배양에서 발견되고 (3) 적은 수의 PPFMS를 지닌 종자는 낮은 발아율을 보였고, (4) 감소된 PPFMS를 가진 식물들은 낮은 줄기/뿌리 비율을 보이고, (5) 콩깍지 형성 시기에 콩잎에 PPFMS의 엽면처리는 종자 수와 생산량을 높이며, (6) 우산이끼를 배양하는데 있어서 PPFM에 의해 생성된 비타민 Rl2는 우산이끼의 생장을 위해 필요하고 (7) 벼에 있어서 Rhizoctonia solani에 인해 나타나는 엽초마름병의 발병률은 PPFMS를 처리한 벼에서 억제되거나 감소되었고, 그리고 (8) PPFM의 종은 기공과 엽록소의 농도, malic acid의 함량을 증가시켜 식물의 광합성 능을 증가시켰다. Methylobacterium spp.은 식물체의 잔사를 이용하거나 식물체에 유용한 대사산물을 생산함으로써 식물의 신진대사에 관여하는 것으로 알려진 공생자이다. 박테리아와 식물체간의 이로운 상호작용에 관해 알려진 많은 보고서들이 있다. 식물체의 수분장애 완화, 광합성호르몬 생산, 그리고 질소고정과 같은 식물의 생장을 촉진시키는 박테리아 종과 같은 선발은 성공적으로 분리 해낼 수 있었고, 작물생산에 있어서 이 같은 미생물의 처리는 생산력을 증가시킬 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권1호
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• pp.46-53
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• 2004

벼(Oryza sativa L.)에 서식하고 있는 메탄올 자화세균(methylotrophic bacteria)의 군집구조를 분석하기 위하여, 국내 3지역(청원, 익산, 밀양)의 경작지 논에서 재배되고 있는 4품종(일미, 동진, 남평, 오대) 벼의 잎, 줄기, 이삭, 뿌리 및 근권토양을 수집하였다. Methanol이 유일한 탄소원으로 첨가된 선택배지를 이용하여, 분홍색 색소체를 갖는 35균주와 무색소체의 5균주를 선별하였으며, 선별균주들의 형태학적, 생리 생화학적 특성을 조사하여 4개의 군집으로 구분하였다. 군집 I 및 IV 는 각각 nitrate와 nitrite reduction 특성에 의해 구별되었으며, pink pigment colony를 형성하는 또 다른 두 개의 군집들은 cellulase 생성유무에 의하여 구분되었다. 표준균주인 Methylobacterium extorquens AM1은 분리균주들과는 다른 군집으로 구분되었으며, M. fujisawaense KACC10744는 III 군집에 속하는 것으로 분석되었다. 분리된 모든 균주들은 urease, oxidase, catalase, pectinase 활성시험에서 양성반응을 나타냈으며, indole, MR-VP, $H_2S$, starch, casein 시험에서는 음성반응을 나타내었다. 또한, 모든 분리 균주들의 열 내성은 없었으며, $45^{\circ}C$ 이상에서는 성장하지 못하였다. 군집 I에서 두개의 분리균주가 각각 gelatin 가수분해와 methane 이용능을 나타내었으며, 대부분의 균주들은 탄소원으로 monosaccharides, disaccharide, polyols를 이용하여 성장하였다. 분리 및 선별되어진 균주들 중 6 균주만이 $86.2-809.9nmol\;C_2H_4\;h^{-1}\;mg^{-1}$ protein 범위의 질소고정능을 나타내었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제27권3호
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• pp.215-222
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• 1999

Methylotrophic actinomycetes No. 155 produced an aminoglycoside antibiotics(AG)-resistant inhibitor. We have previously reported that the inhibitor shows strong inhibition to sisomicin-resistant strain. In order to understand the functions of inhibitor and sisomicin-resistance, characterizations and purification of inhibitor were investigated. Strain No. 155 was tentatively identified as Nocardiopsis sp. based on morphological and some physiological characteristics. In the antimicrobial activity test, the addition of inhibitor to sisomicin showed a reduction effect of MIC on the test strains such as Gram(+), Gram(-) bacteria and yeasts. The combination of the inhibitor and various antibiotics revealed synergistic against E. coli K-12 and B. subtilis PCI 219. The induced intracellular proteins from sisomicin-resistant strain exhibited the sisomicin inactivation by invitro test. And the induced intracellular proteins were inactivated by addition of the inhibitor. The inhibitor compound was purified by anion exchange chromatography(Dowex-1) and HPLC using Asahipak ES-502C column. The purified inhibitor compound was detected in a single peak(above 98.5% purity) through the HPLC analysis.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권10호
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• pp.1645-1654
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• 2007

The total methylotrophic population associated with rice plants from different cultivars was enumerated at three different stages: vegetative, flowering, and harvesting. The bacterial population in the leaf, rhizosphere soil, endophytic in the stem and roots, and epiphytic in the florets and grains were determined from four rice cultivars, Il-mi, Nam-pyeoung, O-dae, and Dong-jin, sampled from three different field sites. The methylotrophic bacteria isolated on AMS media containing 0.5% methanol as the sole carbon source uniformly showed three distinct morphologies, which were recorded as separate groups and their distribution among the various samples was determined using the ecophysiological index. The growth stage at the time of sampling had a more significant effect on the methylotrophic population and their distribution than the field site or cultivar. A similar effect was also observed for the PPFMs, where their population in different plant parts increased from V10 to R4 and then decreased towards stage R9. A canonical discriminant analysis of the PPFM population from different parts of rice showed clear variations among the cultivars, sampled sites, and growth stages, although the variations were more prominent among the growth stages.

• 미생물학회지
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• 제34권4호
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• pp.212-218
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• 1998

세포외 다당류를 분비하는 새로운 methylotrophic bacteria를 분리하여 세균의 특징과 그 세균이 생산하는 세포외 다당류의 물리 화학적 특성을 조사하였다. 분리균주는 그람음성의 간균으로 편모가 없는 비운동성 세균이며, DNA의 G+C 함량은 53-56%이었고, plasmid를 가지고 있지 않았다. 메탄올과 메틸아민만을 기질로 이용하였으며, 탄소동화경로로는 ribulose monophosphate pathway를 이용하는 절대 methylotrophic bacteria이었다. 성장을 위한 최적온도와 pH는 각각 $35^{\circ}C$와 6.5이었고, 0.5%(v/v)의 메탄올이 포함된 배지에서 가장 빨리 성장하였다(세대시간=2.4시간). 분리균주는 절대 호기성 세균으로 질소원과 산소가 결핍된 조건에서 다량의 세포외 다당류를 분비하였다. 다당류 생산을 위한 최적온도와 pH는 각각 $30^{\circ}C$와 6.5이었고, 1.0%(v/v)의 메탄올이 포함된 배지에서 배지내의 탄소 대질소비가 57.4일 때 가장 많이 생산되었다. 정제된 다당류는 포도당과 galactose로 이루어져 있었다. 에탄올 처리전의 다당류는 낮은 pH에서 더 높은 점도를 보였고, 온도와 염류농도의 변화에도 비교적 안정하였다. 에탄올 처리후의 다당류는 xanthan gum보다 높은 점도를 나타내었고, pH, 온도, 염류농도의 변화에 대해 점도변화가 크지 않았다. 냉동건조된 다당류를 전자현미경을 이용하여 관찰하였을 때, 에탄올 처리전의 다당류는 얇은 막이 겹친 구조를 하고 있었고, 에탄올 처리후의 다당류는 굵은 섬유상의 모습을 띠고 있었다.

• BMB Reports
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• 제38권6호
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• pp.695-702
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• 2005

The groESL bicistronic operon of a restricted facultative methylotrophic bacterium Methylovorus sp. strain SS1 DSM 11726 was cloned and characterized. It was found to consist of two ORFs encoding proteins with molecular masses of 11,395 and 57,396 daltons, which showed a high degree of homology to other bacterial GroES and GroEL proteins. The genes were clustered in the transcription order groES-groEL. Northern blot analyses suggested that the groESL operon is transcribed as a bicistronic 2.2-kb mRNA, the steady-state level of which was markedly increased by temperature elevation. Primer extension analysis demonstrated one potential transcription start site preceding the groESL operon, which is located 100bp upstream of the groES start codon. The transcription start site was preceded by a putative promoter region highly homologous to the consensus sequences of Escherichia coli ${\sigma}^{32}$-type heat shock promoter, which functioned under both normal and heat shock conditions in E. coli. Heat shock mRNA was maximally produced by Methylovorus sp. strain SS1 approximately 10min after increasing the temperature from 30 to $42^{\circ}C$. The groESL operon was also induced by hydrogen peroxide or salt shock.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권5호
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• pp.819-825
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• 2002

Methanol dehydrogenase (MDH) is a key enzyme in the process of methanol oxidation in methylotrophic bacteria. However, information on MDH genes from genus Methylobacillus is limited. In this study, a 6.5-kb HindIII DNA fragment of Methylobacillus sp. SK-5 chromosomal DNA was isolated from the genomic library of the strain by using a degenerate oligonucleotide probe that was designed based on JV-terminal amino acid sequence of the MDH $\alpha$ subunit purified from the strain. Molecular analysis of the fragment revealed four tightly clustered genes (mxaFJGI) involved in the methanol oxidation. The first and fourth genes were very similar to mxaF (77% identity for nucleotides an 78% identity for amino acids) and mxaF (67% Identity for nucleotides and 68% Identity for amino acids) genes, respectively, from Methylovorus sp. SSI. Genes mxaF and mxaI encode $\alpha$ and $\beta$ subunits of MDH, respectively. The two subunits were identified from purified MDH from Methylobacillus sp. SK-5. A dendrogram constructed by comparison of amino acid sequences of MDH u subunits suggests that MxaF from Methylobacillus sp. SK-5 belongs to a subfamily cluster of MDH u subunits from $\beta$-subgroup Proteobacteria. The subfamily cluster is separated from the other subfamily that consists of $\beta$- and $\gamma$-subgroup Proteobacteria. This study provided information on mn genes from a methylotrophic bacterium in $\beta$-subgroup Proteobacteria, which would aid to better develop a gene probe to detect one-carbon metabolizing bacteria.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제27권5호
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• pp.391-398
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• 1999

A methylotrophic actinomycetes strain MO-16, which produce the antimicrobial compound, was isolated from soil and supposed as Amycolatopsis sp. based on taxonomic studies. The cell-free extract of methanol-grown strain MO-16 showed dehydrogenase activity for methanol and formaldehyde when various electron acceptors were added for oxidation. On the other hand, methanol did not affect the production of antimicrobial compounds, and organic nitrogen sources such as corn steep liquor and peptone were better than inorganic nitrogen sources. These compounds showed broad antimicrobial spectrum to the tested strains such as bacteria and yeast. The antimicrobial comounds were very stable under heat(121$^{\circ}C$), acid(pH2.0), alkali(pH11.0) treatments. These compounds were isolated by ethylacetate extract, silica gel column chromatography and reverse phase HPLC. Two compounds(peak 1 and 2) were detected as antimicrobial compounds through the HPLC analysis. The peak 2 was purified as a single compound and revealed a 98% purity.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권4호
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• pp.235-244
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• 2004

국내 3지역으로부터 수집한 19종의 벼 잎에 서식하는 methylo-trophlc bacteria의 군집성을 비교하였다. Methanol에 따른 특징적인 생장을 나타내는 분홍색 색소를 띤 19개의 균체를 분리하였다. 분리된 이들 균체들은 Bergey의 방법에 따라 각각 생리, 생화학적 특성들을 조사 하였으며, 표현형들은 37가지의 특성들을 계통분석법을 통해 명찰히 구분하여, 최종 별개의 4군(cluster)으로 분리하였다. 대조균주인 M, extor벼둔 AM1과 M. fujisawaense KACC10744는 각각 IV군과 III군에 속해있다. I군에 속해있는 균체들은 nitrate의 환원을 근거로 하여 구분하였으며, 4개의 분리균주는 NaCl 0.5M 농도까지 염에 대한 내성을 보였다. I군과 III군의 균체들은 탄소원으로 methane을 이용하는 특성을 가졌으며, 4군의 대부분의 균체들은 탄소원으로 단당류, 이당류, 다당류를 이용하였다. L-tryptophan의 존재 하에 모든 균체들의 indole-3-acetlc aclu (IAA) 생성 실험에서는 선별균체 중 8균체만이 IAA를 생성하였다. 게다가 배지의 질소원은 IAA의 생성에 영향을 미치는 것으로 관찰되었으며, 질소원으로 $(NH_4)_2SO_4$를 이용하였을 때 IAA 생성은 최대 20-30배까지 증가하였으나 $KNO_3$, $NH_4NO_3$ 그리고 $NH_4$ CI을 질소원으로 사용하였을 때에는 IAA 생성에 큰 영향을 미치지 않았다. 선별된 methylo trophic bacteria를 뿌리에 접종한 결과 균체가 생성한 IAA 영향으로 식물체의 뿌리와 줄기의 길이 그리고 곁뿌리의 수가 상당히 증가하였으며, 균주를 접종한 벼 종자의 초기 뿌리 생장은 균을 접종하지 않은 종자보다 평균 27-56% 증가하였다. 높은 농도의 IAA ($400{\mu}g\;mL^{-1}$)를 처리했을 때는 오히려 뿌리의 생장을 억제 시켰으나, $10-200{\mu}g\;mL^{-1}$ 농도의 IAA를 처리했을 때는 뿌리 생장을 촉진시켰다. 이러한 결과는 박테리아가 생산하는 IAA가 식물 뿌리생장에 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다.