• Ocean and Polar Research
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• 제26권1호
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• pp.51-58
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• 2004

We isolated and identified culturable Arctic bacteria that had inhabited soils around the Korean Arctic Research Station Dasan located at Ny-Alsund, Svalbard, Norway $(79^{\circ}N,\;12^{\circ}E)$. The collected soils were diluted in distilled water; the diluted soil-water was spread on 3M petri-films at Dasan Station. The petri-films were transported to the laboratory at KORDI, and cultured at $4^{\circ}C$. Colonies grown on the petri-films were subsequently cultured on nutrient agar plates at $4^{\circ}C$ every 7 days. The pure colonies were inoculated into nutrient liquid media, genomic DNA was extracted, and phylogenetic analysis was performed on the basis of 165 rDNA sequences. A total of 227 strains of bacteria were isolated. Among them, 16S rDNA sequences of 185 strains were identical with those of known strains isolated in this study, and 42 strains were finally identified. Phylogenetic analysis using 16S rDNA indicated that the 30 strains belonged to Pseudomonas, 7 strains to Arthrobacter, two strains to Flavobacterium, and the remaining to Achromobacter, Pedobacter, and Psychrobacter. Among the 42 strains, 14 bacteria produced protease: they were 6 strains of Pseudomonax, 4 strains of Arthrobater, an Achromobacter strain, 2 strains of Flavobacterium, and a Pedohacter strain. We expect these Arctic bacteria can be used for screening to develop new industrial enzymes that are active at low temperatures.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권7호
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• pp.1464-1474
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• 2024

Soil extracellular enzyme plays a vital role in changing soil nitrogen (N) mineralization of rice field. However, the effects of soil extracellular enzyme activities (EEA) and microbial community composition response to N mineralization of rice field under short-term tillage treatment needed to be further explored. In this study, we investigated the impact of short-term (8-year) tillage practices on rhizosphere soil N transformation rate, soil enzyme activities, soil microbial community structure, and the N mineralization function gene abundances in double-cropping rice field in southern China. The experiment consisted of four tillage treatments: rotary tillage with crop straw input (RT), conventional tillage with crop straw input (CT), no-tillage with crop straw retention (NT), and rotary tillage with all crop straw removed as a control (RTO). The results indicated that the rhizosphere soil N transformation rate in paddy field under the NT and RTO treatments was significantly decreased compared to RT and CT treatments. In comparison to the NT and RTO treatments, soil protease, urease, β-glucosaminidase, and arginase activities were significantly improved by the CT treatment, as were abundances of soil sub, npr, and chiA with CT and RT treatments. Moreover, the overall diversity of soil bacterial communities in NT and RTO treatments was significantly lower than that in RT and CT treatments. Soil chitinolytic and bacterial ureolytic communities were also obviously changed under a combination of tillage and crop straw input practices.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권4호
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• pp.587-594
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• 2010

다양한 기능적 특성을 가지는 단백질 가수분해물의 개발을 위하여, casein, ISP, wheat gluten, gelatin의 4종류 단백질 기질을 alcalase, bromelain, papain, neutrase, trypsin 등의 효소를 이용하여 가수분해물을 제조하였다. 각 단백질에 대한 효소 분해과정을 확인하기 위하여 pH-stat 방법을 이용하여 시간에 따른 단백질 가수분해도(DH)를 측정하였고, 단백질 종류와 효소 종류에 의한 쓴맛 정도와 단백질 가수분해물의 용해성을 검토하고자 DH 10%에서 가수분해를 종결짓고, pH 6.5에서 각각의 용해성과 쓴맛을 NSI(nitrogen soluble index) 측정과 관능검사로 비교하였다. 시간에 따른 가수분해도는 단백질에 따라 다양하게 나타났으며, Casein, ISP, wheat gluten, gelatin의 순으로 높게 나타났다. 모든 단백질에서 alcalase의 가수분해도가 가장 높았으며, neutrase, bromelain, papain의 가수분해도는 비슷한 정도를 보였다. 그러나 trypsin의 경우는 casein에서는 매우 높았지만, ISP에서는 가장 낮았다. DH 10%에서 casein은 trypsin 가수분해물이, ISP와 gluten은 brolmelain과 neutrase 가수분해물이, gelatin의 경우 사용된 모든 효소 가수분해물이 쓴맛이 약하고 용해도가 높아 좋은 기질-효소 조합으로 선택될 수 있었다. 따라서 쓴맛이 적고 용해도가 높은 단백질 가수분해물은 가수분해도의 조절과 단백질과 효소 조합의 선택, 단백질 가수분해물의 농도 조절 등으로 얻을 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제42권1호
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• pp.39-44
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• 2010

본 연구에서는 원료의 전처리, 가수분해 방법, 농축과정 및 제형화 공정을 최적화하여 BCAA 함량이 증가된 옥수수 펩타이드 제조법을 확립하였다. 옥수수 글루텐의 단백질 회수율은 증자와 탄수화물 분해효소 처리 등의 전처리 과정에 의해 약 11% 정도 증가하였다. 가수분해 방법에서는 미생물을 배양하여 제조한 코지에 상업용 효소를 소량 혼합하여 반응시킨 가수분해물에서 향상된 유리아미노산 및 BCAA 함량을 얻을 수 있었다. 또한, 가수분해 반응액은 농축과 여과를 통해 BCAA의 함량이 약 100% 정도 향상되었다. 위의 조건에서 제조한 옥수수 가수분해 반응물의 분말화를 위해 분무건조기의 온도와 고결방지제 종류를 비교한 결과, inlet 온도 $185^{\circ}C$, outlet 온도 $80^{\circ}C$, 분산속도 18,000 rpm에서 2% maltodextrin을 사용 시 가장 좋은 상태의 분말 제품을 얻을 수 있었다. 이와 같은 가수분해 및 분말화 공정을 통해 단백질 이용률이 32%까지 향상되고, BCAA 함량이 전체 유리아미노산 대비 41%의 높은 비율로 구성되어 있는 옥수수 글루텐 가수분해물을 제조할 수 있었다. 이상과 같이, 본 연구에서는 옥수수 글루텐 가수분해물 제조를 위한 최적화 과정을 통해 BCAA가 풍부한 가수분해물 제조와 최종 제품의 품질 안정화 조건을 확립할 수 있었다. 또한, 본 연구에서 개발한 미생물(코지)과 효소를 동시에 사용하는 방법에 의하여 옥수수 글루텐을 가수분해하면 적은 양의 효소사용으로 유사한 유리아미노산 및 BCAA 함량을 나타내는 가수분해물을 얻을 수 있다. 따라서, 본 연구에서 개발한 옥수수 글루텐 가수분해물 제조공정은 매우 효율적이며, 경제적인 방법이라 할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제17권12호
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• pp.1682-1688
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• 2007

다기능성 농업용 미생물 제제를 개발하기 위하여 생물방제 및 생물비료 활성을 가지는 미생물을 탐색하였다. 본 연구실에서 분리 및 동정된 균주가운데 Pantoea agglomerans 및 Bacillus megaterium을 실험군주로 선정하였으며, 경남 밀양에 위치하는 양계장 부근 부엽토로부터 새로운 다목적 세균 MF12를 분리하였다. 형태학적, 배양적, 생화학적 특성 및 16S rDNA 염기서열을 분석한 결과, MF12는 Bacillus pumilis로 동정되었다. 이 균주들의 불용성 인산 가용능, IAA 및 siderophore 생성능, ammonification ability, 식물병원성 진균 세포성분 분해효소 생성능 및 항진균능을 조사하였다. P. agglomerans는 고체배지에서 불용성 인산을 가용화할 수 없었으나 액체배지에서는 가용성 인산을 생성하였다. 상기 모든 균주들은 배양시간에 따라 $3{\sim}639{\mu}g/ml$의 IAA를 생성하였으며, P. agglomerans만이 siderophore를 생성하였다. 이 균주는 pectinase와 lipase를 생성하였다. B. megaterium은 amylase, pretense 및 lipase를 생성한 반면 B. pumilisr는 protease와 lipase를 생성하였다. P. agglomerans는 Fusarium oxysporum과 Colletotrichum gloeosporioides의 생육을 억제하였으며, B. pumilis는 Botrytis cinerea, Sclerotinia sclerotiorum 및 Phythium ultimum의 생육을 억제하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권9호
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• pp.2509-2513
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• 2010

In order to increase protease stability of a novel Trp-rich model antimicrobial peptide, $K_6L_2W_3$ (KLWKKWKKWLK-$NH_2$)and investigate the effect of L-amino acid to peptoid residue conversion on biological functions, we synthesized its antimicrobial peptoid, $k_6l_2w_3$. Peptoid $k_6l_2w_3$ had similar bacterial selectivity compared to peptide $k_66L_2W_3$. The bactericidal rate of $k_6l_2w_3$ was somewhat slower than that of $K_6L_2W_3$. Peptoid $k_6l_2w_3$ exhibited very little dye leakage from bacterial outer-membrane mimicking PE/PG liposomes, as observed in $K_6L_2W_3$, indicating that the major target site of $K_6L_2W_3$ and $k_6l_2w_3$ may be not the cell membrane but the cytoplasm of bacteria. Trypsin treatment of $K_6L_2W_3$ completely abolished antimicrobial activities against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. In contrast, the antimicrobial activity of $k_6l_2w_3$ was completely preserved after trypsin treatment. Taken together, our results suggested that antimicrobial peptoid $k_6l_2w_3$ can potentially serves as a promising therapeutic agent for the treatment of microbial infection.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권11호
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• pp.1952-1960
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• 2017

Recently, soybean isoflavone aglycones (i.e., daidzein and genistein) and ${\gamma}-aminobutyric$ acid (GABA) have begun to receive considerable consumer attention owing to their potential as nutraceuticals. To produce these ingredients, multiple microorganisms and their enzymes are commonly used for catalysis in the nutraceutical industry. In this work, we introduce a novel fermentation process that uses whole-cell biocatalysis to accelerate GABA and isoflavone aglycone production in doenjang (a traditional Korean soybean paste). Microbial enzymes transform soybean isoflavone glycosides (i.e., daidzin and genistin) and monosodium glutamate into soybean isoflavone aglycones and GABA. Lactobacillus brevis GABA 100 and Aspergillus oryzae KACC 40250 significantly reduced the production time with the aid of a protease. The resulting levels of GABA and daidzein were higher, and genistein production resembled the levels in traditional doenjang fermented for over a year. Concentrations of GABA, daidzein, and genistein were measured as 7,162, 60, and $59{\mu}g/g$, respectively on the seventh day of fermentation. Our results demonstrate that the administration of whole-cell L. brevis GABA 100 and A. oryzae KACC 40250 paired with a protease treatment is an effective method to accelerate GABA, daidzein, and genistein production in doenjang.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권6호
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• pp.818-825
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• 2012

Keratinases are exciting keratin-degrading enzymes; however, there have been relatively few studies on their immobilization. A keratinolytic protease from Chryseobacterium sp. kr6 was purified and its partial sequence determined using mass spectrometry. No significant homology to other microbial peptides in the NCBI database was observed. Certain parameters for immobilization of the purified keratinase on chitosan beads were investigated. The production of the chitosan beads was optimized using factorial design and surface response techniques. The optimum chitosan bead production for protease immobilization was a 20 g/l chitosan solution in acetic acid [1.5% (v/v)], glutaraldehyde ranging from 34 g to 56 g/l, and an activation time between 6 and 10 h. Under these conditions, above 80% of the enzyme was immobilized on the support. The behavior of the keratinase loading on the chitosan beads surface was well described using the Langmuir model. The maximum capacity of the support ($q_m$) and dissociation constant ($K_d$) were estimated as 58.8 U/g and 0.245 U/ml, respectively. The thermal stability of the immobilized enzyme was also improved around 2-fold, when compared with that of the free enzyme, after 30 min at $65^{\circ}C$. In addition, the activity of the immobilized enzyme remained at 63.4% after it was reused five times. Thus, the immobilized enzyme exhibited an improved thermal stability and remained active after several uses.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권9호
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• pp.1114-1121
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• 2017

전통장류로부터 식품 유해요소를 생성하지 않는 Bacillus 균주를 분리하여 세포외효소 활성(amylase, protease, cellulase, xylanase)을 측정한 후, 단백질 분해 활성이 우수한 14개 균주와 비교균주 1균주를 선발하였다. 선발된 균주에 대해 16S rRNA 유전자를 이용한 균주 동정을 실시한 결과, B. amyloliquefaciens 10종, B. methylotrophicus 1종, B. velezensis 1종, B. subtilis 3종이 분리 동정되었다. 그중 B. subtilis JBG17019, B. amyloliquefaciens JBD17076, B. amyloliquefaciens JBD17109 균주에서 식중독미생물에 대한 증식 억제능이 확인되었다. Glutamic acid 대사와 관련한 발효특성을 확인하기 위하여 선발된 Bacillus 균주에 대해 glutamate, glutamine 및 ${\gamma}$-PGA 생성능을 측정하였다. 발효특성과 ${\gamma}$-PGA 생성능에 대한 다변량 요인분석을 주성분(PCA) 추출법으로 분석한 결과, PC1(효소 활성(amylase, cellulase, xylanase), PC2(${\gamma}$-PGA 생성능) 및 PC3(protease, glutamate 및 glutamine)의 3가지 주성분이 분류되었다. 주성분(PC)의 추출에 따라 B. amyloliquefaciens JBD17076 및 B. subtilis JBG17019 균주는 우수한 효소 활성 및 ${\gamma}$-PGA 생성을 하는 것으로 평가되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제41권2호
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• pp.199-207
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• 2024

이탄 토양으로부터 분리된 세균의 유기물 분해능, 항균 활성 및 식물생육촉진능을 확인하고 다기능성 유용 미생물을 확보하고자 하였다. 분리된 48 균주를 대상으로 β-glucosidase, cellulase, amylase, protease 생성능을 확인한 결과, SH-23, SH-26, SH-29 그리고 SH-33 균주가 우수 균주로 선발되었다. 선발된 유기물 분해 우수 세균 4 균주는 식물병원성곰팡이(Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani, Fusarium oxysporum, Colletotrichum acutatum)에 대한 항진균 활성을 나타내었다. 유기물 분해능이 우수하고 식물병원성 곰팡이에 대해 항진균 활성을 나타낸 SH-26 균주를 최종 우수균주로 선발 하였다. 선발된 SH-26 균주의 16S rRNA 유전자 염기 서열을 결정한 결과, Pseudomonas knackmussii HG322950 B13^T, Pseudomonas citronellolis BCZY01000096 NBRC 103043^T, 그리고 Pseudomonas delhiensis jgi.1118306 RLD-1^T와 100%의 상동성을 나타내었다. Pseudomonas sp. SH-26 균주는 siderophore 생성능, 질소고정능과 Indole-3-acetic acid 생성능이 있는 것으로 확인되었다.