• 미생물학회지
• /
• 제52권1호
• /
• pp.49-58
• /
• 2016

부유 세균의 군집과 구별되는 생물막내 세균 군집은 다양한 수생태계에서 중요한 생태학적 역할을 수행한다. 자연계에서 생물막이 생태학적으로 중요함에도 불구하고, 남극 해양 환경에서 생물막 형성 과정 동안의 세균 군집 구조와 그들의 변화에 대한 연구는 수행되지 않았다. 본 연구에서, 남극 해양 환경에서 생물막 형성 초기 단계에서의 세균 군집 구조 변화를 16S rRNA 유전자의 pyrosequencing을 통해 수행하였다. 생물막내 전반적인 세균 군집은 주변의 해수의 군집과 매우 달랐다. 전체 세균 군집의 78.8%에서 88.3%를 차지한 Gammaproteobacteria와 Bacteroidetes의 상대적 풍부도는 생물막의 형성에 따라 급격하게 변하였다. Gammaproteobacteria는 생물막 형성 진행에 따라 증가하다가 (4일째에 75.7%), 7일째에 46.1%로 감소하였다. 반면, Bacteroidetes는 초기에서 중기로 갈수록 감소하다가 다시 증가하는 양상을 보이며, Gammaproteobacteria와 반대의 변화 양상을 나타내었다. 생물막 형성의 초기 과정에 우점 하는 OTU (>1%)들의 변화 양상은 시기에 따라 뚜렷한 차이를 보였다. Gammaproteobacteria에 속하는 종의 경우, 4일째까지 증가한 반면, 첫째날 가장 우점 하였던 문인 Bacteroidetes에 속하는 종은 4일째까지 감소한 후, 다시 증가하는 양상을 보였다. 흥미롭게, Pseudoalteromonas prydzensis가 67.4%를 차지하며 우점 하였는데, 이는 생물막 형성에 이 종이 중요한 역할을 수행함을 시사하는 것으로 보인다.

• Molecular & Cellular Toxicology
• /
• 제4권4호
• /
• pp.307-310
• /
• 2008

AAD16034 is an alginate lyase from Pseudoalteromonas sp. IAM14594. A very close homologue with known 3D structure exists (marine bacterium Pseudoalteromonas sp. strain no. 272). A three-dimensional structure of AAD16034 was generated based on this template (PDB code: 1J1T) by comparative modeling. The modeled enzyme exhibited a jelly-roll like structure very similar to its template structure. Both enzymes possess the characteristic alginate sequence YFKhG+Y-Q. Since AAD16034 displays enzymatic activity for poly-M alginate, docking of a tri-mannuronate into the modeled structure was performed. Two separate and adjacent binding sites were found. The ligand was accommodated inside each binding site. By considering both binding sites, a plausible binding pose for the poly-M alginate polymer could be deduced. From the modeled docking pose (i.e., the most important factor that attracts alginate polymer into this lyase) the most likely interaction was electrostatic. In accordance with a previous report, the hydroxyl group of Y345 was positioned close to the ${\alpha}$-hydrogen of ${\beta}$-mannuronate, which was suitable to initiate a ${\beta}$-elimination reaction. K347 was also very near to the carboxylatemoiety of the ligand, which might stabilize the dianion intermediate during the ${\beta}$-elimination reaction. This implies that the characteristic alginate sequence is absolutely crucial for the catalysis. These results may be exploited in the design of novel enzymes with desired properties.

• 생명과학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.770-778
• /
• 2013

본 연구에서는 광양만 해수의 세균군집 다양성의 계절적인 변화를 분석하기 위해 2011년 2월, 5월, 7월, 10월의 4계절에 총 336 균주를 분리하였다. 분리된 미생물의 16S rRNA를 제한효소 Hae III를 이용하여 Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis 를 실시하여 절편 양상을 군집화 시키고, 다양성 지수를 계산하였다. 80%의 유사도 수준에서 40개의 단일 계통형을 포함한 총 101개의 계통형을 얻을 수 있었다. 각 계통형을 대표할 수 있는 139개 균주를 선택하여 16S rRNA 염기서열을 결정한 후 유전자서열을 비교한 결과, 이들 균주는 Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes 및 Firmicutes를 포함한 4개의 문에 속하였다. 모든 계절에 Proteobacteria 문이 최 우점하였고, 겨울과 봄, 가을에는 Bacteroidetes 문, 여름에는 Actinobacteria 문이 차 우점하였다. 과(family) 수준에서는 겨울과 봄에는 Flavobacteriaceae가 우점하였고, 여름과 가을에는 Pseudoalteromonadaceae가 우점하였다. 모든 계절에 Altererythrobacter, Loktanella, Pseudoalteromonas, Vibrio 속(genus)이 관찰되었다. 미생물 군집의 다양성은 가을에 가장 높았으며, 다음으로 봄, 겨울, 여름 순서였다.

• 생명과학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.304-312
• /
• 2020

한천분해효소(agarase)는 기초과학영역, 한천유래 고기능성 올리고당의 생산, 해조류를 이용한 바이오에너지 생산 등에 사용될 수 있다. 본 연구진은 2012년에 한천의 분류, 기원, 생산 및 응용에 관하여 총설하였다. 이에 본고에서는 2012년부터의 agarase 재조합 발현에 대해 총설하고자 한다. Agarase의 재조합 발현에 사용된 유전자는 Agarivorans 속(genus) 세균, Flameovirga 속 세균, Pseudoalteromonas 속 세균, Gayadomonas 속 세균, Catenovulum 속 세균, Microbulbifer 속 세균, Cellulophaga속 세균, Saccharophagus 속 세균, Simiduia 속, Vibrio 속 세균 등의 19종의 세균들에서 유래하였다. 47개의 재조합 발현된 agarase 중에서 α-agarase는 2개였고 나머지는 모두 β-agarase 였다. α-Agarase는 모두 agarotetraose (A4)를 생산하였고 β-agarase는 NA2부터 NA12까지 다양한 산물을 생산하였다. 최적온도는 25~60℃, 최적 pH는 3.0~8.5의 범위였다. 50℃ 이상의 최적 온도를 갖는 agarase는 14개로 이들은 한천을 가열한 후에 졸상태가 유지되는 온도에서도 활발한 활성을 보일 것이다. CBM (carbohydrate-binding module)의 조작 등의 인위적 돌연변이로 agarase의 열안정성 증가, 최적온도와 활성의 동시 증가에 관한 연구 사례도 있었다. 재조합발현의 숙주로 E. coli, B. subtilis, S. lividans, S. cerevisiae 등이 활용되었으며, agarase 유전자의 분비신호, 다른 생물의 분비신호 및 riboswitch가 agarase의 재조합 발현에 사용되었다. Agarase를 정제한 후에 아미노산 서열에 기반한 유전자 재조합 이외에도 게놈서열 파악과 유사성 비교를 통해 putative agarase와 메타게놈에서 유래한 agarase의 재조합 발현에 관한 연구도 있다. 이러한 연구들은 향후 agarase 및 agarase를 이용한 한천분해산물의 응용 분야 등에 활발하게 이용될 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
• /
• 제46권1호
• /
• pp.73-79
• /
• 2010

극지연구소(KOPRI)는 국내외적으로 유일하게 남북극 지역에서 분리한 저온적응성 박테리아 균주를 대상으로 culture collection(약 6,300균주)을 구축하여 운영하고 있다. 보유 중인 프로테아제(protease) 생산 균주들(총 874균주) 중에서 활성이 높은 프로테아제를 생산하는 78개의 균주들을 1차 선발한 후, 1% skim milk가 포함된 0.1${\times}$ ZoBell 고체배지에 접종하고 다양한 온도($5-30^{\circ}C$)에서 배양하면서 세포외분비성 프로테아제의 활성을 비교하였다. 위의 신속하고 직접적인 균주 스크리닝 방법을 통해서, 최종적으로 저온활성 프로테아제를 생산하는 15개의 저온적응성 균주들을 선발하였다. 최종 선발된 균주들은 16S rRNA 유전자의 분석결과 Pseudoalteromonas (13균주)와 Flavobacterium (2균주) 속(genus)으로 분류되었고, $5-15^{\circ}C$ 저온에서도 활성을 나타내는 저온성 프로테아제를 생산하였다. 15개 균주들이 생산하는 각각의 프로테아제는 특이적 화합물에 의한 효소활성 억제 정도에 따라 5개의 그룹(serine protease, aspartic protease, cysteine protease, metalloprotease, 그리고 미분류 프로테아제)으로 분류되었다. 본 실험을 통해서 선발한 남북극 유래 박테리아 균주들은 새로운 저온활성 프로테아제를 발굴하기 위한 유용한 생물자원으로서의 가치를 가지고 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제39권2호
• /
• pp.133-139
• /
• 2011

우리나라 전남지역에서 생산되는 천일염의 생산공정별 미생물 분포 조사 및 배양 분리법을 이용하여 호염미생물을 분리하여 동정하는 것을 이번 연구의 목표로 삼았다. 천일염 시료는 생산지를 고려하여 육지 염전인 영광군 한 지역과 해안 염전 지역인 신안군 두 군데에서 생산공정별로 세분화하여 총 28개 분석시료를 수집하여 사용하였으며, 이들 시료를 십진 희석하여 4종류의 미생물 분리용 배지에 도말, 배양한 후 나타난 집락(colony)을 계수하였다. 그 결과 천일염 생산 공정 중 대장균 등의 식품 오염지표 미생물은 검출되지 않았지만, 저장수에서 증발지 단계로 진행되면서 $1.1{\times}10^3{\sim}1.8{\times}10^5$ CFU/g의 호염성 미생물들이 검출되었다. 그러나 이후 단계인 함수저장고, 결정지에서는 미생물 수가 점차적으로 감소되었으며, 소금저장소에 보관된 천일염 시료에서는 미생물이 전혀 검출되지 않았다. 이들 분리균들은 형태학적 특성에 따라 무작위로 62개 집락을 선정하여 분리하였다. 순수 분리된 미생물들은 PCR 기법을 통해 16S rRNA 유전자의 염기서열을 분석한 후, 기존에 보고된 미생물 유전자 database와 비교함으로써 12속의 천일염 유래 호염균들의 존재를 확인하였다. 이번 연구 결과 천일염 생산 단계에서 분리된 halophilic bacteria은 Halobacillus, Halomonas, Bacillus, Idiomarina, Marinobacter, Pseudoalteromonas, Vibrio, Salinivibrio, Virgibacillus, Alteromonas, Staphylococcus 및 un-known 등이다.

• 환경생물
• /
• 제25권4호
• /
• pp.336-341
• /
• 2007

2004년 9월, 11월 그리고 2005년 2월 총 3회에 걸쳐 제주 차귀도 연안해역 10개 정점 표층수와 저층수에서 종속영양세균의 개체수를 조사하였고, 또한 해당 해역 수질의 이화학적 특성을 조사하였다. 2004년 9월, 11월 그리고 2005년 2월에 종속영양세균의 수는 각각 표층수에서는 $3.5\times10^1\sim1.16\times10^3\;cfu\;mL^{-1}$, $0.4\times10^1\sim5.6\times10^1\;cfu\;mL^{-1}$, $0.4\times10^1\sim7.8\times10^1$ 그리고 저층수에서는 $4.5\times10^1\sim1.0\times10^3\;cfu\;mL^{-1}$, $1.2\times10^1\sim1.5\times10^2\;cfu\;mL^{-1}$, $0.4\times10^1\sim4.4\times10^1\;cfu\;mL^{-1}$가 검출 되었다. 또한 조사해역의 수온, pH, 염분 및 COD, DO, 총 인, 총 질소, 투명도 그리고 부유물질을 분석하여 보았는데 수온이 높은 2004년 9월에 그 수치가 조금 높았을 뿐 해역수질 환경기준에 있어 1등급에 만족하는 결과가 나타났다. 2004년 9월, 11월, 2005년 2월 각 정점별 표층수와 저층수에서 우점적으로 자란 colony를 순수 분리하여 16S rRNA 염기서열 분석을 통하여 종속영양세균의 우점종을 비롯한 종속영양세균 군집을 분석한 결과 표층수와 저층수에서 Vibrio spp.와 Pseudoalteromonas spp.가 우점종으로 나타났으며 그 외에 Psuedomonas spp, Bacillus spp., Alteromonas spp., Aeromonas spp., Psychrobacter spp., Flavobacterium spp.가 조사 되었다.

• 생명과학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.132-136
• /
• 2007

E. coli에서 Pseudoalteromonas elyakovii 유래의 alginate lyase유전자(aly)를 발현시킬 때, 대부분의 단백질이 불용성 내포체 형태로 발현됨을 확인하였다. Alginate lyase를 가용성 활성형으로 생산하기 위해 aly와 DnaK/DnaJ/GrpE 또는 aly와 GroEL/ES을 공발현하는 형질전환체를 얻었다. 공발현 결과, 단백질의 올바른 접힘을 도와주는 DnaK/DnaJ/GrpE chaperone이 가용성 및 활성형의 alginate lyase 생산에 매우 효과적임을 알 수 있었다. DnaK/DnaJ/GrpE chaperone의 발현에 유도제인 L-arabinose 최적 농도는 0.05 mg/ml이었으며, 이러한 공발현에 의해 약 34%의 alginate lyase가 가용성 분획에서 생산되었다. 또한 10%의 cetylpyridinium chloride를 첨가함으로써, 공발현 콜로니 주위에 투명환이 형성됨을 확인할 수 있었고, 이는 활성형 alginate lyase 효소에 의해 alginate가 분해되었음을 시사하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.130-135
• /
• 2015

Pseudoalteromonas elyakovii 유래 alginate lyase 유전자(aly)를 대장균에서 발현시켰을 때, 발현된 대부분의 유전자 산물은 내포체라는 불용성 응집체 형태로 생산되었다. Alginate lyase를 가용성 및 활성형으로 생산하기 위해 Aeropyrum pernix K1 유래의 초고온성 샤페로닌 ApCpnA와 ApCpnB를 공발현 파트너로 도입하였다. aly와 ApCpnA와 ApCpnB 각각과의 공발현 결과, aly 단독발현 때의 alginate lyase 활성 10.1 unit/g-soluble protein에서 ApCpnA와의 공발현 때는 83.1 unit/g-soluble protein, ApCpnB와의 공발현 때는 100.3 unit/g-soluble protein으로 가용성 및 활성형으로의 alginate lyase 생산이 8~10배 크게 향상되었다. 다양한 배양 조건들의 조사를 통해 alginate lyase 최대 생산을 위한 조건은 다음과 같았다: 1.0 mM IPTG, $25^{\circ}C$ 배양 온도(IPTG 유도 후), ApCpnB 공발현 파트너. 이러한 공발현 시스템은 대장균에서 기능적으로 또한 의학적으로 중요한 재조합 단백질의 산업적 생산에 크게 유용하게 사용될 것이다.

• 생명과학회지
• /
• 제22권11호
• /
• pp.1545-1551
• /
• 2012

이전 연구에서 저자들이 Glycoside hydrolase family 50 (GH-50)과 GH-118 ${\beta}$-agarase들의 발현과 특성을 보고한 Agarivorans sp. JA-1 균주로부터 신규의 GH-16 ${\beta}$-agarase를 보고하고자 한다. 본 유전자는 1,362 염기쌍으로 구성되어 있으며, 453 아미노산 잔기로 구성된 49,830 Da의 단백질을 암호화한다. 본 효소는 Pseudoalteromonas sp. CY24 유래의 GH-16 ${\beta}$-agarase와 98%의 염기서열 상동성과 99%의 아미노산서열 상동성을 나타냈다. 신호서열을 제외한 429 아미노산으로 구성된 성숙단백질에 해당하는 유전자를 E. coli BL21 (DE3) 세포에서 재조합 발현시킨 후, 친화성 크로마토그래피로 효소를 정제하였다. 정제된 효소는 $40^{\circ}C$와 pH 5.0에서 67.6 U/mg의 최적 활성을 보였다. 아가로스를 기질로 한 효소분해산물의 박막크로마토그래피 분석결과, neoagarohexaose와 neoagarotetraose가 주산물로 생산되는 것을 알 수 있었다. 본 효소는 기능성 한천올리고당의 산업적 생산에 활용 가능할 것으로 기대된다.