• 농약과학회지
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• 제12권2호
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• pp.184-191
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• 2008

곤충병원선충으로부터 분리된 곤충병원세균들(Xenorhabdus nematophila, X. sp. and Photorhabdus temperata subsp. temperata)은 곤충혈강에서 높은 살충효과를 보유하고 있다. 이들 세균들은 또한 phospholipase $A_2$ 효소 작용을 억제하여 면역중개반응을 무력화하여 곤충기주의 면역억제를 유도하게 한다. 본 연구는 이들 세균이 성장된 배양액이 이러한 면역억제 활성을 보유하는 지를 분석하였다. 이를 위해 $0.2\;{\mu}m$ 공극 크기의 여과막을 이용하여 세균배양액으로부터 세균을 제거시켰다. 이렇게 멸균된 세균배양액은 배양액 농도에 따라 뚜렷하게 파밤나방(Spodoptera exigua) 5령충의 혈구세포 활착행동을 억제시켰다. 또한 이러한 억제효과는 세균별로 차등을 보였으며, 이 가운데 X. nematophila의 배양이 가장 높았다. 이 세균의 면역억제 활성 성질을 Bacillus thuringiensis (Bt)의 감염력 제고에 적용하였다. 세 세균 모두의 배양액(세균 포함)들은 낮은 농도의 Bt와 혼합하여 섭식 처리할 경우 어린 파밤나방 유충에 대해서 뚜렷하게 Bt 감염력을 제고시켰다. 다시 이 세균을 제거한 멸균된 배양액을 낮은 Bt농도 처리와 혼합하여 섭식 처리하였다. 이때 X. nematophila의 배양액만이 Bt의 감염력을 제고시켰다. 본 연구는 이들 세 곤충병원세균의 배양액에 곤충의 면역억제물질이 포함되었음을 보였으며, 이들 물질을 Bt와 혼용하였을 때 Bt의 살충력을 제고시킬 수 있음을 나타냈다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제53권3호
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• pp.271-280
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• 2014

곤충병원성세균 Xenorhabdus nematophila (Xn)의 일부 대사물질은 대상 곤충의 phospholipase $A_2$ ($PLA_2$)를 억제하여 아이코사노이드 생합성 활성을 저해시킨다. 그러나 이들 세균 대사물질이 억제하는 곤충의 $PLA_2$에 대해서는 알려져 있지 않다. Xn의 배양액에서 화학구조가 동정된 8 가지 대사물질들은 두 종의 나비목 배추좀나방(Plutella xylostella)과 파밤나방(Spodoptera exigua)의 유충에 대하여 살충 활성을 보유했다. 특별히 이들 물질은 모두 Bacillus thuringiensis (비티)의 살충력을 크게 향상시켰다. 파밤나방의 세포성 인지질 분해효소($SecPLA_2$)를 클로닝하고 대장균에서 과발현시켰다. 분리된 $SecPLA_2$를 지방체에서 얻은 인지질과 반응시켰을 때 여러 다가불포화지방산을 해리시켰다. 이 효소활성이 Xn 유래 대사물질들에 의해 뚜렷이 억제되었다. 또한 $SecPLA_2$에 대한 억제효과와 비티 살충력 상승효과 사이에 정의 상관관계를 보였다. 본 연구는 $SecPLA_2$가 Xn 대사물질의 억제 대상 분자 종말점 가운데 하나라고 제시하고 있다.

• BMB Reports
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• 제40권4호
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• pp.453-458
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• 2007

Bacterial luciferase is a heterodimeric enzyme, which catalyzes the light emission reaction, utilizing reduced FMN (FMNH2), a long chain aliphatic aldehyde and $O_2$, to produce green-blue light. This enzyme can be readily classed as slow or fast decay based on their rate of luminescence decay in a single turnover. Mutation of Glu175 in $\alpha$ subunit to Gly converted slow decay Xenorhabdus Luminescence luciferase to fast decay one. The following studies revealed that changing the luciferase flexibility and lake of Glu-flavin interactions are responsible for the unusual kinetic properties of mutant enzyme. Optical and thermodynamics studies have caused a decrease in free energy and anisotropy of mutant enzyme. Moreover, the role of Glu175 in transition state of folding pathway by use of stopped-flow fluorescence technique has been studied which suggesting that Glu175 is not involved in transition state of folding and appears as surface residue of the nucleus or as a member of one of a few alternative folding nuclei. These results suggest that mutation of Glu175 to Gly extended the structure of Xenorhabdus Luminescence luciferase, locally.

• 한국응용곤충학회지
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• 제52권2호
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• pp.115-123
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• 2013

곤충병원세균(Bacillus thuringiensis: 비티)의 살충효과를 증가시킨 미생물살충제 "비티플러스"가 개발되었다. 그러나 수화제 형태의 비티플러스는 농가나 산업체에서 높은 단가로 선호하지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 액상 제형의 비티플러스를 개발하는 연구 목적을 두었다. 이러한 목적에 따라 먼저 비티플러스 제조에 포함되는 두 세균 배양액의 최적 혼합 비율을 결정하였다. 이 최적 혼합액은 10%의 에탄올을 보존제로 사용되었으며, 비티와 또 다른 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila (Xn)의 배양액 비율이 5:4 (v/v)로 제조하게 했다. 또한 이 액상제형이 1,000 희석배수에서 효과를 보이기 위해 비티 배양액을 10 배 농축하여 최적 비율로 혼합하였다. 이렇게 해서 얻어진 액상 제형을 발육후기 유충의 배추좀나방(Plutella xylostella)이 가해를 하는 배추밭에 처리하여 7일 후 약 77%의 방제 효과를 보였는데, 이 처리 효과는 현재 상용화되는 배추좀나방 적용 생물농약들과 비등한 효과를 나타내는 것으로 판명되었다. 저온 및 상온의 저장 분석에서 본 액상 제형은 최소한 한 달 동안 안정된 방제효과를 나타내는 것으로 분석되었다. 이 액상 제형의 안정된 방제 효과를 보장하여 주는 품질관리 기술을 개발하기 위해 제형 내 비티 포자 밀도와 Xn 유래 유용물질의 농도를 판별하였다. 본 연구 분석은 최적의 방제 효과를 나타내기 위해서는 비티플러스 액상 제형에 비티포자 밀도가 최소 $5{\times}10^{11}$ spores/mL 이고, Xn 세균 대사물질들 가운데 8 종 유효물질의 농도가 품질관리 판별 기준으로 제시되었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제50권2호
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• pp.107-113
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• 2011

벤질리덴아세톤은 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila의 배양액에서 유래된 물질이다. 벤질리덴아세톤은 아이코사노이드 생합성을 억제하여 곤충의 면역을 저하시키는 것으로 알려져 있으며, 이 물질을 미생물농약에 첨가하면 병원성의 제고 효과를 기대할 수 있다. 본 연구는 벤질리덴아세톤의 면역억제 능력을 제고시킬 목적으로 이 물질의 소수성을 낮추는 유도체를 화학 합성하였다. 수산기를 첨가한 두 가지 벤질리덴아세톤 유도체와 설탕이 부착된 벤질리덴아세톤 유도체가 각각 합성되었다. 이 유도체들은 모두 배추좀나방(Plutella xylostella)의 phospholipase $A_2$ ($PLA_2$)와 phenoloxidase (PO) 활성을 모두 억제하였으며, 이 가운데 벤질리덴아세톤이 가장 억제력이 높았다. 이러한 벤질리덴아세톤 유도체들을 각각 Bacillus thuringiensis (Bt) 생물농약과 혼합하면 미생물의 병원성을 증가시켰다. 벤질리덴아세톤은 또한 네 가지 식물병원성 진균의 성장을 억제시켰다. 그러나 이 물질의 유도체들(특히 설탕 중합체)의 병원균 성장 억제 능력은 일부 감소했다. 이러한 결과는 벤질리덴아세톤과 벤질리덴아세톤 유도체는 면역작용에 관여하는 $PLA_2$와 PO의 두 가지 효소 활성을 억제하며, 배추좀나방에 대한 Bt 병원성을 제고시켰으며, 식물병원성 진균에 대한 항균제로서의 개발 가능성을 제시하고 있다.

• 농약과학회지
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• 제13권3호
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• pp.185-189
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• 2009

모노터핀의 일종인 벤질리덴아세톤은 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila의 대사산물이다. 이 물질의 주요 생물활성은 인지질 분해효소인 phospholipase $A_2$를 억제하는 것이다. 이 효소는 아이코사노이드 생합성 반응의 최초 결정단계를 촉매하는 것으로 이 아이코사노이드는 곤충의 면역 반응을 중개하는데 중요하다. 본 연구는 벤질리덴아세톤을 점박이응애(Tetranychus urticae)에 처리하였고, 이 물질의 농도 증가에 따라 응애의 치사율이 높아지는 실내 생물검정 결과를 얻었다. 이에 따라 야외 사과원에 피해를 주는 점박이응애 집단에 처리한 결과 현재 상용화하고 있는 살비제와 비교하여 같은 수준의 살비효과를 나타냈다. 벤질리덴아세톤은 또한 3종의 식물병원세균 배양액에 첨가한 경우 이들 세균의 성장을 억제하였다. 특히 세균성풋마름병을 일으키는 Ralstonia solanacearum에 대해서 현격한 억제효과가 나타났다. 이 세균 균주는 어린 감자묘에 병원성을 나타냈으며, 벤질리덴아세톤은 이 병 발생을 억제시켰다. 이 연구결과는 벤질리덴아세톤이 응애와 식물병 세균을 방제하는 데 새로운 작물보호제로서 개발될 수 있다고 제시한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제5권3호
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• pp.292-298
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• 1998

부패하는 두부에서부터 각종 미생물 18종을 분리하여 동정한 결과, B. cereus, X. luminescens, A. calcoaceticus, Kl. pneumoniae, S. typhimurium, Pantoea sp., Bacillus sp., Cardiobacterium sp., E. coli, St. aureus, Yersinia sp. 등 11종의 각기 다른 미생물로 나타났다. 실온에서 두부의 부패 과정중 이들 미생물의 존재 함량은 B. cereus J55 23.37%, X. luminescens J48 22.37%, A. calcoaceticus J61 22.26%, X. Luminescens J48 22.73%, A. calcoaceticus J61 22.26%, Kl. pneumoniae J62 21.25%, S. typhimurium J51 2.87%, Pantoea sp. J57 2.65%, S. typhimurium J51 2.87%, Pantoea sp. J57 2.65%, Bacillus sp. J58 1.43%, Cardiobacterium sp. J54 1.26%, E. coli J53 1.20%, St. aureus J60 0.93%, Yersinia sp. J50 0.05%로 존재하였다. 이들 미생물을 각각 두부에 접종하여 두부 부패성을 조사한 결과, B. cereus J55, X. luminescens J48, Ac. calcoaceticus J61, Kl. pneumoniae J62 등 4종류의 균주는 두부부패를 진행시켰으며 심한 변패취를 내었고 액즙이 혼탁하여 미생물의 증식을 인지할 수 있었으며 또한 proteinase의 활성 및 amylase의 활성이 비교적 높게 나타났다. 그러나 나머지 7균주는 두부 부패에 큰 영향을 나타내지 않았다. 11종의 미생물에 대하여 각종 항생제 내성을 조사한 결과, amicacin, gentamicin, tobramycin 등 aminoside계 항생물질에 대해서는 높은 감수성을 나타내는 반면, penicillin G, oxacillin, cephalothin, cefazolin, cefamandole 등 $\beta$-lactamine계 항생제에 대해서 높은 내성을 가지고 있었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제51권3호
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• pp.245-253
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• 2012

벤질리덴아세톤(benzylinedeneacetone: BZA)은 두 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila와 Photorhabdus temperata subsp. temperata에서 유래된 대사산물의 일종이다. 이 물질은 곤충의 세포성 및 체액성 면역반응을 억제하며 또한 다양한 세균이나 곰팡이에 대해 항생효과를 갖고 있다. 그러나 이 물질이 갖는 비교적 높은 약해와 낮은 식물체 침투력은 효과적 농약으로 개발하는 데 어려움을 주고 있다. 본 연구에서는 다섯 개의 서로 다른 BZA 유사체를 스크리닝하여 면역억제 및 항균활성을 유지하면서 비교적 용해도가 높고 약해가 낮은 물질을 선발하였다. BZA의 벤젠 고리에 수산기가 붙은 유도체는 면역억제 및 항균활성이 뚜렷이 낮아졌다. 또한 BZA의 케톤기를 카르복실기로 변형하면 면역억제와 항균활성을 잃게 되었다. 그러나 BZA의 탄화수소 사슬을 짧게 하여 형성된 아세테이트 유도체인 4-hydroxyphenylacetic acid (HPA)는 면역억제와 항균활성을 잃지 않았다. 또한 HPA는 BZA 보다 고추(Capsicum annuum)에 대해 약해가 낮은 것으로 나타났다. 이 연구는 낮은 약해를 유발하면서 높은 곤충면역억제와 식물병원균에 대해 높은 항균활성을 보이는 BZA 유도체를 선발하였다.

• 미생물학회지
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• 제40권3호
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• pp.248-253
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• 2004

2000년 9월부터 2002년 12월 사이에 바이칼호에서 분리된 빈영양성 세균 168균주와 저온성 세균 132균주를 대상으로 BIOLOG Microplate를 이용하여 탄소원의 이용특성을 조사하였다. 본 연구에 사용된 빈영양성 세균 중 oxidase 양성 (GN-NENT 그룹)의 86% (56균주)와 oxidase음성 (GN-ENT그룹)의 89% (92균주), 저온성 세균 중 oxidase 음성 (GN-ENT 그룹)의 82% (85균주)는 다앙한 탄소원 중에서 $\alpha$-D-glucose를 이용할 수 있었으며, 저온성 세균 중 oxidase 양성 (GN-NENT 그룹)의 93% (26 균주)는 bromosuccinic acid를 이용하였다. $\alpha$-D-lactose는 빈영양성 GN-ENT 그룹의 일부만이 이용하였으며 나머지 균주들은 전혀 이용하지 못하였다. BIOLOG Microplate를 이용하여 동정된 균들을 속별로 살펴보면, Pseudomonas속이 49균주로 가장 많았으며, 그 외에도 Salmonella 속, Serratia속, Buttiauxella 속, Pantoea 속, Yersinia 속, Brevundimonas 속, Hydrogenophaga 속, Photorhabdus 속, Sphingomonas 속, Xenorhabdus 속이 동정되었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제44권1호
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• pp.21-30
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• 2005

곤충병원성선충 {Heterorhabditis sp. KCTC 0991BP (He)와 Steinernema carpocapsae KCTC 0981BP (Sc)}에 의한 치사충과 선충의 공생세균(He공생세균=Photorhabditis sp.와 Sc공생세균= Xenorhabdus nematophila)에 의한 치사충에 대한 개미의 섭식행동을 알아보기 위하여 동래베네스트골프장과 안양베네스트골프장, 가평베네스트골프장, 울산골프장에서 치사 원인에 따른 개미의 방문수, 종류 및 선호성을 조사하였다. 방문하는 개미의 수나 종류 및 개미가 물고 간 먹이의 수는 치사원인에 따라 차이가 있었으며, 골프장이나 골프장내의 장소(페어웨이와 러프)간에도 차이가 있었다. 개미의 선호성은 모든 골프장에서 He에 의한 치사충에서 가장 낮았다. 동래베네스트 골프장의 6번 홀에서는 러프에서만 고동털개미(Lasius japonicu)($76{\pm}2.9\%$)와 검정꼬마개미(Monomorium floricola)($10\%$)가 치사충을 끌고 갔다. 러프의 치사충에 개미의 방문이 있었던 비율은 $87{\pm}3.5\%$였지만 페어웨이에서는 처리 16시간 후까지 모든 치사충에 개미의 방문이 없었다. 12시간 후까지 개미가 끌고 간 치사충의 비율은 He에 의한 치사충이 $16.7\%$로 Sc에 의한 치사충의 $40.0\%$, fenitrothion에 의한 치사충의 $53.3\%$, 자연치사충의 $56.7\%$에 비하여 낮았다. 안양베네스트골프장 6번 홀 러프에서는 주름개미(Tetramorium tsushimae)($33{\pm}6.9\%$)와 극동혹개미(Pheidole fervida)($17{\pm}8.7\%$), 일본왕개미(Camponotus japonicus)($10\%$), 곰개미(Formica japonica)($7{\pm}3.5\%$), 스미스개미(Paratrechina flavipes)($3{\pm}3.5\%$), 마쓰무라밑들이개미(Crematogaster matsumurai)($3{\pm}3.5\%$)가 치사충을 방문하였다. 개미가 치사충을 끌고 감이 없었던 비율은 $23{\pm}8.7\%$였고, Sc에 의한 치사충을 끌고 간 비율은 $40.0\%$, 냉동 치사충을 끌고 간 비율은 $16.7\%$, He에 의한 치사충을 끌고 간 비율은 $3.4\%$였다. 가평베네스트골프장 벚꽃나무 코스 9번 홀의 러프에서는 치사충을 방문하는 개미의 수가 매우 낮았는데, 주름개미와 스미스개미가 각각 한곳에서 발견되었다. 곤충병원성 선충의 접종 농도는 개미가 끌고 간 치사충의 비율에서 차이를 보이지 않았다. 한편, 치사충의 매장 유무는 개미의 섭식활동에 영향을 미쳤다. 동래베네스트골프장 6번 홀의 러프에서 토양 속에 묻은 치사충에서는 처리 16시간 동안 개미의 방문이 없었던 반면, 묻지 않은 치사충은 끌고 갔다. He와 Sc의 공생세균을 처리한 비스켓에 대한 개미의 방문은 선충의 치사충에 대한 방문과 동일한 경향을 보여, He의 공생세균인 Photorhabditis sp.처리에서 Sc 공생세균인 Xenorhabdus 처리보다 방문수가 적었다.