• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권11호
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• pp.1416-1426
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• 2022

The need to discover new types of antimicrobial agents has grown since the emergence of antibiotic-resistant pathogens that threaten human health. The world's oceans, comprising complex niches of biodiversity, are a promising environment from which to extract new antibiotics-like compounds. In this study, we newly isolated Pseudomonas sp. NIBR-H-19 from the gut of the sea roach Ligia exotica and present both phenotypes and genomic information consisting of 6,184,379 bp in a single chromosome possessing a total of 5,644 protein-coding genes. Genomic analysis of the isolated species revealed that numerous genes involved in antimicrobial secondary metabolites are predicted throughout the whole genome. Moreover, our analysis showed that among twenty-five pathogenic bacteria, the growth of three pathogens, including Staphylococcus aureus, Streptococcus hominis and Rhodococcus equi, was significantly inhibited by the culture of Pseudomonas sp. NIBR-H-19. The characterization of marine microorganisms with biochemical assays and genomics tools will help uncover the biosynthesis and action mechanism of antimicrobial metabolites for development as antagonistic probiotics against fish pathogens in an aquatic culture system.

• 한국균학회지
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• 제22권4호
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• pp.366-377
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• 1994

Cycloheximide와 nalidixic acid를 각각 처리한 배지에 Aspergillus phoenicis, Rhizopus acidus, Candida albicans를 배양하는 동안에 이들 세포에서 항생물질이 DNA 합성에 어떠한 영향을 미치는 가를 대조구와 비교 분석하였다. Cycloheximide 처리구에서의 DNA 염기 함량은 A. phoenicis에서 대조구에 비해 adenine 20.4%, thymine 43.1%, cytosine 40.9%, guanine 35.3%가 감소되어 purine기, pyrimidine기가 각각 32.2%, 42.7% 억제 현상을 나타내었다. R. acidus에서는 adenine이 34.2%, thymine이 42.1%, cytosine은 38.0%, guanine은 18.1%가 감소됨으로 purine기와 pyrimidine기가 24.1%와 40.0%로 저해되었다. 그리고 C. albicans의 염기 조성은 adenine이 58.3%, thymine이 58.5%로 대조구에 비해 억제되었고 cytosine은 58.1%, guanine은 42.4%가 감소되어 purine기 46.8%, pyrimidine기 58.8%의 억제를 보여주었다. Nalidixic acid 처리구에서는 A. phoenicis에서 adenine 41.6%, thymine 47.1%, cytosine 59.3%, guanine 46.3%가 저해되어 purine기 45.6%, pyrimidine기 57.2%가 감소되었다. R. acidus에서의 염기함량은 adenine 59.1%, thymine 54.7%, cytosine 35.3%, guanine 37.4% 감소로 purine기 45.9%, pyrimidine기 44.9%가 대조구에 비해 억제 효과를 보여주었다. C. albicans에서는 adenine이 60.1%, thymine이 68.6%, cytosine이 60.7%, guanine이 40.0% 저해되어 purine기는 45.8%, pyrimidine기는 63.5% 감소현상을 보였다. 이들 3 균주의 DNA 생합성에서 purine기 보다는 pyrimidine기가 cycloheximide와 nalidixic acid에 의해 뚜렷한 저해 효과를 나타내는 것으로 조사되었다. 본 실험에서 cycloheximide보다는 nalidixic acid가 DNA 생합성에 현저한 억제작용을 하는 것으로 분석되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제34권3호
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• pp.211-215
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• 2006

S. lividans에서 클로닝된 조절유전자인 afsR2를 과발현시 나타나는 up-regulated protein과 down-regulated protein 관련 유전자들을 proteomics 방법으로 선별하였고[3], 이를 방선균 발현벡터인 pSE34를 이용하여 제작된 pPNP, pGPD를 S. avermitilis에 형질전환시켜 avermectin 및 이차대사산물의 생산량 차이를 비교 분석하였다. 그 결과 up-regulated protein으로 예상되던 PNP는 wild-type S. avermitilis에서만 제한적으로 avermetin-type 대사산물의 생산성 향상을 촉진시켰으며, 이와 반대로 down-regulated protein으로 예상되었던 GPD는 avermectin-type 대사산물의 생산량을 wild type S. avermitilis에서는 4배, over-producer S. avermitilis에서는 2.5배 증가시켰다. 본 연구결과는, 방선균 조절 단백질들이 이차대사산물의 종류 및 생합성 기작에 따라 전혀 다르게 작용될 수 있음을 암시하며, 향후 이들 조절 단백질들에 대한 보다 구체적인 분자수준에서의 연구 필요성을 제시하고 있다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권2호
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• pp.676-684
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• 2019

자연에서도 생합성이 되는 테트라하이드로-${\beta}$-카볼린 화합물은 Pictet-Spengler반응을 통해서 화학적으로도 합성된다. 본 연구에서는 ${\beta}$-카볼린 화합물을 쉽고 효과적으로 합성할 수 있는 친환경 합성법을 개발하여 유기용매가 아닌 물을 사용하여 합성하였다. 이 화합물은 투명한 결정형의 생성물로 얻어지므로 복잡한 분리과정이 필요하지 않다. 합성된 화합물은 NMR 및 UPLC/MS를 이용하여 구조를 확인하였다. 화합물 1의 이론적 분자량($C_{17}H_{17}N_2$ 249.1392), 화합물 2 ($C_{17}H_{23}N_2$ 255.1861), 화합물 3($C_{19}H_{21}N_2O_3$ 325.1552), 화합물 4($C_{19}H_{19}N_2O$ 279.1497)과 측정된 화합물들의 질량과 비교하였다. 그 결과 측정된 화합물 1의 분자량 ($[M+H]^+m/z$ detected 249.1315), 2 (detected 255.1789), 3 (detected 325.1460) 그리고 4 (detected 279.1364)와 거의 일치함으로써 생성된 화합물이 1~4의 구조를 가지고 있음을 확인하였다. 합성된 화합물들을 그람 음성균인 E. coli $DH5{\alpha}$를 대상으로 항균효과를 조사한 결과 강한 저해효과를 확인할 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.456-459
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• 2018

Olsenella 속 균주들은 척추동물의 구강, 반추위 및 분변 등에서 분리된 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 건강한 한국인 분변으로부터 Olsenella sp. KGMB 04489 균주를 분리하였으며 PacBio Sequel 플랫폼을 이용하여 Olsenella sp. KGMB 04489 균주의 유전체서열을 분석하였다. 유전체는 G + C 구성 비율이 65.5%이고, 1,838개의 유전자와 rRNA 13개, tRNA 52개로 구성되었으며, 염색체의 크기는 2,108,034 bp였다. 또한, 유전체 분석 결과를 통해 가수분해효소와 항생제 합성 및 내성과 관련된 다양한 유전자를 발견하였다.

• 한국균학회소식:학술대회논문집
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• 한국균학회 2014년도 춘계학술대회 및 임시총회
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• pp.27-28
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• 2014

Beauveria bassiana (Cordycipitaceae, Hypocreales, Ascomycota) is an anamorphic fungus having a potential to be used as a biological control agent because it parasitizes a wide range of arthropod hosts including termites, aphids, beetles and many other insects. A number of bioactive secondary metabolites (SMs) have been isolated from B. bassiana and functionally verified. Among them, beauvericin and bassianolide are cyclic depsipeptides with antibiotic and insecticidal effects belonging to the enniatin family. Non-ribosomal peptide synthetases (NRPSs) play a crucial role in the synthesis of these secondary metabolites. NRPSs are modularly organized multienzyme complexes in which each module is responsible for the elongation of proteinogenic and non-protein amino acids, as well as carboxyl and hydroxyacids. A minimum of three domains are necessary for one NRPS elongation module: an adenylation (A) domain for substrate recognition and activation; a tholation (T) domain that tethers the growing peptide chain and the incoming aminoacyl unit; and a condensation (C) domain to catalyze peptide bond formation. Some of the optional domains include epimerization (E), heterocyclization (Cy) and oxidation (Ox) domains, which may modify the enzyme-bound precursors or intermediates. In the present study, we analyzed genomes of B. bassiana and its allied species in Hypocreales to verify the distribution of NRPS-encoding genes involving biosynthesis of beauvericin and bassianolide, and to unveil the evolutionary processes of the gene clusters. Initially, we retrieved completely or partially assembled genomic sequences of fungal species belonging to Hypocreales from public databases. SM biosynthesizing genes were predicted from the selected genomes using antiSMASH program. Adenylation (A) domains were extracted from the predicted NRPS, NRPS-like and NRPS-PKS hybrid genes, and used them to construct a phylogenetic tree. Based on the preliminary results of SM biosynthetic gene prediction in B. bassiana, we analyzed the conserved gene orders of beauvericin and bassianolide biosynthetic gene clusters among the hypocrealean fungi. Reciprocal best blast hit (RBH) approach was performed to identify the regions orthologous to the biosynthetic gene cluster in the selected fungal genomes. A clear recombination pattern was recognized in the inferred A-domain tree in which A-domains in the 1st and 2nd modules of beauvericin and bassianolide synthetases were grouped in CYCLO and EAS clades, respectively, suggesting that two modules of each synthetase have evolved independently. In addition, inferred topologies were congruent with the species phylogeny of Cordycipitaceae, indicating that the gene fusion event have occurred before the species divergence. Beauvericin and bassianolide synthetases turned out to possess identical domain organization as C-A-T-C-A-NM-T-T-C. We also predicted precursors of beauvericin and bassianolide synthetases based on the extracted signature residues in A-domain core motifs. The result showed that the A-domains in the 1st module of both synthetases select D-2-hydroxyisovalerate (D-Hiv), while A-domains in the 2nd modules specifically activate L-phenylalanine (Phe) in beauvericin synthetase and leucine (Leu) in bassianolide synthetase. antiSMASH ver. 2.0 predicted 15 genes in the beauvericin biosynthetic gene cluster of the B. bassiana genome dispersed across a total length of approximately 50kb. The beauvericin biosynthetic gene cluster contains beauvericin synthetase as well as kivr gene encoding NADPH-dependent ketoisovalerate reductase which is necessary to convert 2-ketoisovalarate to D-Hiv and a gene encoding a putative Gal4-like transcriptional regulator. Our syntenic comparison showed that species in Cordycipitaceae have almost conserved beauvericin biosynthetic gene cluster although the gene order and direction were sometimes variable. It is intriguing that there is no region orthologous to beauvericin synthetase gene in Cordyceps militaris genome. It is likely that beauvericin synthetase was present in common ancestor of Cordycipitaceae but selective gene loss has occurred in several species including C. militaris. Putative bassianolide biosynthetic gene cluster consisted of 16 genes including bassianolide synthetase, cytochrome P450 monooxygenase, and putative Gal4-like transcriptional regulator genes. Our synteny analysis found that only B. bassiana possessed a bassianolide synthetase gene among the studied fungi. This result is consistent with the groupings in A-domain tree in which bassianolide synthetase gene found in B. bassiana was not grouped with NRPS genes predicted in other species. We hypothesized that bassianolide biosynthesizing cluster genes in B. bassiana are possibly acquired by horizontal gene transfer (HGT) from distantly related fungi. The present study showed that B. bassiana is the only species capable of producing both beauvericin and bassianolide. This property led to B. bassiana infect multiple hosts and to be a potential biological control agent against agricultural pests.

• 한국가축번식학회지
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• 제25권2호
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• pp.119-124
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• 2001

본 연구는 한우 난포발달에 있어서 난포액 및 inhibin의 생리적 역할을 검토하기 위해 수행되었다. Anti-inhibin serum(AI)생산을 위해 사용된 항원은 porcine inhibin-$\alpha$-subunit 19~32의 peptide를 사용하여 adjuvant 용액을 혼합, 앙고라종 토끼 5두(체중 2.5kg)에게 주 2회 간격으로 면역 실시 후 52일째의 토끼로부터 항혈청을 생산하였다. 과립막 세포의 체외배양을 위해 D-MEM(10% FCS와 antibiotics를 첨가)을 배양액으로 하여 1$\times$$10^{6}$ cells/$m\ell$로 조절하였으며, 호르몬은 RIA 및 ELISA법으로 분석하였다. Western blotting법에 의해 과립막 세포 및 황체조직의 각 세포질을 SDS-PAGE로 분리하여 nitro cellulose membrane에 transfer하여 검토한 결과, 직경 1.0 cm의 성숙 난포의 granulosa cell의 세포질에서 특이하게 Inhibin이 존재하고 있음이 확인되었으나, 황체조직 및 성숙 난포에서는 검출되지 않았다. 난포 크기별 난포액의 progesterone 및 estradiol-17$\beta$을 농도를 분석한 결과, estradiol-17$\beta$농도는 난포 크기가 직경 2.0 cm부터 유의적으로 높았으나 난포 크기가 적을수록 감소되었다. 이에 반해, Progesterone 농도는 직경 2.0 cm 난포에서 가장 높았으며 난포 크기가 적을수록 낮았다. 과립막 세포의 48시간 체외배양에서 bFF 5% 처리구와 bFF 5%+AI 5% 처리구에서는 progesterone은 대조구보다 유의적으로 억제되었으나, AI 5% 단독 처리구에서는 대조구와 큰 차이가 없었다. 또한, estradiol-17$\beta$농도는 5% AI구와 5% AI+5% bFF 처리구에서는 대조구에 비해 증가하였다. 그러나, 5% bFF 단독처리구에서는 대조구와 큰 차이가 없었다. 이상의 결과로, 한우에 있어서 성숙난포에 존재하는 Inhibin은 AI처리에 의해 내인성 Inhibin의 기능이 약하되어 FSH분비를 조절하는 역할을 함으로써 난포발달 및 난포세포의 스테로이드호르몬합성에 중요하게 관여하고 있는 것으로 사료된다.