• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권3호
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• pp.370-375
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• 2016

가정식 된장에서 mannanase 생산균으로 분리된 Bacillus sp. YB-1401와 B. amyloliquefaciens YB-1402로부터 2개의 xylanase 유전자가 대장균으로 클로닝 되었으며 그 염기서열이 결정되었다. 두 xylanase 유전자는 213개 아미노산 잔기의 단백질을 코드하는 642 nucleotides로 동일하게 구성되었다. Xyn1401과 Xyn1402로 명명된 YB-1401과 YB-1402 xylanase의 아미노산 배열은 127번째 잔기인 Asn과 Lys을 제외하고는 모두 동일하였고, glycosyl hydrolase family 11에 속하는 xylanase의 아미노산 배열과 상동성이 높았다. 두 효소의 signal peptide는 SignalP4.1 프로그램에 의해 아미노 말단의 28 잔기 배열로 동일하게 예측되었다. 두 효소는 91−94%가 재조합 대장균의 배양상등액에 존재하였으므로 대장균에서 효과적으로 분비되는 것으로 판단되었다. Xyn1401과 Xyn1402의 최적 반응조건은 50℃와 pH 6.0, 55℃와 pH 6.5로 각각 달랐으며 이로 보아 오직 한 개의 아미노 잔기의 차이가 온도와 pH에 따른 효소 활성에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 또한 두 효소는 열안정성도 서로 약간 차이가 있었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제23권4호
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• pp.568-575
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• 2016

청국장으로부터 분리된 B. amyloliquefaciens CGD3를 이용하여 아마란스를 발효하였으며 발효시간에 따른 발효물의 이화학적 특성 및 생리활성을 조사하였다. 아마란스 발효 0시간에서의 생균수는 4.54 log CFU/mL로 나타났으며 72시간 발효물에서 8.01 log CFU/mL로 가장 높은 생균수를 나타내었고, protease 활성은 72시간 배양하였을 때 36.70 unit/mL로 가장 높았다. 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량은 발효시간이 증가함에 따라 증가하여 72시간 발효 시 각각 601.12 mg/100 g 및 442.32 mg/100 g으로 가장 높았으며 72시간 이후부터 감소하는 경향을 보였다. 총 단백질 함량은 발효시간이 증가할수록 증가하여 96시간 발효 시 0시간 보다 2.7배 단백질 함량이 증가하였으며, 총 당 함량은 발효 12시간 이후부터 급격히 감소하는 경향을 보였다. 유리아미노산 함량은 발효시간이 증가할수록 증가하였는데 0시간에서 119.49 mg/100 g이었고 96시간 발효시 886.94 mg/100 g으로 증가하였다. 전자공여능, FRAP 및 환원력은 72시간 발효구간에서 각각 84.46%, $551.91{\mu}M$ 및 2.74로 가장 항산화활성이 우수하였다. ${\alpha}$-glucosidase 저해활성 및 ACE 저해활성은 발효 72시간 구간에서 각각 81.41% 및 79.09%의 저해활성을 나타내어 발효최적 시간임을 확인하였다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제18권4호
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• pp.1046-1050
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• 2009

Our previous study showed that isoflavone profile of soybean undergoes a significant change during cheonggukjang preparation. In particular, the content of metabolite(s) with similar retention time to glycitein under the high performance liquid chromatography (HPLC) condition was significantly increased while the levels of genistein and its derivatives were notably lowered. Therefore, we hypothesized that genistein and its derivatives might be converted to genistein glucosides with similar elution time to glycitein. Our current data suggest that genistein and its derivatives are extensively metabolized into various compounds including genistein glycosides, but not glycitein or its derivatives, by Bacillus species isolated from traditional cheonggukjang. Some of daidzein was also converted into a derivative with shorter retention time by Bacillus amyloliquefaciens 51 and 86-1 but not by Bacillus subtilis 3-5 and 3-17. As metabolism of soy isoflavones, major health-promoting components in soy products, is widely variable depending upon Bacillus species, it is essential to select microorganism that minimizes the breakdown or modification of soy isoflavones in the process of fermented soy product manufacture.

• KSBB Journal
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• 제25권2호
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• pp.123-129
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• 2010

An endospore-forming, rod-shaped bacterium was isolated from forest soil samples collected at the Taebaek mountain of Gangwon province, Korea, and taxonomically characterized by physiological, biochemical and phylogenetic methods. Its 16S rRNA sequences showed the maximum similarity of 97% with B. amyloliquefaciens. In addition, the isolate BCNU 2002 was determined to have the ability to produce enzymes such as amylase, protease, gelatinase and catalase. The in vitro antifungal activity of Bacillus sp. BCNU 2002 was also examined against human pathogenic fungi such as Aspergillus niger, Candida albicans, Epidermophyton floccosum, Saccharomyces cerevisiae, Trichophyton mentagrophytes and Trichophyton rubrum. A maximum production level of antifungal substances of Bacillus sp. BCNU 2002 was achieved under aerobic incubation at $28^{\circ}C$ for 7 days in LB broth. BCNU 2002 showed strong antifungal activities against T. mentagrophytes and T. rubrum with the range of percentage inhibition from 56.25 to 63.23%. It was also confirmed that ethylacetate extract of cultured broth showed a strong antifungal activity against A. niger, C. albicans, S. cerevisiae and T. rubrum by agar diffusion method. The peptide fraction also exhibited broad antifungal spectrum against various pathogenic fungi. The minimum inhibitory concentration values for active extracts ranged between 125 ${\mu}g$/mL and 1000 ${\mu}g$/mL.

• The Plant Pathology Journal
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• 제37권6호
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• pp.580-595
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• 2021

Although late blight is an important disease in ecofriendly potato cultivation in Korea, it is highly dependent on the use of eco-friendly agricultural materials and the development of biological control technology is low. It is a necessary to develop an effective biocontrol agent to inactivate late blight in the field. AFB2-2 strain is a gram-positive with peritrichous flagella. It can utilize 20 types of carbon sources, like L-arabinose, and D-trehalose at 35℃. The optimal growth temperature of the strain is 37℃. It can survive at 20-50℃ in tryptic soy broth. The maximum salt concentration tolerated by AFB2-2 strain is 7.5% NaCl. AFB2-2 strain inhibited the mycelial growth of seven plant pathogens by an average inhibitory zone of 10.2 mm or more. Among the concentrations of AFB2-2, 10⁷ cfu/ml showed the highest control value of 85.7% in the greenhouse. Among the three concentrations of AFB2-2, the disease incidence and severity of potato late blight at 10⁷ cfu/ml was lowest at 0.07 and 6.7, respectively. The nucleotide sequences of AFB2-2 strain were searched in the NCBI GenBank; Bacillus siamensis strain KCTC 13613, Bacillus velezensis strain CR-502, and Bacillus amyloliquefaciens strain DSM7 were found to have a genetic similarity of 99.7%, 99.7%, and 99.5%, respectively. The AFB2-2 strain was found to harbor the biosynthetic genes for bacillomycin D, iturin, and surfactin. Obtained data recommended that the B. velezensis AFB2-2 strain could be considered as a promising biocontrol agent for P. infestans in the field.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권5호
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• pp.412-420
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• 1989

Bacillus amyloliquefaciens의 extracellular $\alpha$-amylase는 세포질막에 결합된 ribosome에서 합성되며 이 때 ribosome은 nascent polypeptide쇄에 의해 막에 부착된 것으로 추측된다. $\alpha$-amylase 생산균주인 E. amyioiiquefaciens 야생주의 정상단백(MW, 58kDa)과 이 균주의 $\alpha$-amylase 구조유전자에 변이가 일어나 carboxy 말단이 결실된 변이주의 이상단백 (33kDa)은 동일조건하의 배양외액에서 그 효소활성이 검출됨을 볼 때, $\alpha$-amylase의 carboxy 말단에는 막 투과의 신호가 없는 것으로 생각된다. 그러나 이들 양균주의 대수증식기 세포에 puromycin을 20$\mu\textrm{g}$/$m\ell$까지 가하여 6시간 동안 처리한 결과 균의 사멸에는 영향을 미치지 않았으나 extracellular $\alpha$-amylase 활성은 10$\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 농도에서도 동일양상으로 감소하였다. 이 감소요인은 puromycin 처리시 막결합 ribosome에서의 막과 ribosome의 가교로 작용할 것으로 예상되는 nascent poly peptide 합성이 중단되므로 막으로부터 ribosome이 해리되어 $\alpha$-amylase의 분비가 억제된 것으로 추측된다. 이 현상은 50mM의 magnesium의 첨가효과 가 약하게 나타났기 때문에 ribosome은 nascent Polypeptide의 가교로 막에 부착되어 있는 것으로 생각된다. 또 Iysozyme 처리에 의해 세포벽을 분해한 protoplas가 trypsin을 함께 처리하므로서 세포외액의 $\alpha$-amylase 활성이 상실됨은 막의 외부로 protruding되는 nascent polypeptide가 trypsin에 의해 분해되기 때문으로 생각된다. 3차 구조를 형성한 extracellular $\alpha$-amylase의 경우 trypsin 내성임을 감안할 때 이 분자가 세포막 통과 직후, 세포벽을 통과하기 이전에 folding이 이루어져서 그 후 성숙된 단백으로서 세포벽을 통과하는 것으로 믿어진다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제31권2호
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• pp.152-164
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• 2015

Biological control of major rice diseases has been attempted in several rice-growing countries in Asia during the last few decades and its application using antagonistic bacteria has proved to be somewhat successful for controlling various fungal diseases in field trials. Two novel endophytic Bacillus species, designated strains YC7007 and $YC7010^T$, with antimicrobial, plant growth-promoting, and systemic resistance-inducing activities were isolated from the roots of rice in paddy fields at Jinju, Korea, and their multifunctional activities were analyzed. Strain YC7007 inhibited mycelial growth of major rice fungal pathogens strongly in vitro. Bacterial blight and panicle blight caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (KACC 10208) and Burkholderia glumae (KACC 44022), respectively, were also suppressed effectively by drenching a bacterial suspension ($10^7cfu/ml$) of strain YC7007 on the rhizosphere of rice. Additionally, strain YC7007 promoted the growth of rice seedlings with higher germination rates and more tillers than the untreated control. The taxonomic position of the strains was also investigated. Phylogenetic analyses based on 16S rRNA gene sequences indicated that both strains belong to the genus Bacillus, with high similarity to the closely related strains, Bacillus siamensis KACC $15859^T$ (99.67%), Bacillus methylotrophicus KACC $13105^T$ (99.65%), Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum KACC $17177^T$ (99.60%), and Bacillus tequilensis KACC $15944^T$ (99.45%). The DNA-DNA relatedness value between strain $YC7010^T$ and the most closely related strain, B. siamensis KACC $15859^T$ was $50.4{\pm}3.5%$, but it was $91.5{\pm}11.0%$ between two strains YC7007 and $YC7010^T$, indicating the same species. The major fatty acids of two strains were anteiso-$C_{15:0}$ and iso $C_{15:0}$. Both strains contained MK-7 as a major respiratory quinone system. The G+C contents of the genomic DNA of two strains were 50.5 mol% and 51.2 mol%, respectively. Based on these polyphasic studies, the two strains YC7007 and $YC7010^T$ represent novel species of the genus Bacillus, for which the name Bacillus oryzicola sp. nov. is proposed. The type strain is $YC7010^T$ (= KACC $18228^T$). Taken together, our findings suggest that novel endophytic Bacillus strains can be used for the biological control of rice diseases.

• 한국키틴키토산학회지
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• 제23권4호
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• pp.285-292
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• 2018

음식물쓰레기 분해용 균주를 선발하기 위하여 전통발효식품과 토양으로부터 내염성, 내열성을 갖는 균주 분리를 시도하였으며, protease, amylase, cellulase 및 lipase의 효소활성도를 평가하였다. 5% NA 배지에서 분리된 균주는 212종이었으며, 전통발효식품의 경우 4가지 효소활성을 가지고, 토양의 경우 2가지 이상의 효소활성을 가지며, 억제환이 15 mm 이상의 크기를 지닌 79종의 균주를 우선 선발하였다. 선발된 균주를 대상으로 분자유전학적 동정을 진행한 결과, 중복성을 배제하여 11종의 균주를 최종적으로 선발하여 혼합균주로 사용하였다. 혼합균주의 최적 배양조건으로는 배양시간은 24시간, 배양온도는 $30^{\circ}C$ 그리고 pH의 최적 조건은 7.0 부근인 것으로 확인되었다. 최적배양된 혼합균주 처리에 따른 음식물쓰레기 분해능 평가 결과 멸균수 첨가군은 10 mesh ($2000{\mu}m$)에서 103 g, 혼합균주 첨가군은 10 mesh ($2000{\mu}m$)에서 18 g인 것으로 보아 혼합균주로 나타나 음식물의 고형분의 입자가 액상으로 분해되었음을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권9호
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• pp.1241-1255
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• 2021

This study was carried out to explore a non-chemical strategy for enhancing productivity by employing some antagonistic rhizobacteria. One hundred eighteen bacterial isolates were obtained from the rhizospheric zone of various crop fields of Gangwon-do, Korea, and screened for antifungal activity against Fusarium wilt (Fusarium oxysporum f. sp. lactucae) in lettuce crop under in vitro and in vivo conditions. In broth-based dual culture assay, fourteen bacterial isolates showed significant inhibition of mycelial growth of F. oxysporium f. sp. lactucae. All of the antagonistic isolates were further characterized for the antagonistic traits under in vitro conditions. The isolates were identified on the basis of biochemical characteristics and confirmed at their species level by 16S rRNA gene sequencing analysis. Arthrobacter sulfonivorans, Bacillus siamensis, Bacillus amyloliquefaciens, Pseudomonas proteolytica, four Paenibacillus peoriae strains, and Bacillus subtilis were identified from the biochemical characterization and 16S rRNA gene sequencing analysis. The isolates EN21 and EN23 showed significant decrease in disease severity on lettuce compared to infected control and other bacterial treatments under greenhouse conditions. Two bacterial isolates, EN4 and EN21, were evaluated to assess their disease reduction and growth promotion in lettuce in field conditions. The consortium of EN4 and EN21 showed significant enhancement of growth on lettuce by suppressing disease caused by F. oxysporum f. sp. lactucae respectively. This study clearly indicates that the promising isolates, EN4 (P. proteolytica) and EN21 (Bacillus siamensis), can be commercialized and used as biofertilizer and/or biopesticide for sustainable crop production.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제24권8호
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• pp.1168-1179
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• 2017

본 연구에서는 전통발효 식품에서 균주를 분리하고 상업적으로 이용 가능하며 프로바이오틱스 특성, 우수한 발효특성 및 전통발효식품에서 문제시 되고 있는 부분을 통제하여 안전성을 갖는 Bacillus 속 균주를 선발하고자 하였다. 전통발효식품 100종에서 400종의 균주를 분리 후 선택배지를 이용하여 Bacillus 속 균주 100 종을 1차 선별하였다. 분리주를 대상으로 세포외 효소, 항균활성 등 기본 균주 특성 분석을 수행하였고, biogenic amine 생성능, 용혈성 및 유해 대사산물과 효소 생성능을 조사하여 안전성을 확인하였다. 또한 독소유전자, biogenic amine 생성 관련 유전자, 항균 펩타이드 유전자에 대한 보유 여부 조사를 통해 가장 우수한 5종의 균주를 2차 선별하였다. 5종의 선별 분리주를 대상으로 프로바이오틱스 활용 가능성을 확인하기 위해 내산성 및 내담즙성, 세포표면 소수성 분석을 실시하였다. 5종의 선별 균주 중 SRCM 100730은 pH 2.0 조건에서 4.24 log CFU/mL, 0.6% oxgall 조건에서 5.81 log CFU/mL로 높은 생존율을 나타내었고, 세포 표면 소수성 분석 결과 72.2%로 가장 높은 소수성을 지니고 있어, 잠재적 프로바이오틱스 특성이 우수한 SRCM 100730을 최종 균주로 선정하였다. 최종 선발 균주는 16S rRNA 염기서열 분석을 통해 B. amyloliquefaciens로 확인되어 B. amyloliquefaciens SRCM 100730(KCCM 11966P)로 명명하였으며, 이를 이용한 청국장을 제조하여 대두를 이용한 발효 특성을 확인하였다. 제조 청국장은 B. cereus가 검출되지 않았으며, ${\gamma}$-PGA와 세포외 효소 활성이 시판 청국장과 비교해 우수함을 확인하였다. 또한 아미노태 질소 함량은 544.02 mg%, 유리 아미노산은 26종이 검출되었고, 쓴맛을 내는 leucine, isoleucine, valine, methionine, phenylalanine이 시판 제품보다 낮으며, 중추신경계에 작용하는 억제 신경전달물질인 GABA는 시판 청국장에 비해 약 3배 높은 것을 확인하였다. 연구 결과를 토대로 SRCM 100730은 세포외 효소 및 항균활성이 우수하고, 내산성 및 내담즙성 등의 프로바이오틱스 특성이 우수하며, 청국장 발효와 같은 발효식품 산업에 활용 가능성이 높은 프로바이오틱스 소재로 기대된다.