• 제목/요약/키워드: cellulase activities

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제주도 토양으로부터 자일란 분해 Streptomyces atrovirens subspecies WJ-2 동정 및 효소의 생화학적 특성 규명 (Identification and Biochemical Characterization of a New Xylan-degrading Streptomyces atrovirens Subspecies WJ-2 Isolated from Soil of Jeju Island in Korea)

  • 김다솜;배창환;여주홍;지원재
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.512-521
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    • 2016
  • 제주도에서 채집된 토양시료로부터 xylanase 활성을 나타내는 균주를 분리하여 WJ-2로 명명하였다. 균주 WJ-2의 16S rRNA 유전자 염기서열을 결정하여 이를 토대로 상동성을 검색한 결과, Streptomyces 속의 균주들과 높은 염기서열 상동성을 보였다. 16S rRNA 유전자 염기서열을 토대로하는 neighbor-joining 계통수를 제작하여 Streptomyces atrovirens와 가장 높은 계통발생적 연관성이 갖고 있는 것을 밝혔다. 또한 DNA-DNA hybridization 분석을 통하여 Streptomyces atrovirens의 신규한 아종임을 증명하였다. 균주 WJ-의 게놈내 GC 농도는 73.98 mol%이었으며, 주요 세포벽 지방산으로 anteiso-$C_{15:0}$ (36.19%)을 함유하고 있었다. 균주 WJ-2의 성장 및 xylanase 생산은 배지내에 질소원으로 soytone과 탄소원으로 xylan을 첨가하였을 때 급격히 증가되는 것을 확인하였다. 액체배양액으로부터 준비된 조효소의 xylanase 활성은 pH 7.0과 $55^{\circ}C$에서 가장 높게 나타났다. Thin layer chromatography (TLC) 분석을 통하여 균주 WJ-2의 조효소는 xylan을 분해하여 최종분해산물로서 xylobiose와 xylotriose 생산하는 효소임을 확인하였다.

식물 병원성 곰팡이에 길항작용을 갖는 다양한 Bacillus sp.의 균주 분리와 특성에 관한 연구 (Isolation and Characterization of Various Strains of Bacillus sp. having Antagonistic Effect Against Phytopathogenic Fungi)

  • 김희숙;김지윤;이송민;박혜정;이상현;장정수;이문현
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.603-613
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    • 2019
  • 본 연구에서 부산, 창원, 제주도 일대에서 채취한 토양으로부터 분리한 균주를 이용하여 식물 병원성 곰팡이에 대해서 길항작용을 나타내는 것을 확인하였으며, 또한 분리 균주의 경우 세균성 균주에 대해서도 길항작용을 나타내는 것을 확인하였다. 이러한 길항작용은 Bacillus 속이 생산하는 2차 대사산물인 siderophore, 항생물질, 세포 외 효소 활성 등에 의해서 식물 병원성 곰팡이에 대한 길항작용을 나타내는 것으로 보이며, 특히 분리 균주로부터 생산되는 세포 외 효소는 식물 병원성 곰팡이의 세포벽에 용균작용 일으킴에 따라 세포벽을 분해하여 식물 병원성 곰팡이의 생장을 저해할 것으로 생각된다. 또한 질소 고정능 및 IAA 생성능을 통해 식물 생장 촉진 및 식물 병원성 곰팡이 성장을 억제시킬 수 있는 생물학적 제제로서 식물재배에 도움을 줄 것으로 기대된다. 최종 선별된 Bacillus subtilis ANGa5, Bacillus aerius ANGa25, Bacillus methylotrophicus ANGa27를 이용하여 식물 병원성 곰팡이 방제 및 식물 생장촉진활성을 가지는 새로운 생물학적 제제로서 이용 가능성을 제시한다.

Lactobacillus bulgaricus와 Lactobacillus plantarum 균주에서 Clostridium thermocellum 유래 endoglucanase의 발현과 발현 유산균의 in vitro 생존 특성 (Expression of Clostridium thermocellum Endoglucanase Gene in Lactobacillus bulgaricus and Lactobacillus plantarum and in vitro Survival Characteristics of the Transformed Lactobacilli)

  • 조재순;강승하;이홍구;이현준;우정희;문양수;양철주;최윤재
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권4호
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    • pp.659-666
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    • 2003
  • 다양한 미생물들로부터 유래한 cellulase 중에서, 특히 장내 단백질 가수분해효소에 안정한 Clostridium thermocellum 균주 유래의 endoglucanase를 선별하였다. 그 후 그 유전자의 자체 프로모터에 의해 발현되는 재조합 Lactobacillus용 발현벡터를 구축하였고, 그 발현벡터를 pSD1이라 명명하였다. 이 발현벡터를 L. bulgaricus와 L. plantarum 균주에 각각 전기천공법을 이용하여 형질전환시키는데 성공하였으며 그 재조합 균주들로부터 endoglucanase 효소역가를 조사한 결과 각각 배지 상층액에서 0.12, 0.144 U/ml로 조사되었다. 한편 이들 균주들의 생균제로 갖추어야할 특성인 내산성, 내담즙성 및 항생제내성 여부를 조사한 결과, 이들 균주들은 모두 pH3과 같은 산성 조건하에서도 안정하였으며, 내담즙성에 있어서는 특히 L. plantarum 균주의 경우 0.3, 1% 의 oxgall에서도 안정하였다. 또한 항생제 내성을 조사한 결과 두 균주 모두 amikacin, gentamicin, kanamycin, colistin에 저항성이 높은 것으로 나타났다.

Bacillus subtilis HJ18-9 이용하여 제조한 품종별 청국장의 품질특성과 isoflavone 함량의 변화 (Bioactive compounds of Cheonggukjang prepared by different soybean cultivars with Bacillus subtilis HJ18-9)

  • 송진;이경하;최혜선;황경아
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.535-544
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    • 2015
  • 본 연구에서는 $\beta$-glucosidase활성이 있는 B. subtilis HJ18-9균을 접종하여 품종별로 청국장을 제조하여, 품종별 청국장의 품질특성과 isoflavone 함량 변화를 측정한 결과이다. 청국장의 단백질 분해 특유의 구수한 맛 성분을 유리하는 효소인 protease활성은 발효 전에는 새단백 청국장이 가장 높은 활성을 나타냈으며, 발효 후에는 우람 청국장이 가장 높은 protease활성을 나타냈다. 이는 구수한 맛 성분의 지표성분인 아미노태 질소함량과 같은 경향을 나타냈다. 환원당을 유리하는데 관여하는 a-amylase 활성은 새단백으로 제조한 청국장이 다른 품종에 비해 유의적으로 높은 함량을 나타냈으며 다섯가지 품종 모두 발효 후에 증가하는 경향을 나타냈다. 발효 후에 총 균수가 높아지는 경향을 나타냈으며 발효 초에는 우람 청국장이 유의적으로 높은 균수를 나타냈으나, 발효 후에는 품종 간에 유의적인 차이는 나타내지 않았다. 품종별 청국장의 isoflavone 함량은 발효초기에는 대풍, 우람 품종으로 제조한 청국장의 aglycone함량이 가장 높았으며, 48시간 발효 후에도 두 가지 품종이 각각 $1249.04{\pm}9.14ug/g$, $589.32{\pm}14.08ug/g$로 가장 높은 aglycone 전환율 나타냈다. 이는 발효 초 aglycone함량에 비해 5.31, 1.94배 증가시켰다.

Nutrient Utilisation and Rumen Fermentation Pattern in Murrah Buffaloes (Bubalus bubalis) Fed Urea and Urea Plus Hydrochloric Acid Treated Wheat Straw

  • Dass, R.S.;Verma, A.K.;Mehra, U.R.;Sahu, D.S.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제14권11호
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    • pp.1542-1548
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    • 2001
  • Wheat straw was treated on laboratory scale with 4% urea at a moisture level of 50% along with different amount of HC1 to fix various levels of ammonia (30, 40, 50 and 60%) and stored for 4 weeks. Result, revealed a significant (p<0.01) increase in CP content of the samples where HC1 was added. The CP content of the straw was only 7.8%, which increased to 14.1, 16.0, 15.0 and 15.2% with the addition of acid. Similarly the concentrations of NDF, ADF and hemicellulose was significantly different due to HC1 addition. The level of HC1 recommended was to trap 30% ammonia as there was not significant difference in CP content of straw due to addition of 4 levels of acids. Results of in vivo experiment conducted on nine buffaloes divided randomly into three groups of three animals in each revealed no significant difference in the intake of DM, OM, NDF, ADF, cellulose and hemicellulose in group I (ammoniated straw), group II (HC1 treated ammoniated straw) and group III (HC1 treated ammoniated straw + 1 kg barley grain), but the intake of CP was significantly (p<0.01) more in group III as compared to other 2 groups. The digestibility of DM, OM and CP was significantly (p<0.01) more in groups where HCI treated straw was fed as compared to only ammoniated straw fed group, whereas there was no significant difference in the digestibility of NDF, ADF and cellulose in 3 groups. Intake was significantly higher of nitrogen (p<0.05), calcium (p<0.01) and phosphorus (p<0.01) in group III as compared to other two groups. Animals in all the 3 groups showed positive nitrogen, calcium and phosphorus balance, though the balances of all the 3 nutrients were significantly higher in group III as compared to other 2 groups. Rumen fermentation study conducted in 3 rumen fistulated buffaloes in $3{\times}3$ latin square design offering the same 3 diets as in group I to III revealed that rumen pH was alike statistically in 3 groups and at various time intervals. The mean ammonia-N concentration was significantly (p<0.01) more in group II and III as compared to group I. The mean TVFA concentration (mM/100 ml SRL) were 6.46, 7.84 and 8.47 in 3 groups respectively and different statistically (p<0.01). Results revealed no significant difference in the activities of carboxy methyl cellulase, urease or protease at both the time of sampling (0 h and 4 h) in all the 3 groups of animals.

탄소원의 종류가 반추위 혐기 곰팡이 Neocallimastix sp. NLRI-3의 섬유소 분해효소 활력에 미치는 영향 비교 (Comparison of the Influence of Carbon Substrates on the Fibrolytic Activities of Neocallimastix sp. NLRI-3)

  • 손호진;송재용;최낙진;하종규;장종수
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제48권3호
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    • pp.415-424
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    • 2006
  • 한국 재래산양에서 분리된 Neocallimastix sp NLRI-3을 이용하여 기질의 종류에 따른 미생물의 성장 특성 및 효소단백질의 발현양상을 비교하고자 본 연구를 수행하였다. 혐기배지에 glucose, starch, 볏짚, filter paper, CMC, sigmacell, xylan 및 xylose를 0.2% 수준으로 첨가하여 배양하였다. 배양결과 가스 발생량은 96시간대에서 filter paper 배지에서 가장 높았고 CMC배지에서 가장 낮게 조사되었다(P<0.05). 곰팡이 포자 발생량은 72시간대에서 살펴보면 처리구들 중 볏짚 배지에서 가장 높게 나타났다 (P<0.05). 곰팡이가 분비하는 enzyme activity는 보통 72시간대 이후부터 급격히 증가함을 보이는데 CMCase의 경우에 filter paper disc, sigmacell, xylose에서 활성이 높게 나타났다. xylanase 역가는 starch, rice straw, sigmacell에서 높게 나타났다. Zymogram을 이용하여 각 효소단백질의 발현을 분석한 결과 효소단백질의 발현양상은 전 처리구에 걸쳐 유사하였으나 발현정도는 기질의 종류에 따라 차이가 있음을 알 수 있었다. 또한, zymogram 결과에 의해 6개의 CMCase와 4개의 xylanase가 검출 되었다. 본 연구의 결과로 혐기성 곰팡이의 효소단백질은 배양액에 존재하는 기질의 종류에 의해 발현정도가 영향을 받음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 산업적으로 이용 가능한 혐기곰팡이 유래 효소제의 개발에 필요한 배양조건의 결정에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

핵전이에 의한 Aspergillus niger와 Penicillium verruculosum F-3의 속간 잡종형성 (Formation of Intergeneric Hybrids Between Aspergillus niger and Penicillium verruculosum by Nuclear Transfer)

  • 양영기;박열;김성준;정현숙;임채영;이영하
    • 미생물학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.1-8
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    • 1993
  • Aspergillus niger 와 Penicillium verruculosum F-3 균주의 돌연변이체 선발은 ultraviolet (UV) 단일처리와 UV 및 N-methyl-N'-nitrosoguanidine(MNNG) 이중처리에 의해 얻었다. 원형질체 형성을 위한 최적조건으로는 pH 5.8, 상투압안정제로는 0.6 M KCI이 최적이었으며, A-niger 와 P. verruculosum 의 재생율은 각각 54.6%, 49.8% 로 나타났다. 핵전이에 의한 형질전환율은 $7{\times}10^{5}~1{\times}10^{5}$ 이었고, 형질전환체의 유전적 안정성은 4.5%~66.5%, conidia 의 크기와 DNA 함량의 측정결과 각각 $2.6{\pm}0.7{\sim}6.5{\pm}0.5{\mu}m$, 5.7~31.3 ${\mu}g/10^{8}$ condia 를 나타내어 aneuploid 로 추측되었다. 모균주와 형질전환체들간의 유전적 안정성과 효소 활성도를 비교하여 선발되 5 균주의 전제 수용성단백질의 전기영동양상은 차이가 있었으며, 동위효소의 양상은 모균주와 유사하지만 CMCase 의 경우 2 균주(TAPW15706, TAPW157-7), $\beta$-glucosidase 의 경우 5균주 (TAPW157-1, TAPW157-4, TAPW 157-5, TAPW157-6, TAPW157-7)에서 band 의 세기가 증가하였음을 관찰할 수 있었다.

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Cellulomonas sp. CS1-1으로 부터의 $\beta$-Glucosidase의 합성조절과 그의 효소학적 성질 (Biosynthetic Regulation and Enzymatic Properties of $\beta$-Glucosidase from Cellulomonas sp. CS 1-1)

  • 이희순;민경희;배무
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.119-125
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    • 1988
  • Cellulomonas sp. CS1-1 생성의 $\beta$-glucosidase는 cell-bound 효소이었으며, Avicelase와 Carboxymethyl-cellulase (CMCase)는 extracellular 효소로 존재함을 확인하였다. Cellobiose나 CMC 최소배지에서의 균의 생장은 cellobiose보다 glucose 첨가시에 현저히 증가하였다. Cellobiose나 CMC 최소배지에서의 $\beta$-glucosidase 생합성은 glucose 첨가로 현저히 억제되었으나, CMC 최소배지에 cellobiose를 첨가하였을 경우, glucose에 의한 억제 효과와는 반대로, 효소의 생성은 오히려 촉진되었다. 그 외의 탄소원에 관한 영향을 조사한 결과 CMC, 전분, maltose 등의 첨가도 glycerol, arabinose, xylose, trehalose의 첨가시 보다 효소의 생성이 증가되었다. 이상의 결과로 $\beta$-glucosidase 생합성은 glucose에 의하여 catabolite repression을 받았으며, cellobiose, CMC, starch등은 다른 당류보다 효소생성을 현저히 유도하였으므로, 이 효소는 inducible enzyme임을 알 수 있었다. 효소생성에 미치는 질소원을 조사한 결과는 yeast extract가 peptone이나 ammonium sulfate보다 효소생성을 증가시켰다. 효소의 특성을 조사한 결과, 50mM MgCl$_2$가 포함된 10mM potassium phosphate buffer (pH 7.0)에서 효소의 역가가 증가하였고, 최적 pH는 6.0이었고 최적온도는 42$^{\circ}C$ 이었다. p-nitrophenyl-$\beta$-D-glucoside의 농도에 대한 glucose의 Km값은 0.265mM 이었고 $\beta$-D(+)-glucose에 대한 Ki값은 9.0 mM 이었다.

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양송이 배지로부터 분리한 Bacillus licheniformis CY-24의 섬유소분해 효소의 특성 (Characteristics of Fibrinolytic Enzymes of Bacillus licheniformis CY-24 Isolated from Button Mushroom Compost)

  • 민경진;박혜성;이은지;이찬중
    • 한국균학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.199-209
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    • 2021
  • 본 연구는 양송이 배지의 관행 발효기술을 개선하고자 실험을 실시하였다. 양송이 볏짚 배지 발효단계에서 우점하는 Bacillus strain CY-24 균주를 순수분리하여 16S rDNA 염기서열을 통한 동정 결과 Bacillus licheniformis로 밝혀졌다. B. licheniformis 최적 생육 온도는 30℃, 최적 생육 pH는 6.0에서 가장 생육이 활발한 것을 확인하였으며, B. licheniformis CY-24 균주는 glycerol, glycogen, L-arabinose, D-ribose, D-xylose, D-galactose, D-glucose, D-fructose, D-mannose 등의 탄소원을 잘 활용하였고, 효소활성 측정 결과 esterase, leucine arylamidase, acid phosphatase, β-glucosidase 등에서 양성반응을 나타내었다. CMCase 활성 온도는 50℃, PGase는 60℃에서 가장 효과가 극대화되었으며, CMCase, PGase 두 효소는 60℃ 이상에서도 안정성이 유지되는 것을 확인하였다. 금속이온의 촉매 효과는 CoCl2 1mM에서 가장 활성이 높은 것으로 나타났다. B. licheniformis CY-24의 효소학적 특성은 매우 우수하였으며, 양송이 재배에 사용되는 배지를 생산하는 과정에 효소의 작용은 볏짚의 발효 촉진과 연화 작용에 밀접한 관계가 있으므로 유용생물자원으로써 발효기술에 대한 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다. 추후 다양한 미생물과 버섯균의 상호작용에 대한 면밀한 연구가 이루어진다면 유용한 자원으로 이용 될 수 있을 것으로 생각된다.

Enhanced Tolerance of Chinese Cabbage Seedlings Mediated by Bacillus aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 against High Temperature Stress and Fungal Infections

  • Lee, Young Hee;Jang, Su Jeong;Han, Joon-Hee;Bae, Jin Su;Shin, Hyunsuk;Park, Hee Jin;Sang, Mee Kyung;Han, Song Hee;Kim, Kyoung Su;Han, Sang-Wook;Hong, Jeum Kyu
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제34권6호
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    • pp.555-566
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    • 2018
  • Two rhizobacteria Bacillus aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 were evaluated whether they are involved in stress tolerance against drought and high temperature as well as fungal infections in Chinese cabbage plants. Chinese cabbage seedlings cv. Ryeokgwang (spring cultivar) has shown better growth compared to cv. Buram-3-ho (autumn cultivar) under high temperature conditions in a greenhouse, whilst there was no difference in drought stress tolerance of the two cultivars. In vitro growth of B. aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 were differentially regulated under PEG 6000-induced drought stress at different growing temperatures (30, 40 and $50^{\circ}C$). Pretreatment with B. aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 enhanced the tolerance of Chinese cabbage seedlings to high temperature, but not to drought stress. It turns out that only B. siamensis H30-3 showed in vitro antifungal activities and in planta crop protection against two fungal pathogens Alternaria brassicicola and Colletotrichum higginsianum causing black spots and anthracnose on Chinese cabbage plants cv. Ryeokgwang, respectively. B. siamensis H30-3 brings several genes involved in production of cyclic lipopeptides in its genome and secreted hydrolytic enzymes like chitinase, protease and cellulase. B. siamensis H30-3 was found to produce siderophore, a high affinity iron-chelating compound. Expressions of BrChi1 and BrGST1 genes were up-regulated in Chinese cabbage leaves by B. siamensis H30-3. These findings suggest that integration of B. aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 in Chinese cabbage production system may increase productivity through improved plant growth under high temperature and crop protection against fungal pathogens.