Proceedings of the Microbiological Society of Korea Conference
/
2001.11a
/
pp.39-45
/
2001
Extremophiles are unique microorganisms that are adapted to survive in ecological niches such as high or low temperatures, extremes of pH, high salt concentrations and high pressure. These unusual microorganisms have unique biochemical features which can be exploited for use in the biotechnological industries. Due to the high biodiversity of extremophilic archaea and bacteria and their existence in various biotopes a variety of biocatalysts with different physicochemical properties have been discovered. The extreme molecular stability of their enzymes, membranes and the synthesis of unique organic compounds and polymers make extremophiles interesting candidates for basic and applied research. Some of the enzymes from extremophiles, especially hyperthermophilic marine microorganisms (growth above $85^{\circ}C$), have already been purified in our laboratory. These include the enzyme systems from Pyrococcus, Pyrodictium, Thermococcus and Thermotoga sp. that are involved in polysacharide modification and protein bioconversion. Only recently, the genome of the thermoalkaliphilic strain. Anaerobranca gottschalkii has been completely sequenced providing a unique resource of novel biocatalysts that are active at high temperature and pH. The gene encoding the branching enzyme from this organism was cloned and expressed in a mesophilic host and finally characterized. A novel glucoamylase was purified from an aerobic archaeon which shows optimal activity at $90^{\circ}C$ and pH 2.0. This thermoacidophilic archaeon Picrophilus oshimae grows optimally at pH 0.7 and $60^{\circ}C$. Furthermore, we were able to detect thermoactive proteases from two anaerobic isolates which are able to hydrolyze feather keratin completely at $80^{\circ}C$ forming amino acids and peptides. In addition, new marine psychrophilic isolates will be presented that are able to secrete enzymes such as lipases, proteases and amylases possessing high activity below the freezing point of water.
This research confirmed the diversity and characterization of gut microorganisms isolated from the intestinal organs of Muraenesox cinereus, collected on the Samcheonpo Coast and Seocheon Coast in South Korea. To isolate strains, Marine agar medium was basically used and cultivated at $37^{\circ}C$ and pH7 for several days aerobically. After single colony isolation, totally 49 pure single-colonies were isolated and phylogenetic analysis was carried out based on the result of 16S rRNA gene DNA sequencing, indicating that isolated strains were divided into 3 phyla, 13 families, 15 genera, 34 species and 49 strains. Proteobacteria phylum, the main phyletic group, comprised 83.7% with 8 families, 8 genera and 26 species of Aeromonadaceae, Pseudoalteromonadaceae, Shewanellaceae, Enterobacteriaceae, Morganellaceae, Moraxellaceae, Pseudomonadaceae, and Vibrionaceae. To confirm whether isolated strain can produce industrially useful enzyme or not, amylase, lipase, and protease enzyme assays were performed individually, showing that 39 strains possessed at least one enzyme activity. Especially the Aeromonas sp. strains showed all enzyme activity tested. This result indicated that isolated strains have shown the possibility of the industrial application. Therefore, this study has contributed for securing domestic genetic resources and the expansion of scientific knowledge of the gut microbial community in Muraenesox cinereus of South Korea.
Microalgal bioremediation of CO2, nutrients, endocrine disruptors, hydrocarbons, pesticides, and cyanide compounds have evaluated comprehensively. Microalgal mitigation of nutrients originated from municipal wastewaters, surface waters, and livestock wastewaters has shown great applicability. Algal utilization on secondary and tertiary treatment processes might provide unique and elegant solution on the removing of substances originated from various sources. Microalgae have displayed 3 growth regimes (autotrophic, heterotrophic, and mixotrophic) through which different organic and inorganic substances are being utilized for growth and production of different metabolites. There are still some technology challenges requiring innovative solutions. Strain selection investigation should be directed towards identification of algal that are extremophiles. Understanding and manipulation of metabolic pathways of algae will possible unfold solution to utilization of algae for mitigation of dissolve organic nitrogen in wastewaters.
The effect of pressure on the catalytic properties of glutamate racemase from Aquifex pyrophilus, an extremophilic bacterium, was investigated. The activation volume for the overall reaction $({\Delta}V^{\neq})$ and catalysis $({{Delta}V_{cat}}^{\neq})$ was -96.97 ml/mol and 4.97 ml/mol, respectively, while the reaction volume for the substrate binding (${\Delta}V_{K_m^-1}$) was -101.94 ml/mol. The large negative ${\Delta}V^{\neq}$ for the overall reaction indicated that the pressurization of glutamate racemase resulted in enhanced catalytic efficiencies. In addition, this value was also due to the large negative ${Delta}V_{K_m^-1}$ for the substrate binding. The negative value of ${Delta}V_{K_m^-1}$ implied that the conformational changes in the enzyme molecule occurred during the substrate binding process, thereby increasing the degree of hydration. The small value of ${{Delta}V_{cat}}^{\neq}$suggested that the pressure did not affect the glutamate racemase catalysis after the substrate binding.
Bowman John P.;Abell Gyu C.J.;Nichols Carol A. Mancuso
Ocean and Polar Research
/
v.27
no.2
/
pp.221-230
/
2005
Recently there has been a rapid accumulation of knowledge of microbial life in cold and frozen ecosystems. This understanding has revealed the extensive diversity of psychrophilic prokaryotes. Cultivation-based and molecular-based surveys have been performed in Antarctic habitats ranging from glacial ice to continental shelf sediments. Results indicate that psychrophilic taxa permeate throughout the Bacteria while they represent a more mysterious element of diversity in the Archaea owing to a notable lack of cultured strains. In certain cold climate ecosystems the diversity of psychrophilic populations reach levels comparable to the richest temperate equivalents. Within these communities must exist tremendous genetic diversify that is potentially of fundamental and of practical value. So far this genetic pool has been hardly explored. Only recently have genomic data become available for various psychrophilic prokaryotes and more is required. This owes to the fact that psychrophilic microbes possess manifold mechanisms for cold adaptations, which not only Provide enhanced survival and Persistence but Probably also contributes to niche specialisation. These mechanisms, including cold-active and ice-active proteins, polyunsaturated lipids and exopolysaccharides also have a great interest to biotechnologists.
Kim, Minji;Lee, Ki-Eun;Cha, In-Tae;Lee, Byoung-Hee;Park, Soo-Je
Journal of Species Research
/
v.9
no.4
/
pp.339-345
/
2020
The Earth contains billions of microbial species, although the vast majority cannot be cultured in laboratories and are thus considered unidentified and uncharacterized. Extremophiles are microorganisms that thrive in extreme conditions, including temperature, salinity, and pH. Extremophilic microorganisms have provided important insights for biological, metabolic, and evolutionary studies. Between 2017 and 2019, as part of a comprehensive investigation to identify bacterial species in Korea, eight bacterial strains were isolated from marine and non-marine environments in Jeju Island. These strains were cultured under extreme salinity or pH conditions. Phylogenetic analysis using 16S ribosomal RNA(rRNA) gene sequencing indicated that all eight strains belonged to the phyla Gammaproteobacteria, Bacilli, and Alphaproteobacteria. Based on their high 16S rRNA gene sequence similarities(>98.7%) and the formation of strong monophyletic clades with their closest related species, all isolated strains were considered as an unrecorded strain, previously unidentified species. Gram stain reaction, culture conditions, colony and cell morphology, biochemical characteristics, isolation source, and National Institute of Biological Resources(NIBR) IDs are described in this article. The characterization of these unrecorded strains provides information on microorganisms living in Korea.
The survival strategies of polar organisms at permanently or extremely cold temperatures and their application to cryobiology were reviewed here. In addition, ongoing studies on psychrophiles also were described. Psychrophiles are extremophiles that can grow and reproduce in cold temperatures, typically at -10 to $20^{\circ}C$. These organisms developed various mechanisms of adaptation to extremely cold environments. Polar organisms cope with these extreme physicochemical conditions using strategies such as avoidance, protection and partnership with other organisms. Understanding on the strategies adopted by polar organisms may provide insight on the physiological process that cells can go through during freezing. Cryopreservation may be able to take advantage of the findings described above. Currently, genomes of many cold-loving organisms have been sequenced and comparative genomics has revealed, at a molecular level, the characteristics of these organisms. The investigation of microorganisms on the polar glaciers may expand our understanding on the origin of life on Earth and other planets.
Jo, Eunhye;Kim, Jihye;Lee, Areum;Moon, Keumok;Cha, Jaeho
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.31
no.3
/
pp.483-491
/
2021
Two putative genes, lip29 and est29, encoding lipolytic enzymes from the thermophilic bacterium Geobacillus thermocatenulatus KCTC 3921 were cloned and overexpressed in Escherichia coli. The recombinant Lip29 and Est29 were purified 67.3-fold to homogeneity with specific activity of 2.27 U/mg and recovery of 5.8% and 14.4-fold with specific activity of 0.92 U/mg and recovery of 1.3%, respectively. The molecular mass of each purified enzyme was estimated to be 29 kDa by SDS-PAGE. The alignment analysis of amino acid sequences revealed that both enzymes belonged to GDSL lipase/esterase family including conserved blocks with SGNH catalytic residues which was mainly identified in plants before. While Est29 showed high specificity toward short-chain fatty acids (C4-C8), Lip29 showed strong lipolytic activity to long-chain fatty acids (C12-C16). The optimal activity of Lip29 toward p-nitrophenyl palmitate as a substrate was observed at 50℃ and pH 9.5, respectively, and its activity was maintained more than 24 h at optimal temperatures, indicating that Lip29 was thermostable. Lip29 exhibited high tolerance against detergents and metal ions. The homology modeling and substrate docking revealed that the long-chain substrates showed the greatest binding affinity toward enzyme. Based on the biochemical and insilico analyses, we present for the first time a GDSL-type lipase in the thermophilic bacteria group.
Araceli Hernandez-Sanchez;Edgar D. Paez-Perez;Elvia Alfaro-Saldana;Vanesa Olivares-Illana;J. Viridiana Garcia-Meza
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.34
no.3
/
pp.525-537
/
2024
Pilins are protein subunits of pili. The pilins of type IV pili (T4P) in pathogenic bacteria are well characterized, but anything is known about the T4P proteins in acidophilic chemolithoautotrophic microorganisms such as the genus Acidithiobacillus. The interest in T4P of A. thiooxidans is because of their possible role in cell recruitment and bacterial aggregation on the surface of minerals during biooxidation of sulfide minerals. In this study we present a successful ad hoc methodology for the heterologous expression and purification of extracellular proteins such as the minor pilin PilV of the T4P of A. thiooxidans, a pilin exposed to extreme conditions of acidity and high oxidation-reduction potentials, and that interact with metal sulfides in an environment rich in dissolved minerals. Once obtained, the model structure of A. thiooxidans PilV revealed the core basic architecture of T4P pilins. Because of the acidophilic condition, we carried out in silico characterization of the protonation status of acidic and basic residues of PilV in order to calculate the ionization state at specific pH values and evaluated their pH stability. Further biophysical characterization was done using UV-visible and fluorescence spectroscopy and the results showed that PilV remains soluble and stable even after exposure to significant changes of pH. PilV has a unique amino acid composition that exhibits acid stability, with significant biotechnology implications such as biooxidation of sulfide minerals. The biophysics profiles of PilV open new paradigms about resilient proteins and stimulate the study of other pilins from extremophiles.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.