• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권11호
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• pp.1484-1489
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• 2014

A novel esterase gene, est01, was successfully unearthed from a biogas digester microbiota metagenomic library. The 1,194 bp est01 gene encodes a protein of 44,804 Da (designated Est01). The amino acid sequence of Est01 shows only moderate (33%) identity to a lipase/esterase. Phylogenetic analysis and biochemical characterization confirmed that Est01 is a new member of family VIII esterases. The purified Est01 from recombinant Escherichia coli BL21 (DE3) showed high hydrolytic activity against short-chain fatty acid esters, suggesting that it is a typical carboxylesterase rather than a lipase. Furthermore, the Est01 was even active at $10^{\circ}C$ (43% activity remained), with the optimal temperature at $20^{\circ}C$, and had a broad pH range from 5.0 to 10.0, with the optimal pH of 8.0. These properties suggest that Est01 is a cold-adaptive esterase and could have good potential for low-temperature hydrolysis application.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권5호
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• pp.901-907
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• 2008

Thermotoga neapolitana $\beta$-glucosidase (BglA) was subjected to site-directed mutagenesis in an effort to increase its ability to synthesize arbutin derivatives by transglycosylation. The transglycosylation reaction of the wild-type enzyme displays major ${\beta}(1,6)$ and minor ${\beta}(1,3)$ or ${\beta}(1,4)$ regioselectivity. The three mutants, N291T, F412S, and N291T/F412S, increased the ratio of transglycosylation/hydrolysis compared with the wild-type enzyme when pNPG and arbutin were used as a substrate and an acceptor, respectively. N291T and N219T/F412S had transglycosylation/hydrolysis ratios about 3- and 8-fold higher, respectively, than that of the wild-type enzyme. This is due to the decreased hydrolytic activity of the mutant rather than increased transglycosylation activity. Interestingly, N291T showed altered regioselectivity, as well as increased transglycosylation products. TLC analysis of the transglycosylation products indicated that N291T retained its ${\beta}(1,3)$ regioselectivity, but lost its ${\beta}(1,4)$ and ${\beta}(1,6)$ regioselectivity. The altered regioselectivity of N291T using two other acceptors, esculin and salicin, was also confirmed by TLC. The major transglycosylation products of the wild type and N291T mutant were clearly different. This result suggests that Asn-291 is highly involved in the catalytic mechanism by controlling the transglycosylation reaction.

• Natural Product Sciences
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• 제16권1호
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• pp.1-5
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• 2010

$\beta$-Glucuronidases (E.C. 3.2.1.31) from Escherichia coli, Helix pomatia, and bovine liver activity have been investigated on 7-O-glucuronides (baicalin, wogonoside, and luteolin-7-O-glucuronide) and 3-O-glucuronides (quercetin-3-O-glucuronide and kaempferol-3-O-glucuronide). Bovine liver enzyme was not active on any of these substrates. E. coli and H. pomatia enzymes were active on 7-O-glucuronides, however, 3-O-glucuronides were resistant to $\beta$-glucuronidase hydrolysis. These results suggest that glucuronic acid at 7-position is more susceptible to E. coli and H. pomatia $\beta$-glucuronidases than that at 3-position. In addition, the subtle difference of aglycone structure on 7-O-glucuronides affected the preference of enzyme. E. coli enzyme was favorable for the hydrolysis of baicalin, however, H. pomatia enzyme was found to be efficient for the hydrolysis of wogonoside. Both enzymes showed the similar hydrolytic activity towards luteolin-7-O-glucuronide. When the Scutellaria baicalensis crude extract was subjected to enzymatic hydrolysis, baicalin and wogonoside were successfully converted to their aglycone counterparts with H. pomatia at 50 mM sodium bicarbonate buffer pH 4.0. Accordingly, the enzymatic transformation of glycosides may be quite useful in preparing aglycones under mild conditions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권6호
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• pp.647-661
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• 2005

키랄성 말단기의 에폭사이드는 키랄중간체나 여러 출발물질로서 다양하게 이용되기 때문에 입체선택적인 합성방법은 학술적으로나 산업적인 관점에서 대단히 흥미롭다. 본 총설에서는 키랄성 코발트 살렌을 이용한 비대칭 고리열림 반응에 대한 연구개발동향을 고찰하였다. 여러 가지 가능한 합성방법 중에서 가수분해의 속도차에 의한 분리반응기술은 높은 광학순도의 터미널 에폭사이드를 합성할 수 있는 탁월한 방법이다. 본 저자들은 균일계 및 불균일계의 키랄성이핵성 살렌 착체를 합성하여, 에폭사이드의 고리를 여러 종류의 친핵체로 광학선택적으로 열고 다시 선택적으로 고리화시키는 한 단계의 반응에 대하여 그들의 활성을 조사하였다. 촉매와 염기 존재하에서 고리 열림과 닫음 반응을 조합시킴으로써 고수율로 높은 광학순도의 에폭사이드를 제조할 수 있었다. 이들 촉매는 공업적인 규모로 키랄 중간체를 생산하는데 이용되고 있다. 본 논문에서는 가수분해 속도차이에 따른 분리반응 기술을 적용하여 여러 종류의 키랄성 화합물을 제조한 연구실험 결과를 서술하였다.

• 생태와환경
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• 제38권2호통권112호
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• pp.137-145
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• 2005

전통적인 스크린 방법으로는 자연계에 존재하는 99% 이상의 미생물 자원을 확보하지 못했다. 자연생태계의 핵산을 직접 클로닝하는 전략은 배양 가능한 미생물의 유전적인 정보보다 더 광범위한 유전적인 정보를 전체의 미생물 메타지놈에서 확보하기 위한 계획을 세웠다. 그 결과 유용한 유전자를 탐색하는 한 방법으로 다양한 환경에서 메타지놈 DNA 라이브러리를 구축하는 방법이었다. 본 연구는 국내 중부권에 위치한 대청호로부터 시료를 수집하였고, T-RFLP 방법을 사용하여 미생물 군집의 다양성을 분석하였다. 핵산의 추출은 SDS를 사용한 freeing-thawing 방법을 사용하였으며, 추출한 핵산은 $UltraClean^{TM}kit$ (MoBio, USA)을 사용하여 정제하였다. 메타지놈 라이브러리는 제작은 정제한DNA와 pBACe3.6 vector를 EcoRI, BamHI, 그리고 SacII 등의 제한효소로 partial digestion하였고, 이들을 ligation한 다음 Escherichia coli DH10B에 형질전화 시켜 제작하였다. 메타지놈 라이브러는 14 Mb 정도 확보하였는데, 평균 insert size는 약 13 ${\sim}$ 15 kb이었다. Colony hybridization으로 메타지놈 라이브러리로부터 1, 2-dichloroethane (1, 2-DCE) hydrolytic dehalogenation의 분해에 관련된 유전자를 확인하였다. 1, 2-DCE dehalogenas효소는 기질에 대한 높은 활성을 나타내었다. 1, 2-dichloroethane dehalogenase 유전자의 클론을 만들었고, 염기서열을 분석하였다. 이들 결과로 보아 대청호로부터 제작한 메타지놈에서 dhlA 유전자를 확인한 균주는 1, 2-DCE 분해에 탁월한 능력을 나타내었다.

• 생명과학회지
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• 제25권2호
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• pp.180-188
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• 2015

김치로부터 분리한 L. sp. KD 28은 펩타이드성 항균물질인 박테리오신을 생산하였다. 이 박테리오신은 ${\alpha}$-chymotrypsin, proteinase K, lipase, ${\alpha}$-amylase, carboxypeptidase A 효소에 대해서 매우 민감한 반응을 보였다. 낮은 pH 2.0에서 약 염기성의 pH 8.0까지는 항균활성을 온전히 유지하였으나 pH 8.0 이상에서는 항균활성이 감소하기 시작하여 pH 12.0에서는 25%로 감소하였다. L. sp. KD 28는 16S rRNA 분자계통학적 분석을 한 결과 L. lactis와 99% 상동성을 보였다. 또한 김치에서 분리한 L. sp. KD 28이 생산하는 박테리오신은 acetonitrile, isopropanol, methanol, chloroform 및 acetone 등의 유기용매 최종 농도 50%에서 항균활성은 영향을 받지 않았다. 열 안정성의 경우 $80^{\circ}C$까지 한 시간의 열처리에 안정하였으나 $100^{\circ}C$에서는 20분 이상의 열처리에 의해 항균활성이 감소하여 50분간 열처리할 경우 항균활성이 나타나지 않았다. 또한 이 박테리오신은 그람 음성보다는 양성 세균인 M. luteus IAM 1056, L. delbrueckii subsp. lactis KCTC 1058, E. faecium KCTC 3095, B. cereus KCTC 1013, B. subtilis KCTC 1023, S. aureus subsp. aureus KCTC 1916, B. megaterium KCTC 1098, B. sphaericus KCTC 1184 및 L. ivanovii subsp, ivanovii KCTC 3444 등에 대해서 항균활성을 보였다. 박테리오신을 SP-Sepharose 이온교환크로마토그래피로 부분 정제한 후 RP-HPLC 를 통해서 최종적으로 정제하여 tricine-SDS-PAGE를 통해 분자량을 확인한 결과 약 3.4 kDa로 나타났다.

• 농약과학회지
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• 제17권4호
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• pp.379-387
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• 2013

지자체에서 배양하여 보급되고 있는 농업미생물 활용을 증진할 목적으로 18개 농업기술센터에서 51종의 미생물을 수집하여 작물생장촉진 및 식물병 방제와 관련한 기능성인 항균활성, 인산가용화, IAA 및 siderophore 생성능력, 질소고정능력, 가수분해활성을 비교 조사하여 최종적으로 항균활성이 우수하고 다양한 농업적 기능을 보이는 Panenibacillus polymyxa CW균주를 선발하였다. P. polymyxa CW균주는 벼 도열병균, 고추 탄저병균, 채소류 시들음병균, Phomopsis sp., 양파 검은곰팡이병균, 잘록병균(Rhizoctonia solani) 및 고추 역병균에 대하여 높은 항균활성을 보였다. 시험 병원균 중 잘록병균을 제외한 모든 병원균에 대하여 P. polymyxa CW균주는 농과원에서 보유하고 있는 P. polymyxa AC-1보다 높은 항균활성을 보였다. P. polymyxa CW균주는 항균활성 외에도 siderophore 생성, IAA 생성 및 질소고정 능력이 우수한 것으로 나타났다. P. polymyxa CW균주의 siderophore 생성능력은 P. polymyxa AC-1과 비슷하였으나 IAA 생성이나 질소고정능력은 P. polymyxa AC-1보다 우수하였다. 그러나 가수분해능력에 있어서는 P. polymyxa CW균주와 P. polymyxa AC-1균주 모두 활성을 보이지 않았다. 고추 흰가루병을 대상으로 P. polymyxa CW균주를 농도별로 처리하고($10^8$, $10^7$. $10^6$ cfu/ml) 처리 후 10일에 병 억제효과를 조사하였을 때, 가장 높은 농도처리에서 병 발생을 68.3%까지 억제하였다. P. polymyxa CW균주의 처리농도가 감소됨에 따라 병 방제효과도 비례해서 감소되었다. 또한 토마토 흰가루병에 대하여 P. polymyxa CW균주 배양액을 $10^6$, $10^7$, $10^8$ 농도로 희석하여 처리하고 7일 후에 병 발생정도를 조사한 결과, 무처리의 병반면적율이 56.3%인데 비하여 0.03, 19.5, 45.7%로 병 발생을 현저히 억제하는 것으로 나타났다. 고추 흰가루병의 경우처럼 토마토 흰가루병에 대한 P. polymyxa CW균주의 방제효과도 처리농도에 비례하는 것으로 나타났다. P. polymyxa CW균주는 고추 및 토마토 흰가루병에 대하여 높은 방제효과를 보였으며, 방제효과가 밀도에 좌우되는 것으로 나타나 시험한 두가지 흰가루병 방제에 대한 작용기작은 항생작용으로 추측되며 효과적인 병 방제를 위해서는 $10^8$ cfu/ml 이상 농도로 처리해야 할 것으로 생각되었다. 이상의 결과를 근거로 P. polymyxa CW균주는 고추 및 토마토 흰가루병 방제를 위한 유망한 방제제로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 미생물학회지
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• 제20권3호
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• pp.125-133
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• 1982

Mutational experiments were performed to imporve the cellulase productivity of Aspergillus phoenicis KU175, isolated from the southern part of Korea, as a high cellulase producer. By treatment ultra-violet light nad 4-NQO(4-Nitroquinoline-N-Oxide), mutation waas induced, and treatment ultra-violet light and 4-NQO (4-Nitroquinoline-N-Oxide), mutation was induced, and A.phoenicis KU175-115 was finally selected for its highest avicelase production. Avicelase production of the mutant was increased about 2 times compared with those of the wild strain. However, activities of other hydrolytic enzymes, such as amylase, protease and nuclease, of the mutant strain didn't show a marked difference compared with those of the nuclease, of the mutant strain didn't show a marked difference compared with the wild strain, except slight increase in ribonuclease activity and slight decrease in glucoamylase activity. Avicelases from the mutant strain selected were purified from wheat bran culture by successive salting out, followed by dialysis and column chromatography, and their charcteristics were compared with thosw of the wild strain. Avicelase was separated into three peaks in the mutant strain as well as in the case of wild strain. Avicelase II activity of the mutant strain was prominently higher than that of the wild strain, while avicelase I and III activities of those were equivalent. The optimal pH ranges and stability of avicelase II from the mutant strain were pH4-5 and pH3.5-6.0, respectively, as well as in the case of the wild strain. The optimal temperature and thermal stability of avicelase II from the mutant strain were $40{\sim}50^{\circ}C\;and\;20{\sim}55^{\circ}C$, respectively. These results were same as those of the wild strain. By the using of Eadie-Hofastee plot, $K_m\;and\;V_{max}$ of avicelase II from the mutant and the wild strain were calculated to be 2.29mg/ml and $4.84{\mu}g$ reducing sugar as glucose per min equally, from the line fitted to the data by the least square method. Activity of avicelase II from the mutant strain was slightly activated by $Mg^{++}\;but\;inhibited\;by\;Cu^{++}, \;Mn^{++}\;and\;Zn^{++}$, as well as in the case of the wild strain. Therefore, it was concluded that the mutant didn't induce the formation of another avicelase isozyme, or the changes in the properties of avicelase, but induce the changes in the productively of the same avicelase II by the action of regulatory gane.

• 한국환경농학회지
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• 제27권3호
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• pp.260-266
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• 2008

시설 유기농 포도 재배지에서 공중 질소 고정과 잡초 억제를 목적으로 도입할 수 있는 월동 녹비가 녹비 생육 초기인 봄에 토양 미생물 활성과 다양성에 미치는 효과를 검토하기 위하여 헤어리 베치,자운영,레드 클로버를 녹비로 파종한 후 효소 활성과 토양 미생물 군락의 기질 이용성 및 인지질 지방산 차이에 의한 토양 미생물 다양성을 조사하였다. 탈수소효소 활성과 FDA 수화도에 의한 미생물 활성으로 측정한 토양 미생물 활성은 처리간에 차이가 없었다. Biolog Ecoplate의 평균 색도 변화는 레드 클로버가 대조구에 비하여 높았다. Biolog EcoPlate에 의한 토양 미생물 군락의 기질 이용성은 자운영 처리구가 헤어리 베치구 및 레드 클로버 처리구와 뚜렷이 구분되었다. 그리고 미생물 군락의 기능적 다양성 지수는 헤어리 베치구가 대조구 보다 유의성 있게 높았다. 인지질 지방산 구성에 의한 미생물 군락의 차이를 주요인 분석으로 분석한 결과 자운영이 대조구와 현저히 구분되었고 녹비 처리구 간에는 차이가 없었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권6호
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• pp.937-945
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• 2020

N-acyl-homoserine lactone (AHL)-mediated quorum sensing (QS) plays a major role in development of biofilms, which contribute to rise in infections and biofouling in water-related industries. Interference in QS, called quorum quenching (QQ), has recieved a lot of attention in recent years. Rhodococcus spp. are known to have prominent quorum quenching activity and in previous reports it was suggested that this genus possesses multiple QQ enzymes, but only one gene, qsdA, which encodes an AHL-lactonase belonging to phosphotriesterase family, has been identified. Therefore, we conducted a whole genome sequencing and analysis of Rhodococcus sp. BH4 isolated from a wastewater treatment plant. The sequencing revealed another gene encoding a QQ enzyme (named jydB) that exhibited a high AHL degrading activity. This QQ enzyme had a 46% amino acid sequence similarity with the AHL-lactonase (AidH) of Ochrobactrum sp. T63. HPLC analysis and AHL restoration experiments by acidification revealed that the jydB gene encodes an AHL-lactonase which shares the known characteristics of the α/β hydrolase family. Purified recombinant JydB demonstrated a high hydrolytic activity against various AHLs. Kinetic analysis of JydB revealed a high catalytic efficiency (k_cat/K_M) against C4-HSL and 3-oxo-C6 HSL, ranging from 1.88 x 10⁶ to 1.45 x 10⁶ M^-1 s^-1, with distinctly low K_M values (0.16-0.24 mM). This study affirms that the AHL degrading activity and biofilm inhibition ability of Rhodococcus sp. BH4 may be due to the presence of multiple quorum quenching enzymes, including two types of AHL-lactonases, in addition to AHL-acylase and oxidoreductase, for which the genes have yet to be described.