• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권4호
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• pp.430-436
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• 2022

Platycosides, Platycodi radix (Platycodon grandiflorus root) saponins, are used as food supplements and exert diverse pharmacological activities. Deglycosylation of saponins enhances their biological efficacy, and deglycosylated platycosides are produced mainly through enzymatic hydrolysis. However, the types of available deglycosylated platycosides remain limited because of a lack of hydrolyzing enzymes that can act on specific glycosides in glycosylated platycosides. In this study, a crude enzyme from Aspergillus tubingensis converted platycoside E (PE) and polygalacin D₃ (PGD3) into deglucose-apiose-xylosylated (deGAX)-platycodin D (PD) and deGAX-polygalacin D (PGD), respectively. The products were identified through LC/MS analysis by specifically hydrolyzing all glucose residues at C-3, and apiose and xylose residues at C-28 of platycoside. The hydrolytic activity of the crude enzyme obtained after the cultivation of the fungus using citrus pectin and corn steep solid as carbon and nitrogen sources, respectively, in culture medium was increased compared with those using other carbon and nitrogen sources. The crude enzyme from A. tubingensis was the most effective in producing deGAX platycoside at pH 5.0 and 60℃. The crude enzyme produced 0.32 mg/ml deGAX-PD and 0.34 mg/ml deGAX-PGD from 1 mg/ml PE and 1 mg/ml PGD3 (at pH 5.0 and 60℃) for 12 and 10 h, with productivities of 32.0 and 42.5 mg/l/h and molar yields of 62.1 and 59.6%, respectively. To the best of our knowledge, this is the first study to produce deGAX platycosides from glycosylated platycosides.

• 미생물학회지
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• 제45권2호
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• pp.119-125
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• 2009

동토지대 거대 담수호에 서식하는 종속영양세균 군집의 생태학적 기능을 파악하기 위하여, 몽골 북부의 동토지대 경계에 위치한 스굴 호수에서, 전체 세균군집의 구조와 유기물질을 분해할 수 있는 미생물 군집의 구조를 수심별로 비교 분석하였다. 환경인자 분석결과, 수심 5~10 m 사이에서 thermocline과 chemocline이 관찰되었다. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE)로 전체 세균군집의 구조를 수심별로 비교한 결과 0~5 m 사이에서 군집구조의 변화가 컸고, 10 m 이상에서는 Acidovorax facilis를 위주로 비교적 안정된 군집을 형성하였다. $10^{\circ}C$에서 고분자 유기물 분해 활성도(protease, cellulase, amylase, lipase)가 높은 균주들을 탐색하여 23개 균주를 선별하였다. 표층수로부터 Acidovorax defluvii와 Sphingobacterium faecium이 분리되었는데 cellulase 활성이 높았다. 수심2 m, 5 m 및 10 m 이상의 시료에서 분리된 세균군집은 각각, Flavobacterium succinicans, Mycoplana bullata, A. facilis가 우점하였다. F. succinicans는 높은 protease 활성을 보였고, 수심 5 m의 M. bullata는 protease와 cellulase 활성이 있었지만, 상대적으로 약한 활성을 보였다. 수심10 m의 A. facilis 균주들은 cellulase 또는 lipase를 서로 배타적으로 발현하였다. 온도별 성장속도를 분석한 결과 표층(0~5m) 세균들은 기회성 호냉성 세균이었고, 심층($\geq$10m)에서 분리된 균주들은 $10^{\circ}C$ 이하에서 성장률이 낮았다. 심층의 저온 빈영양 상태 때문에 심층 세균들간의 경쟁에서 빠른 저온 성장이 요구되지 않고, 상층의 경우 육상 또는 식물 플랑크톤으로부터 영양물질이 공급되므로 저온에서 빠른 성장 속도를 보이는 세균들이 상층에 주로 분포하는 것으로 해석되었다. 따라서 스굴 호수수층에서 관찰된 세균군집의 종 분포와 물질분해 작용의 성층화는, 한냉대 빈영양 담수 호수에서 분해자 군집들의 생태학적 기능이 0~10 m 수심의 표층에 집중됨을 시사하였다.

• 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.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제25권1호
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• pp.66-74
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• 2012

The effects of exogenous fibrolytic enzymes (EFE; a mixture of two preparations from Trichoderma spp., with predominant xylanase and ${\beta}$-glucanase activities, respectively) on colonization and digestion of ground barley straw and alfalfa hay by Fibrobacter succinogenes S85 and Ruminococcus flavefaciens FD1 were studied in vitro. The two levels (28 and 280 ${\mu}g$/ml) of EFE tested and both bacteria were effective at digesting NDF of hay and straw. With both substrates, more NDF hydrolysis (p<0.01) was achieved with EFE alone at 280 than at 28 ${\mu}g$/ml. A synergistic effect (p<0.01) of F. succinogenes S85 and EFE on straw digestion was observed at 28 but not 280 ${\mu}g$/ml of EFE. Strain R. flavefaciens FD1 digested more (p<0.01) hay and straw with higher EFE than with lower or no EFE, but the effect was additive rather than synergistic. Included in the incubation medium, EFE showed potential to improve fibre digestion by cellulolytic ruminal bacteria. In a second batch culture experiment using mixed rumen microbes, DM disappearance (DMD), gas production and incorporation of $^{15}N$ into particle-associated microbial N ($^{15}N$-PAMN) were higher (p<0.001) with ammoniated (5% w/w; AS) than with native (S) ground barley straw. Application of EFE to the straws increased (p<0.001) DMD and gas production at 4 and 12 h, but not at 48 h of the incubation. EFE applied onto S increased (p<0.01) $^{15}N$-PAMN at 4 h only, but EFE on AS increased (p<0.001) $^{15}N$-PAMN at all time points. Prehydrolysis increased (p<0.01) DMD from both S and AS at 4 and 12 h, but reduced (p<0.01) $^{15}N$-PAMN in the early stage (4 h) of the incubation, as compared to non-prehydrolyzed samples. Application of EFE to barley straw increased rumen bacterial colonization of the substrate, but excessive hydrolytic action of EFE prior to incubation decreased it.

• Applied Biological Chemistry
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• 제40권2호
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• pp.95-100
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• 1997

키틴을 효소적인 방법으로 분해하여 키틴올리고머를 생산할 수 있는 값싸고 안정적인 효소원을 확보하기 위하여 농어, 방어, 대구, 닭 등의 동물체로 부터 키틴분해효소를 탐색하였다. 각 효소원의 장기와 소화액 및 달팽이 ${\beta}-glucuronidase$로 부터 키틴분해활성을 측정한 결과, 대구와 닭은 키틴을 주로 중합도 $3{\sim}5$의 크기로 분해하며 endochitinase의 활성도가 exochitinase활성보다 $7{\sim}10$배 높았다. 달팽이 ${\beta}-glucuronidase$는 키틴을 모두 N-acetylglucosamine으로 분해하였고 닭의 경우 소화기조직과 내용물에서 모두 endochitinase활성이 높았다. 어류중에서 농어는 키틴분해활성을 보이지 않았으며 방어와 대구는 비슷한 수준의 키틴분해활성을 보였다. 이들 효소의 최적pH는 $4{\sim}5$, 최적온도는 $50{\sim}60^{\circ}C$였다. 한편 키토산분해능력은 닭의 소화기내용물과 조직, 대구의 위조직에서 관찰되었으며, 닭 소화기내용물이 가장 높았으나 키틴분해능의 15%에 지나지 않았으며 그 다음은 달팽이의 ${\beta}-glucuronidase$로 닭 소화기내용물의 키토산분해능력의 약 30% 활성을 보였다. 키틴올리고머의 생산을 위한 가장 적합한 효소원으로 exochitinase활성이 적고, endochitinase활성이 높으며 값이 저렴하고 안정적인 공급이 가능한 닭의 소화기가 적합한 것으로 사료되었다.

• 미생물학회지
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• 제51권2호
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• pp.97-107
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• 2015

육상과 수계의 전이지대에 위치한 습지는 빈번한 침수, 육상생태계로부터의 영양염류의 유입, 수계와 토양에 적절하게 적응된 식생의 존재 및 토양 내 산소 결핍과 같은 독특한 특징을 가지고 있다. 이러한 생지화학적 특성과 독특한 식생의 존재는 유기물의 분해과정에 물리적 화학적 영향을 미치고 있는데, 특히 미생물에서 생산되는 체외효소 활성도는 유기물의 분해 과정과 관련을 맺고 있다. 체외효소는 고분자 유기물을 간단한 형태의 유기탄소, 무기 질소, 인, 황으로 분해하여 미생물과 식물이 용이하게 이들 영양물질을 흡수할 수 있도록 도움을 주기 때문에, 체외효소에 대한 연구는 습지 토양 내에서의 유기물 분해와 물질순환의 기작을 이해하는 데 필수적인 요소이다. 본 연구는 습지 토양 내 ${\beta}$-glucosidase, ${\beta}$-N-acetylglucosaminidase, phosphatase, arylsulfatase, phenol oxidase와 같은 체외 효소활성도에 영향을 미치는 물리적 생지화학적 요소가 무엇인지 문헌연구를 통하여 고찰하였다. 물리적 요소로써, pH와 유기물의 입자 크기는 체외효소 활성도에 크게 영향을 미치지 않았으나, 온도에 대한 영향은 미생물의 극한 온도에서의 적응성 정도에 따라 다양하게 나타났다. 화학적 요소로써, 탄소, 질소, 인의 첨가는 습지 토양의 영양상태, C:N 비율과 제한 요소, 및 체외효소의 종류에 따라 그 영향이 다양하게 발현되었다. 특히, 유기물의 기질 특성(Substrate quality)은 다른 어떤 요소보다도 체외효소 활성도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 연구 과제로써는 기후 변화와 질소 침적의 증가에 따른 효소 활성도의 변화 및 분자생물학적 접근을 통한 미생물 군집과 체외효소 기능간의 관계를 규명하는 연구가 필요하다. 또한, 습지 토양내 체외효소 활성도를 극대화 할 수 있는 환경을 조성함으로써, 앞으로 습지 토양이 오염물질을 제거하고 습지의 생태학적 기능을 최대화 할 수 있는 연구가 요구된다.

• Near Infrared Analysis
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• 제2권1호
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• pp.59-66
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• 2001

Nowadays, medical diagnostics is efficiently supported by clinical chemistry and near infrared spectroscopy is becoming a new dimension, which has shown high potential to provide valuable information for diagnosis. The investigation was carried out to study the influence of mammary gland inflammation, called mastitis, on cow´s milk spectra and milk composition measured by near infrared spectroscopy (NIRS). Milk somatic cell counts (SCC) in milk were used as a measure of mammary gland inflammation. Naturally occurred variations with milk composition within lactation and in the process of milking were included in the experimental design of this study. Time series of unhomogenized, raw milk spectral data were collected from 3 cow along morning and evening milking, for 5 consecutive months, within their second lactation. In the time of the trial, the investigated cows had periods with mammary gland inflammation. Transmittance spectra of 258 milk samples were obtained by NIRSystem 6500 spectrophotometer in 1100-2400 nm region. Calibration equations for the examined milk components were developed by PLS regression using 3 different sets of samples: samples with low somatic cell count (SCC), samples with high SCC and combined data set. The NIR calibration and prediction of individual cow´s milk fat, protein, and lactose were highly influenced by the presence of mil samples from animals with mammary gland inflammation in the data set. The best accuracy of prediction (i.e. the lower SEP and the higher correlation coefficient) for fat, protein and lactose was obtained for equations, developed when using only “healthy” samples, with low SCC. The standard error of prediction increased and correlation coefficient decreased significantly when equations for low SCC milk were used to predict examined components in “mastitis” samples with high SCC, and vice versa. Combined data set that included samples from healthy and mastitis animals could be used to build up regression models for screening. Further use of separate model for healthy samples improved milk composition measurement. Regression vectors for NIR mild protein measurement obtained for “healthy” and “mastitic” group were compared and revealed differences in 1390-1450 nm, 1500-1740 nm and 1900-2200 nm regions and thus illustrated post-secretory breakdown of milk proteins by hydrolytic enzymes that occurred with mastitis. For the first time it has been found that monitoring the spectral differences in water bands at 1440 nm and 1912 nm could provide valuable information for inflammation diagnosis.

• 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.

• Applied Biological Chemistry
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• 제42권4호
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• pp.324-329
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• 1999

엿기름의 적정 제조조건을 설정하기 위하여 발아조건를 달리하여 제조한 엿기름의 ${\beta}-glucanase$, ${\alpha}-amylase$ 및 ${\beta}-amylase$의 활성을 조사하였다. 보리는 발아가 진행됨에 따라 ${\beta}-glucanase$의 활성이 증가하였으며, 이로 인해 세포벽의 주요 구성다당류인 ${\beta}-glucan$이 분해되어 감소하였다. ${\beta}-Glucanase$ 활성은 $15^{\circ}C$의 발아온도에 비해 $18^{\circ}C$와 $21^{\circ}C$에서 발아초기에 급격히 증가하였으며 발아 6일경에는 최고값에 달하였다. 6조보리인 올보리의 ${\beta}-glucanase$ 활성이 2조보리인 진양보리에 비해 높게 나타났다. 올보리의 ${\alpha}-amylase$ 활성 역시 진양보리에 비해 현저히 높았으며 6일간의 발아일수에서 증가하는 경향이 있었다. 발아보리의 ${\alpha}-amylase$ 활성은 발아온도 $15^{\circ}C$에서 가장 낮았고 $18^{\circ}C$에서 가장 높았으며 $21^{\circ}C$에서는 약간 감소하였다. ${\beta}-Amylase$는 원맥에서 상당한 활성이 있었으며 발아과정중에 지속적으로 증가하는 경향을 보였다. $15^{\circ}C$에 비해 $18^{\circ}C$와 $21^{\circ}C$에서 발아일수에 따른 ${\beta}-amylase$ 활성의 증가폭이 컸으며 발아 5일 이후부터는 효소활성도에 있어서 크게 변화를 보이지 않았다. 엿기름의 당화력(diastatic power)은 올보리가 진양보리에 비해 $1.4{\sim}1.9$배 정도 높았으며 $18^{\circ}C$에서 $5{\sim}6$일의 발아가 당화력이 가장 우수한 것으로 나타나 발아조건으로서 적합한 것으로 제시되었다.

• 농약과학회지
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• 제2권2호
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• pp.75-82
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• 1998

벼멸구의 카보후란에 대한 저항성 기작을 구명하기 위해 실내에서 카보후란으로 30세대 도태하여 얻은 저항성계통($LD_{50};\;20.3{\mu}g/g$)과 약제를 12년 동안 처리하지 않은 벼멸구 감수성 계통($LD_{50};\;0.3{\mu}g/g$)에 $^{14}C$-카보후란을 처리하여 계통 간 대사물 량의 차이를 조사한 바 카보후란의 대사물인 benzofuran과 TLC의 의해 전개되지 않은 원점 부분은 감수성 계통에서 많았으며, 대사되지 않은 카보후란은 저항성 계통에서 많았다. 이러한 경향은 처리 후 1, 3시간 대사에서도 같은 경향이었다. 이상의 결과로부터 저항성 벼멸구에서 가수 분해 효소의 일종인 에스테라제가 저항성이 발달함에 따라 에스터 결합을 끊는 역할에서 카보후란과의 결합체 역할로 그 기능이 전환되는 것으로 생각되며 이것이 저항성 기작 중 주요한 하나의 요인으로 사료된다. 산화효소와 전이효소는 저항성과 감수성 계통에서 대사물의 양에 차이가 없어 저항성과는 무관한 것으로 생각된다.