• Journal of Animal Science and Technology
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• 제50권3호
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• pp.429-436
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• 2008

사료곡물의 효율적 이용을 목적으로 cellulase 및 xylanase를 분비하는 미생물을 분리한 후 가장 생산성이 높은 균주를 선발하였다. 선발된 DK42 균주의 형태, 당 이용성 및 16S rRNA 유전자 서열분석 등을 통해 동정한 결과, Bacillus licheniformis에 속하는 것으로 나타났으므로 선발한 균주를 B. licheniformis DK42로 명명하였다. B. licheniformis DK42가 분비하는 cellulase 효소 활성은 대수생장기 중반부터 급격히 증가하였고, 균의 생장이 정체기에 이르면 효소의 활성도 더 이상 증가하지 않는 것으로 나타났다. 한편, xylanase 효소 활성은 세포 생장과 더불어 대수생장기 초기부터 지속적으로 증가하였으며, 대수생장기 후반에 최대 활성을 나타내고 효소 활성이 더 이상 증가하지 않는 것으로 나타났다. Cellulase 활성의 경우에는 최적 온도가 45℃이었고 10℃의 저온에서도 최대 활성의 50% 정도의 활성을 나타내었으며, xylanase는 cellulase 보다 약간 높은 55℃에서 최고 활성을 나타내었다. 한편, 두 효소의 열안정성을 조사한 결과, cellulase는 45℃에서는 2시간 후에도 효소의 활성이 안정하게 유지되었으나, xylanase는 45℃에서도 약간 이상의 온도에 방치한 경우에는 시간의 경과에 따라 효소의 활성이 점진적으로 감소하였다. 두 효소의 최적 pH를 조사한 결과, 두 효소 모두 pH 6.0에서 최대의 효소 활성을 나타내었으며, cellulase 활성은 pH 5.0부터 pH 8.0까지 상대적으로 넓은 범위에서 활성을 유지한 반면, xylanase 활성의 경우에는 pH 5.0 이하 또는 pH 8.0 이상에서는 활성이 급격히 저하되었다. Ⅴ. 사 사이 연구는 2006년도 단국대학교 대학연구비의 지원으로 연구된 것으로 이에 감사드립니다

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권2호
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• pp.98-103
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• 2012

경기도 일대에서 수집한 메주 시료에서 지질분해 활성을 나타내는 균주 Y124를 분리하여 동정한 결과 Yarrowia lipolytica와 100% 상동성을 보였다. 분리 균주가 생산하는 lipase의 조효소에 대한 일반적인 특성을 조사한 결과, 탄소원으로 olive oil을 단독으로 사용한 YPO 배지에서 8시간 배양하였을 때 lipase 활성이 가장 높게 나타났다. YPD 배지에서는 lipase 활성이 거의 없었으며, olive oil과 glucose를 모두 포함하는 YPDO 배지에서는 lipase 활성이 YPO 배지 보다 낮았다. 그리고 olive oil 농도에 따른 lipase 활성을 측정한 결과, olive oil 무첨가보다 0.7% 첨가하여 8시간 배양했을 때 lipase 활성이134 U/mL으로 가장 높게 나타나 lipase의 생산이 olive oil의 첨가에 의해 유도되는 것으로 생각된다. 생육온도에 따른 lipase 활성 측정한 결과, $30^{\circ}C$에 배양하였을 때 배양 8시간에 가장 높은 활성이 나타났고, $25^{\circ}C$와 $37^{\circ}C$에 배양하였을 때는 배양 12시간에 활성이 가장 높게 나타났으며, Y124균주의 lipase 활성 최적 온도는 $30^{\circ}C$로 나타났다. 그리고 lipase의 기질 친화도를 확인한 결과 Y124균주가 생산하는 lipase의 경우 p-nitrophenyl octanoate ($C_8$)에서 가장 높은 활성이 나타났다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권5호
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• pp.721-726
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• 2012

본 연구는 김치 내에서 균들의 생육을 조절하고 김치의 저장성과 안전성을 향상시키고자 김치로부터 항균활성이 우수한 박테리오신 생산 유산균을 동정 및 박테리오신의 특성을 확인하고자 하였다. 그 결과 항균활성이 뛰어난 $Lb.$ $sakei$ B16을 선발하였고 이 균주에서 생산되는 박테리오신은 pH와 열에 안정하고 일반적으로 박테리오신이 그람 양성균을 저해하는 것에 비해 본 연구에서 분리한 박테리오신은 그람 음성 유해균을 저해하여 넓은 저해 범위를 갖는 장점이 있다. 반면, trypsin, proteinase K, ${\alpha}$-chymotrypsin을 처리하였을 때 항균 활성이 저하되는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 분리한 박테리오신은 다양한 환경 변화에서 안정하고 체내에 섭취되었을 때 단백질 가수분해 효소에 의해 분해됨으로써 인체에 영향을 주지 않을 것으로 생각된다. 또한 sakacin P cluster 염기서열 정보를 이용하여 $Lb.$ $sakei$ B16에서 박테리오신 유전자의 존재를 확인하였다. 본 연구를 통해 유산균이 생산하는 박테리오신을 이용하여 김치 제조 산업에서 스타터로 개발하여 김치 내에서 미생물의 생육을 조절하고 김치의 저장성과 품질을 향상시킬 수 있을 것이라 기대된다.

• KSBB Journal
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• 제25권5호
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• pp.429-436
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• 2010

본 연구는 선행연구에서 얻은 keratinase 효소의 활성이 높은 균주 Bacillus subtilis SMMJ-2를 UV 조사에 의해 개량하여 mutant No. 2를 얻었으며, keratinase의 생산성 향상을 위한 최적 탄소원, 최적 질소원의 조건 하에서 본 효소를 대량생산하여 정제하고, 야생주와 변이주 간의 효소활성의 변화 및 정제된 효소 간의 효소화학적인 성질을 비교하였다. Mutant No. 2의 keratinase 생산을 위한 최적 탄소원과 질소원은 각각 glucose와 soybean meal로 나타나, 야생주의 경우와는 최적 질소원을 달리했으며, 효소활성에 있어서는 야생주보다 40% 정도 상승하였다. 변이주의 효소가 야생주의 효소보다 높은 배양온도에 대하여 더 안정적인 활성으로 생산되며, 효소 생산을 위한 최적 pH는 7.0으로, 비교적 효소생산이 가능한 pH 영역대은 6~9로 나타났다. Bacillus subtilis SMMJ-2와 mutant No. 2에서 생산된 keratinase는 DEAEsephacel 크로마토그래피법와 겔여과 크로마토그래피법으로 최종 정제되었다. 정제과정 중 DEAE-sephacel 크로마토그래피 상에서 나타나는 2개의 효소피크는 Bacillus subtilis SMMJ-2의 메인 효소피크의 위치와 mutant No. 2에서의 메인 효소피크의 위치가 전환되어 나타났다. SDS-PAGE 상에서의 각각의 효소 분자량은 B. subtilis SMMJ-2의 경우에 28 kDa, mutant No. 2의 경우에 42 kDa 로 추산되었다

• 생명과학회지
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• 제29권2호
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• pp.158-163
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• 2019

이 연구의 목적은 agarase를 생산하는 새로운 해양 박테리아를 분리하는 것이다. Agarase는 agarose를 가수분해하여 다양한 생리활성을 가지는 agarooligosaccharides 또는 neoagarooligosaccharides를 생성할 수 있다. 전라남도의 여수연안에서 채취한 해수로부터 DH-3 균주를 분리하였다. DH-3 균주는 16S rDNA 서열분석을 통하여 Persicobacter sp. DH-3로 명명하였다. 세포 외로 분비된 효소는 Persicobacter sp. DH-3의 배양액으로부터 얻었으며, 특성연구에 사용하였다. 20, 30, 40, 50, 60 및 $70^{\circ}C$에서의 온도별 상대활성은 각각 50, 55, 70, 100, 90 및 50%였다. pH 5, 6, 7 및 8에서의 pH별 상대활성은 각각 75, 100, 90, 75%였다. 본 효소는 20 mM Tris-HCl 완충액에서 pH 6.0 및 $50^{\circ}C$에서 최대활성을 나타내었다. 본 효소는 한천이 액체상태로 존재하는 $50^{\circ}C$에서 최대활성을 나타내었으므로 산업적으로 유용한 효소로 판단된다. 본 효소는 20, 30 및 $40^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리하여도 80% 이상의 잔존활성을 보였다. TLC 분석결과, Persicobacter sp. DH-3 균주의 한천분해효소는 네오한천올리고당인 neoagarohexaose와 neoagarotetraose를 생성하였으므로 ${\beta}$-agarase로 확인되었다. Zymogram 분석결과, Persicobacter sp. DH-3는 적어도 45, 70 및 140 kDa 크기의 3종류 이상의 한천분해효소를 생산하는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로, Persicobacter sp. DH-3 유래 agarase는 기능성을 가진 neoagarooligosaccharides의 생산에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제21권10호
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• pp.1370-1376
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• 2011

고세균 Sulfolobus acidocaldarius의 기능유전체학 연구를 위하여 피리미딘 생합성 유전자군의 pyrEF 유전자에 근거한 피리미딘 영양요구주를 구축하였다. 원균주는 정상적인 pyrEF 존재하에서 5-fluoroorotic acid를 첨가하면 성장이 불가능하나 피리미딘 영양요구주는 성장이 가능한 원리를 활용하였다. 자외선을 이용하여 얻어진 5-FOA 첨가에 저항성을 갖는 돌연변이주를 얻었으며, 두 돌연변이주 KH1U와 KH2U는 각각 pyrE 유전자 부분의 점돌연변이와 삽입돌연변이를 갖는 돌연변이주임을 알 수 있었다. 이 두 돌연변이 균주는 5-FOA의 첨가에 의하여 이 세포를 사멸시킬 수 있는 능력이 사라짐을 확인하였다. 정상적인 pyrEF 유전자를 갖는 Sulfolobus-E. coli 플라스미드를 이용하여 보완실험을 수행한 결과 KH2U 돌연변이주는 다시 5-FOA에 대한 저항성을 잃어버렸으며, 배지내에 피리미딘의 첨가가 없어도 생존할 수 있는 능력을 보여주는 원균주와 같은 표현형으로 회귀함을 확인하였다. 이 연구는 차후 고세균 Sulfolobus acidocaldarius의 유전자 불활성화를 통한 유전학연구에 효율적인 도구로 사용되기에 유용한 연구로 생각된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제43권2호
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• pp.86-94
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• 2000

대두 단백질의 효소적 가수분해에 의한 분해물의 맛과 향을 개선시킬 수 있는 효소적 가수분해 system을 확립하기 위하여, 전통메주로부터 대두단백질 분해능이 우수한 균주를 분리하여, 분해 양상이 상이한 효소를 생산하는 곰팡이와 세균 3균주를 선별하여 동정을 실시하였다. 단백질 분해능이 우수한 균주 중 곰팡이 M4는 leucine 활성이, 곰팡이 M5는 azodye 활성이 높았으며, 세균은 leucine활성이 가장 낮은 B16을 선별하여 효소의 작용에 의한 대두 단백의 분해 양상이 상이한 균주로 분리하였다. 분리한 곰팡이 M4는 배양배지에서 균사는 백색이었으며 균핵은 흰색에서 검은 색으로 변화하였다. Slide배양 결과, 분생자두는 방사형이었고, 정낭은 곤봉형이었다. 분생자는 반구형으로 기경자와 단경자가 존재하였다. 분생자병은 무색으로 매끈한 표면이었다. 분류학상 Aspergillus oryzae(ahlburg)종의 특징과 유사하여 이 종으로 분류 동정하고 Aspergillus oryzae M4로 명명하였다. 곰팡이 M5는 MEA배지에서 흰색과 검은색의 균사가 혼재되어 있었다. Slide배양 결과, 회녹색의 균총과 긴(7 mm) 포자낭병이 존재하였다. 포자낭은 회갈색이었고, 큰 포자낭과 기저막에서 작은 포자낭들이 떨어져 나오는 형태를 보였다. 중축은 구형으로 절단된 유리질의 형태이었고, 포자낭 포자는 직경이 작은$(80\;{\mu}m)$ 타원형이었다. 따라서 분류학상 접합균의 Mucor circinelloides의 종과 유사하여 이 종으로 분류 동정하고 Mucor circinelloides M5라 명명하였다. 세균 B16은 백색의 불투명한 colony로서 circular, lobate한 형태였고, 간상형으로 내생포자를 함유하였다. 또한, gram염색, catalase, oxidase, ${\beta}-glucosidase$, V-P test 등에서 양성이었고, D-fructose, ${\alpha}-D-glucose$, maltose, D-mannose, D-raffinose, stachyose, sucrose등의 이용성이 있었다. B16의 형태학적, 생리학적인 특징의 결과, Bacillus megaterium의 특징과 일치하였다. 그러나, 균체 지방산은 Paenibacillus marcerans의 균종과 유사하여 B16은 더 자세한 동정방법과 분류체계를 통해 명확한 동정이 필요하리라 사료되었다. 따라서 B16은 잠정적으로 Bacillus megaterium B16이라 명명하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권2호
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• pp.220-229
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• 2009

본 연구에서는 Phellinus linteus 균사체의 액상배양을 통한 면역증강 생리활성 효능의 단백다당체 생산공정을 개발하기 위한 시도로서, 우선 생산균체의 원형질체 형성을 통한 고생산성 균주를 개발하고자 하였으며, 발효기 액상배양 시 최적 배양형태의 유도를 통해 균사체와 단백다당체의 생산성을 극대화하고자 하였다. 본 연구실에서 채취한 생산 균주를 ITS rDNA sequencing 방법과 blast search 방법에 의해 조사한 결과 다양한 Phellinus linteus 종들과 99.67% 이상의 유사성 확인되어, 이 균주를 Phellinus linteus라고 최종적으로 동정할 수 있었다. 이 동정된 균주로부터 균주 개량을 시도하기 위해 Phellinus linteus 균사체로부터 대량의 원형질체 형성 및 재생에 의한 단일 콜로니 획득 방법을 개발함으로써 균주를 신속하게 개량할 수 있었다. Sorbitol을 이용한 banding filtration 방법을 이용하여 원형질체를 회수한 결과 $10^5{\sim}10^6\;protoplasts/ml$를 얻을 수 있었으며, 원형질체 재생률은 $10^{-2}{\sim}10^{-3}$로 나타났다. 균주개량을 위해 원형질체 재생배지와 고체배양배지에서 고성장성 및 고안정성을 보이는 균주들을 지속적으로 대량 선별하여, 액상 생산배양을 수행하였다. 그 결과 균사체량은 13~15 g/L로 대부분 비슷하게 자랐으며, 조단백다당체의 함량 또한 5.8~6.4%로 거의 비슷하게 분포하는 것으로 나타났는데, 이로부터 고체배양배지에서 빠른 성장속도를 보여주는 균주들이 대부분 액상 생산배양에서도 고생산성 및 고안정성을 보여주는 것을 확인할 수 있었다. 한편 Phellinus linteus 균사체의 경우 조단백다당체의 함량이 세포 무게당 거의 일정한 양을 함유하고 있는 것으로 확인되었으므로, 조단백다당체의 생산성을 증가시키기 위해서는 최종 생산배양에서의 균체량 증가가 가장 중요한 것으로 판단되어, 균사형성 고등균류의 균사체 배양 시 균체량 증가에 가장 중요한 요인 중의 하나인 생산균주의 배양형태적 특성에 대해 집중적으로 조사하였다. 균주개량 실험을 통해 고생산성 균주로 최종 결정된 AR147 균주를 이용해서 다양한 배양조건에서 발효조 배양을 수행한 결과, 최종 생산발효조로의 접종원이 고농도의 균사모양인 경우에 생산균주의 배양형태가 매우 작은 compact한 펠렛 모양(대부분 직경 0.5 mm 이하)을 유지하는, 이상적인 균사체 액상배양 공정이 이루어지는 것으로 확인되었다. 즉 생산 발효조배양에서 직경 0.5 mm 이하의 compact한 펠렛 모양의 배양형태가 유도되었을 경우, lag phase 시간의 획기적 감소와 1.5배 이상의 높은 세포비성장속도로 인해, 최종 균사체생산성이 다른 배양형태를 유도한 경우에 비해 약 3.3배 더 높은 주목할 만한 배양결과를 얻을 수 있었다. 이로부터 균사 형성 Phellinus linteus의 산업용 발효조 배양 시, 각 배양단계에서의 생산균체의 배양형태가 최종 균체생산성, 궁극적으로는 최종 단백다당체의 생산성에 심각한 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 농약과학회지
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• 제20권4호
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• pp.380-387
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• 2016

인삼 모잘록병을 일으키는 병원균의 생물적 방제제 개발을 위하여 인삼 근권 토양으로 부터 500종의 미생물을 분리하였다. 인삼모잘록병원균을 대상으로 항균활성을 검정한 결과, 항균활성이 우수한 균주 3종을 선발하였다. 선발한 균주를 대상으로 항생물질과 세포벽분해효소 생성능력을 조사하였으며, fengycin, bacillomycin D, surfactin, iturin A와 zwittermicin A와 같은 리포펩타이드 생합성 유전자 유무를 조사하였다. ES1과 ES3 균주에서 iturin A와 surfactin 생합성 유전자를 확인하였으며, 세포벽 분해효소 생성능을 확인한 결과 선발한 모든 균주에서 cellulase, pectate lyase, protease를 생성하였다. 16S rRNA 염기서열 분석에 기반하여 계통도를 분석한 결과 ES1 균주와 ES3 균주는 Bacillus methylotrophucus로 확인되었으며, ES2는 B. amyloliquefaciens로 동정되었다. 포장실험 결과 ES1, ES2, ES3 처리구에서 각각 32.4%, 46.8%, 36.7%의 방제효과를 보였다. 이러한 결과로부터 항균활성과 세포벽 분해 효소 생성능이 우수한 길항균주를 선발하였으며, 향후 포장실험과 제형화 개발 등을 통해 인삼모잘록병 방제를 위한 생물적 방제제로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제60권1호
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• pp.79-86
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• 2017

토양 내에 존재하는 미생물은 다양한 종류의 다당류 분해 효소들을 생산함으로써 토양의 비옥도 증진뿐만 아니라 토양내의 생태계를 건전하게 유지하게 위해 중요한 역할을 한다. 본 연구는 경남과학기술대학교에 위치한 쥬라기숲에서 0.4 % carboxymethyl cellulose와 0.01 % trypan blue가 첨가된 LB agar plate를 이용하여 CMCase와 xylanase를 생산하는 박테리아를 분리하였다. 16S rRNA 유전자 염기서열 분석과 API kit 분석을 바탕으로 분리된 박테리아는 Bacillus 종에 속하는 것으로 동정되었으며, Bacillus sp. GJY으로 명명하였다. Bacillus sp. GJY에서 CMCase와 xylanase의 활성을 책임지고 있는 단백질을 알아보기 위하여 Zymogram 분석을 실시하였다. 그 결과 CMCase의 경우 약 28 kDa 크기에 xylanase의 경우 약 25 kDa 크기에 활성밴드가 하나씩 존재하였다. Bacillus sp. GJY의 최적 생장온도는 $37^{\circ}C$이었으며, CMCase와 xylanase의 활성은 배양 후 12시간에 최고에 달하였다. CMCase의 경우 pH 5.0, 온도 $40^{\circ}C$에서 최적의 활성을 보인 반면, xylanase는 pH 4.0, $40^{\circ}C$에서 최적의 활성을 보였다. CMCase와 xylanase 모두 40, $50^{\circ}C$에서는 열 안정성을 보였지만, $60^{\circ}C$ 이상에서는 두 효소의 열 안정성이 급격하게 감소하는 경향을 보였다.