• 생명과학회지
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• 제34권5호
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• pp.304-312
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• 2024

가금류 우모는 환경오염 물질이자 병원성 세균의 저장소로 간주되는 축산폐기물이다. 따라서 우모 폐기물을 관리하기 위한 지속 가능하고, 환경친화적인 방법을 개발하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 폐기된 닭의 우모로부터 분리된 Y10 균주를 동정하고, 특성화하기 위하여 수행되었다. Y10 균주는 표현형 및 16S rRNA 유전자 분석을 통해 Bacillus amyloliquefaciens에 속하는 것으로 확인되었다. B. amyloliquefaciens Y10은 곰팡이 세포성분을 분해하는 효소(cellulase, lipase, protease and pectinase), siderophore, 암모니아 및 IAA 생성과 같은 식물 성장 촉진 활성을 나타내었다. 나아가 Y10 균주는 일부 식물병원성 곰팡이의 균사체 생육을 억제할 수 있었다. 기본배지에 탄소원으로 sucrose 0.1%, 질소원으로 casein 0.05%를 첨가한 후, 배지의 pH를 10으로 조정하여 35℃에서 배양했을 때, 실험균주에 의한 우모 분해율은 기본배지 대비 약 2배 증가되었으며, 배양 4일에 우모는 완전히 분해되었다. 또한 실험균주는 개선된 조건에서 오리 우모, 양모, 사람의 손발톱과 같은 다양한 케라틴 기질을 분해할 수 있었다. Y3 균주를 이용하여 조제된 우모 분해산물은 DPPH 라디칼 소거능(EC₅₀ = 0.38 mg/ml)과 SOD 유사활성(EC₅₀ = 183.7 mg/ml)과 같은 항산화능이 있음을 확인하였다. 이 결과는 실험균주는 케라틴 폐기물의 미생물학적 처리뿐만 아니라 농축산 산업에 적용할 수 있는 생물 비료, 생물 농약 및 사료첨가제 개발의 잠재적인 후보가 될 수 있을 시사한다.

• 미생물학회지
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• 제51권3호
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• pp.231-240
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• 2015

본 연구에서는 발효식품으로부터 16종의 공액리놀레산(CLA) 생성 젖산균을 분리하였다. 이들 균주 중, S48 및 P1201 균주는 다른 젖산균들보다 더 높은 CLA를 생성하였다. 두 균주는 형태학적, 생리학적, 화학적 및 분자유전학적 특징에 따라 Lactobacillus plantarum로 동정하였다. pH 2.0 인공위액산에서 4시간 배양 후 이들 균주의 생존율은 각각 59.57% 및 6.22%을 나타내었다. 이들 균주는 $37^{\circ}C$에서 48시간 동안 상이한 자유 리놀레산 함량이 함유되어 있는 8% 탈지분유 배지에서 cis-9, trans-11 및 trans-10, cis-12 CLA 이성체가 생성되었고, 두 CLA 이성체는 48시간 배양 동안 지속적으로 증가하였다. 발효 48시간 후, 증자콩-분말 두유의 CLA 함량은 생콩 및 볶음콩-분말 두유에서 보다 높은 생성능을 보였다. 특히, 증자콩-분말 두유의 CLA 함량은 각각 S48 및 P1201 균주에서 $183.57{\mu}g/ml$ 및 $198.72{\mu}g/ml$ 생성되었다.

• 미생물학회지
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• 제49권1호
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• pp.64-70
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• 2013

온실가루이(Trialeurodes vaporariorum)는 온실에서의 경제적 주요 해충으로, 직접적으로는 작물을 흡즙 가해하여 영양분고갈로 작물을 고사시키고 간접적으로는 많은 식물바이러스를 매개한다. 이러한 온실가루이를 방제하기 위해 최근에 다양한 합성 농약을 사용하고 있지만, 농약의 오남용으로 인해 온실가루이 개체의 저항성이 높아지고 환경오염을 초래하는 문제가 있다. 그리하여 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하고자 온실가루이 사충으로부터 분리된 곤충병원성 곰팡이의 생물학적 특성과 살충성을 조사하였다. 분리된 곤충병원성 곰팡이는 형태학적 조사와 ITS, ${\beta}$-tubulin, EF1-${\alpha}$ 영역의 염기서열을 이용한 분자생물학적 동정을 통하여 Isaria fumosorosea로 동정하였고, I. fumosorosea SDTv로 명명하였다. 그리고 I. fumosorosea SDTv의 온실가루이 약충에 대한 살충력과 포자의 고온, UV-B 안정성, 저온발아력에 대하여 조사 하였다. 살충력 검정은 실험실 조건에서 온실가루이 약충에 대하여 다양한 포자 농도($1{\times}10^5$ - $10^8$ conidia/ml)로 접종한 결과, 7일차에서 84-100%의 살충력을 보였으며 포자 농도가 증가할수록 살충력도 증가하는 양상을 나타내었다. 분리 균주의 포자는 $35^{\circ}C$에서 그리고 0.1 $J/cm^2$ UV-B 조사에 대하여 비교적 안정적이었으며, $4^{\circ}C$ 조건에서 8일차부터 발아하였다. 또한, I. fumosorosea SDTv의 배지에 따른 chitinases와 proteases의 생산 활성을 비교한 결과 배지에 따라 다른 효소 생산 양상을 보였다. 이상의 결과로 온실가루이에 대하여 높은 살충력을 보인 I. fumosorosea SDTv는 온실가루이에 대한 종합적 해충 방제 방법에 있어 효과적인 방제수단의 일환이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제52권4호
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• pp.463-470
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• 2016

Xylan의 효소적 가수분해는 고부가가치 기능성 물질 또는 바이오에너지 생산을 위한 발효성 당을 얻는 가장 유용한 방법 중 하나이다. endo-${\beta}$-Xylanase는 xylan 주사슬 내부의 ${\beta}$-1,4-결합을 가수분해하여 xylobiose, xylotriose를 포함한 다양한 XOS를 생산하는 핵심 효소이다. 이들 효소 중에서 glucuronoxylanase GH30은 methylglucuronic acid가 측쇄에 수식된 xylan에 특이적으로 작용한다. 본 연구에서는 Paenibacillus amylolyticus KCTC 3005에서 유래한 2종의 xylan 가수분해효소(PaXN_10과 PaGuXN_30) 유전자를 클로닝하고, Escherichia coli에서 각각 발현시켰다. PaXN_10 (38.7 kDa)은 ${\beta}$-xylanase GH10 계열, PaGuXN_30 (58.5 kDa)은 glucuronoxylanase GH30에 해당하는 효소이며, $50^{\circ}C$와 pH 7.0에서 최대 활성을 나타내었다. 가수분해 특성 연구를 통해 P. amylolyticus가 목질계 glucuronoxylan을 분해하는 효소 시스템을 제안하였다. 세포 외로 분비되는 PaGuXN_30은 glucuroxylan을 가수분해하여 methylglucuronic acid 측쇄를 가지는 다양한 aldouronic acid mixtures를 생성하며, 이러한 분해산물은 세포 내로 이동하여 PaXN_GH10에 의해 xylose, xylobiose와 같은 저분자 XOS로 분해되어 세포 내 대사경로에 이용될 수 있다. 또한 이들 효소의 가수분해특성을 이용하여 다양한 탄수화물 소재 생산이 가능할 것으로 기대한다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제23권1호
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• pp.64-72
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• 1980

본 연구에서는 산업폐수중 유기성분이 많은 식품, 펄프 공장폐수에 대하여 유기들을 영양원으로 하는 미생물을 배양시켜 유기성분을 경감시켜 폐수 정화를 목격으로 하였다. 한편 폐수정화에서 회수되는 균체는 단백질자원으로서의 사료화를 또 다른 목적으로 하고 일련의 실험을 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 펄프, 맥주, 빵효모, 주정공장폐수의 총당은 $1.4{\sim}1.54%$, 총 질소는 $0.25{\sim}0.35%$, BOD는 $400{\sim}25,000$, COD는 $500{\sim}28,000$, pH는 $3.8{\sim}7.0$이었고 주정공장 폐수가 BOD, COD는 가장 높았다. 2. 각 폐수중 세균총수는 $4{\times}10^4{\sim}1{\times}10^9$, 효모총수는 $2{\times}10^2{\sim}7{\times}10^4$이었다. 3. 폐수별로가 생장속도 우수한 균주로는 펄프공장폐수에서는 세균을, 맥주, 빵효모, 주정공장폐수에서는 효모를 선정 하였다. 4. 주정공장폐수정화에 최적인균주로서는 Candida curvata SAFM 70, Saccharomyces cerevisiae SAFM 1008을 선정하였다. 5. 주정중류폐액 및 중류잔사에 미생물성 cellulase, xylanase, pectinase를 처리함으로서 처리전보다 잔사량을 36% 감소시키면서 가용성화를 높여서 환원당량을 1.3배 증가시켰으므로 효모배양에 좋은 조건임을 확인하였다. 6. 효소처리한 주정증류제액에 선정된 효모를 배양하면서 배양최적조건을 확인하였다. a. Candida curvata SAFM 70 및 Saccharomyces cerevisiae SAFM 1008 2균주 모두 최적 pH는 5.0이었다. b. 2균주 모두 질소원으로는 요소, 질소농도로는 0.2%가 최적조건이었고 인삼염으로서는 $KH_2PO_4$, 그의 농도는 0,1% 그러고 Mg원으로서는 $MgSO_4$, 그의 농도는 0.02% 이었다. c. 2균주 모두 최적온도는 $30^{\circ}C$이었고 통기, 교반효과는 증식도에 크게 영향끼침을 알었다. 7. 종효모의 생포수는 적어도 $1.8{\times}f10^5/ml$ 이상이어야 증식이 순조로움을 알었다. 8. 미생들 효소를 처리한 주정증류폐액에 선정효모를 배양하여 건조균체를 생산하는데는 Saccharomyces cerevisiae SAFM 1008 보다 Candida curvata SAFM 70이 우수하였다. 9. 미생물성효소를 처리한 주정증류폐액 1000ml 당 Saccharomyces cerevisiae SAFM 1008은 16g, Candida curvata SAFM 70은 17.6g의 건조균체를 해수할 수 있었다. 주정증류공장폐수의 BOD 제거율은 전자의 효모에서 46a, 후자의 효모에서 52%이었다. 10. 주정증류공장폐수에서 생산된 효모균체는 단백질 함량이 $46{\sim}$52%임으로 사료용효모로서 적당함을 확인하였다.

• 미생물학회지
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• 제51권4호
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• pp.355-363
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• 2015

본 연구에서는 염소 소독제를 함유한 수돗물을 수리학적 체류시간 2시간 수준으로 공급한 모델 상수관망에서 형성된 초기 생물막의 생장에 대해 연구하였다. PVC slide 표면에 형성된 세균 생물막의 비생장률(specific growth rate, ${\mu}$)은 총세균수와 종속영양세균수 기준으로 각각 $0.14{\pm}0.09day^{-1}$와 $0.16{\pm}0.08day^{-1}$로 측정되었으며, 생물막 형성 정도는 실험 개시 10일 후에 각각 $3.1{\times}10^4cells/cm^2$와 $6.6{\times}10^3CFU/cm^2$에 이르렀다. Bulk-phase 세균에 비해 훨씬 높은 생물막 형성 세균의 비생장률(${\mu}$)은 관망내에서 생물막 세균의 증식이 세균 재생장의 주된 요인으로 작용함을 의미하였다. 분리 배양된 생물막 균주들은 acetate 농도를 달리한 생장배지에서 얻어진 Monod 모델에서 특징적인 ${\mu}_{max}$와 $K_S$값을 보여주었다. 가장 낮은 ${\mu}_{max}$값을 보여준 Methylobacterium 균주는 느린 생장을 통해 염소 소독제 처리(0.5 mg/L, 10분간)에 대해 높은 내성을 나타내었다. 반포화상수(half-saturation constant) $K_S$값은 Sphingomonas 균주에서 다른 분리 균주들에 비해 100배 정도 낮게 측정되어 기질친화도가 매우 높게 나타났다. 이는 수돗물과 같이 영양물질의 농도가 매우 낮은 조건에서 생존할 수 있도록 적응된 절대 빈영양성 세균의 특징으로 판단된다. 비록 특징적인 ${\mu}_{max}$와 $K_S$값을 보이는 균주 만을 대상으로 수행되었지만, 이상의 결과는 상수관망에서 초기에 형성되는 복합 세균종으로 구성된 생물막에 대한 이해와 조절에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제50권3호
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• pp.201-209
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• 2014

본 연구에서는 고추재배 지역의 오염지 토양으로부터 탄저병원균인 Colletotrichum gloeosporioides에 대하여 항진균 활성이 우수한 균주를 분리하였다. 분리 균주의 생화학적 특성을 조사한 결과 내생포자를 형성하는 Gram-positive이며, 세포크기는 $2.5{\sim}3.0{\times}1.5{\mu}m$으로 짧은 간균으로 siderophore, cellulase와 IAA (Indole-3-acetic acid)을 생산하였다. 16S rRNA 유전자염기서열 분석 결과 Bacillus sp.와 99%의 상동성을 나타내어 Bacillus sp. CS-52로 명명하였다. Bacillus sp. CS-52의 항진균 활성 물질을 생산하기 위한 배양 최적 조건은 0.5% glucose, 0.7% $K_2HPO_4$, 0.2% $K_2HPO_4$, 0.3% $NH_4NO_3$, 0.01% $MnSO_4{\cdot}7H_2O$, 0.15% yeast extract, pH 7과 $30^{\circ}C$로 조사되었으며, 최적화된 배양조건에서 36시간에 최대 성장을 보이며, 고추 탄저병원균에 대하여 60시간 배양조건에서 가장 높은 13.3 mm의 항진균 활성을 보였다. 포자발아억제력은 48시간에 가장 높은 억제력이 보였고, siderophore는 최종배양시간 72시간까지 생성됨을 확인하였다. 식물생장조절물질 IAA와 활성효소인 cellulase의 경우 배양시간 24시간에 최대 생성됨을 확인하였으며, C. gloeosporioides에 대한 실내에서의 항진균활성 검증결과 화학농약 보다 더 높은 70%의 방제가를 나타내었다. 향후 Bacillus sp. CS-52 균주와 배양액을 이용하여 생물학적 친환경방제제로의 제품화가 가능할 것으로 사료된다.

• 미생물학회지
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• 제39권4호
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• pp.267-271
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• 2003

Polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)를 분해하는 Burkholderia sp. D5를 유류 오염 토양으로 분리하였고, PAHs의 분해특성을 조사하였다. 분리균주는 유일 탄소원으로 phenanthrene(Phe)을 이용하여 생장이 가능하였고, pyrene (Pyr)을 유일 탄소원으로 이용하여 생장하지는 못하였으나 yeast extract(YE)를 공기질로 첨가해 준 조건에서는 Pyr를 분해할 수 있었다. 분리 균주의 PAH 분해속도는 YE, peptone 및 glucose의 첨가에 의해 향상되었으며, 특히 YE 첨가 효과가 가장 우수하였다. 무기염배지(BSM)에 215 mg-Phe/L와 1 g-YE/L를 첨가한 조건에서 Burkholderia sp. D5의 비생장속도(0.28/h)와 Phe 분해속도(29.30 ${\mu}mol$/L/h)는 YE를 첨가하지 않은 조건에서 얻은 비생장속도(0.02/h)와 Phe 분해속도(12.00 ${\mu}mol$/L/h)의 각각 10배 및 2배였다. Phe를 기질로 공급한 경우 최대 비생장속도(${\mu}$_max)와 최대 Phe분해속도(V_max)는 각각 0.34 h-1 및 89 ${\mu}mol$/L/h 이었고. Pyr을 기질로 공급한 경우 ${\mu}$_max와 V_max는 각각 0.27 h-1 및 50 ${\mu}mol$/L/h이었다. Phe 혹은 Pyr 단독 기질하에서 분해속도와 비교 하였을 때(29.30 ${\mu}mol$-Phe L/h, 9.58 ${\mu}mol$-Pyr L/h), 두 기질의 혼합조건에서 Phe와 Pyr 분해속도는 각각 2.20 및 2.18 ${\mu}mol$ L/ h로 저하되었다. Burkholderia sp. D5 균주는 토양에서 Phe와 Pyr을 분해할 수 있었는데, Phe와 Pyr 분해속도는 각각 20.03 및 1.09 ${\mu}mol$ L/h 이었다.

• 미생물학회지
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• 제42권4호
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• pp.319-325
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• 2006

칡을 첨가하여 배양한 아가리쿠스버섯(Agaricus blaxei Murill)으로 부터 열수추출, gel filtration chromatography, DEAE ion exchange chromatography를 통하여 아가리쿠스 $\beta$-glucan (AG)을 추출하였다. 추출한 아가리쿠스 $\beta$-glucan에 Bacillus megaterium 유래의 endo-$\beta$-(1$\rightarrow$6)-glucanase를 처리하여 올리고당류(AO)를 얻었다. 이렇게 얻은 AG와 AO를 이용하여 HT-29 인체 대장암 세포에 대한 항암 활성을 조사한 결과, 암세포의 성장 억제 효과는 시료의 처리 농도에 의존적으로 증가하였으며, apoptosis assay에서 암세포의 apoptosis 유발이 농도에 의존적으로 증가되었다. 또한, 암세포의 세포 주기를 분석한 결과, apoptosis 발생을 뜻하는 G0 (sub-G1)기와 G1기의 비율이 증가한 반면 S기와 G2/M기는 대조군에 비해 감소되었다. 이러한 결과를 바탕으로 암세포의 apoptosis 증가에 대한 AO의 작용이 어떤 유전자와 연관이 있는지를 알아보기 위하여 cDNA microarray를 통해 유전자의 발현율을 검색한 결과, apoptosis의 내부 외부 경로에 영향을 주는 유전자(TNESE9, TNFRSF9, FADD, CASP8, BAD, CRADD, CASP9 등)의 발현이 증가되었고 세포 분열 주기의 진행과 관련된 유전자(CCND2와 CDK2)의 발현이 감소되었으며, 세포 분열 주기를 지체시키는 유전자 (CDKN2A)의 발현은 증가되었다. 또한, 사이토카인을 암호하는 유전자 (IL6, IL18, IL6R 등)와 tumor suppressor와 관련된 유전자 (CEACAM1, TP53BP2, IRF1및 PHB)의 발현이 2배 이상 증가된 것을 확인할 수 있었다. 따라서 HT-29 인체 대장암세포에 대한 AO의 성장 억제 작용은 G0/Gl기를 지체시켜 암세포 증식을 억제하고 apoptosis에 의해 암세포를 사멸시키는 항암 활성을 나타내는 것으로 확인되었으며, 특허 AO가 AG보다 현저한 활성을 보였다. 더 나아가 아가리쿠스 $\beta$-glucan (AG)과 올리고당류 (AO)는 항암 활성을 가진 대체 의약 소재로 개발될 수 있을 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제45권3호
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• pp.286-290
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• 2009

조류인플루엔자 바이러스 mRNA의 전사는 감염 동안에 시간적으로 조절되어진다. 감염 후 세포 내에서 증식된 바이러스가 방출되어 세포를 다시 감염하게 되면 전사 수준 분석에 오차가 발생할 수 있으므로 바이러스가 방출 되기 이전에 전사 수준의 측정이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 조류인플루엔자 H9N2를 감염시킨 닭의 섬유아세포주 UMNSAH/DF-1에서 바이러스 감염 후 증식된 바이러스의 방출까지의 시간을 측정하기 위하여 배양액 중에 방출되는 바이러스 RNA 게놈 수준을 semi-quantitative RT-PCR에 의해 측정하였다. 배양액 중의 바이러스 RNA 게놈의 분리 과정에서 발생할 수 있는 RNA 회수율의 오차를 보정하기 위해 mouse의 전체 RNA를 배양액 시료에 넣어서 바이러스 RNA 분리에 carrier로 사용하고 그 속에 포함된 mouse의 GAPDH를 RNA를 역전사 반응 및 PCR의 내부 대조 RNA로 사용하였다. 그 결과 감염 후 방출까지 16~20시간이 소요됨을 알 수 있었다. 따라서 감염 후 12시간 후에 세포 내에서 합성된 8종의 전사체의 수준을 측정하였다. 8종의 mRNA 중 PA를 제외한 7종의 mRNA (HA, NA, PB1, PB2, NP, M, NS를 암호화하는 mRNA)는 뚜렷한 증폭 band를 보였으며, 이것은 이들이 전사활성 측정에 사용될 수 있는 것으로 나타났다. 이상과 같은 전사수준의 측정 방법은 조류인플루엔자 바이러스의 RNA polymerase를 표적으로 한 항바이러스제의 검색에 사용할 수 있을 것으로 보인다.