• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권3호
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• pp.277-285
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• 2009

The nucleotide sequence of the Paenibacillus curdlanolyticus B-6 xyn10A gene, encoding a xylanase Xyn10A, consists of 3,828 nucleotides encoding a protein of 1,276 amino acids with a predicted molecular mass of 142,726 Da. Sequence analysis indicated that Xyn10A is a multidomain enzyme comprising nine domains in the following order: three family 22 carbohydrate-binding modules (CBMs), a family 10 catalytic domain of glycosyl hydrolases (xylanase), a family 9 CBM, a glycine-rich region, and three surface layer homology (SLH) domains. Xyn10A was purified from a recombinant Escherichia coli by a single step of affinity purification on cellulose. It could effectively hydrolyze agricultural wastes and pure insoluble xylans, especially low substituted insoluble xylan. The hydrolysis products were a series of short-chain xylooligosaccharides, indicating that the purified enzyme was an endo-$\beta$-1,4-xylanase. Xyn10A bound to various insoluble polysaccharides including Avicel, $\alpha$-cellulose, insoluble birchwood and oat spelt xylans, chitin, and starches, and the cell wall fragments of P. curdlanolyticus B-6, indicating that both the CBM and the SLH domains are fully functioning in the Xyn10A. Removal of the CBMs from Xyn10A strongly reduced the ability of plant cell wall hydrolysis. These results suggested that the CBMs of Xyn10A play an important role in the hydrolysis of plant cell walls.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1998년도 Proceedings of UNESCO-internetwork Cooperative Regional Seminar and Workshop on Bioassay Guided Isolation of Bioactive Substances from Natural Products and Microbial Products
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• pp.185-185
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• 1998

As part of our continuing attempts to evaluate biologically active compounds from fruiting bodies of cultivated fungus of Paecilomyces japonicus Yasuda, we conducted series of experiments on various fractions and compounds isolated by systematic fractionations. Our main efforts were concentrated on searching for compounds showing antitumor activities, which were tested on mice carrying Sarcoma-180 ascitic tumor. The antitumor activity was assessed by the life spans after these mice were administered Lp. with test compounds for consecutive 20 days. One of two pure compounds, which we have isolated to date, demonstrated significant prolongation of life span. ( Mean Survival Time: 30.3 days compared to that of control: 23.6 days). Structural analysis showed that this compound corresponds to D-mannitol. On the other hand, Ergosterol, another isolated pure compound didn't show efficient antitumor activity. We also obtained water-soluble fractions containing protein-bound polysaccharides and n-butantol fractions, which showed strong antitumor activities, 35.4(150%) and 32.1(136.0%) days of MST, respectively. In SRB assay, however, the test materials didn't show any toxic effects, but the level of acid phosphatase increased significantly when they were applied in cultured macrophage in vitro. Therefore, we concluded that antitumour activities might be attributed to immunostimulating rather than cytotoxic effects. Further experiments are underway to purify and structurally characterize new antitumour compounds from the active fractions.

• 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.

• 생명과학회지
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• 제27권2호
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• pp.247-266
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• 2017

동충하초(Cordyceps)는 B.C. 2,000년 이후로부터 지금까지 중국, 한국, 일본 등 아시아 국가에서 잘 알려진 전통적인 불로장생의 비약으로 사용되어져 왔다. 곤충기생 곰팡이균으로서 원조 동충하초로 불리는 Cordyceps속에 속하는 Cordyceps sinensis는 우리나라 한반도에서는 발견되지 않고 있다. 그 이유는 해당 곰팡이균에 특정적인 기주곤충인 박쥐나방(Hepialus armonicanus)이 우리나라에는 존재하지 않기 때문으로 보인다. 따라서 차선책으로서 한국형의 동충하초, 즉 Paecilomyces tenuipes 동충하초균에 대한 곤충생체배지로서 누에(Silkworm, Bombyx mori)를 기주곤충으로 사용하는 누에동충하초의 인공적인 생산방법을 세계 최초로 개발하게 된 것이다. 따라서 본 총설은 누에동충하초를 개발하게 된 역사적 배경과 생산방법 및 약리학적 효능과, 비곤충유래 동충하초인 인공배지 배양동충하초(밀리타리스동충하초: Cordyceps militaris, 붉은자루동충하초: Cordyceps pruinosa 등)의 배양조건과 동충하초 품종육성, 배지배양조건, 동충하초의 식품에의 응용 가능성, 화학적 구성성분 및 약리적 효능 등에 대해 고찰하였다. 곤충유래의 누에동충하초 및 비곤충유래동충하초균사체 및 자실체동충하초의 주요 약리작용은 항종양, 면역증강, 항피로, 항스트레스, 항산화, 항노화, 항당뇨, 항염증, 항혈전, 항지질 및 해충방제 효능으로 요약된다. 동충하초의 주요 생리활성물질들은 단백다당체(헥소스, 헥소사민), 코디세핀, 만니톨, 산성다당체 등이다. 단백다당체와 부타놀 추출물은 매우 강한 항종양 효과를 보이나 세포독성은 나타내지 않았다. 만니톨은 종양유발쥐의 수명을 유의성 있게 연장하였다. 에르고스테롤은 항종양 활성은 보이지 않았으나 왕성한 식세포활성을 보였다. 따라서 우리가 높은 관심을 가지고 있는 누에동충하초의 항종양 활성은 세포독성효과보다는 면역력증강효과에 기인하는 것으로 사료된다[164].

• 한국균학회지
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• 18권2호
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• pp.58-69
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• 1990

담자균류인 영지 Ganoderma lucidum의 자실체를 열수추출한 후 얻은 단백 다당체를 DEAE cellulose 이온교환수지와 Sepharose CL-4B 젤 여과법을 이용하여 분리 정제하였다. 정제한 분획들을 각각 CR, IN, IA, GL과 GH로 명명하였다. 각각의 성분을 20mg/kg/day 용량으로 투여하였을 때 sarcoma 180 고형암에 대하여 Fr. GL이 81%의 가장 높은 종양 억제을을 나타냈으며 그 분자량은 47,000 dalton이었다. 그 구성성분은 82% 다당류, 8% 단백질 및 0.9% hexosamine 이었다. 그 다당류를 구성하는 단당류를 분석한 결과 glucose, galactose, mannose, fucose순으로 함유되어 있었다. 항암작용의 기전을 밝히기 위하여 마우스의 면역에 미치는 항암 성분의 영향을 연구한 결과 활성화된 마크로파지에서 분비되는 superoxide anion 양을 1.6배로, 그리고 hemolytic plaque assay에서의 용혈반 형성 세포수를 6배로 각각 증가시켰다. 이 결과로 항암작용은 고형암에 직접적으로 세포독성을 나타내는 것이 아니라, 면역세포를 활성화 혹은 강화시키는 작용임을 알 수 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제30권4호
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• pp.402-409
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• 2002

아가리쿠스와 표고버섯 균사체에서 분리한 단백다당류 (A-PBP, L-PBP)의 체중과 혈중 콜레스테롤 조절효과를 흰쥐와 성인여성을 대상으로 조사하였다. 투여방법은 L-PBP(Group I), A-PBP(Group II), chitosan(Group III), 상기 3종 혼합물(Croup IV)및 Group IV에 식이섬유혼합물의 첨가된(Group V) 5가지 실험군으로 구성하여 다이어트 소재를 구성하였다. 흰쥐의 경우는 정상사료 공급하에 액상으로 1일 1회, 성인여성은 정상식사 후 캅셀 화하여 1일 2회 복용시켰다. 마우스 투여 12일 후부터 L-PBP와 A-PBP로만 구성된 Group I, II에서 체중이 유의적으로 감소됨을 관찰 할 수 있었다. 키토산만으로 구성된 Group III은 이들보다. 낮은 효과를 보였으며, Group IV 및 V에서는 더 높은 체중감소를 나타내었다. 여성성인의 경우, A-PBP 와 L-PBP를 복용한 4주 째부터 체중이 유의적으로 감소하였고, 8주 째부터는 혈청 총콜레스테를 함량이 유의적으로 감소하였으며, 특히 LDL-콜레스테롤이 현저하게 감소하였음을 알 수 있었다. 키토산의 경우 버섯 다당류들 보다 다소 낮은 효과를 보였으나, Group I, II와 유사하게 LDL-콜레스테롤의 감소가 현저하였다. 버섯 단백다당류들과 키토산 및 시판 식이섬유 혼합물을 혼합 투석시 (Group IV, V), Group I, II에서보다 체중이 효과적으로 감소되어 실험 8주 째에 각각 11.8%와 12.8%의 체중감소를 나타내었다. 또한, 혈중지방 특히 중성지방과 LDL-콜레스테롤의 감소에 있어서도 현저한 시너지 효과를 보였다. 이상의 결과는 아가리쿠스와 표고버섯 단백다당류가 식이섬유로서 콜레스테롤 흡수저해와 콜레스테롤 생합성을 억제하여 비만과 고지혈증의 예방과 개선에 기여할 수 있음을 시사해 준다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제48권3호
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• pp.285-291
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• 2005

다양한 추출공정에 의하여 제조된 노루궁뎅이버섯의 열수 및 50% 에탄올 추출분획이 대식세포의 활성화에 미치는 효과를 마우스의 대식세포주인 RAW264.7 세포를 사용하여 측정하였다. 실험 결과, NO 생산능은 2시간 열수추출한 분획과 60 W에서 50% 에탄올로 3분간 microwave로 추출한 분획이 높았고, 활성산소종(ROS)에 대한 소거활성은 2시간 또는 3시간 열수추출한 분획과 60W에서 50% 에탄올로 3분간 microwave로 추출한 분획 및 0.5% HCl로 추출한 분획에서 높게 나타났다. 50% 에탄올 추출에 있어서 60W, 80W 및 120W에서 3분간 microwave로 추출한 분획들이 RAW264.7 세포의 Candida albicans에 대한 포식활성을 크게 유도한다는 사실을 알았다. 특히 50% 에탄올을 용매로 사용하여 60W에서 3분간 microwave로 추출한 분획은 NO 생산, ROS 소거 및 C. albicans에 대한 포식활성의 전반적인 대식세포의 활성화를 유도하였다. 이 사실은 노루궁뎅이버섯에 있어서 60 W에서 3분간 microwave에 의한 50% 에탄올 추출조건이 함유된 다당류가 관련된 대식세포 활성화 성분의 농화에 유용하게 사용될 수 있음을 보여주었고, 단백다당류가 활성성분으로서 관련되었을 가능성을 시사하였다.

• KSBB Journal
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• 제25권2호
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• pp.142-154
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• 2010

Inonotus obliquus 균사체의 액상배양을 통한 항당뇨효능의 단백다당체 대량생산 배양공정을 개발하기 위한 첫 단계로 고생산성 균주의 개발을 신속하게 수행하기 위한 방법을 개발하였다. I. obliquus는 균사체로 성장할 때 포자를 형성하지 못하므로 단일 세포를 획득하기 위해서는 원형질체들을 회수하여 이로부터 성장 능력과 단백다당체의 생산성이 높은 우량균주를 선별하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 균주개량 공정 중 특별히 장기간의 배양 시간이 요구되어 신속한 균주개발 시 가장 큰 장애 요인으로 작용하는 고체성장배양 단계의 문제점을 극복하고자, 고체배양 환경의 최적화에 대한 연구를 중점적으로 수행하였다. 고체성장배양 시 균사체 성장에 효능이 탁월한 배지성분을 선별하기 위해 우선 Plackett-Burman design 실험을 통해서 유의성 높은 배지성분을 찾아내었고, 이에 근거한 부분요인설계법 fractional factorial design, FFD) 실험을 통해 배지성분 상호간의 관계를 분석 할 수 있었다. 또한 이 FFD 실험결과에 근거해서 설계한 최급상승법 (steepest ascent method, SAM) 실험방법을 적용한 결과, 고체성장배양 시 균사체 성장환의 직경이 기존의 MA 배지와 비교해서 약 41% 증가했을 뿐만 아니라 균사체의 밀도도 크게 향상된 배지조성을 확립 할 수 있었다. 또한 SAM 연구결과를 바탕으로 최적의 배지조성을 확립하고자 각 배지성분의 최적농도를 통계적으로 더욱 정밀하게 조사하는 반응표면분석법 (response surface method, RSM) 실험을 수행하였다. 그 결과 최적고체성장배지의 성분과 농도는 glucose 25.61 g/L, brown rice 12.53 g/L, soytone peptone 12.53 g/L, $MgSO_4$ 5.53 g/L, agar 20 g/L인 것으로 최종 결정되었으며, 이 조건에서 13일 동안 배양시 균사체의 직경이 약 82 mm 정도에 이르는 것으로 나타났다. 이 결과는 상기의 SAM 실험에서 최적농도로 제시한 배지조성과 매우 유사한 것으로 확인되었는데, 이로부터 최종적인 RSM 실험을 수행하기 전에 최적 농도의 근사치를 추정하기 위해서 수행한 SAM 실험이 매우 효율적이었음을 확인할 수 있었다. 또한 배지 최적화 결과 고체성장배양에서의 성장속도의 증가로 인해 배양기간을 기존의 15~20일에서 8일로 획기적으로 줄일 수 있게 되어, 짧은 시간 내에 대규모 균주 선별과 각 균주의 단백다당체의 생산성 확인이 가능하게 되었다.