A psychrotrophic strain 7195 showing extracellular lipolytic activity towards tributyrin was isolated from deep-sea sediment of Prydz Bay and identified as a Psychrobacter species. By screening a genomic DNA library of Psychrobacter sp. 7195, an open reading frame of 954 bp coding for a lipase gene, lipA1, was identified, cloned, and sequenced. The deduced LipA1 consisted of 317 amino acids with a molecular mass of 35,210 kDa. It had one consensus motif, G-N-S-M-G (GXSXG), containing the putative active-site serine, which was conserved in other cold-adapted lipolytic enzymes. The recombinant LipA1 was purified by column chromatography with DEAE Sepharose CL-4B, and Sephadex G-75, and preparative polyacrylamide gel electrophoresis, in sequence. The purified enzyme showed highest activity at $30^{\circ}C$, and was unstable at temperatures higher than $30^{\circ}C$, indicating that it was a typical cold-adapted enzyme. The optimal pH for activity was 9.0, and the enzyme was stable between pH 7.0-10.0 after 24h incubation at $4^{\circ}C$. The addition of $Ca^{2+}\;and\;Mg^{2+}$ enhanced the enzyme activity of LipA1, whereas the $Cd^{2+},\;Zn^{2+},\;CO^{2+},\;Fe^{3+},\;Hg^{2+},\;Fe^{2+},\;Rb^{2+}$, and EDTA strongly inhibited the activity. The LipA1 was activated by various detergents, such as Triton X-100, Tween 80, Tween 40, Span 60, Span 40, CHAPS, and SDS, and showed better resistance towards them. Substrate specificity analysis showed that there was a preference for trimyristin and p-nitrophenyl myristate $(C_{14}\;acyl\; groups)$.
Dextransucrase의 수용체반응(acceptor reaction)을 이용하여 판노스(panose)를 포함한 다양한 당전이화합물을 발효식품에서 생성하기 위하여 고활성 dextransucrase를 저온에서 생성하는 Leuconostoc속 균주를 동치미김치로부터 분리 및 선발하였다. 동치미를 제조하여 $8^{\circ}C$에서 발효시키면서 분리한 Leuconostoc속 균주중에서 균체의 증식유도기간(lag phase), 최대균체량(g/L), 균체의 비성장속도$(\mu)$ 및 dextransucrase 활성을 종합적으로 비교하여 우수균주를 선발하였고, 최종적으로 MIDI를 이용하여 Leuc. mesenteroides로 동정하였다. 본 균주는 김치를 포함한 저온성 발효식품에서 당전이화합물을 생성하여 기능성을 부여하는 스타터로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
생마의 이용성과 저장성을 증대시키기 위해, 유기산을 처리한 생마 신선편이 제품을 제조하였다. 저온 부패미생물의 초기오염이 없는 생마 신선편이의 경우, 1% 농도의 초산, 구연산, 말레산 및 아스코르빈산을 각각 처리한 후 $4^{\circ}C$에서 14일간 저장한 경우, 구연산 및 아스코르빈산 처리구에서는 갈변 및 부패가 유의적으로 진행되었으나, 초산 및 말레산 처리구에서 우수한 갈변 및 부패 억제 활성이 나타났다. 이러한 억제활성은 기존에 사용되고 있는 NaOCl(100 ppm), 과산화수소수(100 ppm) 및 1종 세척제(L사, 한국)처리보다 우수하였으며, 특히 초기 부패미생물이 $10^5\;CFU/g-yam$ 이상 오염된 신선편이의 경우에도 초산 및 말레산은 강력한 부패억제 및 갈변억제효과를 나타내었다. 생마의 저온 부패미생물(Pseudomonas rhodesiae YAM-12 및 P. cepacia YAM-10)을 대상으로 초산 및 말레산의 최소처리농도를 조사한 결과 $4^{\circ}C$에서는 0.1% 처리로 우수한 항균력이 나타남을 확인하였으며, 실제 오염되지 않은 신선편이의 경우 0.1% 처리로 유의적인 갈변 및 부패현상 없이 14일간 저온저장이 가능하였다. 이러한 결과는, 초기 저온 부패미생물의 오염이 심각하지 않은 신선편이의 경우에는, 0.1% 초산 및 말레산 처리로 $4^{\circ}C$에서 14일 장기저장이 가능함을 나타내며, 적절한 진공포장 등이 병행된다면 생마 및 근채류 신선편이 농산물의 장기간 저온 유통이 가능할 것으로 판단된다.
저온에서 높은 활성을 나타내는 알칼리성 protease를 생산하기 위하여 여러가지 시료로부터 집적배양에 의해 저온성 세균을 분리하였다. 분리된 세균은 저온.알칼리성 Pseudomonas sp.인 것으로 판명되었으며, 효소생산을 위한 균생육의 최적 pH는 10.0, 온도 $20^{\circ}C$에서 4일간 배양하였을 때였다. 이 효소 활성의 최적 pH 및 온도는 각각 pH 10.5 및 $40^{\circ}C$였으며, pH 및 열안정성은 각각 pH 7.0~13.0, 온도 $50^{\circ}C$이하의 범위에서 비교적 안정하였다.
냉동수산물 가공 공장에서 전처리한 꽃새우, 붕장어, 쥐치를 동결처리전과 Contact freezer에서 $-30^{\circ}C\~-40^{\circ}C$로 급속동결한 것으로 구분하여 동결한 것은 32시간 저장하면서 8일 간격으로 일반세균, 대장균군 E. coli 균수측정을 하는 한편 분리균주를 동정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 시료중의 일반세균, 대장균군 및 E. coli의 분포 범위는 $6.5\times10^5\~9.6\times10^6/g,\;10\times10\~3.7\times10^4/g,<1.8\~2.4\times10^2/100g$으로 대장균군, E. coli는 저장기간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 보였으나 일반세균수는 동결처리전후 별 변동이 보이지 않았다. 2. 대장균군 97균주를 분리하여 K. aerogenes 14주, K. cloacae 4주만을 동정했고 그 외는 모두 비동정균 이였다. 3. 대장균군의 약 $90\%$가 $5^{\circ}C$에서 1주일 이내에 발육가능한 저온성 대장균이였다. 4. 동결처리전의 일반세균 Flora는 Vibrio, Pseudomonas가, 동결처리후는 Flavobacterium-cytophaga, Moraxella가 우세하였다. 5. 동결어에 있어서 우세한 Flavobacterium-cytophaga는 $5^{\circ}C$에서 10일 이내에 발육하지 않은 균주가 약 $80\%$를 점하였고, Moraxella는 $5^{\circ}C$에서 전균주가 발육가능하였다.(본 연구는 1976연도 문교부 학술연구 조성비에 의한 것임).
토양시료로부터 높은 활성의 pretense를 생산하는 세균을 수십종 분리하였다. 분리된 세균중에서 protease활성과 성장속도면에서 가장 우수한 균주를 선별하여 WRD-2로 명명하였으며, 형태학적, 생화학적 및 생리학적 특성을 조사한 후 Bacillus sp로 동정되었다. WRD-2조효소액의 protease 최적 활성은 pH 6.0, 온도는 $40^{\circ}C$로 중성 protease임을 알 수 있었고, 온도 $20{\sim}40^{\circ}C$에서 높은 protease활성을 나타내었다. 또한, 초기 pH에 따른 protease 활성에서는 pH 6에서 가장 높은 활성을 나타내었고, 배양배지의 영향은 탄소원으로 maltose 3%, 질소원으로 yeast extract 4%에서 가장 높은 pretense활성을 나타내었다.
Xu, Ke;Tang, Xixiang;Gai, Yingbao;Mehmood, Muhammad Aamer;Xiao, Xiang;Wang, Fengping
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제21권3호
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pp.236-242
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2011
A psychrotrophic bacterium, Arthrobacter sp. ON14, isolated from Antarctica, was shown to exhibit a high ${\beta}$-galactosidase activity at a low temperature. A genomic library of ON14 was constructed and screened for ${\beta}$-galactosidase genes on functional plates containing 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-${\beta}$-D-galactopyranoside (X-gal) as the substrate. Two different ${\beta}$-galactosidase genes, named as galA, galB, were found in ON14. Computational analyses of the genes revealed that the encoded protein GalA belongs to family 2 of glycosyl hydrolysases and is a cold-active protein, whereas GalB belongs to family 42 of glycosyl hydrolysases and is a mesophilic protein. Reverse transcription analyses revealed that the expression of galA is highly induced at a low temperature ($4^{\circ}C$ ) and repressed at a high temperature ($28^{\circ}C$ ) when lactose is used as the sole carbon source. Conversely, the expression of galB is inhibited at a low temperature and induced at a high temperature. The purified GalA showed its peak activity at $15^{\circ}C$ and pH 8. The mineral ions $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$, and $Mn^{2+}$ were identified as enzyme activators, whereas $Ca^{2+}$ had no influence on the enzyme activity. An enzyme stability assay revealed that the activity of GalA is significantly decreased when it is incubated at $45^{\circ}C$ for 2 h, and all its activity is lost when it is incubated at $50^{\circ}C$.
매년 정어리의 어획량은 많으나, 선도저하 속도가 빨라서 대부분 어분등 비식용으로 소비되고 있다. 따라서 정어리의 빠른 선도저하에 대한 세균학적 원인규명의 일환으로 정어리 내장세균의 조성을 밝히고 단백질 분해능이 강한 세균을 분리하여 그 균의 배양학적 특성과 생성 효소의 최적 활성조건을 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 신선된 정어리 내장에서 분리된 세균은 대부분 내냉성 중온세균이었고, 생균수는 $25^{\circ}C$의 호기적조건하에서 배양했을 때, $1.7{\times}10^4{\sim}3.6{\times}10^5/g$이었고, 혐기적조건하에서는 $2.9{\times}10^4{\sim}5.5{\times}10^5/g$이었으며, $18{\sim}20^{\circ}C$에서 48시간 방치한 시료에서는 호기성균이 $1.3{\times}10^7{\sim}5.5{\times}10^8/g$이었고, 혐기성균은 $3.8{\times}10^7{\sim}3.3{\times}10^8/g$으로 나타났다. 2. 신선한 시료에서 분리된 280 균주중에서 단백질 분해능이 있는것은 $20\%$였고, 지방분해능이 있는 것은 $62.5\%$, $H_2S$를 생성하는 것은 $10.5\%$였다. 또 상온에서 48시간 방치한 시료에서는 213 균주중 110균주가 단백질 분해능이 있었다. 3. 신선한 정어리의 내장에는 Moraxella spp.와 Pseudomonas spp.이 각각 $31.4\%,\;28.6\%$로 주종을 이루고 있었으며, 이외 Flavobacterium-Cytophaga spp., Vibrio spp., Acinetobacter spp.등이 각각 $6{\sim}8\%$로 비교적 많은 편이며, 이외 $2\%$ 내외로 차지하는 세균종류가 수종있었다. 4, 분리된 280 균주중에서 단백질분해능이 제일 강한 균주는 Pseudomonas 101이었으며, 균의 발육 최적조건은 $25^{\circ}C$, pH7.5이었고 generation time은 76분이었다. 5. Pseudomonas 101 균주가 생성한 효소는 alkaline protease였으며, 효소의 활성 최적조건은 pH 9.0, $53^{\circ}C$였으며 pH $5.0{\sim}11.0$, 온도 $30{\sim}50^{\circ}C$ 범위에서는 효소활성이 강했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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