White rot fungi have been useful source of enzymes for the degradation of environmental pollutants including polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and synthetic dyes. PAHs are widespread organic compounds present in fossil fuels and are routinely generated by incomplete fuel combustion. PAHs are some of the major toxic pollutants of water and soil environments. Synthetic dyes are major water-pollutants, which are toxic to organisms in water environments and interfere photosynthesis of water plants. Removal of PAHs and synthetic dyes has been of interests in the environmental science especially in the environmental microbiology. Mushrooms are fungal groups that function as primary degraders of wood polyphenolic lignin. The ligninolytic enzymes produced by mushroom, including manganese peroxidase, lignin peroxidase, and laccase, mediate the oxidative degradation of lignin. The catalytic power of these enzymes in the degradation of aromatic ring compounds has been sought for the degradation of various organic compounds. In this project, we have screened 60 wild mushroom strains for their degradation activity against two representative PAHs, naphthalene and anthracene, and five aromatic dyes, including alizarin red S, crystal violet, malachite green, methylene blue, rose bengal. The degradation of PAHs was measured by GC while the decolorization of dyes was measured by both UV spectrophotometer and HPLC. As results, 9 wild mushroom strains showed high activity in degradation of PAHs and textile dyes. We also describe the secretive enzyme activities, the transcription levels, and cloning of target genes. In conjunction with this, activities of degradative enzymes, including laccase, lignin peroxidase, and Mn peroxidase, were measured in the liquid medium in the presence of PAHs and dyes. Our results showed that the laccase activity was directed correlated with the degradation, indicating that the main enzyme acts on PAHs and dyes is the laccase. The laccase activity was further simulated by the addition of $Cu^{2+}$ ion. Detailed studies of the enzyme system should be sought for future applications.
토양분리균 Pseudomonas sp.가 생산하는 inulinase를 분리.정제하여 얻은 단일 단백질 효소 PI과 PII는 탄수화물 함량이 각각 15%와 2.4%인 당 단백질 형태의 endo-inulinase로서 두 효소가 모두 촉매활성에 필수적인 tryptophan 잔기를 가지고 있었다. 분자량은 PI 210,000, PII 170,000으로 측정되었다. 1mM pCMB 존재에 의해 두 효소가 약80% 정도의 활성저해를 보였으나 5mM cysteine 또는 1mM dithiothreitol을 첨가하면 효소활성이 거의 완전 회복되는 특성을 나타내었다. 최종 가수분해산물인 fructose(1mM)에 의해 PI, PII 효소가 각각 15% 정도의 활성저해를 받는 반면 Co$^{+2}$ 이온은 50~60%의 높은 활성화 효과를 보였다. 두 효소는 pH 4.0~7.5사이에서 매우 안정하였으며, 열에 대하여서도 비교적 안정하여 6$0^{\circ}C$, 120분 가열에 의해 PI이 약 27%, PII가 약 40%의 실활을 나타낼 뿐이다. 또한 60units의 효소를 사용, 2% inulin을 5$0^{\circ}C$에서 72시간 가수분해 시켰을 때 PI약 70%, PII약56%의 기질 분해율을 보였다.
과산화수소를 이용한 펜톤(Fenton)산화법은 수처리 및 토양 복원분야에서 활용되는 친환경 산화방법이다. 이 방법으로 오염물질을 제거할 때, 오염물의 농도에 따라 과산화수소의 농도를 적절하게 조절하는 것이 상당히 중요하다. 이에 본 연구에서는 HRP (horseradish peroxidase) 효소를 이용한 전기화학적 바이오센서를 제조하고 효소의 활성과 과산화수소의 검출 특성에 대한 연구를 수행하였다. SPCE (Screen Printed Carbon Electrode)의 작업 전극 표면에 키토산과 AuNP를 이용하여 HRP를 전착하였다. 이 후, 전위주사법(CV)과 전기화학적 임피던스 분광법(EIS)을 이용하여 효소의 고정화를 확인하였다. 또한 시간대전류법(CA)과 UV 분광법으로부터 HRP 효소의 활성을 확인하였다. 본 연구에서 제조한 바이오센서를 PBS 전해질에 담그고 과산화수소를 적정하여 CA 분석으로부터 전극에서 발생하는 전류를 측정하였다. 발생 전류는 과산화수소의 농도에 대하여 선형적으로 증가하였으며, 전류로부터 과산화수소의 농도를 예측할 수 있는 검정곡선을 도출하였다.
인삼재배지 180지점으로부터 토양을 채취하여 토양산도, 유기물함량 및 유효인산함량을 측정한 결과 재배년수별 유의한 차이는 나타나지 않았다. 채취한 토양의 메탄올추출액으로 상추종자 발아실험을 실시한 결과 $5{\sim}6$년 재배지의 토양에서 종자발아나 유묘생장을 강하게 억제하는 토양추출액을 선발하였다. 선발된 토양 추출액중 발아와 유묘생장을 억제하였던 추출액은 인삼배양세포의 활력을 최대 90%까지 억제하였으나 전해물질의 누출은 증가하지 않았다. 토양추출액으로 세가지 종류의 항산화 효소 활성을 측정한 결과 superoxide dismutase는 거의 영향을 받지 않았으나, 상추유묘의 생체중억제형 토양추출액을 처리한 인삼배양세포의 peroxidase의 활성이 현저하게 억제되었고, catalase의 활성은 발아억제형 및 생체중억제형 토양추출액 모두에서 유의한 억제를 보였다.
A continuous enrichment culture procedure was used to isolate bacteria from various soil sources capable of suppressing large patch disease of turfgrass. Six isolates consistently suppressed large patch in turfgrass, and ranged in the spectrum of extracellular enzymes that they expressed. The best disease- suppressing isolate, TBM912, expressed protease, CMCase, and pectinase activity and inhibited the growth of Rhizectonin solani and Betrytis cinerea in vitro. Here we show that this strain also produces an antibiotic that was identified by TLC, SDS-PACE and HPLC analysis as lipopeptide.
구상나무의 스트레스 적응능력을 보여주는 항산화효소활성, 건전개체와 쇠약한 개체의 토양의 물리화학적 특성을 알아보기 위하여 윗세오름, 영실 그리고 성판악(진달래밭)지역의 건전개체와 쇠퇴개체를 조사 분석하였다. 항산화효소활성으로는 Ascorbate peroxidase(APX)와 Glutathione Reductase(GR)를, 토양특성으로는 토성, pH, 유기물함량, 전 질소함량, 유효인산, 양이온치환용량, 양이온의 함량을 분석하였고, 구상나무 잎을 채취하여 식물체의 양분함량을 분석하였다. APX, GR 효소 활성에 있어서 건전개체와 쇠약한 개체 사이에는 큰 차이가 없었으나, 계절적으로 6월과 8월에 비해 9월의 항산화효소 활성도가 낮게 나타났다. 토양분석 결과 유기물함량, 전질소, 유효인산, 양이온치환용량, 양이온 함량이 건전개체가 있는 곳에 비해 쇠약한 개체가 있는 곳의 토양이 낮게 나타났다.
Malonate를 유일한 탄소원으로 활용할 수 있는 세균을 토양으로부터 분리하였다. 이 세균은 행태, 배양, 생리 그리고 생화학적 연구를 통하여 Acinetobacter calcoaceticus임이 확인되었다. 이 미생물을 malonate를 유일한 탄소원으로 하는 배지에서 배양하였을 갱우, malonyl CoA synthetase, isocitrate lyase 및 malate, synthase가 유도 되었다. 따라서 이 미생물에서도 Pseudomonas fluorescens에서 제안되었던 대사경로 즉 $malonate{\rightarrow}malonyl-CoA{\rightarrow}acetyl-CoA{\rightarrow}glyoxylate\;cycle$을 통하여 malonate를 이용하는 것으로 판단된다.
The feasibility of earthworm protease as a new cosmetic material for human hair care was investigated. The effectiveness of the earthworm protease treatment was assessed by thickness change of hairs, optical microscope examination, aminoacid analysis, surface morphology, angular resolution analysis through methylene blue staining method and tensile strength change. The protease treated hair became thinner and the soil on the surface removed in experimental groups unlike control group. Tensile strength decreased in experimental group in which the enzymes may decompose polypeptide bonds.
Antagonistic fluorescent pseudomonads isolated from rhizospheric soil of rice were characterized by 16S rRNA amplicon and fatty acid methyl ester (FAME) analyses. Antagonistic isolates were grown in the fermentation media, and production of antibiotics was confirmed by thin-layer chromatography (TLC) and high-performance liquid chromatography (HPLC). Production of fungal cell-wall-degrading enzymes such as protease, cellulase, pectinase, and chitinase was determined. Dendrogram based on the major and differentiating fatty acids resulted into 5 clusters, viz., cluster I (P. pseudoalcaligenes group), cluster II (P. plecoglossicida group), cluster III (P. fluorescens group), cluster IV (P. aeruginosa group), and cluster V (P. putida group). Characteristic presence of high relative proportions of cyclopropane (17:0 CYCLO w7c) was observed in antagonistic bacteria. Data revealed biodiversity among antagonistic fluorescent pseudomonads associated with the rice rhizosphere. Results presented in this study will help to identify the antagonistic isolates and to determine their mechanisms that mediate antagonism against fungal pathogens of rice.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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