• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제10권3호
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• pp.203-209
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• 2006

Ethane 1,2-Dimethane sulfonate(EDS)은 Leydig cells(LC)만을 선별적 사멸을 유도하는 약물로서 가역적인 테스토스테론 결핍 흰쥐 모델을 만드는데 널리 사용된다. EDS 투여에 의해 유도된 'LC 녹아웃' 흰쥐의 경우 부정소와 저정낭과 같은 테스토스테론 의존성 부속 생식기관들의 급격한 무게 감소가 초래됨이 이전의 연구들에서 보고되었는데, 이러한 무게 감소의 상당 부분은 세포자연사에 의한 것으로 보인다. 본 연구는 흰쥐 부정소에서 세포자연사 관련 유전자들의 발현에 미치는 EDS 투여 효과를 조사한 것이다. 성숙한 수컷 흰쥐(SD strain, $300{\sim}350\;g\;B.W.$)에 EDS(75 mg/kg, i.p.)를 1회 복강주사하고 주사 후 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 그리고 7주가 경과한 날 희생시켰다. 희생 직후 조직 무게와 부정소 미부의 정자수를 측정하였다. 부정소로부터 total RNA를 추출한 후 세포자연사 관련 유전자들 가운데 bcl-2, bax, Fas 그리고 Fas ligand(Fas-L)의 발현 변화를 semi-quantitative RT-PCR로 측정하였다. 예상한 바처럼, 부정소 무게와 정자 수는 EDS 주사 후 $1{\sim}2$주 동안에 급격히 감소하였다. 이후 어느 정도 회복하였지만, 최종적으로 주사 후 7주경 부정소 무게(71%)와 정자 수(38%) 모두 최초 수준에는 미달하였다. 부정소에서의 bcl-2 전사 수준은 주사 직후부터 6주 후까지 지속되다가 주사 후 7주에 유의하게 상승하였다. 또한 bax 전사 수준은 주사 후 6주에 유의하게 감소하였으며 나머지 전 기간 동안에는 별다른 차이가 없었다. 한편 Fas 전사 수준은 EDS 주사 후 $1{\sim}2$ 주간 상승하였다가 주사 후 3주부터 정상 수준으로 감소하여 7주까지 지속되었다. 유사하게, Fas-L의 전사 수준도 주사 후 $1{\sim}3$주 동안 상승하였다가 주사 후 4주부터 정상 수준으로 복귀하였다. 본 연구의 결과는 EDS 주사가 흰쥐 부정소에서의 세포자연사 관련 유전자 발현을 유도할 가능성을 보여준 것이며, 특히 Fas와 Fas-L 유전자 활성이 초기 세포자연사 유도 과정에 중요하고, 그 결과로 부정소 무게 감소와 정자 수 감소가 초래되는 것으로 추정된다.

• 생명과학회지
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• 제17권3호통권83호
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• pp.386-395
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• 2007

본 연구는 1999년에서 2001년도 걸쳐서 3년간 국내에서 분리된 환자유래 장염비브리오 18균주와 일본 후쿠오카 지역에서 2002년도에 환자에서 분리한 장염비브리오 9균주 등 총 27균주에 대하여 toxR 유전자의 검출, 혈청형별 검사, 약제내성의 양상, tdh, trh1 및 trh2 유전자의 보유상태 및 urease 생성성을 살펴보고, 혈청형 O3:K6 균주에 대하여 TDH의 생성성 검사, tdh 양성균주의 RFLP 형별, ORF 8의 분포, PFGE법과 RAPD법을 실시하였으며 결과는 다음과 같다. 1. 한국 및 일본의 환자유래 균주 대부분에서 urease음성이었으며, toxR 유전자로 확인 동정하였고 혈청형의 분포는 국내 분리 주의 O3:K6, O4:K9, O6:K46, O3:K57, O5:Kl5와 일본 분리주의 O3:K6, O1:K38, O4:K68, O4:Kl2의 혈청형으로 나타났다. 2. 항생제 감수성 시험에서는 vancomycin과 oxacillin은 27균주 (100%), penicillin은 26균주 (96.3%)로 높은 내성을 나타내었고, 14균주 (51.9%)가 4가지 이상의 항생제에 다제내성을 나타내었다. 항생제의 내성양상은 6종류로 혈청형에 관계없이 vancomycin, oxacillin, penicillin에 내성을 나타내는 V형이 15균주 (55.6%)로 가장 많이 나타났다. 3. tdh 유전자는 26균주가 PCR법과 DNA probe hybridization법의 결과에서 양성으로 나타났으며, urease양성이었던 일본 환자유래 혈청형 O3:K6 1균주만이 tdh유전자 음성, trh2 유전자 양성을 나타냈다. 혈청형 O3:K6의 TDH 생성성역가는 전 균주가 256배에서 2,048배 정도로 나타났으며, RFLP 양상은 모든 균주가 11.5 kb와 4.3 kb에 tdh 유전자를 보유하고 있었다. 또한 혈청형 O3:K6 균주들은 RAPD법과 PFGE법으로 유전자형별을 비교 검토한 결과 8형으로 거의동일한 유전자형별의 결과를 나타내었다. 4. ORF 8의 분포는 혈청형 O3:K6 전 균주에서 양성이었고, 특히 혈청형 O6:K46 4균주 모두에서 ORF 8 양성을 나타내어 새롭게 나타난 유행균주일 가능성을 시사 하였다. 따라서 ORF 8 유전자의 검출은 범세계적으로 유행하는 균주들을 동정하는데 있어 genetic marker로서 매우 유용한 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제12권3호
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• pp.242-249
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• 2002

본 연구는 채소류 모잘록병균인 R. solani AG4에 길항하는 미생물 B. ehimensis YJ-37의 500$m\ell$ 플라스크 배양, 5 $\ell$ jar fermentor 배양, 2,000 $\ell$ 대형탱크의 배양 조건 및 길항물질 생성능을 조사하였다. 500$m\ell$ 플라스크 배양에서의 길항물질 최적생산조건은 1.5% starch, 0.6% peptone, 0.3% $Na_2$HP $O_4$, 0.15% MgC1$_2$, pH 8.0, 배양온도 32$^{\circ}C$, 배양시간 54시간으로 나타났고, 이때 미생물의 수는 1.42$\times$$10^{ 8}$ cfu/$m\ell$21g-DCW/$\ell$), 항진균 활성은 13.9mm로 나타났다. 5$\ell$ jar fermenter 배양에서의 길항물질 최적생산조건은 플라스크배양에서의 최적 생산조건에서 공기주입량과 교반속도를 변화시켜 조사한 결과, 공기주입량 2 vvm, 교반속도 200 rpm, 배양시간 48시간 이후 미생물의 수와 균체의 량은 2.06 $\times$ $10^{8}$ cfu/$m\ell$ 및 30g-DCW/$\ell$, 항진균 활성은 13.4 mm로 나타났다. 2,000 $\ell$ 대형탱크 배양에서는 교반속도 200 rpm, 산소주입량 30 vvm으로 고정하고 10일간 배양하여 미생물의 생육 및 길항물질 생성능을 조사한 결과는 미생물의 수와 균체의 량은 0.81 $\times$ $10^{8}$ cfu/$m\ell$와 12g-DCW/$\ell$, 항진균 활성은 8.6mm로 나타나 5$\ell$ jar fermenter 배양에 배해 균의 수는 1/10로 줄었으며 항진균 활성도 64%로 낮게 나타났다.다.

• 한국축산식품학회지
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• 제30권3호
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• pp.466-471
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• 2010

본 시험은 육계 사료 내 발효 과일박 및 신선초박의 급여가 저장기간 중 계육의 지방산화도, 지방산 조성 및 콜레스테롤에 미치는 영향을 가능성을 알아보고자 시험을 실시하였다. 시험 처리는 무첨가구인 대조구(Control, C), 발효 사과박 1.0%(T1), 발효 배박 1.0%(T2), 발효 감귤박1.0%(T3) 및 발효 신선초박 1.0%(T4)로 처리구를 나누어 시험을 실시하였다. 시험 전 기간 동안 생산성에서는 대조구와 비교 시 발효 사과부산물 1.0% 첨가구에서 118%의 개선효과를 갖는 것으로 나타내었으며 처리구간 비교시에도 발효 사과 부산물 첨가구에서 가장 높게 나타났다. 발효 과일 부산물 및 신선초 부산물을 급여한 계육의 저장기간 중 지방산패도는 3일차까지는 차이가 없었으나 종료일인 7일차에 발효 감귤부산물에서 3.7 MDA mg/kg으로 다른 처리구와 비교 시 지방산화도에 대해 유의적인 개선효과가 나타났다(p<0.05). 하지만, 발효 신선초 부산물에서는 다른 처리구와 비교 시 개선효과가 나타나지 않는 것으로 나타나 본 실험에서는 발효 신선초 부산물이 저장 기간 중 지방산패도에 큰 영향을 하지 않는 것으로 나타났다. 계육 내 지방산 조성에서 전체 처리구간에 유의적인 차이는 나타내지는 않았다. 콜레스테롤 함량은 대조구에서 가장 높았으며 발효사과부산물 첨가구에서 가장 낮게 나타났다. 결과적으로 본 시험에서는 육계 사료 내발효 식물체 부산물의 첨가급여가 육계의 생산성에 대한 개선효과는 물론 혈액 및 계육 내 콜레스테롤 감소효과가 나타나 콜레스테롤 함량이 낮은 축산물 생산에 대한 충분한 가능성을 나타낸 결과라 할 수 있다. 하지만 현재까지 발효사료를 이용한 연구가 축산식품 이외의 산업에 국한된 점을 감안 할 때 축산분야 역시 이에 대한 다각적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제29권1호
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• pp.76-83
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• 2019

본 연구에서는 생분해성 고분자인 poly(3-hydroxbutyrate) (PHB)의 생산 비용 절감을 위해, 탄소원으로 폐식용유(waste frying oil, WFO)을 사용하여 분리 균주 Pseudomonas sp. EML2의 최적 생장 및 PHB 생합성 조건을 확립하였다. WFO와 새 식용류(fresh frying oil, FFO)의 지방산을 분석한 결과 FFO의 지방산 함량은 불포화지방산 82.6%, 포화지방산 14.9%를 차지하는 것으로 나타났으나 WFO의 경우 불포화지방산 56.3%와 포화지방산 33.5%로 FFO와 비교할 때 지방산 조성의 변화를 확인할 수 있었으며, 이러한 불포화지방산의 조성 변화는 가열, 산화반응 및 가수분해에 의한 화학적, 물리적 특성의 변화 때문인 것으로 사료된다. 분리 균주 Pseudomonas sp. EML2의 최대 건조세포중량과 PHB 생합성량(g/l)을 확인하기 위해 플라스크를 이용하여 탄소원 농도, 질소원 종류 및 배양 pH와 온도 및 시간을 확립하였다. 그 결과 30 g/l의 WFO과 0.5 g/l의 $NH_4Cl$를 질소원으로 사용하여 pH 7 및 $20^{\circ}C$의 배양 조건에서 96시간 배양 시 최적의 건조세포중량과 PHB 생합성량을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 3 l jar fermenter를 이용하여 Pseudomonas sp. EML2의 생장 및 PHB 수율을 확인하였다. 그 결과 30 g/l의 WFO를 단일 탄소원으로 사용하여 96시간 배양 시 3.6 g/l의 건조세포중량을 얻었으며 73.0 wt%의 PHB 축적률을 확인하였다. 이 경우 PHB 생합성량 2.6 g/l로 나타났다. FFO를 대조군으로 사용하여 대량배양 한 결과 WFO를 사용한 경우와 비슷한 건조세포중량(3.4 g/l), PHB 축적률(70.0 wt%), 그리고 PHB 생합성량(2.4 g/l)을 확인하였다. 본 연구에서 분리한 Pseudomonas sp. EML2는 WFO를 효과적으로 이용하여 PHB를 생합성 하였으며 이 균주와 WFO는 PHB의 산업적 생산을 위한 새로운 생산 후보자 및 탄소원으로서 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제29권5호
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• pp.545-554
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• 2019

칡의 화합물은 동양 전통 의학에서 매우 중요한 콩과 식물로서 다량의 이소플라본을 함유한다고 보고되었다. 그러나, 칡의 주요 함유 이소플라본은 생물학적으로 이용가능성이 낮기 때문에, 생물학적 이용가능성을 증대시키기 위해서는 가수분해나 ${\beta}$-glucosidase를 사용하여 생물전환을 통해 이용 효율성을 증대시킬 수 있다. 본 연구는 김치로 부터 분리된 Lactobacillus rhamnosus BHN-76를 이용해 발효한 칡 추출물의 항산화 효과를 조사하였다. L. rhamnosus BHN-76 발효는 $37^{\circ}C$에서 3일간 발효하였으며, 발효하지 않은 칡 추출물에 비해 L. rhamnosus BHN-76 발효 칡 추출물에서 총 폴리페놀 함량은 약 134%, 총 플라보노이드 함량은 약 110% 증가된 것을 확인하였다. 또한, SOD 유사활성능, DPPH radical 소거 활성능과 ABTS radical 소거활성능은 각각 약 213%, 190%와 107% 항산화능이 증가하는 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 L. rhamnosus BHN-76을 이용한 칡의 발효가 가능하며, 유산균 발효가 칡의 항산화능 증대에 효과적인 것을 확인하였으며 본 연구를 기반으로 한 기능성 식품 또는 화장품 소재로의 개발 및 응용이 가능할 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제31권1호
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• pp.90-99
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• 2021

본 연구에서는 poly (3-hydroxyalkanoate) (PHA)의 생산 비용을 줄이기 위해, 토양에서 분리된 균주 Pseudomonas sp. EML8을 이용하여 폐 튀김유(waste frying oil, WFO)를 단일 탄소원으로 하여 균주의 최적 생장 및 PHA의 생합성 조건을 확립하였다. WFO를 단일 탄소원으로 이용하여 Pseudomonas sp. EML8에 의해 생합성된 PHA를 gas chromatography (GC)와 GC mass spectrometry로 분석한 결과, 7.28 mol% 3-hydrxoyhexanoate, 39.04 mol% 3-hydroxyoctanoate, 37.11 mol% 3-hydroxydecanoate 및 16.58 mol% 3-hydoryxdodecanoate의 단량체로 이루어진 medium-chain-length PHA (mcl-PHAWFO)라는 것을 확인하였다. 플라스크로 배양한 결과, Pseudomonas sp. EML8의 최대 건조세포중량(dry cell weight, DCW) 및 mcl-PHAWFO의 최대 생산수율(g/l)은 WFO 20 g/l, (NH4)2SO4 0.5 g/l, pH 7 및 25℃의 조건에서 확인되었다. 이 결과를 바탕으로 3 l 발효기를 이용하여 48시간 배양한 후에 가장 높은 DCW, mcl-PHAWFO의 함량 및 mcl-PHAWFO의 생산수율(3.0 g/l, 62 wt% 및 1.9 g/l)을 얻었다. 대조군인 신선한 튀김유(fresh frying oil, FFO) 20 g/l를 탄소원으로 사용하여 이와 유사한 DCW, mcl-PHAFFO의 함량 및 mcl-PHAFFO의 생산수율(2.7 g/l, 62 wt%, 1.6 g/l)을 확인했다. 겔 투과 크로마토그래피 분석을 통해 mcl-PHAWFO 및 mcl-PHAFFO의 평균 분자량이 165-175 kDa인 것을 확인했으며, 열중량을 분석한 결과, mcl-PHAWFO 및 mcl-PHAFFO는 각각 260 및 274.7℃의 분해온도값을 보여주었다. 결론적으로 본 연구에서는 Pseudomonas sp. ML8과 WFO는 mcl-PHA의 생산을 위한 새로운 균주와 탄소원으로서의 사용 가능성을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.897-904
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• 2023

본 연구는 Bacillus velezensis K10의 유전체 분석결과에 따른 유전자의 고유한 특성을 이용하여 유전자마커를 탐색하고 확립하여 산업현장에서 활용하기 위해서 수행하였다. B. velezensis K10은 총 4,159,835 bps를 유지하였으며, 5,136개의 단백질을 발현하는 것으로 조사되었다. B. velezensis K10은 표준균주에 비교하여 전반적으로 외부요인에 기인되는 유전자의 이동이 훨씬 많은 것으로 나타났다. 이와 같은 양상에 기인하여 B. velezensis K10은 특유의 유전적 서열을 유지할 수 있는 것으로 추정되었다. 선발마커 발굴을 위해 recombinase, integrase, transposase, phage-related genes, 등 유전자 변이 유발이 쉬운 게놈상의 영역에 대해 탐색을 실시하였다. 그 결과, 선발마커로써 가능성이 높은 9개 부위를 확보하였다. 후보마커는 일부 다른 영역에서 특이성을 보이는 영역들이 존재했지만, phage 연관 유전자들에서 매우 특이성이 높았기 때문에, 모두 phage 관련 부위에서 모두 탐색되었다. 종간 후보 선발마커로써 B. licheniformis K12, B. velezensis K10, B. subtilis, B. cereus 등에 대해 PCR 분석을 실시하였다. 그 결과 BV3, BV5~9까지 총 6 프라이머 세트에서 B. velezensis K10 특이적인 PCR 산물이 형성되는 것을 확인하였다. 다른 한편으로, subspecies 수준에서 분석 결과, BV3, 5, 8, 9 등 4 프라이머 세트에서 B. velezensis K10 특이적인 PCR 산물이 형성되는 것을 관찰했다. 분석된 마커 중에서 BV5와 8가 가장 특이성이 높았기 때문에 종(species) 및 아종(sub-species) 수준에서 B. velezensis K10 유전자 선발마커로써 BV5와 8을 활용 가능할 것으로 제의된다.

• 생명과학회지
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• 제33권12호
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• pp.1015-1024
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• 2023

항생제는 인간을 비롯한 가축 및 어류의 세균성 감염 질환의 치료에 크게 기여해 왔으나, 그 오남용으로 인해 많은 다제약제 내성균의 등장을 야기하였다. 최근, 항생제 내성균의 제어를 위한 새로운 항생물질 소재 발굴 및 신약 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 염생식물은 염분이 높은 토양에서 자생하는 식물로 산화 스트레스로 작용하는 염분에 대한 적응으로 독특한 대사과정을 통한 특이한 이차 대사산물을 생성하는 것으로 알려져 있다. 최근 항생제의 오용 및 남용으로 항생제 내성균이 증가해 천연물질을 활용한 새로운 신약 개발의 필요성이 커지고 있다. 세균의 생물막 형성은 적대적 환경으로부터 스스로를 보호하는 적응 및 생존을 위한 전략으로 인식되며, 감염성 세균의 경우 숙주 내 부착 및 집락화를 위한 주요병원성 인자로 여겨진다. 특히, 생물막을 형성한 세균은 항생제에 대해 더 큰 내성을 보이며 쉽게 죽지 않아 치료가 더욱 어려워진다. 부유성 세균은 다양한 외부 환경을 인식하여 표면 부착을 통한 생물막 형성이 유도되는데 산화적 스트레스는 이를 유도할 수 있는 주요 신호 중 하나이다. 따라서 항산화제와 같은 산소 스트레스 조절 효과를 갖는 화학 물질은 세균의 생물막 형성과 관련된 감염성 질환 치료에 사용될 수 있을 것으로 여겨지고 있다. 본 연구에서는 총 18종의 국내에 자생하는 염생식물 추출물에 대한 항산화 효능을 확인하고 나아가 Acinetobacter baumannii ATCC 17978균주에 대한 항생물막 효과 및 세포 독성을 검증하였다. 그 결과 해국, 통보리사초, 해당화, 천문동에서 높은 항산화 효과와 항생물막 효과가 있는 것을 확인하였고 세포독성 역시 보이지 않음을 확인하였다. 해당 연구를 통해 국내 자생 염생식물 유래 항산화 물질의 항생물막 활성을 함께 확인함으로써, 새로운 천연물 유래 신약 후보군을 제시하고 향후 다제약제 내성균의 제어를 위한 의약 소재로서 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제34권7호
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• pp.465-475
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• 2024

Lactiplantibacillus plantarum K9은 굼벵이에서 분리된 다양한 생리활성물질에 기인하여 프로바이오틱스 균주로 활용 가능한 유산균이다. L. plantarum K9 유전체 분석결과로써 박테리아 염색체와 3 plasmid가 존재하는 것으로 나타났다. L. plantarum K9의 핵심 대사경로 분석 결과 해당과정, 오탄당대사(pentose phosphate pathway)는 정상적으로 수행되는 것으로 나타났다. 그러나 포도당신생합성과 ED pathway의 핵심 효소인 fructose-1,6-bisphosphatase (EC: 3.1.3.11)와 6-phosphogluconate dehydratase (EC: 4.2.1.12) / 2-keto-de- oxy-6-phosphogluconate (KDPG) aldolase (EC: 4.2.1.55)가 각각 결여되어 있기 때문에 포도당신생합성과 ED pathway는 수행하지 못하는 것으로 제의된다. 또한, TCA 회로에서 fumarate 및 malate를 형성하는 일부 효소만 존재하는 반면에 나머지 TCA 회로에 연관되는 효소들이 모두 결여되어 있었기 때문에 TCA 회로는 진행되지 못하는 것으로 추정되었다. 산화적 전자전달계는 NADH dehydrogenase complex I과 cytochrome reductase complex IV에 해당하는 요소들을 보유하고 있기 때문에 class IIB 타입(bd-type)의 전자전달시스템을 수행할 것으로 예측되었다. 종합적으로, L. plantarum K9은 lactic acid 동형발효를 수행하며, 포도당신생합성 및 오탄당대사가 가능하며, class IIB 타입(bd-type) 산화적 전자전달시스템에 의해 에너지 대사를 수행하는 것으로 제의된다. 따라서, L. plantarum K9은 다른 유산균주에 비교하여 lactic acid 생성량이 비교적 높아 생리활성도가 우수할 것으로 제의된다. 다른 한편으로, L. plantarum K9은 산화적 전자전달이 가능한 것으로 추정되어 산소에 대한 내성이 높아서 배양 특성이 양호하여 프로바이틱스로써 활용가능성이 높은 것으로 제의된다.