• 미생물학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.93-102
• /
• 1978

Saccharomyces cerevisiae strain M was cultured in a molasses-containing media with repeated transplantations of the yeasts from one culture to another to adapt to molasses. After that only different amounts of phosphorous and nitrogen sources were added to the media. And then some variations during the culture time and the effects of consituents of cell mass on the functional activity and sensitivity of the cell were investigated. The results obtained were summarized as follows : 1. In the same culture condition of yeasts, the carbohydrates and trehaloses contents were more remarkably increased when small amounts of phosphate and nitrogen sources were added, then when alrge amounts were added, but yield percentage on assimilated sugars was lower. 2. The content of trehalose in yeast cells was reduced remarkably at the early stage in the culture, but this increased remarkably at later stage. When small amounts of nitrogen and phosphate were added to the culture medium, the amount of thehalose in the cells increased greasly. 3. The more protein content was present in the yeast cells, the smaller the carbohydrate and trehalose content, but more amino-N, RNA and moisture content were present in the cells. And in this case fermentability of the cells was stronger, but sugar tolerance was lower. 4. During the preservation period of compressed yeast cells at different temperature, the higher the temperature was, the more rapidly the amount of trehalose in the cells decreased. And in the cell where the amount of trehalose in the cells decreased. And in the cell where the amount of trehalose(carbohydrate) was large and the amount of protein was small, the amount of trehalose decreased at a slower rate during the preservation period.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제22권12호
• /
• pp.1614-1619
• /
• 2009

The present study was conducted to observe the effect of increased osmolality of basic tris extender supplemented with trehalose and sucrose on post-thawing quality (motility, progressive motility, viability, the rate of acrosome abnormality, total abnormality and membrane integrity) of Markhoz goat spermatozoa. Fresh semen samples were evaluated for motility and sperm concentration. Only semen samples with motility more than 70% and sperm concentration higher than $3{\times}10^{9}$ sperm/ml were used for cryopreservation. In Exp. 1, trehalose (50, 75 or 100 mM) and sucrose (40, 60 or 80 mM) were added to a basic tris diluent. Based on the results of experiment 1, the goal of Exp. 2 was to investigate the combinational effects of the highest and lowest concentrations ($T_{100}+S_{80}$ or $T_{50}+S_{40}$) of trehalose and sucrose. As the control, semen was diluted and frozen in the tris diluent without trehalose or sucrose. The results in Exp. 1 showed that all evaluated spermatozoa characteristics improved significantly after freezing and thawing (p<0.05) and at the same time the increase of trehalose and sucrose concentrations in basic extenders was seen, with the best results obtained for extenders containing 70 and 100 mM trehalose and 80 mM sucrose. Comparing these results with those of control diluents, the effects of supplementation were significantly (p<0.05) better. In Exp. 2, the results showed no significant differences (p>0.05) between $T_{100}+S_{80}$ and $T_{50}+S_{40}$ extenders, but the results of $T_{50}+S_{40}$were slightly better than obtained with $T_{100}+S_{80}$ diluents. Furthermore, the results of this experiment indicated that the sperm characteristics in the isotonic control extender were significantly (p<0.05) lower than examined extenders. In conclusion, the results of this study indicated that goat sperm can tolerate hypertonic trehalose and sucrose solutions better than isotonic control diluents in the freezing period. In particular, these positive effects have been shown for acrosome integrity, which is very important for the fertilization capacity of sperm. The data indicated that addition of trehalose plus sucrose to the freezing extender can be recommended for cryopreservation of goat spermatozoa, but more data is needed on pregnancy rate, acrosome reaction and IVF to ascertain the real effect.

• 한국수정란이식학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.107-111
• /
• 2012

Miniature pig sperm cryopreservation is continually researched in biotechnology for breed conservation and reproduction. It is important to control the temperature at each stage of cryopreservation and cryoprotectant. It is also necessary to find the optimal cryoprotectant concentration and chemical elements of the extender. Recently, many studies have used various cryoprotectant materials, such as dimethyl sulphoxide (DMSO), ethylene glycol (EG), antifreeze protein (AFP), amides, and glycerol. Glycerol is a commonly used cryoprotectant. However, glycerol has critical cytotoxic properties, including osmotic pressure and it can cause irreversible damage to live cells. Therefore, We focused on membrane fluidity modifications can reduce cell damage from freezing and thawing procedures and evaluated on the positive effects of trehalose to the viability, chromatin integrity, and motility of boar sperm. Miniature pig sperm was separated from semen by washing with modified- Modena B (mMB) extender. After centrifugation, the pellet was diluted with the prepared first extender. This experiment was designed to compare the effects that sperm cryopreservation using two different extenders has on sperm chromatin. The control group used the glycerol only and it was compared with the glycerol and glycerol plus trehalose extender. Sperm viability and motility were evaluated using WST1 assays and computer-assisted semen assays (CASA). Chromatin structure was examined using acridine orange staining. For the motility descriptors, trehalose caused a significant (p<0.01) increase in total motility ($57.80{\pm}4.60%$ in glycerol vs. $75.50{\pm}6.14%$ in glycerol + trehalose) and progressive ($51.20{\pm}5.45%$ in glycerol vs. $70.74{\pm}8.06%$ in glycerol + trehalose). A significant (p<0.05) increase in VAP ($42.70{\pm}5.73{\mu}m/s$ vs. $59.65{\pm}9.47{\mu}m/s$), VSL ($23.06{\pm}3.27{\mu}m/s$ vs. $34.60{\pm}6.58{\mu}m/s$), VCL ($75.36{\pm}11.36{\mu}m/s$ vs. $99.55{\pm}12.91{\mu}m/s$), STR ($54.4{\pm}2.19%$ vs. $58.0{\pm}1.63%$), and LIN ($32.2{\pm}2.05%$ vs. $36.0{\pm}2.45%$) were also detected, respectively. The sperm DNA fragmentation index was 48.8% to glycerol only and 30.6% to glycerol plus trehalose. Trehalose added group showed higher percentages of sperm motility, stability of chromatin structure than glycerol only. In this study, we suggest that trehalose is effective in reducing freezing damage to miniature pig sperm and can reduce chromatin damage during cryopreservation.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제36권3호
• /
• pp.182-188
• /
• 2008

내열성 Trehalose synthase를 생산하는 초고온성 균주 HJ6은 일본 Arima 온천수에서 분리하였다. 세포의 길이는 $2{\sim}4\;um$, 직경 0.4 um의 간균으로 생육최적 pH와 온도는 각각 6.5와 $80^{\circ}C$이였다. 분리된 균주의 16s rRNA 염기서열을 분석하고 계통학적으로 분류한 결과, HJ6 균주는 Thermus thermophilus에 속하는 것으로 동정되었다. PCR법을 이용하여 trehalose synthase(TS) 유전자를 클로닝하고 염기서열을 분석한 결과, ORF는 2,898개의 뉴클레오타이드로 구성되고 915개의 아미노산을 암호화하였다. 아마노산 서열을 바탕으로 상동성을 분석한 결과, Thermus caldophilus GK24 유래 TS와 99%, Meiothermus ruber 유래 TS와 83%의 identity를 나타내었다. 이 유전자를 온도감수성 프로모터를 포함하는 pJLA503 벡터를 이용하며 대장군에서 발현하고 정제하여 약 110 kDa 단백질을 얻을 수 있었다. 정제된 효소는 트레할로스 전환활성에 대한 최적 pH가 7.5이고, 최적온도는 $80^{\circ}C$이며, 활성의 반감기는 $90^{\circ}C$에서 40분으로 확인되어 높은 내열성을 가지는 것으로 확인되었다. 본 효소의 트레할로스 최대 전환율은 기질농도 500mM에서 55.7%를 나타내었고, 기질 농도가 증가함에 따라 더불어 증가하였기 때문에 본 효소의 트레할로스 전환율을 기질농도에 의존적인 것으로 생각되었다.

• 생명과학회지
• /
• 제27권8호
• /
• pp.945-950
• /
• 2017

유기용매 내성 Pseudomonas sp. BCNU 106은 독성 용매에 의해 일부 생장이 제한되므로 다양한 생존전략이 필요하다. 이러한 한계를 극복하기 위한 하나의 전략으로 외인성 트레할로오스를 사용하는 것이다. Cyclohexane 존재하에 세포내 트레할로스 함량은 12시간 배양했을 때 181.88 mM로 가장 높게 측정되었고, 세포외 트레할로스 함량은 12시간에서 16시간 사이에 급격하게 감소하였다. 또한 1%(v/v) cyclohexane, hexane, propylbenzene 및 m-xylene 존재하에 0.1 M 트레할로스가 첨가된 LB 배지에서 Pseudomonas sp. BCNU 106 균주의 생장은 트레할로스가 첨가되지 않은 대조군에 비해 각각 89.94, 89.72, 91.25 및 118.9 배 증가하였으며, cyclohexane 및 hexane 존재하에서 0.05 M 트레할로스를 첨가했을 때 4시간 동안 각각 80과 90% 이상의 높은 생존율을 보였다. 이는 배지에 첨가된 트레할로스가 세포 내로 이동하면서 cyclohexane, hexane, propylbenzene 및 m-xylene 스트레스에 대해 방어작용을 한 것으로 보인다. 따라서 성장배지에 트레할로스를 첨가함에 따라 Pseudomonas sp. BCNU 106의 유기용매 내성이 향상되어 생물전환 및 생물분해에 대한 잠재적인 생물촉매로 사용 가능할 것이다.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제54권4호
• /
• pp.283-290
• /
• 2012

제주흑우의 동결 정액 제조시 동결 보존액에 첨가한 taurine과 hypotaurine은 동결 융해 후 정자의 운동성, 생존성 그리고 정자막 온전성을 개선시키는 것을 알 수 있었다. Taurine과 hypotaurine의 첨가는 유의적으로 높은 운동성, 생존성을 보였으며(p<0.05), 특히 hypotaurine은 다른 실험구에 비하여 유의적으로 높은 정자막 온전성을 나타냈다(p<0.05). 뿐만 아니라, hypotaurine은 유의적으로 높은 F pattern 비율을 유지하였으며(p<0.05), 이들 항산화물질을 첨가한 실험구에서는 대조구에 비하여 유의적으로 낮은 AR pattern을 나타내어(p<0.05) 동결로 기인된 수정능획득 유사 상태 정자의 비율을 유의적으로 감소시켜 조기 첨체반응 비율을 감소시켰다. 정자의 난자내 침투능력에 있어서 모든 처리구에서 대조구보다 높은 웅성전핵 형성율과 SFI를 나타냈으며, hypotaurine의 처리는 가장 높은 침투능력을 나타냈으나 처리구간의 유의적 차이는 나타나지 않았다. 본 연구결과는 멸실위험의 토종가축 생식세포 및 유전자원 보존과 토종가축 육성을 위한 번식 증대를 위한 제주흑우 동결정액 제조에 중요한 이용 방법이 될 것이며, 동결 융해 후 정자의 기능 개선을 위한 다양한 희석제 및 첨가제를 활용한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 산업식품공학
• /
• 제14권3호
• /
• pp.235-242
• /
• 2010

본 연구는 백설기의 노화를 억제 및 저장 중 품질 향상을 위한 Novamyl의 최적 첨가량을 0.1%로 선정하고 트레할로스를 5%, 10%, 15% 첨가하여 백설기를 제조한 후 상 온(${25^{\circ}C}$)에서 0, 1, 2, 3일간 저장하면서 기계적 및 관능적 특성과 노화 속도 변화를 살펴보았으며 그 결과는 다음과 같다. 수분활성도는 트레할로스의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였으며 저장 일수에 따른 차이는 없었다. 색도는 트레할로스를 첨가한 백설기의 명도(L값)가 유의적으로 낮게 나타났으며 적색도를 나타내는 a값은 첨가군이 대조구에 비해 낮게 나타났고 황색도(b값)는 첨가군이 다소 낮은 값을 보였으며 저장 일수가 증가함에 따라 황색도가 감소하는 경향을 보였다. 기계적 조직감에 대해서는 트레할로스의 첨가량이 증가할수록 경도가 감소하였고 저장 중 씹힘성의 감소폭이 감소하였다. Avrami 방정식으로 노화속도를 측정하였으며, Avrami exponent(n) 값과 시간상수(1/k) 값을 계산한 결과 트레할로스 첨가군이 대조구에 비해 노화속도가 감소하였음을 알 수 있었다. 관능검사 결과에서 15% 첨가구가 대부분의 항목에서 우수한 결과를 보였고 특히 전반적인 기호도 및 씹힘성 항목에서 높은 선호도 값을 보였으나 10% 첨가구와의 유의적인 차이는 보이지 않았다. 이와 같은 실험결과를 통해 백설기 제조 시 Novamyl 0.1%를 처리하고 트레할로스를 첨가할 경우 노화 억제와 품질 향상의 효과가 있었으며, 특히 기계적 측정 결과와 관능검사 결과를 종합했을 때, 트레할로스를 10% 첨가가 15%의 첨가에 비해 유의적인 차이가 적어 가장 적절한 것으로 나타났다. 효소의 첨가는 백설기의 노화를 억제하는 효과가 있지만 물성적인 측면에서 조직이 과도하게 물러지는 등의 문제를 보이는데 이에 트레할로스를 적당량 첨가함으로써 노화 억제를 향상시키고 물성적인 측면과 기호도를 향상시켜 저장성이 우수하고 소비자의 입맛에 적합한 백설기의 제조가 가능하다고 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제44권4호
• /
• pp.497-503
• /
• 2016

전처리 폐글리세롤을 기질로 사용한 재조합 대장균 배양에서 트레할로스 생산성에 영향을 미치는 핵심 변수들을 도출하고 반응표면 분석법을 사용하여 트레할로스 생산을 극대화하기 위한 최적조건을 탐색하였다. $37^{\circ}C$에서 IPTG로 induction 하는 배양이 $27^{\circ}C$ 또는 induction 하지 않은 배양에 비하여 세포생장 및 트레할로스 생산성이 높았다. Box-Behnken design 실험계획법을 사용하여 배지중의 NaCl, 발리다마이신 및 IPTG의 농도를 최적화하였다. 통계분석결과 IPTG와 NaCl의 농도는 트레할로스 생산에 영향을 미쳤으나 발리다마신의 영향은 크지 않은 것으로 확인되었다. 등고선도 분석을 통해 298 mM NaCl이 첨가되고 0.1 mM의 IPTG로 induction되는 배양에서 가장 많은 양의 트레할로스가 생산되는 것으로 예측되었다. 최적화된 조건에서 생산 균주는 세포 밀도($OD_{600}$) $5.4{\pm}0.2$에서 $304{\pm}15mg/l$의 트레할로스를 생산하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제15권5호
• /
• pp.965-970
• /
• 2005

In our previous study [14], we found that heat-shock exposure did not stimulate the neutral trehalase activity in Sacchromyces cerevisiae KNU5377, but did in ATCC24858. Consequently, the trehalose content in KNU5377 became 2.6 times higher than that in ATCC24858. Because trehalose has been shown to stabilize the structure and function of some macromolecules, the present work was focused to elucidate the relationship between trehalose content of these strains and thermal stabilities of whole cells, through differential scanning calorimetry (DSC), and to predict critical targets calculated from the hyperthermic cell killing rates. These analyses showed that the prominent DSC transition of both strains gave identical $T_m$ (transition temperature) values in exponentially growing cells, and that the $T_m$ values of critical targets was about $3^{\circ}C$ higher in KNU5377 than in ATCC24858. Both heat-shocked KNU5377 and ATCC24858 cells displayed similar shifts in their DSC transition profiles. On the other hand, the $T_m$ value of the critical target of KNU5377 was decreased by $2.1^{\circ}C$, which was still higher than ATCC24858 showing no changes. In view of these results, the intrinsic thermotolerance of KNU5377 did not appear to result from the stability of entire cellular components, but rather possibly from that of particular macromolecules, including critical targets, even though it should be investigated in more details. Although the trehalose levels in heat-shocked cells are significantly different, as described in our previous study [14], the overall pattern of thermal stabilities and their predicted critical targets in two heat-shocked strains seemed to be identical. These data suggest that the trehalose levels examined before and after heat shock of exponentially growing cells are not closely correlated with the stabilities of whole cells and/or critical targets in both yeast strains.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제21권8호
• /
• pp.830-837
• /
• 2011

A genomic DNA fragment encoding a putative maltooligosyltrehalose trehalohydrolase (NfMTH) for trehalose biosynthesis was cloned by the degenerate primer- PCR from cyanobacterium Nostoc flagelliforme. The ORF of NfMTH is 1,848 bp in length and encodes 615 amino acid residues, constituting a 70 kDa protein. The deduced amino acid sequence of NfMTH contains 4 regions highly conserved for MTHs. By expression of NfMTH in E. coli, the function of this protein was demonstrated, where the recombinant protein catalyzed the hydrolysis of maltooligosyl trehalose to trehalose. The expressions of MTH and maltooligosyltrehalose synthase in the filaments of N. flagelliforme were upregulated significantly under dehydration stress, NaCl stress, and high temperature-drought stress. The accumulations of both trehalose and sucrose in the filaments of N. flagelliforme were also improved significantly under the above stresses. Furthermore, trehalose accumulated in smaller quantities than sucrose did when under NaCl stress, but accumulated in higher quantities than sucrose did when under temperature-drought stress, indicating that both trehalose and sucrose were involved in N. flagelliforme adapted to stresses and different strategies conducted in response to various stress conditions.