Physiological Properties of Lactobacillus acidophilus 30SC Exposed to Heat Shock Stress

Heat Shock Stress에 의한 Lactobacillus acidophilus 30SC의 생리적 특성

We examined the enhancement of thermotolerance for storage conferred on Lactobacillus acidophilus 30SC by adaptation to different stresses. The viable cells of Lactobacillus acidophilus 30SC were compared with their viability prior to heating at $45,\;55^{\circ}C\;and\;60^{\circ}C$. Heat-adapted ($45^{\circ}C$ for 15 min) L. acidophilus 30SC in MRS broth exhibited higher survivability at lethal temperature of $55^{\circ}C$ than control. Cellular protein profiles of L. acidophilus 30SC during heat adaptation were examined with SDS-PAGE, and scanning electron microscopy. When L. acidophilus 30SC was heat-adapted at $55^{\circ}C$ for 15min, 5 new protein spots of ca $8\~45\;kDa$ size were observed on 2D SDS-PAGE. It was presumed that new proteins of L. acidophilus 30SC were produced to adapt to the environment of higher growth temperature.

Probiotics로서의 활성이 높은 Lactobacillus acidophilus 30SC의 생존성을 증진시키기 위한 기초 자료를 얻고자, heat shock stress를 가한 후 생균수를 측정하고, 생존율의 변화를 통해 고온 처리에 의한 고온 및 냉동 내성의 증진 효과를 평가하였다. 또한 열처리 동안 새로이 발현되는 단백질을 1차원 및 2차원 전기영동을 이용하여 확인하였으며, 주사전자현미경을 사용하여 세포 모양을 관찰하였다. L. acidophilus 30SC는 $55^{\circ}C$의 heat shock stress를 받았을 때 생존 균수가 감소하는 것으로 나타났다. 나머지 처리구는 $37^{\circ}C$에서 계속 배양한 것과 별다른 차이를 나타내지 않았다. 특히 $45^{\circ}C$로 heat shock stress를 준 경우 $37^{\circ}C$에서 배양한 것과 거의 동일하였다. L. acidophilus 30SC에 $45^{\circ}C$로 heat shock stress를 가한 뒤 추가로 55 및 $60^{\circ}C$에 노출시켰을 때 가장 높은 생존율을 나타냈고, 치사 수준인 $55^{\circ}C$의 heat shock stress를 받은 후 $55^{\circ}C$ 및 $60^{\circ}C$에 노출되었을 때 생존율이 급격히 감소하는 경향을 보였다. L. acidophilus 30SC에 $55^{\circ}C$로 15분 Heat shock stress를 준 경우 약 22와 25 kDa의 단백질들이 새로이 발현된 것으로 나타났으나, 24와 27 kDa로 추정되는 단백질의 발현 정도는 낮았음을 확인하였다. 2차원 전기영동을 실시한 결과, $37^{\circ}C$에서 배양한 대조구와 비교할 때 $55^{\circ}C$로 heat shock stress를 준 경우 새로이 5개의 protein spot을 발견할 수 있었다. 주사전자현미경으로 세포의 형태를 관찰한 결과 heat shock stress를 준 경우에는 세포의 길이가 신장되는 경향을 나타내었다.