Abdelmoteleb, Ali;Troncoso-Rojas, Rosalba;Gonzalez-Soto, Tania;Gonzalez-Mendoza, Daniel
Mycobiology
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제45권4호
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pp.385-391
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2017
The ability of Bacillus subtilis, strain ALICA to produce three mycolytic enzymes (chitinase, ${\beta}$-1,3-glucanase, and protease), was carried out by the chemical standard methods. Bacillus subtilis ALICA was screened based on their antifungal activity in dual plate assay and cell-free culture filtrate (25%) against five different phytopathogenic fungi Alternaria alternata, Macrophomina sp., Colletotrichum gloeosporioides, Botrytis cinerea, and Sclerotium rolfesii. The B. subtilis ALICA detected positive for chitinase, ${\beta}$-1,3-glucanase and protease enzymes. Fungal growth inhibition by both strain ALICA and its cell-free culture filtrate ranged from 51.36% to 86.3% and 38.43% to 68.6%, respectively. Moreover, hyphal morphological changes like damage, broken, swelling, distortions abnormal morphology were observed. Genes expression of protease, ${\beta}$-1,3-glucanase, and lipopeptides (subtilosin and subtilisin) were confirmed their presence in the supernatant of strain ALICA. Our findings indicated that strain ALICA provided a broad spectrum of antifungal activities against various phytopathogenic fungi and may be a potential effective alternative to chemical fungicides.
본 연구는 에탄올내성, 내열성, ${\beta}-glucanase$ 활성 및 xylose 대사가 가능한 새로운 생물시스템을 육종하기 위해 원형질체융합(protoplast fusion)이라는 방법을 사용하여 S. cerevisiae BYK-F11 균주와 P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주와의 genome shuffling을 시도하였다. P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주는 URA3 유전자를 결실시켜 uracil 영양요구주로 구축되었다. Protoplast fusion을 통해 몇몇의 융합체가 선별되었고, 두 모균주인 BYK-F11 균주와 P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주의 핵형(karyotype)를 모두 가지는 BYKPS-F8 균주가 22개의 융합체중에서 최종 선정되었다. 이어 ${\beta}-glucanase$ 활성, xylose 이용능, 에탄올내성, 내열성 및 에탄올생산성에 대한 다양한 표현형이 조사되었다. BYKPS-F8 균주는 모균주인 BYK-F11 균주가 가지는 ${\beta}-glucanase$ 활성을 가지게 되었고, P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주가 가지는 xylose 이용능도 모균주보다 1.2배 증가되었음을 확인할 수 있었다. BYKPS-F8 균주는 $40^{\circ}C$에서 내열성을 보였으며, 8% 에탄올이 첨가된 배지에서 모균주에 비해 에탄올 내성이 증가되었음을 확인 할 수 있었다. 20 g/l의 xylose가 함유된 배지에서 72시간 배양에 의해 약 7.5 g/l의 에탄올을 생산할 수 있었으며, 260시간의 장기간의 배양에도 BYKPS-F8균주에 도입한 다형질이 안정적으로 유지됨을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 사용된 균주 육종방법을 통해 다형질을 가진 다른 속간의 균주 융합 및 산업적으로 유용한 생물시스템의 육종이 가능함을 확인하였다.
Trichoderma reesei Rut C-30 produced high levels of ${\beta}$-glucosidase, endo-${\beta}$-glucosidase, endo-${\beta}$-1,4-glucanase, and exo-${\beta}$-1,4-glucanase. In pilot-scale production (50-1 fermentor), productivity and yield of CMCase (carborymethyl cellulose) and FPase (filter paper activity) were 273 U/ml and 35 U/ml, and 162 FPU/l.h and 437 FPU/g, respectively. The fed-batch techniques were used to improve enzyme activities with constant cell concentration. The acidity was an important parameter and controlled at pH 3.9 and 5.0 by automatic addition of ammonium hydroxide. Cellulase powder was prepared by ammonium sulfate precipitation and its CMCase and FPase activities were 3,631 U/g and 407 U/g, respectively.
Spatial and temporal expression of pathogenesis-related (PR) gene and proteins has been recognized as inducible defense response in pepper plants. Gene expression and/or protein accumulation of PR-1, $\beta-1,3-glucanase$ and chitinase was predominantly found in pepper plants during the inoculations by Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, Phytophthora capsici and Colletotrichum coccodes. PR-1 and chitinase genes were also induced in pepper plants in response to environmental stresses, such as high salinity and drought. PR-1 and chitinase gene expressions by biotic and abiotic stresses were regulated by their own promoter regions containing several stress-related cis-acting elements. Overexpression of pepper PR-1 or chitinase genes in heterogeneous transgenic plants showed enhanced disease resistance as well as environmental stress tolerances. In this review, we focused on the putative function of pepper PR-1, $\beta-1,3-glucanase$ and chitinase proteins and/or genes at the biochemical, molecular and cytological aspects.
지렁이 (Eisenia andrei)의 중장에서 내생의 endoglucanase 유전자의 전체 염기 서열을 동정하였다. ORF의 길이는 1,371 bp이며, 456개의 아미노산으로 번역된다. NCBI에 등록된 가재와 흰개미의 cellulase 및 endo-$\beta$-1, 4-glucanase와 50-51%의 유사성을 보이며, 활성 부위가 잘 보존되어 있었다. 계통수 분석에서는 다른 동물 분류군에서 밝혀진 GHF9 그룹의 cellulase와 근연관계가 없음이 확인되었다.
Agrobacterium에 의한 식물형질전환은 가장 일반적으로 많은 사용되는 식물형질전환 기술이냐 이 과정에서 관여하는 식물 유전자들에 대한 관여하는 식물 유전자들에게 대한 연구는 거의 전무한 상태다. 본 연구는 Agrobacterium의 감염에 저항성을 보이는 새로운 돌연변이들의 분리와 분석 연구에 연속하여 Agrobacterium에 의한 식물형질전환에 관여하는 Arabidopsis RAT3 유전자의 cDNA와 gemonic clone을 plasmid rescue 기술을 이용하여 분리하였다. 염기서열 분석결과, 매우 유사한 2개의 유전자가 (RAT3-1과 RAT3-2)약 600bp 간격을 두고 연속하여 존재함을 밝혔다. 그중 RAT3-1 이 mutagen으로 사용된 T-DNA에 의해 손상을 받아 rat3 돌연변이 형질이 유도되었다. RAT3 유전자의 단백질의 분자량은 15 kDa 정도이며 아미노 밀단에 분비를 위한 signal peptide를 가지며 단백질이 전체적인 매우 친수성인 것으로 미루어 세포막 밖으로 분비될 것으로 생각된다. 이들 유전자의 정확한 생물학적 기능에 대한 연구들이 수행 중이며, 이러한 기초연구는 식물형질전환 기술의 개발에 기여할 것이다.
꽃송이버섯(Sparassis crispa DSMZ 5201)의 균사를 사용하여 균사외 효소활성을 측정하였다. Yeast-malt extract-glucose 배지를 사용하여 $24^{\circ}C$에서 15일간 배양 후 배양여액을 조효소원으로 사용하였을 때, $\alpha$-amylase효소의 활성은 44.27 unit/$mg{\cdot}protein$이었다. 배양여액 중의 Protease, CMCase, $\beta$-glucosidase, chitinase 및 exo-$\beta$-1,4-glucanase의 세포외 효소활성은 상대적으로 높았으나, xylanase 효소활성은 낮게 나타났다.
Lee, Jae Pil;Shin, Eun-Sun;Cho, Min Yeol;Lee, Kyung-Dong;Kim, Hoon
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제28권12호
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pp.2036-2045
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2018
An endo-${\beta}$-1,4-glucanase gene, cel5L, was cloned using the shot-gun method from Bacillus sp.. The gene, which contained a predicted signal peptide, encoded a protein of 496 amino acid residues, and the molecular mass of the mature Cel5L was estimated to be 51.8 kDa. Cel5L contained a catalytic domain of glycoside hydrolase (GH) family 5 and a carbohydrate-binding module family 3 (CBM_3). Chromatography using HiTrap Q and CHT-II resulted in the isolation of two truncated forms corresponding to 50 (Cel5L-p50) and 35 kDa (Cel5L-p35, CBM_3-deleted form). Both enzymes were optimally active at pH 4.5 and $55^{\circ}C$, but had different half-lives of 4.0 and 22.8 min, respectively, at $70^{\circ}C$. The relative activities of Cel5L-p50 and Cel5L-p35 for barley ${\beta}$-glucan were 377.0 and 246.7%, respectively, compared to those for carboxymethyl-cellulose. The affinity and hydrolysis rate of pNPC by Cel5L-p35 were 1.7 and 3.3 times higher, respectively, than those by Cel5L-p50. Additions of each to a commercial enzyme set increased saccharification of pretreated rice straw powder by 17.5 and 21.0%, respectively. These results suggest CBM_3 is significantly contributing to thermostability, and to affinity and substrate specificity for small substrates, and that these two enzymes could be used as additives to enhance enzymatic saccharification.
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