• 제목/요약/키워드: ${\beta}$-glucosidase 활성도

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훼손 토양의 미생물군집 효소 활성과 기질 이용성 특성 (Characteristics of Microbial Community Enzyme Activity and Substrate Availability of Damaged Soil )

  • 김지슬;정교철;조명현;이은영
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제28권5호
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    • pp.68-77
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    • 2023
  • The effect of soil damage on the physicochemical characteristics and activity of the soil microbial community is not well known. This study investigates this relationship by analyzing 11 soil samples collected from various points of soil damage across Gyeonggi-do. Soil damage resulted from forest fires, landslides, and development areas, with their impacts most severe on the topsoil layer (0-30 cm). Dehydrogenase and β-glucosidase activities were notably higher at locations damaged by forest fires compared to other sites. While enzyme activities in soils influenced by landslides and development areas were relatively low, sites with a pollution history exhibited elevated dehydrogenase activity, likely due to past microbial response to the pollution. Additionally, an assessment of carbon substrate usability by soil microorganisms indicated higher substrate availability in areas impacted by forest fires, contrasting with lower availability in landslide and development sites. Statistical analysis revealed a positive correlation between organic content of sand and clay and microbial activity. These findings provide valuable insights into soil damage and associated restoration research, as well as management strategies.

진범(Aconitum pesudo-laeve var. erectum) 추출물의 항노화 및 항당뇨 효과 (Anti-aging and Anti-diabetes Effects of Aconitum pesudo-laeve var. erectum Extracts)

  • 김정환;이수연;권오준;박주훈;이진영
    • 생명과학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.616-621
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    • 2013
  • 진범은 열독을 제거하고 발한을 유도하여 몸의 수분을 조절하는 효과를 가져 한방에서 사용되어 왔으며, 항염증 활성과 장기의 면연체계를 조절하는 효과가 있는 것으로 알려졌다. 본 연구에서는 진범 추출물의 항노화와 항당뇨 활성을 조사하였다. 물과 에탄올을 이용하여 진범을 추출하고 그 추출물이 가지는 DPPH, ABTS 라디칼 소거활성, PF 및 TBARs와 같은 항산화 활성과 ${\alpha}$-amylase와 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성을 측정하였다. 진범 물과 에탄올 추출물의 농도 $100{\mu}g/ml$, $50{\mu}g/ml$ 처리군부터 50% 이상의 DPPH 라디칼 소거활성이 나타났고, ABTS 라디칼 소거활성은 에탄올 추출물의 농도 $1,000{\mu}g/ml$ 처리군에서 $99.8{\pm}0.1$%로 가장 높게 나타났다. 베타카로텐리놀레이트 모델 시스템을 이용한 항산화 활성 측정결과 $500{\mu}g/ml$ 이상의 농도로 첨가하였을 때 물 추출물에서 1.27 PF, 1.33 PF값을, 에탄올 추출물에서는 1.40 PF, 1.49 PF로 나타났으며, 에탄올 추출물의 농도 $1,000{\mu}g/ml$ 처리군에서 $0.16{\pm}0.03{\mu}M$로 가장 낮은 TBARs값을 나타내었다. 물 추출물의 농도 $1,000{\mu}g/ml$ 처리군와 에탄올 추출물의 100~$1,000{\mu}g/ml$ 처리군에서 90% 이상의 ${\alpha}$-amylase 저해 활성과 60% 이상의 ${\alpha}$-glucosidase 저해 활성을 나타내었다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때 진범의 생리활성을 이용하여 항노화 화장품 원료와 항산화 및 항당뇨 예방물질 소재로의 활용이 가능할 것으로 판단된다.

자연 하천의 생태학적 중요 지점으로서 지표수-지하수 혼합대의 생지화학적 기작 (Biogeochemical Reactions in Hyporheic Zone as an Ecological Hotspot in Natural Streams)

  • 김영주;강호정
    • 한국습지학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.123-130
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    • 2009
  • 지표수-지하수 혼합대는 지표수와 지하수의 수리적 교환이 일어나는 하상의 간극수 지역으로 모든 자연하천에 존재한다. 이 지역은 그동안 다른 특성으로 분리되었던 지표수와 지하수의 전이대로 다양한 미생물이 서식하고 있으며, 하변과는 또 다른 생지화학적인 기작이 일어날 것으로 추정된다. 지금까지의 연구는 미미하지만, 지표수-지하수 혼합대를 고려한 하천 생태 연구는 하천 전체의 생지화학적 기작을 이해하는데 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 본 연구 대상 지역은 내성천(경상북도 예천군 고평교 하류 구간)으로 이 하천은 사질 하상이며, 자연이 그대로 보존되어있다고 평가 받는 자연 직할 하천이다. 토양시료는 하변 달뿌리풀(Phragmites japonica) 식생지, 나지, 수변 혼합대와 사주 혼합대 하강류(downwelling), 상승류(upwelling) 지역에서 깊이 별로 채취하여 수분함량, pH 및 용존유기탄소와 같은 토양 이화학적인 분석과 체외 미생물 효소($\beta$-glucosidase, N-acetylglucosaminidase, phosphatase and arylsulfatase) 활성도, 미생물 군집구조(eubacteria, denitrifying bacteria)의 특성을 알아보았다. 실험 결과 수변 및 사주 지표수-지하수 혼합대 토양이 많은 수분을 함유하고 있었고, 수분함량과 용존 유기탄소는 양의 상관관계를 보였으며, 체외 미생물 효소 활성도는 용존유기탄소와 양의 상관관계를 보였다. 진정세균 군집구조 또한 수변 및 사주의 지표수-지하수 혼합대에서 독특한 경향을 보였다. 이와 같은 결과는 지표수-지하수 혼합대를 통해 일어나는 하천의 생지화학적인 순환 전체를 이해하기 위한 기반을 제공한다.

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사포닌 전환 활성 Stenotrophomonas rhizopilae Strain GFC09 균주의 분리 동정 및 전환 사포닌의 주름 개선 효과 (Isolation of Stenotrophomonas rhizopilae Strain GFC09 with Ginsenoside Converting Activity and Anti-wrinkle Effects of Converted Ginsenosides)

  • 민진우;김혜진;주광식;강희철
    • 대한화장품학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.375-382
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    • 2015
  • 진세노사이드(인삼 사포닌)는 인삼의 대표적 약리성분 중의 하나로 생물학적 활성을 가진 배당체 화합물이다. 이들 사포닌은 가수분해 되어 저분자화 되었을 때, 항주름 및 항산화, 항암 등에 높은 약리효능효과를 나타낸다. 본 연구에서는 인삼 esculin 배지를 활용하여 ${\beta}$-glucosidase 활성을 가진 균주를 분리하였고 인삼 사포닌 전환을 미생물을 이용하여 수행하였다. 본 균주들을 16S rRNA sequencing을 통하여 동정하여 본 결과 Stenotrophomonas rhizopilae strain GFC09로 확인되였다. 균주의 최적 활성 조건을 결정하기 위해 조효소 1 mM와 인삼사포닌 $Rb_1$과 함께 배양한 후 생물학적 전환을 TLC, HPLC를 사용하여 확인하였다. 조효소에 의한 인삼 사포닌 $Rb_1$의 전환 경로는 다음과 같다. LB: RbNeobio R&D center, Gyeonggi-do 16954, Korea${\rightarrow}$Rd${\rightarrow}$FNeobio R&D center, Gyeonggi-do 16954, Korea${\rightarrow}$compound K, TSB: $Rb_1{\rightarrow}Rd{\rightarrow}F_2$. 가수분해된 생성된 물질은 NMR로 구조 동정하였다. 전환 산물의 효능 분석결과, 콜라겐 생성을 농도 의존적으로 증가시키는 것이 관찰되었다. 이에 본 연구에서는 ginsenoside $F_2$와 compound K 함유 인삼 전환 산물의 주름 개선 소재로서 활용가능성을 확인하였다.

Streptomyces sp. S56이 생산하는 Endoinulase의 정제 및 특성 (Purification and Characterization of Endoinulase from Streptomyces sp. S56)

  • 김수일;하영주
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.551-558
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    • 1992
  • Streptomyces sp. S56으로부터 endoinulase를 생산하고 정제하여 물화학적으로 성질을 조사하였다. 조효소는 DEAE-cellulose column chromatography 및 Sephadex G-200 gel filtration에 의하여 정제하였으며, 정제된 효소는 polyacrylamide gel 전기영동결과 단일 band로 나타나서 전기영동상 순수하게 분리되었다. 정제효소의 최적 pH는 5.5-6.0, 최적온도는 $50^{\circ}C$였으며, 최적 온도에서의 열안정성은 1시간 처리후 42%의 잔류활성을 보였다. 정제효소는 금속이온 중 $Mn^{2+}$에 의해서는 활성이 증가되었으나, $Ag^{+}$, $Hg^{+}$, $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Mo^{6+}$ 에 의해서는 활성이 50% 이상 감소하였다. EH한 EDTA, 8-hydroxyquinoline에 의하여 활성이 저해되는 것으로 보아 metalloenzyme인 것으로 추정되었다. 본 효소는 inulin 내부의 $\beta$-2,1 결합을 가수분해하여 fructose oligomer를 생산하는 inulase 활성만을 가지고 있었으며 invertase 및 $\alpha$-glucosidase 활성은 나타내지 않았다. Inulin에 대한 Km값은 0.287mM, $V_{max}$ $0.109{\mu}mol/min$이었다. 효소의 촉매작용에 관하여는 amino acid residue는 tryptophan로 추정되었으며 그 외에 arginine, tyrosine, lysine, methionine, histidine, cysteine 및 cystine의 chemical modification 실험결과 효소활성저해가 나타나지 않아 이들 amino acid residue는 효소작용에 직접적으로 관여하지 않는 것으로 추정되며 carboxyl기도 효소활성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

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섬유소 분해효소를 생성하는 Aspergillus wentii와 Aspergillus nidulans의 원형질체 융합 (Protoplast Fusion of Cellulolytic Aspergillus wentii and Aspergillus niduk)

  • 성낙계;이상원;강신권;노종수;정영철
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.460-465
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    • 1990
  • Asp.wentii와 Asp.nidulans의 원형질체 재생은 2-DG가 30$\mu g$/ml 첨가된 포자현탁액을 4시간 전배양 할 때 적당하였고 ergosterol, myoniositol, casamino acid, BSA가 함유된 CBE 재생용 배지에서 효과적이었으며, 30 이상 재생률을 나타내었다. 원형질체 융합은 10mM $CaCl_2$가 함유된 pH7.5의 30PEG 4000으로$37^{\circ}C$ 에서 10분간 처리했을 때 가장 양호하였으며, 융합빈도는 $8.2\times 10^{-4}$을 나타내었다. 가장 우수한 융합주인 FWN-56은 CMCase, avicelase, $\beta$-glucosidase 및 xylanase를 동시에 분비하였으며 친주에 비하여 활성이 2.3배, 1.5배, 1.8배, 2.5배 각각 증가하였고, 또한 MM에 4중 이상 보관 후의 segregant율이 1 이내였으므로 유전적 안정성은 높았으며, 분생포자 DNA함량은 1.4-1.6배였다. 또한 핵의 크기도 친주에 비하여 큰 것으로 보아 융합주임을 확인하였다.

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분리균 Pseudomonas sp. LBC-505에 의한 천연섬유소의 당화 (Saccharification of Natural Cellulosic Materials by the Isolated Pseudomonas sp. LBC-505)

  • 이병천;고학룡;정영철;성낙계;문종상
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.331-336
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    • 1991
  • 섬유성 물질을 발효기질로서 사용하기 위하여, 분리균 Pseudomonas sp. LBC-505의 cellulase를 이용하여 여러 종류의 천연 섬유성 물질에 대한 당화실험을 행하였다. Cellulase 복합체의 생산은 glucose에 의하여 저해되었고 CMC, avicel, 밀기울, 볏짚 등의 섬유성 물질에 의해 유도되었으며, 55(w/v) 밀기울 배지에서 최대 효소활성을 나타내었다. CMCase 와 xylanase의 최적 효소 반응온도는$50^{\circ}C$였으며, $\beta$-glucosidase는 $55^{\circ}C$ 였다. 또한, 이들 효소의 최적 반응 pH 는 모두 6.6이었다. 조효소 단독처리에 의한 천연섬유소의 당화율은 낮게 나타났으나, 5%(v/v) HCl로 실온에서 24시간 전처리한 후 효소반응을 행한 결과 가수분해율이 18.4%(w/w)로 볏집이 가장 양호하였으며, 구성당은 주로 glucose, xylose 및 cellobiose 였다.

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인공 수초재배섬에서 세균의 활성과 세균 군집 구조 (The Activity and Structure of Bacterial Community within Artificial Vegetation Island (AVI))

  • 전남희;박혜경;변명섭;최명재
    • 한국물환경학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.676-682
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    • 2007
  • The bacterial number, extracellular enzyme activities and structure of bacterial community which are major constituent of aquatic ecosystem within the artificial vegetation island (AVI) were compared to those of the nearby pelagic lake waters in order to evaluate the possibility of the AVI as a eco-technological measure for water quality improvement and restoration of littoral zone in man-made reservoirs. There was not a significant difference in the total number of bacteria, but the number of active (viable) bacteria within the AVI was about 0.7 to 4.1 times higher than nearby pelagic lake water. The ratio of the number of active bacteria versus the total number of bacteria was also higher in the AVI than nearby pelagic lake water. The activities of ${\beta}$-glucosidase and phosphatase were 1.0 to 13.1 and 0.8 to 7.3 times higher respectively in the AVI than nearby pelagic lake water, showing that microorganisms were more active within the AVI. The bacterial communities of the two waters, examined by FISH method, did not indicate a clear difference in the springtime when the growth of macrophytes was immature, but during summer and fall it showed a clear difference indicating the formation of distinct bacterial community within the AVI compared to nearby lake water. From the results of this study, we conclude that AVI can contribute to make up the littoral ecosystem which show rapid cycling of matters through active detritus food chain in the dam reservoirs which have unstable aquatic ecosystem due to short hydraulic residence time and to strengthen the self-purification capacity of the lake.

고온성 변이균주 Talaromyces luteus 2004의 분리와 Carboxymethylcellulase의 생성 조절 및 효소의 특성 (Isolation of a Thermophilic Mutant, Talaromyces luteus 2004 in relation to the Regulation of Carboxymethylcellulase Production and Enzymatic characteristics)

  • 홍미경;한효영;정영희;민경희
    • 한국균학회지
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    • 제24권3호통권78호
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    • pp.206-213
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    • 1996
  • Talaromyces luteus 6112 균주에 돌연변이원 N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine을 처리하여 고온성 돌연변이주인 T. luteus 2004를 선별하였다. T. luteus 2004 균주는 고온성 섬유소 분해 효소인 carboxymethylcellulase(CMCase)와 그 외의 다당류 분해효소인 avicellase, xylanase, ${\beta}-glucosidase$ 등을 생성하였다. 고온성 섬유소 분해효소의 생성은 3% carboxymethylcellulose(CMC) 최소배지에서 가장 높게 유도되었으므로 CMC가 CMCase 생성의 유도물질임을 알 수 있었다. 고온성 섬유소분해효소의 생성에 있어서 포도당과 D-cellobiose는 CMCase 생성에 catabolite repressor로 작용함을 보여 주었다. T. luteus 2004의 섬유소 분해효소의 효소학적 특성은 $70^{\circ}C$, pH 4에서 최고의 활성을 보여주는 고온성 효소이므로 대체에너지 개발에 활용 가능한 균주로 사료된다.

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유기농법과 관행농법에 의해 재배한 '신고'배 과원 토양의 물리화학적 및 미생물학적 특성 비교 (Comparison of Soil Physico-chemical and Microbial Characteristics in Soil of 'Niitaka' Pear Orchards between Organic and Conventional Cultivations)

  • 최현석;이웅;김월수;이연;지형진
    • 한국유기농업학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.229-243
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    • 2011
  • 최근에 소비자들의 안전 농산물에 대한 관심과 정부의 정책적인 친환경농업에 대한 지원은 유기농 재배를 지속적으로 발전시켜 왔다. 본 연구는 유기농 재배 과원과 관행 과원간의 토양 물리성과 화학성 및 미생물성에 대한 시기별 비교분석을 통하여 변화양상을 구명하고자 수행되었다. 토양 가비중과 고상 및 경도는 유기농 과원에서 통계적으로 유의성있게 낮게 나타났다. 토양 pH와 유기물 함량은 3월에서 8월까지 증가하는 경향이 나타났고, 유기농 과원에서 관행과원에 비하여 높은 경향을 나타내었다. 전질소와 유효인산은 처리구에 상관없이 3월에서 8월까지 각각 감소하는 경향을 보였으며, 유기농 과원에서 관행과원보다 전질소는 높았으나 유효인산은 낮은 경향을 나타내었다. 토양 미생물 탄소 생체량은 처리구에 상관없이 3월부터 8월까지 증가(유기농 36%, 관행 15%)하였고, 미생물 질소생체량은 6월에 가장 높았고, 유기농 과원에서 관행과원보다 지속적으로 높은 미생물 생체량을 나타내었다. 토양중 dehydrogenase와 chitinase activity는 3월과 8월보다 6월에 가장 높았고, ${\beta}$-glucosidase activity는 시기적으로 점차 감소(유기농 38%, 관행 48%)하였으며, acid phosphatase activity는 증가하였다. 유기농 배 과원토양에서 관행재배에 비하여 6월에 조사된 acid phosphatase activity를 제외하고는 모든 효소활성이 시기에 상관없이 높은 분포를 나타내었다.