• 제목/요약/키워드: 중금속 내성 균주

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카드뮴 내성균(耐性菌)의 분리(分離), 동정(同定)및 균체내(菌體內) 카드뮴 축적(蓄積) 특성(特性) (Isolation of Cadmium-Tolerant Bacteria and Characterization of Cadmium Accumulation into the Bacteria Cell)

  • 조주식;한문규;허종수
    • 한국환경농학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.77-85
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    • 1992
  • 폐수중의 카드뮴을 효과적으로 제거하기 위하여 경남 및 부산지역의 오염된 하천수, 공단폐수처리장의 폐수 및 sludge 그리고 공단주변지역의 토양으로 부터 카드뮴에 내성이 있는 미생물 162균주를 분리하여, 이들 균주중 2,000ppm의 카드뮴이 함유된 한천평판배지에서 생장이 우수한 6균주를 선별한 후 이들 균주의 카드뮴 흡수량을 조사하여, 그 중에서 카드뮴 흡수가 가장 우수한 1균주를 선별하여 동정한 결과 Pseudomonas putida 또는 그 유연균으로 밝혀졌으며, 그 분리균의 최적생장 온도는 $30^{\circ}C$였고, 최적 pH는 pH 7.0이었다. 분리균주의 항생제 내성, 중금속 내성 및 탄화수소 자화능을 조사한 결과, 항생제인 ampicillin(Ap), chloramphenicol(Cm) 및 streptomycin(Sm)과 중금속인 Li, Cu, Pb 및 Zn에 내성을 나타내었다. 그리고 탄화수소인 salicylate, naphthalene 및 xylene을 단일탄소원으로 이용하였다. 분리균의 카드뮴 농도에 따른 생장을 조사한 결과 카드뮴이 첨가되지 않은 배지에서는 배양 1일 후에 최대생장에 도달했고, 카드뮴 100ppm의 농도에서는 2일 후에 최대생장에 도달하였으며 대조구 (카드뮴 무첨가 배지)와 큰 차이가 없었다. 카드뮴의 농도가 높을수록 균의 생장이 심히 저해되었다. 균체내의 카드뮴횹수량은 카드뮴농도가 낮을수록 증가되었다. 배지중 카드뮴농도가 1ppm과 10ppm인 경우에는 배양 1일 후에 최고의 흡수량을 보였고 100ppm에서는 배양 2일 후에 최고의 축적율을 보였다. 균체내 카드뮴 흡수율은 배지중에 카드뮴 농도가 1ppm인 경우에는 최고 78%, 10ppm에서는 60%, 그리고 100ppm에서는 약 40%의 흡수율을 보였다. 균체내에 다량의 카드뮴을 축적시키기 위하여 배양시 계면활성제를 넣어 배양한 결과, 비이온계 계면활성제인 Triton X-100을 0.1% 첨가했을 때 약 37%의 카드뮴축적 증가를 보였다.

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중금속오염 토양 세척수의 생물학적 처리 (The Biological Treatment of Soil Washing Water Contaminated with Heavy Metal)

  • 정정화;서필수;공성호;서승원;김민경;이종렬;이상섭
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권11호
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    • pp.1222-1227
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    • 2006
  • 중금속으로 오염된 폐 광산에서 중금속(카드뮴, 구리)에 내성을 가지는 총 9개의 균주를 순수 분리한 후, 스크린 테스트를 거쳐 고효율의 중금속 제거 균주 JH1을 선별하였다. JH1 균주는 형태학적, 생리 생화학적 특징, 지방산 분석 그리고 16S rDNA 분석결과 Ralstonia eutropha JH1으로 동정되었다. 카드뮴으로 오염된 토양을 구연산(10 mM, pH 6.0)으로 세척 한 후, 그 세척수(카드뮴 110 mg/L)에서 균 농도(0.5, 1.0, 2.0, 4.0 g/L)에 따른 카드뮴 제거율을 확인한 결과, 5일 동안 각각 49.9, 84.4, 89.7, 89.9% 제거되었다. 또한 카드뮴(110 mg/L)과 구리(100 mg/L)를 함유하고 있는 구연산-세척수에서 Ralstonia eutropha JH1을 1.0 g/L로 접종했을 때, 6일 동안 카드뮴과 구리가 100% 제거 되었다. 저농도(10, 30, 60 mg/L)의 카드뮴과 구리를 각각 함유한 세척수 내에 Ralstonia eutropha JH1을 1.0 g/L로 접종하고 시간에 따른 제거율을 확인한 결과, 카드뮴과 구리 모두 10, 30, 60 mg/L에서 각각 12, 18, 48시간에서 100%제거되었다.

Aeromonas sp. MN44의 특성과 망간 산화에 관한 연구 (A Study on the Manganese Oxidation and Characteristics of Aeromonas sp)

  • 구종서;박경량
    • 생명과학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.94-99
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    • 2005
  • 충청남도 목천과 충청북도 오창 근교의 토양으로부터 망간을 산화하는 64 집락을 분리하고 이 중 망간 산화능이 가장 우수한 한 균주를 최종 선별하여 생리, 생화학적 특성을 조사하고, 16S rRNA 염기 서열분석 등을 통하여 동정한 결과 최종 선별된 균주는 Aeromonas sp. MN44로 확인되었다. 최종 선별된 Aeromenas sp. MN44는 lactose를 제외한 여러 당들은 이용하지 못하였으며, 중금속내성은 lithium과 manganese에 대해서는 mg/ml 단위의 높은 농도까지 중금속 내성을 가지고 있었지만 cadmium에는 전혀 내성을 나타내지 않았다. 또 kanamycin, chloramphenicol, ampicillin, tetracycline, spectinomycin등 조사한 모든 항생제에 대해 전혀 내성을 갖지 않았다. Aeromonas sp. MN44가 생성하는 망간산화물질의 최적 pH는 pH 7.4로 확인되었으며, 이 균이 생성하는 망간 산화 factor는 proteinase K와 가열처리에 의해 저해되는 단백질이고, ammonium sulfate 침전과 ion exchange chromatography 그리고 gel filtration의 단계를 통해 부분 정제한 망간 산화 factor의 분자량은 약 113 kDa로 확인되었다.

광양만에서 TBTCl (Tributyltin Chloride) 내성세균의 분리 및 분해활성 (Isolation and Degradation Activity of a TBTCl (Tributyltin Chloride) Resistant Bacteriain Gwangyang Bay)

  • 정성윤;손홍주;정남호
    • 한국환경농학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.424-431
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    • 2011
  • 본 연구에서 우리는 광양만의 해수와 표층 퇴적물에서 TBTCl 내성세균의 개체수를 조사하였다. 광양만에서 TBTCl 내성세균의 개체수는 해수에서 $2.5{\times}10^3-3.8{\times}10^3$ cfu/mL 범위였으며, 표층 퇴적물에서 TBTCl 내성세균의 개체수는 $3.2{\times}10^5-9.1{\times}10^5$ cfu/g 범위였다. 광양만에서 TBTCl 내성세균의 종조성은 Vibrio spp. (19.2%)가 가장 높은 우점종으로 나타났고, Bacillus spp. (16.2%), Aeromonas spp. (15.2%), Pseudomonas spp. (13.1%), Klebsiella spp. (11.1%), Alteromonas spp. (9.1%), Pantoea spp. (6.1%), Proteus spp. (3.0%), Listeria spp. (2.0%), unidentified (5.0%)의 순으로 우점하였다. 또한 11개의 대표적인 TBTCl 내성균주는 여러 중금속들(Cd, Cu, Hg 및 Zn)에도 내성을 나타내었다. 이들 중에서 가장 강한 TBTCl 내성을 보이는 T7 균주를 선별하여, API 20NE등을 이용하여 본 균주의 형태학적, 생리학적 및 생화학적 특성들을 조사하였다. T7 균주는 16S rRNA gene 염기서열 분석에 의해 Pantoea 속으로 동정되어 Pantoea sp. T7으로 명명되었다. 또한 본 균주는 $500{\mu}M$의 TBTCl 농도에서도 60시간 배양 후에 정상 균주 성장의 50.7%까지 증식하였다. Pantoea sp. T7의 생물학적 TBTCl 분해활성은 GC-FPD 분석에 의해 측정되었는데, $100{\mu}M$의 TBTCl 농도에서 배양 40시간 후에 TBTCl 제거 효율은 62.7%로 나타났다.

Sprague Dawley 쥐에서 장내 유래 Lactobacillus sp. KP-3의 중금속 축적 저해 효과 (The Inhibitory Effects of Intestine-oriented Lactobacillus sp. KP-3 on the Accumulation of Heavy Metals in Sprague Dawley rats)

  • 김신연;김현표
    • 생명과학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.164-173
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    • 2015
  • 유산 균주들을 신생아 및 성인의 분변으로부터 분리하여 그 중에서도 가장 중금속 흡착능이 크고 중금속에 내성이 있다고 사료되는 균주 KP-3를 선별하여 동정한 결과 Lactobacillus sp.으로 밝혀졌다. 동물 실험에서는 생후 4주령의 Sprague dawley male rat에게 선별한 균주 KP-3를 투여하여 혈액 및 장기 내의 중금속 축적 저해효과가 어느 정도인지 조사하였다. 실험군으로는 SD rat 한 마리당 Lactobacillus sp. KP-3와 중금속 10 ppm을 혼합하여 약 100 ml/day씩 7일간 투여하였다. 대조군으로 중금속과 멸균 생리 식염수를 혼합하여 투여한 군과 Lactobacillus sp. KP-3와 멸균 생리 식염수를 혼합하여 투여한 군, 멸균 생리 식염수 만을 투여한 군으로 분리하여 SD rat 한 마리당 약 100 ml/day씩 7일간 투여하였다. 혈액, 간장 및 신장의 시료를 채취하여 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 납(Pb) 등의 중금속 축적량을 측정하였다. 측정 결과 크롬(Cr)은 신장에 주로 축적되었고, 납(Pb)은 간장과 신장에 주로 많은 축적을 보였고, 실험군인 Lactobacillus sp. KP-3와 중금속을 혼합하여 투여한 군에서는 중금속만을 투여한 군보다 중금속 축적량이 낮은 것으로 나타났다. 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 납(Pb)의 평균 중금속 축적 저해율은 각각 41.8%, 33.4% 44.2%로 나타났다. 특히, 혈액에서의 중금속 축적 저해율은 약 70%로 매우 높게 나타났고 혈액에서의 카드뮴 축적 저해율은 100%로 나타났다. 본 실험에서 탐색하여 최적화된 유산균이라고 생각되는 Lactobacillus sp. KP-3균주는 실험 결과에 의하면 중금속 축적 저해에 효과가 있는 것으로 여겨지며, 또한 유산균이 함유된 식품을 지속적으로 섭취함으로써 체내의 중금속의 축적 억제에 도움이 크게 되리라 생각된다.

중금속 내성균의 세포내 중금속 결합 위치 (Binding Site of Heavy Metals in the Cell of Heavy Metal-Tolerant Microorganisms)

  • 조주식;이홍재;이영한;손보균;정연규;허종수
    • 한국환경농학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.246-253
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    • 1998
  • 광산폐수, 산업폐수등으로 부터 Cd, Pb, Zn 및 Cu 등의 중금속에 강한 내성을 지니고 있을 뿐만 아니라 균체내 중금속 축적능력이 우수한 중금속 내성 미생물 균주 Pseudomonas putida, P. aeruginosa, P. chlororaphis 및 P. stutzeri를 각각 분리하여, 화학적인 방법으로 세포내 functional group들의 전하를 인위적으로 변형시켜 변형시키기 전과의 중금속 결합능력을 비교 조사한 결과는 다음과 같다. 화학적인 방법으로 functional group의 charge를 변형시킨 cell wall들에 의한 중금속 축적변화를 조사한 결과, cell wall중 amine group을 변형시켰을 경우에는 중금속 축적율이 변형시키지 않은 cell wall에 비하여 약간 증가되었거나 거의 비슷한 축적율을 나타내었으나, carboxyl group을 변형시켰을 경우에는 매우 크게 감소되었다. 이와같은 결과는 functional group을 변형시킨 cell wall의 외형적인 중금속 축적형태를 전자현미경으로 관찰하였을 경우에도 명확하게 나타났으며, 따라서, carboxyl기는 중요한 중금속 binding site인 것으로 판단되었다.

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카드뮴에 특이적(特異的)인 내성균(耐性菌)의 분리(分離) (Isolation of A Bacterial Strain Which Baa Specific Tolerance Against The Cadmium)

  • 박찬성;최경호
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.25-30
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    • 1979
  • 공장지역(工場地域) 폐수(廢水)로부터 cadmium에 대(對)한 내성균(耐性菌)을 분리(分離)하였으며 이것은 Staphylococcus aureus로 동정(同定)되었다. 동(同) 균주(菌株)는 cadmium 이외(以外)의 중금속(重金屬)($Cr^{3+},\;Hg^{2+},\;Zn^{2+},\;Pb^{2+},\;Cu^{2+}$ 등(等))에 의(依)하여서는 10ppm의 농도(濃度)에서 평균(平均) 약(約) 30%의 증식(增殖)이 저해(沮害)되었으나 cadmium에 의(依)해서는 50ppm까지는 저해(沮害)되지 아니 하였다. 동(同) 균주(菌株)의 증식(增殖)을 완전(完全)히 저해(沮害)하기 위(爲)하여 500ppm의 cadmium농도(濃度)가 필요(必要)하였으나 동(同) 균주(菌株)를 10ppm의 cadmium 또는 $Pb^{2+}$ 존재하(存在下)에서 15시간(時間) 배양(培養)한 세균(細菌)은 500ppm의 cadmium 존재하(存在下)에서도 증식(增殖)이 가능(可能)하였다. 이상(以上)의 결과(結果)로부터 분리(分離)한 균주(菌株)는 타중금속(他重金屬)에 의(依)해서는 생육(生育)이 쉽게 저해(沮害)되나 cadmium에 의(依)해서는 상당한 농도(濃度)까지 생육(生育)이 저해(沮害)되지 아니하는 균체(菌體), 즉(卽) cadmium에 특이적(特異的)인 내성균(耐性菌)으로 판단(判斷)되었다.

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중금속이 느타리버섯 자실체 색변이체의 균사생장에 미치는 영향 (Effect of Heavy Metals on Mycelial Growth of Color Mutants at Pleurotus ostreatus)

  • 이강효;석순자;원항연;김승환;김완규;성재모
    • 한국균학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.172-177
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    • 2008
  • 느타리버섯(Pleurotus ostreatus)의 자실체색 돌연변이체를 중금속이 첨가된 배지에서 배양한 결과, Cd과 Cu는 균사생장을 크게 저하시켰다. 그러나 $2{\sim}10\;mM$의 Pb가 첨가된 배지에서는 백색 변이체(MGL2205)의 균사생장이 촉진되었으며, 2 mM의 Cr 첨가배지에서는 백색 변이체(MGL2205)와 진회색 변이체(MGL2308)의 균사생장이 촉진되었다. 백색 변이체(MGL2205)는 다른 균주에 비해 Cr, Pb, Cu, Mn 등 중금속이 첨가된 배지에서 상대적으로 균사생장이 촉진되었다. 또한 중금속에 대한 백색 변이체(MGL2205)의 내성도 다른 균주들에 비해 높은 것으로 확인되었다. 따라서 백색 변이체의 중금속에 대한 내성은 자실체색 관련 대사경로와는 다른 기작에 의해 영향을 받는 것으로 보인다.

Gram 음성 세균인 Serratia marcescens에 의한 카드뮴 흡착 기작 (The Cadmium Biosorption Mechanism in Gram Negative Bacteria, Serratia marcescens)

  • 이호용;민봉희;최영길
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제22권1호
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    • pp.39-43
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    • 1999
  • 중금속에 대한 내성을 나타낸 Serratia marcescens를 이용하여 카드뮴 흡착 기작에 관하여 조사하였다. 먼저 카드뮴에 대하여 민감성을 나타내는 돌연변이 균주인 PM을 개발하였으며 PM균주는 50ppm 이상의 카드뮴 농도에서 성장하지 못하였다. 카드뮴을 50ppm 처리한 균주에서 10회 이상 계대 배양하여 카드뮴에 적응을 유도한 PA균주는 PC, PM균주에 비해 성장 속도가 증가하였으며 세포 내 카드뮴 축적량도 4∼5배 증가하였다. PA균주는 100 ppm 카드뮴 처리군에서 처리량 중 23%를 세포내에 축적하였으며 세포막 부위보다 세포질 부위에 더욱 많은 카드뮴을 축적하였다. 카드뮴 처리시, 전 세포 단백질 양상에서 28 KDa과 64 KDa의 2개의 유도 단백질과 45 KDa의 감소 유도 단백질을 확인하였으며 원자 흡광 분석을 통하여 각각의 유도 단백질에 결합된 카드뮴 양은 단백질 1 g당 318.25 ㎍, 325.37 ㎍이 검출되었다. 세포내에 축적된 카드뮴을 전자현미경을 이용하여 카드뮴 결합 물질을 확인한 결과, 세포질의 단백질 분획에서 28 KDa크기의 유도 단백질이 카드뮴과 흡착한 것으로 나타났다. 카드뮴 흡착에 대한 DNA조사 결과 20 Kb 크기의 plasmid가 존재하였으며, curing agent로 plasmid를 제거한 결과 카드뮴 내성을 상실하여 본 분리 균주의 카드뮴 내성 유전자는 plasmid상에 위치하는 것으로 확인하였다.

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