농업과학기술원에서 분양 받은 52종의 버섯류의 자실체와 균사체들의 물 추출물과 에탄올 추출물에 대한 혈소판 응집억제 활성과 혈전용해활성을 조사하였다. 차가버섯 ASI 74006 균사체의 에탄올 추출물이 81.2%로 가장 높은 ADP 유도 혈소판 응집 억제활성을 보였고 그 다음은 장수버섯 자실체 에탄올 추출물들이 높았다. 그리고 혈전용해활성은 신령버섯 ASI 1174 균사체의 에탄올 추출물이 9.6 unit로 가장 높았으며 다른 버섯류는 대체로 낮았다.
민자주방망이버섯으로부터 분리한 혈전용해효소의 비활성은 22.78 U/mg 이었으며, fibrin를 직접 용해하는 fibrinolytic enzyme 이었다. 15번째까지 N-terminal amino acid 서열 분석 결과, Tyr-Pro-Ser-Pro-Ser-His-Gln-Thr-Ala-Val-Asn-Ala-Ile-Ile-X로 지금까지 발표되지 않은 새로운 효소였다. 분자량은 34 KDa 이고 pH 7.0 부터 pH 9.5의 넓은 영역에서 높은 활성을 나타내는 alkaline protease 였으며, $55^{\circ}C$에서 가장 큰 활성을 보이는 이 효소는 serine protease 저해제인 phenylmethylsulfonyl fluoride를 첨가한 경우 효소의 활성이 전혀 나타나지 않는 것으로 미루어 높은 혈전용해 활성을 갖는 새로운 serine protease로 생각된다. 또한 $Hg^{2+}$의 금속이온을 첨가한 경우에도 효소의 활성은 완전히 사라졌다.
토양에서 생육하는 Streptomyces corcohrussi의 혈전용해효소가 DEAE-Sephadex A-50 그리고 Sephadex G-50 젤 여과를 이용한 크로마토그라피 방법에 의해 순수분리 되었다. SDS-PAGE 분석결과, 분리된 효소는 단일 단백질이고, 그 분자량은 약 34 kDa 이라는 것을 알 수 있었다. 순수분리된 효소의 혈전용해활성은 plasminogen-rich fibrin plate에서 0.8 U/ml 이었으나, plasminogen-free fibrin plate 에서의 그 효소활성은 0.36 U/ml 이하이었다. 이러한 결과로, 순수 분리된 효소가 plasminogen activator 로 작용한다는 것을 알 수 있었다. 단백질 저해제인 $\varepsilon$-ACA, t-AMCHA 와 mercuric chloride의 존재시에 그 혈전용해활성은 24% 이하이었는데, 이러한 결과는 이들 plasmin 저해제 그리고(혹은) fibrinogen을 fibrin으로 전환시키는 과정과 관련된 fibrinogen 저해제에 의해 이 효소가 조절될 수 있음을 나타낼 수 있다. 한편으로, 중금속 이온인 $Zn^{2+}$은 그 활성을 58% 감소시켰다. 순수 분리된 효소의 최적 온도는 약 $50^{\circ}C$ 이었고, 그 효소활성의 92% 이상은 pH 5.0과 8.0 사이에서 유지되었다. 그러므로, 이러한 결과들은 하나의 강력한 혈전용해효소를 제공해서, S. corcohrussi 유래 새로운 혈전용해제의 개발에 기여하도록 한다.
Bacillus subtilis BB-1 (KFCC l1344P)으로부터 분리된 혈전용해효소 유전자 (BCF-1)를 대량발현 벡터인 pEB 벡터에 크로닝하여 순수분리 된 혈전용해효소를 rat 경구 투여하여 출혈시간, 혈액의 응고, serum의 혈전용해능 등에 대한 in vivo 실험을 실시하였으며, 혈전용해효소의 단회경구투여에 따른 독성을 검사하였다. 효소의 경구투여에 따른 rat의 출혈시간에서는 대조군에 비하여 모든 경구 투여군에서 출혈시간이 유의적으로 약 1.75배 이상 길게 나타남을 확인하였고(P<0.05), 혈액의 출혈시간 또한 활발히 진행됨을 관찰하였다. 혈액으로부터 분리된 serum의 혈전용해작용 있어서는 경구투여 후 1시간부터 채혈한 혈액 내에서 혈전용해효소의 활성이 검출되기 시작하여 3시간째까지 높은 활성을 보였으며 4시간째부터 서서히 활성이 감소하는 것을 확인하였고 혈액의 응고 역시 대조군에 비하여 경구 투여군에서 상당히 지연되는 것을 알 수 있었다. Western blot에 의한 효소 검출에서는 경구 투여군에서 30,000 Da 크기의 단일밴드를 확인하였으며, 혈전용해효소의 rat에 대한 단회경구투여 독성실험에서 중량의 변화, 장기의 이상여부, 사망률 등에서 어떠한 이상이나 병변이 발견되지 않았다. 이상의 결과로 동물실험을 통한 혈전용해 효소의 경구투여에 의한 작용을 혈액 내에서 확인 할 수 있었으며, 본 효소의 단회 경구투여 시의 독성은 전혀 없음을 확인할 수 있었다.
한국의 전통 대두발효식품인 청국장에서 혈전용해능이 우수한 미생물을 분리하였으며, 이를 동정한 결과 B.amyloliquefaciens D4로 명명하였다. 혈전용해효소의 대량분비를 위해 N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine을 사용한 돌연변이를 유도하여 B. amyloliquefaciens D4-7 변이주를 얻었으며, plasmin 1 U/ml 6.5배 정도의 높은 혈전분해능을 나타내었다. B. amyloliquefaciens D4-7는 분리대두단백배지에서 혈전용해효소 분비능이 가장 우수하였다. B. amyloliquelaciens D4-7가 생산하는 혈전용해효소의 최적 활성조건은 pH 10, 5$0^{\circ}C$이었고, pH 7.0 에서 pH 11 사이에서 상대적으로 안정하였으며, $50^{\circ}C$에서 30분간 방치하였을 경우 50%의 활성이 유지되었다. 또한, NaCl, glycerol 또는glucose 첨가에 의해 혈전용해효소의 저장안정성이 높아지는 것을 확인할 수 있었다.
멸치액젓으로부터 분리한 혈전용해효소를 rat에 경구투여하여 혈액내에서 효소활성을 확인 하였다. 경구투여 후 0, 1, 2, 3, 4시간 후에 혈액을 채취하여 fibrin분해활성을 본 결과 1시간부터 활성이 나타나기시작하여 3시간째에 가장 높았다. Euglobulin Iysis time(ELT)도 경구투여 2, 3시간후에 활성을 보였다. 또한, euglobulin에 의한 amidolysis acti-vity도 1시간부터 활성이 보이기 시작하여 3시간후에 최고활성에 달했다. 이상의 결과로 동물실험을 통한 혈전용해효소의 경구투여에 의한 활성을 혈액내에서 확인할 수 있었다.
혈전용해효소를 생산하는 균주 분리를 위해서 우선 한국, 일본 등지에서 모은 21개의 청국장 시료를 준비하였고 총 268개의 균주를 분리하였다. 이 중에서 1% skim milk가 포함된 nutrient agar 배지에서 protease를 생산하는 bacteria를 분리하였고, 이 결과로 22개의 균주가 분리되었다. 균주들은 apiweb을 통해 생화학적 특성에 근거하여 동정하였다. 또한 세균동정을 위해 16S rRNA 염기서열 분석을 수행하였다. 분리된 대부분의 균주는 Bacillus subtilis와 Bacillus amyloliquefaciens였다. 혈전용해효소의 활성은 fibrin plate 방법에 의해 측정되었고 A2-14, A2-20, C1-05, C1-09, F2-01로 명명된 다섯 균주가 선택되었다. 이중에서 A2-20 균주는 강한 혈전용해 활성을 보였고 동정결과 Bacillus amyloliquefaciens에 가까웠다. A2-20 균주에 의해 생산되는 혈전용해효소는 균 상등액을 이용한 gel filtration과 ion exchange chromatography를 거쳐 부분정제 되었다. 부분 정제된 효소의 최적 pH는 7.0이었고, 최적 온도는 $35^{\circ}C$였다. 정제된 단백질의 분석은 SDS-PAGE와 zymography로 이루어졌다. 이와 더불어 혈전용해효소의 유전자적 분석도 수행되었으며 A2-20 균주가 생산하는 혈전용해효소의 부분적인 염기서열과 유전적 상동성을 보이는 서열을 규명하였다.
Cordycepin 고함유 번데기 동충하초(Cordyceps militaris JLM0636, $CM{\alpha}$)와 일반 번데기 동충하초(Cordyceps militaris, CM)의 생리활성 물질 및 영양성분 분석과 혈전 용해 활성을 비교 검토하였다. Total polyphenol compound, flavonoids 및 glutathione 함량은 CM 보다 $CM{\alpha}$에서 높은 함량을 보였다. CM 및 $CM{\alpha}$의 주요 미네랄 구성 성분으로는 K, Ca, Mg, Na이고, 주요 지방산 조성은 linolenic acid, linoleic acid, oleic acid, palmitic acid으로 나타났다. 혈전 용해 활성을 비교 검토한 결과 $CM{\alpha}$이 CM보다 높은 활성을 보였다. 이상의 실험 결과 $CM{\alpha}$의 생리활성물질과 혈전 용해 활성을 이용한 제품 개발에 필요한 기초 자료를 제공하고 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료되어 진다.
전통식품(고추장, 된장, 쌈장, 젓갈류, 김치)으로부터 혈전 용해능이 있는 미생물을 분리한 후 그 중 fibrin용해능이 가장 우수한 균주 KJ-23을 최종 선발하였다. 최종 선별한 균주 KJ-23을 Microbial identification system(MIS)의 Sherlock 95 program을 이용하여 동정한 결과 Bacillus brevis KJ-23으로 동정하였다. Bacillus brevis KJ-23균주의 최대혈전용해 생산을 위한 최적배지화 조건을 검토한 결과 nutrient broth, D-ribose 0.5%, malt extract 0.5%, $K_2$HPO$_4$ 0.3% 첨가시 최고의 활성을 보였으며, 금속염을 첨가했을 경우에는 오히려 활성이 감소하는 경향을 보여 금속원은 최적 배지화 조건에서 첨가하지 않았다. 또한 pH7.0, 3$0^{\circ}C$에서 진탕배양했을 경우 최대활성을 보였으며, 시간별 경시효과에서는 24시간에서 혈전용해능이 최대를 나타내었다.
혈전용해능을 가진 균류 (버섯류) 5종 Daedaleopsis styracina, Trichaptum abietium, Coriolus versicolor, Pisolithus tinctorius 그리고 Tricholomopsis decora 등을 선발하여 혈전용해효소 활성을 측정하였고, 기질 특이성을 조사하였다. 버섯 추출액을 조제하여 혈전 용해도를 측정한 결과 plasmin 1.0 unit 보다 $3{\sim}4$배의 높은 활성을 보였으며, 그 중 Pisolithus tinctorius이 가장 높은 활성(4.71 plasmin unit)을 나타내었고, Tricholomopsis decora가 Plasmin에 대한 기질 N-p-Tosyl-Gly-Pro-Lys p-nitroanilide에 대해 가장 높은 특이성(1.32 plasmin unit)을 보였다. 버섯의 균사체로부터 추출한 효소를 SDS-fibrin zymography 활성확인법에 의해 분석한 결과 분자량이 54와 61 kDa의 공통된 활성을 가지는 단백질을 확인하였으며, Trichaptum abietium는 100 kDa의 그리고 Tricholomopsis decora는 84 kDa의 강한 활성을 가지는 혈전용해효소를 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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