Kim, Jun-Tae;Jung, Hwang-Young;Lee, Na-Kyoung;Rhim, Seong-Lyul;Paik, Hyun-Dong
Food Science and Biotechnology
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v.15
no.5
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pp.677-682
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2006
Strain HY701 was isolated from human feces for probiotic use by selecting highly resistant isolates to artificial gastric acid and bile acid. Strain HY701 was identified as Lactobacillus reuteri using 16S rDNA sequencing, and tentatively named L. reuteri HY701. The resistance of L. reuteri HY701 to artificial gastric acid (PH 2.5) was high with a survival rate of over 90%. L. reuteri HY701 also showed high tolerance to artificial bile acid after incubation in artificial gastric acid. Using the API ZYM test kit, the carcinogenic enzymes (${\beta}$-glucuronidase and (${\beta}$-glucosidase were not detected with L. reuteri HY70l, while the beneficial enzyme (${\beta}$-galactosidase was weakly detected. L. reuteri HY701 was sensitive to $100\;{\mu}g/mL$ nisin, $20\;{\mu}g/mL$ roxithromycin, $15\;{\mu}g/mL$ erythromycin, but resistant to $20\;{\mu}g/mL$ streptomycin, $10\;{\mu}g/mL$ tetracycline, $20\;{\mu}g/mL$ ciprofloxacin, $20\;{\mu}g/mL$ nystatin, $20\;{\mu}g/mL$ gentamycin, $10\;{\mu}g/mL$ doxycycline, $10\;{\mu}g/mL$ chloramphenicol, and $20\;{\mu}g/mL$ ampicillin. L. reuteri HY701 was shown to possess bactericidal activity as it inhibited the growth of Listeria monocytogenes ATCC 19111 and Escherichia coli JM109 completely within 24 hr of incubation. These results indicate that L. reuteri HY701 could be used as a probiotic strain.
Hwang, Hyelyeon;Lee, Ho Jae;Lee, Mi-Ai;Sohn, Hyejin;Chang, You Hyun;Han, Sung Gu;Jeong, Jong Youn;Lee, Sung Ho;Hong, Sung Wook
Food Science of Animal Resources
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v.40
no.4
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pp.512-526
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2020
Synthetic nitrite is considered an undesirable preservative for meat products; thus, controlling synthetic nitrite concentrations is important from the standpoint of food safety. We investigated 1,000 species of microorganisms from various kimchi preparations for their potential use as a starter culture for the production of nitrites. We used 16S rRNA gene sequence analysis to select a starter culture with excellent nitrite and nitric oxide productivity, which we subsequently identified as Staphylococcus hominis subspecies hominis WiKim0113. That starter culture was grown in NaCl (up to 9%; w/v) at 10℃-40℃; its optimum growth was observed at 30℃ at pH 4.0-10.0. It exhibited nonproteolytic activity and antibacterial activity against Clostridium perfringens, a bacterium that causes food poisoning symptoms. Analysis of Staphylococcus hominis subspecies hominis WiKim0113 with an API ZYM system did not reveal the presence of β-glucuronidase, and tests of the starter culture on 5% (v/v) sheep blood agar showed no hemolytic activity. Our results demonstrated the remarkable stability of coagulase-negative Staphylococcus hominis subspecies hominis WiKim0113, especially in strain negative for staphylococcal enterotoxins and sensitive to clinically relevant antibiotics. Moreover, Staphylococcus hominis subspecies hominis WiKim0113 exhibited a 45.5% conversion rate of nitrate to nitrite, with nitrate levels reduced to 25% after 36 h of culturing in the minimal medium supplemented with nitrate (200 ppm). The results clearly demonstrated the safety and utility of Staphylococcus hominis subspecies hominis WiKim0113, and therefore its suitability as a starter culture.
Allergen extracts from dust mites and cockroaches commonly found in Korean homes were used to evaluate their enzymatic activity as they are believed to influence allergenicity. Allergen extracts were prepared from 3 dust mite species (Dermatophagoides farinae, D. pteronyssinus, and Tyrophagus putrescentiae) and 3 cockroach species (Blattella germanica, Periplaneta americana, and P. fuliginosa) maintained in the Korea National Arthropods of Medical Importance Resource Bank. Proteins were extracted in PBS after homogenization using liquid nitrogen. The activities of various enzymes were investigated using the API Zym system. No significant difference in phosphatase, lipase, or glycosidase activity was observed among the 6 allergen extracts, but much difference was observed in protease activity. Protease activity was assessed in more detail by gelatin zymography and the EnzChek assay. Extract from T. putrescentiae showed the highest protease activity, followed by those of the cockroach extracts. Extracts from D. farinae and D. pteronyssinus showed only weak protease activity. Gelatinolytic activity was detected mainly in a 30-kDa protein in D. farinae, a 28-kDa protein in D. pteronyssinus, a > 26-kDa protein in T. putrescentiae, a > 20-kDa protein in B. germanica, and a > 23-kDa protein in P. americana and P. fuliginosa. The information on various enzymatic activities obtained in this study may be useful for future studies. In particular, the strong protease activity found in cockroach extracts could contribute to sensitization to cockroach allergens, which is known to be associated with the development of asthma.
Renchinkhand, Gereltuya;Cho, Soo-Hyun;Park, Young W.;Song, Gyu-Yong;Nam, Myoung Soo
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.30
no.10
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pp.1536-1542
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2020
Dekkera anomala YAE-1 strain separated from "airag" (Mongolian fermented mare's milk) produces β-glucosidase, which can convert ginsenoside Rb1 from Panax ginseng. Ginseng- derived bioactive components such as ginsenoside Rb1 have various immunological and anticancer activities. Airag was collected from five different mare milk farms located near Ulaanbaatar, Mongolia. YAE-1 strains were isolated from airag to examine the hydrolytic activities of β-glucosidase on Korean Panax ginseng using an API ZYM kit. Supernatants of selected cultures having β-glucosidase activity were examined for hydrolysis of the major ginsenoside Rb1 at 40℃, pH 5.0. The YAE-1 strain was found to be nearly identical at 99.9% homology with Dekkera anomala DB-7B, and was thus named Dekkera anomala YAE-1. This strain exerted higher β-glucosidase activity than other enzymes. Reaction mixtures from Dekkera anomala YAE-1 showed great capacity for converting ginsenoside Rb1 to ginsenoside Rd. The β-glucosidase produced by Dekkera anomala YAE-1 was able to hydrolyze ginsenoside Rb1 and convert it to Rd during fermentation of the ginseng. The amount of ginsenoside Rd was highly increased from 0 to 1.404 mg/ml in fermented 20% ginseng root at 7 days.
Jo Qtae;Choy Eun-Jung;Park Doo Won;Jee Young-Ju;Kim Sung Yeon;Kim Yoon
Fisheries and Aquatic Sciences
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v.5
no.4
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pp.263-270
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2002
The Pacific oysters, Crassostrea gigas, were stressed with different concentrations of benzo(a) pyrene and depurated to determine the hemocyte lysosomal membrane stability and hydrolytic enzymatic activity as a biomarker candidate to the chemical, using NRR (neutral red retention) and API ZYM System, respectively. The membrane damage measured as NRR decrease was significant with the increase of chemical concentration and exposure time (P<0.05), providing a possible tool for biomarker. Interestingly, the control showed intrinsic stress probably due to captive life in the laboratory, and a recovering trend was also found during the depuration. The benzo(a)pyrene-exposed oysters showed increased enzyme activities in alkaline phosphatase, esterase (C4), acid phosphatase, naphthol-AS-BI-phosphohydrolase, $\beta$-galactosidase, $\beta$-glucuronidase, and N-acetyl- $\beta$-glucosaminidase. Of them, only two enzymes, acid phosphatase and alkaline phosphatase, showed some potential available for the generation of enzymatic biomarker in the oyster. The results are suggestive of the potential availability of the cellular and enzymatic properties as a biomarker. However, considering that a robust biomarker should be insensitive to natural stress coming from normal physiological variation, but sensitive to pollutants, a concept of intrinsic stress the animal possesses should be taken into consideration. This reflects the necessity of further research on the intrinsic stress affecting the cellular and enzymatic properties of the chemicalstressed oysters prior to using the data as a biomarker.
Three actinobacterial strains exhibiting broad spectrum antibiotic activities were isolated from soil, and characterized. Through the comparative analysis of 16S rRNA genes, the three isolates could be assigned to the genus Streptomyces, as S. tanashiensis, S. nashivillensis, and S. rubiginosohelvolus were found to be the mostly related species, but the strains formed independent phylogenetic lineage. Each strain exhibited different antimicrobial profile against Gram-positive bacteria Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus, Gram-negative bacteria Salmonella typhi, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens, and Pseudomonas aeruginosa, and also fungi Candida tropicalis and Candida krusei. In addition to the antimicrobial profile, the strains also differed in API ZYM test results, which implies that the three strains might produce difference antimicrobial substances.
To isolate probiotic lactic acid bacteria for animal, we have screened the microorganisms from chicken feces, by random selection and agar well diffusion assay. Among them, CPM-7 strain showing superior inhibitory activity against Escherichia coli was selected. By examining carbohydrates utilization, morphologic property and 16S rRNA gene sequence, CPM-7 strain was identified as Lactobacillus salivarius, then named L. salivarius CPM-7. L. salivarius CPM-7 produced thirteen enzymes in the test using API ZYM kit, and showed resistance to low pH and bile salts. It survived at pH 2 for 30 min. and pH 3 for 6 hr. And, it was able to grow in MRS medium containing 0.2% (w/v) bile salts. L. salivarius CPM-7 adhered to the jejunal epithelium cells of pig. Both the supernatant of L. salivarius CPM-7 and the its neutralized one showed high inhibitory activity against E. coli K88.
Probiotics are living microorganisms that, when administered in adequate amounts, provide a health benefit to the host and are considered safe. Most probiotic strains that are beneficial to human health are included in the "Lactic acid bacteria" (LAB) group. The positive effects of probiotic bacteria on the host's health are species-specific and even strain-specific. Therefore, evaluating the probiotic potential of both wild and novel strains is essential. In this study, the probiotic characteristics of Lactobacillus brevis KT38-3 were determined. The strain identification was achieved by 16S rRNA sequencing. API-ZYM test kits were used to determine the enzymatic capacity of the strain. L. brevis KT38-3 was able to survive in conditions with a broad pH range (pH 2-7), range of bile salts (0.3%-1%) and conditions that simulated gastric juice and intestinal juice. The percentage of autoaggregation (59.4%), coaggregation with E. coli O157:H7 (37.4%) and hydrophobicity were determined to be 51.1%, 47.4%, and 52.7%, respectively. L. brevis KT38-3 produced β-galactosidase enzymes and was able ferment lactose. In addition, this strain was capable of producing antimicrobial peptides against the bacteria tested, including methicillin and/or vancomycin-resistant bacteria. The cell-free supernatants of the strain had high antioxidant activities (DPPH: 54.9% and ABTS: 48.7%). Therefore, considering these many essential in vitro probiotic properties, L. brevis KT38-3 has the potential to be used as a probiotic supplement. Supporting these findings with in vivo experiments to evaluate the potential health benefits will be the subject of our future work.
Choi, In Young;Kim, Jinhee;Kim, Su-Hyeon;Ban, O-Hyun;Yang, Jungwoo;Park, Mi-Kyung
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.31
no.7
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pp.949-955
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2021
Previously, our research group isolated Bifidobacterium breve IDCC4401 from infant feces as a potential probiotic. For this study, we evaluated the safety of B. breve IDCC4401 using genomic and phenotypic analyses. Whole genome sequencing was performed to identify genomic characteristics and investigate the potential presence of genes encoding virulence, antibiotic resistance, and mobile genetic elements. Phenotypic analyses including antibiotic susceptibility, enzyme activity, production of biogenic amines (BAs), and proportion of D-/L-lactate were evaluated using E-test, API ZYM test, high-performance liquid chromatography (HPLC), and D-/L-lactic acid assay respectively. The genome of B. breve IDCC4401 consists of 2,426,499 bp with a GC content of 58.70% and 2,016 coding regions. Confirmation of the genome as B. breve was provided by its 98.93% similarity with B. breve DSM20213. Furthermore, B. breve IDCC4401 genes encoding virulence and antibiotic resistance were not identified. Although B. breve IDCC4401 showed antibiotic resistance against vancomycin, we confirmed that this was an intrinsic feature since the antibiotic resistance gene was not present. B. breve IDCC4401 showed leucine arylamidase, cystine arylamidase, α-galactosidase, β-galactosidase, and α-glucosidase activities, whereas it did not show production of harmful enzymes such as β-glucosidase and β-glucuronidase. In addition, B. breve IDCC4401 did not produce any tyramine, histamine, putrescine, cadaverine, or 2-phenethylamine, which are frequently detected BAs during fermentation. B. breve IDCC4401 produced 95.08% of L-lactate and 4.92% of D-lactate. Therefore, our findings demonstrate the safety of B. breve IDCC 4401 as a potential probiotic for use in the food industry.
Streptomyces coelicolor is a filamentous soil bacterium producing several kinds of antibiotics. S. coelicolor abs8752 is an abs (antibiotic synthesis deficient)-type mutation at the absR locus; it is characterized by an incapacity to produce any of the four antibiotics synthesized by its parental strain J1501. A chromosomal DNA fragment from S. coelicolor J1501, capable of complementing the abs- phenotype of the abs8752 mutant, was cloned and analyzed. DNA sequencing revealed that two complete ORFs (SCO6992 and SCO6993) were present in opposite directions in the clone. Introduction of SCO6992 in the mutant strain resulted in a remarkable increase in the production of two pigmented antibiotics, actinorhodin and undecylprodigiosin, in S. coelicolor J1501 and abs8752. However, introduction of SCO6993 did not show any significant difference compared to the control, suggesting that SCO6992 is primarily involved in stimulating the biosynthesis of antibiotics in S. coelicolor. In silico analysis of SCO6992 (359 aa, 39.5 kDa) revealed that sequences homologous to SCO6992 were all annotated as hypothetical proteins. Although a metalloprotease domain with a conserved metal-binding motif was found in SCO6992, the recombinant rSCO6992 did not show any protease activity. Instead, it showed very strong β-glucuronidase activity in an API ZYM assay and toward two artificial substrates, p-nitrophenyl-β-D-glucuronide and AS-BI-β-D-glucuronide. The binding between rSCO6992 and Zn2+ was confirmed by circular dichroism spectroscopy. We report for the first time that SCO6992 is a novel protein with β-glucuronidase activity, that has a distinct primary structure and physiological role from those of previously reported β-glucuronidases.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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