• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권11호
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• pp.1546-1554
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• 2010

A bacterial strain capable of producing extracellular ${\alpha}$-galactosidase was isolated from a sample of sugarcane industrial waste. Microbiological, physiological, and biochemical studies revealed that the isolate belonged to Bacillus sp. Furthermore, based on a 16S rDNA sequence analysis, the new isolate was identified as Bacillus megaterium VHM1. The production of ${\alpha}$-galactosidase was optimized based on various physical culture conditions. Guar gum and yeast extract acted as the best carbon and nitrogen sources, respectively. The optimum pH was 7.5 and the enzyme remained stable over a pH range of 5-9. The enzyme was optimally active at $55^{\circ}C$ and thermostable with a half-life of 120 min, yet lost 90% of its residual activity within 120 min at $60^{\circ}C$. One mM concentrations of $Ag^2$, $Cu^2$, and $Hg^{2+}$ strongly inhibited the ${\alpha}$-galactosidase, whereas the metal ions $Fe^2$, $Mn^{2+}$, and $Mg^{2+}$ had no effect on the ${\alpha}$-galactosidase activity, and $Zn^{2+}$, $Ni^{2+}$, and $Ca^{2+}$ reduced the enzyme activity slightly. When treated with the B. megaterium VHM1 enzyme, the flatulence-causing sugars in soymilk were completely hydrolyzed within 1.5 h.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권7호
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• pp.1530-1543
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• 2024

With an increase in the commercialization of bioplastics, the importance of screening for plastic-degrading strains and microbes has emerged. Conventional methods for screening such strains are time-consuming and labor-intensive. Therefore, we suggest a method for quickly and effectively screening plastic-degrading microbial strains through dual esterase assays for soil and isolated strains, using p-nitrophenyl alkanoates as substrates. To select microbe-abundant soil, the total amount of phospholipid fatty acids (PLFAs) included in each soil sample was analyzed, and esterase assays were performed for each soil sample to compare the esterase activity of each soil. In addition, by analyzing the correlation coefficients and sensitivity between the amount of PLFAs and the degree of esterase activity according to the substrate, it was confirmed that substrate pNP-C2 is the most useful index for soil containing several microbes having esterase activity. In addition, esterase assays of the isolated strains allowed us to select the most active strain as the degrading strain, and 16S rRNA results confirmed that it was Bacillus sp. N04 showed the highest degradation activity for polybutylene succinate (PBS) as measured in liquid culture for 7 days, with a degradation yield of 99%. Furthermore, Bacillus sp. N04 showed degradation activity against various bioplastics. We propose the dual application of p-nitrophenyl alkanoates as an efficient method to first select the appropriate soil and then to screen for plastic-degrading strains in it, and conclude that pNP-C2 in particular, is a useful indicator.

• 생명과학회지
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• 제25권2호
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• pp.180-188
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• 2015

김치로부터 분리한 L. sp. KD 28은 펩타이드성 항균물질인 박테리오신을 생산하였다. 이 박테리오신은 ${\alpha}$-chymotrypsin, proteinase K, lipase, ${\alpha}$-amylase, carboxypeptidase A 효소에 대해서 매우 민감한 반응을 보였다. 낮은 pH 2.0에서 약 염기성의 pH 8.0까지는 항균활성을 온전히 유지하였으나 pH 8.0 이상에서는 항균활성이 감소하기 시작하여 pH 12.0에서는 25%로 감소하였다. L. sp. KD 28는 16S rRNA 분자계통학적 분석을 한 결과 L. lactis와 99% 상동성을 보였다. 또한 김치에서 분리한 L. sp. KD 28이 생산하는 박테리오신은 acetonitrile, isopropanol, methanol, chloroform 및 acetone 등의 유기용매 최종 농도 50%에서 항균활성은 영향을 받지 않았다. 열 안정성의 경우 $80^{\circ}C$까지 한 시간의 열처리에 안정하였으나 $100^{\circ}C$에서는 20분 이상의 열처리에 의해 항균활성이 감소하여 50분간 열처리할 경우 항균활성이 나타나지 않았다. 또한 이 박테리오신은 그람 음성보다는 양성 세균인 M. luteus IAM 1056, L. delbrueckii subsp. lactis KCTC 1058, E. faecium KCTC 3095, B. cereus KCTC 1013, B. subtilis KCTC 1023, S. aureus subsp. aureus KCTC 1916, B. megaterium KCTC 1098, B. sphaericus KCTC 1184 및 L. ivanovii subsp, ivanovii KCTC 3444 등에 대해서 항균활성을 보였다. 박테리오신을 SP-Sepharose 이온교환크로마토그래피로 부분 정제한 후 RP-HPLC 를 통해서 최종적으로 정제하여 tricine-SDS-PAGE를 통해 분자량을 확인한 결과 약 3.4 kDa로 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권2호
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• pp.342-349
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• 2017

Polylactic acid (PLA) has been highlighted as an alternative renewable polymer for the replacement of petroleum-based plastic materials, and is considered to be biodegradable. On the other hand, the biodegradation of PLA by terminal degraders, such as microorganisms, requires a lengthy period in the natural environment, and its mechanism is not completely understood. PLA biodegradation studies have been conducted using mainly undefined mixed cultures, but only a few bacterial strains have been isolated and examined. For further characterization of PLA biodegradation, in this study, the PLA-degrading bacteria from digester sludge were isolated and identified using a polymer film-based screening method. The enrichment of sludge on PLA granules was conducted with the serial transference of a subculture into fresh media for 40 days, and the attached biofilm was inoculated on a PLA film on an agar plate. 3D optical microscopy showed that the isolates physically degraded the PLA film due to bacterial degradation. 16S rRNA gene sequencing identified the microbial colonies to be Pseudomonas sp. MYK1 and Bacillus sp. MYK2. The two isolates exhibited significantly higher specific gas production rates from PLA biodegradation compared with that of the initial sludge inoculum.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권2호
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• pp.131-137
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• 2021

This study aimed at isolating lactic acid bacteria with anti-MRSA (methicillin-resistant Staphylococcus aureus) bacteriocin activity from fermented shrimp. We selected three strains, named Weissella sp. S1, S2, and S3, using analysis based on 16S rRNA gene sequences. All strains showed appropriate growth in an MRS medium containing 5% (w/v) NaCl and showed antibacterial activities against Bacillus cereus, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and MRSA. The strains exhibited similar growth rates at 0-5% NaCl, with approximate reduction in growth rate observed at 9% NaCl. Weissella sp. S1, S2, and S3 exhibited maximum growth rates at pH 7, 9, and 8, respectively. The crude bacteriocin was prepared from Weissella sp. S3 and subjected to characterization. The remaining activities after 30 min of exposure at each temperature were 100%, beyond 75%, and 49% at 4℃ and 37℃, 50℃ and 70℃, and 100℃, respectively. The remaining activities after 24 h of exposure at each pH were 100%, 75%, and 49% at pH 3 and 5, 7 and 9, and 10, respectively. Use of 50% (v/v) ethanol or isopropanol treatment did not diminish the antibacterial activity of the bacteriocin, while the 50% (v/v) hexane treatment reduced the activity by 51%. The molecular weight of the bacteriocin was nearly 6 kDa that was quantified using tricine-SDS-PAGE. Our findings suggest that Weissella sp. S3 may be considered a probiotic and useful source of antimicrobial substances in the development of bio-preservatives for food or in MRSA treatment.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제21권3호
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• pp.442-450
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• 2014

수집한 장류 시료에서 분리한 균주들을 CMC를 함유하는 배지에 접종하여 섬유소 분해 활성이 우수한 4-1 균주를 선발하였다. 4-1 균주의 16S rRNA 염기서열을 분석한 결과, B. subtilis로 동정되었다. B. subtilis 4-1의 효소생산을 위한 최적 배양조건은 탄소원으로 1.0% soluble starch와 질소원으로 0.1% yeast extract를 첨가하여 $45^{\circ}C$에서 24시간 배양하였을 때로 나타났다. 최적 배양 pH를 조사한 결과, pH 5.0~9.0에서 cellulase 효소활성이 높았다. B. subtilis 4-1의 조효소 특성은 효소반응의 최적 pH가 pH 9.0, 반응온도는 $60^{\circ}C$에서 효소활성이 가장 높았으며, $20{\sim}90^{\circ}C$ 온도에서 60분간 열처리시 효소 활성이 80%이상 유지되었다. 따라서 B. subtilis 4-1에 의해 생산되는 cellulase는 내알칼리성 효소로 추정되며, 높은 열에도 안정한 것으로 나타났다. B. subtilis 4-1이 생산하는 cellulase는 CMC에 가장 높은 효소활성을 나타내었으며 avicel과 pNPG에서도 활성을 보여 복합효소로 생각된다.

• 한국식품과학회지
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• 제44권5호
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• pp.600-606
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• 2012

콩을 소재로한 전통 발효식품으로부터 혈전용해능이 뛰어난 균주를 분리하였으며, B. subtilis로 동정되었다. 따라서 이를 B. subtilis IDCC 9204(특허균주기탁: KCTC-11471 BP), 그 혈전용해 효소는 NK-IL9204로 명명하였다. B. subtilis IDCC 9204가 생산하는 고역가의 NK-IL9204를 단백질 분석법에 기초하여 분석한 결과, 분자량은 27.7 kDa의 homogenous enzyme으로 확인되었다. 또한 기존에 알려진 일본의 발효식품인 낫도 유래의 B. subtilis var. natto가 생산하는 nattokinase 와의 sequence 분석을 진행한 결과, 99.5% homology가 일치하는 serine protease계열의 nattokinase로 확인되었다. 그러나 NK-IL9204는 물리 화학적인 조건에서 B. subtilis var. natto가 생산하는 nattokinase와 다소 차이를 나타내었으며 본 실험에서는 B. subtilis var. natto가 생산하는 nattokinase보다 상대적으로 높은 열 안정성과 pH 안정성을 나타내었다. In vitro 실험에서 NK-IL9204는 최적 반응온도 $40^{\circ}C$, 열 안정성은 $90^{\circ}C$까지 효소활성을 유지하였으며, 최적 반응 pH는 pH 8로 알칼리-혈전용해효소의 특성을 나타내었으며, 약산성에서 강알칼리 영역까지 넓은 pH 구간 안정성을 갖는 것이 특징이다. NKIL9204의 in vivo에서의 효능과 생체 내 안정성을 동물실험을 통해 확인한 결과, 생체 내에서도 혈전용해효소의 활성이 소실되지 않고 유지되며, 혈전분해와 관련된 생체 내 인자들을 활성화시키는 역할을 하는 특징을 갖는다. NK-IL9204는 30,000 FU/g 이상의 고역가를 달성하여 산업적 측면에서 생산성도 확보함으로써 수입의존적 원료를 국산화할 수 있을 것으로 예상된다.

• 미생물학회지
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• 제48권1호
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• pp.16-21
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• 2012

여러 식물의 근권에서 세균 균주들을 분리하여 이들의 항진균성 물질 생성능을 조사하였다. 분리균주 중 Fusarium oxysproum을 포함한 5가지 주요 식물병원성 진균에 대한 생장저해가 우수한 7개 균주를 16S rRNA 유전자 염기서열로 동정하였다. 이들 중 Paenibacillus peoriae RhAn32, Pseudomonas otitidis TK1과 Bacillus cereus TK2가 가장 넓은 생장 저해범위를 나타내었으며 항진균성 물질 중 siderophore 생성능은 P. otitidis TK1이 3.21 mM/ml로 가장 높았고 HCN은 Pseudomonas koreensis Rh2와 Rh7 균주만이 생성하였으며 Brevibacterium frigoritolerans EnA9와 P. peoriae RhAn32는 각각 1558.9와 $1436.7{\mu}M$ glucose/min/mg protein의 높은 chitinase 활성을 나타내었다. P. otitidis TK1과 P. peoriae RhAn32의 항진균능을 진균과의 공동배양을 통해 정량분석한 결과 세 종류의 Fusarium oxysproum의 생장을 유의성 있게 저해하였다. P. otitidis TK1은 식물생장을 촉진하는 호르몬인 auxin의 생성능도 가장 높았는데 이 균주를 4주 자란 토마토 유묘에 F. oxysporum f. sp. lycopersici와 동시에 접종하여 8주간 재배하였을 때 줄기와 뿌리 길이 및 습윤 중량이 비접종 대조군에 비해 각각 45.7, 64.9와 118%로 유의성 있게 증가하였다. 따라서 이 균주들은 유기합성농약을 대체하면서 식물생장을 촉진하는 미생물제로서의 적용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제46권2호
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• pp.102-110
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• 2018

myo-Inositol (MI)을 대사하여 다른 물질로 전환하는 미생물을 과수원 토양으로부터 분리하였다. 분리균 YB-46은 유일한 탄소원으로 MI이 첨가된 배지에서 성장하였고 16S rDNA 염기서열에 따라 Enterobacter 속의 균주로 추정되었다. Fosmid pCC1FOS 벡터를 사용하여 제조된 거대 유전체 은행으로부터 MI을 미지의 대사 물질로 전환하는 Escherichia coli 형질전환주를 선발하였다. 이로부터 플라스미드를 분리하고 삽입된 유전자의 일부 염기서열을 결정한 결과 336 아미노 잔기로 구성된 myo-inositol dehytrogenase (IolG)를 암호화하는 iolG 유전자가 발견되었다. 분리균 YB-46의 IolG는 E. aerogenes와 Bacillus subtilis의 IolG와 약 50% 수준의 상동성을 보였다. 카르복실 말단에 hexahistidine이 연결되도록 제조한 His-tagged IoG (HtIolG)의 유전자를 재조합 대장균에서 발현하여 균체 파쇄액으로부터 HtIolG를 정제하였다. 정제된 HtIolG는 $45^{\circ}C$와 pH 10.5에서 최대 활성을 보였고 MI과 D-glucose에 대한 활성이 가장 높았으며 D-chiro-inositol, D-mannitol 및 D-xylose에도 90% 이상의 활성을 보였다. 최적 반응조건에서 MI을 기질로 하여 반응 동력학적 계수를 측정한 결과 $K_m$과 $V_{max}$가 1.83 mM과 $0.724{\mu}mol/min/mg$로 확인되었다. HtIolG의 활성은 $Zn^{2+}$에 의해 1.7배 증가하였으며, $Co^{2+}$와 SDS에 의해서는 크게 감소하였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제15권1호
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• pp.51-54
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• 2000

1. E.coli에서 별도의 expression vector를 사용하지 않고도 Bacillus 균주 유래의 유용효소(D-Amino acid aminotransferase;D-AAT, Aspartate aminotransferase;AspAT, Alanine dehydrogenase;AlaDH 등)의 유전자의 5'-up stream부위의 발현 기구를 검토한 결과 각 유용 효소의 유전자들의 5'-upstream부위에 존재하는 프로모터들이 연속적으로 존재한다는 사실이 유추되었고, E.coli의 SD sequence와 매우 상동성이 높은 서열 또한 존재함을 확인하였다. 2. 유용 효소 유전자의 번역과 관련된 5'-upstream 부위의 분석을 통하여 유용 효소의 유전자들은 E.coli의 ribosomal RNA와 매우 안정한 SD pairing을 형성(D-AAT의 경우: -13.0kcal/mol, AspAT의 경우; -9.5kcal/mol, AlaDH의 경우 -15.8kca1/mol)할 수 있음을 확인하여, 이러한 높은 자유에너지 변화는 E.coli내에서 유용 효소의 번역에 기여함을 예상할 수 있다.