This study proposed to demonstrate the neuroprotective effects of heat-killed Levilactobacillus brevis KU15152. Heat-killed L. brevis KU15152 showed antioxidant activity similar to that of Lacticaseibacillus rhamnosus GG, in terms of radical scavenging activity. To evaluate the neuroprotective effects, conditioned medium (CM) obtained by incubating heat-killed bacteria in intestinal cells (HT-29) was used through gut-brain axis. CM from L. brevis KU15152 protected neuroblastoma cells (SH-SY5Y) against H2O2-induced oxidative stress. Pretreatment with CM significantly alleviated the morphological changes induced by H2O2. Heat-killed L. brevis KU15152 showed an increased brain-derived neurotrophic factor (BDNF) expression in HT-29 cells. L. brevis KU15152-CM remarkably downregulated the Bax/Bcl-2 ratio, while upregulating the expression of BDNF and tyrosine hydroxylase (TH) in SH-SY5Y cells. Furthermore, L. brevis KU15152-CM reduced caspase-3 activity following H2O2 treatment. In conclusion, L. brevis KU15152 can be potentially used as food materials to avoid neurodegenerative diseases.
Abortive infection systems (Abi) are phage resistance systems that can be prophage-encoded. Here, two genes encoding an Abi system were identified on a prophage sequence contained by the chromosome of the Levilactobacillus brevis strain UCCLBBS124. This Abi system is similar to the two-component AbiL system encoded by Lactococcus lactis biovar. diacetylactis LD10-1. The UCCLBBS124 prophage-derived Abi system (designated here as AbiL124) was shown to exhibit specific activity against phages infecting L. brevis and L. lactis strains. Expression of the AbiL124 system was shown to cause reduction in the efficiency of plaquing and cell lysis delay for phages of both species.
Tae Jin Kim;Min Jae Kim;Bong Sin Kim;Ji Yeon Yoo;Yun Ji Kang;Jeong Hwan Kim
한국미생물·생명공학회지
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제50권3호
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pp.319-327
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2022
γ-Aminobutyric acid (GABA) is a multi-functional compound with broad applications for food industry. GABA producing bacteria were isolated from cabbage kimchi. Among them, B737 was the best GABA producer when culture supernatants were analyzed by TLC. B737 was identified as Levilactobacillus brevis by 16S rRNA gene sequencing. Its glutamate decarboxylase (GAD) gene was cloned by PCR and the nucleotide sequence determined. B737 GAD consisting of 485 amino acids is the largest in size among GADs reported from LAB so far. gadB from L. brevis B737 was overexpressed in Escherichia. coli BL21(DE3) using pET26b(+).pET26b(+). The recombinant GAD was purified and its size was 55 kDa by SDS-PAGE. Maximum GAD activity was observed at pH 5 and 40℃ and the activity was dependent on pyridoxal 5'-phosphate. Km and Vmax of recombinant GAD were 6.2 ± 0.06 mM and 0.34 ± 0.002 mM/min, respectively. L. brevis B737 can be used as a starter for fermented foods with high GABA contents.
Lactic acid bacteria (LAB) growth in processed meat products produces slime. In this study, 10 different biofilm-forming LAB, including Leuconostoc mesenteroides, Lacticaseibacillus paracasei, Levilactobacillus brevis, Lactiplantibacillus plantarum, Leuconostoc citreum, Weissella viridescens, and Latilactobacillus sakei, were isolated from various meat products and identified based on 16S rRNA gene analysis. To inhibit biofilm formation by LABs, Eisenia bicycles methanolic extract (EB) and ethyl acetate soluble fraction (EA) were used as antibacterial and antibiofilm agents, respectively. Furthermore, EA and EB were employed to synthesize gold nanoparticles (AuNPs) such as EB-AuNPs and EA-AuNPs, which could serve as antibiofilm agents against the isolated LAB. These findings demonstrate that EA, EB-AuNPs, and EA-AuNPs exhibit significant antibacterial activity against the isolated LAB. Furthermore, EB-AuNPs reduced L. citreum biofilm production, whereas EA-AuNPs inhibited L. mesenteroides and L. brevis biofilm formation. The current results suggest that EB-AuNPs and EA-AuNPs can be used as nanomaterials to inhibit LAB that form biofilms on meat products.
This study aimed to identify lactic acid bacteria isolated from eight fermented milk products in Iran. We enumerated Lactobacillus species using De Man-Rogosa-Sharpe (MRS)-maltose and MRS agar with pH adjusted to 5.2, as well as assessment at 37℃ for 48 hr, studied Streptococcus spp. using M17 agar at 43℃ for 24 hr, and assessed Bifidobacterium species using nalidixic acid, paromomycin sulfate, neomycin sulfate, and lithium chloride (BL-NPNL) agar at 37℃ for 48 hr. The total viable Streptococcus spp. cell in fermented milk varied at 4.73-8.83 log CFU/mL. However, Bifidobacterium spp. were not detected in any of the tested samples. Lactobacilli were not detected in four of the eight samples, and viable Lactobacilli cells in the remaining four samples ranged 2.48-3.85 log CFU/mL. The pH of the tested samples ranged 3.53-4.19, and soluble solids (Brix measurement) ranged 7.5%-17.9%. A total of 130 isolates of gram-positive catalase-positive bacteria were characterized at the species level using 16S rRNA sequencing. Sequence analysis identified six species: Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. sunkii, Lactobacillus delbrueckii subsp. indicus, Lactiplantibacillus plantarum, Lacticaseibacillus rhamnosus, and Levilactobacillus brevis.
Oh, Ju Kyoung;Vasquez, Robie;Kim, Sang Hoon;Hwang, In-Chan;Song, Ji Hoon;Park, Jae Hong;Kim, In Ho;Kang, Dae-Kyung
Journal of Animal Science and Technology
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제63권5호
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pp.1142-1158
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2021
Short-chain fatty acids (SCFAs) are metabolic products produced during the microbial fermentation of non-digestible fibers and play an important role in metabolic homeostasis and overall gut health. In this study, we investigated the effects of supplementation with multispecies probiotics (MSPs) containing Bacillus amyloliquefaciens, Limosilactobacillus reuteri, and Levilactobacillus brevis on the gut microbiota, and fecal SCFAs and lactate levels of weaned pigs. A total of 38 pigs weaned at 4 weeks of age were fed either a basal diet or a diet supplemented with MSPs for 6 weeks. MSP administration significantly increased the fecal concentrations of lactate (2.3-fold; p < 0.01), acetate (1.8-fold; p < 0.05), and formate (1.4-fold; p < 0.05). Moreover, MSP supplementation altered the gut microbiota of the pigs by significantly increasing the population of potentially beneficial bacteria such as Olsenella, Catonella, Catenibacterium, Acidaminococcus, and Ruminococcaceae. MSP supplementation also decreased the abundance of pathogenic bacteria such as Escherichia and Chlamydia. The modulation of the gut microbiota was observed to be strongly correlated with the changes in fecal SCFAs and lactate levels. Furthermore, we found changes in the functional pathways present within the gut, which supports our findings that MSP modulates the gut microbiota and SCFAs levels in pigs. The results support the potential use of MSPs to improve the gut health of animals by modulating SCFAs production.
Misun Yun;Hee Eun Jo;Namhee Kim;Hyo Kyeong Park;Young Seo Jang;Ga Hee Choi;Ha Eun Jo;Jeong Hyun Seo;Ji Ye Mok;Sang Min Park;Hak-Jong Choi
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제34권4호
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pp.838-845
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2024
Excessive alcohol consumption can have serious negative consequences on health, including addiction, liver damage, and other long-term effects. The causes of hangovers include dehydration, alcohol and alcohol metabolite toxicity, and nutrient deficiency due to absorption disorders. Additionally, alcohol consumption can slow reaction times, making it more difficult to rapidly respond to situations that require quick thinking. Exposure to a large amount of ethanol can also negatively affect a person's righting reflex and balance. In this study, we evaluated the potential of lactic acid bacteria (LAB) to alleviate alcohol-induced effects and behavioral responses. Two LAB strains isolated from kimchi, Levilactobacillus brevis WiKim0168 and Leuconostoc mesenteroides WiKim0172, were selected for their ethanol tolerance and potential to alleviate hangover symptoms. Enzyme activity assays for alcohol dehydrogenase (ADH) and acetaldehyde dehydrogenase (ALDH) were then conducted to evaluate the role of these bacteria in alcohol metabolism. Through in vitro and in vivo studies, these strains were assessed for their ability to reduce blood alcohol concentrations and protect against alcohol-induced liver damage. The results indicated that these LAB strains possess significant ethanol tolerance and elevate ADH and ALDH activities. LAB administration remarkably reduced blood alcohol levels in rats after excessive alcohol consumption. Moreover, the LAB strains showed hepatoprotective effects and enhanced behavioral outcomes, highlighting their potential as probiotics for counteracting the adverse effects of alcohol consumption. These findings support the development of functional foods incorporating LAB strains that can mediate behavioral improvements following alcohol intake.
본 연구는 저장기간에 따른 사료용 벼 사일리지의 발효특성과 미생물상의 변화 모니터링을 통하여 사일리지의 품질을 평가하기 위한 기초자료를 제공하고자 수행하였다. 사료용 벼는 '영우' 품종을 황숙기에 수확하여 사일리지 제조 후 저장 0, 3, 6, 12개월에 사료가치 및 pH, 유기산, 미생물상의 변화를 분석하였다. 사료용 벼 사일리지의 DM 함량은 저장기간이 길어질수록 다소 감소하였고(p<0.05), CP와 NDF 함량은 큰 차이가 없었다. pH는 발효 전보다 발효 후에 모두 낮게 유지하였고, 젖산 함량은 발효 후 3~6개월에는 높게 유지되다가 12개월에는 급격히 감소하였다(p<0.05). 사료용 벼 사일리지 내 미생물 분포는 발효 이전에는 자연계 유래 토착 미생물인 Weissella (30.8%)와 Pantoea (20.2%)가 우점하였다. 사일리지 제조 후 저장 3개월에는 동종발효 유산균인 Lactiplantibacillus plantarum (31.4%) 우점하였으나, 저장 6개월에는 Lactiplantibacillus plantarum (10.2%)의 감소와 Levilactobacillus brevis (12.8%)의 증가를 나타내며 미생물의 다양성이 지속적으로 유지되었다. 저장 12개월에는 미생물의 다양성이 급격히 감소하여 Lentilcatobacillus buchneri (71.2%)와 Lacticaseibacillus casei (27.0%)가 우점하였다. 결과적으로 사료용 벼 사일리지는 12개월의 저장기간 동안 양호한 발효품질을 유지하였고, 발효특성 변화는 사일리지 내 미생물 분포와 상관관계가 있음을 확인하였다.
본 연구에서는 AEEL의 고당으로 유도되는 장 상피세포 보호효과 및 L.brevis의 증식에 대한 영향을 확인하기 위해 수행되었다. AEEL은 우수한 환원력, 라디칼 소거 활성 및 지질과산화물 생성 억제 활성을 나타냈으며 고당, H2O2, 및 LPS로 유도된 HT-29 세포에서 우수한 세포 생존율 및 산화적 스트레스 억제 활성을 가지는 것으로 나타났다. 또한, AEEL은 항당뇨 활성을 가진 장내 유익균인 L.brevis의 증식에 효과를 보였으며 탄수화물 가수분해 효소인 α-glucosidase 및 최종당화산물 생성에서도 우수한 억제 활성을 나타냈다. 따라서, AEEL의 주요 생리활성 물질을 확인하기 위해 HPLC 분석한 결과, chlorogenic acid와 rutin 등이 확인되었다. 이러한 결과들을 통해, AEEL이 혈당 상승을 억제하고 고당으로 유도되는 산화스트레스로부터 장 건강을 보호하는 기능성 식품 소재로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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