• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제61권1호
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• pp.83-91
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• 2018

박테리아와 진균의 유전체 정보 탐색을 통하여 이차대사 생합성을 지정하는 다수의 잠재 유전자군을 찾을 수 있으며, 유전체 정보를 기반으로 특정 유전자의 발현을 활성화하여 잠재 유전자군의 생성물을 추론하고, 해당 물질의 생물학적 기능을 연구하는 것이 가능하다. 동아시아 지역에서 잘 알려진 식용 사상진균 홍국에 대하여 몇 몇 유전체 정보가 공개되어있으며, 본 연구에서는 Monascus purpureus ${\Delta}MpPKS5$ 균주에서 polyketide synthase-nonribosomal peptide synthase 유전자 Mpfus1 상단에 Aspergillus gpdA 프로모터를 삽입하는 방식으로 이 유전자의 발현을 활성화하였다. Mpfus1 유전자군은 2-pyrrolidone/conjugated polyene 구조를 갖는 물질의 생합성 유전자군들과 높은 유사성을 보이며, 이들 화합물 그룹에서 진균 독소인 fusarin이 잘 알려져 있다. ${\Delta}MpPKS5$ 균주는 홍국 azaphilone 색소 생산 능력이 소실된 균주이며 색소 및 자외선 흡수 특성을 보이는 화합물들의 동정에 적절한 균주이다. Mpfus1 활성화는 균사체가 노란색을 띠도록 유도하며, 균사체의 methanol 추출액은 365 nm에서 최대 흡광도를 보임을 확인할 수 있었다. 해당 추출액의 HPLC 분석을 통하여 다수의 화합물들이 포함되어 있음을 확인할 수 있었으며 이를 통하여 MpFus1 효소의 생성물이 대사적, 화학적으로 불안정함을 추론할 수 있다. Mpfus1 활성화 균주 추출물을 LC-MS로 분석하여 MpFus1 생성물의 구조를 유추하여 Mpfus1 유전자군이 fusarin의 탈메틸 유사체 생합성을 지정하는 것으로 제안할 수 있었다. 본 연구는 홍국 균주에서 유전체 기반-미지 화합물 발굴 연구의 예를 제시하고 홍국 균주에서 새로운 생리활성의 동정 가능성을 시사하여 준다.

• 한국균학회지
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• 제42권3호
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• pp.191-200
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• 2014

다양한 경로를 통하여 수집된 누룩 11종에 들어 있는 효모와 곰팡이의 함량 및 다양성을 조사하였다. 누룩 현탁액을 DRBC 고체배지에서 배양한 후 고체배지상 곰팡이균들의 수를 콜로니형성단위(CFU)로 측정한 결과, MS4, MS8, MS10등 3종의 누룩에서 각각 $1,278.9{\pm}21.6$ (${\times}10^4$), $1,868.0{\pm}27.7$ (${\times}10^4$), $775.1{\pm}19.2$ (${\times}10^4$) CFU (20 mg 누룩당)로 가장 높은 곰팡이 밀도를 보였으며, 이들의 대부분은 Pichia anomala, P. kudriavzevii, Kluyveromyces marxianus 및 Saccharomycopsis fibuligera 등 효모가 차지하고 있었다. MS2, MS5, MS11등 3종의 누룩에서만 곰팡이인 Aspergillus oryzae, A. niger와 Rhizopus oryzae들이 우점균이었다. 각 곰팡이의 누룩에서의 역할을 알기 위하여, 곰팡이의 배양상등액을 취하여 amylase 및 ${\beta}$-glucanase 활성을 조사였다. Amylase 활성은 A. niger와 A. luchuensis 등 A. niger clade에 속하는 균이 가장 높았으며, 특이하게도 효모균인 S. fibuligera가 A. niger에 근접하는 amylase 활성을 보였다. A. oryzae와 R. oryzae는 당화능면에서 위 세가지 곰팡이에 비하여 뒤쳐지는 것으로 평가되었다. 한편 ${\beta}$-glucanase 활성은 주로 R. oryzae에서만 나타나서 R. oryzae가 전분의 당화 외에 곡류의 주성분 중 하나인 ${\beta}$-glucan의 분해하는 역할을 하는 것으로 추정되었다. 누룩의 안전성 평가를 위하여 분리된 Aspergillus 균들의 aflatoxin 생산능을 norB-cypA, aflR 및 omtA 유전자마커로 조사한 결과, 모든 A. oryzae 분리균들은 aflatoxin 생산능이 없는 균주들로 예측되었으며, 이는 배양액의 TLC 분석을 통해서 확인되었다.