Keratinases are of particular interest because of their action on insoluble keratins and generally on a broad range of protein substrates. Alkalophilic and neutrophilic actinomycete strains isolated from different soil samples, rich in keratinaceous substances were screened for keratinolytic activity. An alkalophilic isolate, TBG-S13A5, was found to possess good keratinolytic activity and was able to utilize feather as the sole carbon and nitrogen source. TBG-S13A5 exhibited an off-white aerial mass color with a rectus-flexibilis type of spore chain. The morphological, microscopical and biochemical characters were comparable with that of Streptomyces albidoflavus. Fatty acid methyl ester profiling (FAME) and 16S rDNA sequence analysis confirmed its identity as a strain of S. albidoflavus. Under submerged fermentation conditions, maximum protease production was recorded on the $5^{th}$ day of incubation at $30^{\circ}C$, using basal broth of pH 9.0 with 0.25% (w/v) white chicken feather. This strain could affect feather degradation when the initial pH was 8 and above and maximum protease production was recorded when the initial pH was around 10.5. The effectiveness of the crude enzyme in destaining and leather dehairing were also demonstrated.
The hormonal requirement suiting micropropagation of Morus alba during any season throughout the year was studied. Sprouting frequency from axillary buds of M. alba was greatly influenced by the time of explant collection, the highest value was achieved when nodal explants were collected at the end of bud dormancy period (late in March) and cultured on Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with low concentration (0.5 mg/L) of BAP, kinetin or IBA (85-68%). In addition, they showed higher axillary bud sprouting on growth-regulators-free medium (49%) than others collected in autumn or winter and cultured on medium supplemented with various growth regulators (47-48%). Regardless of that period, young explants with greenish buds collected in summer exhibiting high sprouting frequency (66%) on MS medium supplemented with 0.5 mg/L kinetin and 0.5 mg/L GA3. Shoot multiplication via adventitious bud formation was achieved when the nodal explants were cultured on MS medium supplemented with 2 mg/L BAP and 0.2 mg/L IBA. Further multiplication via nodal explants of in vitro grown shoots was obtained on MS medium supplemented with 0.5 mglL BAP and 0.5 mg/L GA3. While half strength MS medium supplemented with low concentration (0.5 mg/L) of IBA, IAA or 2,4-D stimulated adventitious root formation, IBA was the best. After transfer the plantlets to the soil, acclimatization for three weeks was essential prerequisite for survival in high frequency (92%). Peroxidase activity is related to break of bud dormancy where maximum enzyme activity was detected when the lateral buds were induced to commence growth under field condition (early in spring) or in vitro.
과산화수소를 이용한 펜톤(Fenton)산화법은 수처리 및 토양 복원분야에서 활용되는 친환경 산화방법이다. 이 방법으로 오염물질을 제거할 때, 오염물의 농도에 따라 과산화수소의 농도를 적절하게 조절하는 것이 상당히 중요하다. 이에 본 연구에서는 HRP (horseradish peroxidase) 효소를 이용한 전기화학적 바이오센서를 제조하고 효소의 활성과 과산화수소의 검출 특성에 대한 연구를 수행하였다. SPCE (Screen Printed Carbon Electrode)의 작업 전극 표면에 키토산과 AuNP를 이용하여 HRP를 전착하였다. 이 후, 전위주사법(CV)과 전기화학적 임피던스 분광법(EIS)을 이용하여 효소의 고정화를 확인하였다. 또한 시간대전류법(CA)과 UV 분광법으로부터 HRP 효소의 활성을 확인하였다. 본 연구에서 제조한 바이오센서를 PBS 전해질에 담그고 과산화수소를 적정하여 CA 분석으로부터 전극에서 발생하는 전류를 측정하였다. 발생 전류는 과산화수소의 농도에 대하여 선형적으로 증가하였으며, 전류로부터 과산화수소의 농도를 예측할 수 있는 검정곡선을 도출하였다.
Molecular insights on the role of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) in potato tuberization are reported in the present study. The PGPRwere isolated from the soil collected from potato fields of Highland Agricultural Research Centre, Pyeongchang, Korea and they were identified to the genus level based on the 16S rRNA sequence analysis. These PGPR were heat-killed, filtered and the filtrates were addedindividually at a concentration of $10^7\;cfu\;mL^{-1}$ in MS (Murashige and Skoog's) medium supplemented with 7% (w/v) sucrose to study their influence on in vitro potato tuberization. Tuber initiation occurred early in untreated control, while tuber growth was pronounced in case of PGPR treatments. The control explants showed tuber formation as a result of sub-apical swelling of stolons while several sessile tubers formed directly in the axils of nodal cuttings in case of PGPR treatments, which is an indication of strong induction for tuberization. Theexplants cultured on MS medium supplemented with bacterial isolate 6 (Bacillus firmus strain 40) showed highest average tuber yield (Ca. 12.56 g per treatment) after 30 days of culture, which was 3 folds increase over the untreated control. A significant increase in lipoxygenase (LOX1) mRNA expression and activity of LOX enzyme were also detected in the tubers induced on PGPR treatments as compared to untreated control. This LOX expression level correlated with increased tuber growth and tuber yield. Further studies focused on the role of bacteria cell wall components, growth regulators and signal molecules released by PGPR are under investigation to elicit clues for PGPR-mediated signal pathway controlling potato tuberization.
탄소원으로 palm kernel meal(PKM)과 밀기울을 함유한 배지에서 농후배양하여 작물 재배 토양으로부터 xylan과 locust bean gum(LBG)에 대한 분해활성이 있는 균을 분리하였다. 분리균 YB-1107의 16S rDNA 서열이 Cellulosimicrobium 속 균주와 유사도가 높은 균주로 판명되었다. 분리균의 mannanase는 LBG와 PKM에 의해 생산성이 증가된 반면에 xylanase는 oat spelt xylan과 밀기울에 의해 생산성이 증가되었다. Mannanase는 0.7% PKM을 첨가한 배지, xylanase는 1% 밀기울을 첨가한 배지에서 각각 최대 생산성을 보였으며 모두 정지기에서 생산이 되었다. 분리균의 배양상등액은 $55^{\circ}C$와 pH 6.5에서 mannanase의 최대활성을 보였으며, $65^{\circ}C$와 pH 5.5에서 xylanase의 최적반응 활성을 나타냈다. Mannanase에 의해 분해된 LBG와 xylanase에 의해 분해된 xylan으로부터 각각 올리고당이 관찰되었으며, 또한 이들 효소는 밀기울과 미강도 분해하여 올리고당으로 전환하는 것으로 확인되었다.
순천만 갯벌의 3개 지점의 표층(5cm)과 심층(20 cm)토양의 물리화학적 요인과 종속영양세균의 분포, 섬유소 분해율과 체외효소의 활성을 측정하였다. 온도, 수분함량, 인산염 인 그리고 유기물함량은 각각 -1~$30^{\circ}C$, 42.1~53.1%, 0.0779~0.1961mg/g, 그리고 1.99~7.64%로 나타나었다. 섬유소 films의 분해율은 7.7%~100%/month 범위로 1~2월에 최저 그리고 8~9월에 최고의 분해율을 나타냈다. 종속영양세균의 분포는 $0.87{\times}10^6 ~ 3.6{\times}10^7 $CUFs/g dry soil의 범위에 속해Tdmu 심층의 경우 표층에 비해 낮았다. MUF-기질의 분해율로 측정한 phoshatase, $\alpha$-D-gluocosidase, $\beta$-D-glucosidase, cellobiohydrolase 활성의 변화는 각각 152.23~1779.80 nMi/hr 2.67~202.18 nM/hr, 5.03~258.26 nM/hr, 3.42~63.07 nM/hr으로 모두 하계에 상대적으로 높은 값을 나타내었다. 섬유소 분해는 수온상승이 주된 요인이었으며, 정점간, 깊이간 큰 차이는 나타나지 않았다. 체외효소의 활성은 온도 및 섬유소 분해율과 높은 양의 상관관계를 나타냈다. 종속영양세균의 분포는 섬유소 분해와 체외효소의 활성과 높은 상괸은 나타나지 않았다.
Enterobacter intermedium은 호기조건에서 glucose를 gluconic acid로 이를 다시 2-ketogluconic acid로 산화시킨다. 리터당 22.5 g의 glucose와 8.3 g gluconic acld, 그리고 40 g 인광석을 포함한 배지에서 배양 10일 후 $1028mg\;L^{-1}$ 의 수용성 인산이 얻어졌으며, 이 배양액을 인산생물비료로 사용하였다. E. intermedium에 의해 인광석이 용해된 인산생물비료를 평가하기 위하여 다섯 가지 처리구가 사용되었다 (PBF1/3, PBF2/3, PBF3/3, BP 그리고 MF). MF와 BP처리구에서는 인산비료가 10a당 $5.9kg\;P_2O_5$ 기준으로 시용되었으나, PBF1/3, PBF2/3 그리고 PBF3/3처리구는 10a당 $5.9kg\;P_2O_5$ 에 해당하는 인산량의 1/3, 2/3, 3/3에 해당하는 인광석 용해 배양액이 각각 시용되었다. 상추 정식 후 20일, 35일 그리고 50일 후에 성장요소, biomass, 토양효소 활성 그리고 토양 화학성이 분석되었다. 근권의 dehydrogenase 활성과 유효인산농도가 인산생물비료 (PBF1/3, PBF2/3 그리고 PBF3/3)처리구에서 BP 및 MF처리구에 비해 일반적으로 높았다. 토양 미생물 blomass는 생육초기에 BP 및 MF처리구에 비해 PBF3/3처리구에서 매우 높았다. 모든 결과를 고려할 때, PBF2/3처리구에서는 MF처리구와 비교하여 생체중이 23% 증가하고 인산흡수가 50% 증가하였다. 즉, 인산생물비료는 무기인산비료의 대용으로 사용 가능성을 나타내었다.
A 990 bp full-length gene (xynAHJ2) encoding a 329-residue polypeptide (XynAHJ2) with a calculated mass of 38.4 kDa was cloned from Bacillus sp. HJ2 harbored in a saline soil. XynAHJ2 showed no signal peptide, distinct amino acid stretches of glycoside hydrolase (GH) family 10 intracellular endoxylanases, and the highest amino acid sequence identity of 65.3% with the identified GH 10 intracellular mesophilic endoxylanase iM-KRICT PX1-Ps from Paenibacillus sp. HPL-001 (ACJ06666). The recombinant enzyme (rXynAHJ2) was expressed in Escherichia coli and displayed the typical characteristics of low-temperature-active enzyme (exhibiting optimum activity at $35^{\circ}C$, 62% at $20^{\circ}C$, and 38% at $10^{\circ}C$; thermolability at ${\geq}45^{\circ}C$). Compared with the reported GH 10 low-temperature-active endoxylanases, which are all extracellular, rXynAHJ2 showed low amino acid sequence identities (<45%), low homology (different phylogenetic cluster), and difference of structure (decreased amount of total accessible surface area and exposed nonpolar accessible surface area). Compared with the reported GH 10 intracellular endoxylanases, which are all mesophilic and thermophilic, rXynAHJ2 has decreased numbers of arginine residues and salt bridges, and showed resistance to $Ni^{2+}$, $Ca^{2+}$, or EDTA at 10 mM final concentration. The above mechanism of structural adaptation for low-temperature activity of intracellular endoxylanase rXynAHJ2 is different from that of GH 10 extracellular low-temperature-active endoxylanases. This is the first report of the molecular and biochemical characterizations of a novel intracellular low-temperature-active xylanase.
본 연구에서 부산, 창원, 제주도 일대에서 채취한 토양으로부터 분리한 균주를 이용하여 식물 병원성 곰팡이에 대해서 길항작용을 나타내는 것을 확인하였으며, 또한 분리 균주의 경우 세균성 균주에 대해서도 길항작용을 나타내는 것을 확인하였다. 이러한 길항작용은 Bacillus 속이 생산하는 2차 대사산물인 siderophore, 항생물질, 세포 외 효소 활성 등에 의해서 식물 병원성 곰팡이에 대한 길항작용을 나타내는 것으로 보이며, 특히 분리 균주로부터 생산되는 세포 외 효소는 식물 병원성 곰팡이의 세포벽에 용균작용 일으킴에 따라 세포벽을 분해하여 식물 병원성 곰팡이의 생장을 저해할 것으로 생각된다. 또한 질소 고정능 및 IAA 생성능을 통해 식물 생장 촉진 및 식물 병원성 곰팡이 성장을 억제시킬 수 있는 생물학적 제제로서 식물재배에 도움을 줄 것으로 기대된다. 최종 선별된 Bacillus subtilis ANGa5, Bacillus aerius ANGa25, Bacillus methylotrophicus ANGa27를 이용하여 식물 병원성 곰팡이 방제 및 식물 생장촉진활성을 가지는 새로운 생물학적 제제로서 이용 가능성을 제시한다.
고온성 방선균으로부터 내열성 $\alpha$-Amylase의 생산과 그 이용 가능성을 검토하기 위하여 토양시료로부터 $\alpha$-Amylase 생산능력이 극히 우수한 구주를 분리하여 분리균의 몇가지 균학적 성질내지는 효소생산을 위한 배양조건을 조사하여 전보에 발표하였으며 본보에서는 공시방선균이 생산하는 $\alpha$-Amylase의 효소학적 일반성질을 검토하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 본효소의 최적활성 pH는 6.5이었으며 최적변성온도는 55$^{\circ}C$~$65^{\circ}C$이었다. 2) 본효소의 안정 pH범위는 7.0~8.0에 위치 하였으며 3) 활성에 대한 금속 ion의 영향은 $Ca^{++}$ 및 $Na^{++}$ ion에 의하여 촉진되었으나 중금속 ion인 Fe$^{++}$ Cu$^{++}$ ion등은 현저히 조해함을 보였으며 열안정성에 대한 금속 ion의 효과는 $Ca^{++}$ ion에 의해 증가했다. 4) 본 순소의 Km value는 2.17$\times$$10^{-4}$g per $m\ell$이었으며 5) Activation energy는 12,000$\pm$580 ㎈ per mole 이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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