Zaky, Abdelrahman Saleh;Greetham, Darren;Louis, Edward J.;Tucker, Greg A.;Du, Chenyu
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제26권11호
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pp.1891-1907
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2016
Yeasts that are present in marine environments have evolved to survive hostile environments that are characterized by high exogenous salt content, high concentrations of inhibitory compounds, and low soluble carbon and nitrogen levels. Therefore, yeasts isolated from marine environments could have interesting characteristics for industrial applications. However, the application of marine yeast in research or industry is currently very limited owing to the lack of a suitable isolation method. Current methods for isolation suffer from fungal interference and/or low number of yeast isolates. In this paper, an efficient and non-laborious isolation method has been developed and successfully isolated large numbers of yeasts without bacterial or fungal growth. The new method includes a three-cycle enrichment step followed by an isolation step and a confirmation step. Using this method, 116 marine yeast strains were isolated from 14 marine samples collected in the UK, Egypt, and the USA. These strains were further evaluated for the utilization of fermentable sugars (glucose, xylose, mannitol, and galactose) using a phenotypic microarray assay. Seventeen strains with higher sugar utilization capacity than the reference terrestrial yeast Saccharomyces cerevisiae NCYC 2592 were selected for identification by sequencing of the ITS and D1/D2 domains. These strains belonged to six species: S. cerevisiae, Candida tropicalis, Candida viswanathii, Wickerhamomyces anomalus, Candida glabrata, and Pichia kudriavzevii. The ability of these strains for improved sugar utilization using seawater-based media was confirmed and, therefore, they could potentially be utilized in fermentations using marine biomass in seawater media, particularly for the production of bioethanol and other biochemical products.
Eukaryotic replication protein A (RPA) is a single-stranded(ss) DNA binding protein with multiple functions in DNA replication, repair, and genetic recombination. The 70-kDa subunit of eukaryotic RPA contains a conserved four cysteine-type zinc-finger motif that has been implicated in the regulation of DNA replication and repair. Recently, we described a novel function for the zinc-finger motif in the regulation of human RPA's ssDNA binding activity through reduction-oxidation (redox). Here, we show that yeast RPA's ssDNA binding activity is regulated by redox potential through its RPA32 and/or RPA14 subunits. Yeast RPA requires a reducing agent, such as dithiothreitol (DTT), for its ssDNA binding activity. Also, under non-reducing conditions, its DNA binding activity decreases 20 fold. In contrast, the RPA 70 subunit does not require DTT for its DNA binding activity and is not affected by the redox condition. These results suggest that all three subunits are required for the regulation of RPA's DNA binding activity through redox potential.
본 연구는 치어기 조피볼락 Sebastes schlegeli 사료내 생균제 첨가가 넙치의 성장 및 면역반응에 미치는 영향을 평가하였다. 실험사료는 주 단백질원으로 북양어분(white fish meal), 콘글루텐밀(corn gluten meal), 탈피대두박(dehulled soybean meal)을 사용하였으며, 탄수화물원으로는 밀가루(wheat flour)를, 지질원으로는 고도불포화지방산(n-3 HUFA)이 다량 함유된 오징어간유(squid liver oil)를 사용하였다. 생균제의 첨가효과를 확인하기 위하여 B. polyfermenticus(BP), Bacillus licheniformis(BL) 및 복합종균(B. polyfermenticus+Saccharomyces cerevisiae; BP+SC)을 실험사료 내에 각각 $1.0{\times}10^7$ CFU/kg diet 수준으로 첨가하였다. 2주간의 예비사육 후, 평균무게 $12.0{\pm}0.1g(mean{\pm}SD)$인 조피볼락을 500 L 원형수조에 각 실험구 당 각각 20마리씩 3반복으로 무작위로 배치하였고, 실험사료는 1일 2회 어체중의 $1.7{\pm}0.6%$(오전 10시, 오후 4시)씩 12주간 공급 하였다. 증체율, 사료효율, 일간성장율 및 단백질 전환효율에 있어서 BP+SC를 공급한 실험구가 대조구(control)에 비하여 유의하게 높게 나타났지만(P<0.05), BP, BL 및 BP+SC를 공급한 실험구간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 생존율에 있어서는 모든 실험구간에 있어 유의한 차이가 나타나지 않았다. 전어체 지방함량에 있어서 대조구가 다른 모든 실험구에 비해 높게 나타났으며, 전어체 단백질, 회분 및 수분함량에 있어서는 모든실험구간에 유의한 차이가 없었다. 혈액분석에 있어서 혈장내 glucose의 함량은 BP+SC를 공급한 실험구가 대조구에 비해 유의적으로 낮게 나타났으나, BP, BL 및 BP+SC를 공급한 실험구간에는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. Respiratory burst activity(NBT assay)에 있어서 BP+SC와 BL을 공급한 실험구가 대조구에 비해 유의적으로 낮게 나타났으며, BP, BL 및 BP+SC를 공급한 실험구간에는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 혈청의 lysozyme 활성에 있어서는 BP와 BL을 공급한 실험구가 대조구에 비해 높게 나타났으며, BP, BL 및 BP+SC를 공급한 실험구간에는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 공격실험 결과, 폐사는 Edwardsiella tarda를 접종한지 1일 후부터 시작하여 11일째 종료 하였다. 생균제를 투여한 모든 실험구가 대조구에 비해 초기폐사율이 낮게 나타났다. 공격실험 후 8일째부터 종료시 까지는 BP+SC를 공급한 실험구가 대조구에 비해 유의적으로 낮게 나타났으며, BP, BL및 BP+SC를 공급한 실험구간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 상기 결과를 토대로, 조피볼락 사료내 B. polyfermenticus, B. licheniformis 및 B. polyfermenticus 와 S. cerevisiae의 혼합첨가는 조피볼락의 성장 및 사료효율 증진과 항산화능 및 특정질병저항성에 좋은 효과를 나타낼 수 있을 것으로 사료된다.
Objective : This study was designed to investigate the effects of non fermented Zizyphus. jujuba mixture (mixed fruit and leaf : ZM) and fermented Z. jujuba mixture(FZM) on fed high-fat diet induced hyperlipidemic rats for development medicinal food. Method : The extracts prepared for Zizyphus. jujuba mixture(ZM) and fermented Z. jujuba mixture(FZM) with Lactobacillus plantarum and Saccharomyces cerevisiae. Experimental group was divided into normal control group(NC group) and high fat diet groups. The high fat diet groups fed high fat diet 2 weeks after was sub-divided into high fat diet control group(HC group), high fat diet positive control group(HPC group), non fermented Z. jujuba mixture extract group(ZM group) and fermented Z. jujuba mixture extract group(FZM group). NC and HC group was orally administerd of 0.9% saline, HPC group administerd lovastatin diluted in 0.9% saline at a dose of 10 mg/kg BW, ZM and FZM groups was administerd each extracts diluted in 0.9% saline at a dose of 300 mg/kg BW once a day on a fixed time for 4 weeks. In the present study we measured organ weight, epididymal fat tissue weight, concentration of serum lipids, hepatic lipids, MDA contents in liver tissue and metabolic variables in serum. Results : ZM and FZM suppressed testis weight loss and FZM decreased epididymal fat tissue weight to level of NC group in high-fat diets. ZM and FZM did not influence on serum cholesterol level, but prominently decreased serum triglyceride concentration compared with HC group, and FZM diminished hepatic triglyceride same as serum. ZM and FZM did not impair liver and kidney function and influence positive effects through by suppression of elevation lipid level. Conclusion : These results suggested that Z. jujuba mixture(ZM, FZM) should be useful developing medicinal food for prevention and improvement of hyperlipidemia and FZM is more suitable agent than ZM.
This trial was conducted to determine the effects of feeding a diet containing solid-state fermented rapeseed meal on performance, nutrient digestibility, intestinal ecology and intestinal morphology of broiler chickens. A mixed liquid culture, containing approximately 5 log cfu/ml Lactobacillus fermentum, Enterococcus faecium, Saccharomyces cerevisae and Bacillus subtilis was prepared in a 1:1:1:1 ratio. A basal substrate (BS) containing 75% rapeseed, 24% wheat bran and 1% brown sugar was mixed with the liquid culture in a ratio of 10:3. Over the 30-day fermentation, isothiocyanates were reduced from 119.6 to 14.7 mmol/kg. A total of 168, day-old male Arbor Acres broiler chicks were assigned to one of three dietary treatments including a corn-soybean meal based control diet as well as two experimental diets in which the control diet was supplemented with 10% of the BS containing unfermented rapeseed meal or 10% of the BS containing rapeseed meal subjected to solid state fermentation. There were 8 pens per treatment and 7 birds per pen. From days 19-21 and days 40-42, uncontaminated excreta were collected from each pen for digestibility determinations. In addition, digesta from the colon and ceca were collected to determine the number of lactobacilli, enterobacteria and total aerobes. The middle sections of the duodenum, jejunum, and ileum were collected for intestinal morphology. Over the entire experimental period (d 1-42), the weight gain and feed conversion of birds fed fermented rapeseed meal were superior (p<0.05) to that of birds fed nonfermented rapeseed meal and did not differ from the soybean control. On day 42, birds fed fermented rapeseed meal had higher (p<0.05) total tract apparent digestibility coefficients for dry matter, energy, and calcium than birds fed non-fermented rapeseed meal. Colon and ceca digesta from broilers fed the fermented feed had higher (p<0.05) lactobacilli counts than birds fed the control and non-fermented rapeseed meal diets on day 21 and 42. Fermentation also improved (p<0.05) villus height and the villus height:crypt depth ratio in the ileum and jejunum on day 21 and 42. The results indicate that solid-state fermentation of rapeseed meal enhanced performance and improved the intestinal morphology of broilers and may allow greater quantities of rapeseed meal to be fed to broilers potentially reducing the cost of broiler production.
Transformation-associated recombination (TAR) 클로닝 법은 복잡한 게놈으로부터 염색체 내의 특정부위나 유전자를 선택적으로 분리할 수 있다. 이 방법은 목적 유전자에 근접한 작은 게놈DNA 염기서열 정보를 필요로 한다. 이 기술은 효모의 spheroplast transformation을 시키는 동안 목적으로 하는 유전자의 5' 또는 3' 서열을 포함하고 있는 TAR vector와 게놈DNA사이에서 일어나는 상동성재조합에 의해 이루어진다. 본 연구에서는 plasmid 모델시스템을 이용하여 target hooks 내에 존재하는 비상동성 염기서 열이 상동성재조합에 미치는 영향을 조사하였다. plasmid에 존재하는HIS3유전자와 변형시킨 his3-TRP1-his3 단편 사이의 상동성재조합의 효율은 $Ura^+$ 형질전환체의 형질분석에 의해 이루어졌다. $Ura^+$ 형질전환체의 수는 7종류의 서로 달리 변형된 his3-TRP1-his3 단편들을 사용하였을 매 거의 동일하게 나타났다. 그러나 $Trp^+His^+$ positive recombinants의 빈도는 변형된 his3-TRP1-his3 단편 내에 비상동성 영역에 부정확한 간격을 지닐 때 현저한 감소를 나타내었다. 이러한 결과로서, 부정확한 간격이 target hook과 substrate DNA 사이에 일어나는 상동성재조합을 방해하는 것으로 사료된다. 그러므로 이종간의 상동유전자를 클로닝 할 때에는 target hook내의 비상동성 염기서열이 존재한다면 이것이 정확한 간격을 지니는지 여부를 중요란 요인으로 고려해야 한다.
여름철의 고온으로의 온도 상승에 따른 사료빈 내의 생균제 L. plantarum, S. cerevisiae 및 B. subtilis의 생존성을 실험실의 가상 조건에서 분석하였다. 상온인 $25^{\circ}C$에서 멸균 사료와 비멸균 사료에 단일 혹은 혼합 균주 첨가 시 pH 변화와 생균제들의 생장을 상호 비교하였다. pH는 멸균 사료와 비멸균 사료 모두에서 4일째에 가장 감소한 것은 같았으나 비멸균 사료에서는 2일째까지는 상승하는 변화의 양상을 보여주었다. 멸균 여부 혹은 혼합 여부와 관계없이 S. cerevisiae와 B. subtilis의 생균수는 일정하게 유지되었지만 L. plantarum의 경우에는 그 수가 모두 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 3종의 혼합 생균제는 상호 길항작용은 없는 것으로 나타났다. 멸균 및 비멸균 사료에 생균제를 첨가한 후 $60^{\circ}C$의 고온 환경에서 사료의 pH 와 단일접종 생균제의 생존성을 조사하였다. 멸균 및 비멸균 사료 사이에 뚜렷한 pH의 변화는 관찰되지 않았으며 B. subtilis의 pH가 가장 낮게 관찰되었다. 고온 하에서 L. plantarum과 S. cerevisiae 균주는 생존할 수 없었으며, 내열성을 가진 B. subtilis 균주는 생존하면서 사료에 자연적으로 생존하는 오염세균의 증식을 억제하였다. 또 B. subtilis를 접종한 비멸균 사료에서 2일째부터 오염 곰팡이가 관찰되지 않았다. 따라서 내열성이 강한 B. subtilis 균주를 사용하면, 여름철 사료빈 내에 병원성 세균과 곰팡이의 오염을 억제할 수 있는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 숙취해소에 좋은 것으로 알려진 식품 소재의 주요 아미노산을 포함하여 효소 활성에 영향을 미치는 것으로 알려진 아미노산을 선택하였고, 효소 활성도가 상대적으로 높은 yeast와 rat liver 유래의 ADH 및 ALDH 효소를 대상으로 알코올 대사에 관련된 효소 활성의 촉진 효과에 대하여 검토하였다. Rat liver 유래의 ADH 활성은 처리한 아미노산 중에서 arginine에서 가장 높았다. Arginine의 첨가 농도를 달리하여 효소 활성을 측정한 결과 $10{\sim}50\;mg$/ml 농도에서 $118{\sim}120.6%$로 양성대조구의 90.6% 보다 약간 높은 것으로 나타났다. 또한, yeast 유래의 ADH 활성은 methionine에서 가장 높은 활성을 보였고, methionine의 처리 농도를 달리한 경우에서는 첨가 농도 의존적으로 높은 활성을 보였다. Rat liver 유래의 ALDH 활성은 methionine이 가장 높은 활성을 보였다. Methionine의 첨가 농도별 측정에서는 10 mg/ml에서 30 및 50 mg/ml 첨가 농도에서 보다 높은 활성을 보였으며, 이들 모든 처리 농도에서 양성대조구 보다 상당히 높은 활성을 보였다. 한편 yeast 유래의 ALDH 활성은 각 아미노산별 큰 차이는 없었으나, arginine에서 높은 활성을 보였다. Arginine의 첨가 농도별 측정에서는 처리 농도 의존적으로 활성이 약간씩 증가하는 경향을 보였으며, 양성대조구 보다 높은 활성을 나타내었다. 효모 유래 ALDH 및 rat liver 유래 ADH 효소 활성을 촉진시키는 작용을 가진 arginine을 효모 배양에 첨가시킬 경우 세포 내 ALDH 및 ADH 활성 염색 정도가 증가함으로써 arginine은 ALDH 및 ADH 활성을 촉진시키는 효능이 in vivo 실험계에서도 확인되었다. 이상의 실험 결과에서 아미노산 중에서는 arginie과 methionine이 ADH 및 ALDH 활성을 촉진시키는 작용에 의해 알코올 분해뿐만 아니라 acetaldehyde의 분해도 촉진시킬 가능성이 높아 숙취해소 효과는 물론 간 보호 효과도 동시에 있을 것으로 시사 되어 진다. 따라서 arginine과 methionine과 같은 아미노산을 주류 제품에 첨가하게 될 경우 숙취해소 경감과 간 보호 효능을 어느 정도 나타낼 수 있을 가능성이 제기되었다.
본 연구에서는 여러 영양성분 및 생리활성 물질 함량이 높은 포도박의 이용가치를 증진시키기 위한 연구의 일환으로 Bacillus subtilis(BS), Lactobacillus plantarum(LP), L. casei(LC), Candida utilis(CU), Saccharomyces cerevisiae strain CHY1011(Y1), S. cerevisiae strain ZP 541(Y2), 혼합 발효(M) 등의 여러 유용 미생물을 이용하여 포도박을 발효시킨 후 미생물별 포도박 발효물에 대한 항산화 활성 변화 및 항균활성을 탐색하였다. 포도박 발효물의 추출수율은 BS(10.74%) 발효물이 가장 높았고, M(9.71%), Y2(9.60%), CU(9.55%), LC(8.68%), Y1(7.49%%), LP(7.36%) 순이었다. 총 phenol 함량 측정 결과 대조군은 발효한 포도박에 비해 유의적(p<0.05)으로 높은 값을 보였으며, 발효 균주 중에서는 LP로 발효한 발효물이 가장 큰 값을 나타내었다. 포도박 발효물의 DPPH radical 소거능을 측정한 결과, 대조군의 $IC_{50}$값이 0.16 mg/mL로 나와 가장 높은 항산화 활성을 보였다. 포도박 발효물의 경우 LP 발효물이 0.28 mg/mL로 가장 높은 항산화 활성은 나타내었다. ABTS radical 소거능은 대조군의 $IC_{50}$값이 0.22 mg/mL로 가장 높게 나왔고, 포도박 발효물의 경우 LP 발효물이 0.53 mg/mL로 가장 높은 활성을 나타내었다. FRAP value(5 mg/mL)는 LP로 발효한 시료가 2.44 mM로 가장 높게 나왔으나 대조군의 $12.27{\pm}0.16mM$과는 유의차를 보이지 않았다. 항균활성은 대조군에서 항균활성을 나타내지 않은데 반해 LC로 발효시킨 포도박 발효액이 5 mg/disc의 농도에서 항균활성에 사용된 모든 균주에 대해 10.5~11 mm의 항균활성을 나타내어 LC배양이 항균활성을 나타내는 물질을 생산해내는 것으로 사료되었다. 따라서 여러 유용미생물을 이용한 포도박 발효의 경우 유산균을 이용한 발효 시 기능성 물질 생산 증진에 우수한 효과를 나타내리라 사료되며, 특히 L. casei를 이용한 포도박 발효는 항균활성과 같은 기능성 증가를, L. plantarum을 이용한 발효는 항산화 활성에 긍정적인 효과를 나타내었다.
An, B.K.;Cho, B.L.;You, S.J.;Paik, H.D.;Chang, H.I.;Kim, S.W.;Yun, C.W.;Kang, C.W.
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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제21권7호
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pp.1027-1032
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2008
A study was conducted to evaluate the effects of dietary yeast derived ${\beta}$-glucan and single-strain probiotics on the growth performance and antibody response in broiler chicks. Six hundred and thirty 1-d-old male broiler chicks were divided into seven groups, placed into three pens per group (30 birds per pen) and fed one of seven non-medicated corn-SBM based experimental diets containing 0.025, 0.05 or 0.1% Saccharomyces cerevisiae ${\beta}$-glucan and 0.05, 0.1 or 0.2% Bacillus amyloliquefaciens (BA-pro, $1.3{\times}10^9/g$) or devoid of them for 5 wk. The body weight gains in groups fed diets containing 0.025 or 0.1% ${\beta}$-glucan, 0.1% or 0.2% BA-pro were significantly higher (p<0.05) than the control over 1-35 d. Feed conversion rates of groups fed ${\beta}$-glucan and BA-pro tended to be improved compared to the control group. There were no significant differences in the relative weights of liver, abdominal fat and breast muscle. No significant differences were observed in the activities of serum enzymes and concentrations of various cholesterol fractions. The antibody titers against Newcastle disease or infectious bronchitis virus in the chicks fed diets containing ${\beta}$-glucan and BA-pro were significantly higher (p<0.05) than in the control. The concentrations of cecal lactic acid bacteria in all groups fed BA-pro were significantly increased (p<0.05) compared to the control. These results indicated that dietary yeast derived ${\beta}$-glucan and BA-pro exerted growth-promoting and immune-enhancing effects in broiler chickens. In addition, BA-pro added to the diets modulated the profiles of cecal microflora, reflecting a potential to be beneficial microorganisms in chickens.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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