• International Journal of Oral Biology
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• 제44권4호
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• pp.152-159
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• 2019

The oral care probiotic strain Weissella cibaria CMU (oraCMU) inhibits volatile sulphur compounds associated with halitosis, presumably by inhibiting the growth of associated oral pathogens. In the present study, we investigated whether oraCMU inhibits the production of these compounds by suppressing the expression of mgl. This gene encodes L-methionine-α-deamino-γ-mercaptomethane-lyase (METase) and is involved in the production of methyl mercaptan (CH₃SH) by Porphyromonas gingivalis. Therefore, we specifically investigated the effects of oraCMU on the growth, CH₃SH production, METase activity, and mgl expression of P. gingivalis. The minimum inhibitory concentrations of cell-free supernatant and secreted proteins from oraCMU were 125 mg/mL and 800 ㎍/mL, respectively. At sub-minimum inhibitory concentration levels, these metabolites inhibited CH₃SH production, but they also reduced P. gingivalis viability. Only heat-killed oraCMU decreased CH₃SH production without affecting P. gingivalis viability. Heat-killed oraCMU also inhibited METase activity toward L-methionine and mgl mRNA expression (p < 0.05). In summary, we demonstrated the inhibition of volatile sulphur compounds via the antimicrobial action of oraCMU and, for the first time, the inhibition of such compounds by heat-killed oraCMU, which occurred at the molecular level.

• KSBB Journal
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• 제26권6호
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• pp.513-516
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• 2011

The occurrence of dental caries is mainly associated with oral pathogens, especially cariogenic Streptococcus mutans. The aim of this study was to isolate and characterize lactic acid bacterium showing inhibitory activity against cariogenic Streptococcus mutans. As results, an isolate with strong inhibitory activity was obtained from Kimchi and it was identified as Lactobacillus sakei by API and 16S rRNA gene analyses. This strain secreted an inhibitory compound in cell growth medium and the activity of the compound was completely disappeared by proteinase K revealing the fact that the compound is proteinous substance, bacteriocin. Optimal culture condition for bacteriocin production by Lb. sakei K-7 was at pH 7.5 and $37^{\circ}C$ for 18 h. Oral administration of this isolate may give anticariogenic and probiotic effects on hosts.

• 한국축산식품학회지
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• 제32권1호
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• pp.31-39
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• 2012

The purpose of this study was to isolate bacteriocin-producing bacteria with antagonistic activities against pathogens from the intestines of pigs for probiotic use. Lactobacillus sp. AP 116 possessing antimicrobial property was selected from a total of 500 isolates. The AP 116 strain showed a relatively broad spectrum of inhibitory activity against Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens, Pediococcus dextrinicus, and Enterococcus strains using the spot-on-lawn method. Bacteriocin activity remained unchanged after 15 min of heat treatment at $121^{\circ}C$ and exposure to organic solvents; however, it diminished after treatment with proteolytic enzymes. Maximum production of bacteriocin occurred at $34^{\circ}C$ when a pH of 6.0 was maintained throughout the culture during fermentation. According to a tricine SDS-PAGE analysis, the molecular weight of the bacteriocin was approximately 5 kDa. The isolate tolerated bile salts and low pH, and also induced nitric oxide (NO) in mouse peritoneal macrophages. Bacteriocin and bacteriocin-producing bacteria, such as Lactobacillus sp. AP 116, could be potential candidates for use as probiotics as an alternative to antibiotics in the pig industry.

• Molecules and Cells
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• 제42권11호
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• pp.755-762
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• 2019

Despite decades of research into colorectal cancer (CRC), there is an ongoing need for treatments that are more effective and safer than those currently available. Lactic acid bacteria (LAB) show beneficial effects in the context of several diseases, including CRC, and are generally regarded as safe. Here, we isolated a Lactobacillus rhamnosus (LR)-derived therapeutic protein, p8, which suppressed CRC proliferation. We found that p8 translocated specifically to the cytosol of DLD-1 cells. Moreover, p8 down-regulated expression of Cyclin B1 and Cdk1, both of which are required for cell cycle progression. We confirmed that p8 exerted strong anti-proliferative activity in a mouse CRC xenograft model. Intraperitoneal injection of recombinant p8 (r-p8) led to a significant reduction (up to 59%) in tumor mass when compared with controls. In recent years, bacterial drug delivery systems (DDSs) have proven to be effective therapeutic agents for acute colitis. Therefore, we aimed to use such systems, particularly LAB, to generate the valuable therapeutic proteins to treat CRC. To this end, we developed a gene expression cassette capable of inducing secretion of large amounts of p8 protein from Pediococcus pentosaceus SL4 (PP). We then confirmed that this protein (PP-p8) exerted anti-proliferative activity in a mouse CRC xenograft model. Oral administration of PP-p8 DDS led to a marked reduction in tumor mass (up to 64%) compared with controls. The PP-p8 DDS using LAB described herein has advantages over other therapeutics; these advantages include improved safety (the protein is a probiotic), cost-free purification, and specific targeting of CRC cells.

• 한국축산식품학회지
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• 제41권2호
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• pp.274-287
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• 2021

The purpose of this study is to examine the physiological characteristics and anti-diabetic effects of Pediococcus pentosaceus KI62. The α-amylase and α-glucosidase inhibitory activity of P. pentosaceus KI62 was 94.86±3.30% and 98.59±0.52%, respectively. In MRS broth containing 3% maltodextrin inoculated by P. pentosaceus KI62, the amounts of short chain fatty acids (SCFA) were propionic acid 18.05±1.85 mg/kg, acetic acid 1.12±0.07 g/100 mL, and butyric acid 2.19±0.061 g/kg, and those of medium chain fatty acids (MCFA) were C8 0.262±0.031 mg/kg, C10 0.279±0.021 mg/kg, and C12 0.203±0.009 mg/kg. Compared to sixteen antibiotics, P. pentosaceus KI62 had the highest sensitivity to penicillin-G and rifampicin, as well as the highest resistance to vancomycin and ampicillin. The strain also showed higher leucine arylamidase and valine arylamidase activities than other enzyme activities, but it did not produce β-glucuronidase which is carcinogenic enzymes. The survival rate of P. pentosaceus KI62 in 0.3% bile was 91.67%. Moreover, the strain showed a 98.63% survival rate in pH 2.0. P. pentosaceus KI62 exhibits resistance to Escherichia coli, Salmonella Typhimurium, Listeria monocytogenes, and Staphylococcus aureus at rates of 29.41%, 38.10%, 51.72%, and 50.47%, respectively. P. pentosaceus (23.31%) showed a similar adhesion ability to L. rhamnosus GG, the positive control (24.49%). These results show that P. pentosaceus KI62 has possibility as a probiotic with anti-diabetic effects.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제38권6호
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• pp.544-550
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• 2023

치주질환의 원인균인 Porphyromonas gingivlais (P. gingivalis)의 병인인자중 하나인 gingipain 효소에 대한 억제활성을 갖는 유산균을 개발하고자 본 연구실에 보관중인 30여종의 유산균 배양상등액의 활성을 검색하였다. 그 결과 발효식품에서 분리, 동정한 Weisiella cibaria SPM402와 Lactobacillus paracasei SMP412가 P. gingivalis에 대한 항균효과, gingipain 유전자 발현억제 및 gingipain 효소활성 억제능이 확인되었다. W. cibaria SPM402 의 배양 상등액 WC402는 10 mg/mL에서 kgp 유전자는 0.71±0.02배 발현되었고, rgpB 유전자는 0.71±0.14배 발현되 약간의 발현억제 효과가 확인되었다. 반면 L. paracasei SMP412의 배양상등액 LP412는 10 mg/mL 농도에서 kgp 유전자는 0.19±0.08배, rgpA 유전자는 0.09±0.02배, rgpB 유전자는 0.24±0.03배 발현되어 LP412의 뛰어난 gingipain 유전자 발현억제 효과를 확인하였다. 10 mg/mL농도에서, Kgp 효소 활성은 WC 402에 의해 78.65±3.58% (CAG), 82.45±1.22% (CFG), LP412에 의해 80.71±2.11% (CAG), 85.81±0.05% (CFG) 억제되었다. 동일한 농도에서 Rgp 활성은 WC402에 의해 78.6±1.01% (CAG), 86.78±0.47% (CFG), LP412에 의해 82.93 ±1.26% (CAG), 88.81±0.36% (CFG) 억제되었다. 이상의 결과들을 통해 WC402와 LP412는 P. gingivalis에 대한 항균효과 뿐 아니라 병인인자 gingipain을 효과적으로 억제하는 기능성 유산균임을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권12호
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• pp.1717-1724
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• 2016

본 연구에서는 김치에서 분리한 L. plantarum pF1 NITE-P1462(Lp-pF1), L. plantarum KCCM 11352P(Lp-PNU), L. plantarum CBT LP3 KCTC 10782BP(Lp-CB)와 L. plantarum KCTC 3099(Lp-3099)의 프로바이오틱 효과(내산 및 내담즙성 측정, 장 부착능과 열 안정성, 항산화 및 항암 기능성의 측정)를 된장에서 유래한 Lac. lactis KFCC 11510P(L-lactis)와 비교하여 측정하였다. 그 결과 4종의 김치 L. plantarum이 Lac. lactis보다 전반적으로 높은 프로바이오틱 효과를 나타내었다. 4종의 김치 L. plantarum 중 내산 및 내담즙성 측정에서 Lp-pF1이 유의적으로 가장 높은 안정성을 나타냈고, 장 부착능 측정에서도 Lp-pF1이 Lp-CB와 함께 가장 뛰어난 부착능을 보였으며, 열 안정성 측면에서는 Lp-pF1과 Lp-PNU가 가장 높은 안정성을 가진 것으로 나타났다. 또한, DPPH 라디칼 및 수산화 라디칼소거 활성 측정을 통해 Lp-pF1이 모든 유산균 중 유의적으로 가장 높은 항산화 활성을 나타내었고, HT-29 인체 대장암세포에서도 가장 높은 암세포 성장 억제 효과를 나타냈다. 따라서 Lp-pF1의 프로바이오틱으로서의 이용가능성을 확인하였으며, Lp-pF1은 특히 높은 항산화 및 항암 활성을 가지고 있어 향후 기능성 프로바이오틱으로 활용할 가능성이 높다고 할 수 있다. 또한, Lp-pF1을 앞서 연구했던 나노화된 Lp-pF1과 함께 섭취하였을 때 단독으로 Lp-pF1만 섭취하는 것보다 더 높은 건강 기능적 효과가 기대되며, 이에 대한 연구도 추가적으로 필요할 것으로 생각된다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.384-397
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• 2018

본 연구는 전통 발효식품에서 반려동물의 사료 및 보조식품 등에 사용될 수 있도록 안전성 확보와 프로바이오틱스 활성 등 기능성을 갖춘Bacillus 속 균주를 선발하고자 하였다. 전국에서 수집한 전통 장류에서 약 300종의 분리주를 확보하였고, Bacillus cereus가 생성하는 구토와 설사 독소 유전자 6종, ${\beta}$형 용혈성, 발암 관련 효소 3종 등을 보유하지 않거나 생성하지 않는 4종의 균주를 선별하였다. 4종의 분리주를 대상으로 항생물질 유전자 보유 여부, 세포 표면 소수성, 항생제 감수성과 당 이용성 등을 분석하였고, 최종적으로 항생물질 생성 유전자 3종을 모두 보유하고, 혈전 용해 및 세포 표면 소수성이 가장 우수한 SRCM 100731을 선정하였다. 최종 선별된 SRCM 100731의 16S rRNA 염기서열 분석 결과 Bacillus amyloliquefaciens로 동정 되었으며, 펫 사료 및 식품 등 산업적 적용을 위하여 균체 성장 최적화를 수행하였다. SRCM 100731의 배지 성분 선별을 위하여 Plackett-Burman design (PBD)을 사용하였으며, 최적 성장을 위한 배지 성분으로는 molasses와 sodium chloride, potassium chloride가 예측되었다. PBD를 통해 선정된 배지 성분의 농도를 최적화하기 위하여 central composite design (CCD)을 사용하였으며, 실험 결과 7.0% molasses, 1.1% sodium chloride, 0.5% potassium chloride로 예측되었다. 이때 최대 균체량은 12.6625 g/L로 예측되었으며, 최종적으로 실험 모델의 예측값과 실 측정값이 $12.6625{\pm}0.0658g/L$로 오차 범위내의 결과를 나타내어 실험 모델의 신뢰성을 검증할 수 있었다. 이는 실험 모델에 의해 예측된 최적 배지 사용 시 최적화 이전 배지에서의 균체량($1.8273{\pm}0.0214g/L$) 대비 약7배로 균체량이 증가함을 확인할 수 있었다. 향후 B. amyloliquefaciens SRCM 100731의 제품 개발 등 후속 연구의 진행이 필요하나 본 연구를 통해 산업 적용이 가능한 프로바이오틱스 소재의 발굴 및 산업화 배양 조건이 확립 되었으므로 앞으로 성장하고 있는 반려동물 산업에 유용하게 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제27권6호
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• pp.652-660
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• 2017

최근 양어에서는 전염병, 환경오염, 어분 가격 상승 등으로 어려움을 가지고 있다. 본 연구는 쑥에서 분리한 L. plantarum SK3494를 이용하여 전통 약초인 개똥쑥을 발효시켜 in vitro 생리활성을 측정하고 어류용 사료첨가제로서의 가능성을 연구하였다. 개똥쑥의 발효시 유산균수는 9.38 log10 CFU/ml이며, pH는 4.1로 나타났다. 발효개똥쑥의 항산화활성은 DPPH 측정과 MAC-T 세포 내 과산화물 감소 실험에서 뛰어난 효과를 보였다. 발효개똥쑥은 어류 병원균인Photobacterium damselae subsp. damselae와 Vibrio ichthyoenteri에 대하여 강한 항균활성을 나타내었다. 따라서 유산균을 이용한 개똥쑥 발효물은 양식용 사료첨가제로써 가능성을 가지고 있는 것으로 판단되었다.

• 생명과학회지
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• 제20권11호
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• pp.1729-1737
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• 2010

본 연구는 양파즙을 이용하여 가축 사료첨가제용 Lactobacillus plantarum의 배양 최적화를 위하여 수행되었다. 양파즙의 첨가수준이 균체성장과 항산화 활성에 미치는 영향을 평가하였을 때, 그 첨가수준이 증가할수록 모두 높아졌다. 양파즙, 설탕 그리고 yeast extract를 배지성분요인으로 선택하였고, 배지 내 성분요인들의 혼합비율에 의한 효과를 평가하였다. 24 개의 실험들로 구성된 완전 요인 배치법을 이용하여 요인들의 주효과와 상호작용을 조사하였다. 균체성장과 항산화 활성에 대한 유의성 있는 긍정적 주효과는 각각 yeast extract와 양파즙에서 나타났다. 유의적인 상호작용으로는 항산화 활성에 대하여 설탕와 yeast extract 사이에서 나타났다. 최종적으로 양파 600 g/l, 설탕 15 g/l 및 효모추출물 5 g/l의 최적 배지조성을 선발하였다. 얻어진 최적배지의 효율을 분석하기 위하여 5 l 발효기를 이용하여 평가한 결과 최대 균체 성장량은 배양 12시간째에 $9.7\;{\log}_{10}$ (CFU/ml)로 나타났다. 배양 마지막인 20시간 때에는 $8.9\;{\log}_{10}$ (CFU/ml)의 균체 성장량을 보였으며 이는 예측된 $9.01\;{\log}_{10}$ (CFU/ml)과 매우 유사한 결과였다. 배양액의 항산화 활성은 모든 배양 시간대에서 약 60~65%로 유지되었으며, 이것은 예측된 값(47.1%)보다 훨씬 우수하였다.