• Journal of Microbiology
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• 제35권4호
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• pp.300-308
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• 1997

The catechol 2,3-dioxygenase (C23O) encoded by the Pseudomonas putida xylE gene was over-produced in Escherichia coli and purified to homogeneity. The activity of the C23O required the reduced form of the Fe(II) ion since the enzyme was highly susceptible to inactivation with hydrogen perocide but reactivated with the addition of ferrous sulfate in conjunction with ascorbic acid. The C23O activity was abolished by treatment with the chemical reagents, diethyl-pyrocarbonate (DEPC), tetranitromethane (TNM), and 1-cyclohexy1-3-(2-morpholinoethyl) car-bodiimidemetho-ρ-toluenesulfontate (CMC), which are modifying reagents of histidine, tyrosine and glutamic acid, respectively. These results suggest that histidine, tyrosine and glutamic acid residues may be good active sites for the enzyme activity. These amino acid residues are conserved residues may be good active sites for the enzyme activity. These amino acid residues are conserved residues among several extradion dioxygenases and have the chemical potential to serveas ligands for Fe(II) coordination. Analysis of random point mutants in the C23O gene derived by PCR technique revealed that the mutated positions of two mutants, T179S and S211R, were located near the conserved His165 amd Hos217 residues, respectively. This finding indicates that these two positions, along with the conserved histidine residues, are specially effective regions for the enzyme function.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권4호
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• pp.362-367
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• 2009

In recombinant strains, many proteins and enzymes are expressed as inactive and insoluble inclusion bodies. For soluble expression of an active form of StyB, an NADH-flavin oxidoreductase, several recombinant Escherichia coli strains were developed and tested. Among them, strain BL21(DE3)pLysS effectively produced an active and soluble form of StyB as about 9% of the total protein content, when cultivated at $20^{\circ}C$ with 0.5 mM IPTG. The solubly expressed StyB has the highest oxidoreductase activity at pH 6.5-7.5 and $37^{\circ}C$. Substrate dependence profiles of the StyB-catalyzed reaction showed that the maximum specific activity($V_m$) and half saturation constant($K_m$) were $1,867{\pm}148\;U/mg$ protein and $51.6{\pm}11{\mu}M$ for NADH, and $1,274{\pm}34\;U/mg$ protein and $8.2{\pm}1.2{\mu}M$ for FAD, respectively. This indicates that solubly produced StyB has 6- to 9-fold higher oxidoreductase activities than the in vitro refolded StyB from inclusion bodies.

• Molecules and Cells
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• 제41권4호
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• pp.331-341
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• 2018

L-pipecolic acid is a non-protein amino acid commonly found in plants, animals, and microorganisms. It is a well-known precursor to numerous microbial secondary metabolites and pharmaceuticals, including anticancer agents, immunosuppressants, and several antibiotics. Lysine cyclodeaminase (LCD) catalyzes ${\beta}$-deamination of L-lysine into L-pipecolic acid using ${\beta}$-nicotinamide adenine dinucleotide as a cofactor. Expression of a human homolog of LCD, ${\mu}$-crystallin, is elevated in prostate cancer patients. To understand the structural features and catalytic mechanisms of LCD, we determined the crystal structures of Streptomyces pristinaespiralis LCD (SpLCD) in (i) a binary complex with $NAD^+$, (ii) a ternary complex with $NAD^+$ and L-pipecolic acid, (iii) a ternary complex with $NAD^+$ and L-proline, and (iv) a ternary complex with $NAD^+$ and L-2,4-diamino butyric acid. The overall structure of SpLCD was similar to that of ornithine cyclodeaminase from Pseudomonas putida. In addition, SpLCD recognized L-lysine, L-ornithine, and L-2,4-diamino butyric acid despite differences in the active site, including differences in hydrogen bonding by Asp236, which corresponds with Asp228 from Pseudomonas putida ornithine cyclodeaminase. The substrate binding pocket of SpLCD allowed substrates smaller than lysine to bind, thus enabling binding to ornithine and L-2,4-diamino butyric acid. Our structural and biochemical data facilitate a detailed understanding of substrate and product recognition, thus providing evidence for a reaction mechanism for SpLCD. The proposed mechanism is unusual in that $NAD^+$ is initially converted into NADH and then reverted back into $NAD^+$ at a late stage of the reaction.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제21권5호
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• pp.8-15
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• 2016

Bioremediation, which uses microbes to degrade most organic pollutants in soil and groundwater, can be used in solving environmental issues in various polluted sites. In this research, a wind-driven bioventing system is built to degrade about 20,000 mg/kg of high concentration diesel pollutants in soil-pollution mode. The wind-driven bioventing test was proceeded by the bioaugmentation method, and the indigenous microbes used were Bacillus cereus, Achromobacter xylosoxidans, and Pseudomonas putida. The phenomenon of two-stage diesel degradation of different rates was noted in the test. In order to interpret the results of the mode test, three microbes were used to degrade diesel pollutants of same high concentration in separated aerated batch-mixing vessels. The data derived thereof was input into the Haldane equation and calculated by non-linear regression analysis and trial-and-error methods to establish the kinetic parameters of these three microbes in bioventing diesel degradation. The results show that in the derivation of μ_m (maximum specific growth rate) in biodegradation kinetics parameters, K_s (half-saturation constant) for diesel substance affinity, and K_i (inhibition coefficient) for the adaptability of high concentration diesel degradation. The K_s is the lowest in the trend of the first stage degradation of Bacillus cereus in a high diesel concentration, whereas K_i is the highest, denoting that Bacillus cereus has the best adaptability in a high diesel concentration and is the most efficient in diesel substance affinity. All three microbes have a degradation rate of over 50% with regards to Pristane and Phytane, which are branched alkanes and the most important biological markers.

• The Plant Pathology Journal
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• 제16권6호
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• pp.312-317
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• 2000

The selected five plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) strains, WR8-3 (Pseudomonas fluorescens), WR8-6 (P. putida), WR9-9 (P. fluorescens), WR9-11 (Pseudomonas sp.), and WR9-16 (P. putida) isolated in the rhizosphere of watermelon plants were tested on their growth promotion and control effect against gummy stem rot of watermelon. Strains, WR8-3 and WR9-16 significantly increased stem length of watermelon, and there was a little increase in leaf area, fresh weight and root length when strains, WR8-3, WR9-9 and WR9-16 were treated. Generally, seed treatment was better for plant growth promotion than the soil drench, but there was no significant difference. Seed treatment and soil drench of each bacterial strain also significantly reduced the mean lesion area (MLA) by gummy stem rot, but there was no significant difference between the two treatments. At initial inoculum densities of each strain ranging from 10$^6\;to\;10^{15}$ cfu/g seed, approximately the same level of disease resistance was induced. But resistance induction was not induced at the initial inoculum density of 10$^3$ cfu/g seed. Resistance was induced by treating the strains, WR9-9, WR9-11 and WR9-16, on all of four watermelon varieties tested, and there was no significant difference in the decrease of gummy stem rot among varieties. Populations of the strains treated initially at log 9-10 cfu/g seed, followed with a rapid decrease from planting day to 1 week after planting, but the population density was maintained above log 5.0 cfu/g soil until 4 weeks after planting. Generally no or very weak in vitro antagonism was observed at the strains treated excepting WR9-11. Rifampicin-resistant bacteria which had been inoculated were not detected in the stems or leaves, which suggesting that the bacterium and the pathogens remained spatially separated during the experiment. This is the first report of rsistance induction in watermelon to gummy stem rot by PGPR strains.

• KSBB Journal
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• 제15권5호
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• pp.469-473
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• 2000

본 연구는 실험실 규모의 biofilter를 이용하여 공기 중에 혼합되어 있는 대표적인 휘발성 유기화합물인 toluene기체를 제거하는 실험이다. 생물여과실험은 일반적인 조건하에서 오 염된 공기를 바이오필터의 상단으로부터 하단으로 흐르게 하 여 수행하였다. 반웅기 컬럼의 내부는 peat와 calstone (부피 비 5:3) 혼합물로 충진 되었으며, 충진재는 반응기에 채우기 전에 미생물 (Pseudomonas putida type A)과 잘 혼합하였다. 접종된 미생물은 충진 고체충에 고정화되어 생물막을 형성하 게 된다. 바이오필터는 다양한 툴루엔 농도와 유속조건에서 약 90일 이상 운전 되었으며, 최대 제거량은 유입 toluene량 $30 g/m^3hr$에서 $20 g/m^3hr$임을 알 수 있었다. 오염왼 공기는 체류시간 1-2 min에서 제거율이 20-90%끼지 변화하는 것을 보여 주었다 한편 운전중에 발생하는 압력강하는 $1.062 cmH_2O/m$ 정도로서 반응기 전체를 통하여 무시할 수 있을 정도로 낮았다.

• 미생물학회지
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• 제41권3호
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• pp.208-215
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• 2005

본 연구는 농업과 어업, 그리고 생태체험과 같은 인간들의 활동으로 인하여 상당히 영향을 받는 갯벌환경 중의 하나인 순천만을 모델장소로 갈대의 환경정화 기능에 있어 근권에 분포하는 미생물의 역할에 대한 기초 자료를 얻고자 수행하였다. 우선, 순천만의 갈대근권 토양을 시료로하고 anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene 등이 첨가된 다환성 방향족 화합물(polycyclic aromatic hydrocarbons; PAH)을 탄소원 및 에너지원으로 하는 농화 배양을 통하여 두 개의 consortium을 획득하였다. 두 consortium으로부터 순수 분리된 우수한 PAH분해능을 갖는 4개의 균주(SCB1, SCB2, SCB6,그리고 SCB7)를 형태 및 생리학적 특성과 16S rRNA유전자서열을 기초로 분석한 결과 각 균주는 $99{\%}$ 이상의 신뢰도로 Burkholderia sp., Aicaligenes sp., Achromobacter sp., and Pseudomonas sp.로 동정되었다. 주목할 만한 점은 Burkholderia sp. SCB1과 Alcaligenes sp. SCB2는 naphthalene이나 phenanthrene보다 훨씬 안정되어 있는 구조의 anthracene이나 pyrene에서 더 빠른 성장률과 기질 분해율을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 반면,Achromobacter sp. SCB6와 Pseudomonas sp. SCB7은 pyrene을 제외한 다른 시험기질에 대하여 유사한 성장 및 분해패턴을 나타내었다. 이러한 결과는 주요한 염습지 식물중의 하나인 갈대의 근권에서 살아가는 이들 PAH 분해 균주들이 PAH와 같은 물질로 오염된 근권 환경의 정화작용에 중요한 역할을 할 수 있음을 제시해 주었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제30권1호
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• pp.74-80
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• 2015

본 연구에서는 꽁치를 냉풍건조방법으로 생산한 과메기의 성분 변화와 세척수 처리에 따른 미생물 제어효과를 조사하였다. 건조를 하기 전 시료의 수분 함량은 56.62%였으나 초기 수분 함량이 급격히 감소하다가 시간이 지날수록 완만해지는 결과를 보였다. 건조 처리 전의 과메기의 색도차는 42.40이었으나 온도와 건조시간이 증가함에 따라 색도차의 값이 감소하였다. 건조를 하지 않은 대조구의 TBA 값은 0.219였고, 모든 온도 조건에서 건조가 진행될수록 산패도가 증가하였다. 과메기의 구성아미노산을 분석한 결과, $25^{\circ}C$에서 36시간을 건조시킨 처리구에서 총 아미노산 함량이 가장 높았으며 $40^{\circ}C$에서 12시간을 건조시킨 처리구가 총 아미노산 함량이 가장 낮았다. 건조온도와 시간에 따른 과메기의 지방산 분석 결과, 주요 지방산은 14:0, 16:0, 18:1 등이 각각 18.15~20.96%, 28.06~32.51%, 17.06~19.81%로 분포하였다. Chlorine dioxide 100 ppm에서 60초 동안 세척한 구에서 미생물제어 효과가 가장 우수하였으며 과메기의 위해미생물 동정한 결과, Pseudomonas sp.와 Pseudomonas putida 로 두 균주가 조사되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제35권4호
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• pp.261-271
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• 2007

토양오염을 복원하는 방법 중 식물상 복원은 식물을 이용하여 오염물을 제거하는 기술로, 환경 친화적이며, 경제적인 기술이기 때문에 많이 이용되고 있다. 이 연구에서는 식물상 복원에 있어 식물의 영향, 근권 세균과 물리화학적 제한인자에 대해 고찰하였다. 성공적인 식물상 복원을 위해서는 식물의 선택이 가장 중요하다. 유류(디젤) 분해를 위해 적용된 식물은 쥐보리(Lolium multiflorum lam), 베치(Vicia villosa), 버섯류(white mustard), 톨페스큐(Festuca arundinacea), 콩과식물(leguminosae), 포플러, 소나무(Pinus densiflora) 등이고, 유류 제거 효율은 68-99% 이었다. PAH(polycyclic aromatic hydrocarbons) 제거용으로는 옥수수(Zeo mays), 쥐보리, 베치, 버섯류, 토끼풀(Trifolium repens), 그리고 톨페스큐이 이용되었고, 50-98%의 제거 효율을 보였다. 식물의 성장을 향상시킬 뿐 만 아니라, 오염물질을 직접적으로 제거할 수 있는 근권 세균도 식물상 복원에 있어 중요한 역할을 한다. 식물상 복원에 이용된 근권 세균에는 Azospirillum lipoferum, Enterobactor cloacae, Azospirillum brasilense, Pseudomonas putida, Burkholderia xenovorans, Comamonas testosterone, Pseudomonas gladioli, Azotobacter chroococcu, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis 등이 있다. pH, 온도, 영양물질, 최종전자수용체, 수분함량, 유기물 함량, 오염물질 종류와 물리화학적 인자도 식물상 복원에 있어 제한 요소로 작용한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제30권1호
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• pp.94-98
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• 1997

본연구는 대관령 고령지 토양의 토양미생물상을 조사한 것으로 결과는 다음과 같다. 1. 시험예정지토양의 토양미생물상을 비교할 때 작물을 재배한 토양이 나지에 비하여, 세균, 방선균, 사상균등의 일반미생물수와 병원성세균인 Erwinia속의 미생물 공히 균수가 현저히 많은 것으로 나타났으며 표층토양과 심층토양의 미생물상을 보면 세균, 방선균, 사상균, Pseudomonas spp., Erwinia sp.등 모든 균종에서 표층토양에 현저히 많은 것으로 나타났다. 2. 시험예정지 토양의 Pseudomonas fluorescens 및 P. putida균수를 보면 전체적으로 심토 보다는 표토에서 균수가 많은 것은 다른 일반 미생물의 경우와 같으나 배추재배 토양에 있어서 표토와 심토의 균수의 차이가 줄어드는 경향이 나타났다. 그러나 감자재배토양에서는 표토와 심토의 균수의 차이가 더욱 커지는 경향을 보였다. 또한 나지토양에 있어서는 P. fluorescens는 표토에서 균수가 현저히 많았으나, P. putida는 표토와 심토의 균수차이가 크지 않았다. 3. 옥수수를 재배하는 인근 농가포장의 미생물상을 보면 배추와 감자를 재배하는 시험예정 지토양에 비하여 모든 균수에서 현저히 적은 것으로 나타나 작물의 종류에 따라서도 균수의 차이가 관찰되었다. 4. 산림토양의 Pseudomonas 속의 균수는 ${\times}10^4$ 범위에 있어서 초지토양이나 옥수수재배 토양보다는 균수가 적은 경향을 보였다. 5. 초지토양의 층위별 P. fluorescens 및 P. putida는 상층토양 (0-15cm)보다 중층토양(15-30cm)에서 균수가 약간 증가하는 경향이었으나 하층토양(30cm이하)에서는 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 경향은 초지토양의 뿌리의 분포와 밀접한 관계가 있는 것으로 생각된다. 6. 옥수수재배토양에서의 Pseudomonas속 균수의 범위는 $10-49{\times}10^4$(CFU/건토g)였으며 이것은 대체로 작물을 재배하지 않은 토양에 비해서는 균수가 많은 경향이었다. 7. 토양병원성세균의 하나로 배추나 감자의 무름병의 원인균과 동일한 속(屬)에 속하는 Erwinia속 균수의 범위는 $0-23{\times}10^3$(CFU/토양g)로서 감자재배토양에서는 다른 토양에 비하여 균수가 많은 것으로 나타났고 그 밖의 토양에서는 뚜렷한 차이를 보이지 않았다.