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한국미생물·생명공학회지검색

Microbiology and Biotechnology Letters


  • - 주제 : 자연과학분야 > 생물
  • - 성격 : 학술지
  • - 간기: 계간
  • - 국내 등재 : KCI 등재
  • - 해외 등재 : - / SCOPUS
  • - ISSN : 1598-642x
  • - 간행물명 변경 사항 : 산업미생물학회지(~2001)→한국미생물·생명공학회지(2002~)
논문제목
수록 범위 : 41권 1호 (2013)
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비휘발성, 비폭발성, 열적 안정성의 특성을 가지고 있는 이온성액체는 환경친화적인 용매이고, 또한 양이온과 음이온의 다양한 조합을 통해 사용 목적에 부합하는 이온성액체를 용이하게 합성할 수 있어 용매로서의 다양성으로 인해 청정용매, 촉매, 추출 및 분리, 전해질 등의 분야에서 다양하게 응용되고 있다. 이에 본 논문에서는 이온성액체에 대한 기본지식와 함께 현재 미생물생명화학공정에서 이온성액체가 용매로서 효과적으로 응용되고 있는 효소반응 분야, 단백질 재접힘 분야, 바이오매스 용해 및 활용분야에서의 최근 연구동향을 기술하였다.

홍조류로부터 신규 한천분해미생물 Alteromonas macleodii subsp. GNUM08120의 분리 및 동정

지원재 ( Won Jae Chi ) , 임주현 ( Ju Hyeon Lim ) , 박다연 ( Da Yeon Park ) , 김무찬 ( Mu Chan Kim ) , 김창준 ( Chang Joon Kim ) , 장용근 ( Yong Keun Chang ) , 홍순광 ( Soon Kwang Hong )
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An agar-hydrolyzing marine bacterium, strain GNUM08120, was isolated from Sargassum fulvellum collected from Yeongil bay of East Sea of Korea. The isolate was Gram-negative, aerobic, motile with single polar flagellum, and grew at 1-10% NaCl, pH 5.0-8.0, and 15-37oC. G+C content and the predominant respiratory quinone were 46.13 mol% and Q-8, respectively. The major cellular fatty acids were Summed feature 3 (24.5%), C16:0 (21.7%), and C18:1ω7c (12.5%). Based on 16S rRNA gene sequence similarity and DNA-DNA hybridization analyses, strain GNUM08120 was identified as a novel subspecies of Alteromonas macleodii, designated Alteromonas macleodii subsp. GNUM08120. Production of agarase by strain GNUM08120 was likely repressed by the effect of carbon catabolite repression caused by glucose. The crude agarase prepared from 12 h culture broth of strain GNUM08120 exhibited an optimum pH and temperature for agarase activity at 7.0 and 40oC, respectively. The crude enzyme produced (neo)agarobiose, (neo)agarotetraose, and (neo)agarohexaose as the hydrolyzed product of agarose.

메탄올 자화효모 Hansenula polymorpha에서의 재조합 단백질 분비발현을 위한 인체 혈청 알부민 융합단편의 활용

송지혜 ( Ji Hye Song ) , 황동현 ( Dong Hyeon Hwang ) , 오두병 ( Doo Byoung Oh ) , 이상기 ( Sang Ki Rhee ) , 권오석 ( Oh Suk Kwon )
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메탄올 자화효모 Hansenula polymorpha에서 분비 발현이 잘 된다고 보고된 인체 혈청 알부민(human serum albumin, HSA)을 융합단편으로 사용하여 외래 재조합 단백질을 효과적으로 분비 발현할 수 있는 발현시스템을 개발하고자 하였다. 이때 조작의 용이성 및 발현 효율 제고를 위하여 전장의 HSA 뿐만 아니라 세 종류의 각기 다른 크기의 HSA 단편을 설계하여 융합단편으로 사용하였다. 즉 HSA의 N-말단으로부터 각기 137, 172, 320, 608개 아미노산을 갖는 융합단편 HSAft (1-4)를 제작하였다. 아울러 발현되는 HSA 단편의 검출 및 분리정제를 위한 His8-tag, HSA 융합단편과 외래 단백질간의 유연성을 부여하기 위한 2조의 Gly4Ser1 linker, 융합 발현된 타겟 단백질을 HSA 단편으로부터 용이하게 분리하기 위한 담배식각바이러스 단백질분해효소(tobacco etch virus protease, Tev) 인지 서열, 타겟 단백질 유전자를 클로닝하기 위한 멀티 클로닝 사이트(multiple cloning site, MCS)서열, 그리고 타겟 재조합 단백질의 발현 검출 및 정제를 위한 Strep-tag을 포함하는 작용기 도메인을 발현카세트 기본 골격에 포함시켰다. 이렇게 구축된 4종의 HSA 융합단편 분비발현 벡터를 H. polymorpha에 형질전환한 후 각 융합단편의 발현을 조사한 결과 HSAft 단편 3, 4의 발현을 확인할 수 있었다. 녹색형광단백질 유전자 (GFPuv)를 상기 벡터에 클로닝한 후 H. polymorpha에 도입한 결과 형질 전환체 모두에서 녹색형광단백질의 발현을 관찰 할 수 있었다. 해당 세포로부터 분비되거나 세포내에 발현되는 HSA 단편융합 형광단백질의 발현양을 비교한 결과 HSAft 단편 4에 융합된 경우를 제외하고 나머지 경우 모두에서 세포 파쇄액과 세포 배양액 양쪽에서 해당 HSA 단편 융합 형광단백질의 발현을 확인 할 수 있었다. 한편 HSA 융합단편의 크기에 따라 자체 혹은 타겟 단백질과 융합된 형태의 단백질 분비 발현 정도가 달라지는 것은 해당 단백질의 접힘이나 단백질 분해효소에 대한 민감성 등 여러 변수에 의한 것으로 사료되며 따라서 본 연구에서 개발한 H. polymorpha용 HSA 융합단편 분비발현 시스템은 특정 외래 재조합 단백질의 효율적인 분비발현 융합단편의 선별 및 과발현 시스템 구축에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

부탄올 내성 미생물의 분리, 동정 및 변이주의 개발

정혜숙 ( Hye Sook Jung ) , 이진호 ( Jin Ho Lee )
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부탄올 용매에서 생존하는 부탄올 내성 미생물을 분리하였다. 분리된 미생물들의 세포성장은 부탄올 농도가 증가함에 따라 감소하였으며, 그 중에서 BRS02가 12.5 g/L에서 가장 높은 내성도를 나타내었다. 또한, UV를 이용하여 BRS02 균의 변이를 유도하여 고농도 부탄올 내성균 BRS251을 개발하였다. 부탄올 생산 모델균주로 대장균과 함께 부탄올, 프로판올 및 펜탄올에 대한 내성도를 비교한 결과, 대장균은 7.5 g/L 부탄올과 20 g/L 프로판올, 2 g/L 펜탄올 농도까지 생육이 가능한 반편, BRS251은 더 고농도인 17.5 g/L 부탄올과 32.5 g/L 프로판올, 6 g/L 펜탄올 농도까지 생육이 가능하였다. 분리된 세균을 동정하기 위해서 그람염색 후 광학현미경으로 관찰한 결과 그람양성의 구균으로 확인이 되었으며, 6.5% NaCl에서 생육이 가능하였다. 생화학적 특성을 분석한 결과, arginine dihydrolase, α-glucosidase, urease 효소활성을 가지고 있었으며, 호기적인 조건에서 D-galactose, Dmaltose, D-mannitol, D-mannose, methyl-β-D-glucopyranoside, D-ribose, sucrose, D-trehalose를 탄소원으로 자화하여 산을 생성할 수 있었으며, bacitracin, vibriostatic agent O/129 및 optochin에 대한 항생제 내성을 나타내었다. 16S rRNA 유전자 서열을 결정하고 계통발생도 분석을 통해 BRS02는 최종적으로 Staphylococcus sp.임을 동정하였다.

Bacillus amyloliquefaciens HC188이 생산하는 혈전분해 효소의 정제 및 특성

신소희 ( So Hee Shin ) , 홍성욱 ( Sung Wook Hong ) , 정건섭 ( Kun Sub Chung )
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식품으로서 안전하게 섭취하여 혈전증을 사전에 예방하거나 개선할 수 있도록 하기 위하여, 전통적 방법으로 제조한 청국장으로부터 미생물을 분리하여 혈전분해 효소활성이 우수한 미생물을 선발·동정한 결과, Bacillus amyloliquefaciens HC188이라 명명하였다. 선발미생물이 생산하는 혈전분해 효소를 분리 및 정제한 결과, 50.7배의 정제도와 5.5%의 수율을 나타내었고, 혈전분해 효소단백질의 분자량은 22.3 kDa 이었으며, N-terminal 아미노산 서열은 Ala-Gln-Ser-Val-Pro-Tyr-Gly-Val-Ser-Gln-Ile-Lys-Ala-Pro-Ala로 분석되었다. 효소의 최적반응 pH와 온도는 pH 8.0과 40oC로 나타났으며, pH 6.0-8.0과 20-40oC 사이에서 효소가 비교적 안정하였다. 금속이온에 대한 영향은 2 mM과 5 mM 농도의 CoCl2와 CaCl2의 금속이온이 존재할 때 효소활성이 증가하였으며, inhibitor로서 EDTA와 PMSF에 의해 효소활성이 저해되므로 청국장에서 분리한 B. amyloliquefaciens HC188가 생성한 혈전분해 효소는 metallo-serine protease로 사료되었다.

Corallococcus와 Myxococcus 속 점액세균 균주들에 의한 항균 물질의 생산

신혜진 ( Hye Jin Shin ) , 윤진권 ( Jin Kwon Youn ) , 안동주 ( Dong Ju An ) , 조경연 ( Kyung Yun Cho )
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국내 토양시료에서 분리한 174 Corallococcus 속 균주와 207 Myxococcus 속 균주들의 배양추출물을 제조하고 Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus에 대한 항균 활성을 비교하였다. 항진균 활성을 보이는 균주의 비율은 Corallococcus가 7.5%(174균주 중 13균주)로 51.7%(207균주 중 107균주)를 보인 Myxococcus에 비해 낮았다. 하지만, 항세균 활성을 보인 균주의 비율은 Corallococcus가 12.1%(21균주)로 1%(2균주)를 보인 Myxococcus에 비해 상대적으로 높았다. Corallococcus 균주 중 P. aeruginosa, S. aureus에 모두 활성을 보이는 6 C. coralloides 균주들은 자실체 형성에서는 차이를 보였지만 항세균 활성을 나타내는 배양추출물의 HPLC 크로마토그램은 유사하였는데, 이들이 생산하는 항세균 물질의 생산은 CYS 배지에서 6일 이상 배양할 때 가장 높았다.

Optimization of Medium Composition for Lipopeptide Production from Bacillus subtilis N7 using Response Surface Methodology

( Luo Yi ) , ( Guo Yi Zhang ) , ( Zhen Zhu ) , ( Xiao Hui Wang ) , ( Wei Ran ) , ( Qi Rong Shen )
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The nutritional requirements for the maximum production of lipopeptides by Bacillus subtilis N7 (B. subtilis N7) were investigated and optimized using response surface methodology (RSM) under shake flask fermentation. A one-factor-at-a time experimental setup was used to screen carbon and nitrogen sources. A Plackett?Burman design (PBD) was employed to screen the most critical variables for lipopeptides production amongst ten nutritional elements. The central composite experimental design (CCD) was finally adopted to elucidate the composition of the fermentation medium. Statistical analyses (analysis of variance, ANOVA) of the results showed that KCl, MnSO4 and FeSO4·6H2O were important components and that their interactions were strong. Lipopeptide production was predicted to reach 709.87 mg/L after a 60 h incubation using an optimum fermentation medium composed of glucose 7.5 g/L, peanut oil 1.25 g/L, MgSO4 0.37 g/L, KH2PO4 0.75 g/L, monosodium glutamate 6.75 g/L, yeast extract and NH4Cl (5:3 w/w) 10 g/L, KCl 0.16 g/L, FeSO4·6H2O 0.24 mg/L, MnSO4 0.76 mg/L, and an initial pH of 7.0. Lipopeptide production (706.57 ± 3.70 mg/L) in the optimized medium confirmed the validity of the predicted model.

Properties and Functions of Melanin Pigment from Klebsiella sp. GSK

( Sajjan ) , ( Shrishailnath S ) , ( Anjaneya O ) , ( Guruprasad B Kulkarni ) , ( Anand S Nayak ) , ( Suresh B Mashetty ) , ( T B Karegoudar )
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Purified melanin pigment from Klebsiella sp. GSK was characterized by thermogravimetric, differential thermal, X ray diffraction and elemental analysis. This melanin pigment is structurally amorphous in nature. It is thermally stable up to 300oC and emits a strong exothermic peak at 700oC. Its carbon, hydrogen and nitrogen composition is 47.9%, 6.9% and 12.0%, respectively. It was used to scavenge metal ions and free radicals. After immobilizing the pigment and using it to adsorb copper and lead ions, the metal ion adsorption capacity was evaluated by atomic absorption spectroscopy (AAS) and the identity of melanin functional groups involved in the binding of metal ions was determined by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. Batch adsorption studies showed that 169 mg/g of copper and 280 mg/g of lead were adsorbed onto melanin-alginate beads. The metal ion adsorption capacity of the melanin-alginate beads was relatively significant compared to alginate beads. The metal ion desorption capacity of HCl was greater (81.5% and 99% for copper and lead, respectively) than that of EDTA (80% and 71% for copper and lead, respectively). The ability of the melanin pigment to scavenge free radicals was evaluated by inhibition of the oxidation of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and 2,2`-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) and was shown to be about 74% and 98%, respectively, compared with standard antioxidants.

Effectiveness of Antagonistic Bacterial Metabolites to Control Rhizoctonia solani on Lettuces and Fusarium oxysporum on Tomatoes

( Vu Van Hanh ) , ( Quyen Ðinh Thi ) , ( Grosch Rita ) , ( Nguyen Ngoc Dung )
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Rhizoctonia solani and Fusarium oxysporum cause yield losses in numerous economically important crops. To develop a biocontrol agent, cell free extracellular compounds (ECs) of 5 bacterial strains Burkholdria sp. L1, Pseudomonas sp. L4, Pseudomonas chlororaphis VN391, Bacillus subtilis VN21 and Enterobacter sp. VN99 from Vietnamese fields, which reduced levels of R. solani root rot in lettuces and F. oxysporum root rot in tomatoes, were investigated. In a growth chamber, ECs of all antagonists markedly enhanced the biomass of lettuces (10 to 14.1%) and tomatoes (11.38 to 13.88%). In greenhouses, the disease`s severity on both crops treated with ECs of the antagonists was reduced significantly and biomass losses in the plants decreased markedly. The reduction level of R. solani root rot in lettuces was 75, 66.7, 50, and 16.7% by ECs of strains L1, L4, VN21 and VN391, respectively. The biomass of lettuces increased markedly by 29.13%, 21.67%, and 23.4% by ECs of strains L1, L4 and VN21, respectively. Similarly, the reduction levels of F. oxysporum root rot in tomatoes was 76.3, 75, 41.7 and 25% by ECs of strain L1, L4, VN21 and VN391, respectively, and the biomass was significantly enhanced by 14.42, 12.7 and 13%, respectively. The ECs of strain L1 exhibited the most effective bio-control agents to suppress R. solani and F. oxysporum.
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An unstable yet efficient phenanthrene-degrading bacterium strain Ph-3 was isolated from a petroleum-contaminated site at the Mathura Oil Refinery, India. The strain was identified as Pseudomonas sp. using a polyphasic approach. An analysis of the intermediates and assays of the degradative enzymes from a crude extract of phenanthrene-grown cells showed a novel and previously unreported pattern of 1, 2-dihydroxy naphthalene and salicylic acid production. While strain Ph-3 lost its phenanthrene- degrading potential during successive transfers on a rich medium, it maintained this trait in oligotrophic soil conditions under the stress of the pollutant and degraded phenanthrene efficiently in soil microcosms. Although the maintenance and in vitro study of unstable phenotypes are difficult and such strains are often missed during isolation, purification, and screening, these bacteria constitute a substantial fraction of the microbial community at contaminated sites and play an important role in pollutant degradation during biostimulation or monitored natural attenuation.
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