버섯의 안정적 생산을 위한 최적배지의 개발

갈상완,이상원,Gal, Sang-Wan,Lee, Sang-Won 한국응용생명화학회 2002 한국농화학회지 Vol.45 No.2

세균성 갈색무늬병과 푸른곰팡이 병에 길항력을 갖는 느타리버섯배지를 개발하기 위해서 자연계로부터 항균 미생물을 순수분리하였다. 분리균주가 생산하는 섬유성분해 효소 및 전분분해 효소의 활성을 검토한 결과 SD-1, 10, 11 및 16균주는 carboxy methyl cellulase(CMCase) 활성이 높았고, SD-4, 10, 14 및 15균주는 glucoamylase활성이 높은 것으로 나타났다. 그리고 이들 분리 균주는 carboxy methyl cellulose(CMC) 및 전분 함유 평판배지에서 뚜렷한 clear zone을 형성하였다. 병원성균에 대한 항균력을 검토한 결과 SD-10과 SD-11은 Pseudomonas tolaasii ATCC-14340 및 P. tolaasii ATCC-51312의 병원균에 강한 길항작용을 나타내었고, SD-1, SD-10및 SD-ll은 푸른곰팡이 병을 유발하는 Trichoderma virence와 T. harzianum에 강한 길항작용을 나타내었다. 분리균과 버섯 균사체와의 생육관계를 검토한 결과 SD-1은 Pleurotus ostreatus ASI-2042에, SD-15는 Pleurotus ostreatus ASI-2180에 약간의 생육저해를 일으킬 뿐 다른 분리균주들은 전혀 버섯균사체의 생육에 영향을 미치지 못하였다. 분리균주의 최적생육온도는 $30{\sim}35^{\circ}C$이었고, 생육가능온도 범위는 $15^{\circ}C{\sim}55^{\circ}C$로 매우 넓었다. 분리균 중에서 SD-1, 10 및 11균주를 느타리버섯 재배현장에 적용시켰을 때 대조구에 비하여 분리균을 접종한 시험구에서는 느타리버섯의 균사 및 자실체의 성장이 매우 균일하고 버섯의 품질이 우수하였다. 그리고 분리균 중에서 SD-10과 11을 균체지방산 조성을 검토한 결과 Bacillus sp.과 아주 유사하였다. 수자원의 절약과 하천수량의 증대에도 기여할 수 있을 것이다. (2.21%), 그리고 열매에서는 ${\alpha}-pinene$ (20.24%) > 1,8-cineole (11.47%) > ${\beta}-pinene$ (9.79%) > u-terpineol (7.08%) > sabinene (3.68%) limonene (2.77%)의 순서로 조성비율이 높았다. 전반적으로 순비기나무의 잎과 열매에서 분리한 정유에서는 monoterpene류의 조성비율이 높았으나 꽃과 줄기에서는 잎이나 열매에 비해 sesquitepene류, diterpene류 이외에도 구조를 동정하지 못하였으나 diterpene류 일 것으로 예상되는 분자량이 비교적 큰 성분들의 조성비율이 높았다.에서는 TA98 균주에서 $(100{\mu}g/plate)$의 시료농도에서는 부탄올 분획물이 89.92%로 가장 높은 억제효과를 보였으며 TA100 균주에서는 메탄올 추출물이 77.47%로 가장 높은 억제효과를 나타내었다. 암세포주(A549, Hep3B, MCF-7)에 대한 씀바귀 뿌리추출물의 세포독성을 알아보기 위하여 실험한 결과, 페암세포주인 A549세포에서는 에칠아세테이트 분획물$(250{\mu}g/ml)$이 91.67%로 가장 높은 억제효과를 나타내었고, 간암세포주인 Hep3B에서는 에칠아세테이트 분획물 $(500{\mu}g/ml)$이 75.01%로 가장 높은 억제효과를 나타냈으며, 유방암 세포주인 MCF-7에서도 에칠아세테이트 분획물$(500{\mu}g/ml)$이 84%로 가장 높은 억제효과를 보였다. 정상 간세포주인 293에 대하여 시료농도에 따른 세포독성 효과를 나타낸 것으로 $(500{\mu}g/ml)$ 시료 첨가시 암세포에 대하여 대부분 50% 전후(물 분획물 제외)의 Several antagonistic bacteria, SD-1, 4, 10, 11, 14, 15, and 16, which have strong CMCase and amylase activities, were isolated from the fermented mushroom media. Among them, SD-1, 10, 11, and 15 have strong antibacterial activities against the mushroom pathogenic bacteria Pseudomonas sp., and SD-1, 10, 11, 14, and 16 have strong antifungal activities against the mushroom pathogenic fungi, Trichoderma sp. SD-14, 15, and 16 did not inhibit the growth of mushroom Pleurotus eryngii ASI-2302, and Pleurotus ostreatus ASI-2042 and ASI-2180. When the culture broth mixture of the seven bacterial strains was applied to the mushroom media, the growths of pathogens, Pseudomonas sp. and Trichoderma sp., were inhibited.

Molecular Cloning and Characterization of 58 kDa Chitinase Gene from Serratia marcescens KCTC 2172

갈상완,이상원,Y. J. Choi 한국생물공학회 2002 Biotechnology and Bioprocess Engineering Vol.7 No.1

A chitinase gene (pCHi58) encoding a 58 kDa chitinase was isolated from the Serratia marcescens KCTC 2172 cosmid library. The chitinase gene consisted of a 1686 bp open reading frame that encoded 562 amino acids. Escherichia coil harboring the pChi58 gene secreted a 58 kDa chitinase into the culture supernatant. The 58 kDa chitinase was purified using a chitin affinity column and mono-S column. A nucleotide and N-terminal amino acid sequence analysis showed that the 58 kDa chitinase had a leader peptide consisting of 23 amino acids which was cleaved prior to the 24th alanine. The 58 KDa chitinase exhibited a 98% similarity to that of S. marcescens QMB 1466 in its nuclotide sequence. The chitinolytic patterns of the 58 kDa chitinase released N,N'-diacetyl chitobiose (NAG2) as the major hydrolysis end-product with a trace amount of N-acetylglucosamine. When a 4-methylumbellyferyl-N-acetylglucosamin monomer, dimmer, and tetramer were used as substrates, the 58 kDa chitinase did not digest the 4-Mu-NAG monomer (analogue of NAG2), thereby indicating that the 58 kDa chitinase was likely an endochitinase. The optimum reaction temperature and pH of the enzyme were 50oC and 5.0, respectively.

토양에서 분리한 Bacillus sp. G1으로부터 혈전 용해 효소의 순수 분리 및 그 유전자 크로닝

갈상완,조용운,김홍출,이상원,권득남 진주산업대학교 1998 산업과학기술연구소보 Vol.- No.5

토양으로부터 새로운 혈전 용해효소 생성 미생물을 순수 분리하였으며, 그 미생물의 특성을 조사하여 Bacillus종으로 확인하였다. 이 미생물로부터 혈전 용해 효소를 cthanol precipitation, DEAE-Sephadex G-50 column 그리고 Sephadex G-75 gel filteration column chromatography를 통하여 순수 분리하였다. 이 enzyme은 핏덩어리를 분해시키는데 고도로 특이적이며, 직접 분해시키는 type이었다. 이 효소의 분자 무게는 28 kDa 정도였으며, N-terminal amino acid sequence는 Gln-Thr-Gly-Gly-Ser-Ile-Ile-Asp-Pro-Ile-Asn-Gly-Tyr-Asn-Ser-Gly-Ile-Thy-Gln-Ala였다. 이 효소를 암호화하는 유전자를 위 미생물의 chromo-some으로부터 short-gun방법에 의해 크로닝하였으며 현지 DNA 연결순서 결정 중이다. 여러 가지 알려진 혈전 용해 효소와의 N-terminal amino acid 연결 순서 비교에서 이 효소는 Bacillus가 생성하는 새로운 혈전 용해 효소임을 확인하였다. A Bacillus sp. strain producing a new fibrinolutic enzyme was isolated from soil. The fibrinolytic enzyme was purified to electrophoretic homogeneity through consecutive procedures including ethanol precipitation, DEAE-sephadex A-50 column and Sephadex G-75 gel filtration column. The enzyme was highly specific forward fibrin clots and their direct degarder. The molecular weight of the enzyme was 28 kDa and the first 20 amino acids of the N-terminal sequence were Gln-Thr-Gly-Gly-Ser-Ile-Ile-Asp-Pro-Ile-Asn-Gly-Tyr-Asn-Ser-Gly-Ile-Thy-Gln-Ala. The gene encoding the fibrinolytic enzyme was cloned from chromosomal DNA of the bacillus sp. GI by the shot gun method. In comparison of the N-terminal amino acid sequence with those of several fibrinolytic enzymes the GK is a novel fibrinolytic enzyme of Bacillus sp. strain.

Anti-Obesity Effect of Crataegus Fructus Extract from Chinese Cultivation

갈상완(Sang Wan Gal),최영재(Young Jae Choi),조수정(Soo Jeong Cho) 한국생명과학회 2011 생명과학회지 Vol.21 No.11

본 연구에서는 중국산 산사자(Crataegus fructus) 추출물의 항비만 효과를 확인하기 위하여 3T3-L1 지방세포와 고지방식이(high fat 45% cal)로 비만이 유도된 ICR mouse를 이용하여 실험을 수행하였다. 3T3-L1 지방세포에 중국산 산사자 메탄올 추출물을 0-2,000 ug/ml의 농도범위로 처리하였을 때 200 ug/ml과 400 ug/ml의 농도에서는 대조구와 큰 차이를 나타내지 않았으나 600-2,000 ug/ml의 농도범위에서는 지방세포 내 중성지방이 10-25% 감소하였다(p<0.05). 실험동물인 3주령의 수컷 ICR mice (n=24)는 실험구별로 6마리씩 4군(T0: 정상식이, T1: 고지방식이, T2: 고지방식이와 산사자추출물 50 ug, T3: 고지방식이와 산사자추출물 100 ug)으로 나누어 5주 동안 시험하였으며 고지방식이군인 T1군의 증체량(3.9±0.24 g)은 정상식이군인 T0군(2.56±0.14 g)보다 높게 나타났으나 고지방식이군과 중국산 산사자 메탄올 추출물을 함께 급여한 T2군(3.02±0.25 g)과 T3군(2.58±0.16 g)의 증체량은 고지방식이만 급여한 T1군과 비교하였을 때 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 실험동물의 간 무게는 T0 군보다 T1군과 T2군에서 높게 나타났으나 T3군에서는 유의적으로 감소하였으며(p<0.05) T1과 T2의 신장 무게는 T0보다 낮게 나타났으나 T3군의 신장 무게는 T0군과 유사하게 나타났다(p<0.05). 고지방식이와 중국산 산사자 메탄올 추출물을 급여한 T2군과 T3군의 혈청 내 총 콜레스테롤 함량과 중성지방 함량도 고지방식이만을 급여한 T1군보다 유의적으로 낮게 나타났다. This study was carried out to evaluate the antiobesity effects of Crataegus fructus in 3T3-L1 adipocytes and mice fed a high fat diet (high fat 45% cal). The inhibitory effect of methanol extract from Crataegus fructus on lipid accumulation in 3T3-L1 adipocytes was quantified using Oil red O staining. Compared with the control, lipid accumulation was significantly decreased by 10-25% with treatment with Crataegus fructus extract at a concentration of 600-2,000 ug/ml. Three-week old ICR mice (n=24) were randomly divided into four groups (T0: normal diet, T1: high fat diet, T2: high fat diet and 50 ug of Crataegus fructus extract, T3: high fat diet and 100 ug of Crataegus fructus extract) and were fed an experimental diet for 5 weeks. At the end of the experiment, body weight gain in the T1 group (3.9±0.24 g) was higher than that in the T0 group (2.56±0.14 g), while body weight gain in the T2 (3.02±0.25 g) and T3 (2.58±0.16 g) groups was significantly reduced as compared with that of the T1 group. Moreover, liver weight in the T1 (4.8±0.17 g) and T2 (4.8±0.16 g) groups was significantly higher than that of the T0 (4.05±0.16 g) and T3 (4.57±0.10 g) groups, while kidney weight was significantly lower than that of the T0 and T3 groups (p<0.05). The levels of total cholesterol and triglyceride in serum in the T2 and T3 groups were significantly decreased compared to the T1 group. These results suggest that Crataegus fructus can be used as functional materials in food and medicine.

버섯의 안정적 생산을 위한 최적배지의 개발

갈상완(Sang Wan Gal),이상원(Sang Won Lee) 한국응용생명화학회 2002 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.45 No.2

Several antagonistic bacteria, SD-1,4,10,11,14,15,and 16, which have strong CMCase and amylase activities, were isolated from the fermented mushroom media. Among them, SD-1, 10,11 and 15 have strong antibacterial activities against the mushroom pathogenic bacteria, Pseudomonas sp., and SD-1, 10, 11, 14, and 16 have strong antifungal activities agaunst the mushroom pathogdnic fungi, Trichoderma sp. SD-14, 15 and 16 did not inhibit the growth of mushroom Pleurotus eryngii ASI-2302. and Pleurotus ostreatus ASI-2042 ane ASI-2180. When the culture broth mixture of the seven bacterial strains was applied to the mushroom media, the growths of pathogens, Pseudomonas sp. and Trichoderma sp., were inhibited.

Effect of the Dietary Supplementation of Fermented Spent Mushroom (Pleurotus eryngii) Substrates on the Growth Performance and Carcass Characteristics in Hanwoo Steers

Sang Wan Gal(갈상완),Yea Hwang Moon(문여황),Soo Jeong Cho(조수정) 한국생명과학회 2011 생명과학회지 Vol.21 No.12

본 실험에서는 새송이버섯 수확 후 배지 발효산물 첨가급여가 한우 거세우의 성장과 도체성적에 미치는 영향을 조사하기 위하여 비육기(17-24개월령) 한우 거세우 32두를 공시하여 30개월령까지 사양시험을 수행하였다. 공시동물은 30%의 새송이버섯 수확 후 배지 발효산물(F-SMS)이 첨가된 TMR 사료를 급여한 처리구와 시판 배합사료와 볏짚을 분리 급여한 대조구로 나누어 처리구별로 각각 16두씩 배치하였으며 한 우리(5×6 m)당 4두씩 수용하였다. 30%의 F-SMS가 첨가된 TMR 사료의 영양 가치를 분석한 결과, 30%의 F-SMS가 첨가된 TMR 사료는 볏짚보다는 조단백질(11.67%)과 TDN(72.11%) 함량이 높게 나타났으나 시판배합사료와는 큰 차이가 없었다(p<0.05). 시험기간 동안 사료섭취량은 30%의 F-SMS가 첨가된 TMR 사료 급여구가 대조구보다 유의적으로 많았으나(p<0.05) 공시동물의 증체량에서는 처리구간에 큰 차이가 없었다. 육질등급에서는 30%의 F-SMS가 첨가된 TMR 사료 처리구(100%)의 1등급 이상 출현율이 대조구(87.5%)보다는 높게 나타났으나 육량등급에 있어서는 처리구별로 큰 차이가 없었다(p<0.05). 이상의 결과로 볼 때, Bacillus amyloliquefaciens CS47와 Saccharomyces cerevisiae로 발효시켜 기호성과 저장성이 개선된 새송이버섯 수확 후 배지는 한우 거세우의 원료사료로 사용 가능한 것으로 사료된다. This study was carried out to investigate the feeding effects of the dietary supplementation of fermented spent mushroom (Pleurotus eryngii) substrates with Bacillus amyloliquefaciens CS47 and Saccharomyces cerevisiae (F-SMS) on growth performance and carcass characteristics of Hanwoo steers. Thirty two Hanwoo steers were allocated into two feeding groups and assigned equally to two dietary treatments; Control (commercial formula feed for Hanwoo steers and rice straw) and TMR including 30% F-SMS. The nutritional values of TMR including 30% F-SMS was higher crude protein (11.67%) and TDN (72.11%) than rice straw, but not significantly different from commercial formula feed (p<0.05). Feed intake was significantly greater in the TMR including 30% F-SMS than the control (p<0.05), but body weight gain and carcass grades were not influenced by the experimental diets. Based on this study, fermented spent mushroom (Pleurotus eryngii) substrate with Bacillus amyloliquefaciens CS47 and Saccharomyces cerevisiae is may be used as an ingredient of feed in TMR for Hanwoo steer.

Identification of Five Chitinase Isozymes from S. marcescens

Hwang, Jae Ryoung,Gal, Sang Wan,Lee, Kyeong Ai,Shin, Yong Chul,Cho, Moo Je,Lee, Sang Yeol 慶尙大學校 기초과학연구소 1991 基礎科學硏究所報 Vol.7 No.-

SDS 존재하에서 전기영동을 한 후, substrate activity staining을 한 결과, S. marcescens는 5가지의 chitinase isozyme을 생성함을 알아내었다. 이 효소는 inducible enzyme으로서, 30℃에서 7일간 진탕배양하였을 때 1.5% chitin을 첨가한 LB-배지에서 얻은 효소활성이 chitin을 첨가하지 않은 배지에서 얻은 것보다 약 7배의 효소활성의 증가를 보였다. Chitinase를 최대로 생성시키는 조건에서 S. marcescens를 배양한 후 regenerated chitin을 이용한 친화성 chromatography를 행하여, 이 배양상등액으로부터 5가지의 chitinase isozyme를 분리하였으며 이들의 분자량이 58, 47, 43, 37 및 21 kd임을 확인하였다. 충분히 세척한 chitin column으로부터 chitinase를 elution시키는 방법으로, pH3.3인 완충액을 사용하였을 때, 5가지 chitinases가 모두 용출되었으며, pH를 2.0인 완충액으로 바꾸어 용출시켰더니 5가지 중 분자량이 58, 47, 43 kd인 3가지 chitinase가 더 회수되었다. 또한 Chitinases 의 pH에 대한 안정성을 실험한 결과 S. marcescens가 분비하는 chitinases는 산성조건에서 매우 불안전한 chitinases와 비교적 안정한 chitinase의 두가지 group이 존재함을 알 수 있었다. S. marcescescens KCTC2172 produced five extracellular chitinases that were involved in chitin degradation. These enzymes were identified as chitinase isozymes by substrate activity staining in SDS-PAGE gel after removal of SDS, because chitinases were resistant to SDS and existed as monomeric proteins. Their apparent molecular weights obtained by SDS-PAGE were 58, 47, 43, 37, and 21kd. The chitinase activities were induced about seven folds by the addition of 1.5% chitin to LB-medium compared with those obtained without chitin, and the induction was dependent on the various forms of chitin. Chitinases were purified using the regenerated chitin column by successive pH changes of elution buffer. When the column was eluted with enough volume of pH 3.3 buffer, five chitinase isozymes were eluted. However, three of them whose molecular weights were 58,47 and 43 kd were further eluted by the pH changes of elution buffer from pH 3.3 to 2.0 Considering the pH dependent stability of chitinases, it was known that S. marcescens produced two groups of chitinase isozymes; One is resistant and the other is very sensitive to acidic conditions, at pH below 3.3.

Serratia marcescens 로 부터 5 가지 Chitinase Isozymes 의 동정

황재령,갈상완,이경애,신용철,조무제,이상열 ( Jae Ryoung Hwang,Sang Wan Gal,Kyeong Ai Lee,Yong Chul Shin,Moo Je Cho,Sang Yeol Lee ) 생화학분자생물학회 1991 BMB Reports Vol.24 No.3

S. marcescens KCTC2172 produced five extracellular chitinases that were involved in chitin degradation. These enzymes were identified as chitinase isozymes by substrate activity staining in SDS-PAGE gel after removal of SDS, because chitinases were resistant to SDS and existed as monomeric proteins. Their apparent molecular weights obtained by SDS-PAGE were 58, 47, 43, 37, and 21 kd. The chitinase activities were induced about seven folds by the addition of 1.5% chitin to LB-medium compared with those obtained without chitin, and the induction was dependent on the various forms of chitin. Chitinases were purified using the regenerated chitin column by successive pH changes of elution buffer. When the column was eluted with enough volume of pH 3.3 buffer, five chitinase isozymes were eluted. However, three of them whose molecular weights were 58, 47 and 43 kd were further eluted by the pH changes of elution buffer from pH 3.3 to 2.0. Considering the pH dependent stability of chitinases, it was known that S. marcescens produced two groups of chitinase isozymes; One is resistant and the other is very sensitive to acidic conditions, at pH below 3.3.

꾸지뽕나무(Cudrania tricuspidata) 뿌리에서 항암 활성물질 분리 및 동정

이병원,갈상완,양민석,장기창,박기훈 한국토양비료학회 2001 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2001 No.5

질소고정균의 성장과 질소고정력에 대한 osmoprotectant 의 영향

최영주,갈상완 ( Young Ju Choi,Sang Wan Gal ) 한국응용생명화학회 1998 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.41 No.1

The Rhizobium and Azospirillum spp. were isolated from the root nodules of several leguminous plants and rhizosphere of various paddy rice varieties. The growth of the nitrogen-fixing strains isolated was largely inhibited in yeast extract-mannitol medium (AMA) containing 0.6 M NaCl. In response to osmotic stress, the nitrogen-fixing strains accumulate intracellular free glutamate. The growth and nitrogenase activity of Rhizobium and Azospirillum were increased by addition of osmoprotectants such as proline, glycine betaine, and glutamate during salt stress. Glycine betaine was the most effective among exogenous osmoprotectants tested. In the absence of sodium chloride, nitrogenase activity seem to be slightly decreased by the presence of the proline or glycine betaine. These results revealed that nitrogenase activity was repressed by fixed nitrogens such as proline or glycine betaine.