Metallo-${\beta}$-lactamase를 생성하여 Imipenem에 내성인 Pseudomonas aeruginosa에 대한 항균제 병합요법의 효과

홍승복,김홍철,이장원,손승렬,Hong, Seung-Bok,Kim, Hong Chul,Lee, Jang-Won,Son, Seung-Yeol 한국미생물학회 2008 미생물학회지 Vol.44 No.4

This study was to detect MBL (metallo-${\beta}$-lactamase) among glucose non-fermenting Gram-negative bacilli isolated from clinical specimen and to search antimicrobial combination therapy against MBL producing Pseudomonas aeruginosa. Among fifty one isolates of Gram-negative bacilli with reduced imipenem susceptibility ($MIC{\ge}8{\mu}g/ml$), nine isolates have shown positive results in MBL detection test. They were seven Achromobacter xylosoxidans subsp. xylosoxidans and two P. aeruginosa. The results from EDTA-DDST coin-cided with those of PCR and nucleotide sequence analysis which showed the presence of $bla_{VIM-2}$. The combination of aztreonam (AZT) and piperacillin-tazobactarn (TZP) or AZT and amikacin (AN) screened by one disk synergy test showed no synergistic effect. Triple antibiotic combination therapy with AZT, TZP and AN, however, was shown to be effective and the most synergistic after 8 hrs of exposure. This result strongly suggest that the triple combination therapy of AZT, TZP, and AN could be useful for the treatment of infection caused by MBL producing Gram-negative bacilli. 국내 대학병원에서 분리되어 imipenem 에 대한 최소억제농도가 $8{\mu}g/ml$ 이상인 51개의 포도당비발효 그람음성 간균들 중 metallo-${\beta}$-lactamase (MBL)을 생성하는 균주들을 분리하고, 그들 중에서 내성이 강한 Pseudomonas aeruginosa에 대한 항균제 병합요법의 효과를 알아보기 위하여 상승효과를 보이는 항균제 조합을 찾아보았다. 9개의 균주(Pseudomonas aeruginosa 2주 및 Achromobacter xylosoxidans subsp. xylosoxidans 7주)가 MBL 양성을 나타냈으며, PCR 결과 9주 모두에서 $bla_{VIM-2}$ 유전자가 관찰되었다. 이들 중에서 P. aeruginosa DK569는 aztreonam (MIC; $8{\mu}g/ml$)을 제외하고 실험한 모든 ${\beta}$-lactam 항균제, aminoglycoside, ciprofloxacin에 내성을 보여 aztreonam 함유 배지를 이용하여 상승효과률 보이는 항균제를 찾고자 하였다. One disk synergy test 에서 선별된 항균제 조합을 이용하여 생존률 검사 실험을 한 결과, aztreonam (AZT)와 piperacillin-tazobactam (TZP)의 병합은 항균제 노출 6시간 후에 AZT 또는 TZP의 단독 항균제 노출시 보다 균수가 1/18.7로 감소하였다. 그리고 AZT와 amikacin (AN)의 병합에서도 항균제 노출 6 시간 후에 AZT 또는 AN의 단독항균제의 투여보다 균수가 1/17.1 로 감소하였다. 결국 위 두 조합은 의미있는 상승효과를 보이지 못하여 위 세 항균제를 조합하여 실험하였다. 위의 세 항균제를 병합하였을 때 항균제 노출 8시간 후에 AZT, TZP 및 AN의 단독 투여에 비하여 병합요법에 의해 균수가 1/183.3 로 감소하여 의미있는 상승효과를 보였다. 이 결과는 치료가 쉽지 앓은 MBL 생성균에 의한 감염에 대한 치료에 AZT, TZP 및 AN의 세 가지 항균제 병합요법이 유용할 것이라는 것을 의미한다.

Sphingomonas sp. KS 301의 Superoxide Dismutase 정제 및 특성

강희정,정재훈,최지혜,손승렬,Kang, Hee-Jeong,Jeong, Jae-Hoon,Choi, Ji-Hye,Son, Seung-Yeol 한국미생물학회 2007 미생물학회지 Vol.43 No.2

Sphingomonas sp. KS 301, which was isolated from oil contaminated soil, was shown to have five different SODs (SODI, II, III, IV, V) which can be separated by DEAE-Sepharose chromatography, and SOD III was finally purified in this study by ammonium sulfate precipitation, DEAE-Sepharose chromatography, Superose 12 gel filtration and Uno-Q1 ion exchange chromatography. The molecular weight of SOD III was 23 kDa as determined by SDS-PAGE and the apparent molecular weight of the native enzyme was estimated to be approximately 71 kDa by Superose-12 gel filtration chromatography. These data suggest that the purified SOD consists of at least two subunits. The specific activity of the SOD III was higher than Mn type or Fe type SOD of Escherichia coli by 5 fold. To determine the type of SOD III, inhibitory effects of $NaN_{3},\;H_{2}O_{2},\;KCN$ were examined. 10 mM $NaN_{3}$ was able to inhibit 56% of the SOD III activity, which indicates that this SOD is Mn type. The optimum pH of the SOD III was 7.0 and the optimum temperature was $20^{\circ}C$. N-terminal amino acid sequence of purified SOD III was most similar to those of Psudomonase ovalis and Vibrio cholerae among bacteria. 유류오염 토양에서 난분해성 물질인 PAH (polycyclic aromatic hydrocarbon)들을 잘 분해하는 균주 중 SOD (superoxide dismutase) 활성이 높은 균주인 Sphingomonas sp. KS 301의 SOD특성을 알아보기 위하여 Ammonium sulfate 침전, DEAE-Sepharose 크로마토그래피, Superose-12 겔 여과 크로마토그래피, Uno-Q1 이온교환 크로마토그래피를 이용하여 SOD 단백질을 정제하였다. Sphingomonas sp. KS 301은 DEAE-Sepharose 크로마토그래피로 분석한 결과, 기존의 알려진 세균들과는 달리 서로 다른 5가지의 SOD 활성을 가지고 있는 것으로 나타났으며 본 연구에서는 그중 SOD III를 부분 정제하였다. 정제한 SOD III는 Mn type 및 Fe type Escherichia coli SOD와 비교했을 때 비활성도(specific activity)가 5배로 높게 나타났다. SOD III의 분자량은 SDS-PAGE에서는 23 kDa으로 측정되었으며 Superose-12겔 여과 크로마토그래피 후 native 상태의 분자량은 71 kDa으로 정제한 SOD는 3개의 소단위체로 구성되어 있는 것으로 보여진다. 정제한SOD III의 최적 pH는 7.0 이었고 $20^{\circ}C$에서 최적의 활성을 보였다. 또한 SOD의 종류를 알 수 있는 억제물질 $NaN_{3},\;H_{2}O_{2},\;KCN$를 이용한 억제효과를 살펴보았더니 $NaN_{3}$에만 억제되어 Mn type의 SOD임을 알 수 있었다. 또한 이 효소의 아미노 말단의 아미노산 서열은 Psudomonase ovalis 및 Vibrio cholerae의 SOD와 가장 유사하였다.

국내에서 분리된 Acinetobacter baumannii의 Integron과 연관된 다제내성 분석

김성환,최지혜,박은진,서인원,손승렬,Kim, Seong-Hwan,Choi, Ji-Hye,Park, Eun-Jin,Suh, In-Won,Son, Seung-Yeol 한국미생물학회 2010 미생물학회지 Vol.46 No.3

임상분리 균주인 A. baumannii 1625는 imipenem (carbapenem 계열)을 포함한 대부분의 ${\beta}$-lactam계열의 항생제들과 kanamycin, gentamicin, tobramycin 및 제 3세대와 4세대 cephalosporin 계열의 항생제들에 광범위한 내성을 나타내었고, 한국에서는 드문 IMP-1형 metallo-${\beta}$-lactamase (MBL)를 생성하는 균주임이 확인되었다. A. baumannii 1625는 약 2.5 kb 크기의 class 1 integron을 갖고 있었으며, 이 integron내에 aminoglycoside계열 내성 유전자인 accA4, carbapenem 계열 내성 유전자인 $bla_{IMP-1}$, 광범위한 ${\beta}$-lactam 내성 유전자인 $bla_{OXA-2}$ 유전자 cassette들이 차례대로 위치해 있음을 확인하였는데, 이것은 IMP-1형과 OXA-2형 ${\beta}$-lactamase의 유전자를 같은 integron내에 동시에 갖는 새로운 배열 및 구조로서 이전에 국내에서 보고된 바 없는 것이다. 이 2.5 kb 크기의 integron을 항생제 내성이 없는 E. coli에 형질전환 시켰을 때, imipenem, ampicillin, piperacillin, cefazolin, cefoperazone, aztreonam 등의 항생제들에 대하여 8배 이상 증가된 내성정도를 보였다. 이는 A. baumannii 1625의 integron이 다제내성을 부여하는 기능을 하고 있음을 보여준다. Acinetobacter baumannii 1625, a clinical isolate identified by Vitek and 16S rDNA sequence, showed an extended resistance to most ${\beta}$-lactams including imipenem, kanamycin, gentamicin, tobramycin, and cephalosporins of the third and fourth generations, and produced metallo-${\beta}$-lactamase (MBL) of IMP-1 type which is rare in Korea. The isolate contained a class 1 integron of about 2.5 kb in size and the integron included accA4 (aminoglycoside resistance gene), $bla_{IMP-1}$ (carbapenem resistance gene), and $bla_{OXA-2}$ (extended-spectrum ${\beta}$-lactam resistance gene) gene cassettes in order. The coexistence of IMP-1 type and OXA-2 type ${\beta}$-lactamase gene cassettes in an integron has not been reported in Korea. The transformed integron rendered the E. coli transformant resistant more than eight folds against imipenem, ampicilin, piperacillin, cefazolin, cefoperazone, and aztreonam comparing to the reference strain. This study clearly showed that the extended multi-drug resistance of A. baumannii 1625 was mainly due to the integron.

Sphingomonas sp. HS362에 의한 Phenanthrene 분해특성

김수화,홍승복,강희정,안진철,정재훈,손승렬,Kim Su Hwa,Hong Seung-Bok,Kang Hee Jeong,Ahn Jin-Chul,Jeong Jae Hoon,Son Seung-Yeol 한국미생물학회 2005 미생물학회지 Vol.41 No.3

유류에 의해 오염된 토양으로부터 난분해성 물질인 phenanthrene을 유일한 탄소원과 에너지원으로 이용하며 성장하는 균주들을 분리한 후, 그중에서 분해능이 가장 우수한 균주를 선별하여 HS362라고 명명하였다. HS362는 생화학적 검사로는 Sphingomonas paucimobilis와, 16S rDNA 염기서열 분석으로는 Sphingomonas CF06과 가장 유사한 것으로 나타났고, 지방산분석 결과도 그람음성 간균인 Sphingomonas 속으로 판명되었으므로 Sphingomonas sp. HS362라고 명명하였다. 이 균은 500 ppm의 phenanthrene을 단일 탄소원으로 첨가한 경우, 10일 만에 $98{\%}$ 이상을 분해하였고,3000 ppm의 phenanthrene이 첨가된 경우에도 10일 만에 약$30{\%}$ 이상을 분해하는우수한 균임이 확인되었다. 또한 이 균은PAH들(Polycyclic aromatic hydrocarbons) 중에서 phenanthrene 이외에도 분자량이 적은 indole, naphthalene은 분해할 수 있는 반면에, 분자량이 큰 pyrene, fluoranthene은 분해하지 못하였다. Spitingomonas sp. HS362에 의한 phenanthrene 분해는$30^{\circ}C$, pH $4{\~}8$, NaCl $1{\%}$ 이하의 농도인 조건하에서 배양했을 때 가장 우수했으며, 특히 전분과 SDS, Tween 85, Triton X-100와 같은 계면활성제를 첨가해 주었을 때 분해가 증진되었다. 또한, 전배양을 통해서 phenanthrene의 분해가 증진되는 것을 볼 때에 분해효소가 유도되는 것으로 추측할 수 있었다. Spltingomonas sp. HS362는 5개의 plasmid를 가지고 있는데, 그중에서 plasmid p4를 잃었을 때에는phenanthrene을 분해하지 못하는 것으로 보아plasmid p4가 phenanthrene분해와 밀접한 관련이 있는 것으로 보인다. A phenanthrene-degrading bacterium HS362, which is capable of using phenanthrene as a sole carbon and energy source, was isolated from oil contaminated soil. This strain is a gram negative, rod shaped organism that is most closely related to Sphingomonas paucimobilis based on biochemical tests, and belongs to the genus Sphingomonas based on fatty acids analysis. It exhibited more than $99.2{\%}$ nucleotide sequence similarity of 16S rDNA to that of Sphingomonas CF06. Thus, we named this strain as Sphingomonas sp. HS362. It degraded $98{\%}$ of phenanthrene after 10 days of incubation when phenanthrene was added at 500 ppm and $30{\%}$ even when phenanthrene was added at 3000 ppm. Sphingomonas sp. HS362 could also degrade low molecular weight PAHs(Polycyclic aromatic hydrocarbons) such as indole and naphthalene, but was unable to degrade high molecular weight PAHs such as pyrene and fluoranthene. The optimum temperature and pH for phenanthrene degradation were $30^{\circ}C$ and $4{\~}8$, respectively. Sphingomonas sp. HS362 could degrade phenanthrene effectively in the concentration range of NaCl of up to $1{\%}$. Its phenanhrene degrading ability was enhanced by preculture, suggesting the possibility of induction of phenanthrene degrading enzymes. Starch and surfactants such as SDS, Tween 85, and Triton X-100 were also able to enhance phenanthrene degradation by Sphingomonas sp. HS362. It carries five plasmids and one of them, plasmid p4, is considered to be involved in the degradation of phenanthrene according to the plasmid curing experiment by growing at $42^{\circ}C$.

AP-PCR을 이용한 다제내성 Staphylococcus aureus의 유전형 분석

신경현 ( Kyoung Hyun Shin ),홍승복 ( Seung Bok Hong ),손승렬 ( Seung Yeol Son ) 대한임상검사과학회 2004 대한임상검사과학회지(KJCLS) Vol.36 No.2

Many strains of Staphylococcus aureus were isolated from pus samples from primary, secondary, and tertiary medical institutions and were subjected to an antibiotic sensitivity test. Ciprofloxacin, clindamycin, erythromycin, gentamicin, oxacillin penicillin, tetracycline, trimethoprim/sulfamethoxazole, vancomycin and teicoplanin were used for the antibiotic sensitivity test. The strains showed hightest resistance to penicillin(91%), but all of strains tested were susceptible to vancomycin and teicoplanin. The isolated multi-drug(penicillin-tetracycline-ciprofloxacin-clindamycin-erythromycin- oxacillin-gentamicin) resistant S. aureus were analyzed genotypically using an AP-PCR(Arbitrarily Primed polymerase chain reaction) with an arbitrary 3 primers. Based on the result for genotype analysis, the genotypes identified by S1 primer did not coincide with those of S2 or E2 primers. Genotypes identified by S2 primer did not coincide with those of S1 or E2 primers. Also genotypes identified by the E2 primer did not coincide with those of S1 or S2 primers. Therefore, an analysis of AP-PCR test with multiple primers will provide more sensitive identification. A strain from a secondary medical institution and a strain from a tertiary medical institution which showed the same genotype for S1, S2, and E2 primers are required for further epidemiological study.

AMC-HN3 인체 두경부 암세포에서 genistein과 photofrin PDT의 병행처리에 의한 세포 독성능의 증의

강정욱(Jung-Wook Kang),정필상(Phil-Sang Chung),신장인(Jang-In Shin),손승렬(Seung-Yeol Son),안진철(Jin-Chul Ahn) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.9

본 연구에서는 두경부 암세포 주에서 genistein의 증식억제 효과를 알아보고, genistein을 광역학 치료와 병행 치료시 나타나는 세포 독성능 및 세포고사 유발에 대해 연구 하였다. 두경부 암세포 주에서 genistein의 세포독성능을 확인한 결과, 농도 및 시간 의존적으로 세포 독성능이 나타났다. 이에 genistein을 photofrin을 이용한 광역학 치료와 병행 치료 시 더 많은 세포 독성능이 나타났다. Genistein과 광역학 치료의 병행 치료 시 나타나는 형태적 변화는 광역학 치료시에는 주로 세포괴사의 형태가 관찰 되었으나, genistein과 병행 치료 시에는 세포고사가 관찰 되었다. 시간별로 관찰하였을 때, 광역학 치료를 IC??으로 처리하였을 때 3시간 때에 apoptotic body가 약 3배정도 증가하였다. 세포 내 ROS를 확인한 결과 genistein과 광역학 치료를 단독으로 처리하였을 때 세포 내 존재하는 ROS가 각각 증가 하였으며, 병행 치료하였을 때는 더 많은 ROS가 형성되는 것으로 나타났다. 즉, genistein이 세포 내 ROS를 유발하여 mitochondria가 손상되고, 또한 photofrin에 의한 광역학 치료도 mitochondria를 손상시켜 세포고사를 유도하는 것으로 추측되어 진다. Photodynamic therapy (PDT) is a treatment utilizing the generation of singlet oxygen and other reactive oxygen species (ROS), which selectively accumulated in target cells. Genistein, soy-derived phytoestrogen, is one of the anticancer agents found in soybean. In the current study, we investigated the effect of photofrin-induced PDT and genistein on apoptotic cell death in head and neck cell line (AMC-HN3) to confirm the photodynamic therapy of genistein. It was determined by MTT assay that the combination group had more cytotoxicity effect than PDT group alone. Combination of photofrin PDT and genistein induced apoptosis more when comparing with PDT alone. Our data also showed that ROS was increased in combination therapy, indicating apoptosis by mitochondrial damage. These results indicated that the combination of photofrin PDT and genistein showed more cytotoxic effect and induced apoptosis in head and neck cancer cell line.

모과나무 잔가지에서 분리한 국내 미기록 점균류 Chaenomeles sinesis 보고

안금란 ( Geum Ran Ahn ),김보영 ( Bo Young Kim ),윤여홍 ( Yeo Hong Yun ),손승렬 ( Seung Yeol Son ),김성환 ( Seong Hwan Kim ) 한국균학회 2016 韓國菌學會誌 Vol.44 No.4

Chaenomeles sinensis, called as Chinese quince, belongs to the family Rosaceae and is widely distributed in Korea, China, and Japan. A microorganism was isolated from part of a twig of C. sinensis that showed an abnormal appearance. The microorganism was identified as the slime mold Stemonaria longa of the division Myxomycota, which was previously unrecorded in Korea. The present study reports the morphological characteristics of the isolated fungus and a phylogenetic relationship based on the β-tubulin gene sequences.

단보 : 배검은별무늬병균의 Scytalone Dehydratase 멜라닌유전자의 상동성

윤여홍 ( Yeo Hong Yun ),윤성권 ( Seong Kwon Yoon ),손승렬 ( Seung Yeol Son ),김성환 ( Seong Hwan Kim ) 한국균학회 2013 韓國菌學會誌 Vol.41 No.3

일부 자낭균류는 Dihydroxynaphthalene(DHN) 멜라닌을 가지고 있다. 본 연구는 배에 검은별무늬병을 일으키는 V. nashicola균이 어떠한 형태의 멜라닌을 가지고 있는지 확인하고자 DHN 멜라닌 합성유전자중의 하나인 scytalone dehydratase(SD) 유전자의 부분 염기서열을 국내 여러 지역과 일본에서 분리된 11개 균주로부터 분석하였다. PCR 방법을 사용하여 429 bp 크기의 반응산물을 11개 균주 모두로부터 증폭하였고 염기서열을 분석하였다. 증폭된 PCR 산물은 GenBank database에 비교 탐색한 결과 SD 유전자로 판정되었다. 분석된 11개 균주의 SD 유전자에는 모두 1개의 인트론과 122개 아미노산을 코딩하는 2개의 엑손이 존재하였다. 이들 11개 SD 유전자 간에 염기서열은 100%상동성을 보였다. 결정된 V. nashicola SD 유전자의 아미노산 서열의 유사도는 다른 곰팡이와 비교할 때 69~73%로 수준이었다. 본 연구 결과는 V. nashicola균이 DHN 멜라닌 생합성 단계를 운영하고 있음을 입증하였다. Dihydroxynaphthalene (DHN) melanin is known to be present in some ascomycete fungi. To verify the type of melanin in Venturia nashicola that cause scab on pear, we investigated scytalone dehydratase (SD) gene, one of DHN melanin genes, from 11 isolates of V. nashicola from different provinces in Korea and Japan. Through PCR approach, 429 bp amplicon was produced from the 11 isolates and sequenced. All of the PCR-amplified sequences were determined as SD gene through GenBank database search. All the determined sequences were composed of an intron and two exons coding for 122 amino acids of so. The homology of so gene was 100% among the 11 isolates. Sequence identity of the predicted so protein of 122 amino acids ranged 69 to 73% with other fungi. Our results proved that V nashicola operates OHN melanin pathway.

Glycerol-Phosphate Acyltransferase Gene Expression의 호르몬에 의한 조절

손승렬,신동훈 한국산업미생물학회 1993 한국미생물·생명공학회지 Vol.21 No.5

Glycerol-phosphate acyltransferase와 7.2 kb mRNAs 모두가 간 조직에 가장 많이 존재하였다. Glycerol-phosphate acyltransferase와 7.2 kb mRNA 농도가 단식시킨 생쥐들에게 고농도 탄수화물 사료를 재급식할 경우에 상당히 증가 되었다. 성숙된 3T3-L1 adipocytes에서는 인슐린이 glycerol-phosphate acyltransferase와 7.2 kb mRNA의 농도를 2.6∼3배 증가시켰고, 반면에 dibutyryl cAMP는 mRNA 농도를 각각 50%, 80% 정도 감소시켰다. 이러한 결과들은 glycerol-phosphate acyltransferase와 7.2 kb mRNA에 대하여 인슐린에 의하여는 positive regulation(조절)이 되고 cAMP에 의하여는 negative regulation이 되는 것을 보여준다. Both glycerol-phosphate acyltransferase (GPAT) and 7.2 kb mRNAs were present at the highest level in liver. Glycerol-phosphate acyltransferase and 7.2 kb mRNA levels increased dramatically when fasted mice were refed a high carbohydrate diet. In mature 3T3-L1 adipocytes, insulin increased both glycerol-phosphate acyltransferase and 7.2 kb mRNA levels 2.6 to 3-fold while dibutyryl cAMP decreased mRNA levels by 50% and 80%, respectively. These results indicate positive regulation by insulin and negative regulation by dibutyryl cAMP of both glycerol-phosphate acyltransferase and 7.2 kb mRNA.

형질 전환에 의한 DNA수선 기작에 관한 연구

손승렬,허승재 단국대학교 1998 論文集 Vol.33 No.-

Genetic transformation occurs naturally in a number of groups in bacteria, including Escherchia and Bacillus. The repair hypothesis proposes that a DNA fragment taken up by a cell is used as a template for recombinational repair in the recipient cell’s genome which is damaged. We developed an experimental system for studying DNA repair mechanisms through transformation after UV irradiation. The nature of transformed DNA are homologous chromosomal DNA. plasmid DNA and totally different salmon sperm DNA. Comparison of relative survival rates among control group and DNA transformation groups after UV irradiation revealed that a significantly higher survival rate was observed in chromosomal DNA group than in plasmid DNA group and in salmon sperm DNA group. In conclusion, the increased survival rate was caused by homologous DNA recombinational repair and we propose that this effect on increased survival rate might have been evolved to differentiate bacterial sexes, and then real sex in eukaryotes.