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- 저자 : 이과수 (검색결과 3 건)
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분자진화 기술을 통한 Vibrio metschnikovii 유래 고활성 알칼리성 단백질 분해효소 생산균주 개발
신용욱,이과수,조재형,이현환,Shin, Yong-Uk,Lee, Gwa-Soo,Jo, Jae-Hyung,Lee, Hyune-Hwan 한국미생물학회 2010 미생물학회지 Vol.46 No.4
알칼리성 단백질 분해효소 고생산 돌연변이 균주 Vibrio metschnikovii L12-23, N4-8, KS1으로부터 알칼리성 단백질 분해효소를 암호화하는 vapK (Vibrio alkaline protease K) 유전자들을 PCR에 의하여 분리한 다음 DNA shuffling, error-prone PCR 방법과 같은 분자진화 기술을 통해 고활성 단백질 분해효소를 생산하는 재조합 V. metschnikovii 균주를 제작하였다. DNA shuffling 방법을 통해 변형시킨 vapK-1 유전자와 이 유전자를 주형으로 error-prone PCR 기법을 통해 재 변형된 vapK-2 유전자를 cloning한 후 V. metschnikovii KS1 균주에 역도입하여 재조합 균주를 제조하였다. 재조합 균주들의 단백질 분해 능력을 조사한 결과 vapK-2 유전자가 2 copy 도입된 재조합 균주의 경우 야생형 균주인 V. metschnikovii RH530에 비해 43.6배 높은 단백질 분해활성을 보였으며 숙주인 V. metschnikovii KS1에 비해 약 3.9배 향상된 단백질 분해 활성을 확인할 수 있었다. 변형된 vapK-1과 vapK-2 유전자를 야생형 vapK 유전자의 염기서열을 비교 분석한 결과 단백질 분해 능력의 활성에 영향을 미치는 active site를 제외한 부분에서 변화가 일어났음을 확인 할 수 있었다. 변형된 유전자 vapK-1을 two copy를 포함한 재조합 플라스미드를 가진 V. metschnikovii KS1을 30 L fermentor로 배양 하였을 때 배양 후 35 시간에 18,000 PU/ml의 활성을 보였으며, 이는 향후 산업용 균주로서 사용될 수 있는 가능성을 제시하였다. Alkaline protease-overproducing strains of Vibrio metschnikovii were developed by using the molecular evolution from the classical mutants V. metschnikovii L12-23, N4-8, and KS1. Each vapK (Vibrio alkaline protease K) was obtained from the genomic DNAs of mutants by PCR to carry out the DNA shuffling. The modified vapK-1 obtained by DNA shuffling was used again as a template for the error-prone PCR to make the vapK-2. Both genes were cloned in the plasmid pKF3 to construct the recombinant plasmids which have one or two copies of the modified genes. The recombinant plasmids were back-transformed to V. metschnikovii KS1 to construct recombinant V. metschnikovii that expresses the alkaline protease. About 3.9-fold more protease activity was measured in the strain which has the plasmid containing two copies of vapK-2 when compared to strain KS1. When compared to wild type V. metschnikovii RH530, 43-fold more activity was achieved. Comparison of amino acids among vapK, vapK-1, and vapK-2 revealed that the active sites was highly conserved and not changed. However, many amino acids except the active sites were changed. These results suggested that the changes in amino acids might play an important role in the increase of protease activity by allowing the easy access of substrate to active sites of the protease. The fermentation of alkaline protease from the V. metschnikovii KS1 harboring the plasmid that contains two copies of vapK-1 showed the possibility of this strain to be used as industrial producer.
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서재구(Jae-Gu Seo),이과수(Gwa-Soo Lee),김진응(Jin-Eung Kim),정명준(Myung-Jun Chung) 한국생물공학회 2010 KSBB Journal Vol.25 No.4
프로바이오틱스는 위장관에서 고유의 생리활성을 발휘하기 때문에 섭취 후 최대한 장까지 사멸하지 않고 도달하도록 하는 코팅이나 encapsulation 기술이 개발되어 왔다. 이와 함께 제품의 형태도 여러 종류의 유산균이 포함된 multispecies probiotics가 선호되는 추세이며 높은 생균수를 가지는 제품들이 개발되고 있다. 프로바이오토틱 시장은 현재까지 생균 중심의 제품들이 대부분을 차지하고 있으나 사균체 제품 또는 박테리오신과 같은 항균물질을 포함하는 제품 또한 다양한 분야에 적용될 수 있고 생균제와 비교하여 여러가지 장점을 가지고 있어 관련 제품개발이 이루어져야 할 것으로 보인다. 프로바이오틱 제품들은 살아 있는 생균제로서 질환특이적 효능을 바탕으로 개발되고 있으나 질환개선 효능 표시에 대한 규제가 강화되고 있어 이에 대한 대비가 필요하다. 이를 위해 제품에 사용된 strain의 동정, 안전성 및 기능성에 대한 과학적 증거가 제시되어야 할 것이며 임상을 통한 안전성과 효능에 대한 검증 자료가 필요할 것으로 보인다. 이와 같은 프로바이오틱스 제품의 헬스클레임에 대한 엄격해진 검증은 앞으로 프로바이오틱 시장에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다. Probiotics beneficially affect the health of the host via various mechanisms in the intestine. Recent developments in probiotic products have mainly been made to maximize probiotic effects in human. In this regard, probiotic products containing doubly coated or encapsulated cells, multi-species probiotics, or high viable cell number (10<SUP>10</SUP> viable cells/gram or more) have been developed and are already available in the market. Until now, the majority of probiotics contain live cells but little attention has been paid to other alternative products such as heat-killed cell or bacteriocin-containing ones, which could have broad applications due to advantages over live cell-based probiotics, such as safety and stability. In addition, genetically engineered lactic acid bacteria could be of great importance in the field of alimentary health if they are carefully designed for biological safety. Although a number of probiotics are marketed by claiming health benefits, regulations for health claims will be more stringent. Therefore sufficient scientific and clinical evidences supporting the safety and efficacy of the potential probiotic strain will be required by the regulatory authority for a health claim, which thus may have a huge impact on the future probiotic market.
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이도경,박재은,김경태,도명진,정명준,이과수,김진응,하남주,Lee, Do Kyung,Park, Jae Eun,Kim, Kyung Tae,Do, Myung Jin,Chung, Myung Jun,Lee, Gwa Soo,Kim, Jin Eung,Ha, Nam Joo 한국미생물학회 2014 미생물학회지 Vol.50 No.3
건강에 유익한 작용을 하는 프로바이오틱스는 까다로운 미생물로 다양한 환경조건에 매우 민감하여, 이들의 생존율은 항생제, 노화, 스트레스와 식이 등과 같은 요인들에 크게 영향을 받는다. 이에 본 연구에서는 한국 식단에서 많이 이용되고 있는 항균활성이 있는 각종 향신료(마늘, 생강, 파, 양파, 청양고추, 홍고추)와 프로폴리스가 한국인의 장에서 분리한 유산균주의 생존율에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 대부분의 한국형 유산균주들은 모든 향신료와 프로폴리스에 저항성을 나타냈으며, 심지어 일부 한국형 유산균주(Bifidobacterium lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Streptococcus thermophiles)는 특정 향신료 또는 프로폴리스에 의해 증식률이 증가하였다. 하지만 이와 다르게 대부분의 외래종 유산균주는 다양한 향신료와 프로폴리스에 의해 증식률이 감소 하였으며, 일부 외래종 유산균주(L. helveticus, S. thermophiles)는 특정 향신료에 의해 증식률이 크게 감소 하였다. 마찬가지로 각 향신료와 프로폴리스가 한국형 유산균주만 사용하여 제조된 프로바이오틱스 제품과 외래종 유산균주가 사용된 해외 프로바이오틱스 제품에 미치는 영향을 조사한 결과 한국형 프로바이오틱스 제품은 모두 큰 영향을 받지 않았다. 하지만 해외 프로바이오틱스 제품은 마늘, 양파, 파, 프로폴리스에 의해 크게 감소하는 경향을 나타냈다. 따라서 본 연구결과, 한국인의 장에서 분리한 유산균은 대체적으로 항균활성이 있는 각종 향신료에 저항성을 가지는 생존력이 강한 균주로 판단되며, 한국인의 장에 적합한 유산균으로 사료된다. their survival rates could be affected by various factors such as diet, stress, senescence, and antibiotics. This study was performed to evaluate the influence of various spices (garlic, ginger, scallion, onion, Chungyang red pepper, and red pepper) which have antimicrobial properties and used frequently in Korean diet, and propolis on probiotics isolated from Koreans. As a result, most Korean probiotic strains were resistant to all spices tested and propolis, and the growth rates of some Korean probiotic strains (Bifidobacterium lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Streptococcus thermophiles) were even increased by specific spices or propolis. But on the other hand, the growth rates of most of european probiotic strains were reduced by various spices or propolis, and the growth rates of a few european probiotic strains (L. helveticus, S. thermophiles) were greatly decreased in the presence of specific spices. Likewise, all commercial probiotic products including Korean probiotic strains were rarely affected by spices tested. However, european probiotic product tended to be greatly reduced by garlic, onion, scallion, and propolis. Therefore, these results indicate that probiotic strains isolated from Korean have the strong viability and resistance to various spices with antimicrobial properties, so that they might be appropriate for Korean intestine.
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