Streptomyces vastus 가 생산하는 Glucose Isomerase 의 정제 및 효소학적 특성

주길재,이인구 한국미생물생명공학회 1992 한국미생물생명공학회 학술발표초록집 Vol.1992 No.-

버섯 폐상퇴비의 이화학성과 미생물 조사

주길재,우철주,이인구 慶北大學校農業科學技術硏究所 2002 慶北大農學誌 Vol.20 No.-

본 연구는 팽이버섯의 병재배용 폐배지를 이용하여 페상퇴비를 제조하고 토비의 이화학성 및 미생물을 분석한 내용이다. 폐상퇴비의 유기물 함량은 43.29%, 유기물함량/질소비는 27.00%, 전질소함량은 1.60%, 수분함량은 46.48%, 염농도는 0.64%, P_2O_5는 1.32%, K_2O 1.18%로 나타났다. 퇴비내 존재하는 미생물의 수는 1.6×10^10(cfu/g)으로 나타났으며, 이들 미생물을 동정한 결과 대부분이 Bacillus sp.으로 나타났고 주로 B. lentimobus, B. coagulans, B. brevis, Clostridium thermocellum, Escherichia coli 등이 존재하였고, 방선균류는 주로 Streptomyces thermovulgaris, S. thermovulgaris 등 Streptomyce네. 가 주종이며, Micropolyspora faeni도 존재하였다. 곰팡이류는 Aspergillus sp. 나 Penicillum sp. 등이 존재하는 것으로 확인되었다. This study was conducted to investigate physicochemical and microbiological properties on waste composts of mushroom. The waste compost of mushroom consisted of 43.29% organic matter(O.M.), 27.0 O.M./Nitrogen, 1.60% total nitrogen, 46.48% water content, 0.64% salt content, 1.32% P_2O_5, 1.18% K_2O and dry base. The microorganisms in the waste compost of mushroom were counted 1.6 x 10^10 cfu/g. The main population of aerobic bacteria were Bacillus, B. coagulans, B. brevis, Clostridium thermocellum, Esherichia coli, Streptomyces thermovulgaris, S. thermofuscus, Micropolyspora faeni, Aspergillus sp. and Penicillum sp..

Streptomyces chibaensis J - 59 가 생산하는 Extracellular Xylanase 의 정제 및 특성

주길재,이인구 한국응용생명화학회 1994 한국응용생명화학회 학술발표회 Vol.1994 No.1

채소류 모잘록병균에 길항하는 Bacillus ehimensis YJ-37의 선발과 항진균성

주길재,김진호,강상재 한국생명과학회 2002 생명과학회지 Vol.12 No.2

채소류 모잘록병균인 Pythium ultimun에 길항하는 미생물을 분리하기 위해 체소류 뿌리를 균원시료로 하여 약600여종의 근권미생물을 분리하였고, 그중 5종의 근권미생물이 길항력을 나타내어 가장 높은 길항력 높은 Yl-37 균주를 최종 선별하였다. 분리한 길항균 YJ-37을 Bergey's Mannual of Systematic Bacteriology의 방법에 준하여 미생물의 형태학적, 배양학적, 생리·생화학적 특성을 조사 하였으며, 미생물의 세포벽의 지방산의 조성으로 자동 동정하는 Sherlock system을 이용하는 방법과 16S rDNA의 부분염기서열을 결정하여 동정하는 방법 등 3가지 방법으로 조사한 결과, 근권 길항미생물인 YJ-37 균주는 Bacillus ehimensis로 동정되었다. 채소류 모잘록병균 Pythium ultimun과 Rhizoctonia solani AG-4 이외에도 B. ehimensis YJ-37에 의한 병원성 진균의 길항력을 조사한 결과, Alternaria altrata, Collectotrichum gloeosporioides, Didymella bryoniae, Fu-sarium moniliforme, F oxysporum, F. oxysporum cucumerinum, F. oxysporum niveum, Gloeosporium sp., Glomerella sp., G. cingulata, G. lagenaria, Penicillium digitatum, P. itazicum, Phytophthora capsici, Sclerotinia sclerotiorum, Stemprhyzium solani등 대부분의 병원균에 대해서 항진균 활성을 나타내었다. This study was carried out to isolate of antagonistic bacterium against Pythium ultimum and Rhizoctonia solani AG-4, causal pathogens of vegetables damping-off. Total of 600 strains were isolated from soil and plait roots. The isolates were screened for antagonism against Pythium ultimum and Rhizoctonia solani AG-4. One strain, named YJ-37, was sellected for detained study among those microoganisms screened. It was identified as Bacillus ehimensis based on morphological and physiological characterisitics according to the Bergey's mannual of systematic bacteriology, Sherlock system of Microbial ID Inc. and 16S rDNA sequences methods. Furthermore Bacillus ehimensis YJ-37 showed antifungal activities against Alternaria altrata, Collectotrichum gloeosporioides, Didymella bryoniae, Fusarium moniliforme, Fusarium oxysporum, F. oxysporum cucumerinum, F. oxysporum niveum, Gloeosporium sp., Glomerella sp., G. cingulata, G. lagenaria, Penicillium digitatum, P. italicum, Phytophthora capsici, Sclerotinia sclerotiorum, and Stemprhylium solani.

Xyl - 변이주에 의한 포도당 이성화효소의 생산

주길재,이인구 한국미생물생명공학회 1992 한국미생물생명공학회 학술발표초록집 Vol.1992 No.2

동치미로부터 항돌연변이 물질을 생산하는 유산균의 분리 및 특성

주길재,이창호,우철주 한국생명과학회 2001 생명과학회지 Vol.11 No.5

우리나라 동치미 발효에 관여하는 유산균의 항돌연변이활성을 조사하기 위하여 숙성중의 동치미부터 300여주의 유산균을 분리하였다. 이들 균주들의 항돌연변이활성이 활성을 Salmonella enterotica serovar typhimurium TA100과 TA98을 이용하여 조사하고 직접 변이원 MNNG, NPD, 4-NQO와 간접변이원으로서 AFB1에 대하여 항돌연변이 활성이 가장 우수한 DLAB19균주를 최종 선별하였다. 최종 선별한 DL-AB19의 형태학적, 배양학적 및 생리학적 특성을 조사하여 Bergeys Manual Systematic Bacteriology의 분류 기준에 따라 동정한 결과 Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris 또는 그 유연균으로 동정하였다. Leu. mesenteroides subsp. cremoris DLAB19의 배양 상징액의 MNNG, NPD, 4-NQO 및 AFB1에 대한 항돌연변이 활성은 100$\mu$ι/plate 첨가시활성이 가장 높게 나타났다. 또한 B. subtilis의 포자를 이용한 spore-assay 방법을 사용하여 MNNG와 4-NQO에 대한 항돌연변이 활성을 가지고 있음을 재확인하였다. Various lactic acid bacteria were isolated from Korean Dongchimi (whole radish Kimichi with added water) in order to study their antimutagenic activity. Ames test using Salmonella enterica serovar typhimurium TA98 and TA100 showed the strain DLAB19 to have the highest antimutagenic activity among the 300 isolated strains against MNNG(N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine), NPD (4-nitro-O-phenylenediamine), 4-NQO(4-nitroquinoline-1-oxide) and AFB$_{1}$(aflatoxin B$_{1}$). The strain was identified as Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris according to the Bergeys Mannual Systematic Bscteriology based on its morphological, cultural, physiological characteristics and biological system Antimutagenic activity of Leu. mesenteroides subsp. cremoris DLAB19 was found in the culture supernatant suggesting the bacterium secretes, the antimutagenic substance in the media. The antimutagenic activity of Leu. mesenteroides subsp. cremoris DLAB19 was reconfirmed by the spore-rec assay using spores of Bacillus subtilis H17 (Rec$^{+}$) and M45 (Rec$^{[-10]}$ ).).

한약재박을 이용한 미생물제제의 개발

주길재,이오석,이인구,김영목,우철주,김정웅,소재현,곽윤영,이종진,김진호 한국응용생명화학회 2005 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.48 No.3

The development of microbial inoculant was conducted using a by-product of oriental herbal medicine. The constituent of the by-product, which was high in organic matter, was 11.3% of crude protein, 5.1% of crude lipid, 49.7% of NDF (neutral detergent fiber), and 33.8% of ADF (acid detergent fiber). Microorganisms isolated from the by-product of oriental herbal medicine were 35 species. Among them, 6 bacterial species, 4 fungal species, 2 actnomycetes species, and 1 yeast specieswere effective in the utilization of the by-products. The 13 strains screened were tested for the plant growth-promoting effect in soybean seedling. BL-333 strain was found to increase the soybean yield by about 23% as compared with control. The strain BL-333 was identified as Paenibacillus marcerans. P. marcerans BL-333 showed high anti-fungal activities against virulent fungi,especially Fusarium sp. and Collectotrichum sp. Yields of plants which were inoculated with microbial inoculant prepared with P. marcerans BL-333 and by-product of oriental herbal medicine were found to be higher than control by 3~24%. The yield was especially promoted in lettuce, radish,chinese cabbage and cucumber plants. 본 연구는 한약재박의 효율적 처리를 위한 실험의 일환으로 한약재박으로부터 유용미생물을 분리하고 이들 미생물로부터 작물생육촉진미생물을 선발하여 한약재박에 적용한 한약재박미생물제제를 만들어 친환경농업에 이용하고자 실시하였다. 한약재박은 유기물 함량이 93.0%로 높고 조단백질 함량이 11.3%,조지방 함량이 5.1%, NDF 함량이 49.7% 및 ADF 함량이 33.8%로 나타나 미생물제제의 원료로서도 이용 가치가 높았다.한약재박으로부터 약 35종의 미생물이 검출되었고, 이들 중 13종이 한약재박 이용성이 높았으며, 작물생육촉진미생물 BL-333 균주를 선발하였다. 선발균주 BL-333을 Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology 및 16S rDNA 염기서열(589 bp)로 상동성을 조사한 결과 Paenibacillus marcerans로 추정되었다. P.marcerans BL-333 균주는 각종 진균에 대해 대부분 높은 항진균 활성을 나타내었으며, 특히 Fusarium 속과 Collectotrichum속 등의 진균에 대해 높은 항진균 활성을 나타내었다. P.marcerans BL-333 균주와 한약재박 분쇄물 등으로 제조한 미생물제제는 10종의 작물의 생육조사에서 무처리구보다 3~24% 증수되는 효과를 나타내었으며, 특히 상추, 무, 배추 및 오이등에서 생육촉진효과가 우수하였다. 따라서 한약재박 및 한약재박으로부터 얻은 미생물은 퇴비나 미생물제제를 위해 효과적인 재료로서의 활용 가치가 있다고 본다.

참외식초 처리가 참외 생육 및 병충해 방제에 미치는 영향

주길재,안성호,홍순보,박춘근,최원경,이기동 한국생명과학회 2004 생명과학회지 Vol.14 No.1

Oriental melon vinegar was prepared by two stage fermentations of alcohol and acetic acid. In the alcohol fermentation using oriental melon residual products, alcohol content showed 7.43% in 17$^{\circ}$ brix of initial sugar concentration and 80 h of fermentation time. In the acetic acid fermentation using oriental melon alcohol, acidity showed 5.25% in 250rpm of agitation rate and 200 h of fermentation time. The cultivation esults of oriental melons using its vinegar are as follows. Quantity and quality of samples treated with 500, 1,000 and 2,000 times of oriental melon vinegar were higher than that of control : weight, quality, sugar content and goods production rate were higher to degree of 33∼42 g/piece, 370 ∼460kg/10a, 0.6∼.9$^{\circ}$ Brix, 2∼5%, respectively. Coods production yield of samples treated with 500, 1,000 and 2,000 times of oriental melon vinegar was higher (400∼610 kg/10a) than that of control. The results of control of powdery mildew on oriental melons using oriental melon vinegar as the diluted solution with 500 and 1000 times were identical for control value that used by agrochemical. Powdery mildew were exterminated by 2nd treatment of the diluted solution. In case of aphids, the diluted solution with 500, 1,000 and 2,000 times of oriental melon vinegar exterminated thoroughly by 2nd treatment. 참외식초는 2단계로 알코을 발효 및 초산 발효 과정에 의해 제조하였으며, 알코올 발효에서 초기 당함량 17$^{\circ}$brix에서 80시간 발효하여 7.43%의 알코올을 생산하였고, 초산발효에서 교반속도 250 rpm에서 200시간 발효하여 총산도가 5.25%인 천연양조 식초를 생산하였다. 참외식초를 이용하여 참외생산성과 수량성에 미치는 영향을 조사하기 위해 참외식초를 농도별로 처리하여 수확한 참외는 참외식초 500배액, 1,000배액, 2,000배액 관주구가 참외식초를 처리하지 않은 관행구에 비해 과중이 개당 33∼42 g 더 높았고, 수량은 370∼460 kg/10a (수량지수 110∼l13) 더 증수되었으며, 당도가 0.6∼0.9$^{\circ}$Brix나 높았고, 상품률도 2∼5% 높았으며, 색택도 우수하여 상품성 및 생산성 등이 전체적으로 참외식초 처리구에서 더 우수하였다. 참외식초에 의한 병해충 방제효과에서 흰가루병의 경우 참외식초 500배액, 1,000배액 희석 살포구에서 흰가루병이 발병한 이후 2회 처리에서도 완전 방제가 가능하였으나 2,000배 희석액에서는 부분적으로 방제가 가능하였다. 진딧물의 경우는 참외식초 500배액, 1,000배액, 2,000배액 희석 살포구 및 농약처리구에서 모두 발생 이후 2회 처리에 방제가 가능하였다.

방선균의 xylB 변이주에 의한 포도당 이성화효소의 생산

주길재,이인구 한국산업미생물학회 1997 한국미생물·생명공학회지 Vol.25 No.1

S. chibaensis J-59는 xylanase, β-xylosidase, 및 xylose isomerase를 생산할 수 있지만 xylose를 탄소원으로 이용할 수 없는 xylB 변이주로 확인 되었다. Xylose를 에너지원으로 이용할 수 없는 xylB 변이주를 사용하므로서 고가의 xylose를 소모하지 않고 포도당 이성화효소를 생산할 수 있는 조건을 검토하였다. 그 결과 탄소원으로는 0.4% xylose에서 포도당 이성화효소의 활성이 가장 높았고, xylose 대신 여러 종류의 목재로 부터 추출한 xylan을 첨가하여 효소생산성을 조사한 결과에서는 1% 자작나무 xylan이 가장 효소생산량이 높았으나, 균의 성장은 xylose나 xylan 모두에서 낮았다. 따라서 균의 성장을 위해 CSL 배지에 0.15% glucose를 첨가할 경우 균체 성장 및 효소생산량이 증가되었다. 질소원은 1.5% CSL이 좋았고 무기질소원은 효소생산에 큰 영향을 미치지 못하였다. 금속 이온으로 0.1% MgSO_4·7H_2O에 0.012% CoCl_2·6H_2O를 첨가할 경우 효소 생산량이 더 증가하였다. 배지의 초기 pH가 효소생산에 미치는 영향을 조사한 결과에서 배지의 pH가 7.0일때 가장 좋았고, 배양시간은 42시간이었다. 따라서 효소의 최적 생산조건은 1% 자작나무 xylan, 1.5% CSL, 0.1% MgSO_4·7H_2O, 0.012% CoCl_2·6H_2O (pH 7.0)로 구성된 배지에서 30℃로 42시간 배양하는 경우이며 이때 효소 활성은 2.78단위(GIU/㎖)로 나타났다. Jar fermentor 배양에서의 포도당 이성화효소 활성은 배양 42시간 이후 5.5 단위로 플라스크 배양시 효소활성 보다 2배 가량 증가하였다. Streptomyces chibaensis J-59 did not grow in the culture medium containing only xylose or xylan as a carbon source, because it was defective in xylulokinase production; xylB mutant. S. chibaensis J-59 was able to produce xylanase and β-xylosidase as well as glucose isomerase. The glucose isomerase in S. chibaensis J-59 was induced in the medium containing xylan or xylose which could be utilized as an inducer but not as carbon and energy sources. So we tried to produce glucose isomerase without consumption of xylose or xylan as an inducer by using xylB mutant S. chibaensis J-59. The optimum condition for the production of the glucose isomerase was attained in a culture medium composed of 1% xylan, 0.15% glucose, 1.5% corn steep liquor, 0.1% MgSO_4·7H_2O, and 0.012% CoCl_2·6H_2O(pH 7.0). The production of the enzyme reached to a maximum level when the bacteria were cultured for 42 h at 30℃. The enzyme production in a jar fermentor was increased twice as much as that in a flask culture.

Bacillus subtilis IJ-31에서 Hydrocinnamic Acid생산을 위한 최적배양조건

주길재,이오석,송경식,김영목,김정웅,김원찬,윤성준,김진호,이인구 한국응용생명화학회 2005 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.48 No.3

The metabolites released from cultures of rhizosphere bacteria can inhibit plant growth. Bacillus subtilis IJ-31 inhibited plant growth by the production of hydrocinnamic acid (HCA). The production of HCA by plant-growth inhibiting rhizobacterium B. subtilis IJ-31 was optimized. 90.5 µg/ml of HCA was obtained under the condition of 1% rice bran as carbon source, 0.5% tryptone as nitrogen source, 0.1% ZnCl2 as metal source at 37oC for 60 h (pH 7.0). The optimal condition for the HCA production by B. subtilis IJ-31 in the jar fermenter was established using response surface methodology (RSM) of statistical analysis system(SAS) program. The production of HCA by B. subtilis IJ-31 in the jar fermenter culture reached 102.99 µg/ml when 2.24% soil extracts was added and agitation speed was 290 rpm under the same condition. And the experimental value of HCA production is 102.5 µg/ml in the same culture condition. The production of HCA by B. subtilis IJ-31 is higher as 12% than that from the flask culture. 본 연구에서는 식물생장억제미생물 B. subtilis IJ-31이 생산하는 HCA의 최적생산조건을 검토하였다. HCA생산 최적조건으로 탄소원은 1%의 미강, 질소원은 0.5% tryptone, 무기염은0.1% ZnCl2, 배양 온도는 37oC, 배양시간은 60시간, pH는 7.0에서 90.5 µg/ml의 HCA를 생산하였으므로 이를 최적생산조건으로 확립하였다. 이를 바탕으로 통계프로그램(SAS) 중 반응표면 분석법(RSM)을 이용한 jar fermentor 배양에서의 HCA 최적생산 조건을 확립하였다. 즉 토양추출물 2.24% 첨가, 교반속도 290 ppm, tryptone 0.83% 첨가, 배양온도 37oC, 배양시간60시간, pH 7.0에서 102.99 µg/ml의 HCA를 생산하는 최적생산조건으로 예측되었다. 따라서 실제 상기 RSM 최적 조건에서 실험한 결과 HCA는 102.5 µg/ml를 생산하였다. 이러한 결과는 플라스크에서 HCA는 90.5 µg/ml로 생산되었으나 jar fermenter 배양에서는 플라스크 배양에 비하여 12%가량 HCA 생산량이 증가된 결과를 보여주는 것이다.