Cholesterol Oxidase를 생산하는 방선균분리주 HSL-613의 동정

이홍수,이인애,최용경,이희구,이근철,박용하,오태광,최인성,정태화 한국산업미생물학회 1994 한국미생물·생명공학회지 Vol.22 No.4

임상진단용 산화효소인 cholesterol oxidase를 생성하는 방선균 분리주 HSL-613을 토양으로부터 분리하여 ISP(International Streptomyces Project) 분리법과 화학적 방법으로 동정하였다. 분리주 HSL-613의 모양은 spiral 형태이며, 포자는 원형으로 smooth type이었다. 분리주 HSL-613의 세포벽 성분은 LL-DAP(diaminopimelic acid)로 나타났으며, chromosomal DAN의 평균 G+C 함량은 59%였고, 지방산은 주로 iso-branched와 anteiso-branched로 구성되었으며, menaquinone은 MK-9(H_6, H_8)을 가지고 있었다. 세포내의 당은 육탄당인 galactose, glucose, mannose, 그리고 오탄당인 robose로 구성되어 sugar pattern의 경우는 Streptomyces와는 전혀 다른 특징적 조성을 이루고 있었다. 5S rRNA의 염기서열을 sequencing한 결과 일반적으로 Actinomycetes의 경우 120개의 nucleotide를 가지고 있으며 본 분리주의 5S rRNA sequencing을 type strain인 Streptomyces griseus subsp. griseus KCTC 9080과 비교한 결과 120개의 nucleotide를구성하고 있으므로 형태학적, 생리학적, 화학적 특성을 조사하고 type strain과 비교하여 동정한 결과 분리주 HSL-613을 Streptomyces sp. HSL-613이라고 명명하였다. An actinomycete strain, HSL-613 was isolated from soil and identified by International Streptomyces Project (ISP) and chemotaxonomic methods. The spore chain of the strain HSL-613 appears in a spiral shape, and its spores are spherical shape with smooth surface. The cell wall contains LL-diaminopimelic acid (DAP). Menaquinone MK-9 (H_6, H_8) and iso- and anteiso-branched fatty acids were detected from whole cell extract. Sugars identified from whole cell extract include galactose, glucose, mannose and ribose, which are distinct from general sugar patterns of Streptomyces. Average G+C content in the chromosome is 59%. 5S rRNA of HSL-613 consists of 120 nucleotides as determined by comparing with that of a type strain Streptomyces griseus subsp. KCTC 9080. Through morphological, physiological, and chemical characterization, HSL-613 was identified and named as Streptomyces sp. HSL-613.

제한효소 SacⅡ의 Isoschizomer인 SexⅢ를 생성하는 토양 Streptomyces 균주의 수리 동정

배무,서원나,박정옥,김형태,이계준 이화여자대학교 생명과학연구소 1993 생명과학연구논문집 Vol.4 No.-

제한효소인 SexⅢ을 생성하는 Streptomyces속의 한 균주(Streptomyces sp.58)를 토양으로부터 분리하여 형태적 관찰 및 수리동정을 실시하였다. 50여개의 분류 단위 형질을 분석하였고 이 실험 결과를 TAXON program에 적용하여 종의 수리 동정을 실시하였다. 그 결과 분리균은 Streptomyces의 제5주군집에 속하는 것으로 나타나 Streptomyces exfoliatus의 한 균주로 동정하였다. Numerical identification was carried out for an isolate of Streptomyces sp. 58 producing a new restriction endonuclease SexⅢ. Fifty taxonomic unit characters were tested and the data were analyzed numerically using the TAXON program. The isolate was identified to the major 5 or Streptomyces. Therefore, it was concluded that the isolate was identified to be a member of Streptomyces exfoliatus.

내열성 제한효소인 Svi Ⅰ을 생성하는 Streptomyces 분리균주의 수리 동정

배무,윤미섭,김형태,이계준,Bae, Moo,Yun, Mi-Sub,Kim, Hyoung-Tae,Lee, Kye-Joon 이화여자대학교 생명과학연구소 1993 생명과학연구논문집 Vol.4 No.-

새로운 제한효소인 Svi I을 생성하는 Streptomyces속 한 균주(D2-5)를 토양으로부터 분리하여 형태적 관찰 및 수리동정을 실시하였다. 50개의 분류 단위 형질을 분석하였고 이 실험결과를 TAXON program에 적용하여 종의 수리 동정을 실시하였다. 그 결과 분리균 D2-5는 Streptomyces의 제 18 주군집에 속하며 이 군집에 속하는 S. violochromogenes와 유사성이 가장 높은 것으로 나타났다. 따라서 분리주는 Streptomyces violochromogenes의 한 균주로 동정하였다. Numerical identification was carried out for an isolate of Streptomyces D2-5 producing a new restriction endonuclease Svi I. Fifty taxonomic unit characters were tested and the data were analyzed numerically using the TAXON program. the isolate was best matched to Streptomyces violochromogenes in the major cluster 18 of Streptomyces. Therefore, it was concluded that the isolate was identified to be a member of Streptomyces violochromogenes.

내열성 제한효소인 Svi I을 생성하는 Streptomyces 분리균주의 수리 동정

배무,윤미섭,김형태,이계준 한국산업미생물학회 1993 한국미생물·생명공학회지 Vol.21 No.4

새로운 제한효소인 Svi I을 생성하는 Streptomyces속 한 균주(D2-5)를 토양으로부터 분리하여 형태적 관찰 및 수리동정을 실시하였다. 50개의 분류 단위 형질을 분석하였고 이 실험결과를 TAXON program에 적용하여 종의 수리 동정을 실시하였다. 그 결과 분리균 D2-5는 Streptomyces의 제 18 주군집에 속하며 이 군집에 속하는 S. violochromogenes와 유사성이 가장 높은 것으로 나타났다. 따라서 분리주는 Streptomyces violochromogenes의 한 균주로 동정하였다. Numerical identification was carried out for an isolate of Streptomyces D2-5 producing a new restriction endonuclease Svi I. Fifty taxonomic unit characters were tested and the data were analyzed numerically using the TAXON program. The isolate was best matched to Streptomyces violochromogenes in the major cluster 18 of Streptomyces. Therefore, it was concluded that the isolate was identified to be a member of Streptomyces violochromogenes.

미생물 군집의 이해를 통한 유기농업 작물 건강관리

곽연식 ( Youn-sig Kwak ) 한국환경농학회 2023 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2023 No.0

식물은 대부분의 괴사성 병원체에 대해 유전적 저항력을 갖지 못한다. 이를 보완하기 위해, 식물은 미생물 군집에서 유익한 미생물을 동원하여 병원체와 해충으로부터 자신을 방어한다. Pseudomonas, Bacillus, 그리고 Trichoderma는 식물을 다양한 스트레스로부터 보호하는 잘 알려진 식물 프로바이오틱스이다. 2015년 식물마이크로바이옴 이니셔티브는 작물 건강과 생태계 균형에서 식물-미생물 군집의 중요성이 강조되었다. 본 발표에서는 Streptomyces라는 새로운 프로바이오틱스 균주, 식물 및 환경과의 상호작용, 그리고 농업 생태계에 미치는 영향을 소개하고자 한다. 인간이 사용하는 항생물질의 70% 이상이 Streptomyces에서 유래되었다. 그러나 Streptomyces의 식물 및 농업 생태계 상호작용에서의 역할과 중요성은 심도 있는 접근이 이루어지지 않았다. 이를 해결하기 위해 우리는 “농업 연구에서의 Streptomyces (STAR)” 프로젝트를 시작하였다. 이 프로젝트는 다양한 작물 재배 체계에 초점을 맞추었다. 차세대 파이로시퀀싱 플랫폼을 사용하여 작물의 근권, 꽃권, 그리고 내권의 미생물 군집을 분석하였다. 연구를 통해 식물의 뿌리, 꽃, 그리고 내부조직에서 서식하는 세 가지의 가상 프로바이오틱스 Streptomyces 균주를 분리 및 특성화했다. 놀랍게도, 이 세 균주는 서로 다른 서식지에서 발견되었음에도 동일한 유전체 서열을 보였다. 이는 서로 다른 시스템에서 동일한 균주의 존재와 기능에 관한 의문을 제기하였다. 결론적으로, Streptomyces는 작물 생태계에 유익한 효과를 제공하는 널리 분포하는 독특한 미생물이다. STAR 프로젝트는 유기농 농업을 위한 유망한 기회와 가능성을 가지고 있다. Plants lack genetic resistance to most necrotrophic pathogens. To compensate for this, they enlist beneficial microbes from their microbiota to defend against pathogens and pests. Pseudomonas, Bacillus, and Trichoderma are well-known plant probiotics that safeguard plants from various stresses. The Phytobiome initiative, launched in 2015, recognizes the importance of plant-microbe communities in crop health and ecosystem balance. In this presentation, we introduce a new probiotic strain called Streptomyces, its interactions with plants and the environment, and its impact on the agroecosystem. Streptomyces, a gram-positive bacterium, is the source of over two-thirds of antibiotics used in human medicine, yet its role and significance in plant and agroecosystem interactions are underestimated. To address this, we initiated the “STreptomyce in Agriculture Research” (STAR) project, focusing on various cropping systems. We employed advanced pyrosequencing platforms to analyze the microbial communities in the rhizosphere and anthosphere. Through this study, we isolated and characterized three putative probiotic Streptomyces strains that were found to colonize the rhizosphere, anthosphere, and phyllosphere. Surprisingly, these three strains exhibited identical genome sequences despite inhabiting different habitats. This raises questions about the existence and function of identical strains in distinct systems. In conclusion, Streptomyces is a ubiquitous and unique microbe that provides beneficial effects to plants and their phytobiome communities. The STAR project holds promising opportunities and possibilities for organic agriculture.

Properties of Recombinant Derivatives of pJY501, A Multi-copy Streptomyces plasmid

Yum, Do Young,Kong, In Soo,Yu, Ju Hyun 한국산업미생물학회 1990 한국미생물·생명공학회지 Vol.18 No.1

Thiostrepton 내성 유전자(tsr)를 포함하는 multicopy 재조합 플라스미드 pJY502(5.5kb)의 제한효소 지도를 비교해본 결과 pJY502는 새로운 플라스미드로 확인되었다. pJY502는 Streptomyces에서 넓은 host range를 나타내었으며 cloning에 사용할 수 있는 단일 BglⅡ 제한효소 인식부위를 갖고 있었다. pJY502의 형질전환 빈도는 S. lividans에서 2.2×10 exp(5)이었다. 또한 E. coli-Streptomyces bifunctional 플라스미드 pJY504을 제조하였다. The restriction cleavage map of multi-copy recombinant plasmid, pJY502(5.5kb), carrying the thiostrepton resistance gene(tsr) was determined. Comparison of the restriction pattern with that of Streptomyces plasmids previously demonstrated that pJY502 was novel. The plasmid pJY502 had a broad host range in Streptomyces and contained single BglⅡ site for cloning purpose. Transformation frequency of pJY502 was 2.2×10 exp(5) in S. lividans. E. coli-Streptomyces bifunctional plasmid, pJY504, was also constructed.

Streptomyces subrutilus P5가 생산하는 철 함유 superoxide dismutase의 분비

박재승,김재헌,Park, Jae-seung,Kim, Jae-heon 한국미생물학회 2015 미생물학회지 Vol.51 No.2

본 연구에서는 Streptomyces subrutilus P5의 생장과 세포내 외 철 함유 superoxide dismutase 활성을 비교 분석하여 철함유 superoxide dismutase의 분비 시점을 확인하고 분자 수준에서 이 효소의 분비에 관여하는 유전정보를 확인하고자 하였다. Streptomyces subrutilus P5의 균체 생장은 건체 중량을 측정하여 결정하였다. Glucose는 log phase에서 급격히 소모되어 24시간 후에 이르러 완전히 고갈되었다. 세포내의 철 함유 superoxide dismutase는 배양 후 3시간에 나타나며 세포외 철 함유 superoxide dismutase는 배양 후 7.5시간부터 나타난다. 따라서 superoxide dismutase는 용균에 의해서가 아니라 능동적인 분비기작에 의해서 세포 외로 분비된 것으로 추측할 수 있다. Streptomyces subrutilus P5의 sodF에는 signal peptide 유전정보가 존재하지 않았다. 그러나 sodF의 상류지역에서 다른 세균의 type III 분비단백질 유전자와 유사한 type III 분비상자가 발견되었다. Streptomyces 균주에서 type III 분비단백질이 존재할 가능성이 있음을 처음으로 제시하였다. We tried to analyze the growth time for secretion of the iron containing superoxide dismutase by comparing the intra-and extracellular enzyme activity from Streptomyces subrutilus P5 and analyze possible genetic information for this enzyme secretion. The mycelial dry weights and glucose concentrations in culture filtrates were determined during growth. Glucose was consumed rapidly during logarithmic growth phase and almost exhausted at 24 h of cultivation. While the intracellular activity of iron containing superoxide dismutase was first appeared at three hours, the extracellular activity of this enzyme appeared from 7.5 h of cultivation, early logarithmic growth phase. This early presence of the superoxide dismutase might not be the result of cell lysis but active secretion pathway. There was no information for signal peptide responsible for the enzyme secretion in sodF. However, we found a type three secretion box in the promoter region of sodF that has been known for the genes of type III secreted proteins in other bacteria. This is the first report on the possible existence of type III secretion in Streptomyces.

Multi-copy Streptomyces 플라스미드, pJY501의 재조합 유도체의 특성

염도영,공인수,유주현 한국미생물 · 생명공학회 1990 한국미생물·생명공학회지 Vol.18 No.1

The restriction cleavage map of multi-copy recombinant plasmid, pJY502 (5.5 kb), carrying the thiostrepton resistance gene (tsr) was determined. Comparison of the restriction pattern with that of Streptomyces plasmids previously demonstrated that pJY502 was novel. The plasmid pJY502 had a broad host range in Streptomyces and contained single BgtII site for cloning purpose. Transformation frequency of pJY502 was $2.2 \times 10^5$ in S. lividans. E. coti-Streptomyces bifunctional plasmid, pJY504, was also constructed. Thiostrepton 내성 유전자(tsr)를 포함하는 multicopy 재조합 플라스미드 pJY502(5.5kb)의 제한효소 지도를 비교해본 결과 pJY502는 새로운 플라스미드로 확인되었다. pJY502는 Streptomyces에서 넓은 host range를 나타내었으며 cloning에 사용할 수 있는 단일 BglII 제한효소 인식부위를 갖고 있었다. pJY502의 형질전환 빈도는 S.lividans에서 $2.2 \times 10^5$이었다. 또한 E.coli-Streptomyces bifunctional 플라스미드 pJY504을 제조하였다.

An Efficient Markerless Deletion System Suitable for the Industrial Strains of Streptomyces

( Jianxin Dong ),( Jiaxiu Wei ),( Han Li ),( Shiyao Zhao ),( Wenjun Guan ) 한국미생물 · 생명공학회 2021 Journal of microbiology and biotechnology Vol.31 No.12

The genus Streptomyces is intensively studied due to its excellent ability to produce secondary metabolites with diverse bioactivities. In particular, adequate precursors of secondary metabolites as well as sophisticated post modification systems make some high-yield industrial strains of Streptomyces the promising chassis for the heterologous production of natural products. However, lack of efficient genetic tools for the manipulation of industrial strains, especially the episomal vector independent tools suitable for large DNA fragment deletion, makes it difficult to remold the metabolic pathways and streamline the genomes in these strains. In this respect, we developed an efficient deletion system independent of the episomal vector for large DNA fragment deletion. Based on this system, four large segments of DNA, ranging in length from 10 kb to 200 kb, were knocked out successfully from three industrial Streptomyces strains without any marker left. Notably, compared to the classical deletion system used in Streptomyces, this deletion system takes about 25% less time in our cases. This work provides a very effective tool for further genetic engineering of the industrial Streptomyces.

제주도 토양으로부터 자일란 분해 Streptomyces atrovirens subspecies WJ-2 동정 및 효소의 생화학적 특성 규명

김다솜 ( Da Som Kim ),배창환 ( Chang Hwan Bae ),여주홍 ( Joo Hong Yeo ),지원재 ( Won-jae Chi ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2016 한국미생물·생명공학회지 Vol.44 No.4

제주도에서 채집된 토양시료로부터 xylanase 활성을 나타내는 균주를 분리하여 WJ-2로 명명하였다. 균주 WJ-2의 16S rRNA 유전자 염기서열을 결정하여 이를 토대로 상동성을 검색한 결과, Streptomyces 속의 균주들과 높은 염기서열 상동성을 보였다. 16SrRNA 유전자 염기서열을 토대로하는 neighbor-joining 계통수를 제작하여 Streptomyces atrovirens와 가장 높은 계통발생적 연관성이 갖고 있는 것을 밝혔다. 또한 DNA-DNA hybridization 분석을 통하여 Streptomyces atrovirens의 신규한 아종임을 증명하였다. 균주 WJ-의 게놈내 GC 농도는 73.98 mol%이었으며, 주요 세포벽 지방산으로 anteiso-C_15:0(36.19%)을 함유하고 있었다. 균주 WJ-2의 성장 및 xylanase 생산은 배지내에 질소원으로 soytone과 탄소원으로 xylan을 첨가하였을 때 급격히 증가되는 것을 확인하였다. 액체배양액으로부터 준비된 조효소의 xylanase 활성은 pH 7.0과 55℃에서 가장 높게 나타났다. Thin layer chromatography (TLC) 분석을 통하여 균주 WJ-2의 조효소는 xylan을 분해하여 최종분해산물로서 xylobiose와 xylotriose 생산하는 효소임을 확인하였다. A bacterial strain was isolated from a soil sample collected on Jeju Island, Korea. The strain, designated WJ-2, exhibited a high xylanase activity, whereas cellulase activity was not detected. The 16S rRNA gene sequence of WJ-2 was highly similar to type strains of the genus Streptomyces. A neighbor-joining phylogenetic tree based on 16S rRNA gene sequences showed that strain WJ-2 is phylogenetically related to Streptomyces atrovirens. Furthermore, DNA-DNA hybridization analysis confirmed that strain WJ-2 is a novel subspecies of Streptomyces atrovirens. The genomic DNA G+C content was 73.98 mol% and the major fatty acid present was anteiso-C15:0 (36.19%). The growth and xylanase production of strain WJ-2 were significantly enhanced by using soytone and xylan as nitrogen and carbon sources, respectively. Crude enzyme preparations from the culture broth of strain WJ-2 exhibited maximal total xylanase activities at pH 7.0 and 55℃. Thin-layer chromatography analysis revealed that the crude enzyme degrades beechwood xylan to yield xylobiose and xylotriose as the principal hydrolyzed end products.