해양세균 Agarivorans sp. BK-1의 분리 및 β-아가라제의 특성 규명

안병기(Byeong-Ki Ahn),민경철(Kyung-Cheol Min),이동근(Dong-Geun Lee),김안드레(Andre Kim),이상현(Sang-Hyeon Lee) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.11

본 연구에서는 agarose를 분해하는 세균을 분리하고 한천분해효소의 특성을 조사하였다. 한천분해세균인 BK-1은 부산광역시 수영구 광안리해수욕장에서 채취한 바닷물 시료에서 Marine agar 2216 평판배지를 이용하여 분리하였다. 분리된 균은 16S rRNA 유전자 염기서열분석을 통해 Agarivorans sp. BK-1으로 명명하였다. 세포 외 agarase는 Agarivorans sp. BK-1 균주 배양액에서 획득하였으며, 이를 이용하여 효소의 특성을 조사하였다. Agarivorans sp. BK-1 균주의 한천분해효소는 20, 30, 40, 50, 60 및 70℃에서 각각 67, 93, 97, 100, 58, 52%의 상대활성을 나타냈으며, pH 5, 6, 7, 8에서는 59, 100, 95, 91%의 활성을 나타내었다. 세포 외 agarase는 50℃에서 pH 6.0인 20 mM Tris-HCl 완충용액을 사용하였을 때 최대의 활성을 보였다. 이 agarase는 20, 30, 40℃에서 2시간 동안 열처리하여도 90% 이상의 잔존활성을 보였다. 또한, 50℃에서 2시간 동안 노출된 후에도 56%의 잔존활성을 보였다. 60과 70℃에서 30분 동안 노출된 후에는 효소활성 대부분이 사라졌다. Zymogram 분석을 통하여 Agarivorans sp. BK-1 균주가 약 110, 90, 55 kDa 크기의 한천분해효소들을 생산하는 것을 확인할 수 있었다. TLC 분석 결과, Agarivorans sp. BK-1 균주의 한천분해효소는 네오한천올리고당인 neoagarobiose (46.8%), neoagarotetraose (39.7%) 및 neoagarohexaose (13.5%)를 생성하는 것으로 보아 β-agarase로 확인되었다. 따라서 Agarivorans sp. BK-1가 생산하는 β-agarase는 보습효과, 세균성장 억제, 미백효과, 식품, 화장품 및 전분노화 방지 등의 기능을 가지는 네오한천올리고당의 생산에 유용할 것으로 판단된다. The purpose of this study was to isolate an agar-degrading marine bacterium and characterize its agarase. Bacterium BK-1, from Gwanganri Beach at Busan, Korea, was isolated on Marine 2216 agar medium and identified as Agarivorans sp. BK-1 by 16S rRNA gene sequencing. The extracellular agarase, characterized after dialysis of culture broth, showed maximum activity at pH 6.0 and 50℃ in 20 mM Tris-HCl buffer. Relative activities at 20, 30, 40, 50, 60, and 70℃ were 67, 93, 97, 100, 58, and 52%, respectively. Relative activities at pH 5, 6, 7, and 8 were 59, 100, 95, and 91%, respectively. More than 90% of the activity remained after a 2 hr exposure to 20, 30, or 40℃; about 60% of the activity remained after a 2 hr exposure to 50℃. Almost all activity was lost after exposure to 60 or 70℃ for 30 min. Zymography revealed three agarases with molecular weights of 110, 90, and 55 kDa. Agarose was degraded to neoagarobiose (46.8%), neoagarotetraose (39.7%), and neoagarohexaose (13.5%), confirming the agarase of Agarivorans sp. BK-1 as a β-agarase. The neoagarooligosaccharides generated by this agarase could be used for moisturizing, bacterial growth inhibition, skin whitening, food treatments, cosmetics, and delaying starch degradation.

한천분해세균 Agarivorans sp. KC-1의 분리 및 내열성 β-아가라제의 특성 규명

민경철(Kyung-Cheol Min),이창은(Chang-Eun Lee),이동근(Dong-Geun Lee),이상현(Sang-Hyeon Lee) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.9

본 연구에서는 해양 한천분해세균 Agarivorans sp. KC-1과 해당균주의 agarase 특성을 조사하였다. 한천분해균인 KC-1은 경상남도 사천시 남일대 해수욕장에서 채취한 바닷물을 이용하여 Marine broth 2216 한천 배지에서 분리하였다. 분리된 균은 16S rRNA 유전자 염기서열분석을 통하여 Agarivorans 속 세균과 99% 일치하여 Agarivorans sp. KC-1으로 명명하였다. 세포외로 분비되는 agarase는 Agarivorans sp. KC-1 균주 배양액에서 획득하였으며, 이를 이용하여 특성 조사를 하였다. Agarivorans sp. KC-1 균주의 한천분해효소는 20, 30, 40, 50, 60 및 70℃에서 각각 65, 91, 96, 100, 77, 35%의 상대활성을 나타냈으며, pH 5, 6, 7, 8에서는 93, 100, 87, 82%의 활성을 나타내었다. 세포외 agarase는 50℃에서 pH 6.0인 20 mM Tris-HCl 완충용액을 사용하였을 때 최대(254 U/l)의 활성을 보였다. 이 agarase는 20, 30, 40℃에서 2시간 동안 열처리 하여도 90% 이상의 잔존활성을 보였다. 또한, 50℃에 2시간 노출된 후에도 67%의 잔존활성을 보였다. Zymogram 분석을 통하여 Agarivorans sp. KC-1 균주가 생산하는 한천분해효소의 크기는 약 130 kDa, 80 kDa, 69 kDa의 3개로 확인할 수 있었다. TLC 분석 결과, Agarivorans sp. KC-1 균주의 한천분해효소는 네오한천올리고당인 neoagarohexaose (21.6%), neoagarotetraose(32.2%) 및 neoagarobiose (46.2%)를 생성하는 것으로 보아 β-agarase로 확인되었다. 따라서 Agarivorans sp. KC-1가 생산하는 β-agarase는 전분노화 방지, 미백효과, 보습효과 및 세균생장 억제 등의 기능을 가지는 한천올리고당의 생산에 유용할 것으로 판단된다. This article reports an agar-degrading marine bacterium and characterizes its agarase. The agar-degrading marine bacterium, KC-1, was isolated from seawater on the shores of Sacheon, in Gyeongnam province, Korea, using Marine Broth 2216 agar medium. To identify the agar-degrading bacterium as Agarivorans sp. KC-1, phylogenetic analysis based on the 16S rRNA gene sequence was used. An extracellular agarase was prepared from a culture medium of Agarivorans sp. KC-1, and used for the characterization of enzyme. The relative activities at 20, 30, 40, 50, 60, and 70℃ were 65, 91, 96, 100, 77, and 35%, respectively. The relative activities at pH 5, 6, 7, and 8 were 93, 100, 87, and 82%, respectively. The extracellular agarase showed maximum activity (254 units/l) at pH 6.0 and 50℃ in 20 mM of Tris- HCl buffer. The agarase activity was maintained at 90% or more until 2 hr exposure at 20℃, 30℃and 40℃, but it was found that the activity decreased sharply from 60℃. A zymogram analysis showed that Agarivorans sp. KC-1 produced 3 agar-degrading enzymes that had molecular weights of 130, 80, and 69 kDa. A thin layer chromatography analysis suggested that Agarivorans sp. KC-1 produced extracellular β-agarases as it hydrolyzed agarose to produce neoagarooligosaccharides, including neoagarohexaose (21.6%), neoagarotetraose (32.2%), and neoagarobiose (46.2%). These results suggest that Agarivorans sp. KC-1 and its thermotolerant β-agarase would be useful for the production of neoagarooligosaccharides that inhibit bacterial growth and delay starch degradation.

적송잎증류농축액의 항균활성 및 항산화활성

민경철(Kyung-Cheol Min),임승철(Seung-Cheol Lim),김보경(Bo-kyung Kim),김근대(Geun-Dae Kim),김익종(Ikchon Kim),이상현(Sang-Hyeon Lee),김미향(Mihyang Kim) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.10

본 연구에서는 적송잎증류농축액을 이용하여 그람음성 병원성 균주들에 대한 항균활성 및 항산화활성을 측정하였다. 적송잎증류농축액 에멀션의 항균활성을 paper disc법으로 측정한 결과, 그람음성 병원성 균주인 E. coli, S. typhi, V. parahaemolyticus에 대해 항균활성을 나타냈으며, 5% (v/v)의 농도에서 각각 12 mm, 10 mm, 9 mm의 생육저해환(clear zone)을 보였다. 또한, 가장 낮은 농도인 0.5% (v/v)의 농도에서도 3종의 균주 모두에서 활성을 보였다. 그러나 그람양성 병원성 균주에 대한 항균활성은 나타나지 않았다. 적송잎증류농축액의 항균활성을 비탁법으로 측정한 결과, paper disc법의 결과와 마찬가지로 그람음성 병원성 균주인 E. coli, S. typhi, V. parahaemolyticus에 대해 항균활성을 나타냈다. V. parahaemolyticus에서는 5% (v/v)의 농도에서 음성 대조군에 비해 60% 이상의 생장억제를 보였고, E. coli에서는 배양 4시간에서 64.3%, S. typhi에서는 배양 4시간과 5시간에서 각각 94.2%, 94.1%의 생장억제를 보였다. 적송잎증류농축액 에멀션의 항산화활성을 DPPH radical 소거능으로 측정 한 결과, 1.0% (v/v)의 농도에서 55.81%의 활성을 나타냈다. 적송잎증류농축액 에멀션의 항산화활성을 ABTS radical 소거능으로 측정한 결과, 1.0% (v/v)의 농도에서 18.44%의 활성을 나타냈다. 본 연구를 통해, 적송잎증류농축액의 생리활성인 항균활성 및 항산화활성을 검증하였으며, 이를 이용하여 기능성이 강화된 식품 및 화장품의 개발이 가능할 것으로 기대된다. In this study, antibacterial activity against pathogenic strains and antioxidant activity were measured using the red pine leaf distilled concentrate. The results of the antibacterial activity measured using an emulsion of the red pine leaf distilled concentrate by the paper disc method showed the antibacterial activities against three Gram negative pathogenic strains, E. coli, S. typhi and Vibrio parahaemolyticus and exhibited growth inhibitions of 12 mm, 10 mm and 9 mm at a 5.0% (v/v) concentration, respectively. In addition, all three strains also showed growth inhibitions even at 0.5% (v/v) concentration. However, no antibacterial activity was exhibited against gram positive bacteria. The results of the antibacterial activity using the red pine leaf distilled concentrate measured by the turbidity method, the same antibacterial activities against three gram negative pathogenic strains, E. coli, S. typhi and V. parahaemolyticus as results of the paper disc method. V. parahaemolyticus showed more than 50% growth inhibition compared to the negative control at a concentration of 5% (v/v), E. coli exhibited 33.5% growth inhibition at 4 hr incubation, and S. typhi showed 65.1% and 44.6% growth inhibitions at 4 and 5 hr incubations, respectively. Antioxidant activities of an emulsion of the red pine leaf distilled concentrate were measured by DPPH and ABTS methods. DPPH method showed the highest activity of 55.81% at a 1.0% (v/v) concentration. ABTS method exhibited the highest activity of 18.44% at a 1.0% (v/v) concentration. Through this study, it is expected that the developments of the food and the cosmetics with enhanced functionality by utilizing the antioxidant and antibacterial activities of the red pine leaf distilled concentrate.

참갈파래 추출물의 항염증 및 항산화 활성

민경철(Kyung-Cheol Min),김근대(Geun-Dae Kim),남현규(Hyeon-Gyu Nam),이상현(Sang-Hyeon Lee) 한국생명과학회 2022 생명과학회지 Vol.32 No.5

참갈파래(Ulva lactuca Linnaeus) 추출물에 대한 항염증 활성 및 항산화 활성을 측정하였다. 참갈파래 추출물의 MTT assay의 결과로 500 μg/ml 이하의 모든 농도에서 약 90% 이상의 세포생존율을 보였으며, 일정 농도에서는 100%를 능가하는 세포생장 촉진율까지 보인 것으로 나타났다. 그리하여 이후 모든 실험에서는 가장 높은 농도를 500 μg/ml으로 정하여 실험을 진행하였다. 항염증 실험 중 하나인 nitric oxide(NO) 소거능을 측정한 결과, LPS만 처리한 군을 100%로 정하여 비교하였을 때, 참갈파래 추출물은 5, 50, 500 μg/ml의 농도에서 각각 16%, 19%, 62%의 억제효과를 보였다. Tumor necrosis factor-α (TNF-α)의 경우, LPS만 처리한 군을 100%로 정하여 비교하였을 때, 참갈파래 추출물은 5, 50, 500 μg/ml의 농도에서 각각 16%, 17%, 27%의 억제효과를 보였다. Interleukin-6 (IL-6)의 경우, LPS만 처리한 군을 100%로 정하여 비교하였을 때, 참갈파래 추출물의 경우, 500 μg/ml의 농도에서 29%의 억제효과를 보였다. 참갈파래 추출물의 항산화 활성을 측정하기 위하여 항산화 성분을 조사하는 총 폴리페놀 함량을 측정하였다. 총 폴리페놀 함량의 경우, 0.3, 3, 30 mg/ml의 농도에서 각각 8.02, 9.90, 23.8 mg GAE/g의 총 폴리페놀이 함유되어 있는 것으로 확인되었다. ABTS radical 소거활성을 측정한 결과, 0.3, 3, 30 mg/ml의 농도에서 각각 약 2.6, 12.6, 77.3%의 소거활성이 나타났으며, 시료의 농도증가에 따라 소거활성이 증가하였다. 따라서, 본 연구에 사용된 참갈파래 추출물은 향후 항염증 및 항산화 활성소재로서 기능성 식품의 개발에 이용이 가능할 것으로 사료된다. The anti-inflammatory and antioxidant activities of the Ulva lactuca Linnaeus extracts were measured. As a result of the MTT assay of the extract, it was found that the cell viabilities were higher than 90% at all concentrations, and the cell promotion rate exceeded 100% at a certain concentration. Therefore, in all subsequent experiments, the highest concentration was set at 500 μg/ml. In the nitric oxide (NO) assay, one of the anti-inflammatory experiments, the Ulva lactuca Linnaeus extracts exhibited inhibitory effects of 16%, 19%, and 62% at concentrations of 5, 50, and 500 μg/ml, respectively, compared with the LPS-only group. In tumor necrosis factor-α (TNF-α) assay, the extracts showed inhibitory effects of 16%, 17%, and 27% at concentrations of 5, 50, and 500 μg/ml, respectively, compared with the LPS-only group. In the interleukin-6 (IL-6) assay, the extracts also showed inhibitory effects of 15% and 28% at concentrations of 50 and 500 μg/ml, respectively, compared with the LPS-only group. In the total polyphenol content assay, the extracts exhibited 8.02, 9.90, and 23.8 mg GAE/g at concentrations of 0.3, 3, and 30 mg/ml, respectively. In the ABTS assay, the extracts exhibited scavenging activities of 2.6, 12.6, and 77.3% at concentrations of 0.3, 3, and 30 mg/ml, respectively. Therefore, it is considered that Ulva lactuca Linnaeus extracts can be used as anti-inflammatory and antioxidant substances for the development of functional foods.

등가자기회로를 이용한 영구자석 매입형 동기전동기의 공극자계 특성해석

신경훈(Kyung-Hun Shin),정다혜(Da-Hye Jung),민경철(Kyung-cheol Min),조한욱(Han-Wook Cho) 대한전기학회 2013 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2013 No.7

고강도강재를 적용한 하이브리드 합성보의 휨성능 평가

김대희 ( Kim Dae-hee ),이경구 ( Lee Kyung-koo ),김영기 ( Kim Young-gi ),민경철 ( Min Kyung-cheol ),변태우 ( Byeon Tae-woo ),주은희 ( Joo Eun-hee ) 한국건축시공학회 2022 한국건축시공학회 학술발표대회 논문집 Vol.22 No.1

Exposed composite beams composed of H-beams and concrete slabs are generally used in building structures because of their excellent economics and flexural strength. However, deep beams used under large load often make difficulties in construction. In this study, an exposed composite beam with high strength steel (SM460) used in the bottom flange of built-up H-shaped beam, so-called S-Beam, was proposed in order to reduce beam depth. And its positive and negative flexural strengths were experimentally evaluated. The test results showed that S-Beam has excellent flexural strength and ductility.

하부플랜지에 고강도강재를 배치한 노출형 하이브리드 합성보 (S-beam)의 휨성능 평가

김대희(Kim, Dae Hee),이경구(Lee, Kyungkoo),김진원(Kim, Jin Won),김영기(Kim, Young Gi),민경철(Min, Kyung Cheol),변태우(Byeon, Tae Woo),신용섭(Shin, Yong Seob) 한국강구조학회 2022 한국강구조학회 학술대회 발표집 Vol.33 No.1