조미 무말랭이에서 분리한 Bacillus vallismortis MCBL 1012가 생산하는 Subtilosin A의 특성 및 정제 (Characterization and Purification of Subtilosin A Produced by Bacillus vallismortis MCBL 1012 Isolated from Seasoned Dried Radish)

서지정보

· 발행기관 : 한국생명과학회
· 수록지 정보 : 생명과학회지 / 34권 / 8호 / 576 ~ 587페이지
· 저자명 : 이세연, 강대욱

초록

본 연구에서는 항균활성을 나타내는 미생물을 선별하기 위해 발효식품에서 다양한 세균을 분리하였다. 박테리오신을 생산하는 한 분리주를 최종적으로 선별하여 16S rRNA 유전자 서열 분석을 통해 Bacillus vallismortis로 동정하고 B. vallismortis MCBL 1012로 명명하였다. B. vallismortis MCBL 1012의 배양 상등액은 주로 그람 양성균에 대해 항균활성을 나타내었다. SEM 사진에 의하면 지시균에 박테리오신을 처리하면 Listeria monocytogenes KCCM 40307, ​​Enterococcus faecium KCCM 12118 및 Streptococcus mutans KCTC 3065의 세포 내용물이 누출되는 것으로 확인되었다. PCR 분석 결과 B. vallismortis MCBL 1012에는 subtilosin A 유전자(sbo A)가 포함되어 있는 것으로 나타났다. 항균 활성은 proteinase K, subtilisin A 및 α-chymotrypsin에 의해 감소되었다. 박테리오신 활성은 40℃와 60℃에서 120분 동안, 80℃에서는 60분 동안 유지했으나 ​100℃에서는 급격하게 감소하였다. 항균활성은 pH 4.0‒8.0 범위에서 온전히 유지되었다. 항균활성은 에탄올, 메탄올, 아세토니트릴, 테트라히드로푸란과 같은 유기용매 100%까지는 영향을 받지 않았으나, 이소프로판올 40%, 아세톤 80% 이상에서는 감소하였다. 시험한 대부분의 무기염 및 세제는 시험 농도의 CuSO4 및 NiSO4를 제외하고 항균 활성에 영향을 미치지 않았다. 박테리오신은 L. monocytogenes KCCM 40307에 대한 살균작용을 통해 항균활성을 나타내었다. 박테리오신은 황산암모늄 농축, DEAE 음이온 교환 크로마토그래피 및 RP-HPLC등을 통해 정제하였다. 정제 결과 최종 수율은 0.03%, 비활성은 283.7배 증가하였다. MALDI-TOF MS 분석을 통해 정제된 박테리오신의 정확한 분자량은 3,326.1 Da로 측정되었다.

영어초록

In this study, diverse bacterial strains were isolated from fermented foods to screen those with antibacterial activity. Among them, one strain, identified as Bacillus vallismortis MCBL 1012 through 16S rRNA gene sequence analysis, was selected for its bacteriocin production. The culture supernatant of B. vallismortis MCBL 1012 showed antibacterial activity, mainly against Gram-positive bacteria. Scanning electron microscopy (SEM) revealed that bacteriocin treatment led to cellular content leakages in Listeria monocytogenes KCCM 40307, Enterococcus faecium KCCM 12118, and Streptococcus mutans KCTC 3065. PCR analysis confirmed B. vallismortis MCBL 1012 harbored subtilosin A gene (sbo A). Antibacterial activity was decreased by proteolytic enzymes like proteinase K, subtilisin A, and α-chymotrypsin. The bacteriocin demonstrated stability at 40℃ and 60℃ for 120 min, and up to 80℃ for 60 min, with rapid activity loss at 100℃. It retained full antibacterial activity within a pH range of 4.0 to 8.0 and was not affected by up to 100% organic solvents like ethanol, methanol, acetonitrile, and tetrahydrofuran. Nevertheless, activity decreased with more than 40% isopropanol and 80% acetone. Most tested inorganic salts and detergents had no effect on antibacterial activity except, CuSO4 and NiSO4 at specified concentrations. The bacteriocin exerted its antibacterial effect through bactericidal action against L. monocytogenes KCCM 40307. The bacteriocin was purified by ammonium sulfate precipitation, DEAE anion exchange chromatography, and RP-HPLC. The purification resulted in a final yield of 0.03% and a 283.7-fold increase in specific activity. MALDI-TOF MS analysis determined the exact molecular weight of purified bacteriocin to be 3,326.1 Da.

참고자료

· 없음