KR100511769B1 - 염화비페닐 화합물을 분해하는 미생물인 스핑고비움속 균주 및 이를 이용한 환경정화 방법 - Google Patents

염화비페닐 화합물을 분해하는 미생물인 스핑고비움속 균주 및 이를 이용한 환경정화 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100511769B1
KR100511769B1 KR10-2003-0051468A KR20030051468A KR100511769B1 KR 100511769 B1 KR100511769 B1 KR 100511769B1 KR 20030051468 A KR20030051468 A KR 20030051468A KR 100511769 B1 KR100511769 B1 KR 100511769B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
strain
biphenyl
chloride
kmg425
sphingobium
Prior art date
Application number
KR10-2003-0051468A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050012489A (ko
Inventor
박용하
신기선
윤정훈
조영균
이인선
김종국
신필선
Original Assignee
한국생명공학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생명공학연구원 filed Critical 한국생명공학연구원
Priority to KR10-2003-0051468A priority Critical patent/KR100511769B1/ko
Publication of KR20050012489A publication Critical patent/KR20050012489A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100511769B1 publication Critical patent/KR100511769B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205Bacterial isolates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/10Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C02F3/348Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used characterised by the way or the form in which the microorganisms are added or dosed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

본 발명은 환경 정화를 위한 미생물인 스핑고비움(Sphingobium)속 균주에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐수로부터 분리된 염화비페닐(PCB, polychlorinated biphenyls) 화합물을 분해-제거시키는 스핑고비움속 균주 KMG425 및 상기 균주를 이용한 염화비페닐 화합물의 분해-제거방법에 관한 것이다. 본 발명의 미생물인 스핑고비움속 균주 KMG425는 인간 및 다른 생물에 유독한 환경호르몬인 염화비페닐을 분해-제거할 수 있는 유용한 특징을 가지고 있으므로, 상기 미생물을 이용한 생분해 과정을 통하여 오염된 폐수, 하수, 하천, 해수 또는 토양의 염화비페닐 화합물을 제거함으로써 환경을 정화, 복원하는데 효율적으로 사용할 수 있다.

Description

염화비페닐 화합물을 분해하는 미생물인 스핑고비움속 균주 및 이를 이용한 환경정화 방법{Sphingobium sp. microorganism degrading polychlorinated biphenyls and method for environmental cleanup using the same}
본 발명은 환경 정화를 위한 미생물인 스핑고비움(Sphingobium)속 균주에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐수로부터 분리된 염화비페닐(PCB, polychlorinated biphenyls) 화합물을 분해-제거시키는 스핑고비움속 균주 KMG425 및 상기 균주를 이용한 염화비페닐 화합물의 분해-제거방법에 관한 것이다.
염화비페닐은 벤젠고리 두 개가 결합된 비페닐(biphenyl) 분자에 염소원자가 1-10개가 결합된 화합물로, 모두 209 종류의 동족체(congener)를 형성할 수 있다. 대표적인 환경오염물질인 염화비페닐은 내분비계 장애물질(환경호르몬)로 널리 알려져 있다.
염화비페닐은 슈미츠(Schmidt)와 슐츠(Schultz)에 의해서 처음으로 합성되었으며 공업제품으로서의 유용성 때문에 1929년 이후에는 공업적으로 합성되기 시작하였다. 염화비페닐은 화학적으로 매우 안정하고 열에도 매우 강하며 뛰어난 절연성을 가지고 있으므로, 20세기 초에 급속도로 증가했던 전기관련 제품에 없어서는 안될 존재로 변압기, 스위치, 전류차단기 및 전압조정기 등에 널리 사용되었다. 이와 같이 염화비페닐을 제조하고 사용하는 과정에서 자연적으로 그 지역의 토양이나 수계가 오염되어 왔을 뿐만 아니라 염화비페닐이 사용된 제품이 노후화됨에 따라 공기중으로 유출되어 강우시 다른 지역에도 오염의 원인이 되기도 하는 등 염화비페닐은 환경파괴 및 생태계의 변화를 야기시켰다. 일단 환경중으로 유출된 염화비페닐은 잘 분해되지 않고 안정적으로 존재하므로, 자연의 먹이 사슬을 따라 점차 농축되어 먹이사슬의 정점에 있는 인간에게 큰 영향을 미치게 된다.
염화비페닐은 DNA의 유전정보를 변화시키는 돌연변이 유발물질이기 때문에 매우 낮은 농도에서도 간을 손상시킬 수 있으며 생식세포에 여러 가지 문제와 암을 유발시킬 수 있다(Anderson et al., J. Natl. Cancer Inst., 71(1):157-163, 1983). 기타 만성적인 영향으로는 눈꺼풀의 부풀음, 피부의 색소증가, 관절의 확장, 검은 오줌 및 황달 등을 일으킬 수 있다. 또한, 피부에 심한 발진을 유발하기도 하고 피부로 흡수되면 지방에 축적되어 유독한 효과가 나타내기도 한다 (Harper et al., Fund. Appl. Toxicol., 27:131-139, 1995; Hong et al., Arch. Environ. Contam. Toxicol., 25:118-123, 1993; Taylor, P., The health effects of polychlorinated biphenyls. Boston: Harvard School of Public Health, unpublished thesis, 1988). 한편, 일본에서는 "카네미 유증(Kanemi oil desease)"이라는 질병이 염화비페닐에 의해 발병한 적이 있다. 이를 계기로 일본에서는 1972년에 염화비페닐의 생산을 중단시켰으며, 1970년 후반에 미국이나 캐나다에서도 생산이 금지되었다. 그러나, 이미 제조된 수백만개 이상의 변압기와 대형 축전기 그리고 수억 개 이상의 소형 축전기들이 생산금지 이전에 제조되었고, 현재도 사용되고 있다. 국내에서도 염화비페닐을 함유한 절연유 등이 사용되고 있으며, 이미 물고기의 알이나 독수리의 체내 및 심지어는 인간의 모유나 머리카락에서도 염화비페닐이 검출되었다고 보고되어 염화비페닐에 의한 환경오염문제는 심각한 사회문제로 대두되고 있다.
염화비페닐은 환경속으로 유입되면 광분해에 의한 자연적 제거가 이루어지긴 하지만 이것은 매우 느리게 진행되므로, 상기에서 언급한 바와 같이 환경속에서 매우 안정적이며 쉽게 분해되지 않는다. 비록 공기중의 염화비페닐은 광분해, 먼지에 흡착되는 것, 비에 의한 세척 등으로 제거될 수 있으나, 토양에서는 땅속에 묻히거나 토양침식에 의해서 물 속으로 이동하게 되어 호수나 강, 해양 밑바닥의 침전물에 염화비페닐이 저장되게 된다. 그러나, 환경 내에 저장되는 상기 방법은 염화비페닐에 대한 궁극적힌 해결 방안이 아니므로, 결국 먹이사슬을 통해서 인체 내에 유입될 수 있다. 따라서, 염화비페닐을 제거시킬 수 있는 분해-제거 방법이 절실히 요구되고 있다. 염화비페닐을 소각법에 의하여 처리하면 다이옥신(dioxine), 디벤조퓨란(dibenzofuran) 등의 이차 오염물질이 유발되므로, 이의 소각 처리는 법적으로 금지되고 있다.
현재까지 염화비페닐을 처리하는 방법은 열분해, 촉매분해, 활성탄 흡착 등 물리화학적인 방법이 주류를 이루고 있고 미생물에 의한 처리에 관한 연구는 매우 미진하였다. 그 이유는 효과적으로 염화비페닐을 분해 또는 제거하는 미생물이 밝혀진 것이 매우 적으며 이를 이용한 생물공정 또한 개발이 되지 않고 있기 때문이다. 즉, 산업적으로 이용하기 위해서는 고농도의 염화비페닐에 견딜 수 있는 우량 미생물의 개발 및 분해효소의 생성능 유도시킬 수 있는 배지 및 생물공정의 확립이 필요하다.
이에, 본 발명자들은 염화비페닐을 제거할 수 있는 미생물의 탐색을 시도한 결과, 공단지역의 폐수로부터 분리한 한 균주가 생분해 실험 결과 염화비페닐의 하나인 비페닐(biphenyl)을 효율적으로 분해 제거할 수 있는 균주임을 밝힘으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 인체 및 모든 생물체에 유독하며, 다양한 쓰레기를 소각하거나 산업활동 과정에서 발생하여 자연환경에 유출되는 염화비페닐을 분해-제거하는 미생물 및 상기 미생물을 이용한 염화비페닐 분해-제거방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 염화비페닐을 분해-제거할 수 있는 스핑고비움속(Sphingobium sp.) 균주를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 스핑고비움속(Sphingobium sp.) 균주를 염화비페닐 오염원에 투입하는 것을 특징으로 하는 염화비페닐의 분해-제거방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 스핑고비움속(Sphingobium sp.) 균주를 함유하는 염화비페닐에 대한 분해-제거제를 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 염화비페닐을 분해-제거할 수 있는 스핑고비움속(Sphingobium sp.) 균주를 제공한다. 이때, 상기 균주는 스핑고비움 야노이쿠애인 것이 바람직하고, 스핑고비움 야노이쿠애 KMG425인 것이 더욱 바람직하다. 상기 스핑고비움 야노이쿠애 KMG425는 염화비페닐을 제거할 수 있는 미생물을 탐색한 결과 분리된 균주로서, 스핑고비움속으로 동정된 세균이다.
염화비페닐을 분해-제거하는 미생물의 분리 과정은 다음과 같다. 탄소원인 비페닐 및 미량원소용액(Trace element solution)을 포함하는 최소염배지(Minimal Salts Medium, MSM)를 이용하여 공단지역 폐수로부터 염화비페닐 분해 미생물을 분리하였다. 고체 MSM 배지에서 자라는 콜로니들을 선택하여 액체 MSM 배지 접종한 후 약 30℃에서 진탕배양하고, 일정시간이 지난 후 배양액 일정량을 고체 배지에 재도말·배양하여 균주들을 순수 분리하였다.
순수분리된 균주들의 염화비페닐의 분해능을 측정하기 위해서, 비페닐이 첨가된 시험군, 비페닐이 첨가되지 않은 대조군 및 시험 균주를 첨가하지 않은 대조군의 3가지 시료를 가지고 배양 실험을 수행하였다. 상기의 3가지 시료에서 균주를 배양한 후 각 균주의 성장 및 비페닐의 농도를 분석하였다. 이러한 시험 균주들 중에서 염화비페닐 분해 활성이 가장 우수한 균주를 선별하였고, 이를 KMG425로 명명하였다.
상기 KMG425 균주를 동정하기 위하여, 균주를 배양한 후 16S rRNA 유전자의 염기 서열 결정 및 분석 실험 등을 수행하였다. 그 결과, 상기 KMG425 균주는 서열번호 1로 기재되는 16S rRNA 유전자의 염기 서열을 갖고 있음을 확인하였다. 상기 KMG425 균주의 16S rRNA 유전자의 염기서열을 이용한 분자계통분류학적 분석에서 상기 균주 KMG425는 스핑고비움 야노이쿠애(Sphingobium yanoikuyae)의 표준균주와 97%의 유사도를 나타내어 가장 높은 유연관계를 보여주었으며, 이를 근거로 스핑고비움속에 속하는 균주로 동정되었다.
또한, 상기 균주를 보다 확실하게 동정하기 위하여 생리생화학적 특성을 조사한 결과, 상기 균주는 스핑고비움속 균주가 나타내는 분류학적 특성이 있음을 확인하였다.
따라서, 상기 균주를 스핑고비움속 균주 KMG425로 명명하고, 2003년 3월 3일자로 한국생명공학연구원내 유전자은행에 기탁하였다(수탁번호: KCTC 10438BP).
또한, 본 발명은 상기 스핑고비움속(Sphingobium sp.) 균주를 염화비페닐 오염원에 투입하는 것을 특징으로 하는 염화비페닐의 분해-제거방법을 제공한다.
상기 분해-제거방법에서, 스핑고비움 속 균주 KMG425를 이용하여 염화비페닐을 분해, 제거하기 위해서 20 내지 37℃의 환경조건을 유지시키는 것이 바람직하다. 이때, 상기 균주를 투입하는 방법이 특별히 제한되는 것은 아니나, 본 발명의 균주를 순수배양한 후 상기 균주를 배양액 상태, 동결건조된 균주 및 담체로 고정된 균주로 이루어진 군으로부터 선택하여 투입하는 것이 바람직하고, 10% 글리세롤용액에 현탁하여 -80℃에 보관하거나 멸균된 10% 탈지유에 현탁하여 동결건조된 균주를 보관하는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 스핑고비움속 균주 KMG425는 비페닐을 탄소원으로 이용하여 성장하며, 비페닐을 효과적으로 분해할 수 있다(도 1 참조). 본 발명의 실시예에서 언급되듯이, 상기 KMG425 균주는 비페닐 1 g/ℓ를 5일 만에 완전히 분해할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 스핑고비움속(Sphingobium sp.) 균주를 함유하는 염화비페닐에 대한 분해-제거제를 제공한다.
본 발명의 분해-제거제는 그 오염제거 대상이 특별히 한정되는 것은 아니나, 폐수, 하수, 하천, 해수와 같은 수질오염원 또는 토양오염원을 처리 대상으로 하는 것이 바람직하다. 상기 처리제는 염화비페닐 및 유사물질로 오염된 폐수, 하수, 하천, 해수 또는 토양을 정화하기 위해 사용할 수 있다.
또한 분해-제거제의 형태 역시 특별히 한정되는 것은 아니나, 균주의 순수배양한 후, 배양액 상태로 또는 동결건조하거나 또는 담체에 고정화한 형태인 것이 바람직하다. 특히, 상기 분해-제거제는 본 발명의 미생물을 장기간 안정적으로 보존하기 위해 글리세롤 성분을 포함하여 -80℃에 보관하거나 멸균된 10% 탈지유에 현탁하여 동결건조하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 오염지역의 특성에 따라서 염화비페닐 이외에 다른 물질의 분해 활성을 갖는 미생물을 선택적으로 포함할 수도 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 염화비페닐을 분해하는 미생물의 분리
대구시의 공단지역 폐수로부터 염화비페닐을 분해하는 미생물을 농화배양을 통하여 분리하였다. "농화배양"이란 집적배양 방법의 한 종류로서, 목적 미생물을 선택적으로 분리하기 위해 이용하는 배양방법이다. 즉, 다른 미생물의 생장에는 불리하고, 농화배양하려는 미생물에만 특이적으로 적합한 배양조건을 설정하는 배양방법이다. 분리용 배지로는 탄소원 비페닐 및 미량원소용액을 포함하는 최소염배지(minimal salts medium, MSM: 증류수 1 ℓ를 기준으로, 1.0g K2HPO4, 0.5g NaH2PO4, 1.0g NH4NO3, 0.25g KCl, 0.25g MgSO4·7H 2O, 1㎖ 미량원소용액)를 사용하였다. 이때, 미량원소용액의 조성은 다음과 같다: 증류수 1 ℓ를 기준으로, 2.1g FeSO4·7H2O, 0.25g CoCl2·6H2O, 0.024g NiCl2·6H 2O, 0.005g CuCl2, 0.1g MnCl2·4H2O, 0.144g ZnCl2, 0.1g H3BO3, 0.036g Na2MoO4·2H2O, 5.78g Na-EDTA.
비페닐(1 g/ℓ)이 함유된 액체배지(50 ㎖)에 폐수 1 ㎖을 넣고 30℃에서 1차 농화배양하였다. 농화배양 2주일 후 비페닐이 완전히 분해되고 균체가 충분히 성장하였을 때, 비페닐이 포함된 새로운 배지에 1차 농화배양액 1 ㎖을 접종하여 2차 농화배양을 수행하였다. 동일한 방법으로 2주일 후에 3차 농화배양을 수행하였다. 비페닐이 완전히 분해되고 얻은 3차 농화배양액을 적절하게 희석하여 고체 영양배지 및 MSM 배지에 도말하였다. 고체 MSM(최소염배지) 배지에서 자라는 콜로니들을 순수분리하고 이를 KMG425 균주로 명명하였다. KMG425 균주의 비페닐 분해능을 확인하기 위하여 비페닐이 함유된 액체 MSM 배지에 접종한 후 약 30℃에서 진탕배양하였으며, 60, 120, 160 시간이 경과한 후 배양액을 채취하여 비페닐의 농도와 균체의 성장을 측정하였다. 이때, 균주의 성장을 위한 배지로는 하기 조성을 가지는 액체 배지를 사용하였다: 액체 배지(minimal salts medium: l ℓ 증류수 기준으로, 1.0g K2HPO4, 0.5g NaH2PO4, 1.0g NH4NO3, 0.25g KCl, 0.25g MgSO4·7H2O 및 1 ㎖ 미량원소용액, 염화비페닐은 아세톤에 녹아있는 상태로 최종 농도가 1 g/ℓ가 되도록 첨가).
<실시예 2> 분리한 KMG425의 동정
실시예 1에서 분리된 KMG425 균주를 동정하기 위하여, 먼저 영양 배지(nutrient agar, Difco사)에서 30℃ 조건으로 배양하였다. 16S rRNA 유전자의 염기 서열 결정 및 분석은 윤 등의 방법 (Yoon, et al., Int. J. Syst. Bacteriol., 47, 933, 1997)을 사용하였다.
KMG425의 16S rRNA 유전자의 염기서열 중 서열번호 1로 기재되는 1,421 염기서열을 결정하였으며, 이 염기서열을 이용한 분자계통분류학적 분석에서 상기 균주 KMG425는 스핑고비움 야노이쿠애(Sphingobium yanoikuyae)의 표준균주와 97%의 유사도를 나타내어 가장 높은 유연관계를 보여주는 균주임을 확인하였으며, 따라서 스핑고비움속에 속하는 균주로 동정되었다.
또한, 본 발명의 KMG425 균주를 동정하기 위하여 다양한 분류학적 특성을 조사하였다. 구체적으로, 균의 형태학적 특성, 그램염색결과, 당으로부터 산을 생성하는지의 여부, 다양한 당을 탄소원으로 이용가능한지의 여부, DNase 및 카탈라제(catalase) 활성여부, 나이트레이트 환원(nitrate reduction), 산생성능 등으로부터 상기 균주의 분류학적 위치를 조사하였다 (표 1 및 표 2). 이때, 형태학적 특성은 균주의 형상(원, 타원, 막대형, 나선형 등), 크기(직경 및 길이), 포자의 형성 여부, 그람 염색 등으로 확인하였다. 기타 주된 이소프레노이드 퀴논(isoprenoid quinone)의 종류, 세포내 지방산 분석 등과 같은 화학분류학적 특성을 확인하였다.
균주의 분류학적 특성
성 상 성 질
형태학적 특성 비포자성 간균콜로니 색상: yellow
크 기 0.3-0.7 X 1.0-3.5 ㎛
그 램 염 색 -
DAase 활성 +
카탈라제 활성 +
나이트레이트 환원 -
산 생성능 글리세롤 +람노스 +
주된 이소프레노이드 퀴논 Q-10
전체 세포의 지방산 dorminant : 18:1minor : 16:0major 2-OH : FA 2-OH 14:0
KMG 425 균주의 당류 이용 특성
탄소원 결과 탄소원 결과
증류수 - ρ-hydroxyphenylacetic acid -
α - cyclodextrin - itaconic acid -
dextrin + α-keto butyric acid v
glycogen + α-keto glutaric acid -
tween40 + α-keto valeric acid v
tween80 + D,L-lactic acid v
N-acetyl-D-Galactosamine - malonic acid -
N-acetyl-D-glucosamine - propionic acid +
adonitol - quinic acid +
L-arabinose + D-saccharic acid -
D-arabitol - sebacic acid v
cellobiose + succinic acid -
i-erythritol - bromo succinic acid +
D-fructose + succinic acid -
L-fucose - glucuronamide -
D-glactose + alaninamide v
gentiobiose + D-alanine -
α-D-glucose + L-alanine -
m-inositol - L-alanyl glycine v
α-D-lactose + L-asparagine +
lactose + L-aspartic acid v
maltose + L-glutamic acid +
D-mannitol - glycyl-L-aspartic acid v
D-mannose + glycyl-L-glutamic acid +
D-melibiose v L-histidine -
β-methyl-D-glucoside + hydroxy L-proline +
D-psicose + L-leucine v
D-raffinose + L-ornithine -
L-rhamnose + L-phenylalanine -
D-sorbitol - L-proline +
sucrose + L-pyroglutamic acid -
D-trehalose - D-serine -
turanose v L-serine v
xylitol - L-threonine -
methylpyruvate + D,L-camitine -
mono-methylsuccinate v γ-amino butyric acid -
acetic acid + urocanic acid -
cis-aconitic acid - inosine -
citric acid - uridine -
formic acid - thymidine -
D-galactonic acid lactone - phenyl ethylamine -
D-galacturonic acid - putrescine -
D-gluconic acid v 2-amino ethanol -
D-glucosaminic acid - 2,3-butanediol -
D-glucuronic acid - glycerol -
α-hydroxybutyric acid - D,L-α-glycerol phosphate -
β-hydroxybutyric acid + glucose-1-phosphate -
γ-hydroxybutyric acid - glucose-6-phosphate -
+ : 양성, - : 음성, v : 다양함
따라서, 이상의 분자계통학적 특성에 근거하여 선별된 균주를 스핑고비움속(Sphingobium sp.) 균주로 동정하고, 상기 선별된 균주를 스핑고비움속 균주 KMG425로 명명하였으며, 2003년 3월 3일자로 한국생명공학연구원내 유전자은행에 기탁하였다(수탁번호: KCTC 10438BP).
<실시예 3> 스핑고비움속 균주 KMG425의 비페닐 분해능 조사
실시예 1 및 실시예 2에서 분리·동정한 스핑고비움속 균주 KMG425의 비페닐을 분해하는 활성을 조사하기 위해서, 액체 MSM 배지(minimal salts medium: l ℓ증류수 기준으로, 1.0 g K2HPO4, 0.5 g NaH2PO4, 1.0 g NH4 NO3, 0.25 g KCl, 0.25 g MgSO4·7H2O 및 1 ㎖ 미량원소용액)에 비페닐을 최종 농도가 1 g/ℓ가 되도록 첨가하여 그 분해정도를 측정하였다.
염화비페닐의 분해능을 측정하기 위해서, 비페닐이 첨가된 실험군(아세톤에 녹인 비페닐), 비페닐이 첨가되지 않은 대조군(아세톤만 첨가) 및 KMG425를 첨가하지 않은 대조군를 가지고 배양 실험을 수행하였다. 상기의 3가지 시료 균주를 배양한 후 일정한 시간 간격으로 각 시료 균주의 성장 및 비페닐의 농도를 분석하였다. 분광측정기(spectrophotometer)를 이용하여 600 ㎚에서 균주의 성장을 측정하였고, 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC), 가스크로마토그래피(Fison 8000 series) 및 저분해능 질량분석계(Platform Ⅱ)를 사용하여 염화비페닐 분석을 수행하였다.
그 결과, 본 발명의 스핑고비움속 균주 KMG425는 비페닐을 탄소원으로 이용하여 효과적으로 성장할 수 있으며, 이과정에서 비페닐을 완전히 물과 이산화탄소로 분해함을 확인하였다. 배양 경과일에 비례하여, 스핑고비움속 균주 KMG425는 비페닐을 완전히 분해시켰다(도 1). 상기 KMG425 균주는 비페닐 1 g/ℓ를 5일만에 완전히 분해시킴을 확인하였다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 미생물인 스핑고비움속 균주 KMG425는 인간 및 다른 생물에 유독한 환경호르몬인 염화비페닐을 분해-제거할 수 있는 유용한 특징을 가지고 있으므로, 상기 미생물 및 방법을 이용한 생분해 과정을 통하여 오염된 폐수, 하수, 하천, 해수 또는 토양의 염화비페닐 화합물을 제거함으로써 환경을 정화, 복원하는데 효율적으로 사용할 수 있다.
도 1은 스핑고비움속 균주 KMG425에 의한 생물학적 분해를 통하여 이루어지는 염화비페닐 화합물의 시간경과에 따른 농도 변화를 나타낸 그래프이다.
<110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology <120> Sphingobium sp. microorganism degrading polychlorinated biphenyls and method for environmental cleanup using the same <130> 3p-03-25B <160> 1 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 1421 <212> DNA <213> Sphingobium sp. KMG425 <400> 1 acggctcaga acgaacgctg gcggcatgcc taatacatgc aagtcgaacg agatcttcga 60 tctagtggcg cacgggtgcg taacgcgtgg gaatctgccc ttgggttcgg aataactttg 120 gaaacggaag ctaataccgg atgatgacgt aagtccaaag atttatcgcc caaggatagc 180 ccgcgtagga ttagctagtt ggtggggtaa aggcccacca aggcgacgat ccttagtggt 240 ctgagaggat gatcagccac actgggactg agacacggcc cagactccta cgggaggcag 300 cagagggaat attggacaat gggcgaaagc ctgatccagc aatgccgcgt gagtgatgaa 360 ggcttagggt tgtaaagctc ttttacccgg gatgataatg acagtaccgg gagaataagc 420 tcggctaact ccgtgccagc agccgcggta atacggaggg agctagcgtt gttcggaatt 480 ctgggcgtaa agcgcacgta ggcggctatt caagtcagag gtgaaagccc ggggctcaac 540 ccggaactgc ctttgaaact agatagcttg aatccaggag aggtgagtgg aattccgatg 600 tagaggtgaa attcgtagat attcggaaga acaccagtgg cgaaggcggc tcactggctg 660 gtattgacgc tgaggtgcga aagcgtgggg agcaaacagg attagatacc ctggagtcca 720 cgccgtaaac gatgataact agctgtcagg gcacatggtg ttttggtggc gcactaacgc 780 attaagttat ccgcctgggg agtacggtcg caagattaaa actcaaagga atgacggggg 840 cctgcacaag cggtggagca tgtggtttaa ttcgaagcaa cgcgcaagaa cttaccaacg 900 tttgacatcc ctatcgcgga tcgtggagac actttccttc agttcggctg ataggtgaca 960 ggtgctgcat ggctgtcgtc agctcgtgtc gtgagatgtt gggttaagtc cgcaacgagc 1020 gcaaccctcg cctttagttg ccagcattta gttgggtact ctaaaggacc gccggtgata 1080 agccggagga aggtggggat gacgtcaagt cctcatggcc cttacggttg ggctacacac 1140 gtgctacaat ggcgactaca gtgggcagcc acctcgcgag agggactaat ctccaaaagt 1200 cgtctcagtt cggatcgttc tctgcaactc gagagcgtga aggcgaatcg ctagtaatcg 1260 cggatcagca tgccgcggtg aatacgttcc caggccttgt acaaccgccc gtcacaccat 1320 gggagttgga ttcactcgaa ggcgttgagc taaccgtaag gagcaggcga ccacaggggt 1380 ttagcgactg ggggaagtcg aacaaggtga gtngtccggc c 1421

Claims (9)

  1. 스핑고비움 야노이쿠애(Sphingobium yanoikuyae) KMG425(수탁번호 KCTC 10438BP).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 스핑고비움 야노이쿠애(Sphingobium yanoikuyae) 균주를 염화비페닐 오염원에 투입하는 것을 특징으로 하는 염화비페닐의 분해-제거방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 균주를 20 내지 40℃의 환경조건에 유지시키는 것을 특징으로 하는 분해-제거방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 균주를 배양액 상태, 동결건조된 균주 및 담체로 고정된 균주로 이루어진 군으로부터 선택하여 투입하는 것을 특징으로 하는 분해-제거방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 균주는 동결건조된 균주를 투입하는 것을 특징으로 하는 분해-제거방법.
  8. 제 1항의 균주를 함유하는 염화비페닐의 분해-제거제.
  9. 제 4항에 있어서, 상기 균주가 스핑고비움속 야노이쿠애(Sphingobium yanoikuyae) KMG425(수탁번호 KCTC 10438BP)인 것을 특징으로 하는 염화비페닐의 분해-제거방법.
KR10-2003-0051468A 2003-07-25 2003-07-25 염화비페닐 화합물을 분해하는 미생물인 스핑고비움속 균주 및 이를 이용한 환경정화 방법 KR100511769B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0051468A KR100511769B1 (ko) 2003-07-25 2003-07-25 염화비페닐 화합물을 분해하는 미생물인 스핑고비움속 균주 및 이를 이용한 환경정화 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0051468A KR100511769B1 (ko) 2003-07-25 2003-07-25 염화비페닐 화합물을 분해하는 미생물인 스핑고비움속 균주 및 이를 이용한 환경정화 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050012489A KR20050012489A (ko) 2005-02-02
KR100511769B1 true KR100511769B1 (ko) 2005-09-02

Family

ID=37224447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0051468A KR100511769B1 (ko) 2003-07-25 2003-07-25 염화비페닐 화합물을 분해하는 미생물인 스핑고비움속 균주 및 이를 이용한 환경정화 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100511769B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160049661A (ko) * 2014-10-28 2016-05-10 대한민국(농촌진흥청장) 유기인계 농약을 분해하는 신규 균주
KR20160049662A (ko) * 2014-10-28 2016-05-10 대한민국(농촌진흥청장) 에토프로포스 살충제를 분해하는 신규 균주
KR20220075014A (ko) 2020-11-26 2022-06-07 대한민국(환경부 국립생물자원관장) 이미노디프로피오니트릴 분해 활성을 갖는 파라코커스 속 균주 및 이의 용도
KR20230096372A (ko) 2021-12-23 2023-06-30 국립낙동강생물자원관 난분해성 유기탄소물질 제거 기능이 우수한 미생물 혼합 균주 및 폐수 처리 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100801983B1 (ko) * 2007-04-19 2008-02-12 고려대학교 산학협력단 환경호르몬 제거용 리포좀-앱타머 복합체 및 이를 이용한 환경호르몬 제거방법
CN110317760B (zh) * 2019-07-22 2020-09-29 肇庆学院 一株PAHs-重金属复合污染降解/吸附菌及其在环境污染修复中的应用
KR102461894B1 (ko) * 2020-12-24 2022-11-03 경상국립대학교산학협력단 플라스틱 분해 활성을 갖는 신규한 미생물
CN112852660A (zh) * 2021-01-05 2021-05-28 西南科技大学 一种修复焦化土壤的微生物菌剂及其应用

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160049661A (ko) * 2014-10-28 2016-05-10 대한민국(농촌진흥청장) 유기인계 농약을 분해하는 신규 균주
KR20160049662A (ko) * 2014-10-28 2016-05-10 대한민국(농촌진흥청장) 에토프로포스 살충제를 분해하는 신규 균주
KR101647782B1 (ko) 2014-10-28 2016-08-11 대한민국 에토프로포스 살충제를 분해하는 신규 균주
KR101647780B1 (ko) 2014-10-28 2016-08-11 대한민국 유기인계 농약을 분해하는 신규 균주
KR20220075014A (ko) 2020-11-26 2022-06-07 대한민국(환경부 국립생물자원관장) 이미노디프로피오니트릴 분해 활성을 갖는 파라코커스 속 균주 및 이의 용도
KR102451612B1 (ko) 2020-11-26 2022-10-07 대한민국(환경부 국립생물자원관장) 이미노디프로피오니트릴 분해 활성을 갖는 파라코커스 속 균주 및 이의 용도
KR20230096372A (ko) 2021-12-23 2023-06-30 국립낙동강생물자원관 난분해성 유기탄소물질 제거 기능이 우수한 미생물 혼합 균주 및 폐수 처리 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050012489A (ko) 2005-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Briglia et al. Rhodococcus percolatus sp. nov., a bacterium degrading 2, 4, 6-trichlorophenol
Zhuang et al. Bacillus naphthovorans sp. nov. from oil-contaminated tropical marine sediments and its role in naphthalene biodegradation
Purwanti et al. Biodegradation of diesel by bacteria isolated from Scirpus mucronatus rhizosphere in diesel-contaminated sand
Pathiraja et al. Solubilization and degradation of polychlorinated biphenyls (PCBs) by naturally occurring facultative anaerobic bacteria
Cheffi et al. Isolation and characterization of a newly naphthalene-degrading Halomonas pacifica, strain Cnaph3: biodegradation and biosurfactant production studies
CN114854626B (zh) 一种降解多环芳烃类污染物的假单胞菌菌株及其应用
KR100511769B1 (ko) 염화비페닐 화합물을 분해하는 미생물인 스핑고비움속 균주 및 이를 이용한 환경정화 방법
KR20140119856A (ko) 바이오 플락 시스템의 수질 정화용 갯벌 유래 로도코커스 속 신규 균주 및 미생물 제재
Espeche et al. Factors affecting growth of an n-hexadecane degrader Acinetobacter species isolated from a highly polluted urban river
Ishaya et al. Degradation of used engine oil by alcaligenes sp. strain isolated from oil contaminated site: isolation, identification, and optimization of the growth parameters
KR101432425B1 (ko) 연안 갯벌과 갯지렁이로부터 동정된 복수의 균주 속 미생물을 포함하는 유기물 정화제
KR100325252B1 (ko) 방향족 화합물을 분해하는 신규 미생물 로도코커스피리디노보란스 pdb9
KR101475589B1 (ko) 연안 갯벌에서 분리 동정한 균주 및 이를 이용한 갯벌 유기물 정화제
JPH0824589B2 (ja) フェノール性化合物の生物分解方法およびそれに用い得る新規菌株
Fathi et al. Isolation and identification of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) degrading bacteria from Arak petrochemical wastewater.
MOZAFAR et al. Isolation and identification of anionic surfactant degrading bacteria from activated sludge
Ngugi et al. Rhodococcus opacus strain RW, a resorcinol-degrading bacterium from the gut of Macrotermes michaelseni
KR100435526B1 (ko) 리그닌 분해활성을 갖는 마이크로박테리움 속pa5(kctc 10172bp)
KR100403267B1 (ko) 다이옥신 및 다이옥신 유사물질을 흡착·제거하는 신규미생물 바실러스 퍼밀러스 bs-019 및 이를 이용한다이옥신 및 다이옥신 유사물질의 흡착·제거방법
KR101581998B1 (ko) 갯벌 유래 로도코커스 속 신규 균주를 이용한 수산 유기폐수 처리용 미생물 제재
Teja et al. Microbial profiling, bioremediation of cadmium and dye decolourization competence of marine bacterial isolates
KR100495833B1 (ko) 다환 방향족 탄화수소 화합물 생분해성 스핑고모나스속 균주 us6-1 및 상기 균주를 이용한 다환 방향족탄화수소 화합물의 생물학적 처리방법
KR102652220B1 (ko) 1,4-디옥산 분해능이 우수한 시넬라 그래뉼리 ck-4 균주 및 이를 이용한 1,4-디옥산 함유 폐수의 처리 방법
KR100328913B1 (ko) 2,4-디니트로페놀을 분해하는 새로운 종 로도코커스 코리엔시스 dnp505
KR100312007B1 (ko) 3-에틸피리딘과 3-메틸피리딘을 분해하는 새로운 종 고르도니아 니티다 le31

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110822

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120822

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee