KR101281973B1 - New antibacterial material with antagonistic effect against the food borne pathogenic microorganism such as Bacillus cereus and Listeria monocytogenes, and Bacullus substilis BY08 - Google Patents

New antibacterial material with antagonistic effect against the food borne pathogenic microorganism such as Bacillus cereus and Listeria monocytogenes, and Bacullus substilis BY08 Download PDF

Info

Publication number
KR101281973B1
KR101281973B1 KR1020110085998A KR20110085998A KR101281973B1 KR 101281973 B1 KR101281973 B1 KR 101281973B1 KR 1020110085998 A KR1020110085998 A KR 1020110085998A KR 20110085998 A KR20110085998 A KR 20110085998A KR 101281973 B1 KR101281973 B1 KR 101281973B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antimicrobial
cereus
strain
bacillus
subtilis
Prior art date
Application number
KR1020110085998A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130025453A (en
Inventor
안병용
Original Assignee
전북대학교산학협력단
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 전북대학교산학협력단 filed Critical 전북대학교산학협력단
Priority to KR1020110085998A priority Critical patent/KR101281973B1/en
Publication of KR20130025453A publication Critical patent/KR20130025453A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101281973B1 publication Critical patent/KR101281973B1/en

Links

Images

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
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/195Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C07K14/32Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Bacillus (G)
    • 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
    • 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
    • C12R2001/07Bacillus
    • C12R2001/125Bacillus subtilis ; Hay bacillus; Grass bacillus

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 식중독 유발 세균인 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) 및 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes)에 대하여 동시에 탁월한 항균활성을 갖는 신규한 항균물질(UV254-B) 및 이를 생산하는 균주로서 바실러스 서브틸리스 (B. substilis) BY08에 관한 것이다. 구체적으로는 본 발명에 의하면 신규한 항균물질(UV254-B) 및 이를 생산하는 균주로서 바실러스 서브틸리스 (B. substilis) BY08을 이용하여 인체에 무해한 방법으로 식중독 균인 바실러스 세레우스(B. cereus) 과 리스테리아 모노사이토제네스(L. monocytogenes)를 동시에 억제할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 항균물질을 이용하면 장내 다른 유익균에 대해서는 항균활성을 나타내지 않으면서 바실러스 세레우스(B. cereus) 및 리스테리아 모노사이토제네스(L. monocytognens)에 대해서만 특이적으로 항균활성 및 길항효과를 나타내는 것에 관한 것이다.The present invention is a novel antimicrobial agent (UV254-B) having excellent antibacterial activity against Bacillus cereus and Listeria monocytogenes, which are food poisoning causing bacteria, and Bacillus subtilis as a strain producing the same. (B. substilis) relates to BY08. Specifically, according to the present invention, the bacterium Bacillus cereus (B. cereus) is a novel antibacterial substance (UV254-B) and a bactericidal bacterium by using Bacillus substilis BY08 as a strain to produce the same. And Listeria monocytogenes can be inhibited at the same time. In addition, the use of the antimicrobial agent according to the present invention provides antimicrobial and antagonistic effects specifically against Bacillus cereus and Listeria monocytognens without showing antimicrobial activity against other beneficial bacteria in the intestine. It is about showing.

Description

식중독균 길항 효과를 가지는 신규한 항균물질 및 이를 생산하는 바실러스 서브틸리스 비와이08{New antibacterial material with antagonistic effect against the food borne pathogenic microorganism such as Bacillus cereus and Listeria monocytogenes, and Bacullus substilis BY08}New antibacterial material with antagonistic effect against the food borne pathogenic microorganism such as Bacillus cereus and Listeria monocytogenes, and Bacullus substilis BY08}

본 발명은 식중독균 길항 효과를 가지는 신규한 항균물질 및 이를 생산하는 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08에 관한 것이다.
The present invention relates to a novel antibacterial substance having a food poisoning antagonistic effect and B. subtilis BY08 producing the same.

대두 발효식품은 특별한 지식 없이도 가정에서 누구나 전래의 보편적인 방법으로 제조 가능한 식품으로, 보다 구체적으로는 삼국시대부터 발달한 한국의 대표적 전통발효식품으로서 대두와 같은 콩으로부터 생활환경 주변에 존재하는 미생물들에 의한 발효과정을 거쳐 숙성되는 대표적인 한국의 발효식품 중 하나이다.
Soybean fermented foods are foods that can be manufactured by anyone at home without any special knowledge. More specifically, they are microorganisms that exist around the living environment from soybeans such as soybeans. It is one of the representative Korean fermented foods aged through the fermentation process.

전통방식으로 대두발효식품을 제조할 경우, 생활환경에 산재되어 있는 유해균의 오염문제는 식품안전성에 대한 문제로 아직 남아 있다. 국내 전통장류 내의 여러 오염균 중 바실러스 세레우스(Bacillus cereus)는 장류 주발효균인 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 바실러스 리케니포미스(Bacillus licheniformis) 와 같은 속으로, 토양 등 생활환경 주변에 널리 분포하고 있으며, 열처리에 견딜 수 있는 내생포자를 생성하여 일반적인 살균방법으로는 사멸되지 않으며, 독성물질을 생성하여 식중독을 유발할 수 있다. 이에 2006년 식품의약 안전청(KFDA)에서는 장류 식품중에 유해한 오염균으로서 바실러스 세레우스를 추가하고, 검출 범위를 제품당 10,000마리/g이하로 제한하는 법령을 제정 고시하였다.
When soybean fermented food is manufactured by the traditional method, contamination of harmful bacteria scattered in the living environment remains a problem for food safety. Bacillus cereus is a genus such as Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis, which are main fermenting fungi. It is distributed, and endogenous spores that can withstand heat treatment are not killed by the general sterilization method, and it can cause food poisoning by generating toxic substances. In 2006, the Food and Drug Administration (KFDA) enacted a law to add Bacillus cereus as a harmful contaminant in enteric foods and to limit the detection range to less than 10,000 / g per product.

이에 바실러스 세레우스(B. cereus)를 비롯한 여러 유해균들을 제어 할 목적으로 고농도의 염분을 첨가하거나 합성식품보존제를 사용하여 왔다(Jang 등, 2003). 그러나 웰빙(well being) 트랜드에 맞춰 저염식품이나 무방부제의 식품을 선호하는 추세에 따라, 천연 식품 보존제를 개발하기 위하여 식품 및 의약산업에서의 사용에 있어 안전한 GRAS 미생물로 인정된 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 바실러스 리케니포미스(Bacillus licheniformis)와 같은 속이 생산하는 항균물질(antibacterial material)을 이용하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. In order to control various harmful bacteria including B. cereus, high concentrations of salts have been added or synthetic food preservatives have been used (Jang et al., 2003). However, according to the trend of preferring low salt foods or preservative-free foods to the well being trend, Bacillus subtilis, which has been recognized as a safe GRAS microorganism for use in the food and pharmaceutical industries to develop natural food preservatives ( Research into the use of antibacterial materials of the genus such as Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis has been actively conducted.

따라서, 인체에 무해하면서 식중독균 등 식품의 주요 위해 미생물에 대한 새로운 항균물질에 대한 연구의 필요성이 계속 대두되고 있는 실정이다.
Therefore, the necessity of research on new antimicrobial substances to the major harmful microorganisms of food poisoning bacteria, such as harm to the human body is emerging.

그리고, 바실러스 세레우스(B. cereus)에 대한 항균물질로 바실러스 서브틸리스(B. subtilis)에 의해 생성되는 리포펩타이드 계열의 서펙틴(surfactin), 펜기신(fengycin), 이튜린(iturin) 및 바실로펩틴(bacillopeptins) 등이 알려져 있으나 새로운 항균물질을 찾고자 많은 연구가 진행되어지고 있다.In addition, as an antibacterial substance against B. cereus, lipopeptide-based suctinin, penycin, fengycin, iturin, and lipopeptide produced by B. subtilis Bacillopeptins and the like are known, but many studies are being conducted to find new antimicrobial substances.

이에 본 발명자들은, 식중독 유발 세균인 바실러스 세레우스(B. cereus), 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes)에 대하여 동시에 항균 활성을 갖는 신규한 항균물질 및 이를 생산하는 균주를 개발함으로써 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, the present inventors completed the present invention by developing a novel antimicrobial agent and strain producing the same against antibacterial activity against food poisoning-inducing bacteria B. cereus and Listeria monocytogenes. It became.

구체적으로, 본 발명은 신규한 항균물질 (UV254-B) 및 이를 생산하는 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 균주를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Specifically, an object of the present invention is to provide a novel antibacterial substance (UV254-B) and B. subtilis BY08 strain producing the same.

위와 같은 본 발명에 따른 항균물질(UV254-B)은 서열목록 1을 포함하는 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) KCTC 18217P의 배양에 의해 얻어진다.Antimicrobial material (UV254-B) according to the present invention as described above is obtained by culturing Bacillus subtilis KCTC 18217P comprising SEQ ID NO: 1.

또한 상기 배양은 최적온도 25 내지 40℃, 최적 pH 7.0 내지 8.0, 배양시간 12시간 내지 48시간인 것을 특징으로 배양하는 것을 포함한다.In addition, the culturing includes culturing, characterized in that the optimum temperature of 25 to 40 ℃, optimum pH 7.0 to 8.0, incubation time 12 hours to 48 hours.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 항균물질(UV254-B)의 제조 방법은 서열목록 1을 포함하는 바실러스 서브틸리스 균주 (Bacillus subtilis) KCTC 18217P를 분리하는 단계와 상기 분리하는 단계 후 바실러스 서브틸리스 균주 (Bacillus subtilis) KCTC 18217P를 배양하는 단계 및 상기 배양하는 단계 후 항균물질(UV254-B)을 정제하는 단계를 포함하여 바실러스 서브틸리스 균주(Bacillus subtilis) KCTC 18217P를 이용한 항균물질(UV254-B)의 제조 방법이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for preparing an antimicrobial agent (UV254-B), comprising: separating Bacillus subtilis strain KCTC 18217P comprising SEQ ID NO: 1 and Bacillus subtilis after the separation. Bacillus subtilis Strain (Ba254us subtilis) Bacillus subtilis Strain (Bacillus subtilis) KCTC 18217P using an antimicrobial material (UV254-B) including the step of culturing and purifying the antimicrobial material (UV254-B) after the step of culturing ) Is a manufacturing method.

또한 상기 배양은 최적온도 25 내지 40℃, 최적 pH 7.0 내지 8.0, 배양시간 12시간 내지 48시간인 것을 특징으로 배양하는 것을 포함한다. In addition, the culturing includes culturing, characterized in that the optimum temperature of 25 to 40 ℃, optimum pH 7.0 to 8.0, incubation time 12 hours to 48 hours.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) KCTC 18217P 균주는 서열목록 1을 포함하며 항균물질(UV254-B)을 생산하는 균주이다.Bacillus subtilis KCTC 18217P strain according to another feature of the present invention is a strain comprising SEQ ID NO: 1 and produces an antibacterial substance (UV254-B).

또한 상기 항균물질(UV254-B)의 생산은 최적온도 25 내지 40℃, 최적 pH 7.0 내지 8.0, 배양시간 12시간 내지 48시간의 특징으로 배양하여 생산되는 것을 포함한다.
In addition, the production of the antimicrobial material (UV254-B) includes the one produced by culturing the characteristics of the optimum temperature 25 to 40 ℃, optimum pH 7.0 to 8.0, incubation time 12 hours to 48 hours.

본 발명에 따른 신규한 항균 물질(UV254-B) 및 이를 생산하는 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 균주는 식중독 유발 세균인 바실러스 세레우스(B. cereus), 리스테리아 모노사이토제네스(L. monocytogenes) 에 대하여 동시에 항균 활성을 갖는 신규한 항균 물질 및 균주이다. 또한 본 발명에 따른 신규한 항균 물질(UV254-B) 및 이를 생산하는 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 균주는 장내의 다른 균주에는 영향을 미치지 않으면서 식중독 유발세균인 바실러스 세레우스(B. cereus) 및 리스테리아 모노사이토제네스(L. monocytogenes) 에 대하여만 특이적으로 항균 활성을 보이므로, 장내의 유익한 균주에는 영향을 미치지 않는 신규한 항균물질 및 균주이다.
The novel antibacterial substance (UV254-B) and B. subtilis BY08 strains producing the same according to the present invention are food poisoning-inducing bacteria B. cereus, Listeria monocytogenes (L. monocytogenes). New antimicrobial agents and strains that have antimicrobial activity simultaneously. In addition, the novel antibacterial substance (UV254-B) and B. subtilis BY08 strains producing the same according to the present invention without affecting other strains in the gut, Bacillus cereus (B. cereus) and Listeria monocytogenes (L. monocytogenes) is only a novel antibacterial substance and strain that does not affect the beneficial strains in the gut, because it shows only antibacterial activity.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 과 다른 세균(bacteria)과의 계통발생론적 관계를 나타내는 그림이다.
도 2는 PCR-생성된 증폭 바실러스 세레우스(B. cereus) HblA 분획의 아가로스 겔 전기영동 도면이다(Lane M: molecular size marker; Lane 1: B. subtilis BY08 (A); B. cereus (KCTC 3624) (B): Lane2: enterotoxin-positive control; Lane3: enterotoxin-negative control).
도 3은 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 의 배양액의 세포 성장 및 항균활성에 탄소 공급원이 미치는 영향을 살펴본 그래프이다.
도 4는 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 의 배양액의 세포 성장 및 항균활성에 금속 이온이 미치는 영향을 살펴본 그래프이다(A: KCl; B: CaCl2; C: FeSO4; D: MgSO4; E: CuSO4; F: ZnSO4; G: NaCl).
도 5는 UV 254nm하에 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 로부터 생성된 항균물질의 박막 크로마토그래피 결과를 보여준다.
도 6은 메탄올로 TLC 실리카 겔로부터 용출된 항균물질의 항균활성을 도시한 도면이다
도 7은 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 로부터 생성된 항균물질의 TLC 크로마토그래피 결과를 보여준다.
도 8은 마이크로 용출법으로 바실러스 세레우스에 대하여 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 로부터 정제된 항균물질(UV254-B)의 최소 억제 농도 도면이다.
도 9는 254nm에서 HPLC에 의해 스캔된 항균물질(UV254-B)의 크로마토그램이다.
도 10은 ESI-MS detection, positive ion mode, TIC에 의하여 항균물질(UV-254-B)의 풀 스캔으로부터 얻어진 분획 이온 스펙트럼의 크로마토그램이다.
도 11은 15.186 분부터 15.387 분까지 보유 시간에서 분자의 생성 이온 스펙트럼이다.
1 is a diagram showing a phylogenetic relationship between B. subtilis BY08 and other bacteria according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is agarose gel electrophoresis diagram of PCR-generated amplified B. cereus HblA fraction (Lane M: molecular size marker; Lane 1: B. subtilis BY08 (A); B. cereus (KCTC 3624) (B): Lane 2: enterotoxin-positive control; Lane 3: enterotoxin-negative control.
3 is a graph illustrating the effect of the carbon source on the cell growth and antimicrobial activity of the culture medium of B. subtilis BY08.
4 is a graph illustrating the effect of metal ions on the cell growth and antimicrobial activity of the culture medium of B. subtilis BY08 (A: KCl; B: CaCl2; C: FeSO4; D: MgSO4; E: CuSO 4; F: ZnSO 4; G: NaCl).
5 shows thin film chromatography results of antimicrobial material produced from B. subtilis BY08 under UV 254 nm.
6 is a diagram showing the antimicrobial activity of the antimicrobial substance eluted from TLC silica gel with methanol.
7 shows TLC chromatography results of the antimicrobial material produced from B. subtilis BY08.
FIG. 8 is a plot of the minimum inhibitory concentrations of antimicrobial material (UV254-B) purified from B. subtilis BY08 for Bacillus cereus by microelution.
9 is a chromatogram of antimicrobial material (UV254-B) scanned by HPLC at 254 nm.
10 is a chromatogram of the fractional ion spectrum obtained from a full scan of antimicrobial material (UV-254-B) by ESI-MS detection, positive ion mode, TIC.
FIG. 11 is the product ion spectrum of the molecule at retention time from 15.186 minutes to 15.387 minutes.

본 발명자들은 이에 항균 물질 및 균주를 개발하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 신규한 항균 물질 및 이를 생산하는 균주를 발견하였다. 구체적으로는 식중독균인 바실러스 세레우스(B. cereus) 및 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes)에 대하여 동시에 항균 활성을 갖는 신규한 항균 물질(UV254-B) 및 이를 생산하는 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 균주를 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.
The present inventors have made intensive research efforts to develop antimicrobial substances and strains. As a result, the inventors have found novel antimicrobial substances and strains that produce them. Specifically, a novel antibacterial substance (UV254-B) having antimicrobial activity against food poisoning bacteria B. cereus and Listeria monocytogenes and B. subtilis producing the same The present invention was completed by discovering BY08 strain.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 식중독균인 바실러스 세레우스(B. cereus) 및 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes)에 대하여 항균활성이 있는 신규한 항균물질(UV254-B) 및 이를 생산하는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) BY08 균주에 관한 것이다. 상기 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) BY08 는 대한민국 대전광역시 유성구 과학로 125번지 한국생명공학연구원 미생물자원센터에 2011년 8월 10일자로 기탁하여 2011년 8월 17일자로 수탁번호 KCTC 18217P를 부여 받았으며, 서열목록 1에 따른 염기서열을 포함한다. 또한 본 발명에 따른 상기 신규한 항균물질(UV254-B) 및 이를 생산하는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) BY08은 식중독균인 상기 바실러스 세레우스(B. cereus) 및 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes)에 대하여만 특이적으로 항균활성이 있는 반면에, 장내 다른 균주에는 영향을 미치지 않는 신규한 항균 물질 및 이를 생산하는 균주에 관한 발명이다.
The present invention is a novel antibacterial substance (UV254-B) having antimicrobial activity against food poisoning bacteria B. cereus and Listeria monocytogenes and Bacillus subtilis BY08 to produce the same. It is about a strain. The Bacillus subtilis BY08 was deposited on August 10, 2011 to the Korea Institute of Bioscience and Biotechnology, 125, Gwahak-ro, Yuseong-gu, Daejeon, Korea, and received the accession number KCTC 18217P on August 17, 2011. , The nucleotide sequence according to SEQ ID NO: 1. In addition, the novel antimicrobial material (UV254-B) according to the present invention and Bacillus subtilis BY08 to produce the same is the bacterium Bacillus cereus (B. cereus) and Listeria monocytogenes (Listeria monocytogenes) The invention relates to novel antimicrobial substances and strains that produce them, while having specific antimicrobial activity only, while not affecting other intestinal strains.

또한 본 발명에 따른 상기 항균물질(UV254-B)의 생산량을 증가시키기 위해, 상기 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) BY08의 온도, pH, 배양시간에 관한 배양조건은, 온도 25~40℃, pH 7.0 내지 8.0, 배양시간은12 시간 내지 48 시간 동안 배양할 경우 그 생산량은 최대치가 되어 최대의 항균활성을 나타낸다.
In addition, in order to increase the production of the antimicrobial substance (UV254-B) according to the present invention, the culture conditions relating to the temperature, pH, incubation time of the Bacillus subtilis BY08, temperature 25 ~ 40 ℃, pH 7.0 to 8.0, the incubation time is 12 hours to 48 hours when the production is the maximum value shows the maximum antimicrobial activity.

또한 본 발명에 따른 신규한 항균물질(UV254-B)은 특이적으로 바실러스 세레우스(Bacillus cereus)와 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes)에 항균활성을 나타내었다. 이때, 바실러스 세레우스(B. cereus)에 대한 최소억제농도 값은 64 μg/mL 이상이었다.
In addition, the novel antimicrobial material (UV254-B) according to the present invention exhibited antibacterial activity specifically against Bacillus cereus and Listeria monocytogenes. At this time, the minimum inhibitory concentration value for B. cereus was 64 μg / mL or more.

또한 LC/ESI-MS/MS를 이용하여 항균물질(UV254-B)를 분석한 결과 m/z 1133.6 및 1700.5에서 피크가 관찰되었다. 그리하여 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) BY08 균주로부터 생산된 항균물질(UV254-B)은 기존의 항균물질과는 분자량에서부터 완전히 상이한 바, 본 발명에 따른 항균물질(UV254-B)은 신규한 항균물질로 확인된다.
In addition, the analysis of the antimicrobial substance (UV254-B) using LC / ESI-MS / MS showed peaks at m / z 1133.6 and 1700.5. Thus, the antibacterial substance (UV254-B) produced from the Bacillus subtilis BY08 strain according to the present invention is completely different from the conventional antimicrobial substance in molecular weight, and the antibacterial substance (UV254-B) according to the present invention is It is identified as a novel antimicrobial.

그러므로 본 발명은 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) 및 리스테리아 모노사이토제네스 균주(Listeria monocytogenes)와 같은 식중독균에 대한 길항효과 및 우수한 항균활성 효과를 가지는 신규한 항균물질(UV254-B) 및 이를 생산하는 신규한 균주인 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08을 제공한다.
Therefore, the present invention provides a novel antimicrobial agent (UV254-B) having an antagonistic effect and an excellent antimicrobial activity against food poisoning bacteria such as Bacillus cereus and Listeria monocytogenes, and a novel method for producing the same. Strain B. subtilis BY08.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

실시예Example ::

공시균주Disclosure strain

항균활성 시험에 이용한 공시균주는 한국 생명공학 연구소(Daegeon, Korea)에서 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis KCTC1998), 바실러스 세레우스(Bacillus cereus KCTC 3624), 바실러스 아밀로리쿠파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens, KCTC 1660), 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis KCTC 3559), Salmonellaenteric subsp. enterica (KCTC 2514) 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes KCTC 3710) 및 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus KCTC 1621)를 분양받아 이용하였다.
The strains used for the antimicrobial activity test were Bacillus subtilis KCTC1998, Bacillus cereus KCTC 3624, Bacillus amyloliquefaciens, KCTC 1660 from Daejeon, Korea. ), Bacillus licheniformis KCTC 3559, Salmonellaenteric subsp. Enterica (KCTC 2514) Listeria monocytogenes KCTC 3710 and Staphylococcus aureus KCTC 1621 were used.

<< 실시예Example 1>  1> 바실러스Bacillus 서브틸리스Subtilis (B. (B. subtilissubtilis )  ) BY08BY08 균주의 분리 및 동정 Isolation and Identification of Strain

균주의 분리Isolation of strain

바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 균주를 분리하기 위하여 1차적으로 멸균식염수 18 mL에 청국장 2g을 가한 후 80℃에서 15분간 중탕하였다. 이 후 상징액을 TSB(tryptic soy broth, Bacto, MD, USA) 고체배지에 도말하고 37℃에서 12시간 배양한 후 세균 형태의 콜로니를 분리하였다. 선별된 균주를 TSB 배지(Bacto Co, MD, USA)에 접종한 후 37℃에서 36시간 동안 진탕배양 한 후 그 배양액을 원심분리(15,000 rpm, 15 min)하여 얻은 상징액을 항균력 시험용 시료로 사용하였다. 측정법은 107~8 CFU/mL 농도의 론 셀(lawn cell) 배지(nutrient agar)상의 웰(well)에 각각의 미생물 배양액 100 μL씩을 주입하고 37℃에서 6시간 배양한 다음 유해미생물의 생육저해를 나타내는 청정 존(clear zone)의 직경 (mm)을 측정하였다.
To isolate the B. subtilis BY08 strain, 2 g of Cheonggukjang was first added to 18 mL of sterile saline, followed by bathing at 80 ° C. for 15 minutes. Subsequently, the supernatant was spread on TSB (tryptic soy broth, Bacto, MD, USA) solid medium and incubated at 37 ° C. for 12 hours to isolate bacterial colonies. Selected strains were inoculated in TSB medium (Bacto Co, MD, USA), shaken for 36 hours at 37 ° C, and the supernatant obtained by centrifugation (15,000 rpm, 15 min) was used as a sample for antibacterial activity test. . The assay was performed by injecting 100 microliters of each microbial culture into wells on a nutrient cell of 107-8 CFU / mL, and incubating at 37 ° C for 6 hours to inhibit the growth of harmful microorganisms. The diameter (mm) of the clear zone indicated was measured.

바실러스Bacillus 세레우스(B. cereus)에In B. cereus 대한 길항 균주 선별 Antagonistic strain screening for

본 실시예에서는 대두 발효식품의 주요 위해 미생물인 바실러스 세레우스(B. cereus KCTC 3624)을 효과적으로 저지하기 위한 생물학적제어 방법의 개발을 위하여 바실러스 세레우스 (B. cereus KCTC 3624)에 대한 각각의 분리 균주의 항균력을 비교 검증하였다 (하기 표 1 참조).In this example, each isolated strain against Bacillus cereus (B. cereus KCTC 3624) for the development of a biological control method to effectively block the B. cereus KCTC 3624, a major harmful microorganism of soybean fermented foods. The antimicrobial activity of was compared and verified (see Table 1 below).

구체적으로는 일차적으로 바실러스 세레우스(B. cereus)에 대한 항균활성을 보인 균주들을 분리하여, 바실러스 세레우스(B. cereus KCTC 3624) 론 셀(lawn cell) 배지상에서 항균력을 시험하였다. 그 결과 생육저지환의 직경은 각각 8 mm, 11 mm인 것으로서, 분리균주 BY03와 BY08의 배양액을 첨가한 실험구에서 바실러스 세레우스(B. cereus KCTC 3624)에 대한 항균활성이 있음을 확인 하여 이를 분리하였다. 그리고 그 중에서도 특히 항균활성이 더욱 탁월한 BY08균주를 선별하였다.
Specifically, strains showing antimicrobial activity against B. cereus were primarily isolated and tested for antimicrobial activity on B. cereus KCTC 3624 lawn cell medium. As a result, the diameters of the growth-lowering rings were 8 mm and 11 mm, respectively, and the antibacterial activity against Bacillus cereus (B. cereus KCTC 3624) was isolated from the experimental group to which the cultures of the isolates BY03 and BY08 were added. It was. Among them, the BY08 strain was selected, particularly excellent in antibacterial activity.

Figure 112011066716642-pat00001
Figure 112011066716642-pat00001

균주의 동정Identification of the strain

Gyrase B 유전자의 포워드 프라이머(5`-CCC AAG CTT AAC TGC ACT GGG AAA TYG THG AYA AYA G-3`) GyrB135와 리버스 프라이머(5`-CGG AAT TCG GAT CCA CRT CGG CRT CBG TCA TRA T-3’)를 이용하여 PCR(polymerase chain reaction) 반응을 수행하였다. Gyrase B gene forward primer (5`-CCC AAG CTT AAC TGC ACT GGG AAA TYG THG AYA AYA G-3`) GyrB135 and reverse primer (5`-CGG AAT TCG GAT CCA CRT CGG CRT CBG TCA TRA T-3 ' PCR was carried out using a polymerase chain reaction (PCR) reaction.

구체적인 PCR 반응조건은 94℃에 4분간 열변성(denaturation)을 1 사이클(cycle) 반응하고 94℃에 1분 동안 열변성(denaturation)과 58℃에 1 분간 어닐링(annealing)시킨 후 72℃에 1분간 신장(elongation)과정을 30 사이클(cycle) 반응한 후 72℃에서 10 분 동안 파이널 익스텐션(final extension)을 통하여 증폭하였다. 증폭된 DNA 밴드는 Agarose Gel Extraction Kit(MEGA-spinTM, Intron Co, Seongnam, Korea)를 이용하여 정제하고, 코스모진텍 유전자 해석센터(Seoul, korea) 에 염기서열 분석을 의뢰하였다. Specific PCR reaction conditions were 1 cycle of thermal denaturation at 94 ° C. for 4 minutes, thermal denaturation at 94 ° C. for 1 minute, and annealing at 58 ° C. for 1 minute, followed by 1 at 72 ° C. After 30 minutes of elongation, the reaction was amplified by final extension at 72 ° C. for 10 minutes. The amplified DNA bands were purified using Agarose Gel Extraction Kit (MEGA-spinTM, Intron Co, Seongnam, Korea), and commissioned to sequence analysis at Cosmogenetech Genetic Analysis Center (Seoul, Korea).

염기서열 분석을 통하여 얻은 균주의 염기서열은 Blast Network Service를 이용하여 NCBI 진뱅크 데이터베이스(GenBank database)의 염기서열과 비교하여 계통분류학적 유연관계를 분석하였으며 크러스털W 멀티플 시퀀스 얼리그먼트(ClustalW Multiple Sequence Alignment) 프로그램을 이용하여 유연 관계를 분석하였다. 생화학시험은 API 50CHB kit (Bio Merieux, France)를 이용하여 균주의 당 이용성을 조사하였으며 당 발효성 시험 결과를 애피웹(apiweb , apiweb.biomerieux.com)을 이용하여 분석하였다.
The nucleotide sequence of the strain obtained through the sequencing analysis was analyzed by the Blast Network Service using the Blast Network Service and compared with the nucleotide sequence of the NCBI GenBank database. Flexible relationships were analyzed using the Multiple Sequence Alignment program. Biochemical test was conducted using the API 50CHB kit (Bio Merieux, France) to examine the sugar availability of the strain, and the results of sugar fermentation test were analyzed using apiweb (apiweb, apiweb.biomerieux.com).

선별된 BY08균주의 gyrB gene 염기서열들과 상동성을 비교한 결과 및 계통분류학적 유연관계를 나타내는 계통구조(phylogenic tree)는 표 2와 도 1에 나타내었다.
Results of comparing homology with gyrB gene base sequences of selected BY08 strains and phylogenic trees showing phylogenetic relationships are shown in Table 2 and FIG. 1.

Figure 112011066716642-pat00002
Figure 112011066716642-pat00002

표 2에서 보듯이, BY08는 바실러스 서브틸리스 및 바실러스 아밀로리쿠파시엔스와 98%의 유사성을 나타내었으나, 도 1의 계통분류학적 유연관계를 나타내는 계통구조(phylogenic tree)에서 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)와 가장 유연관계가 높은 것으로 판명되었다.
As shown in Table 2, BY08 showed 98% similarity to Bacillus subtilis and Bacillus amyloliquefaciens, but in Bacillus subtilis (phylogenic tree) showing the phylogenetic relationship of FIG. Bacillus subtilis) was found to be the most flexible.

또한 API 50 CHB 키트를 사용한 생화학 검사 결과를 정리한 하기 표 3에서도 BY08은 바실러스 서브틸리스(B. subtilis)와 99.8%의 유사율을 나타냈으므로 분리균주 BY08을 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08로 명명하였다.
In addition, in Table 3 below, which summarizes the biochemical test results using the API 50 CHB kit, BY08 showed a similarity rate of 99.8% with B. subtilis, so the isolated strain BY08 was replaced with B. subtilis. ) BY08.

Figure 112011066716642-pat00003
Figure 112011066716642-pat00003

<< 실시예Example 2> 최적  2> optimal 배지조성Badge composition

분리 균주의 최적배지 조성을 위한 질소원에 대한 배지조성시험은 기초TSB배지(glucose 0.25%, Na2HPO4 0.5%, NaCl 0.25%)에 트립톤, 효모 추출물, 소이톤(soytone), 펩톤, 쇠고기 추출물, 탈지유 및 대두 추출액 등을 각각 3%씩 첨가하여 30℃, 180 rpm으로 24시간 배양 한 후 상등액을 이용하여 바실러스 세레우스(B. cereus)에 대한 항균활성을 시험하였다. The medium composition test for the nitrogen source for the optimal medium composition of the isolated strains was carried out on the base TSB medium (glucose 0.25%, Na2HPO4 0.5%, NaCl 0.25%), tryptone, yeast extract, soytone, peptone, beef extract, skim milk and Soybean extract was added 3% each, incubated for 24 hours at 30 ℃, 180 rpm and then the supernatant was tested for the antimicrobial activity against B. cereus (B. cereus).

탄소원에 대한 배지조성시험은 단당류 (글루코오스 및 프럭토오스), 이당류 (락토오스 및 수크로오스), 다당류 (전분), 폴리올 (만니톨 및 글리세롤)등을 각각 2%씩 첨가한 후 질소원에 대한 배지조성 시험과 동일하게 수행하였다. 무기염에 대한 배지조성시험은 KCl, CaCl2, FeSO4, MgSO4, CuSO4, ZnSO4, NaCl 등을 각각 1 mM 농도로 첨가하여 질소원의 영향과 동일한 방법으로 검토하였다.
The medium composition test for carbon source was performed by adding 2% of monosaccharides (glucose and fructose), disaccharides (lactose and sucrose), polysaccharides (starch), and polyols (mannitol and glycerol), respectively. The same was done. The media composition test for inorganic salts was examined in the same manner as the effect of nitrogen source by adding KCl, CaCl 2, FeSO 4, MgSO 4, CuSO 4, ZnSO 4, NaCl, etc. at 1 mM concentration.

탄소원Carbon source , 질소원과 With nitrogen sources 무기염에With inorganic salts 따른 항균활성의 변화 Of antimicrobial activity

TSB 배지에서 질소원을 제외한 기초TSB배지(glucose 0.25%, Na2HPO4 0.5%, NaCl 0.25%)에서 각각의 질소원을 3.0% 첨가하여 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08의 항균활성에 미치는 질소원의 영향을 조사하였다 (표 4).
Effects of nitrogen source on the antibacterial activity of B. subtilis BY08 by adding 3.0% of nitrogen source in basic TSB medium (glucose 0.25%, Na2HPO4 0.5%, NaCl 0.25%) except TS It was investigated (Table 4).

Figure 112011066716642-pat00004
Figure 112011066716642-pat00004

그 결과 표 4에서 보듯이, 바실러스 세레우스(B. cereus)에 대한 항균활성은 효모 추출물, 소이톤(soytone) 및 대두 추출물을 첨가한 시험구에서 높게 나타났으며 가장 항균력이 높게 나타난 질소원은 대두 추출물을 첨가한 시험구에서 나타났으며 트립톤, 펩톤, 쇠고기 추출물 및 탈지유를 첨가한 기초TSB 배지 시험구에서는 바실러스 세레우스(Bacillus cereus KCTC 3624)의 성장을 억제하지 못하였다.
As a result, as shown in Table 4, the antimicrobial activity against B. cereus was higher in the yeast extract, soytone, and soybean extract, and the nitrogen source was the highest. It was found in the test group to which the extract was added, and the base TSB medium test group to which tryptone, peptone, beef extract and skim milk was added did not inhibit the growth of Bacillus cereus KCTC 3624.

또한, 기초TSB배지 (대두 추출물3.0%, Na2HPO4 0.5%, NaCl 0.25%)에 각각의 탄소원 2.0% 을 첨가하여 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08의 생육 및 항균활성에 미치는 탄소원의 영향을 조사한 도 3에서 보듯이, 균 생육은 용해성 전분, 수크로스, 글루코오스의 순으로 촉진하였으나, 프럭토오스, 락토오스, 만니톨 및 글리세롤을 첨가한 경우에 생육에는 무관한 것으로 나타났다. 또한 글루코오스, 수크로오스 및 글리세롤들을 첨가한 시험구에서 바실러스 세레우스(B. cereus)에 대한 항균활성이 높게 나타났다.
In addition, the effects of carbon source on the growth and antimicrobial activity of B. subtilis BY08 by adding 2.0% of each carbon source to basal TSB medium (soybean extract 3.0%, Na2HPO4 0.5%, NaCl 0.25%) were investigated. As shown in Figure 3, the growth of bacteria was promoted in the order of soluble starch, sucrose, glucose, but appeared to be irrelevant in the case of addition of fructose, lactose, mannitol and glycerol. In addition, the antibacterial activity against B. cereus was high in the test group containing glucose, sucrose and glycerol.

이상의 결과로부터 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 균주의 항균활성은 탄소원으로 글루코오스를 첨가하면 균의 생육 촉진과 항균활성의 상승효과를 가져오는 것을 확인하였다.
From the above results, it was confirmed that the antimicrobial activity of B. subtilis BY08 strain had the synergistic effect of promoting the growth of bacteria and the antimicrobial activity when glucose was added as a carbon source.

나아가, 무기염의 첨가에 따른 항균활성의 변화를 시험하기 위하여, 기초배지(3% 대두추출물, 2%의 glucose와 1% NaCl 및 1% Na2HPO4)에 각종 무기염을 각각 1 mM 농도로 첨가한 배지를 이용하여 항균활성의 변화를 시험하고 도 4에 결과를 정리하였다.
Furthermore, in order to test the change of the antimicrobial activity according to the addition of the inorganic salt, medium containing various inorganic salts in 1 mM concentration (3% soy extract, 2% glucose and 1% NaCl and 1% Na2HPO4), respectively The change of antimicrobial activity was tested using and the results are summarized in FIG. 4.

도 4에서 보듯이, 무기염을 첨가하지 않은 대조구와 KCl, CaCl2, FeSO4, MgSO4, ZnSO4 및 NaCl 무기염들을 첨가한 시험구와 항균력의 변화를 관찰한 결과 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 다만, CuSO4를 첨가한 시험구에서는 항균력을 전혀 갖지 못하였으며, CuSO4를 첨가한 시험구에서 항균력을 상실하게 된 결과는 아마도 1 mM CuSO4를 첨가한 농도에서 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08를 생육하지 못하여 나타난 결과로 추론된다.
As shown in Figure 4, the control group without the addition of the inorganic salt and the test group with the addition of KCl, CaCl2, FeSO4, MgSO4, ZnSO4 and NaCl inorganic salts did not show a significant difference as a result of the observation. However, the test group containing CuSO4 had no antimicrobial activity, and the result of losing the antimicrobial activity in the test group containing CuSO4 was probably Bacillus subtilis BY08 at the concentration of 1 mM CuSO4. It is inferred from the result of ingrowth.

<< 실시예Example 3> 항균물질( 3> antibacterial substance ( UV254UV254 -B) 분리 -B) separation

항균물질의 준비Preparation of Antimicrobial Substances

선발된 BY 08 균주를 최적배지에 접종한 후 30℃에서 24시간 동안 180 rpm으로 진탕 배양(VS-245MTi, Vision Scientific, Korea)하였다. 배양액 300 mL을 원심분리(8000 rpm, 15 min)한 후 상징액을 항균물질 추출에 사용하였다. 항균물질의 추출은 Huang 등 (2007)의 방법에 따라 수행하였다. 즉, 6N의 염산을 사용하여 상징액의 pH (2.0)를 조절 한 후 4℃에서 24시간 방치한 다음 원심분리(8,000 rpm, 15 min)하여 생성되는 침전물을 분리하였다. 침전물을 80% 메탄올 10 mL에 용해한 후 6 N의 NaOH으로 pH (7.0)를 조절하여 4℃에서 12시간 방치한 다음 원심분리 (10,000 rpm, 15 min)하여 항균물질을 정제하였다. 상징액은 감압농축한 다음 동결건조 (Model FD5508; ilshin, Netherlands)하여 분말시료를 제조하였다.
Selected BY 08 strains were inoculated into optimal medium and shaken at 180 rpm for 24 hours at 30 ° C (VS-245MTi, Vision Scientific, Korea). 300 mL of the culture was centrifuged (8000 rpm, 15 min), and then the supernatant was used for antimicrobial extraction. Extraction of the antimicrobial material was performed according to the method of Huang et al. (2007). That is, by adjusting the pH (2.0) of the supernatant using 6N hydrochloric acid, and left for 24 hours at 4 ℃ and centrifuged (8,000 rpm, 15 min) to separate the resulting precipitate. The precipitate was dissolved in 10 mL of 80% methanol, adjusted to pH (7.0) with 6 N NaOH, and left at 4 ° C. for 12 hours, followed by centrifugation (10,000 rpm, 15 min) to purify the antimicrobial material. The supernatant was concentrated under reduced pressure and then lyophilized (Model FD5508; ilshin, Netherlands) to prepare a powder sample.

TLCTLC 에 의한 항균물질의 정제Purification of antimicrobial substances by

항균물질은 TLC 플레이트(실리카 겔 60 F254, Merck Co, Darmstadt, Germany)를 이용하여 정제하였다(도 5). 즉, 90% 메탄올로 추출한 균 배양액을 동결건조 시킨 분말을 100% 메탄올에 용해시킨 용액을 점적한 후 클로로포름/메탄올/물 (13:5:0.9, v/v/v)혼합액으로 전개시킨 후 UV 램프 (77202 Vilber lourmat, Marne La Vallee Cedex1, France)를 사용하여 254 nm의 파장에서 밴드를 관찰하였다. 항균물질을 분리하여 메탄올로 4℃에서 12시간 동안 추출한 다음 (Lee 등, 2010) 다시 원심분리(15,000 rpm, 15 min) 하여 상등액을 질소가스로 건조시킨 후 -20℃ 냉동고에 보관하면서 사용하였다.
Antibacterial material was purified using TLC plate (silica gel 60 F254, Merck Co, Darmstadt, Germany) (FIG. 5). In other words, a solution obtained by dissolving a lyophilized powder cultured with 90% methanol in 100% methanol was instilled and then developed with a mixture of chloroform / methanol / water (13: 5: 0.9, v / v / v), followed by UV Bands were observed at a wavelength of 254 nm using a lamp (77202 Vilber lourmat, Marne La Vallee Cedex1, France). The antimicrobial material was separated and extracted with methanol at 4 ° C. for 12 hours (Lee et al., 2010) and centrifuged again (15,000 rpm, 15 min) to dry the supernatant with nitrogen gas, and then stored in a -20 ° C. freezer.

항균물질의 분리 정제Separation and purification of antimicrobial substances

상기 항균물질을 이용하여 항균활성을 측정한 결과는 도 6과 같다. The results of measuring the antimicrobial activity using the antimicrobial material are shown in FIG. 6.

TLC에 나타난 A, B와 C 밴드들의 실리카 겔을 긁은 다음 메탄올로 용출시킨 후 농축시킨 물질을 사용하여 바실러스 세레우스(B. cereus)에 대한 페이퍼-디스크(paper-disc)법으로 항균활성을 측정한 결과 2번 밴드(B)에서 항균효과를 확인 할 수 있었으며(도 6 참조), 254nm에서 발광되었다. 발광된 파장대를 근거로 항균물질을 UV254-B로 명명하였다.
Antimicrobial activity was measured by paper-disc method against B. cereus by scraping silica gel of A, B and C bands shown in TLC, eluting with methanol, and using concentrated material. As a result, the antimicrobial effect could be confirmed in the second band (B) (see FIG. 6), and was emitted at 254 nm. The antimicrobial material was named UV254-B based on the emitted wavelength band.

UV 램프로 확인된 항균물질을 정성분석법으로서 닌히드린(ninhydrin)과 요오딘(iodine) 염색법을 이용하여 발색시킨 결과를 도 7에 나타내었다. The antimicrobial material identified by the UV lamp was colored using ninhydrin and iodine staining as qualitative analysis.

도 7의 레인 A는 닌히드린 시약으로 염색한 결과 약한 적자색으로 발색은 되였으나 선명하지는 않았으며, 레인 B는 요오딘 시약으로 염색한 결과 옅은 황색으로 발색이 되었다. 참고로, 닌히드린의 염색시약은 펩타이드의 아민과 결합하여 적자색으로 발색되며, 요오딘 염색시약은 불포화 지방산에 결합하여 노란색으로 발색되므로, 상기 요오딘에 의하여 옅은 황색으로 염색된 결과는 항균물질(UV254-B)이 불포화 지방산이 함유된 물질로 해석이 가능하며 닌히드린에 의해 약한 적자색으로 발색된 결과는 항균물질(UV254-B)은 펩타이드성 물질 임을 알 수 있다. Lane A of FIG. 7 was stained with a ninhydrin reagent, but was light reddish purple, but not clear. Lane B was light yellow when stained with iodine reagent. For reference, the ninhydrin staining reagent is colored in reddish purple by combining with the amine of the peptide, and the iodine dyeing reagent is colored in yellow by binding to unsaturated fatty acids. UV254-B) can be interpreted as a substance containing unsaturated fatty acids, and the result of weak reddish purple color developed by ninhydrin indicates that the antimicrobial substance (UV254-B) is a peptide substance.

또한 항균물질(UV254-B)이 254 nm의 UV 램프에 의해 형광된 결과 등을 종합해 볼 때 항균물질(UV254-B)의 성분은 리포펩티드(lipopeptides)계 물질로 추정된다.
In addition, the antimicrobial substance (UV254-B) is estimated to be a lipopeptide-based substance when the antimicrobial substance (UV254-B) is fluoresced by a 254 nm UV lamp.

실험예Experimental Example ::

<< 실험예Experimental Example 1>  1> 장독소Toxin 생성 유무 실험 Generation test

바실러스 에스피(Bacillus sp.)의 장독소 생성 유?무의 검출은 헤모리신 BL (HblA)유전자를 이용하여 중합효소연쇄반응 (polymerase chain reaction, PCR)과 면역학적 장독소 검출법인 역수동 라텍스 응집반응(reversed passive latex agglutination, RPLA kit, Oxoid) 법으로 확인하였다. Detection of the presence or absence of enterotoxin production in Bacillus sp. Was carried out using a hemolysin BL (HblA) gene for polymerase chain reaction (PCR) and immunoreactive toxin detection. Reaction (reversed passive latex agglutination, RPLA kit, Oxoid) method was confirmed.

HblA 유전자 동정을 위한 프라이머로서, 포워드 프라이머의 서열은 5’-CGG GCG TTC TAG GGC ATA TTG AG-3’, 리버스 프라이머의 서열은 5’-GCG AGT AGT TTA TTA GGG ATT TTT TTC A-3’)를 사용하였다. As primer for HblA gene identification, the sequence of forward primer is 5'-CGG GCG TTC TAG GGC ATA TTG AG-3 ', and the sequence of reverse primer is 5'-GCG AGT AGT TTA TTA GGG ATT TTT TTC A-3') Was used.

시험세균을 뮬러 힌톤 아가(Mueller-Hinton agar, Difco co, france)에 접종하여 37℃에서 하룻밤 배양한 집락을 증류수 50 μL에 부유시키고 98℃에서 20분간 가열하여 DNA를 추출하였다. DNA추출액 2 μL, 혼합 프라이머 2 μL, PCR 혼합액 (deoxy-nucleotide triphosphate, dNTP; Taq polymerase, 10 x buffer) 4 μL, 8-MOP(methoxypsoralene) 12 μL 즉, 총 20 μL를 혼합하여 반응 혼합액(premix)를 만들었다. The test bacteria were inoculated in Mueller-Hinton agar (Difco co, france), and colonies incubated overnight at 37 ° C were suspended in 50 µL of distilled water and heated at 98 ° C for 20 minutes to extract DNA. 2 μL of DNA extract, 2 μL of mixed primer, 4 μL of PCR mixture (deoxy-nucleotide triphosphate, dNTP; Taq polymerase, 10 x buffer), 12 μL of 8-MOP (methoxypsoralene), or 20 μL total )

이를 진앰프 PCR 시스템(GeneAmp PCR system 9600, Perkin-Elmer Cetus Corp., Norwalk, CT, USA)으로 HblAl 프라이머 쌍을 사용한 반응은 94℃에서 5분간 예비변성(predenaturation), 94℃로 45초간 열변성, 65℃로 45초간 어닐링, 72℃에서 45초간 익스텐션(extension), 72℃로 5분간 마지막 익스텐션(extension)하는 30 싸이클(cycle)의 PCR을 시행하였다. PCR에 의한 증폭산물 5 μL를 2% 아가로스 겔 (promega, Madision, WI, USA)의 홈에 넣고 20분간 전기영동 하여 밴드의 유?무를 확인하였다(도 2).
The reaction using the HblAl primer pair with a GeneAmp PCR system 9600, Perkin-Elmer Cetus Corp., Norwalk, CT, USA was carried out for 5 minutes of predenaturation at 94 ° C and for 45 seconds at 94 ° C. PCR was carried out for 30 cycles of annealing at 65 ° C. for 45 seconds, extension at 72 ° C. for 45 seconds, and last extension at 72 ° C. for 5 minutes. 5 μL of the amplified product by PCR was placed in the groove of 2% agarose gel (promega, Madision, WI, USA) and electrophoresed for 20 minutes to confirm the presence or absence of bands (FIG. 2).

장독소Toxin 생성 유무를 확인하기 위한  To check the existence PCRPCR 의 결과Result of

도 2에서 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08및 바실러스 세레우스(B. cereu KCTC 3624)의 HblA 유전자 단편의 PCR 증폭산물을 아가로스 겔에 전기영동 한 후 밴드 유무를 통하여 장독소의 생성 유?무를 확인한 결과, 공시균주 바실러스 세레우스(B. cereus KCTC 3624)는 586 bp에서 밴드가 선명하게 나타난 결과로부터 인체에 유해한 장독소를 생성함을 확인할 수 있었으나, 본 발명의 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08는 인체에 유해한 장독소를 생성하지 않음을 확인되었다.
In FIG. 2, PCR amplification products of HblA gene fragments of B. subtilis BY08 and B. cereu KCTC 3624 were electrophoresed on agarose gels, and then the presence of enterotoxin was produced through band presence. As a result, the test strain Bacillus cereus (B. cereus KCTC 3624) was found to produce harmful toxins to the human body from the results of the clear band band at 586 bp, Bacillus subtilis (B of the present invention) subtilis) BY08 has not been shown to produce harmful toxins.

<< 실험예Experimental Example 2>  2> 바실러스Bacillus 세레우스(B. cereus KCTC 3624)에To Cereus (B. cereus KCTC 3624) 대한 항균활성 측정 Antimicrobial Activity Measurement

분리한 바실러스 서브틸리스 (B. subtilis) BY08 균주의 최고의 항균활성을 나타내기 위한 배지 pH 및 배양 시간에 따른 항균활성의 변화 시험은 다음과 같다. In order to show the best antimicrobial activity of the isolated B. subtilis BY08 strain, the change of antimicrobial activity with medium pH and culture time was as follows.

최적 pH의 설정은 50mL 삼각플러스크에 20mL TSB 배지에 넣고 0.1 N HCl과 0.1 N NaOH용액으로 배지의 초기 pH를 5.5~8.5의 범위로 조절하여 121℃에서 15분 동안 살균하였다. 살균된 배지에 선발된 균주의 전배양액을 1%씩 접종하고 30℃, 180rpm에서 24시간 배양한 후 항균활성을 검토하였다. 최적 배양온도는 25~50℃의 온도범위에서 최적 pH의 설정시험과 동일하게 검토하였다. 최적배양 시간 또한 TSB 배지에 접종한 후 30℃, 180 rpm에 60시간 동안 배양하면서 0, 6, 12, 24, 36, 48, 60시간 별로 시료를 채취하여 여러 종류의 유해미생물에 대한 항균활성을 측정하였다.
The optimum pH was set in a 20mL TSB medium in a 50mL Erlenmeyer plush and sterilized at 121 ° C. for 15 minutes by adjusting the initial pH of the medium to a range of 5.5-8.5 with 0.1 N HCl and 0.1 N NaOH solution. Inoculated with 1% of the pre-culture solution of the selected strains in the sterilized medium and incubated at 30 ℃, 180rpm for 24 hours and examined the antimicrobial activity. The optimum culture temperature was examined in the same manner as the setting test of the optimum pH in the temperature range of 25 ~ 50 ℃. The optimum incubation time was also inoculated in TSB medium and incubated at 30 ° C and 180 rpm for 60 hours while taking samples for 0, 6, 12, 24, 36, 48, and 60 hours for antimicrobial activity against various types of harmful microorganisms. Measured.

배양 온도 및 Incubation temperature and pHpH 에 따른 항균활성의 변화Change of antimicrobial activity

바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08의 항균활성의 변화에 미치는 배양온도 및 pH의 영향을 실험한 결과는 표 5에 나타내었다.
The results of experiments on the effects of incubation temperature and pH on the change of antibacterial activity of B. subtilis BY08 are shown in Table 5.

Figure 112011066716642-pat00005
Figure 112011066716642-pat00005

표 5에서 보듯이, 배양온도를 25~50℃의 범위로 변화시키면서 배양한 결과 25 내지 40℃에서 바실러스 세레우스(B. cereus KCTC 3624)에 대한 항균활성이 높게 나타났다. As shown in Table 5, the antimicrobial activity against Bacillus cereus (B. cereus KCTC 3624) was high at 25 to 40 ℃ as a result of culturing while changing the culture temperature in the range of 25 ~ 50 ℃.

이상의 결과로부터 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 균주의 배양 온도에 따라 항균물질(UV254-B)의 발현량이 달라지며, 25 내지 40℃에서 다량의 항균물질(UV254-B)이 발현되어 항균활성이 우수함을 알 수 있다. 또한 상기 결과로부터 가장 바람직한 배양 온도는 30℃임을 알 수 있다. 그리하여 최대의 항균물질(UV254-B) 발현을 위한 최적의 배양온도 범위는 25 내지 40℃ 임을 알 수 있었다.
From the above results, the expression level of the antimicrobial substance (UV254-B) varies according to the culture temperature of B. subtilis BY08 strain, and a large amount of antimicrobial substance (UV254-B) is expressed at 25 to 40 ° C. It can be seen that the activity is excellent. In addition, it can be seen that the most preferable culture temperature is 30 ℃ from the results. Thus, the optimum incubation temperature range for the maximum antimicrobial (UV254-B) expression was found to be 25 to 40 ℃.

또한 초기 pH를 5.5~8.0 범위로 조절한 후 30℃에서 24시간 배양하면서 초기 pH의 영향을 조사한 결과 배지의 pH에 따라 항균물질(UV254-B)의 생산량이 달라지며, pH가 7.0 내지 8.0인 범위에서 강한 항균활성을 나타내었으며, 가장 바람직하게는 7.5인 시험구에서 가장 강력한 항균활성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과로부터 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08 균주는 pH에 따라 항균활성이 최대치가 되는 항균물질(UV254-B)의 발현량에 차이가 있음을 알 수 있었으며, 최대의 항균물질(UV254-B) 발현을 위한 최적 pH는 7.0 내지 8.0 임을 알 수 있었다.
In addition, after adjusting the initial pH in the range of 5.5 ~ 8.0 and incubated at 30 ℃ for 24 hours to examine the effect of the initial pH, the production of antimicrobial material (UV254-B) changes depending on the pH of the medium, pH is 7.0 to 8.0 It showed a strong antimicrobial activity in the range, it was found that the most potent antimicrobial activity in the test zone which is most preferably 7.5. From these results, it was found that the B. subtilis BY08 strain had a difference in the expression level of the antimicrobial substance (UV254-B), which had the highest antimicrobial activity depending on pH, and the maximum antimicrobial substance (UV254-B). B) The optimal pH for expression was found to be 7.0 to 8.0.

배양시간에 따른 항균활성Antimicrobial Activity According to Incubation Time

바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08균주 를 TSB배지에 접종한 후 30℃에서 180 rpm로 배양 하면서 배양시간에 따른 항균활성의 변화를 검토한 결과는 도 5와 표 6에 나타내었다. 바실러스 세레우스(B. cereus)에 대한 항균활성은 12~48시간까지 매우 높게 나타났다. 하지만 배양 60 시간째에는 항균활성이 거의 사라진 결과로 나타내었다. After inoculating B. subtilis BY08 strain to TSB medium and incubating at 30 rpm at 180 rpm, the change of the antimicrobial activity according to the culture time is shown in FIGS. 5 and 6. The antimicrobial activity against B. cereus was very high from 12 to 48 hours. However, at 60 hours of culture, the antimicrobial activity was almost disappeared.

이상의 결과로부터 배양 시간에 따라 항균물질(UV254-B)의 생산에 차이가 남을 알 수 있으며, 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08로부터 유래된 항균물질(UV254-B) 생산을 위한 최적의 배양시간은 12~48시간 정도가 적당한 것으로 판단되었다.
From the above results, it can be seen that there is a difference in the production of the antimicrobial material (UV254-B) according to the incubation time, and the optimal culture for the production of the antimicrobial material (UV254-B) derived from B. subtilis BY08 12 ~ 48 hours was considered appropriate.

Figure 112011066716642-pat00006
Figure 112011066716642-pat00006

<< 실험예Experimental Example 3>항균물질에 대한 안정성 실험 3> Stability test for antibacterial substance

pHpH 조정과 가열처리에 따른 항균물질의 안정성 실험 Stability test of antimicrobial material by adjustment and heat treatment

항균물질(UV254-B)의 pH에 대한 영향을 조사하기 위하여 pH 3.0, pH 5.0, pH 7.0, pH 9.0, pH 11.0로 조절한 완충용액에 용해시켜 37℃에서 2시간 동안 처리한 다음 페이퍼 디스크(paper-disc)법으로 생육저해가 나타나는 청정 존(clear zone)의 직경(mm)을 측정하였다. 또한 항균물질(UV254-B)의 열 안정성은 알아보기 위하여 동결건조된 항균물질을 멸균수에 녹인 후 30, 40, 60, 80, 100℃에서 각각 1시간 동안 열처리한 다음 페이퍼 디스크법으로 항균 활성을 측정하였다. In order to investigate the effect of the antimicrobial substance (UV254-B) on the pH, it was dissolved in a buffer solution adjusted to pH 3.0, pH 5.0, pH 7.0, pH 9.0, pH 11.0, treated at 37 ° C. for 2 hours, and then the paper disk ( The diameter (mm) of the clear zone in which growth inhibition appeared was measured by the paper-disc method. In addition, to determine the thermal stability of the antimicrobial substance (UV254-B), the lyophilized antimicrobial substance was dissolved in sterile water and heat-treated at 30, 40, 60, 80, and 100 ° C for 1 hour, and then the antibacterial activity by the paper disc method. Was measured.

항균물질(UV254-B)의 pH, 온도에 대한 안정성을 조사한 결과는 표 7에 나타내었다.
The results of examining the stability of pH and temperature of the antimicrobial substance (UV254-B) are shown in Table 7.

TLC 분리 항균물질(UV254-B)의 효소처리에 따른 항균활성 변화 실험Change of Antimicrobial Activity by Enzyme Treatment of TLC Isolating Antibiotic (UV254-B)

항균물질(UV254-B)을 효소로 처리한 후 항균활성의 변화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 항균물질(UV254-B)에 프로테나아제 K(proteinase K), 리파아제(lipase) 및 에스테라제(esterase)를 반응시킨 후 항균활성의 변화를 조사한 결과 또한 표 7에 나타내었다.
In order to investigate the effect of the antimicrobial substance (UV254-B) on the change of antimicrobial activity after enzyme treatment, proteinase K, lipase and esterase (UV) were applied to the antimicrobial substance (UV254-B). The change of antimicrobial activity after esterase) was also shown in Table 7.

Figure 112011066716642-pat00007
Figure 112011066716642-pat00007

표 7에서 보듯이, 항균물질(UV254-B)은 100℃의 고온에서 1시간 동안 가열한 후에 항균활성이 나타나지 않았으나 80℃에서 1시간 동안 가열한 후에도 비교적 강한 항균성을 유지하고 있었다. As shown in Table 7, the antimicrobial material (UV254-B) did not show antimicrobial activity after heating for 1 hour at a high temperature of 100 ℃, but maintained a relatively strong antibacterial even after heating for 1 hour at 80 ℃.

또한, 항균물질(UV254-B)은 pH 3 및 5의 산성 측에서는 항균활성이 감소되었지만, pH 7~11까지의 알칼리성 범위에서는 매우 안정된 항균활성을 유지하였으며, 특히 pH 9의 알칼리에서 항균활성이 가장 강하게 나타났다. TLC를 이용한 정제 물질인 항균물질(UV254-B)는 pH 변화에 크게 영향을 받지 않음을 알 수 있었다. 따라서 위를 통과 할 때 위의 산성의 pH에 의해 그 효능을 발휘 할 수 있을 것으로 기대된다.
In addition, the antimicrobial substance (UV254-B) was reduced in the acidic side of pH 3 and 5, but maintained a very stable antimicrobial activity in the alkaline range up to pH 7-11, especially in the alkaline pH 9 Appeared strongly. It was found that the antimicrobial substance (UV254-B), which is a purified substance using TLC, was not significantly affected by the pH change. Therefore, when passing through the stomach is expected to be able to exert its efficacy by the acidic pH of the stomach.

나아가, 항균물질(UV254-B)을 효소로 처리한 후 항균활성의 변화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 항균물질(UV254-B)에 프로테나아제 K(proteinase K), 리파제(lipase) 및 에스테라제(esterase)를 반응시킨 후 항균활성의 변화를 조사한 결과, 항균물질(UV254-B)은 프로테나아제 K와 리파아제로 처리한 후 완전히 항균활성이 소실되었으나 에스테라제로 처리한 후에는 항균활성이 감소되지 않았다. Furthermore, proteinase K, lipase and estera were applied to the antimicrobial substance (UV254-B) in order to determine the effect of the antimicrobial substance (UV254-B) after the enzyme treatment. After the reaction of esterase, the antibacterial activity (UV254-B) was completely lost after treatment with proteinase K and lipase, but after treatment with esterase Not reduced.

이러한 결과로부터 항균물질(UV254-B)은 단백질 또는 긴 펩티드 쇄를 갖는 구조의 지방산의 물질로서, 리포펩티드계 물질로 추정된다.
From these results, the antimicrobial substance (UV254-B) is a substance of fatty acid having a structure having a protein or a long peptide chain, and is assumed to be a lipopeptide-based substance.

<< 실험예Experimental Example 4> 최소 항균활성 농도 실험 4> Minimum Antimicrobial Activity Concentration Test

바실러스 세레우스(B. cereus)에 대한 최소억제농도(minimum inhibition concentration, MIC)의 측정은 액체배지 미량희석(Broth Microdilution)법 (Bhatta and Kapadnis, 2010)에 준하여 측정하였다. 즉, 96웰 마이크로플레이트의 각 웰에 멸균된 TSB배지(100 μL)를 넣고, 항균물질 (UV254-B) 256 μg/mL (100 μL)을 가하여 단계별로 2배씩 항균물질(UV254-B)를 희석하였다. 1.5×108 cells/mL 농도로(McFarland; 0.5) 미리 배양시킨 바실러스 세레우스(B. cereus KCTC 3624) 배양액을 10배 희석(1.5×107 cells/mL)하여 각 웰에 10 μL씩 접종하여 37℃에서 24시간 동안 생육시킨 후 그 생육의 정도를 판독하였다. 이때 항균활성을 MIC로 나타내었으며, MIC는 바실러스 세레우스(B. cereus KCTC 3624)가 100% 생육되지 않은 시료의 최소농도로 결정하였다. 또한 대조군으로 바실러스 세레우스(B. cereus KCTC 3624) 배양액이 함유되지 않은 그룹과 비교하였다.
The minimum inhibition concentration (MIC) of B. cereus was measured by the liquid microdilution method (Bhatta and Kapadnis, 2010). That is, put sterile TSB medium (100 μL) into each well of a 96-well microplate, add 256 μg / mL (100 μL) of the antimicrobial substance (UV254-B), and apply the antimicrobial substance (UV254-B) twice by step. Diluted. B. cereus KCTC 3624 cultured at 1.5 × 108 cells / mL (McFarland; 0.5) was diluted 10-fold (1.5 × 107 cells / mL) and inoculated in each well by 10 μL at 37 ° C. After growing for 24 hours at, the extent of growth was read. At this time, the antimicrobial activity was expressed as MIC, and MIC was determined as the minimum concentration of the sample without 100% growth of Bacillus cereus (B. cereus KCTC 3624). In addition, the control group was compared with the group containing no B. cereus KCTC 3624 culture.

항균물질의 최소 항균활성 농도Minimum Antimicrobial Activity Concentration of Antimicrobial Substances

항균물질(UV254-B)에 대하여 브로드 마이크로디루션(broth microdilution) 법(Baker 등, 1991)을 시행하여 균의 최소저해농도를 시험한 결과는 도 8과 같다. 항균물질(UV254-B)가 바실러스 세레우스(B. cereus) (1.5×105 CFU/mL)에 대한 최소 항균활성 농도 값은 ≥64 μg/mL로 낮은 항균력을 보였다.
The results of testing the minimum inhibitory concentration of bacteria by performing a broad microdilution method (Baker et al., 1991) on the antimicrobial substance (UV254-B) are shown in FIG. 8. The antimicrobial activity (UV254-B) showed a low antimicrobial activity with a minimum antimicrobial activity concentration value of ≧ 64 μg / mL against B. cereus (1.5 × 10 5 CFU / mL).

<< 실험예Experimental Example 5>  5> LCLC /Of ESIESI -- MSMS 분석을 통한 항균물질의 분자량 측정 등 특성 분석 실험Characterization experiment such as molecular weight measurement of antimicrobial substance through analysis

항균물질의 Antimicrobial LCLC /Of ESIESI -- MSMS 분석analysis

TLC에서 분리한 항균물질(UV254-B) 분석은 MS/MS 분석조건으로 ESI (electrospray ionization) 이온화방식을 선택하였고 포지티브 이온 모드(positive ion mode)에서 MRM (multiple reaction monitoring)방법을 사용하였다. 이동상으로는 A: 물, 0.1% 포름산과 B: 아세토니트릴, 0.1% 포름산을 사용하였으며, 칼럼은 Capcell Pak C18 (2.0 x 100mm, 5μm, Shiseido, Japan)을 사용하였다. Antimicrobial (UV254-B) analysis isolated from TLC selected electrospray ionization (ESI) ionization as the MS / MS analysis condition and used MRM (multiple reaction monitoring) in positive ion mode. A: water, 0.1% formic acid, B: acetonitrile, 0.1% formic acid was used as a mobile phase, and the column was Capcell Pak C18 (2.0 × 100 mm, 5 μm, Shiseido, Japan).

유속은 0.23 mL/min 였으며, 분석시간 선형 구배로 0분에서 이동상 B가 10%부터 20분까지 100%로 이동상 B를 유지하면서 0.23 mL/min의 유속으로 분석을 실시하였다. 21분에서 25분까지는 선형 구배로 이동상 B가 10%가 되도록 하였다. The flow rate was 0.23 mL / min, and the analysis was carried out at a flow rate of 0.23 mL / min while maintaining the mobile phase B from 10% to 20 minutes at 100% from 0% in a linear gradient of analysis time. From 21 to 25 minutes, the linear gradient allowed the mobile phase B to be 10%.

분석컬럼의 온도는 40℃로 일정하게 하였다. 분무 가스(Nebulizing gas)와 충돌 가스(collision gas)는 모두 질소가스를 사용하였고 기타 MS/MS 분석 파라미터는 스프레이 전압(spray voltage) 110 V, 이온 스프레이 온도는 300℃로 설정하였다. 스캔 레인지는 m/z 100~1,800 이였다.
The temperature of the analytical column was kept constant at 40 ℃. Both the nebulizing gas and the collision gas used nitrogen gas, and other MS / MS analysis parameters were set to spray voltage 110 V and ion spray temperature to 300 ° C. The scan range was m / z 100-1,800.

LCLC /Of ESIESI -- MSMS /Of MSMS 를 이용한 항균물질 분자량 분석Analysis of Antimicrobial Molecular Weight Using

항균물질(UV254-B)의 LC/ESI-MS/MS로 분석하여 얻은 크로마토그램을 도9, 10 및 11에 나타내었다. 가장 큰 피이크의 유지시간은 약 15분이었으며, LC/ESI-MS/MS법을 이용하여 스캔 하였을 때 15분 대 나오는 피이크의 분자량을 protonated molecular ion/product ion 이온쌍으로 검출할 수 있었다. Chromatograms obtained by LC / ESI-MS / MS analysis of the antimicrobial substance (UV254-B) are shown in FIGS. 9, 10 and 11. The peak peak retention time was about 15 minutes, and the molecular weight of the peaks in 15 minutes was detected by protonated molecular ion / product ion pairs when scanned using LC / ESI-MS / MS.

즉, m/z 1133.6 및 1700.5에서 피크가 관찰되었으며 (도 11), 이들 결과와 TLC에서의 정색 반응의 결과를 종합해 볼 때 본 연구에서 분리한 항균물질은 비교적 분자량이 큰 시클릭 리포펩티드계의 화합물로서, 기존에 알려진 바실러스 sp에서의 항균물질로 밝혀진 서펙틴(surfactin[1044.6005-1074.5780(m/z)]), 이튜린(ituline[1061.5812, 1075.5810(m/z)]), 펜기신(fengycin[1449.5587-1515.5127(m/z)])계열의 물질과는 완전히 다른 신규한 항균물질 임이 확인되었다.
In other words, peaks were observed at m / z 1133.6 and 1700.5 (FIG. 11), and these results and the results of color reaction in TLC showed that the antimicrobial compounds isolated in this study were relatively cyclic lipopeptides based on molecular weight. As a compound of the present invention, suspectin (surfactin [1044.6005-1074.5780 (m / z)]), iturine (ituline [1061.5812, 1075.5810 (m / z)]), pengisin ( fengycin [1449.5587-1515.5127 (m / z)]) has been identified as a novel antimicrobial material that is completely different from the material of the family.

<< 실험예Experimental Example 6>  6> 바실러스Bacillus 세레우스Cereus (B. (B. cereuscereus ) 및 ) And 리스테리아Listeria 모노사이토제네스(L.  Monocytogenes (L. monocytogenes)에monocytogenes) 대한 특이적 항균효과 및 길항효과를 나타내는 실험 Experiment showing specific antimicrobial and antagonistic effects

각종 식품에서 발생되는 병원성 미생물인 바실러스 세레우스(B. cereus), 리스테리아 모노사이토제네스(L. monocytogenes), S. enterica와 S. aureus와 사료의 발효에 사용되는 바실러스 서브틸리스(B. subtilis), 바실러스 리체니포미스(B. licheniformis)와 바실러스 아밀로리쿠페이션스(B. amyloliqufaciens)에 대한 항균물질 및 본 발명에 따른 항균물질 (UV254-B)의 항균범위를 조사한 결과를 표 8에 나타내었다.
B. cereus, pathogenic microorganisms from various foods, Listeria monocytogenes, S. enterica and S. aureus, and B. subtilis used for fermentation of feed. , B. licheniformis (B. licheniformis) and B. amyloliqufaciens (B. amyloliqufaciens) and the antimicrobial range of the antimicrobial material (UV254-B) according to the present invention was shown in Table 8 the results of the investigation.

Figure 112011066716642-pat00008
Figure 112011066716642-pat00008

그 결과 본 발명에 따른 항균물질 (UV254-B)은 그람양성 균주인 바실러스 세레우스(B. cereus)와 리스테리아 모노사이토제네스(L. monocytogenes)에 대하여 항균활성을 나타낸 반면 바실러스 서브틸리스(B. subtilis), 바실러스 리케니포미스(B. licheniformis), 바실러스 아밀로리쿠페이션스(B. amyloliqufaciens), S. enterica와 S. aureus 에 대해서는 항균효과를 나타내지 않았다(Table 9). Bacillus spp.에서 분리한 항균물질들로는 이튜린(iturin), 바실로미신(bacillomycin), 프리파스타틴(plipastatin)와 서펙신(surfactin)들이 발견되었는데 이러한 항균물질들은 Gram 음성균, 양성균 및 균류(fungi) 등에 대하여 비교적 넓은 길항작용을 갖고 있으나 (Shelburne et al., 2007) 특이적으로 바실러스 세레우스(B. cereus) 와 리스테리아 모노사이토제네스(L. monocytogenes) 에 대하여 항균활성을 나타낸 미생물의 분리?동정은 처음으로 밝혀진 결과이다. 본 연구에서 분리하여 얻은 항균물질(UV254-B)는 이러한 바실러스 세레우스(B. cereus) 와 리스테리아 모노사이토제네스(L. monocytogenes) 균주에 특이적으로 높은 항균활성을 갖고 있으며 일반적으로 응용되는 바실러스(Bacillus) 유익균에 대하여 항균활성을 나타내지 않았다.
As a result, the antibacterial substance (UV254-B) according to the present invention showed antimicrobial activity against gram positive strains Bacillus cereus and Listeria monocytogenes, whereas Bacillus subtilis (B. subtilis), B. licheniformis, B. amyloliqufaciens, S. enterica and S. aureus did not show antimicrobial effects (Table 9). Antimicrobial agents isolated from Bacillus spp. Were found to be iturin, bacillomycin, prepastatin and surfactin. These antimicrobial agents were Gram-negative bacteria, benign bacteria and fungi. (Shelburne et al., 2007) Isolation and identification of microorganisms showing antimicrobial activity against B. cereus and L. monocytogenes specifically This is the first result. The antimicrobial substance (UV254-B) isolated from this study has high antibacterial activity against B. cereus and L. monocytogenes strains and is commonly applied to Bacillus (B. cereus). Bacillus) did not show antimicrobial activity against beneficial bacteria.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 신규한 항균 물질(UV254-B) 및 이를 생산하는 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) BY08은 바실러스 세레우스(B. cereus) 및 리스테리아 모노사이토제네스(L. monocytogenes) 에 대하여 특이적으로 항균활성 및 길항효과가 우수함을 알 수 있다.
As described above, the novel antibacterial substance (UV254-B) and B. subtilis BY08 producing the same according to the present invention are Bacillus cereus (B. cereus) and Listeria monocytogenes (L. monocytogenes). It can be seen that the antimicrobial activity and antagonistic effect are excellent.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It is natural.

한국생명공학연구원Korea Biotechnology Research Institute KCTC18217PKCTC18217P 2011081020110810

서열목록 전자파일 첨부Attach an electronic file to a sequence list

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 바실러스 세레우스(B. cereus) 및 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes)에 대해 동시에 항균 활성을 가지며, 리포펩타이드계인 항균물질을 생산하고, 서열목록 1의 염기서열을 포함하는 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) KCTC 18217P 균주.
Bacillus subtilis having antimicrobial activity against B. cereus and Listeria monocytogenes at the same time, producing antilipides based on lipopeptides, and comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 ) KCTC 18217P strain.
제 5항에 있어서,
상기 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KCTC 18217P 균주는 하기 (a) 내지 (c)의 조건에서 배양되는 것을 특징으로 하는 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) KCTC 18217P 균주.
(a) 온도 25 내지 40℃;
(b) pH 7.0 내지 8.0;
(c) 배양시간 12시간 내지 48시간;
6. The method of claim 5,
The Bacillus subtilis KCTC 18217P strain is cultured under the conditions of the following (a) to (c) Bacillus subtilis KCTC 18217P strain.
(a) a temperature of 25 to 40 ° C;
(b) pH 7.0 to 8.0;
(c) incubation time 12 hours to 48 hours;
제5항에 있어서,
상기 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) KCTC 18217P 균주는 효모 추출물, 소이톤(soytone) 및 대두 추출물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 질소원을 포함하는 배지에서 배양되는 것을 특징으로 하는 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) KCTC 18217P 균주.
The method of claim 5,
The Bacillus subtilis KCTC 18217P strain is a Bacillus subtilis (Bacillus) characterized in that cultured in a medium containing any one or more nitrogen sources selected from the group consisting of yeast extract, soytone and soybean extract subtilis) KCTC 18217P strain.
제5항에 있어서,
상기 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) KCTC 18217P 균주는 글루코오스, 수크로오스 및 글리세롤로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 탄소원을 포함하는 배지에서 배양되는 것을 특징으로 하는 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) KCTC 18217P 균주.

The method of claim 5,
The Bacillus subtilis KCTC 18217P strain is cultured in a medium comprising any one or more carbon sources selected from the group consisting of glucose, sucrose and glycerol. Bacillus subtilis KCTC 18217P strain.

KR1020110085998A 2011-08-26 2011-08-26 New antibacterial material with antagonistic effect against the food borne pathogenic microorganism such as Bacillus cereus and Listeria monocytogenes, and Bacullus substilis BY08 KR101281973B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110085998A KR101281973B1 (en) 2011-08-26 2011-08-26 New antibacterial material with antagonistic effect against the food borne pathogenic microorganism such as Bacillus cereus and Listeria monocytogenes, and Bacullus substilis BY08

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110085998A KR101281973B1 (en) 2011-08-26 2011-08-26 New antibacterial material with antagonistic effect against the food borne pathogenic microorganism such as Bacillus cereus and Listeria monocytogenes, and Bacullus substilis BY08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130025453A KR20130025453A (en) 2013-03-12
KR101281973B1 true KR101281973B1 (en) 2013-07-05

Family

ID=48177072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110085998A KR101281973B1 (en) 2011-08-26 2011-08-26 New antibacterial material with antagonistic effect against the food borne pathogenic microorganism such as Bacillus cereus and Listeria monocytogenes, and Bacullus substilis BY08

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101281973B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102649547B1 (en) * 2019-01-10 2024-03-22 신라대학교 산학협력단 A antimicrobial peptide and a antimicrobial composition containing the same
KR102649548B1 (en) * 2019-01-10 2024-03-22 신라대학교 산학협력단 A antimicrobial peptide and a antimicrobial composition containing the same
CN114540215B (en) * 2021-12-17 2023-08-29 中国科学院遗传与发育生物学研究所 Bacillus subtilis BRS-1 and application thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020014561A (en) * 2000-08-18 2002-02-25 김강권 Antimicrobial Peptide-Producing Microorganism from Korean Fermented Fishes, Jeotkal in Korean
KR101008556B1 (en) 2008-12-03 2011-01-17 건국대학교 산학협력단 Method for Production of L?ribose

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020014561A (en) * 2000-08-18 2002-02-25 김강권 Antimicrobial Peptide-Producing Microorganism from Korean Fermented Fishes, Jeotkal in Korean
KR101008556B1 (en) 2008-12-03 2011-01-17 건국대학교 산학협력단 Method for Production of L?ribose

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Letters in Applied Microbiology. 1999, Vol.28, pp.363-367 *
Letters in Applied Microbiology. 1999, Vol.28, pp.363-367*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130025453A (en) 2013-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ullah et al. Purification and primary characterization of a novel bacteriocin, LiN333, from Lactobacillus casei, an isolate from a Chinese fermented food
Zhao et al. Isolation and identification of antifungal peptides from Bacillus BH072, a novel bacterium isolated from honey
Moshafi et al. Antimicrobial activity of Bacillus sp. strain FAS 1 isolated from soil.
CN107849518B (en) Endophytic bacterium, bacillus oryzae, and preparation for natural plant protection and plant enhancement using same
Muzzamal et al. Isolation, identification and screening of endophytic bacteria antagonistic to biofilm formers
Quadri et al. Characterization and antimicrobial potential of extremely halophilic archaea isolated from hypersaline environments of the Algerian Sahara
Arul Jose et al. Phylogenetic‐affiliation, antimicrobial potential and PKS gene sequence analysis of moderately halophilic Streptomyces sp. inhabiting an Indian saltpan
Kim et al. Emetic toxin producing Bacillus cereus Korean isolates contain genes encoding diarrheal-related enterotoxins
Balouiri et al. Antifungal activity of Bacillus spp. isolated from Calotropis procera AIT. Rhizosphere against Candida albicans
WO2009030040A1 (en) Antimicrobial activity of bacteriocin-producing lactic acid bacteria
Naine et al. Isolation of soil actinomycetes inhabiting amrithi forest for the potential source of bioactive compounds
Wu et al. Isolation and characterization of an antimicrobial substance from Bacillus subtilis BY08 antagonistic to Bacillus cereus and Listeria monocytogenes
KR101281973B1 (en) New antibacterial material with antagonistic effect against the food borne pathogenic microorganism such as Bacillus cereus and Listeria monocytogenes, and Bacullus substilis BY08
Esawy et al. Evaluation of honey as a new reservoir for probiotic bacteria
Rukmini et al. Production, purification and characterization of bacitracin from Bacillus subtilis
Sabaou et al. Bioactive potential of a new strain of Streptomyces sp. PP14 isolated from Canadian soil
KR101740545B1 (en) Bacillus subtilis strain YD-6 and uses thereof
KR100423121B1 (en) Bacillus Amyloliquefaciens CHO104 with Antagonic Property and Antimicrobial Compound Produced by This Strain
Chauhan et al. Isolation and preliminary characterization of a bacteriocin-producer Bacillus strain inhibiting methicillin resistant Staphylococcus aureus
KR101417365B1 (en) Novel strain Lysinibacillus sp. Y-4B and antimicrobial composition comprising the same
Atta et al. Application of biotechnology for production, purification and characterization of peptide antibiotic produced by probiotic Lactobacillus plantarum, NRRL B-227
Rhee et al. Identification of Streptomyces sp. AMLK-335 producing antibiotic substance inhibitory to vancomycin-resistant enterococci
KR100351622B1 (en) LACTOBACILLUS SP.MT-1077 and new bacteriocins produced therefrom
Hemalatha et al. In vitro characterization of bacteriocin producing Bacillus subtilis from milk samples
Landwehr et al. Biological active rakicidins A, B and E produced by the marine Micromonospora sp. isolate Guam1582

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: 20160608

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170519

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee