KR101616532B1 - 신규한 락토바실러스 속 미생물 및 이의 용도 - Google Patents

신규한 락토바실러스 속 미생물 및 이의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스틸벤 배당체 분해 능력이 우수한 신규한 락토바실러스 속 미생물, 상기 미생물을 포함하는 스틸벤 배당체 분해용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 스틸벤 배당체 분해용 키트, 스틸벤 배당체로부터 스틸렌 화합물을 생산하는 방법 및 상기 미생물과 스틸벤 배당체 함유 식물을 포함하는 식품 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 신규한 락토바실러스 속 균주를 이용하면 종래의 미생물보다도 스틸벨배당체로부터 스틸벤 화합물을 효율적으로 생산할 수 있으므로, 레스베라트롤을 포함하는 다양한 스틸벤 화합물의 효과적인 생산에 널리 활용될 수 있을 것이다.

Description

신규한 락토바실러스 속 미생물 및 이의 용도{Novel Lactobacillus sp. strain and uses thereof}
본 발명은 신규한 락토바실러스 속 미생물 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 스틸벤 배당체 분해 능력이 우수한 신규한 락토바실러스 속 미생물, 상기 미생물을 포함하는 스틸벤 배당체 분해용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 스틸벤 배당체 분해용 키트, 스틸벤 배당체로부터 스틸렌 화합물을 생산하는 방법 및 상기 미생물과 스틸벤 배당체 함유 식물을 포함하는 식품 조성물에 관한 것이다.
레스베라트롤 생합성 유전자(resveratrol synthase, RS)의 산물인 레스베라트롤은 식물이 외부로부터의 물리적 자극이나 곰팡이균에 감염되었을 때 만들어내는 항독성물질인 피토알렉신 (phytoalexin)의 일종으로서, 포도, 오디, 땅콩 등에 들어있으며, 특히 적포도주에 다량 함유되어 있다고 알려져 있다.
레스베라트롤은 항암작용, 항혈전작용, 항산화작용, 심혈관계질환의 발병을 낮추는 등의 효과를 나타낸다고 보고되어 있다. 특히, 레스베라트롤은 상기의 약리활성 효과 외에도 수명연장 관련 단백질인 sir2를 활성화 시키는 물질로 알려지면서 세인의 주목을 끌게 되었고, 레스베라트롤의 함량을 인위적으로 증진시키기 위하여 재배시 포도에 인위적으로 균주를 접종하거나, 수확 후 포도와 땅콩 종자에 초음파 세척 처리나, UV 조사 등을 통하여 레스베라트롤의 함량을 증진시키는 연구들이 시도되고 있다.
이러한 레스베라트롤은 스틸벤 화합물의 일종인 것으로 알려져 있는데, 상기 스틸벤 화합물은 대부분 식물에서 배당체의 형태로 생성되므로, 스틸벤 화합물을 생산하기 위하여는 상기 식물체에서 생산된 스틸벤 배당체로부터 글루코시드를 제거하는 공정이 반드시 필요하다. 이러한 글루코시드를 제거하는 방법으로는 화학적인 방법 또는 효소를 이용한 생물학적인 방법이 알려져 있는데, 생산성의 측면에서는 화학적인 방법이 더욱 효과적이지만, 안전성의 측면에서 취약하기 때문에, 최근에는 생물학적인 방법으로 스틸벤 화합물을 생산하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 상기 효소를 사용하는 방법은 스틸벤 화합물의 생산성이 낮기 때문에, 상기 낮은 생산성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 아직까지는 별다른 성과가 없는 실정이다.
이러한 배경하에서, 본 발명자들은 레스베라트롤과 같은 스틸벤 화합물을 식물에서 유래된 스틸벤 배당체로부터 효과적으로 생산할 수 있는 방법을 개발하고자 예의 연구노력한 결과, 신균한 락토바실러스 속 균주를 사용할 경우, 다양한 스틸벤 배당체로부터 스틸벤 화합물을 효과적으로 생산할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
[선행기술문헌 정보]
1. 한국공개특허 제10-2011-0136093호 (2011.12.21.)
2. 중국공개특허 제101914579호 (2010.12.15.)
본 발명의 목적은 신규한 락토바실러스 속(Lactobacillus sp.) 균주(KCTC 12416BP)를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 락토바실러스 속 균주(KCTC 12416BP)를 포함하는 스틸벤 배당체 분해용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 포함하는 배당체 분해용 키트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물 또는 키트를 이용하여 스틸벤배당체로부터 스틸벤 화합물을 생산하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 락토바실러스 속 균주(KCTC 12416BP)와 스틸벤 배당체 함유 식물을 포함하는 식품 조성물을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시양태로서, 본 발명은 락토바실러스 김치 JB301(Lactobacillus kimchi JB301) 균주(KCTC 12416BP)를 제공한다.
본 발명자들은 식물에서 생산되는 스틸벤 배당체로부터 보다 효과적으로 스틸벤 화합물을 생산하는 방법을 개발하기 위하여, 다양한 연구를 수행하던 중, 유산균주에 주목하게 되었다. 상기 유산균은 고래로부터 식용으로 사용되었으므로, 안전성이 입증되었고, 유산균주에서 생성되는 β-글루코시다아제는 식물에서 생산되는 스틸벤 배당체를 분해하여 스틸벤 화합물을 생성할 수 있기 때문에, 식품에 사용되는 스틸벤 화합물의 생산에는 유산균을 사용함이 적합할 것으로 예상되었다. 이에, 다양한 유산균 중에서 스틸벤 배당체 분해활성이 우수한 균주를 선발하고자 하고자, 13종의 유산균주에서 스틸벤 배당체의 분해활성이 가장 우수한 균주를 선발하고, 이의 기질특이성을 분석한 결과, 다양한 스틸벤 배당체를 분해하여 이로부터 스틸벤 화합물을 생성할 수 있음을 확인하였다. 또한, 스틸벤 배당체를 포함하는 것으로 알려진 호장근 추출물에 상기 선발된 균주를 처리한 결과, 레스베라트롤을 생성할 수 있음을 확인하였다. 이에, 본 발명자들은 상기 균주를 "락토바실러스 김치 JB301(Lactobacillus kimchi JB301)"이라 명명하고, 이를 2013년 6월 5일자로 한국생명공학연구원 생물자원센터에 기탁하여 기탁번호 KCTC 12416BP를 부여받았다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 전통시장 및 김치에서 분리한 다양한 유산균주를 각각 배양하고, 배양된 각 균주의 16S rRNA를 분석하여 13종의 유산균주를 수득하고(표 1), 상기 13종의 유산균주를 대상으로 스틸벤 배당체의 일종인 폴리다틴의 분해활성을 측정한 결과, Lactobacillus kimchi 균주가 가장 우수한 폴리다틴의 분해활성을 나타냄을 알 수 있었다(도 1).
상술한 목적을 달성하기 위한 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 락토바실러스 김치 JB301 균주 또는 그의 산물을 포함하는 스틸벤 배당체 분해용 조성물을 제공한다.
본 발명에서 제공하는 락토바실러스 김치 JB301 균주는 식물에서 생산되는 다양한 스틸벤 배당체를 분해하여 스틸벤 화합물을 생성할 수 있으므로, 상기 조성물에 포함된 락토바실러스 김치 JB301 균주의 산물은 스틸벤 배당체를 분해하여 스틸벤 화합물을 생산하는 활성을 나타내는 한 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 상기 균주의 배양물, 배양상등액, 파쇄물, 상기 파쇄물의 분획물 등이 될 수 있다. 이때, 상기 배양상등액은 락토바실러스 김치 JB301 균주의 배양물을 원심분리하여 수득할 수 있고, 상기 파쇄물은 락토바실러스 김치 JB301 균주를 물리적으로 또는 초음파처리하여 수득할 수 있으며, 상기 분획물은 상기 파쇄물을 원심분리, 크로마토그래피 등의 방법에 적용하여 수득할 수 있다.
본 발명의 용어 "스틸벤 배당체"란, 단당이 고리 모양의 헤미아세탈 구조를 취하고 그 히드록실기가 스틸벤 화합물의 히드록실기 사이에서 물을 상실하고 축합하여 생긴 화합물을 의미하는데, 주로 식물에서 생산된다. 상기 스틸벤 배당체는 특별히 이에 제한되지 않으나, 오디, 호장근, 대황, 땅콩, 포도, 라스베리, 크렌베리 등의 베리류로 부터 얻어지는 추출물에 포함된 것이 될 수 있고, 바람직하게는 폴리다틴(polydatin), 이소라폰티신(Isorhaponticin), 멜베로사이드 A(Melberroside A) 등이 될 수 있다.
본 발명의 용어 "스틸벤 화합물"이란, 에틸렌의 디페닐 치환체인 방향족의 불포화 탄화수소 화합물을 의미하는데, trans-와 cis-의 입체 이성질체가 존재한다. 시스형은 이소스틸벤이라고도 하며, 액체이지만 쉽게 자리옮김 하여 스틸벤이 되며, 트랜스형을 접촉 환원시켜 합성한다. 트랜스형은 백색 분말로, 물에는 잘 녹지 않지만 유기 용매에는 비교적 잘 용해되며, α-페닐신남산의 탈탄산 반응을 통해 합성할 수 있다. 이성질체의 성질에도 다소 차이가 나는데, 시스형보다 트랜스형이 안정하다. 열이나 할로겐화수소의 존재로 시스형이 트랜스형으로 변하는데, 자외선을 조사하면 반대로 트랜스형이 시스형으로 변한다. 상기 스틸벤의 유도체는 발정(發情)·항(抗)말라리아·제암(除癌) 등의 생리작용을 나타낸다고 알려져 있다. 상기 스틸벤 화합물은 특별히 이에 제한되지 않으나, 레스베라트롤(resveratrol), 이소라폰티제닌(isorhapontigenin), 옥시레스베라트롤(oxyresveratrol) 등이 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 락토바실러스 김치 JB301 균주에 기질로서 폴리다틴(polydatin), 이소라폰티신(Isorhaponticin), 멜베로사이드 A(Melberroside A) 등을 가하고 반응시킨 결과, 레스베라트롤, 이소라폰티제닌, 옥시레스베라트롤 배당체 등을 생성할 수 있었고(도 2), 호장근 추출물을 기질로 사용하여 반응시킨 결과 레스베라트롤을 생성할 수 있었다(도 3).
따라서, 본 발명에서 제공하는 락토바실러스 김치 JB301 균주는 글루코사이드를 포함하는 기질로부터 글루코사이드를 선택적으로 제거할 수 있음을 확인하였으므로, 상기 균주는 β-글루코시다아제를 생산 및 분비하는 균주임을 알 수 있었다. 또한, 상기 도 1의 결과를 감안한다면, 본 발명에서 제공하는 균주는 종래의 유산균에 비하여 β-글루코시다아제의 발현수준이 우수하거나 또는 종래의 유산균에서 생산되는 β-글루코시다아제보다도 우수한 효소활성을 나타내는 β-글루코시다아제를 생산하는 유산균주임을 알 수 있었다. 아울러, 본 발명에서 제공하는 락토바실러스 김치 JB301 균주는 스틸벤 배당체로부터 스틸벤 화합물을 생성하는데 사용될 수 있음을 알 수 있었다.
상술한 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 스틸벤 배당체 분해용 키트를 제공한다.
본 발명의 키트는 상기 조성물을 포함하여 식물에서 생산되는 다양한 스틸벤 배당체를 분해하여 이로부터 스틸벤 화합물을 생성하는데 사용될 수 있는데, 특별히 이에 제한되지 않으나,
상기 반응에 적합한 한 종류 또는 그 이상의 다른 구성 성분 조성물, 용액 또는 장치가 포함될 수 있고, 바람직하게는 상기 조성물에 포함된 락토바실러스 김치 JB301 균주 배양용 배지, 스틸벤 배당체 분해반응에 사용되는 완충액, 상기 분해반응을 수행하기 위한 반응용기, 상기 분해반응을 수행하기 위한 온도조절기, 상기 분해반응을 수행하기 위한 타이머 등을 포함할 수 있다.
구체적인 일례로서, 본 발명의 스틸벤 배당체 분해용 키트는 락토바실러스 김치 JB301 균주, 상기 균주 배양용 MRS 배지, 스틸벤 배당체 분해반응에 사용되는 완충액(pH 6.0) 및 스틸벤 배당체 분해반응에 사용되는 항온 반응용기를 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태로서, 본 발명은 스틸벤 화합물의 생산방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 스틸벤 화합물의 생산방법은 식물체로부터 유래된 스틸벤 배당체를 락토바실러스 김치 JB301 균주, 그의 산물, 상기 조성물 또는 상기 키트와 반응시켜서, 상기 스틸벤 배당체를 분해하여 스틸벤 화합물을 생산하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 스틸벤 배당체 및 스틸벤 화합물은 상술한 바와 동일하고; 상기 락토바실러스 김치 JB301 균주는 상기 균주 자체 뿐만 아니라, 상기 균주의 배양물, 배양상등액, 상기 균주의 파쇄물, 상기 파쇄물의 분획물 등을 사용할 수도 있으며; 상기 반응온도는 바람직하게는 30 내지 40℃, 보다 바람직하게는 35 내지 40℃, 가장 바람직하게는 37℃가 될 수 있고; 상기 반응시간은 바람직하게는 5 내지 40시간, 보다 바람직하게는 5 내지 25시간, 가장 바람직하게는 15 내지 25시간이 될 수 있으며; 상기 반응의 pH 조건은 바람직하게는 pH 4.0 내지 8.0, 보다 바람직하게는 pH 5.0 내지 7.0, 가장 바람직하게는 pH 6.0이 될 수 있다. 또한, 상기 생산된 스틸벤 화합물을 회수하는 단계를 추가로 포함할 수 있고; 상기 스틸벤 화합물의 회수는 박막크로마토그래피 또는 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 등을 이용하여 수행할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 락토바실러스 김치 JB301 균주와 스틸벤 배당체 함유 식물을 포함하는 식품 조성물을 제공한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 락토바실러스 김치 JB301 균주는 생체내의 온도와 동일한 온도조건에서 스틸벤 배당체를 분해하여 스틸벤 화합물을 생산할 수 있고, 상기 락토바실러스 김치 JB301 균주와 스틸벤 배당체 함유 식물은 고래로부터 식품 등으로 섭취되어 안전성이 입증되었기 때문에, 상기 락토바실러스 김치 JB301 균주와 스틸벤 배당체 함유 식물을 함께 섭취할 경우, 체내에서 상기 락토바실러스 김치 JB301 균주가 스틸벤 배당체를 분해하여 스틸벤 화합물을 생산할 수 있고, 상기 생산된 스틸벤 화합물은 체내에서 기능성을 발휘할 수 있다. 따라서, 상기 락토바실러스 김치 JB301 균주와 스틸벤 배당체 함유 식물은 식품 조성물의 유효성분으로 사용될 수 있다.
상기 락토바실러스 김치 JB301 균주는 식품 조성물의 총 중량에 대하여 0.01 내지 80 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 60 중량%로 포함한다. 식품이 음료인 경우에는 100㎖를 기준으로 1~30g, 바람직하게는 3 ~ 20g의 비율로 포함될 수 있다. 또한, 상기 조성물은 식품 조성물에 통상 사용되어 냄새, 맛, 시각 등을 향상시킬 수 있는 추가 성분을 포함할 수 있다. 예들 들어, 비타민 A, C, D, E, B1, B2, B6, B12, 니아신(niacin), 비오틴(biotin), 폴레이트(folate), 판토텐산(panthotenic acid) 등을 포함할 수 있다. 또한, 아연(Zn), 철(Fe), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 구리(Cu), 크륨(Cr) 등의 미네랄을 포함할 수 있다. 또한, 라이신, 트립토판, 시스테인, 발린 등의 아미노산을 포함할 수 있다. 또한, 방부제(소르빈산 칼륨, 벤조산나트륨, 살리실산, 데히드로초산나트륨 등), 살균제(표백분과 고도 표백분, 차아염소산나트륨 등), 산화방지제(부틸히드록시아니졸(BHA), 부틸히드록시톨류엔(BHT) 등), 착색제(타르색소 등), 발색제(아질산 나트륨, 아초산 나트륨 등), 표백제(아황산나트륨), 조미료(MSG 글루타민산나트륨 등), 감미료(둘신, 사이클레메이트, 사카린, 나트륨 등), 향료(바닐린, 락톤류 등), 팽창제(명반, D-주석산수소칼륨 등), 강화제, 유화제, 증점제(호료), 피막제, 검기초제, 거품억제제, 용제, 개량제 등의 식품 첨가물(food additives)을 첨가할 수 있다. 상기 첨가물은 식품의 종류에 따라 선별되고 적절한 양으로 사용된다.
상기 식품 조성물은 다양한 식품의 제조에 사용될 수 있다. 구체적인 예로, 상기 조성물을 이용하여 농산물, 축산물 또는 수산물의 특성을 살려 변형시키는 동시에 저장성을 좋게한 가공식품을 제조할 수 있다. 이런 가공식품에는 예들 들어, 과자, 음료, 주류, 발효식품, 통조림, 우유가공식품, 육륙가공식품, 국수 등을 포함한다. 과자는 비스킷, 파이, 케익, 빵, 캔디, 젤리, 껌, 시리얼(곡물푸레이크 등의 식사대용품류 포함) 등을 포함한다. 음료는 탄산음료, 기능성이온음료, 쥬스(예들 들어, 사과, 배, 포도, 알로에, 감귤, 복숭아, 당근, 토마토 쥬스 등), 식혜 등을 포함한다. 주류는 청주, 위스키, 소주, 맥주, 양주, 과실주 등을 포함한다. 발효식품은 간장, 된장, 고추장 등을 포함한다. 통조림은 수산물 통조림(예들 들어, 참치, 고등어, 꽁치, 소라 통조림 등), 축산물 통조림(쇠고기, 돼지고기, 닭고기, 칠면조 통조림 등), 농산물 통조림(옥수수, 복숭아, 파일애플 통조림 등)을 포함한다. 우유가공식품은 치즈, 버터, 요구르트 등을 포함한다. 육류가공식품은 돈까스, 비프까스, 치킨까스, 소세지. 탕수육, 너겟류, 너비아니 등을 포함한다. 밀봉포장생면 등의 국수를 포함한다. 이 외에도 상기 조성물은 레토르트식품, 스프류 등에 사용될 수 있다.
본 발명의 신규한 락토바실러스 속 균주를 이용하면 종래의 미생물보다도 스틸벨배당체로부터 스틸벤 화합물을 효율적으로 생산할 수 있으므로, 레스베라트롤을 포함하는 다양한 스틸벤 화합물의 효과적인 생산에 널리 활용될 수 있을 것이다.
도 1은 13종의 유산균주를 이용하여 폴리다틴으로부터 레스베라트롤을 생산할 수 있는지의 여부를 HPLC로 분석한 결과를 나타내는 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에서 제공하는 락토바실러스 김치 JB301 균주에 의하여 서로 다른 기질에 대한 분해활성을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명에서 제공하는 락토바실러스 김치 JB301 균주에 의하여 호장근 추출물로부터 레스베라트롤을 생성하는 시간 및 생성량을 나타내는 다이어그램이다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 레스베라트롤을 생산하는 유산균주의 선발
전라남도 및 전라북도에 위치한 전통시장으로부터 수득한 10종의 유산균 및 김치로부터 수득한 3종의 유산균를 각각 탄소원으로 포도당 대신 폴리다틴을 첨가한 MRS 선별배지(Proteose Peptone 10.0g/L, Beef Extract 10.0g/L, Yeast Extract 5.0g/L, polydatin 20.0g/L, Polysorbate 80 1.0g/L, Ammonium Citrate 2.0g/L, Sodium Acetate 5.0g/L, Magnesium Sulfate 0.1g/L, Manganese Sulfate 0.05g/L, Dipotassium Phosphate 2.0g/L, Agar 15.0g/L)에 접종하고, 37℃에서 24 시간 동안 배양한 다음, 각각의 배양된 균주로부터 16S rRNA를 수득하고, 이의 염기서열을 분석하였으며, 분석된 염기서열은 Basic Local Alignment Search Tool(BLAST) 알고리즘을 사용하여 진뱅크 데이터베이스(GenBank database)와 비교함으로써 유사성이 가장 높은 균주를 검색하여, 각각의 균주를 동정하였다(표 1).
전통시장과 김치로부터 분리된 유산균들
번호 균주명
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13		 Enterococcus faecium
Lactobacillus kimchi
Lactobacillus rhamnose
Lactobacillus harbinensis
Lactobacillus plantarum
Lactobacillus fermentum
Lactobacillus casei
Lactobacillus sakei
Lactobacillus reuteri
Lactobacillus salivarius
Lactobacillus buchneri
Lactobacillus zeae
Pediococcus cellicola
실시예 2: 상기 선발된 유산균 배양액의 폴리다틴 분해능 측정
상기 실시예 1에서 선발된 13종의 유산균주 중에서 폴리다틴 분해능이 우수한 균주를 공지된 방법으로 선발하였다(Daroit 등, 2008 J. Microbiol. Biotechnol. 18(5) 933-941).
구체적으로, 상기 선발된 13종의 유산균주를 배양하여 수득한 배양액을 원심분리하고, 이로부터 배양상등액을 수득하였다. 이어, 50 mM 쇼듐아세테이트 완충액(pH 6.0)에 상기 수득한 배양상등액과 100 mM 폴리다틴을 가하고, 37℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후, 반응액 10 ㎖를 HPLC에 적용하여 레스베라트롤의 생성여부 및 생성량을 분석하였다(도 1).
도 1은 13종의 유산균주를 이용하여 폴리다틴으로부터 레스베라트롤을 생산할 수 있는지의 여부를 HPLC로 분석한 결과를 나타내는 다이어그램이다. 도 1에서 보듯이, HPLC 분석을 통하여 폴리다틴은 14.8분에 용출되었고, 레스베라트롤은 19.3분에 용출됨을 확인하였으며, 상기 13종의 유산균주 중에서 레스베라트롤을 생성하는 균주는 상기 표 1에 개시된 균주 중에서 2번, 3번, 4번, 10번, 11번, 12번 및 13번 균주로 확인되었고, 그 중에서도 2번 균주를 사용할 경우 가장 많은 량의 레스베라트롤이 생성됨을 확인하였다. 아울러, 상기 2번 균주는 상술한 16S rRNA(서열번호 1) 분석결과 완전히 일치하는 균주가 검색되지 않았고, 가장 유사성이 높은 균주가 Lactobacillus kimchi 임을 알 수 있었다.
이에, 본 발명자들은 가장 우수한 레스베라트롤 생산량을 나타내는 2번 균주를 "락토바실러스 김치 JB301(Lactobacillus kimchi JB301)"이라 명명하고, 이를 2013년 6월 5일자로 한국생명공학연구원 생물자원센터에 기탁하여 기탁번호 KCTC 12416BP를 부여받았다.
실시예 3: 락토바실러스 김치 JB301 균주의 특성분석
실시예 3-1: 기질특이성 분석
상기 실시예 2에서 기탁한 락토바실러스 김치 JB301 균주의 기질 특이성을 분석하기 위하여, 50 mM 쇼듐아세테이트 완충액(pH 6.0)에 락토바실러스 김치 JB301 균주의 배양상등액과 글루코사이드를 포함하는 다양한 기질(폴리다틴, 이소라폰티신(Isorhaponticin) 또는 멜베로사이드 A(Melberroside A))을 50mM의 농도로 가하고, 37℃에서 24시간 동안 반응시켰다(도 2). 도 2는 본 발명에서 제공하는 락토바실러스 김치 JB301 균주에 의하여 서로 다른 기질에 대한 분해활성을 나타내는 개략도이다. 도 2에서 보듯이, 본 발명에서 제공하는 락토바실러스 김치 JB301 균주는 폴리다틴, 이소라폰티신 또는 멜베로사이드 A를 기질로 사용하여 각각 레스베라트롤, 이소라폰티제닌(isorhapontigenin) 또는 옥시레스베라트롤 글루코사이드(oxyresveratrol glucoside)를 생성할 수 있음을 확인하였다.
따라서, 본 발명에서 제공하는 락토바실러스 김치 JB301 균주는 글루코사이드를 포함하는 기질로부터 글루코사이드를 선택적으로 제거할 수 있음을 확인하였으므로, 상기 균주는 β-글루코시다아제를 생산 및 분비하는 균주임을 알 수 있었다. 또한, 상기 도 1의 결과를 감안한다면, 본 발명에서 제공하는 균주는 종래의 유산균에 비하여 β-글루코시다아제의 발현수준이 우수하거나 또는 종래의 유산균에서 생산되는 β-글루코시다아제보다도 우수한 효소활성을 나타내는 β-글루코시다아제를 생산하는 유산균주임을 알 수 있었다.
한편, 본 발명에서 제공하는 락토바실러스 김치 JB301 균주는 스틸벤 배당체로부터 스틸벤 화합물을 생성하는데 사용될 수 있음을 알 수 있었다.
실시예 3-2: 호장근 추출물에 포함된 폴리다틴 분해능 분석
호장근 2.4 kg을 10 L 메탄올에 침지하고 실온에서 7일동안 추출하였다. 상기 추출물을 여과 및 감압농축하여 호장근 추출물 450g을 수득하였다.
50 mM 쇼듐아세테이트 완충액(pH 6.0)에 락토바실러스 김치 JB301 균주의 배양상등액과 상기 수득한 호장근 추출물 1g을 가하고, 37℃에서 40시간 동안 반응시키면서, 반응후 5시간, 15시간, 25시간 및 40시간에 시료를 채취하였으며, 상기 채취된 각 시료를 HPLC에 적용하여 레스베라트롤의 생성시간 및 생성량을 분석하였다(도 3).
도 3은 본 발명에서 제공하는 락토바실러스 김치 JB301 균주에 의하여 호장근 추출물로부터 레스베라트롤을 생성하는 시간 및 생성량을 나타내는 다이어그램이다. 도 3에서 보듯이, 반응후 15시간이 경과한 시점에서 호장근 추출물에 포함된 폴리다틴이 감소하고 레스베라트롤이 증가하기 시작하였으며, 반응후 25시간이 지난 시점에서 호장근 추출물 내의 폴리다틴은 완전히 소모됨을 확인하였다.
따라서, 본 발명에서 제공하는 락토바실러스 김치 JB301 균주는 호장근 추출물로부터 레스베라트롤을 효과적으로 생산하는데 사용될 수 있음을 알 수 있었다.
한국생명공학연구원 생물자원센터 KCTC12416BP 20130605
<110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology <120> Novel Lactobacillus sp. strain and uses thereof <130> PA130450/KR <160> 1 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 1141 <212> DNA <213> Lactobacillus kimchi JB301 16S rRNA <400> 1 caccttaggc ggctagttcc ccgaagggtt accccaccga ctttgggtgt tacaaactct 60 catggtgtga cgggcggtgt gtacaaggcc cgggaacgta ttcaccgcgg catgctgatc 120 cgcgattact agcgattcca gcttcatgta ggcgagttgc agcctacaat ccgaactgag 180 atcggtttta agtgatttgc ttgccctcgc gagttcgcag cacgttgtac cgaccattgt 240 agcacgtgtg tagcccaggt cataaggggc atgatgattt gacgtcgtcc ccaccttcct 300 ccggtttatc accggcagtc tcaccagagt gcccaactga atgctggcaa ctgataataa 360 gggttgcgct cgttgcggga cttaacccaa catctcacga cacgagctga cgacaaccat 420 gcaccacctg tatccatgtc cccgaaggga aagacttatc tctaagcttt tcatggtatg 480 tcaagacctg gtaaggttct tcgcgttgct tcgaattaaa ccacatgctc caccgcttgt 540 gcgggccccc gtcaattcct ttgagtttca atcttgcgat cgtactcccc aggcggagtg 600 cttaatgcgt tagctgcagc actgaagggc ggaaaccctc caacacttag cactcatcgt 660 ttacggcatg gactaccagg gtatctaatc ctgtttgcta cccatgcttt cgaatctcag 720 cgtcagttac agaccagaaa gccgccttcg ccactggtgt tcttccatat atctacgcat 780 tccaccgcta cacatggagt tccactttcc tcttctgcac tcaagtttac cagttttcga 840 agcacttcct cggttgagcc gagggctttc acttcaaact taataaaccg cctacattct 900 ctttacgccc aataaatccg gacaacgctt gccacctacg tattaccgcg gctgctggca 960 cgtagttagc cgtggctttc tggttgaata ccgtcagtac gtgaacagtt actctcacat 1020 atgttcttct tcaacaacag agttttacga tccgaaaacc ttcttcactc acgcggcatt 1080 gctcatcaga ctttcgtcca ttgtggagat tccctactgc tgcctcccgt aggagtttgg 1140 g 1141

Claims (21)

  1. 락토바실러스 김치 JB301(Lactobacillus kimchi JB301) 균주(KCTC 12416BP).
  2. 제1항의 락토바실러스 김치 JB301 균주(KCTC 12416BP) 또는 그의 산물을 포함하는 스틸벤 배당체 분해용 조성물로서,
    상기 스틸벤 배당체는 폴리다틴(polydatin), 이소라폰티신(Isorhaponticin), 멜베로사이드 A(Melberroside A) 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 스틸벤 배당체 분해용 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 락토바실러스 김치 JB301 균주(KCTC 12416BP)의 산물은 배양물, 배양상등액, 파쇄물 및 상기 파쇄물의 분획물로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    스틸벤 화합물을 생산하는 것인 조성물로서,
    상기 스틸벤 화합물은 레스베라트롤(resveratrol), 이소라폰티제닌(isorhapontigenin), 옥시레스베라트롤(oxyresveratrol) 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 스틸벤 배당체 분해용 조성물.
  5. 삭제
  6. 제2항의 조성물을 포함하는 스틸벤 배당체 분해용 키트.
  7. 제6항에 있어서,
    락토바실러스 김치 JB301 균주 배양용 배지, 스틸벤 배당체 분해반응에 사용되는 완충액, 상기 분해반응을 수행하기 위한 반응용기, 상기 분해반응을 수행하기 위한 온도조절기, 상기 분해반응을 수행하기 위한 타이머 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 구성요소를 포함하는 것인 키트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 완충액은 pH 4.0 내지 8.0을 나타내는 것인 키트.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 온도조절기는 30 내지 40℃를 유지하는 것인 키트.
  10. 식물체로부터 유래된 스틸벤 배당체를 제1항의 락토바실러스 김치 JB301 균주 또는 그의 산물, 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항의 조성물 또는 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항의 키트와 반응시켜서, 상기 스틸벤 배당체를 분해하여 스틸벤 화합물을 생산하는 단계를 포함하는, 스틸벤 화합물의 생산방법으로서,
    상기 스틸벤 배당체는 폴리다틴(polydatin), 이소라폰티신(Isorhaponticin), 멜베로사이드 A(Melberroside A) 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것이고,
    상기 스틸벤 화합물은 레스베라트롤(resveratrol), 이소라폰티제닌(isorhapontigenin), 옥시레스베라트롤(oxyresveratrol) 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 스틸벤 화합물의 생산방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 락토바실러스 김치 JB301 균주(KCTC 12416BP)의 산물은 배양물, 배양상등액, 파쇄물 및 상기 파쇄물의 분획물로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    반응 pH는 pH 4.0 내지 8.0인 것인 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    반응온도는 30 내지 40℃인 것인 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    반응시간은 5 내지 40시간인 것인 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    생산된 스틸벤 화합물을 회수하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 스틸벤 화합물의 회수는 박막크로마토그래피 또는 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)에 의해 수행되는 것인 방법.
  19. (a) 제1항의 락토바실러스 김치 JB301 균주 또는 그의 산물; 및
    (b) 스틸벤 배당체 함유 식물 또는 이의 가공물을 포함하는 식품 조성물로서,
    상기 스틸벤 배당체는 폴리다틴(polydatin), 이소라폰티신(Isorhaponticin), 멜베로사이드 A(Melberroside A) 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 식품 조성물.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 스틸벤 배당체 함유 식물은 오디, 호장근, 대황, 땅콩, 포도, 라스베리, 크렌베리 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 식물인 것인 조성물.
  21. 삭제
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