KR20050027337A

KR20050027337A - 바실러스 서브틸리스 케이와이 312

Info

Publication number: KR20050027337A
Application number: KR1020030063565A
Authority: KR
Inventors: 이동희; 신정걸; 이정희
Original assignee: 주식회사한국야쿠르트
Priority date: 2003-09-15
Filing date: 2003-09-15
Publication date: 2005-03-21
Also published as: KR100543113B1

Abstract

본 발명은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)속의 새로운 유산균인 바실러스 서브틸리스 KY312(기탁기관: 한국농용미생물보존센터, 기탁일자: 2003년 6월 20일, 수탁번호: KACC-91055)로서, α-glucosidase를 억제하는 대사산물을 생성하는 것을 특징으로 하는 식품미생물에 관한 것이다.

또한 본 발명은 바실러스 서브틸리스 KY312의 배양액을 이용한 α-glucosidase 저해활성을 갖는 혈당강하 식품에 관한 것이다.

이러한 본 발명은, α-glucosidase를 억제하는 대사산물을 생성할 수 있는 식품미생물로서의 바실러스 서브틸리스 KY312와, 바실러스 서브틸리스 KY312의 배양액을 이용한 α-glucosidase 활성 저해물질을 선발함으로서 당뇨병의 예방 및 비만 억제에 보다 효과적인 혈당강하 식품을 제공함으로서,국민 건강에 일익을 담당할 수 있는 지대한 효과가 있다.

Description

바실러스 서브틸리스 케이와이 312{Bacillus subtilis KY312}

본 발명은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)속의 새로운 유산균인 바실러스 서브틸리스 KY312(기탁기관: 한국농용미생물보존센터, 기탁일자: 2003년 6월 20일, 수탁번호: KACC-91055)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, α-glucosidase를 억제하는 대사산물을 생성하는 것을 특징으로 하는 식품미생물에 관한 것이다.

최근에 와서, 의학분야의 지속적인 발달에 의한 고령화 추세와 영양분의 과잉섭취 및 운동부족 등에 기인하여 당뇨병, 비만증 또는 고지방증과 같은 성인병의 발병률이 날로 높아지고 있는 추세에 있다.

주지와 같이, 당뇨병은 우리의 인체가 음식물 중의 탄수화물을 적절하게 사용하지 못하여 혈액 속의 포도당의 농도가 정상치 보다 과다하게 높아져서 일어나는 질병의 일종이다.

세계보건기구 연구그룹(WHO Study Group)은 Technical Report Series 727 "Diabets mellitus" 에서 "당뇨병은 방치상태에서는 만성적인 고혈당을 나타내는 병의 형태" 라고 규정하였다.

당뇨병은 1950년대까지 우리나라에서는 발병률이 그다지 높지 않은 희귀 질환의 일종에 속하는 질병이었으나, 지난 1986년 통계학상 인구 1만명 당 87.1명이던 것이 11년이 지난 1997년에는 177.5명으로 무려 2배 이상으로 높아진 것으로 나타났다.

2000년도 국민 건강 영양조사에서 나타난 당뇨병 환자 수는 30대 이상 전체 국민의 13.6%에 이르는 것으로 나타났다.

특히 매년 1만여명의 당뇨병 환자가 합병증으로 발 다리가 썩어 잘라내야 한다고 하며, 당뇨병이 성인 사망의 가장 큰 원인이 된다고 한다.

또한, 매년 새로이 혈액투석을 받는 신부전증 환자 4400여명 중 최소 50% 이상이 당뇨병이 주된 원인인 것으로 알려졌으며, 뇌졸증으로 입원하는 환자의 20∼30%, 심장혈관 수술환자의 30∼40% 역시도 당뇨병이 주된 원인으로 알려졌다.

통계학상 국내에서는 당뇨병으로 인한 사망자 수에 만성 합병증으로 인한 사망자 수가 포함되지 않지만, 이를 합산할 경우 당뇨병은 사망률 1위의 질병으로 추정된다.

당뇨병은 대분하면 인슐린 의존형 당뇨병(Insulin dependent diabets mellitus, IDDM)과 인슐린 비의존형 당뇨병(Non-insulin dependent diabets mellitus, NIDDM)으로 구분된다.

우리나라의 경우, 95% 이상이 인슐린 비의존형 당뇨병 환자이다.

이와 같이 당뇨병 환자의 대부분을 차지하고 있는 인슐린 비의존형 당뇨병 환자들은 질병의 치료를 위해 식이요법과 함께 경구용 혈당 강하제를 선별적으로 사용하고 있다.

바람직한 혈당 강하제로서는 식후 혈당을 조절하며 저혈당을 일으키지 않도록 하는 것이다.

지속적인 식후 혈당의 조절은 결과적으로 당화 헤모글로빈치의 감소, 평균 혈당의 강하, 공복시 혈당치의 감소를 가져오며, 그 결과로 인슐린 저항성도 호전되어 거의 정상인과 같은 건강을 유지할 수가 있는 것이다.

즉, 당뇨병의 치료는 당뇨병으로 인한 대사이상과 합병증을 예방하기 위하여 고혈당 상태를 교정하여 정상혈당에 가깝게 유지하는 것이 목표이다.

그러나, 경구용 혈당 강하제로 주로 사용되고 있는 인슐린 제제, 설포닐 우레아(Sulfonyl urea)제제, 비그아니드(Biguanide)제제 등을 투여할 경우에, 음식을 섭취한 후 혈 중 당도는 빨리 증가하는 반면 투여된 약물로 인한 인슐린의 혈액내 출현은 상대적으로 느리기 때문에 식후에는 고혈당 증세가 나타나고, 식간에는 고 인슐린혈증 및 저혈당 증세가 나타난다.

이와 같은 부작용을 방지하기 위하여 1960년대 말에 풀스(Puls)에 의해 음식물 중의 탄수화물 소화를 지연시켜 단당류의 소장에서의 흡수를 방해하는 새로운 당뇨병 치료제가 제안된 바 있다.

즉, 탄수화물은 α-glucosidase 에 의해 포도당, 과당 등으로 분해되어 흡수되는데 당뇨병 환자는 포도당이 한꺼번에 많은 양이 흡수되면 혈 중 포도당을 제대로 이용할 수가 없기 때문에 고혈당 상태가 악화된다.

따라서 소장의 α-glucosidase 활성을 저해함으로서 포도당의 흡수가 서서히 일어나게 되면 당뇨병 환자의 혈당 개선이 이루어질 수 있다.

이와 같은 작용 원리에 따라 당뇨병 치료제로 출시된 치료제로서는 아카보스(Acarbose)가 제안된 바 있다.

전술한 바와 같이 당뇨병은 정상 혈당을 유지하기 위하여 평생동안 관리해야하는 고질병의 일종이다.

물론 전문적인 치료제로 관리하는 것이 필수적이긴 하지만, 이와 더불어 혈당의 급격한 상승을 억제시켜 줄 수 있는 식품도 정상적인 혈당관리에 도움을 줄 수 있다는 것이 고려되고 있다.

이와 같은 혈당상승 억제식품은 아직은 당뇨병에 걸리지는 않았으나, 유전적으로 당뇨병에 걸리기 쉬운 사람들의 건강을 유지하기 위한 건강보조식품으로서의 가치도 클 것으로 생각된다.

그러나 현재까지 개발된 혈당저하소재는 주로 제약회사에서만 연구가 이루어 졌기 때문에 유기합성 또는 한약제와 토양 미생물 대사산물과 같이 식용으로 사용할 수 없는 물질로 스크리닝(Screening)작업이 이루어지므로서 이를 식품으로 이용하기에는 어려운 문제점이 있었다.

한편, 최근에 비만치료제로서 지방의 흡수를 억제시켜주는 제니칼(Xenical)이라는 의약품이 출시된 바 있다.

상기한 제니칼은 지방이 분해될 때 필요한 효소인 리파제(Lipase)작용을 억제함으로서 지방을 그대로 배설시키는 작용을 하는 약품이다.

그러나, 우리나라 사람의 비만 증세는 쌀밥 등 주로 과다한 탄수화물의 섭취가 주된 원인이기 때문에 제니칼의 약효능에 대하여 의문을 제기하는 견해가 지배적이다.

따라서, 우리나라 사람에게는 오히려 제니칼보다는 α-glucosidase 활성 저해 물질이 비만 억제소재로서 보다 효과적일 것이라는 것이 고려되고 있다.

따라서, 본 발명은 α-glucosidase를 억제하는 대사산물을 생성할 수 있는 식품미생물로서, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)속의 새로운 유산균인 바실러스 서브틸리스 KY312(기탁기관: 한국농용미생물보존센터, 기탁일자: 2003년 6월 20일, 수탁번호: KACC-91055)을 제공하고자 하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명의 다른 목적은 바실러스 서브틸리스 KY312의 배양액을 이용한 α-glucosidase 활성 저해물질을 선발함으로서 당뇨병의 예방 및 비만 억제(Inhibition)에 보다 효과적인 혈당강하 식품을 제공하고자 하는 것이다.

이하 첨부된 실시예의 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 KY312(기탁기관: 한국농용미생물보존센터, 기탁일자: 2003년 6월 20일, 수탁번호: KACC-91055)는, α-glucosidase를 억제하는 대사산물을 생성할 수 있는 식품미생물이다.

특히 본 발명에 의한 식품미생물은, α-glucosidase를 90%이상 억제하는 생리활성이 뛰어난 대사산물을 생성할 수가 있으므로 이를 이용한 혈당저하식품을 생성할 수가 있다.

도1은 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 KY312의 군체(Colony)를 나타낸 사진으로서, 도1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 KY312의 균주는 막대형으로 운동성은 없으며, 집락의 색깔은 우유빛의 러프(rough)한 모양이다.

또한, 바실러스 서브틸리스 KY312 균주의 생육 최적온도는 37℃(50℃에서도 증식 가능하며 양성반응을 보임)였으며, 그람염색에 양성반응, 카탈리제에도 양성 반응을 나타냈으며, 산소영향에 호기성 반응을 보였다.

바실러스 서브틸리스 KY312 균주의 당 이용성의 실험은 다음 표1과 같다.

[표 1] 당 이용성 실험

api 50 CH

control - glycerol + Erythritol - D-Arabinose - L-Arabinose + Ribose + D-Xylose - L-Xylose - Adonitol - β-Metyl-Xyloside - Galactose - D-Glucose + D-Fructose + D-Mannose + L-Sorbose - Rhamnose - Dulcitol - Inositol + Mannitol + Sorbitol + α-Methyl-D-mannoside - α-Methyl-D-glucoside + N-Acetyl glucosamine - Amygdaline + Arbutine + Esculine + Salicine + Cellobiose + Maltose + Lactose - Melibiose + Saccharose + Trehalose + Inuline + Melezitose - D-Raffinose + Amidon + Glycogene + Xylitol - β-Gentiobiose + D-Turanose - D-Lyxose - D-Tagatose - D-Fucose - L-Fucose - D-Arabitol - L-Arabitol - Gluconate - 2-ceto-gluconate - 5-ceto-gluconate -

이하 첨부된 실시예의 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1] 바실러스 서브틸리스 KY312의 성장

본 발명의 바실러스 서브틸리스 KY312의 적정 생장온도를 알아내기 위해 진탕 배양기(Shaking incubator)(진탕속도: 150 rpm)에서 온도별(30℃, 37℃)로 250㎖ TSB(Tryptic Soy Broth) 배지에서 배양하였다.

이와 같이 배양한 균을 시간대별로 600nm 에서 흡광도(OD: Optical Density)를 측정한 결과를 도2에 그래프로 나타내었다.

도2에 나타낸 바와 같이 본 발명의 바실러스 서브틸리스 KY312는 온도 30℃보다 37℃에서 더 잘 자라는 것을 알 수가 있다.

[실시예 2] 온도별 바실러스 서브틸리스 KY312의 배양액을 이용한 α-glucosidase 저해활성 측정(%)

20mM 인산나트륨(Sodium phosphate)완충용액(pH 7.0) 40㎕에 조효소액(crude enzyme)(정제한 효소가 아니고 소장에서 추출한 효소임)20㎕과 시료 20㎕ 및 6mM 의 p-nitrophenyl α-D-glucopyranoside(PNPG) 용액 50㎕ 를 첨가한 후, 온도 37℃에서 30분간 반응시켰다.

반응 후 1M 글리신 완충용액(Glycine buffer)(stop solution)(pH 9.0)을 100㎕ 첨가한 후, 405nm 에서 흡광도를 측정하였다.

그 결과, 도3에 나타낸 바와 같이 온도 37℃ 에서 35 시간동안 배양하였을 때 90%의 저해율(억제활성)이 나타남을 알 수가 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, α-glucosidase를 억제하는 대사산물을 생성할 수 있는 식품미생물로서의 바실러스 서브틸리스 KY312와, 바실러스 서브틸리스 KY312의 배양액을 이용한 α-glucosidase 활성 저해물질을 선발함으로서 당뇨병의 예방 및 비만 억제에 보다 효과적인 혈당강하 식품을 제공함으로서,국민 건강에 일익을 담당할 수 있는 지대한 효과가 있는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 KY312의 군체(Colony)를 나타낸 사진,

도2는 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 KY312의 온도별 성장 그래프,

도3은 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 KY312의 온도별 저해효과를 나타낸 그래프.

Claims

바실러스 서브틸리스 KY312(기탁기관: 한국농용미생물보존센터, 기탁일자: 2003년 6월 20일, 수탁번호: KACC-91055).
제1항에 있어서,

α-glucosidase를 억제하는 대사산물을 생성하는 것을 특징으로 하는 바실러스 서브틸리스 KY312(기탁기관: 한국농용미생물보존센터, 기탁일자: 2003년 6월 20일, 수탁번호: KACC-91055).
바실러스 서브틸리스 KY312(기탁기관: 한국농용미생물보존센터, 기탁일자: 2003년 6월 20일, 수탁번호: KACC-91055)의 배양액을 이용한 α-glucosidase 저해활성을 갖는 혈당강하 식품.
제3항에 있어서,

상기 바이러스 서브틸리스 KY312의 배양액은, 당뇨병 예방제로 사용하는 것을 특징으로 하는 혈당강하 식품.
제3항에 있어서,

상기 바이러스 서브틸리스 KY312의 배양액은, 비만증 억제제로 사용하는 것을 특징으로 하는 혈당강하 식품.