KR20050088696A - Enzyme decomposing ahl, and method for controlling pathogenic disease using thereof - Google Patents

Enzyme decomposing ahl, and method for controlling pathogenic disease using thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20050088696A
KR20050088696A KR1020040014110A KR20040014110A KR20050088696A KR 20050088696 A KR20050088696 A KR 20050088696A KR 1020040014110 A KR1020040014110 A KR 1020040014110A KR 20040014110 A KR20040014110 A KR 20040014110A KR 20050088696 A KR20050088696 A KR 20050088696A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ahl
strain
enzyme
activity
bacterial disease
Prior art date
Application number
KR1020040014110A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
염도영
박순양
강혜옥
강선미
이정기
김진만
구본탁
Original Assignee
주식회사 인 바이오넷
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 주식회사 인 바이오넷 filed Critical 주식회사 인 바이오넷
Priority to KR1020040014110A priority Critical patent/KR20050088696A/en
Publication of KR20050088696A publication Critical patent/KR20050088696A/en

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
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23KFODDER
    • A23K10/00Animal feeding-stuffs
    • A23K10/10Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
    • A23K10/16Addition of microorganisms or extracts thereof, e.g. single-cell proteins, to feeding-stuff compositions
    • A23K10/18Addition of microorganisms or extracts thereof, e.g. single-cell proteins, to feeding-stuff compositions of live microorganisms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/66Microorganisms or materials therefrom
    • A61K35/74Bacteria
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00Other organic fertilisers
    • C05F11/08Organic fertilisers containing added bacterial cultures, mycelia or the like

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Virology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 밀도인식 신호물질인 아실화 호모세린 락톤(AHLs)을 분해하는, 토양으로부터 분리한 신규한 미생물, 상기 미생물에서 유래하는 AHLs를 분해하는 활성을 가지는 효소 및 효소를 이용하여 병원성 미생물을 생물학적으로 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention uses a novel microorganism isolated from soil to decompose acylation homoserine lactone (AHLs), a density recognition signal substance, an enzyme having an activity to decompose AHLs derived from the microorganism, It is related to the control method.

본 발명에 의한 방선균 배양액을 이용한 그람 음성 미생물 제어의 생태학적 접근 방법은 기존의 문제점인 항생제 내성 및 농약의 잔류 등을 해결하면서 환경 친화적으로 병원성 미생물을 효과적으로 제어할 수 있을 것이다. The ecological approach of gram-negative microorganism control using actinomycetes culture medium according to the present invention will be able to effectively control pathogenic microorganisms while solving existing problems such as antibiotic resistance and pesticide residues.

Description

아실화 호모세린 락톤 분해 효소 및 이를 이용한 질병제어 방법{Enzyme Decomposing AHL, and Method for Controlling Pathogenic Disease Using Thereof} Acylated homoserine lactone degrading enzyme and disease control method using the same {Enzyme Decomposing AHL, and Method for Controlling Pathogenic Disease Using Thereof}

본 발명은 밀도인식 신호물질인 아실화 호모세린 락톤(acylated homoserine lactone; AHL)을 분해하는, 토양으로부터 분리한 신규한 방선균, 상기 방선균에서 유래하는 AHLs를 분해하는 활성을 가지는 효소 및 상기 분리한 미생물로부터 효소를 이용하여 병원성 미생물을 생물학적으로 제어하는 방법에 관한 것이다. The present invention is a novel actinomycetes isolated from soil that decomposes acylated homoserine lactone (AHL), an enzyme having an activity of degrading AHLs derived from the actinomycetes and the isolated microorganisms. From a method for biologically controlling pathogenic microorganisms using enzymes.

많은 그람 음성세균은 Quorum-sensing 메카니즘에 의해 집단의 밀도를 모니터하고, 세균 세포밀도에 따라 특정한 유전자들의 발현을 조절하는 것으로 알려져 있다. 이러한 신호 메카니즘은 작고 확산성인 신호분자인 AHLs에 의해 결정되는데, 이러한 AHLs은 homoserine lactone ring을 공통의 구조로 가지고 있지만, 아실측쇄의 길이 및 그 치환여부에 각각 차이가 있다.Many Gram-negative bacteria are known to monitor population density by the Quorum-sensing mechanism and to regulate the expression of specific genes according to bacterial cell density. This signaling mechanism is determined by AHLs, which are small and diffuse signal molecules, which have a common structure of homoserine lactone rings, but differ in the length of acyl side chains and their substitution.

Quorum-sensing 시스템은 Vibrio, Erwinia carotovoraPseudomonas aeruginosa를 포함하는 병원성 세균의 병원성(virulence) 유전자의 발현조절에 중요한 역할을 한다. AHLs를 매개로 하는 신호전달 메카니즘은 많은 병원성 세균에 광범위하게 존재하며 그 기작이 매우 유사하기(conserved)이기 때문에, 새로운 항-감염요법의 매력적인 대상이 되고 있다.Quorum-sensing systems play an important role in regulating the expression of the pathogenic genes of pathogenic bacteria, including Vibrio, Erwinia carotovora and Pseudomonas aeruginosa . AHLs-mediated signaling mechanisms are widespread in many pathogenic bacteria and their mechanisms are very conserved, making them attractive targets for new anti-infective therapies.

최근 AHL을 불활성화시키는 효소 발굴을 위해 일차적으로 AHL 분해 균주들을 토양으로부터 분리한 경우가 있고, 일부 균주들로부터 AHL 분해효소 유전자를 분리 확인하였다. AHL은 AHL의 lactone ring의 ester 결합을 분해하는 acylhomoserine lactonase (AHLase) 와 AHL의 lactone ring 과 acyl side chain 사이의 amide 결합을 분해하는 AHL acylase에 의해 신호물질로서의 기능이 없어진 물질로 분해될 수 있다. 다양한 Bacillus cereus 세균, Arthrobacter sp. IBN110과 Rhodococcus를 포함한 그람 양성 세균들에 의해 E. carotovora에 의한 식물-병원성이 감쇄되었으며, Bacillus cereus로부터 AHLase인 AiiA를 발현하는 형질전환 식물은 식물 병원균 E. carotovora에 저항성을 보였다. 또한 AHL을 유일 탄소원으로 대사하는 그람음성 Variovorax parodoxus는 aminoacylase로 추정되는 효소로 AHL을 분해할 수 있음이 밝혀졌다.Recently, in order to discover enzymes that inactivate AHL, AHL degradation strains were first separated from soil, and AHL degrading enzyme genes were identified from some strains. AHL can be decomposed into a substance that has no function as a signal by acylhomoserine lactonase (AHLase), which breaks down the ester bonds of AHL's lactone ring, and AHL acylase, which breaks down the amide bonds between the lactone ring and the acyl side chain of AHL. Various Bacillus cereu s bacteria, Arthrobacter sp. Caused by E. carotovora by Gram-positive bacteria, including IBN110 and Rhodococcus Plant-pathogenicity was attenuated, and transgenic plants expressing AHLase AiiA from Bacillus cereu s showed resistance to the plant pathogen E. carotovora . In addition, Gram-negative Variovorax parodoxus , which metabolizes AHL as the only carbon source, was found to be able to break down AHL with an enzyme that is believed to be an aminoacylase.

Quorum-sensing은 그람음성균에서의 AHLs를 매개로 하는 다양한 생물학적 기능을 조절하는 신호 메카니즘으로 알려져 있으며, 최근들어 이를 제어 할 수 있는 신호물질 분해 균주 및 분해 효소들이 보고되고 있다. 그러나 현재까지 분비되는 AHL 분해 효소에 대하여 알려진 바 없다. 본 발명은 AHL을 분해하는 신규한 방선균 및 이로부터 안정성이 높으면서 분비되는 AHL 분해 효소에 관한 것이다. Quorum-sensing is known as a signaling mechanism that modulates a variety of biological functions mediated by AHLs in Gram-negative bacteria. Recently, there have been reported signal degradation bacteria and degradation enzymes that can control this. However, there is no known AHL degrading enzyme to date. The present invention relates to novel actinomycetes that degrade AHL, and AHL degrading enzymes secreted therefrom with high stability.

지금까지 양식장 및 농작물의 세균병을 제어하기 위해서 항생제 및 화학농약이 일반적으로 이용되어 왔다. 그러나 이러한 항생제 및 화학농약의 사용은 토양내의 약물잔류, 유용미생물 사멸, 항생제 내성 균주의 출현 등의 문제점을 안고 있다. 이러한 문제점들을 극복할 수 있는 한 방법으로서 병원성 미생물의 밀도인식 신호 전달 체계를 target으로 하는 새로운 방법이 대두되고 있다.To date, antibiotics and chemical pesticides have been commonly used to control bacterial diseases in farms and crops. However, the use of such antibiotics and chemical pesticides have problems such as drug residues in the soil, killing of useful microorganisms, and emergence of antibiotic resistant strains. As a way to overcome these problems, a new method is emerging that targets the density recognition signal transmission system of pathogenic microorganisms.

곤충들이 페로몬이라는 화학물질을 분비하여 배우자를 유인하거나 공격 신호를 보내는 것처럼, 미생물도 병발생과 관련된 신호물질을 분비하는 것이 호흡기 감염 병원균인 슈도모나스 에어로기노사(Pseudomonas aeroginosa)에서 발견되었다. 그람음성 세균에서 대표적인 신호물질은 AHL류인데, 주로 동식물 병원성 세균의 병원성을 유발시키는 유전자의 발현에 관여하고, 이로 인해 병이 유발되게 한다.Just as insects secrete a chemical called pheromone to attract spouses or signal aggression, microbes also secrete signs of disease-related pathogens in Pseudomonas aeroginosa . A representative signal material in gram-negative bacteria is AHL, which is mainly involved in the expression of genes that cause pathogenic flora and fauna pathogenic bacteria, thereby causing disease.

AHL의 종류로는 OHHL(N-β-oxo-hexanoyl-L-homoserine lactone), OOHL(N-β-oxo- octanoyl-L-homoserine lactone), ODHL(N-β-oxo-decanoyl-L-homoserine lactone), HHL(N- hexanoyl-L-homoserine lactone), BHL(N-butanoyl-homoserine lactone) 등이 있다.Types of AHL include OHHL (N-β-oxo-hexanoyl-L-homoserine lactone), OOHL (N-β-oxo-octanoyl-L-homoserine lactone), and ODHL (N-β-oxo-decanoyl-L-homoserine lactone), HHL (N-hexanoyl-L-homoserine lactone), and BHL ( N- butanoyl-homoserine lactone).

섬유성 낭포증 환자의 호흡기 감염을 유발하는 슈도모나스 에이로기노사 (Pseudomonas aeroginosa)의 경우, 상기의 아실화 호모세린 락톤에 의한 병발 신호 전달 기작이 자세히 밝혀져 있으며, 이러한 기작의 교란을 통한 새로운 항생제 개발이 진행 중에 있다.In the case of Pseudomonas aeroginosa , which causes respiratory infections in patients with fibrocystic cysts, the concomitant signaling mechanism by the acylated homoserine lactones has been elucidated. This is in progress.

아실화 호모세린 락톤 신호전달 체계의 교란을 이용한 미생물의 제어에 관한 선행특허로서, 아실화 호모세린 락톤을 미생물 상호간의 신호전달의 매개체로 활용하여 병원성미생물을 제어하고자 하는 방법(한국특허출원 제 10-1997-706614호)과 AHL을 불활성화시키는 단백질을 이용하여 세균의 병원성 유전자를 조절하는 방법(PCT/SG99/00128호)이 개시되어 있다. 그러나 상기 한국특허출원 제 10-1997-706614호 특허는 아실화 호모세린 락톤 자체의 저해를 통해 병원성 미생물을 제어하는 것이 아니라 아실화 호모세린 락톤과 구조적으로 유사한 퓨라논(furanone) 및 그 유도체를 사용하여 아실화 호모세린 락톤의 조절단백질과의 결합을 경쟁적으로 방해함으로써 병원성 미생물을 제어하는 방법에 관한 것이다. 또한 PCT/SG99/00128호 특허는 신호물질 유전자의 발현을 이용하여 병원성 미생물을 제어하는 방법에 관한 것이다. 아직까지 아실화 호모세린 락톤 분해 효소 자체를 이용하여 병발 제어에 관해서는 연구된 바가 없다. As a prior patent on the control of microorganisms using perturbation of acylated homoserine lactone signaling system, a method for controlling pathogenic microorganisms by using acylated homoserine lactone as a medium for signaling between microorganisms (Korean Patent Application No. 10 -1997-706614) and a method for controlling bacterial pathogenic genes using proteins that inactivate AHL (PCT / SG99 / 00128). However, the Korean Patent Application No. 10-1997-706614 patent does not control pathogenic microorganisms through inhibition of acylated homoserine lactone itself, but uses furanone and derivatives thereof which are structurally similar to acylated homoserine lactone. The present invention relates to a method for controlling pathogenic microorganisms by competitively interfering with the binding of acylated homoserine lactones with regulatory proteins. The PCT / SG99 / 00128 patent also relates to a method for controlling pathogenic microorganisms using expression of signal genes. There has been no study on concomitant control using acylated homoserine lactone degrading enzymes themselves.

본 발명은 미생물 상호간의 밀도 인식 신호 물질인 아실화 호모세린 락톤을 분해하는 효소를 함유한 미생물 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a microorganism containing an enzyme that decomposes acylated homoserine lactone, which is a density recognition signal substance between microorganisms.

또한 본 발명은 상기 미생물에서 유래하는 AHLs를 분해하는 활성을 가지는 효소를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide an enzyme having an activity of degrading AHLs derived from the microorganism.

또한 본 발명은 상기 분리한 미생물로부터 안정한 효소를 이용하여 병발 신호 물질을 분해시킴으로서, 미생물간의 병발 신호 전달을 근원적으로 차단하는 방법을 제공하는데 목적이 있다. In another aspect, the present invention is to provide a method for blocking the signal transmission between the microorganisms by decomposing the parallel signal substance using a stable enzyme from the isolated microorganisms.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 미생물 밀도인식 신호물질인 아실화 호모세린 락톤을 분해하는 능력을 가지고 있는 Streptomyces 속 균주 M664 (KCTC 10605BP) 를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides Streptomyces sp. Strain M664 (KCTC 10605BP) having the ability to degrade acylated homoserine lactone, which is a microbial density recognition signal.

상기 균주는 다음과 같은 과정을 거쳐 선별ㆍ분리하였다. The strain was selected and separated by the following procedure.

먼저, 다양한 지역의 토양으로부터 약 600개의 방선균 샘플을 얻었다. 샘플을 G.S.G 배지 및 G.S.M 배지 (하기 실시예 참조)에서 배양한 다음, 배양액을 CV026 bioassay plate에 loading하여 violacein 색소를 감소시키는 균주를 탐색하였다. violacein 색소의 감소가 확인된 12개의 샘플 중에서 butanol과 ethyl acetate 용매 추출 후의 수층에서violacein 색소 감소 활성을 보이고, 100℃에서 10분 열처리 경우에 활성이 사라지는 샘플을 선별하였다. 이러한 사실은 violacein 색소 감소가 효소 활성에 의해 기인함을 추측 할 수 있다. 최종적으로 신호물질 분해 효소를 생성하는 한 방선균을 선별하였고 이 균주를M664로 명명하였다.First, about 600 actinomycetes samples were obtained from soils of various regions. Samples were incubated in G.S.G medium and G.S.M medium (see Example below), and then the culture was loaded onto a CV026 bioassay plate to find strains that reduce violacein pigment. Among the 12 samples in which the violacein pigment was found to be reduced, the samples showing the violacein pigment reducing activity in the aqueous layer after butanol and ethyl acetate solvent extraction were selected and the activity disappeared after 10 minutes of heat treatment at 100 ° C. This fact can be inferred that violacein pigment reduction is due to enzymatic activity. One actinomycete that finally produced a signal lyase was selected and named this strain M664.

분리된 균주 M664는 16S rDNA 서열의 분석 결과로 보아 Streptomyces 속에 속하는 것으로 확인되었다.The isolated strain M664 was identified as belonging to the genus Streptomyces by analysis of the 16S rDNA sequence.

하기 실시예에 기재되어 있듯이, 본 발명에 의한 분리 균주로부터 신호물질 분해 효소는 배지 중에 분비되는 분비 단백질로 아실 측쇄가 긴 아실화 호모세린 락톤류에 대한 분해능이 높았으며, 아실측쇄(acyl side chain)의 길이나 그 치환여부와 관계없이 OHL과 DHL, OdDHL 등 다양한 아실화 호모세린 락톤류를 분해할 수 있다.As described in the following examples, the signal degrading enzyme from the isolated strain according to the present invention was a secreted protein secreted in the medium, and had a high resolution for acylated homoserine lactones having a long acyl side chain, and an acyl side chain. Regardless of the length and the substitution, the various acylated homoserine lactones such as OHL, DHL, and OdDHL can be decomposed.

본 발명은 상기 AHL의 분해를 촉매하는 단백질(효소)을 제공한다. AHL-분해효소는 50도시의 고온에서도 비교적 안정하며, 해수에서도 5일 동안 안정성을 유지하였다. 따라서 안정성이 높은 상기 균주의 배양물을 병원성 미생물에 기인하는 병의 예방, 억제 또는 치료의 용도로 사용하는 것이 가능함을 알 수 있다.The present invention provides a protein (enzyme) that catalyzes the degradation of AHL. AHL-degrading enzymes were relatively stable even at high temperatures of 50 ° C. and maintained for 5 days in seawater. Therefore, it can be seen that the culture of the strain having high stability can be used for the purpose of preventing, suppressing or treating diseases caused by pathogenic microorganisms.

상기 균주의 배양물의 병원성 미생물 제어 능력을 알아보기 위해 어병 균주인 Vibrio sp. PT2에 적용한 결과 Vibrio sp. PT2의 protease 활성이 감소함을 확인하였다. 실제로 상기 균주의 배양물은 광어에서 Vibrio sp. PT2에 의한 병발을 감소시켜 병원성 미생물을 제어할 수 있음을 확인하였다.To determine the pathogenic microorganism control ability of the culture of the strain Vibrio sp. Application to PT2 resulted in Vibrio sp. It was confirmed that the protease activity of PT2 was decreased. Indeed, the cultures of the strains were from Vibrio sp. It was confirmed that pathogenic microorganisms can be controlled by reducing the incidence caused by PT2.

또한 섬유성 낭포증 환자의 호흡기 감염을 유발하는 슈도모나스 에이로기노사 (Pseudomonas aeroginosa)의 경우, 대표적인 신호물질이 OdDHL과 BHL로 확인되었으며, BHL의 생성은 OdDHL로 조절됨이 알려져 있다. 따라서 아실 측쇄가 긴 AHLs에 대한 분해능이 뛰어난 분해 효소의 사용은 슈도모나스 등에 의해 유발되는 동물병을 억제?제어할 수 있음을 강하게 시사한다.In addition, Pseudomonas aeroginosa , which causes respiratory infections in patients with fibrocystic cysts, has been identified as OdDHL and BHL, and the production of BHL is known to be controlled by OdDHL. Therefore, the use of a degrading enzyme having excellent resolution to AHLs having long acyl side chains strongly suggests that it is possible to suppress and control animal diseases caused by Pseudomonas et al.

그러므로 본 발명은, 전술한 균주 M664 또는 상기 AHL-분해효소를 식물 또는 동물의 표면에 스프레이 하는 등의 방법으로 살포ㆍ접종하여 병원성 미생물에 대한 저항성을 유도 또는 증강시킴으로써 식물 또는 동물의 세균병 발생을 억제하거나 치료하는 방법을 제공한다.Therefore, the present invention, by spraying or inoculating the above-mentioned strain M664 or the AHL-degrading enzyme to the surface of the plant or animal, etc. to induce or enhance the resistance to pathogenic microorganisms to prevent the development of bacterial diseases of the plant or animal Provide a method of inhibiting or treating.

또한 본 발명은 전술한 균주 M664 또는 상기 AHL-분해효소를 주요 성분으로 포함하는 식물 또는 동물의 세균병 발생 억제-치료제, 이를 함유하는 동물용 사료, 비료, 농약 등을 제공한다. In another aspect, the present invention provides the above-mentioned strain M664 or the above-mentioned AHL-degrading enzyme as a main component of a plant or animal bacterial disease suppression-treatment, animal feed, fertilizer, pesticide containing the same.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위가 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자들에게 있어서 자명할 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예 1 : 아실화 호모세린 락톤 분해 미생물 분리Example 1 Separation of Acylated Homoserine Lactone Degrading Microorganisms

(1) 신호물질분해 균주 분리(1) Separating Signal Substance Strains

아실화 호모세린 락톤을 분해하는 방선균을 탐색하기 위하여 CV026 bioassay plate는 30℃에서 하룻밤 배양한 Chromobacterium vioraceum CV026 균주에 HHL을 최종 50 nM 농도로 맞춘 후 LB plate 위에 overlay 하여 준비하였다. 토양에서 분리된 약 600여개의 방선균 샘플을 G.S.G 배지 (1% soluble starch, 2% Glucose, 2.5% soybean meal, 0.1% beef extract, 0.4% yeast extract, 0.2% NaCl, 0.025% K2HPO4, 0.2% CaCO3 / pH 7.2)와 G.S.M 배지 (1% soluble starch, 2% glucose, 0.5% Molassese, 0.5% yeast extract, 0.5% peptone, 0.2% CaCO3 / pH 7.2) 배지에서 30℃, 7일 배양하였다. 방선균 배양액을 CV026 bioassay plate에 paper disk, 또는 직접 loading 한 후 violacein 색소를 감소시키는 균주를 탐색하였다.In order to search for actinomycetes that degrade acylated homoserine lactone, CV026 bioassay plate was prepared by overlaying on HB to the final concentration of 50 nM Chromobacterium vioraceum CV026 strain cultured overnight at 30 ℃. About 600 actinomycetes isolated from the soil were collected in GSG medium (1% soluble starch, 2% Glucose, 2.5% soybean meal, 0.1% beef extract, 0.4% yeast extract, 0.2% NaCl, 0.025% K2HPO4, 0.2% CaCO3 / pH 7.2) and GSM medium (1% soluble starch, 2% glucose, 0.5% Molassese, 0.5% yeast extract, 0.5% peptone, 0.2% CaCO3 / pH 7.2) medium at 30 ℃, 7 days. Actinomycetes cultures were loaded on a paper disk, or directly on the CV026 bioassay plate, and the strains that reduced violacein pigments were examined.

탐색결과, 방선균 샘플 600여개 중 12개의 배양액으로부터 violacein 색소의 감소를 확인하였다. 이 중 G.S.M 배지에서 배양한 한 방선균의 배양액은 butanol과 ethyl acetate 용매 추출 후의 수층에서 violacein 색소 감소 활성을 보였으며, 그 배양액을 100℃에서 10분 열처리한 경우에는 활성이 사라졌다. 이러한 사실은 violacein 색소 감소가 저분자의 물질이 아니라 효소 활성에 의해 기인함을 추측 할 수 있다. 따라서 신호물질 분해 효소를 생성하는 이 방선균을 선별하고 M664로 명명하였다. 도 1은 M664 방선균 배양액 양이 증가됨에 따라 violacein 색소 생성이 감소되는, 즉 HHL 신호전달에 대한 저해 효과가 증가됨을 보여준다 (도 1). 도에서 A는 10 ㎕; B는 20 ㎕; C는 30 ㎕; D는 40 ㎕; E는 50 ㎕; F는 60 ㎕; G는 70㎕; H는 80 ㎕의 배양액을 의미한다.As a result, a decrease in violacein pigment was confirmed from 12 cultures of about 600 actinomycetes samples. Among them, one actinomycetes cultured in G.S.M medium showed violacein pigment reduction activity in the aqueous layer after butanol and ethyl acetate solvent extraction, and the activity disappeared when the culture was heat-treated at 100 ° C for 10 minutes. This fact can be inferred that violacein pigment reduction is caused by enzymatic activity and not by low molecular weight substances. Thus, the actinomycetes, which produce a signal lyase, were selected and named M664. 1 shows that as the amount of M664 actinomycetes increased, the production of violacein pigment was decreased, that is, the inhibitory effect on HHL signaling was increased (FIG. 1). A is 10 μl in the figure; B is 20 μl; C is 30 μl; D is 40 μl; E is 50 μl; F is 60 μl; G, 70 μl; H means 80 μl of culture.

또한 M664 균주를 YEME 배지에서 5일간 배양하면서 AHL 분해 활성을 조사하였다. M664 상등액 50 ㎕와 20 μM의 DHL을 동일 부피로 혼합하여, 천천히 교반하면서 30℃에서 1시간 반응 후, 반응액을 95℃에서 5분간 가열하여 반응을 중지시켰다. 반응액 10 ㎕를 A. tumefaciens NT1(PDCI51E33)-overlaid plate (bioassay 고체배지)의 홀에 로딩하여 배양한 후 형성된 푸른색 원의 지름(x)을 측정하였다. bioassay의 구체적인 방법을 하기 (2)에 서술하였다.In addition, M664 strain was cultured in YEME medium for 5 days to investigate the AHL degradation activity. 50 μl of the M664 supernatant and 20 μM of DHL were mixed in the same volume. The reaction was stopped at 30 ° C. for 1 hour with slow stirring, and then the reaction solution was heated at 95 ° C. for 5 minutes. Reaction Solution 10 Μl was loaded into the holes of A. tumefaciens NT1 (PDCI51E33) -overlaid plate (bioassay solid medium) and cultured to determine the diameter (x) of the blue circle formed. The specific method of bioassay is described in (2) below.

사전에 bioassay 고체배지에서 DHL 농도에 따른 생성된 푸른색 원(violacein zone)의 직경(x)의 관계를 분석하여 얻어진 아래의 상관관계식을 활용하여 실제 AHLs의 잔류농도를 계산하였다. AHLs이 종류에 따른 상관관계식은 각각 아래와 같다. The residual concentrations of AHLs were calculated using the following correlations obtained by analyzing the relationship between the diameter (x) of the generated violet circle (D) according to the DHL concentration in the bioassay solid medium. The correlation between AHLs and each type is as follows.

OHHL 농도(pmole) = 0.0335e1.3679x (신뢰도 R2=0.9952)OHHL concentration (pmole) = 0.0335e 1.3679x (reliability R 2 = 0.9952)

OHL 농도(pmole) = 0.0137e1.7206x (신뢰도 R2=0.9973)OHL concentration (pmole) = 0.0137e 1.7206x (reliability R 2 = 0.99973)

DHL, 농도(pmole) = 2.1114e1.3595x (신뢰도 R2=0.9873)DHL, pmole = 2.1114e 1.3595x (Reliability R 2 = 0.99873)

OdDHL 농도(pmole) = 0.0195e1.5185x (신뢰도 R2 = 0.9937)OdDHL concentration (pmole) = 0.0195e 1.5185x (reliability R 2 = 0.9937)

M664 균주가 성장함에 따라 배양액으로부터 신호물질 분해 효소의 활성이 증가되었고, 초기 지수성장기에서 최대 활성을 보였으며, 5일 배양동안 분해 활성이 유지되었다(도 2). As the M664 strain grew, the activity of signal degrading enzymes from the culture medium increased, showed the maximum activity in the initial exponential growth phase, and maintained the degradation activity for 5 days of culture (FIG. 2).

지금까지 신호물질 분해 효소는 세포질 또는 세포막에 존재하는 것으로 보고되었는데, M664 로부터의 신호물질 분해 효소는 종래 신호물질 분해 효소와는 달리 세포외로 분비되는 효소이다. So far, signal lyase has been reported to exist in the cytoplasm or cell membrane. The signal lyase from M664 is an extracellular secreted enzyme unlike conventional signal lyase.

(2) bioassay 방법론(2) bioassay methodology

30℃에서 AB 최소 배지를 사용하여 24시간 동안 배양한 A. tumefaciens NT1(pDCI41E33)을 AB 최소 배지로 만든 bioassay 고체배지 위에 overlay 하였다. bioassay 고체배지에 hole을 만든 다음, hole에 배양시간대 별로 채취한 배양액 시료 20㎕를 올려놓았다. 상기 bioasaay용 고체배지를 30℃에서 24시간 배양한 다음, hole 주변에 생긴 푸른색의 바이오라세인 존(violacein zone)의 직경을 구하여 AHL의 잔존량을 측정하였다. A. tumefaciens NT1 (pDCI41E33) incubated for 24 hours using AB minimal medium at 30 ° C. was overlaid on a bioassay solid medium made of AB minimal medium. After making a hole in a bioassay solid medium, 20 μl of the culture solution sampled for each time period was placed in the hole. After incubating the solid medium for bioasaay for 24 hours at 30 ° C., the diameter of the blue biolasin zone (violacein zone) formed around the hole was obtained to measure the amount of AHL remaining.

실시예 2 : 아실화 호모세린 락톤 분해 미생물 동정Example 2 Identification of Acylated Homoserine Lactone Degrading Microorganisms

상기 실시예 1에서 분리?선별한 AHL 분해 균주 M664를 동정하기 위하여 16S rDNA 서열분석 및 기타 분석을 수행하였다.16S rDNA sequencing and other analyzes were performed to identify the AHL degradation strain M664 isolated and selected in Example 1 above.

(1) 16S rDNA 서열분석(1) 16S rDNA Sequencing

통상의 방법으로 분리된 균주의 16S rDNA 서열을 분석한 결과, M664 균주의 16S rDNA 서열은 방선균 Streptomyces griseus와 99% 동일성을 나타내었다.As a result of analyzing the 16S rDNA sequence of the strain isolated by the conventional method, the 16S rDNA sequence of the M664 strain showed 99% identity with Actinomycetes Streptomyces griseus .

(2) 기타 분석(2) other analysis

그람염색 결과 분리된 균주는 그람양성인 것으로 밝혀졌으며. Bennet 배지를 포함한 방선균 배지에서 분리균주는 2-3일 생장 동안 방선균의 일반적인 형태인 딱딱한 콜로니를 형성하였으며, aerial mycelium과 포자를 형성하였다. Gram staining revealed that the isolated strain was Gram positive. In the actinomycetes containing Bennet medium, isolated strains formed hard colonies, which are common forms of actinomycetes, and aerial mycelium and spores during 2-3 days growth.

이상과 같은 여러 가지 분석 결과, 상기 선별 분리된 균주는방선균 속 (Streptomyces sp.)에 속하는 것으로 확인되었다. 따라서 AHL-분해하는 M664 균주를 Streptomyces sp. M664로 명명하고, 2004년 02월 20일에 생명공학연구원 유전자은행(KCTC)에 기탁번호 KCTC 10605BP로 기탁하였다.As a result of the above analysis, it was confirmed that the selected and isolated strain belongs to Streptomyces sp. Therefore, AHL-degrading M664 strains were isolated from Streptomyces sp. It was named M664 and was deposited on February 20, 2004 with the accession number KCTC 10605BP to the Biotechnology Research Institute Gene Bank (KCTC).

실시예 3 : M664 균주의 다양한 AHL-분해 활성 bioassayExample 3: Various AHL-degrading activity bioassay of M664 strain

Streptomyces sp. M664 균주의 AHL에 대한 기질 범위를 알아보기 위하여, 배양액을 사용하여 다양한 AHLs에 대한 분해능을 조사(assay)하였다. Streptomyces sp. To determine the substrate range for AHL of the M664 strain, the culture was used to assay the resolution for various AHLs.

AHL에 속하는 기질 중에서, OHL(N-octanoyl-L-homoserine lactone), DHL(N-decanoyl-L-homoserine lactone) 과 OdDHL(N-3-oxododecanoyl-lactone)은 Quorum Sciences사에서 구입하여 사용하였으며, HHL(N-hexanoyl-L-homoserine lactone)과 OHHL(N-3-oxohexanoyl-L-homoserine lactone)은 종래 알려진 방법(Zhang, L., P. J. Murphy, A. Kerr, and M. E. Tate. 1993. Agrobacterium conjugation and gene regulation by N-acyl-L-homoserine lactones. Nature (London) 362:446-448)에 따라 직접 합성하여 사용하였다.Among the substrates belonging to AHL, N-octanoyl-L-homoserine lactone (OHL), N-decanoyl-L-homoserine lactone (DHL) and OdDHL (N-3-oxododecanoyl-lactone) were purchased from Quorum Sciences, N-hexanoyl-L-homoserine lactone (HHL) and N-3-oxohexanoyl-L-homoserine lactone (OHHL) are known methods (Zhang, L., PJ Murphy, A. Kerr, and ME Tate. 1993. Agrobacterium conjugation and gene regulation by N- acyl-L-homoserine lactones.Nature (London) 362: 446-448).

M664균주를 YEME 배지에서 3일 배양후 얻어진 상등액 50 ㎕와 20 μM의 각 기질 OHHL, OHL, DHL, OdDHL과 30℃에서 1시간 동안 반응시켰으며, 95℃에서 5분간 가열하여 반응을 중지시켰다. 반응이 중지된 배양액을 A. tumefaciens NT1(pDCI41E33)-overlaid plate의 홀에 로딩하여 추가 배양한 다음 color zone의 크기를 측정하였다. 잔류 AHLs의 양은 color zone의 크기와 AHLs의 양과의 관계식(전기 실시예2 참조)으로부터 계산하여 도 3에 도시하였다.The M664 strain was reacted with 50 μl of the supernatant obtained after 3 days in YEME medium and 20 μM of each substrate OHHL, OHL, DHL, OdDHL at 30 ° C. for 1 hour and heated at 95 ° C. for 5 minutes to stop the reaction. The culture medium was stopped in the reaction was loaded in the hole of A. tumefaciens NT1 (pDCI41E33) -overlaid plate and further cultured, and the size of the color zone was measured. The amount of residual AHLs is shown in FIG. 3 calculated from the relationship between the size of the color zone and the amount of AHLs (see Example 2 above).

도3에서 볼 수 있듯이 본 발명에 의한 균주 M664는 DHL에 대한 분해 활성이 가장 높았다. DHL에 대한 enzyme unit은 640 U이었고, OdDHL, OHL, OHHL 순서로 150 U, 120 U, 67 U의 효소 활성을 보였다(도 3). 이때 U는 배양 상등액 I㎕에 의해 1시간 동안 분해된 AHLs의 양으로(pmole) 정의 하였다. M664는 아실측쇄 (acyl side chain)의 길이가 짧은 신호물질에 대한 분해능이 상대적으로 낮은 것 같다. As can be seen in Figure 3 strain M664 according to the present invention had the highest degradation activity against DHL. The enzyme unit for DHL was 640 U, and showed 150 U, 120 U, and 67 U of enzyme activity in the order of OdDHL, OHL, OHHL (FIG. 3). In this case, U was defined as the amount of AHLs decomposed for 1 hour by the culture supernatant Iμl (pmole). M664 seems to have a relatively low resolution for a short signal of the acyl side chain.

주된 동울 병원성 균주로 알려진 P. aeruginosaBulholderia glumae가 신호물질로 OdDHL과 OHL를 각각 생성하기 때문에 본 발명에 의한 균주 M664로부터 AHL-분해효소는 이들 세균병의 치료에 유용할 것으로 추정된다.Since P. aeruginosa and Bulholderia glumae, which are known as major Dong-pathogenic strains, produce OdDHL and OHL, respectively, as signaling materials, AHL-degrading enzymes from the strain M664 according to the present invention may be useful for the treatment of these bacterial diseases.

실시예 4: AHL 분해 효소 활성에 대한 온도와 pH 영향Example 4: Temperature and pH Effects on AHL Degrading Enzyme Activity

Streptomyces sp. M664로부터 AHL 분해 효소의 온도 안정성을 조사하기 위하여 60% ammonium sulfate로 농축한 조효소를 각각의 온도에서 30분 방치 후 잔존 활성을 DHL 기질을 사용하여 조사 하였다(도 4). Streptomyces sp. In order to investigate the temperature stability of AHL degrading enzyme from M664, the coenzyme concentrated with 60% ammonium sulfate was left for 30 minutes at each temperature, and the residual activity was examined using a DHL substrate (FIG. 4).

그 결과 AHL 분해 효소는 50℃까지 효소 활성이 유지되고, 60℃에서 급격히 활성이 감소되었다. 따라서 M664의 AHL 분해 효소는 50℃까지 안정한 효소임을 알 수 있었다. As a result, the enzyme activity of AHL degrading enzyme was maintained up to 50 ° C, and the activity was rapidly decreased at 60 ° C. Therefore, AHL degrading enzyme of M664 was found to be a stable enzyme up to 50 ℃.

최적 반응 온도는 조효소를 각 온도에서 1시간 반응 후의 효소 활성으로 결정하였으며, M664 균주로부터 AHL-분해 효소는 배양 온도인 30℃에서 최대의 활성을 보였고, 50℃에서도 분해 활성이 최적 활성의 70%정도가 유지되었다. The optimum reaction temperature was determined as the enzyme activity after 1 hour of reaction at each temperature. The AHL-degrading enzyme from M664 strain showed the maximum activity at the culture temperature of 30 ° C, and the degradation activity was 70% of the optimum activity even at 50 ° C. The degree was maintained.

pH 안정성은 각 pH에서 M664의 조효소를 1일 정도 4℃에 방치 후의 효소활성으로, 최적 pH는 각 pH에서 1시간 반응 후의 효소활성으로 측정하였다. M664로부터 AHL-분해효소는 pH 6.0에서 가장 안정하였고 다른 pH에서는 급격히 활성이 감소하였다(도 5). The pH stability was measured by enzyme activity after leaving M664 coenzyme at 4 ° C. for 1 day at each pH, and the optimum pH by enzyme activity after 1 hour reaction at each pH. From M664 AHL-degrading enzyme was most stable at pH 6.0 and activity decreased rapidly at other pH (FIG. 5).

한편 AHL-분해효소는 pH 7.0에서 최적의 활성을 보였으며, pH 4.5~8.0 걸쳐 거의 유사한 활성을 보였다(도 5). Meanwhile, AHL-degrading enzyme showed optimal activity at pH 7.0, and showed almost similar activity over pH 4.5-8.0 (FIG. 5).

이상의 실시예 1, 2 및 3의 실험결과로부터, 상기 방선균으부터 효소반응에 의해 다양한 범위의 AHLs를 분해할 수 있는 능력을 가지고 있음을 확인할 수 있다. 또한 상기 신호물질 분해 효소는 열에 대한 안정성이 높기 때문에 상업적 이용가치가 큼을 알 수 있다. From the experimental results of Examples 1, 2 and 3 above, it can be confirmed that the actinomycetes have the ability to decompose various ranges of AHLs by enzyme reaction. In addition, it can be seen that the signal decomposing enzyme has a high commercial stability because of its high stability against heat.

따라서 본 발명에 의한 AHL-분해효소 및 AHL-분해효소를 분비하는 재조합 미생물을 식물 또는 동물의 표면에 스프레이하는 등의 방법으로 살포?접종하거나, 본 발명에 의한 AHL-분해효소를 동물체에 주사하거나 복용시키는 등의 경우, 상기 분해효소가 병원성 미생물의 신호물질을 분해함으로써 병에 대한 저항성을 유도하거나, 저항성을 증강시킬 수 있음을 추론할 수 있다. 또한 본 발명에 의한 균주, AHL-분해효소 및 AHL-분해효소를 분비하는 재조합 미생물을 주요 성분으로 포함하는 식물 또는 동물의 세균병 발생 억제-치료제, 이를 함유하는 동물용 사료, 비료, 농약 등이 가능할 것이다.Therefore, by spraying or inoculating by injecting the recombinant microorganisms secreting the AHL-degrading enzyme and AHL-degrading enzyme according to the present invention onto the surface of a plant or animal, or injecting the AHL-degrading enzyme according to the present invention into an animal body, In the case of taking, etc., it can be inferred that the degrading enzyme can induce resistance to diseases or enhance resistance by decomposing signal material of pathogenic microorganisms. In addition, the strain according to the present invention, AHL-degrading enzymes and AHL-degrading enzymes, including the recombinant microorganisms that secrete the bacterial disease occurrence-treatment of plants or animals, the animal feed containing the same, fertilizers, pesticides, etc. It will be possible.

나아가 본 발명에 의한 AHL-분해효소 및 AHL-분해효소를 분비하는 재조합 미생물을 이용하여, 인간을 포함하는 동물의 호흡기에 섬유성 낭포증을 유발하는 슈도모나스 에이로기노사 (Pseudomonas aeroginosa)에 의한 세균병 발생을 억제-치료하는 의약품을 제조하는 것도 가능할 것이다.In addition to the use of the recombinant microorganism which secrete the AHL- lyase and AHL- lyase according to the invention, by a germ-based industrial (Pseudomonas aeroginosa) in Pseudomonas this to the respiratory tract of an animal, including humans induce fibrous cyst increase It would also be possible to manufacture pharmaceuticals that inhibit-treat disease development.

실시예 5: 반응기질의 HPLC 분석Example 5: HPLC Analysis of Reactive Vapor

기존에 보고되어 있는 AHL 분해 효소는 AHL-acylase와 AHL-lactonase 종류로 나눌 수 있다. AHL-acylase는 AHL의 acyl chain을 분해하여 acyl기와 homoserine lactone (HSL)을, AHL-lactonase는 AHL의 homoserine lactone ring을 분해하여 acyl-homoserine을 생성한다. The previously reported AHL degrading enzymes can be divided into AHL-acylase and AHL-lactonase types. AHL-acylase decomposes the acyl chain of AHL to homoserine lactone (HSL), and AHL-lactonase decomposes the homoserine lactone ring of AHL to produce acyl-homoserine.

M664의 AHL 분해 효소가 어떤 종류의 효소인지를 결정하기 위해 반응산물을 HPLC로 분석하였다. M664 배양액을 60% ammonium sulfate로 농축하여 100mM Tris (pH 7.0)에 투석 한 조효소 100 ㎕를 5 mM DHL과 1시간 반응 후 OPA법으로 HSL의 생성 유무를 조사하였다. OPA 분석에 의해 standard인 HSL은 retention time 12.5 분에 minor peak과 20분에 main peak로 관찰되었다(도 6A). HSL는 알칼리 조건에서 불안정하여 가수분해 되기 때문에 12.5 분의 minor peak는 HSL의 lactone ring 이 분해된 homoserine (HS)으로 추정된다. 실질적으로 HS에 대한 OPA 분석 경우 12.5 분대의 peak를 관찰 할 수 있었다(도 6B). M664 조효소와 DHL과의 반응 산물은 retention time 20분에서 main peak가 관찰되었고, 12.5 분에 minor peak과 보였다. 그러므로 M664 균주가 생산하는 AHL 분해 효소는 acylase임을 추정할 수 있다(도 6C). The reaction product was analyzed by HPLC to determine what kind of enzyme the AHL degrading enzyme of M664 was. 100 μl of coenzyme dialyzed on 100 mM Tris (pH 7.0) was concentrated with 60% ammonium sulfate and reacted with 5 mM DHL for 1 hour. By standard OPA analysis, the standard HSL was observed as a minor peak at 12.5 minutes of retention time and a main peak at 20 minutes (FIG. 6A). Since HSL is unstable and hydrolyzed under alkaline conditions, the minor peak of 12.5 minutes is estimated to be a homoserine (HS) in which the lactone ring of HSL is degraded. Practically OPA analysis for HS was able to observe the peak of 12.5 components (Fig. 6B). The reaction product of M664 coenzyme with DHL showed a main peak at 20 minutes of retention time and a minor peak at 12.5 minutes. Therefore, it can be estimated that the AHL degrading enzyme produced by the M664 strain is acylase (FIG. 6C).

실시예 6: Example 6: StreptomycesStreptomyces sp. M664 배양액을 이용한 어병 억제실험 sp. Fish disease inhibition experiment using M664 culture

(1) 해수에서의 AHL 분해 효소의 안정성(1) Stability of AHL Degrading Enzyme in Seawater

비브리오병이나, 에드워드병이 잘 일어나는 양식 온도는 20℃ 이상의 온도이다. 해수에서의 AHL 분해 효소의 안정성을 조사하기 위해 상온에서 5일 동안 효소를 해수에 방치하면서 매일 효소의 분해 활성을 측정하였다. The culture temperature at which Vibrio or Edward's disease occurs is more than 20 ° C. In order to investigate the stability of AHL degrading enzyme in seawater, the enzyme degrading activity was measured every day while leaving the enzyme in seawater for 5 days at room temperature.

도 7에서 보듯이 AHL 분해 효소는 방치 3일 후에도 초기 45U의 활성을 거의 유지하였고 5일이 경과하였을 때도 활성이 33.8 U로 70% 이상을 유지하였다. 따라서 M664의 AHL 분해 효소는 해수에서 매우 안정하며, 어병 제어제로서 이용 가치가 클 것으로 기대된다. As shown in FIG. 7, the AHL degrading enzyme maintained almost the initial activity of 45U even after 3 days of incubation, and maintained more than 70% of activity at 33.8 U even after 5 days. Therefore, MHL's AHL degrading enzyme is very stable in seawater and is expected to be of great value as a fish disease control agent.

(2) AHL 분해 효소에 의한 어병 억제 효과(2) Fish disease inhibitory effect by AHL degrading enzyme

어병 억제 효과의 대상 균주로 병든 어류로부터 분리된 세균인 Vibrio sp. PT2를 이용하였다. Vibrio sp., A bacterium isolated from diseased fish. PT2 was used.

Vibrio sp. PT2의 추정되는 병발인자인 protease 활성은 Streptomyces sp. M664의 AHL 분해 효소와 B. thuringiensis AiiA AHL lactonase의 발현에 의해 감소되었다(도시 생략). Vibrio sp. Protease activity, a presumed concomitant factor of PT2, was found in Streptomyces sp. Of AHLase and B. thuringiensis of M664 It was reduced by the expression of AiiA AHL lactonase (not shown).

실질적으로 Vibrio sp. PT2의 병발이 quorum sensing에 의해 조절되는지, 만약 병발이 quorum sensing에 의해 조절된다면 M664의 AHL 분해 효소에 의해 제어되는지를 넙치(Paralichthys olivaceus)를 대상으로 병발 실험을 수행하였다. Vibrio sp. PT2를 직접 해수에 접종하여 넙치에 대한 Vibrio sp. PT2에 의한 질병을 유발시켰다. 대조군으로 넙치에 Vibrio sp. PT2를 처리 하지 않은 경우와 실험군으로 Vibrio sp. PT2만 처리한 경우와 Vibrio sp. PT2와 M664의 배양액을 넙치에 처리 한 경우에 있어 병원균의 생존율과 넙치의 폐사율, 죽은 넙치에 대한 장기 분석을 수행 하였다. 어병균을 처리한 두 경우 모두Vibrio sp. PT2의 수는 5일 경과 후에도 초기 접종량과 유사하게 103으로 유지되었다(표 1).Substantially Vibrio sp. Whether the involvement of PT2 is controlled by quorum sensing, or if the involvement is controlled by quorum sensing. Concomitant experiments were performed on the olive flounder ( Paralichthys olivaceus ) to determine if it was controlled by AHL degrading enzymes. Vibrio sp. PT2 was directly inoculated into seawater to vibrio sp. The disease caused by PT2. On the flounder as a control, Vibrio sp. Vibrio sp. Only PT2 and Vibrio sp. Long-term analysis of pathogen survival, flounder mortality and dead flounder was performed when the flounder was treated with PT2 and M664. In both cases, fish were treated with Vibrio sp. The number of PT2 remained at 103, similar to the initial dose after 5 days (Table 1).

해수에서 Vibrio sp. PT2의 viability는 일정하게 유지되었다. 그러나 폐사율에 있어 어병균만 처리한 경우 2일 경과 후부터 넙치의 폐사가 발생되었고, 4일이 지난 후 6마리 모두 폐사하였다. 반면 M664의 배양액을 넣은 Vibrio sp. PT2/M664의 경우 Vibrio sp. PT2를 처리하지 않은 대조군과 마찬가지로 같은 6일 동안 넙치의 폐사가 없었다(표 2).In seawater, Vibrio sp. The viability of PT2 remained constant. However, the mortality rate of the flounder occurred only 2 days after treatment, and all 6 animals died after 4 days. In contrast, Vibrio sp. For PT2 / M664 Vibrio sp. There was no mortality on the flounder for the same 6 days as in the control group not treated with PT2 (Table 2).

도 8은 폐사 한지 3시간 이내의 넙치의 사체를 비교한 그림이다. Vibrio sp. PT2 처리에 의해 폐사된 넙치의 내장기관은 장기가 물에 차 있었으며, 간의 형태도 구별하기 어려울 정도의 형체를 띠고 있는 전형적인 비브리오병증을 보였다(도 8B). 반면 대조군(도 8A)과 Vibrio sp. PT2 / M664 처리 실험구(도 8C)에서 임의로 폐사한 넙치의 사체는 장기와 간이 매우 깨끗하기 보존되어있음을 확인할 수 있었다(도 8). 이 결과로부터 Streptomyces sp. M664의 배양액이 Vibrio의 어병 제어에 효과가 있음을 알 수 있으며, 그 기작은 quorum sensing의 신호물질 AHL에 의해 조절되는 병발 인자 protease 활성이 M664의 AHL 분해 효소 의해 감소되기 때문이라고 추정 할 수 있다.8 is a figure comparing the corpse of the olive flounder within 3 hours of our death. Vibrio sp. The internal organs of the olive flounder killed by PT2 treatment showed a typical vibriopathy with organs filled with water and a shape that is difficult to distinguish between liver types (Fig. 8B). While the control group (FIG. 8A) and Vibrio sp. The corpse of the flounder randomly killed in the PT2 / M664 treatment experimental group (Fig. 8C) was confirmed that the organ and liver are very clean (Fig. 8). From these results, Streptomyces sp. It can be concluded that the culture medium of M664 is effective in controlling fish disease of Vibrio , and its mechanism may be due to the decrease in the APL degrading enzyme of M664, which regulates the cofactor protease activity regulated by the signal substance AHL of quorum sensing.

결론적으로 M664의 신호전달 억제제는 어병 제어제의 개발에 이용 될 수 있을 것으로 기대된다. In conclusion, M664 signaling inhibitors are expected to be used in the development of fish disease control agents.

본 발명에 의한 병원균의 밀도인식 신호물질인 아실화 호모세린 락톤을 분해하는 분해효소 및 분해효소를 생산하는 재조합 미생물을 이용하여 병원성 미생물을 생물학적으로 제어할 수 있게 된다.Pathogenic microorganisms can be biologically controlled using a recombinant microorganism that produces a degrading enzyme and a degrading enzyme that degrades acylated homoserine lactone, which is a density recognition signal of a pathogen according to the present invention.

이러한 병원성 미생물 제어에 관한 새로운 생태학적 접근 방법은 기존의 생화학적 병원성 미생물 제어의 문제점인 농약의 잔류 및 항생제 내성 등을 해결하면서 효과적이고 환경 친화적인 병원성 미생물 제어방법으로 유용하게 된다.The new ecological approach to controlling pathogenic microorganisms is useful as an effective and environmentally friendly pathogenic microorganism control method while solving the problems of pesticide residue and antibiotic resistance, which are problems of conventional biochemical pathogenic microorganism control.

도 1은 분리된 M664 균주의 배양액에 따라 C. violaceum CV026의 violacein 생성에 대한 저해를 보여주는 그래프.1 is a graph showing the inhibition of violacein production of C. violaceum CV026 according to the culture medium of the isolated M664 strain.

도 2은 분리된 M664 균주의 생장 및 생장에 따른 AHL 분해 활성을 보여주는 그래프.Figure 2 is a graph showing the AHL degradation activity according to the growth and growth of the isolated M664 strain.

도 3은 M664 균주의 배양액에 의한 다양한 AHLs의 분해 활성을 보여주는 사진.Figure 3 is a photograph showing the degradation activity of various AHLs by the culture medium of M664 strain.

도 4는 M664 균주로부터 AHL 분해 효소의 온도에 대한 영향을 보여주는 그래프.4 is a graph showing the effect on temperature of AHL degrading enzyme from M664 strain.

도 5는 M664 균주로부터 AHL 분해 효소의 pH 대한 영향을 보여주는 그래프.5 is a graph showing the effect on pH of AHL degrading enzyme from M664 strain.

도 6는 Streptomyces sp. M664로부터 AHL 분해 효소 반응 기작을 보여주는 사진.6 is Streptomyces sp. Photo showing the mechanism of AHL degrading enzyme reaction from M664.

도 7는 Streptomyces sp. M664로부터 AHL 분해 효소의 해수에 대한 안정성을 보여주는 그래프.7 is Streptomyces sp. Graph showing stability of AHL degrading enzyme against seawater from M664.

도 8은 Streptomyces sp. M664의 배양액에 의한 Vibrio의 유래의 병원성 감쇄현상을 보여주는 사진.8 is Streptomyces sp. Photograph showing pathogenic attenuation caused by Vibrio by M664 culture.

<110> IN BIONET. INC <120> Enzyme Decomposing AHL, and Method for Controlling Pathogenic Disease Using Thereof <160> 1 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 1471 <212> DNA <213> Streptomyces sp. M664 <400> 1 gctggcggcg tgcttaacac atgcaagtcg aacgatgaag cctttcgggg tggattagtg 60 gcgaacgggt gagtaacacg tgggcaatct gcccttcact ctgggacaag ccctggaaac 120 ggggtctaat accggataac actctgtccc gcatgggacg gggttgaaag ctccggcggt 180 gaaggatgag cccgcggcct atcagcttgt tggtggggta atagcctacc aaggcgacga 240 cgggtagccg gcctgagagg gcgaccggcc acactgggac tgagacacgg cccagactcc 300 tacgggaggc agcagtgggg aatattgcac aatgggcgaa agcctgatgc agcgacgccg 360 cgtgagggat gacggccttc gggttgtaaa cctctttcag cagggaagaa gcgaaagtga 420 cggtacctgc agaagaagcg ccggctaact acgtgccagc agccgcggta atacgtaggg 480 cgcaagcgtt gtccggaatt attgggcgta aagagctcgt aggcggcttg tcacgtcgga 540 tgtgaaagcc cggggcttaa ccccgggtct gcattcgata cgggctagct agagtgtggt 600 aggggagatc ggaattcctg gtgtagcggt gaaatgcgca gatatcagga ggaacaccgg 660 tggcgaaggc ggatctctgg gccattactg acgctgagga gcgaaagcgt ggggagcgaa 720 caggattaga taccctggta gtccacgccg taaacgttgg gaactaggtg ttggcgacat 780 tccacgtcgt cggtgccgca gctaacgcat taagttcccc gcctggggag tacggccgca 840 aggctaaaac tcaaaggaat tgacgggggc ccgcacaagc agcggagcat gtggcttaat 900 tcgacgcaac gcgaagaacc ttaccaaggc ttgacatata ccggaaagca tcagagatgg 960 tgcccccctt gtggtcggta tacaggtggt gcatggctgt cgtcagctcg tgtcgtgaga 1020 tgttgggtta agtcccgcaa cgagcgcaac ccttgttctg tgttgccagc atgcccttcg 1080 gggtgatggg gactcacagg agactgccgg ggtcaactcg gaggaaggtg gggacgacgt 1140 caagtcatca tgccccttat gtcttgggct gcacacgtgc tacaatggcc ggtacaatga 1200 gctgcgatgc cgcgaggcgg agcgaatctc aaaaagccgg tctcagttcg gattggggtc 1260 tgcaactcga ccccatgaag tcggagttgc tagtaatcgc agatcagcat tgctgcggtg 1320 aatacgttcc cgggccttgt acacaccgcc cgtcacgtca cgaaagtcgg taacacccga 1380 agccggtggc ccaacccctt gtgggaggga gctgtcgaag gtgggactgg cgattgggac 1440 gaagtcgtaa caaggtagcc gtaccgaagt c 1471<110> IN BIONET. INC <120> Enzyme Decomposing AHL, and Method for Controlling Pathogenic Disease Using Thereof <160> 1 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 1471 <212> DNA <213> Streptomyces sp. M664 <400> 1 gctggcggcg tgcttaacac atgcaagtcg aacgatgaag cctttcgggg tggattagtg 60 gcgaacgggt gagtaacacg tgggcaatct gcccttcact ctgggacaag ccctggaaac 120 ggggtctaat accggataac actctgtccc gcatgggacg gggttgaaag ctccggcggt 180 gaaggatgag cccgcggcct atcagcttgt tggtggggta atagcctacc aaggcgacga 240 cgggtagccg gcctgagagg gcgaccggcc acactgggac tgagacacgg cccagactcc 300 tacgggaggc agcagtgggg aatattgcac aatgggcgaa agcctgatgc agcgacgccg 360 cgtgagggat gacggccttc gggttgtaaa cctctttcag cagggaagaa gcgaaagtga 420 cggtacctgc agaagaagcg ccggctaact acgtgccagc agccgcggta atacgtaggg 480 cgcaagcgtt gtccggaatt attgggcgta aagagctcgt aggcggcttg tcacgtcgga 540 tgtgaaagcc cggggcttaa ccccgggtct gcattcgata cgggctagct agagtgtggt 600 aggggagatc ggaattcctg gtgtagcggt gaaatgcgca gatatcagga ggaacaccgg 660 tggcgaaggc ggatctctgg gccattactg acgctgagga gcgaaagcgt ggggagcgaa 720 caggattaga taccctggta gtccacgccg taaacgttgg gaactaggtg ttggcgacat 780 tccacgtcgt cggtgccgca gctaacgcat taagttcccc gcctggggag tacggccgca 840 aggctaaaac tcaaaggaat tgacgggggc ccgcacaagc agcggagcat gtggcttaat 900 tcgacgcaac gcgaagaacc ttaccaaggc ttgacatata ccggaaagca tcagagatgg 960 tgcccccctt gtggtcggta tacaggtggt gcatggctgt cgtcagctcg tgtcgtgaga 1020 tgttgggtta agtcccgcaa cgagcgcaac ccttgttctg tgttgccagc atgcccttcg 1080 gggtgatggg gactcacagg agactgccgg ggtcaactcg gaggaaggtg gggacgacgt 1140 caagtcatca tgccccttat gtcttgggct gcacacgtgc tacaatggcc ggtacaatga 1200 gctgcgatgc cgcgaggcgg agcgaatctc aaaaagccgg tctcagttcg gattggggtc 1260 tgcaactcga ccccatgaag tcggagttgc tagtaatcgc agatcagcat tgctgcggtg 1320 aatacgttcc cgggccttgt acacaccgcc cgtcacgtca cgaaagtcgg taacacccga 1380 agccggtggc ccaacccctt gtgggaggga gctgtcgaag gtgggactgg cgattgggac 1440 gaagtcgtaa caaggtagcc gtaccgaagt c 1471

Claims (9)

미생물 밀도인식 신호물질인 아실화 호모세린 락톤을 분해하는 능력을 가지고 있는 Streptomyces 속 균주 M664(KCTC 10605BP). Streptomyces strain M664 (KCTC 10605BP), which has the ability to degrade acylated homoserine lactones, a microbial density signaling signal. 제 1항에 의한 균주가 생산하는 AHL-분해 단백질.AHL-lysed protein produced by the strain according to claim 1. 제 1 항 또는 제 2 항에 의한 균주 또는 단백질을 식물 또는 동물에 처리하여 세균병 발생을 억제-치료하는 방법.A method of inhibiting-treating bacterial disease occurrence by treating a plant or animal with the strain or protein according to claim 1. 제 1 항 또는 제 2 항에 의한 균주 또는 단백질을 식물 또는 동물의 세균병 발생 억제-치료제.An agent for inhibiting bacterial disease development in a plant or animal by using the strain or protein according to claim 1 or 2. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 인간을 포함하는 동물의 호흡기에 섬유성 낭포증을 유발하는 슈도모나스 에이로기노사(Pseudomonas aeroginosa)에 의한 세균병 발생 억제-치료제.Inhibition-treatment of bacterial disease caused by Pseudomonas aeroginosa , which causes fibrocystic cystosis in the respiratory tract of animals including humans. 제 5 항에 의한 세균병 발생 억제-치료제를 함유하는 동물용 사료.Animal feed containing a bacterial disease inhibiting-treatment according to claim 5. 제 5 항에 의한 세균병 발생 억제-치료제를 함유하는 비료.Fertilizer containing the bacterial disease development inhibition-therapeutic agent of Claim 5. 제 5 항에 의한 세균병 발생 억제-치료제를 함유하는 농약.A pesticide containing a bacteriostatic suppression-treatment agent according to claim 5. 제 2 항에 의한 단백질을 식물 또는 동물에 처리하여 세균병 발생을 억제-치료하는 방법.A method for inhibiting-treatment of bacterial disease by treating a plant according to claim 2 with a plant or animal.
KR1020040014110A 2004-03-02 2004-03-02 Enzyme decomposing ahl, and method for controlling pathogenic disease using thereof KR20050088696A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040014110A KR20050088696A (en) 2004-03-02 2004-03-02 Enzyme decomposing ahl, and method for controlling pathogenic disease using thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040014110A KR20050088696A (en) 2004-03-02 2004-03-02 Enzyme decomposing ahl, and method for controlling pathogenic disease using thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050088696A true KR20050088696A (en) 2005-09-07

Family

ID=37271329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040014110A KR20050088696A (en) 2004-03-02 2004-03-02 Enzyme decomposing ahl, and method for controlling pathogenic disease using thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20050088696A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101101369B1 (en) * 2010-03-11 2012-01-02 조선대학교산학협력단 Acetobacter sp. strain having fibrinolytic activity isolated from fermentation broth of pine needles and uses thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101101369B1 (en) * 2010-03-11 2012-01-02 조선대학교산학협력단 Acetobacter sp. strain having fibrinolytic activity isolated from fermentation broth of pine needles and uses thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Antifungal, plant growth-promoting, and genomic properties of an endophytic actinobacterium Streptomyces sp. NEAU-S7GS2
Su et al. Photosynthetic bacterium R hodopseudomonas palustris GJ‐22 induces systemic resistance against viruses
KR100535912B1 (en) The novel bacillus amyloliquefaciens ktgb0202 and control method of plant pathogenic fungi using that
KR101569737B1 (en) Novel endophytic bacteria Bacillus oryzicola isolated from rice rhizosphere and development of a natural biopesticide and plant strengthener using same
Gao et al. Antagonistic activity against rice blast disease and elicitation of host‐defence response capability of an endophytic Streptomyces albidoflavus OsiLf‐2
Ghosh et al. Stenotrophomonas
CN113558069A (en) Slime bacterium H56D21 preying on phytopathogen and application thereof
Khan et al. Plant growth promoting Rhizobacteria from rhizospheres of wheat and chickpea
El-Sayed et al. Rhizospheric-derived Nocardiopsis alba BH35 as an effective biocontrol agent actinobacterium with antifungal and plant growth-promoting effects: in vitro studies
Nihorimbere et al. Ecological fitness of Bacillus subtilis BGS3 regarding production of the surfactin lipopeptide in the rhizosphere
KR101922410B1 (en) Novel compounds produced by Bacillus oryzicola YC7011 with activities of induced resistance against plant pathogens and insect and plant growth promotion
CN113736696B (en) Acid bacterium delftia and application thereof in preventing and treating plant diseases
KR20050088696A (en) Enzyme decomposing ahl, and method for controlling pathogenic disease using thereof
Sayed et al. Efficacy of extracellular metabolite produced by Streptomyces levis strain LX-65 as a potential herbicidal agent
Shoda Biocontrol of plant diseases by Bacillus subtilis: basic and practical applications
KR100578528B1 (en) Microorganism Degrading AHL and Method of Using Thereof
RU2406758C2 (en) Sinorhizobium meliloti P221 BACTERIA STRAIN, POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBON DECOMPOSER AND PLANT GROWTH STIMULANT FOR INCREASING PHYTOREMEDIATION EFFICIENCY
KR102201835B1 (en) Burkholderia territorii SCAT001 for controlling plant pathogens and a botanical control agent comprising the same
Otsu et al. Biological control of phytophagous ladybird beetles Epilachna vigintioctopunctata (Col., Coccinellidae) by chitinolytic phylloplane bacteria Alcaligenes paradoxus entrapped in alginate beads
KR20090105159A (en) Novel Pseudomonas putida NB12 Having Anti-plant pathogens Activity and Composition Comprising the Same
KR100732910B1 (en) 2 A novel Bacillus subtilis FBS-2 active against plant fungal pathogens and preparation of microbial pesticide
Hassan et al. Use of rhizobacteria as biocontrol agents against Ralstonia solanacearum: Principles, mechanisms of action and characterize its bioactive compounds
CN113122553B (en) N-acyl homoserine lactone acyltransferase encoding gene aigA and application thereof
KR100508690B1 (en) Rhodococcus sp. PI-33 Decomposing Acylated Homoserine Lactone
CN116024144B (en) Marine source yellow Qian Peiyuan bacterium and application thereof in preparation of antibacterial drugs

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid