[학위논문]Studies on the Culture Medium for Large Production of Spores of Bacillus subtilis and Purification of Antibacterial Activity of Bacillus sp. Strain : Bacillus subtilis 포자의 대량생산을 위한 배지조성과 항균성 활성에 관한 연구원문보기
Temuujin, Uyangaa
(Graduate School of Biotechnology and Information Technology Hankyong National University
Major in Genomic Informatics
국내박사)
Bacillus subtilis 속은 원핵생물의 진화 연구에 있어 내성포자를 형성하는 Gram양성균의 모델로써 여겨지고 산업적 목적으로도 넓게 이용된다. 영양이 극히 제한된 조건 하에서, Bacillus subtilis 는 간균에서 잠재하는 포자로 전환되는 분화 과정을 겪는다. 이 연구에서는, 우리가 산업적 목적에 대해 높은효율로 포자 수를 얻기 위한 배양 배지의 최적 배지의 조건과 포자형성의 효율을 조사하는 것이다. 우리는 Bacillus subtilis 종으로한 연구에서 총 세포 숫자와 포자 수가 1 g/l의 ...
Bacillus subtilis 속은 원핵생물의 진화 연구에 있어 내성포자를 형성하는 Gram양성균의 모델로써 여겨지고 산업적 목적으로도 넓게 이용된다. 영양이 극히 제한된 조건 하에서, Bacillus subtilis 는 간균에서 잠재하는 포자로 전환되는 분화 과정을 겪는다. 이 연구에서는, 우리가 산업적 목적에 대해 높은효율로 포자 수를 얻기 위한 배양 배지의 최적 배지의 조건과 포자형성의 효율을 조사하는 것이다. 우리는 Bacillus subtilis 종으로한 연구에서 총 세포 숫자와 포자 수가 1 g/l의 glucose 농도에서 가장 좋은 결과가 얻어짐을 발견하였다. 또한, 탄소원을 고정시킨 상태에서 3종류의 유기적 질소원 (yeast extract, peptone, casein acid hydrolysate) 을 조사하였다. 질소원에 대한 최상의 결과는 16 g/l의 yeast extract에서 얻어졌다. 배양 조건의 연구에서 1.00*108에서 3.36*108 cell/ml까지의 최대 세포 농도를, 0.14*108에서 0.22*108까지의 포자 농도를 이끌어 냈다. 그리고 Bacillus subtilis 종에서 포자형성 효율은 68%-80%로 조사되었다. 37℃보다는 30℃에서 배양했을 때, 최고의 결과가 얻어졌다. 배양온도가 30℃일 때, control 배지와 비교하였을때 우리가 선택한 배지에서 총 세포 수는 50%가 증가하였다. 서로 다른 배지에서 Bacillus subtilis의 상층액에서 효소활성을 조사하였을 때, glucose가 증가된 배지에서 protease 활성과 xylanase 활성이 변화가 없음을 발견하였다. 하지만, glucose가 증가된 배지에서 amylase의 활성은 증대되었다. 또한 우리는 Staphylococcus aureus 914102 (Gram양성균)에 대항하는 Bacillus 종의 항균성 활성을 조사하였다. 항균성 활성을 지닌 물질을 Bacillus 종으로부터 분리해냈다. 그 물질은 세포정체기에서 생산되었다. 그 항균성 활성은 배지뿐만이 아니라 cell extract에서도 발견되었다. 항균성 활성물질의 정제가 이루어지고 있다.
Bacillus subtilis 속은 원핵생물의 진화 연구에 있어 내성포자를 형성하는 Gram양성균의 모델로써 여겨지고 산업적 목적으로도 넓게 이용된다. 영양이 극히 제한된 조건 하에서, Bacillus subtilis 는 간균에서 잠재하는 포자로 전환되는 분화 과정을 겪는다. 이 연구에서는, 우리가 산업적 목적에 대해 높은효율로 포자 수를 얻기 위한 배양 배지의 최적 배지의 조건과 포자형성의 효율을 조사하는 것이다. 우리는 Bacillus subtilis 종으로한 연구에서 총 세포 숫자와 포자 수가 1 g/l의 glucose 농도에서 가장 좋은 결과가 얻어짐을 발견하였다. 또한, 탄소원을 고정시킨 상태에서 3종류의 유기적 질소원 (yeast extract, peptone, casein acid hydrolysate) 을 조사하였다. 질소원에 대한 최상의 결과는 16 g/l의 yeast extract에서 얻어졌다. 배양 조건의 연구에서 1.00*108에서 3.36*108 cell/ml까지의 최대 세포 농도를, 0.14*108에서 0.22*108까지의 포자 농도를 이끌어 냈다. 그리고 Bacillus subtilis 종에서 포자형성 효율은 68%-80%로 조사되었다. 37℃보다는 30℃에서 배양했을 때, 최고의 결과가 얻어졌다. 배양온도가 30℃일 때, control 배지와 비교하였을때 우리가 선택한 배지에서 총 세포 수는 50%가 증가하였다. 서로 다른 배지에서 Bacillus subtilis의 상층액에서 효소활성을 조사하였을 때, glucose가 증가된 배지에서 protease 활성과 xylanase 활성이 변화가 없음을 발견하였다. 하지만, glucose가 증가된 배지에서 amylase의 활성은 증대되었다. 또한 우리는 Staphylococcus aureus 914102 (Gram양성균)에 대항하는 Bacillus 종의 항균성 활성을 조사하였다. 항균성 활성을 지닌 물질을 Bacillus 종으로부터 분리해냈다. 그 물질은 세포정체기에서 생산되었다. 그 항균성 활성은 배지뿐만이 아니라 cell extract에서도 발견되었다. 항균성 활성물질의 정제가 이루어지고 있다.
The genus Bacillus subtilis is considered as a model endospore-forming Gram-positive bacterium for prokaryotic developmental studies and also used widely for industrial purpose. Under conditions of extreme nutrient limitation, Bacillus subtilis undergoes a differentiation process that converts the r...
The genus Bacillus subtilis is considered as a model endospore-forming Gram-positive bacterium for prokaryotic developmental studies and also used widely for industrial purpose. Under conditions of extreme nutrient limitation, Bacillus subtilis undergoes a differentiation process that converts the rod-shaped bacterial cell into a dormant spore. In this research, we have investigated optimal condition of culture medium for industrial purpose to give high yield spore number and sporulation efficiency in Bacillus subtilis. We found that the total cell number and spore number was obtained at the glucose concentration of 1 g/l with the Bacillus subtilis strain we investigated. Also, three kinds of organic nitrogen sources (yeast extract, peptone, casein acid hydrolysate) were investigated at the various concentrations with the carbon source fixed. The best result regarding nitrogen source was obtained with yeast extract of 16 g/l. Studies of the cultivation conditions led to the maximum concentration of total cell from 1.00*108 to 3.36*108 cells/ml and the spore concentration from 0.14*108 to 0.22*108 cells/ml. And the sporulation efficiency was 68%-80% in the Bacillus subtilis strain we investigated. The best result was obtained, when the culture temperature was 300C rather than 370C temperature. When temperature was 300C, total cell was increased by 50% with the medium we choose compared to the control medium. When we determined the enzyme activities of supernatant of Bacillus subtilis in different medium, we found that protease activities and xylanase activities were not changed much. However, the activity of amylase increased with the concentration of glucose increased. Also we have investigated the antibacterial activity of Bacillus sp. strain against Staphylococcus aureus 914102 (Gram positive) bacteria. A substance with anitibacterial activity was isolated from Bacillus sp. strains. The substance was produced during stationary phase. The antibacterial activity was found more in the medium than the cell extract. The purification of antibacterial activity is under press.
The genus Bacillus subtilis is considered as a model endospore-forming Gram-positive bacterium for prokaryotic developmental studies and also used widely for industrial purpose. Under conditions of extreme nutrient limitation, Bacillus subtilis undergoes a differentiation process that converts the rod-shaped bacterial cell into a dormant spore. In this research, we have investigated optimal condition of culture medium for industrial purpose to give high yield spore number and sporulation efficiency in Bacillus subtilis. We found that the total cell number and spore number was obtained at the glucose concentration of 1 g/l with the Bacillus subtilis strain we investigated. Also, three kinds of organic nitrogen sources (yeast extract, peptone, casein acid hydrolysate) were investigated at the various concentrations with the carbon source fixed. The best result regarding nitrogen source was obtained with yeast extract of 16 g/l. Studies of the cultivation conditions led to the maximum concentration of total cell from 1.00*108 to 3.36*108 cells/ml and the spore concentration from 0.14*108 to 0.22*108 cells/ml. And the sporulation efficiency was 68%-80% in the Bacillus subtilis strain we investigated. The best result was obtained, when the culture temperature was 300C rather than 370C temperature. When temperature was 300C, total cell was increased by 50% with the medium we choose compared to the control medium. When we determined the enzyme activities of supernatant of Bacillus subtilis in different medium, we found that protease activities and xylanase activities were not changed much. However, the activity of amylase increased with the concentration of glucose increased. Also we have investigated the antibacterial activity of Bacillus sp. strain against Staphylococcus aureus 914102 (Gram positive) bacteria. A substance with anitibacterial activity was isolated from Bacillus sp. strains. The substance was produced during stationary phase. The antibacterial activity was found more in the medium than the cell extract. The purification of antibacterial activity is under press.
Keyword
#배지조성 포자 Bacillus subtilis
학위논문 정보
저자
Temuujin, Uyangaa
학위수여기관
Graduate School of Biotechnology and Information Technology Hankyong National University
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