[논문]된장에서 분리된 유산균의 결합력에 의한 Heterocyclic Amines 제거

임성미

doi:10.7845/kjm.2014.4011

[국내논문] 된장에서 분리된 유산균의 결합력에 의한 Heterocyclic Amines 제거
Heterocyclic Amines Removal by Binding Ability of Lactic Acid Bacteria Isolated from Soybean Paste 원문보기

Korean journal of microbiology = 미생물학회지, v.50 no.1, 2014년, pp.73 - 83

초록
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단백질이 풍부한 식품을 고온 하에서 조리하는 과정 중에 주로 발생되는 돌연변이원 heterocyclic amines (HCAs)에 대한 유산균의 결합력 및 제거능을 조사하였다. 당 발효능 및 16S rRNA 염기서열 분석을 통해 동정된 19종의 유산균 중 Lactobacillus acidophilus D11, Enterococcus faecium D12, Pediococcus acidilactici D19, L. acidophilus D38, Lactobacillus sakei D44, Enterococcus faecalis D66 및 Lactobacillus plantarum D70의 세포이나 배양 상등액은 3-amino-1,4-dimethyl-5H-pyrido[4,3-b]indole (Trp-P-1)과 3-amino-1-methyl-5Hpyrido[4,3-b] indole (Trp-P-2)에 의한 Salmonella typhimurium TA98 및 TA100의 돌연변이 유발을 억제할 수 있었다. HCAs에 대한 유산균 세포의 결합력은 cell wall, exopolysaccharide 및 peptidoglycan 보다 높게 나타났다. 한편, 이들의 결합력은 단백질 분해효소, 가열, sodium metaperiodate 및 산 처리에 의해 유의하게 감소되었으므로 세포벽에 존재하는 당이나 단백질 성분이 이들 HCAs을 결합시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 확인되었다. 또한 E. faecium D12, L. acidophilus D38 및 E. faecalis D66의 결합력은 SDS나 금속이온에 의해 감소되었으므로 이들세포와 돌연변이원 사이에는 이온 결합이나 소수성 결합이 작용하는 것으로 추정되었다. 한편, HCAs 결합력이 높은 L. acidophilus D38과 L. plantarum D70은 장관 상피세포에 대한 부착력이 낮으므로 돌연변이원을 세포에 결합시켜 체외로 배출함으로써 독성물질을 제거하는데 효과적인 것으로 확인되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of the this study was to investigate the binding capacity and removal ability of lactic acid bacterial strains obtained from Korean soybean paste for mutagenic heterocyclic amines (HCAs) formed during cooking of protein-rich food at high temperature. Among 19 strains identified by carbohydrate fermentation and 16S rRNA sequencing, the live cell or cell-free culture supernatant of Lactobacillus acidophilus D11, Enterococcus faecium D12, Pediococcus acidilactici D19, L. acidophilus D38, Lactobacillus sakei D44, Enterococcus faecalis D66, and Lactobacillus plantarum D70 inhibited the mutagenesis caused by either 3-amino-1,4-dimethyl-5H-pyrido[4,3-b] indole (Trp-P-1) or 3-amino-1-methyl-5H-pyrido[4,3-b] indole (Trp-P-2) in Salmonella typhimurium TA98 and TA100. The bacterial cells of the isolated strains showed greater binding activity than the pure cell wall, exopolysaccharide, and pepetidoglycan. The carbohydrate moieties of the cell wall or protein molecules on the cell surface have a significant role in binding Trp-P-1 and Trp-P-2, since protease, heating, sodium metaperiodate, or acidic pH treatments significantly (P<0.05) reduced the binding efficacy of the tested bacteria. Addition of metal ions or sodium dodecyl sulfate decreased the binding ability of E. faecium D12, L. acidophilus D38, and E. faecalis D66. Therefore, the binding mechanisms of these strains may consist of ion-exchange and hydrophobic bonds. Especially, the high mutagen binding by L. acidophilus D38 and L. plantarum D70 may reduce the accumulation or absorption of Trp-P-1 and Trp-P-2 in the small intestine via increased excretion of a mutagen-bacteria complex.

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AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 Trp-P-1 및 Trp-P-2로부터 유발된 Salmonella typhimurium TA98 and TA100의 돌연변이에 대한 유산균의 억제 효과를 측정하였다. HCAs에 대한 유산균 세포의 결합력을 확인하였고, 결합에 관여하는 세포성분 및 돌연변이원과 세포 사이의 결합방식을 조사하였다.
HCAs에 대한 유산균 세포의 결합력을 확인하였고, 결합에 관여하는 세포성분 및 돌연변이원과 세포 사이의 결합방식을 조사하였다. 또한 Caco-2 세포에 대한 유산균의 부착능을 조사하여 돌연변이원의 배출 가능성을 알아보았다.
대표적인 발효 스타터인 유산균은 다양한 기능성이 밝혀진 유용 균주로 알려져 있으며 본 연구에서는 이들의 항돌연변이 활성을 조사하였다. 단백질 함량이 높은 식품을 고온 하에서 조리하는 과정 중에 주로 발생되는 HCAs에 대한 유산균의 항돌연변이 활성에 의해 이들 독성물질로 인한 위해를 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다.

제안 방법

또한 API 50CHL (bioMérieux Co., France)를 이용하여 당 분해능을 조사하였다.
MRS broth에 접종하여 37℃에서 24시간 배양한 후 얻어진 배양액을 원심분리(7,000×g, 10분, 4℃)하여 유산균 세포 침전물(live cell pellet, LC)과 배양 상등액(cell-free culture supernatant, CFCS)으로 분리하였다.
따라서 본 연구에서는 Trp-P-1 및 Trp-P-2로부터 유발된 Salmonella typhimurium TA98 and TA100의 돌연변이에 대한 유산균의 억제 효과를 측정하였다. HCAs에 대한 유산균 세포의 결합력을 확인하였고, 결합에 관여하는 세포성분 및 돌연변이원과 세포 사이의 결합방식을 조사하였다. 또한 Caco-2 세포에 대한 유산균의 부착능을 조사하여 돌연변이원의 배출 가능성을 알아보았다.
, USA)에서 배양하여 얻어진 실험 균주의 배양액은 20% glycerol(v/v) stock으로 제조하여 -80℃에서 보관하였고, 실험 직전에 MRS agar 사면배지 상에서 3회 계대 배양하여 활성을 높인 후 사용하였다. 선발된 균주는 Cenci 등(2002)에 따라 그람염색 후 세포의 형태, 효소 생성능, 산 및 가스 생성능, 질산 환원력, 암모니아 생성능 및 산소 요구성 및 염에 대한 내성 등 일반적인 형태학적 및 배양학적 특성을 살펴보았다. 또한 API 50CHL (bioMérieux Co.
, Canada)으로 유전자를 증폭(94℃에서 1분간 denaturation, 55℃에서 1분간 annealing, 72℃에서 2분간 extension) 시켰다. 전기영동으로 DNA band를 확인한 후 QIA quick PCR kit (QIAGEN, USA)로 정제하였다. 얻어진 산물은 sequencing을 통해 분석하였고, 염기서열은 GenBank (http://www.
Maron과 Ames (1983)의 preincubation Ames test에 따라 HCAs으로부터 유도된 S. typhimurium TA98과 TA100의 his+복귀 돌연변이 유발에 대한 유산균의 항돌연변이 활성을 조사하였다. Frame shift mutant인 S.
유산균 LC 혹은 CFCS (100 μl), S. typhimurium TA98 혹은 TA100 배양액 (100 μl), 돌연변이원 시료 용액(100 μl) 및 0.5% S9 mix (500 μl)을 멸균된 시험관에 넣고 암실 내 37℃에서 30분간 진탕한 다음, 혼합물을 0.05 mM L-histidine/biotine과 0.09 M NaCl을 함유한 molten top agar(0.5%, w/v) 2 ml에 첨가하여 vortexing한 다음 minimal glucose agar (1.5%, w/v) 평판배지 위에 부어 응고시켰다.
각각의 조건에서 배양한 세포는 원심분리(7,000×g, 10분, 4℃)하여 회수하였고, PBS (pH 7.0)로 2회 세척하고 나서 HCAs (10 μg/ml)과 37℃에서 24시간 배양하고 난 후 앞서 언급된 방법으로 HCAs에 대한 결합력을 조사하였다.
산에 대한 영향을 알아보기 위해 세포(1.0×1010 CFU/ml)를 pH 2.0와 3.0으로 조정한 glycine-HCl buffer에 접종하여 37℃에서 2시간 배양하였다.
HCAs은 0.1 M citrate—0.2 M Na2HPO4 (pH 3.0): acetonitrile: triethylamine (50:50:0.05, v:v:v)의 이동상을 사용하여 1 m/min의 유속으로 이동시키고 흡광도(254 nm)를 측정하였다.
원심분리(1,000×g, 10분, 4℃)에 의해 파쇄되지 않은 세포 잔해물은 제거하였고, 원심분리(15,000×g, 25분)하여 CW를 얻었다.
이때 사용된 HCAs의 농도는 plate당 1 μg을 사용하였다. 혼합물을 37℃에서 48시간 배양한 후 his+ revertants 집락수를 계수하여 돌연변이 저해율을 측정하였다. 즉, 항돌연변이능(%)은[(a-b)/(a-c)]×100의 계산식에 대입하였고, 이때 a는 LC 혹은 CFCS가 없는 상태 하에서 HCAs에 의해 유도된 histidine revertants의 수, b는 LC 혹은 CFCS가 존재하는 상태 하에서 HCAs에 의해 유도된 histidine revertants의 수 및 c는 HCAs이 없는 상태에서 자연 복귀 돌연변이 수를 나타내었다.
원심분리(1,000×g, 10분, 4℃)에 의해 파쇄되지 않은 세포 잔해물은 제거하였고, 원심분리(15,000×g, 25분)하여 CW를 얻었다. CW는 PBS (pH 7.0)에 재현탁 시키고 이를 MRS agar 평판배지에 획선 접종하여 37℃에서 24시간 배양함으로써 세포가 초음파 처리에 의해 완전하게 파쇄되었는지를 확인하였다. 그런 다음, CW는 15 mM NaCl와 50 mM Tris-hydroxymethylaminomethane hydrochloride로 세척한 후 1X (pH 7.
0)로 세척하고 20 g/L sodium dodecylsulfate (SDS)로 처리하고 난 후 70℃에서 2시간 가열 처리하여 세포막을 제거하였다. 분획물에 SDS를 제거하기 위해서 PBS (pH 7.0)로 세척하고 원심분리 한 다음 동결 건조하여 순수한 CW를 얻었다.
HCAs의 결합에 관여하는 유산균 세포의 성분을 확인하기 위해 가열, 효소, 산 및 sodium metaperiodate 등을 처리한 세포에 대한 HCAs의 결합력을 조사하였다. MRS broth 내에서 배양된 배양액을 원심분리하여 세포(1.
0×10¹⁰ CFU/ml)를 처리하여 4℃에서 24시간 배양하고 난 후 ethylene glycol을 처리하여 혼합물 내에 존재하는 과도한 sodium metaperiodate를 제거하였다. 물리화학적 조건하에서 각각 처리한 후 HPLC를 이용하여 HCAs에 대한 유산균 세포의 결합력을 측정하였다.
Monolayer를 형성한 Caco-2 세포(5.0×105 CFU/ml)를 6-well tissue culture plate 내에 접종하고 난 후 DMEM 배지에 현탁된 유산균 세포를 첨가하였다.
0×10⁵ CFU/ml)를 6-well tissue culture plate 내에 접종하고 난 후 DMEM 배지에 현탁된 유산균 세포를 첨가하였다. 5% CO₂하에서 37℃, 2시간 배양 후 Caco-2 세포에 부착된 세포들은 PBS (pH 7.0)로 희석한 후 MRS agar 배지 상에서 평판배양법(37℃, 48시간)으로 유산균의 생균수를 측정하였다. 초기 접종한 균수에 대한 Caco-2 세포에 부착된 균수를 측정하여 부착율(%)을 계산하였다.
0)로 희석한 후 MRS agar 배지 상에서 평판배양법(37℃, 48시간)으로 유산균의 생균수를 측정하였다. 초기 접종한 균수에 대한 Caco-2 세포에 부착된 균수를 측정하여 부착율(%)을 계산하였다.
단백질이 풍부한 식품을 고온 하에서 조리하는 과정 중에 주로 발생되는 돌연변이원 heterocyclic amines (HCAs)에 대한 유산균의 결합력 및 제거능을 조사하였다. 당 발효능 및 16S rRNA 염기서열 분석을 통해 동정된 19종의 유산균 중 Lactobacillus acidophilus D11, Enterococcus faecium D12, Pediococcus acidilactici D19, L.

대상 데이터

본 연구에 사용된 균주는 전보(Lim et al., 2006)에 보고된 된장으로부터 분리한 유산균 총 19종을 대상으로 실험하였다. Lactobacilli MRS broth (BD Difco Co.
Trp-P-1과 Trp-P-2는 Wako Chemicals Inc. (Japan)에서 구입하여 실험에 사용하였다. 각 HCAs는 DMSO (dimethyl sulfoxide, 1 mg/ml)에 용해시켜 -20℃에 보관하였다.
45μm millipore membrane filter (USA)로 제균한 후 사용하였다. Aroclor 1254에 의해 유도된 쥐 간의 마이크로솜 분획물은 Molecular Toxicology Inc. (USA)로부터 구입하였고, 이는 간접 돌연변이원의 활성화를 위해 사용하였다. 그런 다음 Maron 과 Ames (1983)의 방법에 따라 S9 fraction 10%, MgCl2-KCl salt 2%, 1 M glucose-6-phosphate 0.
효소(Sigma-Aldrich, 1 mg/ml)의 영향을 살펴보기 위해, 각각의 buffer에 용해시킨 α-amylase (50 mM sodium acetate, pH 6.0), pepsin (10 mM citrate, pH 2.0), trypsin (50 mM Tris-HCl, pH 8.0), proteinase K (50 mM Tris-HCl, pH 7.5), protease (50 mM Tris-HCl, pH 7.5) 및 lysozyme (50 mM sodium phosphate, pH 8.8) 등의 효소 용액을 준비하였다.
된장으로부터 분리하여 본 연구에 사용된 유산균은 전보(Lim et al., 2006)에서 항암 및 항균활성을 조사하여 보고한 바 있는 균주 19종이며, 이들의 API 50CHL에 의한 당 발효능과 16S rRNA sequencing에 의한 균주 동정 결과는 Table 1과 같다. 된장에서 분리된 유산균은 Enterococcus faecalis D08, Lactobacillus acidophilus D11, Enterococcus faecium D12, Pediococcus acidilactici D19, Pediococcus pentosaceus D21, Leuconostoc mesenteroides D23, Lactobacillus fermentum D37, L.

데이터처리

전기영동으로 DNA band를 확인한 후 QIA quick PCR kit (QIAGEN, USA)로 정제하였다. 얻어진 산물은 sequencing을 통해 분석하였고, 염기서열은 GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)의 database와 비교한 후 BLASTN program (version 2.0.8., Altschul et al., 1990)으로 상동성을 조사하여 동정하였다.
돌연변이원에 대한 유산균의 결합력에 관한 실험은 각각 3회 측정하여 얻어진 값들은 평균±표준편차로 나타내었고, 측정값들간의 SPSS program (version 12.0, SPSS, USA)의 paired t-test을 통해 유의수준 5% 하에서 유의성 검증을 실시하였다.

이론/모형

유전자 염기서열 분석(16S rRNA sequencing)에 의한 동정을 위해 Zoetendal 등(1998)의 방법에 따라 DNA를 추출하였다. 즉, MRS broth 상에서 배양된 배양액(5 ml)은 1,500×g에서 5분간 원심분리하여 세포 침전물만 모아 1 ml Tris-EDTA buffer (pH 8.
시료 내에 잔존하는 HCAs은 Sreekumar와 Hosono (1998c)의 방법에 따라 high performance liquid chromatography (HPLC, Shimadzu, Japan)의 reverse-phase column (Shimpack CLC-ODS 6 mm×15 cm; Shimadzu)으로 분석하여 유산균 세포에 대한 HCAs의 결합력을 조사하였다.
유산균의 CW는 Gopal과 Reilly (1995)의 방법에 따라 제조하였다. MRS broth에서 배양한 유산균 배양액으로부터 얻어진 세포(1.
EP와 PG는 Sreekumar와 Hosono (1998c)의 방법에 따라 준비하였다. CW에 5%(w/v) trichloroacetic acid (TCA)를 첨가하여 90℃에서 15분간 처리하고 난 후 혼합물은 냉각시켜 원심분리(11,000×g, 15분)에 의해 얻은 침전물(TCA 불용성 분획물)은 5% TCA로 세척하고 동결 건조시켜 PG를 얻었다.

성능/효과

casseliflavus D86의 LC와 CFCS 모두 Trp-P-1에 대한 항돌연변이 활성이 나타나지 않았다. 하지만, E. faecium D12, L. acidophilus D38, E. faecalis D66 및 L. plantarum D70의 LC는 S. typhimurium TA98의 his+ revertants를 46.5‒61.6% 억제시켰고, S. typhimurium TA100에 대한 49.0‒76.3% 정도의 항돌연변이 활성을 나타내었다. 이와는 달리 L.
3% 정도의 항돌연변이 활성을 나타내었다. 이와는 달리 L. acidophilus D11 및 L. sakei D44의 LC에 의해서는 항돌연변이 활성이 나타나지 않았지만, S. typhimurium TA98에 대해선 CFCS에 의해 각각 67.6%와 37.7%의 억제 효과가 나타났다.
Trp-P-1에 대한 항돌연변이 활성을 나타낸 대부분의 균주는 Trp-P-2에 대해서도 활성이 있는 것으로 확인되었다. 특히, S. typhimurium TA98의 his+ revertants는 L. plantarum D70의 LC에 의해서 가장 높게 억제되었고(55.5%), S. typhimurium TA100의 his+ revertants는 E. faecium D12의 LC에 의해 85.0%로 가장 높게 억제되었다. 특히, 다른 균주들과는 달리 P.
0%로 가장 높게 억제되었다. 특히, 다른 균주들과는 달리 P. acidilactici D19의 LC와 CFCS 모두 Trp-P-1에 대해선 항돌연변이 활성을 나타내지 않았지만, Trp-P-2에 대해서는 활성이 나타났다. 따라서, HCAs에 대한 유산균의 항돌연변이 활성은 균종에 따라 유의적인 차이가 있었고, 또한 동일한 균종 일지라도 HCAs의 종류와 세포의 배양산물에 따라서도 활성에 차이가 있었다.
acidilactici D19의 LC와 CFCS 모두 Trp-P-1에 대해선 항돌연변이 활성을 나타내지 않았지만, Trp-P-2에 대해서는 활성이 나타났다. 따라서, HCAs에 대한 유산균의 항돌연변이 활성은 균종에 따라 유의적인 차이가 있었고, 또한 동일한 균종 일지라도 HCAs의 종류와 세포의 배양산물에 따라서도 활성에 차이가 있었다. 특히, 유산균의 LC에 의한 항돌연변이 효과는 돌연변이원을 세포에 부착시킴으로써 나타난 것으로 추정되며, CFCS에 의한 항돌연변이 활성은 세포가 배양과정 중 생산한 물질에 의하여 돌연변이 유발이 억제된 것으로 사료된다.
Ames test에 따라 유산균의 LC에 의해 돌연변이 활성을 나타내는 균주로부터 얻은 CW, EP 및 PG로부터 Trp-P-1 및 Trp-P-2의 결합력을 측정한 결과는 Table 3과 같다. E. faecium D12의 LC는 약 52.8%의 Trp-P-1을 결합시켰고, CW의 결합력은 LC 와 유의적인 차이가 없었으나, EP와 PG는 LC에 비해 유의하게 낮은 값을 나타내었다. 한편, D12 균주의 결합력은 Trp-P-1보다 Trp-P-2에 대해 더 높게 나타났으며, LC, CW 및 PG의 결합력은 유의할만한 차이가 없었으나, EP는 47.
8%의 Trp-P-1을 결합시켰고, CW의 결합력은 LC 와 유의적인 차이가 없었으나, EP와 PG는 LC에 비해 유의하게 낮은 값을 나타내었다. 한편, D12 균주의 결합력은 Trp-P-1보다 Trp-P-2에 대해 더 높게 나타났으며, LC, CW 및 PG의 결합력은 유의할만한 차이가 없었으나, EP는 47.1%로 다소 낮게 나타났다. P.
6%의 비슷한 수준을 보였으나, EP와 PG는 이보다 낮은 결합력을 나타내었다. L. acidophilus D38의 LC는 Trp-P-1을 높은 수준으로 결합시켰으나, Trp-P-2에 대해선 비교적 낮은 결합력을 보였고, 특히 CW, EP 및 PG의 결합력이 LC보다 낮게 나타났다. E.
acidophilus D38의 LC는 Trp-P-1을 높은 수준으로 결합시켰으나, Trp-P-2에 대해선 비교적 낮은 결합력을 보였고, 특히 CW, EP 및 PG의 결합력이 LC보다 낮게 나타났다. E. faecalis D66은 Trp-P-1보다는 Trp-P-2에 대한 결합력이 더 높았고, 돌연변이원에 대한 LC의 결합력은 CW, EP 및 PG보다 유의할 만한 수준으로 높게 나타났다. L.
faecalis D66은 Trp-P-1보다는 Trp-P-2에 대한 결합력이 더 높았고, 돌연변이원에 대한 LC의 결합력은 CW, EP 및 PG보다 유의할 만한 수준으로 높게 나타났다. L. plantarum D70의 LC는 다른 균주들에 비해 Trp-P-1과 Trp-P-2를 매우 높게 결합시켰는데, 특히, CW는 Trp-P-1를 LC와 비슷한 정도의 결합력을 나타내었지만, EP와 PG의 결합력은 이보다 낮았다. 따라서 Trp-P-1과 Trp-P-2는 E.
L. acidophilus D38은 α-amylase, pepsin, sodium metaperiodate 및 가열 처리에 의해선 결합력이 대조구와 비교적 비슷한 정도로 나타났으나, protease, trypsin, lysozyme 등의 효소와 산에 의해선 결합력이 급격하게 감소됨을 알 수 있었다.
plantarum D70의 LC는 다른 균주들에 비해 Trp-P-1과 Trp-P-2를 매우 높게 결합시켰는데, 특히, CW는 Trp-P-1를 LC와 비슷한 정도의 결합력을 나타내었지만, EP와 PG의 결합력은 이보다 낮았다. 따라서 Trp-P-1과 Trp-P-2는 E. faecium D12, P. acidilactici D19, L. acidophilus D38, E. faecalis D66 및 L. plantarum D70의 세포벽 및 세포벽의 구성 성분에 주로 결합됨을 알 수 있었다.
56%로 측정되었다고 보고하여 본 연구의 균주들보다 결합력이 비교적 높게 나타났다. 또한 S. cremoris Z-25, L. acidophilus IFO13951 및 Bifidobacterium bifidum IFO 14252는 Trp-P-1에 대해 가장 높은 결합을 나타낸 반면, 이들 균주들은 Glu-P-1 및 IQ에 대해선 매우 낮은 결합효과를 나타내었다.
faecalis D66을 lysozyme의 처리에 의해서만 결합력이 감소된 반면 그 외의 효소, 산 및 가열 처리는 결합력에 영향을 미치지 않았다. Trp-P-1과 Trp-P-2에 대한 L. plantarum D70의 결합력은 lysozyme, sodium metaperiodate 및 가열 처리 시 대조구의 결합력보다 유의하게 감소됨을 확인하였다. 이상의 결과에서 볼 때 lysozyme의 처리에 의해 실험 균주의 결합력이유의하게 감소되었으므로 Trp-P-1과 Trp-P-2는 유산균의 세포 벽에 주로 결합됨을 알 수 있었다.
plantarum D70의 결합력은 lysozyme, sodium metaperiodate 및 가열 처리 시 대조구의 결합력보다 유의하게 감소됨을 확인하였다. 이상의 결과에서 볼 때 lysozyme의 처리에 의해 실험 균주의 결합력이유의하게 감소되었으므로 Trp-P-1과 Trp-P-2는 유산균의 세포 벽에 주로 결합됨을 알 수 있었다. 또한 proteinase K, protease 및 trypsin 등의 단백질 분해 효소, sodium metaperiodate, 산 혹은 가열 처리에 의해 결합력이 감소된 것은 돌연변이원을 결합시키는 세포벽의 성분이 당이나 단백질인 것으로 확인되었으며, 이들 물리화학적 처리에 의해 결합부위가 파괴되었거나 일부 변형되어 결합력이 감소된 것으로 추정된다.
이상의 결과에서 볼 때 lysozyme의 처리에 의해 실험 균주의 결합력이유의하게 감소되었으므로 Trp-P-1과 Trp-P-2는 유산균의 세포 벽에 주로 결합됨을 알 수 있었다. 또한 proteinase K, protease 및 trypsin 등의 단백질 분해 효소, sodium metaperiodate, 산 혹은 가열 처리에 의해 결합력이 감소된 것은 돌연변이원을 결합시키는 세포벽의 성분이 당이나 단백질인 것으로 확인되었으며, 이들 물리화학적 처리에 의해 결합부위가 파괴되었거나 일부 변형되어 결합력이 감소된 것으로 추정된다.
한편, SDS를 처리한 E. faecium D12와 E. faecalis D66의 돌연변이원 결합력은 대조구에 비해 유의하게 감소되었으나, 금속이온에는 영향을 받지 않았다. HCAs에 대한 P.
1과 같다. Trp-P-1 및 Trp-P-2의 결합력이 높은 L. acidophilus D38과 L. plantarum D70 균주는 Caco-2 세포에 대한 부착력이 20% 이하인 것으로 나타났다. E.
plantarum D70 균주는 Caco-2 세포에 대한 부착력이 20% 이하인 것으로 나타났다. E. faecalis D66과 E. faecium D12의 부착력은 각각 40.2% 및 48.6%이며, P. acidilactici D19는 다른 균주에 비해 가장 높은 74.1%의 부착력을 나타내었다. 실험 균주 중 L.
1%의 부착력을 나타내었다. 실험 균주 중 L. acidophilus D38과 L. plantarum D70은 Trp-P-1과 Trp-P-2에 대하여 높은 결합력을 나타내었으나, Caco-2 세포에 대한 부착력은 비교적 낮게 나타났다. 이는 세균 세포와 결합하는 돌연변이원과 장관 상피세포의 구조적 차이에 따라 결합 방식이 상이하기 때문인 것으로 추정된다.
단백질 함량이 높은 식품을 고온 하에서 조리하는 과정 중에 주로 발생되는 HCAs에 대한 유산균의 항돌연변이 활성에 의해 이들 독성물질로 인한 위해를 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다. 또한 유산균 세포에 돌연변이원을 흡착시켜 배출함으로써 체내 잔존하는 독성물질의 양을 낮추고 이로 인한 돌연변이와 암의 발생률을 억제할 수 있을 것으로 여겨진다. 따라서 HCAs에 대한 항돌연변이 활성이 있는 유산균을 발효식품이나 건강 기능성 식품 및 의약품 소재로 활용할 경우 유산균의 산업적 응용 가치를 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다.
HCAs에 대한 유산균 세포의 결합력은 cell wall, exopolysaccharide 및 peptidoglycan 보다 높게 나타났다. 한편, 이들의 결합력은 단백질 분해효소, 가열, sodium metaperiodate 및 산 처리에 의해 유의하게 감소되었으므로 세포벽에 존재하는 당이나 단백질 성분이 이들 HCAs을 결합시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 확인되었다. 또한 E.
한편, 이들의 결합력은 단백질 분해효소, 가열, sodium metaperiodate 및 산 처리에 의해 유의하게 감소되었으므로 세포벽에 존재하는 당이나 단백질 성분이 이들 HCAs을 결합시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 확인되었다. 또한 E. faecium D12, L. acidophilus D38 및 E. faecalis D66의 결합력은 SDS나 금속이온에 의해 감소되었으므로 이들 세포와 돌연변이원 사이에는 이온 결합이나 소수성 결합이 작용하는 것으로 추정되었다. 한편, HCAs 결합력이 높은 L.
faecalis D66의 결합력은 SDS나 금속이온에 의해 감소되었으므로 이들 세포와 돌연변이원 사이에는 이온 결합이나 소수성 결합이 작용하는 것으로 추정되었다. 한편, HCAs 결합력이 높은 L. acidophilus D38과 L. plantarum D70은 장관 상피세포에 대한 부착력이 낮으므로 돌연변이원을 세포에 결합시켜 체외로 배출함으로써 독성물질을 제거하는데 효과적인 것으로 확인되었다.
단백질이 풍부한 식품을 고온 하에서 조리하는 과정 중에 주로 발생되는 돌연변이원 heterocyclic amines (HCAs)에 대한 유산균의 결합력 및 제거능을 조사하였다. 당 발효능 및 16S rRNA 염기서열 분석을 통해 동정된 19종의 유산균 중 Lactobacillus acidophilus D11, Enterococcus faecium D12, Pediococcus acidilactici D19, L. acidophilus D38, Lactobacillus sakei D44, Enterococcus faecalis D66 및 Lactobacillus plantarum D70의 세포이나 배양 상등액은 3-amino-1,4-dimethyl -5H-pyrido[4,3-b]indole (Trp-P-1)과 3-amino-1-methyl-5Hpyrido [4,3-b] indole (Trp-P-2)에 의한 Salmonella typhimurium TA98 및 TA100의 돌연변이 유발을 억제할 수 있었다. HCAs에 대한 유산균 세포의 결합력은 cell wall, exopolysaccharide 및 peptidoglycan 보다 높게 나타났다.

후속연구

또한 유산균 세포에 돌연변이원을 흡착시켜 배출함으로써 체내 잔존하는 독성물질의 양을 낮추고 이로 인한 돌연변이와 암의 발생률을 억제할 수 있을 것으로 여겨진다. 따라서 HCAs에 대한 항돌연변이 활성이 있는 유산균을 발효식품이나 건강 기능성 식품 및 의약품 소재로 활용할 경우 유산균의 산업적 응용 가치를 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	HCAs의 aminoimidazole 부분은 어디에서 생성되나?	특히 조리과정 중에 주로 발생되는 돌연변이원인 heterocyclic amines (HCAs)은 주로 육류나 생선을 비롯하여 계란, 콩, 우유 및 치즈 등 고단백 식품을 주로 굽거나 기름에 튀기는 과정 중 열 분해됨으로써 생성된다(Gaubatz, 1997). HCAs의 aminoimidazole 부분은 육류나 생선류의 creatine과 creatinine으로부터 생성되며, 그 외에도 Maillard 반응을 통해 아미노산과 당류의 반응물로부터 발생된다(Jägerstad et al., 1991).
	조리된 육류로부터 발생되는 heterocyclic amines의 종류는?	, 1991). 조리된 육류로부터 발생되는 HCAs은 약 20여 종으로 가장 대표적인 종류인 2-amino1-methyl-6-phenylimidiazo[4,5-b]pyridine (PhIP)은 creatinine, phenylalanine 및 glucose 혼합물의 가열에 의해 형성되므로 구운 쇠고기, 베이컨, 생선 및 가금류 내에 약 1–50 ng/g 정도 존재한다(Skog et al., 1998).
	heterocyclic amines는 어떻게 생성되는가?	특히 조리과정 중에 주로 발생되는 돌연변이원인 heterocyclic amines (HCAs)은 주로 육류나 생선을 비롯하여 계란, 콩, 우유 및 치즈 등 고단백 식품을 주로 굽거나 기름에 튀기는 과정 중 열 분해됨으로써 생성된다(Gaubatz, 1997). HCAs의 aminoimidazole 부분은 육류나 생선류의 creatine과 creatinine으로부터 생성되며, 그 외에도 Maillard 반응을 통해 아미노산과 당류의 반응물로부터 발생된다(Jägerstad et al.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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