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인천 연안에서 분리한 원유 분해 미생물의 특성 연구
Characterization Study of Crude Oil Degrading Microbiology Isolated from Incheon Bay 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.24 no.6 = no.170, 2014년, pp.694 - 699  

최혜진 (인천보건환경연구원) ,  오보영 (인천보건환경연구원) ,  한영선 (인천보건환경연구원) ,  허명제 (인천보건환경연구원) ,  김종국 (경북대학교 생명공학부)

초록
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토착 미생물은 친환경적 정화에 중요한 역할을 한다. 원유(crude oil)를 분해하는 80균주를 인천 연안에서 분리하고 oil film collapsing방법을 이용하여 유화능이 있는 12균주를 선별하였다. 이들 균주에 대해 ${\rho}$-nitrophenyl butylrate를 기질로 이용하여 리파아제(lipase)활성과 n-hexanedecane을 기질로 이용하여 유화(emulsification)활성을 측정하여 원유 분해 활성이 좋은 Incheon9를 선별하고 gas chromatography (FID)로 paraffine계 탄화수소를 감소시키는 것을 확인하였다. 이 균주의 16s rRNA유전자 분석을 통해 Acinetobacter sp.로 동정하고 NCBI에 등록하여 accession code (KF548540)를 부여 받았다. Acinetobacter sp. Incheon9의 성장과 유화능이 최적 배양 조건은 $20^{\circ}C$, pH 7, 1% NaCl였으며 대수증식기 기간에 가장 높은 유화능을 보였으며 탄화수소가 짧은 trybutyrin에서 분해능력이 좋았다. 이번 연구결과는 환경오염에 활용 가능한 미생물자원군의 확보를 위한 연구였으며 추후 활용을 위해서는 실제 환경에서 동일한 활성을 가지는지 여부에 대한 연구가 추가로 진행되어야 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Indigenous microorganisms play decisive roles in biodegradation. In this study, eighty strains of hydrocarbon-degrading microbes were isolated from Incheon Bay. Among them, 12 strains were selected by an oil film collapsing method. The bacterial strain 'Incheon9' was eventually selected based on its...

주제어

#Acinetobacter sp   #   #bioemulsifier   #biosurfactant   #lipase   #oil-degradation  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 최근 선박의 대형화와 물류량의 증가로 그 위험성이 높아지고 있는 인천 연안의 갯벌에서 원유를 탄소원과 에너지원으로 사용할 수 있는 미생물을 분리하였다. 이들 미생물을 대상으로 원유를 분해할 수 있는 리파아제(lipase)의 활성과 계면활성을 시킬 수 있는 유화활성(emulsification activity)을 측정하여 추후 환경정화에 사용될 생물학적 자원을 확보하고자 하였다.
  • 또한 갯벌은 예전부터 새우잡이, 꽃게잡이 어선들에 의해 꾸준히 항구로 활용되어 해양 오염의 가능성이 상존해왔다. 최근 선박의 대형화와 물류량의 증가로 그 위험성이 높아지고 있는 인천 연안의 갯벌에서 원유를 탄소원과 에너지원으로 사용할 수 있는 미생물을 분리하였다. 이들 미생물을 대상으로 원유를 분해할 수 있는 리파아제(lipase)의 활성과 계면활성을 시킬 수 있는 유화활성(emulsification activity)을 측정하여 추후 환경정화에 사용될 생물학적 자원을 확보하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유출된 원유 처리를 위해, 유처리제를 사용하는 것의 단점은? 유출된 소량의 원유는 자연 분해되기도 하지만 일시에 다량의 원유가 유출되게 되면 오일펜스를 전장하여 유출유를 포획하고 유흡착재를 이용하여 기름을 회수하는 물리적인 방법이 우선 시행된다. 동시에 유처리제를 살포하여 잔여 유류를 분산처리하는 화학적 방법 이용되고 있으나 이러한 방법들은 지속적인 효과를 내기 어려울 뿐만 아니라 추후 유처리제에 의한 2차 독성을 유발하여 생태계의 자정능력을 저하시킨다. 이에 최근에는 미생물을 이용한 친환경방법인 생물정화기법(bioremediation)이 선호되고 있다.
생물계면 활성제의 역할은 무엇인가? 원유 분해 미생물은 원유를 에너지원으로 이용하는 과정에서 기질을 생분해하며 생물계면활성제를 생산한다. 생물계면 활성제(biosurfactant)는 양친매성(amphiphilicity)을 가지며 원유를 유화시켜 다른 종류의 생물들이 에너지원으로 이용하기 용이하도록 만들어준다. 미생물이 생산하는 생물계면활성제는 화학적 물질보다 독성이 낮고 환경에 적응하기 위해 다양한 구조를 가지고 있으며 발효에 의한 대량생산이 가능하여 선호되고 있다.
미생물을 이용한 친환경방법인, 생물정화기법 사용이 권장되는 곳은? 이에 최근에는 미생물을 이용한 친환경방법인 생물정화기법(bioremediation)이 선호되고 있다. 이 방법은 환경정화능력이 있는 미생물을 오염된 환경에 투입하거나 토착 미생물의 생존이 최적화 되도록 생태계의 환경을 변화시키는 것으로 주로 부유 퇴적물의 오염도가 높은 곳, 습지나 갯벌 지역, 생물 자원이 풍부한 지역등에 권장되고 있다[11, 13, 15]. 실제 Exxon Valdez호의 유류 유출 사고 시 알라스카 해안을 오염시킨 원유를 Pseudomonas aeruginosa를 이용하여 일부 제거하였으며 현재에도 Acinetobacter, Norcadia, Micrococcus, Bacillus속 등 원유 분해 미생물을 분리하여 환경에 적용하고자 하는 연구가 이뤄지고 있다[2, 9, 10].
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참고문헌 (18)

  1. Atlas, R. M. 1981. Microbial degradation of petroleum hydrocarbon an environmental perspective. Microbiol Rev 45, 180-239. 

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  3. Bulow, L. and Mosbach, K. 1987. The expression in E.coli of a polymeric gene coding for and esterase mimic catalyzing the hydrolysis of p-nitrophenyl esters. FEBS Lett 210, 147-152. 

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  7. Hemila, H., Koivula, T. T. and Palva, I. 1994. Hormone sensitive lipase is closely related to several bacterial proteins, and distantly related to acetyl cholinesterase and lipoprotein lipase: Identification of a super family of esterase and lipase. Biochim Biophys Acta 1210, 249-253. 

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  8. Jain, D. K., Collins, T. D. L., Lee, H. and Trevors, J. T. 1991. A drop collapsing test for screening surfactant producing microorganism. J Mirobiol Methods 13, 271-279. 

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  10. Kim, H. J., kim, B. J., Ha, S. D., Hwang, S. H. and Kong, J. Y. 1999. Biodegradation of crude oil by marine bacterium Pseudomonas sp. CHCS-2 and composition of the biosurfactant. KSBB J 14, 192-197. 

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  17. Van der Mei, H. C., Van der Belt-Gritter, B. and Busscher, H. J. 1995. Implication of microbial adhesion to hydrocarbons for evaluating cell surface hydrophobicity adhesion mechanism. Colloids Surf B Biointerfaces 5, 117-126. 

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  18. Vaughan, M., Berger, J. E. and Steinberg, D. 1964. Hormonesensitive lipase and mono glyceride lipase activities in adipose tissue. J Biol Chem 239, 401-409. 

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