초록 ▼

1. 연구목표
본 연구는 새로운 생리활성물질(식품․의약소재) 생산을 위한 메타제노믹스 기법을 이용한 발효식품으로부터 생물전환효소 개발 관한 것이다.

2. 연구결과
1) 재래식 및 공장식 장류의 미생물 다양성 및 향기성분 분포
￭ 세균: 4종의 공장식 된장에서의 우점종은 Tetragenococcus halophilus로 CJWD는 65.0%, SSD는 47.5%, EMD는 35.0% 및 HCDD는 30.0% 이었다. 4종의 재래식 된장에서의 우점속은 Bacillus 속(1TDJ 및 2TDJ, 97.5%),

1. 연구목표
본 연구는 새로운 생리활성물질(식품․의약소재) 생산을 위한 메타제노믹스 기법을 이용한 발효식품으로부터 생물전환효소 개발 관한 것이다.

2. 연구결과
1) 재래식 및 공장식 장류의 미생물 다양성 및 향기성분 분포
￭ 세균: 4종의 공장식 된장에서의 우점종은 Tetragenococcus halophilus로 CJWD는 65.0%, SSD는 47.5%, EMD는 35.0% 및 HCDD는 30.0% 이었다. 4종의 재래식 된장에서의 우점속은 Bacillus 속(1TDJ 및 2TDJ, 97.5%), Enterobacter 속(3TDJ, 47.5%) 및 Pseudomonas 속(4TDJ, 80.0%) 있었다.
￭ 효모: 4종의 공장식 된장에서의 우점종은 CJWD에서는 Zygosaccharomyces pseudorouxii가 37.5%, SSD에서는 Pichia farinosa CBS 185가 37.5%, EMD에서는 역시 Pichia farinosa CBS 185 45.0% 및 HCDD에서는 Candida mogii가 45.0% 이었다. 4종의 재래식 된장에서의 우점속은 Pichia 속(1TDJ, 22.5%), Zygosaccharomyces 속(2TDJ 및 4TDJ, 92.5% 및 47.5%) 및 Candida 속 (3TDJ, 75.0%) 있었다.
￭ 향기성분: Linoleic acid ethyl ester, n-hexadecanoic acid, benzeneacetaldehyde, butanal, 3-methyl-, benzene 및 hydrazine 등이 주요 향기성분 있었다.

2) 장류 유래 생물전환용 Bacillus 균주의 기능성 대사체 분석
￭ B. subtilis CS90: B. subtilis CS90 이용 콩 발효물(청국장)을 제조하고, 발효 중 기능성 대사체를 분석한 결과 비배당체 isoflavone과 flavanols, gallic acid 등 발효 중에 증가하였고, 이에 상응하여 β-glucosidase 및 esterase 효소활성과 DPPH 라디칼 소거 활성은 53.6%에서 93.9%로 증가하였다.
￭ B. subtilis CSY191: 전통 된장에서 분리한 생균제제 B. subtilis CSY191로부터 미생물 유래 기능성 대사체인 surfactin을 분리하고 분광학적 기법을 구조, 동정하였다. 콩 발효물을 제조하고 발효 중 surfactin과 isoflavone 함량 변화를 살펴 본 결과 발효 중 surfactin과 비배당체 isoflavone 함량이 증가하였다. 항산화 활성 및 유방암과 대장암에 대한 항암 활성 역시 발효가 진행되면서 증가하였다.

3) 미생물 및 메타게놈 라이브러리로부터 생물전환효소 선발 및 특성
￭ 장류(간장)로부터 메타게놈 라이브러리 구축: 장류(간장)으로부터 40 kb cosmid metagenomic library를 구축하였다.
￭ 생물전환효소 선발 및 특성: 장류 metagenomic library로부터 BS-BglH와 BA-BglH를 선발하였고 생화학적 특성을 확인하였고, 반추위 metagenomic library로부터 carboxylesterase 유전자 est4S를 선발하였다.
￭ 분자진화기술 이용 생물전환효소 개량: 반추위 metagenomic library에서 선발한 cel9E와 xyn10A는 인접해서 나란히 위치하고 있어 site-directed mutagenesis법을 이용하여 Cel9E-Xyn10A 융합 단백질을 제조하고 생화학적 특성을 확인하였고, Paenibacillus polymyxa GS01에서 선발한 xyn10A와 lin16A를 overlap PCR법을 이용하여 Xyn43A-Lin16A 융합 단백질을 제조하고 생화학적 특성을 확인하였다.
￭ 미생물 유래 peptide성 화합물 합성 유전자: B. pumlius HY1로부터 surfactin을 분리하였고, surfactin operon은 srfAA, srfAB, srfAC, srfAD, aat, yckB, yckC, yckD, sfp로 구성되었다.

4) Flavonoids 계열 화합물 확인
￭ 콩 품종별 soluble phenolics 화합물: 녹색콩의 경우 평균적으로 isoflavone 함량이 3079.42 ug/g으로 가장 높았으며, 검정콩의 주요 anthocyanin은 cyanidin-3-0-glucoside, delphinidine-3-0-glucosie 및 petunidin-3-0-glucosie 이며, 평균 함량은 각각 11.046, 1.971, 0.557mg/g 으로 나타났다.
￭ 적하수오로부터 flavonoid 계열 화합물: 적하수오로부터 총 6 종의 flavonoid 계열 화합물인 2,3,5,4′-tetrahydroxystilbene-2-glucoside, rhein, emodin, chrysophanol, quercitrin 및 catechin 확인하였다.
￭ 2,3,5,4′-tetrahydroxystilbene-2-glucoside 변화: 효소반응을 시킨 결과 비배당체 형태인 2,3,5,4′-tetrahydroxystilbene으로 전환된 것을 확인하였다.