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Characteristics and Physiological Functionalities of Unrecorded Yeasts from Wild Flowers of Seonyudo in Jeollabuk-do, Korea
Characteristics and Physiological Functionalities of Unrecorded Yeasts from Wild Flowers of Seonyudo in Jeollabuk-do, Korea
Microbiology and Biotechnology Letters. 2014. Dec, 42(4): 402-406
Copyright © 2014, The Korean Society for Microbiology and Biotechnology
  • Received : September 12, 2014
  • Accepted : November 25, 2014
  • Published : December 28, 2014
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세희 현
상민 한
종수 이
biotech8@pcu.ac.kr

Abstract
본 연구에서는 아직까지 우리나라 미생물관련 학술지에 보고되어 있지 않은 Rhodosporidium diobovatum SY4-2, Cryptococcus bestiolae SY7-1, Kazachstania unispora SY14-1, Kazachstania servazzii SY14-3, Pichia holstii SY20-2와 Cryptococcus tephrensis SY26-1 등 6종의 새로운 국내 미기록 효모들을 전라북도 고군산열도의 선유도 일대 야생화들에서 분리, 동정된 61균주에서 선별하였다. 이들 균주들 모두 구형과 난형으로 50% 포도당을 함유한 YPD 배지에서 잘 생육하였고, Pichia holstii SY20-2는 20% NaCl을 함유한 YPD 배지에서 생육하는 극도 호염성 효모이었다. Cryptococcus tephrensis SY26-1은 포도당을 자화시키지 못하였으나 Cryptococcus bestiolae SY7-1과 함께 유당을 자화시켰다. 6종의 미기록 효모 균주들의 생리기능성을 조사한 결과 이들 균주들의 무세포추출물들의 항당뇨성 α-glucosidase 저해활성이 86.8-98.6%로 매우 높았고, 특히 Kazachstania servazzii SY14-3의 무세포추출물이 98.6%로 가장 높았다. 또한, 미기록 효모 균주들의 배양상등액의 항고혈압성 안지오텐신 전환효소 저해활성도 58.6-80.4%로 비교적 높았다.
Keywords
지금까지 대부분의 효모들은 전통 발효 식품이나 누룩, 메주 등과 같은 이들의 발효제나 주, 부원료등에서 분리되었고 일부는 꿀과 같이 당을 함유한 식재료등에서 분리, 동정되었다 [15 , 19 , 20 , 23] . 최근 필자 등은 전국 각지의 자연환경에 서식하고 있는 효모들의 종 다양성을 조사하고 이들로부터 산업적 유용 균주를 선발하고자 도시와 해안 [4 , 10 , 22 , 24] , 산 [25] 과 섬 [3 , 8 , 10] 및 과수원 [5] 과 수목원 [6] 등지의 야생화들로부터 효모들을 분리, 보고하였고, 이들 중 국내 처음 보고되는 미기록 효모 균주들을 선발하여 이들의 특성을 조사하여 보고하였다 [4 , 7 , 9] . 또한 전라북도 고군산열도의 선유도 일대에서 채집한 야생화들로부터 61종의 효모들을 분리하여 이들의 26S rDNA의 D1/D2 부위의 염기서열을 확인한 후 NCBI의 BLAST를 사용하여 데이터베이스에 등록되어 있는 효모들과의 분자생물학적 상동성을 확인하여 동정, 보고하였다 [4 , 7 , 9] .
본 연구에서는 이들 선유도 야생화들에서 분리한 61종의 효모들 중 아직까지 국내에 보고되지 않은 6종의 미기록 효모들을 선별하여 SM (potassium acetate-yeast extract-dextrose) 배지에서 배양한 세포의 염색과 GPY (glucosepeptone-yeast extract) 고체배지에서 배양한 세포의 염색법 등으로 이들의 포자와 의균사 형성 유무등의 형태적 특징과 배양학적 특성을 조사하였다 [7 , 9] .
또한 미기록 효모들을 30℃에서 24시간 YPD 배지에서 배양한 후 원심분리(8000 × g)하여 얻은 배양상등액과 세포를 초음파균체파쇄기로 파쇄하여 얻은 무세포추출물을 각각 동결건조 시킨 후 주요 생리기능성으로 항당뇨성 α-glucosidase 저해활성과 항고혈압성 Angiotensin I-converting enzyme (ACE) 저해활성, superoxide dismutase 유사활성, 항통풍성 xanthine oxidase 저해활성, 미백성 tyrosinase 저해활성과 항산화 활성 등을 전보 [3 , 7 , 9 , 13 - 15] 와 같이 측정하였다.
2014년 전라북도 고군산열도의 선유도 일대 야생화들에서 분리, 동정한 61종의 효모 [3] 들에 대하여 다양한 문헌 등을 토대로 국내 기록여부를 조사한 결과 무포자 효모인 Cryptococcus bestiolae SY7-1, Cryptococcus tephrensis SY26-1과 유포자 효모인 Kazachstania unispora SY14-1, Kazachstania servazzii SY14-3, Pichia holstii SY20-2, Rhodosporidium diobovatum SY4-2가 국내 미기록종으로 확인되었다.
위와 같이 선별한 국내 미기록 효모 균주들의 형태적 특징을 조사한 결과 모양은 주로 구형과 난형으로 출아법으로 영양증식을 하였으며 R. diobovatum SY4-2, P. holstii SY20-2는 포자를 형성하였고 C. tephrensis SY26-1만이 의균사를 형성하였다( Table 1 ).
Morphological and cultural characteristics of the newly reporting yeasts from wild flowers of Seonyudo in Jeollabuk-do, Korea.
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*O, Oval; G, Globose; B, Budding.
선별된 미기록 균주들 모두 yeast extract – malt extract (YM)와 yeast extract peptone dextrose (YPD) 배지와 비타민이 함유되어 있지 않은 배지 등에서 생육하였고, 특히 50% 포도당을 함유한 YPD 배지에서 잘 생육하는 내당성 효모들이었다. 또한, P. holstii SY20-2는 20% NaCl을 함유한 YPD 배지에서도 생육하는 극도 호염성 효모이었다. Cryptococcus tephrensis SY26-1만이 포도당을 자화시키지 못하였으나 Cryptococcus bestiolae SY7-1과 함께 유당을 자화시켰다. 또한 Kazachstania unispora SY14-1은 탄소원에 대한 자화성이 단순하여 단지 포도당과 galactose와 glycerol 만을 자화시켰다.
이들 국내 미기록 효모들에 관한 국외 연구로 Cryptococcus bestiolae 는 Thanh 등 [29] 이 여주 열매 좀 벌레인 Conopomorpha sinensis Bradley로부터 처음 분리하여 몇 가지 특징을 보고하였고, Vishniac [30] 는 Iceland에서 Cryptococcus tephrensis 를 분리, 보고하였다. 또한, 최근까지 Saccharomyces unisporus 로 알려진 Kazachstania unispora 는 Bessmeltseva 등 [1] 에 의하여 Sourdough에서 우점균으로 처음 분리, 보고되었고, Limtong 등 [21] 은 태국의 숲 속 토양에서 처음으로 Kazachstania unispora Kazachstania servazzii 등을 분리하여, 균학적 특징을 보고하였다. Pichia(Hansenula) holstii 에 관해서는 이당류 합성능 [2] 과 페놀 제거용 폐수처리제의 산업적 응용성이 보고되었고 [28] , Newell 등 [26] 과 Seshadri 등 [27] Rhodosporidium diobovatum 의 일부 생리적 특성에 대하여 보고하였다.
그러나 본 연구에서와 같이 자세한 균학적 특성과 이들의 주요 생리기능성등은 보고되지 않았다. 따라서 이들 각각의 배양상등액과 무세포추출물들의 항당뇨성 α-glucosidase 저해 활성과 항고혈압성 ACE 저해활성, SOD 유사활성, 항통풍성 xanthine oxidase 저해활성, 미백성 tyrosinase 저해활성 및 항산화활성을 측정한 결과는 Table 2 와 같다.
Physiological functionalities of the supernatants and cell-free extracts from the newly reporting yeasts isolated from Seonyudo, Korea.
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*ACE, angiotensin I-converting enzyme; SOD, superoxide dismutase; XOD, xanthine oxidase Sup, Supernatant; Cell-free ext, Cell-free extract n.d, not detected or <5%
항고혈압성 ACE 저해활성은 모든 미기록 효모들의 배양 상등액에서 58.6-80.4%로 비교적 높은 활성을 보였고 항당뇨성 α-glucosidase 저해 활성은 무세포추출물에서 미기록 효모 모두 85% 이상의 높은 활성을 보였다( Table 2 ). 특히 Kazachstania servazzii SY14-3은 98.6%로 가장 높은 α-glucosidase 저해활성을 보였으며 이 결과는 필자등이 보고한 Pichia burtonii Y257-7 효모의 90.9% [14] 보다도 높은 활성이었다. 따라서, Kazachstania servazzii SY14-3를 이용한 α-glucosidase 저해물질 생산 최적조건을 검토한 결과 Fig. 1 과 같이 Kazachstania servazzii SY14-3를 YPD배지에 접종하여 30℃에서 24시간 배양하여 얻은 무세포추출물이 98.6%의 높은 저해활성을 보였다.
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Effect of cultural time on the growth and α-glucosidase inhibitory activity of Kazachstania servazzii SY14-3. Growth and α-glucosidase inhibitory activities of Kazachstania servazzii SY14-3 were determined after incubated in YPD medium at 30℃ for each time.
한편, 항산화활성은 모든 미기록 효모 균주들의 무세포추출물에서 없었고 배양상등액에서도 없거나 15% 이하로 매우 낮았다. 또한, SOD 유사활성, 항통풍성 xanthine oxidase 저해활성과 미백관련 tyrosinase 저해활성도 배양상등액과 무세포추출물 모두에서 활성이 없거나 30% 미만의 낮은 활성을 보였다( Table 2 ).
Acknowledgements
This study was funded by the project on survey and excavation of Korean indigenous species of NIBR under the Ministry of Environment, Republic of Korea.
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